تأثير الرش بالنتروجين والبوتاسيوم النانوي في تحسين بعض الصفات الفسلجية والكيموحيوية وتحمل نبات الاقحوان (Calendula officinalis L . ) تحت ظروف الاجهاد المائي

اطروحة دكتوراه

اسم الباحث : عقيل عبد العباس عبد الزهره جبر السوداني

اسم المشرف : أ . د . قيس حسين عباس السماك

الكلمات المفتاحية : Nano-fertilizers, Water stress, Calendula officinalis, Abiotic stress, Nanomaterials, Antioxidant enzymes

الكلية : كلية التربية للعلوم الصرفة

الاختصاص : علوم الحياة-النبات

سنة نشر البحث : 2025

تحميل الملف : اضغط هنا لتحميل البحث

بهـدف دراسة تأثير الرش بالنتروجين والبوتاسيوم النانويين في بعض الصفات الفسلجية والكيموحيوية لنبات الاقحوان (Calendula officinalis L . ) تحت ظروف الاجهاد المائي، أجريـت تجربة عاملية على وفق التصميم تام التعشية Completely Randomized Design (CRD) بثلاثة مكررات في أصص بلاستيكية في كلية الزراعة/ جامعة كربلاء خلال الموسم الزراعي الشتوي بتاريخ (1-10-2023) واستمرت التجربة لغاية نهاية الموسم الشتوي (15/4/2024). ضمت التجربة ثلاثة عوامل (عاملين بثلاث تراكيز لكل منهما وعامل بمستويين) وبثلاثة مكررات ،تمثل العامل الأول بمستويين من ماء الري بإضافة 50 % و 100 % من قيمة السعة الحقلية والتي رمز لها S1 و S2 عـلى التوالي . اما العامل الثاني فتمثل بالرش الورقي بثلاثة تراكيز مختلفة من سماد النتروجين النانوي السائل وهــي 0 و 2 و 4 مل لتر-1 والتي رمز لها N0 وN1 وN2 على التـوالـي ، وتمثل العامل الثالث الرش الورقي بثلاثة تراكيز مختلفة من سماد البوتاسي النانوي وهــي 0 و 2 و 4 غم لتر-1 والتي رمز لها K0 وK1 وK2 على التـوالـي ، ووزعـت المعاملات عـشـوائياً على جميع الوحدات التجريبية ، تضمنت التجربة 54 وحدة تجريبية . وقـد حُلِلَتْ البيانات إحصائيًاً حسب التصميم المتبع وتمَّتْ المقارنة بين المتوسطات على مستوى احتمالية (0.05) . شملت التجربة دراسة بعض الصفات المظهرية والفسلجية والكيموحيوية في أوراق النبات فضلاً عن دراسة طبيعة المواد الفعالة للمستخلص الزيتي في أزهار نبات الأقحوان.
بينت نتائج الدراسة الآتي:
1. أثّر مستوى الإجهاد المائي بإضافة ماء ري 50 % من قيمة السعة الحقلية معنوياً بالانخفاض في معظم الصفات المظهرية والفسلجية والكيموحيوية لنبات الاقحوان منها إرتفاع النبات وعدد الاوراق والأزهار وقطر الساق والزهرة والمساحة الورقية الكلية والوزن الجاف للمجموع الجذري ومحتوى الماء النسبي والكلوروفيل والنتروجين والفسفور والبوتاسيوم باستثناء طول الجذر والبرولين وحامض الابسيسك وفعالية انزيمات الكاتليزCAT والسوبر أوكسايد دسميوتيز SOD و البيروكسيديز POD في الأوراق التي زادت قـيـم متوسطاتهـا عـنـد مستوى إضافة ماء ري بمقدار 50 % مـن قيمة السعة الحقلية، بينما أعطى مستوى ماء الري المضاف 100 % من قيمة السعة الحقلية أعلى القيم ، باستثناء طول الجذر وتركيز البرولين وحامض الابسيسك وفعالية انزيمات الكاتليزCAT والسوبر أوكسايد دسميوتيز SOD و البيروكسيديز POD في الأوراق.
2. حصلت استجابة في التأثير المنفرد للرش الورقي من سماد النتروجين النانوي السائل وسماد البوتاسي النانوي وكان أفضل تركيز هو 4 مل Nلتر-1 و 4 غم K لتر-1 إذ أعطى هذا التركيز من النتروجين والبوتاسيوم النانويين تأثير معنوي في زيادة ارتفاع النبات وعدد الأوراق والأزهار وقطر الساق والزهرة والمساحة الورقية الكلية وطول الجذر والوزن الجاف للمجموع الجذري ومحتوى الماء النسبي والكلوروفيل والنتروجين والفسفور والبوتاسيوم ، أما قيم البرولين وحامض الابسيسك وفعالية انزيمات الكاتليزCAT والسوبر أوكسايد دسميوتيز SOD و البيروكسيديز POD في الأوراق انخفضت عند تركيز الـ (4 مل لتر-1 و 4 غم لتر-1 ) قياساً مع معاملة السيطرة (0 مل لتر-1 و 0 غم لتر-1 ) .
3. أظهرت التداخلات الثنائية بين عوامل التجربة الثلاثة ( الأجهاد المائي والنتروجين والبوتاسيوم النانويين) تأثيراً معنويا ً في جميع الصفات المدروسة لنبات الاقحوان.
4. حققت معاملة التداخل الثلاثي بين الأجهاد المائي والنتروجين والبوتاسيوم النانويين فروق معنوية في جميع الصفات المدروسة لنبات الاقحوان.
5. بيَّنت الدراسة إنَّ نباتات الاقحوان التي رشت ورقياً بسماد النتروجين النانوي السائل وسماد البوتاسي النانوي بتركيز (4 مل لتر-1 و 4 غم لتر-1 ) على التوالي والمروية بماء ري بنسبة 100% من قيمة السعة الحقلية هي المُعاملة الفضلى في زيادة معظم الصفات المدروسة مثل ارتفاع النبات وعدد أوراقه وأزهاره وقطر الساق والأزهار والمساحة الورقية الكلية والوزن الجاف للمجموع الجذري ومحتواه من الكلوروفيل ومحتوى الماء النسبي ونسبة النتروجين والفسفور والبوتاسيوم .
6. حسنَ الرش بالأسمدة النانوية النتروجين والبوتاسيوم بتركيز 4 مل لتر-1 و 4 غم لتر-1 على التوالي في تحمل النبات للإجهاد المائي.
7. أظهرت الدراسة وجود بعض المواد الفعالة (الزيوت الطيارة) في بتلات الأزهار تنظم استجابة النبات للإجهاد المائي (تعمل كمضادات للأكسدة لتقاوم ظرف الاجهاد)، مثل (tau.-Cadinol و Naphthalene, 1,2,3,5,6,8a-hexahydro-4,7- dimethyl-1-(1-methylethyl)-, (1S-cis) و α-Muurolene و γ-Muurolene) .

Rp-Effect of Foliar Application of Nano-Nitrogen and Potassium in Improving Some Physiological , Biochemical Traits and the Tolerance of .pdf

In order to study the effect of spraying with nano nitrogen and potassium on some physiological and biochemical characteristics of (Calendula officinalis L.) under water stress conditions, a factorial experiment was conducted according to a Completely Randomized Design (CRD) with three replicates in plastic pots at the College of Agriculture/University of Kerbala during the winter agricultural season on (10/1/2023) and the experiment continued until the end of the winter season (4/15/2024). The experiment included three factors (two factors with three concentrations each and one factor with two levels) and three replicates. The first factor was represented by two levels of irrigation water by adding 50% and 100% of the field capacity value, which is symbolized by S1 and S2, respectively. The second factor was represented by foliar spraying with three different concentrations of liquid nano nitrogen fertilizer, namely 0, 2 and 4 ml L-1, symbolized by N0, N1 and N2, respectively. The third factor was represented by foliar spraying with three different concentrations of nano potassium fertilizer, namely 0, 2 and 4 g L-1, symbolized by K0, K1 and K2, respectively. The treatments were randomly distributed to all experimental units, and the experiment included 54 experimental units. The data were statistically analyzed according to the adopted design, and the averages were compared at the probability level (0.05). The experiment included studying some morphological, physiological and biochemical characteristics of the plant leaves, in addition to studying the nature of the active substances of the oil extract in C. officinalis flowers.
The study results showed the following:
1. The level of water stress by adding irrigation water at 50% of the field capacity value significantly decreased most of the phenotypic, physiological and biochemical characteristics of C. officinalis plants, including plant height, number of leaves and flowers, stem and flower diameter, total leaf area, dry weight of the root system, relative water content, chlorophyll, nitrogen, phosphorus and potassium, except for root length, proline, abscisic acid and the activity of catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD) and peroxidase (POD) enzymes in leaves, whose average values increased at the level of adding irrigation water at 50% of the field capacity value, while the level of added irrigation water at 100% of the field capacity value gave the highest values, except for root length, proline concentration, abscisic acid and the activity of catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD) and peroxidase (POD) enzymes in leaves.
2. A response was obtained in the individual effect of foliar spraying of liquid nano nitrogen fertilizer and nano potassium fertilizer, and the best concentration was 4 ml N L-1 and 4 g K L-1, as this concentration of nano nitrogen and potassium had a significant effect in increasing plant height, number of leaves and flowers, stem and flower diameter, total leaf area, root length, dry weight of the root system, relative water content, chlorophyll, nitrogen, phosphorus and potassium. The values of proline, abscisic acid, and the activity of catalase enzymes (CAT), superoxide dismutase (SOD) and peroxidase (POD) in the leaves decreased at a concentration of (4 ml L-1 and 4 g L-1) compared to the control treatment (0 ml L-1 and 0 g L-1).
3. The bilateral interactions between the three experimental factors (water stress, nano nitrogen and potassium) showed a significant effect on all studied traits of the C. officinalis plant.
4. The triple interaction treatment between water stress and nano nitrogen and potassium achieved significant differences in all studied traits of C. officinalis plants.
5. The study showed that C. officinalis plants that were foliar sprayed with liquid nano nitrogen fertilizer and nano potassium fertilizer at a concentration of (4 ml L-1 and 4 g L-1) respectively and irrigated with irrigation water at a rate of 100% of the field capacity value were the best treatment in increasing most of the studied traits such as plant height, number of leaves and flowers, diameter of stem and flowers, total leaf area, dry weight of the root system, its chlorophyll content, relative water content, and percentage of nitrogen, phosphorus, and potassium.
6. Spraying with nitrogen and potassium nano-fertilizers at a concentration of 4 ml L-1 and 4 g L-1, respectively, improved plant tolerance to water stress.
7. The study showed the presence of some active substances (volatile oils) in flower petals that regulate the plant’s response to water stress (act as antioxidants to resist stress conditions), such as (tau.-Cadinol and Naphthalene, 1,2,3,5,6,8a-hexahydro-4,7- dimethyl-1-(1-methylethyl)-, (1S-cis) and α-Muurolene and γ-Muurolene).