Investigation of growth, nitrate reductase activity, total content of flavonoids, anthocyanins, and some elements in Zamioculcas zamiifolia Engl. under the influence of three types of nitrogen fertilizers in greenhouse conditions

Subject Areas : Genetic

Alireza Rahmani ¹ , Aryan Sateei ^{2 *} , Mehdi Ebadi ³ , Mazyar Ahmadi Golsefidi ⁴

1 - Department of Biology, Faculty of Science, Gorgan Branch, Islamic Azad University, Gorgan, Iran
2 - Department of Biology, Faculty of Science, Gorgan Branch, Islamic Azad University, Gorgan, Iran
3 - Department of Chemistry, Faculty of Science, Gorgan Branch, Islamic Azad University, Gorgan, Iran
4 - Department of Chemistry, Gorgan Branch, Islamic Azad University, Gorgan, Iran

Received: 2020-10-23 Accepted : 2020-10-31 Published : 2025-04-18

Keywords: Anthocyanin, Fertilizer, Medicinal Plant, Nitrate Reductase, Ornamental Plant, Zamioculcas Zamiifoli Engl,

Abstract :

In the present study, the effect of nitrogen fertilizers, including urea, NPK, and biofertilizer containing Azotobacter with the trade name Dr. Bio, on growth, content of some elements, and content of flavonoid compounds and total anthocyanins in the ornamental-medicinal plant Zamioculcas zamiifolia Engl. was investigated. In the greenhouse of Farhikhtegan at Islamic Azad University of Gorgan, plants were planted in pots and arranged in random blocks under the influence of different concentrations of fertilizer, specifically at levels of 0, 2, and 4 g/L. Urea and biofertilizer treatments had more significant effects on growth factors, such as the fresh and dry weights of roots and leaves, compared to NPK fertilizer.  Although the flavonoid content of leaves was not affected by fertilizer, biofertilizer had a significant positive effect on the anthocyanin content of them. Concentrations of 2 g/L of NPK or urea negatively affected the total anthocyanin content of leaves, while a concentration of 4 g/L of urea had a positive effect. All treatments positively increased the nitrogen content in roots. The total nitrogen in leaves was unaffected by the biofertilizer, but showed some increases with other treatments. Both biofertilizer and urea had significant positive effects on increasing the nitrate reductase activity in leaves. The effect of NPK fertilizer on this enzymatic activity was increased at a concentration of 4 g/L but decreased at a concentration of 2 g/L. All treatments significantly reduced phosphorus and potassium levels in leaves while increasing them in the roots. Both biofertilizer and NPK significantly reduced the iron content in both leaves and roots. However, with urea, this decrease was only observed in the roots at a concentration of 2 g/L. In contrast, the 4 g/L treatment increased the iron content in both the roots and leaves.

 

References:

Abbas, M.K. and Ali, A.S. (2011). Effect of foliar application of NPK on some growth characters of two cultivars of Roselle (Hibiscus sabdariffa L.). American Journal of Plant Physiology, 6(4):22-227.
Anderson, E.L. (1987). Root growth and distribution as influenced by tillage fertilization in sugarcane.Agronomy. Journal. 79:544-549.
Cabello, P., Roldán, M.D. and Moreno-Vivián, C. (2004). Nitrate reduction and the nitrogen cycle in archaea. Microbiology, 150: 3527-3546.
Cechin, I. and Fumis, T.F. (2004). Effect of nitrogen supply on growth and photosynthesis of sunflower plants grown in the greenhouse. Journal of Plant Science. 166: 1379-1385.
Chen, J.J. and Henny, R.J. (2003). ZZ: a unique tropical ornamental foliage plant. Hort-Technology 13 (3):458–462.
Eblagh, N., Fateh, E., Farzane, M. and Osfuri, M. (2014). Effect of cattle manure application, phosphate solubilizing bacteria and different phosphrous levels on yield and essence components of Trachyspermum ammi L. Journal of Agricultural Science and Sustainable Production 23(4.1): 1-15.
Gerreindenbach, W.A. and Horst, W. (1997). Nitrate uptake capacity of different root zone of zea mays in vitro and situ Plant and Soil.
Griffe, P., Metha, S. and Shankar, D. (2003). Organic production of medicinal, aromatic and dye-yielding plants (MADPs): Forward, preface and introduction, FAO.
Gupta, A.S., Heinen, J.L., Holaday, A.S., Burke, J.J. and Allen, R.D. (1993). Increased resistance to oxidative stress in transgenic plants that overexpress chloroplastic Cu/Zn superoxide dismutase. proceedings of the national academy of sciences . 90: 1629–1633
Habibi, H., Mazaheri, D., Majnoon Hosseini, N. and Chaeechi, M.R. (2006). Effect of altitude on essential oil and components in wild thyme (Thymus kotschyanus Boiss.) Taleghan region. Applied Crop Research 73: 2-10
Harper, J.E. and Hageman, R.H. (1972). Canopy and seasonal profiles of nitrate reductase in soy,boan (Glycine max (L.) Merr.). Plant Physiology. 49:1-154.
Hassan, F.A.S. (2009). Response of Hibiscus sabdariffa L. plant to some biofertilization treatments. Annals of Agricultural Science, 54:437-446.
Hassanzadeh, A., Mazaheri, D., Chaichei, M. R. and Khavazy, K. (2007). Facilitating bacterial phosphorus uptake and use efficiency of fertilizer phosphorus on yield and yield components of barley. Research and Development, 77:111–118.
Izadi, Z., Ahmadvand, G., Asna Ashri, M. and Piri, J. (2010). Effect of nitrogen and plant density on some growth characteristic, yield and essence in peppermint. Iranian Journal of Field Crops Research 8(5): 824-836.
Jalali, M. (2005). Release kinetics of non-exchangeable potassium in calcareous soils. Comm. Soil Science Plant Analalysis, 36:1903-1917.
Jalali, M. and Zarabi, M. (2006). Kinetics of non-exchangeable potassium release and plant response in some calcareous soils. Journal of Soil Science and Plant Nutrition, 169:194-204.
Kaiser, W., Weiner, H. and Huber. (1999). Nitrate reductase in higher plants: a case study for transduction of environmental stimuli into control of catalytic activity. Physiologia Plantarum, 105: 384-389.
Khalid, A., Muhammad, A.M. and Zahir, Z.A. (2004). Screening plant growth promoting rhizobacteria for improving growth and yield of wheat. Journal of Applied Microbiology, 96:473-480.
Khalil, S.E. and Yousef, R.M.M. (2014). Study the effect of irrigation water regime and fertilizers on growth, yield and some fruit quality of Hibiscus sabdariffa L. International Journal of Advanced Research, 2(5):738-750.
Kjeldahl, J. (1883). Neue Methode zur Bestimmung des Stickstoffs in organischen Körpern. (New method for the determination of nitrogen in organic substances), Fresenius' Zeitschrift für Analytische Chemie, 22 (1): 366-383.
Liu, C.W., Sung, Y., Chen, B.C. and Lai, H.Y. (2014). Effects of nitrogen fertilizer on the growth and nitrate content of lettuce (Lactuca Sativa L.). International Journal of Environmental Research and Public Health, 11: 4427-4440.
Maizlish. N.A. Fritton, D.D. and Kendell, W.A. (1980). Root morphology and early development of maize at varing levels of nitrogen. Agronomy Journal. 72(1):25-31.
Manuel-Ruiz, J. and Romero, L. (1999). Cucumber yield and nitrogen metabolism in response to nitrogen supply. Scientia Horticulturae, 82: 309-316
Mehrabani, M, Mahdavi Meymand, Z, Khandanizadeh, B. Hassan, Abadi N (2014). Effect of different levels of nitrogen fertilizer and harvest time on the quantity and quality of essential oil and total phenol content in Satureja hortensis L. in Kerman province. Eco-phytochemical Journal of Medicinal Plants 8(4): 1-11.
Nabiollahy, K., Khormali, F., Bazargan, K. and Ayoubi, Sh. (2006). Forms of K as a function of clay mineralogy and soil development. Clay Miner, 41:739-749.
Omidbaigi, R. and Nobakht, A. (2001). Nitrogen fertilizer affecting growth, seed yield and active substances of Milk thistle. Pakistan Journal of Biological Science, 4:1345-1349.
Papafotiou, M., and Martini, A.N. (2009). Effect of position and orientation of leaflet explants with respect to plant growth regulators on micropropagation of Zamioculcas zamiifoliaEngl.(ZZ). Scientia horticulturae, 120(1):115-120.
Poshtdar, A., Abdali Mashhadi, A.R., Moradi, F., Siadat, SA. and Bakhshandeh, A. (2016). Ecological and phytochemical response of Mentha piperita L. to nitrogenous fertilizers types in Khuzestan region. Eco-phytochemical Journal of Medicinal Plants 13(1): 19-32.
Saxena, A. (2004). Effect of nitrogen levels and harvesting management on quality of essential oil in peppermint cultivars. Indian Performer 33(3): 182-185.
Sharifi-Rad, J., Sharifi-Rad, M. and Miri, A. (2013). Regulation of the Expression of Nitrate Reductase Genes in Leaves of Medical Plant, Foeniculum vulgare by Different Nitrate Sources. World Applied Sciences Journal, 28: 1311-1315.
Stark, D. and Wray, V. (1989). Anthocyanins. In: Methods in Plant Biology, Plant Phenolics. J.B. Harborne (Ed.). Pp: 32356. Academic Press/Harcourt Brace Jovanovich, London.
Stitt, M., Müller, C., Matt, P., Gibon, Y., Carillo, P., Morcuende, R., Scheible, W.R. and Krapp, A. (2002). Steps towards an integrated view of nitrogen metabolism. Journal of Experimental Botany, 53: 959-970.
Taiz, L. and Zeiger, E. (2006). Plant Physiology, (4th Edition). Sinauer Associates, Sunderland, Mass, 623p.
Vitrac, X., Larronde, F., Krisa, S., Decendit, A., Deffieux, G. and Mérillon, J. M. (2000). Sugar sensing and Ca2+ calmodulin requirement in Vitis vinifera cells producing anthocyanins. Phytochemistry, 53: 659-665.

Full-Text:



 

 

Investigation of growth, nitrate reductase activity, total content of flavonoids, anthocyanins, and some elements in Zamioculcas zamiifolia Engl. under the influence of three types of nitrogen fertilizers in greenhouse conditions

 

Ali Rahmani1, Aryan Sateei2*, Mehdi Ebadi3, Maziar Ahmadi Golsafidi4

1 Department of Biology, Gorgan Branch, Islamic Azad University, Gorgan, Iran. Email: [e-mail]

2 Department of Biology, Gorgan Branch, Islamic Azad University, Gorgan, Iran. Email: [e-mail]

3 Department of Chemistry, Gorgan Branch, Islamic Azad University, Gorgan, Iran. Email: [e-mail]

4 Department of Chemistry, Gorgan Branch, Islamic Azad University, Gorgan, Iran. Email: [e-mail]

Article type:		Abstract
Research article                 Article history Received:23.10.2020 Revised:19.12.2020 Accepted:30.12.2020 Published:22.06.2025                   Keywords Anthocyanin Fertilizer Medicinal plant Nitrate reductase Ornamental plant Zamioculcas Zamiifoli Engl		In the present study, the effect of nitrogen fertilizers, including urea, NPK, and biofertilizer containing Azotobacter with the trade name Dr. Bio, on growth, content of some elements, and content of flavonoid compounds and total anthocyanins in the ornamental-medicinal plant Zamioculcas zamiifolia Engl. was investigated. In the greenhouse of Farhikhtegan at Islamic Azad University of Gorgan, plants were planted in pots and arranged in random blocks under the influence of different concentrations of fertilizer, specifically at levels of 0, 2, and 4 g/l. Urea and biofertilizer treatments had more significant effects on growth factors, such as the fresh and dry weights of roots and leaves, compared to NPK fertilizer. Although the flavonoid content of leaves was not affected by fertilizer, biofertilizer had a significant positive effect on the anthocyanin content of them. Concentrations of 2 g/l of NPK or urea negatively affected the total anthocyanin content of leaves, while a concentration of 4 g/l of urea had a positive effect. All treatments positively increased the nitrogen content in roots. The total nitrogen in leaves was unaffected by the biofertilizer, but showed some increases with other treatments. Both biofertilizer and urea had significant positive effects on increasing the nitrate reductase activity in leaves. The effect of NPK fertilizer on this enzymatic activity was increased at a concentration of 4 g/l but decreased at a concentration of 2 g/l. All treatments significantly reduced phosphorus and potassium levels in leaves while increasing them in the roots. Both biofertilizer and NPK significantly reduced the iron content in both leaves and roots. However, with urea, this decrease was only observed in the roots at a concentration of 2g/l. In contrast, the 4 g/l treatment increased the iron content in both the roots and leaves.
Cite this article as: Rahmani, A., Satei, A., Ebadi, M., Ahmadi Golsafidi, M. (2025). Investigation of growth, nitrate reductase activity, total content of flavonoids, anthocyanins, and some elements in Zamioculcas zamiifolia Engl. under the influence of three types of nitrogen fertilizers in greenhouse conditions. Journal of Plant Environmental Physiology, 78: 112-129.
	©The author(s) Publisher: Islamic Azad University, Gorgan branch DOI: https://doi.org/10.71890/iper.2025.984199

 

 

 

 

 

 

بررسي رشد، فعالیت نیترات ردوکتازی، محتوای کلی فلاونوئیدها، آنتوسیانین‌ها و برخی عناصر

در گیاه زینتی- دارویی زامیفولیا (Zamioculcas zamiifolia Engl.) تحت اثر سه نوع کود

نیتروژنه در شرايط گلخانه‌اي

 

علی رحمانی1، آرین ساطعی2*، مهدی عبادی3، مازیار احمدی گلسفیدی4

1 گروه زیست شناسی، واحد گرگان، دانشگاه آزاد اسلامی، گرگان، ایران. رایانامه: [e-mail]

2 گروه زیست شناسی، واحد گرگان، دانشگاه آزاد اسلامی، گرگان، ایران. رایانامه: [e-mail]

3 گروه شیمی، واحد گرگان، دانشگاه آزاد اسلامی، گرگان، ایران. رایانامه: [e-mail]

4 گروه شیمی، واحد گرگان، دانشگاه آزاد اسلامی، گرگان، ایران. رایانامه: [e-mail] 

 

نوع مقاله: مقاله پژوهشی           تاریخ دریافت:02/08/1399 تاریخ بازنگری:29/09/1399 تاریخ پذیرش:10/10/1399 تــاریخ چاپ:01/04/1404       واژه‌های کلیدی: آنتوسیانین زاموفيليا كود زيستي نیترات ردوکتاز گياه دارويي گیاه زینتی	چکيده
	در پژوهش حاضر، اثر کودهای نیتروژنه شامل اوره، NPK و کود زیستی حاوی ازتوباکتر با نام تجاری دکتر بیو بر روی رشد، محتوای برخی عناصر و محتوای ترکیبات فلاونوئیدی و آنتوسیانین‌های کل در گیاه زینتی- دارویی زامیفولیا (Zamioculcas zamiifolia Engl.) مورد بررسی قرار گرفت. گیاهان در بلوك‌هاي تصادفي در گلخانه فرهيختگان دانشگاه آزاد اسلامي گرگان  در گلدان و  تحت تاثیر غلظت‌های مختلف کود در سطوح ۰، ۲ و ۴ گرم بر لیتر کشت شدند. بر اساس نتايج حاصل، تیمارهای اوره و کود زیستی تاثیرات معنی‌دار بیشتری بر جنبه‌های مختلف رشد نظیر وزن تر و وزن خشک ریشه و برگ‌ها نسبت به کود NPK داشتند. هرچند محتوای فلاونوئید  برگ‌ها تحت تاثیر کود قرار نگرفت، ولی کود زیستی تاثیر مثبت معنی‌داری بر محتوای آنتوسیانین کل برگ‌ها داشت. همچنین غلظت ۲ گرم بر لیتر کود NPK و اوره تاثیر منفی و غلظت ۴ گرم بر لیتر اوره تاثیر مثبت بر محتوای کلی آنتوسیانین برگ‌ها داشتند. کلیه تیمارها تاثیر مثبت در افزایش محتوای نیتروژن کل ریشه داشتند. نیتروژن کل در برگ‌ها تحت تاثیر کود زیستی قرار نگرفت، ولی از این جنبه تاثیراتی مثبت در مورد سایر تیمارها مشاهده شد. هم کود زیستی و هم اوره تاثیرات مثبت و معنی‌داری را بر افزایش فعالیت نیترات ردوکتازی برگ‌ها نشان دادند. تاثیر کود NPK بر این فعالیت آنزیمی در غلظت ۴ گرم بر لیتر افزاینده، ولی در غلظت ۲ گرم بر لیتر کاهنده بود. کلیه تیمارها تاثیراتی معنی‌دار را در کاهش فسفر و پتاسیم برگها و در عوض افزایش این عناصر در ریشه ها نشان دادند. کود زیستی و کود NPK تاثیراتی معنی دار در کاهش آهن برگ‌ها و ریشه داشتند. در مورد اوره، این کاهش فقط بر روی ریشه و در تیمار ۲ گرم بر لیتر مشاهده شد، ولی تیمار ۴ گرم بر لیتر هم در ریشه و هم در برگ‌ها افزایش آهن را باعث شد.
استناد: رحمانی، علی؛ ساطعی، آرین؛ عبادی، مهدی؛ احمدی گلسفیدی، مازیار (1404). بررسي رشد، فعالیت نیترات ردوکتازی، محتوای کلی فلاونوئیدها، آنتوسیانین‌ها و برخی عناصر در گیاه زینتی- دارویی زامیفولیا (Zamioculcas zamiifolia Engl.) تحت اثر سه نوع کود. فیزیولوژی محیطی گیاهی، 78: ۱29-۱۱2.
	ناشر: دانشگاه آزاد اسلامی گرگان © نویسندگان.	DOI: https://doi.org/10.71890/iper.2025.984199.

 

مقدمه

گونه‌ گیاهی Z. zamiifolia متعلق به راسته قاشق­واش­سانان، تیره‌ی گل­شیپوریان (Araceae) و زیر تیره­ Zamioculcadoideae و سرده Zamioculcas  می‌باشد. زادگاه این گیاه همیشه سبز و کم‌توقع، شرق آفریقاست و از این‌رو نام جواهر زنگبار نیز به آن داده شده است. ارتفاع معمول آن 90-60 سانتی‌متر است و برگ‌های جذاب آن دلیل نگهداری این گیاه در آپارتمان است. زامیفولیا دارای ریزوم‌هایی (ساقه‌های زیرزمینی) متراکم و غده‌ای شکل است و رشد ریزوم‌ها در خاک موجب تولید برگ‌های جدید در بالای خاک می‌شود. برگ‌های گیاه در واقع یک محور ساقه‌ای شکل است که 8-6 جفت برگچه در دو سوی آن روییده است. برگچه‌ها 15-7 سانتیمتر طول دارند و تخم‌مرغی شکل و براق هستند. گل‌ها بر گیاه بالغ زامیفولیا ظاهر می‌شوند. گل زامیفولیا از گل‌های ریز و پرتعداد شیری رنگ بر گل آذین سنبله‌ای محصور در برگواره (اسپات) سبز رنگ غلاف مانند تشکیل می‌شود. این گیاه به دلیل ظاهر عالی، توانایی رشد در شرایط کم نور، تحمل بسیار بالایی نسبت به تنش خشکی دارد و بیماری و مشکلات آفات را ندارد (Chen and Henny, 2003).

        این گیاه جزء گیاهان دارویی و زینتی گران می‌باشد و منبع غنی از فلاوونوییدها و به خصوص آپی‌ژنین‌ها می­باشد که ترکیبات آروماتیک اصلی برگ­ها است. همچنین تحت شرایط مطلوب هم رشد آهسته­ای دارد. به همین دلیل تولیدکنندگان متخصص در آن وجود دارند. از طرفی مطالعات سم‌شناسی اولیه نیز شواهد مبنی بر فرض سمی بودن Z. zamiifolia را رد کرده‌اند (Papafotiou and Martini, 2009). اگرچه مواد موثره گياهان دارويي اساساً با هدايت فرآيندهاي ژنتيكي ساخته مي‌شوند، ولي سنتز آنها به طور بارزي تحت تاثير عوامل محيطي نظير رطوبت، آب، عناصر غذايي، نور و ارتفاع از سطح دريا قرار مي‌گيرد (Habibi et al., 2006). مديريت كود يكي از عوامل اصلي در كشت موفقيت‌آميز گياهان دارويي است (Griffe et al., 2003). كاربرد صحيح و مناسب عناصر و مواد غذايي در طول مراحل كاشت، داشت و برداشت گياهان دارويي نه تنها نقش عمده‌اي در افزايش عملكرد دارد، بلكه در كميت و كيفيت مواد موثره آنها نيز موثر است (Poshtdar et al., 2016). در اين بين سطوح مختلف كودي از كودهاي متفاوت، يكي از عوامل تاثيرگذار براي دستيابي به شرايط مناسب در طول دوره رشدونمو جهت حصول حداكثر عملكرد كمي و كيفي در گياهان دارويي مي‌باشد. كاربرد سطوح مختلف كود سبب برخورد مراحل رشد رويشي و زايشي گياه با عناصر غذايي متفاوت شده و از اين طريق بر رشد، نمو و عملكرد گياه تاثير مي‌گذارند (Eblagh et al., 2014). نيتروژن يكي از مهمترين عناصري است كه در تمام دوره رشد گياه ضروري بوده و در بسياري از فرآيندهاي متابوليسم گياهان نقش قابل توجهي دارد (Saxena, 2004). توجه به نقش اساسي نيتروژن در افزايش محصول از يك طرف و كاهش ميزان آن در خاك از طرف ديگر باعث شده كه پژوهشگران به طور فزاينده‌اي به مطالعه اثر كودهاي نيتروژني روي آورده و از آنها جهت افزايش توليد استفاده نمايند (Izadi et al., 2010). از آنجايي كه در توليد گياهان دارويي مهمترين مساله، طبيعي بودن مواد استحصال شده از آنها مي‌باشد، تعيين مقدار مناسب كود حائز اهميت است و بايد در به‌كارگيري كودها شيميايي دقت‌نظر بيشتري اعمال شود (Mehrabani et al., 2014).

        در اين پژوهش به بررسي تغييرات فيزيولوژيكی زاموفيليا تحت تاثير غلظت‌هاي مختلف سه نوع كود نیتروژن‌دار مي‌پردازيم.

 

مواد و روش‌ها

        ريزوم‌هاي برگدار دو ماهه و تقریباً مشابه از نظر میزان رشد گیاه زاموفيليا از گلخانه دانشگاه آزاد اسلامي گرگان تهيه شد و به گلدان انتقال و پس از انتقال ريزوم در دو مرحله مقادير كود نیتروژنه در فواصل يك ماهه به گلدان‌ها اضافه گرديد. گياه در گلدان‌هايي با خاك كوكوپيت و پيت‌ماس با نسبت مساوی رشد كرده و آبياري هر دو هفته يك‌بار به مقدار خيلي كم انجام شد. در این آبیاری به جز موارد استفاده از کود، در سایر موارد از آب فاقد کود استفاده شد. هنگام آبیاری دقت کافی به کار رفت تا آب اضافی از زیر گلدان خارج نشود و کود اضافه شده از گلدان شسته و خارج نگردد. آزمايشات شامل شش تيمار با به کارگیری کود ترکیبی NPK (که از بین انواع مختلف آن نوع سه ۲۰ انتخاب شد)، کود زیستی دکتر بیو¹ و اوره² به ميزان ۲ و ۴ ‌گرم بر ليتر و شاهد (بدون استفاده از کود) مي‌باشند. به این ترتیب گیاهان چهار ماهه که در تمام دوره رشد در شرایط کنترل شده گلخانه‌ای رشد کرده بودند برای سنجش‌ها مورد استفاده قرار گرفتند.

        سنجش‌ها شامل تعیین وزن تر و خشك برگ و ريشه، ‌فعاليت نيترات ردوكتازی برگ‌ها،‌ محتوای فلاونوئيدی و آنتوسيانينی کل در برگ‌ها و همچنین سنجش مقدار کلی عناصر نیتروژن، فسفر، پتاسيم و آهن در برگ و ريشه مي‌باشد.

        به‌منظور تعیین وزن­ تر نمونه­ها، از هر گلدان یک بوته خارج و پس از جدا کردن برگ­ها، وزن­تر آن‌ها با ترازوی دیجیتال اندازه‎گیری شد. لازم به ذکر است که اندازه­گیری وزن خشک و سنجش عناصر بر روی همین نمونه­ها انجام گرفت. به‌منظور تعیین وزن خشک،­ نمونه­های جمع‌آوری‌شده از مرحله­ی قبل درون پاکت کاغذی به مدت ۴۸ ساعت در آون با دمای۸۰ درجه ­سانتی‌گراد قرار داده ­شد و پس از خشک­ شدن، با ترازوی دیجیتال توزین نمونه­ها انجام گرفت. قابل‌توجه است که این نمونه‎ها با دستگاه آسیاب کن، پودر و برای سنجش‎های بعدی مورداستفاده قرار گرفتند.

سنجش فعالیت نیترات ردوکتازی: فعالیت نیترات ردوکتازی برگها با سنجش مقدار نیتریت تولید شده به ازای هر گرم برگ در مدت یک ساعت و مطابق روش Harper و Hageman (۱۹۷۲) تعیین گردید.

سنجش فلاونوئیدها و آنتوسیانین‎ها: برای تخمین محتوای کلی  فلاونوئیدها و آنتوسیانین‌ها در برگ‌ها با استفاده از روش Stark و Wray (۱۹۸۹)، از اندازه گیری جذب نوری عصاره استخراج شده در متانول اسیدی برگها به ترتیب در طول‌موج ۳۰۰ نانومتر و ۵۳۰ نانومتر استفاده شد. غلظت این متابولیت‌های ثانویه هم ارز با میزان جذب نوری عصاره درنظر گرفته شد و مقدار آنها با لحاظ حجم عصاره به صورت مقدار جذب نوری به ازای هر گرم وزن تر برگ محاسبه شد. خواندن جذب نوری با به‌کارگیری دستگاه اسپکتروفتومتر UV مدل Shimadzu انجام گرفت.

تعیین نیتروژن کل به روش کجلدال: در روش Kjeldahl (1883) به کمک تیتراسیون، مقدار آمونیاک تقطیر شده حاصل از مرحله هضم مقدار مشخصی از نمونه برگ گیاه تعیین و با توجه به وزن نمونه، مقدار کل نیتروژن موجود در آن محاسبه گردید.

سنجش فسفر کل بخش‌هوایی و زیرزمینی: ابتدا حل هضم نمونه به کمک اسید نیتریک و مراحل تنظیم اسیدیته به کمک آمونیاک و اسید نیتریک طی شد و در نهایت پس از تشکیل کمپلکس رنگی در مجاورت معرف فسفو مولیبدو وانادات، میزان جذب نوری در ۴۵۰ نانومتر تعیین گردید. برای تعیین غلظت فسفر، از محلول‌های دی‌هیدروژن فسفات پتاسیم برای تهیه محلول‌های استاندارد استفاده شد (Gupta et al., 1993).

سنجش آهن و پتاسیم: از عصاره‌های اسیدی به کار رفته برای سنجش فسفر، برای تعیین غلظت آهن و پتاسیم به کمک دستگاه اسپکتروسکپی جذب اتمی مدل Trace 1800-Arora با توجه به غلظت‌های معلوم از کلرور آهن و یا کلرور پتاسیم به عنوان محلول‌های استاندارد استفاده شد. سپس میزان این عناصر با عنایت به وزن خشک نمونه‌های مورد استفاده در تهیه عصاره محاسبه گردید.

ملاحظات آماری: کلیه نتایج حاصل از سنجش‌ها با لحاظ چهار تکرار جهت محاسبه میانگین و خطای معیار مورد استفاده قرار گرفتند. آنالیز واریانس (ANOVA) با استفاده از نرم‌افزار SPSS و آزمون Tukey جهت بررسی اثرات کلی تیمارها (نوع و غلظت کود) و تعیین اختلافات معنی دار و نیز تحقیق همبستگی متغیرهای مورد سنجش انجام گرفت و برای رسم نمودارها از نرم‌افزار EXCEL استفاده شد (جداول 1 و 2 و شکل‌های 1 تا 15).

 

نتايج

تاثیر کلی تیمارها: مطابق جدول 1 اثر کلی تیماری (نوع و غلظت کود نیتروژن دار) بر روی متغیرهای مورد سنجش در تمام موارد به جز در مورد محتوای فلاونوئیدی برگها، در سطح 0.05 معنی دار بوده است.

تاثير كود بر ميزان وزن تر و خشك برگ و ريشه: مقايسه ميانگين داده‌ها نشان داد كه كاربرد كود زيستي و اوره تاثير معني‌داري بر ميزان وزن تر برگ گياه داشته، به‌طوري كه هر دو غلظت موجب افزايش وزن تر گياه نسبت به شاهد شد. كود NPK نيز موجب افزايش وزن تر شد، ولي اين افزايش معني‌دار نبود. نتايج نشان داد در مقايسه دو غلظت كاربردي كود اوره، غلظت 2 گرم بر لیتر نسبت به غلظت 4گرم بر لیتر تاثير بيشتري در افزايش وزن تر برگ داشته است، در حالي كه در مقايسه دو غلظت كاربردي كود Dbio تفاوت معني‌داري مشاهده نشد.

 

---

[1] . Dbio 

[2]  Urea 

 

 

 

شكل 1: مقايسه ميانگين مقادير مختلف كود زيستي Dbio، NPK و اوره با شاهد بر روي وزن تر برگ.

حروف یکسان در مورد هر نوع کود نشانگر نبود اختلاف معنی دار در مورد اثر غلظت همان نوع کود بر روی  متغیر مورد اندازه گیری است.

 

 

        بر اساس نتايج بدست آمده اثر تيمارهاي آزمايش بر وزن خشك برگ گياه زاموفيليا در سطح 5 درصد معني‌دار بود و تيمارهاي آزمايش اثر افزيشي نسبت به گياه شاهد داشتند، البته در غلظت كاربردي 4 گرم بر لیتر، كود NPK تغيير معني‌داري نسبت به شاهد مشاهده نشد. در مقايسه غلظت‌ها در مورد كود اوره و كود NPK غلظت 2گرم بر لیتر و كود ازیستی غلظت 4 گرم بر لیتر تاثير بيشتري را نشان داد و افزايش بيشتري در ميزان وزن خشك برگ مشاهده شد.

        مقايسه ميانگين داده‌ها نشان داد كه كاربرد كود زيستي دكتر بيو در هر دو غلظت كاربردي موجب افزايش وزن تر ريشه نسبت به شاهد شد. كاربرد غلظت 2گرم بر لیتر  در كود NPK تغيير معني‌داري را در ميزان وزن تر ريشه موجب نشد و كاربرد غلظت
4گرم بر لیتر، وزن تر ريشه را كاهش داد. كاربرد كود اوره نيز موجب افزايش وزن تر ريشه شد و غلظت 2 گرم بر لیتر موثرتر عمل كرده و موجب افزايش بيشتري نسبت به غلظت 4گرم بر لیتر  شد.

 

 

 

 

شكل 2: مقايسه ميانگين مقادير مختلف كود زيستي Dbio، NPK و اوره با شاهد بر روي وزن خشك برگ

حروف یکسان در مورد هر نوع کود نشانگر نبود اختلاف معنی دار در مورد اثر غلظت همان نوع کود بر روی متغیر مورد اندازه گیری است.

 

 

 

شكل 3: مقايسه ميانگين مقادير مختلف كود زيستي Dbio، NPK و اوره با شاهد بر روي وزن تر ريشه

حروف یکسان در مورد هر نوع کود نشانگر نبود اختلاف معنی‌دار در مورد اثر غلظت همان نوع کود بر روی متغیر مورد اندازه گیری است.

 

 

        بر اساس نتايج به دست آمده تاثير كود دكتر بيو بر ميزان وزن خشك ريشه موثر بود و با افزايش غلظت كود، ميزان وزن خشك ريشه افزايش يافت،‌ در حالي كه كاربرد كود NPK بر ميزان وزن خشك تغيير معني‌داري را نسبت به شاهد موجب نشد و كاربرد كود اوره تنها در غلظت كاربردي 2 گرم بر لیتر موثر عمل كرده و موجب افزايش شد و غلظت 4گرم بر لیتر تغيير معني‌داري را موجب نشد.

 

 

 

 

شكل 4: مقايسه ميانگين مقادير مختلف كود زيستي Dbio، NPK و اوره با شاهد بر روي وزن خشك ريشه

حروف یکسان در مورد هر نوع کود نشانگر نبود اختلاف معنی دار در مورد اثر غلظت همان نوع کود بر روی متغیر مورد اندازه گیری است.

 

 

تاثير كود بر ميزان فعاليت نيترات ردوكتاز و مقدار نيتروژن: بر اساس نتايج بدست آمده اثر كود دكتر بيو بر ميزان فعاليت نيترات ردوكتازي برگ در سطح 5 درصد معني‌دار بود و غلظت 2 گرم بر لیتر موثرتر عمل كرده و با افزايش غلظت 4گرم بر لیتر ميزان نيترات ردوكتازي نسبت به كاربرد غلظت 2 گرم بر لیتر كود دكتر بيو كاهش يافت. كاربرد كود NPK در غلظت 2 گرم بر لیتر موجب كاهش و در غلظت 4 گرم بر لیتر موجب افزايش فعاليت نيترات ردوكتازي شد. كود اوره نيز در غلظت 2گرم بر لیتر موجب افزايش فعاليت نيترات ردوكتازي شد، در حالي كه كاربرد غلظت 4 گرم بر لیتر با شاهد اختلاف معني‌داري را نشان نداد.

 

 

شكل 5: مقايسه ميانگين مقادير مختلف كود زيستي Dbio، NPK و اوره با شاهد بر روي ميزان فعاليت نيترات ردوكتازي

حروف یکسان در مورد هر نوع کود نشانگر نبود اختلاف معنی دار در مورد اثر غلظت همان نوع کود بر روی متغیر مورد اندازه گیری است.

 

 

        بر اساس نتايج بدست آمده، كاربرد كود دكتر بيو بر ميزان ازت برگ تاثير چنداني نداشته، در حالي كه موجب افزايش ازت ريشه در هر دو غلظت به کار رفته شد و تيمار كود NPK موجب افزايش ازت برگ و ريشه در هر دو غلظت شد. كود اوره در غلظت
گرم بر لیتر 2 موجب افزايش معني‌داري در ازت ريشه نسبت به شاهد شد، در حالي كه در ازت برگ اختلاف معني‌داري را نسبت به شاهد موجب نشد. غلظت
4 گرم بر لیتر اوره موجب افزايش ازت برگ و ريشه نسبت به شاهد شد.

 

 

شكل 6: مقايسه ميانگين مقادير مختلف كود زيستي Dbio، NPK و اوره با شاهد بر روي ميزان نيتروژن برگ

حروف یکسان در مورد هر نوع کود نشانگر نبود اختلاف معنی دار در مورد اثر غلظت همان نوع کود بر روی متغیر مورد اندازه گیری است.

 

 

شكل 7: مقايسه ميانگين مقادير مختلف كود زيستي Dbio، NPK و اوره با شاهد بر روي ميزان نيتروژن ريشه

حروف یکسان در مورد هر نوع کود نشانگر نبود اختلاف معنی دار در مورد اثر غلظت همان نوع کود بر روی متغیر مورد اندازه گیری است.

 

 

تاثير كود بر ميزان محتوای کلی فلاوونویید و آنتوسیانین‌ها در برگ: مقايسه ميانگين داده‌ها نشان داد كه كودها و غلظتهای به کار رفته در این پژوهش تاثیر معنی داری بر محتوای فلاونوئیدی برگها نداشتند. کود زيستي دكتر بيو تاثير معني‌داري بر ميزان آنتوسيانين برگ داشته است، به طوری كه مقدار آن در هر دو غلظت كاربردي افزايش يافت. اختلاف بين دو غلظت كاربردي معني‌دار نبود. كود NPK در غلظت 2گرم بر لیتر باعث كاهش مقدار آنتوسیانین ها در برگ شد ولی در غلظت 4 گرم بر لیتر اختلاف معني‌داري نسبت به شاهد مشاهده نشد. كود اوره نيز در غلظت 4 گرم بر لیتر بر محتوای آنتوسیانین برگ اثر افزایشی داشته ولی در غلظت2 گرم بر لیتر نسبت به شاهد اثر کاهشی داشته است.

 

شكل 8: مقايسه ميانگين مقادير مختلف كود زيستي Dbio، NPK و اوره با شاهد بر روي ميزان فلاونوئيد برگ

حروف یکسان در مورد هر نوع کود نشانگر نبود اختلاف معنی دار در مورد اثر غلظت همان نوع کود بر روی متغیر مورد اندازه گیری است.

 

 

شكل 9: مقايسه ميانگين مقادير مختلف كود زيستي Dbio، NPK و اوره با شاهد بر روي ميزان آنتوسيانين برگ

حروف یکسان در مورد هر نوع کود نشانگر نبود اختلاف معنی دار در مورد اثر غلظت همان نوع کود بر روی متغیر مورد اندازه گیری است.

 

 

تاثير كود بر ميزان فسفر برگ و ريشه: بر اساس مقايسه ميانگين داده‌ها، افزایش غلظت كودها منجر به كاهش ميزان فسفر برگ گرديد. هرچند كاربرد غلظت 2 گرم بر لیتركود دكتر بيو اختلاف معني‌داري را با شاهد نشان نداد، ولی در غلظت 4گرم بر لیتر كاهش معني‌داری را موجب شد. تیمار كود NPK در هر دو غلظت كاهش معني‌داري را در ميزان فسفر برگ نسبت به شاهد نشان داد. با این حال بین دو غلظت اختلاف معني‌دار نبود. كود اوره نيز در هر دو غلظت موجب كاهش فسفر برگ گرديد، در حالي كه غلظت بيشتر موجب كاهش بيشتر فسفر برگ شد.

 

 

نمودار 10: مقايسه ميانگين مقادير مختلف كود زيستي Dbio، NPK و اوره با شاهد بر روي ميزان فسفر برگ

حروف یکسان در مورد هر نوع کود نشانگر نبود اختلاف معنی دار در مورد اثر غلظت همان نوع کود بر روی متغیر مورد اندازه گیری است.

 

 

بر اساس مقايسه ميانگين داده‌ها، كاربرد كود دكتر بيو در هر دو غلظت موجب افزايش فسفر ريشه نسبت به گياه شاهد شد و كاربرد غلظت 4 گرم بر لیتر كود NPK نيز موجب افزايش گردید ولی غلظت 2 گرم بر لیتر اختلاف معني‌داري را با شاهد نشان نداد. در مورد اوره نيز در هر دو غلظت افزايش معني‌داری دیده شد كه اين افزايش در غلظت 4گرم بر لیتر بيشتر بود.

 

 

شكل 11: مقايسه ميانگين مقادير مختلف كود زيستي Dbio، NPK و اوره با شاهد بر روي ميزان فسفر ريشه

حروف یکسان در مورد هر نوع کود نشانگر نبود اختلاف معنی دار در مورد اثر غلظت همان نوع کود بر روی متغیر مورد اندازه گیری است.

 

 

تاثير كود بر ميزان آهن برگ و ريشه: بر اساس نتايج بدست آمده ميزان آهن برگ و ريشه در نتيجه تيمار با كود دكتر بيو به طور معني‌داري كاهش يافت. غلظت 4گرم بر لیتركاهش بيشتري را در ميزان آهن ريشه موجب شد. NPK نيز در هر دو غلظت كاهش آهن ريشه را موجب شد، به طوري كه در غلظت 2 گرم بر لیتر اين كاهش مشهودتر بوده است، در رابطه با آهن برگ غلظت 2 گرم بر لیتر بي‌تاثير و غلظت 4 گرم بر لیتر موجب كاهش آهن برگ نيز شد. كود اوره در غلظت 2 گرم بر لیتر موجب كاهش آهن ريشه و در غلظت 4 گرم بر لیتر منجر به افزايش آهن برگ و ريشه نسبت به شاهد شد.

 

 

شكل 12: مقايسه ميانگين مقادير مختلف كود زيستي Dbio، NPK و اوره با شاهد بر روي ميزان آهن برگ

حروف یکسان در مورد هر نوع کود نشانگر نبود اختلاف معنی دار در مورد اثر غلظت همان نوع کود بر روی متغیر مورد اندازه گیری است.

 

 

شكل 13: مقايسه ميانگين مقادير مختلف كود زيستي Dbio، NPK و اوره با شاهد بر روي ميزان آهن ريشه

حروف یکسان در مورد هر نوع کود نشانگر نبود اختلاف معنی دار در مورد اثر غلظت همان نوع کود بر روی متغیر مورد اندازه گیری است.

 

 

تاثير كود بر ميزان پتاسيم برگ و ريشه: بر اساس نتايج بدست آمده كود زيستي دكتر بيو در هر دو غلظت كاربردي، موجب كاهش پتاسيم برگ و افزايش پتاسيم ريشه نسبت به شاهد شد. NPK نيز در هر دو غلظت موجب افزايش پتاسيم ريشه شد كه در غلظت 4 گرم بر لیتر افزايش بيشتري را نشان داد، ولي در مورد پتاسيم برگ، كاربرد NPK در غلظت 2 گرم بر لیتر معني‌دار نبود و غلظت 4 گرم بر لیتر موجب كاهش آن شد. كود اوره در هر دو غلظت كاربردي منجر به كاهش پتاسيم برگ شد. در مورد پتاسيم ريشه غلظت 2گرم بر لیتر موثر عمل كرده و موجب افزايش پتاسيم ريشه شد، در حالي كه با افزايش غلظت 4 گرم بر لیتر اختلاف معني‌داري با شاهد مشاهده نشد.

 

 

 

شكل 14: مقايسه ميانگين مقادير مختلف كود زيستي Dbio، NPK و اوره با شاهد بر روي ميزان پتاسيم برگ

حروف یکسان در مورد هر نوع کود نشانگر نبود اختلاف معنی دار در مورد اثر غلظت همان نوع کود بر روی متغیر مورد اندازه گیری است.

 

 

شكل 15: مقايسه ميانگين مقادير مختلف كود زيستي Dbio، NPK و اوره با شاهد بر روي ميزان پتاسيم ريشه

حروف یکسان در مورد هر نوع کود نشانگر نبود اختلاف معنی دار در مورد اثر غلظت همان نوع کود بر روی متغیر مورد اندازه گیری است.

 

 

 

 

 

 

 

جدول 1: آنالیز واریانس متغیرهای سنجش شده در گیاه زامیفولیا تحت تاثیر سه نوع کود نیتروژن دار با غلظتهای 0 و 2 و 4 گرم بر لیتر.

		Sum of Squares	df	Mean Square		F		Sig.
FW1	Between Groups	117.015	6	19.503		13.646		000.
	Within Groups	30.012	21	1.429
	Total	147.027	27
DW1	Between Groups	340.744	6	56.791		7.501		000.
	Within Groups	158.997	21	7.571
	Total	499.741	27
FW2	Between Groups	5.870	6	978.		15.861		000.
	Within Groups	1.295	21	062.
	Total	7.165	27
DW2	Between Groups	1542.186	6	257.031		2765.048		000.
	Within Groups	1.952	21	093.
	Total	1544.138	27
NR	Between Groups	1.307	6	218.		781.739		000.
	Within Groups	006.	21	000.
	Total	1.312	27
Flav Between Groups Within Groups Total		.046 .475 .521	6 21 27	.008 .023		338.		.909
ANT	Between Groups	482.	6	080.		213.399		000.
	Within Groups	008.	21	000.
	Total	490.	27
N1	Between Groups	2.794	6	466.		7.340		000.
	Within Groups	1.332	21	063.
	Total	4.127	27
N2	Between Groups	3.177	6	530.		12.121		000.
	Within Groups	917.	21	044.
	Total	4.095	27
P1	Between Groups	079.	6	013.		2749.000		000.
	Within Groups	000.	21	000.
	Total	079.	27
P2	Between Groups	045.	6	008.		2101.000		000.
	Within Groups	000.	21	000.
	Total	045.	27
K1	Between Groups	8.555	6	1.426		124.500		000.
	Within Groups	240.	21	011.
	Total	8.795	27
K2	Between Groups	2.359	6	393.		11.657		000.
	Within Groups	708.	21	034.
	Total	3.067	27
Fe1	Between Groups	172253.714	6	28708.952		229.584		000.
	Within Groups	2626.000	21	125.048
	Total	174879.714	27
Fe2	Between Groups	155965.714	6	25994.286		649.857		000.
	Within Groups	840.000	21	40.000
	Total	156805.714	27

شماره های 1 و 2 در کنار هر متغیر، به ترتیب نشانگر سنجش آن متغیر در برگ و در ریشه هستند. وزن تر، وزن خشک، محتوای آنتوسیانین برگ، محتوای فلاونوئید برگ و فعالیت نیترات ردوکتازی برگ به ترتیب با FW، DW، ANT، Flav و NR نمایش داده شده اند.

 

 

 

 

همبستگی ها: همانگونه که جدول 2 نشان می دهد، بین برخی از متغیرهای مورد اندازه گیری همبستگی مثبت و برخی دیگر همبستگی منفی در سطوح 0.05 و 0.01  وجود دارد. از مهمترین موارد میتوان به همبستگی مثبت وزن خشک برگ و ریشه با یکدیگر و نیز همبستگی مثبت وزن خشک برگ با محتوای نیتروژن، فسفر و پتاسیم آن و همبستگی منفی این متغیر با محتوای آهن برگ اشاره کرد. وزن خشک ریشه نیز با محتوای نیتروژن و پتاسیم آن همبستگی مثبت نشان می دهد. همبستگی منفی محتوای آهن برگ و وزن خشک آن نیز مورد مهم دیگر است. همبستگی مثبت محتوای آنتوسیانین در برگ با محتوای فسفر ریشه و یا برگ و همبستگی منفی فعالیت نیترات ردوکتازی برگ با وزن تر آن نیز در این پژوهش مشاهده شده است.

 

بحث

        Gerreidenbach و Horst (1997) عقیده دارند که افزایش نیتروژن سبب می‌شود طول و تراکم تارهای کشنده در ریشه زیاد شود و در نتیجه جذب عناصر غذایی بیشتر شود. Anderson (1987) نیز دریافت که افزایش کود نیتروژن باعث رشد ریشه در بخش سطحی خاک می‌گردد. Maizlish و همكاران (1980) نشان دادند که با افزایش مصرف کود نیتروژن وزن ساقه و ریشه در گیاه ذرت افزایش یافت، اما در مجموع میزان افزایش وزن ساقه بیش از ریشه بود. Cechin and Fumis (2004) در بررسی کاربرد مقادیر پایین و بالای کود نیتروژن بر خصوصیات رویشی آفتابگردان دریافتند که در اواخر دوره رشد، حداکثر وزن خشک ساقه با کاربرد مقادیر بالای کود نیتروژن به میزان 90 گرم بدست آمد. همچنین محلول‌پاشی کود اوره نیز بر افزایش وزن ساقه تاثیر مثبت دارد.

بر اساس نتايج حاصل از پژوهش حاضر، تیمارهای كود اوره و کود زیستی تاثیرات معنی‌دار بیشتری بر جنبه‌های مختلف رشد نظیر وزن تر و وزن خشک ریشه و برگ‌ها نسبت به کود NPK داشتند. کود NPK بر افزایش وزن خشک ریشه بی‌تاثیر و حتی در غلظت ۴ گرم بر لیتر اثر منفی بر وزن خشک آن داشت. بنابراین نمیتوان اثرات مثبت مورد اشاره در پژوهش‌های فوق در مورد تاثیرات مثبت کود نیتروژنه بر رشد ریشه‌ها را همیشه صادق دانست و یا همبستگی مثبت وزن خشک ریشه و برگها در آنالیز کلی داده ها را دلیل کافی برای بهبود رشد ریشه در همه تیمارهای کود دانست.

        در آزمايشي به منظور بررسي تاثير كوددهي نيتروژن بر رشد و تجمع نيترات در كاهو گزارش شد كه افزايش ميزان كوددهي از صفر تا ۴۰۰ كيلوگرم در هكتار موجب افزايش نيترات در برگ‌هاي گياه كاهو مي‌شود (Liu et al., 2014). تجمع نيترات در گياهان يك پديده طبيعي بوده و هنگامي رخ مي‌دهد كه سرعت جذب نيترات در گياه بيشتر از سرعت احيا و متابوليسم آن باشد. متابوليسم نيترات در گياهان تحت تاثير فعاليت آنزيم نيترات ردوكتاز بوده و فعاليت اين آنزيم نيز تحت تاثير مواد معدني مي‌باشد. به علاوه اينكه مطالعات روي گياهان آلي نشان مي‌دهد كه نيترات اولين فاكتور تنظيم كننده ميزان و فعاليت آنزيم نيترات ردوكتاز است. در گياهان آلي بين نيترات و فعاليت آنزيم نيترات ردوكتار رابطه نزديكي وجود دارد (Kaisar et al., 1999). در بررسي تنظيمات بيان ژن‌هاي آنزين نيترات و فعاليت آنزيم نيترات ردوكتاز در گياهان مي‌شود، ولي با عرضه بيش از حد نيتروژن به گياهان متابوليسم نيترات، به دليل بازدارندگي آنزيم‌هاي مسير بيوسنتزي، كاهش مي‌يابد (Sharifi-Rad et al., 2013). نيترات در سيتوسول و كلروپلاست برگ‌ها توسط چرخه سنتز گلوماتات و در دو مرحله متوالي به وسيله آنزيم‌هاي نيترات و نيتريت ردوكتاز كاتاليز و تبديل به آمونيوم مي‌شود (Stitt et al., 2002). آمونيوم حاصل مي‌توان تبديل به آمينواسيد، پروتئين، متابوليت‌هاي ثانويه و ساير تركيب‌هاي نيتروژنه شود (Cabello et al., 2004). در يك آزمايش مزرعه‌اي مشخص شد با افزايش مصرف نيتروژن از 100 به 200 كيلوگرم نيتروژن خالص در هكتار، فعاليت آنزيم نيترات ردوكتاز در خيار افزايش مي‌يابد (Manuel-Ruiz and Romero, 1999).

        در پژوهش حاضر نیز کلیه تیمارها تاثیر مثبت در افزایش محتوای نیتروژن کل ریشه داشتند. با این وجود، نیتروژن کل در برگ‌ها تحت تاثیر کود زیستی قرار نگرفت، ولی از این جنبه تاثیراتی مثبت در مورد سایر تیمارها مشاهده شد. از سوی دیگر، نمی‌توان تاثیرات کود نیتروژن بر فعالیت نیترات ردوکتازی برگ‌ها را تنها ناشی از وجود نیترات در کود و اثر القایی آن بر این آنزیم به هنگام انتقال مقادیر اضافی آن از ریشه به برگ‌ها دانست در واقع هم کود زیستی و هم کود اوره که اصولاً نمی‌توان آنها را غنی از نیترات دانست، تاثیرات مثبت و معنی‌داری را بر افزایش فعالیت نیترات ردوکتازی برگ‌ها نشان دادند، در حالی‌که تاثیر کود NPK بر این فعالیت آنزیمی هرچند در غلظت ۴ گرم بر لیتر افزاینده ولی در غلظت ۲ گرم بر لیتر کاهنده بود.

        Hassan (2009) و Abbas و Ali (2011) بيان كردن کاربرد کودهای زیستی در تلفيق با 100 درصد میزان توصیه شدة NPK موجب بهبود محتوای آنتوسیانین کاسبرگ شد. Khalil و Yousef (2014) در چای ترش بیان کردند که بیشترین میزان آنتوسیانین از کاربرد 100 درصد NPK و اسید هیومیک در مقایسه با تیمارهای دیگر به دست آمد. ساخته شدن آنتوسیانین و تجمع آن در بافت‌های گیاهی تحت تأثیر عامل‌های مختلفی از جمله میزان هیدرات‌های کربن (گلوکز، آرابینوز و گالاکتوز) موجود در بافت‌ها قرار می‌گیرد (Taiz and Zeiger, 2006). به عبارت دیگر توسعة رنگدانه‌های یاخته و ساخت آنتوسیانین با بالا رفتن میزان کربوهیدرات‌ها نسبت مستقیم داشته و هر عاملی که بتواند روی افزایش، جذب یا ساخته شدن قندها مؤثر باشد، باعث افزایش میزان آنتوسیانین کل در گیاه می‌شود (Vitrac et al., 2000). به دلیل اینکه آنتوسیانین جزو ترکیبات فلاونوئیدی است، تجمع مواد فنلی حساس به تنش عناصر غذایی بوده و میزان کل فنل با کاهش میزان نیتروژن محیط افزایش می‌یابد. بنابراین میزان‌های اضافی نیتروژن به طور معمول رشد را تحریک کرده و از تولید فنل جلوگیری می‌کند (Omidbaigi and Nobakht, 2001).

        در پژوهش حاضر، هرچند محتوای فلاونوئید کل برگها تحت تاثیر کودهای به کار رفته قرار نگرفت، ولی کود زیستی تاثیر مثبت معنی‌داری بر محتوای آنتوسیانین کل برگ‌ها داشت. همچنین غلظت ۲ گرم بر لیتر کود NPK و کود اوره تاثیر منفی و غلظت ۴ گرم بر لیتر کود اوره تاثیر مثبت بر محتوای کلی آنتوسیانین برگ‌ها داشتند. بنابراین نمی‌توان نتایج حاصل از سایر تحقیقات مبنی بر تاثیر کود نیتروژنه بر افزایش و کاهش ترکیبات فنلی و فلاونوئیدی در حالت کلی و یا بر افزایش آنتوسیانین‌ها در حالت خاص را برای همه انواع این کودها و همه غلظت‌های به کار رفته صادق دانست.

        همچنین همبستگی مثبت محتوای آنتوسیانین برگ و محتوای فسفر ریشه و یا برگ ممکن است ناشی از اثر مثبت این عنصر بر سنتز این متابولیت ثانویه باشد. از سوی دیگر تجمع آنتوسیانین ها در برگ را نمیتوان نشانه ای از تحت تنش بودن گیاه قلمداد نمود زیرا با وزن تر برگ همبستگی مثبت نشان داده است (جدول 2).

        با توجه به کمبود یا کم‌تحرکی فسفات خاک که منبع اصلی فسفر برای استفاده گیاهان است و نیز مشکلات حل شدن آهن که حساس به اسیدیته خاک است به کارگیری کودهای زیستی از مؤثرترین راهکارها جهت تأمین این عناصر در این خاکها در سطح بهینه هستند (Hassanzadeh et al., 2007). کودهای زیستی با ترشح اسیدهای آلی و کانی (كاهش pH) باعث افزایش قابلیت جذب عناصر غذایی مانند آهن و فسفر در فراریشه می‌شوند. همچنین ریزجانداران موجود در کودهای زیستی با ترشح پیش مادة هورمون‌های تنظیم کنندة رشد گیاه و کنترل بیمارگر (پاتوژن)های گیاهی باعث افزایش رشد ریشة گیاهان می‌شوند (Khalid et al., 2004). پتاسیم خاک به‌طور معمول به صورت‌های محلول، تبادلی، غیرتبادلی و ساختمانی وجود دارد. تعادل موجود بین اشکال مختلف پتاسیم خاک باعث تداوم تأمین پتاسیم مورد نیاز گیاه شده و این رابطه‌های تعادلی در تغذیة گیاه دارای اهمیت بالایی است (Nabiollahy et al., 2006). اگرچه خاک‌های مناطق خشک و نیمه خشک دارای میزان‌های زیادی پتاسیم تبادلی و غیرتبادلی هستند (Jalali, 2005)، ولی پتاسیم تبادلی در این مناطق می‌تواند در اثر کشت پیدرپی و متراکم تخلیه شود (Jalali and Zarabi, 2006). خروج پتاسیم بدون تأمین پتاسیم کافی باعث تخلیة خاک از ذخیرة پتاسیم می‌شود. کودهای زیستی نه تنها فراهمی عناصر غذایی مورد نیاز گیاه را افزایش می‌دهند، بلکه با بهبود شرایط فیزیکی و فرایندهای حیاتی خاک، ضمن ایجاد یک بستر مناسب برای رشد ریشه، موجبات افزایش دسترسی به عناصر کانی از جمله پتاسیم را فراهم می‌آورند.

        در پژوهش حاضر کلیه تیمارها تاثیراتی معنی‌دار را در کاهش فسفر و پتاسیم برگها و در عوض افزایش این عناصر در ریشه‌ها نشان دادند. هم کود زیستی و هم کود NPK تاثیراتی معنی‌دار در کاهش آهن برگ‌ها و ریشه داشتند. در مورد اوره، این کاهش فقط بر روی ریشه و در تیمار ۲ گرم بر لیتر مشاهده شد در حالی که تیمار ۴ گرم بر لیتر هم در ریشه و هم در برگ‌ها افزایش محتوای آهن را باعث شد. بنابراین نمی‌توان تاثیرات مثبت گزارش شده در پژوهش‌های فوق مبنی بر افزایش جذب آهن تحت تاثیر کودها و به ویژه کودهای زیستی را همیشه صادق دانست. با این حال به نظر می‌رسد که کاربرد کودها بر روی الگوی توزیع فسفر و پتاسیم بین ریشه و اندام هوایی تاثیر گذاشته و باعث افزایش انتقال این عناصر از بخش هوایی به ریشه شده است.

        همچنین با عنایت به نتایج حاصل از همبستگی برخی از متغیرها (جدول 2) هرچند نمیتوان همبستگیهای مثبت بین دو متغیر را لزوماً به وجود رابطه علت و معلولی بین آنها نسبت داد ولی ممکن است بتوان از همبستگی مثبت پارامترهای رشد مانند وزن خشک ریشه و برگ با محتوای عناصری مانند نیتروژن، فسفر و یا پتاسیم را ناشی از اثرات مثبت این عناصر بر رشد گیاه دانست. با این حال همبستگی منفی محتوای آهن برگ با وزن خشک برگ بیش از آنکه ممکن است به اثر منفی این عنصر بر رشد این گیاه مرتبط باشد، میتواند ناشی از آنتاگونیسم آن با پتاسیم باشد (همبستگی منفی محتوای پتاسیم ریشه با محتوای آهن برگ و ریشه). 

 

نتيجه‌گيري نهایی

        بر اساس نتایج پژوهش حاضر و به طور خلاصه می‌توان نتیجه‌گیری نمود كه از نظر کاربردی و جهت افزایش بهره وری تولید زاموفيلیای سبز در گلخانه‌های گیاهان زینتی، استفاده از کود زیستی دکتر بیو و یا کود اوره تاثیرات بهتری نسبت به NPK سه بیست بر رشد گیاه دارند. از این نظر چون کود اوره ارزان‌تر است اقتصادی تر از کود دکتر بیو به نظر می‌رسد. از نقطه نظر مصارف دارویی، هیچیک از کودهای به کار رفته بر محتوای کلی فلاونوئیدها تاثیرگذار نبودند. با این حال کود زیستی دکتر بیو اثرات معنی‌دار و قابل اتکایی بر افزایش آنتوسیانین‌های برگ نشان داده است و ممکن است علاوه بر این گروه از آنتی‌اکسیدان‌های طبیعی بر روی افزایش سایر فلاونوئیدهای دارویی این گیاه نیز اثر مطلوب داشته باشد. همچنين از دیدگاه فیزیولوژیکی و در مقایسه با سایر پژوهش‌ها نمی‌توان به نتایجی ثابت و به طور نسبی قابل تعمیم در مورد بهبود رشد، بهبود جذب عناصر (به ویژه جذب آهن) و یا قابلیت پیش‌بینی عملکرد نیترات ردوکتازی، هنگام به کارگیری کودهای زیستی و یا دیگر کودهای نیتروژنه رسید و پژوهش‌های موضوعی همچنان ضرورت دارند. در نهايت نتیجه کلی و قابل توجه این پژوهش از نظر فیزیولوژیکی مشاهده تاثیر هر سه نوع کود نیتروژنه به کار رفته در تشدید انتقال فسفر و پتاسیم از برگها به ریشه است. ممکن است این انتقال فسفر عاملی باشد برای تقویت سیستم‌های جذب عناصر در ریشه که به طور احتمالی و از نظر انرژتیکی وابسته به فسفات هستند.

References

Abbas, M.K. and Ali, A.S. (2011). Effect of foliar application of NPK on some growth characters of two cultivars of Roselle (Hibiscus sabdariffa L.). American Journal of Plant Physiology, 6(4):22-227.

Anderson, E.L. (1987). Root growth and distribution as influenced by tillage fertilization in sugarcane.Agronomy Journal. 79:544-549.

Cabello, P., Roldán, M.D. and Moreno-Vivián, C. (2004). Nitrate reduction and the nitrogen cycle in archaea. Microbiology, 150: 3527-3546.

Cechin, I. and Fumis, T.F. (2004). Effect of nitrogen supply on growth and photosynthesis of sunflower plants grown in the greenhouse. Journal of Plant Science. 166: 1379-1385.

Chen, J.J. and Henny, R.J. (2003). ZZ: a unique tropical ornamental foliage plant. Hort-Technology 13 (3):458–462.

Eblagh, N., Fateh, E., Farzane, M. and Osfuri, M. (2014). Effect of cattle manure application, phosphate solubilizing bacteria and different phosphrous levels on yield and essence components of Trachyspermum ammi L. Journal of Agricultural Science and Sustainable Production, 23(4.1): 1-15.

Gerreindenbach, W.A. and Horst, W. (1997). Nitrate uptake capacity of different root zone of zea mays in vitro and situ Plant and Soil.196:295-300.

Griffe, P., Metha, S. and Shankar, D. (2003). Organic production of medicinal, aromatic and dye-yielding plants (MADPs): Forward, preface and introduction, FAO.

Gupta, A.S., Heinen, J.L., Holaday, A.S., Burke, J.J. and Allen, R.D. (1993). Increased resistance to oxidative stress in transgenic plants that overexpress chloroplastic Cu/Zn superoxide dismutase. proceedings of the national academy of sciences . 90: 1629–1633

Habibi, H., Mazaheri, D., Majnoon Hosseini, N. and Chaeechi, M.R. (2006). Effect of altitude on essential oil and components in wild thyme (Thymus kotschyanus Boiss.) Taleghan region. Applied Crop Research 73: 2-10

Harper, J.E. and Hageman, R.H. (1972). Canopy and seasonal profiles of nitrate reductase in soy,boan (Glycine max (L.) Merr.). Plant Physiology. 49:1-154.

Hassan, F.A.S. (2009). Response of Hibiscus sabdariffa L. plant to some biofertilization treatments. Annals of Agricultural Science, 54:437-446.

Hassanzadeh, A., Mazaheri, D., Chaichei, M. R. and Khavazy, K. (2007). Facilitating bacterial phosphorus uptake and use efficiency of fertilizer phosphorus on yield and yield components of barley. Research and Development, 77:111–118.

Izadi, Z., Ahmadvand, G., Asna Ashri, M. and Piri, J. (2010). Effect of nitrogen and plant density on some growth characteristic, yield and essence in peppermint. Iranian Journal of Field Crops Research, 8(5): 824-836.

Jalali, M. (2005). Release kinetics of non-exchangeable potassium in calcareous soils. Comm. Soil Science Plant Analalysis, 36:1903-1917.

Jalali, M. and Zarabi, M. (2006). Kinetics of non-exchangeable potassium release and plant response in some calcareous soils. Journal of Soil Science and Plant Nutrition, 169:194-204.

Kaiser, W., Weiner, H. and Huber. (1999). Nitrate reductase in higher plants: a case study for transduction of environmental stimuli into control of catalytic activity. Physiologia Plantarum, 105: 384-389.

Khalid, A., Muhammad, A.M. and Zahir, Z.A. (2004). Screening plant growth promoting rhizobacteria for improving growth and yield of wheat. Journal of Applied Microbiology, 96:473-480.

Khalil, S.E. and Yousef, R.M.M. (2014). Study the effect of irrigation water regime and fertilizers on growth, yield and some fruit quality of Hibiscus sabdariffa L. International Journal of Advanced Research, 2(5):738-750.

Kjeldahl, J. (1883). Neue Methode zur Bestimmung des Stickstoffs in organischen Körpern. (New method for the determination of nitrogen in organic substances), Fresenius' Zeitschrift für Analytische Chemie, 22 (1): 366-383.

Liu, C.W., Sung, Y., Chen, B.C. and Lai, H.Y. (2014). Effects of nitrogen fertilizer on the growth and nitrate content of lettuce (Lactuca Sativa L.). International Journal of Environmental Research and Public Health, 11: 4427-4440.

Maizlish. N.A. Fritton, D.D. and Kendell, W.A. (1980). Root morphology and early development of maize at varing levels of nitrogen. Agronomy Journal. 72(1):25-31.

Manuel-Ruiz, J. and Romero, L. (1999). Cucumber yield and nitrogen metabolism in response to nitrogen supply. Scientia Horticulturae, 82: 309-316

Mehrabani, M, Mahdavi Meymand, Z, Khandanizadeh, B. Hassan, Abadi N (2014). Effect of different levels of nitrogen fertilizer and harvest time on the quantity and quality of essential oil and total phenol content in Satureja hortensis L. in Kerman province. Eco-phytochemical Journal of Medicinal Plants 8(4): 1-11.

Nabiollahy, K., Khormali, F., Bazargan, K. and Ayoubi, Sh. (2006). Forms of K as a function of clay mineralogy and soil development. Clay Miner, 41:739-749.

Omidbaigi, R. and Nobakht, A. (2001). Nitrogen fertilizer affecting growth, seed yield and active substances of Milk thistle. Pakistan Journal of Biological Science, 4:1345-1349.

Papafotiou, M., and Martini, A.N. (2009). Effect of position and orientation of leaflet explants with respect to plant growth regulators on micropropagation of Zamioculcas zamiifolia Engl.(ZZ). Scientia horticulturae, 120(1):115-120.

Poshtdar, A., Abdali Mashhadi, A.R., Moradi, F., Siadat, SA. and Bakhshandeh, A. (2016). Ecological and phytochemical response of Mentha piperita L. to nitrogenous fertilizers types in Khuzestan region. Eco-phytochemical Journal of Medicinal Plants 13(1): 19-32.

Saxena, A. (2004). Effect of nitrogen levels and harvesting management on quality of essential oil in peppermint cultivars. Indian Performer 33(3): 182-185.

Sharifi-Rad, J., Sharifi-Rad, M. and Miri, A. (2013). Regulation of the Expression of Nitrate Reductase Genes in Leaves of Medical Plant, Foeniculum vulgare by Different Nitrate Sources. World Applied Sciences Journal, 28: 1311-1315.

Stark, D. and Wray, V. (1989). Anthocyanins. In: Methods in Plant Biology, Plant Phenolics. J.B. Harborne (Ed.). Pp: 32356. Academic Press/Harcourt Brace Jovanovich, London.

Stitt, M., Müller, C., Matt, P., Gibon, Y., Carillo, P., Morcuende, R., Scheible, W.R. and Krapp, A. (2002). Steps towards an integrated view of nitrogen metabolism. Journal of Experimental Botany, 53: 959-970.

Taiz, L. and Zeiger, E. (2006). Plant Physiology, (4th Edition). Sinauer Associates, Sunderland, Mass, 623p.

Vitrac, X., Larronde, F., Krisa, S., Decendit, A., Deffieux, G. and Mérillon, J. M. (2000). Sugar sensing and Ca2+ calmodulin requirement in Vitis vinifera cells producing anthocyanins. Phytochemistry, 53: 659-665.

123

---