Effect of terracottem superabsorbent and Plantago ovata mucilage on some morphological, biological properties, water use efficiency and essential oil in Ocimum basilicum L. var.

Beigi, S.; Azizi, M.; Nemati, S.H.; Rowshan, V.

doi:10.22092/ijmapr.2015.103613

Document Type : Research Paper

Authors

¹ M.Sc., Department of Horticulture Sciences, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran

² Department of Horticulture Sciences, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran

³ Fars Agricultural and Natural Resources Research Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Shiraz, Iran

https://doi.org/10.22092/ijmapr.2015.103613

Abstract

One of the most important limiting factors in production of medicinal plants in arid and semiarid regions of the world is water shortage or drought stress. Basil (Ocimum basilicum L. var. "Keshkeny levelu") is a valuable medicinal plant and sensitive to water stress. Therefore, the current study was aimed to increase water use efficiency in basil production by conducting a factorial experiment based on randomized complete blocks design with three replications. The treatments were two superabsorbent polymers namely Terracottem™ (industrial) and Plantago ovata mucilage (Herbal) at four concentrations (0, 0.1%, 0.2% and 0.3% w/w on the basis of soil weight) with two application methods (mixed with soil only and mixed with soil+roots). The measured traits were morphological: leaf number, leaf area, shoot to root ratio, biological: number of seeds/plant, seed weight/plant, and water use efficiency, as well as two other important characteristics such as essential oil percentage and yield at flowering time. Results showed that the simple effect of treatments and their interaction had significant and positive effects on morphological, biological and biochemical traits, measured in this experiment. The best results in vegetative and generative characteristics were obtained by application of Plantagoovata mucilage and the highest essential oil percentage and yield were recorded by using Terracottem superabsorbent. The best results in both compounds were obtained at concentrations of 0.1% and 0.2% with application method in soil+roots and soil only, respectively. In conclusion, both compounds (terracottem™ and Plantago ovata) were able to reduce the adverse effects of drought stress and improved water use efficiency in basil cultivation.

Keywords

References

امیدبیگی، ر.، 1385. تولید و فرآوری گیاهان دارویی (جلد سوم). انتشارات آستان قدس رضوی، مشهد، 397 صفحه.

- امیدبیگی، ر.، 1390. تولید و فرآوری گیاهان دارویی (جلد اول). انتشارات آستان قدس رضوی، مشهد، 347 صفحه.

- آرزمجو، ا.، حیدری، م. و قنبری، ا.، 1389. اثر تنش خشکی و نوع کود بر عملکرد و کیفیت بابونه آلمانی. علوم زراعی ایران، 12(2): 111-100.

- پیری‏قارنایی، م.، حیدری، ر.، صیامی، ع.، زارع، ص. و جامعی، ر.، 1388. جداسازی و بررسی پلی‏ساکاریدهای موسیلاژی برگ‏ها و پیاز گونه لوشه (Allium chrysantherum Boiss. & Reut.). علوم دارویی، 15(2): 114-105.

- دانشمندی، م.ش. و عزیزی، م.، 1388. تأثیر پلیمر سوپرجاذب در شرایط تنش خشکی بر خصوصیات فیزیکومورفولوژیکی، عملکرد محصول و انباشت متابولیتهای سازگاری در گیاه دارویی ریحان اصلاح شده. مجموعه مقالات ششمین کنگره علوم باغبانی ایران، گیلان، 25-22 تیر: 1279-1276.

- رازبان، م. و پیرزاد، ع.، 1390. بررسی اثر کاربرد مقادیر مختلف سوپرجاذب تحت رژیم‌های آبیاری متفاوت بر رشد و تحمل کم‏آبی در کشت دوم بابونه آلمانی (Matricaria chamomilla L.). دانش کشاورزی و تولید پایدار، 21(4): 137-123.

- رحمانی، م.، حبیبی، د.، شیرانی‌راد، ا.م.، دانشیان، ج.، ولدآبادی، س.ع.، مشهدی اکبر بوجار، م. و خلعتبری، الف.م.، 1388. اثر کاربرد غلظتهای مختلف پلیمر سوپرجاذب بر عملکرد و فعالیت آنزیم‏های آنتی‏اکسیدان در گیاه دارویی خردل در شرایط تنش خشکی. پژوهش‌های به زراعی، 1(1): 38-23.

- شاه‏حسینی، ر.، امیدبیگی، ر. و کیانی، د.، 1391. بررسی اثر کودهای زیستی بیوسولفور و نیتروکسین و پلیمر‏‏ سوپرجاذب بر رشد، عملکرد و کمّیت اسانس گیاه دارویی ریحان. علوم باغبانی (علوم و صنایع کشاورزی)،26(3): 254-246.

- عابدی کوپایی، ج. و مسفروش، م.، 1388. ارزیابی کاربرد پلیمر سوپرجاذب بر عملکرد، کارآیی مصرف آب و ذخیره عناصر غذایی در خیار گلخانه‌ای. آبیاری و زهکشی ایران، 3(2): 111-100.

- عبادی، م.ت. و عزیزی، م.، 1390. مروری بر اثرات تنش خشکی بر کمّیت و کیفیت مواد مؤثره‏ی گیاهان دارویی و معطر. زیتون، 31(219): 29-24.

- فخرطباطبایی، م.، 1372. گیاهان دارویی و اثر عوامل طبیعی در زندگی آ‏‏نها. منابع طبیعی ایران، شماره 47.

- فرزانه پلگرد، ا.، غنی، ع. و عزیزی ارانی، م.، 1389. تأثیر تنش آبی بر ویژگی‏های ظاهری، عملکرد و درصد اسانس در گیاه ریحان (رقم کشکنی لولو) (Keshkeni luvelo). پژوهش‏های تولید گیاهی، 17(1): 111-103.

- کریمی، ا. و نادری، م.، 1390. بررسی اثرات پلیمر سوپرجاذب و نوع خاک بر عملکرد، آب مصرفی، دور و تعداد آبیاری در ذرت علوفه‏ای. تولیدات گیاهی، 34(1): 82-69.

- گلپایگانی مجتهد، م.، خالقی، ا.، معلمی، ن. و صداقت کیش، ز.، 1388. بررسی تأثیر هیدروژل‏های سوپرجاذب آب بر برخی شاخص‏های فیزیولوژیکی گیاه زیتون تحت تنش خشکی. مجموعه مقالات ششمین کنگره علوم باغبانی ایران، گیلان، 25-22 تیر: 451-454.

- مدیر‏ شانه‌چی، م.، 1369. تولید و مدیریت گیاهان علوفه‏ای (ترجمه). انتشارات آستان قدس رضوی، مشهد، 448 صفحه.

- Abreu, I.N. and Mazzafera, P., 2005. Effect of water and temperature stress on the content of active constituents of Hypericum brasiliense choisy. Plant Physiology and Biochemistry, 43(3): 241-248.

- Akhter, J., Mahmood, K., Malik, K.A., Mardan, A., Ahmad, M. and Iqbal, M.M., 2004. Effects of hydrogel amendment on water storage of sandy loam and loam soils and seedling growth of Barley, wheat and chickpea. Plant, Soil and Environment, 50(10): 463-469.

- Anonymous, 2013. Leading soil conditioning technology. Eng. Terracottem Universal http://terracottem.com/sites/default/files/content-file/TerraCottem%20Brochure.pdf

- Carminati, A. and Moradi, A., 2010. How the soil-root interface affects water availability to plants. Geophysical Research Abstracts, 12: 10677.

- El-Hady, O.A. and Wanas, Sh.A., 2006. Water and fertilizer use efficiency by cucumber grown under stress on sandy soil treated with acrylamide hydrogels. Journal of Applied Sciences Research, 2(12): 1293-1297.

- Khalid, Kh.A. 2006. Influence of water stress on growth, essential oils, and chemical composition of herbs (Ocimum sp.) International Agrophysics, 20(4): 289-296.

- Lindberg, B., Mosihuzzaman, M., Nahar, N., Abeysekera, R.M., Borwn R.G. and Willison, J.H.M. 1990. An unusual (4-0-methyl-d-glucurono) -d-xylan isolated from the mucilage of seeds of the quince tree (Cydonia oblonga L.). Carbohydrate Research, 207(2): 307-310.

- Masud, Z.A., Khotib, M., Farid, M., Nur, A. and Amroni, M., 2013. Superabsorbent derived from Cassava waste pulp. International Journal of Recycling of Organic Waste in Agriculture, 2(1): 1-8.

- Mundree, S.G., Baker, B., Mowla, Sh., Peters, Sh., Marais, S., Willigen, C.V., Govender, K., Maredza, A., Muyanga, S., Farrant, J.M. and Thomson, J.A., 2002. Physiological and molecular insights into drought tolerance. African Journal of Biotechnology, 1(2): 28-38.

- Naghdi Badi, H., Yazdani, D., Mohammad Ali, S. and Nazari, F., 2004. Effects of spacing and harvesting time on herbage yield and quality/quantity of oil in thyme (Thymus vulgaris L.). Journal of Industrial Crops and Products, 19(3): 231-236.

- Nazarli, H., Zardashti, M.R., Darvishzadeh, R. and Najafi, S., 2010. The effect of water stress and polymer on water use efficiency, yield and several morphological traits of sunflower under greenhouse condition. Notulae Scientia Biologicae, 2(4): 53-58.

- Rafiei, F., Nourmohammadi, G., Chokan, R., Kashani, A., Haidari Sharif Abad, H., and Shoaei, Shahram. 2012. Effect of superabsorbent polymer (Tawarat A200) on two hybrid of corn (KSC700 and KSC500) under deficit irrigation. Advances in Environmental Biology, 6(1): 139-144.

- Salehi, A., Ghalavand, A., Sefidkon, F. and Asgharzade, F., 2011. The effect of zeolite, PGPR and vermicompost application on N, P, K concentration, essential oil content and yield in organic cultivation of German Chamomile (Matricaria chamomilla L.). Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants, 27(2): 188-201.

- Shi, Y., Li, J., Shao, J., Deng, S., Wang, R., Li, N., Sun, J., Zhang, H., Zheng, X., Zhou, D., Huttermann, A. and Chen, S., 2010. Effects of Stockosorb and Luquasorb polymers on salt and drought tolerance of Populus popularis. Scientia Horticulturae, 124: 268-273.

- Shooshtarian, S., Abedi-Kupai, A. and Tehranifar, A., 2010. Evaluation of application of superabsorbent polymers in green space of arid and semi-arid regions with emphasis on iran. International Journal of Forest, Soil and Erosion, 2: 24-36.

- Tohidi Moghadam, H.R., Zahedi, H. and Ghooshchi, F., 2011. Oil quality of canola cultivars in response to water stress and superabsorbent polymer application. Pesquisa Agropecuária Tropical (Agricultural Research in the Tropics), 41(4): 579-586.

Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants Research

Effect of terracottem superabsorbent and Plantago ovata mucilage on some morphological, biological properties, water use efficiency and essential oil in Ocimum basilicum L. var. "Keshkeny levelu"

References

References

Volume 31, Issue 5 - Serial Number 5
December 2015
Pages 763-775

Effect of terracottem superabsorbent and Plantago ovata mucilage on some morphological, biological properties, water use efficiency and essential oil in Ocimum basilicum L. var. "Keshkeny levelu"

References

References

Volume 31, Issue 5 - Serial Number 5December 2015Pages 763-775

Volume 31, Issue 5 - Serial Number 5
December 2015
Pages 763-775