اثرات نانو سوپر پلیمر جاذب، کودهای کامل گرومور، آهن و روی بر صفات مورفوفیزیولوژیکی و فیتوشیمیایی گیاه اسطوخودوس (Lavandula angustifolia Mill.)، تحت تنش خشکی

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسنده

مرکز تحقیقات تغذیه و محصولات ارگانیک، واحد شهرکرد، دانشگاه آزاد اسلامی، شهرکرد، ایران

چکیده

سابقه و هدف: از گیاه دارویی اسطوخودوس از خانواده نعناعیان در صنایع مختلف غذایی و دارویی استفاده‌های متعددی به‌عمل می‌آید. از بین عوامل محیطی، تنش کمبود آب، نقش مهمی در راستای تولید متابولیت‌های ثانویه در گیاهان دارویی در مناطق خشک و نیمه خشک از جمله ایران، ایفا می‌نماید. تنش خشکی نقش زیان‌آوری بر رشد و عملکرد دارد. این مطالعه در جهت ارزیابی تعدادی از عناصر پرمصرف و کم مصرف بر خصوصیات مورفوفیزیولوزیکی و فیتوشیمیایی گیاه اسطوخودوس فرانسوی در جهت تعیین و معرفی بهترین ترکیب کودی همراه با مصرف سوپرپلیمر جاذب تحت شرایط تنش خشکی انجام شد.

مواد و روش‌ها: پژوهش حاضر به‌صورت طرح کرت‌های دوبار خرد شده در قالب بلوک‌های کامل تصادفی با 3 تکرار بصورت گلدانی تحت شرایط مزرعه در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه آزاد اسلامی شهرکرد طی سال‌های 1402-1403 انجام شد. در این تحقیق سطوح تنش خشکی (D) ]میزان تبخیر از تشت تبخیر کلاس A در سه سطح ظرفیت مزرعه (D1)، 50 درصد (D2) و 75 درصد تخلیه رطوبتی (D3)[ به عنوان کرت‌های اصلی، سطوح پلیمر سوپر جاذب (S) ]استفاده (S1) و عدم استفاده (S2)[ در کرت‌های فرعی و 15 ترکیب محلول‌پاشی (F) در کرتهی فرعی فرعی قرار گرفتند.

یافته‌ها: نتایج حاصل از دوسال انجام تحقیق، نشان‌دهنده اثرگذاری معنی‌دار تیمارهای مورد استفاده بر صفات مورد ارزیابی بود. بیشترین مقادیر وزن خشک اندام هوایی (55/61 گرم در گیاه)، میزان عنصر روی اندام هوایی (55/69 میکروگرم در گرم وزن خشک)، میزان عنصر آهن اندام هوایی (85/82 میکروگرم در گرم وزن خشک)، کل فنل (39/1 میلی‌گرم در کیلوگرم وزن تر)، کل کلروفیل (92/2 میلی‌گرم در گرم وزن تر) و کمترین میزان پرولین (89/10 میکروگرم در کیلوگرم وزن تر) توسط گیاهان تیمار شده با کودهای گرومور بویژه گرومور 1 (20-20-20) در ترکیب با کودهای ریزمغذی آهن و روی بدست آمد. استفاده از نانو سوپرپلیمر جاذب اثرات بسیار مهمی بر مقادیر صفات خصوصاً در زمان تنش خشکی شدید ایجاد نمود. در غالب صفات مورد ارزیابی، گیاهان تیمار شده با کودهای گرومور در یک گروه آماری قرار گرفتند. کمترین مقادیر صفات مورفوفیزیولوژیکی و فیتوشیمیایی از جمله وزن خشک اندام هوایی (12/22 گرم در گیاه)، میزان عنصر روی اندام هوایی (34/28 میکروگرم در گرم وزن خشک)، میزان عنصر آهن اندام هوایی (77/40 میکروگرم در گرم وزن خشک)، کل فنل (29/0 میلی‌گرم در کیلوگرم وزن تر)، کل کلروفیل (95/1 میلی‌گرم در گرم وزن تر) و بیشترین میزان پرولین (01/32 میکروگرم در کیلوگرم وزن تر) توسط گیاهانی بوجود آمد که تحت هیچ‌گونه تیمار تغذیه‌ای واقع نشده بودند و از نظر رطوبتی در شرایط تنش رطوبتی شدید واقع شده بودند. در برخی از صفات گیاهان تیمار شده با تیمارهای F12, F13 و F14 تحت شرایط تنش رطوبتی شدید در گروه یکسانی با گیاهان شاهد قرار گرفتند. ترکیبات اصلی اسانس شامل لینالول، لینالیل استات، لیمونن، آلفا-پینن، 1 و 8 سینئول، بورنئول و کامفور (مونوترپن‌های حلقوی/الکلی) و بتا-فارنسن، آلفا-بیسابولن و بتا-کاریوفیلن (سزکویی ترپن‌ها) بودند. افزودن کودها به‌ویژه کود گرومور 1 (20-20-20) به همراه محلول‌پاشی ریزمغذی آهن و روی منجر به افزایش بیشترین مقادیر در اکثر صفات نسبت به سایر کودهای گرومور مورد بررسی شد.

نتیجه‌گیری: کاربرد کودهای گرومور بویژه گرومور 1 (20-20-20) در ترکیب با ریزمغذی‌های آهن و روی، بویژه در شرایط عدم وجود تنش رطوبتی (طرفیت زراعی) به عنوان یکی از راهکارهای مفید در افزایش صفات مورفوفیزیولوژیکی و فیتوشیمیایی گیاه اسطوخودوس مشخص گردید. کاربرد نانوسوپر پلیمر جاذب در شرایط وجود تنش رطوبتی شدید بیش از سایر سطوح تنش رطوبتی مؤثر بود. در مجموع کاربرد کود کامل گرومور 1 (20-20-20) همراه با ریزمغذی‌های آهن و روی در جهت ایجاد بالاترین مقادیر صفات مورفوفیزیولوژیکی، فیتوشیمیایی، کمیت و کیفیت اسانس تحت شرایط اقلیمی مشابه برای تحقیقات آینده قابل پیشنهاد است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effects of superabsorbent nano-polymer, grow-more, iron and zinc fertilizers on morpho-physiological and phytochemical properties of Lavender (Lavandula angustifolia Mill.) under drought stress

نویسنده [English]

  • mehrab yadegari
Research Center of Nutrition and Organic Products (R.C.N.O.P), Shahrekord Branch, Islamic Azad University, Shahrekord, Iran
چکیده [English]

Background and objectives: Lavender from the Lamiaceae family is an important plants with many uses in various medicinal and food industrial. Among environmental stresses, water deficit stress plays an important role in the biosynthesis of secondary metabolites in medicinal plants in arid and semi-arid regions like Iran. Drought stress has detrimental effects on growth and yield and can upset the balance between the antioxidant defense system and free radicals by stimulating a series of biochemical reactions, where free radicals cause cell damage. In sustainable production systems of medicinal and aromatic plants, stable quantitative and qualitative functions can be achieved under conditions of environmental stress and it is possible to improve the production of secondary metabolites in these plants under adverse environmental conditions. Therefore, this study was done to evaluate some of important macro-micro nutrients on the morpho-physiological and phytochemical properties of Lavandula angustifolia to determine and introduce the best combinations of fertilizers with use of superabsorbent nano-polymer under water stress conditions.

Materials and methods: This research was using a randomized complete block design (RCBD) in a split-split plot layout with three replications. Irrigation regimes (D1-D3: Field Capacity, 50% and 75% evaporation from basin class A) in main plots, superabsorbent nano-polymer application (S1-S2: use and not use) in sub plots and treatments of fertilizers in sub-sub plots were done. This research was performed in farm of Islamic Azad University Branch of Shahrekord (latitude. 32°20′ N, longitude. 50°51′ E, altitude. 2061 m) in 2023-2024.

Results: Over two consecutive years, the obtained results showed that the use of treatments increased the characters and made the significant effectiveness. In two years, the highest shoot dry matter (61.55 g.plant-1), zinc of shoot (69.55 µg/g dry weight), iron of shoot (82.85 µg/g dry weight), phenol (1.39 mg.Kg Fw-1), chlorophyll content (2.92 mg.g-1 DW) and the lowest amount of prolin (10.89 µg.KgFw-1), made by grow-more fertilizers specially grow-more 1 (20-20-20) in combination with Fe/Zn Libfer. However the superabsorbent nano-polymer application had the aggressive effectiveness on amounts of characters especially in hardness of water stress. In most of measured characters, plants treated with grow-more fertilizers were in the same group. The lowest values for morpho-physiological and phytochemical characters such as shoot dry matter (22.12 g.plant-1), zinc of shoot (28.34 µg/g dry weight), iron of shoot (40.77 µg/g dry weight), phenol (0.29 mg.KgFw-1), chlorophyll content (1.95 mg.g-1 DW) and the most of prolin (32.01 µg.KgFw-1), obtained by plants treated with irrigation regime of 75% evaporation from basin class A (D3) and no application of fertilizers. In some characters, plants treated with F12, F13 or F14 treatments under hardness of drought stress had the same group with control plants. The main constituents of essential oil were Linalool, Linalyl acetate, Limonene, Alpha-pinene, 1, 8 cineole, Borneol, Camphor (alcoholic/cyclic monoterpenes) and Beta-farnesene, Alpha-bisabolene and Beta-Caryophyllene (Sesquiterpenes) that made the most components of essential oil plants. The effect of grow-more 1 (20-20-20) in combination with Fe/Zn Libfer on increasing the total phenol and chlorophyll content, were higher than the other grow-more fertilizers ones.

Conclusion: Generally the application of grow-more fertilizer 1 (20-20-20) with consumption of zinc and iron fertilizers can be a good strategy to improve the morpho-physiological and phytochemical characters of L.angustifolia especially the grow-more 1 (20-20-20) in combination with Fe/Zn Libfer in field capacity water condition. However the use of superabsorbent nano-polymer in strenuous drought stress (75%) is more effectivnes than other water stress levels. Finally, the application of grow-more 1 (20-20-20) in combination with Fe/Zn Libfer can be a good strategy to improve morpho-physiological characters and essential oil quantity and quality of L.angustifolia in cold and semi-arid climates.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Grow-more fertilizer
  • Linalool
  • Linalyl acetat
  • medicinal plant
  • micro nutrients