اثر سميت يوني كلريد سديم بر برخي خصوصيات فيزيولوژيكي و بيوشيميايي گياه نعناع سبز (Mentha spicata L.)

Effects of ionic toxicity of sodium chloride on some physiological and biochemical characteristics of spearmint (Mentha spicata L.)

سابقه و هدف: شوري خاك يكي از مهمترين عوامل محدود كننده توليدات گياهي مي باشد. خشكي فيزيولوژيكي ناشي از تنش شوري يكي از علل اصلي محدود كننده جذب آب از خاك است. علاوه‌بر اين افزايش جذب نمك توسط گياهان باعث اختلال در فرآيندهاي سلولي و فيزيولوژيكي مي شود. نعناع سبز (spicata L. Mentha) از خانواده نعناعيان در خاك هاي شني اسيدي به خوبي رشد مي كند و شرايط نوري متوسط و رطوبت بالاي خاك را ترجيح مي دهد. نعناع از منابع غني تركيبات پلي فنلي مي باشد، بنابراين داراي خاصيت آنتي اكسيداني است. اين آزمايش به‌منظور بررسي اثر شوري بر برخي فرآيندهاي فيزيولوژيكي و بيوشيميايي گياه نعناع سبز انجام شد. مواد و روش ها: اين تحقيق در سال 1392 در دانشكده كشاورزي دانشگاه فردوسي مشهد، به صورت فاكتوريل در قالب طرح كاملاً تصادفي با 4 تكرار انجام شد. در اين آزمايش اثر سميت عناصر كلر و سديم بر برخي شاخص‌هاي فيزيولوژيكي و بيوشيميايي نعناع سبز مورد بررسي قرار گرفت. تيمارهاي آزمايش شامل 5 سطح شوري (صفر 30، 60، 90 و 120 ميلي مولار) كلريد سديم و سه زمان نمونه برداري (90، 100 و 110 روز پس از كاشت) بودند. صفات اندازه گيري شده شامل غلظت كلروفيل، محتواي نسبي آب برگ، نشت الكتروليت، پرولين، قندهاي محلول، شاخص سبزينگي گياه (SPAD)، فعاليت آنتي اكسيدانتي، فنل كل و هدايت روزنه اي بودند. يافته ها: نتايج نشان داد كه شوري و زمان نمونه برداري هر كدام به تنهايي اثر معني داري بر محتواي نسبي آب برگ، كلروفيل a، كلروفيل b، كلروفيل كل، شاخص سبزينگي، فعاليت آنتي اكسيدانتي و نشت الكتروليت داشتند. شوري همچنين اثر معني داري بر هدايت روزنه اي داشت، در حالي‌كه زمان نمونه برداري تاثيري بر اين صفت نداشت. اثرات متقابل شوري و زمان نمونه برداري بر شاخص سبزينگي، پرولين و محتواي نسبي آب برگ معني دار شد. بيشترين (72/106 درصد) و كمترين (38/65 درصد) محتواي نسبي آب برگ به‌ترتيب در تيمار شاهد و اولين زمان نمونه برداري و تيمار 90 ميلي مولار و سومين زمان نمونه برداري مشاهده شد. بيشترين (49/50 درصد) و كمترين (42/19 درصد) نشت الكتروليت به ترتيب در تيمار 120 ميلي مولار كلريد سديم و شاهد به‌دست آمد. زمان نمونه برداري بر مقدار قند محلول، فنل كل و پرولين اثرمعني داري داشت. با گذشت زمان محتواي نسبي آب برگ، پايداري غشا ، كلروفيل a، كلروفيل b و كلروفيل كل كاهش يافتند. نتيجه گيري: با توجه به نتايج به دست آمده افزايش سطوح شوري سبب كاهش محتواي نسبي آب برگ، كلروفيل و هدايت روزنه اي، افزايش نشت الكتروليت و فعاليت آنتي اكسيدانتي نعناع سبز گرديد؛ ولي بر ميزان پرولين، قند محلول و فنل كل تاثيري نداشت. به‌نظر مي رسد كه نعناع سبز گياهي حساس به شوري است و شوري بيش از 30 ميلي مولار كلريد سديم را نمي تواند تحمل كند.

Background and objectives: Soil salinity is one of the most important and limiting factor of plant productions. Physiological drought resulting from salinity stress is one of the main reasons of limiting water absorption from soil. Moreover, increasing the salt absorption is caused to disorder in physiological and cellular processes. Spearmint (Mentha spicata L.) is from Lamiaceae family. This plant grows well in acidic sandy soils and prefers middle light and high soil humidity conditions. Spearmint is rich source of polyphenolic compounds, so it has antioxidant property. This experiment is conducted to study the effect of some physiological and biochemical processes. Materials and methods: This study was performed in Agricultural Faculty of Ferdowsi University of Mashhad as factorial based on randomized complete design with four replications in 2013. In this experiment the effects of ionic toxicity of Na+ and Cl- on some physiological and biochemical characteristics of spearmint was investigated. The treatments of experiment were included five levels of salinity (0, 30, 60, 90 and 120 mM) sodium chloride and three sampling times (90, 100 and 110 days after planting). The measured characteristics were included chlorophyll concentration, leaf relative water contents, electrolyte leakage, proline, soluble sugars, leaf SPAD, antioxidant activity, total phenol and stomatal conductance. Results: The results showed that salinity stress and sampling time each one individually had significant effect on relative water content, chlorophyll a and b, total chlorophyll, leaf SPAD, antioxidant activity and electrolyte leakage. Salinity also had significant effect on stomatal conductance, whereas sampling time had no influence on these characteristics. Interaction effects of salinity stress and sampling time on SPAD, proline and leaf relative water contents were significant. The highest (106.72%) and lowest (65.38%) relative water contents were observed at control and first sampling time, and 90 mM sodium chloride and third sampling time, respectively. The highest (50.49%) and lowest (19.42%) electrolyte leakage were obtained in 120 mM sodium chloride and control, respectively. Sampling time had significant effect on soluble sugars, total phenol and proline. Relative water content, membrane stability, chlorophyll a, b and total chlorophyll decreased over the time. Conclusion: According to the obtained results, rising the salinity levels cause to decrease relative water contents, chlorophyll and stomatal conductance, increase electrolyte leakage and antioxidant activity, and had no effect on proline, soluble sugars and total phenol. It appears that spearmint is sensitive to salinity stress and it can not tolerate salinity levels more than 30 mM sodium chloride.