تأثیر تنش رطوبتی و محلول‌پاشی هیومیک اسید بر خصوصیات مورفوفیزیولوژیکی گیاه مرزه

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری اکولوژی گیاهان زراعی، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشگاه لرستان

2 دانشیار، بخش آبیاری و فیزیک خاک، موسسه تحقیقات خاک و آب، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران.

3 دانشجوی دکتری علوم و مهندسی خاک دانشگاه شهید چمران اهواز

4 استادیار، گروه علوم و مهندسی آب، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران.

چکیده

سابقه و هدف: گیاه دارویی مرزه (Satureja hortensis) گیاهی یکساله، علفی و متعلق به خانواده نعناعیان و از گیاهان دارویی مهم می‌باشد به عنوان گیاه دارویی و ادویه‌ای، همچنین به عنوان سبزی تازه مورد استفاده قرار می‌گیرد. گونه‌های مختلف گیاهی از نظر مقاومت به خشکی دامنه وسیعی را نشان می‌دهند که به دلیل سازگاری‌های فیزیولوژیک، مورفولوژیک و بیوشیمیایی آنها می‌باشد. استفاده از انواع کودهای آلی از‌ جمله هیومیک اسید، برای بهبود کمّی و کیفی محصولات زراعی و باغی بدون اثر مخرب زیست‌محیطی رواج فراوان یافته است. اثرات هورمونی و بهبود جذب عناصر غذایی جهت بالا بردن عملکرد بخصوص در شرایط تنش از اثرات اسید هیومیک حاصل از هوموس و سایر منابع طبیعی و باکتری‌های محرک رشد است. با ‌توجه ‌به خشک و نیمه‌خشک بودن مساحت زیادی از کشور ایران، صرفه‌جویی در مصرف آب ضرورت دارد؛ از طرفی دیگر تغذیه در عملکرد و کیفیت مواد مؤثر گیاهان دارویی اهمیت زیادی دارد. بنابراین هدف از انجام این تحقیق بررسی اثر تنش خشکی و هیومیک اسید بر خصوصیات مورفولوژیک و فیزیولوژیک گیاه مرزه بوده است.
مواد و روش‌ها: آزمایش به صورت فاکتوریل بر پایه طرح کاملاً تصادفی در چهار تکرار، در سال1396 در شرایط گلخانه انجام شد. رژیم های رطوبتی در چهار سطح آبیاری 40، 60، 80 و 100 درصد طرفیت زراعی و محلول‌پاشی هیومیک اسید در چهار غلظت صفر، 150، 300 و 450 میلی‌گرم بر لیتر اعمال شدند. در مرحله 6 تا 8 برگی، تیمارهای خشکی بر گلدان‌ها اعمال شد. هیومیک اسید در غلظت‌های مدنظر در دو مرحله محلول‌پاشی شد. مرحلة اول محلول پاشی، زمانی که گیاهان در مرحله 4 تا 6 برگی بودند و مرحله دوم به فاصله دو هفته پس از محلول‌پاشی اول انجام شد. حدود 7 هفته پس از اعمال تیمارهای خشکی ، صفاتی از قبیل ارتفاع بوته، تعداد شاخه فرعی، تعداد برگ، طول برگ، وزن خشک بوته، پرولین، کلروفیل a، b و کل، کارتنوئید و کربوهیدرات اندازه‌گیری شد.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که بیشترین ارتفاع بوته، تعداد برگ، تعداد شاخه فرعی و وزن خشک بوته در شرایط آبیاری در 100 درصد ظرفیت زراعی و محلول‌پاشی با 450 میلی‌گرم در لیتر هیومیک اسید به دست آمد؛ در‌حالی‌که بیشترین میزان طول برگ، کلروفیل a، b و کل، کارتنوئید و کربوهیدرات از تیمار آبیاری در 100 درصد ظرفیت زراعی و محلول‌پاشی 300 میلی‌گرم در لیتر هیومیک اسید حاصل شد. همچنین بیشترین مقدار پرولین از تیمار آبیاری در 40 درصد ظرفیت زراعی و بدون کاربرد هیومیک اسید بدست آمد.
نتیجه‌گیری: گیاه مرزه حساس به تنش خشکی است و با بالا رفتن شدت تنش و رسیدن به 40 درصد ظرفیت زراعی، کاهش میزان صفات فیزیولوژیک و مورفولوژیک گیاه مرزه رخ داد. در این بین تیمار اسیدهیومیک تأثیر مثبت و معنی‌داری بر صفات مذکور داشته است، در نهایت با بهبود جذب عناصر غذایی و توسعه بخش‌های رویشی و زایشی سبب افزایش صفات فیزیولوژیک و مورفولوژیک گردید. بیشترین تأثیر تیمار اسیدهیومیک در طی بروز تنش خشکی در گیاه مرزه، مربوط به تیمار 450 میلی‌گرم در لیتر بود. بیشترین تولید گیاه مرزه در تیمار آبیاری 100 درصد ظرفیت زراعی و محلول‌پاشی‌ 450 میلی‌گرم در لیتر هیومیک اسید حاصل گردید.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of water stress and humic acid foliar application on morpho-physiological characteristics of Satureja hortensis

نویسندگان [English]

  • Seyed Hamzeh hosseinian 1
  • Niazali Ebrahimipak 2
  • Ashkan Yusefi 3
  • Aslan Egdarnzhad 4
1 Ph.D student of Crop Ecology, Lorestan University
2 Associated professor, Department of irrigation and soil physics, Soil and Water Research Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran.
3 Ph.D student of soil science, Shahid Chamran University of Ahwaz
4 Assistant Professor, Department of Water Sciences and Engineering, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran.
چکیده [English]

Background and Objectives: Satureja hortensis plant is a medicinal, annual, Herbaceous belonging to the family Lamiaceae, which is used as a medicinal plant and spice, as well as fresh vegetable. Various plant species show a wide range of resistance to drought due to their physiological, morphological and biochemical adaptations. The use of various organic fertilizers, including humic acid, has been widely used to improve the quality and quantity of crops and gardens without harmful environmental effects. Hormonal effects and enhancement of the absorption of nutrients to enhance performance, especially under stress conditions, are the effects of humic acid is derived from humus and other natural sources and Growth stimulating bacteria. Considering the dry and semi-dry nature of a large area of Iran, it is necessary to save water; on the other hand, nutrition is important in the yield and quality of the effective materials of medicinal plants. Therefore, the purpose of this study was to investigate the effects of drought stress and humic acid on morphological and physiological characteristics of Satureja hortensis.
Materials and Methods: The experiment was a factorial based on a completely randomized design with four replications in greenhouse conditions in 2017. Four levels of irrigation water regulations 40, 60, 80 and 100% of field capacity and foliar application of humic acid in concentrations of 0, 150, 300 and 450 mg/L were applied. In the 6 to 8 leaves stage, Drought treatments were applied to the pots. Humic acid was applied in two stages in the desired concentrations. The first stage of spraying was when the plants were in the 4 to 6 leaves stage and the second stage was done two weeks after the first spraying. About 7 weeks after application of drought treatments, traits such as plant height, number of branches, number of leaves, leaf length, plant dry weight, proline, chlorophyll a, b and total, carotenoid and carbohydrates were measured.
Results: The results showed that the highest plant height, leaf number, number of branches and plant dry weight were obtained under irrigation conditions at 100% FC and spraying with 450 mg/l humic acid; While the highest leaf length, chlorophyll a, b and total, carotenoid and carbohydrate were obtained from irrigation treatment at 100% FC and 300 mg / l humic acid. Also, the highest proline content was obtained from irrigation treatments at 40% FC without humic acid application.
Conclusion: Satureja hortensis plant is susceptible to drought stress and with increasing stress and reaching 40% of FC, decrease in the amount of physiological and morphological traits of Satureja hortensis. Meanwhile humic acid had a positive and significant effect on these traits. Finally, by improving the absorption of nutrients and the development of Vegetative and reproductive parts, the physiological and morphological traits increased. The highest effect of humic acid treatment on drought stress of Satureja hortensis was in the treatment of 450 mg/l. The highest salinity production was obtained in irrigation treatment with 100% FC and 450 mg/l humic acid.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Carbohydrate
  • Carotenoid
  • chlorophyll
  • Plant dry weight
  • Proline
1.Ahmad, Y.M., Shahlaby, E.A., and
Shnan, N.T. 2011. The use of organic and
inorganic cultures in improving
vegetative growth, yield characters and
antioxidant activity of roselle plants
(Hibiscus sabdariffa L.). Afr. J.
Biotechnol. 10: 11. 1988-1996.
2.Aiken, G.R., McKnight, D.M., Wershaw,
R.L., and Mac Carthy, P. 1985. An
introduction to Humic Substances in Soil,
Sediment, and Water. P 1-9, In: Humic
substances in soil, sediment and water:
Geochemistry, isolation and characterization.
(Eds. Aiken, G.R. et al.). Wiley
InterScience, New York.
3.Armand, N., Amiri, H., and Ismaili, A.
2016. Interaction of methanol spray and
water-deficit stress on photosynthesis and
biochemical characteristics of Phaseolus
vulgaris L. cv. Sadry. Photochem
Photobiol. 92: 1. 102-110.
4.Arnon, D.I. 1949. Copper enzymes in
isolated chloroplasts. Polyphenoloxidase
in Beta vulgaris. Plant Physiol. 24: 1-10.
5.Ayas, H., and Gulser, F. 2005. The effect
of sulfur and humic acid on yield
components and macronutrient contents
of spinach. J. Biol. Sci. 5: 6. 801-804.
6.Bates, S., Waldern, R.P., and Teare, E.D.
1973 .Rapid determination of free proline
for water stress studies. Plant and Soil.
39: 205-207.
7.Delfin, S., Tognetti, R., Dsiderio, E., and
Alvino, A. 2005. Effect of foliar
application of N and humic acids on
growth and yield of durum wheat. Agron
Sustain Dev. 25: 183-191.
8.Emarat Pardaz, J., Hami, A., and Gohari,
Gh. 2016. Evaluation of Growth
Characteristics and Function of Satureja
Hortensis L. Essential Oil under Salinity
and Zinc Foliar Application. J. Agric.
Know. Sust. Prod. 26: 3. 141-131.
(In Persian)
9.Erkossa, T., Stahr, K., and Tabor, G.
2002. Integration of organic and
inorganic fertilizers: effect on vegetable
productivity. EIAR. 82: 247-256.
10.Eskandari, M. 2013. Growth parameters
and changes in the essential oil content
of Satureja bachtiarica Bunge under the
influence of 28-hobrosrinolide and
drought stress. Research on medicinal
plants and aromatic herbs of Iran.
29: 1. 186-176. (In Persian)
11.Esmailpour, B. Jalilvand, P., and Hadian,
J. 2013. Effect of Drought Stress
and Mycorrhizal Fungus on Some
Morphophysiological Traits and
Performance Satureja (Satureja Hortensis
L.). J. Agric. Ecol. 5: 2. 177-169.
(In Persian)
12.Hu, Y., and Schmidhalter, U. 2005.
Drought and salinity: A comparison of
their effects on mineral nutrition of
plants. J. Plant Nutr. 168: 541-549.
13.Jacob, H., and Clark, G. 2002. Methods
of Soil Analysis. Part IV Physical
Method. Soil Science Inc. Madison,
Wisconsin, USA. 1692p.
14.Jing-Min, Z., Shang-Jun, X., Mao-Peng,
S., Bingyao, M., Xiu-Mei, C., and
Chunsheng, L. 2010. Effect of Humic
Acid on Poplar Physiology and
Biochemistry Properties and Growth
under Different Water Level. J. Soil
Water Cons. 6: 1-42.
15.Keles, V., and Oncel, I. 2004. Growth and
solute composition on two wheat species
experiencing. CSSA. 40: 470-475.
16.Khalid, K.A. 2006. Influence of water
stress on growth, essential oil and
chemical composition of herbs (Ocimum
sp.). Int. Agrophysics. 20: 4. 289-296.
17.Liu C., Cooper, R.J., and Bowman, D.C.
1998. Humic acid application affects
photosynthesis, root development and
nutrient content of creeping bentgrass.
Horticulture Science. 33: 6. 1023-1025.
18.Mokhtari, A., and Baradaran, R. 2010.
Effect of Drought Stress on Some
Growth Indices of Satureja Hortensis,
Regional Conference-E Ecophysiology
of Crops. Shushtar. Pp: 1-3. (In Persian)
19.Nouri, M., Asadi, P., Dehghan
Rahimabadi, A., and Golchin, A. 2014.
The Effect of Drought Stress and
Nitrogen Fertilizer Levels on Growth
and Essential Oil of Savory (Satureja
hortensis L.). Bull. Env. Pharmacol.
Life Sci. 3: 10. 71-77.
20.Peleg, Z., Apse, M.P., and Blumwald, E.
2011. Engineering Salinity and WaterStress Tolerance in Crop Plants: Getting
Closer to the Field. Advances in
Botanical Research. 57: 405-443.
21.Sabouri, F., Siroosmehr, A.R., and
Gorgini Shabankareh, H. 2017. Effect of
irrigation regimes and humic acid
solution on some morphological and
physiological characteristics of Satureja
hortensis. Iran. J. Plant Biol. 9: 34. 13-24.
(In Persian)
22.Sanjari, M., Siroosmehr, A.R., and
Fakheri, B.A. 2015. Effect of Drought
Stress and Humic Acid on Some
Physiological Properties of Sour Tea. J.
Agric. 17: 2. 403-414. (In Persian)
23.Sanjari, M., Siroosmehr, A.R., and
Fakheri, B.A. 2016. Effect of Drought
Stress and Humic Acid on
Morphological Traits, Performance and
Anthocyanin Levels of Sour Tea
(Hibiscus sabdariffa L). Agric. Ecol. J.
8: 3. 346-358. (In Persian)
24.Sudeyazadeh, H., Shamsai, M.,
Tajamolian, M., Mirmohammadi
Meybodi, M., and Hakimzadeh, M.
2016. Effect of drought stress on some
morphological and physiological traits
of Satureja hortensis. J. Proc. Plant
Func. 5: 15. 1-12. (In Persian)
25.Thomas, M.T., and Gausling, T.
2000. Morphological and physiological
responses of oak (Quercus petraea and
Q. robur) to moderat drought. Ann. For.
Sci. 57: 325-333.
26.Turkmen, O., Demir, S., Sensoy, S., and
Dursun, A. 2005. Effect of arbuscular
mycorrhizal fungus and humic acid on
the seedling development and nutrient
content of pepper grown under saline soil
conditions. J. Bio. Sci. 5: 5. 568-574.