Mitigating Soil Salinity Stress in Spinach (Spinacia oleracea): The Role of Zinc-Chitosan Nanoparticles as a Foliar Spray

Document Type : Original Article

Authors

1 Soil and Water Department, Faculty of Agriculture, Sohag University, Sohag, Egypt.

2 Horticulture Department, Faculty of Agriculture, Sohag University, Sohag, Egypt.

3 Botany and Microbiology Department, Faculty of Science, Sohag University, Sohag, Egypt.

Abstract

Salinity stress negatively affects the growth and nutrients uptake of vegetables. Using zinc-chitosan nanoparticles (Zn-chitosan NPs) to reduce salt stress in spinach was studied. In a greenhouse experiment, spinach plants were irrigated with three levels of saline water (3, 5, 7 dS m-1) and Zn-chitosan nanoparticles (NPs) solution was foliar sprayed at concentrations of 0, 100, and 200 ppm of NPs. Nutrients content and uptake in spinach, soil chemical characteristics, and spinach physiological parameters were analyzed after harvest. The saline water increased the soil salinity (ECe), soluble ions concentration, soil sodium adsorption ratio (SARe), and soil exchangeable sodium percentage (ESP). Salinity reduced soil available nitrogen and slightly increased available phosphorus and potassium. Saline stress decreased the nutrients content and uptake, while increased sodium in spinach. Salinity stress caused decrease in the spinach’s physiological parameters. Foliar spray with 100 ppm Zn-chitosan NPs improved spinach growth, nutrients uptake, K/Na and Ca/Na ratios, membrane stability, protein, soluble carbohydrates, carotenoid, chlorophyll, and antioxidant enzyme activities while decreased sodium accumulation. Zn-chitosan nanoparticles may aid in salinity mitigation for vegetables production, enhancing agriculture's resilience and food security.

Keywords

Main Subjects


Article Title [العربیة]

التخفيف من إجهاد ملحية التربة في السبانخ: دور جسيمات الزنك-كيتوزان النانوية كرش ورقي

Authors [العربیة]

  • فاطمة نصر الدين ثابت 1
  • هند احمد حامد 2
  • فايزة فهيد فهيد 3
  • شيرين عبد المحسن عبيد نصر 3
1 قسم الأراضي والمياه، كلية الزراعة، جامعة سوهاج، سوهاج، مصر.
2 قسم البساتين، كلية الزراعة، جامعة سوهاج، سوهاج، مصر.
3 قسم النبات والميكروبيولوجي، كلية العلوم، جامعة سوهاج، سوهاج، مصر.
Abstract [العربیة]

يؤثر الإجهاد الملحي سلبًا على نمو الخضراوات وامتصاصها للعناصر الغذائية تم دراسة استخدام جسيمات نانوية من الزنك-كيتوزان لتقليل الإجهاد الملحي على السبانخ في تجربة صوبة، تم ري السبانخ بثلاثة أنواع مختلفة من المياه المالحة (3، 5، 7 ديسي سيمنز/م) وتم رش جسيمات نانوية من الزنك-كيتوزان على الأوراق بتركيزات 0 ،100 ،200 جزء في المليون تم تحليل محتوى العناصر الغذائية وامتصاصها في السبانخ، والخصائص الكيميائية للتربة، والمعايير الفسيولوجية للسبانخ بعد حصادها زادت المياه المالحة من ملوحة التربة  (ECe) وتركيز الأيونات الذائبة، ومعدل ادمصاص الصوديوم في التربة (SARe) ونسبة الصوديوم المتبادل في التربة (ESP أدت الملحية إلى تقليل النيتروجين الميسر في التربة وزيادة الفوسفور والبوتاسيوم الميسر بشكل طفيف وانخفاض محتوى العناصر الغذائية وامتصاصها، بينما زاد الصوديوم في السبانخ كما تسببت الملحية في انخفاض المعايير الفسيولوجية للسبانخ. أدى رش الأوراق بجسيمات نانوية من الزنك-كيتوزان بتركيز100 جزء في المليون إلى تحسين نمو السبانخ، وزيادة امتصاص العناصر الغذائية، ونسب البوتاسيوم/الصوديوم والكالسيوم/الصوديوم، وثبات الأغشية، وزيادة البروتين والكربوهيدرات القابلة للذوبان، والكاروتينويد، والكلوروفيل، ونشاط الإنزيمات المضادة للأكسدة مع تقليل تراكم الصوديوم. قد تساعد جسيمات الزنك-كيتوزان النانوية في تخفيف تأثير ملوحة التربة على إنتاج الخضراوات، مما يعزز مرونة الزراعة والأمن الغذائي

Keywords [العربیة]

  • ملحية التربة
  • جسيمات الزنك-كيتوزان النانوية
  • معدل ادمصاص الصوديوم للتربة
  • نسبة الصوديوم المتبادل فى التربة
  • سبانخ