The Effects of Organic Soil Amendments on Some Physicochemical Properties of Salvia viridis (Salvia viridis L) under Salinity Stress

Subject Areas : Bio-fertilizer

Arefeh Hassanvand ¹

1 - Department of Biology, Payam Noor University, Tehran, Iran

Received: 2023-09-17 Accepted : 2023-12-30 Published : 2024-09-22

Keywords: Proline, Seaweed extract , Morphological characteristics, Cow manure, Vermicompost,

Abstract :

Salinity is one of the major factors that adversely affect the performance and growth parameters of most agricultural crops worldwide. Plant growth and the levels of secondary metabolites are influenced by salt stress. The aim of this study was to investigate the effect of soil organic amendments on some physicochemical traits of Salvia viridis L. plants under salt stress. The present study was conducted in a factorial design in a completely randomized manner. The treatments included five levels of organic amendments (control without any amendment, half and one gram of seaweed extract per liter of water, 20% volume of pot cow manure compost, and 20% volume of pot vermicompost) and three levels of soil salinity (3, 6, and 9 deci-Siemens per meter) with three replications in a greenhouse. The control treatment had no fertilizer. The findings indicated that as the salinity level increased, growth parameters (fresh weight, dry weight of stem and leaf, leaf area), chlorophyll content, and proline decreased, while malondialdehyde increased. The highest fresh and dry weight of stem and leaf, proline content, and essential oil percentage were obtained in plants treated with seaweed extract, while all amendments showed higher chlorophyll content compared to the control. Furthermore, among the investigated treatments, seaweed extract at a concentration of 1 milligram per liter proved to be more effective in preserving the plant from the adverse effects of salt stress and improving its growth characteristics.

References:

Ahmadpour, R., Mohammadi, R., Armand, F. and Nizam, N. (2020). The interaction of seaweed extract (Ascophyllum nodosum) and drought stress on germination indices of tomato plant (Lycopersicon sculentum L.). Seed Research, 10(35): 31-44.
Akbarpour, V., Ashnavar, M. and Bahmanyar, M.A. (2015). The effect of animal manure and chemical fertilizer on some physiological and phytochemical characteristics of Sarkhargol. Management of agricultural products. 18 (3): 703-711
Andrea, C., Lingua, G., Bardi, L., Masoero, G. and Berta, G. (2007). Influence of arbuscular mycorrhizal fungi on growth and essential oil composition in Ocimum basilicum var. Genovese. Caryologia, 60(1-2): 106-110.
Antolin, M. C., Yoller, J. and Sanchez-Diaz, M. (1995). Effect of temporary drought on nitrate-fed and nitrogen fixing alfalfa plants. Plant Science 107: 159-165.
Arthur G.D., Stirk, W.A. and Staden, J.V. (2003). Effect of a seaweed concentrate on the growth and yield of three varieties of Capsicum annuumSouth African Journal of Botany. 69: 207-211.
Astaneh, R. K., Bolandnazar, S. and Nahandi, F. Z. (2022). Exogenous nitric oxide protect garlic plants against oxidative stress induced by salt stress. Plant Stress, 5:100101.
Azizi, M., Rezvani, F., Hassanzadeh Khayat, M., Lekzian A. and Nemati, H.(2017). The effect of different levels of vermicompost and irrigation on the morphological properties and essential oil content of German chamomile (Matricaria recutita L.) Goral variety.
Badem, A. and Söylemez, S. (2022). Effects of nitric oxide and silicon application on growth and productivity of pepper under salinity stress. Journal of King Saud University-Science, 34(6): 102189.
Bandeoglu, E., Egidogan, F., Yucel, M. and Avni Oktem , M. (2004). Antioxidant responses of shoots and roots of lentil to NaCl salinity stress . Plant Growth Regulation, 42: 69-77.
Bates, L. S., Waldren, R. P., and Teare, I. D. (1973). Rapid determination of free proline for water -stress studies. Plant Soil 39: 205-207.
Biareh, V., Shekari, F., Sayfzadeh, S., Zakerin, H., Hadidi, E., Beltrão, J. G. T. and Mastinu, A. (2022). Physiological and qualitative response of Cucurbita pepo L. to salicylic acid under controlled water stress conditions. Horticulturae, 8(1): 79.
Chojnacka, K., Saeid, A., Witkowska, Z. and Tuhy, L. (2012). Biologically active compounds in seaweed extracts-the prospects for the application. In The open conference proceedings journal, 3, (1): 20-28.
Elansary, H. O., Yessoufou, K., Shokralla, S., Mahmoud, E. A. and Skalicka-Woźniak, K. (2016). Enhancing mint and basil oil composition and antibacterial activity using seaweed extracts. Industrial Crops and Products, 92: 50-56.
Esmaielpour, B., Fatemi, H. and Moradi, M. (2019). entitled the effect of seaweed extract on the physiological and biochemical parameters of basil (Ocimum basilicum L.) under water stress conditions. Journal of Soil and Plant Interactions Isfahan University of Technology, 11:1-4.
Fan, D., Hodges, M., Zhang, J., Kirby, C.W., Ji, X., Locke, S.J., Critchley, A.T. and Prithiviraj, B. (2011). Commercial extract of the brown seaweed Ascophyllum nodosum enhances phenolic antioxidant content of spinach (Spinacia oleracea L.) which protects Caenorhabditis elegans against oxidative and thermal stress. Food Chemistry, 124: 195-202.
Farzaneh, A., Ghani, A. and Aziz Arani, M. (2005). The effect of water stress on appearance characteristics, yield and percentage of essential oil in basil plant (number)Kashkani Lulu. Journal of Plant Production Research, 17 (1): 101-113.
Garc ia, A. C., Santos, L. A., Izquierdo, F. G., Sperandio, M. V. L., Castro, R. N. and Berbara, R. L. L. (2012). Vermicompost humic acids as an ecological pathway to protect rice plant against oxidative stress. Ecological Engineering, 47: 203-208.
Gunes, A., Inal, A., Alpuslan, M., Fraslan, F., Guneri, E. and Cicek, N. (2007). Salicylic acid
induced changes on some physiological parameters symptomatic for oxidative stress and mineral nutrition in maize grown under salinity. Journal of Plant Physiology. 164: 728-736.
Hendawy, S. F. and Kh. A. Khalid. (2005). Response of sage (Salvia officinalis L.) plants to zinc application under different salinity levels. Journal Apply Science Research. 1: 147-155.
Hoang, T. M. L., Tran, T. N., Nguyen, T. K. T., Williams, B., Wurm, P., Bellairs, S. and Mundree, S. (2016). Improvement of salinity stress tolerance in rice: challenges and opportunities. Agronomy, 6(4): 54.‏
Heidari, B., Pessarakli, M., Dadkhodaie, A. and Daneshnia, N. (2012). Reactive oxygen species-mediated functions in plants under environmental stresses. Journal of Agricultural Science and Technology. B, 2(2B), 159.
Jahani, S., Saadatmand, S., Mahmoodzadeh, H. and Khavari-Nejad, R. A. (2019). Effect of foliar application of cerium oxide nanoparticles on growth, photosynthetic pigments, electrolyte leakage, compatible osmolytes and antioxidant enzymes activities of Calendula officinalis L. Biologia, 74: 1063-1075.
Joshi, R., Singh, J. and Vig, A. P. (2015). Vermicompost as an effective organic fertilizer and biocontrol agent: effect on growth, yield and quality of plants. Reviews in Environmental Science and Bio-Technology, 14: 137-159.
Kalher, M., Dehestani Ardakani, M., Shirmardi, M. and Gholam Nejad, V. (2017). The response of marigold plant to the mutual effects of salinity stress and soil amendment organic matter. Environmental Tensions in Agricultural Sciences. 11:1005-1021.
Karagiannidis, N., Thomidis, T., Lazari, D., Panou-Filotheou, E. and Karagiannidou, C. (2011). Effect of three Greek arbuscular mycorrhizal fungi in improving the growth, nutrient concentration, and production of essential oils of oregano and mint plants. Scientia horticulturae, 129(2): 329-334.
Kelen, M. and Tepe, B. (2008). Chemical composition, antioxidant and antimicrobial properties of the essential oils of three Salvia species from Turkish flora. Bioresource Technology, 99: 4096-4104.
Kishor, P. B., Sangam, S. and Amrutha, R. N. (2005). Regulation of proline biosynthesis, degradation, uptake and transport in higher plants: its implications in plant growth and abiotic stress tolerance. Current Science, 88: 424-438.
Koocheki, A., Nassiri, M. and Behdani, M. A. (2006). Agronomic attributes of saffron yield at agroecosystems. Acta Horticulturae 739: 24-33.
Kord Firouzjai, G., Habibi, H., Sodai Mashai, S. and Fotoukian, M.H.( 2012). The effect of foliar application of fertilizers containing nutrients and growth stimulants on the germination factors of rice. Journal of Science and Technology Seed. 2(2): 1-10.
Liu, X., Chen, Q., Zhang, H., Zhang, J., Chen, Y., Yao, F., and Chen, Y. (2023). Effects of exogenous organic matter addition on agricultural soil microbial communities and relevant enzyme activities in southern China. Scientific Reports, 13(1):8045.
Mandhania, S., Madan, S. and Sawhney, V. (2006). Antioxidant defense mechanisms under salt stress in wheat seedlings. Biologia Plantarum, 50: 227-231.
Mozaffarian V. A(1996). Dictionary of Iranian Plant Names. Farhang Moaser, Tehran, Iran. 59-71.
Noorani Azad, H. and M. Haji Bagheri (2007). The effect of salinity stress on some physiological characteristics of the plant (Anethum graveolens L). New Knowledge of Agriculture. 12 (4): 93-100.
Nouri, K., Omid, H., Nakhdi Badi, H., Torabi, H. and Fatukian, M. H. (2013). Effect of water and soil salinity on flower yield, soluble compounds, content of salinity elements and quality of essential oil of Shirazi chamomile (Matricaria recutita L). Water Research in Agriculture. 26 (4): 368-378.
Parida, A., Das, A. B. and Das, P. (2002). NaCl stress causes changes in photosynthetic pigments, proteins, and other metabolic components in the leaves of a true mangrove, Bruguiera parviflora, in hydroponic cultures. Journal of Plant Biology, 45: 28-36.
Perez -Gomez, J. J., Abud -Archila, M., Villalobos -Maldonado, J. J., Enciso -Saenz, S., de Leon, H. H., Ruiz -Valdiviezo, V. M. and Gutierrez -Miceli, F. A. (2017) Vermicompost and vermiwash minimized the influence of salinity stress on growth parameters in potato plants. Compost Science and Utilazation, 5: 1 -8.
Peyvast, G. H., J. A. Olfati, S. Madeni, and A. Forghani. )2008(. Effect of vermicompost on the growth and yield of spinach (Spinacia oleracea L.). Journal of Food, Agriculture and Environment, 6(1): 110-113.
Pohl, A., Kalisz, A., and Sekara, A. (2019). Seaweed extracts’ multifactorial action: influence on physiological and biochemical status of Solanaceae plants. Acta Agrobotanica:72(1).
Rahimi, A., Gitari, H., Lyons, G., Heydarzadeh, S., Tunçtürk, M., and Tunçtürk, R. (2023). Effects of vermicompost, compost and animal manure on vegetative growth, physiological and antioxidant activity characteristics of Thymus vulgaris L. Under water stress. Yuzuncu Yıl University Journal of Agricultural Sciences, 33(1): 40-53.
Ramarajan S, Henry Joseph L and Saravana Gonthi A.(2012). Effect of Seaweed Liquid Fertilizer on the Germination and Pigment Concentration of Soybean. Journal of Crop Science and Technology. 1(2): 1-5.
Sarcheshmeh Poor, M., Taheri, A., Nasibi, F., and Bahrami Nejad, F. (2022). The Effect of Foliar Application of Algae Extract, ß-Carotene and Vitamin E on some Biochemical Parameters of Pistachio Seedlings under Salinity Stress. Quality and Durability of Agricultural Products and Food Stuffs, 1(4): 1-11.
Sánchez, F., Jifon, J.L., Carvajal, M and Syvertsen,J.P., (2002). Gas exchange, chlorophyll nd nutient ontents in el tion to N + nd Cl- umul tion in‘Sunbu st’m nd in g fted on different rootstocks. Plant Science. 162(5):705-712.
Schutz, H., and Fangmier, E. (2001). Growth and yield responses of spring Wheat (Triticum aestivum L.) to elevated Co2 and water limitation. Environmental Pollution 114: 187-194.
Seyeed Razavi, A., Ovissi, M., and Kasraei, P. (2018). Investigation of Daljin Growth Regulator (Ascophyllumnodosum Extract) under Salt Stress Conditions on Agronomic and Physiological Traits of Barley (Hurdeumvulgare L.).‏
Smart, R. E., and Bingham, G. E. (1974). Rapid estimates of relative water content. Plant Physiology 53: 258 -260.
Turan, M., and Köse, C. (2004). Seaweed extracts improve copper uptake of grapevine. Acta Agriculturae Scandinavica, Section B - Soil and Plant Science, 54: 213-220
Tawfeeq, A., Culham, A., Davis, F., and Reeves, M. (2016). Does fertilizer type and method of application cause significant differences in essential oil yield and composition in rosemary (Rosmarinus officinalis L.). Industrial Crops and Products, 88: 17-22.
Valliyodan, B. and Nguyen H. T. (2006).Understanding regulatory networks and engineering for enhanced drought tolerance in plants. Current Opinion in Plant Biology 9: 189-95.
Valentovic, P., Luxova, M., Kolarovi, L. and Gasparikora, O. )2006(. Effect of osmotic stress on compatible solutes content, memberane stability and water relation in two maize. Plant Soil
Enviroment. 52(4): 186-191.
Vojodi Mehrabani, L., Hasanpour Aghdam, M. B. Valizadeh Kamran, r.(2016). Research on the growth and some physiological traits of Marzeh. Under salt stress. Journal of Ecophysiology of Agricultural Plants. 41: 99-110.
Whapham, C., G. Blunden, T. Jenkins and S. Hankins. (1993). Significance of betaines in the increased-chlorophyll content of plants treated with seaweed extract. Journal Apply Phycology. 5: 231-234.
Yousaf, M. T. B., Nawaz, M. F., Gul, S., Haider, M. S., Ahmed, I., Yasin, G., and Farooq, M. Z. (2023). Application of Farmyard Manure in Sustainable Utilization of Animal Wastes to Reclaim Salt Degraded Lands. In Climate Changes Mitigation and Sustainable Bioenergy Harvest Through.
Zafar, M. M., Shakeel, A., Haroon, M., Manan, A., Sahar, A., Shoukat, A., and Ren, M. (2022). Effects of salinity stress on some growth, physiological, and biochemical parameters in cotton (Gossypium hirsutum L.) germplasm. Journal of Natural Fibers, 19(14) : 8854-8886.
Gutiérrez-Miceli, F.A., Santiago-Borraz, J., Montes Molina, J.A., Nafate, C.C., Abdud-Archila, M., Oliva Llaven, M.A., Rincón-Rosales, R. and Deendoven, L.(2007). Vermicompost as a soil supplement to improve growth, yield and fruit quality of tomato (Lycopersicum esculentum). Bioresource Technology, 98: 2781-2786.

Full-Text:



 

The Effects of Organic Soil Amendments on Some Physicochemical Properties of Salvia Viridis (Salvia Viridis L.) under Salinity Stress

 

Arefeh Hassanvand1* 

1 Department of Biology, Payame Noor University, Tehran, Iran. Email: [e-mail]

 

Article type:		Abstract
Research article            Article history Received: 17.09.2023 Revised: 14.12.2023 Accepted: 30.12.2023 Published: 22.09.2024         Keywords Cow manure Morphological characteristics Proline Seaweed extract Vermicompost		Salinity is one of the major factors that adversely affect the performance and growth parameters of most agricultural crops worldwide. Plant growth and the levels of secondary metabolites are influenced by salt stress. The aim of this study was to investigate the effect of soil organic amendments on some physicochemical traits of Salvia viridis L. plants under salt stress. The present study was conducted in a factorial design in a completely randomized manner. The treatments included five levels of organic amendments (control without any amendment, half and one gram of seaweed extract per liter of water, 20% volume of pot cow manure compost, and 20% volume of pot vermicompost) and three levels of soil salinity (3, 6, and 9 deci-Siemens per meter) with three replications in a greenhouse. The control treatment had no fertilizer. The findings indicated that as the salinity level increased, growth parameters (fresh weight, dry weight of stem and leaf, leaf area), chlorophyll content, and proline decreased, while malondialdehyde increased. The highest fresh and dry weight of stem and leaf, proline content, and essential oil percentage were obtained in plants treated with seaweed extract, while all amendments showed higher chlorophyll content compared to the control. Furthermore, among the investigated treatments, seaweed extract at a concentration of 1 milligram per liter proved to be more effective in preserving the plant from the adverse effects of salt stress and improving its growth characteristics.
Cite this article as: Hassanvand A. (2024). The Effects of Organic Soil Amendments on Some Physicochemical Properties of Salvia viridis (Salvia viridis L.) under Salinity Stress. Journal of Plant Environmental Physiology, 19(3): 131-146.
	©The autor (s)                               Publisher: Islamic Azad University, Gorgan branch Doi: https://doi.org/10.71890/iper.2024.984470

 

 

 

 

 

 

 

 

 

اثرات مواد آلی اصلاح کننده خاک بر برخی از صفات فیزیکوشیمیایی گیاه مریم گلی 

(Salvia viridis L.) تحت تنش شوری

عارفه حسنوند1*

1 گروه زیست شناسی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران، رایانامه: [e-mail]

نوع مقاله: مقاله پژوهشی         تاریخ دریافت: 26/06/1402 تاریخ بازنگری: 23/09/1402 تاریخ پذیرش: 09/10/1402 تاریخ چاپ: 01/07/1403         واژه‌های کلیدی: پرولین  جلبك دريايي خصوصيات مورفولوژیکی كود گاوي ورمی کمپوست		چکيده
		شوری یکی از عوامل کاهش‌دهنده‌ عملکرد و پارامترهای رشدی در اکثر محصولات کشاورزی درسراسر دنیا می‌باشد. رشد و میزان  متابولیت‌های ثانویه در گیاهان تحت تاثیر تنش شوری است. این مطالعه با هدف ، بررسي اثر مواد آلی اصلاح کننده خاک بر برخی از صفات فیزیکوشیمیایی گیاه مریم گلی L. Salvia viridis  تحت تنش شوری بود. مطالعه حاضر به صورت  فاكتوريل در قالب طرح كاملاًتصادفي بود . تیمارها شامل  پنج سطح  از مواد اصلاحي (شاهد، بدون مواد اصلاح كننده)، نيم و يك گرم عصاره جلبك دريايي در يك ليتر آب، 20 درصد حجمي گلدان كود گاوي پوسيده و 20درصد حجمي گلدان كود ورمي‌كمپوست) و سه سطح شوري خاك (3، 6، 9 دسي­زيمنس بر متر) با سه تكرار در گلخانه اجراگردید. یافته‌ها نشان داد كه با بالا رفتن  سطح شوري، پارامتر‌هاي رشدي (وزن تر، وزن خشک ساقه و برگ ، سطح برگ) و میزان کلروفیل و پرولین کاهش یافت. در صورتیکه مقدار مالون دی آلدیید افزایش یافت. بيشترين وزن‌تر و خشك ساقه و برگ ، میزان پرولین و درصد اسانس در گياهاني كه با جلبک دریایی تيمار شده بودند، به دست آمد، در حالی که تمام اصلاح كننده‌هامیزان کلروفیل بیشتری نسبت به شاهد نشان دادند. همچنین یافته‌ها نشان داد در ميان تيمارهاي مورد بررسي، جلبک دریایی در غلظت 1 میلی گرم در لیتر  بهتر از بقيه توانست گياه را از پیامدهای نامطلوب تنش شوري محفوظ نگهداشته وسبب بهبود خصوصيات رشدي آن گردد.
استناد: حسنوند، عارفه. (۱۴۰۳). اثرات مواد آلی اصلاح کننده خاک بر برخی از صفات فیزیکوشیمیایی گیاه مریم گلی(Salvia viridis L.) تحت تنش شوری (Medicago sativa L.). فیزیولوژی محیطی گیاهی، ۱۹(3)، 146-136.
	ناشر: دانشگاه آزاد اسلامی، واحد گرگان © نویسندگان.		Doi: https://doi.org/10.71890/iper.2024.984470

 

 

 

 

 

مقدمه

مریم گلی سبز (Salvia viridis L.) یک گیاه زینتی و دارویی شناخته شده است و در حال حاضر به‌طور گسترده در سراسر جهان کشت می‌شود. (Mozaffarian , 1997). این گیاه با فعالیت‌های آنتی‌اکسیدانی خاص، اسپاسمولیتیک، ضد میکروبی، ضد هیدروتیک، قابض مشخص می شود. چندین گزارش در طب سنتي براي مقاصد مختلفي از جمله درمان سرماخوردگي، برونشيت، ناراحتي‌هاي گوارشي و سل مورد استفاده قرار می گیرند. اسانس آن حاوی سینئول، بورنئول، توجون، کافور، پینن و کامفن است .اسانس آن مانند دیگر گونه‌های خانواده لامیاسه در ساختارهای تخصصی به نام تریکوم غده ای قرار دارد (Kelen, M. and Tepe, 2008).

گیاهان زراعی در طول چرخه زندگی خود اغلب با تنش‌های مختلفی مواجه می شوند که ممکن است به طور قابل توجهی توسعه و در نتیجه بهره وری کلی آنها را محدود کند. در میان تنش‌های مرتبط، شوری ناشی از فعالیت کشاورزی یک مشکل برای حداقل 75 کشور در سراسر جهان است. تنش شوري يكي از موانع توليد در كشاورزي محسوب مي‌شود. شوری یکی از محدودیت‌های محیطی جهانی است که ناشی از حضور اولیه نمک در خاک، سطح آب و یا در آب آبیاری است. این یک مشکل رو به رشد است که عمدتاً به دلیل آب و هوای خشک فزاینده است کـه بر اساس برآوردهای اخیر فائو، بیش از 400 میــلیون هکتار را تحت تأثیر قرار داده است. تنش شوری بر رشد و بهره وری گیاه تأثیر منفی می گذارد و منجر به تنش اسمزی، اثرات یونی خاص و عدم تعادل تغذیه ای می شود . علاوه بر این، شوری منجر به اختلال عملکرد فتوسیستم به دلیل محدودیت‌های روزنه‌ای و اختلال در رنگدانه، محدود کردن عملکرد فتوسنتزی و ایجاد یک انفجار اکسیداتیو می‌شود که به انواع مولکول‌ها و سیستم‌های متصل به غشاء آسیب می‌رساند. (Astaneh et al., 2022).

امروزه استفاده بهينه از اراضي و منابع آب‌شور، افزايش تحمل به شوري گياهان همراه با توان توليد بالاتر يك استراتژی مهم اصلاحي برای زنده ماندن در شرایط تنش شوری است. گیاه چندین ماده شیمیایی را به عنوان تنظیم کننده‌های بالقوه رشد از جمله فیتوهورمون‌ها، آنتی اکسیدان‌ها و اسمولیت‌ها را سنتز می‌کند (Hoang et al., 2016). گیاهان از مكانيسم‌هایي همچون تغيير در الگوي بيان ژن، حفظ نشت يوني، تجمع مواد محلول سازگار نظير پرولين، گلايسين، بتائين، حفظ آب در داخل سلول، ترميم و كنترل آسيب‌هاي حاصل از تنش مانند حذف راديكال‌هاي آزاد اكسيژن، تخريب پروتئين‌هاي آسيب ديده، تنظيمات رشدي مانند افزايش نسبت ريشه به شاخساره و يا كاهش سطح برگ برای تحمل تنش شوري استفاده مي‌كنند (Hoang et al., 2016).

تغذيه ارگانيك خاك يك استراتژي جهاني براي حفظ باروري طبيعي خاك از طريق تقويت ميكروارگانيسم‌هاي خاك است (Liu et al., 2023). کاربرد كمپوست‌هاي توليدشده از منابع متفاوت ارگانيك، از طریق افزايش محتواي موادآلي و فعاليت بيولوژيكي خاك، افزایش تخلخل خاك، مقدار كربن آلي و نيتروژن كل در لايه روئين خاک موجب تقويت
ساختمان فيزيكي، شيميايي و بيولوژيكي خاك مي‌گردد. اين اعمال از طريق افزايش محتواي مواد آلي موجب فعاليت بيولوژيكي خاك می‌گردد. یك راه‌حل برای افزایش مقدار مواد آلی خاك، استفاده از کودهای آلی از قبیل کود حیوانی و ورمی کمپوست است  (RAHİMİ et al., 2023). علاوه بر این، کوددهی کمپوست با حمایت از فعالیت میکروبی خاک و چرخه سریع مواد مغذی گیاه، مقدار هوموس خاک را افزایش می‌دهد و در نتیجه خواص شیمیایی و بیولوژیکی خاک را بهبود می‌بخشد (Koochek et al., 2006). شواهد نشان داده است که کاربرد به اندازه کود دامی، نه تنها مواد غذایی گیاه را تامین می کند، بلکه حاصلخیزی خاك را نیز افزایش می‌دهد. این امر موجب کاهش مصرف کودهای شیمیایی شده و درنهایت بر کمیت و کیفیت عملکرد محصولاتی مانند زعفران تاثیر می­گذارد (Koochek et al., 2006).Azizi  و همکاران (2017) بیان نمودند  كه استفاده از كودهاي گاوي، گوسفندي و مرغي سبب افزایش ماده خشک  در تاجريزي (Solanum retroflexum Dun.) در مقایسه با كودهاي شيميايي شده است.

ورمی کمپوست (VC )یک کود آلی مانند زغال سنگ نارس با محتوای غذایی بالا، هوادهی، تخلخل و ظرفیت نگهداری آب است که توسط کرم‌های خاکی و میکروب‌ها تهیه می‌شود. علاوه بر مدیریت ضایعات آلی، VC به عنوان یک محرک موثر رشد گیاه شناخته می شود (Joshi et al., 2015) و با دارا بودن مقدارهای بالای مواد هیومیکی به عنوان یك کود زیستی تحریک کننده رشد گیاه است (Garcia et al., 2012). اکثریت مطالعات تاکید کردند کود ورمی کمپوست اثرات مثبتی روی رشد گیاه دارد. مطالعات نشان دادافزودن کمپوست و ورمی واش به خاك اثر تنش شوری بر روی شاخص‌های رشدی و ویژگی‌های غده در گیاه سیب زمینی را کاهش داد(Perez –Gomez et al., 2017) و محتوای نیتروژن کل گیاهان با افزودن ورمی کمپوست به طور قابل توجهی افزایش یافت (Peyvast et al., 2008).

عصاره جلبک دریایی حاوي مواد مغذي اصلي، مواد مغذي فرعي، اسيد آمينه‌ها، ويتامين‌ها، سايتوكنين‌ها، اكسين و مواد محرك رشد مشابه آبسيزيك اسيد است و به عنوان يك منبع مهم تغذيه براي كشاورزي پايدار محسوب مي‌شود. عصاره جلبک دریایی Ulvarigida تحمل به تنش‌هاي محيطي را بهبود بخشیده و گیاهان را از آسیب اکسیداتیو ناشی از استرس غیرزیستی محافظت می‌کند (Pohl et al., 2019) و سبب افزايش جذب مواد غذايي از خاك مي‌شوند (Turan and Kӧse, 2004). با توجه به گسترش اراضي شوردر کشور، این  پژوهش با هدف اثرات اصلاح کننده‌های آلی (جلبك دريايي، كود گاوي و ورمي كمپوست) بر خصوصيات رشدي و گلدهي گياه مریم گلی انجام شد.

 

مواد و روش‌ها

محل اجرا: مطالعه حاضر به صورت  فاکتوریل، در قالب طرح کاملاً تصادفی با سـه تکـرار، در سال 1401 به صورت گلـدانی در گلخانـه پژوهشـی دانشـکده کشاورزي و منابع طبیعی، دانشگاه لرستان ، با دمـاي روز و شب به ترتیب در محدوده4 ±16و 4±24 درجه سلسـیوس اجـرا شد.

تیمارهای آزمایشی: فاکتورهاي آزمایشی شامل 5/0 و 1 گرم عصاره آبی ماکروجلبک سبز ) در يك ليتر آب آبياري، 80 درصد حجمي گلدان خاك + 20 درصد حجمي گلدان كود گاوي و 80 درصد حجمي گلدان خاك +20 درصد حجمي گلدان كود ورمي­كمپوست و در سه سطح شوري خاك (3، 6، 9 دسي­زيمنس بر متر) بودند.

روش اجرا:بذر گیاه مریم گلی (Salvia viridis) از شركت پاكان بذر اصفهان تهیه شد و سپس  در گلدان‌هایی  با نسبت مساوي خاك باغچه، كوكوپيت و پرليت با نسبت مساوي كاشته  شد و در مرحله ي 4-3 برگي، به گلدان اصلي انتقال داده شدند. برای  همگن كردن خاك از الك دو ميليمتري (مش 10) استفاده شد، در انتها  به گلدان‌هاي 5/2 كيلوگرمي با ارتفاع 20 سانتيمتر منتقل شدند. كود گاوي و ورمي كمپوست قبل از كشت به نسبت 20 درصد حجمي گلدان با خاك مورداستفاده كاملاً مخلوط شدند. عصاره ماکروجلبک سبز از شركت ايران بذر خريداري شد و در غلظت‌هاي مذکور، در آب آبياري حل شده و به خاك اضافه شد.  فاصله گلدان­ها از هم 20 سانتی­متر بود. در طول دوره رشد، آبياري گلدان‌ها، به صورت وزني بر اساس ظرفيت مزرعه انجام شد. براي جلوگيري از تغيير شوري خاك گلدان‌ها، آبياري با آب مقطر و در حد ظرفيت زراعي صورت گرفت تا آب اضافی  از گلدان خارج نشود و در صورت خروج، آب مجدداً به گلدان برگردانده مي شد. تغذيه گياهان به‌صورت يكسان با كود كامل
(K-P-N) (20-20-20) به نسبت يك در هزار انجام گرفت. براي ايجاد سه سطح شوري از نمك‌هاي NaCl استفاده شد.  pHمحيط كشت در گلدان‌ها هر سه روز يك بار اندازه‌گيري شد و هر شش روز يك بار محيط كشت گلدان‌ها تعويض گرديد. چهار هفته پس از كشت، گياهان براي اندازه‌گيري شاخص‌هاي رشد از قبيل وزن خشك بخش هوايي(ساقه و برگ) و اندازه‌گيري نشت یونی برگ، سطح برگ، کلروفیل، پرولين، مالون دی آلدهید و درصد اسانس مورد استفاده قرار گرفتند.

سنجش‌های مورفولوژیکی: زمانی که گیاه وارد مرحله گلدهی شد و گل‌ها باز شدند، بوته با حذف ريشه از ناحيه ریشه  جدا و وزن تر اندام هوايي اندازه‌گیری و ثبت شد. سپس نمونه‌ها در آون در دماي70 درجه سانتيگراد به مدت 24 ساعت  قرار گرفتند و پس از 24 ساعت وزن آنها با ترازوی دیجیتال اندازه‌گیری و ثبت شد. سطح برگ با استفاده از دستگاه اندازه‌گيري سطح برگ Leaf area meter ( مدل 11-UT-Winarea ساخت ايران) محاسبه شد.

سنجش کلروفیل: مقدار  كلروفيل برگ با بکار بردن دستگاه كلروفيل سنج مدل (2000-CCM)(CCM اندازه‌گيري شد. بر اساس اعداد خوانده شده توسط دستگاه اسپكتروفتومتر غلظت مجموع کلروفیل بر اساس میكروگرم بر وزن تر برگ بیان شد (Gunes et al., 2007).

سنجش مالون دی آلدهید: برای اندازه گیری محتوای MDA از روش تیوباربیتوریک اسید (TBA) استفاده شد. MDA با اسید تیوباربیتوریک (TBA) ترکیب شد تا یک محصول قرمز رنگ با حداکثر حداکثـــر جذب در طول موج 532 نانومتر تولید کند. محتوای پراکسید لیپید در نمونه را می‌توان پس از رنگ سنجـی تخمین زد. محتوای MDA به‌عنوان تفاوت بین مقادیر جذب در طول موج 532 و 600 نانومتر محاسبه شد. مراحل آزمایشی مورد استفاده، مواردی بود که در دستورالعمل‌های کیت توضیح داده شد (شماره سری کیت: MDA-2-Y، Comin Biotechnology، سوژو، چین؛ www.cominbio.com، در 15 مه 2020). در مجموع 1 میلی‌لیتر از محلول بالایی به یک ظرف رنگ سنجی شیشه ای جذب شد. مقادیر جذب در طول موج 532 و 600 نانومتر به ترتیب A532 و A600 ثبت شد (Valentovic et al., 2006). 

سنجش محتوای نسبی آب: سنجش محتوای نسبی آب برگ (RWC) : RWC  مطابق روش Smart  و Bingham  (1974) و از فرمول زیر محاسبه شد:

رابطه (1)           Rwc=(fw-dw)/(tw-dw)×100

که در آن Fw =وزن تر برگ‌ها،= Dw وزن خشک برگ‌ها، Tw =وزن در تورگر کامل (پس از 24 ساعت شناوری برگ در آب دیونیزه) می‌باشد.

سنجش پرولین: محتوای پرولین رایگان با توجه به روش  نين هيدرين (Bates et al, 1973) تعیین شد. غلظت پرولین از یک منحنی استانــدارد با استفــاده از 20-0 میکرومولار ال-پرولین محاسبه شد.

سنجش نشت الکترولیت (نشت یونی): براي اندازه‌گیري شـاخص پایـداري غشـاء دیسک‌هایی از برگ‌ها توسعه یافته تهیه گردید و با آب مقطر دیونیزه شستشو داده شد. نمونه‌های برگ در ظروفی که 10 میلیلیتر آب دیونیزه داشتند، قرار گرفتند و به مدت 24ساعت در دماي 25درجـه سلسـیوس روي شیکر تکان داده شد. سپس، EC نمونه‌ها اندازه‌گیـري شـد (Jahani et al., 2019). سپس، نمونه و محلول دراتوکلاو قرار داده شد و مجـدداً EC اندازه‌گیري شد (Arthur et al., 2003). براي محاسبه شاخص پایداري غشاءاز فرمول زیر استفاده شد:

رابطه (2)          SI=Lt/L0

 درصد اسانس:برای تعییین میزان اسانس 50گرم از برگ‌های خشک شده هر تیمار پس از خرد شدن، با استفاده از دستگاه کلونجر به روش تقطییر با آب به مدت 3 ساعت اسانس گیری گردید درصد اسانس نمونه با وزن نمودن اسانس استحصال شده به صورت وزنی/ وزنی اندازه گیری شد.

برای انجام محاسبات و تجزيه واريانس از نرم افزارهاي اکسل و SAS و براي مقايسه ميانگين از آزمون دانکن با سطح معني‌داري 5 درصد استفاده شد.

 

نتایج

نتايج تجزيه واريانس نشان داد كه اثرات ساده مواد آلي و شوري و برهمكنش  آنها بر سطح برگ، وزن خشک (ساقه و برگ)، محتواي كلروفيل برگ، محتوای مالون دی آلدئید، پرولین،محتوای نسبی آب و عملکرد اسانس  در سطح احتمال يك درصد معنی دار بود در حالی که در شاخص میزان قند محلول فقط اثرات ساده تنش شوری معنی دار بود (05/0>P) (جدول 1).

مقایسه میانگین اثرات متقابل داده‌ها نشان داد، استفاده از مواد آلی اثر معنی داری در حفظ وزن خشک گیاه مریم گلی نسبت به شاهد در سطوح مختلف تنش شوری داشت به‌طوری‌که حداکثر وزن خشک اندام هوایی مربوط به تیمار 1 گرم در لیتر جلبک دریایی در شوري 3 دسي‌زيمنس و حداقل وزن خشک اندام هوایی مربوط به تیمار شاهد در شوری 9 دسي‌زيمنس بر متر بود.

سطح برگ: با افزایش میزان شوری میزان سطح برگ در تمام تیمارها کاهش یافت اما این کاهش با کاربرد ورمی‌کمپوست در شوری 9 دسي‌زيمنس بر متر نسبت به سایر تیمارها کمتر بود (شکل 2). در تنش شوری 9 دسي‌زيمنس بر متر بین تیمارهای کودگاوی و جلبک (5/0 گرم بر لیتر) اختلاف معنی‌داری مشاهده نشد و هر دو تا تیمار در یک گروه آماری قرار داشتند(شکل 2).

کلروفیل برگ: نتايج اثرات موادآلی با شوري نشان داد كه استفاده از كود گاوي محتوای كلروفيل برگ را در هر سه سطح شوري نسبت به شاهد به طور معني‌داري افزایش داد، در مقابل ساير اصلاح كننده‌ها محتواي كلروفيل را نسبت به شاهد به طور معني‌داري کاهش دادند (شکل3).

 

 

جدول 1: مقايسه ميانگين اثر متقابل اصلاح کننده ها و تنش شوري بر پارامترهای رشدي مریم گلی

منابع	درجه ازادی	نشت یونی (درصد)	وزن خشک (گرم)	سطح برگ (سانتی‌مترمربع)	کلروفیل	مالون دی آلدئید	محتوای نسبی آب (درصد)	پرولین(ميليگرم بر گرم وزن تازه)	عملکرد  اسانس
شوری	2	**02/2294	**408/0	**728/2	**731/266	**568/1	**57/517	**867/176	**595/6
مواد آلی	4	**38/62	**541/0	**439/1	**589/738	**303/0	**871/835	**167/12	**433/0
شوری  × مواد الی	8	**106/173	**016/0	**052/0	**732/51	**023/0	*725/5	033/2	**367/0
خطا	30	041/4	001/0	002/0	769/17	006/0	503/1	186/0	024/0
کل	44	-	-	-	-	-	-

 

شکل 1-اثر متقابل مواد آلي و تنش شوري بر وزن خشك (ساقه و برگ) مریم گلی اعداد با حروف مشترك داراي اختلاف معنی دار نمی باشند

 

شکل 2: اثر متقابل مواد آلي و تنش شوري بر سطح برگ مریم گلی

اعداد با حروف مشترك داراي اختلاف معنی دار نمی باشند.

 

 

شکل 3: اثر متقابل مواد آلي و تنش شوري بر کلروفیل برگ مریم گلی

اعداد با حروف مشترك داراي اختلاف معنی دار نمی باشند.

 

 

مالون دی آلدئید: مقدار مالون دي آلدئيد برگ تحـت تـنش شوري افــزايش معنــي‌داري داشــت. نتایج تجزیه واریانس داده‌ها نشان داد، اثرات ساده مواد آلی بر مقدار MDA بــرگ نسبت به شاهد اثر معنی داری  نداشـت (جدول 1)، امـا اثرات متقابل موادآلی با شوري بر مقـدار MDA بـرگ معنـي‌داري است كـه نشان دهنده كـاهش پیامدهای منفی شوري در حضور مواد آلی است. به گونه‌ای که حداقل مقــدار MDA برگ در شــوري 3 دسی زیمنس و جلبک 1 گرم بر لیتر  مشاهده گردید (شکل 4).

محتوای نسبی آب: با بالا رفتن سطوح شوری محتواي نسبي آب برگ افزايش يافت (05/0>P). افزایش محتواي آب نسبي برگ به قدرت برگ در حفظ آب بیشتر در شرايط تنش است. یافته‌های اثرات متقابل نشان داد كه استفاده ازاصلاح كننده‌ها سبب افزايش معني‌دار محتواي نسبي آب برگ نسبت به شاهد گردید. به طوری که حداکثر محتوای نسبی آب در شوری9 دسی زیمنس مربوط به غلظت 1 گرم بر لیتر عصاره جلبك دريايي می باشد .

پرولین: میزان پرولین با بالا رفتن سطوح شوری به‌طور معني‌داري افزايش يافت. نتايج اثرات متقابل نشان داد كه در تمام سطوح شوري كاربرد اصلاح كننده¬ها توانست مقدار پرولین را نسبت به شاهد افزايش دهد، به طوری که حداکثر میزان پرولین در شوری9 دسی زیمنس مربوط به غلظت 1 گرم بر لیتر عصاره جلبك دريايي می باشد بین غلظت 5/0 و 1 گرم بر لیتر عصاره جلبك دريايي تفاوت معنی‌داری از نظر میزان پرولین برگ مشاهده نشد (شکل 6).

درصد اسانس: با افزايش شوري، میزان  درصد اسانس به‌طور معني‌داري افزايش يافت. نتايج اثرات متقابل نشان داد كه در تمام سطوح شوري كاربرد اصلاح كننده¬ها توانست درصد اسانس را نسبت به شاهد افزايش دهد، به طوری که حداکثر میزان درصد اسانس در تنش شوری 9 دسی زیمنس مربوط به غلظت5/0 گرم بر لیتر عصاره جلبك دريايي می‌باشد.

 

 

 

 

شکل 4: اثر متقابل مواد آلي و تنش شوري بر مالون دی آلدئید برگ مریم گلی.

اعداد با حروف مشترك داراي اختلاف معنی‌دار نمی‌باشند

 

 

شکل 5: اثر متقابل مواد آلي و تنش شوري بر محتوای نسبی آب برگ مریم گلی. 

اعداد با حروف مشترك داراي اختلاف معنی‌دار نمی‌باشند

 

 

شکل 6: اثر متقابل مواد آلي و تنش شوري بر میزان پرولین برگ مریم گلی.

 اعداد با حروف مشترك داراي اختلاف معنی‌دار نمی‌باشند.

 

 

شکل 7: اثر متقابل مواد آلي و تنش شوري بر درصد اسانس برگ مریم گلی. 

اعداد با حروف مشترك داراي اختلاف معنی‌دار نمی باشند.

 

 

نشت الکترولیت (نشت یونی): با افزايش شوري، نشت یونی برگ به‌طور معني‌داري افزايش يافت. نتايج اثرات متقابل نشان داد كه كاربرد اصلاح كننده‌ها  در تمام سطوح شوری تاثیر معنی داری بر کاهش نشت یونی برگ نسبت به شاهد داشت. حداکثر نشت یونی در شوری9 دسی زیمنس مربوط به شاهد و حداقل آن مربوط به شوری پایین به همراه جلبک 1 گرم بر لیتر بود.

 

بحث

به‌طوركلي شوري باعث كاهش سطح برگ و کاهش رشد رویشی در گیاه مریم گلی شد. هم راستا با نتایج این مطالعه Esmaielpour و همکاران (2019) گزارش کردند که شوري سبب  کم شدن تعداد و سطح برگ و فتوسنتز و رشد گياه مي‌شود. این محققین کاهش فشار تورژسانس در سلول‌هاي برگ را علت کاهش سطح برگ دانستند. معمولاً رشد برگ بيشتر از رشد ريشه تحت تأثير تنش قرار مي‌گيرد . در مطالعه حاضر کلیه اصلاح کننده‌ها توانسند سطح برگ گیاه مریم گلی را در تنش شوری نسبت به شاهد حفظ کنند . علت آن را می توان اینگونه بیان نمود که کودهای دامی، ورمی کمپوست و جلبک‌ها  با بهتر شدن ساختمان فیزیکی خاک مثل هوادهي بهتر، ظرفيت نگهداري رطوبت بالاتر و بهبود تبادل عناصر غذايي باعث رفع  كاهش فشار تورژسانس در برگ شده  و از این طریق سطح برگ نسبت به شاهد افزایش یافت (Yousaf et al., 2023).

تنش شوری  باعـث كـاهش شاخص كلروفيل شد كه به نظر مي‌رسد تحت اين شـرايط كـاهش در غلظت كلروفيل علاوه بـر كـاهش در ميـزان سـنتز، ناشـي از تجزيـه كلروفيل در اثر افزايش ميزان آنزیم كلروفيلاز، پراكسيداز و تركيبـات فنلـي مي‌باشد (Antolin et al., 1995؛ et al., 2016 Maleki). از دیگر اثرات شوري در گياه كاهش فعاليت فتوسنتزي آن است كه موجب كاهش مقدار كلروفيل و كاهش جذب دي‌اكسيد كربن و ظرفيت فتوسنتزي گياه مي‌گردد (Sánchez et al, 2002). براسـاس نظـر Sánchez و همکاران (2002) كاهش ميزان كلروفيل‌ها در شرايط تنش مربوط بـه افـزايش توليد راديكال‌هاي اكسيژن در سلول است. اين راديكال‌هاي آزاد سبب پراكسيداسيون و در نتيجه تجزيه ايـن رنگيزه مي‌گردند. نتایج مطالعه حاضر با نتایج Parida  وDas در سال 2002همخوانی داشت كه نشان دادند تنش شوري باعث كاهش رنگيزه كلروفيل در گياه Bruguiera palviflor شد. همچنین نتایج اثرات متقابل نشان داد كه كاربرد كود گاوي محتواي كلروفيل برگ را در هر سه سطح شوري نسبت به شاهد به‌‍‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌طور معني‌داري افزايش داد، درحاليكه ساير اصلاح كننده‌ها به طور معني‌داري ميزان كلروفيل را نسبت به شاهد كاهش دادند. در تایید یافته‌های مطالعه حاضر Kalher و همکاران (2017) اثر مثبت کود گاوی را بر گل همیشه بهار و Akbarpour و همكاران (1395) اثر افزایشی کود گاوی و شیمیایی را بر گل همیشه بهار در شرایط تنش شوری گزارش کردند.

در گیاه مریم گلی تنش شوری سبب کم شدن وزن خشک ساقه و برگ شد.  تـنش شوري سبب کم شدن وزن خشک گياه شويد (Noorani. and Haji Bagheri, 2007)، وزن  خشک ريشـه و سـاقه بابونـه شـيرازي (Nouri et al, 2013) و زيـره سـبز و سـنبل الطيـب (Salami et al, 2005) می‌شود. این محققین علت کاهش وزن خشک ساقه و برگ رااینگونه بیان کردند که در زمان تنش گیاهان سطح برگ خود را کاهش می‌دهند که این کاهش باعث کم شدن فتوسنتز در این گیاهان شده است کم شدن فتوسنتز نیز سبب کاهش تعداد برگ و ساقه و کم شدن ماده خشک می گردد. در مطالعه حاضر جلبک دریایی توانسته دسترسی به آب را برای گیاه باافزایش ظرفیت نگهداری آب تسهیل کند و سبب رشد بهتر گیاه مریم گلی شود كه خود باعث افزايش وزن ترو خشك گياه گرديده است. این نتایج با نتایج Ahmadpour  و همکاران (2020) بر روی گوجه فرنگی،Kord Firouzja و همکاران (2012) و Ramarjan  و همکاران (2012) مطابفت داشت. این نویسندگان بیان نمودند که اکسین و سیتوکینین موجود در جلبک سبب افزایش رشد طولی و وزن خشک گیاه می‌شود.

یکی از شاخص‌هاي تحمل به شوري حفظ آماس سلولی است که از این طریق گیاه با کاهش رشد در اثر شوري مقابله می‌کند (Zafar et al., 2022). تجمع نمک در منطقه ریشه از طریق کاهش پتانسیل اسمزي، از جذب آب توسط ریشه جلوگیري می‌کند. هر چند که مولکول‌هاي آب در خاك شور با نیروي چسبندگی زیاد به ذرات خاك نچسبیده‌اند، اما وجود نمک باعث می‌شود گیاه براي جذب آب نیروي بیشتري صرف کند که این امر می‌تواند عامل تنش براي گیاه باشد. در واقع غلظت زیاد نمک در محیط ریشه باعث کاهش میزان آب برگ‌ها می‌شود (Astaneh et al., 2022).   

نتایج مطالعه حاضر نشان داد، حداکثر محتوای نسبی آب در شوری9 دسی زیمنس مربوط به غلظت 1 گرم بر لیتر عصاره جلبك دريايي می باشد. جلبک دریایی به عنوان یکی از کودهای زیستی از طریق تسریع جوانه زنی، گسترش بیشتر ریشه و جذب عناصر غذایی سبب افزایش توان و مقاومت گیاهان در برابر تنش‌های غیرزیستی می شود. نتایج مطالعه حاضر با نتایج Seyeed Razavi  و همکاران (2018)همخوانی داشت. این محققین در مطالعه ای تحت عنوان بررسی اثر محلول پاشی عصاره جلبک دریایی بر صفات زراعی و فیزیولوژیک جو (Hordeum vulgare L.) در شرایط تنش شوری نشان داد که محلول پاشی عصاره جلبک دریایی سبب افزایش محتوای نسبی آب برگ در  گیاه جو گردید.

در فیزیولوژي تنش گیاهی، عموماً نظر بر این است که تجمع مواد محلول سازگار در حفظ و تعادل اسمزي سلولی نقش دارند (Valliyodan and Nguyen, 2006). براي مثال تجمع پرولین در گیاه مقاومت به  شوري را افزایش می دهد (  Kishor et al., 2005). نحوه عمل پرولین برای محافظت از دیواره‌های سلولی تحت تنش اسمزی، به صورت محافظت از یکیارچگی پروتئین و افزایش فعالیت آنزیمی با عمل به عنوان یک همراه مولکولی می‌باشد. پرولین همچنین در حذف گونه‌های اکسیژن فعال نقش دارد. در مطالعه حاضر حداکثر میزان پرولین در تیمار جلبک دریایی مشاهده شد نتایج مطالعه حاضر با نتایج Sarcheshmeh Poor و همکاران (2022) تحت عنوان تاثیر محلول‌پاشی عصاره جلبک، بتاکاروتن و ویتامین E بر برخی شاخص‌های بیوشیمیایی دانهال‌های پسته در شرایط تنش شوری و   Esmaielpour و همکاران (2019) با عنوان تأثیر عصاره جلبک دریایی بر شاخص‌هاي فیزیولوژیک و بیوشیمیایی ریحان (Ocimum basilicum L.) در شرایط تنش کم آبی همخوانی داشت.

یكي از اثرات تنش‌هاي محيطي نظير خشكي و شوری افزايش توليد گونه‌هاي فعال اكسيژن و القاي تنش اكسيداتيو مي‌باشد (Heidar et al., 2012). گونه‌های فعال اکسیژن منجر به پراكسيداسيون ليپيدهاي غشاء و تغيير در نفوذپذيري غشا و خسارت به سلول مي‌گردد. بنابراين اندازه‌گيري مالون‌دي‌آلدئيدهاي توليد شده در طي پراكسيداسيون ليپيدها شاخص خوبي براي اندازه‌گيري ميزان اكسيداتيو وارد شده به غشاءمي‌باشد (Bandeoglu et al., 2004). پراكسيداسيون ليپيدها و آسیب مولکول‌های DNA از عوارض تشکیل ROS محسوب می‌شوند که این وقایع می‌توانند به مرگ سلول‌ها منتهی شوند. در اين مطالعه تنش شوري مقدار مالون‌دي‌آلدئيد را افزایش داد. حفظ يكپارچگي غشاهاي سلولي در شرايط تنش يكي از اجزاي مقاومت در برابر تنش‌هايي نظير شوري و خشکی است (Mandhania et al., 2006). محلـول پاشـی عصـاره جلبـک دریایی باعث کاهش مالون دی الدئید در شـرایط تنش شوری شد. عصاره جلبک دریایی با حفظ محتواي نسـبی آب در گیاه از تغییرات آب سلول‌هاي گیاهی جلوگیري کـرده و بر این اساس غشاءهاي سلولی کمتر در معرض آسیب‌هاي تنش اکسیداتیو ناشی از تنش شوری  قـرار گرفتـه و تمامیـت غشـاي سلولی محافظت می‌شود (Whapham et al., 1993). استفاده از عصاره جلبک دریایی در شرایط تنش خشکی باعث تقویت سیستم آنتی‌اکسیدانی گیاه و کاهش پراکسیداسیون غشاء نسبت به حالـت شـاهد مـی‌شـود (Fan et al., 2011). افزايش درصد اسانس ممکن اسـت به دليل تغيير در بيوسنتز اسانس تحت تنش و محدود شدن سـطح برگ‌ها باشد که مي‌تواند دليل متراکم‌تر شدن غدد ترشحي اسانس در مقايسه با برگ‌ها تحت شرايط غير تنش باشد. همچنـين، در دو گياه ريحان و نعنا گزارش شده که زياد بودن تراکم غـده‌هـاي مترشحه اسانس در اثر کاهش سطح برگ ناشـي از تـنش، باعـث تجمع بيشتر اسانس مي‌شود (Farzaneh and Aziz, 2005).  Hendawyو Khalid در سال 2005 نیز بـه نتايج مشابهي در گياه مريم گلي اشاره کرده اند. در توضيح افزايش درصد اسانس در شرايط تنش مـي‌تـوان گفـت کـه چـون ميـزان متابوليت‌هاي اوليه گياه در شرايط تنش کاهش مـي‌يابنـد گيـاه بـا تنش مواجه ميشود، و چون توليـد متابوليـت‌هـاي ثانويـه نـوعي سازوکار دفاعي در شرايط نامساعد محيطي هستند توليـد آنهـا در گياه افزايش مي‌يابد. نتایج حاصله نشان دهنده این موضوع‌اند که با افزایش غلظت کود آلی جلبک دریایی تا حد معینی درصد اسانس افزایش می‌یابد. همچنین کود جلبک دریایی می تواند سبب تاثیر مثبت بر بیوسنتز پلی ساکاریدها، پروتئین‌ها، رنگدانه­ها، پلی­فنول‌ها در گیاهان شودکه این ترکیبات دارای تاثیر مثبت بر متابولیسم سلولی بوده و سبب افزایش رشد گیاه و تعداد غدد اسانس در برگ‌ها می‌شوند (Tawfeeq et al., 2016) از طرف دیگر با افزایش رشد گیاه، وزن تر و خشک ریشه و اندام هوایی گیاه افزایش یافته و به طور مستقیم بر میزان اسانس تاثیر می گذارد (Chojnackaet al., 2012). نتایج این آزمایش یا نتایج سایر محققین روی گیاه مززنجوش (Andrea et al., 2007) و ریحان (Karagiannidis et al., 2011) در رابطه با تاثیر مثبت کود جلبک دریایی بر درصد اسانس مطابقت داشت (Elansary et al., 2016). به علاوه نتایج آزمایش حاضر با نتایج مبنی بر تاثیر مثبت کود جلبک دریایی در افزایش میزان اسانس در گیاه نعنا و ریحان نیز مطابقت دارد (Elansary et al., 2016).

در نتایج بدست آمده این تحقیق ميزان نشت پذیري غشاء درتنش شوري افزایش پيدا كرد. در اثر تنش شوري فعالیت غشاء سیتوپلاسمی مختل شده و درنتیجه مواد درون سلول به بیرون نشت می‌کند. مقدار این آسیب و اختلال با اندازه گیري نشت یونی مشخص می‌شود. بنابراین باافزایش سطح شوري مقدار نشت یونی از درون سلول افزایش می‌یابد (Vojodi et al., 2016). پایـداري غشاي سلولی تحت تنش خشکی بـه‌منزلـه یـک شـاخص مهـم تحمل به تنش  ذکر شده است. در حقیقت، نشت الکترولیـت نیز می‌تواند به منزله یـک شـاخص مناسـب دیگـر از چگـونگی آسیب‌هاي وارده به غشاي سلولی یاختـه‌هاي برگـی طـی دوره تنش خشکی مطـرح باشـد (Biareh et al., 2022).

محلـول‌پاشـی عصـاره جلبـک دریایی باعث کاهش نشت یـونی از غشـاي سـلولی در شـرایط تنش شد. عصاره جلبک دریایی با حفظ محتواي نسـبی آب در گیاه از تغییرات آب سلول‌هاي گیاهی جلوگیري کـرده و بر این اساس غشاءهاي سلولی کمتر در معرض آسیب‌هاي تنش اکسیداتیو ناشی از تنش قـرار گرفتـه و تمامیـت غشـاي سلولی محافظت می‌شود (ElAnsary et al., 2016).

 

نتیجه‌گیری نهایی

با در نظر گرفتن یافته‌های این مطالعه مي‌توان به‌طور کلی  بیان کرد كه گياه در هنگام مواجهه با تنش شوري با تغيير در برخي از خصوصيات فيزيولوژيكي و نموي خود ازجمله كاهش ارتفاع بوته، عملكرد گل، تعداد برگ و وزن تر و خشك اندام هوايي خود را با تنش سازگار می کند . جلبک و پس از آن کود گاوی به دليل فراهم كردن عناصر غذايي می تواند شوري را كنترل كند و سبب بهبود پارامترهای  رشدي گياه گردد. با توجه به یافته‌های پژوهش استفاده از جلبک دریایی در غلظت 1 گرم بر لیتر جهت كاهش اثر تنش شوري در گياه مریم گلی پیشنهاد مي‌گردد.

 

Reference

Ahmadpour, R., Mohammadi, R., Armand, F. and Nizam, N. (2020). The interaction of seaweed extract (Ascophyllum nodosum) and drought stress on germination indices of tomato plant (Lycopersicon sculentum L.). Seed Research, 10(35): 31-44.

Akbarpour, V., Ashnavar, M. and Bahmanyar, M.A. (2015). The effect of animal manure and chemical fertilizer on some physiological and phytochemical characteristics of Sarkhargol. Management of agricultural products. 18 (3): 703-711

Andrea, C., Lingua, G., Bardi, L., Masoero, G. and Berta, G. (2007). Influence of arbuscular mycorrhizal fungi on growth and essential oil composition in Ocimum basilicum var. Genovese. Caryologia, 60(1-2): 106-110.

Antolin, M. C., Yoller, J. and Sanchez-Diaz, M. (1995). Effect of temporary drought on nitrate-fed and nitrogen fixing alfalfa plants. Plant Science 107: 159-165.

Arthur G.D., Stirk, W.A.  and Staden, J.V.  (2003). Effect of a seaweed concentrate on the growth and yield of three varieties of Capsicum annuumSouth African Journal of Botany. 69: 207-211.

Astaneh, R. K., Bolandnazar, S. and Nahandi, F. Z. (2022). Exogenous nitric oxide protect garlic plants against oxidative stress induced by salt stress. Plant Stress, 5:100101.

Azizi, M., Rezvani, F., Hassanzadeh Khayat, M., Lekzian A. and Nemati, H.(2017). The effect of different levels of vermicompost and irrigation on the morphological properties and essential oil content of German chamomile (Matricaria recutita L.) Goral variety.

Badem, A. and Söylemez, S. (2022). Effects of nitric oxide and silicon application on growth and productivity of pepper under salinity stress. Journal of King Saud University-Science, 34(6): 102189.

Bandeoglu, E., Egidogan, F., Yucel, M. and Avni Oktem , M. (2004). Antioxidant responses of shoots and roots of lentil to NaCl salinity stress . Plant Growth Regulation, 42: 69-77.

Bates, L. S., Waldren, R. P., and Teare, I. D. (1973). Rapid determination of free proline for water -stress studies. Plant Soil 39: 205-207.

Biareh, V., Shekari, F., Sayfzadeh, S., Zakerin, H., Hadidi, E., Beltrão, J. G. T. and Mastinu, A. (2022). Physiological and qualitative response of Cucurbita pepo L. to salicylic acid under controlled water stress conditions. Horticulturae, 8(1): 79.

Chojnacka, K., Saeid, A., Witkowska, Z. and Tuhy, L. (2012). Biologically active compounds in seaweed extracts-the prospects for the application. In The open conference proceedings journal, 3, (1): 20-28.

Elansary, H. O., Yessoufou, K., Shokralla, S., Mahmoud, E. A. and Skalicka-Woźniak, K. (2016). Enhancing mint and basil oil composition and antibacterial activity using seaweed extracts. Industrial Crops and Products, 92: 50-56.

 Esmaielpour, B., Fatemi, H. and Moradi, M. (2019). entitled the effect of seaweed extract on the physiological and biochemical parameters of basil (Ocimum basilicum L.) under water stress conditions. Journal of Soil and Plant Interactions Isfahan University of Technology, 11:1-4.

Fan, D., Hodges, M., Zhang, J., Kirby,  C.W., Ji, X., Locke, S.J., Critchley, A.T.  and Prithiviraj, B. (2011). Commercial extract of the brown seaweed Ascophyllum nodosum enhances phenolic antioxidant content of spinach (Spinacia oleracea L.) which protects Caenorhabditis elegans against oxidative and thermal stress. Food Chemistry, 124: 195-202.

Farzaneh, A., Ghani, A. and Aziz Arani, M. (2005). The effect of water stress on appearance characteristics, yield and percentage of essential oil in basil plant (number)Kashkani Lulu. Journal of Plant Production Research, 17 (1): 101-113.

Garc ia, A. C., Santos, L. A., Izquierdo, F. G., Sperandio, M. V. L., Castro, R. N. and Berbara, R. L. L. (2012). Vermicompost humic acids as an ecological pathway to protect rice plant against oxidative stress. Ecological Engineering, 47: 203-208.

Gunes, A., Inal, A., Alpuslan, M., Fraslan, F., Guneri, E. and Cicek, N. (2007). Salicylic acid
induced changes on some physiological parameters symptomatic for oxidative stress and mineral nutrition in maize grown under salinity. Journal of Plant Physiology. 164: 728-736.

Hendawy, S. F. and Kh. A. Khalid. (2005). Response of sage (Salvia officinalis L.) plants to zinc application under different salinity levels. Journal Apply Science Research. 1: 147-155.

Hoang, T. M. L., Tran, T. N., Nguyen, T. K. T., Williams, B., Wurm, P., Bellairs, S. and Mundree, S. (2016). Improvement of salinity stress tolerance in rice: challenges and opportunities. Agronomy, 6(4): 54.‏

Heidari, B., Pessarakli, M., Dadkhodaie, A. and Daneshnia, N. (2012). Reactive oxygen species-mediated functions in plants under environmental stresses. Journal of Agricultural Science and Technology. B, 2(2B), 159.

Jahani, S., Saadatmand, S., Mahmoodzadeh, H. and Khavari-Nejad, R. A. (2019). Effect of foliar application of cerium oxide nanoparticles on growth, photosynthetic pigments, electrolyte leakage, compatible osmolytes and antioxidant enzymes activities of Calendula officinalis L. Biologia, 74: 1063-1075.

Joshi, R., Singh, J. and Vig, A. P. (2015). Vermicompost as an effective organic fertilizer and biocontrol agent: effect on growth, yield and quality of plants. Reviews in Environmental Science and Bio-Technology, 14: 137-159.

Kalher, M., Dehestani Ardakani, M., Shirmardi, M. and Gholam Nejad, V. (2017). The response of marigold plant to the mutual effects of salinity stress and soil amendment organic matter. Environmental Tensions in Agricultural Sciences. 11:1005-1021.

Karagiannidis, N., Thomidis, T., Lazari, D., Panou-Filotheou, E. and Karagiannidou, C. (2011). Effect of three Greek arbuscular mycorrhizal fungi in improving the growth, nutrient concentration, and production of essential oils of oregano and mint plants. Scientia horticulturae, 129(2): 329-334.

Kelen, M. and Tepe, B. (2008). Chemical composition, antioxidant and antimicrobial properties of the essential oils of three Salvia species from Turkish flora. Bioresource Technology, 99: 4096-4104.

Kishor, P. B., Sangam, S. and Amrutha, R. N. (2005). Regulation of proline biosynthesis, degradation, uptake and transport in higher plants: its implications in plant growth and abiotic stress tolerance. Current Science, 88: 424-438.

Koocheki, A., Nassiri, M. and Behdani, M. A. (2006). Agronomic attributes of saffron yield at agroecosystems. Acta Horticulturae 739: 24-33.

Kord Firouzjai, G., Habibi, H., Sodai Mashai, S. and Fotoukian, M.H.( 2012). The effect of foliar application of fertilizers containing nutrients and growth stimulants on the germination factors of rice. Journal of Science and Technology Seed. 2(2): 1-10.

Liu, X., Chen, Q., Zhang, H., Zhang, J., Chen, Y., Yao, F., and Chen, Y. (2023). Effects of exogenous organic matter addition on agricultural soil microbial communities and relevant enzyme activities in southern China. Scientific Reports, 13(1):8045.

Mandhania, S., Madan, S. and Sawhney, V. (2006). Antioxidant defense mechanisms under salt stress in wheat seedlings. Biologia Plantarum, 50: 227-231.

Mozaffarian V. A(1996). Dictionary of Iranian Plant Names. Farhang Moaser, Tehran, Iran. 59-71.

Noorani Azad, H. and M. Haji Bagheri (2007). The effect of salinity stress on some physiological characteristics of the plant (Anethum graveolens L). New Knowledge of Agriculture. 12 (4): 93-100.

Nouri, K., Omid, H., Nakhdi Badi, H., Torabi, H. and Fatukian, M. H. (2013). Effect of water and soil salinity on flower yield, soluble compounds, content of salinity elements and quality of essential oil of Shirazi chamomile (Matricaria recutita L). Water Research in Agriculture. 26 (4): 368-378.

Parida, A., Das, A. B. and Das, P. (2002). NaCl stress causes changes in photosynthetic pigments, proteins, and other metabolic components in the leaves of a true mangrove, Bruguiera parviflora, in hydroponic cultures. Journal of Plant Biology, 45: 28-36.

Perez -Gomez, J. J., Abud -Archila, M., Villalobos -Maldonado, J. J., Enciso -Saenz, S., de Leon, H. H., Ruiz -Valdiviezo, V. M. and Gutierrez -Miceli, F. A. (2017) Vermicompost and vermiwash minimized the influence of salinity stress on growth parameters in potato plants. Compost Science and Utilazation, 5: 1 -8.

Peyvast, G. H., J. A. Olfati, S. Madeni, and A. Forghani. )2008(. Effect of vermicompost on the growth and yield of spinach (Spinacia oleracea  L.). Journal of Food, Agriculture and Environment, 6(1): 110-113.

Pohl, A., Kalisz, A., and Sekara, A. (2019). Seaweed extracts’ multifactorial action: influence on physiological and biochemical status of Solanaceae plants. Acta Agrobotanica:72(1).

Rahimi, A., Gitari, H., Lyons, G., Heydarzadeh, S., Tunçtürk, M., and Tunçtürk, R. (2023). Effects of vermicompost, compost and animal manure on vegetative growth, physiological and antioxidant activity characteristics of Thymus vulgaris L. Under water stress. Yuzuncu Yıl University Journal of Agricultural Sciences, 33(1): 40-53.

Ramarajan S, Henry Joseph L and Saravana Gonthi A.(2012). Effect of Seaweed Liquid Fertilizer on the Germination and Pigment Concentration of Soybean. Journal of Crop Science and Technology. 1(2): 1-5.

Sarcheshmeh Poor, M., Taheri, A., Nasibi, F., and Bahrami Nejad, F. (2022). The Effect of Foliar Application of Algae Extract, ß-Carotene and Vitamin E on some Biochemical Parameters of Pistachio Seedlings under Salinity Stress. Quality and Durability of Agricultural Products and Food Stuffs, 1(4): 1-11.

Sánchez, F., Jifon, J.L., Carvajal, M and Syvertsen,J.P., (2002). Gas exchange, chlorophyll nd nutient ontents in el tion to N + nd Cl- umul tion in‘Sunbu st’m nd in g fted on different rootstocks. Plant Science. 162(5):705-712.

Schutz, H., and Fangmier, E. (2001). Growth and yield responses of spring Wheat (Triticum aestivum L.) to elevated Co2 and water limitation. Environmental Pollution 114: 187-194.

Seyeed Razavi, A., Ovissi, M., and Kasraei, P. (2018). Investigation of Daljin Growth Regulator (Ascophyllumnodosum Extract) under Salt Stress Conditions on Agronomic and Physiological Traits of Barley (Hurdeumvulgare L.).‏

Smart, R. E., and Bingham, G. E. (1974). Rapid estimates of relative water content. Plant Physiology 53: 258 -260.

Turan, M., and Köse, C. (2004). Seaweed extracts improve copper uptake of grapevine. Acta Agriculturae Scandinavica, Section B - Soil and Plant Science, 54: 213-220

Tawfeeq, A., Culham, A., Davis, F., and Reeves, M. (2016). Does fertilizer type and method of application cause significant differences in essential oil yield and composition in rosemary (Rosmarinus officinalis L.). Industrial Crops and Products, 88: 17-22.

Valliyodan, B. and Nguyen H. T. (2006).Understanding regulatory networks and engineering for enhanced drought tolerance in plants. Current Opinion in Plant Biology 9: 189-95.

Valentovic, P., Luxova, M., Kolarovi, L. and Gasparikora, O. )2006(. Effect of osmotic stress on compatible solutes content, memberane stability and water relation in two maize. Plant Soil
Enviroment. 52(4): 186-191.

Vojodi Mehrabani, L., Hasanpour Aghdam, M. B. Valizadeh Kamran, r.(2016). Research on the growth and some physiological traits of Marzeh. Under salt stress. Journal of Ecophysiology of Agricultural Plants. 41: 99-110.

Whapham, C., G. Blunden, T. Jenkins and S. Hankins. (1993). Significance of betaines in the increased-chlorophyll content of plants treated with seaweed extract. Journal Apply Phycology. 5: 231-234.

Yousaf, M. T. B., Nawaz, M. F., Gul, S., Haider, M. S., Ahmed, I., Yasin, G., and Farooq, M. Z. (2023). Application of Farmyard Manure in Sustainable Utilization of Animal Wastes to Reclaim Salt Degraded Lands. In Climate Changes Mitigation and Sustainable Bioenergy Harvest Through.

Zafar, M. M., Shakeel, A., Haroon, M., Manan, A., Sahar, A., Shoukat, A., and Ren, M. (2022). Effects of salinity stress on some growth, physiological, and biochemical parameters in cotton (Gossypium hirsutum L.) germplasm. Journal of Natural Fibers, 19(14) : 8854-8886.

Gutiérrez-Miceli, F.A., Santiago-Borraz, J., Montes Molina, J.A., Nafate, C.C., Abdud-Archila, M., Oliva Llaven, M.A.,  Rincón-Rosales, R. and Deendoven, L.(2007). Vermicompost as a soil supplement to improve growth, yield and fruit quality of tomato (Lycopersicum esculentum). Bioresource Technology, 98: 2781-2786.

131

---