تأثیر محلول‌پاشی سدیم نیتروپروساید، کائولین و پتاسیم بر عملکرد و برخی ویژگی‌های بیوشیمیایی آویشن دنایی (Thymus daenensis Celak) در شرایط دیم و آبیاری تکمیلی

توکلی, افشین; اسدی صنم, سمانه; روزبهانی, آرش

doi:10.22092/ijmapr.2023.363867.3388

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد رودهن، رودهن، تهران، ایران

² هیأت علمی مؤسسه تحقیقات جنگل ها و مراتع کشور / تنش های زیستی و غیر زیستی، اکو فیزیولوژی گیاهان داروئی و طرح های آماری

https://doi.org/10.22092/ijmapr.2023.363867.3388

چکیده

سابقه و هدف: در تولید گیاهان دارویی، استفاده از گیاهانی که بتوانند با مصرف آب کمتر ماده مؤثره بیشتری تولید کنند دارای اهمیت است. آویشن دنایی (Thymus daenensis Celak) یکی از گونه‌های مناسب جنس آویشن (Thymus) برای کشت در شرایط دیم است. علاوه بر این، استفاده از رژیم‌های آبیاری تکمیلی همراه با کاربرد ترکیبات تعدیل‌کننده تنش در مراحل مختلف رشد گیاه به‌عنوان برنامه‌ای مناسب برای مصرف بهینه آب و دستیابی به تولید پایدار در شرایط دیم است. هدف از این آزمایش، ارزیابی تأثیر‌ رژیم‌های مختلف آبیاری تکمیلی به‌همراه محلول‌پاشی سدیم، نیتروپروساید (SNP) به‌عنوان رهاکننده نیتریک‌اکساید (NO)، کائولین و پتاسیم بر عملکرد و برخی ویژگی‌های بیوشیمیایی T. daenensis در شرایط دیم بود.
مواد و روش‌ها: این آزمایش به صورت کرت‌های خرد شده در قالب طرح پایه بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکرار در مزرعه پژوهشی مؤسسه تحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور- ایستگاه تحقیقات مراتع همند (دماوند) در سال‌های زراعی 1399-1397 به‌مدت سه سال اجرا شد. تیمارهای آزمایش شامل آبیاری تکمیلی به‌عنوان عامل اصلی در سه سطح شاهد (عدم آبیاری)، یک و دو نوبت آبیاری و محلول‌‌پاشی مواد تعدیل‌‌کننده تنش به‌عنوان عامل فرعی با سه ترکیب سدیم نیتروپروساید (SNP) به‌عنوان دهنده نیتریک ‌اکساید (NO) (200 میکرومولار)، کائولین (5%) و پتاسیم (75 کیلوگرم در هکتار از منبع سولفات پتاسیم (K₂SO₄)) بود. کشت به‌صورت غیرمستقیم و از طریق نشاء انجام شد. برای تهیه نشاء، بذرها در اواخر شهریور در سینی‌های کشت در گلخانه کاشته شدند. پس از رسیدن گیاهچه‌ها به مرحله 8 تا 10 برگی، با پایش بارش‌های مؤثر در اواسط آبان به مزرعه منتقل شدند. آبیاری تکمیلی و تیمارهای مختلف محلول‌پاشی برگی در دو نوبت در زمان پیش از گلدهی و 10% گلدهی انجام شد. در راستای افزایش عملکرد اقتصادی، در سال سوم رشد گیاه، تیمارها اعمال شدند. پس از اعمال تیمارها، نمونه‌برداری از سرشاخه گلدار گیاه برای اندازه‌گیری مالون‌دی‌آلدهید (MDA) انجام شد. پس از اندازه‌گیری ویژگی‌های مورفولوژیک (ارتفاع بوته و قطر تاج‌پوشش) در مرحله گلدهی کامل، برداشت از شاخساره گیاه برای تعیین عملکرد ماده خشک در سطح مترمربع و هکتار انجام شد. درصد و عملکرد اسانس، میزان فنل و فلاونوئید کل و فعالیت آنتی‌اکسیدانی تعیین گردید.
نتایج: نتایج مقایسه میانگین داده‌ها نشان داد که با افزایش تعداد آبیاری تکمیلی، قطر تاج‌پوشش، ارتفاع گیاه و عملکرد ماده خشک در سطح مترمربع و هکتار افزایش یافتند. بیشترین ارتفاع (31.6 سانتی‌متر)، تحت رژیم دو‌بار آبیاری تکمیلی همراه با محلول‌پاشی کائولین و کمترین مقدار آن (19.3 سانتی‌متر)، در تیمار شاهد در شرایط بدون آبیاری مشاهده شد. همچنین کاربرد کائولین همراه با رژیم دو‌بار آبیاری تکمیلی، بیشترین عملکرد ماده خشک در سطح مترمربع (77.2 گرم) و هکتار (771.4 کیلوگرم) را به‌دنبال داشت. علاوه بر این، میزان MDA در رژیم دو‌بار آبیاری تکمیلی همراه با محلول‌پاشی کائولین (1.22 میکرومول در گرم ماده تر) کمتر بود. محلول‌‌‌پاشی کائولین، پتاسیم و SNP در شرایط دیم (بدون آبیاری)، موجب افزایش معنی‌دار درصد اسانس (به‌ترتیب با 1.8، 1.7 و 1.6 درصد) در مقایسه با تیمار شاهد (1.4%) شد، در حالی ‌که بیشترین عملکرد اسانس در هکتار مربوط به رژیم دو‌بار آبیاری تکمیلی همراه با محلول‌پاشی پتاسیم به مقدار10.6 کیلوگرم در هکتار بود. در محلول‌پاشی با پتاسیم در رژیم‌های بدون آبیاری و یک‌بار آبیاری تکمیلی، به‌ترتیب بیشترین محتوای فنل و فلاونوئید کل اندازه‌گیری شد. بیشترین مقدار فعالیت آنتی‌اکسیدانی در شرایط بدون آبیاری و بدون محلول‌پاشی (شاهد) بدست آمد.
نتیجه‌گیری: براساس نتایج این آزمایش، آبیاری تکمیلی موجب بهبود ویژگی‌های مورفولوژیک و عملکرد ماده خشک در سطح مترمربع و هکتار گردید. از سوی دیگر، محلول‌پاشی با ترکیبات تعدیل‌‌کننده تنش به‌ویژه کائولین و پتاسیم همراه با رژیم‌های آبیاری تکمیلی موجب افزایش عملکرد اسانس در هکتار شد. درمجموع، براساس نتایج این آزمایش، استفاده از رژیم‌های آبیاری تکمیلی با توجه به منابع آبی در دسترس به‌همراه محلول‌پاشی کائولین و یا پتاسیم در تولید T. daenensis در شرایط دیم، پیشنهاد می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

زراعت و باغبانی

مراجع

- Andre, C.M., Schafleitner, R., Legay, S., Lefèvre, I., Hausman, J.F., Larondelle, Y. and Evers, D., 2009. Gene expression changes related to the production of phenolic compounds in potato tubers grown under drought stress. Phytochemistry, 70: 1107-1116.

- Anjum, S.A., Xie, X.Y., Wang, C., Saleem, M.F., Man, C. and Lei, W., 2011. Morphological, physiological and biochemical responses of plants to drought stress. African Journal of Agricultural Research, 6: 2026-2032.

- Asadi-Sanam, S., Zavareh, M., Pirdashti, H., Mirjalili, M.H. and Hashempour, A., 2014. Effect of exogenous nitric oxide on germination and some of biochemical characteristics of purple coneflower (Echinacea purpurea L.) in saline condition. Iranian Journal of Plant Biology, 6(20): 55-74. (In Persian)

- Asadi-Sanam, S., Zavareh, M., Pirdashti, H., Sefidkon, F., Nematzadeh, Gh.A. and Hashempour, A., 2015a. Changes in some biochemical characteristics of purple coneflower (Echinacea purpurea L.) medicinal plant in response to planting date and soil flooding duration. Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants, 31(2): 315-331. (In Persian)

- Asadi-Sanam, S., Zavareh, M., Pirdashti, H., Sefidcan, F. and Nematzadeh, G.A., 2015b. Evaluation of biochemical and physiological responses of purple coneflower (Echinacea purpurea L.) medicinal plant to low temperature stress. Journal of Plant Process and Function. 4(12): 11-28. (In Persian)

- Babaee, K., Amini Dehaghi, M., Modares Sanavi, S. and Jabbari, R., 2010. Water deficit effect on morphology, proline content and thymol percentage of Thyme (Thymus vulgaris L.). Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants Research, 26(2): 239-251. (In Persian)

- Bakhtiari, M., 2012. Investigation of genetic diversity, compatibility, selection and introduction of the most suitable germplasm of some species of the genus Thymus. Final report, Research Institute of Forests and Rangelands. (In Persian)

- Boari, F., Donadio, A., Schiattone, M.I. and Cantore, V., 2015. Particle ﬁlm technology: a supplemental tool to save water. Agricultural Water Management. 147: 154-162.

- Brand-Williams, W., Cuvelier M.E. and Berset. C., 1995. Use of a free radical method to evaluate antioxidant capacity. Food Science and Technology, 28: 25-30.

- Brito, C., Gonçalves, A., Silva, E., Martins, S., Pinto, L., Rocha, L., Arrobas, M., ˆAngelo Rodrigues, M., Moutinho-Pereira, J.M. and Correia, C., 2021. Kaolin foliar spray improves olive tree performance and yield under sustained deficit irrigation. Scientia Horticulturae, 277: 109795.

- Conde, A., Pimentel, D., Neves, A., Dinis, L.T., Bernardo, S., Correia, C.M., Gerós, H. and Moutinho-Pereira, J., 2016. Kaolin foliar application has a stimulatory eﬀect on phenylpropanoid and flavonoid Pathways in grape berries. Frontiers in Plant Science, 7: 01150.

- Cosic, M., Djurović, N., Todorović, M., Maletić, R., Zečević, B. and Stričević, R., 2015. Effect of irrigation regime and application of kaolin on yield, quality and water use efficiency of sweet pepper. Agricultural Water Management, 159: 139-147.

- Du, G., Li, M., Ma, F. and Liang, D., 2009. Antioxidant capacity and the relationship with polyphenol and vitamin C in actinicia fruits. Food Chemistry, 113: 557-562.

- Farouk, S. and Al-Huqail, A.A., 2020. Sodium nitroprusside application regulates antioxidant capacity, improves phytopharmaceutical production and essential oil yield of marjoram herb
under drought. Industrial Crops and Products,
158: 113034.

- Glenn, D.M., Erez, A., Puterka, G.J. and Gundrum, P., 2003. Particle films affect carbon assimilation and yield in ‘Empire’ apple. Journal of American Society for Horticultural Science, 128: 356-362.

- Heath, L.R. and Packer, L., 1968. Photoperoxidation in isolated chloroplasts. I. Kinetics and stoichiometry of fatty acid peroxidation. Archives of Biochemistry and Biophysics, 125: 189-198.

- Horwath, B., Renee, J.G., Michael Keith, D. and Monique, S.J.S., 2008. Chemical characterization of wild populations of Thymus from different climatic regions in southeast Spain. Biochemical Systematic and Ecology, 36: 117-133.

- Jamzad, Z., 2011. Thymus and Satureja of Iran. Research Institute of Forests and Rangelands Press, 172p.

- Marschner, H., 2012. Marschners’s Mineral Nutrition of Higher Plants. Academic, London, 651p.

- Mehrafarin, A., Naghdi Badi, H., Mirzai Motlagh, M., Salehi, M. and Ghiasi Yekta, M., 2017. Phytochemical and Morphophysiological Responses of Dill (Anethum graveolens L.) to Foliar Application of Potassium Sulfate and Methanol Bio stimulant. Journal of Medicinal Plants, 16(64):
93-108. (In Persian)

- Mohasseli, V. and Sadeghi, S., 2019. Exogenously applied sodium nitroprusside improves physiological attributes and essential oil yield of two drought susceptible and resistant specie of Thymus under reduced irrigation. Industrial Crops and Products, 130: 130-136.

- Mousavi, Sh., Asadi-Sanam, S. and Pezhmanmehr, M., 2019. Changes in morpho-physiological characteristics and the leaf and flower essential oils ield of coneflower [Echinacea purpurea (L.) Moench] with sodium nitroprusside (SNP) foliar application under drought stress. Iranian Journal of Horticultural Science, 50(2): 375-391. (In Persian)

- Nikavar, B., Mojab, F. and Doulatabadi, R., 2005. Composition of the volatile oil of Thymus daenensis Celak. subsp. daenensis. Journal of Medicinal Plants, 4(13): 45-49. (In Persian)

- Norozpoor, G. and Rezvani Moqaddam, P., 2005. The effect of different irrigation periods and plant density on Black seed (Nigella sativa) yield and yield components. Iranian Journal of Field Crops Research, 3(2): 305-315. (In Persian)

- Oweis, T., Hachum, A. and Pala, M., 2004. Water use efficiency of winter- sown chickpea under supplemental irrigation in a Mediterranean environment. Agricultural Water Management,
66: 163-179.

- Raey, Y., Demaghi, N. and Seied Sharifi, R., 2007. Effect of different levels of irrigation and plant density on grain yield and its components in chickpea (Cicer arietinum L.) Deci type cv. Kaka. Iranian Journal of Crop Sciences, 9(4): 371-381.
(In Persian)

- Rechinger, K.H., 1982. Flora Iranica. Akademische druck-und verlagsanstalt, Austria, No. 152.

- Saeed-Akram, M., Ashraf, M. and Aisha Akram, N., 2009. Effectiveness of potassium sulfate in mitigating saltinduced adverse effects on different physiobiochemical attributes in sunflower (Helianthus annuus L.). Flora, 204: 471-483.

- SAS Institute., 2002. SAS/STAT user’s Guide, Release G. 12. SAS Institute Cary, North Carolina, USA.

- Seifzadeh, A.R., Khaledian, M.R., Zavareh, M., Shahinrokhsar, P. and Damalas, C.A., 2020. European Borage (Borago officinalis L.) Yield and Profitability under Different Irrigation Systems. Agriculture, 10: 2-13.

- Siddiqui, M.H., Alamri, S., Alsubaie, Q.D., Ali, H.M., Khan, M.N., Al-Ghamdi, A., Ibrahim, A.A. and Alsadon, A., 2020. Exogenous nitric oxide alleviates sulfur deficiency- deficiency-induced oxidative damage in tomato seedlings. Nitric Oxide,
94: 95-107.

- Singleton, V.L., Orthofer, R. and Lamuela-Raventós, R.S., 1999. Analysis of total phenols and other oxidation substrates and antioxidants by means of Folin- Ciocalteau Reagent. Methods in Enzymology, 299: 152-178.

- Solowey, E., 2010. Arboreal pastures. 106-123, In: Solowey, E. (Ed.) Growing Bread on Trees: The Case for Perennial Agriculture. Biblio Books Israel, Acco, Israel/Biblio Books International, Miami, Florida, 378p.

- Soultani, M., Liaghat, A.M. and Sotoodehneia, A., 2012. Conjunctive effect of planting date and time of supplementary irrigation on water productivity of Lentil in rainfed conditions. Iranian Journal of Soil and Water Research, 43(3): 243-248. (In Persian)

- Stahl-Biskup, E. and Holthuijzen, J., 1995. Essential Oil and glycosidically bound volatiles of lemonscented thyme Thymus × citriodorus (Pers). Flavour and Fragrance Journal, 10(3): 225-229.

- Thygesen, L., Thulin, J., Mortensen, A., Skibsted, L.H. and Molgaard, P., 2007. Antioxidant activity of cichoric acid and alkamides from Echinacea purpurea alone and in combination. Food Chemistry, 101: 74-81.

تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران

تأثیر محلول‌پاشی سدیم نیتروپروساید، کائولین و پتاسیم بر عملکرد و برخی ویژگی‌های بیوشیمیایی آویشن دنایی (Thymus daenensis Celak) در شرایط دیم و آبیاری تکمیلی

مراجع

مراجع

دوره 39، شماره 4
دی 1402
صفحه 673-690

تأثیر محلول‌پاشی سدیم نیتروپروساید، کائولین و پتاسیم بر عملکرد و برخی ویژگی‌های بیوشیمیایی آویشن دنایی (Thymus daenensis Celak) در شرایط دیم و آبیاری تکمیلی

مراجع

مراجع

دوره 39، شماره 4دی 1402صفحه 673-690

دوره 39، شماره 4
دی 1402
صفحه 673-690