مقدمه

ذرت (Zea mays L.) به‌عنوان منبع اصلى تأمین­کننده انرژى در تغذیه دام و طیور از اهمیت ویژه­اى برخوردار است. به‌همین­دلیل افزایش سطح زیر کشت و بهبود عملکرد این محصول از اولویت خاصى برخوردار می­باشد (Tardieu, 2012). طبق گزارش فائو با­وجودی­که گندم سطح زیر کشت بالاتری نسبت به سایر غلات دارد، اما تولید و عملکرد در واحد سطح ذرت از گندم و برنج بالاتر است (FAOSTAT, 2021). علاوه­بر­این، سیلو­کردن آن به­آسانی انجام می­شود و یک علوفه خوش­خوراک با کیفیت پایدار برای دام می­باشد و انرژی بالاتری نسبت به سایر علوفه­ها دارا است (Curran & Posch, 2000). این گیاه در استان زنجان به­صورت کاملا مکانیزه کشت می‌شود و با سطح زیر کشت 1500 هکتار، کشت متداولی بین زارعین این منطقه می‌باشد. اما آلودگی خاک یکی از تنش‌های محیطی غالب در این استان است که تأثیر نامطلوبی بر عملکرد کمی و کیفی محصولات کشاورزی داشته است. به­دلیل فعالیت‌های انسان، آلودگی خاک به عناصر سنگین به­شدت در حال گسترش است. اصطلاح فلزات سنگین به عناصر فلزی با چگالی نسبتا بالا (بالاتر از 4 گرم بر سانتی‌متر مکعب) اطلاق می‌شود که حتی در غلظت‌های کم نیز سمی هستند (Hawkes, 1997). فلزات سنگین شامل کادمیوم، سرب، روی، آلومینیوم، آرسنیک، نیکل، کبالت، آهن، کروم، نقره و پلاتین هستند (Bhat et al., 2019) که اخیرا آلودگی در حال گسترش خاک با این عناصر نگرانی جدی در تولید محصولات کشاورزی به وجود آورده است (Feng et al., 2021). آلودگی خاک با فلزات سنگین منجر به اختلالات فیزیولوژیکی عمده در گیاه، کاهش زیست‌توده، کاهش رشد، کاهش کیفیت محصول، ممانعت از فتوسنتز یا اختلال در جذب مواد غذایی می‌شود (Guntzer et al., 2012‌).

استفاده از عناصر تغذیه‌ای یا هورمون‌های گیاهی از روش‌های مؤثر بر کاهش اثرات منفی تنش فلزات سنگین است.

سیلیکون دومین عنصر فراوان در خاک است که در محلول خاک به­صورت سیلیس حل­شده اسیدمونوسیلیسیک (H₄SiO₄) با غلظت 1/0 تا 6/0 میلی‌مولار وجود دارد و با همین فرم توسط گیاهان جذب می‌شود (Chen et al., 2018).

اگرچه سیلیکون جزء عناصر ضروری برای رشد گیاه دسته‌بندی نشده است، اما اثرات مثبت آن بر بسیاری از گونه‌های گیاهی تک‌لپه‌ای و دولپه‌ای گزارش شده است (Ma & Yamaji, 2015). سیلیکون اثرات منفی تنش‌های مختلف از جمله خشکی، شوری، گرما، سرما، سمیت فلزات سنگین، عدم تعادل عناصر غذایی، پاتوژن‌های گیاهی و آفات را کاهش می‌دهد
(Guntzer et al., 2012; Zhang et al., 2014) و سبب افزایش رشد، عملکرد، کیفیت محصول، فتوسنتز، تثبیت نیتروژن نیز می‌شود (Cooke & Leishman 2011;
Van Bockaven et al., 2013). اخیرا موسسه بین‌المللی تغذیه گیاهان[1] (IPNI) سیلیکون را به­عنوان عنصر تغذیه‌ای معرفی کرده است. (http://www.ipni.net/nutrifacts-northamerican).

 علاوه­بر­آن انجمن کنترل غذاهای گیاهی آمریکا[2] (AAPFCO) به­طور رسمی سیلیکون را یک عنصر مفید اعلام کرده است (http://www.aapfco.org/). سازوکارهای سم‌زدایی فلزات سنگین توسط سیلیکون عبارتند از: تثبیت فلز سمی در خاک یا محیط رشد از طریق تغییر اسیدیته خاک، رسوب فلزات سمی هم­زمان با سیلیکون، تحریک فعالیت پاداکسیدانهای آنزیمی و غیر آنزیمی، کلاته­کردن، کده‌بندی فلزات سنگین در بخش‌هایی از گیاه که به­لحاظ متابولیکی غیر فعال هستند، اصلاح بیان ژن و تغییرات ساختاری در قسمت‌های مختلف گیاه (Jia-Wen et al. 2013;
Zargar et al., 2019). نقش مثبت سیلیکون در کاهش اثرات سمی فلزات سنگین در بسیاری از گونه‌های گیاهی مانند نخود، خیار، سویا، لوبیا، جو، برنج، گوجه‌فرنگی، کدوتنبل و سورگوم گزارش شده است
 (Sahebi et al., 2015). همچنین مطالعات نشان داد که در تنش فلزات سنگین، سیلیکون از طریق تولید فیتوهورمون‌های گیاهی در تحمل تنش ایفای نقش می‌کند. سیلیکون تولید جاسمونیک‌اسید، اکسین و سالیسیلیک‌اسید را افزایش می‌دهد و از این طریق باعث تقویت غشای سلولی، کاهش نشت یونی و پراکسیداسیون لیپیدهای غشایی و بهبود تحمل تنش‌‌های غیر زنده می‌شود (Jing et al., 2021; Tripathi et al., 2020).

اسید­سالیسیلیک یا اسیدارتوهیدروکسی‌بنزوئیک که از مشتقات فنولی است به‌عنوان تنظیم‌کننده چندین فرایند فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی، پیغام­رسان گیاهی، رشد و نمو گیاه، سیستم دفاعی گیاه و پاسخ به تنش‌های زنده و غیر زنده در نظر گرفته می‌شود (Wani et al., 2017). مطالعات اخیر نشان داده است که اسید­سالیسیلیک در محافظت از گیاه در برابر تنش عناصر سنگین از طریق جذب و یا تجمع این عناصر در اندامک‌های گیاه، تقویت سیستم دفاعی آنتی‌اکسیدانی و حذف گونه‌های فعال اکسیژن، نقش محوری ایفا می‌کند (Wang et al., 2019; Dalvi & Bhalerao, 2013).

از ­آنجایی­که استان زنجان جزء استان‌های صنعتی کشور به شمار می‌رود و دارای معادن مختلف از جمله معدن و کارخانه سرب و روی انگوران می‌باشد، رهاسازی پساب‌های این کارخانه‌ها، بخار ناشی از این مراکز صنعتی و آلاینده‌های موجود در جو ناشی از فعالیت این معادن و کارخانه‌ها توسط فرونشست‌های اتمسفری در خاک مزارع تجمع و تثبیت می‌شوند. به­همین­علت غلظت فلزات سنگین در خاک مزارع این مناطق به حد آلودگی یا بالاتر از ‌آستانه آلودگی رسیده است (این اطلاعات به­صورت محرمانه و شفاهاً از مسئولان سازمان جهادکشاورزی و سازمان محیط زیست استان زنجان گرفته شده است) با­توجه­به نقش مؤثر تنظیم‌کننده‌های رشد و تغذیه عناصر غذایی نظیر سیلیکون بر بهبود تحمل تنش فلزات سنگین، هدف از اجرای این تحقیق بررسی تأثیر استفاده از سیلیکون و اسیدسالیسیلیک‌ بر عملکرد و صفات فیزیولوژیک ذرت در دو مزرعه آلوده به فلزات سنگین (مجاور کارخانه‌های مذکور) بود.

مواد و روش‌ها

این آزمایش به­صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی با سه تکرار در سال 1399 در دو مزرعه واقع در استان زنجان که از نظر موقعیت جغرافیایی متفاوت بودند اجرا شد. مزارع شامل 1- مزرعه رحیمی واقع در جاده بیجار در جنوب شهر زنجان و در مجاورت محل استقرار اکثر کارخانه‌های سرب و روی استان (در مختصات 36.37 درجه شمالی و 48.25 درجه شرقی) و 2- مزرعه مولوی واقع در جاده دندی در جنوب غربی شهر زنجان و در مجاورت جاده معدن سرب و روی انگوران (در مختصات 36.62 درجه شمالی و 48.40 درجه شرقی) بود. فاکتورهای آزمایش شامل محلول‌پاشی اسیدسالیسیلیک (ساخت مرک آلمان با خلوص 92 درصد) در چهار سطح صفر، 600، 1200 و 1800 میکرو­مولار و محلول‌پاشی نانوسیلیکون (ساخت هیستون آمریکا با خلوص 98 درصد) در چهار سطح صفر، 600، 1200و 1800 میلی‌مولار بود. محلول‌پاشی تیمارها در دو مرحله 1) هشت تا ده برگی و 2) ظهور ابریشم توسط سم‌پاش دستی انجام شد. به­منظور جذب بیشتر، محلول­پاشی در ساعات صبح یا عصر و با افزودن سورفاکتانت (توئین20 با کد 9005-64-5- ساخت شرکت مرک آلمان با غلظت 01/0 درصد) انجام ‌شد. رقم ذرت مورد استفاده رقم ماکسیما بود. قبل از اجرای آزمایش نیز نمونه خاک به­صورت تصادفی از عمق 0-30 سانتی‌متر زمین محل اجرای آزمایش در هر دو مکان، برداشت و جهت تعیین خصوصیات خاک به آزمایشگاه منتقل شد که نتایج آن در جدول 1 آمده است. طبق مرور منابع انجام­شده حد مجاز عناصر سرب، روی و کادمیوم در خاک به­ترتیب 55، 16 و 76/0 میلی گرم در کیلوگرم گزارش شده است (Crommentuijn & Polder, 1997; Vodyanitskii, 2016). بنابراین جدول 1 نشان می‌دهد که غلظت عناصر مورد نظر در دو مکان مورد مطالعه از حد مجاز بالاتر بوده و این آلودگی فلزات سنگین در مزرعه رحیمی (اول) شدت بیشتری داشته است.

هر کرت شامل شش ردیف کاشت به طول شش متر، فواصل بین ردیف 75 سانتی­متر، فاصله روی ردیف 20 سانتی­متر، فاصله بین بلوک‌ها سه متر و عمق کاشت بذر 5-3 سانتی­متر بود. مقدار کود مورد نیاز بر اساس آزمایش خاک در هر مزرعه تعیین شد. بلافاصله بعد از کاشت عملیات آبیاری انجام شد، با­توجه­به شرایط آب و هوایی منطقه و شرایط خاک مزرعه، آبیاری دوم به فاصله پنج روز از آبیاری اول انجام شد تا مرحله جوانه­زنی، سبز­شدن و استقرار گیاهچه به­خوبی انجام شود. پس از آن هفته‌ای یک‌بار عملیات آبیاری انجام شد و تا پایان مرحله برداشت عمل آبیاری ادامه پیدا کرد.

محاسبه محتوی رطوبت نسبی برگ (RWC) از طریق 15 دیسک برگی که توسط پانچ از برگ­های گیاه در ساعت 10 صبح انتخاب شدند انجام شد. به­طوری­که بعد از توزین وزن تر، دیسک‌های برگی در پتری آب مقطر به­مدت 12 ساعت، اشباع و سپس توزین شدند. نمونه‌های توزین­شده در آون 85 درجه سلسیوس به­مدت 24 ساعت قرار گرفته و وزن خشک آنها تعیین شد. محتوی رطوبت نسبی برگ با استفاده از معادله زیر به­دست آمد که که در آن،F_w: وزن تر، D_w: وزن خشک و T_w: وزن تر اشباع می‌باشد.

میزان کلروفیل و کاروتنوئید با استفاده از روش Lichtenthaler (1987) اندازه‌گیری شد. نتایج حاصل از اندازه‌گیری مقدار رنگیزه‌های فتوسنتزی بر حسب میلی‌گرم بر گرم وزن تر برگ محاسبه و گزارش شد. برای اندازه‌گیری پرولین آزاد برگ از روش
 Bates et al. (1973) استفاده شد. در این روش جذب نمونه‌ها در طول موج 520 نانومتر قرائت و غلظت پرولین بر حسب میلی‌گرم بر گرم وزن تر برگ با استفاده از منحنی استاندارد تعیین شد.

برای محاسبه عملکرد نهایی دانه از ردیف­های میانی پس از حذف نیم­متر از هر دو سوی خطوط کاشت به­عنوان اثر حاشـیه استفاده شد. در نهایت، گیاهان برداشت­شده از هر کرت آزمایشی در کیسه­های جداگانه قرار گرفته و وزن آن­ها به‌عنوان عملکرد زیستی بر حسب گرم در متر مربع گزارش شد. از هر کرت به­طور تصادفی چهار بوته ذرت انتخاب و ارتفاع بوته، تعداد دانه در بلال، تعداد ردیف بلال و تعداد دانه در ردیف اندازه­گیری شد. سـپس دانـه‌ها را از چـوب بلال جدا کرده و در دمای70 درجه سلسیوس داخل آون به­مدت 72 ساعت قـرار داده تـا رطوبت دانه­ها به صفر درصد برسد و پـس از آن بـر مبنای 14 درصـد رطوبت عملکرد دانه و وزن هزاردانه (به­وسیله دستگاه شمارش­گر بذر) محاسبه شد. تجزیه واریانس و مقایسه میانگین داده‌ها به‌وسیله آزمون چند­دامنه‌ای دانکن با نرم‏افزار SAS 9.4 انجام و نمودارها به‌وسیله  Excelرسم شد. قبل از انجام تجزیه واریانس مرکب، همگنی واریانس خطاهای آزمایشی با استفاده از آزمون بارتلت مورد آزمون قرار گرفت.

جدول 1- نتیجه آنالیز خاک محل‌های اجرای آزمایش در سال زراعی 1399.

Table 2. Result of soil analysis of the experimental sites during 2020 growing season.

نتایج و بحث

ارتفاع بوته

نتایج تجزیه واریانس نشان داد اثرات ساده مکان، سطوح اسیدسالیسیلیک و اثر متقابل مکان و اسیدسالیسیلیک و نیز اثر متقابل سه‌گانه مکان، سطوح اسیدسالیسیلیک و نانوسیلیکون بر ارتفاع بوته معنی‌دار بود (جدول 2). مقایسه میانگین اثر متقابل سه‌گانه مکان، سطوح اسیدسالیسیلیک و نانوسیلیکون بر ارتفاع بوته در شکل 1 نشان داد که بیشترین ارتفاع بوته (263 سانتی‌متر) از تیمار 600 میکرو‌مولار اسیدسالیسیلیک و 1800 میلی‌مولار نانوسیلیکون از مزرعه مولوی و کمترین ارتفاع بوته (197 سانتی‌متر) از تیمار عدم مصرف اسیدسالیسیلیک و مصرف 1800 میلی‌مولار نانوسیلیکون از مزرعه رحیمی به دست آمد. به­طور کلی افزایش غلظت اسیدسالیسیلیک در هر دو مزرعه سبب افزایش ارتفاع بوته شد، اما پاسخ به افزایش سطوح نانوسیلیکون در دو مزرعه متفاوت بود. به‌طوری که در مزرعه مولوی، محلول‌پاشی نانوسیلیکون تفاوت معنی‌داری در ارتفاع بوته ایجاد نکرد، اما در مزرعه رحیمی افزایش غلظت نانوسیلیکون تا 1200 میلی‌مولار سبب افزایش و غلظت 1800 میلی‌مولار سبب کاهش ارتفاع بوته شد (شکل 1). از­آنجایی­که غلظت فلزات سنگین در مزرعه رحیمی بالاتر بود، میانگین ارتفاع بوته در این مزرعه در مقایسه با مزرعه مولوی پایین‌تر بود. تحقیقات دیگر نیز کاهش ارتفاع بوته ذرت را در شرایط آلودگی فلزات کادمیوم و روی (Wang et al., 2004)، مس و کادمیوم (Ma & Yamaji, 2006) و کادمیوم و روی (Hosseini et al., 2019) گزارش کردند.

اثر مثبت اسیدسالیسیلیک بر ارتفاع ذرت تحت تنش فلزات سنگین توسط Moravcová et al. (2018) نیز گزارش شد. Kumaraswamy et al. (2021) افزایش ارتفاع ذرت را با کاربرد با نانوکود سیلیکونی گزارش کردند. Torabi et al. (2015) تأثیر سیلیکون بر برخی ویژگی­های آناتومیکی و فیزیولوژیکی گیاه گاوزبان دارویی را مورد بررسی قرار دادند و مشاهده کردند که اگرچه تیمار با سیلیکون تأثیرات مثبتی بر وزن تر اندام هوایی و ارتفاع نشان داد، اما غلظت­های بالای سیلیکون تأثیر منفی در ارتفاع، رشد و صفات آناتومیکی گیاه داشت. در واقع سیلیکون از طریق بهبود توانایی مکانیکی ساقه و برگ‌ها در جذب نور و افزایش ظرفیت فتوسنتزی گیاه باعث افزایش رشد و افزایش ارتفاع گیاه می‌شود
 (Raj & Thakral, 2008).

جدول 2- تجزیه واریانس صفات مختلف ذرت تحت تیمارهای آزمایش

Table 2. Analysis of variance for different traits of maize under different treatments

ادامه جدول 2-                                                         Rest of the Table 2.

^**و ^* به­ترتیب معنی‌دار در سطوح احتمال یک و پنج درصد می‌باشند.

.^* and ^** represent significant at 5% and 1% level

شکل 1- مقایسه میانگین اثر متقابل مکان، سطوح سالیسلیک‌اسید و نانوکود سیلیکون بر ارتفاع بوته ذرت.

Figure 1. Mean comparison of interaction of location, SA application and nanosilicon on plant height of maize.

وزن هزاردانه و تعداد دانه در بلال

نتایج تجزیه واریانس نشان داد اثرات ساده سطوح اسیدسالیسیلیک و نانوسیلیکون و نیز اثر متقابل سطوح اسیدسالیسیلیک و نانوسیلیکون بر وزن هزاردانه معنی‌دار بود (جدول 2). مقایسه میانگین اثر متقابل سطوح اسیدسالیسیلیک و نانوسیلیکون بر وزن هزاردانه در شکل 2 نشان داد که با افزایش غلظت ترکیبات به­کار­رفته میانگین وزن هزاردانه افزایش یافت. بیشترین وزن هزاردانه از تیمار 1800 میلی‌مولار اسیدسالیسیلیک و نانوسیلیکون و کمترین آن از تیمار شاهد (عدم مصرف‌ اسیدسالیسیلیک و نانوسیلیکون) به دست آمد (شکل 2). نتایج تجزیه واریانس نشان داد اثرات ساده مکان، سطوح سالیسیلیک‌‌اسید و نانوسیلیکون و نیز اثر متقابل مکان و اسیدسالیسیلیک بر تعداد دانه در بلال معنی‌دار بود (جدول 2). مقایسه میانگین اثر متقابل مکان و اسیدسالیسیلیک بر تعداد دانه در بلال نشان داد که افزایش غلظت اسیدسالیسیلیک افزایش تعداد دانه در بلال را سبب شد؛ اما میزان افزایش در دو مزرعه مشابه نبود. بیشترین تعداد دانه در بلال از تیمار 1800 میلی‌مولار اسیدسالیسیلیک در مزرعه مولوی و کمترین آن از تیمار شاهد (عدم مصرف اسیدسالیسیلیک و نانوسیلیکون) به دست آمد (شکل 3). در اﻳﻦ آزﻣﺎﻳﺶ ﺗﻌﺪاد واحدهای زایشی در ﺗﻴﻤﺎر با اسیدسالیسیلیک اﻓﺰاﻳﺶ داﺷﺖ ﻛﻪ با نتایج Salarpour Ghorba & Farahbakhs (2013) مطابقت داشت. Krantev et al. (2008) نیز گزارش کردند با کاربرد اسیدسالیسیلیک در غلظت نیم میلی­مولار تعداد دانه در بوته ذرت افزایش یافت. در این تحقیق نیز افزایش تعداد دانه در بلال در اثر مصرف اسیدسالیسیلیک مشاهده شد. این افزایش می­تواند به دلیل نقش اسیدسالیسیلیک بر القای گلدهی باشد (Blázquez & León, 2008). همچنین بوته­های قوی­تر بر اثر محلول­پاشی اسیدسالیسیلیک بلال­های بزرگتری را به­وجود می­آورند که دارای تعداد دانه­ی بیشتری هستند.

به عقیده  Eraslan et al. (2007) اثرات مفید اسیدسالیسیلیک روی عملکرد دانه نیز احتمالاً در رابطه با انتقال بیشتر مواد آسیمیلات فتوسنتزی به دانه­ها در طول دوره پر­شدن دانه بوده که در نتیجه باعث افزایش وزن دانه و به تبع آن عملکرد دانه شده است.

شکل 2- مقایسه میانگین اثر متقابل سطوح سالیسلیک‌اسید و نانوسیلیکون بر وزن هزاردانه ذرت.

Figure 2. Mean comparison of interaction of SA and nanosilicon levels on 1000-seed weight of maize.

شکل 3- مقایسه میانگین اثر متقابل مکان و سطوح سالیسلیک‌اسید بر تعداد دانه در بلال ذرت.

Figure 3. Mean comparison of interaction of location and SA application on seed number per ear.

تعداد ردیف بلال و تعداد دانه در ردیف

نتایج تجزیه واریانس نشان داد اثرات ساده سطوح اسیدسالیسیلیک و نانوسیلیکون بر تعداد ردیف در هر بلال معنی‌دار بود (جدول 2). با مقایسه بین سطوح اسیدسالیسیلیک بیشترین تعداد ردیف بلال از تیمار 1800 میلی‌مولار اسیدسالیسیلیک به دست آمد (جدول 3). طبق مقایسه میانگین اثر ساده سطوح نانوسیلیکون بیشترین تعداد ردیف بلال از تیمار1800 میلی‌مولار نانوسیلیکون به دست آمد و تیمار عدم مصرف ترکیبات فوق (شاهد)، کمترین تعداد ردیف بلال را داشت (جدول 3).

نتایج تجزیه واریانس نشان داد اثرات ساده سطوح اسیدسالیسیلیک و نانوسیلیکون و اثر متقابل سطوح اسیدسالیسیلیک و نانوسیلیکون بر تعداد دانه در هر ردیف بلال معنی‌دار بود (جدول 2). مقایسه میانگین اثر متقابل سطوح اسیدسالیسیلیک و نانوسیلیکون بر تعداد دانه در ردیف در شکل 4 نشان داد که به طور کلی با افزایش غلظت نانوسیلیکون میانگین شاخص برداشت افزایش یافت، اما روند افزایش در سطوح مختلف اسیدسالیسیلیک مشابه نبود. بیشترین تعداد دانه در ردیف از تیمار 1800 و 1200 میلی‌مولار اسیدسالیسیلیک و 1200 میلی‌مولار نانوسیلیکون و کمترین آن از تمامی تیمارهای عدم مصرف اسیدسالیسیلیک به دست آمد (شکل 4). اسیدسالیسیلیک به‌عنوان یک ماده شبه هورمونی شناخته شده است، بنابراین به‌نظر می‌رسد این ماده با تأثیر بر مریستم‌های رویشی و زایشی موجب افزایش تعداد ردیف بلال و تعداد دانه در ردیف می‌شود.Khan et al. (2010) در محلول‌پاشی اسیدسالیسیلیک روی ماش تحت تنش شوری افزایش تعداد غلاف در بوته را گزارش کردند. اسیدسالیسیلیک تعداد واحدهای زایشی و پر شدن دانه در بوته را افزایش می‌دهد
 (Zamaninejad et al., 2013).

جدول 3- مقایسه میانگین اثرات مکان، سطوح اسیدسالیسیلیک ونانوکود سیلیکون بر برخی صفات مورد مطالعه.

Table 3- Mean comparison of location, SA and nanosilicon levels on some studied traits.

میانگین­های دارای حرف مشترک، اختلاف معنی‌داری بر اساس آزمون دانکن ندارند (در سطح احتمال 5 درصد).

Means that have a common letter in each column, are not significantly different (at the 5% probability level).

عملکرد دانه

نتایج تجزیه واریانس نشان داد اثرات ساده مکان، سطوح اسیدسالیسیلیک و نانوسیلیکون و نیز اثر متقابل سطوح اسیدسالیسیلیک و نانوسیلیکون بر عملکرد دانه ذرت معنی‌دار بود (جدول 2). مقایسه میانگین اثر متقابل سطوح اسیدسالیسیلیک و نانوسیلیکون بر عملکرد دانه در شکل 5 نشان داد که با افزایش غلظت نانوسیلیکون میانگین عملکرد دانه افزایش یافت، اما میزان افزایش در سطوح مختلف اسیدسالیسیلیک مشابه نبود. بیشترین عملکرد دانه از تیمار 1800 میلی‌مولار اسیدسالیسیلیک و 1200 میلی‌مولار نانوسیلیکون و کمترین آن از تیمار شاهد (عدم مصرف اسیدسالیسیلیک و نانوسیلیکون) به دست آمد (شکل 5). مقایسه میانگین اثر ساده مکان نشان داد عملکرد دانه در مزرعه مولوی بالاتر از مزرعه رحیمی بود (جدول 2).

به گزارش Kumaraswamy et al.  (2021) عملکرد دانه ذرت با کاربرد نانوسیلیکون هم در آزمایش مزرعه‌ای و هم در آزمایش گلخانه‌ای افزایش یافت. بهبود بازده فتوسنتزی، کارآیی مصرف آب، تأخیر پیری و بهبود مقاومت در برابر تنش‌های محیطی، با کاربرد نانوسیلیکون از دلایل افزایش عملکرد عنوان شده است
 (Deshmukh et al., 2017; Manivannan & Ahn, 2017). علاوه بر این Guntzer et al. (2012) گزارش کردند که سیلیکون نقش مهمی در دسترسی عناصر غذایی و تنظیم جذب نیتروژن، فسفر، پتاسیم و کلسیم ایفا می‌کند و از این طریق در بهبود وضعیت تغذیه‌ای گیاه و عملکرد نقش دارد.

به گزارش محققان کاربرد برگی اسید سالیسیلیک به عنوان محرک رشد علاوه بر افزایش جذب عناصر غذایی، افزایش میزان فتوسنتز و کربن تثبیت شده، از طریق تقویت سیستم دفاع آنتی‌اکسیدانی آنزیمی و غیرآنزیمی، پایداری غشای سلولی و فرآیندهای بیوشیمیایی دیگر سبب کاهش اثرات منفی ناشی از تنش فلزات سنگین شده و افزایش عملکرد را موجب می‌شود
 (Hayat et al., 2010). افزایش عملکرد دانه در تنش با محلول‌پاشی اسید­سالیسیلیک روی ذرت
 (Bijanzadeh et al., 2019)، Brassica campestris L. (Hasanuzzaman et al., 2019) وBrassica juncea  (Ahmad et al., 2011) گزارش شده است.

عملکرد زیستی

نتایج تجزیه واریانس نشان داد اثرات ساده مکان، سطوح اسیدسالیسیلیک و نانوسیلیکون و اثر متقابل مکان و سالیسیلیک‌‌اسید بر عملکرد بیولوژیکی ذرت معنی‌دار بود (جدول 2). مقایسه میانگین اثر متقابل مکان و سطوح سالیسیلیک‌‌اسید بر عملکرد زیستی در شکل( 6 ) نشان داد که با افزایش غلظت اسیدسالیسیلیک میانگین عملکرد بیولوژیکی افزایش یافت، اما میزان افزایش در دو مزرعه مشابه نبود. بیشترین عملکرد زیستی از تیمار 600 میلی‌مولار سالیسیلیک‌‌اسید در مزرعه مولوی و کمترین آن از تیمار شاهد (عدم مصرف اسیدسالیسیلیک) در مزرعه رحیمی به دست آمد (شکل 6). ضمن اینکه در مزرعه آلوده‌تر (رحیمی) میانگین عمکرد زیست‌توده پایین‌تر بود. مقایسه میانگین اثر ساده نانوسیلیکون نشان داد عملکردزیستی با مصرف نانوسیلیکون افزایش یافت و کمترین عملکرد بیولوژیکی از تیمار شاهد (عدم مصرف نانوسیلیکون) و مصرف 600 میلی‌مولار نانوسیلیکون به دست آمد (جدول 2).

درتحقیقات متعددی کاهش بیوماس گونه‌های گیاهی مختلف در تنش عناصر سنگین، به دلیل کاهش رشد، فتوسنتز، محدودیت و عدم تعادل در جذب عناصر غذایی گزارش شده است (Bhat et al., 2019). همچنین نقش مثبت کودهای سیلیکونی بر تولید بیوماس گیاهی تحت شرایط نامطلوب محیطی در تحقیقات پیشین نیز گزارش شده است (Khan et al., 2021). دلیل این امر بهبود شرایط تغذیه‌ای گیاه، بهبود مقاومت به تنش‌های محیطی و نیز افزایش تجمع سلولز، همی‌سلولز و لیگنین در دیواره سلولی عنوان شده است
 (Zhang et al., 2015). کاربرد اسیدسالیسیلیک در شرایط تنش فلزات سنگین نیز تأثیر مثبتی بر رشد و تولید بیوماس گونه‌های: L.  Brassica juncea (Ahmad et al., 2011)، Brassica napus L. (Gill et al., 2016)،
 Oryza sativa L. (Huda et al., 2016) و ذرت (Moravcová et al., 2018) داشته است که با نتایج این تحقیق مطابقت دارد.

شکل 4- مقایسه میانگین اثر متقابل سطوح اسیدسالیسیلیک و نانوسیلیکون بر تعداد دانه در ردیف ذرت

Figure 4. Mean comparison of interaction of SA and nanosilicon levels on number of seed per row

شکل 5- مقایسه میانگین اثر متقابل سطوح اسیدسالیسیلیک و نانوسیلیکون بر عملکرد دانه ذرت.

Figure 5. Mean comparison of interaction of SA and nanosilicon levels on seed yield.

شکل 6- مقایسه میانگین اثر متقابل مکان و سطوح اسیدسالیسیلیک بر عملکرد زیستی ذرت.

Figure 6. Mean comparison of interaction of location and SA application on biological yield of maize.

محتوای نسبی آب برگ

طبق نتایج تجزیه واریانس اثرات ساده سطوح اسیدسالیسیلیک و نانوسیلیکون بر محتوای نسبی آب برگ معنی‌دار بود (جدول 2). مقایسه میانگین سطوح مختلف اسیدسالیسیلیک نشان داد که بیشترین محتوای نسبی آب برگ از تیمار 1800 میلی‌مولار اسیدسالیسیلیک به دست آمد و از بین سطوح مختلف نانوسیلیکون، تیمار عدم مصرف نانوسیلیکون کمترین محتوای نسبی آب برگ را داشت و در سطوح دیگر نانوسیلیکون محتوای نسبی آب برگ افزایش یافت (جدول 3).

بهبود وضعیت آبی گیاه بعد از کاربرد سیلیکون در مطالعات دیگر نیز نشان داده‌ شده است (Sacała, 2009; Abu-Muriefah, 2015; Liu et al., 2014). محققان علت این امر را نقش مثبت سیلیکون در فراهمی عناصر مغذی به‌ویژه پتاسیم، تنظیم باز شدن روزنه‌ها، کاهش تعرق، افزایش ظرفیت تنظیم اسمزی و جذب بیشتر آب عنوان کرده‌اند (Liang et al., 2007; Sacała, 2009; Zhu & Gong, 2014; Rizwan et al., 2015). سیلیکون با رسوب در دیواره خارجی سلول‌های اپیدرم برگ، میزان کاهش آب از طریق روزنه‌ها را پایین می‌آورد
 (Gong et al., 2005). افزایش محتوای نسبی آب برگ با کاربرد اسیدسالیسیلیک در تنش بیش­بود کادمیوم در سیب‌زمینی (Li et al., 2019) و در تنش بیش­بود سرب در کلزا (Kohli et al., 2018) گزارش شد و علت آن نقش اسیدسالیسیلیک در تنظیم باز و بسته­شدن روزنه‌ها و کاهش هدایت روزنه‌ای و تعرق عنوان شد.

محتوای کلروفیل (a+b)

نتایج تجزیه واریانس نشان داد اثرات ساده مکان، سطوح اسیدسالیسیلیک و نانوسیلیکون و نیز اثر متقابل مکان و سطوح اسیدسالیسیلیک شکل 7 نشان داد که به طور کلی محتوای کلروفیل در مزرعه مولوی (کمتر آلوده) بالاتر بود. کاهش محتوای کلروفیل‌های a و b با افزایش غلظت فلزات سنگین در خاک در مطالعه روی گندم
 (Nagajyoti et al., 2010)، جو
 (Fauteux et al., 2006)، سورگوم (Ali et al., 2011) و لوبیا (Greger et al., 2018) نیز گزارش شده است. با افزایش غلظت اسیدسالیسیلیک در مزرعه مولوی محتوای کلروفیل افزایش یافت، اما در مزرعه رحیمی روند خاصی از نظر محتوای کلروفیل مشاهده نشد. بیشترین محتوای کلروفیل از تیمار 1800 میکرو‌مولار اسیدسالیسیلیک در مزرعه مولوی به‌دست آمد (شکل 7). مقایسه میانگین اثر ساده نانوسیلیکون نشان داد محتوای کلروفیل با مصرف نانوسیلیکون افزایش یافت و در تیمار 1800 میلی‌مولار نانوسیلیکون به حداکثر مقدار خود رسید (جدول 3). در مجموع تیمارهای به‌کار رفته سبب بهبود غلظت کلروفیل شد.Kumaraswamy et al.  (2021)، Suriyaprabha et al. (2012) و
 Li et al. (2007) افزایش محتوای کلروفیل کل و بازده فتوسنتزی را با کاربرد نانوکود سیلیکون روی گیاه ذرت گزارش کردند و علت آن‌را نقش مثبت سیلیکون در حفاظت از ساختارهای غشای پلاسمایی و بافت‌های فتوسنتزی گیاه در برابر اثرات مضر رادیکال‌های آزاد با تحریک فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان و تحریک فعالیت H⁺-ATPase عنوان کردند. کاربرد سیلیکون، عدد SPAD، نرخ فتوسنتز خالص، کارآیی مصرف آب، هدایت روزنه‌ای و راندمان کلروفیل فلورسنس گیاه جو را تحت تنش کروم (Ali et al., 2013) و گیاه ذرت را تحت تنش بیش­بود روی (Paula et al., 2015) افزایش داد. Doncheva et al. (2009) گزارش کردند که در شرایط آلودگی فلزات سنگین کاربرد سیلیکون سبب افزایش ضخامت لایه اپیدرمی برگ و محتوای کلروفیل برگ ذرت شد.

به گزارش محققان اسیدسالیسیلیک خارجی به‌کار­رفته غلظت کلروفیل و نرخ تثبیت کربن را در تنش‌ فلزات سنگین در سیب‌زمینی (Li et al., 2019)، آفتابگردان(Saidi et al., 2017) و  Eleusine coracana
(Kotapati et al., 2017) افزایش داد. اسیدسالیسیلیک با تحریک فعالیت آنتی‌اکسیدانی از تخریب رنگدانه‌های فتوسنتزی در شرایط تنش جلوگیری می‌کند
 (Shi et al., 2009).

شکل 7- مقایسه میانگین اثر متقابل مکان و سطوح اسیدسالیسیلیک بر محتوای کلروفیل کل (a+b).

Figure 7. Mean comparison of interaction of location and SA application on chlorophyll (a+b) content.

محتوای کاروتنوئید

طبق نتایج تجزیه واریانس اثرات ساده سطوح اسیدسالیسیلیک و نانوسیلیکون بر محتوای کاروتنوئید معنی‌دار بود (جدول 2). مقایسه میانگین سطوح مختلف اسیدسالیسیلیک نشان داد که بیشترین محتوای کاروتنوئید از تیمارهای 1200 و 1800 میلی‌مولار اسیدسالیسیلیک به دست آمد و از بین سطوح مختلف نانوسیلیکون تیمار عدم مصرف نانوسیلیکون و 600 میلی‌مولار نانوسیلیکون بیشترین محتوای کاروتنوئید را داشت (جدول 3). در این تحقیق هر دو مزرعه مورد مطالعه آلودگی نسبی فلزات سنگین را داشتند و بین دو مزرعه از نظر میزان کاروتنوئیدها اختلاف معنی‌داری مشاهده نشد، اما برخی گزارش­ها حاکی از کاهش محتوای کاروتنوئید در جو (Fauteux et al., 2006)، پنبه
 (Shi et al., 2005) و Brassica juncea
(Shi et al., 2010) در تنش فلزات سنگین بود. مشابه نتایج این تحقیق، میزان کاروتنوئید با مصرف اسیدسالیسیلیک در گونه Melissa officinalis L. (Soltani Maivan et al., 2017)و گونهAlyssum inflatum  (Karimi& Ghasempour, 2019)  نیز بهبود یافت.

پرولین

طبق نتایج تجزیه واریانس اثرات ساده مکان، سطوح اسیدسالیسیلیک و نانوسیلیکون بر محتوای پرولین برگ معنی‌دار بود (جدول 2). در گیاهان مزرعه رحیمی در مقایسه با مزرعه مولوی میزان پرولین احتمالا به دلیل غلظت بالاتر فلزات سنگین بیشتر بود (جدول 3). مقایسه میانگین سطوح مختلف اسیدسالیسیلیک نشان داد که بیشترین محتوای پرولین از تیمار عدم مصرف اسیدسالیسیلیک به دست آمد و از بین سطوح مختلف نانوسیلیکون تیمار 600 میلی‌مولار نانوسیلیکون بیشترین محتوای پرولین را داشت (جدول 3). درمجموع با افزایش غلظت اسیدسالیسیلیک و نانوسیلیکون میزان پرولین کاهش‌ یافت (جدول 3). پرولین به عنوان یک محافظت­کننده اسمزی و حذف­کننده رادیکال‌های آزاد در تثبیت ساختار سلول در شرایط تنش ایفای نقش می‌کند (Sharma et al., 2020). تحریک آنزیم‌های مسئول سنتز پرولین در تنش فلزات سنگین هنوز کاملا ثابت نشده است. به­همین­دلیل میزان پرولین در پاسخ به تنش فلزات سنگین در مطالعات مختلف متناقض گزارش شده است. برخی مطالعات افزایش پرولین
 (Cunha et al., 2008) و برخی دیگر کاهش پرولین (Liang et al., 2007) در پاسخ به تنش فلزات سنگین را گزارش کرده‌اند. احتمالا این تفاوت‌ها به دلیل تنوع در مکانیسم‌های فیزیولوژیکی پاسخ به تنش توسط گیاه یا تفاوت در غلظت فلزات سنگین و شرایط آزمایش­های مختلف است. از نظر پاسخ به مصرف اسیدسالیسیلیک در تنش عناصر سنگین نیز هم افزایش پرولین
 (Li et al., 2019; Alamri et al., 2018) و هم کاهش پرولین (Zanganeh et al., 2018; Kotapati et al., 2017; Karimi & Ghasempour, 2019) در آزمایش­های مختلف گزارش شده است. به­عقیدهSharma et al.  (2020) الگوی افزایش یا کاهش پرولین در تنش عناصر سنگین می‌تواند خاص یک گونه‌ یا فلز و یا وابسته به غلظت فلز مورد نظر باشد. به نظر می‌رسد وقتی که هدایت روزنه‌ای به منظور کاهش جذب فلزات سنگین کاهش می‌یابد، افزایش تجمع پرولین تعادل آبی گیاه را حفظ می‌کند و نقش پرولین در حذف رادیکال‌های آزاد اکسیژن در تحمل تنش‌ عناصر سنگین قابل توجه است (Zengin & Munzuroglu, 2005). مشابه نتایج حاصل از این تحقیق، گزارش‌های دیگری از افزایش تجمع پرولین در گندم (Liang et al., 2007) و ذرت
 (Cunha et al., 2008) با کاربرد سیلیکون در تنش وجود دارد. پرولین به عنوان یک اسمولیت نه تنها سبب تعدیل اسمزی در شرایط تنش‌های غیر زنده می‌شود بلکه در سم‌زدایی رادیکال‌های آزاد اکسیژن، حفظ یکپارچگی غشای سلولی و تثبیت پروتئین و آنزیم‌ها نیز نقش دارد (Gunes et al., 2008, 2007).

نتیجه­ گیری کلی

در مجموع طبق نتایج این تحقیق آلودگی فلزات سنگین در دو مزرعه سبب کاهش عملکرد و اجزای آن و نیز کاهش رنگیزه‌های فتوسنتزی و محتوای نسبی آب برگ شد. اما کاربرد نانوکود سیلیکون و سالیسیلیک‌‌اسید توانست اثرات منفی ناشی از بیش­بود عناصر سرب، روی و کادمیوم را تا حدودی بهبود بخشد. از بین سطوح مختلف کاربرد اسیدسالیسیلیک غلظت 1800 میکرو‌مولار و از بین سطوح مختلف سیلیکون به­صورت نانوکود به­دلیل اثربخشی بیشتر در مقادیر کم (غلظت 1200 میلی‌مولار) توانست سبب افزایش عملکرد دانه و بهبود تحمل تنش فلزات سنگین شود. در مجموع کاربرد این ترکیبات در منطقه مورد آزمایش برای ثبات عملکرد و بهبود کیفیت در ذرت علوفه‌ای قابل توصیه است.

REFERENCES

1. Abu-Muriefah, S. S. (2015). Effects of silicon on faba bean (Vicia faba) plants grown under heavy metal stress conditions. Afr. J. Agric. Sci. Technol., 3, 255-268.
2. Ahmad, P., Nabi, G., & Ashraf, M. (2011). Cadmium-induced oxidative damage in mustard [Brassica juncea (L.) Czern. & Coss.] plants can be alleviated by salicylic acid. South African Journal of Botany, 77(1), 36-44.
3. Alamri, S. A. D., Siddiqui, M. H., Al-Khaishany, M. Y., Ali, H. M., Al-Amri, A., & AlRabiah, H. K. (2018). Exogenous application of salicylic acid improves tolerance of wheat plants to lead stress.  Agric. Sci., 6(2).
4. Ali, S., Bai, P., Zeng, F., Cai, S., Shamsi, I. H., Qiu, B., ..., & Zhang, G. (2011). The ecotoxicological and interactive effects of chromium and aluminum on growth, oxidative damage and antioxidant enzymes on two barley genotypes differing in Al tolerance. Environmental and Experimental Botany, 70(2-3), 185-191.
5. Ali, S., Farooq, M. A., Yasmeen, T., Hussain, S., Arif, M. S., Abbas, F., ... & Zhang, G. (2013). The influence of silicon on barley growth, photosynthesis and ultra-structure under chromium stress. Ecotoxicology and Environmental Safety, 89, 66-72.
6. Bates, L. S., Waldren, R. P., & Teare, I. D. (1973). Rapid determination of free proline for water-stress studies. Plant and Soil, 39(1), 205-207.
7. Bhat, J. A., Shivaraj, S. M., Singh, P., Navadagi, D. B., Tripathi, D. K., Dash, P. K., ... & Deshmukh, R. (2019). Role of silicon in mitigation of heavy metal stresses in crop plants. Plants, 8(3), 71.
8. Bijanzadeh, E., Naderi, R., & Egan, T. P. (2019). Exogenous application of humic acid and salicylic acid to alleviate seedling drought stress in two corn (Zea mays) hybrids. Journal of Plant Nutrition, 42(13), 1483-1495.
9. Blázquez, M. A., & León, J. (2008). Reproductive development. Annual Plant Reviews, Plant Hormone Signaling, 293.
10. Chen, D., Wang, S., Yin, L., & Deng, X. (2018). How does silicon mediate plant water uptake and loss under water deficiency? Frontiers in Plant Science, 9, 281.
11. Cooke, J., & Leishman, M. R. (2011). Is plant ecology more siliceous than we realise? Trends in Plant Science, 16(2), 61-68.
12. Crommentuijn, T., & Polder, M. D. (1997). Maximum permissible concentrations and negligible concentrations for metals, taking background concentrations into account.
13. Cunha, K., Nascimento, C., & Silva, A. (2008). Silicon alleviates the toxicity of cadmium and zinc for maize (Zea mays) grown on a contaminated soil. Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 171(6), 849-853.
14. Curran, B., & Posch, J. (2000). Agronomic management of silage for yield and quality: Silage cutting height.
15. Dalvi, A. A., & Bhalerao, S. A. (2013). Response of plants towards heavy metal toxicity: An overview of avoidance, tolerance and uptake mechanism.  Plant Sci., 2(9), 362-368.
16. Deshmukh, R. K., Ma, J. F., & Bélanger, R. R. (2017). Role of silicon in plants. Frontiers in Plant Science, 8, 1858.
17. Doncheva, S. N., Poschenrieder, C., Stoyanova, Z., Georgieva, K., Velichkova, M., & Barceló, J. (2009). Silicon amelioration of manganese toxicity in Mn-sensitive and Mn-tolerant maize varieties. Environmental and Experimental Botany, 65(2-3), 189-197.
18. Eraslan, F., Inal, A., Gunes, A., & Alpaslan, M. (2007). Impact of exogenous salicylic acid on the growth, antioxidant activity and physiology of carrot plants subjected to combined salinity and boron toxicity. Scientia Horticulturae, 113(2), 120-128.
19. Fauteux, F., Chain, F., Belzile, F., Menzies, J. G., & Bélanger, R. R. (2006). The protective role of silicon in the arabidopsis–powdery mildew pathosystem. Proceedings of the National Academy of Sciences, 103(46), 17554-17559.
20. Feng, R., Zhao, P., Zhu, Y., Yang, J., Wei, X., Yang, L., ... & Ding, Y. (2021). Application of inorganic selenium to reduce accumulation and toxicity of heavy metals (metalloids) in plants: The main mechanisms, concerns, and risks. Science of the Total Environment, 771, 144776.
21. Gill, R. A., Zhang, N., Ali, B., Farooq, M. A., Xu, J., Gill, M. B., ... & Zhou, W. (2016). Role of exogenous salicylic acid in regulating physio-morphic and molecular changes under chromium toxicity in black-and yellow-seeded Brassica napusEnvironmental Science and Pollution Research, 23(20), 20483-20496.
22. Gong, H., Zhu, X., Chen, K., Wang, S., & Zhang, C. (2005). Silicon alleviates oxidative damage of wheat plants in pots under drought. Plant Science, 169(2), 313-321.
23. Greger, M., Landberg, T., & Vaculík, M. (2018). Silicon influences soil availability and accumulation of mineral nutrients in various plant species. Plants, 7(2), 41.
24. Gunes, A., Pilbeam, D. J., Inal, A., & Coban, S. (2008). Influence of silicon on sunflower cultivars under drought stress, I: Growth, antioxidant mechanisms, and lipid peroxidation. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 39(13-14), 1885-1903.
25. Guntzer, F., Keller, C., & Meunier, J. D. (2012). Benefits of plant silicon for crops: A review. Agronomy for Sustainable Development, 32(1), 201-213.
26. Hasanuzzaman, M., Matin, M. A., Fardus, J., Hasanuzzaman, M., Hossain, M. S., & Parvin, K. (2019). Foliar application of salicylic acid improves growth and yield attributes by upregulating the antioxidant defense system in Brassica campestris plants grown in lead-amended soils. Acta Agrobotanica, 72(2).
27. Hawkes, S. J. (1997). What is a" heavy metal"? Journal of Chemical Education, 74(11), 1374.
28. Hayat, Q., Hayat, S., Irfan, M., & Ahmad, A. (2010). Effect of exogenous salicylic acid under changing environment: A review. Environmental and Experimental Botany, 68(1), 14-25.
29. Hosseini, S. A., Naseri Rad, S., Ali, N., & Yvin, J. C. (2019). The ameliorative effect of silicon on maize plants grown in Mg-deficient conditions. International Journal of Molecular Sciences, 20(4), 969.
30. Huda, A. K. M., Swaraz, A. M., Reza, M. A., Haque, M. A., & Kabir, A. H. (2016). Remediation of chromium toxicity through exogenous salicylic acid in rice (Oryza sativa). Water, Air, & Soil Pollution, 227(8), 1-11.
31. Jia-Wen, W. U., Yu, S. H. I., Yong-Xing, Z. H. U., Yi-Chao, W. A. N. G., & Hai-Jun, G. O. N. G. (2013). Mechanisms of enhanced heavy metal tolerance in plants by silicon: A review. Pedosphere, 23(6), 815-825.
32. Jing, T., Du, W., Gao, T., Wu, Y., Zhang, N., Zhao, M., ... & Song, C. (2021). Herbivore‐induced DMNT catalyzed by CYP82D47 plays an important role in the induction of JA‐dependent herbivore resistance of neighboring tea plants. Plant, Cell & Environment, 44(4), 1178-1191.
33. Karimi, N., & Ghasempour, H. R. (2019). Salicylic acid and jasmonic acid restrains nickel toxicity by ameliorating antioxidant defense system in shoots of metallicolous and non-metallicolous Alyssum inflatum Náyr. Populations. Plant Physiology and Biochemistry, 135, 450-459.
34. Khan, I., Awan, S. A., Rizwan, M., Ali, S., Hassan, M. J., Brestic, M., ... & Huang, L. (2021). Effects of silicon on heavy metal uptake at the soil-plant interphase: A review. Ecotoxicology and Environmental Safety, 222, 112510.
35. Khan, N. A., Syeed, S., Masood, A., Nazar, R., & Iqbal, N. (2010). Application of salicylic acid increases contents of nutrients and antioxidative metabolism in mungbean and alleviates adverse effects of salinity stress. International Journal of Plant Biology, 1(1), e1.
36. Kohli, S. K., Handa, N., Sharma, A., Gautam, V., Arora, S., Bhardwaj, R., ... & Ahmad, P. (2018). Combined effect of 24-epibrassinolide and salicylic acid mitigates lead (Pb) toxicity by modulating various metabolites in Brassica juncea seedlings. Protoplasma, 255(1), 11-24.
37. Kotapati, K. V., Palaka, B. K., & Ampasala, D. R. (2017). Alleviation of nickel toxicity in finger millet (Eleusine coracana) germinating seedlings by exogenous application of salicylic acid and nitric oxide. The Crop Journal, 5(3), 240-250.
38. Krantev, A., Yordanova, R., Janda, T., Szalai, G., & Popova, L. (2008). Treatment with salicylic acid decreases the effect of cadmium on photosynthesis in maize plants. Journal of Plant Physiology, 165(9), 920-931.
39. Kumaraswamy, R. V., Saharan, V., Kumari, S., Choudhary, R. C., Pal, A., Sharma, S. S., ... & Biswas, P. (2021). Chitosan-silicon nanofertilizer to enhance plant growth and yield in maize (Zea mays). Plant Physiology and Biochemistry, 159, 53-66.
40. Li, Q. F., Ma, C. C., & Shang, Q. L. (2007). Effects of silicon on photosynthesis and antioxidative enzymes of maize under drought stress. The Journal of Applied Ecology, 18(3), 531-536.
41. Li, Q., Wang, G., Wang, Y., Yang, D., Guan, C., & Ji, J. (2019). Foliar application of salicylic acid alleviate the cadmium toxicity by modulation the reactive oxygen species in potato. Ecotoxicology and Environmental Safety, 172, 317-325.
42. Liang, Y., Sun, W., Zhu, Y. G., & Christie, P. (2007). Mechanisms of silicon-mediated alleviation of abiotic stresses in higher plants: A review. Environmental Pollution, 147(2), 422-428
43. Lichtenthaler, H. K. (1987). Chlorophylls and carotenoids: Pigments of photosynthetic biomembranes. In Methods in Enzymology(Vol. 148, pp. 350-382). Academic Press.
44. Liu, P., Yin, L., Deng, X., Wang, S., Tanaka, K., & Zhang, S. (2014). Aquaporin-mediated increase in root hydraulic conductance is involved in silicon-induced improved root water uptake under osmotic stress in Sorghum bicolorJournal of Experimental Botany, 65(17), 4747-4756.
45. Ma, J. F., & Yamaji, N. (2006). Silicon uptake and accumulation in higher plants. Trends in Plant Science, 11(8), 392-397.
46. Ma, J. F., & Yamaji, N. (2015). A cooperative system of silicon transport in plants. Trends in Plant Science, 20(7), 435-442.
47. Manivannan, A., & Ahn, Y. K. (2017). Silicon regulates potential genes involved in major physiological processes in plants to combat stress. Frontiers in Plant Science, 8, 1346.
48. Moravcová, Š., Tůma, J., Dučaiová, Z. K., Waligórski, P., Kula, M., Saja, D., ... & Libik-Konieczny, M. (2018). Influence of salicylic acid pretreatment on seeds germination and some defence mechanisms of Zea mays plants under copper stress. Plant Physiology and Biochemistry, 122, 19-30.
49. Nagajyoti, P. C., Lee, K. D., & Sreekanth, T. V. M. (2010). Heavy metals, occurrence and toxicity for plants: A review. Environmental Chemistry Letters, 8(3), 199-216.
50. Paula, D. S., L., do Carmo Silva, B., de Pinho, W. C. S., Barbosa, M. A. M., Silva Guedes-Lobato, E. M., Segura, F. R., ... & da Silva Lobato, A. K. (2015). Silicon (Si) ameliorates the gas exchange and reduces negative impacts on photosynthetic pigments in maize plants under Zinc (Zn) toxicity. Australian Journal of Crop Science, 9(10), 901-908.
51. Raj, H., & Thakral, K. K. (2008). Effect of chemical fertilizers on growth, yield of funnel.  Spices and Aromatic Crops, 17(2), 134-9.
52. Rizwan, M., Ali, S., Ibrahim, M., Farid, M., Adrees, M., Bharwana, S. A., ... & Abbas, F. (2015). Mechanisms of silicon-mediated alleviation of drought and salt stress in plants: A review. Environmental Science and Pollution Research, 22(20), 15416-15431.
53. Sacala, E. (2009). Role of silicon in plant resistance to water stress. Journal of Elementology, 14(3), 619-630.
54. Sahebi, M., Hanafi, M. M., Siti Nor Akmar, A., Rafii, M. Y., Azizi, P., Tengoua, F. F., ... & Shabanimofrad, M. (2015). Importance of silicon and mechanisms of biosilica formation in plants. BioMed Research International, 2015.
55. Saidi, I., Yousfi, N., & Borgi, M. A. (2017). Salicylic acid improves the antioxidant ability against arsenic-induced oxidative stress in sunflower (Helianthus annuus) seedling. Journal of Plant Nutrition, 40(16), 2326-2335.
56. Salarpour Ghorba., F., & , H. (2013). The effect of foliar application of salicylic acid on morphological characteristics and biological performance of Foeniculum vulgare Mill. 12th National Conference on Irrigation and Evaporation Reduction, Kerman, Shahid Bahonar University.
57. Sharma, A., Sidhu, G. P. S., Araniti, F., Bali, A. S., Shahzad, B., Tripathi, D. K., ... & Landi, M. (2020). The role of salicylic acid in plants exposed to heavy metals. Molecules, 25(3), 540.
58. Shi, G. R., Cai, Q. S., Liu, Q. Q., & Wu, L. (2009). Salicylic acid-mediated alleviation of cadmium toxicity in hemp plants in relation to cadmium uptake, photosynthesis, and antioxidant enzymes. Acta Physiologiae Plantarum, 31(5), 969-977.
59. Shi, G., Cai, Q., Liu, C., & Wu, L. (2010). Silicon alleviates cadmium toxicity in peanut plants in relation to cadmium distribution and stimulation of antioxidative enzymes. Plant Growth Regulation, 61(1), 45-52.
60. Shi, Q., Bao, Z., Zhu, Z., He, Y., Qian, Q., & Yu, J. (2005). Silicon-mediated alleviation of Mn toxicity in Cucumis sativus in relation to activities of superoxide dismutase and ascorbate peroxidase. Phytochemistry, 66(13), 1551-1559.
61. Soltani Maivan, E., Radjabian, T., Abrishamchi, P., & Talei, D. (2017). Physiological and biochemical responses of Melissa officinalis to nickel stress and the protective role of salicylic acid. Archives of Agronomy and Soil Science, 63(3), 330-343.
62. Suriyaprabha, R., Karunakaran, G., Yuvakkumar, R., Prabu, P., Rajendran, V., & Kannan, N. (2012). Growth and physiological responses of maize (Zea mays) to porous silica nanoparticles in soil. Journal of Nanoparticle Research, 14(12), 1-14.
63. Tardieu, F. (2012). Any trait or trait-related allele can confer drought tolerance: Just design the right drought scenario. Journal of Experimental Botany, 63(1), 25-31.
64. Torabi, F., Majd, A., & Enteshari, S. (2015). The effect of silicon on alleviation of salt stress in borage (Borago officinalis). Soil Science and Plant Nutrition, 61(5), 788-798.
65. Tripathi, D. K., Singh, V. P., Prasad, S. M., Chauhan, D. K., & Dubey, N. K. (2015). Silicon nanoparticles (SiNp) alleviate chromium (VI) phytotoxicity in Pisum sativum (L.) seedlings. Plant Physiology and Biochemistry, 96, 189-198.
66. Van Bockhaven, J., De Vleesschauwer, D., & Höfte, M. (2013). Towards establishing broad-spectrum disease resistance in plants: Silicon leads the way. Journal of Experimental Botany, 64(5), 1281-1293.
67. Vodyanitskii, Y. N. (2016). Standards for the contents of heavy metals in soils of some states. Annals of Agrarian Science, 14(3), 257-263.
68. Wang, Y. Y., Wang, Y., Li, G. Z., & Hao, L. (2019). Salicylic acid-altering arabidopsis plant response to cadmium exposure: Underlying mechanisms affecting antioxidation and photosynthesis-related processes. Ecotoxicology and Environmental Safety, 169, 645-653.
69. Wang, Y., Stass, A., & Horst, W. J. (2004). Apoplastic binding of aluminum is involved in silicon-induced amelioration of aluminum toxicity in maize. Plant Physiology, 136(3), 3762-3770.
70. Wani, A. B., Chadar, H., Wani, A. H., Singh, S., & Upadhyay, N. (2017). Salicylic acid to decrease plant stress. Environmental Chemistry Letters, 15(1), 101-123.
71. Zamaninejad, M., Khorasani, S. K., Moeini, M. J., & Heidarian, A. R. (2013). Effect of salicylic acid on morphological characteristics, yield and yield components of corn (Zea mays) under drought condition. European Journal of Experimental Biology, 3(2), 153-161.
72. Zanganeh, R., Jamei, R., & Rahmani, F. (2018). Impacts of seed priming with salicylic acid and sodium hydrosulfide on possible metabolic pathway of two amino acids in maize plant under lead stress. Molecular Biology Research Communications, 7(2), 83.
73. Zargar, S. M., Mahajan, R., Bhat, J. A., Nazir, M., & Deshmukh, R. (2019). Role of silicon in plant stress tolerance: Opportunities to achieve a sustainable cropping system. 3 Biotech, 9(3), 1-16.
74. Zengin, F. K., & Munzuroglu, O. (2005). Effects of some heavy metals on content of chlorophyll, proline and some antioxidant chemicals in bean (Phaseolus vulgaris) seedlings. Acta Biologica Cracoviensia Series Botanica, 47(2), 157-164.
75. Zhang, J., Zou, W., Li, Y., Feng, Y., Zhang, H., Wu, Z., ... & Peng, L. (2015). Silica distinctively affects cell wall features and lignocellulosic saccharification with large enhancement on biomass production in rice. Plant Science, 239, 84-91.
76. Zhang, Q., Yan, C., Liu, J., Lu, H., Duan, H., Du, J., & Wang, W. (2014). Silicon alleviation of cadmium toxicity in mangrove (Avicennia marina) in relation to cadmium compartmentation. Journal of Plant Growth Regulation, 33(2), 233-242.
77. Zhu, Y., & Gong, H. (2014). Beneficial effects of silicon on salt and drought tolerance in plants. Agron Sustain Dev 34: 455–472. New Zealand Journal of Crop and Horticultural Science, 17.

[1] International Plant Nutrition Institute

[2] Association of American Plant Food Control Officials