برخی خصوصیات فیزیولوژیکی گیاه دارویی اسطوخودوس(Lavandula angustifolia)در پاسخ به تنش خشکی وکود کمپوست و ورمی‌کمپوست

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران

2 دانش‌آموخته کارشناسی‌ارشد گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران

چکیده

سابقه و هدف: گیاهان دارویی نقش مهمی در سلامت انسان دارند و بسیاری از مردم به سمت مصرف گیاهان دارویی گرایش پیدا کرده‌اند. لذا تولید گیاهان دارویی و همچنین پژوهش در موضوعات گوناگون مرتبط به آنها در حال افزایش است. بهبود کیفیت گیاهان دارویی تولیدی ضروری به نظر می‌رسد. اسطوخودوسLavandula angustifolia)) گیاهی دارویی از تیره نعناعیان می-باشد که سابقه‌ای طولانی در درمان کم ‌اشتهایی، زردی، سر‌درد، آسم و اختلالات کبدی دارد. در این مطالعه تاثیر مقادیر مختلف کود کمپوست حاصل از پسماند جامد شهری و ورمی‌کمپوست حاصل از بقایای میدان میوه و تره‌ بار بر روی خصوصیات کمی و کیفی گیاه دارویی اسطوخودوس، تحت تنش خشکی با سه تکرار مورد بررسی قرار گرفت.
مواد و روش‌ها:این پژوهش بصورت طرح تصادفی در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه شیراز در سال 1396 صورت گرفت. تیمارها شامل تنش خشکی در سه سطح صفر، 5 و 9 روز و کاربرد کودهای کمپوست و ورمی‌کمپوست، هر یک در سه سطح صفر، 10 و 30 درصد حجم گلدان‌ها بود. تاثیر کمپوست و ورمی‌کمپوست بر رشد، خصوصیت آنتی‌اکسیدانی، ترکیبات فنلی، پرولین و ترکیبات اسانس گیاه دارویی تحت تنش خشکی اندازه‌گیری شد. کمپوست از پسماندهای شهری، تحت شرایط هوازی به وسیله ارگانیسم‌های زنده و ورمی‌کمپوست نیز از بقایای محصولات کشاورزی و میدان میوه و تره بار به وسیله فرایندهایی که توسط کرم‌های خاصی انجام می‌شود، تهیه گردید. تجزیه آماری داده‌ها با استفاده از نرم‌افزار 16 SPSS انجام شد. مقایسه میانگین‌ها با آزمون چند دامنه‌ای دانکن در سطح احتمال خطای 5 درصد انجام شد (P≤ 0.05).
یافته‌ها: نتایج نشان داد که تاثیر تنش خشکی بر کلیه صفات مورد بررسی معنی‌دار بود. سطح 10 درصد ورمی‌کمپوست موجب افزایش رشد ریشه شد. در تیمارهای کمپوست، ورمی‌کمپوست و تنش خشکی وزن تر اندام هوایی گیاه بیشترین میزان رشد را در گیاه شاهد نشان داد. بیشترین میزان پرولین ( μmol/g FW81/10) در تیمار تنش خشکی 9 روزه همراه با کمپوست و ورمی‌کمپوست 30 درصد و کمترین میزان آن (μmol/g FW 9/2 ) در تیمار شاهد مشاهده شد. در تیمار تنش خشکی همراه کمپوست و ورمی-کمپوست 30 درصد بیشترین خاصیت آنتی‌اکسیدانی (μmol/g DW 15/7 ) مشاهده شد. بیشترین میزان محتوای فنولی (μmol/g DW 64/10) در گیاهان تیمار شده با ورمی‌کمپوست 10 درصد و تنش خشکی 9 روزه مشاهده شد و کمترین میزان آن (μmol/g DW 96/5) در تیمار کمپوست 30 درصد و تیمار ورمی‌کمپوست 10 درصد بدون تنش خشکی مشاهده شد.
نتیجه گیری: نتایج بدست آمده بیانگر آن است که استفاده از کود ورمی‌کمپوست در مقادیر کم می‌تواند موجب بهبود خصوصیات کمی و کیفی گیاه اسطوخودوس در شرایط تنش خشکی گردد در حالیکه استفاده از کمپوست حاصل از پسماند جامد شهری موجب کاهش مواد موثره گیاه دارویی اسطوخودوس گردید. لذا پیشنهاد می‌شود که در تهیه کمپوست از ضایعات کشاورزی استفاده شود و پسماند شهری تا حد امکان کمتر مصرف گردد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Some physiological characteristics of the medicinal plant Lavandula angustifolia in response to drought stress, compost and vermicompost

نویسندگان [English]

  • sasan Mohsenzadeh 1
  • mayram hoseinkhani hezaveh 2
  • hamideh zamanpour shahmansouri 2
1 Associate Prof., Dept. of Biology, Faculty of Sciences, University of Shiraz, Shiraz, Iran
2 M.Sc. Graduate, Dept. of Biology, Faculty of Sciences, University of Shiraz, Shiraz, Iran
چکیده [English]

Background and objectives: Medicinal plants play an important role in human health and many people tend to use these drugs. The need for medicinal plants production and research on different subjects which are related is increasing. Therefore, improving the quality of medicinal plants products seems essential. Lavender (Lavandula angustifolia) is an herbaceous medicinal plant that has a long history of treating low levels of jaw, jaundice, asthma, liver and spleen disorders, nausea, asthma, and neurological disorders. In this study, the effect of different amounts of compost fertilizers obtained from solid municipal waste and vermicompost from fruit and vegetable field remnants on qualitative and quantitative characteristics of Lavender plant under drought stress was investigated with three replications.
Materials and methods: This research was a randomized design in greenhouse of Shiraz University in 2017 .Treatments include drought stress at three levels of 0, 5 and 9 days, and compost and vermicompost fertilizers each one in three levels of 0, 10 and 30% of the volume of soil pots. The effects of compost and vermicompost fertilizers on growth, physiological characters such as antioxidants property, phenol content, proline and secondary metabolites in essential oil at different salinity stress were measurement. The compost prepared from municipal waste under aerobic conditions and by the activity of microorganisms. The vermicompost was prepared from agricultural waste and fruit by processes using special worms. The data was analyzed using SPSS 16.0 software. Mean comparisons were made by Duncan’s multiple range test at 0.05 (P≤ 0.05).
Results: The results showed that the effect of drought stress on all traits was significant, 10% vermicompost increased root growth. In compost and vermicompost treatments and drought stress, fresh weight of shoot had the highest growth rate in the control plant. The highest amount of proline (10.81 μmol/g FW) was observed in 9-day drought stress treatment with compost and vermicompost 30% and lowest (2.9 μmol/g FW) in control treatment. The antioxidant level of the plant leaves increased compared to the same treatment without stress. The highest antioxidant activity (7.15 μmol/g DW) was observed in drought stress treatment. The highest amount of phenolic content (10.64 μmol/g DW) was observed in plants treated with 10% vermicompost and nine days of drought stress and the lowest amount (5.96 μmol/g DW) was observed in 30% compost treatment and 10% vermicompost treatment without drought stress.
Conclusion: The results indicate that using vermicompost fertilizer in low concentrations can improve the quantitative and qualitative properties of lavender plant under drought stress conditions and the use of compost from solid municipal waste reduces the effective content of lavender plant it turned out. . It is recommended that agricultural waste can be used in the preparation of compost and that urban wastage can be consumed as little as possible

کلیدواژه‌ها [English]

  • Essential oil
  • Lavender
  • Antioxidant
  • Drought stress
  • Biological fertilizer
1.Ahmadieh, A. and Darman, R. 1984. Mystery of Treatment. Tehran. Eghbal Publication, 312p. (In Persian)
2.Alscher, R.G., Erturk, N. and Heath, L.S. 2002. Role of superoxide dismutases (SODs) in controlling oxidative stress.
J. Exp. Bot. 53: 372. 1331-1341.
3.Atiyeh, R.M., Arancon, N., Edwards, C.A. and Metzger, J.D. 2000. Influence of earthworm-processed pig manure on the growth and yield of greenhouse tomatoes. Bioresour. Technol. 75: 3. 175-180.
4.Barazandeh, M.M. 2002. Essential oil composition of Lavanula latifolia Medik from Iran. J. Esse Oil Res. 14: 2. 103-4. (In Persian)
5.Bates, L.S., Waldren, R.P. and Teare, I.D. 1973. Rapid determination of free proline for water-stress studies. Plant Soil.
39: 1. 205-207.‏
6.Ciba, J., Korolewics, T. and Turek, M. 1999. The occurrence of metals in composted municipal wastes and
their removal. Water Air. Soil. Poll.111: 14. 159-70.
7.Chanda, G.K., Bhunia, G. and Chakraborty, S.K. 2011. The effect of vermicompost and other fertilizers on cultivation of tomato plants. J. Hort. For. 3: 2. 42-45.
8.Chiang, K.Y., Huang, H.J. and Chang, C.N. 2007. Enhancement of heavy metal stabilization by different amendments during sewage sludge composting process. J. Environ. Engin. Manage.17: 4. 249-56.
9.Franco, J.A., Martinez-Sanchez, J.J., Fernandez, J.A. and Banon, S. 2006. Selection and nursery production of ornamental plants for landscaping and xerogardening in semiarid environments. J. Hort. Sci. B. 81: 1. 3-17.
10.Foyer, C. and Noctor, G. 2003. Redox sensing and signaling associated with reactive oxygen in chloroplasts, peroxisomes and mitochondria. Physiol. Plantarum. 119: 3. 355-364.
11.Gholizadeh, A., Esfahani, M. and Azizi, M.A. 2007. The study on the effect of different levels of zeolit and water stress on characteristics and quality of moldavian balm. Pajohesh. Sazandegi. 73: 96-102. (In Persian)
12.Gholizade, Z., Aminifard, M.H. and Sayyari, M.H. 2017. Evaluating the effects of municipal waste compost and corm weight on qualitative characteristic and secondary metabolites of saffron (Crocus sativus L.). J. Plant Prod. 40: 3. 53-64. (In Persian)
13.Heuer, B. 1994. Osmoregulatory role of proline in water stress and salt-stressed plants. P 363-381, In:  Pessarakli. M. (Ed), Handbook of Plant and Crop Stress, Marcel Dekker Publisher, New York.
14.Kara, N. and Baydar, H. 2013. Determination of lavender and lavandin cultivars (Lavandula sp.) containing high quality essential oil in Isparta. J. Field Crop. 18: 58-65.
15.Kim, K.T., Yoo, K.M., Lee, J.W., Eom, S. H., Hwang I.K. and Lee, C.Y. 2007. Protective effect of steamed American ginseng (Panaxquin quefolius L.) on V79-4 cells induced by oxidative stress. J. Ethnopharmacol. 111: 3. 443-450.
16.Lalande, R., Gagnon, B., Simard, R.R. and Cote, D. 2000. Soil microbial biomass and enzyme activity following liquid hog manure in a long term field trial. Can. J. Soil Sci. 80: 2. 263-269.
17.Letchamo, W., Marquard, R., Holz, J. and Gosselin, A. 1994. Effects of water supply and light intensity on growth and essential oil of two Thymus vulgaris selections. J. Appl. Bot. Food Qual. 68: 83-88.
18.Mirzaei, A., Mohammadi, J., Mirzaei, N. and Mirzaei, M. 2011. The antioxidant capacities and total phenolic contents of some medicinal plants in Iran. J. Fasa Univ. Med. Sci. 3: 1. 104-111. (In Persian)
19.Omidbaigi, R., Hassani, A. and Sefidkon, F. 2003. Essential oil content and composition of sweet Basil (Ocimum basilicum) at different irrigation regimes. J. Esse. Oil Bear. Plant. 6: 2. 104-108 (In Persian)
 
20.Omidbaigi, R. 2009. Production and Processing of Medicinal Plants. Behnashr Publisher, Mashhad (In Persian)
21.Rahbarian, P., Afsharmaneshb, G. and Shirzadic, M.H. 2010. Effects of drought stress and manure on relative water content and cell membrane stability in dragonhead (Dracocephal ummoldavica L.). Plant Ecophy. 2: 1. 13-19. (In Persian)
22.Rashtbari, M. and Alikhani, H.A. 2012. Effect and efficiency of municipal solid waste compost and vermicompost on morpho-physiological properties and yield of canola under drought stress conditions. Agricultural science and sustainable production. 22: 2. 114-127. (In Persian)
23.Refaat, A.M. and Saleh, M.M. 1997. The combined effect of irrigation intervals and foliar nutrition on sweet Basil plants. Bull. Cairo Univ. Fac. Agric. 48: 515-527.
24.Robin, A., Szmidt, K. and Dickson, W. 2001. Use of compost in agriculture, Frequently Asked questions (FAQs). Remade Scotland.
25.Sangwan, N.S., Farooqi Abad, A.H. and Sangwan, R.S. 1994. Effect of drought stress on growth and essential oil metabolism in lemongrasses. New Phytol. 128: 1. 173-179.
26.Shimada, K., Fujikawa, K., Yahara, K. and Nakamura, T. 1992. Antioxidative properties of xanthan on the autoxidation of soybean oil in cyclodextrin emulsion. J. Agric. Food Chem. 40: 6. 945-948.‏
27.Stratton, M.L., Barker, A. and Ragsdale, J. 2000. Sheet composting overpowers weeds in restoration project. Biocycle. 41: 4. 57-59.
28.Solinas, V. and Deiana, S. 1996. Effect of water and nutritional conditions on the Rosmarinus officinalis L. phenolic fraction and essential oil yields. Italian Eppos. 19: 189-198.
29.Tarumingkeng, R.C. and Coto Z. 2003. Effects of drought stress on growth and yield of soybean. Kisman, Science Philosopy. Agricultural University. 702p.
30.Tonutti, I. and Liddle, P. 2010. Aromatic plants in alcoholic beverages. Flavour Fragr J. 25: 341-350.
31.Turgut, A.C., Emen, F.M., Canbay, H.S., Demirdogen, R.E., Cam, N., Kılıc, D. and Yesilkaynak, T. 2017. Chemical Characterization of Lavandula angustifolia Mill as a Phytocosmetic Species and Investigation of its Antimicrobial Effect in Cosmetic Products. J. Turk. Chem. Soc. Chem. 4: 1. 283-298.
32.Uma, B. and Malathi, M. 2009. Vermicompost as a soil supplement to improve growth and yield of Amaranthus species. Res. J. Biol. Sci. 5:6. 1054-1060.
33.Past, V., Mesdaghinia, A.R. and Naderi, M. 2016. Determination of toxic metals pollution using extraction (TCLP) in six brands of vermicompost produced from bio-wastes in Tehran. Iran. J. Heal. Environ. 9: 2. 289-298. (In Persian)
34.Wang, D., Shi, Q., Wang, X., Wei, M., Hu, J., Liu, J. and Yang, F. 2010. Influence of cow manure vermicompost on the growth, metabolite contents, and antioxidant activities of Chinese cabbage (Brassica campestris ssp. chinensis). Biol. Fertil. Soils. 46: 7. 689-696.