اثر محلول پاشی کیتوزان پلاس بر خصوصیات رشدی و مورفولوژی گیاه  نعناع دشتی  (. Mentha spicata L)تحت همزیستی با قارچ میکوریزا در نظام کشت ارگانیک

کاویانی دارانی, مینا; قاسمی پیربلوطی, عبدالله; مظفری, حمید; اردکانی, محمد رضا; حبیبی, داود

doi:https://doi.org/10.71890/IPER.2025.1118791

رقم المقالة : 140302131118791 زيارة : 136 الصفحة: 39 - 52

https://doi.org/10.71890/IPER.2025.1118791

نوع المخطوط: ابحاث

اثر محلول پاشی کیتوزان پلاس بر خصوصیات رشدی و مورفولوژی گیاه نعناع دشتی (. Mentha spicata L)تحت همزیستی با قارچ میکوریزا در نظام کشت ارگانیک

الموضوعات :

مینا کاویانی دارانی ¹ , عبدالله قاسمی پیربلوطی ² , حمید مظفری ³ , محمد رضا اردکانی ⁴ , داود حبیبی ⁵

1 - گروه زراعت، واحد شهر قدس، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
2 - دانشکده داروسازی، واحد علوم پزشکی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
3 - گروه زراعت، واحد شهرقدس، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
4 - گروه مهندسی زراعت و اصلاح نباتات، واحد کرج، دانشگاه آزاد اسلامی، کرج، ایران
5 - گروه زراعت، واحد کرج، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

تاريخ الإرسال : 23 الخميس , شوال, 1445 تاريخ التأكيد : 17 الثلاثاء , جمادى الأولى, 1446 تاريخ الإصدار : 26 الأحد , ذو الحجة, 1446

الکلمات المفتاحية: نعناع دشتی, خصوصیات رشد, کود زیستی میکوریزا, محلول پاشی کیتوزان پلاس, همزیستی میکوریزا و کیتوزان,

ملخص المقالة :

به منظور بررسی اثرات محلول پاشی کیتوزان پلاس و تیمار نلقیح گیاه نعناع دشتی ( (Mentha spicata L.با قارچ میکوریزا بر خصوصیات رشدی و مورفو-فیزیولوژی و میزان اسانس نعناع دشتی در شرایط ارگانیک، تحقیق طی دو سال زراعی 97-98 و 98-99 در مزرعه ارگانیک تحقیقاتی- آموزشی دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج (مهردشت) اجرا شد. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با دو عامل شامل محلول پاشی با کیتوزان شامل شاهد (بدون محلول پاشی)، محلول پاشی با آب، محلول پاشی کیتوزان در دو غلظت 2000 و 4000 قسمت بر میلیون و عامل تلقیح قارچ میكوریزا شامل شاهد و تلقیح در خاک در چهار تکرار انجام شد. نتایج اثرات تیمارهای آزمایش بر خصوصیات اندازه گیری شده در گیاه نعناع دشتی نشان داد که اثرات توأم تلقیح میکوریزا و محلول پاشی کیتوزان بر برخی خصوصیات رشدی و عملکردی مانند میزان کلروفیل (به ویژه کلروفیل a)، وزن تر و و عملکرد اسانس در واحد سطح معنی دار بود. به طوریکه استفاده از قارچ میکوریزا به همراه محلول پاشی کیتوزان توانست درصد کلونیزاسیون، غلظت فسفر، عملکرد اندام هوایی در واحد سطح و عملکرد اسانس گیاه نعناع دشتی را در برداشته باشد. به عبارتی تلقیح قارچ میکوریزا به همراه محلول پاشی توانست منجر به بهبود عملکرد کمی و کیفی گیاه نعناع دشتی در نظام کشت ارگانیک شود. در پایان میتوان چنین نتیجه گرفت که کاربرد همزمان محلول پاشی کیتوزان و تلقیح قارچ میکوریزا جایگزین کودهای شیمیایی در یک نظام کشت ارگانیک میتواند در ارتقای سلامت و بهداشت محصول کشاورزی، خاک و محیط زیست موثر باشد.

المصادر:

Alavi Samany, S. M., Ghasemi Pirbalouti, A., & Malekpoor, F. (2022). Phytochemical and morpho-physiological changes of hyssop in response to chitosan-spraying under different levels of irrigation. Industrial Crops and Products, 176, 114330. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2021.114330
Ali-Shtayeh, M. S., Jamous, R. M., Abu-Zaitoun, S. Y., Khasati, A. I., & Kalbouneh, S. R. (2019). Biological properties and bioactive components of Mentha spicata L. essential oil: Focus on potential benefits in the treatment of obesity, Alzheimer's disease, dermatophytosis, and drug-resistant infections. Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine, 2019, 1–11. https://doi.org/10.1155/2019/3834265
Amani Machiani, M., Javanmard, A., Ostadi, A., & Alizadeh, K. (2023). Improvement in essential oil quantity and quality of thyme (Thymus vulgaris L.) by integrative application of chitosan nanoparticles and arbuscular mycorrhizal fungi under water stress conditions. Plants, 12(7). https://doi.org/10.3390/plants12071422
Amirkhani, R., Aroiee, H., & Ghasemi Pirbalouti, A., (2023). Effect of the application of chemical, organic, and biological fertilizers on yield and biochemical traits of Iranian shallot (Allium hirtifulium). Journal of Agroecology. 15(1), 31-49 DOI: 10.22067/agry.2021.69445.1030
Ardakani, M. R., Mesbah, R., Moghaddam, A., & Rafiei, F. (2021). Correlation and path analysis of Tobacco (Nicotiana tabacum L.) yield vs root traits and relative water content as affected by Azotobacter, mycorrhizal symbiosis and biochar application under dry-land farming conditions. International Agrophysics, 35(4), 319–329. https://doi.org/10.31545/intagr/143945
Arnon, A. N. (1967). Method of extraction of chlorophyll in the plants. Agronomy Journal, 23(1), 112–121.
Ático Braga, V. A., dos Santos Cruz, G., Arruda Guedes, C., dos Santos Silva, C. T., Santos, A. A., da Costa, H. N., Cavalcanti Lapa Neto, C. J., Aguiar Coelho Teixeira, Á., & Wanderley Teixeira, V. (2020). Effect of essential oils of Mentha spicata L. and Melaleuca alternifolia Cheel on the midgut of Podisus nigrispinus (Dallas) (Hemiptera: Pentatomidae). Acta Histochemica, 122(3), 151529. https://doi.org/10.1016/j.acthis.2020.151529
Bagheri, S., Davazdahemami, S., & Moghadam, J. M. (2015). Variation in growth characteristics, nutrient uptake, and essential oil content in three mycorrhizal genotypes of Mentha spicata L. International Journal of Scientific Research in Knowledge, 3(3), 67.
Bakr Shori, A., Salihin Baba, Ahmad, Ay Kee, L., Ay Kee, L. S. B. A., Kee, L. A., Shori, A. B., & Baba, A. S. (2017). Bioactivity and health effects of Mentha spicata. Integrative Food, Nutrition and Metabolism, 5(1). https://doi.org/10.15761/ifnm.1000203
Begum, N., Ahanger, M. A., Su, Y., Lei, Y., Mustafa, N. S. A., Ahmad, P., & Zhang, L. (2019). Improved drought tolerance by AMF inoculation in maize (Zea mays) involves physiological and biochemical implications Plants 2019, 8(12), 579; https://doi.org/10.3390/plants8120579.
Begum, N., Wang, L., Ahmad, H., Akhtar, K., Roy, R., Khan, M. I., & Zhao, T. (2022). Co-inoculation of arbuscular mycorrhizal fungi and the plant growth-promoting rhizobacteria improve growth and photosynthesis in tobacco under drought stress by up-regulating antioxidant and mineral nutrition metabolism. Microbial Ecology, 83, 971–988 (2022). https://doi.org/10.1007/s00248-021-01815-7
Bouskout, M., Bourhia, M., Al Feddy, M. N., Dounas, H., Salamatullah, A. M., Soufan, W., Nafidi, H. A., & Ouahmane, L. (2022). Mycorrhizal fungi inoculation improves Capparis spinosa’s yield, nutrient uptake and photosynthetic efficiency under water deficit. Agronomy, 12(1), 1–22. https://doi.org/10.3390/agronomy12010149
Chang, Y., Harmon, P. F., Treadwell, D. D., Carrillo, D., Sarkhosh, A., & Brecht, J. K. (2022). Biocontrol potential of essential oils in organic horticulture systems: from Farm to Fork. Frontiers in Nutrition, 8, 1–26. https://doi.org/10.3389/fnut.2021.805138
El Amerany, F., Rhazi, M., Wahbi, S., Taourirte, M., & Meddich, A. (2020). The effect of chitosan, arbuscular mycorrhizal fungi, and compost applied individually or in combination on growth, nutrient uptake, and stem anatomy of tomato. Scientia Horticulturae, 261(May), 109015. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2019.109015
Elagbar, Z. A., Shakya, A. K., Barhoumi, L. M., & Al-Jaber, H. I. (2020). Phytochemical diversity and pharmacological properties of Rhus coriaria. Chemistry and Biodiversity, 17(4). https://doi.org/10.1002/cbdv.201900561
Farahbakhsh, J., Najafian, S., Hosseinifarahi, M., & Gholipour, S. (2021). Essential oil composition and phytochemical properties from leaves of Felty Germander (Teucrium polium L.) and Spearmint (Mentha spicata L.). Journal of Essential Oil-Bearing Plants, 24(1), 147–159. https://doi.org/10.1080/0972060X.2021.1896976
Fazili, M. A., Masood, A., Wani, A. H., & Khan, N. A. (2020). Essential oil of mint: Current understanding and future prospects. In Biodiversity and Biomedicine: Our Future. INC. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-819541-3.00016-5
Fierascu, I., Dinu-Pirvu, C. E., Fierascu, R. C., Velescu, B. S., Anuta, V., Ortan, A., & Jinga, V. (2018). Phytochemical profile and biological activities of Satureja hortensis L.: A review of the last decade. Molecules, 23(10). https://doi.org/10.3390/molecules23102458
French, K. E. (2017). Engineering mycorrhizal symbioses to alter plant metabolism and improve crop health. Frontiers in Microbiology, 8(JUL), 1–8. https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.01403
Gaude, N., Bortfeld, S., Erban, A., Kopka, J., & Krajinski, F. (2015). Symbiosis dependent accumulation of primary metabolites in arbuscule-containing cells. BMC Plant Biology, 15(1), 234. https://doi.org/10.1186/s12870-015-0601-7
Ghasemi Pirbalouti, A., Malekpoor, F., Salimi, A., & Golparvar, A. (2017). Exogenous application of chitosan on biochemical and physiological characteristics, phenolic content and antioxidant activity of two species of basil (Ocimum ciliatum and Ocimum basilicum) under reduced irrigation. Scientia Horticulturae, 217, 114-122. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2017.01.031
Giovannetti. M. & Mosse, B. (1980). An evaluation of techniques for measuring vesicular-arbuscular mycorrhizal infection in roots. New Phytologist. 84, 489–500.
Goudarzian, A., Ghasemi Pirbalouti, A., & Hossaynzadeh, M. (2020). Menthol, balance of menthol/menthone, and essential oil contents of Mentha× Piperita L. under foliar-applied chitosan and inoculation of arbuscular mycorrhizal fungi. Journal of Essential Oil Bearing Plants, 23(5), 1012-1021. https://doi.org/10.1080/0972060X.2020.1828177
Guru, A., Dwivedi, P., Kaur, P., & Pandey, D. K. (2021). Exploring the role of elicitors in enhancing medicinal values of plants under in vitro condition. South African Journal of Botany. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.sajb.2021.10.014
IPNI (International Plant Nutrition Institute). (1999). Functions of Phosphorus in Plants. Better Crops, 83(1), 6–7.
Karimi, A., Rahmani, F., Ghasemi Pirbalouti, A. & Mohammadi, M. (2020). Growth, physiological and biochemical traits of sage under the exogenous stimulating and stress factors. Russian Journal of Plant Physiology, 67, 933–944. https://doi.org/10.1134/S1021443720050076
Khalvandi, M., Amerian, M., Pirdashti, H., & Keramati, S. (2021). Does co-inoculation of mycorrhiza and Piriformospora indica fungi enhance the efficiency of chlorophyll fluorescence and essential oil composition in peppermint under irrigation with saline water from the Caspian Sea? PLoS ONE, 16(7 July), e0254076. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0254076
Malerba, M., & Cerana, R. (2016). Chitosan effects on plant systems. International Journal of Molecular Sciences, 17(7), 996. https://doi.org/10.3390/ijms17070996
Merlin, E., Melato, E., Lourenço, E. L. B., Jacomassi, E., Junior, A. G., da Cruz, R. M. S., Otênio, J. K., da Silva, C., & Alberton, O. (2020). Inoculation of arbuscular mycorrhizal fungi and phosphorus addition increase coarse mint (Plectranthus amboinicus Lour.) plant growth and essential oil content. Rhizosphere, 15, 100217. https://doi.org/10.1016/j.rhisph.2020.100217
Miozzi, L., Vaira, A. M., Catoni, M., Fiorilli, V., Accotto, G. P., & Lanfranco, L. (2019). Arbuscular mycorrhizal symbiosis: Plant friend or foe in the fight against viruses? Frontiers in Microbiology, 10(JUN). https://doi.org/10.3389/fmicb.2019.01238
Morin-Crini, N., Lichtfouse, E., Torri, G., & Crini, G. (2019). Applications of chitosan in food, pharmaceuticals, medicine, cosmetics, agriculture, textiles, pulp and paper, biotechnology, and environmental chemistry. Environmental Chemistry Letters, 17(4), 1667–1692. https://doi.org/10.1007/s10311-019-00904-x
Naseri, R., Mirzaei, A., Abbasi, A. 2022. The combined role of mycorrhizal fungi and phosphorus chemical fertilizer on nutrient uptake in barley (Hordeum vulgare L.) cultivars under rainfed conditions. Journal of Plant Environmental Physiology. 65(2): 24-39. https://doi.org/10.30495/iper.2022.690265
Samani, M. R., D’Urso, G., Montoro, P., Ghasemi Pirbalouti, A., & Piacente, S. (2021). Effects of bio-fertilizers on the production of specialized metabolites in Salvia officinalis L. leaves: An analytical approach based on LC-ESI/LTQ-Orbitrap/MS and multivariate data analysis. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 197, 113951. https://doi.org/10.1016/j.jpba.2021.113951
Tarraf, W., Ruta, C., De Cillis, F., Tagarelli, A., Tedone, L., & De Mastro, G. (2015). Effects of mycorrhiza on growth and essential oil production in selected aromatic plants. Italian Journal of Agronomy, 10(3), 160–162. https://doi.org/10.4081/ija.2015.633
Mahmoodi,A.,,Yadegari, M., &,Hamedi, B. (2020). The effect of vermicompost and nitrogen and phosphorus fertilizers on morphological and phytochemical traits of Mentha piperita L. Journal of Plant Environmental Physiology, 57, 84-99.
Yeshi, K., Crayn, D., Ritmejerytė, E., & Wangchuk, P. (2022). Plant secondary metabolites produced in response to abiotic stresses has potential application in pharmaceutical product development. Molecules, 27(1), 313. https://doi.org/10.3390/molecules27010313

نص كامل:

title-en

Effects of inoculation with mycorrhizal fungus and foliar spraying of chitosan on growth characteristics, morphology, and essential oil content of Mentha spicata L. in an organic farming system

Mina Kaviani Darani1, Abdollah Ghasemi Pirbalouti2* , Hamid Mozafari3,
Mohammadreza Ardakani4 , Davoud Habibi5

1 Department of Agronomy, Shahr-e-Qods Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran, Email: kaviani.mina@gmail.com

2 Department of Biology, TeMS.C., Islamic Azad University, Tehran, Iran, Email: a.ghasemi@iau.ac.ir

3 Department of Agronomy, Karaj Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran, Email: mozafarihamid@yahoo.com

4 Department of Agronomy, Shahr-e-Qods Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran, Email: mreza.ardakani@iau.ac.ir

5 Department of Agronomy, Karaj Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran, Email: dhabibi@iau.ac.ir

Article type:		Abstract
Research article Article history Received:02.05.2024 Revised:03.11.2024 Accepted:19.11.2024 Published:22.06.2025 Keywords Bio-fertilizer Essential oil Mentha spicata L. Organic farming Root colonization Yield		To investigate the effects of foliar spraying with chitosan and inoculation with mycorrhizal fungi on the growth, morphological characteristics, and essential oil production of Mentha spicata L. (Lamiaceae) under organic farming conditions, a field experiment was conducted during two crop years 2018-2019 and 2019-2020at the organic farm located on the Research and Education field of I.A.U., Karaj Branch (Mehrdasht), Iran. The experimental treatments were arranged in a factorial design with a randomized complete block design (RCBD) and four replications. The experimental treatments included factor A: foliar spraying (control, water spraying, and chitosan foliar spraying at two levels of 2000 and 4000 ppm) and inoculation (with mycorrhizal fungus and without inoculation). The results of the experimental treatments in this study on the growth and morphological characteristics of the mint plant showed that the interaction effect of mycorrhizal inoculum × chitosan foliar-spraying on some features, such as chlorophyll (in particular chlorophyll a), the fresh plant weight, phosphorus concentration, colonization, and essential oil yield per area, was significant. The use of mycorrhizal fungi, combined with foliar spraying of chitosan, can enhance the growth and morphological traits of mint plants. This combination promotes phosphorus acquisition, increases fresh plant weight, and boosts essential oil yield by improving root growth. Consequently, it further enhances both the quantitative and qualitative yield of the mint plant. Finally, it can be concluded that the foliar application of chitosan and the soil application of mycorrhizal fungi, due to the non-use of chemical fertilizers in an organic farming system, can lead to the health of agricultural products, soil, and the environment.
Cite this article as: Kaviani Darani, M., Ghasemi Pirbalouti, A., Mozafari, H., Mohammadreza Ardakani, Davoud Habibi. (2025). Effects of inoculation with mycorrhizal fungus and foliar spraying of chitosan on growth characteristics, morphology, and essential oil content of Mentha spicata L. in an organic farming system. Journal of Plant Environmental Physiology, 78: 39-52.
	©The author(s) Publisher: Islamic Azad University, Gorgan branch DOI: https://doi.org/10.71890/IPER.2025.1118791

title-Fa

اثرات تلقیح با قارچ میکوریزا و محلول پاشی کیتوزان بر خصوصیات رشدی، مورفولوژی

و میزان اسانس گیاه نعناع دشتی ((Mentha spicata L. در نظام کشت ارگانیک

مینا کاویانی دارانی1، عبداله قاسمی پیربلوطی2* ، حمید مظفری4، محمدرضا اردکانی3 ،

داوود حبیبی5

1 گروه زراعت، واحد شهر قدس، دانشگاه آزاد اسلامی تهران، ایران، رایانامه kaviani.mina@gmail.com

2 گروه زیست شناسی، دانشگاه علوم پزشکی آزاد اسلامی تهران، تهران، ایران، رایانامه: a.ghasemi@iau.ac.ir

3 گروه زراعت، واحد کرج، دانشگاه آزاد اسلامی، کرج ایران، رایانامه: mozafarihamid@yahoo.com

4 گروه زراعت، واحد شهر قدس، دانشگاه آزاد اسلامی تهران، ایران، رایانامهmreza.ardakani@iau.ac.ir:

5 گروه زراعت، واحد کرج، دانشگاه آزاد اسلامی، کرج ایران ، رایانامه dhabibi@iau.ac.ir:

نوع مقاله:

مقاله پژوهشی

تاریخ دریافت: 13/02/1403

تاریخ بازنگری: 13/08/1403

تاریخ پذیرش: 29/08/1403

تــاریخ چاپ:01/04/1404

واژه‌های کلیدی:

اسانس

زراعت ارگانیک

کلونیزاسیون ریشه

کود زیستی

عملکرد

نعناع

چکيده

به منظور بررسی اثرات محلول پاشی کیتوزان پلاس و تیمار نلقیح گیاه نعناع دشتی ( (Mentha spicata L. با قارچ میکوریزا بر خصوصیات رشدی و مورفوفیزیولوژی و میزان اسانس نعناع دشتی در شرایط ارگانیک، تحقیق طی دو سال زراعی 97-98 و 98-99 در مزرعه ارگانیک تحقیقاتی- آموزشی دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج (مهردشت) اجرا شد. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با دو عامل شامل محلول پاشی با کیتوزان شامل شاهد (بدون محلول پاشی)، محلول پاشی با آب، محلول پاشی کیتوزان در دو غلظت 2000 و 4000 قسمت بر میلیون و عامل تلقیح قارچ میكوریزا شامل شاهد و تلقیح در خاک در چهار تکرار انجام شد. نتایج اثرات تیمارهای آزمایش بر خصوصیات اندازه گیری شده در گیاه نعناع دشتی نشان داد که اثرات توأم تلقیح میکوریزا و محلول پاشی کیتوزان بر برخی خصوصیات رشدی و عملکردی مانند میزان کلروفیل (به ویژه کلروفیل a)، وزن تر و و عملکرد اسانس در واحد سطح معنی دار بود. به طوریکه استفاده از قارچ میکوریزا به همراه محلول پاشی کیتوزان توانست درصد کلونیزاسیون، غلظت فسفر، عملکرد اندام هوایی در واحد سطح و عملکرد اسانس گیاه نعناع دشتی را در برداشته باشد. به عبارتی تلقیح قارچ میکوریزا به همراه محلول پاشی توانست منجر به بهبود عملکرد کمی و کیفی گیاه نعناع دشتی در نظام کشت ارگانیک شود. در پایان می‌توان چنین نتیجه گرفت که کاربرد همزمان محلول پاشی کیتوزان و تلقیح قارچ میکوریزا جایگزین کودهای شیمیایی در یک نظام کشت ارگانیک می‌تواند در ارتقای سلامت و بهداشت محصول کشاورزی، خاک و محیط زیست موثر باشد.

استناد: کاویانی دارانی، مینا؛ قاسمی پیربلوطی، عبداله؛ اردکانی، محمدرضا؛ مظفری، حمید؛ حبیبی، داوود. (1404). اثرات تلقیح با قارچ میکوریزا و محلول پاشی کیتوزان بر خصوصیات رشدی، مورفولوژی و میزان اسانس گیاه نعناع دشتی (Mentha spicata L.) در نظام کشت ارگانیک. فیزیولوژی محیطی گیاهی،78: ۵۲-۳۹.

$Description: C:\Users\Asus\Desktop\CC-BY.png$

ناشر: دانشگاه آزاد اسلامی گرگان

DOI: https://doi.org/10.71890/IPER.2025.1118791

مقدمه

نعناع دشتی (Mentha spicata L.) از تیره نعناعیان (Lamiaceae)، گیاهی چندساله، علفی و معطر یا اسانس دار از جمله گیاهانی است که به علت اهمیت اقتصادي و دارویی آن توجه بیشتر محققان را به خود جلب کرده است تا از طریق شناخت عوامل موثر بر رشد و خصوصیات مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و فیتوشیمیایی با افزایش کمیت و کیفیت ماده موثره آن یعنی اسانس، بازدهی این گیاه دارویی را بهبود بخشند (Leong Ay Kee et al., 2017). نعناع دشتی یكی از گیاهان دارویی و معطر مهم است که به دلیل خواص دارویی ارزشمند و انعطاف اکولوژیکی بسیار زیاد در اقلیم‌های متنوع، به عنوان یکی از ذخایر ژنتیک گیاهی محسوب می‌شود (Ali-Shtayeh et al., 2019; Elagbar et al., 2020). درسالهای اخیر، تحقیق بر روی روش‌های زیستی برای جلوگیری از کاربرد ترکیبات شیمیایی در کشاورزی به عنوان محرک‌های رشد یا القاء کننده‌ها در بیوسنتز ترکیبات ثانویه منجر به استفاده از مواد مبتنی بر بیوپلیمرها شده است. فضیلی و همکاران (Fazili et al., 2020) بر وجود مقادیر زیادی از "دی اسیتیلیشن پاراستامول" در کیتین اذعان داشته اند. یکی از ویژگیهای کیتوزان و مشتقات آن غیر سمی و زیست تخریب پذیر بودن آن است. کیتوزان به عنوان یك ماده زیست تجزبه پذیر طبیعی، که از پوست سخت پوستانی چون خرچنگ و میگو و برخی میکروارگانیسم‌ها، استخراج می‌شود دارای اهمیت ویژه‌ای است (Morin-Crini et al., 2019). نتایج تحقیقات گورو و همکاران (Guru et al., 2021) نشان داده است که استفاده از مواد مبتنی بر بیوپلیمرها، به‌طور قابل توجه‌ای بهره‌وری گیاهان را افزایش می‌دهد. بنابراین می‌توان گفت که استفاده از محرکهای زیستی در بسیاری از گیاهان از روش‌های افزایش عملكرد کمی و کیفی نیز می‌باشد. کیتوزان از جمله محركهای زیستی است که بر خصوصیات رشدی گیاهان، همچون تغییرات مورفولوژیكی، ریزازدیادی و افزایش محتوی متابولیت‌های ثانویه اثر گذار است (Malerba & Cerana, 2016). ایشی و همکاران (Yeshi et al., 2022) دریافتند که استفاده از الیسیتورهای زیستی هم‌چون کیتوزان با تحریك مكانیسم‌های دفاعی باعث افزایش تولید متابولیت‌های ثانویه در گیاهان دارویی و معطر می‌شود (Ghasemi Pirbalouti et al., 2017; Alavi samani et al., 2022).

از دیگر راهکارهای زیستی موثر بر خصوصیات رشدی گیاهان مطرح در سال‌های اخير، مطالعات زيادی است که در راستای استفاده از کودهای زيستي انجام شده است. کودهای زيستي شامل ريزجاندارانی است که قادر به افزايش حاصل‌خيزی خاک، افزايش رشد گياه و عملکرد محصول هستند (Bouskout et al., 2022; Yadegari et al., 2020). قارچ میكوریزا به عنوان یك راهكار زیستی موثر در بهبود جذب آب و عناصر غذایی و رشد گیاهان و همچنین به منظور حصول عملكرد قابل قبول به عنوان اصلاح کننده زیستی نامیده شده است (Ardakani et al., 2021). قارچهای میکوریزا گونههایی از قارچ هستند که با ریشه گیاهان ارتباط همزیستی نزدیک داشته و باعث افزایش عناصر غذایی مانند فسفر در گیاه می‌شوند (Gaude et al., 2015). افزایش طول ریشه در همزیستی با قارچ در گیاهان دارویی و معطر متعددی مانند ریحان، نعناع فلفلی و آویشن گزارش شده است (French, 2017).

به منظور شناخـت كارآيي و نـحوه اثـر كـودهاي زيسـتي به ویژه تلقیح قارچ میکوریزا در رشـد و عملکرد کمی و کیفی گیاهان دارویی و معطر تحـقـيقات گسـترده اي انجام شــده اسـت که نتایج آن‌ها حاکی از اثرات مثبت همزيستي اين قارچ‌ها بر خصوصیات رشدی، افزایش طول ریشه و افزایش عملکرد اسانس در گیاهان معطر بوده است (El Amerany et al., 2020).

طبق بررسیهای به عمل آمده تاکنون مطالعه‌ای در خصوص اثرات توأم محلول پاشی کیتوزان همراه با کاربرد قارچ میکوریزا بر ویژگی‌های رشدی و عملکردی نعناع دشتی (Mentha spicata L.) در شرایط نظام کشت ارگانیک انجام نشده است، لذا آنچه در این پژوهش مورد ارزیابی قرار می‌گیرد، اثرات تلفیقی تلقیح میكوریزا و محلول پاشی کیتوزان بر خصوصیات رشدی، مورفولوژیکی و میزان اسانس گیاه نعناع دشتی در شرایط نظام ارگانیك است که به عنوان مدلی از توسعه، در بهرهبرداری از گیاهان دارویی و معطر مطرح شده است.

مواد و روش‌ها

محل اجرای تحقیق: این پژوهش در طی دو سال زراعی 98-1397 و 99-1398 در بخش مطالعاتی مزرعه ارگانیک تحقیقاتی - آموزشی دانشکده کشاورزی دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج (مهردشت کرج)، استان البرز (با عرض جغرافیایی 35 درجه و71 دقیقه شمالی و طول جغرافیایی50 درجه و81 دقیقه شرقی) با ارتفاع 1174 متر از سطح دریا اجرا شد. شرایط اقلیمی منطقه مورد مطالعه بر اساس روش کوپن دارای تابستان‌های معتدل، زمستان‌های سرد و نیمه خشک است. قبل از آماده سازی زمين با توجه به اهمیت بررسی کیفیت خاک از حیث شناسایی و بررسی عناصر غذایی و حاصل‌خیزی خاک، تجزیه شیمیایی و سنجش مواد مغذی، ارزیابی وضعیت سلامت خاک ابتدا با تعیین مسیر نمونه برداری در مزرعه، نمونه خاکهای 20 نقطه از اراضی از عمق
30-0 سانتيمتري خاك تهیه و مخلوط شدند. برای ارزیابی خصوصیات فيزيكي و شيميايي خاک نظیر اندازه گیری عناصر پر مصرف شامل نیتروژن، فسفر و پتاسیم، عناصر گوگرد، کلسیم و منیزیم مورد نیاز گیاهان و سنجش عناصر ریز مغذی یا میکرو (آهن، منگنز، روی، مس و غیره)، تعیین ماده آلی خاک، pH، بافت خاک، EC یا هدایت الكتریكی بر حسب دسی زیمنس بر متر (dSm-1) نمونههای خاک به آزمایشگاه مرکز تحقیقات گیاهان دارویی واحد شهر قدس ارسال شد (جدول 1).

عمليات خاک ورزی و کاشت: پس از انجام عمليات خاک‌ورزی و پياده کردن نقشه طرح، 8 بلوک در 4 رديف، برای کاشت در نظر گرفته شد. اندازه هر کرت 3 در 4 مترمربع، فاصله بین ردیف کاشت 100 سانتی‌متر و فاصله بین بوته‌ها 30 سانتی‌متر در نظر گرفته شد. هر کرت شامل 3 خط کاشت و تراکم بوته‌ها ۲۵/۳ در مترمربع بود. کاشت گیاه نعناع دشتی در تاريخ 18 اردیبهشت‌ماه روی هر رديف انجام شد. گیاه مورد نظر نعناع دشتی توده محلی کرج تهیه و کشت شد. آبياري و وجین علفهای هرز مزرعه بر حسب نياز، به‌طور منظم انجام شد تا وضعيت بوته‌ها در حد مطلوب حفظ شوند.

تیمارها و طرح آزمایشی: آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با دو عامل محلولپاشی با کیتوزان شامل شاهد (بدون محلول پاشی)، محلول پاشی با آب، محلول پاشی کیتوزان در دو غلظت 2000 و 4000 قسمت بر میلیون و عامل تلقیح قارچ میكوریزا شامل (شاهد و تلقیح در خاک) در چهار تکرار انجام شد. 125 گرم قارچ میکوریزا در دو سطح عدم تلقیح و تلقیح، در کرت‌هایی که به تصادفی مشخص شده بود، اعمال شد.در همین راستا، ابتدا شیاری با عمق 3 تا 5 سانتی‌متر کنار ریشه گیاه تعبیه شد، سپس به میزان 125 گرم قارچ میکوریزا تلقیح و سطح شیار با خاک پوشیده و آبیاری انجام شد. همچنین محلول کیتوزان پلاس، پس از تهیه غلظتها و تعدیل pH در آزمایشگاه با استفاده از سمپاش دستی و پس از انجام کالیبراسیون، 12 تا 15 روز قبل از برداشت (در تاریخ 23 مرداد ماه سال 1398) روی اندام هوایی گیاهان در صبح زود اسپری گردید. در طول دوره داشت تا برداشت محصول عملیات آبیاری و وجین علفهای هرز به‌طور مرتب انجام شد.

جدول 1: نتایج خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک مزرعه مورد مطالعه

مشخصات

هدایت الکتریکی

EC (dS/m)

اسیدیته

کربن آلی

OC (%)

فسفر قابل جذب

P ava (mm/kg)

پتاسیم قابل جذب

K ava (mm/kg)

سدیم قابل جذب

Na ava (mm/kg)

کلسیم قابل جذب

Ca ava (mm/kg)

آهن قابل جذب

Fe ava (mm/kg)

روی قابل جذب

Zn ava (mm/kg)

منگنز قابل جذب

Mn ava (mm/kg)

روش آزمایش

عصاره اشباع

والکی بلک

اولسون

فیلم

فتومتر

فیلم

فتومتر

فیلم

فتومتر

روش آزمایشگاهی

میزان

18/2

17/7

42/1

6/6

425

1125/3

1892/3

75/8

11/1

85/6

ظرفیت تبادل کاتیونی خاک 33/18 سانتی مول بر کیلوگرم بوده و با توجه به نمونه ارسالی آب اسیدیته آب 81/7 و شوری آن 2100 میلی‌گرم بر لیتر می‌باشد.

اندازه‌گیری صفات: نمونه برداری از گیاه نعناع دشتی، در زمان گل‌دهی در تاریخ 4 شهریور ماه همان سال از سرشاخه‌های گل‌دار صورت گرفت. ارتفاع بلندترین ساقه و گل آذین اندازه‌گیری شدند و سپس در هر کرت با استفاده از خطکش اندازه گیری و تعداد ساقههای هر بوته و تعداد گل آذینهای آن به دقت شمارش و ثبت شد. سپس خط وسط هر کرت با رعایت اثر حاشیهای برداشت و توزین شد. خطوط اول و دوم هر کرت نیز به طور مجزا برداشت، توزین و ثبت شد. از خط وسط هر کرت 2 شاخه به صورت تصادفی برای سنجش کلروفیل گیاه شماره گذاری و به آزمایشگاه (مرکز تحقیقات گیاهان دارویی- دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرقدس) منتقل و در یخچال نگهداری حدود دمای 4 درجه سانتی‌گراد شد. نمونههای خط وسط و خطوط 1 و 2 هر کرت بعد از شماره گذاری، به منظور حفظ کمّيت و کيفيت اسانس گياه، در سايه و در درجه حرارت محيط خشک شدند و وزن خشک هر نمونه نیز ثبت گردید. همچنین برای تعیین وزن ماده خشک (DM) اندام هوایی از فرمول ذیل استفاده شد:

DM (%) = DMW/FMW*100

Where DMW: dry matter weight, FMW: fresh matter weight

برای اندازه گیری کلروفیل و کارتنوئید از روش آرنون (Arnon, 1967) و برای اندازه گیری میزان فسفر گیاه از روش تاراف و همکاران استفاده شد (Tarraf et al., 2015).

کلونیزاسیون ریشه: به منظور اندازه گیری درصد کلونیزاسیون ریشهها با میکوریزا، همزمان با برداشت بوته‌ها از ریشههای آنها به ویژه ریشههای مویین و نازک نمونه برداری به عمل آمد. سپس ریشهها به طور کامل و با رعایت حداقل آسیب با استفاده از آب مقطر شسته شده و از محلول FAA ¹ برای تثبیت ریشه‌ها اسـتفاده شد. وزن ریشه خشک، با دقت 0.0001 گرم با ترازوی دقیق اندازه گیری شد. طول ریشه، سطح ریشه و حجم ریشه (از طریق اختلاف حجم ایجاد شده پس از قرار دادن ریشه در حجم معین آب) با دقت 1/0 میلی لیتر اندازه گیری شدند. به منظـور تعیـین درصد کلونیزاسیون ریشه، از روش خطوط متقاطع (Gridline Intersect Method) اسـتفاده شــد (Giovannetti & Mosse, 1980). سپس ریشه‌ها به دقت با آب مقطر شستشو شده درصد آغشـتگی میکوریزای ریشهها به روش خطوط متقاطع تعیین شد.

اسانس‌گیری: پس از هر برداشت نمونه‌های خشک گیاه نعناع دشتی توزین و خرد شدند، سپس 100 گرم نمونه‌های گیاهی داخل بالن تقطیر ریخته و به‌مدت 4 ساعت با استفاده از دستگاه کلونجر عمل اسانس گیری انجام شد و پس از سنجش در یخچال نگهداری شدند.

تجزیه آماری

برای تجزیه و تحلیل آماری مشاهدات، ابتدا برای تعیین اثرات همکنش عوامل از تحلیل دو طرفه واریانس بر اساس روش GLM با استفاده از نرم‌افزار آماری SAS9.4، مقایسه میانگین‌ها با استفاده از آزمون دانکن در سطح احتمال پنج درصد و رسم نمودارها با Excel انجام شد. فرضیات آنالیز واریانس با اطمینان از تصادفی و نرمال بودن پراکنش تیمارها مورد آزمایش قرار گرفت.

نتایج

درصد کلونیزاسیون ریشه و میزان فسفر گیاه: نتایج این تحقیق مطابق با شکل 1 در خصوص اثر متقابل محلول پاشی کیتوزان و تلقیح با قارچ آربسکولار میکوریزا بر درصد کلونیزاسیون یا میزان آلودگی ریشه گیاه نعناع دشتی به قارچ میکوریزا نشان می‌دهد که تلقیح ریشه با میکوریزا به طور معنی داری (0.05) موجب افزایش درصد کلونیزاسیون شد. این در حالی بود که محلول‌پاشی چه در گیاهان تلقیح شده با قارچ آربسکولار میکوریزا و چه گیاهان تلقیح نشده تاثیر معنیداری بر درصد کلونیزاسیون ریشه نداشت (شکل 1). در واقع بر اساس نتایج تجزیه و تحلیل آماری تیمارها به دو گروه آماری گروه اول با حداکثر درصد کلونیزاسیون و آلودگی ریشه به قارچ میکوریزا در تیمارهای تلقیح با قارچ میکوریزا و گروه دوم با حداقل درصد کلونیزاسیون یا آلودگی ریشه گیاه نعناع دشتی به قارچ در تیمارهای بدون تلقیح با قارچ تقسیم بندی شده‌اند (شکل 1).

نتایج حاصل از این تحقیق نشان دهنده اثر معنی‌دار تلقیح قارچ میکوریزا بر جذب فسفر در هر دو سال آزمایشی در گیاه نعناع دشتی بود (شکل 2). مقایسه میانگینها در رابطه با غلظت فسفر نشان می‌دهد که حداکثر غلظت فسفر در تیمار ترکیبی بدون محلول پاشی کیتوزان × تلقیح با قارچ میکوریزا در هر دو سال آزمایشی به ویژه سال اول آزمایش حاصل شد (شکل 2).در برخی از تیمارها نتایج سال دوم آمایش متفاوت از سال اول بود، بیشترین غلظت‌های فسفر از تیمارهای ترکیبی محلول پاشی کیتوزان × تلقیح با قارچ میکوریزا و بدون محلول پاشی کیتوزان × تلقیح با قارچ میکوریزا به دست آمد (شکل 2).

صفات مورفو-فیزیولوژیکی: با توجه نتایج این تحقیق، اثر تلقیح میکوریزا × محلول پاشی کیتوزان بر برخی صفات رشدی مانند کلروفیل a و عملکرد ماده خشک گیاه در هر دو سال و میزان وزن تر در سال دوم معنی دار بود. در تقابل تیمارهای میکوریزا و محلول پاشی کیتوزان در سال آزمایش اول مشخص شد که بیشترین میزان محتوی کلروفیل a در نعناع دشتی در گروه شاهد (بدون تلقیح میکوریزا × محلول پاشی با آب) بهدست آمد (شکل 3). در حالی که بالاترین غلظت کلروفیل a در برگهای نعناع دشتی در سال دوم از تیمار تلقیح میکوریزا × محلول پاشی کیتوزان در غلظت 200 قسمت در میلیون مشاهده شد (شکل 4).

با توجه به شکل 5، در اثر متقابل تلقیح میکوریزا × محلول پاشی کیتوزان بر میزان وزن تر گیاه نعناع دشتی مشخص شد که در گروه تلقیح با قارچمیکوریزا × شاهد محلول پاشی با آب، بالاترین میزان وزن تر گیاه در حدود 2360 گرم در متر مربع به دست آمد.

[1] Formalin Acetic Acid Alcohol