تأثیر محلول‌پاشی برگی متانول و اتانول بر برخی خصوصیات رشدی و مواد مؤثره گیاه دارویی آویشن باغی (Thymus vulgaris L.)

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی‌ارشد گروه علوم و مهندسی باغبانی، دانشکده علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران

2 استادیار گروه علوم و مهندسی باغبانی، دانشکده علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران

3 دانشیار گروه علوم و مهندسی باغبانی، دانشکده علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران

چکیده

سابقه و هدف: اهمیت فراوان گیاهان دارویی در توسعه جوامع مختلف روز به روز در حال افزایش است. آویشن باغی یکی از مهم‌ترین گیاهان دارویی است که دارای خواصی نظیر ضدعفونی‌کنندگی، ضد اسپاسم، ضد نفخ، معرق، خلط‌آور و آرام‌بخش می‌باشد. با توجه به شواهدی که بر بهبود کیفیت محصولات گیاهی با استفاده‌ از محلول‌پاشی الکل‌ها در اختیار است، شناخت تأثیر این نوع تغذیه بر عملکرد کمی و کیفی گیاهان دارویی و تعیین شرایط بهینه تولید آن‌ها نیازمند مطالعه و تحقیق می‌باشد. بررسی‌ها نشان داده که استفاده از تیمارهای الکلی متانول و اتانول به صورت محلول‌پاشی سبب افزایش عملکرد، تسریع رسیدگی، افزایش متابولیت‌های ثانویه، کاهش اثر تنش خشکی و کاهش نیاز آبی در برخی از گیاهان زراعی و دارویی شده است. با توجه به اینکه میزان جذب این الکل‌ها توسط گیاه ارتباط مستقیم با میزان غلظت آنها دارد به همین دلیل دست‌یابی به غلظت مطلوب و نحوه‌ی به‌کارگیری آن می‌تواند در فرایند رشدی گیاه تأثیر به‌سزایی داشته باشد. بدین منظور، مطالعه حاضر جهت بررسی سطوح مختلف تیمارهای الکلی متانول و اتانول بر برخی صفات مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و فیتوشیمیایی گیاه دارویی آویشن باغی صورت گرفت.
مواد و روش‌ها: این پژوهش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با 4 تکرار در زمینی واقع در کلاردشت اجرا شد. پس از استقرار گیاه در خاک، چهار مرحله محلول‌پاشی با تیمارهای آزمایشی به فاصله‌ی یک هفته انجام شد. تیمارهای آزمایشی شامل اتانول با غلظت‌های صفر، 10، 20 و 30 درصد حجمی و متانول با غلظت‌های صفر، 10، 20 و 30 درصد حجمی بود. محلول‌پاشی با آب مقطر نیز به عنوان تیمار شاهد در نظر گرفته شد. صفات مورد ارزیابی شامل صفات مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی (ارتفاع بوته، تعداد میانگره، طول میانگره، قطر ساقه، قطر ریشه، ارتفاع ریشه، طول و عرض برگ و وزن خشک بوته) و فیتوشیمیایی (کلروفیل a، کلروفیل b، کاروتنوئید، آنتوسیانین، فعالیت آنتی‌اکسیدانی، فنل کل، فلاونوئید کل، قند کل و قند غیراحیا) بود. تجزیه واریانس داده‌ها با استفاده از نرم‌فزار SAS (ver 9.1) انجام پذیرفت.
یافته‌ها: براساس نتایج به‌دست آمده، استفاده از تیمارهای الکلی متانول و اتانول به‌صورت محلول‌پاشی برگی سبب افزایش تمامی صفات اندازه‌گیری شده نسبت به شاهد (آب مقطر) گردید. در بررسی صفات مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی مشخص شد که بیشترین قطر ریشه و طول برگ مربوط به تیمار متانول 20 درصد و اتانول 20 درصد حجمی بود. طول میانگره در تیمار 20 درصد متانول بدون کاربرد اتانول، بالاترین میزان را به خود اختصاص داد. کاربرد 30 درصد متانول بدون استفاده از اتانول نیز سبب تولید حداکثر ارتفاع ریشه شد. همچنین بیشترین وزن خشک بوته (02/9 گرم) در تیمار 30 درصد متانول به همراه 20 درصد اتانول مشاهده گردید که 8/1 برابر تیمار شاهد بود. ارزیابی صفات فیتوشیمیایی نشان داد که در تمامی صفات، افزایش سطوح متانول و اتانول بهترین نتیجه را به‌وجود آورد. به‌طوری‌که بیشترین میزان کلروفیل a، کلروفیل b، کاروتنوئید، قند کل و قند غیراحیا در تیمار متانول 20 درصد به همراه اتانول 30 درصد حجمی به‌دست آمد. همچنین استفاده از متانول 30 درصد و اتانول 10 درصد حجمی سبب افزایش میزان آنتوسیانین و فعالیت آنتی‌اکسیدانی گیاه شد که با تیمار متانول 20 درصد و اتانول 30 درصد حجمی در یک سطح آماری قرار داشت. افزایش سطوح متانول از 20 درصد به 30 درصد حجمی در تمامی سطوح کاربرد اتانول سبب افزایش در میزان فنل کل گردید.
نتیجه‌گیری: به منظور تولید گیاه آویشن باغی، استفاده از محلول‌پاشی برگی الکل‌هایی نظیر متانول و اتانول می‌تواند مفید واقع شود. در این صورت علاوه بر افزایش تولید ماده خشک در واحد سطح، می‌توان میزان مطلوب متابولیت‌های ثانویه را با کیفیت بالا و هزینه کمتر تولید نمود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effect of methanol and ethanol foliar application on some growth characteristics and some of secondary metabolites thyme (Thymus vulgaris L.)

نویسندگان [English]

  • Seyyedeh Maryam Mousavi 1
  • Vahid Akbarpour 2
  • Hossein Moradi 2
  • Hossein Sadeghi 3
1 M.Sc. Student of Medicinal Plants, Dept. of Horticultural Sciences and Engineering, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari
2 Assistant Prof., Dept. of Horticultural Sciences and Engineering, Faculty of Crop Sciences, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari
3 Associate Prof., Dept. of Horticultural Sciences and Engineering, Faculty of Crop Sciences, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari
چکیده [English]

Background and objectives: The importance of medicinal plants in the development of various societies is increasing day by day. Garden thyme is one of the most important medicinal plants that has antiseptic, antispasmodic, anti-flatulence, diaphoretic, expectorant and sedative properties. According to the evidence available to improve the quality of plant products using alcohol spraying solution, realizing the effect of this type of nutrition on the quantitative and qualitative yield of medicinal plants and determining the optimal conditions for their production requires study and research. Studies have shown that the use of alcoholic treatments of methanol and ethanol as a foliar application increases yield, accelerates growth, increases secondary metabolites, reduces the effect of drought stress and reduces water requirements in some crops and medicinal plants. Due to the fact that the amount of absorption of these alcohols by the plant is directly related to their concentration, thus, achieving the desired concentration and how to use it, can have a significant impact on the growth of the plant. Therefore, the present study was performed to investigate different levels of methanol and ethanol alcoholic treatments on some morphological, physiological and phytochemical traits of thyme medicinal plant.
Materials and methods: This research was carried out as a factorial in the form of a complete randomized block design with 4 replications at Kelardasht. After placing the plant in the soil, four stages of foliar application were carried out with experimental treatments at one week intervals. Experimental treatments included ethanol with concentrations of 0, 10, 20, and 30% v/v, and methanol with concentrations of 0, 10, 20, and 30% by volume. Spraying of distilled water was also considered as a control treatment. Evaluated traits included morphological and physiological traits (plant height, number of internodes, internode length, stem diameter, root diameter, root height, leaf length and width and dry plant weight), and phytochemicals traits (chlorophyll a, chlorophyll b, carotenoids, anthocyanins, antioxidant activity, total phenol, total flavonoids, total sugars and non-reduced sugars). Data analysis of variance was performed using SAS software (ver 9.1).
Results: Based on the obtained results, the use of methanol and ethanol alcoholic treatments as a foliar spray solution increased all the measured traits compared to the control (distilled water). Examination of morphological and physiological traits revealed that the highest root diameter and leaf length were related to 20% methanol and 20% ethanol treatments. The internode possessed the highest length in the treatment of 20% methanol without ethanol application. Application of 30% methanol without using ethanol also resulted in maximum root height. Also, the highest dry weight of the plant (9.02 g) was observed in the treatment of 30% methanol with 20% ethanol; which was 1.8 times the control treatment. Evaluation of phytochemical traits showed that in all traits, increasing methanol and ethanol levels resulted in the best findings. So that; the highest levels of chlorophyll a, chlorophyll b, carotenoids, total sugar, and non-reduced sugars were obtained in the 20% methanol treatment with 30% ethanol. Also, the application of 30% methanol and 10% ethanol increased the amount of anthocyanins and antioxidant activity of the plant; which it was at a statistical level with methanol treatment at 20% and ethanol at 30%. An increase in methanol levels from 20% to 30% caused an increase in total phenol content in all ethanol application levels.
Conclusion: In order to produce garden thyme, the application of alcohol foliar spray such as methanol and ethanol can be helpful. Therefore, in addition to increasing the production of dry matter per unit area, it is possible to produce the desired amount of secondary metabolites with high quality and lower cost.

کلیدواژه‌ها [English]

  • alcohol
  • antioxidant activity
  • flavonoid
  • garden thyme
  • total sugar

مراجع

1.Abanda, D., Musch, M., Tschiersch, J., Boettne, M. and Schawb, W. 2006. Molecular interaction between methylobacterium extorquens and seedling: growth promotion, methanol consumption and localization of the methanol emission site. J. Exp. Bot.57: 15. 4025-4032.
2.Amraei, B., Paknejad, F., Ebrahimi, M.A. and Sobhanian, H. 2017. Effects of methanol spraying on some biochemical and physiological characteristics of soybean (Glycine max L.) under drought stress. Plant Env. Physiol. J. 12: 45. 81-94. (In Persian)
3.Armand, N., Amiri, H. and Ismaili, A. 2016. Interaction of methanol spray and water deficit stress on photosynthesis and biochemical characteristics of Phaseolus vulgaris L. cv. Sadry. Photochem. Photobiol. 92: 1. 102-110.
4.Asgari, A.A. and Moinfard, A. 2014. The effect of alcohol foliar application on as a modern application in agriculture. Proceedings of 1st National Congress of Biology and Natural Sciences of Iran. Tehran, Iran. (In Persian)
5.Badger, P.C. 2002. Ethanol from cellulose: A general review. In: Janick, J., Whipkey, A. (eds) Trends in New Crops and New Uses. ASHS, Alexandria, 17p.
6.Baradaran Firouzabadi, M., Parsaeiyan, M. and Baradaran Firouzabadi, M. 2018. Agronomic and physiological response of Nigella sativa L. to ascorbate and methanol foliar application in water deficit stress. Plant Ecophysiol. J.9: 13-27. (In Persian)
7.Benson, A.A. 1951. Identification of ribulose in 14CO2 photosynthetic products. J. Am. Chem. Soc. 73: 2971.
8.Bitarafan, N., Gholami, A., Abbas Dokht, H., Baradaran, M. and Khalighi Sigaroodi, F. 2017. Effects of Vermicompost and Mycorrhiza Fungi on Growth Characteristics, Essential oil and Yield of Thyme (Thymus vulgaris L.).J. Agroeco. 9: 1. 102-114. (In Persian)
9.Boscaiu, M., Sanchez, M., Bautista, I., Donat, P., Lidon, A., Llinares, J., Llul, C., Mayoral, O. and Vicente, O. 2010. Phenolic compounds and stress markers in plants from gypsum habitats. Bulletin Univ. Agri. Sci. Vet. 67: 44-49.
10.Chang, C., Yang, M., Wen, H. and Chern, J. 2002. Estimation of total flavonoid content in propolis by two complementary colorimetric methods.J. Food Drug Anal. 10: 178-182.
11.Ebrahimzadeh, M.A., Pourmorad, F. and Hafezi, S. 2008. Antioxidant activities of Iranian corn silk. Turkish J. Biol.
32: 1. 43-49.
12.Fsles, F.W. 1951. The assimilation and degradation of carbohydrates of yeast cells. J. Biol. Chem. 193: 113-116.
13.Handel, E. 1968. Direct microdetemination of sucrose. Anal. Biochem. 22: 280-283.
14.Hosseinzadeh, S.R., Paknejad, F., Ilkaei, M. and Ahmadpour, R. 2018. Responses of lentil (Lens culinaris Medikus) root to foliar application of methanol under water deficit stress. J. Crop Ecophysiol. 12: 1. 1-20. (In Persian)
15.Hossinzadeh, S.R., Salimi, A., Ganjeali, A. and Ahamadpour, R. 2015. Effect of foliar application of methanol on biochemical characteristics and antioxidant enzyme activity of chickpea (cicer arietinum L.) under drought stress. Plant physio. Biochem. 31: 1. 17-30.
16.Ivanova, E.G., Dornina, N.V., Shepelyakovskaya, A.O., Laman, A.G., Brovko, F.A. and Trotsenko, Y.A. 2001. Facultative and obligate aerobic methylobacteria synthesize cytokinin.J. Microbiol. 69: 646-651.
17.Jafari Marandi, S. and Majd, A. 2009. The Effect of alcoholic (ethanol-methanol) treatments on ontogeny vegetative meristem, formation of flower of parts, changing in the number of shoot flowers, the number of flowers, ontogeny embryo and possibility to delay aging and drooping in Dianthus caryophullus L. J. Dev. Biol. 1: 1. 9-14. (In Persian)
18.Khosravi, M.T., Mehrafarin, A., Naghdibadi, H., Hajiaghaee, R. and Khosravi, E. 2011. Effect of methanol and ethanol application on yield of Echinacea Purpurea L. in Karaj region. J. Herb. Drug. 2: 2. 121-128. (In Persian)
19.Madhayan, T., Poonguzhali, S. and Sundaram, S.P. 2006. A new insight in to foliar applied methanol influencing phylloplane methylotrophic dynamics and growth promotion of cotton (Gossypium hirsutum L.) and sugarcane (Saccharum officinarum L.). Env. Exp. Bot. 57: 168-176.
20.Makhdum, I.M., Nawaz, A. and Shabab, M. 2002. Physiological response of cotton to methanol foliar application.
J. Res. Sci. 13: 1. 37-43.
21.Mirshokraei, A., Yavari, I. and Seyedi Esfehani, A. 2012. Organic Chemistry. Tehran, University Science Publishing. 560p. (Translated in Persian)
22.Moghaddam, M., Narimani, R., Rostami, Gh. and Mojarab, S. 2018. Studying the effect of foliar application of methanol and ethanol on morphological and biochemical characteristics of sweet basil (Ocimum basilicum cv. Keshkeni luvelou). J. Field Crop. Res. 16: 2. 345-354. (In Persian)
23.Mohammadian, R., Rahimian, H., Moghaddam, M. and Sadeghian, S.Y. 2003. Effect of early drought stress on sugar beets chlorophyll fluorescence. Pakistan J. Biol. Sci. 6: 1763-1769.
24.Morales, R. 2002. The history, botany and taxonomy of the genus Thymus. Thieme Medical Pub. pp. 1-43.
25.Nourafkan, H. and Kalantari, Z.2017. The effect of methanol and ethanol foliar application on peppermint morpho-physiological charactristics. Agroeco. J. 12: 4. 1-9. (In Persian)
26.Omokolo, N.D., Tsala, N.G. and Djocgoue, P.F. 1996. Changes in carbohydrate, amino acid and phenol content in cocoa pods from three clones after infection with Phytophthora megakarya Bra. Grif. Annu. Bot.77: 153-158.
27.Pesis, E. 2005. The role of the anaerobic metabolites, acetaldehyde and ethanol, in fruit ripening, enhancement of fruit quality and fruit deterioration. Postharvest Biol. Thechnol. 37: 1-19.
28.Prasanth, R., Ravi, V.K., Varsha, P.V. and Satyam, S. 2014. Review on Thymus vulgaris traditional uses and pharmacological properties. Med. Aroma. Plant. 3: 4. 1-3.
29.Qasim, A., Ashraff, M. and Anwar, F. 2010. Seed composition and seed oil antioxidant activity of maize under water stress. J. Amer. Oil Chem. Soc. 87: 1179-1187.
30.Ramirez, I., Dorta, F., Espinoza, V., Jimenez, E., Mercado, A. and Pena-Cortes, H. 2006. Effects of foliar and root application of methanol on the growth of Arabidopsis, tobacco and tomato plants. J. Plant Growth Regul. 25: 30-44.
31.Ramroudi, M., Chezgi, M. andGalavi, M. 2017. Effect of methanol spraying on quantitative traits and osmatic adjustments in moldavian (Dracocephlum moldavica L.) under low irrigation conditions. J. Field Crop Sci. 48: 1. 149-158. (In Persian)
32.Rasouli, F. 2011. Investigate effects of flooding stress on physiological characteristics, yield and yield components in rapeseed (Brassica napuse). M.Sc. Thesis, Gorgan University of Agricultural Science and Natural Resources. (In Persian)
33.Sajedi Moghadam, S., Mehrafarin, A., Naghdi Badi, H., Pazoki, A.R. and Ghavami, N. 2012. Evaluation of phytochemical yield of thyme (Thymus vulgaris L.) under foliar applicationof hydroalcohol. J. Med. Plant. J.11: 44. 130-139. (In Persian)
34.Sharif Hossain, A.B., Boyce, A.N. and Haji Mohamed, A.M. 2008. Vase life extension and chlorophyll fluorescence yield of bougainvillea flower as influenced by ethanol to attain maximum environmental beautification as ornamental components. Amer. J. Environ. Sci. 4: 625-630.
35.Sharma, R. 2004. Agro-Techniques of Medicinal Plant, Daya Publishing House, Delhi, 264p.
36.Slinkard, K. and singleton, V.L. 1977. Total phenol analysis: automation and comparison with manual methods. Amer. J. Enol. Vi. 28: 49-55.
37.Taiz, L. and Zeiger, E. 2006. Plant physiology, (4th Edition). Sinauer Associates, Sunderland, Mass, 623p.
38.Wagner, G.J. 1979. Content and vacuole/extravacuole distribution of neutral sugars, free amino acids and anthocyanins in protoplast. Plant Physiol. 64: 88-93.
39.Yadegari, M. 2013. Effect of Cu and Mn micronutrients foliar application on quantitative and qualitative yield of thyme (Thymus vulgaris L.) inShahre-Kord region. J. Crop Pro. Res.5: 3. 277-285. (In Persian)
40.Yadegari, M. 2015. Effect of foliar application of micronutirents on growth, yield and essential oil content ofthyme (Thmus vulgaris L.). Crop Res. 47: 56-65.
41.Yadegari, M., Farahani, H. and Mosadeghzad, Z. 2012. Biofertilizers effects on quantitative and qualitative yield of thyme (Thymus vulgaris L.). Afric. J. Agri. Res. 7: 34. 4716-4723.
42.Yazdifar, S.H., Moradi, P. and Yousefi Rad, M. 2015. Effect of foliar application of methanol and chelated zinc on the quantities and qualities yield of marigold (Calendula officinalis L).J. App. Environ. Biol. Sci. 4: 170-176. (In Persian)
43.Yosefian Ghahfarokhi, H., Abdali Mashhadi, A., Bakhshandeh, A. and Lotfi Jalalabadi, A. 2015. Evaluation of effect attract moisture substances and organic fertilizers on quality and quantity yield of purslane (Portulaca oleraceae L.) in Ahvaz region. Plant Proc. Fun. J.4: 3. 87-96. (In Persian)
پژوهش‌های تولید گیاهی
دوره 28، شماره 1
فروردین 1400
صفحه 213-229

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار