اثر ورمی‌کمپوست بر پراکسیداسیون لیپیدی غشاء و برخی از خصوصیات مورفوفیزیولوژیکی جمعیت‌های رازیانه (Foeniculum vulgare Mill.) تحت تنش شوری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

2 استادیار، گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

3 استادیار، گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه یزد، یزد، ایران

4 استادیار، گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

چکیده

به‌منظور بررسی برهم‌کنش کود ورمی‌کمپوست و کلرید سدیم بر برخی از ویژگی‌های گیاه دارویی رازیانه، آزمایشی به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در شرایط گلخانه‌ای انجام شد. تیمارهای آزمایشی شامل چهار سطح شوری (صفر، 40، 80 و 120 میلی‌مولار کلرید سدیم) و دو سطح ورمی‌کمپوست (صفر و 5 درصد حجمی) بودند که در سه تکرار بر جمعیت‌های رازیانه ارومیه، شیراز، بوشهر و مشهد اعمال گردیدند. گیاهان پنج هفته بعد از کاشت برداشت و برخی از صفات آن‌ها اندازه‌گیری شدند. مطابق با نتایج، کاربرد ورمی‌کمپوست به‌صورت معنی‌داری سبب افزایش وزن‌خشک، میزان کلروفیل a، b، کل، کاروتنوئیدها، منیزیم، آهن، فسفات، نیترات، شاخص پایداری غشاء، محتوای نسبی آب و کاهش مالون‌دآلدهید و سایر آلدهیدهای بخش‌هوایی اکثر جمعیت‌های رازیانه موردمطالعه شد. در مقابل در شرایط تنش شوری (بدون حضور ورمی‌کمپوست) نتایج عکس به‌دست آمد. بیش‌ترین و کم‌ترین تأثیر تنش شوری 120 میلی‌مولار کلرید سدیم بر صفت وزن خشک بخش‌هوایی در بین جمعیت‌های رازیانه موردمطالعه، به‌ترتیب متعلق به جمعیت­های مشهد (بیش از دو برابر) و شیراز (حدود 58 درصد) بود. بااین‌وجود، نتایج برهم‌کنش ورمی‌کمپوست و شوری حاکی از آن بود که در تیمار ورمی‌کمپوست، وزن خشک بخش­هوایی، رنگدانه‌های فتوسنتزی، عناصر معدنی، شاخص پایداری غشاء و محتوای نسبی آب رازیانه در حضور برخی از سطوح شوری افزایش معنی‌داری نشان دادند. هم‌چنین در این شرایط مالون‌دآلدهید و سایر آلدهیدها کاهش یافتند. با کاربرد ورمی‌کمپوست در مواجهه با شوری 120 میلی‌مولار کلرید سدیم، وزن خشک بخش‌هوایی جمعیت شیراز بیش از دو برابر افزایش یافت که بیش‌ترین افزایش این صفت در بین جمعیت­های رازیانه موردمطالعه بود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effect of Vermicompost on Membrane Lipid Peroxidation and some Morphophysiological Characteristics of Fennel (Foeniculum vulgare Mill.) Landraces under Salt Stress

نویسندگان [English]

  • Abdollah BeykKhormizi 1
  • Siavash Hosseini Sarghein 2
  • Mohammad Reza Sarafraz Ardakani 3
  • Seyed Mohammad Moshtaghioun 3
  • Seyed Mousa Mousavi Kouhi 4
1 PhD Student, Department of Biology, Faculty of Basic Science, University of Urmia, Urmia, Iran
2 Assistant Professor, Department of Biology, Faculty of Basic Science, University of Urmia, Urmia, Iran
3 Assistant Professor, Department of Biology, Faculty of Basic Science, University of Yazd, Yazd, Iran
4 Assistant Professor, Department of Biology, Faculty of Basic Science, University of Birjand, Birjand, Iran
چکیده [English]

In order to investigate the interaction effect of vermicompost and sodium chloride on some characteristics of fennel as a medicinal plant, a factorial experiment was conducted in a randomized complete block design in the greenhouse conditions. Experimental treatments consisted of four levels of salinity (0, 40, 80 and 120mM sodium chloride) and two levels of vermicompost (0 and 5% volumetric), which were applied to four fennel landraces of Urmia, Shiraz, Bushehr and Mashhad. Plants were harvested five weeks after planting and then some of their traits were measured. According to the results of this experiment, vermicompost application induced a significant increase in the dry weight of shoot, chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll, carotenoids, magnesium, iron, phosphate, nitrate, membrane stability index, relative water content, and a decrease in the malondialdehyde and other aldehydes of shoot in most studied fennel landraces. In contrast, under salt stress condition (without vermicompost), reverse results were obtained. The highest and the lowest effects of 120 mM sodium chloride on shoot dry weight in the studied fennel landraces were observed in Mashhad (more than two fold) and Shiraz (about 58 percent) landraces, respectively. Nevertheless, the results of interaction between vermicompost and salinity showed that dry weight of shoot, photosynthetic pigments, mineral elements, membrane stability index and relative water content of fennel were significantly increased in the presence of some salinity levels under vermicompost treatment. Malondialdehyde and other aldehydes were also reduced in these conditions. Under combined application of vermicompost and 120 mM sodium chloride, shoot dry weight of Shiraz landrace was increased more than two fold, the highest increase of this trait among the fennel landraces.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Membrane stability
  • Abiotic stress
  • Fennel landraces
  • Organic culture

مراجع

اصغری، م.، یوسفی‌راد، م. و معصومی زواریان، ا. 1395. بررسی اثرات کودهای آلی کمپوست و ورمی‌کمپوست بر روی صفات کمی و کیفی گیاه دارویی به‌لیمو. فصلنامه گیاهان دارویی، 15 (2): 63-71.
افشار محمدیان، م.، دمسی، ب.، ابراهیمی، س و جمال امیدی، م. 1395. تأثیر تنش شوری بر رنگ­ریزه‌­های فتوسنتزی، فلورسانس کلروفیل و برخی آنتی‌اکسیدان‌های برگ سه رقم بادام­زمینی. فرایند و کارکرد گیاهی، 6 (19): 67-76.
آریان، ز.، مرآتی، م. ج.، ابراهیم‌زاده معبود، ح.، هادیان ج.، و میرمعصومی، م. 1397. تحلیل اثر تنش شوری و سالیسیلیک اسید بر برخی ویژگی‌های بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی مرزه خوزستانی (.Satureja khuzistanica Jamzad). مجله پژوهش‌های گیاهی، 31 (1): 104-115.
بیک خورمیزی، ع.، گنجعلی، ع.، ابریشم‌چی، پ. و پارسا، م. 1392. تأثیر برهم‌کنش ورمی‌کمپوست و تنش شوری بر برخی از صفات مورفولوژیک، فیزیولوژیک و بیوشیمیایی گیاهچه‌­های لوبیا قرمز رقم درخشان (.Phaseolus vulgaris L). پژوهش‌های حبوبات ایران، 4 (1): 81-98.
چاوشی، م.، آروین، م. ج. و منوچهری کلانتری، خ. 1387. اثر متقابل شوری و متیل ژاسمونات بر قند، آنتوسیانین، پراکسیداسیون لیپید و برخی پارامترهای رشد در گیاه گلرنگ (Carthamus tinctorius). مجله علمی - پژوهشی دانشگاه اصفهان (علوم پایه)، 35 (6): 155-180.
رجاییان، س.، احسانپور، ع. ا. و طغیانی، م. ا. 1394. تغییر در ترکیبات فنلی و فعالیت آنزیم‌های فنیل آلانین آمونیالیاز و تیروزین آمونیالیاز توسط پیش‌تیمار اتانول آمین در گیاه Nicotiana rustica تحت شرایط تنش شوری کشت در شیشه. زیست‌شناسی گیاهی ایران، 7 (26): 1-12.
سعیدپور، س. 1393. تأثیر شوری بر رشد، محتوای کلروفیل وجذب عناصر غذایی در گیاهچه­‌های ارقام برنج. نشریه زراعت (پژوهش و سازندگی)، 102: 2-11.
شیخی، ج. و رونقی، ع. 1392. اثر شوری و کاربرد ورمی­‌کمپوست بر غلظت عناصر غذایی و عملکرد اسفناج (رقم ویروفلی) در یک خاک آهکی. علوم و فنون کشت­‌های گلخانه‌­ای، 4 (13): 81-92.
شیخی، ج.، رونقی، ع. و موسوی، س. م. 1393. اثر ورمی­‌کمپوست و کلرید سدیم بر رشد اسفناج و برخی ویژگی­‌های شیمیایی خاک پس از برداشت. علوم و فنون کشت‌های گلخانه‌­ای، 5 (20): 83-92.
شیدایی، س.، زاهدی، م. و میرمحمدی میبدی، س. ع. م. 1389. اثر تنش شوری بر تجمع ماده خشک و الگوی توزیع یونی در پنج ژنوتیپ گلرنگ (.Carthamus tinctorius L). مجله علوم گیاهان زراعی ایران، 41 (4): 811-819.
صفائی، ل.، زینلی، ح. و افیونی، د. 1393. مقایسه عملکرد دانه و اجزاء مرتبط با آن در ژنوتیپ های رازیانه (.Foeniculum vulgare Mill). مجله به‌­نژادی نهال و بذر، 1 (2): 289-303.
قاسمی، س. 1394. اثر ورمی­‌کمپوست بر تحمل به شوری گوجه‌­فرنگی و قابلیت جذب آهن و روی در یک خاک آهکی.  نشریه دانش آب و خاک، 25 (2/4): 271-283.
گنجعلی، ع.، اردلان، ح.، لاهوتی، م. و بیک خورمیزی، ع. 1393. تأثیر پیش تیمار بذر بر برخی ویژگی­‌های مورفوفیزیولوژیک گیاهچه‌های نخود (.Cicer arietinum L) تحت شرایط تنش شوری. علوم و فنون کشت‌های گلخانه‌ای، 5 (20): 51-61.
Agastian, P., Kingsley, S. J. and Vivekanandan, M. 2000. Effect of salinity on photosynthesis and biochemical characteristics in mulberry genotypes. Photosynthetica, 38 (2): 287-290.
Ahmad, M., Hussain, S. A., Zubair, M. and Rab, A. 2004. Effect of different sowing seasons and row spacing on seed production of fennel (Foeniculum vulgare). Pakistan Journal of Biological Sciences, 7: 1144-1147.
Amiri, H., Ismaili, A. and Hosseinzadeh, S. R. 2017. Influence of vermicompost fertilizer and water deficit stress on morpho-physiological features of chickpea (Cicer arietinum L. cv. Karaj). Compost Science and Utilization, 25 (3): 152-165.
Arancon, N. Q., Edvards, C. A., Bierman, P., Welch, C. and Metzger, J. D. 2004. Effect of vermicompost produced from food wasters on the growth and yield of greenhouse peppers. Bioresource Technology, 93: 139-143.
Archana, P. P., Theodore, J. K. R., Ngyuen, V. H., Stephen, T. T. and Kristen, A. K. 2009. Vermicompost extracts influence growth, mineral nutrients, phytonutrients and antioxidant activity in pak choi (Brassica rapa cv. Bonsai, Chinensis group) grown under vermicompost and chemical fertiliser. Journal of the Science of Food and Agriculture, 89: 2383-2392.
Ashraf, M. and Harris, P. J. C. 2013. Photosynthesis under stressful environments: an overview. Photosynthetica, 51 (2): 163-190.
Atiyeh, R. M., Arancon, N. Q., Edwards, C. A. and Metzger, J. D. 2000. Influence of earthworm-processed pig manure on the growth and yield of green house tomatoes. Bioresource Technology, 75: 175-180.
Atiyeh, R. M., Arancon, N. Q., Edwards, C. A. and Metzger, J. D. 2002. The influence of earthworm-processed pig manure on the growth and productivity of marigolds. Bioresource Technology, 81: 103-108.
Ayub, M., Nadeem, M., Tanveer, A., Tahir, M., Saqib, M. and Nawaz, R. 2008. Effect of different sowing methods and times on the growth and yield of fennel (Foeniculum vulgare Mill.). Pakistan Journal of Botany, 40: 259-264.
Azeem, M. and Ahmad, R. 2011. Foliar application of some essential minerals on tomato (Lycopersicon esculentum) plant grown under two different salinity regimes. Pakistan Journal of Botany, 43: 1513-1520.
Bachman, C. R. and Metzger, J. D. 2008. Growth of bedding plants in commercial potting substrate amended with vermicompost. Bioresource Technology, 99: 3155-3161.
Baghalian, K., Haghiry, A., Naghavi, M. R. and Mohammadi, A. 2008. Effect of saline irrigation water on agronomical and phytochemical characters of chamomile (Matricaria recutita L.). Scientia Horticulturae, 116: 437-441.
Bahmani, K., Sadat Noori, S. A., Izadi Darbandi, A. and Akbari, A. 2015. Molecular mechanisms of plant salinity tolerance: a review. Australian Journal of Crop Science, 9: 321-336.
Beykkhormizi, A., Abrishamchi, P., Ganjeali, A. and Parsa, M. 2016. Effect of vermicompost on some morphological, physiological and biochemical traits of bean (Phaseolus vulgaris L.) under salinity stress. Journal of Plant Nutrition, 39: 883-893.
Bian, Sh. and Jiang, Y. 2008. Reactive oxygen species, antioxidant enzyme activities and gene expression patterns in leaves and roots of Kentucky bluegrass in response to drought stress and recovery. Scientia Horticulturae, 120: 264-270.
Bhattacharjee, S. and Mukherjee, A. K. 2002. Salt stress induced cytosolute accumulation, antioxidant response and membrane deterioration in three rice cultivars during early germination. Seed Science and Technology, 30: 279-287.
Dashora, A., Sastry, E. V. D., Singh, D. and Nagda, A. K. 2003. Combining ability analysis in varietal crosses of fennel (Foeniculum vulgare Mill.). Indian Journal of Genetics and Plant Breeding, 63: 89-90.
Debouba, M., Maaroufi-Dghimi, H., Suzuki, A., Ghorbel, M. H. and Gouia, H. 2007. Changes in growth and activity of enzymes involved in nitrate reduction and ammonium assimilation in tomato seedlings in response to NaCl stress. Annals of Botany, 99: 1143-1151.
Garg, N. 2004. Variability in response of chickpea (Cicer arietinum L.) cultivars to salt stress in germination and early growth of the seedlings. Indian Journal of Plant Physiology, 9 (1): 21-28.
Golchin, A., Nadi, M. and Mozaffari, V. 2006. The effects of vermicomposts produced from various organic solid wastes on growth of pistachio seedlings. Acta Horticulturae, 726: 301-306.
Grattan, S. R. and Oster, J. D. 2003. Use and reuse of saline-sodic water for irrigation of crops. In: S. S. Goyal, S. K. Sharma and D. W. Rains, Editors, Crop Production in Saline Environments: Global and Integrative Perspectives, Haworth Press, New York, 131-162.
Hafsi, C., Lakhdar, A., Rabhi, M., Debez, A., Abdelly, C. and Ouerghi, Z. 2007. Interactive effects of salinity and potassium availability on growth, water status, and ionic composition of Hordeum maritimum. Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 170: 469-473.
Heath, R. L. and Packer, L. 1968. Photoperoxidation in isolated chloroplasts. I. Kinetics and stoichiometry of fatty acid peroxidation. Archives of Biochemistry and Biophysics, 125: 189-198.
Hong, Z., Lakkineni, K., Zhang, Z. and Verma, D. P. S. 2000. Removal of feedback inhibition of Δ1 -pyrroline-5- carboxylate synthetase results in increased proline accumulation and protection of plants from osmotic stress. Plant Physiology, 122: 1129-1136.
Islam, M. R., Rahman, S. M. E., Rahman, M. M., Oh, D. H. and Ra, C. S. 2010. The effects of biogas slurry on the production and quality of maize fodder. Turkish Journal of Agricultural and Forestry, 34: 91-99.
Jabeen, N. and Ahmad, R. 2011. Foliar application of potassium nitrate affects the growth and nitrate reductase activity in sunflower and safflower leaves under salinity. Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca, 39: 172-178.
Jabeen, N. and Ahmad, R. 2016. Growth response and nitrogen metabolism of sunflower (Helianthus annuus L.) to vermicompost and biogas slurry under salinity stress. Journal of Plant Nutrition, 40(1): 104-114.
Kaya, C., Ak, B. E., Higgs, D. and Murillo-Amador, B. 2002. Influence of foliar-applied calcium nitrate on strawberry plants grown under salt-stressed conditions.Australian Journal of Experimental Agriculture, 42: 631-636.
Kaya, C., Ashraf, M., Sonmez, O., Aydemir, S., Tuna, A. L. and Cullu, M. A. 2009. The influence of arbuscular mycorrhizal colonisation on key growth parameters and fruit yield of pepper plants grown at high salinity. Scientia Horticulturae, 121: 1-6.
Koyro, H. W., Hussain, T., Huchzermeyer, B. and Khan, M. A. 2013. Photosynthetic and growth responses of a perennial halophytic grass Panicum turgidum to increasing NaCl concentrations. Environmental and Experimental Botany, 91: 22-29.
Lichtenthaler, H. K. 1987. Chlorophylls and carotenoids: Pigments of photosynthetic biomembranes. Methods in Enzymology, 148: 350-382.
Malhotra, S. K. 2012. Fennel and fennel seed. Handbook of herbs and spices, 14: 275-301.
Meirs, S., Philosophhadas, S. and Aharoni, N. 1992. Ethylene increased accumulation of fluorescent lipidperoxidation products detected during parsley by a newly developed method. Journal of the American Society for Hourticultural Science, 117: 128-132.
Minocha, R., Shortel, W. C., Long, S. L. and Minocha, S. C. 1994. A rapid reliable procedure for extraction of cellular polyamines and inorganic ions from plant tissues. Plant Growth Regulation, 13: 187-193.
Nenova, V. 2008. Growth and mineral concentrations of pea plants under different salinity levels and iron supply. General and Applied Plant Physiology, 34 (3-4): 189-202.
Sairam, R. K. and Saxena, D. C. 2001. Oxidative stress and antioxidants in wheat genotypes: possible mechanism of water stress tolerance. Journal of Agronomy and Crop Science, 184: 55-61.
Semiz, G. D., Unlukara, A., Yurtseven, E., Suarez, D. L. and Telci, I. 2012. Salinity impact on yield, water use, mineral and essential oil content of fennel (Foeniculum vulgare Mill.). Journal of Agricultural Sciences, 18: 177-186.
Tayyab, H., Azeem, M., Qasim, M. and Ahmad, R. 2016. Effect of sea salt irrigation on plant growth, yield potential and some biochemical attributes of Carissa carandas. Pakistan Journal of Botany, 48 (3): 853-859.
Wang, Y. and Nii, N. 2000. Changes in chlorophyll, ribulose bisphosphate carboxylase-oxygenase, glycine betaine content, photosynthesis and transpiration in Amaranthus tricolor leaves during salt stress. The Journal of Horticultural Science and Biotechnology, 75 (6): 623-627.
Xiong, Z. T., Chao, L. and Bing, G. 2006. Phytotoxic effects of copper on nitrogen metabolism and plant growth in Brassica pekinensis Rupr. Ecotoxicology and Environmental Safety, 64: 273-280.
دوفصلنامه فنآوری تولیدات گیاهی
دوره 12، شماره 2
آذر 1399
صفحه 115-129

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار