نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

• لمیا وجودی مهربانی ¹
• مهدیه صفوی ²
• مائده محمدزاده ³

¹ استادیار دانشگاه شهیدمدنی اذربایجان . تبریز -ایران

² دانشجوی علوم باغبانی دانشگاه شهید مدنی اذربایجان

³ دانشجوی کارشناسی مهندسی علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز، ایران

چکیده

تلخون (Artemisia dracunculus L.) گیاهی معطر و پایا می‌باشد که به‌عنوان سبزی طعم‌دهنده در بسیاری از کشورها استفاده می‌شود. این گیاه کاربرد گسترده‌ای در صنایع غذایی، دارویی آرایشی و بهداشتی دارد. ارزش دارویی این گیاه به‌دلیل وجود اسانس، ترکیبات فنلی و فلاونوئیدی، اسیدهای فنلی، کومارین، و الکالوئیدها می‌باشد. در دهه اخیر، به‌دلیل ایجاد تغییرات اقلیمی، تنش شوری به یکی از مهم‌ترین مشکلات زیستی تبدیل شده، که موجب کاهش‌ عملکرد گیاهان می‌شود. لذا، یافتن راهکارهایی که موجب غلبه یا کاهش اثرات تنش شوری بر گیاه بشود حائز اهمیت می‌باشد. به‌منظور بررسی تاثیر تنش شوری (صفر، 75 و 150 میلی‌مولار) و کاربرد خاکی بیوچار (صفر، 7 و 14 درصد حجمی)، بر رشد و برخی صفات فیزیولوژیک تلخون، آزمایش فاکتوریل بر مبنای طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه شهید مدنی آذربایجان در طی سال‌های 1402-1401 انجام شد. ارتفاع گیاه، وزن‌خشک بخش هوایی، محتوای کلروفیل a، پراکسید هیدروژن، مالون‌ دی‌آلدئید، پرولین، سدیم و پتاسیم تحت تأثیر اثرات متقابل تیمارهای آزمایشی قرار گرفت. تیمارهای بدون تنش شوری و تنش شوری 75 میلی‌مولار کلریدسدیم با کاربرد 14% حجمی بیوچار، موجب افزایش ارتفاع و وزن‌خشک بخش هوایی گیاه شد. بیشترین محتوای کلروفیل a در تیمار بدون تنش شوری با هر دو سطح بیوچار و تیمار تنش شوری 75 میلی‌مولار کلریدسدیم با کاربرد 14% حجمی بیوچار حاصل شد. تنش شوری 150 میلی‌مولار کلریدسدیم در شرایط عدم کاربرد بیوچار، موجب افزایش محتوای پراکسید هیدروژن، مالون دی‌آلدئید و سدیم ( 35 میلی‌گرم بر گرم وزن خشک) شد. بالاترین محتوای پرولین در تیمارهای تنش شوری 150 میلی‌مولار کلریدسدیم با هر دو سطح کاربرد بیوچار و عدم کاربرد آن مشاهده شد. بالاترین محتوای پتاسیم در تیمار بدون تنش شوری با کاربرد 14% حجمی بیوچار حاصل شد که نشان‌دهنده افزایش 71 درصدی نسبت‌ به شاهد بود. نسبت پتاسیم به سدیم تحت تاثیر اثر اصلی بیوچار قرار گرفت و کاربرد 7 و 14% بیوچار باعث افزایش نسبت پتاسیم به سدیم گیاه شد. اثرات اصلی تنش شوری و بیوچار محتوای آب نسبی برگ، محتوای اسانس، کلروفیل b و کارتنوئید گیاه را تحت تأثیر قرار داد. اثر اصلی تیمارهای 7 و 14% بیوچار، محتوای کلروفیل b را نسبت ‌به شاهد افزایش داد. کاربرد 14% بیوچار موجب افزایش محتوای آب نسبی برگ (افزایش 17 درصدی نسبت‌به شاهد)، و کاروتنوئید، شد. با افزایش تنش شوری به 150 میلی-مولار از محتوای آب نسبی برگ به میزان 22 درصد نسبت‌به شاهد کاسته شد و بالاترین محتوای نسبی آب برگ در شاهد مشاهده شد. هر دو تیمار تنش شوری 75 و 150 میلی‌مولار موجب افزایش محتوای کاروتنوئید شد. بیشترین محتوای اسانس در تیمار 14% حجمی بیوچار مشاهده شد که نشان‌دهنده افزایش 76 درصدی نسبت‌به شاهد بود. اثر اصلی تنش شوری 75 میلی-مولار موجب افزایش محتوای اسانس شد. 18 جزء در اسانس تلخون شناسایی شد. استراگول (8/90-3/84 %) جزء غالب اسانس در تلخون بود که بیشترین جزء این ترکیب در تیمار تنش شوری 150 میلی‌مولار کلریدسدیم با کاربرد 14% بیوچار حاصل شد. دومین جزء ازنظر فراوانی dl-limonene (02/3-05/1 %) بود که بیشترین جزء این ترکیب در تیمار تنش شوری 75 میلی‌مولار با کاربرد 7% حجمی بیوچار مشاهده شد. نتایج حاصل از بررسی حاضر نشان داد که تنش شوری 150 میلی‌مولار تاثیر منفی بر صفات رشدی و فیزیولوژیک تلخون داشت اما کاربرد بیوچار به میزان 14% موجب بهبود صفات رشدی، فیزیولوژیک و افزایش جزء غالب اسانس تحت تنش شوری شد.

کلیدواژه‌ها

• پراکسید هیدروژن
• پرولین
• کلروفیل
• مالون دی‌آلدئید

موضوعات

• A: تنش محیطی یا زیستی

عنوان مقاله [English]

The effects of biochar on the growth and some physiological characteristics of Artemisia dracunculus L. under salinity stress

نویسندگان [English]

• lamia vojodimehrabani ¹
• Maehdiyeh Safavi ²
• Maedeh Mohammadzadeh ³

¹ Assistant Professor , Azarbaijan Shahid Madani University, Tabriz, Iran

² Student of Horticultural Science Engineering, Department of Agronomy and Plant Breeding, Azarbaijan Shahid Madani University, Tabriz, Iran.

³ Student of Horticultural Science Engineering, Department of Agronomy and Plant Breeding, Azarbaijan Shahid Madani University, Tabriz, Iran.

چکیده [English]

Introduction: Artemisia dracunculus L. is a fragrant and durable plant that is used as a flavoring vegetable in many countries. This plant is widely used in the food, pharmaceutical, cosmetic, and health industries. The medicinal value of this plant is due to the presence of essential oil, phenolic and flavonoid compounds, phenolic acids, coumarin, and alkaloids. In the last decade, due to climatic changes, salinity stress has become one of the most important biological problems, which causes a decrease in plant productivity. Salinity stress, by creating water and ionic imbalance, causes dryness and increases the concentration of vacuolar sap. Creating ionic toxicity and ionic competition in the cell membrane as a result of salt stress causes programmed cell death. Therefore, it is important to find solutions to overcome or reduce the effects of salinity stress on plants. Biochar is an organic carbon compound that can affect the physicochemical structure of the soil. Biochar, by increasing the absorption of nutrients, increasing the cationic exchanging capacity, and water holding capacity in the soil, improves the soil structure, and increases the plant access to the soil nutrients, and in this way helps to increase the yield of the plant.

Materials and Methods: To investigate the effects of soil-based biochar (zero, 7, and 14% v) application and, water salinity stress (zero, 75, and 150 mM) on the growth and some physiological traits of Artemisia dracunculus L.; a factorial experiment was conducted based on the completely randomized design with three replications during 2022-2023 in Research Greenhouse of Azarbaijan Shahid Madani University.

Results and Discussion: Plant height, aerial part dry weight, chlorophyll a, hydrogen peroxide, malondialdehyde, proline, sodium, and potassium content were influenced by the interaction effects of experimental treatments. The treatments without salinity stress and 75 mM NaCl salinity stress with the application of 14% (v) biochar caused an increase in the plant height and aerial part dry weight of the plant. The highest content of chlorophyll a was obtained in the treatment without salinity stress with both levels of biochar and 75 mM NaCl salinity stress with the application of 14% (v) of biochar. The salinity stress )150 mM( in the condition of not using biochar increased the content of hydrogen peroxide, malondialdehyde and sodium content (35 mg g-1 DW) of the plant. The highest proline content was observed in 150 mM salinity stress with both levels of biochar application and non-application. The highest potassium content was obtained in the treatment without salinity stress with the application of 14% (v) of biochar, which showed a 71% increase compared to the control. The potassium-to-sodium ratio was affected by the main effect of biochar, and the use of 7 and 14% biochar, increased the potassium-to-sodium ratio of the plant. The independent effects of salinity and biochar stress affected leaf relative water content, essential oil, chlorophyll b, and carotenoid content. Seven and 14% biochar treatments increased the chlorophyll b content compared to the control. Application of 14% biochar increased the relative water content of leaves (17% increase compared to the control), and carotenoids. By increasing the salinity stress to 150 mM, the leaf-relative water content decreased by 22% compared to the control, and the highest leaf-relative water content was observed in the control. Both 75 and 150 mM salinity stress treatments increased carotenoid content. The highest content of essential oil was observed in 14% (v) of biochar, which showed a 76% increase compared to the control. The main effect of 75 mM salinity stress increased the essential oil content. 18 components were identified in Artemisia dracunculus essential oil. Estragole (84.3-90.8%) was the dominant component of essential oil in A. dracunculus, and the highest content of this compound was obtained in 150 mM NaCl salinity stress with 14% biochar application. The second component in terms of abundance was dl-limonene (1.05-3.02%), and the highest content of this compound was observed in the 75 mM salinity stress with 7% (v) of biochar.

Conclusion: The results of this study showed that the 150 mM salinity stress hurt the growth and physiological characteristics of A.dracunculus, but the use of biochar at the rate of 14% improved the growth and physiological characteristics and increased the dominant component of essential oil under salt stress.

کلیدواژه‌ها [English]

• Chlorophyll
• H2O2 content
• Malondialdehyde
• Proline