اثر وابسته به غلظت ورمی‌کمپوست و عصاره آن بر جوانه‌زنی بذر و رشد رویشی سیاهدانه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیئت علمی دانشگاه شهرکرد

2 دانشجوی ارشد دانشگاه شهرکرد

27416

چکیده

در این پژوهش آزمایش اول برای ارزیابی تاثیر رقت¬های (20، 40، 60، 80 و100 درصد حجمی) از عصاره ورمی¬کمپوست روی برخی شاخص¬های جوانه¬زنی بذر و رشد دانه¬رست سیاهدانه در پتری دیش انجام شد. در آزمایش دوم اثر جایگزینی ورمی¬کمپوست جامد با 4 سطح (0، 25، 50، 75 درصد) بر روی شاخص¬های ظهور و رشد گیاه در پایان رشد رویشی گیاه در یک آزمایش گلدانی بررسی شد. نتایج نشان داد که رقت¬های 20و 40 درصد عصاره ورمی¬کمپوست ظرفیت جوانه¬زنی، ارزش پیک جوانه¬زنی، میانگین روزانه و ارزش جوانه¬زنی را بالا برد و طول ریشه¬چه و ساقچه و بنیه طولی دانه¬رست را افزایش داد. تیمار 25 و 50 درصد ورمی¬کمپوست جامد نیز شاخص¬های ظهور، طول و وزن تر و خشک ریشه و بخش هوایی و میزان کلروفیل a، b ، کل و کارتنوئید گیا¬هان سه ماهه را نسبت به شاهد در حد معنی¬داری بالا برد. اما غلظت¬های بالای ورمی¬کمپوست و عصاره آن موجب کاهش این پارامترها شد. بنابر این اثر ورمی¬کمپوست روی جوانه¬زنی بذر و رشد گیاهچه وابسته به غلظت است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Dose- dependent effect of vermicompost and its extract on seed germination and vegetative growth of Nigella sativa

نویسنده [English]

  • rayhaneh Amooaghaie 1

چکیده [English]

In this research the first experiment was performed in order to evaluating effect of various concentrations (20, 40, 60, 80, 100 % by volume) of vermicompost extract on some indices of seed germination and seedling growth of Nigella sativa in petri dishes. In the second experiment the effect of solid vermicompost substitution with 4 levels (0, 25, 50, 75% by volume) on the emergence and vegetative growth of plant was investigated in a pot experiment. Results showed that 20, 40% concentrations of vermicompost extract increased germination capacity, germination value, germination max value and length of root, shoot and vigor index. Also 25 and 50% substitutions of solid vermicompost increased emergence indices and length, dry and fresh weight of root and aerial parts, content of a, b, total chlorophyll and carotenoid in 3 old month's plants significantly as compared to the control. But high concentrations of vermicompost or its extract reduced these parameters. Thus, the effect of vermicompost on seed germination and vegetative growth of plant is dependent on concentration.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nigella sativa
  • Growth
  • seedling emergence
  • vermicompost

اثر وابسته به غلظت ورمی­کمپوست و عصاره آن بر جوانه­زنی بذر و رشد رویشی سیاهدانه 

ریحانه عموآقایی* و مریم بقایی

شهرکرد، دانشگاه شهرکرد، دانشکده علوم، گروه زیست‌شناسی

تاریخ دریافت: 11/5/91               تاریخ پذیرش: 22/3/92 

چکیده

در این پژوهش آزمایش اول برای ارزیابی تأثیر غلظت­های مختلف (20، 40، 60، 80 و100 درصد حجمی) عصاره ورمی­کمپوست روی برخی شاخص­های جوانه­زنی بذر و رشد دانه­رست سیاهدانه در پتری‌دیش انجام شد. در آزمایش دوم اثر جایگزینی ورمی­کمپوست جامد با 4 سطح (0، 25، 50، 75 درصد) بر روی شاخص­های ظهور و رشد رویشی گیاه در یک آزمایش گلدانی بررسی شد. نتایج نشان داد که رقت­های 20 و 40 درصد عصاره ورمی‌کمپوست ظرفیت جوانه­زنی، ارزش پیک جوانه­زنی، میانگین روزانه و ارزش جوانه­زنی را بالا برد و طول ریشه‌چه و ساقه‌چه و بنیه طولی دانه­رست را افزایش داد. تیمار 25 و 50 درصد ورمی­کمپوست جامد نیز شاخص‌های ظهور، طول، وزن تر و خشک ریشه و بخش هوایی و میزان کلروفیل a، b، کل و کارتنوئید گیا­هان سه ماهه را نسبت به شاهد در حد معنی­داری بالا برد؛ اما غلظت­های بالای ورمی­کمپوست و عصاره آن این پارامترها را کاهش داد. بنابراین اثر ورمی­کمپوست روی جوانه­زنی بذر و رشد گیاهچه وابسته به غلظت است.

واژه‌های کلیدی: سیاهدانه، رشد، ظهور دانه­رست، ورمی­کمپوست

* نویسنده مسئول، تلفن: 09133029290 ، پست‌الکترونیکی: rayhanehamooaghaie@yahoo.com

مقدمه

 

سیاهدانه با نام علمیNigella sativa  گیاهی دو لپه علفی و یکساله از تیره آلاله است که دانه­ها و اسانس آن در صنایع دارویی و غذایی کاربرد دارد و روغن دانه­های آن در سطح صنعت و در تولید بسیاری از ترکیبات اولئوشیمیایی استفاده می­شود. سیاهدانه از قدیم در طب سنتی در درمان بسیاری از اختلالات و بیماری‌ها استفاده شده است و اسانس آن برای طیف وسیعی از اثرات ضد قارچی و باکتریایی به‌کار می­رود (9 و 28).

نیازهای کودی ازجمله مهمترین عواملی هستند که بر تولید گیاهان دارویی تأثیر­گذار می­باشند. رشد و میزان مواد مؤثره گیاهان دارویی ممکن است به طور مثبت یا منفی به کود­ها پاسخ دهند، که دریافتن این موضوع مستلزم انجام مطالعات دقیق تغذیه­ای می­باشد. امروزه تأکید زیادی در سراسر دنیا بر کشاورزی پایدار وجود دارد که ارکان آن مبتنی بر افزایش کیفیت و پایداری عملکرد گیاه در کنار کمترین زیان­های زیست محیطی است. اما کاربرد زیاد کود­ها­ی شیمیایی، باعث اثرات منفی از قبیل شستشوی خاک، حساسیت به حمله بیماری­ها، تخریب ارگانیسم­های کوچک مطلوب و در نهایت موجب آسیب جبران­ناپذیر به سیستم خاک و تخریب ساختار آن خواهد شد. بعکس، تغذیه محصولات با مواد ارگانیک و آلی باعث بهبود ویژگی­های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک می­شود (10، 14، 21 و 25). در طی تلاش برای دستیابی به کشاورزی پایدار، تکنولوژی جدیدی پدیدار شده است که در طی آن طیف وسیعی از بقایای زاید کشاورزی، خانگی و صنعتی بوسیله فعالیت گونه­های خاصی از کرم­های خاکی موسوم به کمپوسترها به محصول با ارزشی بنام ورمی­کمپوست تبدیل می­شوند. این تکنولوژی، هم مشکل تجمع مواد زاید را حل می­کند و هم یک کود مغذی و ارزان و مناسب را از نظر زیست محیطی فراهم می­آورد. ورمی­کمپوست به‌عنوان یک کود ارگانیک، ویژگی­های فیزیکی و شیمیایی خاک را بهبود می­دهد و به­دلیل ساختار ریز و سطح بزرگتر ذرات آن دسترسی گیاه به آب و مواد معدنی را افزایش می­دهد (2، 7، 21، 25 و30). همچنین مواد فنولی موجود در ورمی­کمپوست در مقاومت در برابر عوامل بیماری­زا و گیاهخوران اثر مثبت داشته (12، 16 و 18) و اجزاء هیومیک موجود در آن، اثرات مشابه هورمون بر روی گیاهان دارد و منجر به تحریک کلی رشد و عملکرد محصولات مختلف می­شود (4).

گزارش­های زیادی دلالت بر آن دارد که اشکال مختلف ورمی­کمپوست اعم از مایع یا جامد اثرات مفیدی بر محصولات گلخانه­ای و مزرعه­ای دارد و موجب تحریک جوانه­زنی دانه (4)، تحریک رشد (22)، مقاوم­سازی در برابر عوامل بیماری­زا (12) و افزایش عملکرد گیاهان دارویی، صنعتی و زراعی (7، 8، 21 و 23) می­شود.

آگاهی از اثرات سوء زیست محیطی و هزینه زیاد اقتصادی مصرف کودها­ی شیمیایی باعث توجه بیشتری به مزایای تغذیه ارگانیک گیاهان با کاربرد کمپوست و ورمی­کمپوست شده است (10 و 30). کودهای شیمیایی کیفیت گیاهان دارویی را تحت تأثیر قرار می­دهند. بنابراین به نظر می­رسد که تغذیه با ورمی­کمپوست برای آنها مناسب­تر باشد. ازجمله گیاهان دارویی مهم و جدید سیاهدانه می­باشد که همچنان در کشور به روش سنتی کشت می­شود. مطالعات نشان داده­اند که کاربرد کودهای زیستی بر روی سیاهدانه منجر به افزایش محصول دانه در گیاه می­شود (29). همچنین گزارش شده است که تغذیه گیاه سیاهدانه با کود کمپوست منجر به افزایش معنی­دار رشد و نمو گیاه می­گردد (1). با توجه به تحقیقات اندک و عدم وجود اطلاعات مستند و جامع در خصوص واکنش­های رشدی این گیاه به ورمی­کمپوست، پژوهش حاضر به‌منظور بررسی اثر ورمی­کمپوست بر جوانه­زنی و رشد رویشی سیاهدانه طراحی گردیده است.

مواد و روشها 

بررسی جوانه­زنی و رشد دانه­رست در پتری‌دیش: بذرهای مورد استفاده از شهر لردگان، منطقه فلارد تهیه شدند. ورمی­کمپوست مورد استفاده از شرکت سروش سبز تهیه شد که مشخصات کیفی آن در جدول 1 آمده است.

 

جدول 1- ترکیب ورمی­کمپوست استفاده­شده در آزمایش

هدایت الکتریکی*

E.C.

ds/m

اسیدیته کل اشباع

PH.

Of past

درصد مواد

خنثی شونده

T.N.V.

%

کربن آلی

O.C

%

ازت

کل

Total  N

%

فسفر

کل

P205

%

پتاسیم کل

K2O

%

مس

 

Cu

mg/kg

روی

 

Zn

mg/kg

منگنز

 

Mn.

mg/kg

آهن

 

Fe.

mg/kg

15/3

04/8

11

16/32

6/3

25/0

08/1

63/10

68/78

54/28

17/56

هدایت الکتریکی در عصاره 1 به 5 اندازه­گیری شده است.

 

برای تهیه عصاره ورمی­کمپوست، 300 گرم ورمی­کمپوست جامد در 1000 میلی­لیتر آب به مدت 5 روز خیسانده شد. در روز ششم عصاره ورمی­کمپوست در چندین مرحله صاف و عصاره خالص تهیه شد. با افزودن آب از این عصاره رقت­های 0، 20، 40، 60، 80 و 100 درصد حجمی تهیه شد.

کلیه پتری­ها و کاغذ صافی قبل از شروع آزمایش اتوکلاو شدند، همچنین بذرها در شرایط تاریکی در محلول 1/ مولار وایتکس ضد عفونی گردیدند. در هر پتری 25 بذر قرار داده شد و پتری­ها در شرایط تاریکی در دمای روزانه 25 درجه سانتیگراد و رطوبت 40 درصد قرار داده شدند. پتری­ها با  محلول­های فوق آبیاری شدند. آزمایش در قالب طرح کاملا تصادفی با 4 تکرار انجام شد. میزان جوانه­زنی بذرها روزانه یادداشت شد. در پایان درصد جوانه‌زنی نهایی به عنوان ظرفیت جوانه­زنی در نظر گرفته شد. همچنین ارزش جوانه­زنی((Peak value=PV به‌عنوان حداکثر درصد جوانه­زنی تجمعی تقسیم بر تعداد روزهای لازم برای رسیدن به این درصد جوانه­زنی محاسبه شد. میانگین جوانه­زنی روزانه ((MDG از تقسیم تعداد بذرهای جوانه زده به کل روزهای آزمایش بدست آمد و در نهایت ارزش جوانه­زنی =germination value) GV) از حاصلضرب PV در MDG محاسبه شد (26). در پایان طول ساقه و ریشه اندازه­گیری شد و نسبت ریشه به ساقه بدست آمد. همچنین بنیه طولی مطابق فرمول زیر محاسبه شد (6):

بنیه طولی دانه‌رست = طول کل دانه‌رست (مجموع طول ریشه و ساقه) × درصد جوانه­زنی نهایی

بررسی جوانه­زنی و رشد گیاهچه در گلخانه: آزمایش با طرح کاملا تصادفی با 4 سطح ورمی­کمپوست جامد (0، 25، 50، 75 درصد ) و در 5  تکرار انجام شد و درصد­ ظهور، رشد گیاهچه و میزان رنگیزه­ها­ اندازه­گیری شد.

بذر­های کوچک سیاهدانه به تعداد 100 عدد در گلدان­های حاوی خاک (شاهد) و یا خاکی که حاوی25، 50، 75 درصد ورمی­کمپوست بود کاملا در زیر خاک کاشته شدند، به­طوری که در مرحله جوانه­زنی اولیه هیچ تماسی با نور نداشته باشند. در گلدان شاهد هیچ ورمی­کمپوستی اضافه نشد. گلدان­ها در شرایط گلخانه، با طول روز 14 و طول شب 10 ساعت و دمای روز و شب به‌ترتیب 28 و 25 درجه سانتی­گراد و رطوبت نسبی 50 درصد قرار داده شدند و تعداد نشا­های ظهور کرده هر روز در آنها یادداشت شد تا زمانی که تقریبا در همه گلدان­ها میزان ظهور (جوانه­زنی) نشا ثابت شد که این دوره آزمایش ظهور نشا، حدود بیست روز طول کشید. از روی نتایج بدست­آمده شاخص­های زیر محاسبه شدند.

میزان ظهور نهایی، تعداد نشا­های ظاهر شده در هر گلدان در روز بیستم از کاشت را نشان می­داد که بر حسب درصد ظهور بیان گردید. انرژی ظهور به صورت کل دانه­رست­های ظهور کرده در روز هشتم پس از کاشت نسبت به کل دانه­های کاشته شده محاسبه شد. ایندکس ظهور و میانگین زمان ظهور از فرمول­های زیر محاسبه گردید (6):

 

 

 

 

 

 

 

که در آن n: تعداد دانه­های جوانه زده جدید در روز D وD : روز­های پس از کاشت و n∑ همان ظهور نهایی است.

ضریب ظهور و میزان ظهور از فرمول­های زیر محاسبه ­گردید:

 

 

که Ni تعداد نشا­های ظهور کرده در فاصله دو شمارش و Di روز شمارش می­باشد.

 بنیه وزنی نشا به صورت زیر محاسبه شد (6):

بنیه بر مبنای وزن تر نشا = وزن تر کل نشا (مجموع وزن تر ریشه و ساقه) × درصد ظهور نهایی

بنیه بر مبنای وزن خشک نشا = وزن خشک کل نشا (مجموع وزن خشک ریشه و ساقه) × درصد ظهور نهایی

اثر ورمی­کمپوست بر پارامتر­های رشد و رنگیزه­های فتوسنتزی گیاهچه سه ماهه سیاهدانه: پس از آن که بذر­ها مطابق شرح قبلی کاشته و نشا­ها ظاهر شدند، تعداد گیاهان در هر گلدان به 30 عدد کاهش داده ­شد. برای این منظور سعی شد تا نشا­های یکنواخت و همسان در گلدان­ها باقی بماند. در پایان ماه سوم برگ­ها جدا شده و میزان کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل کل و کارتنوئید بر حسب میکروگرم در گرم وزن تر اندازه­گیری شد. ابتدا 1/0 گرم از برگ­های تازه سر­شاخه­های سیاهدانه با استون 80 درصد در هاون چینی ساییده شدند. مخلوط به‌دست آمده با کمک کاغذ صافی صاف گردید و با استون 80 درصد به حجم 15 میلی­لیتر رسانده شد. سپس جذب محلول­ها با اسپکتروفتومتر (مدل UNICAM 5625 UV/VIS Spectrometer) در طول موج­های 470، 645 و 663 نانومتر خوانده شدند. از استون 80 درصد به‌عنوان محلول بلانک استفاده شد. با کمک فرمول­های زیر کلروفیل b ، a و کلروفیل کل و کاروتنوئید (شامل کاروتن و گزانتوفیل­ها) برحسب میکروگرم در گرم بافت گیاهی محاسبه گردید. اندازه­گیری کلروفیل با روش Arnon (1946) و کاروتنوئید با روش (1987) Litchenthaler انجام شد (5، 20).

 

 

 

 

 

 

 

همچنین در پایان ماه سوم بعد از کاشت (که رشد رویشی کامل شد و مرحله گلدهی شروع شد) طول و بعد بلافاصله وزن تر ریشه و بخش هوایی با ترازو اندازه­گیری شد. آنگاه به مدت 24 ساعت در پاکت­های کاغذی در آون در دمای 70-60 درجه سانتی­گراد قرار داده شدند و بعد وزن خشک ریشه و بخش هوایی نیز به‌دست آمد. در پایان داده­های بدست آمده توسط نرم‌افزار آماری SAS مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفت و میانگین داده­ها توسط آزمون دانکن در سطح احتمال 5 درصد مقایسه شدند.

نتایج

نتایج جوانه­زنی و رشد دانه­رست در پتری‌دیش: جدول 2 اثر رقت­های مختلف عصاره ورمی­کمپوست بر شاخص­های جوانه­زنی و رشد دانه­رست سیاهدانه را نشان می­دهد. بیشترین ظرفیت جوانه­زنی، ارزش پیک جوانه­زنی، میانگین روزانه جوانه­زنی و ارزش جوانه­زنی در رقت 40 درصد حجمی ورمی­کمپوست بدست آمد. وجود مقادیر بیشتر عصاره ورمی­کمپوست در مرحله آبنوشی شاخص­های فوق را کاهش داد، به‌طوری­که اغلب شاخص‌های ظهور در 60 درصد با تیمار شاهد تفاوت معنی­داری نداشت و در غلظت 80 و 100 درصد عصاره ورمی­کمپوست در حد معنی­داری کمتر از شاهد بود. همچنین بیشترین طول ریشه و ساقه دانه­رست و میزان بنیه طولی دانه­رست در رقت 40 درصد بدست آمد و در غلظت­های بیشتر در حد معنی­داری نسبت به شاهد کاهش یافت. در تیمار 80 و 100 درصد عصاره، طول ریشه 5/48 و 35/57 و طول ساقه 41/27 و 64/30 درصد نسبت به شاهد کاهش یافت و نسبت ریشه به ساقه نیز در حد معنی­داری کاهش یافت.

نتایج ظهور و رشد گیاهچه در گلخانه

اثر ورمی­کمپوست  بر  ظهور  گیاهچه  سیاهدانه :  آنالیز

واریانس داده­های مربوط به شاخص­های ظهور (جدول3) نشان ­داد که اثر تیمار ورمی­کمپوست بر همه شاخص­های ظهور در سطح احتمال 1 درصد معنی­دار بوده است.

 

 

جدول 2- اثر رقت­های مختلف عصاره ورمی­کمپوست بر شاخص­های جوانه­زنی بذر و رشد دانه­رست­های سیاهدانه

درصد عصاره

ظرفیت

جوانه­زنی

%

ارزش پیک

جوانه­زنی

 

میانگین روزانه

جوانه­زنی

تعداد / روز

ارزش

جوانه­زنی

بنیه ­بر مبنای طول نشا

طول ریشه

(سانتی­متر)

طول ساقه (سانتی­متر)

نسبت  طول  ریشه به ساقه

0

bc71 /90

bc68/2

b5/1

b02/4

c82/616 

b 28/3 

b25/3 

b01/1 

20

b82/92

b18/3

ac6/1

b08/5

b23/659 

a6/3 

a5/3 

b02/1 

40

a28/96

a00/5

a8/1

a0/9

a77/678 

a9/3 

a65/3 

a09/1 

60

bc28/89

b01/3

bc4/1

b21/4

d54/458 

c45/2 

c65/2 

c92/ 

80

c14/87

cd90/1

d12/1

c19/2

e71/340 

d75/1 

d 16/2 

d81/ 

100

d81

d 12/1

e72/0

d81/0

f9/277

d5/1

d95/1

e76/

مقادیر میانگین حاصل از 5 تکرار هستند. مقایسه میانگین توسط آزمون دانکن انجام­شده و حروف غیر­مشابه نشان­دهنده معنی­دار بودن تفاوت مقادیر در سطح احتمال 5 درصد است.

 

جدول 3- آنالیز واریانس (مقادیر مربع­میانگین) داده­های حاصل از اثر ورمی­کمپوست بر شاخص­های­ظهور گیاهچه سیاهدانه

 

منبع تغییرات

درجه آزادی 

 

درصد

ظهور

 

 

انرژی

ظهور

 

میزان

ظهور

 

میانگین

زمان ظهور

 

ضریب

ظهور

 

ایندکس

ظهور

 

بنیه بر مبنای وزن تر

 

بنیه بر مبنای

وزن خشک

تیمار

ورمی­کمپوست

3

**06/299

**18/4342

**478/17

**951/4

**318/12

**706/999

**1/5

 

**84/404

 

خطا

16

6/45

650/50

898/2

0767/0

6174/

507/50

66/

77/33

**: در سطح احتمال 1 درصد معنی­دار است.

 

 

بررسی سطوح مختلف ورمی­کمپوست بر شاخص­های ظهور نشان داد که بیشترین میزان انرژی ظهور، ایندکس ظهور، ضریب ظهور، میزان ظهور و درصد ظهور نهایی در تیمار 25 و 50 درصد ورمی­کمپوست بدست آمده است و در تیمار 75 درصد میزان این شاخص­ها کاهش یافت و به حد شاهد و یا کمتر از آن رسید. همچنین کمترین میانگین زمان ظهور در تیمار 25 و 50 درصد ورمی­کمپوست و بیشترین میانگین زمان ظهور در شاهد و پس از آن در تیمار 75 درصد بدست آمده است (شکل 1). همچنین بیشترین بنیه وزنی نیز در 50 درصد ورمی­کمپوست و کمترین آن در 75 درصد بدست آمد که البته با بنیه وزنی 25 درصد ورمی­کمپوست و شاهد تفاوت معنی­داری نداشت.

اثر ورمی­کمپوست بر شاخص­های رشد رویشی گیاه سیاهدانه: آنالیز واریانس داده­های مربوط به شاخص­های رشد گیاه سه ماهه سیاهدانه (جدول 4) نشان داد که اثر تیمار ورمی­کمپوست بر شاخص­های طول، وزن تر و خشک  ریشه  و  بخش  هوایی  و  محتوای  کلروفیل­ها  و کاروتنوئیدهای برگ گیاه سیاهدانه معنی­دار است.

 

 

 

 

شکل1- اثر مقادیر ورمی­کمپوست بر شاخص­های ظهور و بنیه گیاهچه 20 روزه سیاهدانه- مقادیر میانگین حاصل از 5 تکرار هستند. مقایسه میانگین توسط آزمون دانکن انجام­شده و حروف غیر­مشابه نشان­دهنده معنی­دار بودن تفاوت مقادیر در سطح احتمال 5 درصد است.

جدول 4- آنالیز واریانس (مربع میانگین) داده­های آزمایش اثر ورمی­کمپوست بر شاخص­های رشد و رنگیزه­های برگ سیاهدانه

منبع

تغییرات

درجه آزادی

طول

ساقه

وزن تر

بخش هوائی

وزن خشک

بخش  هوائی

طول ریشه

وزن تر

ریشه

وزن خشک ریشه

کلروفیل

a

کلروفیل

b

کلروفیل

کل

کارتنوئید

تیمار

ورمی­کمپوست

3

**53/264

**59/2

*0426/0

*32/50

**479/1

**0034/0

**34/0

**0349/0

**729/0

**0113/0

خطا

16

09/11

203/0

0054/0

03/13

1056/0

008/0

0011/0

00067/0

0326/0

00023/0

**: در سطح احتمال 1 درصد معنی­دار است.    *: در سطح احتمال 5 درصد معنی­دار است.

 

شکل 2- اثر مقادیر ورمی­کمپوست بر شاخص­های رشد گیاهچه سیاهدانه - مقادیر میانگین حاصل از 5 تکرار هستند. مقایسه میانگین توسط آزمون ­دانکن انجام­شده و حروف غیر­مشابه نشان­دهنده معنی­دار بودن تفاوت مقادیر در سطح احتمال 5 درصد ­است.

 

بررسی سطوح مختلف ورمی­کمپوست نشان داد که اختلاف شاخص­های رشد در درصد­های مختلف ورمی‌کمپوست کاملا معنی­دار بود. مقایسه میانگین شاخص­های طول، وزن­ تر و خشک ریشه و بخش­هوایی (شکل2) نشان داد که میزان این شاخص­ها در تیمار 50 و 25 درصد ورمی­کمپوست در حد معنی­داری بالاتر از سایر تیمارها بوده است. تیمار 50 درصد  ورمی­کمپوست طول، وزن­تر و خشک بخش­هوایی را نسبت به شاهد به‌ترتیب به میزان 72/50، 42/83 و 73/81 و طول، وزن ­تر و خشک ریشه را نسبت به شاهد به‌ترتیب به میزان 2/79، 79 و  73/81 افزایش داده است. طول، وزن­تر و خشک ریشه و بخش­هوایی در تیمار 75 درصد نسبت به 25 و 50 درصد کاهش یافت اما همواره بالاتر یا در حد تیمار شاهد بود.

میزان کلروفیل a، b و کل و کاروتنوئیدها در تیمارهای 25 و 50 درصد ورمی­کمپوست در حد معنی­داری بالاتر از شاهد ولی در تیمار 75% در حد شاهد و یا کمتر از آن بود (شکل 3). تیمار 75 درصد میزان کلروفیل a، b و کل و کاروتنوئیدها را به‌ترتیب 18/43،0 ،02/42 و 18/18 درصد نسبت به شاهد کاهش داد.

 

 

 

شکل 3- اثر مقادیر ورمی­کمپوست بر مقادیر کلروفیل a، ­ bو کل و کاروتنوئیدها در برگ­ سیاهدانه مقادیر میانگین حاصل از 4 تکرار هستند. مقایسه میانگین توسط آزمون دانکن انجام ­شده و حروف غیر­مشابه نشان­دهنده معنی­دار بودن تفاوت مقادیر در سطح احتمال 5 درصد است.


بحث

نتایج آزمایش حاضر نشان داد که نسبت­های مناسب ورمی­کمپوست بنیه بذر و دانه­رست را تقویت می­کند،  به‌طوری­که تعداد بیشتری بذر جوانه می­زند و گیاهچه­های قوی­تر با سرعت و یکنواختی بیشتر در مدت زمان کمتری در سطح خاک ظاهر می­شوند. این اثر بسیار با ارزش می­باشد، چون تحقیقات نشان می­دهد که همبستگی مثبتی بین بنیه بذر و سرعت و یکنواختی ظهور و حتی عملکرد مزرعه­ای گیاهان وجود دارد.  

نکته شایان توجه در این آزمایش آن است که بذر مورد استفاده در این پژوهش بنیه ضعیفی داشته است، به‌طوری­که بذرها در خاک در تیمار شاهد تا حدود 10 روز پس از کاشت در حد معنی­داری جوانه نزدند و انرژی ظهور که نشان­دهنده درصد ظهور در روز هشتم تعریف شده در تیمار شاهد کمتر از 5 درصد بوده است اما کاربرد 50 درصد ورمی­کمپوست در آزمایش گلخانه­ای این انرژی ظهور را به 66 درصد در روز هشتم رسانده و بنیه نشا بر مبنای وزن تر و خشک را بیشتر از صد درصد نسبت به شاهد افزایش داده است. بنابر این مقادیر مناسب ورمی­کمپوست قادر است ضعف بنیه بذرها را تا حدودی جبران نماید.

 اثرات مثبت ورمی­کمپوست یا عصاره آن بر جوانه­زنی بذر تربچه (16) و گوجه­فرنگی (3 و 23) نیز گزارش شده است. ورمی­کمپوست ظرفیت نگهداری آب را در خاک بالا می­برد (2 و 30) و با توجه به اینکه فرایند جوانه­زنی وابسته به دسترسی به میزان زیاد آب در خاک است، احتمالا این خاصیت یکی از علت­های تقویت جوانه­زنی توسط ورمی­کمپوست است، اما چون همین خاصیت در آزمایش اول نیز مشاهده شده است و در آن آزمایش ذرات جامدی که در جذب آب نقش دارند حضور نداشته­اند، می­توان احتمال داد که عوامل دیگری که می­توانند به‌عنوان محرک­های جوانه­زنی عمل کنند در عصاره ورمی­کمپوست وجود دارند که از آن جمله می­توان به وجود هورمونهای رشد در ورمی­کمپوست اشاره کرد. پژوهش­های دیگر حضور تنظیم­کننده­های رشد ازجمله اکسین، سیتوکینین و جیبرلین را در ورمی­کمپوست گزارش کرده­اند (22).

داده­های مربوط به شاخص­های رشد در هر دو آزمایش (جدول 2 و شکل2) نشان ­داد که ورمی­کمپوست رشد دانه‌رست و گیاهان سه ماهه و همچنین محتوای رنگیزه­های آنها (شکل3) را در حد معنی­داری افزایش داده است. اثرات مثبت ورمی­کمپوست بر افزایش رشد کلم (15)، افزایش رشد و تجمع ماده خشک در گوجه­فرنگی (23) و افزایش محتوای کلروفیل و کاروتنوئیدهای برگ در ویگنا و کدوی چینی (11 و 24) نیز گزارش شده است. اثرات مثبت تیمارهای 25 و 50 درصد ورمی­کمپوست و یا 40 درصد عصاره آن بر جوانه­زنی و رشد گیاه و محتوای رنگیزه­های آن احتمالا ناشی از اثرات خوب ورمی­کمپوست در تقویت خواص فیزیکی و شیمیایی خاک، افزایش دسترسی به آب و مواد غذایی و همچنین مرتبط با وجود مواد فعال بیولوژیکی ناشی از کنش متقابل میکروارگانیسم­ها و کرم­های خاکی (در حین فرآوری ورمی­کمپوست) مانند برخی هورمون­های گیاهی در ورمی‌کمپوست است (13و22). همچنین نتایج نشان داد که کاربرد غلظت­های مناسب ورمی­کمپوست، منجر به افزایش نسبت ریشه به ساقه می­شود. بنابراین ورمی­کمپوست علاوه بر نقش مستقیم در تغذیه گیاه با توسعه سیستم ریشه­ای نیز به جذب بیشتر عناصر غذایی کمک می­کند. احتمالا افزایش دسترسی به عناصر غذایی موجب افزایش میزان رنگیزه­ها و فتوسنتز شده و در نتیجه افزایش تثبیت کربن، رشد و نمو گیاه و محصول افزایش می­یابد.

 معمولا حداکثر تحریک رشد گونه­های محصولات مختلف در 10-40 درصد (50 درصد) از جانشینی با ورمی‌کمپوست گزارش شده است که با نتایج این تحقیق مطابقت دارد. با وجود همه نتایج مثبت بدست آمده از تیمار ورمی­کمپوست، Chiluvuru و همکاران (2009) گزارش کردند که کاربرد ورمی­کمپوست محتوای کلروفیل کل در ویگنا و سنتلا (Centella asiatica) را افزایش داد ولی میزان کلروفیل در تیمار 30 درصد ورمی­کمپوست نسبت به 20 درصد ورمی­کمپوست کمتر بود (11). Gutiérrez-Miceli  و همکاران (2011) بهترین درصد جوانه‌زنی را در 10 درصد و بیشترین رشد ریشه و ساقه تربچه را در 15-10 درصد ورمی کمپوست گزارش کردند. در مقابل Jeslkha (2013) بهترین درصد جوانه­زنی و رشد گیاهچه چند گیاه دارویی و صنعتی را در نسبت­های 50 و 75 درصد ورمی­کمپوست گزارش نمود (18). احتمالا اختلاف در پاسخ­ها مربوط به نوع گونه گیاهی و یا منشأ ضایعات مورد استفاده برای تولید ورمی­کمپوست بوده است (21).  

به هر حال نتایج هر دو آزمایش ما نشان داد که مقادیر بالای ورمی­کمپوست اثر کمتر و یا منفی بر روی جوانه­زنی بذر و رشد گیاهچه و محتوای رنگیزه­های برگ سیاهدانه داشته است. Ievinsh (2011) نیز گزارش کرده که کاربرد مقادیر بیش از 10-20 درصد ورمی­کمپوست جوانه­زنی بذر و رشد گیاهچه بسیاری از گیاهان ازجمله نخود، لوبیا، کدوی چینی، تربچه و ... را به شدت ممانعت کرده است (20). همچنین نتایج ما نشان داد که کاربرد غلظت­های بالای ورمی­کمپوست، نسبت ریشه به ساقه را کاهش داد اما غلظت­های پایین ورمی­کمپوست منجر به افزایش نسبت ریشه به ساقه شد که این مشابه با گزارش Lazcano و همکاران (2009) است (22). احتمالا ورمی­کمپوست با تأمین عناصر غذایی و افزایش کلروفیل و در نتیجه بهبود فتوسنتز و یا به­دلیل برخورداری از برخی هورمون­های رشد گیاهی نظیر اکسین و سیتوکینین رشد گیاه را افزایش می­دهد اما غلظت­های زیاد آن بدلیل ایجاد تنش اسمزی در محیط و یا نسبت­های زیاد هورمون­هایی نظیر اکسین که در غلظت­های بالا بازدارنده رشد گیاه هستند، اثرات منفی بر جوانه­زنی و رشد گیاه دارد. از سوی دیگر گزارش شده که ورمی­کمپوست حاوی بسیاری از اسیدهای فنلی (مانند اسید گالیک و اسید کلروژنیک) است که موجب مقاوم­سازی گیاهان در برابر عوامل بیماری­زا می­شود (12). نشان داده شده است که ترکیبات فنلی در غلظت کم تا متوسط (5-10- 3-10مولار) اثر محرک و در غلظت زیاد (2-10مولار) اثر ممانعت کننده بر جوانه­زنی بذر و رشد گیاهان دارند (27). بنابراین ترکیبات فنلی موجود در ورمی‌کمپوست کاندید مناسبی برای توجیه اثرات تحریک کننده یا بازدارنده ورمی­کمپوست در غلظت­های مختلف روی جوانه­زنی بذر و رشد گیاهچه سیاهدانه هستند که باید در آینده اثر آنها بیشتر بررسی شود.

در مجموع نتایج این پژوهش و سایر تحقیقات بیانگر آن است که اثر ورمی­کمپوست یا عصاره آن وابسته به میزان غلظت است و باید با آزمایش‌های مقدماتی میزان مناسب آن برای هر گیاه را تعیین کرد. اما در کل بهتر است از کاربرد مقادیر خیلی زیاد آن در مزارع خودداری شود. از این‌ رو در کشت سیاهدانه به نظر می­رسد چون در اغلب صفات 25 و 50 .................؟ اثر یکسانی داشتند کاربرد مقادیر کمتر از 50 درصد ورمی­کمپوست مفید باشد اما برای توصیه عملی این مقادیر باید در سطح مزرعه­ای نیز آزمایش شوند.

  1. اکبر­نژاد، ف.، آستارایی، ع.، فتوت، ا.، نصیری محلاتی، م. (1389). اثر کمپوست زباله شهری و لجن فاضلاب بر عملکرد و اجزای عملکرد گیاه دارویی سیاهدانه. نشریه پژوهش­های زراعی ایران. جلد8، 767- 771. 
  2. علیخانی، ح.ع.، یخچالی، ب.، محمدی، ل. (1390). مقایسه خصوصیات فیزیکی و شیمیایی کمپوست معمولی و ورمی­کمپوست. مجله زیست شناسی ایران. جلد 24، 925-934. 
  3. نقیبی، م.، صدر آبادی حقیقی، ر.، ناظران، ه.، سیاره، آ. (1390). بررسی اثر عصاره ورمی­کمپوست روی جوانه­زنی سه رقم گوجه فرنگی. مجموعه مقالات دومین همایش ملی علوم و تکنولوزی بذر. ص 172. 4-5.
    1. Arancon N.Q. Edwards C.A. Lee S. and Byrne R.)2006(. Effects of humic acids from vermicomposts on plant growth. European Journal Soil Biology. 42: 65–69.
    2. Arnon D.I. (1946). Copper enzyme in isolated choloroplast 1-Polyphenoloxidase in Beta vulgaris. Plant Physiology, 24: 1-15.
    3. Association of Official Seed Analysis (AOSA). )1983(. Seed vigor testing handbook. Contribution No. 32 to the handbook on Seed Testing. Association of Official Seed Analysis, Spring Field.
    4. Atiyeh R.M. Edwards C.A. Subler S. and Metzger J.D. (2001). Pig manure vermicompost as a component of a horticultural bedding plant medium: effects on physicochemical properties and plant growth. Bioresource Technology. 78: 11–20.
    5. Barik T. and Gulati J.M.L. (2009). Use of vermicompost in field crops and cropping systems. Agricultural Review. 30: 48-55.
    6. Burits M. Bucar F. (2000). Antioxidant activity of Nigella sativa essential oil. Phytother. Research. 14: 323-328.

 

10.  Chen J. (2006). The combined use of chemical and organic fertilizers and/or biofetilizer for crop growth and soil fertility. Journal Plant Nutrition. 16 – 20.

11.  Chiluvuru N. Tartte V. and Chandra M. (2009). Plant bioassay for assessing the effects of vermicompost on growth and yield of and two important medicinal plants. J. D. S. A. 4: 160-164.

12.  Dionne´ R.J., Tweddell H.A., Avis T.J. (2012). Effect of non-aerated compost teas on damping-off pathogens of tomato. Canadian Journal Plant Pathology. 34(1):51–57

13.  Fritz J.I., Franke-Whittle I.H., Haindl S., Insam H., Braun R. (2012). Microbiological community analysis of vermicompost tea and its influence on the growth of vegetables and cereals. Canadian Journal Microbiology 58:836–847

14.  Gopinath K.A., Saha S., Mina B.L., Pande H., Kundu S., Gupta H.S. (2008). Influence of organic amendments on growth, yield and quality of wheat and on soil properties during transition to organic production. Nutr Cycl Agroecosyst 82:51–60

15.  Getnet M. and Raja N. (2013). Impact of Vermicompost on Growth and Development of Cabbage, Brassica oleracea Linn. and their Sucking Pest, Brevicoryne brassicae Linn. (Homoptera: Aphididae). Research Journal of Environmental and Earth Sciences 5(3): 104-112

16.  F.A. Gutiérrez-Miceli, M.A. Oliva-Llaven, P.M Nazar, B. Ruiz-Sesma, J.D. Alvarez-Solís, L. Dendooven. (2011) Optimization of vermicompost and worm-bed leachate for the organic cultivation of radish. Journal of Plant Nutrition. 34: 1642-1653

17.  Ievinsh G. (2011). Vermicompost treatment differentially affects seed germination, seedling growth and physiological status of vegetable crop species. Plant Growth Regulation. 65:169–181.

18.  Jeslkha M. (2013). Growth of medicinal and economical plant in vermicompost for sustainable development. Reseach Journal of Animal, Veterinary and Fishery science 1(3):1-6

19.  Lazcano C. Arnold J. Tato A. Zaller J.G. and Domínguez J. (2009). Compost and vermicompost as nursery pot components:effects on tomato plant growth and morphology. Spanish Journal of Agricultural Research. 7: 944-951.

20.  Lichtenthaler H. (1987). Chlorophylls and carotenoids: pigments of photosynthetic biomembranes. Methods of Enzymology. 148: 350-382.

21.  Mehta N., Karnwal A. (2013). Solid waste management with the help of vermicomposting and its applications in crop improvement. Journal of Biuology and Earth Science. 3: B8-B16

22.  Muscolo A., Bovalo F., Gionfriddo F. and Nardi F. (1999). Earthworm humic matter produces auxin-like effects on Daucus carota cell growth and nitrate metabolism. Soil. Biol. Biochem., 31: 1303-1311.

23.  Najar I.A. and Khan A.B. (2013). Effect of Vermicompost on growth and productivity of tomato (Lycopersicon esculentum) under field conditions  Acta Biologica Malaysiana 2(1): 12-21

24.  Pant A.P. Radovich T.J.K. Hue N.V. Talcott S.T. and Krenek K.A. (2009).Vermicompost extracts influence growth, mineral nutrients, phytonutrients and antioxidant activity in pak choi (Brassica rapa cv.Bonsai, Chinensis group) grown under vermicompost and chemical fertilizer. Journal Science of Food Agriculture 89: 2383-2392.

25.  Quaik S., Hakimi Ibrahim M. (2013). A Review on Potential of vermicomposting deried liquid in agricultural use.  International Journal of Scientific and Research Publications, Volume 3 (3). 158-165

26.  Ranai M.A. and De Santana D.G. )2006(. How and why it measure the  germination process. Revista Brasileira de Botanica. 29:1-11.

27.  Reigosa M.J. Souto X.C. and Gonza´lez L. (1999). Effect of phenolic compounds on the germination of six weed species. Plant Growth Regulation. 28: 83–88.

28.  Sharma N.K. Ahirwar D. Jhade D. and Gupta S. (2009). Medicinal and phamacological potential of Nigella sativa: A Review. Ethnobotanical Review. 13: 946-55.

29.  Valadabadi S. A. and Farahani H. A.)2011(. Investigation of biofertilizers influence on quantity and quality characteristics in Nigella sativa L. Journal Horticulture and Forestry. 3(3): 88-92.

30.  Yadav A. and Garg V.K. (2011) Recycling of organic wastes by employing Eisenia fetida. Bioresource Technology 102(3): 2874–288

  • تاریخ دریافت: 11 مرداد 1391
  • تاریخ بازنگری: 22 خرداد 1392
  • تاریخ پذیرش: 22 خرداد 1392