The effect of defficit irrigation and different levels of nitrogen fertilizer on quantitative and qualitative characteristics of rosemary (Rosmarinus officinalis L.)

Subject Areas : Crop Production Research

Abed Vahedi ¹ , Davood Akbari Nodehi ^{2 *}

1 - Assistant Professor and Academic Member, Department of Agriculture, Qaemshahr Branch, Islamic Azad University, Qaemshahr, Iran.
2 - Assistant Professor and Academic Member, Department of Irrigation, Qaemshahr Branch, Islamic Azad University, Qaemshahr, Iran.

Received: 2026-03-16 Accepted : 2025-06-12 Published : 2025-06-21

Keywords: Drought stress, Morphological Characteristics, Secondary metabolites ,

Abstract :

In order to investigate the effect of drought stress and different levels of nitrogen on rosemary plant an experiment was conducted based on factorial in a randomized complete block design with three replications in a pot in 2015. Different level of drought stress Contains (100, 75, 50 and 35% FC) and nitrogen in three levels (0, 50 and 100 mg kg-1) were applied on morphological and some secondary metabolites of rosemary. In this experiment, measured parameters was includ plant height, number of branches, fresh and dry weight, total phenols, flavonoids, Cineol antioxidants percent. The results showed that drought stress and nitrogen treatments had a significant effect on all studied parameters. The results showed that drought stress and nitrogen treatments had a significant effect on all traits. With increase drought stress, morphological and growth characteristics decreased. However, with the increasing drought stress total phenolics, flavonoids, antioxidants and Cineol percent increased. Also with increasing amount of nitrogen to 100 mg kg-1, growth and morphological parameters of rosemary increased. The highest total phenolics, flavonoids, antioxidants and percent Cineol was related to 50 mg kg-1 of nitrogen treatment. The maximum height (105.8 cm), the largest number of branches (127.7) and the highest weight (185.3 gr) and shoot dry weight (70.66 g) was related interactions 100% FC and 100 mg kg-1 nitrogen. Greatest amount of total phenol (0.66 mg of gallic acid per gram of dry weight), the highest amount of flavonoids (0.229 mg per g dry weight) and the highest antioxidant (free radical scavenging 37.5%) was related to the interaction of 35 % FC and 50 mg kg-1 of nitrogen fertilizer. The highest cineole in the essential oil of rosemary (29%) was related to interaction of 50% FC and nitrogen 50 mg kg-1.

References:

احیایی، ح.، پ، رضوانی‌مقدم، و س. امیری ده احمدی. 1389. بررسی تأثیر تنش خشکی بر برخی شاخص¬های مورفولوژیکی سه گیاه دارویی خارمریم ((Silybum marianum، همیشه بهار ((Calendula officinalis و سیاه دانه Nigella sativa)) در شرایط گلخانه. اولین همایش ملی تنش¬های محیطی در علوم کشاورزی. ص 194.
اردكاني، م.ر.، ب. عباس زاده، ا. شريفي عاشورآبادي، م.ح. لباسچي، و ف. پاك-نژاد. 1386. بررسي اثر كمبود آب بر كميت و كيفيت گياه بادرنجبويه. فصلنامه علمی- پژوهشي تحقيقات گياهان دارويي و معطر ايران، 23 (2):261- 251.
امیری ده احمدی، س.ر.، پ. رضوانی مقدم، و ح. احیایی. 1391. تأثیر تنش خشکی بر بر برخی خصوصیات مورفولوژیکی و عملکرد سه گیاه دارویی شوید (Anethum graveolens)، گشنیز (Coriandrum sativum)، رازیانه (Foeniculum vulgare) در شرایط گلخانه. نشریه پژوهش¬های زراعی ایران، 10 (1): 124- 116.
بابايي، ک.، م. اميني دهقي، س.ع. مدرس ثانوي، و ر. جباري. 1389. اثر تنش خشكي بر صفات مورفولوژيك، ميزان پرولين و درصد تيمول در آويشن .(Thymus vulgaris L.) فصلنامه علمی- پژوهشی تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران، 26 (2): 251- 239.
پاک نژاد، ف. 1384. بررسی اثر تنش خشکی بر شاخص‌های فیزیولوژیکی عملکرد و اجزای عملکرد سه رقم گندم . پایان نامه دکتری زراعت. دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات. 208 ص.
پيوندي، م.، ا. رفعتي، و م. ميرزا. 1388. تأثير ازت و فسفر بر رشد و ميزان اسانس (.(Artemisia annua L. تحقيقات گياهان دارويي و معطر ايران، (1) 25: 84- 75.
حق پرست تنها، م. 1371. تغذيه و متابوليسم گياهان (ترجمه). انتشارات دانشگاه آزاد اسلامي رشت. ص 194.
حیدری، م. و ح. جهان تیغ. 1391. تأثير تنش خشكي و مقادير كود نيتروژن بر عملكرد و اجزاي عملكرد دانه، درصد اسانس و ميزان تيموكينون گياه دارويي سياهدانه .(Nigella sativa L.) مجله تنش‌های محیطی در علوم زراعی، 5 (1): 40- 33.
رحمانی، ن.، ع.ر ولدآبادي، ج. دانشیان، و م. بیگدلی. 1387. تأثیر سطوح مختلف خشکی و نیتروژن بر عملکرد روغن در گیاه دارویی همیشه بهار .(Calendula officinalis L.) فصلنامه علمی پژوهشی تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران، 24: 108-101.
زارع، ش.، ع. سیروس مهر، ا. قنبری، و س.ج. طباطبایی. 1392. تغييرات اسانس و برخي ويژگي¬هاي كمي گياه مرزه (Satureja hortensis L.)تحت تأثير مقادير مختلف كود نيتروژن و كمپوست زباله شهري. نشریه پژوهش¬های زراعی ایران، 11 (1): 199- 191.
زينلي، ح.، ح. حسيني، و م.ح. شيرزادي. 1391. بررسي اثرات كود نيتروژن و زمان برداشت بر روي صفات زراعي، اسانس و منتول نعناع فلفلي (Mentha piperita L.). ماهنامه علمی- پژوهشی تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران، 30 (3): 495- 486.
ستايش مهر، ز. و ع. گنجعلي. 1392. بررسي اثرات تنش خشكي بر رشد و خصوصيات فيزيولوژيكي گياه شويد (Anethum graveolens L.). نشریه علوم باغبانی، جلد 27، شماره 1، صفحه 35- 27.
صفی‌خانی، ف. 1385. بررسی جنبه¬های فیزیولوژیک مقاومت به خشکی در گیاه دارویی بادرشبو (Dracocephahm moldavica L.) پایان نامه دکتری، دانشگاه شهید چمران، مجتمع آموزش عالی کشاورزی و منابع طبیعی رامین. 196 ص.
فرهودی، ر. و م. مکی زاده تفتی. 1391. ارزیاب تأثیر تنش خشکی بر رشدو نمو، عملکرد، میزان اسانس و درصد کامازولن سه رقم بابونه (Matricaria recutita) در شرایط خوزستان. نشریه پژوهش¬های زراعی ایران، 10 (4): 741- 735.
قربانلي، م.، غ. غبخشي خانيكي، و ا. ذاكري. 1390. بررسي اثر تنش خشكي بر تركيب¬هاي آنتي اكسيدان در گياه دارويي كتان (Linum usitatissimum L.). فصلنامه علمی- پژوهشی تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران، 27 (4): 685- 647.
لباسچی، م.ح. و ا. شریفی عاشورآبادی. 1383. شاخص¬های رشد برخی گونه‌های گیاهان دارویی در شرایط مختلف تنش خشکی. فصلنامه علمی- پژوهشی تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران، 20 (3): 261-249.
مددي بناب، س.، س. زهتاب سلماسی، و ک. قاسمی گلعذانی. 1391. تأثیر آبیاري و کود نیتروژنی بر خصوصیات مورفولوژیک، درصد و عملکرد اسانس گیاه دارویی شوید .(Anethumg raveolens L.) نشریه دانش کشاورزی و تولید پایدار، 22 (2): 100-91.
موسوي، س.غ.، م. ثقه الاسلامي.، ا. انصاري نيا، و ح. جوادي. 1391. تأثير تنش كم آبي و كود نيتروژن بر عملكرد و بازده مصرف آب در گياه هميشه بهار(Calendula officinalis L.) . فصلنامه علمی- پژوهشی تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران، 28 (3): 508- 493.
Babalar, M., H. Mumivand, J. Hadian, and S. M. Fakhr Tabatabaei. 2010. Effects of nitrogen and calcium carbonate on growth, rosmarinic acid content and yield of Satureja hortensis L. Journal of Agricultural Science, 2 (3):92-98.

Bettaieb, I., N. Zakhama, W. Aidi Wannes, M.F. Kchouk, and B. Marzouk. 2009. Water deficit effects on (Salvia officinalis) fatty acids and essential oils composition. Scientia Horticulturae, 120: 271-275.

Chang, W.C., S.C. Kim, S.S. Hwang, B.K. Choi, and S.K. Kim. 2002. Antioxidant activity and free radical scavenging capacity between Korean medicinal plants and flavonoids by assay-guided comparison. Plant Science, 163: 1161- 1168.

Ebrahimzadeh, M.A., S.J. Hosseinimehr, A. Hamidinia, and M. Jafari. 2008. Antioxidant and free radical scavenging activity of Feijoa sallowiana fruits peel and leaves. Pharmacologyonline, 1: 7-14.

Jain, P.M. 1990. Effect of split application of nitrogen on fennel. Indian J. Agron, 35: 111-121.

Janas, K.M., R. Amarowicz, J.Z. Tomaszewska, A. Kosiska, and M.M. Posmyk. 2009. Induction of phenolic compounds in two dark-grown lentil cultivars with different tolerance to copper ions. Acta Physiol. Plant, 31: 587- 595.

Letchamo, W, and R. Marquard. 1993. The pattern of active substances accumulation in chamomile geotypes under different growing condition and harvesting frequencies. Acta Horticultuerae, 331: 357-367.

Meawad, A.A., A.E. Awad, and A. Afify. 1984. The combined effect of N-fertilization and growth regulators on chamomile plants. Acta Horticulture, 502: 203-208.

Moghaddam, M., B. Ehdaie, and J.D.G. Waines. 1997. Genetic variation and interrelationships of agronomic characters in landraces of bread wheat from southeastern Iran.Euphytica, 95: 361-369.

Ozgüven, M, K. Muzeaffer, B. Şener, I. Orhan, N. ŞeƦeroğlu, M. Kartal, and Z. Kaya, 2008. Effects of varying nitrogen doses on yield, yield ponents and artemisinin content of Artemissia annua L. Industrial Crops and Products, 27: 60-64.

Posmyk, M. M., R. Kontek, and K. M. Janas. 2007. Effect of anthocyanin-rich red cabbage extract on cytological injury induced by copper stress in plant and animal tissues. Environ. Prot. Nat. Sour, 33: 50- 56.

Randhava, G.S. and Sing A, 1991. Effect of sowing time and harvesting stage on oil content, herbage and oil yield of dill (Anethum graveolens). Indian Perfumer, 35: 204-208.

Said-Al Ahl H.A.H., E.A. Omer and N.Y. Naguib. 2009. Effect of water stress and nitrogen fertilizer on herb and essential oil of oregano. International Agrophysics, 23: 269-275.

Schaller, G.E. and Keiber, J.J. 2002 Ethylene. In The Arabidopsis Book (Somerville, C.R. and Meyerowitz, E.M., eds). Rockville, MD: American Society of Plant Biologists, doi/10.1199/tab.0071, http:// www.aspb.org/publications/arabidopsis/, pp. 1–20.

Singh, M. and S. Ramesh. 2000. Effect of irrigation and nitrogen on herbage, oil yield and water use efficiency in rosemary grown under semi-arid conditions. Journal of Medicinal Aromatic Plant Science, 22: 659-662.

Tsai, P.J., J. McInstosh, P. Pearce, B. Camden, and B.R. Jordan. 2002. Anthocyanin and antioxidant capacity in Roselle (Hibiscus sabdariffa L.) extract. Food Res. Int. 35: 351-356.

Wang, S. Y. and H.S. Lin. 2000. Antioxidant activity in fruits and leaves of blackberry, raspberry and strawberry varies with cultivar and developmental stage. J. Agric. Food Chem. 48: 140- 146.