Published April 1, 2024 | Version v1
Publication Open

Residual efficiency of iron-nanoparticles and different iron sources on growth, and antioxidants in maize plants under salts stress: Life cycle study

Creators

  • 1. King Abdulaziz University
  • 2. University of Agriculture Faisalabad
  • 3. University of Tabuk
  • 4. Swedish University of Agricultural Sciences
  • 5. Government College University, Faisalabad

Description

Exogenous application of iron (Fe) may alleviate salinity stress in plants grown on salt affected soils. This study aims to evaluate the comparative residual effects of iron nanoparticles (FNp) with other Fe sources including iron-sulphate (FS) and iron-chelate (FC) on the maize (Zea mays L.) crop grown under salt stress. All three Fe sources were applied at the rate of 15 and 25 mg/kg of soil before sowing of wheat and no amendments were used before sowing of maize crop. Results revealed that FNp at 25 mg/kg (FNp-2) substantially increased maize plant height, root length, root dry weight, shoot dry weight, and grain weight by 80.7%, 111.1%, 45.7%, 59.5%, and 77.2% as compared to normal and 62.6%, 81.3%, 65.1%, 78%, and 61.2% as compared to salt-stressed controls, respectively. The FNp-2 showed higher activities of antioxidant enzymes, such as superoxide dismutase, peroxidase, catalase, and ascorbate peroxidase compared to salt stressed control (50.6%, 51%, 48.5%, and 49.2%, respectively). The FNp-2 showed the increase in levels of chlorophyll a content by 49.9%, chlorophyll b content by 67.2%, carotenoid by 62.5%, total chlorophyll content by 50.3%, membrane stability index by 59.1%, leaf water relative contents by 60.3% as compared to salt stressed control. The maximum Fe and Zn concentrations in maize roots, shoots, and grains were observed in FNp treatment as compared to salts stressed control. Higher application rates of Fe from all the sources remained better in alleviating the salinity stress in maize compared to their respective low rates. The study concluded that FNp alleviated salinity stress, increased nutrient uptake and enhanced the yield of maize grown on salt affected soil.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

قد يؤدي الاستخدام الخارجي للحديد (Fe) إلى تخفيف إجهاد الملوحة في النباتات المزروعة في التربة المتضررة من الملح. تهدف هذه الدراسة إلى تقييم الآثار المتبقية المقارنة لجسيمات الحديد النانوية (FNp) مع مصادر الحديد الأخرى بما في ذلك كبريتات الحديد (FS) وخلايا الحديد (FC) على محصول الذرة (Zea mays L.) المزروع تحت ضغط الملح. تم تطبيق جميع مصادر الحديد الثلاثة بمعدل 15 و 25 ملغم/كغم من التربة قبل بذر القمح ولم يتم استخدام أي تعديلات قبل بذر محصول الذرة. كشفت النتائج أن FNp عند 25 مجم/كجم (FNp -2) زاد بشكل كبير من طول نبات الذرة وطول الجذر والوزن الجاف للجذر والوزن الجاف للبراعم ووزن الحبوب بنسبة 80.7 ٪ و 111.1 ٪ و 45.7 ٪ و 59.5 ٪ و 77.2 ٪ مقارنة بالمعدل الطبيعي و 62.6 ٪ و 81.3 ٪ و 65.1 ٪ و 78 ٪ و 61.2 ٪ مقارنة بالضوابط المجهدة بالملح، على التوالي. أظهر FNp -2 أنشطة أعلى من الإنزيمات المضادة للأكسدة، مثل ديسموتاز الفائق، وبيروكسيداز، وكاتالاز، وبيروكسيداز الأسكوربات مقارنة بالتحكم في إجهاد الملح (50.6 ٪، و 51 ٪، و 48.5 ٪، و 49.2 ٪، على التوالي). أظهر FNp -2 زيادة في مستويات محتوى الكلوروفيل بنسبة 49.9 ٪، ومحتوى الكلوروفيل ب بنسبة 67.2 ٪، والكاروتينويد بنسبة 62.5 ٪، ومحتوى الكلوروفيل الكلي بنسبة 50.3 ٪، ومؤشر استقرار الغشاء بنسبة 59.1 ٪، والمحتويات النسبية للماء الورقي بنسبة 60.3 ٪ مقارنة بالتحكم في إجهاد الملح. لوحظ الحد الأقصى لتركيزات الحديد والزنك في جذور الذرة والبراعم والحبوب في علاج FNp مقارنة بالسيطرة المجهدة على الأملاح. ظلت معدلات الاستخدام الأعلى للحديد من جميع المصادر أفضل في التخفيف من إجهاد الملوحة في الذرة مقارنة بمعدلاتها المنخفضة. وخلصت الدراسة إلى أن FNp خففت من إجهاد الملوحة، وزادت من امتصاص المغذيات وعززت محصول الذرة المزروعة في التربة المتضررة من الملح.

Translated Description (French)

L'application exogène de fer (Fe) peut atténuer le stress salin chez les plantes cultivées sur des sols affectés par le sel. Cette étude vise à évaluer les effets résiduels comparatifs des nanoparticules de fer (FNp) avec d'autres sources de Fe, y compris le sulfate de fer (FS) et le chélate de fer (FC) sur la culture de maïs (Zea mays L.) cultivée sous stress salin. Les trois sources de Fe ont été appliquées à raison de 15 et 25 mg/kg de sol avant le semis du blé et aucun amendement n'a été utilisé avant le semis de la culture du maïs. Les résultats ont révélé que la FNp à 25 mg/kg (FNp-2) augmentait considérablement la hauteur de la plante de maïs, la longueur des racines, le poids sec des racines, le poids sec des pousses et le poids des grains de 80,7 %, 111,1 %, 45,7 %, 59,5 % et 77,2 % par rapport à la normale et 62,6 %, 81,3 %, 65,1 %, 78 % et 61,2 % par rapport aux témoins stressés par le sel, respectivement. Le FNp-2 a montré une activité plus élevée des enzymes antioxydantes, telles que la superoxyde dismutase, la peroxydase, la catalase et l'ascorbate peroxydase par rapport au contrôle du stress salin (50,6 %, 51 %, 48,5 % et 49,2 %, respectivement). Le FNp-2 a montré l'augmentation des niveaux de teneur en chlorophylle a de 49,9%, de la teneur en chlorophylle b de 67,2%, du caroténoïde de 62,5%, de la teneur totale en chlorophylle de 50,3%, de l'indice de stabilité membranaire de 59,1%, des teneurs relatives en eau des feuilles de 60,3% par rapport au contrôle du stress salin. Les concentrations maximales de Fe et de Zn dans les racines, les pousses et les grains de maïs ont été observées dans le traitement FNp par rapport au contrôle du stress par les sels. Des taux d'application plus élevés de Fe provenant de toutes les sources sont restés meilleurs pour atténuer le stress salin dans le maïs par rapport à leurs faibles taux respectifs. L'étude a conclu que le FNp atténuait le stress salin, augmentait l'absorption des nutriments et augmentait le rendement du maïs cultivé sur un sol affecté par le sel.

Translated Description (Spanish)

La aplicación exógena de hierro (Fe) puede aliviar el estrés por salinidad en plantas cultivadas en suelos afectados por la salinidad. Este estudio tiene como objetivo evaluar los efectos residuales comparativos de las nanopartículas de hierro (FNp) con otras fuentes de Fe, incluidos el sulfato de hierro (FS) y el quelato de hierro (FC) en el cultivo de maíz (Zea mays L.) cultivado bajo estrés salino. Las tres fuentes de Fe se aplicaron a razón de 15 y 25 mg/kg de suelo antes de la siembra de trigo y no se utilizaron enmiendas antes de la siembra del cultivo de maíz. Los resultados revelaron que la FNp a 25 mg/kg (FNp-2) aumentó sustancialmente la altura de la planta de maíz, la longitud de la raíz, el peso seco de la raíz, el peso seco del brote y el peso del grano en un 80.7%, 111.1%, 45.7%, 59.5% y 77.2% en comparación con lo normal y 62.6%, 81.3%, 65.1%, 78% y 61.2% en comparación con los controles con estrés salino, respectivamente. El FNp-2 mostró mayores actividades de enzimas antioxidantes, como superóxido dismutasa, peroxidasa, catalasa y ascorbato peroxidasa en comparación con el control de estrés salino (50.6%, 51%, 48.5% y 49.2%, respectivamente). El FNp-2 mostró el aumento en los niveles de contenido de clorofila a en un 49,9%, contenido de clorofila b en un 67,2%, carotenoide en un 62,5%, contenido total de clorofila en un 50,3%, índice de estabilidad de membrana en un 59,1%, contenido relativo de agua de hoja en un 60,3% en comparación con el control de estrés salino. Las concentraciones máximas de Fe y Zn en raíces, brotes y granos de maíz se observaron en el tratamiento con FNp en comparación con el control con estrés por sales. Las tasas de aplicación más altas de Fe de todas las fuentes siguieron siendo mejores para aliviar el estrés de salinidad en el maíz en comparación con sus respectivas tasas bajas. El estudio concluyó que la FNp aliviaba el estrés por salinidad, aumentaba la absorción de nutrientes y mejoraba el rendimiento del maíz cultivado en suelos afectados por la sal.

Files

pdf.pdf

Files (16.0 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:eaff082ee618ca10530dfe6ed6a28f89
16.0 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
الكفاءة المتبقية لجسيمات الحديد النانوية ومصادر الحديد المختلفة على النمو، ومضادات الأكسدة في نباتات الذرة تحت ضغط الأملاح: دراسة دورة الحياة
Translated title (French)
Efficacité résiduelle des nanoparticules de fer et des différentes sources de fer sur la croissance, et des antioxydants dans les plants de maïs soumis à un stress salin : étude du cycle de vie
Translated title (Spanish)
Eficiencia residual de nanopartículas de hierro y diferentes fuentes de hierro en el crecimiento, y antioxidantes en plantas de maíz bajo estrés por sales: estudio del ciclo de vida

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4393392048
DOI
10.1016/j.heliyon.2024.e28973

Is supplement to
https://openalex.org/W4306948243 (Other)
https://openalex.org/W2992377527 (Other)
https://openalex.org/W2911472793 (Other)
https://openalex.org/W2792748780 (Other)
https://openalex.org/W2372987205 (Other)
https://openalex.org/W2357324545 (Other)
https://openalex.org/W2347399211 (Other)
https://openalex.org/W2096054288 (Other)
https://openalex.org/W1996384533 (Other)
https://openalex.org/W1025830771 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W2011045414
  • https://openalex.org/W2029392687
  • https://openalex.org/W2041420005
  • https://openalex.org/W2046857879
  • https://openalex.org/W2106354928
  • https://openalex.org/W2115428382
  • https://openalex.org/W2140791476
  • https://openalex.org/W2409870681
  • https://openalex.org/W2528207884
  • https://openalex.org/W2617601617
  • https://openalex.org/W2626043010
  • https://openalex.org/W2760434431
  • https://openalex.org/W2772423699
  • https://openalex.org/W2789125899
  • https://openalex.org/W2795114229
  • https://openalex.org/W2804420379
  • https://openalex.org/W2911559702
  • https://openalex.org/W2921784814
  • https://openalex.org/W2963488487
  • https://openalex.org/W3000727377
  • https://openalex.org/W3003557070
  • https://openalex.org/W3012187865
  • https://openalex.org/W3013323019
  • https://openalex.org/W3033643525
  • https://openalex.org/W3035216846
  • https://openalex.org/W3038283655
  • https://openalex.org/W3042265097
  • https://openalex.org/W3046014324
  • https://openalex.org/W3058993335
  • https://openalex.org/W3094279134
  • https://openalex.org/W3111145635
  • https://openalex.org/W3120388080
  • https://openalex.org/W3122828213
  • https://openalex.org/W3152826686
  • https://openalex.org/W3158832465
  • https://openalex.org/W3190767316
  • https://openalex.org/W3200781220
  • https://openalex.org/W3204031277
  • https://openalex.org/W3208364360
  • https://openalex.org/W3211015176
  • https://openalex.org/W3211264108
  • https://openalex.org/W3215188344
  • https://openalex.org/W3215341486
  • https://openalex.org/W4206933938
  • https://openalex.org/W4214609989
  • https://openalex.org/W4220660014
  • https://openalex.org/W4220945606
  • https://openalex.org/W4221017850
  • https://openalex.org/W4224243145
  • https://openalex.org/W4226320168
  • https://openalex.org/W4281726943
  • https://openalex.org/W4283650888
  • https://openalex.org/W4291595237
  • https://openalex.org/W4293055969
  • https://openalex.org/W4294653383
  • https://openalex.org/W4296620616
  • https://openalex.org/W4297548267
  • https://openalex.org/W4303579449
  • https://openalex.org/W4306657770
  • https://openalex.org/W4307112077
  • https://openalex.org/W4312143564
  • https://openalex.org/W4313241282
  • https://openalex.org/W4313706994
  • https://openalex.org/W4318486230
  • https://openalex.org/W4323572201
  • https://openalex.org/W4323665836
  • https://openalex.org/W4361214506
  • https://openalex.org/W4366483536
  • https://openalex.org/W4380763555
  • https://openalex.org/W94987634