Effect of some biological stimuli and the volume of culture medium on the morphophysiological traits of sweet pepper (Capsicum annuum) seedlings

Subject Areas : Olriculture

Soroor Rahimibagha ¹ , Marjan Diyanat ² , Raheleh Ebrahimi ³

1 - Ms. Student, Department of Agricultural Sciences and Food Industries, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 -
3 - Department of Horticultural Science and Agronomy, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.

Received: 2025-05-10 Accepted : 2025-06-22 Published : 2025-06-23

Keywords: biological stimulus, chlorophyll, morphophysiological traits, soluble carbohydrate ,

Abstract :

Cocopeat is the most widely used culture medium in Iran, but the increase in its price in recent years has made it necessary to review the reduction of the volume of this type of culture medium for the production of seedlings. A factorial experiment was conducted in the form of a completely randomized design with 12 treatments and three replications. The factors include biostimulant at four levels (no biostimulant, amino acid 1 in a thousand, seaweed extract 1 in a thousand, amino acid 1 in a thousand + seaweed extract 1 in a thousand) and the volume of culture medium in three levels (40, 80 and 120 cc). The results showed that the interaction effect of biological stimulus and the volume of culture medium on the traits of seedling height, leaf area, fresh and dry weight of shoots and roots, chlorophyll a, b and total, chlorophyll index and carotenoids were significant at the level of 1%. The highest fresh weight of aerial parts (5.31 g) in the treatment of combined use of amino acid biostimulants and algae extract with a bed volume of 120 cc and the lowest fresh weight of aerial parts (2.07 g) in the control treatment with a bed volume of 40 CC was obtained. Based on the results of this research, the combined application of amino acid and seaweed extract in a bed volume of 120 cc had the best effect in improving the morphophysiological characteristics of bell pepper seedlings.

 

References:

آذرپیرا، ا، فتحی، ش، شرفی، ی و نجفیان، ش .1398. تأثير برخي محركهاي زيستي بر پايه اسيدهاي آمينه روي گياه نعناع سبز دارويي (Mentha spicata L.) تحت تنش شوري، نشریه علمی تغذیه گیاهان باغی، 2(2): 154-173.
بیگ زاده، س. ملکی، ع، میرزایی حیدری، م، رنگین، ع و خورکامگی، ع .1399. ارزيابي كاربرد ساليسليك اسيد و عصاره جلبك دريايي (nodosum Ascophyllum) بر برخي صفات فيزيولوژيكي لوبيا سفيد (Phaseolus lanatus L.) در شرايط تنش خشكي، نشريه علمي اكوفيزيولوژي گياهان زراعي، 2(54): 193-216.
تراب احمدی، ص، عابدی، ب و صابرعلی، ف. 1398. اثر کودهای حاوی اسیدهای آمینه و عصاره جلبک دریایی بر اجزاء عملکرد پسته رقم احمد آقایی، پژوهش های میوه کاری، 4(2): 94-105.
حقیقی، م و مظفریان، م. 1394. کاربرد آمینو اسید بر رشد و عملکردگوجه فرنگی و فلفل دلمه¬ای گلخانه¬ای، دوفصلنامه علوم سبزی ها، 1(2): 64-59.
رضاخانی، ا و حاج سید هادی، م ر .1396. تاثیر کود دامی و محلولپاشی اسیدهای آمینه بر ویژگی¬های رشدی، عملکرد دانه و میزان اسانس گیاه دارویی گشنیز (Coriandrum sativum L.)، نشریه علوم گیاهان زراعی ایران، 48(3): 777-786.
سیبی، م، خزایی، ح. ر و نظامی، ا. 1395. اثر غلظت، زمان و نحوهي مصرف عصاره جلبک دریایی بر برخی ویژگی¬هاي مرفولوژیک ریشه و اندام هوایی گیاه گلرنگ، فصلنامه علمی پژوهشی فیزیولوژي گیاهان زراعی، 8 (25): 5-21.
عالی فر، ن، محمدی قهاره، ا و هنرجو، ن. 1389. اثر نوع بستر كشت بر عملكرد و جذب برخي عناصر غذايي به وسيله خيار گلخانه اي در كشت بدون خاك، علوم و فنون كشت هاي گلخانه¬اي، ۱(۱): 19-24.
مامي، ی، پيوست، غ. ع ، د و سميع زاده لاهيجي، ح 1387. تعيين بسترهاي مختلف کاشت گوجه فرنگي در سيستم کشت بدون خاک.‎ علوم باغبانی (علوم و صنایع کشاورزی)، 22(2): 39-48.
محمودی، ح و علیزاده، خ. 1393. تاثیرکاربرد اسیدهای آمینه آزاد بر عملکردکمی وکیفی ماشک رقم گل‌سفید (Vicia panonica) درشرایط دیم. زراعت دیم ایران، 3(2): 115-126.
نظری، م، خلیلی، ف، ابراهیمی، ر، مستوفی، ی و جعفرپور، م .1401.تأثیر پرتودهی UV-C و تیمار دیفنیلیودونیوم یدید (DPI) بر برخی خصوصیات بیوشیمیایی میوه فلفل دلمه‌ای (Capsicum annuum var. Nirvin) طی دوره پس از برداشت. فرآیند و کارکرد گیاهی، 11(47): 301-321.
یعقوبی، س. ر. 1399. عصاره جلبک دریایی، دستاوردی برای کشاورزی ارگانیک. فصلنامه علمی- پژوهشی کارافن، 17(2): 23-31.

Abdulraheem, S. M. 2009. Effect of nitrogen fertilizer and seaweed extracts on vegetative growth and yield of cucumber. Diyala Agricultural Science Journal. 1: 134-145.
Abou, E. & M. M. Magd. 2019. Foliar application of amino acids and seaweed extract on the growth and yield of some cruciferous crops. Middle East Journal of Agriculture Research, 8(3): 782-787.
Agarwal, P. K., M. Dangariya, & P. Agarwal. 2021. Seaweed extracts: Potential biodegradable, environmentally friendly resources for regulating plant defence. Algal Research, 58, p.102363.
Almaroai, Y. A. & M. A Eissa. 2020. Role of marine algae extracts in water stress resistance of onion under semiarid conditions. Journal of Soil Science and Plant Nutrition 20: 1092-1101.
Arnon, A. N. 1967. Method of extraction of chlorophyll in the plants. Agronomy Journal, 23: 112-121.
Beigzadeh, S., A. Maleki., M. Mirzaee., Heydari., A. Rangin, & A. Khorgami. 2020. Effects of Salicylic Acid and Seaweed (Ascophyllum nodosum) Extracts Application on some Physiological Traits of White Bean (Phaseolus lanatus L.) under Drought Stress Conditions. Journal of Crop Ecophysiology, 53: 21-44. (In Persian).10.30495/jcep.2020.671639
Calvo, P., L. Nelson, & J. W. Kloepper. 2014. Agricultural uses of plant biostimulants. Plant and soil, 383(1-2): 3-41.
DEMİR, A., B. Dural, & K. Yildirim. 2006. Effect of seaweed suspensions on seed germination of tomato, pepper and aubergine. Journal of Biological Sciences, 6(6).
Dinoo, Y.S., N. Boodina, & C. Sembhoo. 2009. Effects of naturally occurring amino acid stimulants on the growth and yield of hot peppers (Capsicum annuum L.). Journal of Animal and Plant Sciences, 5 (1): 414 - 24.
Di Stasio, E., V. Cirillo., G. Raimondi., M. Giordano., M. Esposito, & A. Maggio. 2020. Osmo-priming with seaweed extracts enhances yield of salt-stressed tomato plants. Agronomy, 10(10): 1559-1562.
Faten, S., F. S. Abd El-Aal., A. M. Shaheen., A. A. Ahmed, & A.R. Mahmoud. 2010. Effect of foliar application of urea and amino acids mixtures as antioxidants on growth, yield and characteristics of squash. Agriculture and Biological Sciences 6: 583-588.
Gollan, J. R. & J. T. Wright. 2006. Limited grazing pressure by native herbivores on the invasive seaweed Caulerpa taxifolia in a temperate Australian estuary. Marine and Freshwater Research 57(7): 685-694. DOI:10.1071/MF05253
Gomathi, R., S. Kohila, and K. Ramachandiran. 2017. Evaluating the effect of seaweed formulations on the quality and yield of sugarcane. Madras Agricultural Journal, 104: 161-165.
Grabowska, A., Kunicki, E., Sękara, A., Kalisz, A. & Wojciechowska, R. 2012. The effect of cultivar and biostimulant treatment on the carrot yield and its quality. Journal of Fruit and Ornamental Plant Research, 77(1): 37-48.
Hidangmayum, A. and R. Sharma. 2017. Effect of different concentrations of commercial seaweed liquid extract of Ascophyllum nodosum as a plant bio stimulant on growth, yield and biochemical constituents of onion (Allium cepa L.). Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry, 6(4): 658-663.
Irigoyen, J. J., D. W. Emerich., & M. Sanchez-Diaz. 1992. Water stress induced changes in concentrations of proline and total soluble sugars in nodulated alfalfa (Medicago sativa) plants. Physiologia lantarum, 84: 55-60. https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.1992.tb08764.x
Jannin, L., M. Arkoun., P. Etienne., P Laîné., D. Goux., M. Garnica., M. Fuentes., S.S. Francisco., R. Baigorri., F. Cruz, & F. Houdusse. 2013. Brassica napus growth is promoted by Ascophyllum nodosum (L.) Le Jol. seaweed extract: microarray analysis and physiological characterization of N, C, and S metabolisms. Journal of plant growth regulation, 32: 31-52.
Khandan Deh Arbab, S., M.H. Amini Fard, H.R. Falahi & H. Kaveh. 2019. The effect of different levels of growth stimulating fertilizer containing algae extract and mother corm weight on antioxidant activity and effective substances of saffron. Plant Products, 43(2): 213-226.
Mafakheri, S. 2016. The effect of the use of some organic and chemical fertilizers on the morphological and biochemical characteristics of the medicinal plant fenugreek (Trigonella foenum-graecum L.). Plant Products, 40(3): 27-40.
Mami, Y, G. Pivost, D. Bakhshi, & H. Samiazadeh Lahiji. 2007. Determining different substrates for planting tomatoes in the soilless cultivation system. Horticultural sciences, 22(2): 39-48. (In Persian).10.22067/jhorts4.v1387i2.1083
Marhoon, I.A. & M.K. Abbas. 2015. Effect of foliar application of seaweed extract and amino acids on some vegetative and anatomical characters of two sweet pepper (Capsicum Annuum L.) cultivars. International Journal of Research Studies in Agricultural Sciences, 1(1): 35-44.
Mohammed, G.H. 2013. Effect of Seamino and ascorbic acid on growth, yield and fruits quality of Pepper (Capsicum Annuum L). International Journal of Pure and Applied Sciences and Technology: 17(2), p.9.
Mousavi, E.A., F. Nasibi., K. Manouchehri Kalantari, & H. Oloumi. 2017. Stimulation effect of carrageenan on enzymatic defense system of sweet basil against Cuscuta campestris infection. Journal of Plant Interactions, 12(1): 286-294. https://doi.org/10.1080/17429145.2017.1341560
Nazari, M, F. Khalili., R. Ebrahimi., Y. Mostofi, & M. Jafarpour. 2023. Effect of postharvest UV-C irradiation and DPI treatment on some biochemical characteristics of sweet pepper fruits (Capsicum annuum var. Nirvin) during storage. Plant Process and Function, 11 (47): 301-321. (In Persian).http://jispp.iut.ac.ir/article-1-1583-fa.html
Nair, A. & B. Carpenter. 2016. Biochar rate and transplant tray cell number have implications on pepper growth during transplant production. Hort Technology, 26(6): 713-719.
Noroozlo, Y.A., Souri, M.K. & Delshad, M. 2019. Stimulation effects of foliar applied glycine and glutamine amino acids on lettuce growth. Open Agriculture, 4(1): 164-172. https://www.jstor.org/stable/26902457
Nwokeji, E.M., V.E. Ogwudire., S.E. Okere., P.C. Anyanwu., J.K. Obianigwe, & G.O. Ihejirika. 2022. Effect of Moringa (Moringa oleifera) Plant Parts Extracts on Cercospora (Frogeye) Disease of Sweet (Bell) Pepper (Capsicum annuum L). Asian Research Journal of Current Science, 313-319.
Parrado, J., J. Bautista., E.J. Romero., A.M. García-Martínez., V. Friaza, & M. Tejada. 2008. Production of a carob enzymatic extract: potential use as a biofertilizer. Bioresource technology, 99(7): 2312-2318. DOI: 10.1016/j.biortech.2007.05.029
Prasad, K., A.K. Das., M.D. Oza., H. Brahmbhatt., A.K. Siddhanta., R. Meena., K. Eswaran., M.R. Rajyaguru, & P.K. Ghosh. 2010. Detection and quantification of some plant growth regulators in a seaweed-based foliar spray employing a mass spectrometric technique sans chromatographic separation. Journal of Agricultural and Food chemistry, 58(8): 4594-4601.
Posmyk, M.M. & K. Szafrańska. 2016. Biostimulators: a new trend towards solving an old problem. Frontiers in plant science, 7, p.748.
Sabir, A., K. Yazar., F. Sabir., Z. Kara., M.A. Yazici, & N. Goksu. 2014. Vine growth, yield, berry quality attributes and leaf nutrient content of grapevines as influenced by seaweed extract (Ascophyllum nodosum) and nanosize fertilizer pulverizations. Scientia Horticulturae, 175: 1-8. DOI:10.1016/j.scienta.2014.05.021
Shehata, S.M., H.S. Abdel-Azem., A. Abou El-Yazied, & A.M. El-Gizawy. 2011. Effect of foliar spraying with amino acids and seaweed extract on growth chemical constitutes, yield and its quality of celeriac plant. European Journal of Scientific Research, 58(2): 257-265.
Spinelli, F. S., G. K. Fiori., M. L. Noferini., M. D. Sprocatti, & G. R. Costa. 2010. A noveltype of seaweed extract as a natural alternative to the use of iron chelates in strawberry production. Journal of Scientific Horticulture, 125 (6): 263–269. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2010.03.011
Sunarpi, S., A. Jupri., R. Kurnianingsih., N.I. Julisaniah, & A. Nikmatullah. 2011. Effect of seaweed extracts on growth and yield of rice plants. Asian Journal of Tropical Biotechnology, 2(2): 73-77.
Verkleij, F.N. 1992. Seaweed extracts in agriculture and horticulture: a review. Biological Agriculture and Horticulture, 8: 309-324. https://doi.org/10.1080/01448765.1992.9754608
Vijayakumar, S., S. Durgadevi., P. Arulmozhi., S. Rajalakshmi., T. Gopalakrishnan & N. Parameswari. 2018. Effect of seaweed liquid fertilizer on yield and quality of Capsicum annuum L. Acta Ecologica Sinica, 39(5): 406-410.
Zodape, S.T., A. S.C. Gupta., U.S. Bhandari., D.R. Rawat., K. Chaudhary., Eswaran, & J. Chikara. 2011. Foliar application of seaweed sap as biostimulant for enhancement of yieldand quality of tomato (Lycopersicon esculentum Mill.). Journal of Scientific and Industrial Research, 70: 215-219. http://nopr.niscpr.res.in/handle/123456789/11089

Full-Text:



واحد گرمسار

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

 

نوع مقاله: پژوهشی

 

اثر برخی محرک­های زیستی و حجم بستر کشت بر صفات مورفوفیزیولوژیک نشاء فلفل دلمه­ای (Capsicum annuum)

سرور رحیمی‌بقا1، مرجان دیانت (نویسنده مسئول)2*، راهله ابراهیمی3 

1- دانشجوی کارشناسی‌ارشد، گروه علوم و مهندسی کشاورزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران،  [e-mail]

2- دانشیار، گروه علوم و مهندسی کشاورزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران، [e-mail]

3- استادیار، گروه علوم و مهندسی کشاورزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران،  [e-mail]

تاریخ دریافت: اردیبهشت 1404     تاریخ پذیرش: تیر 1404

Effect of some biological stimuli and the volume of culture medium on the morphophysiological traits of sweet pepper (Capsicum annuum) seedlings

Soroor Rahimibagha1, Marjan Diyanat (Corresponding author)2* and Raheleh Ebrahimi3

1- M.Sc  Student, Department of Agricultural Science and Engineering, SR. C., Islamic Azad University, Tehran, Iran, [e-mail]

2- Associate Professor,  Department of Agricultural Science and Engineering, SR. C., Islamic Azad University, Tehran, Iran, [e-mail]

3-Assistant Professor,  Department of Agricultural Science and Engineering, SR. C., Islamic Azad University, Tehran, Iran, [e-mail]

Received: May 2025        Accepted: July 2025

چکیده کوکوپیت پرمصرف‌ترین بستر مورد استفاده در ایران است، اما افزایش قیمت آن در سال­های اخیر، نیاز به بازبینی در کاهش حجم این نوع بستر جهت تولید نشاء را ضروری ساخته است. به‌منظور بررسی تاثیر برخی محرک‌های زیستی و حجم بستر کشت بر صفات مورفوفیزیولوژیک نشاء فلفل دلمه­ای در شرایط گلخانه، آزمایشی به­صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با ۱۲ تیمار و سه تکرار انجام شد. فاکتورها شامل محرک زیستی در چهار سطح (بدون محرک زیستی، اسید آمینه یک در هزار، عصاره جلبک دریایی یک در هزار، اسید آمینه یک در هزار به همراه عصاره جلبک دریایی یک در هزار) و حجم بستر کشت در سه سطح (40، 80 و 120 میلی­لیتر) بودند. نتایج نشان داد که اثر متقابل محرک زیستی و حجم بستر کشت بر صفات ارتفاع نشاء، سطح برگ، وزن تر و خشک اندام هوایی و ریشه، کلروفیل a، b و کل، شاخص کلروفیل و کاروتنوئیدها در سطح یک درصد معنی­دار شد. بیشترین وزن تر اندام هوایی در تیمار کاربرد ترکیبی محرک­های زیستی اسید آمینه و عصاره جلبک با حجم بستر 120 میلی‌لیتر و کمترین وزن تر اندام هوایی در تیمار شاهد با حجم بستر 40 میلی‌لیتر به‌دست آمد. براساس نتایج این تحقیق کاربرد ترکیبی اسید آمینه و عصاره جلبک دریایی در حجم بستر 120 میلی‌لیتر بهترین تاثیر را در بهبود صفات مورفوفیزیولوژیکی نشاء فلفل دلمه­ای داشت. کلمات کلیدی: صفات مورفوفیزیولوژیک، کربوهیدرات محلول، کلروفیل، محرک زیستی فصلنامه گیاه و زیست فناوری ایران  بهار 1404، دوره 20، شماره 1، صص 67-53

Abstract Cocopeat is the most widely used culture medium in Iran, but the increase in its price in recent years has made it necessary to review the reduction of the volume of this type of culture medium for the production of seedlings. A factorial experiment was conducted in the form of a completely randomized design with 12 treatments and three replications. The factors include biostimulant at four levels (no biostimulant, amino acid 1 in a thousand, seaweed extract 1 in a thousand, amino acid 1 in a thousand + seaweed extract 1 in a thousand) and the volume of culture medium in three levels (40, 80 and 120 cc). The results showed that the interaction effect of biological stimulus and the volume of culture medium on the traits of seedling height, leaf area, fresh and dry weight of shoots and roots, chlorophyll a, b and total, chlorophyll index and carotenoids were significant at the level of 1%. The highest fresh weight of aerial parts in treatment of combined use of amino acid biostimulants and algae extract with a bed volume of 120 cc and the lowest fresh weight of aerial parts in control treatment with a bed volume of 40 CC was obtained. Based on the results of this research, the combined application of amino acid and seaweed extract in a bed volume of 120 cc had the best effect in improving the morphophysiological characteristics of bell pepper seedlings. Key words: Biological stimulus, Chlorophyll, Morphophysiological traits, Soluble carbohydrate    Iranian Journal of Plant & Biotechnology Spring 2025, Vol 20, No 1, Pp 53-67

 

 

مقدمه و کلیات

فلفل شیرین (Capsicum annuum L.) از خانواده Solanaceae و یک محصول مهم اقتصادی است. که به آن فلفل دلمه ای یا فلفل سبز نیز می­گویند. فلفل دلمه­اي از جمله اصلی­ترین گیاهانی است که در شرایط گلخانه­اي کشت می­شود(Nwokeji et al., 2022) . عطر و طعم و رنگ فلفل از مهم­ترین ویژگی­های این محصول است. این سبزی سرشار از عناصر معدنی نظیر پتاسیم، ویتامین‌هایA ، C، آنتی اکسیدان­ها مانند لیکوپن، کاروتنوئیدها، مواد فنولیک و فیبر غیرمحلول است (نظری و همکاران، 1401). میـــوه فلفل دلمه­ای منبع خوبی براي تعـدادي از ترکیبات آنتی‌اکسیدان است. به طوريکـه مصـرف یـک عـدد فلفل متوسط، دو برابر نیاز روزانه به ویتامین ث بـدن را تامین می­کند. فلفل دلمه­اي دربرگیرنده الگوي پلی‌فنولیک قوي شـامل هیدروکمیلی لیترنامیدها(Hydroxycinnmates) ، فلاونــول­هــا و فلاون­ها می­باشد (Aslani et al., 2014). استفاده بي‌رويه و نامتعادل كودهاي شيميايي در كشاورزي رايج سبب افزايش هزينه­­ها، تخريب خاك، از بين رفتن ميكروارگانيسم­ها، كاهش تنوع زيستي، نامتعادل شدن pH خاك و در نهايت تهديد ثبات و پايداري بوم نظام‌ها و سلامت انسان شده است. به همين دليل، متخصصان تلاش دارند تا جايگزين­هاي بوم سازگاري را به منظور جايگزيني با كودهاي شيميايي به كشاورزان و دست اندركاران توليدات كشاورزي معرفي نمايند (Azarpira et al., 2018). هرگونه پیشرفت در سیستم کشاورزی که منجر به تولید و عملکرد بالاتر می­شود، باید تأثیر منفی زیست محیطی کشاورزی را کاهش داده و پایداری سیستم را تقویت کند. یکی از این روش­ها استفاده از محرک­های زیستی است که می­تواند اثر بخشی کودهای معدنی معمولی را تقویت کند(Abou El Magd, 2019) . محرک‌های زیستی محصولات ارگانیکی هستند که از پپتیدها، اسیدهای آمینه، پلی‌ساکاریدها، اسیدهای هیومیک و یا فیتوهورمون‌ها و غیره برای جذب فوری و در دسترس بودن در گیاه تشکیل شده‌اند. جذب آنها به فعالیت فتوسنتزی بستگی ندارد، زیرا مستقیماً توسط گیاه جذب می­شوند و در نتیجه مصرف انرژی کمتری دارند. هدف این محصولات تامین مواد مغذی نیست، بلکه بیشتر به منظور حمایت و تحریک متابولیسم گیاه، کاهش تنش گیاه و غیره است. همچنین ادعا می­شود که آنها رشد و عملکرد محصول را از طریق یک سری مکانیسم‌های بسیار متنوع از جمله فعال‌سازی فعالیت میکروبی خاک و ارتقا یا افزایش فعالیت آنزیم‌های حیاتی خاک یا هورمون‌های رشد گیاهی افزایش می‌دهند (Parrado et al., 2008). به‌نظر می­رسد که استفاده از محرک­های زیستی بهترین وسیله برای رفع نیاز فوری به روش­های آلی جایگزین مبتنی بر مواد فعال بیولوژیکی جدید، سازگار با محیط زیست و ایمن باشد (Posmyk and Szafrańska, 2016). در زیست‌شناسی، اسیدهای آمینه نقش حیاتی در زندگی سلولی دارند. اسیدهای آمینه از مهم ترین متابولیت های اولیه در سلول‌های گیاهی هستند. با این حال، آنها اغلب به عنوان متابولیت‌های ثانویه، به ویژه در مورد اسیدهای آمینه پرولین، گلیسین و بتائین در نظر گرفته می­شوند. بسیاری از ویژگی­های فیزیکوشیمیایی سلول­های گیاهی، بافت‌ها و اندام­ها تحت تأثیر حضور اسیدهای آمینه قرار می­گیرند. آنها واحدهای سازنده پروتئین­ها هستند، به‌عنوان جزء اصلی سلول­های زنده که نقش حیاتی در بسیاری از واکنش­های متابولیک سلولی دارند. علاوه بر این، اسیدهای آمینه عملکردهای بیولوژیکی مهم مختلفی در سلول­های گیاهی از جمله سم­زدایی از سموم و فلزات سنگین، بهینه سازی جذب، جابجایی و متابولیسم مواد مغذی، بیوسنتز ویتامین، تحریک زیستی رشد، ایجاد تحمل بالاتر در برابر تنش­های محیطی مانند خشکی، شوری و شرایط سرما و همچنین در سنتز و تولید کودهای آمینوکلات دارند(Noroozlo et al., 2019) . کاربرد ترکیبات حاوي اسیدهاي آمینه آزاد می­تواند با افزایش درصد نیتروژن محتوي گیاهی موجب افزایش پروتئین دانه شود (محمودی و خشنود، 1393). این ترکیب­ها در بیوسنتز متابولیت‌های ثانویه و هورمونی نقش مهمی دارند. به طورکلی اسیدهای آمینه موادی هستند که باعث تحریک سوخت و ساز (متابولیسم) و فرآیندهای سوخت وسازی (متابولیكی) در جهت افزایش کارایی گیاهان می­شوند. از اثرگذاری­های مثبت اسیدآمینه بر گیاهان می­توان به بهبود شاخص­های فیزیولوژیک و ترکیب­های بیوشیمیایی چای، افزایش عملكرد کمی و کیفی در بابونه و افزایش شمار دانه در خوشه­ی گندم اشاره کرد (رضاخانی و حاج سیدهادی، 1396). اسید آمینه هم به‌صورت خاکی و هم به‌صورت محلول‌پاشی، استفاده می­گردد (حقیقی و مظفریان، 1394). محلول­پاشی آمینو اسید باعث بهبود کارایی جذب نیتروژن از خاک می­گردد و در نتیجه سبب کاهش هدر روی نیتروژن می­شود. گیاهان با کاربرد آمینو اسید از طریق ریشه قادر خواهند بود تا عناصر غذایی بیشتری از محیط ریشه جذب کنند (حقیقی و مظفریان، 1394). عصاره جلبک دریایی، به دلیل دارا بودن طیف وسیعی از تنظیم­کننده­های رشد گیاهی و هورمون­ها اهمیت ویژه­ای تغذیه گیاهان دارد. سایتوکینین که یکی از مهم‌ترین تنظیم کننده­های رشد گیاهی است، در عصاره حاصل از جلبک­های دریایی، به شکل مشتقات trans-zeatin وtrans zeatin riboside و همچنین سایتوکینین آروماتیک بنزیل مینوپورین وجود دارد. عصاره جلبک دریایی دارای مقادیر زیادی اکسین و ترکیبات شبه اکسینی نیز می­باشد. برای مثال، گونه آسکوفیلوم نودوسوم دارای 50 میلی­گرم اسید ایندول استیک در هر گرم ماده خشک می­باشد (یعقوبی، 1399). كاربرد عصاره جلبك باعث افزايش تشكيل ميوه، تاخير در پيري برگ و بهبود مقاومت به تنش­هاي محيطي از قبيل خشكي، شوري و درجه حرارت و افزايش كميت و كيفيت ميوه مي­شود (بیگ­زاده و همکاران، 1399). محلول‌پاشي جلبك­هاي دريايي هم براي افزايش رشد گياه و هم براي تحمل در برابر تنش­هاي محيطي مانند سرمازدگي، خشكي، شوري و براي بهبود فعاليت فتوسنتزي استفاده مي­شود (Rafi et al., 2021). این اثرات جلبک دریایی توسط مکانیسم­های فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی و مولکولی پشتیبانی می­شوند (Wang et al., 2014). یکی دیگر از ترکیبات موجود در عصاره جلبک دریایی، بتائین و ترکیبات شبه بتائین است که در گیاه، نقش مقاومت به تنش شوری و افزایش مقدار کلروفیل برگ را به عهده دارد. افزایش کلروفیل به واسطه تأثیر بتائین موجود در عصاره جلبک دریایی، باعث افزایش عملکرد گیاه زراعی یا باغی می­گردد (یعقوبی، 1399). در بررسي اثر کودهاي با منشأ بيولوژيک شامل عصاره جلبک دريايي، کودهاي حاوي اسيدآمينه و مخلوط آنها بر پنج رقم گوجه فرنگي گلخانه­ا­ي نتايج نشان داد که کاربرد کودهاي حاوي اسيدآمينه اثرهاي مثبت بيشتري را نسبت به عصاره جلبک دريايي بر ميزان عملکرد گياه گوجه فرنگي داشت. نوع رقم گوجه فرنگي نيز بر نحوه واکنش گياه به کود مورد استفاده تأثيرگذار بود، به طوري که ميانگين طول و قطر و وزن ميوه در ارقام گوجه فرنگي با ميوه­هاي ريز (Golden cherry، Sweet million و M09) در مقايســه باگوجه فرنگي­هاي با اندازه ميوه درشت EDU) و (Guiza تحت تأثير کاربرد کودهاي حاوي اسيدآمينه و عصاره جلبک دريايي قرار نگرفته يا بسيار کم تحت تأثير قرار گرفتند (عالی­فر و همکاران، 1389). اهميت پيت بـه‌عنـوان بخشـي از مواد تشكيل دهنده بستر كشت مربوط به خصوصـياتي اسـت كه مهم­ترين آنها ظرفيت نگهـداري آب، ظرفيـت نگهـداري هوا، وزن حجمي كم (كه هزينـه­هـاي جابجـايي را كـاهش مي­دهد) و ظرفيت تبـادل كـاتيوني بـالای آن اسـت (Prasad, 2022). محققین در پژوهشی به بررسی تأثیر کود مایع جلبک دریایی بر عملکرد و رشد فلفل دلمه­ای پرداختند. غلظت‌های مختلف شامل 10، 20، 30، 40 و 50 درصد از کود مایع جلبک دریایی با استفاده از آب مقطر تهیه شدند. تیمار کودی با غلظت 20 درصد حداکثر جوانه­زنی بذر، وزن تر، وزن خشک، طول ریشه و ساقه­چه، تعداد شاخه، سطح برگ، تعداد غلاف و محتوای کلروفیل کل، پروتئین، کربوهیدرات و لیپید را نشان داد. بنابراین، می­تواند به عنوان یک کود زیستی جایگزین عمل کند، زیرا سازگار با محیط زیست، مقرون به صرفه است و مزایای اقتصادی و زیست محیطی قابل توجهی را برای کشاورز به ارمغان می­آورد (Vijayakumar et al., 2019). بستر کوکوپیت در حال حاضر بهترین و پرمصرف­ترین بستر مورد استفاده در ایران است، اما به دلیل اینکه نهاده­ای وارداتی است، افزایش قیمت این بستر در سال­های اخیر، نیاز به بازبینی در کاهش حجم این نوع بستر جهت تولید نشاء و کشت هیدروپونیک سایر محصولات با کیفیت ضروری به نظر می­رسد. بنابراین، این پژوهش با هدف مطالعه اثر برخی محرک­های زیستی و حجم بستر کشت بر صفات مورفوفیزیولوژیکی نشاء فلفل دلمه­ای (به عنوان يکي از مهم­ترين محصولات گلخانه­اي در ايران) انجام شد.

فرآیند پژوهش

این تحقیق در گلخانه­ای واقع در گرمدره­ی کرج در سال 1401 انجام شد. در این آزمایش از بذر گیاه فلفل دلمه­ای (Capsicum annuum) رقم عنبری که از شرکت عنبری ایران تهیه شده بود، استفاده گردید. برای انجام این آزمایش سینی­های نشاء در سه اندازه تهیه شدند و با بستر کشت 50% کوکوپیت و 50% پرلیت از نوع فاین، پر شدند. آزمایش به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با ۱۲ تیمار در سه تکرار انجام شد. فاکتورها شامل محرک زیستی در چهار سطح (عدم کاربرد محرک زیستی M1، اسید آمینه یک در هزار M2، عصاره جلبک دریایی یک در هزارM3  و اسید آمینه یک در هزار به همراه عصاره جلبک دریایی یک در هزار M4) و حجم بستر کشت در سه سطح (40 ، 80 و 120 میلی­لیتر) بودند. ابتدا در هر حفره سینی کشت یک عدد بذر فلفل دلمه­ای در عمق یک سانتی‌متری از سطح بستر کشت گردید و بلافاصله آبیاری شدند. در مرحله بعد سینی­های نشاء در فضایی تاریک با دمای 22 درجه سانتی­گراد و رطوبت 70 درصد قرارداده شدند و به محض مشاهده نخستین شواهد جوانه­زنی در90 درصد از حفره‌های کاشت، سینی­های نشاء به فضای گلخانه منتقل شدند. در طی رشد نشاء، دمای روزانه گلخانه 24 درجه سانتی­گراد و دمای شبانه 19 درجه سانتی­گراد بود. زمان شروع اعمال تیمارها از مرحله ظهور برگ­های لپه­ای بود. نحوه تیمار نشاها با محرک زیستی به‌صورت محلول‌پاشی و هفته­ای دوبار بود. عصاره جلبک دریایی با برندBIOALGAX  و اسید آمینه با برند MAFA استفاده شدند. محلول اسید آمینه مورد استفاده دارای اسیدهای آمینه فنیل­آلانین، آرژنین، آسپارتیک اسید، گلوتامیک­اسید، گلیسین، لیزین، متیونین، آلانین، پرولین، تریپتوفان-هیستیدین، لوسین، ایزولوسین، تیروزین و والین بودند. طی آزمایش نشاءها هفته­ای یک بار هم از طریق کود NPK (با نسبت 20-20-20) تیمار شدند. پس از اعمال تیمارها صفات مورد نظر شامل ارتفاع گیاه، قطر ساقه، سطح برگ، وزن تر و خشک اندام هوایی و ریشه، میزان کربوهیدرات­های محلول (Irigoyen et al., 1992)، کلروفیل a،b  و کل و کاروتنوئیدها (Arnon, 1967) اندازه­گیری شدند. داده­های حاصله با نرم­افزار SPSS (نسخه 16) تجزیه و تحلیل و میانگین­ها با آزمون چند­دامنه­ای دانكن مقایسه شدند و برای رسم نمودارها از نرم­افزار اکسل استفاده شد.

نتایج و بحث

صفات مورفولوژیک: نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثر متقابل محرک زیستی و حجم بستر کشت بر صفات ارتفاع نشاء، سطح برگ، وزن تر و خشک اندام هوایی و ریشه در نشاء فلفل دلمه­ای در سطح یک درصد معنی­دار شد. اما اثر متقابل محرک زیستی و حجم بستر کشت ساده بر صفت قطر ساقه معنی­دار نبود (جدول 1).  

 

 

جدول 1- تجزیه واریانس اثر محرک زیستی و حجم بستر کشت بر صفات مورفولوژیکی نشاء فلفل دلمه­ای

Table 1- Variance analysis of the effect of biostimulant and cultivation medium volume on morphological traits of bell pepper seedlings

میانگین مربعات							درجه آزادی	منابع تغییرات
وزن خشک ریشه	وزن تر ریشه	وزن خشک اندام هوایی	وزن تر اندام هوایی	سطح برگ	قطر ساقه	ارتفاع نشاء
0.005**	0.48**	0.12**	12.31**	9644050.47**	5.37**	47.27**	3	محرک زیستی
0.001 ns	0.03**	0.007**	0.52**	20800.58**	0.06**	0.71**	2	حجم بستر کشت
0.001*	0.004**	0.001**	0.06**	3420.36**	0.003 ns	0.16**	6	محرک زیستی× حجم بستر کشت
0.001	0.001	0.001	0.002	66.33	0.004	0.004	24	اشتباه آزمایش
5.07	2.52	3.09	1.44	0.27	2.24	0.75	-	ضریب تغییرات (%)

**، * و ns به ترتیب نشان دهنده تفاوت معنی­دار در سطح احتمال یک درصد، پنج درصد و عدم تفاوت معنی­دار

**, * and ns indicate significant difference at the probability level 1% and 5% and no significant difference, respectively

 

با توجه به نتایج حاصل از مقایسه میانگین اثر متقابل محرک زیستی و حجم بستر کشت، بیشترین ارتفاع نشاء در تیمار کاربرد ترکیبی محرک­های زیستی اسید آمینه به همراه عصاره جلبک و حجم بستر کشت 120 میلی لیتر با میانگین 57/12 سانتی­متر و کمترین ارتفاع نشاء در تیمار شاهد و حجم بستر 40 میلی لیتر با میانگین ارتفاع 86/6 سانتی­متر به دست آمد (جدول 2). ارتفاع نشاء از صفات و معيارهاي مهم سنجش كيفيت نشاء مي­باشد. گزارش شده که کاربرد عصاره جلبک دریایی در پیاز (Hidangmayum and Sharma, 2017) و در فلفل شیرین (Marhoon and Abbas, 2015) باعث افزایش ارتفاع بوته شد. در مطالعات انجام شده روی گیاه فلفل محلول‌پاشی جلبک دریایی روی شاخساره، افزایش قابل توجهی در ارتفاع گیاه و درصد کلروفیل کل را نشان داد (Mohammed, 2013; Demir  et al., 2006). عصاره جلبک دریایی مانند هورمون‌های رشد طبیعی (اکسین‌ها و سیتوکینین‌ها) از طریق افزایش تعدادی از رویدادهای متابولیکی، تقسیم سلولی و بزرگ شدن سلول باعث رشد گیاه و افزایش ارتفاع گیاه می­شود (Gollan et al., 2006; Prasad et al., 2010). این یافته­ها با نتایج سایر محققان در گیاه خیار هم­خوانی دارد (Abdulraheem, 2009). نتايج مشابه با این تحقیق نشان داد كه محلول­پاشی گیاهان با اسيد آمينه باعث افزايش چشمگير در ارتفاع گياه كرفس وحشي شد (Shehata et al., 2011).

 

جدول 2- مقایسه میانگین صفات مورفولوژیکی نشا فلفل دلمه­ای تحت تاثیر اثر متقابل محرک زیستی و حجم بستر کشت

Table 2- Mean comparison of morphological traits of bell pepper seedlings under the interaction effect of biostimulant and cultivation medium volume

میانگین						تیمار
وزن خشک ریشه (گرم)	وزن تر ریشه (گرم)	وزن خشک اندام هوایی (گرم)	وزن تر اندام هوایی (گرم)	سطح برگ (سانتی­متر مربع)	ارتفاع نشاء (سانتی­متر)	حجم بستر کشت (میلی‌لیتر)	محرک زیستی
0.07 b	0.68 g	0.21 h	2.07 l	19837.67 l	6.86 h	40	عدم کاربرد محرک زیستی
0.07 b	0.74 f	0.22 gh	2.17 k	1912.67	6.92 h	80
0.07 b	0.73 fg	0.23 gh	2.29 j	2066.0 j	6.85 h	120
0.08 b	0.84 e	0.25 fgh	2.47 i	2491.33 i	7.21 g	40	اسید آمینه یک در هزار
0.08 b	0.87 e	0.27 efg	2.71 h	2522.33 h	7.58 f	80
0.09 ab	0.88 e	0.29 def	2.87 g	2565.67	7.85 e	120
0.09 ab	0.96 d	0.32 cde	3.29 f	3313.67 f	8.81 d	40	عصاره جلبک دریایی یک در هزار
0.09 ab	0.97 d	0.33 cd	3.38 e	3367.67 e	9.23 c	80
0.10 ab	1.09 c	0.35 c	3.52 d	3414.0 d	9.31 c	120
0.12 ab	1.20 b	0.45 b	4.51 c	4336.67 c	11.75 b	40	اسید آمینه یک در هزار به همراه عصاره جلبک دریایی یک در هزار
0.12 ab	1.24 b	0.48 b	4.78 b	4356.0 b b	11.76 b	80
0.14 a	1.35 a	0.54 a	5.31 a	4383.33 a	12.57 a	120

در هر ستون میانگین های دارای حروف مشابه با یکدیگر تفاوت معنی داری ندارند

In each column, means with the same letters are not significantly different from each other

 

نتایج حاصل از مقایسه میانگین اثر ساده محرک زیستی نشان داد بیشترین قطر ساقه نشاء در تیمار با محرک زیستی مخلوط اسید امینه و عصاره جلبک با میانگین 58/3 میلی متر و کمترین میزان قطر ساقه در تیمار شاهد با میانگین 83/1 میلی متر بود (شکل 1). بیشترین قطر ساقه در حجم بستر 120 میلی لیتر با میانگین 58/2 میلی­متر و کمترین میزان قطر ساقه در حجم بستر 80 میلی لیتر با میانگین 44/2 میلی­متر بود (شکل 2). با مصرف غلظت­هاي مختلف عصاره جلبك دريايي در گیاه گلرنگ قطر ساقه تحت تأثير قرارگرفت، به نحوي كه با افزايش غلظت مصرف، قطر ساقه نيز روندي افزايشي را نشان داد (سیبی و همکاران، 1395). در كاربرد اسيدهاي آمينه بر روي گياه مرزه گزارش شد كه تمام پارامترهاي رشدي از جمله قطر طوقه با افزايش غلظت اسيدهاي آمينه افزايش يافت (Abdel Aziz et al., 2010).

 

شکل 1- مقایسه میانگین اثر محرک زیستی بر قطر ساقه در نشاء فلفل دلمه‌ای (حروف M1، M2، M3 و M4  به‌ترتیب نشان دهنده شاهد و محرک‌های زیستی اسید آمینه، جلبک و اسید آمینه × جلبک به نسبت یک در هزار است) Fig 1- Comparison of the average effect of biostimulants on stem diameter in bell pepper seedlings (letters M1, M2, M3, and M4 represent the control and the biostimulants amino acid, algae, and amino acid × algae in a ratio of one in a thousand, respectively)

شکل 2- مقایسه میانگین اثر حجم بستر کشت بر قطر ساقه در نشاء فلفل دلمه‌ای (حروف H1، H2 و H3 به‌ترتیب نشان دهنده حجم بستر کشت در سه سایز 40، 80 و 120 میلی‌لیتر است) Fig 2- Comparison of the average effect of the volume of the growing medium on the stem diameter in bell pepper seedlings (the letters H1, H2 and H3 indicate the volume of the growing medium in three sizes of 40, 80 and 120 cc, respectively)

 

 

بیشترین سطح برگ در تیمار کاربرد ترکیبی محرک­های زیستی اسید آمینه و عصاره جلبک و حجم بستر کشت 120 میلی لیتر با میانگین 58/4660 میلی­متر مربع بدست آمد و کمترین سطح برگ در تیمار شاهد و حجم بستر 40 میلی لیتر با میانگین سطح برگ 67/1983 میلی­متر مربع به دست آمد (جدول 2). محققین با مطالعه روی تأثیر جلبک بر صفات انگور گزارش کردند که استفاده از ترکیب عصاره جلبک و نانوکود تأثیر مثبتی بر شاخص سطح برگ داشت(Sabir et al., 2014) . در مطالعاتی اسيدهاي آمينه با تسريع در جذب آب و مواد غذايي و افزايش رشد رويشي، باعث افزایش تعداد برگ گياه نعناع شدند (Dinoo et al., 2009). به نظر می­رسد افزایش سطح برگ در تیمار اسید آمینه و جلبک دریایی به علت افزایش جذب عناصر غذایی و تنظیم کننده­های رشد باشد که باعث انتقال شیره خام با کیفیت به برگ­ها شده و موجب تقسیم سلولی و رشد بهتر برگ­های گیاه شده است. نیتروژن موجود در اسیدهای آمینه، موجب افزایش تغذیه نیتروژنی گیاه شده و به رشد برگ کمک شایانی می­کند (تراب احمدی و همکاران، 1398). بیشترین وزن تر اندام هوایی در تیمار کاربرد ترکیبی محرک­های زیستی اسید آمینه و عصاره جلبک با حجم بستر 120 میلی لیتر با میانگین 31/5 گرم بود و کمترین وزن تر اندام هوایی در تیمار شاهد با حجم بستر 40 میلی لیتر با میانگین وزن 07/2 گرم به دست آمد (جدول 2). نقش عصاره­های جلبکی در افزایش وزن تر اندام هوایی در گیاه گوجه فرنگی (Di Stasio et al., 2020) تحت تنش شوری و در پیاز در شرایط تنش خشکی (Almaroai and Eissa, 2020) گزارش شده است. استفاده از عصاره جلبک دریایی به دلیل وجود هورمون­های رشد موجود در آن و اثر آنها بر روند جذب و حرکت مواد مغذی در گیاهان موجب افزایش مواد مغذی در برگ شده، در نتیجه موجب افزایش وزن گیاه می­شوند(Agarwal et al., 2021) . بیشترین وزن خشک اندام هوایی در تیمار کاربرد ترکیبی محرک های زیستی اسید آمینه و عصاره جلبک با حجم بستر 120 میلی لیتر با میانگین 54/0 گرم بود و کمترین وزن خشک اندام هوایی در تیمار شاهد با حجم بستر 40 میلی لیتر با میانگین وزن 21/0 گرم به دست آمد (جدول 2). در تحقیقی اثر عصاره جلبک در افزایش وزن خشک اندام هوایی در پیاز در شرایط تنش خشکی گزارش شد (Almaroai and Eissa, 2020). محققین اعلام کردند که افزایش وزن خشک اندام هوایی و ریشه در پی استفاده از عصاره جلبک ممکن است به دلیل افزایش رشد رویشی باشد که بدلیل افزایش فتوسنتز و افزایش دسترسی به مواد مغذی آلی ایجاد می‌شود (Spinelli et al., 2010). بیشترین وزن تر ریشه در تیمار کاربرد ترکیبی محرک­های زیستی اسید آمینه و عصاره جلبک با حجم بستر 120 میلی لیتر با میانگین 35/1 گرم بود و کمترین وزن تر ریشه در تیمار شاهد با حجم بستر 40 میلی لیتر با میانگین وزن 68/0 گرم به دست آمد (جدول 2). در پژوهشی که روی گیاه برنج انجام شد، استفاده از عصاره جلبک Ascophyllum nodusum موجب افزایش 77/29 درصدی وزن ریشه شد (Sunarpi et al., 2011). پژوهش­ها نشان داده که محلول‌پاشی عصاره جلبک دریایی منجر به بهبود توسعه ریشه در گونه های مختلفی مانند ذرت، گوجه فرنگی، انگور و توت فرنگی شده است(Calvo et al., 2014) . بیشترین وزن خشک ریشه در تیمار کاربرد ترکیبی محرک‌های زیستی اسید آمینه و عصاره جلبک و حجم بستر کشت 120 میلی لیتر با میانگین 14/0 گرم بود و کمترین وزن خشک ریشه در تیمار شاهد با حجم بستر 40 میلی لیتر با میانگین وزن 07/0 گرم به دست آمد (جدول 2). در پژوهشی گزارش شد که بیشترین وزن خشک ریشه با مصرف دو لیتر در هکتار عصاره جلبک دریایی در مرحله رشد رویشی گلرنگ به دست آمد (سیبی و همکاران، 1395). با افزایش غلظت مصرف عصاره جلبک دریایی در مرحله­ی رشد رویشی گیاه، گستردگی ریشه گیاه در خاك به خوبی صورت گرفته و در نهایت افزایش وزن خشک ریشه را به دنبال داشت (Sunarpi et al., 2011).

صفات فیزیولوژیک: نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثر متقابل محرک زیستی و حجم بستر کشت بر صفات کلروفیل a، b و کل، محتوای کلروفیل و کاروتنوئید در نشاء فلفل دلمه­ای در سطح یک درصد معنی­دار شد. اما اثر متقابل محرک زیستی و حجم بستر کشت ساده بر صفت کربوهیدرات­های محلول معنی­دار نبود (جدول 3). با توجه به نتایج حاصل از مقایسه میانگین اثر متقابل محرک زیستی و حجم بستر کشت بیشترین محتوای کلروفیل a، b و کل در نشاء فلفل دلمه­ای در تیمار کاربرد ترکیبی محرک‌های زیستی اسید آمینه و عصاره جلبک و حجم بستر 120 میلی لیتر به ترتیب با میانگین 90/1، 86/0 و 96/2 میلی­گرم بر گرم وزن تر بود و کمترین میزان کلروفیل a، b و کل در تیمار شاهد با حجم بستر 40 میلی لیتر به ترتیب با میانگین 09/1، 46/0 و 76/1 میلی­گرم بر گرم وزن تر به دست آمد (جدول 4). محققین گزارش کردند که تیمار بوته‌های گوجه ‌فرنگی با عصاره جلبک دریایی باعث افزایش کلروفیل کل در برگ‌ها شد (Zodape et al., 2011). محتوای کلروفیل برگ به‌عنوان یک عامل مهم در تعیین ظرفیت فتوسنتزی برگ محسوب می­شود. افزایش غلظت کلروفیل در اثر استفاده از عصاره جلبک دریایی در گیاهان مختلف همچون انگور (Sabir et al., 2014) گزارش شده است. 

 

جدول 3- تجزیه واریانس اثر محرک زیستی و حجم بستر کشت بر صفات فیزیولوژیکی نشاء فلفل دلمه­ای

Table 3- Variance analysis of the effect of biostimulant and cultivation medium volume on physiological traits of bell pepper seedlings

میانگین مربعات							درجه آزادی	منابع تغییرات
	کاروتنوئید	شاخص کلروفیل	کربوهیدرات­های محلول	کلروفیل کل	کلروفیل b	کلروفیل a
	0.13**	35.13**	2.91**	1.43**	0.73**	0.12**	3	محرک زیستی
	0.01**	0.28**	0.06**	0.11**	0.04**	0.02**	2	حجم بستر کشت
	0.003**	0.01**	0.002 ns	0.006*	0.002**	0.002**	6	محرک زیستی× حجم بستر کشت
	0.001	0.002	0.002	0.002	0.001	0.0001	24	اشتباه آزمایش
	2.76	0.57	1.27	1.91	1.51	2.41	-	ضریب تغییرات  (%)

**، * و ns به ترتیب نشان دهنده تفاوت معنی­دار در سطح احتمال یک درصد، پنج درصد و عدم تفاوت معنی­دار

**, * and ns indicate significant difference at the probability level 1% and 5% and no significant difference, respectively

 

نتایج حاصل از مقایسه میانگین اثر ساده محرک زیستی نشان داد بیشترین میزان کربوهیدرات­های محلول در تیمار کاربرد ترکیبی محرک­های زیستی اسید آمینه و عصاره جلبک با میانگین 82/3 میلی­گرم بر گرم وزن خشک و کمترین میزان کربوهیدرات­های محلول در تیمار شاهد با میانگین 47/2 میلی­گرم بر گرم وزن خشک بدست آمد (شکل 3). بیشترین میزان کربوهیدرات­های محلول در حجم بستر 120 میلی لیتر با میانگین 16/3 میلی­گرم بر گرم وزن خشک و کمترین میزان کربوهیدرات­های محلول در حجم بستر 40 میلی لیتر با میانگین 02/3 میلی گرم بر گرم وزن خشک بدست آمد (شکل 4).گزارش شده که محلول­پاشی ریحان با عصاره جلبک دریایی کاراجینان در غلظت یک گرم بر لیتر تحت تنش زیستی، مقدار کل قندهای محلول را افزایش داده است (Mousavi et al., 2017). حضور مولکول­هاي آلی نظیـر اسیدهاي آلی، متیونین و حتی پلی­آمین­هـا در عصـاره جلبک دریایی موجب افـزایش جـذب مـواد معـدنی بوسیله اتصال به این مولکول­ها شـده و تولیـد بیشـتر کربوهیدرات را در پی دارد (Jannin et al., 2013).

 

جدول 4- مقایسه میانگین صفات فیزیولوژیک نشا فلفل دلمه­ای تحت تاثیر اثر متقابل محرک زیستی و حجم بستر کشت

Table 4- Mean comparison of physiological traits of bell pepper seedlings under the interaction effect of biostimulant and cultivation medium volume

میانگین						تیمار
	کاروتنوئید (میلی­گرم بر گرم وزن تر)	شاخص کلروفیل	کلروفیل کل (میلی­گرم بر گرم وزن تر)	کلروفیل b (میلی­گرم بر گرم وزن تر)	کلروفیل a (میلی­گرم بر گرم وزن تر)	حجم بستر کشت (میلی لیتر)	محرک زیستی
	0.42 g	6.18 k	1.76 i	0.46 j	1.09 j	40	عدم کاربرد محرک زیستی
	0.53 f	6.22 k	1.93 h	0.56 i	1.16 i	80
	0.55 f	6.40 j	2.01 g	0.60 hi	1.20 hi	120
	0.57 ef	6.86 i	2.05 g	0.61 ghi	1.22 gh	40	اسید آمینه یک در هزار
	0.58 ef	6.97 h	2.13 f	0.65 fgh	1.27 fg	80
	0.61 de	7.13 g	2.18 f	0.66 efg	1.30 f	120
	0.66 cd	8.51 f	2.32 e	0.70 def	1.41 e	40	عصاره جلبک دریایی یک در هزار
	0.67 c	8.66 e	2.34 e	0.71 de	1.44 e	80
	0.67 c	8.76 d	2.44 d	0.72 cd	1.51 d	120
	0.76 b	10.47 c	2.69 c	0.77 bc	1.70 c	40	اسید آمینه یک در هزار به همراه عصاره جلبک دریایی یک در هزار
	0.78 ab	10.73 b	2.83 b	0.81 ab	1.81 b	80
	0.82 a	10.93 a	2.96 a	0.86 a	1.90 a	120

در هر ستون میانگین­های دارای حروف مشابه با یکدیگر تفاوت معنی­داری ندارند

In each column, means with the same letters are not significantly different from each other

 

بیشترین شاخص کلروفیل در کاربرد ترکیبی محرک­های زیستی اسید آمینه و عصاره جلبک با حجم بستر 120 سی سی با میانگین 93/10 بود و کمترین شاخص کلروفیل مربوط به تیمار شاهد با حجم بستر 40 میلی لیتر با میانگین 18/6 به دست آمد (جدول 4). طی پژوهشی کاربرد عصاره جلبک دریایی در گیاه نیشکر باعث بهبود شاخص کلروفیل شد(Gomathi et al., 2017) . پژوهش­گران طی تحقيقی نشان دادند كه اسيدهاي آمينه با افزايش ميزان نيتروژن، پتاسيم و فسفر در گياه، باعث افزايش ميزان رنگيزه­ها (كلروفيل) شده كه به دنبال توانايي جذب نور خورشيد، توليد مواد فتوسنتزي و در نهايت باعث بهبود رشد و عملكرد گياه مي­شود (آذرپیرا و همکاران، 1398). همچنین طی مطالعه­ای كاربرد اسيدهاي آمينه منجر به افزايش كلروفيل شد (Faten et al., 2010). پژوهش­گران نشان داده اند که کاهش حجم سلول سینی نشاء از طریق محدود کردن رشد ریشه و درنتیجه کاهش جذب آب و مواد غذایی باعث کاهش معنی­دار شاخص کلروفیل در نشاء می­شود (Nair and Carpenter, 2016). بیشترین میزان کاروتنوئید در تیمار کاربرد ترکیبی محرک­های زیستی اسید آمینه و عصاره جلبک با حجم بستر 120 میلی لیتر با میانگین 82/0 میلی­گرم بر گرم وزن تر بود و کمترین میزان کاروتنوئید در تیمار شاهد با حجم بستر 40 سی سی با میانگین 42/0 میلی­گرم بر گرم وزن تر به دست آمد (جدول 4). در تحقیقی گزارش شد که با مصرف عصاره جلبک مقدار کاروتنوئید در برگ شنبلیله به طور قابل توجهی افزایش یافت که با نتایج تحقیق حاضر هم­خوانی دارد (مفاخری، 1396). گزارش شده که میزان کاروتنوئید گلبرگ زعفران به طور معنی­داری تحت تاثیر کود محرک زیستی حاوی عصاره جلبک می­باشد (Khandan Deh Arbab et al., 2019). در اثر استفاده از اسیدهای آمینه برخی از گیاهان مثل هویج، در یک سال از سه سال آزمایش، مقدار قندهای محلول و کاروتنوئیدها افزایش و نیترات، کاهش یافت (Grabowska et al., 2012).

 

شکل 3- مقایسه میانگین اثر محرک زیستی بر کربوهیدرات‌های محلول در نشا فلفل دلمه‌ای (حروف M1، M2، M3 و M4  به‌ترتیب نشان‌دهنده آب و محرک‌های زیستی اسید آمینه، جلبک و اسید آمینه × جلبک به نسبت یک در هزار است) Fig 3- Comparison of the average effect of biostimulants on soluble carbohydrates in bell pepper seedlings (letters M1, M2, M3, and M4 represent water, amino acid, algae, and amino acid × algae biostimulants at a ratio of one in a thousand, respectively)

شکل 4- مقایسه میانگین اثر حجم بستر کشت بر کربوهیدرات‌های محلول در نشا فلفل دلمه‌ای (حروف H1، H2 و H3 به‌ترتیب نشان دهنده حجم بستر کشت در سه سایز 40، 80 و 120 میلی‌لیتر است) Fig 4- Comparison of the average effect of growing medium volume on soluble carbohydrates in bell pepper seedlings (letters H1, H2, and H3 indicate the growing medium volume in three sizes of 40, 80 and 120 cc, respectively)

 

نتیجه‌گیری کلی

نتایج این تحقیق نشان داد که محلول‌پاشی محرک­های زیستی به کار رفته یعنی عصاره جلبک و اسید آمینه توانستند سبب بهبود رشد رویشی و صفات مورفوفیزیولوژیک نشاء فلفل دلمه­ای گردند. افزایش حجم بستر نیز منجر به افزایش معنی­دار شاخص­های مورفوفیزیولوژیک نشاء فلفل دلمه­ای گردید. در این مطالعه با افزایش حجم بستر تا 120 میلی­لیتر صفاتی مانند ارتفاع نشاء، قطر ساقه، سطح برگ، وزن تر و خشک اندام هوایی، وزن تر ریشه، کلروفیل a، b و کل، کربوهیدرات­های محلول و محتوای کاروتنوئیدها افزایش معنی­دار داشتند، اما وزن خشک ریشه معنی‌دار نبود. کاربرد همزمان دو محرک زیستی عصاره جلبک و اسید آمینه نسبت به عملکرد این محرک­ها به تنهایی، نتیجه­ی بهتری در میزان بهبود صفات داشتند. در میان تیمارهای مورد استفاده بهترین نتیجه در صفات اندازه­گیری شده مربوط به تیمار حجم بستر 120 میلی­لیتر و کاربرد ترکیبی محرک­های زیستی اسید آمینه یک در هزار و عصاره جلبک یک در هزار مشاهده شد. اثر عصاره جلبک نسبت به اسید آمینه در بهبود صفات نشاء فلفل دلمه­ای بهتر بود.

منابع 

1)       آذرپیرا، ا.، فتحی، ش.، شرفی، ی و. ش، نجفیان .1398. تأثير برخي محرك‌هاي زيستي بر پايه اسيدهاي آمينه روي گياه نعناع سبز دارويي (Mentha spicata L.) تحت تنش شوري. نشریه علمی تغذیه گیاهان باغی، 2(2): 154-173.

2)       بیگ زاده، س.، ملکی، ع.، میرزایی‌حیدری، م.، رنگین، ع و. ع، خورکامگی. 1399. ارزيابي كاربرد اسيد ساليسليك و عصاره جلبك دريايي (nodosum Ascophyllum) بر برخي صفات فيزيولوژيكي لوبيا سفيد (Phaseolus lanatus L.) در شرايط تنش خشكي. نشريه علمي اكوفيزيولوژي گياهان زراعي، 2(54): 193-216.

3)       تراب احمدی، ص.، عابدی، ب و. ف، صابرعلی. 1398. اثر کودهای حاوی اسیدهای آمینه و عصاره جلبک دریایی بر اجزاء عملکرد پسته رقم احمد آقایی. پژوهش‌های میوه‌کاری، 4(2): 94-105.

4)       حقیقی، م و. م، مظفریان. 1394. کاربرد آمینو اسید بر رشد و عملکردگوجه فرنگی و فلفل دلمه­ای   گلخانه‌­ای. دوفصلنامه علوم سبزی‌ها، 1(2): 64-59.

5)       رضاخانی، ا و. م ر، حاج سیدهادی. 1396. تاثیر کود دامی و محلولپاشی اسیدهای آمینه بر ویژگی­های رشدی، عملکرد دانه و میزان اسانس گیاه دارویی گشنیز (Coriandrum sativum L.). نشریه علوم گیاهان زراعی ایران، 48(3): 777-786.

6)       سیبی، م.، خزایی، ح ر و. ا، نظامی. 1395. اثر غلظت، زمان و نحوهي مصرف عصاره جلبک دریایی بر برخی ویژگی­هاي مرفولوژیک ریشه و اندام هوایی گیاه گلرنگ، فصلنامه علمی پژوهشی فیزیولوژي گیاهان زراعی، 8 (25): 5-21.

7)       عالی‌فر، ن.، محمدی قهاره، ا و. ن، هنرجو. 1389. اثر نوع بستر كشت بر عملكرد و جذب برخي عناصر غذايي به وسيله خيار گلخانه‌اي در كشت بدون خاك. علوم و فنون كشت‌هاي گلخانه­اي، ۱(۱): 19-24.

8)       مامي، ی.، پيوست، غ ر و. ح، سميع زاده لاهيجي. 1387. تعيين بسترهاي مختلف کاشت گوجه فرنگي در سيستم کشت بدون خاک.‎ علوم باغبانی (علوم و صنایع کشاورزی)، 22(2): 39-48.

9)       محمودی، ح و. خ، علیزاده. 1393. تاثیرکاربرد اسیدهای آمینه آزاد بر عملکرد کمی و کیفی ماشک رقم گل‌سفید (Vicia panonica) درشرایط دیم. زراعت دیم ایران، 3(2): 115-126.

10)       نظری، م.، خلیلی، ف.، ابراهیمی، ر.، مستوفی، ی و. م، جعفرپور.1401. تأثیر پرتودهی UV-C و تیمار دیفنیلیودونیوم یدید (DPI) بر برخی خصوصیات بیوشیمیایی میوه فلفل دلمه‌ای (Capsicum annuum var. Nirvin) طی دوره پس از برداشت. فرآیند و کارکرد گیاهی، 11(47): 301-321.

11)       یعقوبی، س ر. 1399. عصاره جلبک دریایی، دستاوردی برای کشاورزی ارگانیک. فصلنامه علمی- پژوهشی کارافن، 17(2): 23-31.

12)       Abdulraheem, S.M. 2009. Effect of nitrogen fertilizer and seaweed extracts on vegetative growth and yield of cucumber. Diyala Agricultural Science Journal. 1: 134-145.

13)       Abou, E. and M.M, Magd. 2019. Foliar application of amino acids and seaweed extract on the growth and yield of some cruciferous crops. Middle East Journal of Agriculture Research, 8(3): 782-787.

14)       Agarwal, P.K., Dangariya., M. and P, Agarwal. 2021. Seaweed extracts: Potential biodegradable, environmentally friendly resources for regulating plant defence. Algal Research, 58, p.102363.

15)       Almaroai, Y.A. and M.A. Eissa. 2020. Role of marine algae extracts in water stress resistance of onion under semiarid conditions. Journal of Soil Science and Plant Nutrition 20: 1092-1101.

16)       Arnon, A.N. 1967. Method of extraction of chlorophyll in the plants. Agronomy Journal, 23: 112-121.

17)        Beigzadeh, S., Maleki, A.,  Mirzaee, M., Rangin, A. and A, Khorgami. 2020. Effects of Salicylic Acid and Seaweed (Ascophyllum nodosum) Extracts Application on some Physiological Traits of White Bean (Phaseolus lanatus L.) under Drought Stress Conditions. Journal of Crop Ecophysiology, 53: 21-44.10.30495/jcep.2020.671639.

18)       Calvo, P., Nelson, L. and J.W, Kloepper. 2014. Agricultural uses of plant biostimulants. Plant and soil, 383(1-2): 3-41.

19)       DEMİR, A., Dural, B. and K, Yildirim. 2006. Effect of seaweed suspensions on seed germination of tomato, pepper and aubergine. Journal of Biological Sciences, 6(6).

20)       Dinoo, Y.S., N. Boodina, and C. Sembhoo. 2009. Effects of naturally occurring amino acid stimulants on the growth and yield of hot peppers (Capsicum annuum L.). Journal of Animal and Plant Sciences, 5 (1): 414 - 24.

21)       Di Stasio, E., Cirillo, V., Raimondi, G., Giordano, M., Esposito, M. and A, Maggio. 2020. Osmo-priming with seaweed extracts enhances yield of salt-stressed tomato plants. Agronomy, 10(10): 1559-1562.

22)       Faten, S., Abd El-Aal, F.S., Shaheen, A.M., Ahmed, A.A. and A.R, Mahmoud. 2010. Effect of foliar application of urea and amino acids mixtures as antioxidants on growth, yield and characteristics of squash. Agriculture and Biological Sciences, 6: 583-588.

23)       Gollan, J.R. and J.T, Wright. 2006. Limited grazing pressure by native herbivores on the invasive seaweed Caulerpa taxifolia in a temperate Australian estuary. Marine and Freshwater Research, 57(7): 685-694. DOI:10.1071/MF05253.

24)       Gomathi, R., Kohila, S. and K, Ramachandiran. 2017. Evaluating the effect of seaweed formulations on the quality and yield of sugarcane. Madras Agricultural Journal, 104: 161-165.

25)       Grabowska, A., Kunicki, E., Sękara, A., Kalisz, A. and R, Wojciechowska. 2012. The effect of cultivar and biostimulant treatment on the carrot yield and its quality. Journal of Fruit and Ornamental Plant Research, 77(1): 37-48.

26)       Hidangmayum, A. and R, Sharma. 2017. Effect of different concentrations of commercial seaweed liquid extract of Ascophyllum nodosum as a plant bio stimulant on growth, yield and biochemical constituents of onion (Allium cepa L.). Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry, 6(4): 658-663.

27)       Irigoyen, J.J., Emerich, D.W. and M, Sanchez-Diaz. 1992. Water stress induced changes in concentrations of proline and total soluble sugars in nodulated alfalfa (Medicago sativa) plants. Physiologia lantarum, 84: 55-60.  https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.1992.tb08764.x

28)       Jannin, L., Arkoun, M., Etienne, P., Laîné. P., Goux, D., Garnica, M., Fuentes, M., Francisco, S.S., Baigorri, R., Cruz, F. and F, Houdusse. 2013. Brassica napus growth is promoted by Ascophyllum nodosum (L.) Le Jol. seaweed extract: microarray analysis and physiological characterization of N, C and S metabolisms. Journal of plant growth regulation, 32: 31-52.

29)       Khandan Deh Arbab, S., Amini Fard, M.H., Falahi, H.R. and H, Kaveh. 2019. The effect of different levels of growth stimulating fertilizer containing algae extract and mother corm weight on antioxidant activity and effective substances of saffron. Plant Products, 43(2): 213-226.

30)       Mafakheri, S. 2016. The effect of the use of some organic and chemical fertilizers on the morphological and biochemical characteristics of the medicinal plant fenugreek (Trigonella foenum-graecum L.). Plant Products, 40(3): 27-40.

31)       Mami, Y., Pivost, G., Bakhshi, D. and H, Samiazadeh Lahiji. 2007. Determining different substrates for planting tomatoes in the soilless cultivation system. Horticultural sciences, 22(2): 39-48. 

32)       Marhoon, I.A. and M.K, Abbas. 2015. Effect of foliar application of seaweed extract and amino acids on some vegetative and anatomical characters of two sweet pepper (Capsicum Annuum L.) cultivars. International Journal of Research Studies in Agricultural Sciences, 1(1): 35-44.

33)       Mohammed, G.H. 2013. Effect of Seamino and ascorbic acid on growth, yield and fruits quality of Pepper (Capsicum Annuum L). International Journal of Pure and Applied Sciences and Technology: 17(2), 9.

34)       Mousavi, E.A., Nasibi, F., Manouchehri Kalantari, K. and H, Oloumi. 2017. Stimulation effect of carrageenan on enzymatic defense system of sweet basil against Cuscuta campestris infection. Journal of Plant Interactions, 12(1): 286-294. 

35)       Nazari, M., Khalili, F., Ebrahimi, R., Mostofi, Y. and M, Jafarpour. 2023. Effect of postharvest UV-C irradiation and DPI treatment on some biochemical characteristics of sweet pepper fruits (Capsicum annuum var. Nirvin) during storage. Plant Process and Function, 11 (47): 301-321.  

36)       Nair, A. and B, Carpenter. 2016. Biochar rate and transplant tray cell number have implications on pepper growth during transplant production. Hort Technology, 26(6): 713-719.

37)       Noroozlo, Y.A., Souri, M.K. and M, Delshad. 2019. Stimulation effects of foliar applied glycine and glutamine amino acids on lettuce growth. Open Agriculture, 4(1): 164-172. 

38)       Nwokeji, E.M., Ogwudire, V.E., Okere, S.E., Anyanwu, P.C., Obianigwe, J.K. and G.O, Ihejirika. 2022. Effect of Moringa (Moringa oleifera) Plant Parts Extracts on Cercospora (Frogeye) Disease of Sweet (Bell) Pepper (Capsicum annuum L). Asian Research Journal of Current Science, 313-319.

39)       Parrado, J., Bautista, J., Romero, E.J., García-Martínez, A.M., Friaza, V.and M, Tejada. 2008. Production of a carob enzymatic extract: potential use as a biofertilizer. Bioresource technology, 99(7): 2312-2318. 

40)       Prasad, K., Das, A.K., Oza, M.D., Brahmbhatt, H., Siddhanta, A.K., Meena, R., Eswaran, K., Rajyaguru, M.R. and P.K, Ghosh. 2010. Detection and quantification of some plant growth regulators in a seaweed-based foliar spray employing a mass spectrometric technique sans chromatographic separation. Journal of Agricultural and Food chemistry, 58(8): 4594-4601.

41)       Prasad, 2022. Review of the use of Peat Moss in Horticulture. Technical Report, 1-114.

42)       Posmyk, M.M. and K, Szafrańska. 2016. Biostimulators: a new trend towards solving an old problem. Frontiers in plant science, 7: 748.

43)       Sabir, A., Yazar, K., Sabir, F., Kara, Z., Yazici, M.A. and N, Goksu. 2014. Vine growth, yield, berry quality attributes and leaf nutrient content of grapevines as influenced by seaweed extract (Ascophyllum nodosum) and nanosize fertilizer pulverizations. Scientia Horticulturae, 175: 1-8. 

44)       Shehata, S.M., Abdel-Azem, H.S., Abou El-Yazied, A. and A.M, El-Gizawy. 2011. Effect of foliar spraying with amino acids and seaweed extract on growth chemical constitutes, yield and its quality of celeriac plant. European Journal of Scientific Research, 58(2): 257-265.

45)       Spinelli, F.S., Fiori, G.K., Noferini, M.L., Sprocatti, M.D. and G.R, Costa. 2010. A noveltype of seaweed extract as a natural alternative to the use of iron chelates in strawberry production. Journal of Scientific Horticulture, 125 (6): 263–269. 

46)       Sunarpi, S., Jupri, A., Kurnianingsih, R., Julisaniah, N.I. and A, Nikmatullah. 2011. Effect of seaweed extracts on growth and yield of rice plants. Asian Journal of Tropical Biotechnology, 2(2): 73-77.

47)       Vijayakumar, S., Durgadevi, S., Arulmozhi, P., Rajalakshmi, S., Gopalakrishnan, T. and N, Parameswari. 2018. Effect of seaweed liquid fertilizer on yield and quality of Capsicum annuum L. Acta Ecologica Sinica, 39(5): 406-410.

48)       Zodape, S.T., Gupta, A.S.C., Bhandari, U.S., Rawat, D.R., Eswaran, K. and J, Chikara. 2011. Foliar application of seaweed sap as biostimulant for enhancement of yieldand quality of tomato (Lycopersicon esculentum Mill.). Journal of Scientific and Industrial Research, 70: 215-219.