The effect of chemical and biological nitrogen fertilizers on quantitative and qualitative traits of Peppermint (Mentha piperita L.)
مهدی عقیقی شاهوردی
1
(
دانشگاه شاهد
)
مجید امینی دهقی
2
(
دانشگاه شاهد
)
محمد علی شبانی
3
(
دانشگاه شاهد
)
حسن حبیبی
4
(
دانشگاه شاهد
)
Keywords: Peppermint, Urea, Essential oils, harvest index, Nitroxin,
Abstract :
Bio-fertilizers in agriculture have great importance and use of these fertilizers in addition to nitrogen-fixing air also makes significant contributions in reducing use of nitrogen chemical fertilizers. Therefore an experiment to investigate the effect of nitrogen chemical fertilizer and Nitroxin bio-fertilizer was conducted factorial randomized complete block design (RCBD) with three replications. Experimental factors were involved nitrogen chemical fertilizer at three levels zero (no fertilizer as control), 100 and 200 kg Urea ha-1, Nitroxin biological fertilizer at two levels of non-inoculated and inoculated with biological fertilizer (4 lit.ha-1) and harvest time three levels of harvested before flowering, coinciding with flowering and after flowering. The results showed that the effect of urea fertilizer, bio-fertilizer, harvest time and the interaction effect of two way and three way of this treatment was significant on fresh and dry matter yield, plant height, percentage and yield of essential oil and harvest index. The maximum dry matter (550 kg), harvest index (72%), oil yield and essential percentage (respectively 20.35 kg.lit-1 and 3.7%) was obtained in application of 200 kg Urea ha-1fertilizer with the use of Nitroxin bio-fertilizer in harvest during flowering. Nitroxin biological fertilizer application (4 kg.ha-1) at harvest during flowering caused increase quantitative and qualitative yield of peppermint. Generally the results show that nitroxin bio-fertilizer are positive effects on peppermint through nitrogen fixation and growth hormones produced.
تأثیر کود شیمیایی و کود زیستی نیتروژندار بر صفات کمی و کیفی
نعناع فلفلی (Mentha piperita L.)
چکیده
کودهای زیستی در کشاورزی امروزه اهمیت فراوانی دارند و استفاده از این کودها علاوه بر تثبیت نیتروژن هوا در کاهش مصرف کودهای شیمیایی نیتروژن دار نیز ایفای نقش میکنند. بدین منظور آزمایشی جهت بررسی تأثیر کود شیمیایی نیتروژندار و کود زیستی نیتروکسین به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی در سه تکرار به اجرا درآمد. عوامل آزمایش شامل کود شیمیایی نیتروژندار در سه سطح صفر (عدم مصرف کود به عنوان شاهد)، 100 و 200 کیلوگرم نیتروژن در هکتار، کود زیستی نیتروکسین در دو سطح عدم تلقیح و تلقیح با کود زیستی (4 لیتر در هکتار) و زمان برداشت در سه سطح برداشت قبل از گلدهی، همزمان با گلدهی و بعد از گلدهی بودند. نتایج نشان داد که اثر کود اوره، کود زیستی، زمان برداشت و اثرات متقابل دوگانه و سهگانه این تیمارها بر عملکرد ماده تر و خشک، ارتفاع بوته، درصد و عملکرد اسانس و شاخص برداشت معنیدار بود. بیشترین عملکرد ماده خشک (550 کیلوگرم در هکتار)، شاخص برداشت (72 درصد)، درصد و عملکرد اسانس (به ترتیب 7/3 درصد و 35/20 کیلوگرم در هکتار) در کاربرد 200 کیلوگرم کود اوره به همراه استفاده از کود زیستی نیتروکسین در برداشت همزمان با گلدهی بدست آمد. کاربرد کود زیستی نیتروکسین (4 کیلوگرم در هکتار) در برداشت همزمان با گلدهی سبب افزایش عملکرد کمی و کیفی گیاه نعناع فلفلی گردید. بطور کلی نتایج این تحقیق حاکی از اثرات مثبت کود زیستی نیتروکسین بر گیاه دارویی نعناع فلفلی از طریق تثبیت نیتروژن میباشد.
واژه‌های کلیدی: اوره، نیتروکسین، اسانس، نعناع، شاخص برداشت
مقدمه
گیاهان دارویی از ارزش و اهمیت خاصی در تأمین بهداشت و سلامت جوامع به لحاظ درمان و پیشگیری از بیماری‌ها برخوردار بوده و هستند. در حال حاضر، 25% از داروهای موجود منشأ گیاهی دارند و 12% داروها از منابع میکروبی ساخته شدهاند. گرایش عمومی جامعه به استفاده از داروها و درمان‌های گیاهی و به طورکلی فرآورده‌های طبیعی به ویژه در طی سالهای اخیر رو به افزایش بوده است. مهم‌ترین علل آن، اثبات اثرات مخرب و جانبی داروهای شیمیایی از یک طرف و ایجاد آلودگی‌های زیست محیطی از طرف دیگر که کره زمین را تهدید میکنند، میبوده است (2 و 14).
نعناع فلفلی (Mentha piperita L.) یکی از مهم‌ترین گونه‌های خانواده نعناع میباشد. این گیاه با داشتن اسانس روغنی و ترکیب‌های شیمیایی مهم امروزه یکی از ارزشمندترین گیاهان دارویی جهان محسوب میشود. نعناع فلفلی حاوی روغن‌های فرار است که مهم‌ترین آنها شامل منتول، منتون و متیل استات میباشد (4 و24). سایر ترکیباتی که در اسانس این گیاه یافت می‌شوند، شامل فلاونوئیدها، پلی فنولهای پلیمریزه شده، کاروتن، توکوفرول، بتائین و کولین می‌باشند (4). یکی از فرآورده‌های نعناع، اسانس آن است که از تقطیر برگ و سرشاخههای گلدار نعناع تحت اثر بخار آب تهیه میشود و دارای 50 تا 70 درصد منتول میباشد. این گیاه دارای حدود 1% اسانس بوده که قسمت عمده آن را کارون، دی هیدروکارون و منتول تشکیل میدهد. فلاونوییدهای آن کورسیترین، لوتئولین، (7- گلوکوزید، 7- روتینوزید، 7- گلوکورونید)، آپی ژنید، 7- گلوکورونید اکاستین، 7- روتینوزید، دیوسیمین، هسپرسدین، اریودیکتیول، 7- روتنوزید، هدیوسمین میباشد (12).
کاربرد صحیح و مناسب عناصر و مواد غذایی در طول مراحل کاشت، داشت و برداشت گیاهان دارویی، نه تنها نقش عمدهای در افزایش عملکرد دارد، بلکه در کمیت و کیفیت مواد مؤثره آنها نیز مؤثر است (9). نیتروژن یکی از عناصر مهم برای رشد گیاهان دارویی و افزایش اسانس میباشد. با اینکه نیتروژن در ساختمان اسانس وجود ندارد اما کاربرد آن به افزایش غدد ترشحی اسانس در برگ نعناع فلفلی منجر میشود (5). علت افزایش غدد ترشحی اسانس تولید و مصرف قندهای ساده و در نتیجه توسعهی بیشتر سطح برگ و تولید ترکیبات اولیه بیشتر جهت تولید اسانس است. همچنین نیتروژن باعث تداوم رشد رویشی، توسعه برگها و در نتیجه افزایش تولید اسانس میشود (23). طی تحقیقاتی نشان داده شد که تأثیر کودهای نیتروژن دار و فسفر دار بر روی نعناع فلفلی اثر مثبتی داشته و موجب افزایش سرشاخههای گلدار آن شد. هم چنین مقدار اسانس در سرشاخههای گلدار بیش از برگها بود و افزایش کود نیتروژن دار روند مثبتی را هم بر میزان اسانس برگ و هم اسانس سرشاخههای گلدار به همراه داشته است (6). در مطالعهی دیگری تأثیر نیتروژن بر برخی شاخصهای رشد و میزان اسانس در نعناع فلفلی نشان داده شد که در شرایط کاربرد 200 کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار بالاترین درصد اسانس در برگ و کل بوته به ترتیب با میانگین‌های 283/2 و 076/2 درصد به دست آمد (1). برخی محققین نیز با کاربرد سطوح مختلفی از کود نیتروژن روی نعناع فلفلی گزارش دادند که کوددهی موجب افزایش میزان منتول اسانس در مقایسه با عدم کوددهی میشود (27).
کودهاي بيولوژيک شامل میکروارگانیسم‌ها و متابوليت آنها ميباشند که قادر به بالا بردن حاصل خيزي خاک، افزايش رشد گياه و عملکرد محصول هستند. هم چنين این میکروارگانیسم‌ها قادر به آماده‌سازی عناصر مغذي از حالت غيرقابل جذب به قابل جذب در طي فرآيند بيولوژيکي می‌باشند (28). تحقیقات گسترده‌ای برای شناخت کارایی و نحوه اثر کودهای زیستی در رشد، عملکرد و تولید اسانس گیاهان دارویی آغاز شده است. کوچکی و همکاران (1387) گزارش دادند که کاربرد کودهای زیستی مانند نیتروکسین، سوپر نیتروپلاس و باکتریهای حل کننده فسفات1 نقش مفيد و مؤثري در بهبود ويژگيهاي رشد، عملكرد اندام هوايي و خصوصيات كيفي و اسانس گياه دارويي نعناع فلفلی2 دارد (18). عبدالهادي و همكاران (2009) در تحقيقي بر روي سه گونه نعناع گزارش كردند كه مصرف كودهاي زيستي آزوسپيریليوم و ازتوباكتر اثرات مثبتي بر رشد و عملكرد كيفي اين گياهان دارند. تأثیر کود شیمیایی و زیستی نیتروژن (نیتروکسین) بر عملکرد کمی و کیفی زعفران مورد بررسی قرار گرفت که با اعمال مقادیر مختلف کود شیمیایی نیتروژنه و کود زیستی عملکرد کلاله و خامه افزایش قابل توجهی یافت (15). همچنین در بررسی تأثیر کودهای زیستی بر عملکرد کمی و کیفی گیاه دارویی بابونه آلمانی اثر کودهای زیستی نیتروکسین (حاوی ازتوباکتر) باکتریهای حل کننده فسفات، مخلوط کود زیستی نیتروکسین و باکتریهای حل کننده فسفات و تیمار شاهد بر روی بابونه آلمانی آزمایش شد که تیمارهای مورد بررسی اثر معنیداری بر صفات کمی و کیفی داشت (11). مهر آفرین و همکاران (1390) گزارش نمودند تيمارهاي كودي بر ارتفاع گياه، وزن تر و خشك ساقه در هكتار، وزن خشك برگ در هكتار و مقدار منتون اسانس، بر تعداد برگ در ساقه، وزن تر و خشك برگ در ساقه، عملكرد اسانس در واحد سطح، و مقدار منتول اسانس نعناع فلفلی اثر معنیداری داشتند. تغذیه گیاه عامل مهمی در رشد و ترکیبات شیمیایی گیاهان است. کاربرد کودهای طبیعی میتواند عملکرد و شاخصهای دارویی گیاهان را ارتقاء بخشد. كودهای زیستی ميتوانند جايگزين و يا باعث كاهش مصرف كودهاي شيميايي در اکوسیستم‌های زراعي شوند كه گامي در راستاي به حداقل رسانيدن آلودگي محيط و كشاورزي پايدار است. هدف از اجرای این طرح با توجه به کم کردن کودهای شیمیایی در جهت کشاورزی پایدار است تا بتوان با حداقل استفاده از کودهای شیمیایی به عملکرد کمی و کیفی مطلوب دست یافت.
مواد و روش‌ها
این تحقیق در سال 1391 در در روستای اصغر آباد شهرستان خمینیشهر استان اصفهان، که مشخصات مکانی و اقلیمی محل آن در جدول 1 ارائه شده است، به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوکهای کامل تصادفی3 با 18 تیمار در 3 تکرار انجام شد. فاکتورهای آزمایش شامل کود اوره در سه سطح صفر، 100 و 200 کیلوگرم در هکتار (9)، کود زیستی در دو سطح مصرف به صورت سرک همراه با آب آبیاری و عدم مصرف و تاریخ برداشت در سه سطح برداشت قبل از گلدهی، زمان گلدهی و بعد از گلدهی بودند. کود زیستی نیتروژن دار با نام تجاری نیتروکسین4 به میزان 4 لیتر در هکتار (دارای CFU 108 سلول زنده در هر میلیلیتر) به صورت سرک در دو مرحله 20 و 40 روز بعد از کاشت، براساس توصیه شرکت تولید کننده، استفاده شد (18). کود زیستی مورد استفاده تلفیقی از دو باکتری ازتوباکتر کروکوکوم5 و آزسپیریلیوم برازیلنس6 بود. در اوایل فروردین نشاها جداسازی شده و به زمین اصلی که خاک آن دارای خصوصیات شیمیایی و فیزیکی ارائه شده در جدول 2 بود، منتقل و به فاصله 40×40 کاشته شدند. کود نیتروژن به صورت سرک و در سه مرحله یک سوم قبل از کاشت در حین شخم، یک سوم در اواخر اردیبهشت ماه (در مرحله رویشی) و مابقی در اواخر خرداد ماه اعمال شد. کود زیستی نیز در دو مرحله بلافاصله بعد از کاشت در زمان آبیاری و سپس دو ماه بعد بکار رفت (16). عملیات نمونه‌برداری در کرتهای 3×1 مترمربع از تعداد 10 بوته و از ارتفاع 15 سانتیمتری صورت گرفت نمونه‌های جمع آوری شده در دمای 75 درجه سانتی گراد به مدت 48 ساعت قرار داده شدند. جهت اسانسگیری نمونه‌ها، مقدار 50 گرم از نمونه خشک شده و پودر شده را همراه با cc 200 آب مقطر درون بالن دستگاه کلونجر ریخته و اسانس گیری انجام شد و در نهایت جهت جداسازی آب از اسانس از Na2SO4 استفاده شد (25). عملکرد اسانس از حاصلضرب درصد اسانس در عملکرد اندام هوایی بر طبق فرمول 1 محاسبه شد (9). شاخص برداشت از تقسیم عملکرد اقتصادی (برگ) بر عملکرد بیولوژیک (کل اندام گیاه) محاسبه گردید (فرمول 2) (10). جهت تجزیه و تحلیل داده‌های به دست آمده از نرم‌افزار آماری SAS و برای ترسیم نمودارها از نرم‌افزار Excel استفاده شد. مقایسه میانگین‌های صفات مورد نظر توسط روش آزمون چند دامنهای دانکن در سطح 5 درصد صورت گرفت.
فرمول 1 عملکرد اندام هوایی× درصد اسانس = عملکرد اسانس (کیلوگرم در هکتار)
فرمول 2 
(%)
جدول 1- مشخصات مکانی و اقلیمی مزرعه محل آزمایش (سازمان هواشناسی کل کشور 1391) | |||||||
طول جغرافیایی | عرض جغرافیایی | ارتفاع از سطح دریا (متر) | تعداد روزهای یخبندان | حداقل دما (سانتیگراد) | حداکثر دما (سانتیگراد) | میانگین دمای سالیانه (سانتیگراد) | میانگین بارش سالیانه (میلی‌متر) |
"41 00 '51 | "31 51 '45 | 1700 | 60 | 8- | 41 | 16 | 170 |
جدول 2- آنالیز فیزیکی و شیمیایی خاک محل آزمایش از عمق صفر تا 30 سانتیمتری | |||||||||||
خصوصیات فیزیکی خاک | مقدار گچ | پتاسیم قابل جذب (میلی‌گرم بر کیلوگرم) | فسفر قابل جذب (میلی‌گرم بر کیلوگرم) | نیتروژن کل (درصد) | مواد آلی خاک (درصد) | pH | EC (دسی زیمنس بر متر) | درصد اشباع | |||
درصد رس | درصد سیلت | درصد شن | |||||||||
24 | 29 | 47 | 0 | 296 | 58/8 | 09/0 | 87/0 | 55/7 | 7/5 | 46 | |
نتایج و بحث
ارتفاع بوته
تجزیه واریانس دادهها نشان داد که کاربرد کود شیمیایی، زیستی و زمان برداشت و اثرات متقابل دوگانه (کود زیستی × شیمیایی، کود زیستی × تاریخ برداشت و کود شیمیایی × تاریخ برداشت و سهگانه (کود شیمیایی × کود زیستی× تاریخ برداشت) این عوامل بر ارتفاع بوته نعناع فلفلی اثر معنیداری داشت (جدول 3). بیشترین ارتفاع بوته از کاربرد 200 کیلوگرم کود اوره با تلقیح کود زیستی نیتروکسین و برداشت در قبل و بعد از گلدهی به ترتیب 51 و 50 سانتیمتر بود (جدول 4). محققین گزارش کردند که استفاده از کود زیستی نیتروکسین باعث ترشح هورمونهای رشد در گیاه میشود و این موضوع بطور مستقیم یا غیر مستقیم باعث ارتفاع گیاه میگردد (16). تلقیح با کود زیستی و برداشت در زمان گلدهی بیشترین طول بوته را با 5/47 سانتیمتر نشان داد. کمترین ارتفاع بوته از عدم مصرف کود اوره با عدم تلقیح کود زیستی در تاریخ برداشت بعد از گلدهی (29 سانتیمتر) بود (جدول 4). گیاهان مواجه با کمبود نیتروژن به کندی رشد میکنند و برگهای کوچکی دارند که دلیل این امر مربوط به نقش کلیدی عنصر نیتروژن در بسیاری از فعل و انفعالات و ساختارهای شیمیایی گیاهان است. نیتروژن یک عنصر اصلی در تشکیل پروتئینها و آنزیمهاست. همچنین کمبود نیتروژن شاخص سطح برگ را کاهش میدهد و کارایی مصرف تابش و فعالیت فتوسنتزی گیاهان را کم کرده و از این طریق باعث کاهش رشد و بدنبال آن کاهش ارتفاع بوته نیز میگردد (13). از این رو گلدهی یکی از مراحل حساس رشدی گیاه بوده که انرژی بسیاری برای تکمیل این سیکل لازم است و عملاً مواد ذخیرهای گیاه که باید صرف تولید و افزایش مواد مؤثره گردد، در تکمیل این مرحله استفاده میشود و رشد رویشی گیاه کاهش مییابد، ولی استفاده از کودهای زیستی با توجه به خاصیت تولید هورمونهای محرک رشد و تثبیت نیتروژن این اثرات منفی را از بین میبرد. روند افزایشی با تلقیح کود زیستی نیتروکسین در ارتفاع بوته به خصوص در سطح کود شیمیایی 100 و 200 کیلوگرم مشاهده شد. مکیزاده تفتی و همکاران (1390) اثر کود شیمیایی اوره و کود زیستی را بر ارتفاع بوته گیاه دارویی شوید7 معنیدار گزارش کردند و بیان داشتند که کاربرد کود شیمیایی به همراه کود زیستی بیشترین ارتفاع بوته را ایجاد کرد. یوسف و همکاران (2004) گزارش کردند که کاربرد کود زیستی آزوسپیریلیوم و ازتوباکتر سبب افزایش ارتفاع بوته و وزن تر و خشک اندام هوایی گیاه مریم گلی8 گردید. باکتریهای موجود در کود زیستی نیتروکسین علاوه بر تثبیت نیتروژن هوا و متعادل کردن عناصر پرمصرف و کممصرف مورد نیاز گیاه، ترشح اسید آمینه و انواع آنتی بیوتیک، سیانید هیدروژن و سیدروفور را نیز بر عهده دارند و موجب رشد و توسعه ریشه و قسمتهای هوایی گیاهان میشود (2).
[1] Pseudomonas fluorescens
[2] Mentha piperita L.
[3] Randomized complete block design (RCBD)
[4] Nitroxin
[5] Azethobacter chroococcum
[6] Azospirillum brasilense
[7] Anethum graveolens L.
[8] Salvia officinalis
جدول3- تجزیه واریانس اثر کود شیمیایی اوره و زیستی نیتروکسین بر صفات کمی و کیفی نعناع فلفلی در تاریخهای مختلف برداشت | ||||||||
منابع تغییر | درجه آزادی | (MS) میانگین مربعات | ||||||
طول بوته | عملکرد ماده تر | عملکرد سایه خشک | عملکرد آون خشک | شاخص برداشت | درصد اسانس | عملکرد اسانس
| ||
بلوک | 2 | ns5/9 | ns4/7839 | ns236 | ns8/14 | ns0005/0 | ns02/0 | ns58/0 |
کود شیمیایی (Ch) | 2 | **222 | **4/644590 | **3/14948 | **2/12612 | **09/0 | **6/5 | *1/12 |
کود زیستی (Bio) | 1 | *1/31 | ns2/9306 | **2/10539 | **6/4493 | **07/0 | **5/1 | **93 |
زمان برداشت (HT) | 2 | **139 | **1/59679 | **7/26836 | **2/29145 | **3/0 | **6/31 | **4/380 |
Ch×Bio | 2 | **5/492 | **2/132544 | **7/20804 | **2/23944 | *002/0 | **6/2 | **9/96 |
Ch×HT | 4 | **2/57 | **7/30511 | **9/2310 | **2/4350 | **01/0 | **4/0 | **3/52 |
Bio×HT | 2 | *1/20 | *9/15197 | **9/1319 | **5/213 | **001/0 | **1/1 | **1/25 |
Ch×Bio×HT | 4 | *3/17 | **3/76754 | **2/8820 | **5/5846 | **01/0 | **1/1 | **23 |
اشتباه آزمایشی | 34 | 5/4 | 3/3682 | 1/169 | 6/90 | 0006/0 | 06/0 | 3/3 |
ضریب تغییرات (%) |
| 9/4 | 6/4 | 3 | 4/2 | 5/4 | 8/4 | 9/6 |
ns، * و ** به ترتیب غیر معنیدار در سطح احتمال 5 و 1 درصد. | ||||||||
جدول 4- مقایسه میانگین اثر متقابل کود شیمیایی اوره و کود بیولوژیک نیتروکسین بر عملکرد و اجزای عملکرد گیاه نعناع فلفلی در تاریخهای مختلف برداشت | |||||||||
عملکرد اسانس Lit.ha-1 | درصد اسانس (%) | شاخص برداشت (%) | عملکرد آون خشک Kg.ha-1 | عملکرد سایه خشک Kg.ha-1 | عملکرد ماده تر Kg.ha-1 | ارتفاع بوته cm | کود شیمیایی اوره (Kg.ha-1) | تاریخ برداشت | کود بیولوژیک نیتروکسین |
20/4 f | 2/1 d | 55 cd | 295 g | 350 g | 1100 ef | 30 e | صفر (شاهد) | قبل از گلدهی | عدم تلقیح |
12/9 cd | 6/2 b | 51 d | 330 ef | 351 g | 1223 e | 42 c | 100 | ||
63/6 de | 7/1 d | 60 bc | 380 d | 390 f | 1390 d | 47 b | 200 | ||
76/5 def | 5/1 d | 56 cd | 310 fg | 384 f | 1050 f | 40 d | صفر (شاهد) | حین گلدهی | |
00/10 bcd | 5/2 b | 64 b | 410 c | 400 ef | 1203 e | 44 bc | 100 | ||
85/14 b | 3/3 ab | 63 b | 430 bc | 450 d | 1520 c | 46 b | 200 | ||
48/1 g | 4/0 e | 28 f | 315 f | 371 fg | 1000 f | 29 e | صفر (شاهد) | بعد از گلدهی | |
40/1 g | 3/0 e | 38 ef | 350 e | 468 c | 1320 e | 42 c | 100 | ||
87/1 g | 4/0 e | 54 d | 449 b | 468 c | 1560 b | 39 d | 200 | ||
77/7 d | 1/2 c | 58 c | 305 fg | 370 fg | 800 g | 45 bc | صفر (شاهد) | قبل از گلدهی | تلقیح |
21/4 f | 9/0 de | 67 ab | 400 cd | 468 c | 1558 b | 46 b | 100 | ||
71/12 bc | 1/3 ab | 64 b | 385 d | 410 e | 1400 d | 51 a | 200 | ||
87/11 bc | 5/2 b | 60 bc | 410 c | 475 bc | 1200 e | 45 bc | صفر (شاهد) | حین گلدهی | |
95/17 ab | 9/2 ab | 70 a | 419 c | 450 d | 1550 b | 45 bc | 100 | ||
35/20 a | 7/3 a | 72 a | 515 a | 550 a | 1600 a | 49 ab | 200 | ||
91/2 fg | 6/0 e | 39 ef | 445 b | 486 b | 1205 e | 43 c | صفر (شاهد) | بعد از گلدهی | |
40/2 fg | 5/0 e | 42 e | 400 cd | 480 b | 1380 d | 46 b | 100 | ||
08/6 de | 3/1 d | 56 cd | 451 b | 468 c | 1380 d | 50 a | 200 | ||
در هر ستون، حروف مشابه از لحاظ آزمون چند دامنهای دانکن در سطح احتمال 5 درصد اختلاف معنیدار آماری ندارند. | |||||||||
عملکرد ماده تر
نتایج تجزیه واریانس نشان داد که کاربرد کود شیمیایی، زمان برداشت و اثرات متقابل کود شیمیایی× کود زیستی، کود زیستی × زمان برداشت، کود شیمیایی × زمان برداشت و کود شیمیایی× کود زیستی× زمان برداشت بر روی عملکرد ماده تر در هکتار تأثیر معنیداری داشت (جدول 3). بیشترین عملکرد ماده تر در تیمار200 کیلوگرم کود نیتروژنه در شرایط تلقیح با نیتروکسین و برداشت همزمان با گلدهی (1600 کیلوگرم در هکتار) بدست آمد (جدول 4). با توجه به اینکه زمین مورد آزمایش از درصد نیتروژن بسیاری پایینی برخوردار بود، بنابراین کاهش مصرف کود شیمیایی با استفاده از کود زیستی نیتروکسین که مورد انتظار بود، حاصل نشد، ولی اثرات کود زیستی مبنی بر افزایش عملکرد و اجزای عملکرد نعناع فلفلی قابل توجه بود. کود زیستی همانطور که جدول تجزیه واریانس نشان میدهد به تنهایی اثر معنیدار بر عملکرد ماده تر نداشته و در تلفیق با سایر تیمارها روند افزایشی را در میانگین این صفت نشان میدهد. مهر آفرین و همکاران (1390) در نتايج تحقيق خود نشان دادند كه كاربرد كودهاي زيستي و كود اوره باعث افزايش قابل توجه و معنیدار وزن تر و خشك برگ و ساقه گياه نعناع فلفلي نسبت به تيمار شاهد (بدون كود) شده است. اين نتايج میتواند ناشی از اثر کاربرد باکتریهای تثبیت کننده نیتروژن باشد که با تولید مقادیر مناسب مواد تنظیم کنندهی رشد گیاه مانند اکسین، جیبرلین و سیتوکنین و ویتامین‌های گروه B ظرفيت ریشه‌زایی گياه و جذب مواد غذايي از خاك را بهبود بخشيده و در نتيجه ميزان نيتروژن و فسفر را در برگها افزايش داده است. این امر موجب رشد و توسعه بیشتر گیاه شده که نهایتاً بر عملکرد تأثیر می‌گذارد (18).
عملکرد سایه خشک
نتایج نشان داد که کاربرد کود شیمیایی، کود زیستی و زمان برداشت و اثرات متقابل دوگانه و سهگانه این عوامل با هم بر روی عملکرد وزن سایه خشک اثر معنیداری (01/0P≤) داشتند (جدول3). بیشترین عملکرد وزن سایه خشک در کاربرد 200 کیلوگرم در هکتار کود اوره به همراه تلقیح با کود زیستی نیتروکسین در برداشت همزمان با گلدهی با میانگین 550 کیلوگرم در هکتار بود (جدول 4). کاربرد 200 کیلوگرم در هکتار کود اوره نسبت به 100 کیلوگرم در هکتار در برداشت حین گلدهی، افزایش 63/13 درصدی، ولی برعکس در برداشت قبل از گلدهی باعث کاهش 9/8 درصدی عملکرد سایه خشک شد و این امر نشان دهنده این نکته میباشد که زمان برداشت فاکتور بسیار مهمی هم از نظر تغذیه گیاهی و هم از نظر عملکرد تولیدی است. فراهم بودن آب و عناصر غذایی، رشد رویشی مطلوب گیاه را به دنبال داشته که شرط اساسی جهت تولید عملکرد بالا، تولید ماده خشک بیشتر در واحد سطح میباشد. چنین به نظر میرسد که استفاده از کودهاي زیستی از طریق بهبود فعالیت‌های میکروبی خاك و توسعه سیستم ریشه‌ای باعث بهبود دسترسی و افزایش جذب عناصر غذایی و در نتیجه سبب افزایش تولید مواد فتوسنتزي و بهبود ماده خشک گیاهی در گیاه گردیده که این مسئله در نهایت باعث افزایش عملکرد زیستی شده است (7). رضوانی مقدم و همکاران (1392) در پژوهش خود مشاهده نمودند که مصرف کودهاي زیستی نیتراژین و نیتروکسین سبب افزایش عملکرد زیستی در گیاه مرزه1 شد.
عملکرد آون خشک
نتایج نشان داد کاربرد کود شیمیایی، کود زیستی، زمان برداشت و برهمکنش این عوامل با هم بر عملکرد آون خشک تأثیر معنیداری (01/0P≤) داشتند (جدول3). مقایسه میانگین اثر سهگانه کود شیمیایی× کود زیستی× زمان برداشت نشان داد (جدول 4) که بیشترین عملکرد آون خشک در کاربرد 200 کیلوگرم کود اوره به همراه تلقیح با کود زیستی نیتروکسین و برداشت همزمان با گلدهی با میانگین 515 کیلوگرم در هکتار بود. کمترین عملکرد آون خشک نیز در تیمار عدم کاربرد کود شیمیایی و زیستی در برداشت قبل از گلدهی با میانگین 295 کیلوگرم در هکتار بدست آمد. زینلی و همکاران (1393) بیشترین عملکرد اندام هوایی در هکتار را در مصرف 200 کیلوگرم در هکتار کود نیتروژن و در زمان شروع غنچهدهی گیاه نعناع فلفلی گزارش کردند. ژنجیاکو و واسیل (2009) با بررسی اثر نیتروژن و مرحله رشد و چین بر روی گیاه نعناع فلفلی گزارش کردند که عملکرد بیوماس و اسانس در چین اول بالاتر از چین دوم بوده و به طور کلی کود نیتروژن باعث افزایش بیوماس و عملکرد اسانس شده است.
شاخص برداشت
نتایج تجزیه واریانس دادهها نشان داد که کاربرد کود اوره، کود نیتروکسین، زمان برداشت کود اوره × کود نیتروکسین، کود اوره × زمان برداشت، کود نیتروکسین × زمان برداشت و اثر کود اوره × کود نیتروکسین × زمان برداشت بر شاخص برداشت نعناع فلفلی تأثیر معنیداری داشت (جدول 3). بطوریکه با کاربرد 200 و 100 کیلوگرم کود اوره به همراه تلقیح با کود زیستی نیتروکسین و در برداشت در حین گلدهی بیشترین شاخص برداشت را به ترتیب با میانگین 72 و 70 درصد داشتند (جدول 4). کمترین شاخص برداشت مربوط به عدم استفاده از کود شیمیایی و زیستی و زمان برداشت بعد از گلدهی (28 درصد) بود (جدول 4). مکیزاده و همکاران (1390) اثر کود شیمیایی و زیستی را بر شاخص برداشت گیاه دارویی شوید معنیدار گزارش کردند که بالاترین شاخص برداشت مربوط به تلفیق کود زیستی و شیمیایی اوره بود. حاجی آقائی کامرانی (1392) اثر کود نیتروژن را بر شاخص برداشت نعناع فلفلی معنیدار گزارش کرد و بیشترین شاخص برداشت در استفاده از 80 میلی‌گرم اوره در هر گلدان بود. تاخیر در زمان برداشت، ریزش برگها را به دلیل سایهاندازی بوتهها روی هم افزایش داده و موجب افت شدید در شاخص برداشت گیاه خواهد شد (9).
درصد اسانس
کاربرد کود شیمیایی، کود زیستی و اثر متقابل این دو و همچنین زمان برداشت و برهمکنش این سه فاکتور با هم بر درصد اسانس تأثیر معنیداری (01/0P≤) داشتند (جدول3). به طوری که بیشترین درصد اسانس در کاربرد 200 کیلوگرم کود اوره به همراه کاربرد 4 کیلوگرم کود نیتروکسین در هکتار و برداشت حین گلدهی با میانگین 7/3 درصد بود (جدول 4). کمترین درصد اسانس نیز در عدم کاربرد کود اوره و نیتروکسین در برداشت بعد از گلدهی بدست آمد (جدول 4). شناسایی و مطالعهي عوامل تأثیرگذار محیطی و زراعی بر بهبود کمیت و کیفیت متابولیت‌های ثانویه گیاهان دارویی بسیار حائز اهمیت است. از آنجا که اسانسها ترکیبهایی ترپنوئیدي هستند، واحدهاي سازنده آنها نیاز مبرم بهNADPH وATP دارند و با توجه به این موضوع که حضور عناصري مانند نیتروژن و فسفر براي تشکیل ترکیبهاي اخیر ضروري میباشد (26) لذا مصرف کودهای شیمیایی و زیستی موجب افزایش اسانس گیاه میشود. ویسانی و همکاران (1391) گزارش کردند که بیشترین میزان اسانس ریحان از تیمار نیتروکسین + فسفاته بارور2 حاصل شد. منابع مختلف نیز به نقش مثبت کودهاي شیمیایی و میکروارگانیسم‌ها در بهبود درصد و عملکرد اسانس گیاهان دارویی اشاره داشته‌اند که با نتایج این تحقیق مطابقت دارد. براساس پژوهشهای انجام شده عناصر معدنی و مواد آلی علاوه بر تحریک رشد و نمو سبب تغییر در فعالیت‌های متابولیکی گیاهان دارویی میشود. از بین این عوامل نیتروژن به شکل اوره علاوه بر افزایش تولید برگ، وزن خشک برگ، و کربوهیدرات‌ها افزایش سنتز اسانس را نیز در گیاهان تیرهی نعناع به دنبال دارد. وینوتا (2005) گزارش کرد کاربرد باکتري باسیلوس روي گیاه ریحان سبب افزایش عملکرد اسانس و زیست توده ریحان شد و میزان اسانس گیاه را دو برابر افزایش داد. افلاطونی (2005) گزارش نمود که مقدار و ترکیب اسانس به مقدار زیاد به مرحله نموی گیاه، زمان برداشت و تغذیه گیاه نعناع فلفلی بستگی دارد. همچنین بیان کرد که برداشت زودهنگام و دیرهنگام منجر به کاهش عملکرد برگها و عملکرد اسانس خواهد شد. کمترین کیفیت اسانس زمانی بدست میآید که گیاه در مرحله پیش از گلدهی و از بخشهای جوان گیاه بدست آید (9).
عملکرد اسانس
اثر کود شیمیایی، کود زیستی، زمان برداشت، اثر متقابل کود شیمیایی × کود زیستی، کود شیمیایی×زمان برداشت، کود زیستی× زمان برداشت و کود شیمیایی×کود زیستی×زمان برداشت بر عملکرد اسانس معنیداری بودند (جدول3). بیشترین عملکرد اسانس در کاربرد 200 و 100 کیلوگرم کود اوره به همراه استفاده از کود زیستی نیتروکسین و برداشت حین گلدهی (به ترتیب 35/20 و 24/18 کیلوگرم در هکتار) بود (جدول 4). این امر نشان داد که افزایش کود نیتروژندار همراه با تلقیح کود زیستی باعث افزایش اسانس در پیکره رویشی نعناع فلفلی میشود. در پژوهش انجام شده توسط فلاحی و همکاران (1388) مشخص شد که بیشترین عملکرد اسانس گیاه دارویی بابونه آلمانی2 در تیمار باکتري حل کننده فسفات و نیتروکسین (تلفیق ازتوباکتر و آزوسپیریلیوم) تولید شد. شکرانی و همکاران (2012) نیز دریافتند که کود زیستی نیتروکسین (تلفیق ازتوباکتر و آزوسپیریلیوم) سبب افزایش معنیدار عملکرد اسانس در گل همیشه بهار3 شد. رضایی چیانه و همکاران (1393) نشان داد که کاربرد کودهاي زیستی منجر به افزایش معنیدار اسانس گردید و بیشترین عملکرد اسانس در تیمار ترکیبی سهگانه ازتو بارور+ فسفاته بارور2+ بیوسولفور مشاهده شد. عملکرد اسانس از حاصلضرب درصد اسانس در عملکرد زیستی بدست میآید و چون هر دو این عوامل در تیمار مورد نظر بالاترین مقدار بود به همین دلیل بیشترین عملکرد اسانس را نیز داشت. زینلی و همکاران (1393) نیز بهترین تاریخ برداشت جهت حصول حداکثر عملکرد اندام هوایی و اسانس در گیاه نعناع فلفلی را زمان شروع غنچه دهی و میزان مصرف 200 کیلوگرم کود نیتروژن در هکتار گزارش کردند که با نتایج این آزمایش مطابقت دارد.
نتیجه‌گیری
نتایج حاکی از آن است که استفاده از کودهای شیمیایی اوره و زیستی نیتروکسین میتواند عملکرد پیکره رویشی و تولید اسانس را افزایش دهد. بهترین زمان برای برداشت گیاه دارویی نعناع فلفلی، برداشت همزمان با گلدهی است که هم عملکرد رویشی و هم عملکرد اسانس در بالاترین میزان میباشد. در مجموع نتايج آزمايش نشان داد که کاربرد کودهای بيولوژيک نقش مفيد و مؤثري در بهبود ویژگی‌های رشد و عملکرد گیاه و خصوصيات کيفي گياه دارويي نعناع فلفلي دارد. بنابراين به نظر میرسد که استفاده از کودهاي زیستی میتواند اثرات سودمندي از جنبه‌های اقتصادي، اجتماعی و زیست محیطی داشته باشد و به عنوان گزینه‌ای مناسب در راستاي نیل به اهداف کشاورزي پایدار در تولید گیاهان دارویی مدنظر قرار گیرد.
منابع مورد استفاده
1- ایزدی، ز.، گ، احمدوند.، م، اثنی عشری و خ، پیری. 1387. تأثیر نیتروژن بر برخی شاخصهای رشد و میزان اسانس در نعناع فلفلی (Mentha piperita L.). سومین همایش منطقهای یافتههای پژوهشی کشاورزی و منابع طبیعی (غرب ایران). دانشگاه کردستان.
2- آقاعلیخانی، م.، آ، ایرانپور و ح، نقدی بادی. 1392. تغییرات عملکرد زراعی و فیتوشیمیایی گیاه دارویی سرخارگل (Echinacea purpurea L. Moench) تحت تأثیر اوره و کود زیستی. فصلنامه گیاهان دارویی. 12 (2):136-121.
3- حاجی آقائی کامرانی، م.، م، پاکنیا.، ح، خوشوقتی و س، حاجی آقائی کامرانی. 1392. بررسی اثر کود نیتروژن بر صفات و اسانس در نعناع فلفلی (Mentha piperita L.). همایش ملی گیاهان دارویی. دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات آیت‌الله آملی.
4- حیدری، ف.، 1390. ریزازدیادی سه گونهی نعناع و تعیین ثبات ژنتیکی آنها. پایاننامه کارشناسی ارشد دانشکده کشاورزی دانشگاه محقق اردبیلی. ص: 105.
5- حیدری، ف.، س، زهتاب سلماسی.، ع، جوانشیر و م، دادپور. 1387. تأثیر تراکم بوته بر عملکرد و تولید اسانس گیاه دارویی نعناع فلفلی. علوم و فنون کشاورزي و منابع طبيعي. 12 (45):510-501.
6- رضایی، م. 1386. اثر باکتریهای تثبيت كننده نيتروژن بر جوانه‌زنی زيره سبز (Cuminum cyminum L.). پایاننامه کارشناسی ارشد. دانشگاه آزاد اسلامي واحد فسا. ص:98.
7- رضائیچیانه، ا، ع، پیرزاد و ا، فرجامی. 1393. اثر باکتريهاي تأمین کننده نیتروژن، فسفر و گوگرد بر عملکرد دانه و اسانس زیره سبز (Cuminum cyminum L.). نشریه دانش کشاورزي و تولید پایدار. (24) 4: 83-71.
8- رضوانی مقدم ،پ.، ا، امین غفوري.، س، بخشائی و ل، جعفري. 1392. بررسی اثر کودهاي زیستی و آلی بر برخی صفات کمی و مقدار اسانس گیاه دارویی مرزه. نشریه بوم‌شناسی کشاورزي. 5 (2):112-105.
9- زینلی، ح.، ح، حسینی و م. ح، شیرزادی. 1393. بررسی اثرات کود نیتروژن و زمان برداشت بر روی صفات زراعی، اسانس و منتول نعناع فلفلی (Mentha piperita L.). فصلنامه تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران،30 (3): 495-486.
10- سرمدنیا، غ و ع، کوچکی. 1388. فیزیولوژی گیاهان زراعی (ترجمه) انتشارات جهاد دانشگاهی مشهد. ص:400.
11- فلاحی، ج.، ع، کوچکی و پ، رضوانی مقدم.1388 . بررسی تأثیر کودهاي بیولوژیک بر عملکرد کمی و کیفی گیاه دارویی بابونه آلمانی. مجله پژوهشهای زراعی ایران 7: 135-127.
12- قهرمان، ر. 1382. فارماکوپه ایران، انتشارات جنگل‌ها و مراتع. ص:328.
13- کامکار، ب.، ع، صفاهانی لنگرودی و ر، محمدی. 1390. کاربرد مواد معدنی در تغذیه گیاهان زراعی. انتشارات جهاد دانشگاهی مشهد. ص:500.
14- کوچکي، ع.، ل، تبريزي و ر، قرباني. 1387 .ارزيابي آثار کودهاي بيولوژيکي بر ویژگی‌های رشد، عملکرد و خصوصيات کيفي گياه دارويي زوفا Hyssopus officinalis . مجله پژوهشهای زراعي ايران. 6(8):137-127.
15- گلزاد، ع و ح، امیدی. 1388. تأثیر کود شیمیایی و زیستی نیتروژن بر عملکرد کمی و کیفی زعفران (Crocus sativus L.). پایاننامه کارشناسی ارشد دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه شاهد تهران. ص:114.
16- مقیمی، ف و م، یوسفیراد. 1392. اثرات شیوه مصرف کود بیولوژیک نیتروکسین بر عملکرد و اجزاء عملکرد گلرنگ رقم گلدشت در حضور EDTA. اکوفیزیولوژی گیاهی، 5(13): 47-39.
17- مکیزاده تفتی، م.، م. ر، چاییچی.، ص، نصرالهزاده و ک، خاوازی. 1390. ارزیابی اثر کودهای زیستی و شیمیایی نیتروژن بر رشد، عملکرد و ترکیب اسانس گیاه شوید (Anethum graveolens L.). نشریه دانش کشاورزی و تولید پایدار، 21(4):62-51.
18- مهرآفرین، ع.، ح، نقدی بادی.، م، پورهادی.، ا، هادوی.، ن، قوامی و ز، كدخدا. 1390. پاسخ فیتوشیمیایی و زراعی نعناع فلفلی (.Mentha piperita L) به کاربرد کودهاي زیستی و کود اوره. فصلنامه گیاهان دارویی، 3: 335-332.
19- نجاتزاده، ف. 1394. اثر کودهای زیستی و شیمیایی نیتروژندار بر رشد، عملکرد و ترکیب اسانس گیاه شوید (Anethum gravelens L.). تازههای بیوتکنولوژی سلولی مولکولی، 5(19): 84-77.
20- ویسانی، و.، ف، رحیمزاده خویی و ي، سهرابی.1391 . تأثیر کودهاي بیولوژیک بر صفات مورفولوژیک، فیزیولوژیک و میزان اسانس گیاه دارویی ریحان. فصلنامۀ علمی-پژوهشی تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران 2873-87 :(1).
21- Abd El-Hadi, N I M., H. K, Abo El-Ala and W. M, Abd El-Azim. 2009. Response of some Mentha species to plant growth promoting bacteria (PGPB) isolated from soil rhizosphere. Australian J. Basic and applied Sci. 3 (4): 4437 - 48.
22- Aflatuni, A. 2005. The yield and essential oil content of Mint (Mentha spp.) In Northern Ostrobothnia. Ph.D. Thesis of Faculty of Science, Oulu University, Finland, 50p.
23- Brown, B. 2003. Mint soil fertility research in the PNW. Western Nutrient Management Conf 5(3): 54-60.
24- Bupesh, G., C, Amutha., S, Nandagopal., A, Ganeshumar., P, Sureshkumar and K. S, Murali. 2007. Antibacterial activity of Mentha piperita L. (Peppermint) from leaf extracts – a medicinal plant. Acta Agriculturae Slovenica, 89 (1): 73 – 9.
25- Firas, A and A, Al-Bayati. 2008. Synergistic antibacterial activity between Thymus vulgaris and Pimpinella anisum essential oil and methanol extracts. Journal of Ethnopharmacology116:403-406.
26- Loomis, W. D and R, Corteau. 1972. Essential oil biosynthesis. Recently Advance Phytochem 6: 147-185.
27- Marotti, M., R, Piccaglia and S, Deans. 2004. Effect of planting time and mineral fertilization on peppermint (Mentha piperita L.) essential oil composition and its biological activity. Flavor and ragrance Journal 9(3): 125-129.
28- Sharma, A. K. 2002. A handbook of organic farming. Agrobios, India.
29- Shokrani, F., A, Pirzad., M. R, Zardoshti and R, Darvishzadeh. 2012. Effect of biological nitrogen on the yield of dried flower and essential oil of Calendula officinalis L. under end season water deficit condition. International Research Journal of Applied and Basic Sciences, 3 (1): 24-34.
30- Vinutha, T. 2005. Biochemical studies on Ocimum sp. inoculated with microbial inoculants. M.Sc,(Agri.) Thesis, University of Agricultural Sciences, Bangalore, India.
31- Youssef, A. A., A. E, Edri and A. M, Maa. 2004. A comparative study between some plant growth regulators and certain growth hormones producing microorganisms on growth and essential oil composition of Salvia officinalis L. Plant Annals of Agricultural Science 49: 299-311.
32- Zheijaiko, V. D and C, Vasile. 2009. Effect of nitrogen, location, and harvesting stage of peppermint productivity, oil content and oil composition. Horticultural Science, 44(5): 1267-1270.
The effect of chemical and biological nitrogen fertilizers on quantitative and qualitative traits of Peppermint (Mentha piperita L.)
Abstract
Bio-fertilizers in agriculture have great importance and use of these fertilizers in addition to nitrogen-fixing air also makes significant contributions in reducing use of nitrogen chemical fertilizers. Therefore an experiment to investigate the effect of nitrogen chemical fertilizer and Nitroxin bio-fertilizer was conducted factorial randomized complete block design (RCBD) with three replications. Experimental factors were involved nitrogen chemical fertilizer at three levels zero (no fertilizer as control), 100 and 200 kg Urea ha-1, Nitroxin biological fertilizer at two levels of non-inoculated and inoculated with biological fertilizer (4 lit.ha-1) and harvest time three levels of harvested before flowering, coinciding with flowering and after flowering. The results showed that the effect of urea fertilizer, bio-fertilizer, harvest time and the interaction effect of two way and three way of this treatment was significant on fresh and dry matter yield, plant height, percentage and yield of essential oil and harvest index. The maximum dry matter (550 kg), harvest index (72%), oil yield and essential percentage (respectively 20.35 kg.lit-1 and 3.7%) was obtained in application of 200 kg Urea ha-1fertilizer with the use of Nitroxin bio-fertilizer in harvest during flowering. Nitroxin biological fertilizer application (4 kg.ha-1) at harvest during flowering caused increase quantitative and qualitative yield of peppermint. Generally the results show that nitroxin bio-fertilizer are positive effects on peppermint through nitrogen fixation and growth hormones produced.
Keywords: Essential oils, Harvest index, Nitroxin, Peppermint, Urea
[1] Satureia hortensis L.
[2] Matricaria Chamomilla L.
[3] Calendula officinalis