نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه اردکان، اردکان، ایران.

2 گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه اردکان

3 استادیار گروه علوم باغبانی دانشگاه اردکان

چکیده

هدف از این مطالعه بررسی تاثیر بیوچارو هیدروژل بر پارامترهای مرفوفیزیولوژیک و بیوشیمیایی مریم‌گلی تحت تنش خشکی بود. یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد. تیمارها شامل پنج سطح بیوچار و هیدروژل (شامل عدم کاربرد، کاربرد 10 و ton.ha-1 20 بیوچار، کاربرد 100 وkg.ha-1 200 هیدروژل) و سه سطح تنش خشکی (آبیاری در 80% ظرفیت مزرعه (FC) به عنوان عدم تنش، آبیاری در FC60% به عنوان تنش متوسط و آبیاری در FC40% به عنوان تنش شدید) بود. نتایج نشان داد که خشکی منجر به کاهش پارامترهای رشدی و RWC شد در حالی که نشت یونی، ظرفیت آنتی‌اکسیدانی و فنل کل افزایش یافت. کاربردton.ha-1 20 بیوچار وkg.ha-1 200 هیدروژل به طور معنی‌داری شاخص کلروفیل، وزن خشک ریشه و اندام هوایی را نسبت به شاهد در تنش شدید خشکی افزایش داد. در تنش متوسط، تمام تیمارها نسبت ریشه به اندام هوایی را در مقایسه با شاهد کاهش دادند. با این وجود در تنش شدید، تنها کاربرد 10 و ton.ha-1 20 بیوچار این شاخص را کاهش داد. در شرایط عدم تنش و تنش شدید، کاربرد kg.ha-1 200 هیدروژل منجر به افزایش RWC نسبت به شاهد شد (به ترتیب 9/15 و 1/5%). نتایج نشان داد که کاربرد kg.ha-1 200 هیدروژل وton.ha-1 20 بیوچار، نشت یونی و فنل کل را در تنش متوسط و شدید نسبت به شاهد کاهش داد. همه تیمارها در تنش شدید خشکی منجر به کاهش ظرفیت آنتی‌اکسیدانی نسبت به شاهد شدند و تیمار شاهد بیشترین ظرفیت آنتی‌اکسیدانی را داشت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Effect of biochar and hydrogel on morphophysiological and biochemical characteristics of Salvia officinalis L. under drought stress

نویسندگان [English]

  • Shayesteh Ghias 1
  • Mostafa Shirmardi 2
  • Heidar Meftahizadeh 1
  • Maryam Dehestani Ardakani 3

1 Department of Horticultural Sciences, Faculty of Agriculture & Natural Resources, Ardakan University, Ardakan, Iran

2 Department of Horticultural Sciences, Faculty of Agriculture & Natural Resources, Ardakan University, P.O. Box 184, Ardakan, Iran.

3 Assitant Professor of Ardakan University ,Department of Horticulture science

چکیده [English]

Background and Objectives

Drought and low organic carbon content are two main problems for agriculture in arid and semiarid regions. Drought stress is responsible for at least 40% of crop losses in the world.The use of biochar (BC) and hydrogels can decrease adverse effects of drought on the plant. The objective of this study was to evaluate the effect of BC and hydrogel application on morphophysiologic and biochemical parameters of Salvia officinalis L. under drought stress (DS).

Materials and Methods

A factorial experiment with a randomized complete block design with three replicates was conducted to investigate the BC and hydrogel effects on the growth, physiological and biochemical characteristics of Salvia officinalis L. under drought stress condition. The BC and hydrogel was applied by mixing dry soil at rates of 0, 10, and 20 ton BC.ha-1, 100, and 200 kg hydrogel.ha-1 with three DS levels of D1 (irrigation in 80% field capacity (FC) as no-stress conditions), D2 (irrigation in 60% FC as mild-stress conditions) and D3 (irrigation in 40% FC as severe-stress conditions). The growth responses were examined included morpho-physiological (i.e., chlorophyll content, leaf area, relative water content (RWC), ion leakage (IL), and phytochemical (i.e., antioxidant activity (AA) and total phenolic content (TPC)) parameters.

Results

Results showed that drought stress significantly decreased growth parameters and RWC while increased IL, AA and TPC. Application of 200 kg hydrogel.ha-1 and 20 ton BC.ha-1 significantly increased chlorophyll index, root and shoot dry weight compared to the control under severe stress condition.

At mild stress, all treatments significantly reduced the root:shoot ratio compared to the control. However, in severe stress, only application of 10 and 20 ton BC.ha-1 significantly reduced this parameter compared to the control.

In no stress and sever stress, use of 200 kg hydrogel.ha-1 increased RWC in plant in comparison with control (15.9 and 5.1% respectively). Results indicated that 200 kg hydrogel.ha-1 and 20 ton BC.ha-1 treatments significantly decreased IL and TPC in mild and sever stress conditions in comparison with control. All treatments significantly decreased AA in severe stress and control has the highest amount of AA in this level of drought.

Discussion

It seems that use of BC and hydrogel in soil increased soil water holding capacity and improve soil structure. In addition, BC contains various elements that can improve plant nutrition under drought stress. The amount of BC and hydrogel application is very important on the effectiveness of these amendments on the plant characteristics under stress conditions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • antioxidant activity
  • Ion leakage
  • Organic amendments
  • Relative water content
  • Superabsorbent