Document Type : Research Paper
Authors
1 MsC Department of Horticulture Science- medicinal plant
2 Professor Department of Horticulture Science, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Iran
3 Associate professor, Department of Horticulture Science, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Iran
4 Assistant professor, Research Center for Agriculture and Natural Resources, Province fars
Abstract
Use of superabsorbent polymers is one strategy for increasing irrigation efficiency and optimal use of rainfall in arid and semi-arid region. In order to increasing the water use efficiency in basil production as a valuable medicinal plants and sensitive to water stress, was conducted the research as a factorial experiment on the basis of randomized complete blocks design with three replications. The treatments were two superabsorbent polymers Stockosorb® (industrial) and malva leaf (Herbal) in four concentrations (0, 0.1%, 0.2% and 0.3% w/w on the basis of soil weight) with two application methods (mixed with soil only and mixed with soil + roots). The results showed that all treatments and especially their interaction had significant and positive effects on some biochemical, biological, morphological traits and water use efficiency characteristic, except seeds swelling index. Both hydrophilic polymer (Stockosorb 0.2% mixed with soil and malva leaf 0.3% mixed with soil + root) were able to reduce the drought stress intensity and improved water use efficiency (60%) in basil cultivation. Stockosorb® treatment %0.2 (mixed with soil), increased leaf number (149.89 per plant) and seed number (2125 number). Whereas the maximum content of chlorophyll “a” (30.74 mg. g-1) and one thousand seed weight (1.69 g/ per plant) were detected by using Stockosorb® (%0.2) when applied on soil + roots. The best results were obtained for dry matter (2.34 g/ per plant) and biochemical traits (chlorophyll b (10.93 mg. g-1) and antioxidant capacity (87.03%)) with malva leaf treatment (%0.3) applied on soil+ roots and root respectively.
Keywords
Main Subjects
تأثیر کاربرد پلیمر استاکوزورب و برگ پنیرک بر برخی خصوصیات مورفولوژیکی، بیوشیمیایی، بیولوژیکی و بازدهی آب مصرفی در ریحان
(Ocimum basilicum var.keshkeni luvelou)
سمیه بیکی1،*، مجیدعزیزی1، سید حسین نعمتی1 و وحید روشن2
1 مشهد، دانشگاه فردوسی مشهد، دانشکده کشاورزی، گروه علوم باغبانی
2 شیراز، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان فارس
تاریخ دریافت: 24/12/93 تاریخ پذیرش: 6/10/94
چکیده
یکی از راهکارهای افزایش بازده آبیاری و استفاده بهینه از بارندگی در مناطق خشک و نیمهخشک استفاده از پلیمرهای سوپرجاذب است. بهمنظور افزایش بهرهوری مصرف آب در تولید گیاه ریحان (Ocimum basilicum L.)، بعنوان یکی از گیاهان دارویی باارزش و حساس به کمآبی، یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی، با استفاده از دو پلیمرسوپرجاذب استاکوزورب (صنعتی) و برگ پنیرک (گیاهی)، هریک در چهار غلظت 0، 1/0%، 2/0% و 3/0% (وزنی/وزنی) و با دو روش کاربرد (مخلوط با خاک + ریشه و روش مخلوط با خاک)، در سه تکرار اجرا گردید و برخی صفات بیوشیمیایی، بیولوژیکی، مورفولوژیکی و بازدهی آبمصرفی بررسی شدند. با توجه به نتایج تمام تیمارها بخصوص اثرات متقابل آنها نسبت به شاهد اثرات مثبت و معنیداری بر صفات اندازهگیری شده داشتند. هر دو پلیمر آبدوست (استاکوزروب 2/0% بکار رفته در خاک و برگ پنیرک 3/0% بکار رفته در خاک + ریشه) با بهبود بازدهی آبمصرفی (60%) قادر به کاهش شدت تنش خشکی در کشت ریحان بودند. تیمار استاکوزورب 2/0% با روش کاربرد در خاک، باعث افزایش تعداد برگ (89/149 در بوته) و بذر در بوته (2125 عدد) شد. در حالیکه تیمار مذکور با روش کاربرد در خاک + ریشه، صفات کلروفیلa (1-mg.g 74/30) و وزن هزاردانه (69/1 گرم در بوته) را افزایش داد. همچنین صفات عملکرد خشک (34/2 گرم در بوته) و صفات بیوشیمایی (کلروفیل b(1-mg.g 93/10) و ظرفیت آنتیاکسیدانی (03/87 %)) با استفاده از تیمار برگ پنیرک (3/0%) بهترتیب با روش کاربرد در خاک+ ریشه و کاربرد در خاک بهترین نتایج را نشان دادند.
واژههای کلیدی: استاکوزورب، برگ پنیرک، پلیمرآبدوست، ریحان (Ocimum basilicum L.)، موسیلاژ
* نویسنده مسئول، تلفن: 09157347432 ، پست الکترونیکی: s.beigi61@gmail.com
مقدمه
گیاهان دارویی مخازن غنی از مواد مؤثره و اولیه در ساخت بسیاری از داروها بشمار میروند (2). ریحان
(Ocimum basilicum L.) یکی از گیاهان دارویی مهم متعلق به تیره نعناع (Lamiaceae) است؛ که بعنوان گیاه دارویی، ادویهای و همچنین بهصورت سبزی تازه مورد استفاده قرار میگیرد (2). مواد مؤثره پیکر رویشی این گیاه خاصیت ضدقارچی و ضدباکتریایی داشته، اشتهاآور است و برای معالجه نفخ شکم و کمک به هضم غذا استفاده میشود و نیز کاربرد وسیعی در صنایع غذایی، دارویی و آرایشی- بهداشتی دارد. ترکیبات عمده و مقدار اسانس ریحان با توجه به شرایط اقلیمی محل رویش متفاوت میباشد (2). این گیاه در طول فصل رشد به آبیاری فراوان احتیاج دارد (3). با توجه به قرار گرفتن کشور ایران در نواحی خشک و نیمه خشک جهان (9)، نزولات جوی اندک و پراکنده در بیشتر مناطق و عدم تأمین نیاز آبی گیاهان زراعی و باغی (13) و قرار گرفتن در معرض تنش خشکی، اتخاذ تدابیری مانند بهبود کارایی مصرف، استفاده بهینه از منابع آب و راهکارهای مقابله با تنش و کمبود آب در اولویت تحقیقاتی قرار دارد. از جمله راهکارهای افزایش بازدهی آبیاری در پروژههای مختلف بخش کشاورزی (بویژه در مناطق خشک و نیمهخشک) استفاده و بهرهگیری متناسب از مواد جاذبالرطوبت میباشد (7). پلیمرهای سوپرجاذب ترکیبات آلی از پلیآکریلات پتاسیم و کوپلیمرهای پلیآکریلآمید بوده و بصورت مصنوعی تولید میشوند (8). این مواد بیبو، بیرنگ و بدون خاصیت آلایندگی خاک، آب و بافت گیاه هستند (7 و 8). این شبکههای هیدروفیلی مقادیر زیادی آب یا محلولهای آبدار را جذب کرده و در خود نگه میدارند. از اینرو بعنوان یک ماده افزودنی به خاک در کشاورزی استفاده شده و با اصلاح محیط ریشه گیاه و افزایش نگهداشت آب در محیط رشد گیاه و امکان افزایش دور آبیاری، در نهایت با کاهش تنش ناشی از خشکی سبب بهبود رشد گیاه میشوند (10 و 11). موسیلاژها با کاهش پتانسیل آب در حدفاصل خاک و ریشه گیاه باعث کاهش نیاز به آب زیاد در گیاه میشوند (21). ثابت شده که کاربرد استاکوزورب در خاک، با افزایش نفوذپذیری خاک، دور آبیاری را افزایش میدهد (18). موسیلاژها از بهترین منابع هیدروکلوئیدهای پلیساکاریدی گیاهی بوده، با سایر هیدروکلوئیدها با منشأ گیاهی (نشاسته، قندها و پروتئینها) سازگاری داشته و عموماً شامل کربوهیدراتهایی مانند آرابینوز، زایلوز، اورنیکاسید به همراه سلولز و سایر پلیساکاریدهای محلول در آب میباشند (24). این پلیمرهای آبدوست بعلت دارا بودن ویژگیهای باارزشی مانند پایدارکنندگی و سوسپانسیونکنندگی در صنعت نساجی و داروسازی کاربردهای گستردهای دارند و در تهیه قرصها، امولسیونکنندهها و عوامل ژلکننده بکار میروند (16). تأثیر سوپرجاذب200آ برای گیاهان برگنو حفظ آب را 33% نسبت به شاهد افزایش داد (18). توحیدی مقدم و همکاران (29) اظهار داشتند در شش ژنوتیپ مختلف کلزا تحت تنش خشکی با کاربرد پلیمرسوپرجاذب اثرات مخرب کمبود آب (کاهش فتوسنتز و محتوای کلروفیل) و نیز نیاز آبی کاهش و عملکرد افزایش یافت. میزان کلروفیل a ,b و بیومس کل بابونه آلمانی تحت تأثیر متقابل آبیاری و پلیمرسوپرجاذب قرار گرفتند (7). استفاده از سوپرجاذب آکوزورب موجب تأثیر مطلوب بر میزان کلروفیل و شاخصهای رشد (تعداد برگ، سطح برگ و وزن خشک ریشه) نسبت به اندام هوایی و فعالیت آنزیمهای آنتیاکسیدانی گردید (30). از پسماند (تفاله) گیاه کاساوا بعنوان پلیمرسوپرجاذب استفاده گردید و گزارش شد که تفاله اینگونه گیاهان پتانسیل بسیار زیادی برای کاربرد بعنوان یک جاذب طبیعی قوی را دارا هستند (19). سطوح مختلف تنش کمآبی و کاربرد سوپرجاذب اختلافات معنیداری را در میزان عملکرد دانه، شاخص برداشت، عملکرد بیولوژیک و فعالیت آنزیمهای آنتیاکسیدان گیاه خردل نشان دادند (8). کاربرد سوپرجاذب تأثیر مثبت و معنیداری بر شاخص کلروفیل در ذرت (12) و عملکرد دانه (تعداد بذر و وزن هزار دانه) ذرت داشت (12 و 27). اثر متقابل بیوسولفور، نیتروکسین و سوپرجاذب باعث افزایش عملکرد در گیاه ریحان شد (9). تاکنون تحقیقات اندکی در مورد تأثیر تنش خشکی بر گیاهان دارویی و نیز کاربرد و تأثیر پلیمرهای سوپرجاذب بر عملکرد و خصوصیات کمی و کیفی گیاهان یکساله حساس، سبزیجات آبدوست و گیاهان دارویی انجام شده است. از اینرو استفاده از مواد سوپرجاذب بهتنهایی و یا در کنار سایر روشهای نوین آبیاری، اگر براساس دادههای پژوهشی، بدرستی پیاده شود و تداوم یابد، میتواند ایران را از فجایع خشکسالی و زیست محیطی از یکسو و از وابستگی شدید غذایی و رهایی از بحران اشتغال از سوی دیگر، انقلابی در کشاورزی و اقتصاد ایجاد کند. باتوجه به اهمیت موارد فوق و نیز اهمیت آبیاری در تولید ریحان، بعلت حساسیت شدید به کمآبی و نشان دادن علائم سریع کمبود آب، هدف از این پژوهش بررسی تأثیر سوپرجاذب استاکوزورب و موسیلاژ برگ پنیرک بر بازدهی آبمصرفی، برخی خصوصیات مورفولوژیکی (تعداد برگ و عملکرد خشک اندام هوایی نسبت به ریشه)، خصوصیات بیوشیمیایی (ظرفیت آنتیاکسیدانی، کلروفیل a ,b) و دو خصوصیت بیولوژیکی (تعدا بذر در بوته، وزن هزار دانه و شاخص تورم) ریحان اصلاح شده بود؛ تا بتوان با بررسی مقاومت گیاه به شرایط کمآبی و میزان تأثیر پلیمرهای آبدوست برای بهبود صفات مذکور و نیز بررسی پتانسیل گیاه برای کشت در مناطق خشک، ضمن گام برداشتن به سمت کشاورزی پایدار، با کاهش هزینههای تولید محصولات کشاورزی و افزایش بازدهی آب مصرفی، به حفظ محیط زیست نیز کمک کرده باشیم.
مواد و روشها
این پژوهش در مزرعه دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی، بصورت گلدانی در سال 92-1391، بصورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی در سه تکرار (بدلیل تخریبی بودن محاسبات صفات مورفولوژیکی و بیوشیمیایی، سه گلدان (تکرار) برای اندازهگیری صفات مورفولوژیکی و بیوشیمیایی و سه گلدان (تکرار) برای اندازهگیری صفات بیولوژیکی اختصاص داده شد) اجرا شد و تأثیر دو پلیمر سوپرجاذب استاکوزورب (صنعتی) و برگ گیاه پنیرک (گیاهی) هر یک در چهار سطح: صفر (شاهد)، 1/0% ، 2/0% و 3/0% (وزنی/وزنی) (به ترتیب صفر، 7 گرم، 14 گرم و 21 گرم در 7 کیلوگرم خاک هر گلدان)، با دو روش کاربرد: مخلوط کردن پلیمرها با خاک و ریشه گیاه و مخلوط کردن پلیمرها فقط با خاک، بر روی بازدهی آب مصرفی، برخی خصوصیات مورفولوژیکی (تعداد برگ و عملکرد خشک اندام هوایی نسبت به ریشه)، برخی خصوصیات بیوشیمیایی (ظرفیت آنتیاکسیدانی، کلروفیلa ,b) در مرحله گلدهی و خصوصیات بیولوژیکی (تعدا بذر در بوته، وزن هزار دانه و شاخص تورم) در مرحله تولید زایشی ریحان مورد بررسی قرار گرفتند.
ابتدا بذرهای ریحان اصلاح شده رقم keshkeni luvelou در خرداد ماه در زمین کشت شد و گیاهان در مرحله چهار برگی داخل گلدانها نشاء گردیدند (5 بوته بهعنوان مشاهده در هر گلدان). پلیمرها بعد از توزین بر اساس غلظتهای تعیین شده با آب مخلوط شدند و هیدروژل تهیه گردید. بعد از استقرار نشاها، آبیاری تمامی تیمارها بعد از رسیدن بیشترین غلظت (3/0%) به نقطه پژمردگی با یک میزان آب مشخص برای تمامی تیمارها انجام شد. در نتیجه در اینحالت علاوه بر تیمار مذکور تیمارهایی که سطوح کمتری (صفر، 1/0%، 2/0%) از پلیمرها را داشتند؛ زودتر بهنقطه پژمردگی رسیده و در معرض تنش کمآبی قرار گرفته بودند. هدف از این کار مشخص شدن بهترین بازدهی آب مصرفی با توجه به تیمارهای مورد استفاده بود. بهمنظور اندازهگیری وزن خشک بخشهای مختلف گیاه پس از خشک کردن نمونهها در سایه با استفاده از ترازوی دیجیتال مدل AND GF-3000 با دقت 1% گرم اندازهگیری گردید. وزن هزاردانه هر بوته پس از شمارش تعداد دانه در بوته توسط دستگاه بذرشمار (Durant) مدلSolid state 1800، توسط ترازوی دیجیتالShimadzu Libror AEU-210 با دقت 0001/0 اندازهگیری شد. بمنظور تعیین میزان شاخص تورم بذرها، طبق دستورالعمل منوگراف، 1 گرم بذر درون استوانه مدرج 25 میلیلیتری، باارتفاع 5 ± 125 میلیمتر و با تقسیم بندی 5/0 میلیلیتری ریخته شده و تا حجم 20 میلیلیتر از آب مقطر پرگردید. برای توزیع یکنواخت بذرها در یکساعت ابتدایی، هر 10 دقیقه یکبار استوانه مدرج را تکان داده و افزایش حجم بذرها بعد از گذشت سه ساعت یادداشت گردید که بیانگر شاخص تورم بود (20).
میزان کلروفیل a، b، در این آزمایش با روش دِر و همکاران (22) و میزان مهار رادیکالهای DPPH با روش شیمادا و همکاران (28) مورد ارزیابی قرار گرفت. بازدهی آب مصرفی با توجه به وزن خشک (گرم) بوتههای هر گلدان و میزان آب مصرف شده جهت آبیاری آنها تا زمان برداشت (زمان گلدهی) از فرمول مذکور محاسبه شد (11).
میزان آب مصرفی/ وزن ماده خشک (gr) = بازدهی آب مصرفی
تجزیه واریانس دادههای حاصل از آزمایش با استفاده از نرم افزار آماری JMP8، مقایسه میانگین صفات با استفاده از آزمون حداقل تفاوت معنیدار (LSD) و رسم نمودارها بوسیله نرم افزار Excel انجام شد.
نتایج
با توجه به جدول تجزیه واریانس (جدول 2)، بجز صفت شاخص تورم که برای هیچ یک از تیمارهای اعمال شده در این تحقیق معنیدار نبود؛ تمام تیمارها (نوع پلیمر، روش کاربرد، غلظت) بخصوص اثرات متقابل آنها نسبت به شاهد، اثرات مثبت و معنیدار، در سطح احتمال 1 یا 5 درصد، بر صفات اندازهگیری شده داشتند.
جدول 1- تجزیه فیزیکی و شیمیایی خاک مورد استفاده در گلدانها
بافت خاک |
pH |
هدایت الکتریکی (Ds/ms) |
P2O5 (mg/kg) |
K2 (mg/kg) |
N2 (mg/kg) |
Om% |
OC% |
لوم شنی |
8/7 |
21/1 |
2/17 |
233 |
640 |
64/0 |
37/0 |
OC%: درصد کربن آلی، Om%: درصد مواد آلی
جدول 2- تجزیه واریانس تیمارها بر برخی خصوصیات بیوشیمیایی، بیولوژیکی و بازدهی آب مصرفی ریحان
منابع تغییر |
درجه آزادی |
تعداد برگ |
وزن خشک اندام هوایی/ریشه |
بازدهی آب مصرفی |
تعداد بذر در بوته |
وزن هزار دانه |
آنتی اکسیدانی |
شاخص تورم |
کلروفیل a |
کلروفیل b |
تکرار |
2 |
** 26/288 |
ns 01/0 |
ns 006/0 |
ns 3/27559 |
ns 1/1521 |
ns 36/28 |
ns104/0 |
ns 49/0 |
* 12/3 |
روش کاربرد |
1 |
** 29/893 |
** 72/0 |
*014/0 |
**8/232576 |
** 483406 |
**38/8370 |
ns 291/0 |
** 22/15 |
ns 006/0 |
نوع پلیمر |
1 |
** 92/756 |
** 82/2 |
**017/0 |
**9/255524 |
** 7/577504 |
** 01/485 |
ns004/0 |
ns 81/1 |
** 29/10 |
غلظت |
3 |
** 80/6338 |
** 63/1 |
** 169/0 |
** 8/1993753 |
** 5/2054124 |
**81/2735 |
ns 069/0 |
**99/119 |
** 47/11 |
روش کاربرد×غلطت |
3 |
** 68/2182 |
** 29/0 |
** 013/0 |
** 4/94667 |
** 1/66138 |
**81/980 |
ns 131/0 |
** 77/5 |
**70/3 |
نوع پلیمر×غلظت |
3 |
** 98/508 |
** 72/0 |
** 013/0 |
** 5/65626 |
5/199577 |
** 12/72 |
ns 009/0 |
** 76/16 |
** 39/11 |
روش کاربرد × نوع پلیمر |
1 |
** 97/8213 |
** 65/0 |
** 025/0 |
** 04/86497 |
** 5/328848 |
**79/521 |
ns 004/0 |
** 98/23 |
ns 78/1 |
روش کاربرد ×نوع پلیمر × غلظت |
3 |
** 06/1286 |
** 67/0 |
** 015/0 |
** 7/11503 |
9/102123 |
**46/95 |
ns 230/0 |
** 59/40 |
** 07/9 |
خطا |
30 |
39/78 |
01/0 |
002/0 |
8/51949 |
2/2925 |
63/13 |
145/0 |
87/0 |
72/0 |
ns، * ، **: بهترتیب غیرمعنیدار و معنیدار در سطح احتمال 05/0p‹ و 01/0p‹
نتایج حاصل از بررسی مقایسه میانگینها (جدول 3) نشان داد که میزان کلروفیل a در تیمار استاکوزورب 2/0% بکار رفته در خاک + ریشه (1-mg.g 74/30) بیشترین مقدار را بخود اختصاص داد که با اثرمتقابل سه فاکتور برگ پنیرک 3/0% بکار رفته در خاک و ریشه (1-mg.g 11/30) و اثر متقابل سه فاکتور استاکوزورب 3/0% بکار رفته در خاک (1-mg.g 60/29) اختلاف معنیداری نداشت. کمترین میزان کلروفیل a (1-mg.g 24/20) مربوط به شاهد بود که با اثر متقابل سه فاکتور استاکوزورب 1/0% بکار رفته در خاک و ریشه اختلاف معنیداری نداشت (جدول 3). وزن هزاردانه نیز با تیمار استاکوزورب 3/0% بکار رفته در خاک + ریشه (69/1 گرم در بوته) افزایش یافت که با اثر متقابل سه فاکتور استاکوزروب2/0% بکار رفته در خاک و ریشه (64/1 گرم در بوته) و برگ پنیرک 2/0% بکار رفته در خاک (63/1 گرم در بوته) تفاوت معنیداری نداشت و کمترین وزن هزاردانه (26/1گرم در بوته) نیز مربوط به تیمار شاهد بود (جدول 3). با تیمار برگ پنیرک 3/0% (بکار رفته در خاک)، بیشترین میزان کلروفیل b
(1-mg.g 93/10) و ظرفیت آنتیاکسیدانی (03/87 %) بدست آمد. ظرفیت آنتیاکسیدانی در اثر متقابل سه فاکتور برگ پنیرک 2/0% بکار رفته در خاک (78/86 %) با تیمار برگ پنیرک 3/0% (بکار رفته در خاک)، اختلاف معنیداری نداشت و کمترین میزان ظرفیت آنتیاکسیدانی (39/28 %) نیز در تیمار شاهد بدست آمد (شکل 2). تیمار استاکوزورب 3/0% (بکار رفته در خاک) تعداد برگ در بوته (89/149 دربوته) را افزایش داد. طبق نتایج بدست آمده (جدول 3) برگ پنیرک بکار رفته در خاک و ریشه در غلظتهای 2/0% (22/132 در بوته) و 1/0% (10/125 در بوته) نیز تأثیر مطلوبی بر تعداد برگ در بوته داشت. همچنین با استفاده از تیمار استاکوزورب 2/0% بکار رفته در خاک (2125 عدد)، بیشترین تعداد بذر در بوته حاصل گردید و کمترین تعداد بذر در بوته (09/802 عدد) متعلق به شاهد بود. تمام تیمارها از نظر بازدهی آب مصرفی نسبت به شاهد برتری (تقریبا30%) داشتند (شکل 1) و بیشترین بازدهی آبمصرفی (60%) در اثر متقابل سه فاکتور استاکوزروب 2/0% بکار رفته در خاک بدست آمد که با اثر متقابل سه فاکتور برگ پنیرک 3/0% بکار رفته در خاک و ریشه (59%) تفاوت معنیداری نداشت و کمترین بازدهی آب مصرفی متعلق به تیمار شاهد (26%) بود. همچنین نتایج حاصل از بررسی مقایسه میانگینها (جدول 3) نشان داد که بیشترین (34/2 گرم در بوته) و کمترین (50/0گرم در بوته) مقدار وزن خشک اندام هوایی نسبت به ریشه بهترتیب بواسطه اثر متقابل سه فاکتور برگ پنیرک 3/0% بکار رفته در خاک، ریشه و تیمار شاهد بدست آمد.
جدول 3- مقایسه میانگین اثرات متقابل تیمارها بر برخی خصوصیات مورفولوژیکی، بیوشیمیایی، بیولوژیکی و بازدهی آب مصرفی در ریحان
تیمارها |
تعداد برگ |
وزن خشک اندام هوایی/ریشه (gr) |
وزن هزار دانه (gr) |
تعداد بذر در بوته |
کلروفیل a (1-mg.g) |
کلروفیل b (1-mg.g) |
روش کاربرد × غلظت |
|
|
|
|
|
|
شاهد |
e 39/0 ± 18/69 |
e 01/0 ± 50/0 |
d64/0 ± 26/1 |
e46/0 ± 13/802 |
d08/0 ± 24/20 |
d02/0 ± 65/5 |
خاک × 1/0% |
c 64/0± 27/98 |
c 05/0 ± 90/0 |
c27/0 ± 44/1 |
ab41/2 ± 48/1747 |
c84/0 ± 01/23 |
c14/0 ±80/6 |
خاک × 2/0% |
b 07/1± 54/116 |
c 24/0 ± 85/0 |
a05/1 ±62/1 |
d08/0 ± 19/1300 |
b73/0 ± 27/24 |
bc41/0 ± 17/7 |
خاک × 3/0% |
a78/0 ± 05/134 |
b 02/0 ± 14/1 |
c26/0 ± 43/1 |
a51/2 ± 00/1858 |
a92/0 ± 10/27 |
a63/0 ± 59/8 |
خاک+ ریشه × 1/0% |
c 60/0± 56/98 |
b 02/0 ± 16/1 |
b31/0 ±48/1 |
cd17/0 ± 49/1432 |
bc81/0 ±59/23 |
abc48/0 ±60/7 |
خاک+ ریشه × 2/0% |
a83/0± 61/129 |
a98/0 ± 60/1 |
a94/0 ±59/1 |
cd04/0 ± 11/1327 |
a87/0 ± 42/27 |
ab81/0 ±00/8 |
خاک+ ریشه × 3/0% |
d 95/0 ± 99/85 |
a 39/1 ± 52/1 |
b55/0 ±51/1 |
bc64/3 ± 21/1589 |
a93/0 ±88/27 |
bc86/0 ± 05/7 |
|
|
|
|
|
|
|
نوع پلیمر × غلظت |
|
|
|
|
|
|
شاهد |
e 39/0 ± 18/69 |
e 39/0 ± 50/0 |
e64/0 ± 26/1 |
d46/0 ± 13/802 |
d08/0 ± 24/20 |
e02/0 ± 65/5 |
استاکوزورب × 1/0% |
d 02/0 ± 14/97 |
d 02/0 ± 77/0 |
d43/0 ±43/1 |
a96/0 ± 74/1741 |
c22/0 ± 19/22 |
bc48/0 ± 61/7 |
استاکوزورب × 2/0% |
a37/1 ±15/136 |
08/1 ± 30/1 c |
ab95/0 ±62/1 |
c58/0 ±98/1432 |
a76/0 ± 60/27 |
bc68/0 ± 15/7 |
استاکوزورب × 3/0% |
b32/0 ± 20/114 |
76/0 ± 02/1 d |
a01/1 ± 63/1 |
a03/1 ± 37/1744 |
a72/0 ± 62/27 |
de18/0 ± 99/5 |
برگ پنیرک × 1/0% |
cd 65/0 ± 88/99 |
28/1 ± 99/0 b |
c68/0 ±49/1 |
bc67/0 ± 22/1438 |
b24/0 ± 42/24 |
cd28/0 ± 79/6 |
برگ پنیرک × 2/0% |
bc 38/0 ± 99/109 |
36/1 ± 84/4 b |
b77/0 ± 58/1 |
c19/0 ± 33/1194 |
b28/0 ± 09/24 |
b03/1 ± 01/8 |
برگ پنیرک × 3/0% |
bcd 50/0 ± 85/105 |
91/1 ± 24/1 a |
e05/0 ± 30/1 |
ab55/1 ± 84/1702 |
a94/0 ± 35/27 |
a28/1 ± 65/9 |
|
|
|
|
|
|
|
نوع پلیمر × روش کاربرد |
|
|
|
|
|
|
خاک × استاکوزروب |
a94/1 ± 56/121 |
d 03/0 ± 72/0 |
b04/0 ± 46/1 |
a15/1 ± 36/1542 |
ab41/0 ± 56/24 |
c28/0 ± 39/6 |
خاک + ریشه × استاکوزروب |
c 05/0 ± 77/86 |
c 21/2 ±83/0 |
c10/0 ± 41/1 |
b81/0 ± 25/1318 |
b32/0 ± 27/24 |
bc37/0 ± 80/6 |
خاک × برگ پنیرک |
c01/0 ± 46/87 |
b 20/0± 97/0 |
a15/0 ± 51/1 |
b75/0 ± 54/1311 |
c16/0 ±75/22 |
a48/0 ±71/7 |
خاک + ریشه × برگ پنیرک |
b02/0 ± 99/104 |
a 78/0± 55/1 |
c21/0 ±41/1 |
b91/0 ± 22/1257 |
a47/0 ± 29/25 |
ab44/0 ± 34/7 |
|
|
|
|
|
|
|
نوع پلیمر × روش کاربرد × غلظت |
|
|
|
|
|
|
شاهد |
f 39/0 ± 18/69 |
g01/0± 50/0 |
g05/0 ±26/1 |
h46/0 ±09/802 |
f08/0 ± 24/20 |
e05/0 ±65/5 |
خاک × استاکوزروب ×1/0% |
c07/2 ± 89/121 |
d71/0± 02/1 |
e05/0 ±42/1 |
b92/0 ±00/1972 |
d02/0 ±93/23 |
d14/0 ±80/4 |
خاک × استاکوزروب ×2/0% |
ab 03/0 ± 3/145 |
fg23/0± 56/0 |
bc05/0 ±61/1 |
a53/1 ±2125 |
cd07/0 ±46/24 |
e74/0 ± 59/5 |
خاک × استاکوزروب ×3/0% |
a25/0 ± 89/149 |
e04/0± 81/0 |
cd05/0 ±58/1 |
b01/0 ± 33/1886 |
a89/0 ± 60/29 |
d25/0 ±39/4 |
خاک+ ریشه × استاکوزروب × 1/0% |
f07/1 ± 40/72 |
fg09/0± 53/0 |
e05/0 ±45/10 |
cd07/0 ±00/1645 |
f05/0 ±45/20 |
c64/0 ± 01/7 |
خاک+ ریشه × استاکوزروب × 2/0% |
c 23/1 ± 00/127 |
c78/1± 61/1 |
ab05/0 ±64/1 |
f51/0 ± 66/1338 |
a01/1 ± 74/30 |
c65/0 ± 45/7 |
خاک+ ریشه × استاکوزروب × 3/0% |
ef25/2 ± 51/78 |
ef75/0± 70/0 |
a05/0 ±69/1 |
f09/0 ± 66/1534 |
bc09/0 ± 65/25 |
c58/0 ±86/7 |
خاک × برگ پنیرک ×1/0% |
ef29/1 ± 66/74 |
e78/0± 78/0 |
e05/0 ±46/1 |
de24/0 ± 33/1556 |
e04/0 ± 10/22 |
e60/0 ± 49/5 |
خاک × برگ پنیرک ×2/0% |
de01/0 ± 77/87 |
d07/1± 14/1 |
abc05/0 ±63/1 |
g34/0 ± 00/1159 |
d02/1 ±08/24 |
a44/1 ± 78/10 |
خاک × برگ پنیرک ×3/0% |
c04/0 ± 22/118 |
c83/0± 47/1 |
fg05/0 ±28/1 |
c06/0 ±33/1728 |
cd40/1 ± 60/24 |
a74/1 ± 93/10 |
خاک+ ریشه × برگ پنیرک × 1/0% |
c25/ 1± 10/125 |
b58/2± 79/1 |
d05/0 ±52/1 |
f91/1 ± 00/1420 |
b77/0 ±73/26 |
b27/1 ± 63/9 |
خاک+ ریشه × برگ پنیرک × 2/0% |
bc71/0 ± 22/132 |
c93/1± 59/1 |
d05/0 ±54/1 |
g43/1 ±33/1229 |
cd23/0 ±10/24 |
b97/0 ±67/9 |
خاک+ ریشه × برگ پنیرک × 3/0% |
d05/1 ± 48/93 |
a67/4± 34/2 |
f05/0 ±33/1 |
c09/0 ± 66/1653 |
a47/1 ± 11/30 |
b91/0 ±07/9 |
تیمارهای دارای حداقل یک حرف مشترک از نظر آماری (آزمونLSD) با احتمال 05/0 p‹تفاوت معنیداری باهم ندارند.
شکل 1- اثر متقابل نوع پلیمر × روش کاربرد × غلظت بر بازدهی آب مصرفی در ریحان
اعداد با حروف مشترک در هر ستون دارای اختلاف معنیدار (01/0p<) نمیباشند.
شکل 2- اثر متقابل نوع پلیمر × روش کاربرد × غلظت بر ظرفیت آنتیاکسیدانی ریحان
اعداد با حروف مشترک در هر ستون دارای اختلاف معنیدار (01/0p<) نمیباشند.
بحث
نتایج حاصل از این آزمایش در مورد استفاده از سوپرجاذب استاکوزورب و پلیمر طبیعی برگ پنیرک در محیط کشت ریحان نشان داد که صفات مورفولوژیکی، بیوشیمیایی و زایشی ریحان در شرایط تنش خشکی (شاهد) کاهش یافت. با توجه به این نکته که ریحان از گیاهان حساس به شرایط کمآبی میباشد؛ صفات مذکور با استفاده از این پلیمرهای آبدوست و با قرار گرفتن گیاه در شرایط مطلوب از نظر نیاز آبی، عملکرد بهتری را نشان دادند. توانایی بالای پلیمر استاکوزورب در نگهداری و حفظ آب به اثبات رسیده است (14). پلیمرهای سوپرجاذب میتوانند توسط جذب آب حاصل از آبیاری و بارندگی، از فرونشت عمقی آب جلوگیری کرده و با کاهش دور آبیاری و کاهش میزان آبمصرفی، کارایی آب مصرفی را افزایش دهند (11، 17، 23، 29). پلیمر سوپرجاذب استاکوزورب و برگ پنیرک بهعنوان یک پلیمر آبدوست گیاهی و نگهدارنده آب (بعلت دارا بودن موسیلاژ) برای مهیا کردن آب برای گیاه در شرایط کمآبی مفید بوده و باعث افزایش بازدهی آب مصرفی (دو برابر) شد. احتمالاً حصول این نتیجه بهعلت نگهداری بهتر و در دسترس بودن آب در منطقه ریشه از ابتدای انتقال نشا و کمک به جذب بهتر آب توسط گیاه ریحان بود. برای هر دو تیمار، صفت عملکرد ماده خشک اندامهوایی نسبت به ریشه نیز هم راستا با افزایش بازدهی آبمصرفی افزایش یافت. تشابه نتایج این دو صفت نشان داد که پلیمرهای آبدوست بکار رفته در این تحقیق (استاکوزورب و برگ پنیرک) از طریق ذخیره آب در محیط رشد گیاه و بهبود بازدهی آبمصرفی و در نتیجه با کاهش اثرات تنش کمآبی مانع از کاهش زیست توده و عملکرد ماده خشک در ریحان شدند. بطورکلی، کارآیی در مصرف آب و بهبود تولید مواد خشک از جمله واکنشهای مثبت گیاه به کاربرد سوپرجاذبها هستند (7، 30). محققان دیگری نیز تأثیر مثبت استفاده از سوپرجاذبها بر افزایش بازدهی آبیاری، جلوگیری از کاهش تعداد برگ و افزایش عملکرد وزن خشک و عملکرد بیولوژیک گیاهان را در شرایط تنش خشکی گیاهان ثابت کردهاند (9، 12، 17، 27). تنش کم آبی موجب کاهش شاخص محتوای کلروفیل (5) و کاهش میزان کلروفیل b ,a و کاروتنوئیدها در برگ می شود (1). پلیمرهای آبدوست مورد استفاده در این پژوهش نیز با کنترل صدمات ناشی از تنش کمآبی، صفات کلروفیل b ,a و نیز ظرفیت آنتیاکسیدانی را در گیاه ریحان نسبت به شاهد افزایش دادند. سوپرجاذبها بعنوان یک ماده جذب کننده آب و سایر محلولها، در جلوگیری از شستشوی ازت از اطراف ریشه گیاهان اثر مثبت دارند (وجود ازت باعث افزایش رنگ میشود) (17). اثرات مثبت پلیمرهای آبدوست روی میزان کلروفیل، توسط محققان دیگری نیز به اثبات رسیده است (7، 25، 26، 29،30). تیمار برگ پنیرک برترین نتایج را در صفات ظرفیت آنتیاکسیدانی، کلروفیل b و عملکرد ماده خشک نسبت به تیمار استاکوزورب داشت و برای صفات بازدهی آب مصرفی، کلروفیل a و وزن هزاردانه نیز تفاوت معنیداری، با نتایج برتر بدست آمده در تیمار استاکوزورب نداشت. تیمار برگ پنیرک 3/0% با روش کاربرد در خاک + ریشه در افزایش کلروفیل a و با روش کاربرد در خاک در افزایش کلروفیل b و ظرفیت آنتیاکسیدانی مؤثر بود. همچنین تیمار استاکوزورب 2/0% (بکار رفته در خاک و ریشه)، صفات مذکور (کلروفیل b ,a و ظرفیت آنتیاکسیدانی) را در شرایط کمآبی افزایش داد. لازم به ذکر است که نتایج مطلوبتر تیمار برگ پنیرک نسبت به تیمار استاکوزورب بر صفت آنتیاکسیدانی ریحان، احتمالا میتواند مربوط به وجود آنتیاکسیدانهای طبیعی در آن باشد. استفاده از کیتوزان نیز به عنوان یک ترکیب پلیساکارید مانع از تنش کمآبی و موجب افزایش فعالیت آنتیاکسیدانی در گیاهچههای گلرنگ گردید (15). حصول نتایج افزایش ظرفیت آنتیاکسیدانی، با کاربرد پلیمرهای آبدوست (استاکوزورب و برگ پنیرک) در شرایط کمآبی در این پژوهش، می تواند ناشی از کاهش تنش خشکی و در نتیجه کاهش فعالیت آنزیمهای آنتیاکسیدانت (کاتالاز و پراکسیداز) باشد (15)، که نیاز به تحقیقات بیشتری در این زمینه وجود دارد. تنش خشکی در مراحل مختلف رشد بخصوص مراحل گلدهی و دانهبندی محدود کننده عملکرد بوده و در بسیاری از گیاهان زراعی، تنش آب در طی پر شدن دانه، وزن دانهها را تحت تأثیر قرار داده و سبب کوچک شدن و چروکیده شدن دانهها میگردد (5 و31). نتایج بدست آمده در این تحقیق مبنی بر تأثیر مثبت پلیمرهای آبدوست در جلوگیری از کاهش تعداد و وزن دانهها در گیاه ریحان از طریق کاهش تنش خشکی بود که با نتایج سایر محققان مطابقت داشت (9، 25، 27). تیمارهای برگ پنیرک و استاکوزورب در غلظت 2/0% به ترتیب با روش کاربرد در خاک و کاربرد در خاک و ریشه وزن هزار دانه ریحان را افزایش دادند. تأثیر مثبت تیمار برگ پنیرک بر وزن هزار دانه ریحان نشان داد که تأثیر این پلیمر در محیط کشت تا اواخر دوره رشد وجود داشت، البته نیاز به تحقیقات بیشتری در رابطه با این موضوع میباشد. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که تأثیر هر دو ترکیب آبدوست مورد استفاده (برگ پنیرک و استاکوزورب) و غلظتهای مختلف و روشهای کاربرد آنها بر شاخص تورم بذرهای ریحان معنیدار نشد. این نتیجه با نتایج بقالیان (4) و خزاعی و همکاران (6) که اظهار داشتند، سطوح مختلف آبیاری بر شاخص تورم بذرهای اسفرزه اثر معنیداری نداشت؛ مطابقت داشت. بنابراین احتمال اینکه تمام پلیمرهای آبدوست مانع از اعمال تنش بر گیاه ریحان و تفاوت معنیدار در شاخص تورم در بذرهای آن شدهاند و تنش خشکی در تیمار شاهد (بدون پلیمر) نیز تأثیری بر شاخص تورم بذرها نداشته است، وجود دارد و نتایج حاصل در این تحقیق دور از انتظار نیست.
نتیجهگیری کلی
بطورکلی صفات مورد بررسی، نتایج بهتری را با کاربرد هر دو پلیمر آبدوست در غلظتهای بالاتر نشان دادند. همچنین روش کاربرد پلیمرها برای تیمار برگ پنیرک معنیدار نبود. تیمار برگ پنیرک (غلظت 3/0%) با هر دو روش کاربرد (کاربرد در خاک و کاربرد در خاک + ریشه) و استاکوزورب با غلظت 2/0% با روش کاربرد در خاک و ریشه و استاکوزورب 3/0% با روش کاربرد در خاک در شرایط کمآبی بهترین نتایج را برای برخی صفات مورفولوژیکی، بیوشیمیایی، بیولوژیکی و بازدهی آب مصرفی اندازهگیری شده در این پژوهش رقم زدند. در پایان نتایج نشان داد که ترکیبات طبیعی میتوانند جایگزین مناسبی برای ترکیبات شیمیایی باشند، هر چند انتخاب هر یک از این دو پلیمر برای استفاده با در نظر گرفتن خصوصیات آنها مانند مدت ماندگاری و امکان استفاده مجدد از آنها، به تجزیهپذیری، در دسترس بودن و ارزان بودن آنها بستگی دارد.