پاسخ زراعی و فیزیولوژیک سیاه دانه ( Nigella sativa L.) به محلول پاشی آسکوربات و متانول در شرایط تنش کم آبیاری

محورهای موضوعی : مجله علمی- پژوهشی اکوفیزیولوژی گیاهی

مجتبی برادران فیروزآبادی ¹ , مهدیه پارسائیان ² , مهدی برادران فیروزآبادی ³

1 - دانش آموخته کارشناسی ارشد گیاهان دارویی، واحد کرج، دانشگاه آزاد اسلامی، کرج، ایران
2 - عضو هیات علمی، استادیار گروه زراعت، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
3 - عضو هیات علمی، دانشیار گروه زراعت، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

تاریخ دریافت : 1394/05/08 تاریخ پذیرش : 1396/04/31 تاریخ انتشار : 1396/09/01

کلید واژه: عملکرد روغن, کلروفیل, ماده خشک, سیاه‌دانه,

چکیده مقاله :

امروزه کاربرد مواد آنتی اکسیدان و تنظیم کننده اسمزی به‌منظور کاهش آثار منفی ناشی از تنش های مختلف مطرح شده است. آسکوربات و متانول از جمله موادی هستند که موجب مقاومت گیاه به تنش‌ها می‌شوند. جهت بررسی این موضوع در گیاه دارویی سیاه‌دانه آزمایشی در سال 1390 به‌صورت اسپلیت پلات فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوک‌های کامل تصادفی در 3 تکرار در دانشگاه شاهرود انجام شد. فاکتور اصلی شامل آبیاری (8 و 16 روز به‌عنوان عدم‌تنش و تنش) و فاکتورهای فرعی شامل محلول‌پاشی متانول (صفر، 15 و 30 درصد حجمی) و آسکوربات (صفر، 10 و 20 میلی‌مولار) بودند. سطوح تنش پس از استقرار بوته‌ها و محلول‌پاشی‌ها 45 و 55 روز پس از کاشت انجام شد. نتایج نشان داد که تجمع ماده خشک در برگ و ساقه، وزن هزار دانه، تعداد شاخه فرعی در بوته، محتوای نسبی آب برگ و شاخص پایداری غشاء تحت تأثیر تنش کم‌آبیاری به‌طور معنی‌دار کاهش پیدا کردند. محلول‌پاشی آسکوربات و متانول به‌ویژه در غلظت بالاتر سبب افزایش کلیه صفات یاد شده به‌جز وزن هزار دانه در هر دو شرایط تنش و عدم‌تنش گردید. گیاهانی که بالاترین غلظت آسکوربات و متانول را باهم دریافت کردند، از شاخص پایداری غشاء و محتوای نسبی آب برگ بالاتری برخوردار بودند. عملکرد روغن نیز در این شرایط 8/27 درصد بیشتر از شاهد بود. بنابراین در شرایط این آزمایش تیمار 20 میلی‌مولار آسکوربات و 30 درصد حجمی متانول قابل توصیه است.

چکیده انگلیسی:

Nowadays, the application of antioxidant and osmotic regulator substances is discussed in order to reduce the negative effects of various stresses. Ascorbate and methanol as the one of these substances cause resistant to stresses in plant. In order to examine this subject in plant medicinal (Nigella sativa L.), the split plot factorial experiment based on randomized complete block design was conducted in three replications in University of Shahrood at 2011. The main factor was irrigation levels (8 and 16 day interval as no stress and severe stress) and sub factors were foliar application of methanol (0, 15 and 30 %V) and ascorbate (0, 10 and 20 mM). Foliar applications of treatments were applied 45 and 55 days after planting. The results indicated that, dry matter accumulation in leaf and stem, 1000 seed weight, number of secondary branches in plant, relative water content and membrane stability index were decreased by water deficit stress significantly. Foliar application of ascorbate and methanol especially in the highest concentration increased all traits except 1000 seed weight in stress and no-stress conditions. The higher amount of relative water content and membrane stability index were obtained from highest concentrations of ascorbate and methanol together. Also, oil yield increased 27.8 percentages in this treatment. Therefore, in this experiment combination of 20 Mm ascorbate and 30 %V methanol is advisable.

منابع و مأخذ:

احیایی، ح.ر.، م. پارسا، م. کافی و م. نصیری‌محلاتی. 1389. اثر محلول‌پاشی متانول و دور آبیاری بر عملکرد و اجزای عملکرد دو رقم نخود (Cicer arietinum L.). نشریه‌ی پژوهش‌های حبوبات ایران. جلد1، شماره 2: 48-37.
بابایی، ا. 1374. بررسی اثر تنش آب در مراحل رشد و نمو، کمیت و کیفیت اسانس و مقدار روغن سیاه‌دانه (Nigella sativa). پایان نامه کارشناسی ارشد علوم گیاهی. دانشگاه آزاد اسلامی تهران واحد شمال. 161 صفحه.
دانشیان، ج.، ق. نورمحمدی و پ. جنوبی. 1381. بررسی واکنش سویا به تنش خشکی و مقادیر مختلف فسفر. مجله علمی پژوهشی علوم کشاورزی. سال هشتم. شماره 1: 108-95.
سلاح ورزی، ی.، م. گلدانی، ج. نباتی و م. علیرضایی. 1390. تاثیر کاربرد برون زای آسکوربیک اسید بر برخی از تغییرات فیزیوشیمیایی مرزنجوش (Origanum majorana L.) تحت تنش شوری. مجله علوم باغبانی ایران. جلد42. شماره2 :167-159.
صفرزاده ویشکایی، م.ن.، ق. نورمحمدی، ا. مجیدی و ب. ربیعی. 1386. اثر متانول بررشد و عملکرد بادام زمینی. مجله علوم کشاورزی. سال سیزدهم. شماره1: 104-87. .
قربانلی، م.، ن. ادیب هاشمی و م. پیوندی. 1389. بررسی اثر شوری و اسید‌آسکوربیک بر برخی پاسخ های فیزولوژیکی در گیاه سیاه‌دانه. (Nigella sativa L). فصلنامه علمی پژوهشی تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران. جلد 26.  شماره 3: 388-370.
قربانلی، م.، آ. بابائی، پ. باباخانلو، و م. میرزا. 1378. بررسی اثر تنش آبی در مراحل رشد ونمو، کمیت و کیفیت اسانس و مقدار روغن دانه سیاه‌دانه (Nigella sativa L.). مجله علوم زراعی ایران. جلد30. شماره3: 593-585.
کافی، م.، ب. کامکار، ح.ر. شریفی و م. گلدانی. 1384. فیزیولوژی گیاهی (ترجمه). انتشارات جهاد دانشگاهی مشهد. 535 صفحه.
مقدم، پ. 1384. بررسی خصوصیات مرفولوژیک، عملکرد دانه و روغن کنجد در تراکم‌های مختلف بوته و فواصل آبیاری. مجله پژوهش‏های زراعی ایران. جلد 3. شماره1: 106-95.
میرآخوری، م.، م.ر. پاک نژاد، ع.ر. اردکانی، پ. پازوکی، م. ناظری و ا. پورجهرمی. 1388. ارزیابی اثر تنش خشکی و محلول‌پاشی متانول بر مقدار پروتئین و روغن دانه، سرعت و دوره پرشدن دانه سویا (L17). مجله تنش‌های محیطی در علوم کشاورزی. جلد 2. شماره 2: 183-171.
ناد‌علی، ا.، ف. پاک‌نژاد، ف. مرادی و س. وزان. 1389. اثر متانول بر عملکرد و برخی خصوصیات کیفی چغندرقند (Beta vulgaris L.) رقم رسول در شرایط تنش و بدون تنش خشکی. مجله‌ به‌زراعی نهال و بذر. جلد 26. شماره 2: 106-95.
Adt, S. K., S. C. Clifford, W. Wanek, H. G. Jones and M. Popp. 2001. Physiological and morphological adaptations of the fruit tree Ziziphus rotundifolia in response to progressive drought stress. Tree Physiol. 21:705-715.
Ananieva, E. A., K. N. Christov and L. P. Popova. 2004. Exogenous treatment with salicylic acid leads to increased antioxidant capacity in leaves of barley plants exposed to paraquat. J. Plant Physiol. 161: 319–328.
Atesh, D. A. and O. T. Erdogrul. 2003. Antimicrobial activities of various medicinal and commercial plant extracts. Turk. J. Biol. 27: 157-162.
Beltagi, M. S. 2008. Exogenous ascorbic acid (vitamin C) induced anabolic changes for salt tolerance in chick pea (Cicer arietinum L.) plants. Afric. J. of Plant Sci. 2(10): 118-123.
Bhattacharya, S., N. C. Bhattacharya and B. B. Bhatnagar. 1985. Effect of ethanol, methanol and acetone on rooting etiolated of Vigna radiate in presence of sucrose and auxin. Ann. Bot. 55: 143-145.
Bidinger, F., B. B. Musgrave and R. A. Fischer. 1997. Contribution of stored preanthesis assimilates to grain yield wheat and barley. Nature. 270: 431-433.
Black, C. and C. Ong. 2000. Utilization of light and water in tropical agriculture. Agric. and Forest Meteprplogy. 104: 25-47.
D`antuono, F. L., A. Moretti and F. S. A. Lavato. 2001. Seed yield, components, oil content and essential oil content and composition of (Nigella sativa L.) and (Nigella damascene L.), Indus. Crops and Prod. 15: 59-69.
Day, A. D. and S. Intalap. 1999. Some effects of soil moisture on the growth of wheat. Agron. J. 62: 27- 29 .
Dolatabadian, A., S. A. M. Modarres Sanavy and M. Sharifi. 2009.  Alleviation of water deficit stress effects by foliar application of ascorbic acid on (Zea mays L.). J. of Agron. and Crop Sci. 195: 347-355.
Downey, R. K. 1983. Origin and description of the Brassica oilseed. In: Kramer, J.K.G., F.D. Sauer and W.J. Pigden, (eds.). High and low erucic acid rapeseed oils production, usage, chemistry and toxicological evaluation. Academic press. Toronto. Canada. 1-20 pp.
Emam, M. M. and N. M. Helal. 2008. Vitamins Minimize the Salt-Induced Oxidative Stress Hazards. Aust. J. of Basic and Appli. Sci. 2: 1110-1119.
Foyer, C. H. and G. Noctor. 2005. Oxidant and antioxidant signalling in plants: a re-evaluation of the concept of oxidative stress in a physiological context. Plant Cell Environ. 28: 1056–1071.
Gout, E., S. Aubert, R. Bligny, F. Rebeille, A. R. Nonomura, A. Benson and R. Douce. 2000. Metabolism of methanol in plant cells. Carbon-13 nuclear magnetic resonance studies. Plant Physiol. 123: 287-296. 
Hernandez, L. F., C. N. Pellegrini and L. M. Malla. 2000. Effect of foliar application of methanol on growth and yield of sunflower. Phyton. 66: 1-8.
Hieng, B., K. Ugrinovi, J. Utar-Vozli and M. Kidri. 2004. Different classes of proteases are involved in the response to drought of (Phaseolus vulgarise L.) cultivars differencing in sensitivity. J. Plant Physiol. 161: 519-530.
Karima, H. and A. Salama. 2009. Amelioration of NaCl-induced alterations on the plasma membrane of (Allium cepa L.) by ascorbic acid. Aust. J. of Basic and Appl. Sci. 3: 990-994.
Kramer, P. S. 1983. Water ralations of plants. Academic Press. PP. 342-415.
Li, Y., J. Gupta and A. K. Siyumbano. 1995. Effect of methanol on soybean photosynthesis and chlorophyll. J. of Plant Nutr. 18: 1875–1880.
Nonomura, A. M. and A. A. Benson. 1992. The path of carbon in photosynthesis: improved crop yields with methanol. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 89: 9794–9798.
Peralta-Videa, J. R., G. D. L. Rosa, J. H. Gonzalez and J. L. Gardea-Torresdey. 2004. Effects of the growth stage on the heavy metal tolerance of alfalfa plants. Adv. in Environ. Res. 8: 679-685.
Prochazkova, D., R. K. Sairam, G. C. Srivastava and D. V. Singh. 2001. Oxidative stress and antioxidant activity as the basis of senescence in maize leaves. Plant Sci. 161: 765-771.
Ramberg, H. A., J. S. C. Bradley, J. S. C. Olson, J. N. Nishio, J. Markwell and J. C. Osterman. 2002. The Role of Methanol in promoting plant growth: an update. Rev. Plant Biochem. Biotechnol. 1: 113-126.
Ramirez, I., F. Dorta, V. Espinoza, E. Jimenez, A. Mercado and H. Pena-Cortes. 2006. Effect of foliar and root applications of methanol on the growth of Arabidopsis, tobacco and tomato plants. J. Plant Growth Regul. 25: 30-44. 
Roa, M. S. and N. J. Mendham. 1991. Soil- plant-water relations of oilseed rape (Brassica napus and B. compestris). J. Agric. Sci. Cambridge. 117: 197-205.
Rowe, R. N., D. J. Farr and B. A. J. Richards. 1994. Effects of foliar and root applications of methanol or ethanol on the growth of tomato plants (Lycopersicon escdentum Mill.). New Zealand J. Crop Hortic. Sci. 22: 335-337.
Sánchez, F. J., M. Manzanares, E. F. de Andrés, J. L. Tenorio and L. Ayerbe. 1998. Turgor maintenance, osmotic  adjustment  and  soluble  sugar  and proline  accumulation  in  49 pea  cultivars  in  response  to water  stress. Field Crops Res. 59: 225–235.
Sairam, R. K. and G. C. rivastava. 2001. Water stress tolerance of wheat (Triticum aestivum L.): Variation in hydrogen proxide accumulation and antioxidant activity in tolerant and susceptible genotypes. J. Agron. Crop Sci. 186: 63–70.
Sheteawi, S. A. 2007. Improving growth and yield of salt-stressed soybean by exogenous application of jasmonic acid and ascobin. Inter. J. of Agric. and Biol. 9(3): 473-478.
Smirnoff, N. 1998. Plant resistance to environmental stress, Curr. Opin. Biotech. 9: 214–219.
Smirnoff, N. 2000. Ascorbic acid. Metabolism and functions of a multi-facetted molecule.  Current Opinion Plant Biol. 3: 229-235.
Theodoridou, A., D. Dornemann and K. Kotzabasis. 2002. Light-dependent induction of strongly increased microalgal growth by methanol. Biochem. Biophys. Acta. 1573: 189–198.