نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه فردوسی مشهد

2 دانشگاه ازاد اسلامی واحد شهرکرد

چکیده

به منظور ارزیابی تعدیل تنش شوری با استفاده از اسید هیومیک و اسید آسکوربیک در بادرشبی، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کامل تصادفی در سه تکرار اجرا شد. تیمارهای آزمایش شامل شوری در چهار سطح (0، 50، 100 و 150 میلی‌مولار)، اسید هیومیک و اسید آسکوربیک در سه سطح (0، 100 و 200 میلی‌گرم در لیتر) بود. صفات رویشی گیاه از قبیل طول شاخه فرعی، طول سنبله و صفات مربوط به ریشه با افزایش میزان تنش شوری کاهش معنی‌داری نسبت به شاهد نشان دادند و کاربرد اسید هیومیک در هر دو سطح و اسید آسکوربیک (عمدتا سطح 200 میلی‌گرم در لیتر) سبب بهبود این صفات نسبت به شاهد گردید. محتوای نسبی آب برگ نیز تحت تاثیر تنش شوری به شدت کاهش یافت و کاربرد 100 و 200 میلی‌گرم در لیتر اسید هیومیک و اسید آسکوربیک (تاحدودی) توانست سبب جبران این خسارت شود. همچنین نشت الکترولیت به‌شدت تحت تنش شوری افزایش یافت و کاربرد اسید هیومیک سبب بهبود این صفت گردید. فعالیت آنتی‌اکسیدانی و فنول کل نیز در تنش 50 میلی‌مولار کاهش یافتند و با افزایش سطح شوری به 100 و 150 میلی‌مولار میزان آنها افزایش یافتند. مقدار پرولین در سطوح مختلف تنش (50، 100 و 150 میلی‌مولار) بیشتر از شاهد (عدم شوری) بود و کاربرد اسید هیومیک و اسید آسکوربیک در سطوح بالا (200 میلی‌گرم در لیتر) موجب کاهش پرولین گردید. این نتایج می‌تواند گویای اثر تعدیل کننده تخفیف‌دهنده‌ها بویژه کاربرد سطوح بالای آن‌ها (200میلی‌گرم در لیتر) بر فرآیندهای فیزیولوژیک و صفات رویشی بادرشبی تحت تنش شوری باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Evaluation of salinity adjusted by using humic acid and ascorbic acid in medicinal plant of moldavian balm (Dracocephalum moldavica L.)

چکیده [English]

In order to evaluate adjusting salinity by using humic acid and ascorbic acid in Moldavian balm, factorial experiment in a completely randomized design with three replications was conducted. Experimental treatments included salinity at four levels (0, 50, 100 and 150 mM), humic acid and ascorbic acid in three levels (0, 100 and 200 mg/l). Growth characteristics of plant such as subshrub length, inflorence length and root traits showed a significant decrease compared to control by increasing salinity stress and application of humic acid and ascorbic acid at both levels (mainly levels of 200 mg/l) have been improved these characteristics in comparison with control plants. Relative water content also decreased by salinity stress and the application of 100 and 200 mg/l of humic acid and ascorbic acid (to some extent) could compensation this damage. Also Electrical conductivity increased significantly under salinity stress and the usages of humic acid improve this trait. Antioxidant activity and total phenol decreased in 50 mM stress and by increasing salinity levels to 100 and 150 mM increased them. Prolin in different stress levels (50, 100 and 150 mM) was more than control (no salinity) and application of humic acid and high levels of ascorbic acid (200 mg/l) was reduced proline. This result could indicate moderating effect of the mitigation on physiological processes and growth characteristics of Moldavian balm plant under salinity stress, especially in high levels of their usage (200 mg/l).

کلیدواژه‌ها [English]

  • salinity stress
  • Humic acid
  • ascorbic acid
  • Antioxidant activity
  • Moldavian balm

ارزیابی تعدیل تنش شوری با استفاده از اسید هیومیک و اسید آسکوربیکدر گیاه دارویی بادرشبی (Dracocephalum moldavica L.)

رسول نریمانی1، محمد مقدم1*،سید حسین نعمتی1 و عبدالله قاسمی پیربلوطی2

1 ایران، مشهد، دانشگاه فردوسی مشهد، گروه علوم باغبانی

2 ایران، شهرکرد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرکرد، گروه کشاورزی

تاریخ دریافت: 12/10/95              تاریخ پذیرش: 27/2/96

چکیده

تنش شوری یکی از مهم­ترین فاکتورهای کاهش عملکرد و تولید در گیاهان زراعی، باغی و دارویی در جهان می­باشد. اسید هیومیک به عنوان یک اسید آلی و آسکوربات به عنوان یک آنتی­اکسیدان قوی می­توانند در جهت بهبود عملکرد گیاهان در شرایط تنش شوری موثر واقع شوند. به منظور ارزیابی تعدیل تنش شوری با استفاده از اسید هیومیک و اسید آسکوربیک در گیاه دارویی بادرشبی (Dracocephalum moldavica L.)، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کامل تصادفی در سه تکرار اجرا شد. تیمارهای آزمایش شامل شوری در چهار سطح (0، 50، 100 و 150 میلی­مولار)، اسید هیومیک و اسید آسکوربیک در سه سطح  (0، 100 و 200 میلی­گرم در لیتر) بود. صفات رویشی گیاه از قبیل طول شاخه فرعی، طول سنبله و صفات مربوط به ریشه با افزایش میزان تنش شوری کاهش معنی­داری نسبت به شاهد نشان دادند و کاربرد اسید هیومیک در هر دو سطح و اسید آسکوربیک (عمدتا سطح 200 میلی­گرم در لیتر) سبب بهبود این صفات نسبت به گیاهان شاهد گردید. محتوای نسبی آب برگ نیز تحت تاثیر تنش شوری به شدت کاهش یافت و کاربرد  100 و 200 میلی­گرم در لیتر اسید هیومیک و اسید آسکوربیک (تاحدودی) توانست سبب جبران این خسارت شود. همچنین نشت الکترولیت به­شدت تحت تنش شوری افزایش یافت و کاربرد اسید هیومیک سبب بهبود این صفت گردید. فعالیت آنتی­اکسیدانی و فنل کل نیز در تنش 50 میلی­مولار کاهش یافتند و با افزایش سطح شوری به 100 و 150 میلی­مولار میزان آنها افزایش یافتند. مقدار پرولین در سطوح مختلف تنش (50، 100 و 150 میلی­مولار) بیشتر از شاهد (عدم شوری) بود و کاربرد اسید هیومیک و اسید آسکوربیک در سطوح بالا (200 میلی­گرم در لیتر) موجب کاهش پرولین گردید. این نتایج می­تواند گویای اثر تعدیل کننده تخفیف­دهنده­ها به­ویژه کاربرد سطوح بالای آن­ها (200میلی­گرم در لیتر) بر فرآیندهای فیزیولوژیک و صفات رویشی گیاه بادرشبی تحت تنش شوری باشد.

واژه­های کلیدی: تنش شوری، اسید هیومیک، اسید آسکوربیک، فعالیت آنتی­اکسیدانی، بادرشبی

* نویسنده مسئول، تلفن:  09155594128 ،  پست الکترونیکی: m.moghadam@um.ac.ir 

مقدمه

 

سرزمین پهناور ایران، منابع آبی و خاکی فراوانی را در خود جای داده که بخشی از آن برای کشاورزی چندان مناسب نبوده و هر نوع عملیات کشت و کار در آن نیازمند مدیریت تخصصی و آگاهانه است. بخش بزرگی از خاک­ها و حجم چشم­گیری از کل منابع آبی موجود کشور به درجات مختلف مبتلا به شوری هستند (14). شوری و سدیمی بودن خاک یکی از مشکلات مهم خاک‌های مناطق خشک و نیمه خشک است. در این مناطق به­دلیل کمبود بارندگی و اقلیم خشک، املاح در خاک تجمع پیدا می‌کنند و در نتیجه خاک­های شور حاصل می‌شود. این خاک محیط نامناسبی برای رشد و تولید بوده که هم کمیت محصول را پائین می‌آورد و هم کیفیت محصول را کاهش می‌دهد. کلرور ســدیم و سولفات ســدیم، نمک­های غالبی هستند که در مناطق شور یافت می­شوند. همچنین آبیاری با آب شور، سبب تجمع نمک در خاک می­گردد. یون کلر، عمده­ترین آنیون محدود کننده رشــد گیاهان در مناطق شــور است (13). شوری عمدتا در مناطق خشک و نیمه­خشک رخ می­دهد. در این مناطق به­دلیل عدم بارندگی کافی شستشوی نمک­ها و املاح اضافی از منطقه ریشه وجود ندارد، علاوه براین تبخیر شدید در این مناطق باعث افزایش نمک در سطح خاک می­گردد (4). شوری و مبارزه با آن یکی از مسائلی است که بشر از هزاران سال تاکنون با آن دست به گریبان بوده است. اهمیت این مسئله بخصوص در اواخر نیمه اول قرن بیستم به طور جدی آشکار شد، یعنی درست مصادف با زمانی که بشر به زمین­های زراعی برای تامین غذا نیاز مبرم پیدا کرد. رشد گیاهان در شرایط تنش شوری ممکن است از طریق تغییرات پتانسیل اسمزی بر اثر پایین رفتن پتانسیل آب در محیط ریشه، یا بر اثر تاثیرات ویژه یون­ها در فرایندهای متابولیکی کاهش یابد (24). گیاهان در مقابله با شوری تغییرات مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی بسیاری از خود نشان می­دهند (12). گیاهان از لحاظ تحمل نسبت به املاح تجمع یافته در محیط شور ریشه تا حد زیادی با هم متفاوت هستند و این تحمل به عواملی همچون میزان تجمع یون­ها در بافت، ممانعت از ورود برخی یون­ها به درون گیاه و قابلیت تولید ترکیبات سازگار کننده (تنظیم­کننده­های اسمزی) بستگی دارد. مطالعات بیوشیمیایی نشان داده که در گیاهان تحت تنش شوری تعدادی از ترکیبات آلی (محلولهای سازگارکننده) تجمع می­یابند. این ترکیبات تداخلی در فرایندهای شیمیایی گیاه وارد نمی­کنند. از این ترکیبات می­توان کربوهیدرات­های محلول (مانیتول، ساکارز، رافینوز و الیگوساکاریدها) و ترکیبات نیتروژنه (اسیدهای آمینه، پرولین و گلیسین، بتایین) اشاره کرد. این ترکیبات نقش مهمی در بهبود تنظیم اسمزی در گیاهان تحت تنش دارند (23).

گیاه بادرشبی (Dracocephalum moldavica) اولین بار در قرن شانزدهم در اروپا توسط مولداویا  معرفی گردید (26). منشاء این گیاه، جنوب سیبری و سراشیب­های هیمالیا گزارش شده است. این گیاه به طور خودرو در قزاقستان، مغولستان، چین و روسیه می­روید (1). اسانس گیاه بادرشبی از نظر ترکیبات تشکیل دهندة آن بسیار شبیه بادرنجبویه که بومی مناطق مدیترانه­ای است، می­باشد. ترکیبات اصلی اسانس آن شامل ژرانیال (Geranial)، نرال (Neral)، ژرانیل استات (Geranyl acetate) و ژرانیول (Geraniol) است که از مونوترپن­های حلقوی اکسیژن­دار هستند و ٩٠ درصد اسانس را تشکیل می­دهند (27). اسانس بادرشبی در صنایع داروسازی، آرایشی و بهداشتی، غذایی، عطر سازی، کاربردهای فراوانی دارد و ترکیبات اسانس آن برای خوش طعم کردن انواع نوشابه­ها, به­عنوان چاشنی نه­تنها برای طعم آن­ها بلکه به منظور اثرات محرک روی اشتها و هضم استفاده می­گردد (37). عرق بادرشبی به عنوان نیرودهنده و ضد تشنج، مقوی معده، تسهیل کننده عمل هضم ضد دلپیچه، ضد سردردهای یک طرفه، برطرف کننده طپش قلب مصرف سنتی داشته و دارد (2).

استفاده از انواع کودهای طبیعی بدون اثرات مخرب زیست محیطی می‌تواند در جهت بالا بردن عملکرد گیاه بخصوص در شرایط متغیر محیطی مثمرثمر واقع شود، اسید هیومیک ازمنابع مختلف نظیر خاک، هوموس، پیت، لیگنیت اکسید شده و زغال سنگ استخراج می­شود که در اندازه مولکولی و ساختار شیمیایی متفاوت­اند (52). یکی از خصوصیات اسید هیومیک ظرفیت بالای تبادل کاتیونی است که برای گیاه بسیار مهم است، مشخص شده که اسید هیومیک رشد گیاهان را از راه انتقال یون­ها به منطقه ریشه و نیز افزایش جذب عناصر غذایی کم مصرف به وسیله ممانعت از آبشویی تقویت می­کند. اسید هیومیک نفوذپذیری غشای سلولی را افزایش داده و به این ترتیب سرعت حرکت مواد معدنی به سلول­های ریشه و به تبع آن جذب عناصر غذایی افزایش می­یابد. اساس فیزیولوژیکی کارکرد اسیدهای هیومیکی احتمالا این است که این ماده مشکل کمبود اکسیژن را در گیاه مرتفع نموده ودر نتیجه جذب در گیاه بهتر صورت می­گیرد و این امر در نهایت باعث افزایش رشد گیاه از جمله ساقه و ریشه می­شود (55). مواد هیومیکی ممکن است اثرات ضد تنشی تحت شرایط تنش غیر زنده نشان دهند (31). این مواد ممکن است موجب افزایش جذب عناصر غذایی و کاهش سمیت برخی عناصر جذب شده شوند. بنابراین می­توان گفت که کاربرد مواد هیومیکی می­تواند موجب بهبود رشد گیاه تحت شرایط شوری شود (34).

اسید آسکوربیک یک مولکول کوچک قابل حل در آب است که دارای خاصیت آنتی­ا­کسیدانی بالایی بوده و به عنوان سوبسترای اولیه در مسیرهای چرخه­ای، برای سمیت­زدایی و خنثی کردن رادیکال­های سوپراکسید و اکسیژن منفرد نقش دارد. همچنین به عنوان یک آنتی­اکسیدان ثانویه در باز چرخ آلفا توکوفرول و دیگر آنتی­اکسیدان­های چربی­دوست نقش ایفا می­کند (41). این مولکول آنتی­اکسیدان همراه دیگر ترکیبات سیستم آنتی­اکسیدانی، سلول­های گیاهی را در برابر آسیب­های اکسیداتیو ناشی از متابولیسم­های هوازی فتوسنتز، تنفس و حتی آلودگی­ها حفظ می­نماید. اسید آسکوربیک دارای یک نقش محوری در فتوسنتز بوده و در غلظتهای بالا در کلروپلاست یافت می­شود. اسید آسکوربیک به سه طریق در واکنش­های بیوشیمیایی در گیاهان نقش ایفا می­کند. اول اینکه به عنوان یک آنتی­اکسیدان به طور مستقیم در از بین بردن پراکسید هیدروژن تولید شده به وسیلة احیای نوری اکسیژن در فتوسیستم یک عمل می­کند (41). دوم، مونودهیدروآسکوربات تولید شده به وسیله آسکوربات پراکسیداز به طور مستقیم پذیرنده الکترون در فتوسیستم یک است (21). سوم اینکه اسید آسکوربیک کوفاکتوری برای چرخه ویولاگزانتین می­باشد که این چرخه گیاهان را در برابر آسیب­های فتواکسیداتیو حفاظت می­کند (16). به علاوه مشخص شده است که اسید آسکوربیک مجموعه­ای از نقش­ها را در رشد گیاهان مانند تقسیم و بزرگ شدن سلول، توسعه دیواره سلولی و دیگر فرآیندهای نموی بازی می­کند (44).

به هر حال با توجه به این که کنترل شوری یکی از کلیدهای مدیریت منابع طبیعی است که پایداری و ثبات تولید و استفاده بهینه از زمین را تضمین می­نماید و در اثر شوری، محصول تولیدی تغییرمی­کند و هزینه تولید افزایش می­یابد، لذا تحقیقات پیرامون افزایش مقاومت گیاهان در برابر شوری از اهمیت خاصی برخوردار می­باشد. بنابراین هدف از این تحقیق بررسی اثر متقابل شوری با آسکوربات و اسید هیومیک بر خصوصیات رویشی و خصوصیات فیزیولوژیکی گیاه بادرشبی به­منظور تخفیف اثر تنش شوری می­باشد.

مواد و روشها

این تحقیق به منظور بررسی تاثیر اسید آسکوربیک و اسید هیومیک بر گیاه بادرشبی (Dracocephalum moldavica L.) تحت تنش شوری در طی بهار و تابستان 1394 در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد واقع در عرض جغرافیایی 36 درجه و 18 دقیقه شمالی و طول جغرافیایی 59 درجه و 31 دقیقه شرقی و ارتفاع 985 متری از سطح دریا اجرا گردید. آزمایش به صورت فاکتوریل بر پایه طرح کامل تصادفی انجام شد. تنش شوری با سه تکرار و هر تکرار شامل دو گلدان در چهار غلظت (0،50،100،150 میلی­مولار) (8) و اسید آسکوربیک در سه غلظت به­صورت محلول­پاشی (0،100،200 میلی‌گرم در لیتر) (8) و اسید هیومیک نیز در سه غلظت (0،100،200 میلی‌گرم در لیتر) (5) همراه با آب آبیاری اعمال شد. ابتدا بذور سالم‌ در گلدان‌هایی از جنس پلاستیک، قطر دهانه 30 سانتی‌متر و دارای زهکشی مناسب به صورت کپه‌ای و در چهار نقطه گلدان در اواسط فروردین ماه کاشته شد. پس از سبز شدن بذرها و در مرحله دو برگی تنک کردن صورت گرفت بطوری که در هر نقطه یک گیاهچه سالم (چهار بوته در هر گلدان) از بین آنها انتخاب شد. خاک گلدان­ها از ترکیب یکسان خاک زراعی، ماسه و خاک برگ تشکیل شده بود (جدول 1). با استقرار کامل گیاه در مرحله شش برگی آبیاری با آب شور هر دو روز یکبار به گونه‌ای انجام گرفت که محتوای آب گلدان به حد ظرفیت زراعی برسد و آبشویی گلدان به منظور جلوگیری از تجمع نمک هر دو هفته یکبار انجام گرفت. تیمار با اسید آسکوربیک و اسید هیومیک یک هفته قبل از اعمال تنش آغاز و با فاصله زمانی هر هفت روز یکبار تا پایان دوره آزمایش حدودا 6 بار تکرار شد بطوری که دو هفته قبل از اتمام آزمایش کاربرد تخفیف دهنده­ها متوقف گردید و هنگامی که گیاه به 80 درصد گلدهی رسید؛ صفات مورد نظر اندازه‌گیری شدند.

 

جدول 1- خصوصیات فیزیکوشیمیایی خاک مورد استفاده

هدایت الکتریکی EC (dS/m)

اسیدیته کل اشباع (pH)

شن (%)

لای (%)

رس (%)

بافت خاک

2/1

9/7

29

30

41

لومی رسی


ارزیابی صفات رویشی: جهت تعیین طول دمبرگ، طول و عرض برگ، قطر ساقه، طول شاخه جانبی، تعداد شاخه جانبی، طول سنبله، قطر ریشه، حجم ریشه، وزن تر و خشک ریشه و طول ریشه، 4 بوته از هر تکرار انتخاب‌ و صفات موردنظر اندازه‌گیری شدند و میانگین 4 بوته برای هر تکرار ثبت شد. برای تعیین طول و عرض برگ با انتخاب تصادفی 4 برگ میانی از بوته­های هر گلدان این صفات توسط کولیس (مارک wero ساخت کشور آلمان) اندازه­گیری شد و میانگین آن­ها به‌عنوان طول و عرض تیمار مربوطه یادداشت گردید. جهت تعیین وزن خشک ریشه، اندام‎ها به‌طور جداگانه در داخل آون به مدت 48 ساعت در دمای 72 درجه سانتی‌گراد قرار داده شد.

ارزیابی صفات فیزیولوژیکی

فعالیت آنتی‌اکسیدانی: برای اندازه‌گیری فعالیت آنتی‌اکسیدانی عصاره برگ (Antioxidant activity) ابتدا عصاره‌های متانولی با استفاده از متانول خالص در دمای اتاق تهیه شد و فعالیت آنتی‌اکسیدانی با ایجاد کمی تغییرات از طریق غیرفعال کردن رادیکال‌های آزادشده توسط ماده DPPH (2,2-Diphenyl-1-picryl-hydrazul) صورت پذیرفت (36). جذب محلول‌های حاصل و شاهد (حاوی کلیۀ مواد غیر از نمونه) در طول‌موج 517 نانومتر توسط اسپکتروفتومتر قرائت شد. درصد بازداری از DPPH با مقایسه نمونه‌های عصاره و نمونه شاهد و استفاده از رابطه زیر به دست آمد.

% AA: 1 – A517 (sample)/A517 (control) × 100

فنل کل: فنل کل در عصاره برگ با معرف فولین سیکالتو اندازه‌گیری شد (53). مقدار جذب محلول با استفاده اسپکتروفتومتر در طول‌موج 765 نانومتر خوانده شد. از اسید گالیک به‌عنوان استاندارد استفاده شد و مقدار ترکیبات فنلی کل بر اساس معادل میلی­گرم اسیدگالیک در 100 گرم وزن خشک بیان شد.

قند کل: برای اندازه­گیری قند کل 2/0 میلی­لیتر از عصاره تغلیظ شده با 3 میلی­لیتر معرف آنترون مخلوط و به مدت 20 دقیقه در حمام آب گرم با دمای 100 درجه سانتی­گراد قرار گرفت. میزان جذب نور هر یک از نمونه­ها پس از سرد شدن در طول موج 620 نانومتر به­وسیله اسپکتروفتومتر (مدل یونیکو UNICO امریکا) اندازه­گیری شد (47).

محتوای پرولین: به­منظور اندازه­گیری محتوای پرولین برگ ابتدا 500 میلی­گرم بافت زنده گیاهی در 10 میلی­لیتر محلول 3 درصد اسید سولفوسالیسیلیک در هاون ساییده، سپس مخلوط را با کاغذ صافی تصفیه و 2 میلی­لیتر از عصاره حاصله را در لوله آزمایش ریخته و 2 میلی­لیتر معرف اسید نین­هیدرین (حاصل از افزودن 25/1 گرم نین هیدرین به 30 میلی­لیتر اسید استیک گلاسیال) و 2 میلی­لیتر اسیداستیک گلاسیال به آن اضافه گردید. در مرحله بعد لوله­ها به مدت یک ساعت در بن­ماری و در دمای 100 درجه سانتی­گراد قرار گرفتند، پس از خروج، نمونه­ها در حمام یخ به­مدت 30 دقیقه نگهداری شدند. سپس 4 میلی­لیتر تولوئن به محتوای هر لوله اضافه و به مدت 30 ثانیه به­وسیله ورتکس مخلوط شد. لوله­ها مدتی در دمای اتاق ثابت قرار گرفتند. در این مرحله دو لایه مجزا ایجاد و سرانجام جذب نوری لایه رنگی فوقانی در طول موج 520 نانومتر با استفاده از تولوئن به­عنوان تیمار شاهد به­وسیله دستگاه اسپکتروفتومتر قرائت و مقدار پرولین با استفاده از منحنی استاندارد تعیین گردید (17).

فلاونوئید: از روش رنگ سنجی کلرید آلومینیوم برای تعیین مقدار فلاونوئیدها استفاده شد (19). هر کدام از عصاره‌های متانولی گیاهی به صورت جداگانه با 5/1 میلی­لیتر متانول، 1/0 میلی­لیتر کلرید آلومینیوم (%10 متانولی)، 1/0 میلی­لیتر استات پتاسیم (1 مولار) و 8/2 میلی­لیتر آب مقطر ترکیب شدند. سپس محلول­ها در دمای اتاق به مدت 30 دقیقه قرار داده شدند. جذب هر ترکیب واکنشی در 415 نانومتر با دستگاه اسپکتروفتومتر اندازه­گیری شد. منحنی استاندارد با محلول‌های کوئرستین (Quercetin, Sigma Chemical Co.) متانولی در غلظت‌های μg. ml-1 1000-250 تهیه شد و منحنی با نرم افزار Excel رسم گردید، سپس معادله خط y=bx+a بدست آمد. جذب‌های خوانده شده از نمونه­ها به جای y قرار داده شد و x یا همان غلظت بدست آمد.

محتوای نسبی آب برگ: جهت بررسی وضعیت آب گیاه و برای اندازه­گیری میزان محتوای نسبی آب برگ (Relative Water Content) پس از تهیه نمونه­های برگی از گیاه، ابتدا وزن ‌تر آن‌ها (FW) اندازه­گیری شد. سپس، وزن آماس (TW) نمونه­ها، که به مدت ۲۴ ساعت در دمای اتاق در آب مقطر غوطه‌ور شدند؛ محاسبه گردید. در نهایت نمونه­ها به مدت ۴۸ ساعت در دمای ۷۵ درجه سانتی­گراد در آون قرار داده شدند و وزن خشک (DW) آن‌ها گرفته شد (51). برای تعیین میزان محتوای آب نسبی برگ از فرمول زیر استفاده  شد:

RWC% = [(FW-DW)/(TW-DW)]×100

نشت الکترولیت: جهت تعیین پایداری غشاء سلول­های برگی از شاخص نشت الکترولیت (Electrolyte Leakage) استفاده گردید. برای این آزمایش از روش Lutts و همکاران (33) استفاده شد. در این روش ابتدا قطعات برگی با اندازه ۲ سانتی­متر تهیه شد. این قطعات پس از شستشو، همراه با ۱۰ میلی­لیتر آب مقطر، در داخل شیشه­های ۵۰ میلی­لیتری، به مدت ۲۴ ساعت در تاریکی قرار گرفتند. در این مرحله میزان نشت اولیه (EC1) به‌وسیله دستگاه هدایت سنج (ECمتر) اندازه­گیری شد. سپس شیشه­ها جهت کشته شدن سلول‌های برگی به اتوکلاو با دمای۱۲۰ درجه به مدت ۲۰ دقیقه منتقل شدند. پس از سرد شدن محتویات داخل بطری­ها، میزان نشت ثانویه (EC2) اندازه­گیری شد. در نهایت نشت الکترولیت از طریق رابطه زیر محاسبه گردید.

EL = (EC1/EC2)×100

هدایت روزنه­ای: هدایت روزنه­ای با استفاده از دستگاه Prometr تعیین گردید. به­منظور ارزیابی این شاخص، اندازه­گیری از وسط برگ ساعت 11-9 صبح انجام گرفت.

پردازش آماری: آزمایش به‌صورت فاکتوریل و بر پایه طرح کاملاً تصادفی با 3 تکرار (هر تکرار شامل دو گلدان)  انجام شد. داده­های به‌دست‌آمده با استفاده از نرم‌افزار JMP8 مورد تجزیه آماری قرار گرفتند. مقایسه میانگین­ها نیز بر اساس آزمون LSD در سطح احتمال 5 درصد انجام شد.

نتایج

طبق جدول تجزیه واریانس اثر متقابل تنش شوری و کاربرد تخفیف­دهنده بر طول سنبله، طول برگ، طول شاخه­جانبی، وزن تر ریشه، حجم ریشه، فنل، فعالیت آنتی­اکسیدانی، فلاونوئید، پرولین، RWC (محتوای نسبی آب برگ) و نشت الکترولیت در سطح 1% و برای تعداد شاخه جانبی، طول ریشه و هدایت روزنه­ای در سطح 5% معنی­دار شد؛ ولی برای صفات قطر ساقه، عرض برگ، وزن خشک ریشه، قطر ریشه، طول دمبرگ و میزان قند محلول معنی­دار نشد. همچنین اثر ساده تنش شوری بر همه صفات بجزء وزن خشک ریشه و قند محلول در سطح 1% و اثر ساده تخفیف­دهنده به غیر از قطر ساقه، وزن خشک ریشه، قطر ریشه و طول ریشه، برای طول برگ و دمبرگ در سطح 5% و برای بقیه صفات در سطح 1% معنی­دار شد (جدول 2).

 

 

جدول 2- تجزیه واریانس صفات مورد بررسی در گیاه بادرشبی تحت شرایط تنش شوری و کاربرد تخفیف­دهنده­ها

منابع تغییرات

درجه آزادی

میانگین مربعات

طول سنبله

قطر ساقه

عرض برگ

طول برگ

تعدادشاخه جانبی

طول شاخه­جانبی

تخفیف دهنده

4

187/1365**

0/00155ns

0/67867**

0/35285*

3/44166**

578/6458**

تنش

3

86/0684**

0/02039**

0/26011**

0/87478**

3/13333**

717/7534**

تیمار*تنش

12

22/0558**

0/00223ns

0/05175ns

0/31646**

1/50833*

44/0317**

خطا

40

3/2942

0/00136

0/05935

0/11068

0/66667

6/079

CV%

 

25/43

9/15

11/76

9/18

14/05

22/27

ns، ** و * بترتیب غیر معنی­دار و معنی­دار در سطح 1 و 5 درصد

ادامه جدول 2- تجزیه واریانس صفات مورد بررسی در گیاه بادرشبی تحت شرایط تنش شوری و کاربرد تخفیف­دهنده­ها

 

منابع تغییرات

 

درجه آزادی

                                                                                 میانگین مربعات                        

وزن تر ریشه

وزن خشک ریشه

حجم ریشه

قطر ریشه

طول ریشه

طول دمبرگ

تخفیف­دهنده

4

1/15135**

42/43921ns

1/06655**

0/00561ns

10/9418ns

0/12453*

تنش

3

7/19620**

38/60480ns

9/29501**

0/04327**

167/7966**

0/29222**

تیمار*تنش

12

1/22893**

41/56965ns

1/79971**

0/00287ns

12/4284*

0/05794ns

خطا

40

0/06427

40/9156

0/09689

0/00352

5/6721

0/03719

CV%

 

15/47

16/43

20/74

19/87

19/36

12/28

ns، ** و * بترتیب غیر معنی­دار و معنی­دار در سطح 1 و 5 درصد

ادامه جدول 2- تجزیه واریانس صفات مورد بررسی در گیاه بادرشبی تحت شرایط تنش شوری و کاربرد تخفیف­دهنده­ها

منابع تغییرات

درجه آزادی

میانگین مربعات

قند محلول

فنل کل

فعالیت آنتی­اکسیدانی

فلاونوئید

پرولین

محتوای نسبی آب برگ

هدایت روزنه­ای

نشت الکترولیت

تخفیف­دهنده

4

0/00005**

21/67561**

8/43662**

0/00114**

0/0179**

0/00773**

78/815**

358/525**

تنش

3

0/00002ns

11/37617**

24/02950**

0/00140**

0/0114**

0/06816**

50/361**

3045/104**

تیمار*تنش

12

0/00001ns

4/08001**

9/56153**

0/00125**

0/0036**

0/00297**

13/027*

312/659**

خطا

40

0/00001

0/27863

1/0232

0/00027

0/0011

0/00027

4/914

21/511

CV%

 

59/1

90/27

31/2

92/16

26/20

75/9

23/25

45/18

ns، ** و * بترتیب غیر معنی­دار و معنی­دار در سطح 1 و 5 درصد

 

طول برگ با افزایش تنش شوری کاهش معنی­داری نشان داد بطوری که بیشترین میزان این صفت (66/5 سانتی­متر) مربوط به شرایط عدم تنش شوری و کاربرد 200 میلی­گرم در لیتر اسید هیومیک بود. در سطح 50 و 100 میلی­مولار شوری بترتیب کاربرد 200 و  100 میلی­گرم در لیتر اسید هیومیک  و اسید آسکوربیک باعث بهبود این صفت گردید. همچنین در تنش شوری شدید (150 میلی­مولار) کاربرد تخفیف­دهنده­ها تاثیر مثبتی در افزایش میزان این صفت نداشتند (جدول 3).

با افزایش تنش شوری از 0 به 150 میلی­مولار طول سنبله به­شدت کاهش یافت و کاربرد تخفیف­دهنده­ها به­ویژه اسید هیومیک در هر دو سطح (100 و 200 میلی­گرم در لیتر) سبب بهبود قابل توجه این صفت گردید. بطوری­که کاربرد اسید هیومیک 200 میلی­گرم در لیتر در تنش­های 0، 50، 100 و 150 میلی­مولار شوری طول سنبله را نسبت به شاهد (عدم کاربرد تخفیف­دهنده) به­ترتیب 08/39، 03/44، 53/34 و 60/44 درصد افزایش داد. همانطور که در جدول 3 مشاهده می­شود کمترین مقدار طول سنبله (16/12 سانتی­متر) مربوط به تنش شدید 150 میلی­مولار و عدم کاربرد تخفیف­دهنده می­باشد که نسبت به شاهد (عدم شوری و تخفیف­دهنده) 34/22 درصد کاهش یافته است (جدول 3).

تعداد شاخه­فرعی با افزایش تنش تا 100 میلی­مولار سیر کاهشی نشان داد و در تنش 150 میلی­مولار دوباره افزایش یافت. کاربرد تخفیف­دهنده­ها در تیمار شاهد (عدم تنش شوری) نه­تنها باعث بهبود این صفت نشد بلکه تعداد شاخه­­فرعی را کاهش داد. در تنش شوری 50 میلی­مولار بیشترین میزان این صفت مربوط به تیمار عدم کاربرد تخفیف­دهنده و کاربرد 200 میلی­گرم در لیتر اسید هیومیک بود که بین این دو تفاوت معنی­داری وجود نداشت. همچنین در تنش 100 میلی­مولار تفاوت معنی­داری بین کاربرد 200 میلی­گرم در لیتر از اسید هیومیک و اسید آسکوربیک با عدم کاربرد تخفیف­دهنده­ها مشاهده نشد. همچنین طول شاخه جانبی با افزایش تنش شوری کاهش معنی­داری نشان داد بطوری که کمترین مقدار آن با 75/27 سانتی­متر در تنش شوری 150 میلی­مولار با عدم کاربرد تخفیف­دهنده حاصل شد و سطوح 100 و 200 میلی­گرم در لیتر اسیدهیومیک در این سطح شوری بترتیب باعث افزایش 40/37 و 13/29 درصد طول شاخه جانبی نسبت به شاهد (عدم کاربرد تخفیف­دهنده) گردید­. کاربرد اسید هیومیک در تمامی سطوح تنش شوری باعث بهبود این صفت گردید (جدول 3).

همانظور­که در جدول 3 مشاهده می­شود صفات مربوط به ریشه از قبیل حجم ریشه، وزن­تر ریشه و طول ریشه نیز تحت تاثیر تنش شوری کاهش یافتند. بیشترین میزان این صفات بترتیب 66/4 میلی­متر مربع، 76/4 گرم و 27/28 سانتی­متر در شرایط عدم استفاده از تخفیف­دهنده و شوری به­دست آمدند. اسید هیومیک در دوسطح 100 و 200 میلی­گرم در لیتر با اسید آسکوربیک 200 میلی­گرم در لیتر سبب بهبود حجم و وزن تر ریشه و اسید هیومیک در هردو سطح سبب افزایش مقدار طول ریشه در تنش شوری شدید (150 میلی­مولار) گردیدند.

هدایت روزنه­ای در سطوح مختلف تنش شوری در شرایط عدم کاربرد تخفیف­دهنده اختلاف معنی­داری را نسبت به هم نشان نداد. در حالی که کاربرد اسید هیومیک و آسکوربیک باعث افزایش معنی­دار این صفت در تمامی سطوح تنشی نسبت به تیمار شاهد (عدم کاربرد تخفیف­دهنده) گردید.

نشت یونی با افزایش تنش به­شدت افزایش یافت و کاربرد تخفیف­دهنده­ها حتی در شرایط عدم وجود تنش توانست باعث کاهش میزان این صفت گردد. کاربرد اسید هیومیک به میزان 200 میلی­گرم در لیتر با 05/27 و 62/23 درصد کاهش نشت یونی نسبت به شاهد (عدم کاربرد تخفیف­دهنده) بترتیب برای سطح تنشی 100 و 150 میلی­مولار و همچنین کاربرد 100 میلی­گرم در لیتر اسید هیومیک با میزان 67/31 درصد کاهش نسبت به شاهد برای تنش شوری 50 میلی­مولار توانست سبب کاهش اثرات سوء و مخرب شوری بر این صفت گردد (جدول 3).

طبق جدول 3 بیشترین میزان رطوبت نسبی برگ (RWC) با مقدار 81 درصد مربوط به کاربرد اسید هیومیک در هر دو سطح و عدم کاربرد تخفیف­دهنده­ها در شرایط بدون تنش می­باشد. بطوری­که با افزایش تنش میزان این صفت کاهش یافته و به کمترین مقدار خود یعنی 56 درصد در تنش شوری 150 میلی­مولار با عدم کاربرد تخفیف­دهنده­ها می­رسد که در این سطح تنش کاربرد 100 و 200 میلی­گرم در لیتر اسید هیومیک و 200 میلی­گرم در لیتر اسید آسکوربیک بترتیب با افزایش 5/12، 5/12 و 11/11 درصد نسبت به شاهد (عدم کاربرد تخفیف­دهنده) می­تواند باعث بهبود این صفت گردد. 

 

جدول 3- مقایسه میانگین صفات موردبررسی در گیاه بادرشبی تحت شرایط تنش شوری و کاربرد تخفیف­دهنده­ها

تنش شوری (mM)

تخفیف دهنده

(mg/l)

طول برگ

(cm)

طول سنبله

(cm)

هدایت روزنه­ای

Mmol/m2.s

نشت الکترولیت

(%)

RWC

(%)

 

 

0

100H

5/17a-f

19/91d-g

17/43a-c

20/68g-i

81a

200H

5/66a

25/71a

18/20a-c

17/66i

81a

100AS

4/96c-h

21/33c-f

18/81ab

24/57f-i

74b

200AS

5/00b-h

22/66b-d

19/36a

25/58f-h

70de

0

5/52ab

15/66hi

10/15gh

23/13g-i

81a

 

50

100H

5/00b-h

26/24a

18/10a-c

18/94hi

79a

200H

5/17a-f

24/41ab

14/66c-f

27/61e-g

73bc

100AS

4/66f-i

18/41f-h

17/15a-d

31/91d-f

73bc

200AS

4/96c-h

24/16a-c

15/88a-f

28/29d-g

68e

0

5/24a-e

13/66ij

11/00gh

31/67d-f

73bc

 

 

100

100H

4/15i

23/50a-c

16/68a-e

31/09d-f

70de

200H

4/58g-i

19/08e-g

13/43e-g

22/54g-i

71cd

100AS

5/26a-d

17/48gh

16/86a-e

48/71c

69de

200AS

5/07b-g

15/58hi

15/40b-f

33/87de

68e

0

5/33a-c

12/49j

10/15gh

30/90d-f

69de

 

 

150

 

100H

4/48h-i

21/91b-e

8/42h

82/16a

64f

200H

4/72d-h

22/58b-d

13/61d-g

35/37d

64f

100AS

4/70e-h

14/00ij

16/65a-e

52/43bc

60g

200AS

4/97b-h

12/55j

12/65fg

57/87b

63f

0

4/56g-i

12/16j

10/71gh

46/31c

56h

در هر ستون میانگین­های با حروف مشابه در سطح احتمال آماری 5 درصد بر اساس آزمون LSD  اختلاف معنی­دار ندارند. H و AS در جدول بترتیب معرف اسید هیومیک و آسکوربیک می­باشند.

 

میزان فعالیت آنتی­اکسیدانی و فنل کل در تیمار 50 میلی­مولار تنش شوری و عدم کاربرد تخفیف­دهنده­ها به شدت کاهش یافت و با افزایش تنش شوری به 100 و 150 میلی­مولار بترتیب با افزایش 97/5 و 84/6 درصد نسبت به تنش 50 میلی­مولار دوباره سیر صعودی خود را ادامه داد. کاربرد تخفیف­دهنده­ها در تنش 0، 100 و 150 میلی­مولار شوری تفاوت معنی­داری را با عدم کاربرد آن­ها در فعالیت آنتی­اکسیدانی نشان نداد. درحالی­که در تنش شوری 50 میلی­مولار کاربرد 200 میلی­گرم در لیتر اسید هیومیک و 100 و 200 میلی­گرم در لیتر اسید آسکوربیک باعث افزایش فعالیت آنتی­اکسیدانی گیاه نسبت به تیمار شاهد (عدم کاربرد تخفیف­دهنده­ها در شرایط تنش 50 میلی­مولار) گردید (شکل 1).

 

ادامه جدول 3- مقایسه میانگین صفات موردبررسی در گیاه بادرشبی تحت شرایط تنش شوری و کاربرد تخفیف­دهنده­ها

تنش شوری (mM)

تخفیف دهنده

(mg/l)

تعداد

شاخه جانبی

طول شاخه جانبی

(cm)

حجم ریشه

(mm3)

وزن‌ تر ریشه

(g)

طول ریشه

(cm)

 

 

0

100H

8/66a-c

56/44ab

1/38de

2/18b

24/44a-c

200H

8/00b-d

59/25a

2/16bc

1/86bc

24/77a-c

100AS

7/33c-e

52/47b-d

1/83cd

2/07b

26/49ab

200AS

7/33c-e

50/44c-e

2/66b

1/89bc

23/05b-d

0

10/00a

35/77jk

4/66a

4/76a

28/27a

 

50

100H

7/33c-e

53/91bc

0/91e-g

1/22de

19/11e-g

200H

8/00b-d

45/83f-h

2/16bc

1/17de

20/44d-f

100AS

6/33e

49/00d-f

1/08e-g

1/00e

16/33gh

200AS

7/33c-e

42/66hi

2/00c

1/28de

20/22d-g

0

7/66b-e

31/00lm

0/83fg

1/17de

19/60d-g

 

 

100

100H

7/33c-e

39/66ij

1/16ef

1/11de

17/44f-h

200H

8/00b-d

47/99e-g

0/77fg

1/00e

20/33d-f

100AS

6/66de

37/38j

0/88e-g

1/15de

20/33d-f

200AS

7/33c-e

37/55j

0/83fg

1/15de

19/66d-g

0

7/00de

31/60lm

0/58g

1/28de

19/33d-g

 

 

150

 

100H

7/33c-e

44/33gh

0/91e-g

1/33de

17/94e-h

200H

6/66de

39/16ij

1/38de

1/51cd

21/77c-e

100AS

7/33c-e

33/05kl

0/60g

0/92e

15/05h

200AS

8/00b-d

30/72lm

0/83fg

1/23de

17/21f-h

0

9/00ab

27/75m

0/74fg

1/02e

16/61f-h

در هر ستون میانگین­های با حروف مشابه در سطح احتمال آماری 5 درصد بر اساس آزمون LSD  اختلاف معنی­دار ندارند. H و AS در جدول بترتیب معرف اسید هیومیک و آسکوربیک می­باشند.

 

کاربرد تخفیف­دهنده­ها مطابق شکل 2 در سطوح مختلف تنش باعث کاهش فنل کل گردید. در تنش 50 میلی­مولار کاربرد 200 میلی­گرم در لیتر اسید هیومیک به میزان 34/26 درصد نسبت به شاهد (عدم کاربرد تخفیف­دهنده)، در تنش 100 میلی­مولار کاربرد 200 میلی­گرم در لیتر اسید هیومیک  و 100 میلی­گرم در لیتر اسید آسکوربیک بترتیب به­میزان 50/56 و 85/56 درصد نسبت به شاهد (عدم کاربرد تخفیف­دهنده) و در تنش 150 میلی­مولار کاربرد 100 میلی­گرم در لیتر اسید آسکوربیک به میزان 36/57 درصد نسبت به شاهد (عدم کاربرد تخفیف­دهنده ) توانست میزان فنل کل را به طور معنی­داری کاهش دهد (شکل 2).

میزان پرولین با افزایش شوری افزایش یافت. تنش 50، 100 و 150 میلی­مولار در شرایط عدم کاربرد تخفیف­­دهنده­ها تفاوت معنی­داری با هم نداشتند ولی مقدار پرولین در این سطوح تنش بترتیب به­میزان 45/6، 45/6 و 70/14 درصد بیشتر از تیمار شاهد  (عدم  شوری  و  عدم  کاربرد

تخفیف دهنده­ها) بود.

 

 

شکل 1- اثر متقابل تنش شوری و کاربرد اسید هیومیک (H) و اسید آسکوربیک (AS) بر فعالیت آنتی­اکسیدانی در گیاه بادرشبی

 

شکل 2- اثر متقابل تنش شوری و کاربرد اسید هیومیک (H) و اسید آسکوربیک (AS) بر میزان فنل کل در گیاه بادرشبی

 

کاربرد اسید هیومیک و آسکوربیک باعث کاهش میزان پرولین حتی در شرایط نبود شوری گردید. در شوری 50 میلی­مولار کاربرد 200 میلی­گرم در لیتر اسید آسکوربیک به میزان 68/20 درصد کاهش نسبت به شاهد (عدم کاربرد تخفیف­دهنده­ها) ، در شوری 100 میلی­مولار کاربرد اسید هیومیک در هر دو سطح به میزان 22/3 درصد کاهش نسبت به شاهد و آسکوربیک در سطح 200 میلی­گرم در لیتر با 90/12 درصد کاهش نسبت به شاهد و در شوری 150 میلی­مولار کاربرد سطح 200 میلی­گرم در لیتر اسید هیومیک و اسید آسکوربیک به­میزان 41/29 درصد کاهش نسبت به شاهد توانست به طور موثر و معنی­داری میزان پرولین را کاهش دهد (شکل 3).

همانطور که در شکل 4 مشاهده می­شود سطوح مختلف شوری در شرایط عدم کاربرد تخفیف­دهنده­ها تفاوت معنی­داری را در میزان فلاونوئید نشان نمی­دهد. تنها در تنش 100 میلی­مولار کاربرد تخفیف­دهنده­ها بویژه اسید هیومیک در هر دو سطح و اسید آسکوربیک در سطح 100 میلی­گرم در لیتر باعث کاهش مقدار این صفت گردید. بیشترین میزان فلاونوئید در تنش 0 و 50 میلی­مولار بترتیب با کاربرد اسید هیومیک و اسید آسکوربیک به میزان 200 میلی­گرم در لیتر حاصل شد (شکل 4).

 

 

شکل 3- اثر متقابل تنش شوری و کاربرد اسید هیومیک (H) و اسید آسکوربیک (AS) بر میزان پرولین در گیاه بادرشبی

 

شکل 4- اثر متقابل تنش شوری و کاربرد اسید هیومیک (H) و اسید آسکوربیک (AS) بر میزان فلاونوئید کل در گیاه بادرشبی


بحث

در خاک­های شور غلظت سدیم و کلرید در محلول خاک به­طور کلی بالاتر و بیشتر از دیگر عناصر است و نه تنها باعث تنش اسمزی و تأثیرات یونی ویژه، بلکه منجر به اختلال در جذب دیگر عناصر و انتقال به اندام­های هوایی گیاه و بیماری­های تغذیه­ای و به تبع آن کاهش عملکرد گیاه می­گردد (49). کاهش رشد رویشی در اثر تیمار شوری احتمالا به­دلیل کاهش سطح فتوسنتز و همچنین کاهش رنگیزه­های فتوسنتزی نظیر کلروفیل a و b، جذب خالص CO2 و هدایت روزنه­ای و بسته شدن روزنه­ها در اثر تنش شوری می­باشد (40). عامل محتمل دیگری که سبب کاهش فتوسنتز می­گردد اثر بازدارنده تنش شوری بر روی فرایند جذب و انتقال مواد فتوسنتزی می­باشد (20). به­طور کلی کاهش وزن در اثر تنش شوری به­دلیل کاهش جذب آب و بازدارندگی محصولات فتوسنتزی و سنتز کربوهیدرات­ها است (39). کاهش رشد، عمده­ترین اثر شوری بر گیاهان است. وزن تر و خشک از شاخص­هایی هستند که به­منظور بررسی میزان رشد گیاه استفاده می­گردند. با توجه به جدول 3 شوری موجب کاهش وزن ریشه شد. جلوگیری از رشد گیاه تحت تنش شوری می­تواند به­علت کاهش تقسیم سلولی، عدم تعادل یونی، کاهش جذب آب، اختلال در جذب عناصر، تاثیر یون­های سمی به­ویژه سدیم، اختلال در جذب، احیا و متابولیسم نیتروژن و پروتئین، بسته شدن روزنه­ها و کاهش کارآیی فتوسنتز باشد (42) . طول  شاخه فرعی به عنوان مخزن موقت ذخیره مواد کربوهیدراتی غیر ساختمانی شناخته شده است که به طبع با کاهش ارتفاع بوته امکان انتقال مقدار کمتری از کربوهیدرات را به ویژه در شرایط تنش فراهم می­کند که با نتایج پاسبان اسلام (1390) هم­خوانی دارد. گزارش­های متعددی مبنی بر کاهش بیوماس گیاه تحت تنش شوری عنوان شده است. در تحقیقی روی گیاه کتان کاهش ارتفاع بخش هوایی و وزن گیاه تحت شرایط تنش شوری گزارش شده است (35). در تحقیق خدابخش و چاپارزاده (1394) روی گیاه شاهی (Lepidium sativum L.) شوری موجب افزایش میزان اکسیژن فعال گردید و وزن تر بخش­های هوایی و ریشه­ها را کاهش داد در حالی که کاربرد آسکوربیک اسید موجب کاهش اثرات تنش شوری در این گیاه گردید (7). در این پژوهش نیز تنش شوری باعث کاهش میزان وزن تر، حجم و طول ریشه و بخش هوایی در گیاه بادرشبی شد که با نتایج گزارش شده در این زمینه توسط سایر محققان مطابقت دارد. معمولا تحت شرایط تنش شوری، روزنه­های هوایی بسته می­شود و به دلیل کاهش تبادلات گازی، میزان فتوسنتز کاهش می­یابد. در­نهایت، شوری می­تواند رشد ریشه را نیز متوقف نموده و بدین طریق ظرفیت جذب و انتقال آب و عناصر غذایی از خاک به طرف اندام هوایی را کاهش دهد. گزارش­های متعددی مبنی بر کاهش تولید ماده خشک در اثر افزایش غلظت سدیم در گیاهان وجود دارد (11).

تیمار اسید آسکوربیک همزمان با شوری موجب افزایش برخی صفات رویشی گیاه بادرشبو شد. اثر مثبت اسید آسکوربیک بر رشد گیاه را شاید بتوان به نقش آن به عنوان فاکتور مهم در بیوسنتز برخی از هورمون­های گیاهی دخیل در رشد و تقسیم سلولی از جمله جیبرلین و پایداری رنگدانه­ها و دستگاه فتوسنتزی نسبت داد (54).

اسید هیومیک از طریق تأثیرات هورمونی و با تأثیر بر متابولیسم سلول­های گیاهی و همچنین با قدرت کلات­کنندگی و افزایش جذب عناصر غذایی، سبب افزایش رشد بیوماس گیاهان می­شوند (38). یکی از مکانیسم­هایی که مواد هیومیکی منجر به افزایش رشد طولی می­شوند مربوط به ترکیبات شبه جیبرلینی آن می­شود (38). تعداد بی­شماری از گزارشات در مورد توانایی مواد هیومیکی روی افزایش رشد ساقه در ارقام مختلف گونه­های گیاهی تحت شرایط گوناگون ارائه شده است که اثر تسریع کنندگی مواد هیومیکی روی رشد ساقه در درجه اول به خاطر تاثیر روی فعالیت H+-ATPase ریشه و توزیع نیترات ریشه در ساقه بوده که به نوبه خود منجر به تغییرات در توزیع مشخص سایتوکنین­ها، پلی­آمینها و ATP می­شود، بنابراین روی رشد ساقه تاثیر می­گذارد (46).

محتوای نسبی آب برگ شاخص مناسبی برای بیان وضعیت آب در گیاهان بوده و وضعیت فراگیرتری از تعادل بین میزان عرضه آب نسبی برگ و میزان تعرق را نشان می­دهد (32). چنانچه محتوای نسبی آب برگ بالا باشد گیاه تورم سلولی خود را حفظ کرده و رشد آن تداوم می­یابد (45). در تحقیق حاضر افزایش شوری باعث کاهش این صفت گردید که نشان از اثر سوء شوری می­باشد و کاربرد تخفیف­دهنده­ها باعث بهبود این صفت شد.

حفظ تمامیت غشاء سلولی طی شرایط تنش، نشانه­ای از وجود مکانیزم‌های کنترلی در تحمل به پسابیدگی است. تنش­های محیطی یکسری تغییرات را در فسفولیپیدهای غشاء ایجاد می‌کند، این تغییرات مشابه تنش سرما در دنباله‌های اسید چرب ایجاد می‌شود و در این تنش میزان اسیدهای چرب غیراشباع افزایش می‌یابند. در تنش‌های شدید بعضی از قسمت‌های فسفولیپیدهای دولایه‌ای غشاء حالت هگزاگونال (شش‌وجهی) و ساختار غشاء به ساختار منفذدار تبدیل و نشت مواد رخ می‌دهد (18). در تحقیقی که توسط دانشمند (1393) بر روی سیب زمینی انجام گرفت، تنش شوری موجب کاهش پارامترهای رشدی، کلروفیل کل و کارتنوئید شد ولی مقدار پراکسید هیدروژن، نشت یونی، پرولین و فعالیت آنزیم­های آنتی اکسیدانی را افزایش داد در حالیکه کاربرد اسید آسکوربیک سبب کاهش میزان نشت یونی شده و سبب جبران خسارت وارده بر گیاه گردید (14). در تحقیق حاضر نیز نشت یونی با افزایش تنش شوری به طور معنی­داری بیشتر شده و کاربرد تخفیف­دهنده­ها به­ویژه 200 میلی­گرم در لیتر اسید هیومیک برای سطوح تنش بالا و 100 میلی­گرم در لیتر اسید هیومیک برای سطح تنش 50 میلی­مولار سبب کاهش معنی­دار نشت یونی و بهبود اثر سوء تنش گردید.

کاهش هدایت روزنه­ای عمدتا به دلیل اثرات اسمزی تنش شوری می­باشد. بین هدایت روزنه­ای و محتوای نسبی آب برگ انار رقم ملس ساوه ارتباط خطی و مثبت مشاهده شده است. کاهش تورژسانس برگ که با کاهش محتوای نسبی آب برگ همخوانی دارد، در شرایط تنش شوری حادث می­شود که با تحریک سنتز اسید آبسیزیک باعث کاهش هدایت روزنه­ای در گیاه می­شود (10).

رادیکال دی فنیل پیکریل هیدرازیل (DPPH) یک رادیکال آزاد است که به‌طور وسیع برای آزمایش پاک کردن رادیکال­های آزاد مورداستفاده قرار می‌گیرد. در این تحقیق اثر عصاره بادرشبی در جاروب کردن رادیکال‌های آزاد DPPH مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمایش حاکی از این بود که فعالیت آنتی­اکسیدانی تحت تأثیر تنش شوری (100 و 150 میلی­مولار) افزایش یافت و کاربرد تخفیف­­دهنده­ها در شرایط تنش 50 میلی­مولار باعث افزایش معنی­دار آن شد. Oueslati و همکاران (42) نشان دادند که فعالیت آنتی­اکسیدانی گیاه پونه در شرایط تنش شوری بالاتر است. همچنین با افزایش سطوح تنش شوری میزان فنل کل نیز افزایش یافت. قدرت جاروب کردن رادیکال DPPH در ریشه‌چه گیاه برنج، با تنش سرمایی کاهش و با شوک گرمایی افزایش یافت (28). افزایش میزان فعالیت آنتی­اکسیدانی در تنش 50 میلی­مولار توسط تخفیف­دهنده­ها نسبت به شاهد احتمالا به­دلیل افزایش مقاومت گیاه می­باشد.

تولید ترکیبات فنلی تحت اثر شوری در گیاهان مختلف پیشنهاد شده است. این ترکیبات آنتی­اکسیدان­های نیرومندی در بافت­های گیاهی تحت تنش هستند و این ویژگی به علت ساختار اسکلتی و گروه فنلی این متابولیت­هاست. گروه­های هیدروکسیل آزاد متصل به حلقه آروماتیک توان جارو کردن رادیکال­های آزاد را داشته، بدین لحاظ آسیب­های اکسیداتیو را کاهش داده، ساختارهای سلولی را از تأثیرات منفی شوری محافظت می­کنند (15). در این تحقیق نیز میزان ترکیبات فنولیک کل گیاه در ابتدا در طی تنش شوری 50 میلی­مولار کاهش یافت که احتمالا به­دلیل مقاومت گیاه نسبت به این سطح شوری می­باشد و سپس در سطوح شوری 100 و 150 میلی­مولار میزان آنها روند صعودی نشان داد.

افزایش پرولین در گیاهان به هنگام تنش، نوعی سازوکار دفاعی است. پرولین با چندین سازوکار مانند تنظیم اسمزی، جلوگیری از تخریب آنزیم، حفظ و سنتز پروتئین مقاومت گیاه را در برابر تنش­ها بالا می­برد. کاربرد اسیدسالیسیلیک در مقابل تنش می­تواند باعث افزایش میزان پرولین گردد (30). تحقیقی نشان داد که میزان پرولین تحت تنش شوری در گیاه  Ocimum basilicumبه صورت معنی­داری افزایش یافت که نشان دهنده به کار افتادن سامانه مقاومتی گیاه و تولید اسمولیت در برابر آسیب­های ناشی از تنش شوری در گیاه است. پیش تیمار اسید سالیسیلیک، میزان پرولین را در ریحان سبز افزایش داد (6). یکی از دلایل افزایش پرولین احتمالا افزایش ABA درون­زا می­باشد که باعث القای تولید پرولین می­شود. اسیدسالیسیلیک نیز احتمالا از طریق القای سنتز ترکیبات حدواسطی مثل ABA  واکنش محافظت را ایجاد کرده و آسیب ناشی از شوری را در گیاه کاهش می­دهد (50).

هر چند مطالعات مستقیمی درباره اثر تنش­های شوری و خشکی و تأثیر آن بر روی میزان فلاونوئیدهای بادرشبی مشاهده نگردید، اما مطالعات مختلفی در زمینه تغییر در تجمع ترکیب­های فلاونوئیدی که گروهی از مهم­ترین متابولیت­های ثانویه گیاهی هستند در گیاهان مختلفی که تحت تأثیر تنش­های مختلف قرار داده شده اند گزارش شده است (25 و 22).

نتیجه­گیری

نتایج این تحقیق دلالت بر آن دارد که شوری باعث القای اثرات منفی (کاهش صفات مربوط به ریشه، طول شاخه جانبی، محتوای نسبی آب برگ، هدایت روزنه­ای، نشت الکترولیت، فعالیت آنتی­اکسیدانی، فنل کل، پرولین) بر رشد و فعالیت­های فیزیولوژیکی گیاه بادرشبی شد. مواد هیومیکی و اسید آسکوربیک با القای تغییرات فیزیولوژیکی گیاه باعث کاهش اثرات منفی تنش شوری در گیاه بادرشبی شد، بطوری که در تنش 50 میلی­مولار شوری به طور معنی­داری باعث افزایش فعالیت آنتی اکسیدانی و فنل کل نسبت به شاهد شدند که این نشان از افزایش مقاومت گیاه و کاهش اثرات سوء تنش شوری دارد علاوه براین با توجه به نتایج آزمایش می­توان بیان کرد که بادرشبی نسبت به تنش 50 میلی­مولار مقاوم می­باشد و می­توان در زمین­های با این مقدار شوری اقدام به کشت این گیاه کرد. بنابراین در سطوح بالای تنش شوری می­توان با کاربرد اسید هیومیک و اسید آسکوربیک به­ویژه سطح 200 میلی­گرم در لیتر آن سبب جبران خسارت وارده به گیاه و تقویت سیستم ریشه­ای آن شد و در نهایت عملکرد گیاه را افزایش داد.

تشکر وقدردانی

بدین وسیله از جناب آقای مهندس دانیال شکوهی و خانم سپیده مجرب به خاطر کمک­هایشان در انجام این تحقیق نهایت تشکر و قدردانی را داریم.

1- امیدبیگی، ر. ١٣٨٤. تولید و فرآوری گیاهان دارو ئی، جلد دوم، انتشارات آستان قدس رضو ی، ٤٣٨ ص.

2- بریمانی، م . ١٣٧٦. مطالعه تأ ثیر کودهای ازته در مراحل مختلف زندگی گیاه بادرشبو و میزان تولید اسانس آن، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت معلم، ١٣٥ ص.

3- پاسبان اسلام, ب. 1389. تأثیر تنش خشکی بر عملکرد دانه و روغن ژنوتیپ‌های پاییزه گلرنگ. علوم گیاهان زراعی ایران، 42(2): 275-283.‎

4- جعفری، م. 1373. سیمای شوری و شور روی­ها. موسسه جنگل­ها و مراتع. نشریه شماره

5- چمنی، ا.، بنیادی، م، و قنبری، ع. 1394. تاثیر اسید سالیسیلیک و اسید هیومیک بر شاخص‌های رویشی گیاه زینتی دارویی پروانش (Catharanthus Roseus L.). نشریه علوم باغبانی، 29(4): 631-641.‎

6- حاج باقری، س.، ش. انتشاری، پ. آقاسی، ف. میرزایان. 1391. بررسی اثرات تنش شوری بر گیاه ریحان سبز (Ocimum basilicum L.) تلقیح شده با دو گونه قارچ میکوریز Glomus mossaea و Glumus intraradices. اولین همایش ملی تنش­های گیاهی غیرزیستی. اصفهان. 10- 11، 67 صفحه.

7- خدابخش، آ. و چاپارزاده، نادر. 1394. نقش آسکوربیک اسید در تقلیل اثرات اکسیداتیو شوری روی گیاه شاهی. مجله پژوهش­های گیاهی (مجله زیست شناسی ایران)، 28 (1): 175 تا 185. 

8- خیاط، م. 1392. تأثیر تنش شوری بر خصوصیات مورفولوژیک و فیزیولوژیک ارقام انار شیشه کب و ملس ساوه در شرایط مزرعه و گلخانه. رساله ی دوره ی دکترا، دانشگاه فردوسی مشهد.

9- دانشمند، ف. 1393. تأثیر آسکوربیک اسید در کاهش تنش اکسیداتیو حاصل از تنش شوری در سیب زمینی. مجله پژوهش­های گیاهی (مجله زیست شناسی ایران)، 27 (3): 417 تا 426.

10- سلاح­ورزی، ی.، گلدانی، م، نباتی, ج، و علیرضایی، م. 1390. تأثیر کاربرد برون‌زای آسکوربیک اسید بر برخی از تغییرات فیزیوشیمیایی مرزنجوش (Origanum majorana L.) تحت تنش شوری. علوم باغبانی ایران، 42(2): 159-167.‎

11- فیضی، م. ۱۳۸۱ . تأثیر شوری آب آبیاری بر عملکرد محصول گندم. مجله علوم خاک و آب، 16 (2): 214- 222.

12- کافی، م. و دامغانی، ع. 1379. مکانیسم­های مقاومت گیاهان به تنش­های محیطی. انتشارات دانشگاه فردوسی. 467 صفحه.

13- ولدیانی، ع.، حسن زاده، ع و تاج بخش، م. 1384. بررسی اثرات تنش شوری برجوانه­زنی ورشدگیاهچه ارقام جدیدوپرمحصول کلزای پاییزه (Brassica napus L.). مجله پژوهش و سازندگی در زراعت و باغبانی، 66 (1): 23 تا 32.

14- همایی، م. 1381. واکنش گیاهان به شوری. انتشارات کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران، تهران، 97 صفحه.

 

15- Al-Amier, H. and Craker, L.E., 2007. In-vitro selection for stress tolerant spearmint. Issues in New Crops and New Uses, pp.306-310.

16- Asada, K., 1999. The water-water cycle in chloroplasts: scavenging of active oxygens and dissipation of excess photons. Annual Review of Plant Biology, 50(1): 601-639.

17- Bates, L.S., Waldren, R.P. and Teare, I.D., 1973. Rapid determination of free proline for water-stress studies. Plant and Soil, 39(1): 205-207.

18- Bhatt, R.M. and Srinivasa Rao, N.K., 2005. Influence of pod load on response of okra to water stress. Indian Journal of Plant Physiology, 10(1): 54-59.

19- Chang, C.C., Yang, M.H., Wen, H.M. and Chern, J.C., 2002. Estimation of total flavonoid content in propolis by two complementary colorimetric methods. Journal of Food and Drug Analysis, 10(3).

20- Demiral, M.A., Aydin, M. and Yorulmaz, A., 2005. Effect of salinity on growth chemical composition and antioxidative enzyme activity of two malting barley (Hordeum vulgare L.) cultivars. Turkish Journal of Biology, 29(2): 117-123.

21- Foyer, C.H., Lelandais, M. and Kunert, K.J., 1994. Photooxidative stress in plants. Physiologia Plantarum, 92(4): 696-717.

22- Fritz, C., Palacios‐Rojas, N., Feil, R. and Stitt, M., 2006. Regulation of secondary metabolism by the carbon–nitrogen status in tobacco: nitrate inhibits large sectors of phenylpropanoid metabolism. The Plant Journal, 46(4): 533-548.

23- Good, A.G. and Zaplachinski, S.T., 1994. The effects of drought stress on free amino acid accumulation and protein synthesis in Brassica napus. Physiologia Plantarum, 90(1): .9-14.

24- Greenway, H. and Munns, R., 1980. Mechanisms of salt tolerance in nonhalophytes. Annual Review of Plant Physiology, 31(1): 149-190.

25- Hashiba, K., Iwashina, T. and Matsumoto, S., 2006. Variation in the quality and quantity of flavonoids in the leaves of coastal and inland Campanula punctata. Biochemical Systematics and Ecology, 34(12): 854-861.

26- Hegi, G., 1957. Illustrierte Flora von Mittel-Europa: mit besonderer Berücksichtigung von Deutschland, Österreich und der Schweiz: zum Gebrauche in den Schulen und zum Selbstunterricht (Vol. 1). JF Lehmann.

27- Holm, Y., Hiltunen, R. and Nykanen, I., 1988. Capillary gas chromatographic‐mass spectrometric determination of the flavour composition of dragonhead (Dracocephalum moldavica L.). Flavour and Fragrance Journal, 3(3): 109-112.

28- Kang, H.M. and Saltveit, M.E., 2002. Antioxidant enzymes and DPPH-radical scavenging activity in chilled and heat-shocked rice (Oryza sativa L.) seedlings radicles. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 50(3): 513-518.

29- Khan, T., Mazid, M. and Mohammad, F., 2011. A review of ascorbic acid potentialities against oxidative stress induced in plants. Journal of Agrobiology, 28(2): 97-111.

30- Khosravi, S., Baghizadeh, A. and Nezami, M.T., 2011. The salicylic acid effect on the Salvia officianlis L. sugar, protein and proline contents under salinity (NaCl) stress. Journal of Stress Physiology & Biochemistry, 7(4).

31- Kulikova, N.A., Stepanova, E.V. and Koroleva, O.V., 2005. Mitigating activity of humic substances: direct influence on biota. In Use of humic substances to remediate polluted environments: from theory to practice (pp. 285-309). Springer Netherlands.

32- Kumar, A. and Elston, J., 1992. Genotypic differences in leaf water relations between Brassica juncea and B. napus. Annals of Botany, 70(1): 3-9.

33- Lutts, S., Kinet, J.M. and Bouharmont, J., 1995. Changes in plant response to NaCl during development of rice (Oryza sativa L.) varieties differing in salinity resistance. Journal of Experimental Botany, 46(12): 1843-1852.

34- Masciandaro, G., Ceccanti, B., Ronchi, V., Benedicto, S. and Howard, L., 2002. Humic substances to reduce salt effect on plant germination and growth. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 33(3-4): 365-378.

35- Meloni, D.A., Gulotta, M.R., Martínez, C.A. and Oliva, M.A., 2004. The effects of salt stress on growth, nitrate reduction and proline and glycinebetaine accumulation in Prosopis alba. Brazilian Journal of Plant Physiology, 16(1): 39-46.

36- Moon, J.H. and Terao, J., 1998. Antioxidant activity of caffeic acid and dihydrocaffeic acid in lard and human low-density lipoprotein. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 46(12): 5062-5065.

37- Mustyatse, G. I. 1980. Kultivarya plantelor aromatiche. Kart. Mold. Kirinev.

38- Nardi, S., Pizzeghello, D., Muscolo, A. and Vianello, A., 2002. Physiological effects of humic substances on higher plants. Soil Biology and Biochemistry, 34(11): 1527-1536.

39- Nemat Alla, M.M., Younis, M.E., El-Shihaby, O.A. and El-Bastawisy, Z.M., 2002. Kinetin regulation of growth and secondary metabolism in waterlogging and salinity treated Vigna sinensis and Zea mays. Acta Physiologiae Plantarum, 24(1): 19-27.

40- Netondo, G.W., Onyango, J.C. and Beck, E., 2004. Sorghum and salinity: I. Response of growth, water relations, and ion accumulation to NaCl salinity. Crop Science, 44(3): 797.

41- Noctor, G. and Foyer, C.H., 1998. Ascorbate and glutathione: keeping active oxygen under control. Annual Review of Plant Biology, 49(1): 249-279.

42- Oueslati, S., Karray-Bouraoui, N., Attia, H., Rabhi, M., Ksouri, R. and Lachaal, M., 2010. Physiological and antioxidant responses of Mentha pulegium (Pennyroyal) to salt stress. Acta Physiologiae Plantarum, 32(2): 289-296.

43- Parida, A.K. and Das, A.B., 2005. Salt tolerance and salinity effects on plants: a review. Ecotoxicology and Environmental Safety, 60(3): 324-349.

44- Pignocchi, C. and Foyer, C.H., 2003. Apoplastic ascorbate metabolism and its role in the regulation of cell signalling. Current Opinion in Plant Biology, 6(4): 379-389.

45- Rao, M.S.S. and Mendham, N.J., 1991. Soil–plant–water relations of oilseed rape (Brassica napus and B. campestris). The Journal of Agricultural Science, 117(2):197-205.

46- Rubio, V., Bustos, R., Irigoyen, M.L., Cardona-López, X., Rojas-Triana, M. and Paz-Ares, J., 2009. Plant hormones and nutrient signaling. Plant Molecular Biology, 69(4): 361-373.

47- Sadasivam, S. and Manickam, A., 1992. Biochemical Methods for Agricultural Sciences. Wiley Eastern Limited.

48- Saeid Nejad, A.H. and Rezvani Moghaddam, P., 2011. Evaluation of compost, vermicompost and cattle manure application on yield, yield components and essential oil percent in cumin (Cuminum cyminum). Journal of Horticultural Science 24(2): 142-148.

49- Said-Al Ahl, H.A.H. and Omer, E.A., 2011. Medicinal and aromatic plants production under salt stress. A review. Herba Polonica, 57(1): 72-87.

50- Sakhabutdinova, A.R., Fatkhutdinova, D.R., Bezrukova, M.V. and Shakirova, F.M., 2003. Salicylic acid prevents the damaging action of stress factors on wheat plants. Bulgarian Journal of  Plant Physioogiyl, 21: 314-319.

51- Sánchez, F.J., Manzanares, M., de Andres, E.F., Tenorio, J.L. and Ayerbe, L., 1998. Turgor maintenance, osmotic adjustment and soluble sugar and proline accumulation in 49 pea cultivars in response to water stress. Field Crops Research, 59(3): 225-235.

52- Albayrak, S. and Camas, N., 2005. Effects of different levels and application times of humic acid on root and leaf yield and yield components of forage turnip (Brassica rapa L.). Journal of Agronomy.

53- Singleton, V.L. and Rossi, J.A., 1965. Colorimetry of total phenolics with phosphomolybdic-phosphotungstic acid reagents. American Journal of Enology and Viticulture, 16(3): 144-158.

54- Khan, T., Mazid, M. and Mohammad, F., 2011. A review of ascorbic acid potentialities against oxidative stress induced in plants. Journal of Agrobiology, 28(2): 97-111.

55- Vaughan, D. and Linehan, D.J., 1976. The growth of wheat plants in humic acid solutions under axenic conditions. Plant and Soil, 44(2): 445-449.