Published April 23, 2024 | Version v1
Publication Open

Investigating foliar application of bulk and nanoparticles titanium dioxide on fennel productivity to mitigate the negative effects of saline irrigation water

Creators

  • 1. National Research Centre

Description

Abstract Background Fennel essential oils are fragrance compounds used in food and pharmaceutical sectors. One of the major impediments to expansion of fennel farming in Egypt's reclamation areas is saline water. Titanium dioxide (TiO 2 ) or TiO 2 nano particles (TiO 2 NP) can be utilized to boost the yield of aromatic plants cultivated under saline irrigation water. Saline water, particularly which contains sodium chloride can harm fennel plant; consequently, it was predicted that fennel production would fail in Egypt's reclaimed area, where the primary source of irrigation is groundwater consisting sodium chloride. This study sought to help fennel respond to sodium chloride by applying Ti forms to their leaves in order to reduce the detrimental effects of sodium chloride on them for expanding their production in the newly reclamation areas as a natural source of essential oil. Ti forms were applied as foliar application at 0, 0.1, 0.2 TiO 2 , 0.1 TiO 2 NP, and 0.2 TiO 2 NP, mM under irrigation with fresh water (0.4 dS m −1 ), or saline water (51.3 mM or 4.7 dS m −1 ). Results Plants exposed to 0.1 mM TiO 2 NP under fresh water resulted in the maximum values of morphological characters, estragole, oxygenated monoterpenes and photosynthetic pigments; while those subjected to 0.1 mM TiO 2 NP under saline water gave the greatest values of essential oil, proline, antioxidant enzymes and phenols. The greatest amounts of soluble sugars were recorded with 0.2 mM TiO 2 NP irrigated with saline water. Plants subjected to 0 mM TiO 2 under saline water produced the greatest values of flavonoids, hydrogen peroxide and malondialdehyde. Conclusion To mitigate the negative effects of salty irrigation water on fennel plant production, TiO 2 NP application is suggested as a potential strategy.

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

Translated Description (Arabic)

نبذة مختصرة زيوت الشمر الأساسية هي مركبات عطرية تستخدم في قطاعات الأغذية والأدوية. واحدة من العوائق الرئيسية أمام التوسع في زراعة الشمر في مناطق الاستصلاح في مصر هي المياه المالحة. يمكن استخدام ثاني أكسيد التيتانيوم (TiO 2 ) أو جزيئات النانو TiO 2 (TiO 2 NP) لزيادة إنتاجية النباتات العطرية المزروعة تحت مياه الري المالحة. يمكن أن تضر المياه المالحة، خاصة التي تحتوي على كلوريد الصوديوم، بمصنع الشمر ؛ وبالتالي، كان من المتوقع أن يفشل إنتاج الشمر في المنطقة المستصلحة في مصر، حيث يكون المصدر الرئيسي للري هو المياه الجوفية التي تتكون من كلوريد الصوديوم. سعت هذه الدراسة إلى مساعدة الشمر على الاستجابة لكلوريد الصوديوم من خلال تطبيق أشكال Ti على أوراقها من أجل تقليل الآثار الضارة لكلوريد الصوديوم عليها لتوسيع إنتاجها في مناطق الاستصلاح الحديثة كمصدر طبيعي للزيت العطري. تم تطبيق أشكال Ti كتطبيق ورقي عند 0، 0.1، 0.2 TiO 2 ، 0.1 TiO 2 NP، و 0.2 TiO 2 NP، مم تحت الري بالمياه العذبة (0.4 dS m −1 )، أو المياه المالحة (51.3 mM أو 4.7 dS m −1 ). النتائج أدت النباتات التي تعرضت لـ 0.1 مللي مولار من TiO 2 NP تحت الماء العذب إلى القيم القصوى للشخصيات المورفولوجية والإستراغول والأحاديات المؤكسدة وأصباغ التمثيل الضوئي ؛ في حين أن أولئك الذين تعرضوا لـ 0.1 مللي مولار من TiO 2 NP تحت الماء المالح أعطوا أكبر قيم من الزيت العطري والبرولين والإنزيمات المضادة للأكسدة والفينول. تم تسجيل أكبر كميات من السكريات القابلة للذوبان مع 0.2 مليون TiO 2 NP مروية بالمياه المالحة. أنتجت النباتات التي تعرضت لـ 0 مللي مولار من TiO 2 تحت المياه المالحة أكبر قيم من مركبات الفلافونويد وبيروكسيد الهيدروجين ومالونديالدهيد. الاستنتاج للتخفيف من الآثار السلبية لمياه الري المالحة على إنتاج نبات الشمر، يُقترح استخدام TiO 2 NP كاستراتيجية محتملة.

Translated Description (French)

Résumé Contexte Les huiles essentielles de fenouil sont des composés parfumés utilisés dans les secteurs alimentaire et pharmaceutique. L'un des principaux obstacles à l'expansion de la culture du fenouil dans les zones de remise en état de l'Égypte est l'eau salée. Le dioxyde de titane (TiO 2 ) ou les nanoparticules de TiO 2 (TiO 2 NP) peuvent être utilisés pour augmenter le rendement des plantes aromatiques cultivées sous eau d'irrigation saline. L'eau salée, en particulier celle qui contient du chlorure de sodium, peut endommager les plantes de fenouil ; par conséquent, il a été prédit que la production de fenouil échouerait dans la zone de récupération de l'Égypte, où la principale source d'irrigation est l'eau souterraine composée de chlorure de sodium. Cette étude visait à aider les fenouils à répondre au chlorure de sodium en appliquant des formes de Ti sur leurs feuilles afin de réduire les effets néfastes du chlorure de sodium sur eux pour étendre leur production dans les zones nouvellement remises en état en tant que source naturelle d'huile essentielle. Les formes de Ti ont été appliquées sous forme d'application foliaire à 0, 0,1, 0,2 TiO 2, 0,1 TiO 2 NP et 0,2 TiO 2 NP, mM sous irrigation avec de l'eau douce (0,4 dS m −1 ) ou de l'eau saline (51,3 mM ou 4,7 dS m −1 ). Résultats Les plantes exposées à 0,1 mM de TiO 2 NP sous eau douce ont donné les valeurs maximales des caractères morphologiques, de l'estragole, des monoterpènes oxygénés et des pigments photosynthétiques ; tandis que celles soumises à 0,1 mM de TiO 2 NP sous eau saline ont donné les plus grandes valeurs d'huile essentielle, de proline, d'enzymes antioxydantes et de phénols. Les plus grandes quantités de sucres solubles ont été enregistrées avec 0,2 mM de TiO 2 NP irrigué avec de l'eau saline. Les plantes soumises à 0 mM de TiO 2 sous eau saline ont produit les plus grandes valeurs de flavonoïdes, de peroxyde d'hydrogène et de malondialdéhyde. Conclusion Pour atténuer les effets négatifs de l'eau d'irrigation salée sur la production de fenouil, l'application de TiO 2 NP est suggérée comme stratégie potentielle.

Translated Description (Spanish)

Resumen Antecedentes Los aceites esenciales de hinojo son compuestos de fragancia utilizados en los sectores alimentario y farmacéutico. Uno de los principales impedimentos para la expansión del cultivo de hinojo en las zonas de recuperación de Egipto es el agua salina. El dióxido de titanio (TiO 2 ) o las nanopartículas de TiO 2 (TiO 2 NP) se pueden utilizar para aumentar el rendimiento de las plantas aromáticas cultivadas bajo agua de riego salina. El agua salina, particularmente la que contiene cloruro de sodio, puede dañar la planta de hinojo; en consecuencia, se predijo que la producción de hinojo fallaría en el área recuperada de Egipto, donde la principal fuente de riego es el agua subterránea que consiste en cloruro de sodio. Este estudio buscó ayudar al hinojo a responder al cloruro de sodio mediante la aplicación de formas de Ti a sus hojas con el fin de reducir los efectos perjudiciales del cloruro de sodio en ellas para expandir su producción en las áreas de nueva recuperación como fuente natural de aceite esencial. Las formas de Ti se aplicaron como aplicación foliar a 0, 0.1, 0.2 Tío 2 , 0.1 Tío 2 NP y 0.2 Tío 2 NP, mM bajo riego con agua dulce (0.4 dS m −1 ) o agua salina (51.3 mM o 4.7 dS m −1 ). Resultados Las plantas expuestas a Tío 2 NP 0,1 mM en agua dulce dieron como resultado los valores máximos de caracteres morfológicos, estragol, monoterpenos oxigenados y pigmentos fotosintéticos; mientras que las sometidas a Tío 2 NP 0,1 mM en agua salina dieron los mayores valores de aceite esencial, prolina, enzimas antioxidantes y fenoles. Las mayores cantidades de azúcares solubles se registraron con Tío 2 NP 0,2 mM irrigado con agua salina. Las plantas sometidas a Tío 2 0 mM bajo agua salina produjeron los mayores valores de flavonoides, peróxido de hidrógeno y malondialdehído. Conclusión Para mitigar los efectos negativos del agua de riego salada en la producción de la planta de hinojo, se sugiere la aplicación de tio 2 NP como una estrategia potencial.

Files

s12870-024-04996-8.pdf

Files (3.1 MB)

⚠️ 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
md5:3191a3fe2efdd51a8f3992122135bbf6
3.1 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التحقيق في التطبيق الورقي لثاني أكسيد التيتانيوم السائب والجسيمات النانوية على إنتاجية الشمر للتخفيف من الآثار السلبية لمياه الري المالحة
Translated title (French)
Étudier l'application foliaire de dioxyde de titane en vrac et de nanoparticules sur la productivité du fenouil pour atténuer les effets négatifs de l'eau d'irrigation saline
Translated title (Spanish)
Investigación de la aplicación foliar de dióxido de titanio a granel y nanopartículas en la productividad del hinojo para mitigar los efectos negativos del agua de riego salina

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4395041652
DOI
10.1186/s12870-024-04996-8

Is supplement to
https://openalex.org/W586105844 (Other)
https://openalex.org/W3138762371 (Other)
https://openalex.org/W3120251877 (Other)
https://openalex.org/W2561199414 (Other)
https://openalex.org/W2330523753 (Other)
https://openalex.org/W2141111577 (Other)
https://openalex.org/W2100227315 (Other)
https://openalex.org/W2001765367 (Other)
https://openalex.org/W1984723984 (Other)
https://openalex.org/W1586643373 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W1274865504
  • https://openalex.org/W1551117872
  • https://openalex.org/W1559903407
  • https://openalex.org/W1573518848
  • https://openalex.org/W1968834637
  • https://openalex.org/W1969584102
  • https://openalex.org/W1970702176
  • https://openalex.org/W1981399011
  • https://openalex.org/W1989090815
  • https://openalex.org/W2008493978
  • https://openalex.org/W2008982968
  • https://openalex.org/W2010086122
  • https://openalex.org/W2028823348
  • https://openalex.org/W2030625477
  • https://openalex.org/W2031228521
  • https://openalex.org/W2033445540
  • https://openalex.org/W2035429245
  • https://openalex.org/W2042544209
  • https://openalex.org/W2043686724
  • https://openalex.org/W2048582300
  • https://openalex.org/W2058436434
  • https://openalex.org/W2061662596
  • https://openalex.org/W2078302556
  • https://openalex.org/W2085931072
  • https://openalex.org/W2088365516
  • https://openalex.org/W2088866343
  • https://openalex.org/W2122910156
  • https://openalex.org/W2132126882
  • https://openalex.org/W2157073195
  • https://openalex.org/W2197725115
  • https://openalex.org/W2422637800
  • https://openalex.org/W2549398283
  • https://openalex.org/W2607526262
  • https://openalex.org/W2617917103
  • https://openalex.org/W2883840999
  • https://openalex.org/W2915306686
  • https://openalex.org/W3003056455
  • https://openalex.org/W3040613039
  • https://openalex.org/W369406775
  • https://openalex.org/W4223480749
  • https://openalex.org/W4289347444
  • https://openalex.org/W4364364674