Determination of growth characteristics and quality of Nigella sativa L. affected by mycorrhizal fungi symbiosis and ultrasonic waves

Karimi Fard, Sh.; Gholami, A.; Gholipoor, M.

doi:10.22092/ijmapr.2017.6054.1080

Document Type : Research Paper

Authors

¹ M.Sc. graduated, Department of Agronomy and Plant breeding, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran

² Department of Agronomy and Plant breeding, School of Agricultural Engineering, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran

https://doi.org/10.22092/ijmapr.2017.6054.1080

Abstract

A field experiment was carried out in the research farm of Shahrood University to study the effects of ultrasonic waves and mycorrhizal fungi on quantitative and qualitative characteristics of Black seed (Nigella sativa L.) in 2012. The experiment was conducted as factorial based on randomized complete block design with three replications. The treatments included: mycorrhizal inoculation at three levels of control (non-inoculated), recommended level and twice the recommended level as well as five exposure duration of ultrasonic waves (42 kHz) including control, 3, 5, 7 and 9 minutes. According to the results, seed yield, 1000 seed weight, root colonization percentage, biological yield and harvest index were affected by mycorrhizal fungi. Essential oil percentage and yield were significantly affected by mycorrhizal inoculation. The highest essential oil percentage was obtained from application of twice the recommended level of mycorrhizal inoculum (1.1 %). No significant difference was found for seed yield and 1000 seed weight between two inoculum treatments. Plant height, seed yield, biological yield, 1000 seed weight and essential oil percentage and yield were increased by exposure to the ultrasonic waves. The highest value of seed yield and 1000 seed weight was obtained from 7- min of exposure to ultrasonic waves (696.3 kg.ha^-1 and 2.7g). Results showed that the interaction effects of mycorrhiza and ultrasonic were significant on plant height, number of capsules per plant, and essential oil percentage. The highest essential oil percentage was obtained from 9-min of ultrasonic exposure and non-inoculated treatment as well as 3-min of ultrasonic exposure and the use of mycorrhiza.

Keywords

References

- بینا، ف.، رضایی، آ. و آقایی‌زاده، م.، 1387. بررسی تأثیر امواج مافوق صوت بر فرایند فیزیولوژیکی و مورفولوژیکی تنژیدن بذر. مجموعه مقالات اولین همایش ملی زیست‌شناسی گیاهی، دانشگاه گیلان، 27-25 تیرماه، 7 صفحه.

- توکلی دینانی، ا.، 1388. بررسی تأثیر کودهای زیستی حل‌کننده فسفات بر عملکرد کمّی و کیفی دو رقم گیاه دارویی شوید (Anethum graveolens L.). پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشکده کشاورزی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد رودهن، تهران، 120 صفحه.

- ثواقبی، غ.ر.، سادات، ع.، رجالی، ف.، فرح‌بخش، م.، خاوازی، ک. و شیرمردی، م.، 1389. تأثیر چند نوع قارچ میکوریزا آربوسکولار و باکتری محرک رشد گیاه بر شاخص‏های رشد و عملکرد دو رقم گندم در یک خاک شور. آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی)، 24(1): 62-53.

- درزی، م.ت، قلاوند، ا.، رجالی، ف. و سفیدکن، ف.، 1385. بررسی کاربرد کودهای زیستی بر عملکرد و اجزاء عملکرد گیاه دارویی رازیانه (Foeniculum vulgar Mill.). تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران، 22(4): 276-292.

- ذکی دیزجی، ح.، مینایی، س.، توکلی هشتجین، ت.، مختاری دیزجی، م. و منتظر، ع.، 1387. کیفیت‌سنج فراصوتی برای محصولات کشاورزی. مجموعه مقالات پنجمین کنگره مهندسی ماشینهای کشاورزی و مکانیزاسیون ایران، دانشگاه فردوسی مشهد، 7-6 شهریورماه: 35-23.

- زرگری، ع.، 1368. گیاهان دارویی (جلد اول). انتشارات دانشگاه تهران، 947 صفحه.

- سرخی لله لو، ف.، 1388. ارزیابی اثرات امواج فراصوت و میدان مغناطیسی بر جوانه‌زنی بذور گیاه دارویی همیشه‌بهار (Calendula officinalis L.). ششمین گنگره علوم باغبانی ایران، دانشگاه گیلان، 25-22 تیرماه: 47-42.

- صالح راستین، ن.، 1377. کودهای بیولوژیک. نشریه علمی خاک و آب، مؤسسه تحقیقات آب و خاک، سازمان تحقیقات کشاورزی، 12(3): 26-17.

- عبادی قهرمان، ش.، 1392. اثر امواج اولتراسونیک و کود بیولوژیک نیتروکسین بر رشد و عملکرد لوبیا چشم‌بلبلی. پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شاهرود، 96 صفحه.

- مسکوکی، ع.م. و مرتضوی، ع.، 1380. طرح جامع استراتژیک تولید، تبدیل و توزیع زرشک بی‌دانه. وزارت صنایع، معاونت پژوهشی دانشگاه فردوسی مشهد، 20 صفحه.

- ملازم الحسینی، ح.، 1393. برهمکنش امواج اولتراسونیک و تنش خشکی بر روی گیاه نخود. پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شاهرود، 108 صفحه.

- نعیمی نوشهر، ه.، 1393. برهمکنش امواج اولتراسونیک و تنش خشکی بر روی لوبیا چشم‌بلبلی. پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شاهرود، 114 صفحه.

- یلداگرد، م.، مرتضوی، س.ع. و طباطبایی، ف.، 1387. بررسی اثر توأم امواج فراصوت و دما بر میزان فعالیت آنزیم آلفا آمیلاز جو جوانه زده. مهندسی بیوسیستم ایران، 39(1): 50-43.

- Chen, F., Sun, Y., Zhao, G., Liao, X., Hu, X., Wu, J. and Wang, Z., 2006. Optimization of ultrasound assisted extraction of anthocyanins in red raspberries and identification of anthocyanins in extract using HPLC–MS. Ultrasonics Sonochem, 14: 767-778.

- Dokra, F.D., Matiru, V., King, M. and Fillips, D.A., 2003. Plant growth promotion in legumes and cereals by lumichrome, a rhizobial signal metabolite. 321-222. In: Finan, T.M., O′Brain, M.R., Layzell, D.B., Vessey, K. and Newton, W.E., (Eds.). Nitrogen Fixation: Global Perspectives. CABI publishing, Wallingford, U.K., 553p.

- Filippo, L., Moretti, A. and Lovat, A., 2002. Seed yield components, oil content and essential oil content and composition of Nigella sativa L. and Nigella damascene L. Industrial Crop and products, 15: 59-69.

- Garg, N. and Chandel, S., 2011. Effect of mycorrhizal inoculation on growth, nitrogen fixation and nutrient uptake in Cicer arietinum L. under salt stress. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 35: 205-214.

- Gupta, M., Prasad, L., Ram, M. and Kumar, S., 2002. Effect of the vesicular- arbuscular mycorrhizal (VAM) fungus Glomus fasiculatum on the essential oil yield related character and nutrient acquisitioin in the crops of different cultivars of menthol mint (Mentha arvensis) under field conditions. Journal of Bioresource Technology, 81: 79-99.

- Hromadkova, Z. and Ebringerova, A., 2003. Ultrasonic extraction of plant materials-investigation of hemicelluloses release from buckwheat hull. Ultrasonics Sonochem, 10(3): 127-133.

- Jakobsen, I., 1987. Effect of VAM mycorrhiza and harvest index on field grown pea. Plant Soil, 98: 407-415.

- Kapoor, R., Giri, B. and Mukurji, 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: 307-311.

- Mason, T.J., 1998. Power ultrasonic food processing-The way forward: 105-117. In: Povey, M.J.W. and Mason, T.J., (Eds.). Ultrasound in Food Processing. Springer, Technology and Engeeniring, 282p.

- Phillips, J.M. and Hayman, D.S., 1970. Improved procedures for clearing roots and staining parasitic and vesicular arbuscular mycorrhizal fungi for rapid assessment of infection. Transactions of British Mycological Society, 55(1): 158-161.

- Schipper, B., Bakker, A.W., Bakker. P.A. and Vanpeer, R., 1990. Beneficial deleterious effect of hcn-production pseudomonas on rhizospher intraction. Plant Soil, 129: 75-83.

- Sharma, A.K. and Johri, B.N., 2002. Arbuscular Mycorrhizae, Interaction in Plants, Rhizosphere and Roils. Science Publisher, 311p.

- Shimomura, S., 1990. The effects of ultrasonic irradiation on sprouting radish seed. Ultrasonic Symposium Proceedings, 3: 1665-1667.

- Sieverding, E., 1991. Vesicular Arbuscular Mycorrhiza Management in Tropical Agrosystems. Bremer, 371p.

- Wang, X., Wang, B., Jia, Y., Duan, C.H. and Akio, S., 2002. Effect of sound water on synthesis of nucleic acid and protein in chrysanthemum. Colloids and Surfaces, B: Biointerface, 29: 99-102.

Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants Research

Determination of growth characteristics and quality of Nigella sativa L. affected by mycorrhizal fungi symbiosis and ultrasonic waves

References

References

Volume 33, Issue 5 - Serial Number 85
December 2017
Pages 741-753

Determination of growth characteristics and quality of Nigella sativa L. affected by mycorrhizal fungi symbiosis and ultrasonic waves

References

References

Volume 33, Issue 5 - Serial Number 85December 2017Pages 741-753

Volume 33, Issue 5 - Serial Number 85
December 2017
Pages 741-753