نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه شهید چمران اهواز

2 مرکز تحقیقات کشاورزی استان خوزستان

3 دانشگاه الزهرا

چکیده

این مطالعه با هدف بررسی اثر آللوپاتی تفاله حاصل از روغن کشی زیتون بر برخی خصوصیات رشدی و بیوشیمیایی گیاهچه سه رقم گندم طراحی و انجام شده است. غلظت های مختلفی از تفاله زیتون (1، 3، 5 و 7 درصد) با خاک مخلوط شده و سه رقم مختلف گیاه گندم در این خاک ها کاشته شد. پس از رشد، طول بوته، وزن خشک برگ و ریشه، محتوای رنگدانه های فتوسنتزی، کربوهیدرات های محلول و پرولین در مرحله چهار برگی اندازه گیری شد. با توجه به نتایج به دست آمده طول بوته ها، وزن خشک برگ و ریشه، محتوای رنگدانه های فتوسنتزی با افزایش مقدار تفاله در خاک در هر سه رقم نسبت به شاهد کاهش یافته و همچنین محتوای قند و پرولین با افزایش مقدار تفاله زیتون در خاک نسبت به شاهد افزایش یافته بود. با توجه به نتایج به دست آمده اثر ممانعت کنندگی تفاله زیتون با افزایش مقدار آن در خاک افزایش می یابد. تفاله زیتون دارای مواد فنلی بوده و اثرات ممانعت کنندگی آن به این ترکیبات نسبت داده می شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

A study on allelopathic effect of olive pomace (Olea europaea L.) on some biochemical characteristics of three seedlings wheat cultivars (Triticum aestivum L.)

نویسندگان [English]

  • Mozhan Vafaei 1
  • abdolali Gilani 2
  • azra saboora 3

چکیده [English]

This study was designed aimed to investigated the allelopathic effect of olive pomace, laying on growth and biochemical characteristics of three cultivars wheat seedlings. Various concentrations of olive pomace (1, 3, 5 and 7 percentage) was mixed with soil and three different varieties of wheat were planted in the soil. After growth, the plant length, leaf and root dry weight, content of photosynthetic pigments, soluble carbohydrates and proline were measured in the seedling stage. The results shows that the plant lenght, leaf and root dry weight, photosynthetic pigment content, decreased in three varietis with the increasing amount of olive pomace in the soil compared to the control. But the amount of sugar and proline content shows Increase in wheats with increasing amount of olive pomace in the soil compared to control. According to the results obtained the inhibitory effects of olive pomace increased with increasing levels of olive pomace in the soil. Olive pomace has phenolic substances that its inhibitory effect can be attributed to these compounds.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Allelopathy
  • Olive pomace
  • Whet seedling

بررسی اثر آللوپاتی تفاله حاصل از روغن‌کشی زیتون (Olea europaea L.) بر برخی خصوصیات بیوشیمیایی گیاهچه سه رقم گندم (Triticum aestivum L.) 

موژان وفائی1، سید منصور سید نژاد1*، عبدالعلی گیلانی2 و عذرا صبورا3 

1 اهواز، دانشگاه شهید چمران اهواز، دانشکده علوم، گروه زیست‌شناسی 

2 اهواز، مرکز تحقیقات کشاورزی استان خوزستان

3 تهران، دانشگاه الزهرا، دانشکده علوم، گروه زیست‌شناسی

تاریخ دریافت: 15/2/93               تاریخ پذیرش:  24/9/93

چکیده

این مطالعه با هدف بررسی اثر آللوپاتی تفاله حاصل از روغن‌کشی زیتون بر برخی خصوصیات رشدی و بیوشیمیایی گیاهچه سه رقم گندم طراحی و انجام شده است. غلظت‌های مختلفی از تفاله زیتون (1، 3، 5 و 7 درصد) با خاک مخلوط شده و سه رقم مختلف گیاه گندم در این خاک‌ها کاشته شد. پس از رشد، طول بوته، وزن خشک برگ و ریشه، محتوای رنگدانه‌های فتوسنتزی، کربوهیدرات‌های محلول و پرولین در مرحله چهار برگی اندازه‌گیری شد. با توجه به نتایج به دست آمده طول بوته‌ها، وزن خشک برگ و ریشه و محتوای رنگدانه‌های فتوسنتزی با افزایش مقدار تفاله در خاک در هر سه رقم نسبت به شاهد کاهش یافته و همچنین محتوای قند و پرولین با افزایش مقدار تفاله زیتون در خاک نسبت به شاهد افزایش یافته بود. با توجه به نتایج به دست آمده اثر ممانعت کنندگی تفاله زیتون با افزایش مقدار آن در خاک افزایش می یابد. تفاله زیتون دارای مواد فنلی بوده و اثرات ممانعت کنندگی آن به این ترکیبات نسبت داده می شود.

واژه‌های کلیدی: آللوپاتی، تفاله زیتون، گیاهچه گندم

* نویسنده مسئول، تلفن: 3331045-0611 ، پست الکترونیکی: sm.seyyednejad@gmail.com

مقدمه

 

آللوپاتی تولید متابولیت های اولیه و ثانویه به وسیله گیاهان آللوپاتیک و آزاد شدن این ترکیبات به محیط برای کنترل رشد گیاهان همسایه است. مواد شیمیایی دگر آسیب معمولا" گاز های سمی، اسید های آلی، اسید های آروماتیک، کومارین ها، کوئینون ها و آلکالوئید ها هستند. این مواد می توانند  بر برخی فرایند های فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گیاهان همسایه‌شان مانند تقسیم سلولی، نفوذ پذیری غشای پلاسمایی، مسیر های بیوسنتز هورمون های گیاهی، فتوسنتز، بیوسنتز کلروفیل و فعالیت آنزیم ها تأثیر بگذارند (18).

تفاله حاصل از روغن کشی زیتون دارای ترکیبات فنلی بوده و هیدروکسی تیروزیل به عنوان یکی از فنل های طبیعی عمده حاضر در تفاله حاصل از آسیاب زیتون شناسایی شده است. این مواد در دوز های بالا می توانند باعث به تأخیر افتادن جوانه زنی بذر و رشد گیاهچه شوند. همچنین این مواد قادر هستند در برابر میکروارگانیسم ها، گیاهان و موجودات پر سلولی اثرات سمی نشان دهند. ترکیبات فنلی نیز مانند سایر مواد شیمیایی دگر آسیب روی فرایند های مختلف فیزیولوژیکی اثر گذارند (11 و 20).

امروزه استفاده از مواد بیولوژیکی به عنوان گزینه دیگری برای جایگزینی با علف کش های شیمیایی بسیار مورد توجه قرار گرفته، زیرا این مواد سریع تر در محیط تجزیه می شوند و مقاومت کمتری را نیز در آفت ها ایجاد می‌کنند. با توجه به موارد فوق، استفاده از این ترکیبات برای مقابله با آفات در غلظت هایی که برای خود گیاه زراعی ایجاد مسمومیت نکند می‌تواند باعث کاهش آلودگی های زیست محیطی ناشی از علف کش های شیمیایی شده و از ایجاد مقاومت در آفات نیز جلوگیری نماید.

از طرف دیگر گندم یکی از محصولات اصلی و راهبردی کشور بوده و در سال های اخیر گسترش و توسعه سطح زیر کشت آن مورد توجه قرار گرفته است. کشت این گیاه با مشکلات مربوط به حضور علف های هرز رو به رو بوده که به علت رقابت با گندم بر جوانه زنی و رشد آن اثرگذارند (4).

در همین راستا استفاده از ویژگی آللوپاتی گیاهان دگر آسیب می تواند نقش مهمی در کنترل علف های هرز داشته باشد. همان طور که گفته شد این گیاهان از طریق تولید و آزاد سازی ترکیباتی به محیط اطراف خود باعث ممانعت یا کاهش، جوانه زنی و رشد علف های هرز شده و بدین ترتیب رشد و تراکم آنها را محدود می کنند. بنابراین استفاده از این گیاهان یا باقیمانده های آنان می تواند باعث کاهش مصرف علف کش ها شود (5).

از این‌رو در این پژوهش به منظور بررسی مکانیسم اثر آللوپاتی تفاله زیتون بر گندم اثر دگر آسیبی این تفاله بر وزن خشک برگ و ریشه، طول بوته، میزان رنگدانه های فتوسنتزی، محتوای کربوهیدرات های محلول و پرولین در سه رقم تریتیکاله، کرخه و چمران بررسی شد.

مواد و روشها

تهیه نمونه: تفاله حاصل از روغن کشی زیتون از یک کارخانه روغن کشی در رودبار جمع آوری شد. بذر های سه رقم گندم (تریتیکاله، کرخه و چمران) نیز از مؤسسه تحقیقات کشاورزی استان خوزستان تهیه شدند.

مشخصات محل آزمایش: این تحقیق در زمستان سال 1390 در مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان خوزستان واقع در ایستگاه تحقیقاتی شاوور در 70 کیلومتری شمال اهواز در حد فاصل رودخانه‌های کارون و کرخه با عرض جغرافیایی 31 درجه و 50 دقیقه و طول جغرافیایی 48 درجه و 28 دقیقه در ارتفاع 33 متری از سطح دریا  به اجرا در آمد.

ارقام مورد آزمایش: در این تحقیق سه رقم گندم شامل چمران، کرخه و تریتیکاله با خصوصیات مورفولوژیک و فیزیولوژیک متفاوت مورد بررسی قرار گرفتند. رقم چمران از نظر کروموزومی هگزاپلوئید و دارای 42 کروموزوم بوده و از خاصیت نانوایی مطلوبی برخوردار میباشد. در حال حاضر در تمام نقاط استان خوزستان کشت می شود و بالاترین سطح زیر کشت را در استان دارد. رقم کرخه تتراپلوئید با 28 کروموزوم میباشد. دانه آن برای تهیه آرد ماکارونی استفاده میشود. گندم تریتیکاله به عنوان یک جنس جدید در خانواده غلات است و از دورگگیری بین گندم (والد مادری) و چاودار (پایه پدری) انتخاب شد. از چند سال گذشته مطالعات مربوط به آن در خوزستان شروع گردید و به عنوان یکی از گزینهها برای مصارف علوفهای در حال بررسی است. این ارقام همگی در خوزستان کشت می شوند و علت انتخاب آنها برای این تحقیق، موارد مصرف مختلف آنها بوده است.

بررسی اثر آللوپاتی: تفاله حاصل از روغن کشی زیتون با نسبت های مختلف 1، 3، 5 و 7 درصد وزنی (150، 450، 750 و 1050 گرم تفاله زیتون در 15000 گرم خاک)، با خاک مخلوط شده و از این خاک برای کاشت گندم در گلدان‌ها استفاده شد. گلدان ها در محیط باز قرار داشتند و شرایط رشد گیاهان شرایط محیط بود. در هر گلدان به طور متوسط 10 تا 15 بذر گندم کاشته شد که این گیاهان پس از رشد در مرحله گیاهچه ای (4 برگی)، برای انجام آنالیز مورد استفاده قرار گرفتند. برای انجام این آزمایش از هر گلدان سه بوته که به مرحله 4 برگی رسیده بودند، برداشت شد.

وزن خشک برگ و ریشه: برای اندازه گیری وزن خشک برگ و ریشه، این بافت ها به مدت 48 ساعت در آون 60 درجه قرار گرفته و پس از آن وزن خشک بافت با ترازویAND EK-610 I  ساخت ژاپن با دقت یک هزارم توزین شد.

طول گیاهچه: برای اندازه گیری طول گیاهچه از سطح خاک تا طول برگ گیاهچه با خط‌کش بر حسب سانتی متر اندازه گیری انجام شد.

اندازه گیری رنگدانه های فتوسنتزی: میزان رنگدانه های فتوسنتزی به روش لیختنتالر اندازه گیری شد (19). برای این منظور 2/0 گرم ماده تر گیاهی در هاون چینی با 10 میلی لیتر استون 80 % تا رسیدن به یک مخلوط همگن ساییده شد. حجم استون به 15 میلی لیتر رسانده شده و 20 دقیقه در دور 4000 در دقیقه سانتریفیوژ شد. جذب نمونه ها با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر UV-VIS  WPA (Biowave) biochrom ساخت انگلستان در طول موج های 8/646، 2/663 و 470 نانومتر خوانده شد. در نهایت با استفاده از فرمول های زیر میزان کلروفیل بر حسب میلی گرم در یک گرم وزن تر محاسبه گردید.

Chla (mg/g.FW)=[12.25A663.2-2.79A646.8] × V/1000W

Chlb (mg/ g.FW)=[21.50A646.8- 5.10A663.2] × V/1000W

‍ChlTotal (mg/ g.FW)=[Chla+Chlb] × V/1000W

Car (mg/ml)=[(1000A470-1.82Chla-85.02Chlb)/198] × V/1000W

V: حجم عصاره       W: وزن نمونه

اندازه گیری کربوهیدرات های محلول: 1/0 گرم بافت خشک شده گیاهی با 10 میلی لیتر اتانول 80 درصد در لوله آزمایش ریخته شد، لوله ها به مدت یک دقیقه ورتکس شده و پس از آن به مدت 15 دقیقه در 4000 دور در دقیقه سانتریفیوژ شدند و روشناورهای به دست آمده جدا گردید ( این عمل سه بار تکرار شد) و بعد عصاره های به دست آمده به منظور ایجاد شفافیت هر چه بیشتر از کاغذ صافی واتمن شماره یک عبور داده شدند. 2 میلی لیتر از عصاره به دست آمده (که به نسبت 1:20 رقیق شده) از هر نمونه با یک میلی لیتر محلول فنل 5 درصد به لوله ها اضافه شد. لوله ها بشدت تکان داده شدند تا کف کنند. بلافاصله 5 میلی لیتر اسید سولفوریک به سطح محلول اضافه شد. پس از گذشت مدت زمان 40 دقیقه جذب محلول ها در طول موج 485 نانومتر با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر خوانده شد. در نهایت غلظت قند موجود در محلول با استفاده از منحنی استاندارد بر حسب میلی گرم در لیتر تعیین و نتایج حاصل بر حسب میلی گرم در گرم وزن خشک نمونه محاسبه و ارائه گردید (14).

اندازه گیری پرولین: پرولین به روش بیتس اندازه گیری شد (10). ابتدا 5/0 گرم ماده تر گیاهی با هاون خرد شده و 10 میلی لیتر اسید سولفوسالیسیلیک 3% (وزنی/حجمی) به آن اضافه و بعد از 15 دقیقه سانتریفیوژ با دور 3000 در دقیقه، 2 میلی لیتر از عصاره به دست آمده را برداشته، 2 میلی لیتر معرف نین هیدرین و 2 میلی لیتر اسید استیک گلایسیال به آن اضافه کرده، نمونه ها را 30 دقیقه در حمام آب 100 درجه سانتی گراد قرار داده و پس از آن به حمام یخ منتقل شده تا واکنش پایان یابد. 4 میلی لیتر تولوئن به لوله آزمایش اضافه کرده و لوله ها بشدت به هم زده شدند تا دو فاز تشکیل گردد. از فاز صورتی رنگ بالایی برای قرائت در طول موج 520 نانومتر با اسپکتروفتومتر UV-VIS استفاده شد (10).

تجزیه و تحلیل آماری داده ها: آزمایش با دو عامل سطح تفاله زیتون در خاک و رقم به صورت کرت های یکبار خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار انجام شد. نتایج به دست آمده با استفاده از نرم افزار MSTATC  مورد تجزیه آماری قرار گرفت. میانگین ها نیز با استفاده از آزمون چند دامنه دانکن در دو سطح آماری 1 و 5 درصد مقایسه و نمودارها به کمک نرم افزار Excel رسم شدند.

نتایج 

نتایج حاصل از تأثیر تفاله زیتون بر وزن خشک ریشه و برگ و طول بوته گیاهچه گندم: در ارقام گندم تحت تیمار با تفاله زیتون وزن خشک ریشه و برگ و همچنین طول بوته در تمامی ارقام و تمامی تیمارها نسبت به شاهد کاهش یافت (جدول 1 و 2 و نمودار 1، 2 و 3).

 

جدول 1- خلاصه نتایج تجزیه واریانس مربوط به شاخص های وزن خشک برگ، وزن خشک ریشه، طول گیاهچه، کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل کل، کاروتنوئید، قند محلول و پرولین،  با میانگین مربعات (MS)

منابع تغییرات S.O.V

درجه آزادی

وزن خشک برگ

وزن خشک ریشه

طول بوته

کلروفیل a

کلروفیل b

کلروفیل a+b

کاروتنوئید

قند محلول

پرولین

تکرار

2

0/0005*

0/0005**

1/368*

0/001ns

0/002**

0/004*

0/001*

0/189 ns

4/081 ns

سطح کود (A)

4

0/0002**

0/0002**

32/544**

0/072**

0/104**

0/325**

0/039**

159/648 **

272/581**

رقم (B)

2

0/0005**

0/0005**

3/858**

0/152**

0/484**

1/140**

0/030**

5653/673 **

92/899 **

اثر متقابل A و B

8

0/0001**

0/0001 ns

1/167**

0/004**

0/015**

0/029**

0/002**

5/919 *

7/853 ns

خطا

28

0/00003

0/0003

0/311

0/001

0/0002

0/001

0/001

2/484

5/375

ضریب تغییرات (CV) %


17/17

17/11

2/91

1/61

1/88

1/30

3/77

1/14

10/40

* و ** به ترتیب معنی دار در سطح آماری 5 و 1 درصد.

ns به منزله عدم وجود اختلاف معنی دار می باشد.

 

جدول 2- مقایسه میانگین شاخص‌های وزن خشک برگ، وزن خشک ریشه، طول گیاهچه، کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل کل، کاروتنوئید، قند محلول و پرولین، به روش چند دامنه‌ای دانکن در سطح 5%  

اثر متقابل میزان تفاله خاک در رقم

وزن خشک برگ

وزن خشک ریشه

طول گیاهچه

کلروفیل a

کلروفیل b

کلروفیل a+b

کاروتنوئید

قند محلول

پرولین

0%

تریتیکاله

0/047 a

0/042 a

22/37 a

1/717 b

0/816 h

2/517 f

0/716 bc

154/5 c

14/79 g

کرخه

0/027 bc

0/030 bc

21/69 a

1/817 a

0/916 e

2/717 cd

0/783 a

121/5 h

18/96 fg

چمران

0/026 bc

0/032 ab

21/47 a

1/817 a

1/017 a

2/817 a

0/716 bc

125/2 fg

15/90 g

1%

تریتیکاله

0/032 b

0/025 bcd

19/17 cde

1/629 c

0/732 i

2/359 h

0/602 ef

157/1 c

15/37 g

کرخه

0/025 bc

0/027 bcd

20/03 bc

1/819 a

0/971 c

2/790 ab

0/725 b

122/1 h

20/92 ef

چمران

0/026 bc

0/021 bcd

20/23 b

1/768 ab

0/986 b

2/754 bc

0/702 bc

125/5 fg

16/13 g

 3%

تریتیکاله

0/032 b

0/024 bcd

18/70 def

1/501 d

0/531 j

2/032 i

0/551 f

160/6 b

18/59 fg

کرخه

0/022 bc

0/026 bcd

19/67 bcd

1/723 b

0/962 d

2/685 d

0/666 cd

123/7 gh

22/87 def

چمران

0/024 bc

0/020 cd

19/73 bc

1/652 c

0/908 f

2/560 ef

0/636 de

131/4 e

23/40 cde

  5%

تریتیکاله

0/023 bc

0/022 bcd

17/27 h

1/470 d

0/480 k

1/950 j

0/552 f

164/2 a

22/73 def

کرخه

0/021 bc

0/024 bcd

18/17 efgh

1/757 b

0/840 g

2/597 e

0/633 de

126/8 f

30/47 ab

چمران

0/022 bc

0/019 cd

18/37 efg

1/637 c

0/903 f

2/540 f

0/641 de

132/9 e

27/17 abc

7%

تریتیکاله

0/021 bc

0/020 cd

15/40 i

1/460 d

0/424 l

1/884 k

0/546 f

166/6 a

26/43 bcd

کرخه

0/018 c

0/020 cd

17/40 gh

1/631 c

0/734 i

2/366 h

0/603 ef

127/9 f

29/24 ab

چمران

0/020 bc

0/017 d

17/77 fgh

1/618 c

0/820 h

2/435 g

0/564 f

136/7 d

31/18 a

وجود حروف مشابه به لحاظ آماری نشان دهنده عدم وجود اختلاف معنی دار در سطح 5 ٪ می باشد.

 

بین میزان وزن خشک ریشه در سطوح مختلف تفاله زیتون در خاک و ارقام مختلف اختلاف آماری معنی دار (P≤ 0.01) وجود داشت. اما بین اثر متقابل سطوح تفاله در رقم اختلاف آماری معنی دار وجود نداشت. بیشترین مقدار وزن خشک ریشه متعلق به رقم کرخه (027/0 گرم) و کمترین آن مربوط به رقم چمران (017/0 گرم) بود (جدول 1 و 2 و نمودار 1).

 

 

نمودار 1- تغییرات میزان وزن خشک ریشه گیاهچه گندم در سه رقم تریتیکاله، کرخه و چمران در پنج سطح، 1 درصد، 3 درصد، 5 درصد، 7 درصد و 0 درصد یا شاهد، تفاله زیتون در خاک. وجود حروف مشابه به لحاظ آماری در سطح 5 ٪ معنی‌دار نمی‌باشد.

 

بین میزان وزن خشک برگ در سطوح مختلف تفاله زیتون در خاک ، ارقام مختلف و نیز اثر متقابل سطوح تفاله در رقم اختلاف آماری معنی دار (P≤ 0.01) وجود داشت. بیشترین مقدار وزن خشک برگ مربوط به رقم تریتیکاله (032/0 گرم) و کمترین مقدار آن مربوط به رقم کرخه (018/0 گرم) بود (جدول 1 و 2 و نمودار 2).

 

 

نمودار 2- تغییرات میزان وزن خشک برگ گیاهچه گندم در سه رقم تریتیکاله، کرخه و چمران در پنج سطح، 1 درصد، 3 درصد، 5 درصد، 7 درصد و 0 درصد یا شاهد، تفاله زیتون در خاک. وجود حروف مشابه به لحاظ آماری در سطح 5 ٪ معنی‌دار نمی‌باشد.

 

بین میزان طول بوته در سطوح مختلف تفاله زیتون در خاک، در میان ارقام مختلف و نیز اثر متقابل سطوح تفاله در رقم اختلاف آماری معنی‌دار (P≤ 0.01) وجود داشت. بیشترین مقدار طول بوته به رقم چمران (33/20 سانتی‌متر) و کمترین مقدار آن به رقم تریتیکاله (40/15 سانتی متر) تعلق داشت (جدول 1 و 2 و نمودار 3).

 

 

 

نمودار 3- تغییرات میزان طول بوته گیاهچه گندم در سه رقم تریتیکاله، کرخه و چمران در پنج سطح، 1 درصد، 3 درصد، 5 درصد، 7 درصد و 0 درصد یا شاهد، تفاله زیتون در خاک. وجود حروف مشابه به لحاظ آماری در سطح 5 ٪ معنی‌دار نمی‌باشد.


نتایج حاصل از تأثیر تفاله زیتون بر محتوای رنگدانه های فتوسنتزی: در ارقام گندم تحت تیمار با تفاله زیتون محتوای رنگدانه های فتوسنتری و کاروتنوئید ها نسبت به شاهد کاهش یافته است. کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل کل و کاروتنوئید ها با افزایش میزان تفاله زیتون در خاک به صورت نزولی کاهش یافتند (جدول 1 و 2 و نمودار 4، 5، 6 و 7).

بین میزان کلروفیل a در سطوح مختلف تفاله زیتون در خاک ، میزان کلروفیل a در میان ارقام مختلف و نیز میان اثر متقابل سطوح تفاله در رقم اختلاف آماری معنی دار (P≤ 0.01) وجود داشت. بیشترین میزان کلروفیلa  به رقم کرخه (819/1 میلی گرم بر گرم وزن تر) و کمترین رقم تریتیکاله (460/1 میلی گرم بر گرم وزن تر) تعلق داشت (جدول 1 و 2 و نمودار 4).

 

 

 

نمودار 4- تغییرات میزان کلروفیل a در گیاهچه گندم در سه رقم تریتیکاله، کرخه و چمران در پنج سطح، 1 درصد، 3 درصد، 5 درصد، 7 درصد و 0 درصد یا شاهد، تفاله زیتون در خاک. وجود حروف مشابه به لحاظ آماری در سطح 5 ٪ معنی‌دار نمی‌باشد.

 

بین میزان کلروفیل b در سطوح مختلف تفاله زیتون در خاک، میزان کلروفیل b در میان ارقام مختلف و نیز میان اثر متقابل سطوح تفاله در رقم اختلاف آماری معنی دار (P≤ 0.01) وجود داشت. بیشترین میزان کلروفیل b در رقم چمران (926/0 میلی گرم بر گرم وزن تر) و کمترین میزان آن در رقم تریتیکاله (424/0 میلی گرم بر گرم وزن تر) مشاهده شد (جدول 1 و 2 و نمودار 5).

بین میزان کلروفیل کل در سطوح مختلف تفاله زیتون در خاک ، میزان کلروفیل کل در میان ارقام مختلف و نیز میان اثر متقابل سطوح تفاله در رقم  اختلاف آماری معنی دار (P≤ 0.01) وجود داشت. بیشترین میزان کلروفیل کل به رقم کرخه (631/2 میلی گرم بر گرم وزن تر) و کمترین به رقم تریتیکاله (884/1 میلی گرم بر گرم وزن تر) متعلق بود (جدول 1 و 2 و نمودار 6).

بین میزان کاروتنوئیدها در سطوح مختلف تفاله زیتون در خاک، میزان کاروتنوئیدها در میان ارقام مختلف و نیز میان اثر متقابل سطوح تفاله در رقم اختلاف آماری معنی دار (P≤ 0.01) وجود داشت. بیشترین میزان کاروتنوئید به رقم کرخه (725/0 میلی گرم بر گرم وزن تر) و کمترین به رقم تریتیکاله (551/0 میلی گرم بر گرم وزن تر) مربوط بود (جدول 1 و 2 و نمودار 7).

 

 

نمودار 5- تغییرات میزان کلروفیل b گیاهچه گندم در سه رقم تریتیکاله، کرخه و چمران در پنج سطح، 1 درصد، 3 درصد، 5 درصد، 7 درصد و 0 درصد یا شاهد، تفاله زیتون در خاک. وجود حروف مشابه به لحاظ آماری در سطح 5 ٪ معنی‌دار نمی‌باشد.

 

نمودار 6- تغییرات میزان کلروفیل کل گیاهچه گندم در سه رقم تریتیکاله، کرخه و چمران در پنج سطح، 1 درصد، 3 درصد، 5 درصد، 7 درصد و 0 درصد یا شاهد، تفاله زیتون در خاک. وجود حروف مشابه به لحاظ آماری در سطح 5 ٪ معنی‌دار نمی‌باشد.


نتایج حاصل از تأثیر تفاله زیتون بر محتوای کربوهیدرات های محلول: بر اساس نتایج حاصل تأثیر تفاله زیتون موجب افزایش میزان کربوهیدرات های محلول در ارقام گندم مورد مطالعه شد. این میزان با افزایش میزان تفاله زیتون در خاک روندی صعودی داشت (جدول 1 و 2 نمودار 8).

بین میزان کربوهیدرات های محلول در سطوح مختلف تفاله زیتون در خاک و میزان کربوهیدرات های محلول در میان ارقام مختلف اختلاف آماری معنی دار (P≤ 0.01) دیده شد. همچنین این اختلاف بین اثر متقابل سطوح تفاله در رقم  (P≤ 0.05) نیز وجود داشت. بنابراین بیشترین و کمترین میزان قندهای محلول مربوط به ترتیب به ارقام تریتیکاله (6/160 میلی گرم بر گرم وزن خشک) و کرخه (1/122 میلی گرم بر گرم وزن خشک) بود (جدول 1 و 2 و نمودار 8).

 

 

نمودار 7- تغییرات میزان کاروتنوئیدهای گیاهچه گندم در سه رقم تریتیکاله، کرخه و چمران در پنج سطح، 1 درصد، 3 درصد، 5 درصد، 7 درصد و 0 درصد یا شاهد، تفاله زیتون در خاک. وجود حروف مشابه به لحاظ آماری در سطح 5 ٪ معنی‌دار نمی‌باشد.

 

نمودار 8- تغییرات میزان قندهای محلول گیاهچه گندم در سه رقم تریتیکاله، کرخه و چمران در پنج سطح، 1 درصد، 3 درصد، 5 درصد، 7 درصد و 0 درصد یا شاهد، تفاله زیتون در خاک. وجود حروف مشابه به لحاظ آماری در سطح 5 ٪ معنی‌دار نمی‌باشد.


نتایج حاصل از تأثیر تفاله زیتون بر میزان پرولین: تیمار گیاهچه گندم با تفاله زیتون موجب افزایش در مقدار پرولین موجود در آن نسبت به شاهد شد. بررسی نتایج نشان می دهد که افزایش میزان تفاله زیتون در خاک باعث افزایش پرولین می گردد (جدول 1 و 2 نمودار 9).

بین میزان پرولین در سطوح مختلف تفاله زیتون در خاک در میان ارقام مختلف اختلاف آماری معنی دار (P≤ 0.01) دیده شد. اما بین اثر متقابل سطوح تفاله در رقم اختلاف آماری معنی دار وجود نداشت.  بیشترین میزان پرولین مربوط به رقم کرخه (47/30 میکرو مول بر گرم وزن تر) و کمترین میزان آن مربوط به رقم تریتیکاله (37/15 میکرو مول بر گرم وزن تر) بود (جدول 1 و 2 و نمودار 9).

 

 

 

نمودار 9- تغییرات میزان پرولین گیاهچه گندم در سه رقم تریتیکاله، کرخه و چمران در پنج سطح، 1 درصد، 3 درصد، 5 درصد، 7 درصد و 0 درصد یا شاهد، تفاله زیتون در خاک. وجود حروف مشابه به لحاظ آماری در سطح 5 ٪ معنی‌دار نمی‌باشد.


بحث

در تحقیق حاضر تفاله زیتون موجب کاهش وزن خشک ریشه، برگ و طول گیاهچه گندم در سه رقم تریتیکاله، کرخه و چمران شده است.

شواهد موجود نشان می دهد که کاهش جوانه زنی بذر و رشد طولی گیاهچه ها اثری است که به طور کلی در اثر فعالیت بازدارندگی مواد شیمیایی دگر آسیب مشاهده می‌گردد. سازوکاری که سبب کاهش جوانه زنی بذر می‌شود، احتمالا مربوط به کاهش فعالیت آنزیمهایی همانند آلفا آمیلاز است که در جوانه زنی بذر نقش دارند. همچنین برآیند عوامل متعددی مانند کاهش تقسیمات میتوز در مریستم ریشه، کاهش فعالیت آنزیمهای کاتالیزکننده فرایندهای حیاتی گیاه و اختلال در جذب یونهای معدنی که در حضور مواد شیمیایی دگر آسیب رخ می دهد، سبب کاهش میزان رشد در گیاهچه می‌گردد (8).  

مطابق این نتایج سید نژاد و همکاران (2010) با مطالعه اثر آللوپاتی سبوس برنج بر روی گیاهان سوروف و خار مریم، کاهش وزن خشک و طول ریشه این گیاهان را گزارش کرده اند (22). دیده شده که ترکیبات فنلی به خصوص اسید فرولیک باعث کاهش وزن خشک ریشه و برگ ها در گیاه خیار می شوند که علت آن کاهش هدایت هیدرولیتیکی و کافی نبودن آب لازم برای رشد سلول ها می باشد (3). روحی و همکاران (1388)، کاهش وزن تر و خشک گیاهچه های گندم تیمار شده با عصاره آبی برگ گردو را گزارش کرده اند (6). همچنین راشد محصل و همکارانش اثر آللوپاتی برگ و بنه زعفران را  بر علف های هرز تاج خروس و سلمه تره مطالعه کرده اند و کاهش ارتفاع، سطح برگ، وزن برگ، وزن ساقه و وزن بوته را گزارش نموده اند (5). سخایی و همکاران (1388)، اثرات آللوپاتی برگ های اکالیپتوس بر جوانه زنی و رشد گیاهچه های گندم را بررسی کرده و کاهش طول ریشه چه، طول ساقه چه و وزن تر و خشک را در گیاهچه های گندم تحت تیمار گزارش کرده اند (7). گزارش‌های فراوانی از اثر مواد شیمیایی دگر آسیب بر آنزیم های متصل به غشا مانند پمپ H+-ATPase که در غشای پلاسمایی واقع شده است، وجود دارد. این پمپ مسئول تولید شیب الکتروشیمیایی پروتون بوده، بنابراین نیروی لازم برای جذب و برون شارش یون ها و متابولیت ها را از خلال غشای پلاسمایی فراهم می‌کند. ممانعت از عمل پمپ H+-ATPase موجب کاهش در جذب آب و مواد معدنی توسط ریشه ها شده که نتیجه آن اثر بر فرایند های ضروری گیاهان مانند فتوسنتز، تنفس یا سنتز پروتئین و در نهایت ممانعت از رشد است (17).

اخیراً مشخص شده که مواد فنلی یکی از مولکول های مهم مسئول فیتوتوکسیتی در تفاله حاصل از روغن کشی زیتون هستند. ترکیبات فنولی بر فرایند های فیزیولوژیکی مانند رشد و توسعه سلولی، نفوذ پذیری غشا، سنتز پروتئین تنفس و فعالیت های آنزیمی اثرگذارند. در مطالعات جدید، 15 ترکیب فنولی حاضر در تفاله زیتون نشان داده شده است که سمی ترین این ترکیبات، کاتکول (Catechol) و هیدروکسی تایروزول (Hydroxytyrosol) است. اگرچه تفاله زیتون حاوی مواد آلی دیگری هم هست که مسئول فیتوتوکسیتی آن هستند، مانند اسید های چرب کوتاه زنجیر (C2-C8) و آلدئید ها که به عنوان مواد خشک کننده و از بین برنده علف های هرز عمل می کنند. در تحقیقی که روی اثر تفاله زیتون بر جوانه زنی گیاه تاج خروس (Amaranthus retroflexus) انجام شد، ممانعت از جوانه زنی این گیاه به ترکیبات فنولی موجود در تفاله زیتون نسبت داده شد (11).

بر اساس تحقیق حاضر مقادیر کلروفیل a، b، کل و کاروتنوئید ها در گیاهچه گندم با افزایش تفاله زیتون در خاک (از 1 درصد به 7 درصد) در تمامی ارقام به طور معنی دار نسبت به شاهد کاهش یافت. مواد شیمیایی دگر آسیب زیادی شناخته شده اند که محتوای کلروفیل را در گونه های هدف کاهش می دهند. کاهش کلروفیل را می توان پاسخی عمومی به این مواد دانست که در نتیجه مهار بیوسنتز کلروفیل یا تجزیه آن و یا هر دو میسر می باشد (13 و 15). مطابق با نتایج تحقیق حاضر، سارکار و همکاران (2012) کاهش محتوای کلروفیل را در گیاهچه خردل تحت تیمار با عصاره آبی نوعی فلوس (Cassia tora) گزارش کرده اند (21). همچنین دیزی و همکارانش (2007) گزارش کرده‌اند که اسید های فنولی که در بقایای گیاه سلمه برگ گزنه ای (Chenopodium murale) وجود دارد می تواند به عنوان توکسین گیاهی عمل کرده و محتوای کلروفیل را در گیاه نخود فرنگی (Pisum sativum) کاهش دهد (12). در حضور ژوگلون کاهش محتوای کلروفیل در گیاه عدسک آبی (Lemna minor) نیز مشاهده شده است (16).

یکی دیگر از اثرات مواد شیمیایی دگر آسیب بر گیاهان هدف تولید و تجمع انواع اکسیژن واکنشگر یا ROS  (Reaction Oxygen Especies) است. وجودROS  در سلول باعث اختلال در فرایند های فیزیولوژیکی می‌گردد. البته فعالیت آنزیم های سیستم آنتی اکسیدانی در پاسخ به گیاهان گندم تیمار شده با کومارین گزارش شده است (17).

برای خنثی کردن اثر سمی گونه های اکسیژن فعال ایجاد شده در طی تنش آللوپاتی یک سیستم آنتی اکسیدانی با کارایی بالا مورد نیاز است. مشخص شده است که کاروتنوئید ها می توانند سیستم جمع کننده نور دستگاه فتوسنتزی را از گزند مولکول های اکسیژن یکتایی حفاظت نمایند. این مولکول ها می توانند مستقیما" اکسیژن یکتایی را خاموش و غیرفعال کنند و یا به صورت غیرمستقیم  این عمل را انجام دهند، یعنی به وسیله اکسیژن یکتایی اکسید شوند. همچنین کاروتنوئید ها از طریق مکانیسم دیگری که چرخه گزانتوفیلی نامیده می شود، رادیکال های آزاد اکسیژن را مصرف کرده، به این ترتیب از دستگاه فتوسنتزی محافظت می‌کنند (1).

نتایج گزارش حاضر دال بر آن بود که وجود تفاله زیتون در خاک، باعث افزایش میزان پرولین و کربوهیدرات های محلول در گیاهچه های گندم تحت تیمار شده بود.

پرولین به عنوان یک اسمولیت سازگار عمل می کند، زیرا می تواند بدون اینکه مولکولهای بزرگ سلول را خراب کند، در غلظت های زیاد در سلول تجمع یابد. پرولین دارای نقش محافظتی نیز می باشد، زیرا می تواند  به عنوان پذیرنده الکترون عمل کند و در زمان بازدارندگی نوری ناشی از اکسیژن های فعال از آسیب سیستم نوری جلوگیری کند (2).

در واقع پرولین و قند ها از متابولیت هایی هستند که در مواجهه گیاه با تنش اسمزی ایجاد می شوند. این ترکیبات به اسمولایت ها معروف بوده و تجمع و انباشتگی آنها در سیتوزول باعث متعادل شدن فشار اسمزی می شود. پرولین به عنوان یک اسمولیت و آنتی اکسیدان غیر آنزیمی نقش مهمی در حفاظت گیاه داشته و نشانگری برای شرایط تنش در گیاهان در نظر گرفته می شود. پرولین در این شرایط یا از گلوتامات سنتز می شود و یا اینکه در اثر افزایش پروتئولیز میزان پرولین آزاد افزایش می‌یابد (3 و 7). از آنجایی که استرس آللوپاتی نیز با تولید انواع اکسیژن های واکنشگر نوعی تنش اکسیداتیو ثانوی ایجاد می کند، ایجاد تنش آبی در پی آسیب دیدگی غشا ها اجتناب ناپذیر است. به منظور حفظ یکپارچگی غشا تحت شرایط تنش، باید از دناتوره شدن پروتئین ها جلوگیری شود، پرولین با آنزیم ها برهم‌کنش کرده و به این ترتیب ساختار پروتئین ها و فعالیت های مربوط به آنها را حفظ می‌کند. قند های محلول نیز از محافظت کننده های اسمزی هستند که افزایش آنها در تنش های دیگر (خشکی، سرما و شوری) نیز گزارش شده است. تحقیقات مختلف در این زمینه افزایش قند های محلول و پرولین را در گیاهان تحت تنش نشان داده اند. برای مثال گیاه گوجه فرنگی در مواجه با خشکی، با افزایش محافظت کننده های اسمزی نظیر قند های محلول و پرولین مقاومت خود را به تنش افزایش می دهد (9).

جمع بندی :

در نهایت می توان نتیجه گرفت که متابولیت های ثانویه گیاهی به عنوال مواد آللوکمیکال تنها بر یک عمل فیزیولوژیک مؤثر نبوده و بر جنبه های متعددی ازجمله رشد، میزان رنگدانه ها و ترکیبات دیگر نظیر پرولین و قند های محلول اثر دارند. تفاله حاصل از روغن کشی زیتون نیز با داشتن ترکیبات فنلی منبعی غنی از آللوکمیکال ها بوده و دارای اثر آللوپاتیک بر گیاهان مجاور است.

  1. احمدی موسوی ع الف.، منوچهری کلانتری خ. و ترکزاده م. 1384. اثر نوعی براسینواستروئید (24-epibrassinolide) بر مقدار تجمع مالون د آلدئید، پرولین، قند و رنگیزه های فتوسنتزی در گیاه کلزا (Brassica napus L.) تحت تنش کم آبی. مجله زیست شناسی ایران، 18(4): 295-306.
  2. امینی ز.، معلمی ن. و سعادتی ص. 1393. مقایسه اثر تنش کم آبی بر تغییرات میزان پرولین و فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان در سه رقم زیتون (Olea europaea L.). مجله پژوهش های گیاهی (مجله زیست شناسی ایران)، 27 (2): 156-167.
  3. بهداد الف.، ابریشم چی پ. و جنگجو م. 1389 بررسی اثر آللوپاتی  عصاره گیاه درمنه خراسانی (Artemisia Khorassanica Podl.) بر جوانه زنی دانه، رشد و برخی خصوصیات بیوشیمیایی گیاه بروموس کپه داغی (Bromus Kopetdaghensis Drobov.). مجله علوم دانشگاه شهید چمران اهواز، 25: 78-92.
  4. حسین زاده م.، کیارستمی خ.، ایلخانی زاده م.، صبورا الف. 1388. بررسی اثر ترکیبات آللوپاتیک جو خودرو (Hordeum spontaneum) بر میزان پروتئین ها، کربوهیدرات ها و فعالیت برخی از آنزیم های گندم (Triticum aestivum L.). مجله زیست شناسی ایران، 22(3): 392-406.
  5. راشد محصل م ح.، قرخلو ج. و راستگو م. 1388. اثرات آللوپاتیک عصاره برگ و بنه زعفران (Crocus sativus) بر رشد گیاهچه تاج خروس (Amaranthus retroflexus) و سلمه تره (Chenopodium album). مجله پژوهش های زراعی ایران، 7(1): 53-61.
  6. روحی ع.، تاج بخش م.، سعیدی م ر. و نیکزاد پ. 1388. تاثیر آللوپاتیک عصاره آبی برگ گردو (Juglans regia) بر برخی ویژگی های جوانه زنی و رشد گیاهچه های گندم (Triticum aestivum)، پیاز (Allium cepa) و کاهو (Lactuca sativa). مجله پژوهش های زراعی ایران، 7(2): 457-464.
  7. سخایی م.، عصاره م ح.، شریعت الف. و بخشی خانیکی غ ر. 1388. بررسی اثرات دگر آسیبی برگ های اکالیپتوس (Eucalyptus camaldulensison) بر جوانه زنی و رشد گیاهچه های گندم (Triticum aestivum L.). فصلنامه پژوهش های علوم گیاهی، 4(4): 56-68.
  8. صفاهانی لنگرودی ع. و قوشچی ف. 1393. تاثیر عصاره آبی و بقایای چند گونه علف هرز بر جوانه زنی و رشد گیاهچه گندم. مجله پژوهش های گیاهی (مجله زیست شناسی ایران)، 27 (1): 100-109.
  9. قربانی الف.، زرین کمر ف. و فلاح الف. 1388. اثر تاثیر تنش سرما بر صفات مورفولوژیک و فیزیولوژیک گیاهچه ای دو رقم برنج. مجله تولیدات زراعی، 1(3): 50-66.
    1. Bates LS, Waldren RP, Tear ID.  1975, Rapid determination of free proline for water stress studies. Plant and soil. 39: 205-207.
    2. Cayuela ML, Millner PD, Meyer SLF, Roig A. 2008,  Potential of olive mill waste and compost as biobased pesticides against weeds, fungi and nematodes. Science of the Total Environment. 399: 11-18.
    3. Daizy, R.B., Lavanya, K., Singh, H.P. and Kohli, R.K. 2007,  Phenolic allelochemicals released by Chenopodium murale affect the growth, nodulation and macromolecule content in chichpea and pea. Journal of Plant growth regulation. 51: 119-128.
    4. Deef HE and El-Fattah RI. 2008, Allelopathic effects of water extract Artemisia princeps var. orientallis on wheat under two type of soils. Academic journal of Plant Sciences. 1(1): 12-17.
    5. Dubios MK, Gilles A, Hamilton JK, Rpberts PA, et al. 1956, Colorometric method for determination of sugers and related substances. Journal of Analytical chemistry. 3: 350-356.
    6. Einhellig, F.A. and Rasmussen, J.A. 1993. Effect of root exudate sorgoleone on photosynthesis. Journal of Chemistry Ecology. 19:369-375.
    7. Gleadow, R.M. and Woodrow, I.E. 2002,  Constraints of effectiveness of cyanogenic glycosides in herbivore defence. Journal of Chemical Ecology. 28(7): 1301-1313.
    8. Gniazdowska, R.M. and Bogatek, R. 2005,  Allelopathic interactions between plants. Multi site action of allelochemicals. Acta Physiologiae Plantarum. 27: 395-407.
    9. Kalantar A, Nojavan M, Naghshbandi N. 2008, Chemical Stress induced by Heliotrope (Heliotropium europaeum L.) Allelochemicals and increased activity of antioxidant enzymes. Pakistan Journal of Biological Sciences. 11(6): 915-919.
    10. Lichtenthaler HK. 1987, Chlorophylls and carotenoids: pigments of photosynthetic biomembranes. Methods in Enzymology. 148: 350-382.
    11. Nastri A, Ramieri NA, Abdayem R, Piccaglia R, Marzadori C, Ciavatta C. 2006, Olive pulp and its effluents suitability for soil amendment. Journal of  Hazardous Materials. 138: 211-217.
    12. Sarkar E, Chatterjee SN, Chakraborty P. 2012,  Allelopathic effect of Cassia tora seed germination and growth of mustard. Turkish Journal of Botany. 36: 488-49.
    13. Seyyednejad SM, Koochak H, Pourabdollah najafabade F, Kolahi M. 2010, Allelopathic effect of aquatic hull extract of rice (Oryza sativa L.) on groth of Silybum marianum and Echoinochloacrus-galli. African Journal of Agricultural Research. 5: 2222-2226.