تعداد نشریات | 161 |
تعداد شمارهها | 6,532 |
تعداد مقالات | 70,504 |
تعداد مشاهده مقاله | 124,123,034 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 97,231,183 |
تاثیر کودهای زیستی و محلولپاشی نانو اکسید آهن بر عملکرد دانه و برخی خصوصیات فیزیولوژیکی سیاهدانه (Nigella sativa L.) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
علوم گیاهان زراعی ایران | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
دوره 51، شماره 4، دی 1399، صفحه 73-83 اصل مقاله (1.45 M) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/ijfcs.2020.269448.654542 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
نویسندگان | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
مریم برومند سویری1؛ مصطفی حیدری* 2؛ احمد غلامی2؛ هادی قربانی3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1دانشجوی دکتری زراعت، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2دانشیار گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3دانشیار گروه آب و خاک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
چکیده | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
بهمنظور بررسی تاثیر محلولپاشی نانواکسید آهن و کودهای زیستی بر عملکرد دانه و برخی خصوصیات فیزیولوژیکی سیاهدانه(Nigella sativa L.) ، آزمایشی بهصورت فاکتوریل و بر پایه طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار، در سال 1396 در مزرعه دانشگاه صنعتی شاهرود اجرا شد. تیمارهای آزمایش شامل سه سطح محلولپاشی نانواکسید آهن (شاهد، 5/1 و سه گرم در لیتر آب) به عنوان فاکتور اول و پنج سطح کود زیستی (قارچهای میکوریزی Glomus mosseaeو Glomus intraradices و دو نوع باکتری محرک رشد شامل ازتوباکتر و آزوسپریلیوم به همراه تیمار شاهد) بهعنوان فاکتور دوم بودند. نتایج نشان داد که بیشترین عملکرد دانه از تلقیح با قارچ میکوریزGlomus intraradices بهدست آمد. اثر متقابل محلولپاشی نانواکسید آهن و کودهای زیستی، تاثیر معنیداری بر میزان فعالیت آنزیمهای آنتیاکسیدانی کاتالاز، آسکوربات پراکسیداز و پلی فنولاکسیداز و همچنین مقادیر کلروفیل کل، a و b داشت. بیشترین میزان فعالیت آنزیم کاتالاز، آسکوربات پراکسیداز و پلی فنولاکسیداز در تیمار سه گرم نانواکسید آهن در یک لیتر آب و عدم مصرف کود زیستی بهدست آمد. بیشترین مقدار کلروفیل a از تیمار سه گرم در یک لیتر آب به همراه قارچ میکوریزی Glomus intraradices و کلروفیل b از مصرف همزمان دو غلظت مصرفی نانواکسید آهن به همراه دو گونه قارچ میکوریزی بهدست آمد.بهنظر میرسد که در بین تیمارهای مورد بررسی، تلقیح گیاه با قارچ میکوریز Glomus intraradicesبیشترین تاثیر را بر عملکرد دانه گیاه سیاهدانه داشت و محلولپاشی سه گرم نانواکسید آهن در لیتر، در افزایش رنگدانههای فتوسنتزی و فعالیت آنزیمهای آنتیاکسیدان بسیار موثر واقع شد. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
کلیدواژهها | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ترکیبات بیوشیمیایی؛ سیاهدانه؛ رنگیزههای فتوسنتزی؛ کودهای بیولوژیکی؛ نانواکسید آهن | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
عنوان مقاله [English] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Effects of biofertilizers and foliar application of iron oxide nanoparticle on grain yield and some physiological characteristics of black cumin (Nigella sativa L.) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
نویسندگان [English] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Maryam Bromand sivieri1؛ Mostafa Heydari2؛ Ahmad Gholami2؛ Hadi Ghorbani3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1PhD. Student of Agronomy, Shahroud University of Technology Shahrood, Shahrood, Iran | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2Associate Professor, Department of Agronomy and Plant Breeding, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3Associate Professor, Department of Soil and Water, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
چکیده [English] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Abstract To study the effects of biofertilizers and foliar application of iron oxide nanoparticles on grain yield and some physiological characteristics of black cumin (Nigella sativa L.), an experiment was carried out as factorial in randomized complete block design with three replications at the growing season of 2017, in Agricultural College of Shahrood University of Technology. Treatments consisted of foliar application of iron oxide nanoparticles at three levels (control, 1.5 and 3 g/L water) as the first factor and biofertilizers at five levels (mycorrhizal fungi Glomus intraradices and Glomus mosseae and two types of growth promoting rhizobacteria including Azospirillum and Azotobacter solution with control) as the second factor. Results showed that the highest grain yield was obtained from inoculation with mycorrhizal fungus, Glomus intraradices .The interaction of foliar application of iron oxide nanoparticles and biofertilizers had a significant effect on antioxidant enzyme activities such as catalase, ascorbat peroxidase and polyphenol oxidase as well as total, “a” and “b” chlorophylls. The highest activity of catalase, ascorbat peroxidase and polyphenol oxidase enzymes were in 3 g/L water Iron oxide nanoparticles treatment of and non-use of biofertilizers. The highest amount of chlorophyll “a” was obtained from 3 g/L water treatment, with Glomus intraradices and chlorophyll “b” from the combination of two concentrations of iron nano oxide with two mycorrhizal fungi. It seems that among the treatments studied, Glomus intraradices had the highest effect on grain yield of the black cumin and application of 3 g iron nano oxide /L of water was highly effective in the photosynthetic pigmentation increasing and antioxidant enzymes activity. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
کلیدواژهها [English] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Biochemical compounds, biofertilizers, Bback cumin, iron oxide, nano particle, photosynthetic pigments | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
اصل مقاله | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
مقدمه با توجه به افزایش سریع جمعیت ایران و نیاز مبرم و روز افزون صنایع داروسازی به گیاهان دارویی به عنوان مواد اولیه دارو و نیز بهمنظور بهبود سطح کیفی زندگی، تحقیق در مورد این دسته از گیاهان ضروری است. سیاهدانه یکی از گیاهان دارویی با نام علمی Nigella sativa، گیاهی است دولپه، علفی، یکساله و متعلق به راسته آلاله Ranunculales و تیره Ranunculaceae است (Ziaee et al., 2012). هر چند که در گیاهان دارویی، ساخت مواد مؤثره به صورت ژنتیکی کنترل میشود، اما تولید آنها بهطور بارزی تحت تأثیر عوامل محیطی نیز قرار میگیرد، بهطوریکه عوامل محیطی، علاوه بر تأثیر بر رشد و نمو گیاهان، در کمیت و کیفیت مواد مـؤثره آنها نیـز تـأثیر مـیگـذارند. حاصلخیزی خاک از جمله عواملی است کـه تـأثیر مثبتی بر کیفیت و کمیـت محصـول نهـایی دارد (Saramadnia & Kuchaki, 1989). با توجه به اثرات مخرب زیست محیطی ناشی از مصرف بیرویه نهادههای شیمیایی، روز به روز بر توجه به کشاورزی پایدار افزوده میشود. یکی از ارکان اصلی کشاورزی پایدار، استفاده از کودهای زیستی با هدف حذف یا کاهش مصرف کودهای شیمیایی است. کودهای آلی، سبب تأمین سلامت انسان و محیط زندگی میشوند و اهمیت کاربرد آنها در مورد گیاهان دارویی که بهطور مستقیم با سلامت انسان در ارتباط هستند، محرز میباشد. گزارشهای محققان نشان میدهد که مسیرهای خاص سنتز متابولیتهای ثانویه، بهوسیله تأثیر میکروارگانیسمها القا میشود Sanchez et al., 2004)). قارچهای میکوریزی، مهمترین نوع همزیستی متقابل در گیاهان هستند که دارای سه اثر متقابل با گیاه میزبان، قارچ و عوامل خاک میباشند. از دیگر کودهای زیستی میتوان به باکتریهای ریزوسفری محرک رشد گیاه (PGPR) اشاره کرد. گزارش محققان حاکی از آن است که استفاده از ازتوباکتر و آزوسپریلوم، در بهبود ویژگیهای رشد و ترکیبهای اسانس گیاه مریم گلی، کارآیی بالایی داشت et al., 2004) (Youssef. در مطالعهای با بررسی قارچ میکوریزا گام موثر دیگر جهت دستیابی به کشاورزی پایدار، استفاده از نانوکودها به منظور کنترل دقیق آزاد سازی عناصر غذایی در محیط زیست میباشد. استفاده از نانوکودها، منجر بـه افـزایش کارایی مصرف عناصر غذایی، کاهش سمیت خاک و به حداقل رساندن اثرات منفی ناشی از مصرف بیش از حد کود میشود. با بکارگیری نانوکودها، زمان و سرعت رهاسـازی عناصر با نیاز غذایی گیاه هماهنگ میشود، بنابراین گیاه قادر بـه جذب بیشترین مقدار مـواد غـذایی خواهد بود و در نتیجـه ضـمن کـاهش آبشویی عناصر، عملکرد محصول نیز افـزایش مـییابـد (Derosa, 2010). گیاهان دارویی برای رشد و تولید مواد موثره، به مقادیر مناسبی از ریزمغـذیهـا نیـاز دارنـد. عناصر کممصرف در گیاهان، به مقـدار کـم مـورد استفاده قرار میگیرند، اما آثار مهمی بر جای میگذارند. این عناصر در صورت کمبود میتوانند گاهی بـهعنـوان محدودکننـده رشـد و جذب سایر عناصر غذایی عمل کنند. همین امر، لزوم توجه بیـشتر به کاربرد آنها را مشخص میسازد (Malakuti, 2000). آهن، اولین عنصر ضروری اما کم مصرف برای گیاهان است. گیاهان در بین همه ریز مغذیها، بیشترین نیاز را به آهن دارند. آهن، بخشی از گروه کاتالیزوری بسیاری از آنزیمهای اکسیداسیون و احیا است و برای سنتز کلروفیل مورد نیاز است (Tiz & Zaygur, 2002). بررسیهای متعددی در زمینه کاربرد کلات آهن در افزایش کلروفیل و سطح برگ، نشانگر آن است که کمبود آهن، همواره موجب از بین رفتن کلروفیل و تخریب ساختمان کلروپلاست و کاهش فعالیت آنزیمهای اکسیداز نظیر کاتالاز و پراکسیداز میشود (Zuo & Zhang, 2011). استفاده از مقادیر مناسب نانوکلات آهن، علاوه بر کاهش مصرف کود و آلودگی محیط زیست، سبب بهبود خصوصیات کیفی از جمله افزایش رنگدانههای فتوسنتزی و میزان اسانس درگیاه دارویی بادرشبو (Dracocephalum moldavica L.) شد؛ با این وجود، افزایش مقدار این عنصر میتواند به ایجاد اکسیژن فعال و در نتیجه تنش اکسیداتیو منجر شود و کاهش عملکرد گیاه دارویی را بهدنبال داشته باشد؛ بنابراین تعیین میزان مطلوب آن، از اهمیت بسزایی برخوردار است (YousefZadeh et al., 2016). بنابراین، با توجه بـه اهمیت گیاه دارویی سیاهدانه و افزایش عملکرد کمی و کیفی این گیاه دارویی، با در نظر گرفتن اهمیت مـدیریت اکولوژیک این گونههای گیاهی، این آزمایش بهمنظور بررسی تـأثیر کودهای زیستی (تلقیح با باکتریهای محرک رشد و قارچهای میکوریزی) بههمراه محلولپاشی نانواکسید آهن، بر عملکرد و برخی خصوصیات فیزیولوژیکی گیاه دارویی سیاهدانه انجام شد.
مواد و روشها این بررسی در سال 1396 در مزرعه دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی شاهرود، واقع در منطقه بسطام با طول جغرافیایی 55 درجه و 57 دقیقه شرقی، عرض جغرافیایی 36 درجه و 29 دقیقه شمالی و ارتفاع 1366 متر از سطح دریا انجام شد. نتایج بهدست آمده از تجزیه شیمیایی خاک در جدول 1 آورده شده است.
جدول 1- خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک محل اجرای آزمایش. Table 1. Physiohemical properties of theexperimental site soil.
آزمایش بهصورت فاکتوریل و بر پایه طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار اجرا شد. تیمارهای آزمایش شامل محلول پاشی نانواکسید آهن در سه سطح شاهد (F0)، یک و نیم گرم نانواکسید آهن در یک لیتر آب (F1) و سه گرم نانواکسید آهن در یک لیتر آب (F2) به عنوان فاکتور اول و انواع مختلف کودهای زیستی شامل قارچهای میکوریزی Glomus intraradices (B1) و Glomus mosseae(B2) و دو نوع باکتری محرک رشد شامل آزوسپریلیوم (B3) و ازتوباکتر (B4) به همراه تیمار شاهد (B0) به عنوان فاکتور دوم بودند. نانواکسید آهن از شرکت نانو پیشگامان ایرانیان، قارچهای میکوریزی از شرکت زیست فناور توران شاهرود و همچنین دو گونه باکتریهای محرک رشد از شرکت دانش بنیان تمیشه گرگان تهیه شدند. اندازه هر کرت در این آزمایش، سه متر در سه متر، فاصله بین کرتها نیم متر و فاصله بین بلوکها دو متر در نظر گرفته شدند. عملیات کاشت با فاصله بین و روی ردیف 60 و 5 سانتیمتر و عملیات کاشت در تاریخ 1/2/1396 صورت گرفت. جهت اعمال تیمارهای کود زیستی برای تلقیح بذور با مایه تلقیح باکتری و با توجه به اینکه این مایهها به شکل مایع بودند، در تاریکی به نحوی بذرها با مایه مخلوط شدند که یک پوشش کاملا یکنواخت از این مایه تلقیحی روی سطح بذر تشکیل شود. جهت اعمال قارچهای میکوریزی، بر اساس نقشه طرح و بعد از آماده سازی زمین و قبل کشت، بذرها بهصورت شیاری ریخته شدند. بذر پاشی انجام شد و روی شیارها با خاک پوشانده شد و بلافاصله آبیاری انجام گرفت. محلول پاشی نانواکسید آهن در دو مرحله ساقهدهی و دو هفته بعد از محلولپاشی اول در هنگام غروب آفتاب انجام شد. نمونهبرداری جهت اندازهگیری صفات مورد مطالعه، دو هفته بعد از محلولپاشی دوم انجام شد. نمونهها از برگهای تازه و بالایی گیاهان، با حذف اثر حاشیه بهصورت تصادفی انتخاب شدند و بعد از اتیکت گذاری، با استفاده از یخدان به آزمایشگاه دانشکده منتقل شدند. جهت اندازهگیری کلروفیل و کارتنوئید، 05/0 گرم از بافت تر برگ نمونههای برداشت شده با پنج میلیلیتر استون 80 درصد سائیده شد. سپس به مدت 30 دقیقه در دستگاه سانتریفوژ با سرعت 4000 هزار دور قرار داده شد و پس از آن، قسمت فوقانی حاصل از سانتریفوژ در کووت اسپکتروفتومتر ریخته شد و بهطور جداگانه در طول موجهای 480، 510، 645 و 663 نانومتر قرائت شد و در نهایت مقدار کلروفیل و کارتنوئید از طریق روابط 1، 2 و 3 محاسبه شدند (Arnon, 1994, Ardakani, & Nadur, 2009 ): Chla= 12/7 (A663) – 2/69 (A645) × (1) Chlb= 22/9 (A645) – 4/68 (A663) × (2) Ccar= 7/6 (A480) – 1/49 (A510) × (3) که در این روابط، v: حجم عصاره مصرف شده و w: وزن نمونه میباشد. برای سنجش فلاونوییدها، 05/0 گرم بافت تر در سه سی سی اتانول اسیدی ( اتانول و اسـید اسـتیک به نسبت 99 به یک)، ساییده شد و به مدت 15 دقیقـه در 4000 دور سانتریفوژ شد. پس از صاف کـردن، محلـول رویی به مدت 10 دقیقه در حمـام آب گـرم بـا دمـای 80 درجه قرار داده شد. میزان جذب نمونـههـا توسط اسپکتروفتومتر و در طول موج 300 نانومتر خوانــده شــد و با استفاده از فرمول زیر محاسبه و بر حسب درصد جذب (% absorbance) بیان شد (Krizek et al., 1998): 100 Fla=ABS (300 nm) (4) که در این رابطه، V: حجم عصاره مصرف شده میباشد. برای سنجش میزان آنتوسیانین، مقدار 05/0 گرم از بافت گیاهی با چهار سی سی محلول اسید کلریدریک یک درصد متانول در یک هاون چینی سایده شد. محلول حاصل به مدت 24 ساعت در یخچال نگهداریشد و سپس، محلول به مدت 10 دقیقه و در 4000 دور سانتریفوژ شد. پس از برداشتن فاز رویی، جذب محلولها در طول موج 530 و 657 نانومتر نسبت به شاهد اندازهگیری شد و با استفاده از رابطه زیر محاسبه شد (Mita et al., 1997): A= A530 – (0.25 × A657) (5) که در این رابطه، A: جذب محلول میباشد. جهت اندازهگیری فعالیت آنزیم کاتالاز و پلی فنول اکسیداز، عصاره آنزیمی از هموژن کردن 05/0 گرم بافت تر با بافر فسفات 1/0 مولار با اسیدیته 8/6 تهیه شد. جهت سنجش فعالیت آنزیم کاتالاز، مخلوط واکنش به حجم سه میلیلیتر شامل بافر فسفات سدیم 50 میلیمولار با اسیدیته هفت، پراکسید هیدروژن 45/0 مولار و عصاره آنزیمی تهیه شد. تغییـرات جـذب محلـول واکـنش بـهوسـیله دسـتگاه اسپکتروفتومتر در طول موج 240 نانومتر، بهمدت یک دقیقه ثبت شد. ضریب خاموشی (ε) آنزیم کاتالاز برابر با µM-1Cm-1 40 میباشد و در نهایت میزان فعالیت آنزیم بر حسب میکرومول بر دقیقه بر گرم بافت تازه بیان شد. جهت سنجش فعالیت آنزیم پلی فنول اکسیداز، مخلوط واکنش به حجم سه میلیلیتر شامل 8/2 میلیلیتر بافر فسفات 25 میلیمولار با اسیدیته 8/6، عصاره آنزیمی و پیروگالل 3/0 مولار بود. تغییرات جذب نور در طول موج 420 نانومتر در یک دقیقه اول اندازهگیری شد. ضریب خاموشی (ε) آنزیم پلی فنول اکسیداز برابر µM-1Cm-1 47/2 میباشد و در نهایت میزان فعالیت آنزیم بر حسب میکرومول بر دقیقه بر گرم بافت تازه بیان شد (Kar & Mishra, 1976). جهت اندازهگیری فعالیت آنزیم آسکوربات پراکسیداز، استخراج عصاره آنزیمی از هموژن کردن 05/0 گرم بافت تر گیاهی با بافر فسفات 250 میلیمولار با اسیدیته هفت صورت گرفت. دو میلیلیتر مخلوط واکنش شامل بافر فسفات 250 میلی مولار با اسیدیته هفت،EDTA 1/0 میلیمولار، آسکوربات 5/0 مولار و پراکسید هیدروژن 2/1 میلیمولار بود. عمل اندازهگیری در طول موج 290 نانومتر در یک دقیقه اول انجام گرفت. ضریب خاموشی (ε) آنزیم آسکوربات پراکسیداز برابر با µM-1Cm-18/2 میباشد و در نهایت میزان فعالیت انزیم بر حسب میکرومول بر دقیقه بر گرم بافت تازه بیان شد (Nakano & Asada, 1981). جهت اندازهگیری عملکرد دانه، در پایان دوره رشد گیاه و در مرحله رسیدگی، بعد از حذف اثر حاشیهای، بوتههای یک متر مربع وسط هر کرت برداشت شدند، دانههای آن جدا شد و پس از خشک شدن در آون 75 درجه سانتیگراد به مدت 72 ساعت، با استفاده از ترازوی دیجیتال توزین شدند. دادههای بهدست آمده با استفاده از نرمافزار SAS (نسخه 1/9) تجزیه شدند و مقایسه میانگین دادهها با روش LSD در سطح احتمال پنج درصد انجام شد. برای رسم نمودارها و جدولها از برنامةEXCEL استفاده شد.
نتایج و بحث عملکرد دانه نتایج حاصل از تجزیه واریانس دادهها نشان داد که تنها اثر کودهای زیستی بر عملکرد دانه معنیدار شد و تیمار نانواکسید آهن و نیز اثر متقابل کودهای زیستی و نانواکسید ، تاثیر معنیداری بر عملکرد دانه نداشتند (جدول 2).
جدول 2- تجزیه واریانس تاثیر محلولپاشی نانواکسید آهن و کودهای زیستی بر صفات مورد بررسی. Table 2. Variance analysis of the effects of biofertilizers and foliar application of iron oxide nanoparticle on measured traits.
* ، ** و ns: بهترتیب معنیدار در سطح پنج و یک درصد و غیرمعنیدار. *, ** and ns: significant at α=0.05 and α=0.01 of probability levels and non significant, respectively.
مقایسه میانگین دادهها نشان داد که بیشترین میزان عملکرد دانه، از تلقیح با قارچ G. intraradicesبه میزان 08/205 گرم در متر مربع بهدست آمد و تلقیح با قارچ G. mosseaeو باکتریهای محرک رشد، در رتبههای بعدی قرار گرفتند. کمترین مقدار عملکرد دانه نیز از تیمار شاهد به میزان 06/42 گرم در متر مربع بهدست آمد (جدول 3). تلقیح گیاهان بـا قـارچهـای میکـوریزی میتواند رشـد و مقـدار جذب مواد غذایی، مقاومت به تنشهای محیطی و بیماریها و در نتیجه عملکرد دانه در گیاهان را افزایش دهد (Porras-Soriano et al., 2009). دلیل دیگر افزایش عملکرد در گیاهان در طی استفاده از قارچهای میکوریزا، ممکن است مرتبط با تاثیر این دسته از قارچها بر تثبیت نیتروژن، فسفر، ماندگاری بیشتر برگها روی گیاه، حفظ و افزایش اندازه برگ و نیز بهبود فتوسنتز بهدلیل بالا رفتن سنتز کلروفیل در آنها باشد (Khalvati et al., 2005)؛ بنابراین افزایش عملکرد تحت تاثیر کودهای زیستی در این آزمایش نمیتواند دور از انتظار باشد. رنگدانه های فتوسنتزی نتایج تجزیه واریانس دادهها (جدول 2) نشان داد که اثر متقابل محلولپاشی نانواکسید آهن و کودهای زیستی بر غلظت کلروفیل کلروفیل a، b و کل در سطح احتمال یک درصد معنیدار بود. بیشترین میزان کلروفیل a از مصرف توام سه گرم نانواکسید آهن در یک لیتر آب و دو گونه قارچ میکوریزی بهدست آمد و کمترین آن هم مربوط به تیمار شاهد (F0B0) بود. در این بین، بیشترین میزان کلروفیل کل و b، از مصرف هم زمان نانواکسید آهن (در هر دو غلظت مورد آزمایش) و دو گونه قارچ میکوریزی و کمترین آنها از تیمار شاهد (F0B0) بهدست آمد (شکل 1).
جدول 3- مقایسه میانگینهای تاثیر محلولپاشی نانواکسید آهن و کودهای زیستی بر صفات مورد بررسی Table 3- Mean comparison of the effects of biofertilizers and foliar application of iron oxide nanoparticle on measured traits
شکل 1- اثر متقابل محلولپاشی نانواکسید آهن و کودهای زیستی بر میزان رنگدانههای فتوسنتزی. F0، F1 و F2 بهترتیب محلولپاشی نانواکسید آهن در غلظتهای صفر، 5/1و سه گرم در یک لیتر آب. B0، B1، B2، B3 و B4 بهترتیب شاهد، قارچ میکوریزG. intraradices ، G. mosseae، باکتری آزوسپریلیوم و ازتوباکتر میباشند. Figure 1. Interaction effects of foliar application of iron oxide nanoparticle and biofertilizers on the photosynthetic pigmentation. F0, F1 and F2, are foliar application of iron oxide nanoparticle in 0, 1.5 and 3 g/L concentrations, respectively. B0, B1, B2, B3 and B4, are control, Mycorrhiza G. intraradices, G. mosseae, Azospirilium and Azotobacter bacteria, respectively.
با توجه به اینکه آهن جز متابولیک آنزیم کاپروپورفینوژن اکسیداز است و این آنزیم در بیوسنتز پیشساز کلروفیل تاثیر دارد، بنابراین افزایش آهن، با تاثیر بر ساخت پیشسازهای سنتز کلروفیل میتواند سبب افزایش آن در گیاه شود(Chereskin & Castelfrance, 1982) . قارچهای میکوریزی نیز با تاثیری که در جذب منیزیم در گیاه دارند، میتوانند سنتز کلروفیل را افزایش دهند (Giri et al., 2004). در آزمایشی مشابه گزارش شده است که مصرف میکوریزا و باکتری، هدایت روزنهای و میزان کل کلروفیل گیاه کاهو را افزایش میدهند و تفاوت میزان کلروفیل بین تیمارهای مختلف را به تولید سیتوکینینهای سنتز شده توسط باکتریها و قارچها نسبت دادند، زیرا که این هورمون واکنش زیادی به فسفر جذب شده توسط میکروارگانیسمها دارد. علاوه بر این، افزایش جذب فسفر توسط میکروارگانیسمها، منجر به پهنتر شدن برگ و افزایش کلروفیل در واحد سطح برگ میشود (Vivas et al., 2003) که بیانگر نتیجه بهدست آمده در این آزمایش میباشد. در آزمایشی مشابه، با بررسی اثر نانواکسید آهن و کودهای زیستی بر محتوی کلروفیل تحت شرایط تنش شوری در گیاه جو مشخص شد که مصرف توام این دو تیمار، علاوه بر تعدیل تنش شوری توانست میزان رنگدانههای فتوسنتزی را در گیاه افزایش دهد (Dadashzadeh et al., 2018). بنابراین بهنظر میرسد که ترکیب تیماری غلظت یک و نیم گرم نانواکسید آهن در یک لیتر آب به همراه قارچهای میکوریزی میتواند تاثیر مثبتی در افزایش میزان کلروفیل در گیاه داشته باشد. تیمارهای مورد بررسی در این آزمایش، بهطور جداگانه تاثیر معنیداری بر میزان کاروتنوئید در سطح احتمال یک درصد داشتند (جدول 2). در این آزمایش، با افزایش مقدار نانواکسید آهن، میزان کاروتنوئید افزایش یافت؛ بیشترین مقدار آن با محلولپاشی سه گرم نانواکسید آهن در یک لیتر آب و کمترین آن نیز در شرایط عدم مصرف نانواکسید آهن بهدست آمد (جدول 3). از آنجا که غلظتهای زیاد آهن در گیاه، باعث ایجاد رادیکالهای آزاد میشود (Ghorbanpour et al., 2015)، بهنظر میرسد که دلیل افزایش میزان کاروتنوئید در غلظتهای بالای آهن، جلوگیری از آسیب کلروفیل باشد. در این بررسی تیمار کود زیستی توانست میزان کاروتنوئید در گیاه را افزایش دهد، بهطوریکه بیشترین میزان کاروتنوئید در تیمار با قارچهای میکوریزا و بعد از آن، بهترتیب از تلقیح گیاه با باکتری آزوسپریلوم و ازتوباکتر بهدست آمد و کمترین مقدار نیز در تیمار شاهد مشاهده شد (جدول 3). در آزمایشی، کاهش کلروزیس برگی در اثر تابش پرتو C-UV، در گیاهان همزیست با قارچ میکوریزی، سبب افزایش محتوای کاروتنوئید شد (Rahmatzadeh & Galilee, 2010). بـاکتریهای محرک رشد نیز با افزایش جذب آب و مواد غذایی، سبب افزایش ساخت رنگیزهها در گیاهان میشوند (Marius et al., 2005). اثر محلولپاشی نانواکسید آهن و کودهای زیستی بهطور جداگانه، تاثیر معنیداری بر میزان آنتوسیانین در سطح احتمال یک درصد داشتند (جدول 2). با توجه به جدول مقایسه میانگین دادهها (جدول 3)، با افزایش غلظت نانواکسید آهن، بر میزان آنتوسیانین در گیاه افزوده شد. بیشترین مقدار آن، با استفاده از سه گرم نانواکسید آهن در یک لیتر آب و کمترین آن هم در تیمار شاهد مشاهده شد. در رابطه با مصرف کودهای زیستی نیز تفاوت معنیداری در شرایط مصرف با شرایط عدم مصرف و همچنین انواع مختلف کودهای زیستی مشاهده شد (جدول 2)، بهطوریکه بیشترین میزان آنتوسیانین، بهترتیب در گیاهان تلقیح شده با قارچ در این آزمایش، مصرف همزمان محلولپاشی نانواکسید آهن و کودهای زیستی توانست سبب افزایش میزان فلاونوئید در سیاهدانه شود (جدول 2). در شکل 2 مشاهده میشود که با افزایش غلظت نانو اکسید آهن از سطح F0به F2، بر میزان فلاونوئید افزوده شد. بالاترین میزان فلاونوئید در تیمار سه کیلوگرم نانواکسید آهن در هزار لیتر آب و تلقیح با قارچ G. intraradicesبهدست آمد و کمترین آن در تیمار شاهد مشاهده شد.بررسی تاثیر نانواکسید آهن روی نعناع فلفلی نشان داد که با افزایش غلظت نانواکسید آهن، میزان فلاونوئید برگ افزایش مییابد (Mohammadi et al., 2011). میکروارگانیسمها احتمالا از طریق مکانیسمهایی نظیر انحلال ویتامینها، ایزوآنزیمها، هورمونها و آنتیبیوتیکها (Samawati & Malekoti, 2005)، سنتز فعالیت فنیل آلانین آمونیالیاز را فعال میکنند؛ این آنزیم بهعنوان اولین آنزیم در مسیر فنیل پروپانوئید، موجب تبدیل فنیل آلانین به 4- کوماریل کوآنزیم A-میشود که این ترکیب، پیشساز فعال در تولید ترکیبات فلاونوئیدی است (Clive et al., 1998)؛ بدین ترتیب، نهادههای اکولوژیک میتوانند سبب افزایش میزان فلاونوئید و آنتوسیانین شوند.
شکل 2- اثر متقابل محلولپاشی نانواکسید آهن و کودهای زیستی بر میزان فعالیت آنزیمهای آنتیاکسیدانی. F0، F1 و F2 به ترتیب محلولپاشی نانواکسید آهن در غلظتهای صفر، 5/1و 3 گرم در لیتر آب. B0، B1، B2، B3 و B4 بهترتیب شاهد، قارچ میکوریزG. intraradices ، G. mosseae، باکتری آزوسپریلیوم و ازتوباکتر میباشد Figure 2. Interaction effects of foliar application of iron oxide nanoparticle and biofertilizers on the activity of antioxidant enzymes. F0, F1 and F2, are foliar application of iron oxide nanoparticle in 0, 1.5 and 3 g/L concentrations, respectively. B0, B1, B2, B3 and B4, are control, Mycorrhiza G. intraradices, G. mosseae, Azospirilium and Azotobacter bacteria, respectively.
فعالیت آنزیمهای آنتیاکسیدان اثر متقابل محلولپاشی نانواکسید آهن و کودهای زیستی بر فعالیت آنزیمهای آنتیاکسیدانی کاتالاز، آسکوربات پراکسیداز و پلی فنول اکسیداز، در سطح احتمال یک درصد معنیدار بود (جدول 2). با توجه به شکل 2، بیشترین میزان فعالیت آنزیم کاتالاز در شرایط عدم مصرف کود زیستی و غلظت سه کیلوگرم در هزار لیتر نانواکسید آهن و کمترین مقدار نیز از تلقیح گیاه با قارچ میکوریزا بدون محلول پاشی نانو اکسید آهن بهدست آمد. بیشترین مقدار آنزیم آسکوربات پراکسیداز نیز با مصرف سه گرم نانواکسید آهن در یک لیتر آب و عدم مصرف کود زیستی بهدست آمد و کمترین مقدار آن، از تلقیح گیاه با قارچ G. intraradices در شرایط عدم محلولپاشی نانواکسید آهن بهدست آمد (شکل 2). با افزایش غلظت نانو اکسید آهن، میزان فعالیت آنزیم پلی فنول اکسیداز نیز افزایش یافت، بهطوریکه بیشترین مقدار آن با محلولپاشی سه گرم در لیتر نانو اکسید آهن به همراه عدم مصرف کود زیستی مشاهده شد و کمترین مقدار نیز در شرایط عدم مصرف کود زیستی و استفاده از قارچهای میکوریزا بهدست آمد (شکل 2). در آزمایشی گزارش شد که کمبود آهن درگیاهان، نه تنها موجب کلروز میشود، بلکه فعالیت آنزیمهای مشخصی مانند کاتالاز و پراکسیداز را نیز کاهش میدهد، زیرا این آنزیمها دارای آهن پورفیرین هستند و بهعنوان گروههای پروستتیک، نقش ویژهای را در متابولیسم گیاهی ایفا میکنند (Bannister et al., 1987). در آزمایشی، کمبـود آهـن منجـر بـه کاهش کلی فعالیت آسکوربات پراکسـیداز سـیتوزول، در جلبک اوگلنا شد (Ishikawa et al., 1993). گزارش شده است که سلولهای اوگلنا که کمبود آهـن دارنـد، نمـیتواننـد در حضـور 100 میلـیمولار H2O2 نمو یابند، درحالیکه سلولهای دارای مقدار کافی آهن، نسبت به H2O2 از خود تحمل نشان دادنـد (Radtke et al., 1992). در آزمایشی نشان داده شد که استفاده از آهن، سبب افزایش فعالیت پراکسیداز در ریشه و کاهش فعالیت آن در برگ گیاه ناز باتلاقی کمتر بودن فعالیت آنزیم کاتالاز در تیمارهای حاوی باکتری گزارش شده است و دلیل آن، قرار گرفتن گیاه در شرایط مناسب توسط باکتری بیان شده است (Davoodi Fard et al., 2010). نتایج آزمایشی نشان داد که میزان گونههای فعال اکسیژن تولید شده در گیاهچههای فستوکای غیر میکوریزایی، بیشتر از گیاهان تلقیح شده با قارچ میکوریزا بود و این امر را به توانایی قارچ میکوریزا در کاهش اثرات تنش نسبت دادند et al., 2014) Rafiei-Demneh). نتایج آزمایش حاضر نیز کمتر بودن فعالیت آنزیمها را در تیمارهای حاوی کودهای زیستی نشان میدهد و این مقدار در شرایط تلقیح با قارچهای میکوریزا نسبت به باکتریهای محرک رشد کمتر بود. بنابراین اینگونه به نظر میرسد که قارچهای میکوریزا نسبت به باکتریهای محرک رشد، در ایجاد شرایط مساعد برای گیاه میتوانند موثرتر واقع شوند.
نتیجهگیری کلی با توجه به نتایج به دست آمده، بهنظر میرسد که محلولپاشی غلظت یک و نیم گرم نانواکسید آهن در یک لیتر آب، بههمراه دو گونه قارچهای میکوریزا، بهویژه G. intraradices میتواند در افزایش عملکرد دانه در گیاه سیاهدانه موثر باشد. در این بین، محلول پاشی با غلظت سه گرم نانواکسید آهن در یک لیتر آب، از کارایی بیشتری در تولید رنگیزههای فتوسنتزی و افزایش فعالیت آنزیمهای آنتیاکسیدانی برخودار بود. REFERENCES
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
مراجع | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
REFERENCES
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,133 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 628 |