The effect of integrated management of organic and chemical fertilizers on yield and qualitative characteristics in black cumin (Nigella sativa L.) medicinal plant

Salehi, A.; Fallah, S.; Abasi, A.; Iranipour, R.; Heidari, M.

doi:10.22092/ijmapr.2015.101467

Document Type : Research Paper

Authors

¹ MSc. Student, College of Agriculture, Shahrekord University, Shahrekord, Iran

² College of Agriculture, Shahrekord University, Shahrekord, Iran

³ Chaharmahal and Bakhtiari Agriculture and Natural Resources Research Center, Shahrekord, Iran

⁴ College of Medicine, Shahrekord University of Medical Sciences, Shahrekord, Iran

https://doi.org/10.22092/ijmapr.2015.101467

Abstract

One of the aspects of the production of medicinal plants is lower consumption of chemical inputs which could be effective in protecting the environment in addition to maintaining or improving product quality. Therefore,this study was conducted in order to investigate the effect of integrated management of organic and chemical fertilizers on yield and qualitative characteristics in black cumin (Nigella sativa L.). This experiment was conducted in a randomized complete block design with nine treatments and three replications at the Shahrekord University in 2012. The treatments consisted of control (no amended nitrogen), cattle manure, urea, three levels of split integrated fertilizer ( cattle manure + urea, cattle manure + cattle manure + urea), and three levels of full integrated fertilizer ( cattle manure + urea, cattle manure + cattle manure + urea). Results indicated that the application of N-fertilizer caused significant increase in oil, protein and essence contents and their production in black cumin (p< 0.01). Integrated application of organic manure + chemical fertilizer produced higher amount of oil, essence and protein in comparison with solitary application (p< 0.01). The full dose application of urea fertilizer (FDA) significantly enhanced the content and production of oil (322 g kg ^-1 and 674 kg ha^-1, respectively), protein (248 gkg^-1and 595 kg ha^-1, respectively), essence (3.1 gkg^-1and 7.2 kgha^-1, respectively) in comparison with split application. In conclusion, the full dose application of urea fertilizer (FDA) in integration with organic manure could enhance the quality of black cumin seed.

Keywords

References

- احسانی‌پور، ع.، زینلی، ح. و رزمجو، خ.، 1391. تأثیر مقادیر کود نیتروژنه بر خصوصیات کیفی و عملکرد دانه در جمعیت‌های مختلف رازیانه (Foeniculum vulgare Mill.). گیاهان دارویی، 2(9): 47-37.

- اکبری، پ.، قلاوند، ا. و مدرس ثانوی، س.ع.م.، 1388. اثرات سیستم‌های مختلف تغذیه و باکتریهای افزاینده رشد (PGPR) بر فنولوژی عملکرد و اجزای عملکرد آفتابگردان. الکترونیک تولید گیاهان زراعی،2(3): 134-119.

- اکبری‌نیا، ا.، 1382. بررسی عملکرد و ماده مؤثره زنیان در سیستم‌های کشاورزی متداول، ارگانیک و تلفیقی. پایان‌نامه دکتری زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس.

- اکبری‌نیا، ا.، قلاوند، ا.، سفیدکن، ف.، رضایی، م.ب. و شریفی عاشورآبادی، ا.، 1383. بررسی تأثیر کودهای شیمیایی، دامی و تلفیقی بر عملکرد و میزان ترکیبات اسانس گیاه دارویی زنیان. مجله پژوهش و سازندگی، 61: 41-32.

- پورعزیزی، م.، 1390. تأثیر روش‌های تلفیقی و متداول کوددهی بر معدنی شدن نیتروژن خاک، ویژگی‌های کمّی و کیفی سورگوم علوفه‌ای. پایان‌نامه کارشناسی ارشد آگرواکولوژی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، 113 صفحه.

- جوادی، ح.، 1387. اثر تاریخ کاشت و مقادیر نیتروژن بر عملکرد و اجزای عملکرد سیاهدانه (Nigella sativa L.). پژوهشهای زراعی ایران، 6(1): 66-59.

- حسن‌زاده قورت‌تپه، ع.، قلاوند، ا.، احمدی، م.ر. و میرنیا، س.خ.، 1380. بررسی تأثیر سیستم‌های مختلف تغذیه بر راندمان انرژی ارقام آفتابگردان. علوم کشاوزی و منابع طبیعی، 8(2): 78-67.

- خندان، ا.، 1383. تأثیر کودهای آلی و شیمیایی بر خصوصیات شیمیایی- فیزیکی خاک و گیاه دارویی اسفرزه. پایان‌نامه کارشناسی‌ارشد خاکشناسی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد.

- شریفی عاشورآبادی، ا.، 1378. بررسی تأثیر حاصلخیزی خاک در اکوسیستم‌های زراعی. رساله دکترای زراعت، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، 252 صفحه.

- علی‌زاده، پ.، 1389. اثر کودهای آلی و اوره بر معدنی‌شدن خالص نیتروژن خاک، رشد و عملکرد ذرت در شرایط قطع آبیاری در زمان گلدهی. پایان‌نامه کارشناسی‌ارشد آگرواکولوژی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد.

- فلاح، س.، قلاوند، ا. و خواجه‌پور، م.ر.، 1386. تأثیر نحوه اختلاط کود دامی با خاک و تلفیق آن با کود شیمیایی بر عملکرد و اجزای عملکرد ذرت دانه‌ای (Zea mays L.) در خرم‌آباد لرستان. علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، 11(40): 243-233.

- لباسچی، م.ح.، 1379. بررسی جنبه‌های اکوفیزیولوژی گل راعی در اکوسیستم‌های طبیعی و زراعی. رساله دکترای زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، 116 صفحه.

- ملکوتی، م.ج.، 1375. کشاورزی پایدار و افزایش عملکرد با بهینه‌سازی مصرف کود در ایران. انتشارات سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، 297 صفحه.

- Ajay, R.P., Reddy, K.S., Ramana, S. and Maji, B., 2005. Effect of nitrogen and farm yard manure on physiological parameters in ashwagandha (Withania somnifera) under vertisol soil type. Indian Journal of Plant Physiology, 10(4): 389-393.

- Alizadeh, P., Fallah, S. and Raiesi, F., 2012. Potential N mineralization and availability to irrigated maize in a calcareous soil amended with organic manures and urea under field conditions. International Journal of Plant Production, 6(4): 493-512.

- Antuono, L.F., Moretti, A. and Lovato, A.F.S., 2002. Seed yield, yield components, oil content and essential oil content and composition of Nigella sativa L. and N. damascena. Industrial Crops and Products, 15: 59-69.

- Araya, H.T., Soundy, P., Steyn, J.M., Teubes, C., Learmonth, R.A. and Mojela, N., 2006. Response of herbage yield, essential oil yield and composition of South African rose-scented geranium (Pelargonium sp.) to conventional and organic nitrogen. Journal of Essential Oil Research, 18: 111-115.

- Ashraf, M., Ali, Q. and Iqbal, Z., 2006. Effect of nitrogen application rate on the content and composition of oil, essential oil and mineral in black cumin (Nigella sativa L.) seeds. Journal of the Science of Food and Agriculture, 86(6): 871-876.

- Butler, T.J., Han, K.J., Muir, J.P., Weindorf, D.C. and Lastly, L., 2008. Dairy manure compost effects on corn silage production and soil properties. Agronomy Journal, 100(6): 1541-1545.

- Carrubba, A., 2009. Nitrogen fertilisation in coriander (Coriandrum sativum L.): a review and metaanalysis. Journal of the Science of Food and Agriculture, 89(6): 921-926.

- Chatterjee, S.K., 2002. Cultivation of medicinal and aromatic plants in India a commercial approach. Acta Horticulture, 576: 191-202.

- Ghani, A., Hussain, M. and Hassan, A., 2000. Interactive effect of nitrogen and water stress on leaf area of sunflower (Helianthus annuus L.). Pakistan Journal of Biological Sciences, 3(6): 989-990.

- Ghosheh, O.A., Houdi, A.A. and Crooks, P.A., 1999. High performance liquid chromatographic analysis of the pharmacologically active quinones and related compounds in the oil of the black seed (Nigella sativa L.). Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 19(5): 757-762.

- Grant, C.A. and Bailey, L.D., 1993. Fertility management in canola production. Canadian Journal of Plant Science, 73(3): 651-671.

- Gryndler, M., Sudova, R., Püschel, D., Rydlova, J., Janoušková, M. and Vosátka, M., 2008. Cultivation of high-biomass crops on mine spoil banks: can microbial inoculation compensate for high doses of organic matter?. Bioresource Technology, 99(14): 6391-6399.

- Harzallah, H.J., Kouidhi, B., Flamini, G., Bakhrouf, A. and Mahjoub, T., 2011. Chemical composition, antimicrobial potential against cariogenic bacteria and cytotoxic activity of Tunisian Nigella sativa essential oil and thymoquinone. Food Chemistry, 129(4): 1469-1474.

- Hegde, D.M., 1996. Long-term sustainability of productivity in an irrigated sorghum-wheat system through integrated nutrient supply. Field Crops Research, 48(2-3): 167-175.

- Kandeel, A.M., Naglaa, S.A.T. and Sadek, A.A., 2002. Effect of biofertilizers on the growth, volatile oil yield and chemical composition of Ocimum basilicum L. plant. Annual of Agriculture Science Cairo, 1: 351-371.

- Kaplan, M., Kocabas, I., Sonmez, I. and Kalkan H., 2009. The effects of different organic manure applications on the dry weight and the essential oil quantity of sage (Salvia fruticosa Mill.). Acta Horticulturae, 826: 147-152.

- Kapoor, R., Giri, B. and Mukerji, K.G., 2004. Improved growth and essential oil yield and quality in foeniculum vulgare Mill on mycorrhizal inoculation supplemented with P-fertilizer. Bioresource Technology, 93(3): 307-311.

- Khalid, K.A. and Shafei, A.M., 2005. Productivity of dill (Anethum graveolens L.) as influenced by different organic manure rates and sources. Arab Universities Journal of Agricultural Sciences, 13(3): 901-913.

- Mehta, B.K., Pandit, V. and Gupta, M., 2009. New principle from seeds of Nigella sativa. Natural Product Research, 23(2): 138-148.

- Mooleki, S.P., Schoenau, J.J., Chales, J.L. and Wen, G., 2004. Effect of rat, frequency and incorporation of freedlot cattle manure on soil nitrogen availability, crop performance and nitrogen use efficiency in east-central Saskatchewan. Canadian Journal of Soil Science, 84(2): 199-210.

- AOAC, 2005. Official methods of analysis, Association of Official Analytical Chemists (AOAC), Chapter 41, 13.

- Orhan, E., Esitken, A., Ercisli, S., Turan, M. and Sahin, F., 2006. Effects of plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) on yield, growth and nutrient contents in organically growing raspberry. Scientia horticulturae, 111: 38-43.

- Pimentel, D., 1993. Economics and energies of organic and conventional farming. Journal of Agricultural and Environmental, 6: 53-60.

- Ramadan, M.F. and Morsel, J.T., 2003. Analysis of glycolipids from black cumin (Nigella sativa L.), coriander (Coriandrum sativum L.) and niger (Guizotia abyssinica Cass.) oilseeds. Food Chemistry, 80(2): 197-204.

- Roy, D.K. and Singh, B.P., 2006. Effect of level and time of nitrogen application with and without vermicompost on yield, yield attributes and quality of malt barley. Indian Journal of Agronomy, 51: 40-42.

- Santos, M.F., Mendonca, M.C., Carvalho Filho, J.L.S., Dantas, I.B., Silva-Mann, R. and Blank, A.F., 2009. Cattle manure and biofertilizer on the cultivation of lemon balm (Melissa officinalis L.). Revista Brasileira de Plantas Medicinais, 11(4): 355-359

- Shah, S.H., 2007. Influence of nitrogen and phytohormone spray on seed, inorganic protein and oil yields and oil properties of Nigella sativa L. Asian Journal of Plant Science, 6(2): 364-368.

- Sharma, A.K., 2002. A Handbook of Organic Farming. Agrobios, India, 627p.

- Yin, X. and Vyn, T.J., 2005. Relationships of isoflavone, oil and protein in seed with yield of soybean. Agronomy Journal, 97(5): 1314-1321.

Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants Research

The effect of integrated management of organic and chemical fertilizers on yield and qualitative characteristics in black cumin (Nigella sativa L.) medicinal plant

References

References

Volume 31, Issue 2 - Serial Number 70
June 2015
Pages 248-261

The effect of integrated management of organic and chemical fertilizers on yield and qualitative characteristics in black cumin (Nigella sativa L.) medicinal plant

References

References

Volume 31, Issue 2 - Serial Number 70June 2015Pages 248-261

Volume 31, Issue 2 - Serial Number 70
June 2015
Pages 248-261