بررسی کاربرد نانوکود آهن و روی بر خصوصیات کمی و کیفی گیاه بالنگو (Lallemantia royleana Benth)

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی‌ارشد گیاهان دارویی، مؤسسه آموزش عالی سنا، ساری، ایران

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

3 استاد گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران.

4 دکتری گیاهان دارویی، گروه علوم باغبانی، دانشکده تولید گیاهی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران.

چکیده

سابقه و هدف: یکی از نیازهای مهم در برنامه‌ریزی زراعی به منظور دستیابی به عملکرد بالا و کیفیت مطلوب به‌ویژه در مورد گیاهان دارویی، ارزیابی روش‌های مختلف تغذیه گیاه است. همچنین استفاده از نانوکودها در کشاورزی یکی از سودمندترین روش‌های تغذیه گیاهان می‌باشد. استفاده از نانوکودها منجر به افزایش کارایی مصرف عناصر غذایی، کاهش سمیت خاک، به حداقل رسیدن اثرات منفی ناشی از مصرف بیش از حد کود و کاهش تعداد دفعات کاربرد کود می‌شود. بنابراین با توجه به اهمیت دارویی گیاه بالنگو، پژوهشی به منظور بررسی تأثیر نانوکود آهن و نانوکود روی بر برخی خصوصیات این گیاه دارویی صورت پذیرفت.
مواد و روش‌ها: آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در دانشگاه شاهد تهران اجرا گردید. تیمارهای آزمایشی شامل نانوکود آهن در چهار سطح (صفر، 5/1، 3 و 5/4 گرم در لیتر) و نانوکود روی در چهار سطح (صفر، 5/1، 3 و 5/4 گرم در لیتر) بود. منبع کود آهن مورد استفاده، نانوکود کلات آهن نُه درصد و منبع کود روی مورد استفاده، نانوکود کلات روی 12 درصد بود که به‌صورت محلول‌پاشی در غلظت‌های فوق مورد استفاده قرار گرفت. در این پژوهش صفاتی از قبیل ارتفاع بوته، تعداد فندقه در بوته، وزن خشک برگ، میزان کلروفیل a، b و کاروتنوئید، میزان فنل کل، فلاوئید کل و درصد فعالیت آنتی‌اکسیدانی مورد ارزیابی قرار گرفت.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که بیشترین ارتفاع بوته (3/41 سانتی‌متر) در اثر کاربرد 5/4 گرم در لیتر نانو کود آهن به‌دست آمد. استفاده از تیمار 5/1 گرم در لیتر نانوکود آهن به همراه سه گرم در لیتر نانوکود روی، سبب افزایش تعداد فندقه در بوته (3/593) و غلظت کاروتنوئید در گیاه بالنگو شد. بالاترین میزان وزن خشک برگ (6/3 گرم در بوته) و غلظت کلروفیل b (7/3 میلی‌گرم بر گرم وزن تر) نیز در اثر مصرف 5/4 گرم در لیتر نانوکود آهن به همراه 5/4 گرم در لیتر نانوکود روی به‌دست آمد. غلظت کلروفیل a نیز در اثر کاربرد سه گرم در لیتر نانوکود آهن به همراه 5/1 گرم در لیتر نانوکود روی افزایش یافت. همچنین استفاده از نانوکود آهن به میزان 5/4 گرم در لیتر سبب بهبود تولید فنل کل و فعالیت آنتی‌اکسیدانی گیاه بالنگو شد؛ در حالی‌که کمترین میزان فعالیت آنتی‌اکسیدانی (47/94 درصد) در تیمار شاهد مشاهده شد. در نهایت استفاده از 5/4 گرم در لیتر نانوکود آهن به‌اضافه سه گرم در لیتر نانوکود روی نیز سبب افزایش میزان فلاونوئید کل (6/81 میلی‌گرم بر گرم) در این گیاه شد.
نتیجه‌گیری: به‌طورکلی استفاده از سطوح بالاتر آهن (5/4 گرم در لیتر) و روی (3 و 5/4 گرم در لیتر) سبب حصول بهترین نتیجه در صفات رشدی و فیتوشیمیایی بالنگو در مقایسه با عدم مصرف این کودها گردید. بنابراین با استفاده از مقادیر مناسب نانو کودهای آهن و روی علاوه بر کاهش مصرف کود و کاهش آلودگی محیط زیست، می‌توان سبب بهبود خصوصیات کمی و کیفی گیاه دارویی بالنگو شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigation of nano-iron and nano-zinc application on some qualitative and quantitative traits of Lallemantia royleana Benth

نویسندگان [English]

  • Aghil Madadi-Paein-Roudposhti 1
  • Vahid Akbarpour 2
  • Mohammad Ali Bahmanyar 3
  • Mahboubeh Ashnavar 4
1 M.Sc. Graduated of Medicinal Plants, Sana Institute of Higher Education, Sari, Iran
2 Corresponding Author, Assistant Prof., Dept. of Horticultural Sciences and Engineering, Faculty of Crop Sciences, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran.
3 Professor, Dept. of Soil Sciences and Engineering, Faculty of Crop Sciences, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran.
4 Ph.D. in Medicinal Plants, Dept. of Horticultural Sciences, Faculty of Plant Production, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran.
چکیده [English]

Background and objectives: One of the important needs in agricultural planning in order to achieve high yield and optimal quality, especially in the case of medicinal plants, is the evaluation of different methods of plant nutrition. Also, the use of nanofertilizers in agriculture is one of the most beneficial methods of feeding plants. The use of nanofertilizers leads to increasing the efficiency of nutrient consumption, reducing soil toxicity, minimizing the negative effects of excessive fertilizer consumption, and reducing the frequency of fertilizer application. Therefore, considering the medicinal importance of Lallemantia, a research was conducted to investigate the effect of iron nano-fertilizer and zinc nano-fertilizer on some traits of this medicinal plant.
Materials and methods: Factorial experiment was conducted in a randomized complete block design with three replications at Shahid University of Tehran. The treatments consisted of nano-iron at four levels (0, 1.5, 3 and 4.5 g.l-1) and nano-zinc at four levels (0, 1.5, 3 and 4.5 g.l-1). The source of iron fertilizer used was 9% iron chelate nanofertilizer and the source of zinc fertilizer used was 12% zinc nanofertilizer, which was used as foliar spraying in the above concentrations. In this study, traits such as plant height, number of nuts per plant, leaf dry weight, chlorophyll a, b and carotenoid, total phenol, total flavonoid and antioxidant activity were evaluated.
Results: The results showed that the highest plant height (41.3 cm) was obtained using 4.5 g.l-1 of nano-iron fertilizer. Application of 1.5 g.l-1 nano-iron and 3 g.l-1 nano-zinc increased the number of nuts in plant (593.3) and carotenoids in this plant. The highest leaf dry weight (3.6 g per plant) and chlorophyll b (3.7 mg.g-1 fresh weight) concentration were obtained by using 4.5 g.l-1 nano-iron and 4.5 g.l-1 nano-zinc. The concentration of chlorophyll a was also increased by application of 3 g.l-1 nano-iron and 1.5 g.l-1 nano-zinc. The use of nano-iron improved total phenol production and the antioxidant activity. While the lowest amount of antioxidant activity (94.47%) was observed in the control treatment. Finally, the use of 4.5 g.l-1 nano-iron and 3 g.l-1 nano-zinc increased total flavonoid (81.6 mg.g-1) in this plant.
Conclusion: In general, the use of higher levels of iron (4.5 g.l-1) and zinc (3 g.l-1 and 4.5 g.l-1) resulted in the best results in the growth and phytochemical characteristics of Lallemantia compared to not using these fertilizers. Therefore, by using appropriate amounts of iron and zinc nano-fertilizers, in addition to reducing fertilizer consumption and reducing environmental pollution, it is possible to improve the quantitative and qualitative characteristics of Lallemantia medicinal plant.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Antioxidant activity
  • flavonoid
  • Lallemantia
  • nano-fertilizer
  • total phenol

مراجع

1.Naghibi, F., Mosaddegh, M., Mohammadi Motamed, S. & Gorbani, A. (2005). Labiatae family in folk medicine in Iran: from etnobotany to pharmacology. Iranian Journal of Pharmaceutical Research, 2, 63-79.
2.Omidbaigi, R. (2013). Production and Processing of Medicinal Plants. Mashhad, Iran, Astan Guds Razavi Press, 424p.
[In Persian]
3.Kholdbarin, B. & Eslamzadeh, T. (2005). Mineral Nutrition of Higher Plants. Shiraz, Iran, Shiraz University. Press, 500p. [In Persian]
4.Rezaei, R., Hosseini, S. M., Shabanali, H. & Safa, L. (2009). Identification and analysis of barriers to nanotechnology development in Iran’s agricultural sector from viewpoint of researchers. Journal of Science and Technology Policy Management, 2, 17-26. [In Persian]
5.Jokar, L., Ronaghi, A., Karimian, N. & Ghasemi-Fasaei, R. (2015). Effect of different Fe levels from Fe-nano-chelate and Fe-EDDHA sources on growth and some nutrients concentrations in cowpea in a calcareous soil. Journal of Science and Technology of Greenhouse Culture, 6, 9-19. [In Persian]
6.Bayati, F., Aynehband, B. & Fateh, A. (2014). Effect of different rates and application times of nano-iron on yield and yield components of canola (Brassica napus L.). Iranian Journal of Field Crops Research, 12, 805-812. [In Persian]
7.Vaziri-Amjadi, Z. & Sepehri, A. (2013). Effect of iron and zinc nanofertilizer on yield of chicory leaves and root under different plant densities. The 1st Electronic Conference on New Findings in the Environment and Agricultural Ecosystems, Tehran, Iran. [In Persian]
8.Alizadeh, N., Majd, A., Mahmoudzadeh, H. & Jonoubi, P. (2015). The effect of zinc oxide nanoparticles on some biochemical properties of Safflower (Carthamus tinctorius L.). The 2nd National Conference on Medicinal Plants, Traditional Medicine and Organic Farming, Hamedan, Iran. [In Persian]
9.Porra, R. J. (2002). The chequered history of the development and use of simultaneous equations for the accurate determination of chlorophyllus a and b. Photosynthesis Research, 73, 149-156.
10.McDonald, S., Prenzler, P.D., Antolovich, M. & Robards, K. (2001). Phenolic content and antioxidant activity of olive extracts. Food Chemistry, 73, 73-84.
11.Ebrahimzadeh, M. A., Hosseinimehr, S. J., Hamidinia, A. & Jafari, M. (2010). Antioxidant and free radical scavenging activity of Feijoa sallowiana fruits peel and leaves. Pharmacologyonline,1, 7-14.
12.Mafakheri, S., Asghari, B. & Shaltooki, M. (2016). Effect of biological and nano-fertilizers on quantitative and qualitative characteristics of Lallemantia iberica (M.B.) Fischer & Meyer. Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants, 32, 667-677. [In Persian]
13.Najafi-Vafa, Z., Sirous-Mehr, A. R., Ghanbari, A. & Khamari, A. (2014). Effect of different levels of nano-zinc chelate and humic acid on growth and aerial organ of Satureja hortensis. The 2nd Agricultural and Sustainable Natural Resources Conference, Tehran, Iran. [In Persian]
14.Sharafaldin Shirazi, Sh. & Fazeli, F. (2015). Effect of nano iron chelate fertilizer and iron fertilizer on yield and yield components of Daenian thyme (Thymus daenensis Celak). Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants, 31, 374-382. [In Persian]
15.Pandey, A. C., Sanjay, S. S. & Yadav, R. S. (2010). Application of ZnO nanoparticles in influencing the growth rate of Cicer arietinum. Journal of Experimental Nanoscience, 5, 488-497.
16.Salar-Dini, A. A. (1992). Soil Fertility. Tehran University Press, Tehran, Iran, 434p. (In Persian)
17.Moghadam, E., Mahmoodi Sourestani, M., Farrokhian Firozi, A., Ramazani, Z. & Eskandari, F. (2015). The effect of foliar application of iron chelate type on morphological traits and essential oil content of holy basil. Journal of Crop Improvement, 17, 595-606. [In Persian]
18.Pishva, Z., Amini, M. & Talei, D. (2012). Effects of nano-iron fertilizer on quantitative and qualitative yield, germination and seed vigor of Lallementia royeana L. at different irrigation periods. M.Sc. thesis, Shahed University, Iran. [In Persian]
19.Varnaseri-Ghandali, V. & Nasiri-Dehsorkhi, A. (2017). Investigation of foliar application of zinc and iron elements in nano form on growth and yield of cowpea under water deficit stress. Journal of Applied Research of Plant Ecophysiology, 4, 109-136. [In Persian]
20.Suh, H., Kim, C. H., Lee, J. & Jung, J. (2002). Photodynamic effect of iron on photosystem II function in pea plants. Photochemistry and Photobiology, 75, 513-518.
21.Naderi, M. R. & Danesh-Shahraki, A. (2013). Nanofertilizers and their role in sustainable agriculture. International Journal of Agriculture and Crop Sciences, 5, 2229-2232.
22.Kouchaki, A. & Sarmadnia, Gh. (2013). Crops Physiology. Mashhad, Iran, Mashhad University Press. 400p. [In Persian]
23.Ali-Sadr, R., Manavi-Amri, S., Niknezhad, Y., Fallah-Amoli, F. & Sadati, Z. (2015). The effect of using Zn, Fe and organic fertilizers on the quantitative properties of Stevia (Stevia rebaudiana Bertoni). The 4th Agricultural and Sustainable Natural Resources Conference, Tehran, Iran. [In Persian] 
24.Noori-Hosseini, S. M. (2005). Effect of foliar application and soil consumption of Fe and Zn on yield and yield components of Cotton. The 9th Iranian Soil Science Congress, Tehran, Iran. [In Persian]
25.Maleki-Farahani, S. & Aghighi-Shahverdi, M. (2015). Evaluation the effect of nano-iron fertilizer in compare to iron chelate fertilizer on qualitative and quantitative yield of saffron (Crocus sativus L.). Agricultural Crop Management, 17, 155-168. [In Persian]
26.Mohammadi, M., Majnoun-Hosseini, N., Dashtaki, M. & Sheikh-Beglou, R. (2010). Investigation of nano-iron-oxide and zinc sulfate spraying on the amount of chloroplast pigments of Peppermint (Mentha piperita L.) in field conditions. National Conference on Medicinal Plants, Sari, Iran. [In Persian]
27.Akbarian, M. M., Heidari Sharifabad, H., Noormohammadi, G. & Darvish Kojouri, F. (2012). The effect of potassium, zinc and iron foliar application on the production of saffron (Crocus sativa). Annals of biological research, 3, 5651-5658.
28.Shamloo, A. & Roozbahani, A. (2016). Effect of amino acids and microelements on the rate of photosynthetic pigments content and yield of red bean (Phaseolus vulgaris L.). Plant Ecophysiology,7, 136-150.
29.Derakhshani, Z., Hasani, A. & Rasouli-Sedghiani, H. (2010). The effect of Zn nutrition on growth parameters of Costmary under different irrigation. The 4th Regional Conference on Agricultural Research Findings. Kurdestan, Iran.
[In Persian]
30.Dastmalchi, K., Dorman, H. G., Kosar, M. & Hiltunen, R. (2007). Chemical composition and in vitro antioxidant evaluation of a water soluble Moldavian balm (Dracocephalum moldavica L.) extract. The Journal of Food Science and Technology, 240, 239-248.
31.Ghorbanpour, M. (2015). Major essential oil constituents, total phenolics and flavonoids content and antioxidant activity of Salvia officinalis plant in response to nano-titanium dioxide. Indian journal of plant physiology, 20, 249-256.
32.Ghorbanpour, M. & Hatami, M. (2015). Changes in growth, antioxidant defense system and major essential oils constituents of Pelargonium graveolens plant exposed to nano-scale silver and thidiazuron. Indian journal of plant physiology, 20, 116-123.
33.Posmyk, M. M., Kontek, R. & Janas, K. M. (2009). Antioxidant enzymes activity and phenolic compounds content in red cabbage seedlings exposed to copper stress. Ecotoxicology and Environmental Safety, 72, 596-602.
34.Vojodi-Mehrabani, L., Valizadeh-Kamran, R. and Hassanpour-Aghdam, M. B. (2017). The effect of relative substitution of organ fertilizers on elements content, some physiological traits and yield of Lepidium sativum L. Journal of Agricultural Science and Sustainable Production, 27, 63-72. [In Persian]
35.Kalinova, J. & Vrchotova, N. (2011). The influence of organic and conventional crop management, variety and year on the yield and flavonoid level in common buckwheat groats. Food Chemistry. 127, 602-608.
36.Agarwal, S. & Pandey, V. (2004). Antioxidant enzyme resposes to NaCl stress in Cassia angustifolia. Biologia Plantarum. 48, 555-560.
37.Yousefzadeh, S., Naghdibadi, H., Sabbaghnia, N. & Janmohammadi, M. (2016). The effect of foliar application of nano-iron chelate on physiological and chemical traits of dragonhead (Deracocephalum moldavica L.). Journal of Medicinal Plants, 15, 152-160. [In Persian]
38.Sun, B., Jing, Y., Chen, K., Song, L., Chen, F. & Zhang, L. (2007). Protective effect of nitric oxide on iron deficiency-induced oxidative stress in maize (Zea mays). Journal of Plant Physiology, 164, 536-543.
پژوهش‌های تولید گیاهی
دوره 30، شماره 3
مهر 1402
صفحه 197-216

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار