دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان مجله پژوهش در متابولیت‌های گیاهی 3041-9638 4 2 2026 08 23 Study of the Effects of Iron and Zinc Nano-Fertilizers on Phenolic and Antioxidant Compounds of Grape (Vitis vinifera L.) cv. Bidaneh Sefid at Two Stages: Veraison and Ripening مطالعه اثر نانو کودهای آهن و روی بر ترکیبات فنلی و آنتی اکسیدانی انگور رقم بیدانه سفید (.Vitis vinifera L) در دو مرحله غوره‌گی و رسیدگی 41 56 252147 10.22034/jrpsm.2026.593311.1126 FA ساره خدابخش‌زاده گروه زیست شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران. موسی رسولی دانشیار ،گروه مهندسی علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی (ره) قزوین، ایران. 0000-0003-4807-7763 فاطمه برنا گروه علوم و مهندسی باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، ملاثانی، ایران. 0000-0002-6458-117X معصومه ملکی گروه زیست شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه ملایر، ملایر ، ایران 0000-0002-6111-4939 Journal Article 2026 05 22 Background and Objective: Grape (Vitis vinifera L.) is one of the most important horticultural crops worldwide, possessing high nutritional and medicinal values due to its diverse phenolic and antioxidant compounds, including flavonoids, anthocyanins, and resveratrol. Foliar nutrition with micronutrient nano-fertilizers has been introduced as an efficient and environmentally friendly approach to improve the quality of horticultural products. Iron and zinc elements play a crucial role as cofactors of key enzymes in the biosynthetic pathways of phenolic compounds. Considering the lack of information regarding the effects of iron and zinc nano-fertilizers on the quality of 'Bidaneh Sefid' grape cultivar, this study was conducted to investigate different concentrations of nano-chelated iron (0, 2000, and 3000 mg L⁻¹) and nano-chelated zinc (0, 1000, and 2000 mg L⁻¹) on the biochemical and antioxidant compounds of grape at two phenological stages, namely veraison and ripening. Materials and Methods: This research was conducted during 2014–2018 at the research collection of Malayer University (Hamadan province, Iran). Fifteen-year-old grapevines of Bidaneh Sefid cultivar were trained using the pergola system. Treatments consisted of three levels of nano-chelated iron (0, 2000, and 3000 mg L⁻¹) and three levels of nano-chelated zinc (0, 1000, and 2000 mg L⁻¹), which were applied as foliar sprays at two stages: Veraison and full ripening. Foliar application was performed during early morning hours using a hand sprayer until runoff, and 0.2% Tween 20 was added to all solutions. Leaf sampling was conducted at both stages, and measured traits included chlorophyll a, chlorophyll b, carotenoids, total flavonoids, total anthocyanins, total phenols, and resveratrol. Photosynthetic pigments were assayed using spectrophotometry based on Lichtenthaler's equations. Total anthocyanin content was measured using spectrophotometry in acidic methanol with chlorophyll interference correction. Total flavonoids and total phenols were determined using aluminum chloride and Folin-Denis methods, respectively. Resveratrol was quantified using reversed-phase HPLC at 306 nm. The experiment was arranged as a completely randomized design with three replications, and data were analyzed using SAS software with Duncan's multiple range test at a significance level of 1%. Principal component analysis (PCA) and weighted composite index (WCI) were calculated. Results: The results showed that different treatments had significant effects on all measured traits at both phenological stages. At both veraison and ripening stages, the Fe 2000 mg L⁻¹ treatment exhibited the greatest effect on increasing chlorophyll a, chlorophyll b, and carotenoid contents, followed by Zn 1000 and 2000 mg L⁻¹ treatments. In contrast, Fe 3000 mg L⁻¹ caused a reduction in photosynthetic pigments in most cases. Total leaf flavonoid content reached its maximum in the Fe 2000 mg L⁻¹ treatment at both veraison (225.91 mg g⁻¹ DW) and ripening (288.57 mg g⁻¹ DW) stages. Total anthocyanin content at the ripening stage reached its highest value (1.89 mg g⁻¹ DW) under the Zn 1000 mg L⁻¹ treatment, while both iron concentrations exhibited decreasing effects. Total phenol content of berry skin at the ripening stage showed the greatest increases in Fe 2000 (132.88) and Zn 2000 (139.55 mg g⁻¹ DW) treatments. Resveratrol content of berry skin reached its maximum at the veraison stage in the Fe 2000 mg L⁻¹ treatment (110.44 μg g⁻¹ DW, more than 2.5 times the control), and at the ripening stage in the Zn 2000 mg L⁻¹ treatment (100.13 μg g⁻¹ DW). Elemental concentrations in leaves were also affected by treatments, and antagonistic effects between iron and zinc were observed at the ripening stage. The PCA results, integrated with the WCI, identified Fe 2000 as the most effective treatment for concurrently improving the physiological, biochemical, and nutritional traits of grapevine. Conclusion: The results demonstrated that nano-chelated iron at 2000 mg L⁻¹ at both veraison and ripening stages had the best effect on increasing antioxidant compounds of 'Bidaneh Sefid' grape cultivar. Nano-chelated zinc at 1000 mg L⁻¹ is recommended for increasing anthocyanin content, and at 2000 mg L⁻¹ for increasing resveratrol at the ripening stage. The concentration of 3000 mg L⁻¹ iron is not recommended due to its inhibitory effects. Simultaneous application of iron and zinc requires precise management of concentration and application timing due to their antagonistic interactions. سابقه و هدف: انگور (Vitis vinifera L.) یکی از مهم‌ترین محصولات باغی جهان است که به دلیل دارا بودن ترکیبات فنلی و آنتی‌اکسیدانی متنوعی نظیر فلاونوئیدها، آنتوسیانین‌ها و رسوراترول، ارزش تغذیه‌ای و دارویی بالایی دارد. تغذیه برگی با نانوکودهای ریزمغذی به‌عنوان روشی کارآمد و سازگار با محیط‌زیست برای بهبود کیفیت محصولات باغی مطرح شده است. عناصر آهن و روی به‌عنوان کوفاکتورهای آنزیم‌های کلیدی در مسیرهای بیوسنتزی ترکیبات فنلی نقش تعیین‌کننده‌ای ایفا می‌کنند. با توجه به کمبود اطلاعات درباره تأثیر نانوکودهای آهن و روی بر کیفیت انگور رقم بیدانه سفید، این پژوهش با هدف بررسی غلظت‌های مختلف نانوکودهای کلات آهن (صفر، ۲۰۰۰ و ۳۰۰۰ میلی‌گرم در لیتر) و کلات روی (صفر، ۱۰۰۰ و ۲۰۰۰ میلی‌گرم در لیتر) بر ترکیبات بیوشیمیایی و آنتی‌اکسیدانی انگور در دو مرحله فنولوژیکی غوره‌گی و رسیدگی انجام شد. مواد و روش‌ها: این پژوهش طی سالهای ۱۳۹۳ تا ۱۳۹۷ در کلکسیون تحقیقاتی دانشگاه ملایر (استان همدان) انجام شد. تاکهای رقم بیدانه سفید با سن ۱۵ سال به روش داربستی-آلاچیقی پرورش یافتند. تیمارها شامل سه سطح نانوکود کلات آهن (صفر، ۲۰۰۰ و ۳۰۰۰ میلی‌گرم در لیتر) و سه سطح نانوکود کلات روی (صفر، ۱۰۰۰ و ۲۰۰۰ میلی‌گرم در لیتر) بودند که در دو مرحله غوره‌گی و رسیدگی کامل به‌صورت محلول‌پاشی برگی اعمال شدند. محلول‌پاشی در ساعات اولیه صبح با سمپاش دستی تا حد رواناب انجام گرفت و ۲/۰ درصد توین ۲۰ به کلیه محلولها افزوده شد. نمونه‌برداری از برگ‌ها در هر دو مرحله انجام شد و صفات مورد اندازه‌گیری شامل کلروفیل a، کلروفیل b، کاروتنوئید، فلاونوئید کل، آنتوسیانین کل، فنل کل و رسوراترول بودند. سنجش رنگیزه‌های فتوسنتزی با روش اسپکتروفتومتری و بر اساس معادلات لیشتنتالر انجام گرفت. اندازه‌گیری آنتوسیانین کل با استفاده از روش اسپکتروفتومتری در متانول اسیدی و با تصحیح تداخل کلروفیل صورت پذیرفت. فلاونوئید کل با روش آلومینیوم کلرید و فنل کل با روش فولین-دنیس اندازه‌گیری شدند. رسوراترول با استفاده از کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا در فاز معکوس و در طول موج ۳۰۶ نانومتر سنجش گردید. آزمایش در قالب طرح کاملاً تصادفی با ۳ تکرار انجام گرفت و داده‌ها با استفاده از نرم‌افزار SAS و آزمون چنددامنه‌ای دانکن در سطح احتمال ۱ درصد مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند و تجزیه به مولفه های اصلی (PCA) و شاخص ترکیب وزنی (WCI) محاسبه گردید. یافته‌ها: نتایج نشان داد که تیمارهای مختلف تأثیر معنی‌داری بر تمامی صفات مورد بررسی در هر دو مرحله فنولوژیکی داشتند. در هر دو مرحله غوره‌گی و رسیدگی، تیمار آهن ۲۰۰۰ میلی‌گرم در لیتر بیشترین تأثیر را بر افزایش کلروفیلa، کلروفیل b و کاروتنوئید داشت و پس از آن تیمار روی ۱۰۰۰ و ۲۰۰۰ میلی‌گرم در لیتر قرار گرفتند. در مقابل، آهن ۳۰۰۰ میلی‌گرم در لیتر در اکثر موارد باعث کاهش رنگیزه‌های فتوسنتزی شد. فلاونوئید کل برگ در تیمار آهن ۲۰۰۰ میلی‌گرم در لیتر در مرحله غوره‌گی (۹۱/۲۲۵) و رسیدگی (۵۷/۲۸۸ میلی‌گرم برگرم) به حداکثر رسید. آنتوسیانین کل در مرحله رسیدگی تحت تأثیر روی ۱۰۰۰ میلی‌گرم در لیتر به بیشترین مقدار (۸۹/۱ میلی‌گرم بر گرم) رسید، در حالی که هر دو غلظت آهن اثر کاهشی داشتند. فنل کل پوست میوه در مرحله رسیدگی در تیمارهای آهن ۲۰۰۰ (۸۸/۱۳۲) و روی ۲۰۰۰ (۵۵/۱۳۹ میلی‌گرم بر گرم) بیشترین افزایش را نشان داد. رسوراترول پوست میوه در مرحله غوره‌گی در تیمار آهن ۲۰۰۰ میلی‌گرم در لیتر با ۴۴/۱۱۰ میکروگرم بر گرم (بیش از ۵/۲ برابر شاهد) و در مرحله رسیدگی در تیمار روی ۲۰۰۰ میلی‌گرم در لیتر با ۱۳/۱۰۰ میکروگرم بر گرم به حداکثر رسید. غلظت عناصر در برگ نیز تحت تأثیر تیمارها قرار گرفت و اثرات آنتاگونیستی بین آهن و روی در مرحله رسیدگی مشاهده شد. نتایج PCA همراه با WCI ، آهن 2000 را به‌عنوان مؤثرترین تیمار در بهبود هم‌زمان صفات فیزیولوژیک، بیوشیمیایی و تغذیه‌ای انگور معرفی کرد. نتیجه‌گیری: نتایج نشان داد که نانوکود آهن با غلظت ۲۰۰۰ میلی‌گرم در لیتر در هر دو مرحله غوره‌گی و رسیدگی، بهترین تأثیر را بر افزایش ترکیبات آنتی‌اکسیدانی انگور رقم بیدانه سفید دارد. نانوکود روی با غلظت ۱۰۰۰ میلی‌گرم در لیتر برای افزایش آنتوسیانین و غلظت ۲۰۰۰ میلی‌گرم در لیتر برای افزایش رسوراترول در مرحله رسیدگی توصیه می‌شود. غلظت ۳۰۰۰ میلی‌گرم در لیتر آهن به دلیل اثرات مهاری، قابل توصیه نمی‌باشد. کاربرد آهن و روی نیازمند مدیریت دقیق غلظت و زمان مصرف به دلیل اثرات آنتاگونیستی آنهاست.

https://jrpsm.asnrukh.ac.ir/article_252147_f24f18b31b9431f3bf177a90f6192746.pdf