The effect of water deficit levels and types of organic fertilizers on some quantitative traits, yield and mucilage percentage of borage (Borago officialis)

Subject Areas : Plant physiology

Raana gholinezhad ¹ , میر مهدی هاشمی ²

1 - 4- Former Master's student in Medicinal Plants, University of Zabol
2 - کارمند شهرداری سیه رود

Received: 2025-01-14 Accepted : 2025-03-25 Published : 2025-03-27

Keywords: Yield, borage, mucilage, compost, vermicompost,

Abstract :

In order to investigate the effects of drought stress and organic fertilizers (compost and vermicompost) on some quantitative traits, yield and mucilage percentage of borage, an experiment was conducted in split plots in a randomized complete block design with three replications in 2010 at Zabol University. The treatments included drought stress levels of 100% of field capacity (control), 80% of field capacity (mild stress) and 60% of field capacity (severe stress) as the main factor and organic fertilizer use including control (no fertilizer use), use of 40 tons of compost per hectare and use of 4 tons of vermicompost per hectare as secondary factors. The results showed that drought stress affected and reduced the dry weight of borage plants, but the use of organic fertilizers, especially compost, at stress levels was able to reduce the severity of drought stress effects and did not cause much reduction in yield. In terms of morphological traits, the highest plant height, number of leaves per plant and inflorescence height were obtained in the absence of drought stress using 40 tons per hectare of compost. In general, in mild drought stress (80 percent of field capacity), the percentage of mucilage was increased. In general, in order to produce dry yield of borage and have more mucilage, irrigation up to 80 percent of field capacity is required, but if the purpose of borage cultivation is to produce more flowers, complete irrigation with the use of compost seems appropriate.

References:

Ali Khan, R. and Hussain Khan, M. 2006. Organic farming – composting and its mechanism. Connecting Agri - Community for better farming. Pakistan's Largest Agri.
Davis, W.J., and E. Volkenburg. 1995. The influence of water deficit on the factors controlling the daily patern of growth of Bean. Journal of Experimental Botany. 54: 987-99
Ghosh, P.K., K.K. Ajay, M.C. Bandyopadhyay, K.G. Manna, A.K. Mandal and K.M. Hati. 2004. Comprative effectiveness of cattle manure, poultry manure, phosphocompost and fertilizer-NPK on three cropping system in vertisols of semi-arid tropics. Dry matter yield, nodulation, chlorophyll content and enzyme activity. Bioresource Technology, 95: 85-93.
Harrison M.T., Tardieu F., Dong Z., Messina C.D., Hammer G.L. 2014.
Characterizing drought stress and trait influence on maize yield under current
and future conditions. Global Change Biology, 20: 867-878.
Hoffman, D. 2003. Medical herbalism. Canada, Healing Arts Press, 666 pp.
Hosseinzadeh, S.R., Amiri, H., Ismaili, A., 2016.Effect of vermicompost fertilizer on photosynthetic characteristics of chickpea (Cicer arietinum L.) under drought stress. Photosynthetica. 54 (1), 87-92.
Huerta, E., Vidal, O., Jarquin, A., Geissen, V., Gomez, R., 2010. Effect of vermicompost on the growth and production of Amashito Pepper, Interactions with Earthworms and Rhizobacteria. Compost Science and Utilization. 18, 282-288.
Laurence, R. 2004. Borage production for oil and gamma-linolenic acid. Rural Industries Development Corporation, Australian Government.
Mohammad khani, N., and R. Heidari. 2007. Effects of water stress on respiration, photosynthetic pigment and water content in tow maize cultivar. Pakistan Journal of Biological Science. 10(22): 4022-4028.
Pagter, M., Bragato C. and Brix, H. )2005) Tolerance and physiological responses of
Phragmites australis to water defcit. Aquatic Botany 81: 285-299.
Rotblatt, M., and I. Ziment. 2003. Evidence-based herbal medicine. Philadelphia, Hanley and Belfus Inc. 464 pp.
Yordanov, I., and T. Tsonev. 2003. Plant responses to drought and stress tolerance. Bulgarian Journal of Plant Physiology. 189- 206.

Full-Text:



واحد گرمسار

گیاه و زیست فناوری ایران Iranian Journal of Plant & Biotechnology (IJPB)

 

DOI: 10.71829/BIOLOGY-2024-1193125

نوع مقاله: پژوهشی

 

تاثیر سطوح کم‌آبی و انواع کود آلی بر برخی صفات کمی، عملکرد و درصد موسیلاژ گاوزبان

(Borago officialis)

رعنا قلی‌نژاد (نویسنده مسئول)1* و میرمهدی هاشمی2

1*- دانش‌آموخته کارشناسی‌ارشد، گروه زراعت، دانشگاه زابل، زابل، ایران، [e-mail] 

2- دانش‌آموخته کارشناسی‌ارشد، گروه باغبانی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران،[e-mail]  

تاریخ دریافت: دی 1403 تاریخ پذیرش: فروردین 1404

 

The effect of water deficit levels and types of organic fertilizers on some quantitative traits, yield and mucilage percentage of borage (Borago officialis)

Raana Gholinezhad (Corresponding author)1*and Mir Mehdi Hashemi2

1*- M.Sc, Department of Agriculture, University of Zabol, Zabol, Iran, [e-mail]

2- M.Sc, Department of Horticulture, University of Urmia, Urmia, Iran, [e-mail]

Received: January 2025 Accepted: April 2025

چکیده به‌منظور بررسی اثرات تنش خشکی و کود هاي آلی (کمپوست و             ورمی‌کمپوست) بر برخی صفات کمی، عملکرد و درصد موسیلاژ گاوزبان آزمایشی به صورت کرت­هاي خرد شده در قالب طرح بلوك­هاي کامل تصادفی با سه تکرار در سال 1389 در دانشگاه زابل اجرا گردید. تیمارها شامل سطوح تنش خشکی 100 درصد ظرفیت زراعی(شاهد)، 80 درصد ظرفیت زراعی (تنش ملایم) و سطح 60 درصد ظرفیت زراعی (تنش شدید) به عنوان عامل اصلی و مصرف کود آلی شامل شاهد (بدون مصرف کود)،  مصرف 40 تن کمپوست در هکتار و مصرف 4 تن کود ورمی کمپوست در هکتار به عنوان عامل فرعی در نظر گرفته شدند. نتایج نشان داد تنش خشکی وزن خشک در گیاه گاوزبان را متاثر و آن را کاهش داد، ولی استفاده از کودهاي آلی بویژه کمپوست در سطوح تنش توانست از شدت اثرات تنش خشکی کاسته و عملکرد کاهش زیادي نداشته باشد. از لحاظ صفات مرفولوژیک بیشترین ارتفاع بوته، تعداد برگ در بوته و ارتفاع گل آذین در شرایط نبود تنش خشکی با استفاده از 40 تن در هکتارکمپوست بدست آمد. بطور کلی در تنش خشکی ملایم (80 درصد ظرفیت مزرعه) بر درصد موسیلاژ افزوده شد. در مجموع جهت تولید عملکرد خشک گاوزبان و داشتن موسیلاژ بیشتر آبیاری تا 80 درصد ظرفیت زراعی ولی اگر منظور از زراعت گاوزبان تولید گل بیشتر باشد آبیاری کامل با کاربرد کمپوست مناسب به نظر می­رسد. کلمات کلیدي: عملکرد، گاوزبان، موسیلاژ، کمپوست، ورمی کمپوست فصلنامه گیاه و زیست فناوری ایران  زمستان 1403، دوره 19، شماره 4، صص 60-49

Abstract In order to investigate the effects of drought stress and organic fertilizers (compost and vermicompost) on some quantitative traits, yield and mucilage percentage of borage, an experiment was conducted in split plots in a randomized complete block design with three replications in 2010 at Zabol University. Treatments included drought stress levels of 100% of field capacity (control), 80% of field capacity (mild stress) and 60% of field capacity (severe stress) as the main factor and organic fertilizer use including control (no fertilizer use), use of 40 tons of compost per hectare and use of 4 tons of vermicompost per hectare as the secondary factors. The results showed that drought stress affected and reduced the dry weight of borage plant, but the use of organic fertilizers, especially compost, at stress levels was able to reduce the severity of the effects of drought stress and did not significantly reduce the yield. In terms of morphological traits, the highest plant height, number of leaves per plant, and inflorescence height were obtained in the absence of drought stress by using 40 tons per hectare of compost. In general, in mild drought stress (80 percent of field capacity), the percentage of mucilage was increased. In general, in order to produce dry yield of borage and have more mucilage, irrigation up to 80 percent of field capacity is recommended, but if the purpose of borage cultivation is to produce more flowers, complete irrigation with the use of compost seems appropriate. Keywords: Yield, Borage, Mucilage, Compost, Vermicompost   Iranian Journal of Plant & Biotechnology Winter 2024, Vol 19, No 4, Pp 49-60

 

 

مقدمه و کلیات

گاوزبان (Borago officinalis) گیاهی یک­ساله و بومی منطقه مدیترانه می­باشد و در سال­های اخیر بازار برای گل گاوزبان و دیگر محصولات مشابه آن در سراسر جهان به شدت افزایش یافته است (Laurence, 2004). پيكر رويشي گاوزبان محتوي مواد موسيلاژي، ساپونين، تانن، مقادير قابل توجهي عناصر معدني و همچنين حاوي مقادير كمي اسانس مي­باشد (امیدبیگی، 1394). این گیاه به خاطر اثرات مفید بر ذهن، دفع سودا و شادابی معروف است. همچنین، شاخ و برگ آن مدر می­باشد و برای تسکین بافت های آسیب دیـده و تحـریک شــده استفاده می­شود. خواص درمانی آن ترمیم غده فوق کلیوی، افزاینده شیر، تسکین دهنده، نرم کننده، آرام بخش و بهبود دهنده خفیف (Hoffman, 2003)، ضد التهاب و معرق می­باشد (Rotblatt and Ziment, 2003). يكي از مهم­ترين عوامل محدود کننده توليد در مناطق خشك و نيمه خشك، تنش كمبود آب در مراحل رشد است (Harrison et al., 2014). پاسخ گياهان به تنش خشکي بستگي به نوع، شدت و مدت تنش، مرحله وقوع تنش، همچنين گونه گياهي، سن و مرحله نموي گياه دارد. تنظيم اسمزي به عنوان جزئي مهم از مکانيزمهاي تحمل بـه خشکي در گياهان مطرح است (Wang et al., 2019). کلروفیل برگ از مهمترین شاخص هاي نشان دهنده فشار محیطی وارد بر گیاه از جمله تنش خشکی می­باشد، همچنین غلظت کلروفیل به عنوان یک شاخص براي ارزیابی قدرت منبع شناخته می شود، زیرا غلظت کلروفیل برگها یکی از عوامل کلیدي در تعیین سرعت فتوسنتز و تولید ماده خشک می­باشد (Ghosh and Ajay, 2004). تنش خشکی، اثرات زیان آوری بر رشد و عملکرد گیاهان میگذارد و میتواند از طریق تحریک یک سری واکنش­های بیوشیمیایی، سبب بر هم خوردن تعادل بین سیستم دفاع آنتی­اکسیدانی و رادیکال­های آزاد شود، که رادیکال­های آزاد، آسیب سلولی را باعث می­شوند (Mahmood et al., 2020; Jia et al., 2021). بنابراين، مديريت تغذيه گياه در شرايط تنش يكي از مسایل مهم در توليد محصولات گياهي محسوب مي­شود (Mohammadkhani and Heidari, 2007). کمپوست به عنوان منبع نیتروژن و دیگر عناصر غذایی به خاك حیات می­بخشد و سال­ها به تغذیه گیاهان بعدي کمک می­کند (Abdul-Halim et al., 2019). ورمی­کمپوست داراي تخلخل زياد، قدرت جذب و نگهداري عناصر غذايي بالا، تهويه و زهكشي مناسب و ظرفيت نگهداري آب مي­باشد و استفاده از آن در كشاورزي پايدار، علاوه بر افزايش جمعيت و فعاليت ريزجانداران مفيد خاك، در جهت فراهمي عناصر غذايي مورد نياز گياه مفيد مي­باشد (De Souza Mendes et al., 2023). بالا بودن ميزان عناصر غذايي مثل ازت، فسفر، پتاسيم، كلسيم و منيزيم در مقايسه با ساير كودهاي آلي و به علاوه دارا بودن عناصر کم مصرف مانند آهن، روي، مس و منگنز از ديگر مزاياي ورمي کمپوست است (Ferdous et al., 2021). پژوهش­هاي متعدد نشان داده است كه اصلاح خاك با مواد آلي، به دليل دارا بودن خصوصيات مطلوبي نظير قابليت نگهداري بالاي آب، ظرفيت تبادل كاتيوني، افزايش جذب عناصر غذايي و ساير مشخصه­هاي سودمند فيزيكي، شيميايي و زيستي، منجر به افزايش پايداري توليدات كشاورزي در شرايط تنش­هاي محيطي مي گردد (Kranz et al., 2020). نتایج تحقیقات  Tsiplakouو Bilalis (2020) در ارزیابی اثرات سیستم‌های مختلف خاکورزی و انواع کمپوست بر ویژگی­های کاملینا نشان داد که کاربرد کودهای آلی بر صفات کاملینا معنی‌دار بود.

فرآیند پژوهش

این آزمایش به صورت کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار درزمستان 1389 در دانشگاه زابل اجرا گرديد. رژیم­های آبیاری(تنش خشکی) در این آزمایش بصورت: 100درصد ظرفیت زراعی(شاهد)، تنش ملايم يا80 درصد ظرفیت زراعی و 60 درصد ظرفیت زراعی(تنش شدید) به عنوان عامل اصلی و مصرف کود آلی  شامل شاهد (بدون مصرف کود)، مصرف 40 تن کمپوست در هکتار، مصرف 4تن ورمی کمپوست در هكتار به عنوان عامل فرعی در نظر گرفته شدند. پس از انجام تجزیه خاک و عملیات خاک­ورزی(یک هفته قبل از کاشت) شامل شخم، دیسک و تسطیح، کرت­هایی به ابعاد 3×3 متر طبق نقشه کاشت آماده گردید. فاصله بین کرت­ها نیم متر و بین بلوک­ها 5/1 متر در نظر گرفته شد. مقدار هر یک از کودها قبل از کاشت اندازه گیری و در کرت­های مربوطه با خاک مخلوط شد. بذر مورد استفاده، از منابع معتبر از شهرستان اردبیل تهیه شد. فاصله بین ردیف­های کاشت از یکدیگر 50 سانتی­متر و فاصله بوته­ها روی ردیف 30 سانتی­متر بود. برای اندازه­گیری رطوبت خاک از دستگاه TDR (Time Domain Reflectometry) استفاده شد و زمانی که رطوبت خاک به هر یک از مقادیر مشخص شده می­رسید، آبیاری به روش کرتی انجام می­شد. پس از برداشت، گیاه تازه و سبز را وزن کرده و سپس به طور طبیعی و در سایه خشک کرده و پس از ده روز وزن خشک کل بوته ها نیز مشخص شد. خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک، کمپوست و ورمی کمپوست در جدول 1 و 2 آورده شده است.

 

جدول 1- خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک محل آزمایش در عمق 30-0 سانتیمتری

Table 1- Physical and chemical properties of the soil at the test site at a depth of 0-30 centimeters

Ec (ds/m)	pH	وزن ظاهری g/cm3	ماده آلی (%)	نیتروژن (%)	فسفر (ppm)	پتاسیم (ppm)	سدیم (ppm)	لای(%)	رس(%)	شن(%)	بافت خاک
5/1	3/8	49/1	81/0	05/0	45/9	7/8	434	4/20	48	6/31	رسی

 

جدول2- برخی از مشخصات کمپوست و ورمی کمپوست مورد استفاده

Table 2 - Some characteristics of compost and vermicompost used

	مواد آلی	نیتروژن (%)	فسفر (%)	پتاسیم (ppm)	سدیم (ppm)	pH	EC ds/m	رطوبت (%)
کمپوست	6/19	1	38/0	1770	5844	7/7	1/8	15
ورمی کمپوست	38	6/1	3/1	626	674	1/8	6/5	9

 

به منظور تعيين درصد موسيلاژ، 5گرم از ماده خشك گياهي آسياب شده را در بشر ريخته و 100 ميلي­ليتر آب مقطر به آن افزوده و 24 ساعت در يخچال نگهداري شد. سپس50 ميلي­ليتر از اين مايع صاف شده را برداشته و 100ميلي­ليتر اتانول95% به آن اضافه كرده و دوباره 24 ساعت نگهداري شد تا موسيلاژ موجود به صورت رسوب درآمد. پس از اين مدت روي كاغذ صافي كه قبلاً وزن شده بود صاف گرديد و پس از خشك شدن در حرارت 105 درجه سانتي­گراد، كاغذ صافي را وزن كرده و از روي اختلاف وزن كاغذ صافي تر و خشك وزن موسيلاژ مشخص گرديد. برای تعيين درصد موسيلاژ، كاغذ صافي حاوي موسيلاژ را داخل بشري قرار داده و توسط 100 ميلي­ليتر آب مقطر آن را شسته تا موسيلاژ موجود در آن از كاغذ صافي جدا شود و موسيلاژ به صورت رسوب باقي بماند. پس از خشك كردن كاغذ صافي آن را به دقت وزن كرده و از روي اختلاف وزن كاغذصافي با وزن اوليه درصد موسيلاژ محاسبه شد(صمصام شريعت، 1386). از نرم افزار آماری MSTAT-C جهت تجزیه و تحلیل های آماری و نرم افزار Excel جهت رسم نمودارها استفاده گردید. میانگین داده ها با استفاده از آزمون حداقل اختلاف معنی دار (LSD) انجام شد.

 

نتایج و بحث

ارتفاع بوته: باتوجه به جدول 3 تجزیه واریانس، اثرات تنش خشکی، نوع کود و اثر متقابل هر دو تیمار در سطح احتمال یک درصد معنی­دار به دست آمد. مقایسه میانگین برای اثر تنش خشکی نشان داد که بیشترین میانگین ارتفاع بوته (682/33 سانتی متر) در 100 درصد ظرفیت زراعی (بدون تنش) به دست آمد و کمترین آن (889/22سانتی متر) مربوط به اعمال تنش کم آبی شدید (60 درصد ظرفیت زراعی) بود. به نظر میرسد کاهش ارتفاع بوته در اثر تنش به علت محدودیت آبی است که موجب کاهش تقسیم و انبساط سلولها میشود و از این طریق رشد اندام ها و ارتفاع بوته را کاهش می دهد. سطح 80 درصد تنش کم آبی با میانگین ارتفاع بوته 43/25 سانتی متر اختلاف معنی­داری با سطح 60 درصد ظرفیت زراعی نداشت. بررسی اثر نوع کود بر این صفت نشان داد، مصرف 40 تن كمپوست بيشترين تاثير را بر ارتفاع بوته (467/34سانتی­متر) دارد و کمترین آن مربوط به عدم کاربرد کود (شاهد) بود (جدول5 و 6). بررسی اثر سطوح مختلف آبیاری بر روی گیاهان رزماری و نعناع نشان داد که با افزایش شدت تنش آبی میزان فتوسنتز و بیوماس گیاه کاهش پیدا می­کند. با کاهش CO2 قابل استفاده بخاطر کاهش هدایت روزنه ای و مزوفیل میزان فتوسنتز کاهش یافته و در نتیجه بیوماس و عملکرد کل گیاه کاهش پیدا می­کند (Delfine et al., 2005). در بررسی اثرات مختلف کمپوست زباله شهری بر گیاه دارویی رزماری (Rosmarinus officinalis) نشان داده شد که تیمار 20 تن در هکتار کمپوست عملکرد از جمله ارتفاع بیشتری را نسبت به شاهد داشت (Cala and et al., 2005).

تعداد برگ: اثرات تنش خشکی، نوع کود و همچنین اثرات متقابل دو فاکتور در سطح احتمال 1 درصد معنی­دار به دست آمد (جدول 3). در اثر تنش خشکی مشخص شد که بیشترین میانگین تعداد برگ (667/56) در 100 درصد ظرفیت زراعی (بدون تنش) به دست آمد و کمترین آن (756/41) مربوط به اعمال تنش کم آبی شدید (60 درصد ظرفیت زراعی) بود. سطح 80 درصد تنش آبی با میانگین تولید 889/49 برگ در بوته از نظر آماری در گروه جداگانه با هریک از سطوح تنش قرار گرفت. با اعمال تنش کم­آبی، از تعداد برگ در بوته کاسته شد. در اثر نوع کود بر تعداد برگ مشخص شد که بیشترین تعداد برگ در بوته از کاربرد کمپوست با تعداد 667/59 بدست آمد و کمترین آن مربوط به عدم کاربرد کود (شاهد) بود (جدول 5 و 6). بطور کلی کاربرد هر نوع کود آلی می تواند منجر به افزایش تعداد برگ در گیاه گاوزبان می شود که می توان یکی از دلایل افزایش تعداد برگ گیاه در این آزمایش را مربوط به فراهمی مواد غذایی توسط کمپوست دانست (Bhattacharyya et al, 2005).

تعداد گل: در جدول تجزیه واریانس 3، اثرات تنش خشکی در سطح احتمال 5 درصد و نوع کود در سطح احتمال 1درصد معنی­دار به دست آمد. مقایسه میانگین برای اثر تنش خشکی نشان داد که بیشترین میانگین تعداد گل (5/74) در 100 درصد ظرفیت زراعی (بدون تنش) به دست آمد و کمترین آن (61) مربوط به اعمال تنش کم آبی شدید (60 درصد ظرفیت زراعی) بود. سطح 80 درصد تنش کم آبی با میانگین تولید 644/61 گل در بوته از نظر آماری در گروه مشترک با سطح تنش 60 درصد ظرفیت زراعی قرار گرفت (جدول 2). در اثر نوع کود بر تعداد گل مشخص شد که بیشترین تعداد گل در بوته از کاربرد کمپوست با تعداد 833/96 بدست آمد و کمترین آن (367/29) مربوط به عدم کاربرد کود (شاهد) بود و تیمار ورمی کمپوست با میانگین تعداد گل 944/70 در گروه جداگانه ای از نظر آماری قرار گرفت (جدول 6). بطورکلی کاربرد هر نوع کود آلی می تواند منجر به افزایش تعداد گل در گیاه گاوزبان شود.

ارتفاع گل آذین: باتوجه به جدول 3 تجزیه واریانس، اثرات تنش خشکی، نوع کود و اثر متقابل دو عامل در سطح احتمال 1 درصد معنی­دار به دست آمد. در اثر تنش خشکی بیشترین میانگین ارتفاع گل آذین (378/20) در 100 درصد ظرفیت زراعی (بدون تنش) به دست آمد و کمترین آن (650/15) مربوط به اعمال تنش کم آبی شدید (60 درصد ظرفیت زراعی) بود. سطح 80 درصد تنش کم آبی با میانگین ارتفاع گل آذین 778/17 از نظر آماری در گروه جداگانه با سطح تنش 60 و 100درصد ظرفیت زراعی قرارگرفت. برای اثر نوع کود بر میانگین ارتفاع گل آذین (جدول 6) مشخص شد که بیشترین ارتفاع گل آذین از کاربرد کمپوست (827/21 سانتی‌متر) بدست آمد و کمترین آن (918/14) مربوط به عدم کاربرد کود (شاهد) بود و تیمار ورمی کمپوست با میانگین ارتفاع گل آذین (061/17 سانتی‌متر) در گروه جداگانه‌ای از نظر آماری قرارگرفت. بطورکلی با افزایش تنش خشکی در سطوح کودی از میزان ارتفاع گل آذین کاسته شد، ولی کاهش ارتفاع گل آذین در شرایط کاربرد کمپوست و ورمی کمپوست کمتر از عدم کاربرد کود بود.

تعداد شاخه جانبی: با توجه به جدول 3 برای این صفت اثر تنش خشکی در سطح احتمال 10 درصد معنی دار و برای نوع کود در سطح احتمال یک درصد معنی­دار بود در بررسی اثر سطوح خشکی بر میانگین تعداد شاخه جانبی مشخص شد که در سطح 60 درصد ظرفیت زراعی، بیشترین تعداد شاخه جانبی (674/11) تولید گردید. سطح 100 درصد با (444/10) و سطح 80 درصد اختلاف معنی­داری با سطح 60 درصد نداشت. کمترین تعداد شاخه جانبی مربوط به سطح 80 درصد ظرفیت زراعی بود. در بررسی اثر نوع کود، با مصرف 40 تن كمپوست بيشترين تعداد شاخه جانبی (674/13) تولید و کمترین آن مربوط به عدم کاربرد کود (شاهد) بود. تیمار بدون کود (شاهد) و ورمی کمپوست با تاثیر بر تعداد شاخه جانبی (889/7 و 10) در یک گروه آماری قرار گرفتند. 

عملکرد تر گل: برای این صفت اثر تنش خشکی و نوع کود و اثر متقابل دو فاکتور در سطح احتمال یک درصد معنی­دار بدست آمد (جدول 3). اثر سطوح تنش خشکی بر میانگین میزان عملکرد تر گل مشخص شد که در سطح بدون تنش(شاهد)، بیشترین میزان عملکرد تر (57/3997 کیلوگرم در هکتار) تولید گردید. سطح 60 درصد ظرفیت زراعی (656/2470 کیلوگرم در هکتار) کمترین میزان عملکرد تر گل را داشت. نوع کود بر میزان عملکرد تر گل (جدول6-4) مشخص شد که بیشترین میزان عملکرد تر گل از کاربرد کمپوست با میزان 16/4556 کیلوگرم در هکتار بدست آمد و کمترین آن مربوط به عدم کاربرد کود (شاهد) بود. در بررسی اثر متقابل 2 فاکتور مشخص شد که بیشترین عملکرد تر گل در 100 درصد ظرفیت زراعی با کاربرد کمپوست و کمترین آن 60 درصد ظرفیت زراعی بدون کاربرد کود به دست آمد بطور کلی با افزایش تنش خشکی در سطح کودی عملکرد کاسته ولی کاهش عملکرد در سطوح کاربرد کودکمتر نسبت به عدم کاربرد کود بود. 

عملکرد خشک گل: برای این صفت اثر تنش خشکی و نوع کود در سطح احتمال یک درصد معنی­دار بدست آمد و اثر متقابل دو فاکتور در سطح احتمال 5 در صد معنی دار بدست آمد(جدول 3). اثر سطوح تنش خشکی بر میانگین میزان عملکرد خشک گل مشخص شد که در سطح بدون تنش(شاهد)، بیشترین میزان عملکرد خشک گل (511کیلوگرم در هکتار) تولید گردید. سطح 60 درصد ظرفیت زراعی با (122/303کیلوگرم در هکتار) کمترین میزان عملکرد خشک گل راداشت (جدول 5-4). در اثر نوع کود بر میزان عملکرد خشک گل (جدول 5) مشخص شد که بیشترین میزان عملکرد خشک گل از کاربرد کمپوست با میزان 31/535 کیلوگرم در هکتار بدست آمد و کمترین آن مربوط به عدم کاربرد کود (شاهد) بود. همانطور که در جدول 6 مشاهده می شود، برای اثر متقابل تنش خشکی*کود، بیشترین عملکرد گل خشک در شرایط آبیاری کامل با کاربرد کمپوست به دست آمده است و سایر ترکیبات تیماری در رتبه های دیگر قرار گرفته اند. به طور کلی با افزایش شدت تنش خشکی (کاهش مصرف آب) از میزان عملکرد گل در سطوح کودی کاسته شد ولی این کاهش برای سطوح کودی به طور معنی داری کمتر از سطح عدم کاربرد کود بود. به طوری که در کلیه سطوح کودی، کاربرد کمپوست در سطوح تنش عملکرد معنی دار بیشتری نسبت به سایر سطوح کودی داشت و به نظر می رسد کاربرد کمپوست جهت داشتن عملکرد گل بیشتر مناسب است.

عملکرد تر کل بوته: با توجه به جدول تجزیه واریانس 3، اثرات تنش خشکی و نوع کود در سطح احتمال یک درصد معنی­دار بدست آمد. مقایسه میانگین برای اثر تنش خشکی (جدول 5) نشان داد که بیشترین میانگین عملکرد تر (814/103 تن در هکتار) در 100 درصد ظرفیت زراعی (بدون تنش) بدست آمد و کمترین آن (746/72 تن در هکتار) مربوط به اعمال تنش کم آبی شدید (60 درصد ظرفیت زراعی) بود. سطح 80 درصد تنش کم آبی با میانگین تولید 782/77 تن در هکتار عملکرد تر اختلاف معنی­داری با سطح شاهد نداشت. با اعمال تنش کم آبی، از میزان عملکرد تر کاسته شد. با توجه به جدول مقایسه میانگین کود (جدول 6) بیشترین میانگین عملکرد تر (056/103 تن در هکتار) در تیمار کودی کمپوست و کمترین آن (427/64 تن در هکتار) در سطح شاهد (عدم کود) به دست آمد. تیمار ورمی کمپوست با میانگین (858/86 تن در هکتار) اختلاف معنی داری با کمپوست نداشت و در یک گروه آماری قرار گرفتند. اثر کاهشی تنش خشکی بر عملکرد گیاه میتواند به دلیل بسته شدن روزنه ها، کاهش ورود دی اکسید کربن به داخل برگ، کاهش محتوی نسبی آب برگ و کاهش فتوسنتز باشد (Li et al. 2021). مراحل زایشی گیاهان، به ویژه در طول گلدهی و پر شدن دانه، در برابر تنش خشکی به علت مختل شدن لقاح، کاهش کارایی عملکرد گرده و تخمک و رشد گرده بسیار حساس هستند (Devi et al., 2022). همچنین تنش كم آبي با كاهش سطح برگ، پيري زودرس برگ، كاهش انتقال مواد فتوسنتزي به دليل افت پتانسيل فشاري و كوتاه شدن دوره رشد زايشي براي گياه محدوديت منبع ايجاد ميكند و از طرف ديگر با افزايش سقط جنين در زمان گلدهي، كاهش تعداد بذر و كاهش تعداد و اندازه غلاف ايجاد محدوديت مخزن كرده و در مجموع با كاهش اجزاء عملكرد، از عملكرد نهايي ميكاهد (Din et al., 2011). کاربرد کمپوست و ورمی کمپوست ویژگی­های خاک را افزایش می­دهد. رشد ریشه را بهبود می بخشد (Ho et al., 2022) و استخراج مواد مغذی و آب را افزایش می دهد که منجر به رشد بهتر نسبت به نمونه های تیمار نشده می شود. در واقع دليل افزايش عملكرد با مصرف ورمی كمپوست را مي­توان به مقدار و سهولت دسترسي عناصرغذايي نسبت داد كـه توسط آن به خاك اضافه مي­گردد (Bayati et al., 2020).

عملکرد خشک کل بوته (گل و اندام هوایی): برای این صفت اثر تنش خشکی و نوع کود در سطح احتمال یک درصد معنی­دار بدست آمد و اثر متقابل دو فاکتور غیر معنی دار به دست آمد (جدول 3). در بررسی اثر سطوح تنش خشکی بر میانگین میزان عملکرد خشک مشخص شد که در سطح بدون تنش (شاهد)، بیشترین میزان عملکرد خشک (482/13تن در هکتار) تولید گردید که اختلاف معنی داری با سطح 80 درصد ظرفیت زراعی نداشت. سطح 60 درصد ظرفیت زراعی  با (306/9 تن در هکتار) کمترین میزان عملکرد خشک را داشت. نتايج حاصل از اين مطالعه نشان مي دهد كه همراه با افزايش تنش کم آبي، ميزان ماده خشك گياه مورد مطالعه كاهش يافت. وقتي گياهان در شرايط تنش آبي قرار مي گيرند، انعطاف پذيري ديواره سلول هاي در حال رشد اندام ها، معمولا كم مي شود و توسعه سلولي و رشد را كاهش مي دهد (Li et al., 2021). كاهش ميزان آب در محيط اطراف ریشه، باعث اختلال در انتقال مواد غذايي لازم براي رشد و عدم توليد ماده خشك جديد شده و كاهش رشد را به دنبال دارد. كاهش جذب آب از راه ريشه‌ها همراه با كاهش تورژسانس سلول بوده و موجبات كاهش تقسيم سلولي و مهار رشد سلولي را فراهم مي كند. در طي تنش آبي ، فتوسنتز به دليل بسته شدن روزنه ها محدود مي شود (Yordanov and Tsonev, 2003). بطورکلی جهت تولید عملکرد خشک بوته، آبیاری تا 80 درصد ظرفیت زراعی مناسب به نظر می‌رسد. کاهش در وزن خشک اندام­های گیاه تحت تنش کم آبی می‌تواند در نتیجه عدم دسترسی کافی به آب برای آماس سلول ها باشد. کاهش سطح رویشی سبب می‌شود تا توانایی گیاه برای جذب نور و در نهایت تولید مواد فتوسنتزی کاهش یابد که دلیلی بر کاهش وزن اندام‌ها می‌باشد (Dissanayake et al., 2019). در اثر نوع کود بر عملکرد خشک (جدول 3) مشخص شد که بیشترین عملکرد خشک از کاربرد کمپوست با میزان371/13 تن در هکتار بدست آمد و کمترین آن مربوط به عدم کاربرد کود (شاهد) بود.

درصد موسیلاژ: در جدول 3، اثرات تنش خشکی و نوع کود و اثرمتقابل هر دو فاکتور در سطح احتمال 1 درصد معنی­دار بدست آمد. مقایسه میانگین نشان می‌دهد، بیشترین میانگین درصد موسیلاژ (371/2) در سطح تنش 80 درصد ظرفیت زراعی و کمترین آن (302/1) در 100 درصد ظرفیت زراعی (بدون تنش) بود (جدول 4). سطح تنش 60 درصد ظرفیت زراعی با میانگین 851/1 اختلاف معنی‌داری با سطح 100 درصد ظرفیت زراعی داشت. جدول 5 مقایسه میانگین برای کود نشان می‌دهد که بیشترین میانگین 162/3 در کاربرد کمپوست، کمترین آن 849/0 در بدون کود (شاهد) و کاربرد ورمی کمپوست با میانگین 513/1 اختلاف معنی‌دار با بقیه داشت. با توجه به جدول 6، اثرمتقابل تنش خشکی*کود بر درصد موسیلاژ مشخص شد که در کلیه سطوح تنش خشکی، بیشترین درصد موسیلاژ از کاربرد کمپوست بدست آمد و بیشترین میزان موسیلاژ از ترکیب 80 درصد ظرفیت زراعی و کاربرد کمپوست بدست آمد که اختلاف معنی‌داری با دیگر سطوح تیماری داشت.

 

جدول 3- تجزیه واریانس صفات مورد بررسی در گاوزبان باغی

Table 3- Analysis of variance table of studied traits in garden borage

منابع تغییر	درجه آزادی	ارتفاع بوته	تعداد برگ	تعداد گل	ارتفاع گل آذین	تعدادشاخه جانبی	عملکرد تر گل	عملکرد خشک گل	عملکرد تر کل بوته	عملکرد خشک کل بوته	درصد موسیلاژ
تکرار	2	*644/70	ns563/42	ns840/245	**594/6	*644/19	ns9/191606	*015/8405	556/170799	889/2490	ns013/0
تنش خشکی	2	**579/286	**646/501	*896/521	**459/50	10%22/11	**5/5406467	**04/97335	**416/2502370	**441/44338	**571/2
خطای1	4	253/4	635/7	974/72	117/0	925/1	4/109843	879/1140	144/154999	005/2750	014/0
نوع کود	2	**793/419	**646/1005	**046/10426	**556/112	**123/77	**7/13855869	**3/149372	**316/3386538	**957/56729	**768/12
تنش *کود	4	**315/38	**401/31	ns379/190	**959/1	ns852/4	**5/955663	*2/11602	ns396/102598	ns 447/1670	**516/0
خطای 2	12	032/5	677/4	576/139	385/0	019/4	98/74048	458/2523	406798/177	760/37785	009/0
ضریب تغییرات		21/8	37/4	98/17	46/3	05/19	62/8	40/12	71/15	19/16	06/5

ns، ** و * به ترتیب غیر معنی‌دار و معنی‌دار در سطح احتمال 1 و 5 درصد می‌باشند

 

 

 

 

جدول 4- اثرات متقابل تنش خشکی و کودهای آلی بر صفات مورد بررسی در گیاه گاوزبان

Table 4-Interaction effects of drought stress and organic fertilizers on studied traits in borage plant

موسیلاژ	عملکرد خشک گل	عملکرد تر گل	ارتفاع گل آذین	تعداد برگ	ارتفاع بوته
f633/0	d333/312	de33/2535	e9/16	c333/43	bc33/26	شاهد
b78/2	a933/674	a7/6106	a233/25	a667/65	a007/45	کمپوست	100% FC
f493/0	b733/545	bc7/3350	d19	a61	b707/29	ورمی کمپوست
e007/1	d4/274	de733/2169	f817/14	cd667/38	de563/19	شاهد
a78/3	b6/522	b2/4002	b947/20	a667/60	b06/29	کمپوست	80% FC
c327/2	c4/404	cd2/2836	d57/17	b333/50	bc667/27	ورمی کمپوست
e907/0	d367/246	e333/1866	g037/13	d667/33	e667/16	شاهد
b927/2	c4/408	b6/3559	c3/19	b667/52	b333/29	کمپوست	60% FC
d72/1	d6/254	e33/1986	f613/14	cd933/38	cd667/22	ورمی کمپوست

حروف مشترک در هر سطر بیانگر عدم اختلاف معنی­دار در سطح احتمال مربوطه در جدول تجزیه واریانس است

 

 

جدول 5- مقایسه میانگین اثر تنش بر صفات اندازه گیری شده گیاه گاوزبان

Table 5- Comparison of the average effect of stress on some measured elements and traits of borage plant

سطوح تنش صفات	100% ظرفیت زراعی	80 % ظرفیت زراعی	60% ظرفیت زراعی
ارتفاع بوته (cm)	a682/33	b430/25	b889/22
تعداد برگ	a667/56	b889/49	c756/41
تعداد گل	a5/74	b0/61	b644/61
ارتفاع گل آذین (cm)	a378/20	b778/17	c650/15
عملکرد تر گل(t/ha)	a573/3997	b711/3002	b656/2470
عملکرد خشک گل(t/ha)	a0/511	b133/401	c 122/303
عملکرد تر کل(t/ha)	a 814/103	ab 782/77	b 746/72
عملکردخشک کل بوته (t/ha)	a482/13	ab092/10	b 306/9
موسیلاژ (درصد)	c302/1	a371/2	b851/1
			حروف مشترک در هر سطر بیانگر عدم اختلاف معنی­دار در سطح احتمال مربوطه در جدول تجزیه واریانس است

 

 

 

جدول 6- مقایسه میانگین اثر کود بر صفات اندازه گیری شده گیاه گاوزبان

Table 6- Comparison of the average effect of fertilizer on some elements and measured traits of borage plant

سطوح تنش صفات	شاهد (بدون کود)	کمپوست	ورمی کمپوست
ارتفاع بوته (cm)	c854/20	a467/34	b680/26
تعداد برگ	c556/38	a667/59	b089/50
تعداد گل	c367/29	a833/96	b944/70
ارتفاع گل آذین (cm)	c918/14	a827/21	b061/17
عملکرد تر گل(t/ha)	c462/2190	a16/4556	b31/2724
عملکرد خشک گل(t/ha)	c7/277	a31/535	b24/402
عملکرد تر کل(t/ha)	b 427/64	a 056/103	a 858/86
عملکرد خشک کل (t/ha)	b36/8	a371/13	a148/11
موسیلاژ (درصد)	c849/0	a162/3	b513/1

          حروف مشترک در هر سطر بیانگر عدم اختلاف معنی­دار در سطح احتمال مربوطه در جدول تجزیه واریانس است

 

 

نتیجه‌گیری کلی

تنش خشكي يكي از عوامل مهم كاهش دهنده عملكرد گياهان زراعي، باغي و دارويي به شمار مي­رود. با توجه به گونه گياهي، شدت و مدت تنش و نيز مرحله رشدي گياه، ميزان تأثيرخشكي بر عملكرد دانه تغييرميكند. گیاهان در شرایط خشکی برای جبران کمبود عناصر غذایی (به دلیل کاهش جذب توسط ریشه ها)، میزان رشد خود را کاهش می دهند. در مناطق خشک و نیمه‌خشک، آبیاری و شرایط عدم تنش خشکی باعث افزایش انحلال مواد معدنی و افزایش جابجایی و حرکت عناصرمغذی به سمت ریشه‌ها و بدنبال آن افزایش قابلیت دسترسی عناصر برای گیاه و در نتیجه باعث افزایش جذب عناصر توسط گیاهان می‌شود. با افزایش تنش خشکی درصد موسیلاژ افزوده شد. به طور کلی تنش کمبود آب با اثر بر صفاتی مانند رنگدانه ها و کاهش قابلیت دسترسی عناصر منجر به کاهش فعالیت های فتوسنتزی شده و در نتیجه افت عملکرد می­شود، ولی استفاده از کودهای آلی توانست تا حدی اثرات خشکی را کاهش دهد. البته گیاه در شرایط تنش با تولید بعضی مواد از جمله کربوهیدرات های محلول سعی در تنظیم اسمزی نموده تا بتواند با حفظ آب تحمل تنش نماید. از اثرات تنش می­توان به افزایش موسیلاژ نیز اشاره کرد. در مجموع آبیاری تا 80 درصد ظرفیت زراعی و کاربرد کمپوست می­تواند عملکرد و درصد موسیلاژ قابل قبولی از گاوزبان در شرایط آب و هوایی زابل تولید کرده و قابل پیشنهاد است.

منابع 

1)       امید بیگی، ر. 1394. تولید و فراوری گیاهان دارویی. انشارات آستان قدس رضوی. جلد چهارم. چاپ اول. صفحه 364-363.

2)       Abdul-Halim, A. Ben, K.B.B. and L, Atuah. 2019. Standardizing the quality of composts using stability and maturity indices: the use of sawdust and rice husks as compost feed stocks, American Journal of Plant Sciences, 10: 2134–2150.

3)       Bayati, P., Karimmojeni, H. and J, Razmjoo. 2020. Changes in essential oil yield and fatty acid contents in black cumin (Nigella sativa L.) genotypes in response to drought stress. Industrial Crops and Products, 155: 112764.

4)       Bhattacharyya, P., Chakrabarti, K., Chakraborty, A. and D C, Nayak. 2005. Effect of municipal solid waste compost on phosphorous content of rice straw and grain under submerged condition. Agronomy and Soil Science, 51: 363-370.

5)       Cala V., Cases, M A. and I, Walter. 2005. Biomass production and heavy metal content of Rosmarinus officinalis grown on organic waste-amended soil. Journal of Arid Environments, 62: 401-412

6)       De Souza Mendes, A D., do Perpetuo Socorro Progene Vilhena, M., Oliveira Silva, M V., Francisco Berredo, J., da Costa, M.L. and M.J, de Sousa Trindade. 2023. Solid bio-compost as a nutrient source for family farming, Journal of Agriculture and Food Research, 12: 100575.

7)       Delfine‚ S., Loreto‚ F., Pinelli‚ P., Jognetti‚ R. and A, Alvino. 2005. Isopernoids content and photosynthetic limitation in rosemary and spearmint plants under water stress. Agriculture Ecosystems and Enviroment, 106: 243-252.

8)       Devi, P. U C., Jha, V., Prakash, S., Kumar, S K., Parida, P J., Paul, P., Vara Prasad, K., Sharma, K.H.M., Siddique, H. and H, Nayyar. 2022. Response of physiological, reproductive function and yield traits in cultivated chickpea (Cicer arietinum L.) under heat stress Front. Plant Science., 13: 1-19

9)       Din, J., Khan. S U., Ali, I. and A.R, Gurmani. 2011. Physiological and agronomic response of canola varieties to drought stress. Journal of Animal and Plant Sciences. 21: 78-82.

10)       Dissanayake, I. J., Ranwala, S. and S, Perera. 2019. Germination and seedling growth responses of Sri Lankan grown Sesame/Thala (Sesamum indicum L.) for simulated drought conditions. Journal of National Science Foundation, 47 (4): 479–490. 

11)       Ferdous, Z., Zulfiqar, F., Datta, A., Hasan, A. and A, Sarker. 2021. Potential and challenges of organic agriculture in Bangladesh: A review. Journal of Crop Improvement, 35: 403–426.

12)       Ghosh, P K., Ajay, K K., Bandyopadhyay, M C., Manna, K G., Mandal, A K. and K M, Hati. 2004. Comprative effectiveness of cattle manure, poultry manure, phosphocompost and fertilizer-NPK on three cropping system in vertisols of semi-arid tropics. Dry matter yield, nodulation, chlorophyll content and enzyme activity. Bioresource Technology, 95: 85-93.

13)       Harrison, M T., Tardieu, F., Dong, Z., Messina, CD. and GL, Hammer. 2014.
Characterizing drought stress and trait influence on maize yield under current
and future conditions. Global Change Biology, 20: 867-878

14)       Ho, T T K., Tra, V T., Le, T H., Nguyen, N K Q., Tran, C S., Nguyen, P T., Vo, T D H., Thai, V N. and XT, Bui. 2022. Compost to improve sustainable soil cultivation and crop productivity. Case Studies in Chemical and Environmental Engineering, 6: 100211. 

15)       Hoffman, D. 2003. Medical Herbalism. Canada, Healing Arts press, 666.

16)       Jia, X., Feng, H., Bu, Y., Ji, N., Lyu, Y. and S, Zhao. 2021. Comparative transcriptome and weighted gene Co-expression network analysis identify key transcription factors of Rosa chinensis ‘Old Blush’After exposure to a gradual drought stress followed by recovery. Journal Front Genet, 1017: 1–21.

17)       Kranz, C N., Mc Laughlin, R A., Johnson, A., Miller, G. and L, Heitman. 2020. The effects of compost incorporation on soil physical properties in urban soils. A concise review. Journal of Environmental Management, 261 (110209): 1-10.

18)       Laurence, R. 2004. Borage production for oil and gamma-linolenic acid. Rural Industries Development Corporation, Australian Government. RIRDC Nº 04/040. Available at https://rirdc.infoservices.com.au/ items/04-040 (accessed September 2009).

19)       Li, M., Yang, Y., Raza, A., Yin, S., Wang, H., Zhang, Y., Dong, J., Wang, G., Zhong, C. and H, Zhang. 2021 Heterologous expression of Arabidopsis thaliana rty gene in strawberry (Fragaria × ananassa Duch.) improves drought tolerance. BMC Plant Biology, 21: 1–20.

20)       Mahmood, T., Khalid, S., Abdullah, M., Ahmed, Z., Shah, M K N. and A, Ghafoor. 2020. Insights into drought stress signaling in plants and the molecular genetic basis of cotton drought tolerance. Cells, 9 (105): 30.

21)       Mohammad khani, N. and R, Heidari. 2007. Effects of water stress on respiration, photosynthetic pigment and water content in tow maize cultivar. Pakistan Journal of Biological Science. 10(22): 4022-4028.

22)       Rotblatt, M. and I, Ziment. 2003. Evidence-BasedHerbal Medicine. Philadelphia, Hanley & BelfusInc. pp 464.

23)       Tsiplakou, E. and D, Bilalis. 2020. Tillage intensity and compost application effects on organically grown camelina productivity, seed and oil quality. Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca, 48(4): 2153-2166

24)       Wang, B., Liu, C., Zhang, D., He, C. and Z, Li. 2019. Effects of maize organ-specific drought stress response on yields from transcriptome analysis. BMC Plant Biology, 19 (1): 335–343. 

25)       Yordanov, I. and T, Tsonev. 2003. Plant responses to drought and stress tolerance. Bulgarian Journal of Plant Physiology, 189- 206.