تأثیر سطوح زغال زیستی بر رشد و برخی خصوصیات کیفی گیاه دارویی مرزه (Satureja hortensis L.) در شرایط تغذیه‎ گوگردی

علوم باغبانی

مقاله 11، دوره 39، شماره 3، مهر 1404، صفحه 548-525   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jhs.2025.91238.1400

نویسندگان

محمد بهزاد امیری^{* 1، 2}؛ وحید محمدزاده کاخکی³؛ محمدحسین امینی فرد³

¹گروه اگروتکنولوژی، دانشکده کشاورزی، مجتمع آموزش عالی گناباد، گناباد، ایران

²گروه اگروتکنولوژی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

³گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

چکیده

امروزه تولید محصولات کشاورزی سالم به‎ویژه در حوزه گیاهان دارویی بسیار مورد تأکید بوده و در راستای نیل به اهداف کشاورزی پایدار، استفاده از نهاده‎های بوم‎سازگار جایگزین نهاده‎های مخرب شیمیایی امری اجتناب‎ناپذیر است. به‎منظور بررسی اثر مقادیر مختلف بیوچار و گوگرد معمولی و نانوکود گوگرد در مرزه، آزمایشی به‎صورت کرت‎های خردشده در قالب طرح پایه بلوک‎های کامل تصادفی طی دو سال زراعی (1401-1399) در مجتمع آموزش عالی گناباد با سه تکرار انجام شد. مقادیر مختلف زغال زیستی (شامل مقادیر صفر، 5، 10 و 20 تن در هکتار) به‎عنوان عامل اصلی و تیمارهای تغذیه‎ای گوگردی (شامل کاربرد خاکی گوگرد، محلول‎پاشی نانوکود گوگرد و شاهد) به‎عنوان عامل فرعی در نظر گرفته شد. نتایج آزمایش نشان داد که در هر دو سال زراعی بیشترین ارتفاع بوته (به‎ترتیب با 41 و 39 سانتی‎متر ارتفاع بوته در سال زراعی اول و دوم) و تعداد شاخه فرعی (به‌ترتیب با 28 و 30 شاخه فرعی در سال زراعی اول و دوم) در تیمار کاربرد تلفیقی 20 تن در هکتار زغال زیستی و محلول‎پاشی نانوکود گوگرد به دست آمد و در هر دو سال زراعی، استفاده از گوگرد معمولی و محلول‎پاشی نانوکود گوگرد در سطوح بالاتر زغال زیستی (10 و 20 تن در هکتار) منجر به تولید سطح برگ و قطر ساقه بیشتری نسبت به کاربرد این نهاده‎های تغذیه‎ای گوگردی در سطوح پایین‎تر زغال زیستی شد. نتایج اثرات متقابل مقادیر مصرفی زغال زیستی و تیمار تغذیه‎ای در سال زراعی 1400-1399 نشان داد که با افزایش مقادیر زغال زیستی تا سطح 10 تن در هکتار، اثرات مثبت گوگرد معمولی و نانوگوگرد در بهبود میزان اسانس محسوس‎تر بود، به‎طوری‎که بیشترین میزان اسانس (40/2 درصد) در تیمار کاربرد همزمان 10 تن در هکتار زغال زیستی و مصرف خاکی گوگرد معمولی به دست آمد. در هر دو سال زراعی، بیشترین میزان اسانس (به‎ترتیب با 10/2 و 13/2 درصد اسانس در سال‎های زراعی اول و دوم) در تیمار 10 تن در هکتار بیوچار حاصل شد. بیشترین تأثیر تیمارهای تغذیه‎ای گوگردی بر میزان کلروفیل a، کلروفیل b و کلروفیل کل زمانی مشاهده شد که از آن‎ها همزمان با زغال زیستی استفاده گردید، بدین صورت که میزان کلروفیل a در شرایط محلول‎پاشی نانوکود گوگرد همزمان با کاربرد 5، 10 و 20 تن در هکتار زغال زیستی به‎ترتیب 42، 54 و 72 درصد در سال زراعی اول و به‎ترتیب 43، 54 و 73 درصد در سال زراعی دوم بیشتر از مقدار این صفت در شرایط محلول‎پاشی جداگانه نانوکود گوگرد بود. به‎طور کلی، براساس نتایج این پژوهش، به ‎نظر می‎رسد که مصرف تلفیقی زغال زیستی با گوگرد معمولی و یا نانوکود گوگرد ضمن بهبود خصوصیات کمّی مرزه می‎تواند منجر به بهبود ویژگی‎های فیزیولوژیکی آن شده و تولید محصول عاری از مواد شیمیایی را در این گیاه دارویی ارزشمند تضمین کند.  

کلیدواژه‌ها

بیوچار؛ سطح برگ؛ کشاورزی پایدار؛ کلروفیل a؛ نانوکود گوگرد

مراجع

1. Arnon, A.N. (1967). Method of extraction of chlorophyll in the plants. Agronomy Journal, 23(4), 112-121.
2. Al Baquy, M.A., Nkon, J.N., Alam, M., & Masud, M.M. (2023). Biochar Application to Soils to Improve the Management of Irrigation Water. Sustainable Agriculture Reviews Book Series, 61, 273-291. https://doi.org/10.1007/978-3-031-26983-7_12
3. Almousswi, Z., & Jameel, D.A. (2022). The effect of foliar fertilization with normal and nano sulfur and the interaction between them in some vegetative characteristics, plant pigments content and dry weight of the shoot system of two varieties of leek plans Allium ampeloprasum Iranian Journal of Ichthyology, 1, 397-405.
4. Al-Obeidi, M.M.H., & Al-Obeidi, H.S.H. (2023). Effect of organic fertilizer spraying from various sources and agricultural sulfur in the growth and harvest of garlic. Fifth International Conference for Agricultural and Environments Sciences. 1158, https://doi.org/10.1088/1755-1315/1158/4/042067
5. Asadi, M., Hadian, J., Ebrahimi, S., & Karimzadeh, G. (2019). Effect of different levels of sulfur on growth, quality characteristics and yield of Arnica chamissonis ssp. foliosa. Journal of Horticultural Science, 33(2), 219-232.(in Persian with English abstract). https://doi.org/10.22067/jhorts4.v0i0.71858
6. Beiranvandi, M., Akbari, N., Ahmadi, A., Mumivand, H., & Nazarian, F. (2020). Interaction of biochar and superabsorbent on the composition of Satureja rechingeri Jamzad essential oil under drought stress. Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Research, 36(5), 780-793.(in Persian). https://doi.org/10.22092/ijmapr.2020.342067.2732
7. Borpatragohain, P., Rose, T.J., Liu, L., Barkla, B.J., Raymond, C.A., & King, G.J. (2019). Remobilization and fate of Sulphur in mustard. Annals of Botany, 124(3), 471-480. https://doi.org/10.1093/aob/mcz101
8. Charkhab, A., Mojaddam, M., Lack, Sh., Sakinejad, T., & Dadnia, M.R. (2021). The effect of biochar and humic acid rates on some phophysiological characteristics and grain yield SC704 corn hybrid under water deficit stress. Journal of Crop Ecophysiology, 15(2), 171-192.(in Persian). https://doi.org/10.30495/jcep.2021.683381
9. Dawar, Kh., Khan, A.A., Jahangir, M.M.R., Mian, I.A., Khan, B., Ahmad, B., Fahad, Sh., Moustafa, M., Al-Shehri, M., Mubashir, M., Datta, R., & Danish, S. (2023). Effect of nitrogen in combination with different levels of sulfur on wheat growth and yield. ACS Omega, 8, 279-288. https://doi.org/10.1021/acsomega.2c04054
10. Emami, T. (2022). Effect of biochar and salicylic acid on physiological traits and yield of echinacea (Echinacea purpurea) under non-stress and drought stress conditions. Journal of Crop Research in Arid Regions, 4(1), 229-243. (in Persian). https://doi.org/10.22034/CSRAR.2022.320762.1172
11. Essa, E.M., Abd El-Rheem, Kh.M., Yassen, A.A., & Elsawy, A.M. (2019). Effect of vermicompost and sulfur on growth, yield and nutritional status of tomato plants grown on calcareous soil. World Wide Journal of Multidisciplinary Research and Development, 5(2), 46-50.
12. Feizi, Kh., Amirinejad, A., & Ghobadi, M. (2021). The effects of biochar and salicylic acid on reducing pb-induced stress in basil crop (Ocimum basilicum). Iranian Journal of Soil and Water Research, 52(2), 539-547. (in Persian). https://doi.org/10.22059/ijswr.2020.313282.668795
13. Gaudutis, A., Jotautiene, E., Mieldazys, R., Bivainis, V., & Jasinshas, A. (2023). Sustainable use of biochar, poultry and cattle manure for the production of organic granular fertilizers. Agronomy, 13, https://doi.org/10.3390/agronomy13051426
14. Ghaderi, J., Davoodi, M.H., & Khavazi, K. (2021). Effect of elemental sulfur and Thiobacillus bacteria on yield and some quality characteristics of canola. Iranian Journal of Soil Research, 35(3), 235-252.(In Persian). https://doi.org/10.22092/ijsr.2021.354082.595
15. Ghassemi-Golezani, K., & Rahimzadeh, S. (2022). The biochar-based nanocomposites influence the quantity, quality and antioxidant activity of essential oil in dill seeds under salt stress. Scientific Reports, 12, 21903. https://doi.org/10.1038/s41598-022-26578-0
16. Gilani, A., Abbasdokht, H., & Gholami, A. (2020). Morphophysiological and growth responses of sesame plant to combined use of sulfur and Thiobacillus. Journal of Horticultural Plant Nutrition, 3(1), 131-144.(in Persian with English abstract). https://doi.org/22070/hpn.2020.5469.1097
17. Hameed, D.B., & Hasan, A.E. (2022). Effect of sulfur and rhizobium leguminosarum on available of some nutrients and the growth of broad bean plants. Annals of Forest Research, 65(1), 4827-4834.
18. Hassan, S.H., Chafik, Y., Sena-Velez, M., Lebrun, M., Scippa, G.S., Bourgerie, S., Trupiano, D., & Morabito, D. (2023). Importance of application rates of compost and biochar on soil metal (loid) immobilization and plant growth. Plants, 12, https://doi.org/10.3390/plants12112077
19. Heidarpour, O., Esmaielpour, B., Soltani, A.A., & Khorramdel, S. (2019). Effect of vermicompost on essential oil composition of (Satureja hortensis) under water stress condition. Journal of Essential Oil-Bearing Plants, 22(2), 484-492. https://doi.org/10.1080/0972060X.2019.1618204
20. Holatko, J., Hammerschmiedt, T., Mustafa, A., Kintl, A., Skarpa, P., Ryant, P., Baltazar, T., Malicek, O., Latal, O., & Brtnicky, M. (2023). Time-dependent impact of co-matured manure with elemental sulfur and biochar on the soil agro-ecological properties and plant biomass. Scientific Reports, 13, https://doi.org/10.1038/s41598-023-31348-7
21. Javeed, H.M.R., Ali, M., Zamir, M.S.I., Qamar, R., Kanwal, S., Andleeb, H., Qammar, N., Jhangir, K., Elkelish, A., Mubeen, M., Sarwar, M.A., Khalid, S., Zain, M., Nawaz, F., Mubeen, Kh., Bukhari, M.A., Zakir, A., Farooq, M.A., & Masood, N. (2023). Biochar and Arbuscular Mycorrhizae Fungi to Improve Soil Organic Matter and Fertility. pp 331-354 in E. Lichfous. Sustainable Agriculture Reviews Book Series. Springer Press.
22. Karaminiya, F., Rangzan, N., Nadian, H., & Lotfi Jalal-Abadi, A. (2019). The effect of spent mushroom compost and its biochar on parsley yield under salinity stress. Iranian Journal of Soil and Water Research, 50(6), 1453-1465.(in Persian).
23. KhasheiSiuki, A., Shahidi, A., Yaghoubzadeh, M., & Dastorani, M. (2019). Effect of biochar application and irrigation management on yield and yield components medicinal plant (Trachyspermum ammi). Iranian Journal of Irrigaiton and Drainage, 13(2), 319-328.(in Persian).
24. Kochert, G., & Zenk, M.H. (1978). Carbohydrate Determination by the Phenolsufuric Acid Method in Helebus Cambrige University. Press Cambrige, 231, 44-52.
25. Lin, X., Xie, Z., Hu, T., Wang, H., Chen, Z., Zhou, R., & Jin, P. (2023). Biochar application increases biological nitrogen fixation in soybean with improved soil properties in a Ultisol. Journal of Soil Science and Plant Nutrition, Published Online, 1-12. https://doi.org/10.1007/s42729-023-01286-4
26. Mesbah, R., Ardakani, M.R., Moghaddam, A., & Rafiei, F. (2021). Effect of biofertilizer and biochar application on quantitative, qualitative yield and root characteristics of flue-cured tobacco (Nicotiana tabacum) under dryland farming conditions. Journal of Crop Ecophysiology, 15(2), 229-250.
27. Mohammadpour, M., Ghasemnejad, A., Lebaschy, M.H., Abbaszadeh, B., & Azadbakht, M. (2013). Effects of sowing date and plant density on morphological characteristics and yield of summer savory (Satureja hortensis). Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants Research, 29(3), 621-634. (in Persian). https://doi.org/10.22092/ijmapr.2013.4046
28. Murshed, M.D.F., Syfullah, Kh., Zonayet, M.D., Bashar, M.D.A., Jahan, A., & Sayeed, K.A. (2021). Effect of nitrogen and sulfur on the growth and yield of mungbean. Asian Journal of Plant and Soil Sciences, 6(1), 187-194.
29. Narayan, O.P., Kumar, P., Yadav, B., Dua, M., & Johri, A.K. (2022). Sulfur nutrition and its role in plant growth and development. Plant Signaling and Behavior, 7, https://doi.org/10.1080/15592324.2022.2030082
30. Ng, Ch.W.W., Touyon, L., & Bordoloi, S. (2023). Influence of biochar on improving hydrological and nutrient status of two decomposed soils for yield of medicinal plant-Pinellia ternate. Journal of Hydrology and Hydromechanics, 71(2), 156-168. https://doi.org/10.2478/johh-2023-0008
31. O'Laughlin, J., & McElligott, K. (2009). Biochar for Environmental Management: Science and Technology, Johannes Lehmann, Stephen M. Joseph (Eds.), Earthscan, London UK (2009), 448 p. https://doi.org/10.1016/j.forpol.2009.07.001
32. Piryaei, M., & Behroozi, M. (2022). Deep eutectic solvent as a green solvent for fast analysis of the volatile components of satureja hortensis Physical Chemistry Research, 10(3), 421-428. https://doi.org/10.22036/PCR.2022.312969.1979
33. Ragab, G.A., & Saad-Allah, K.M. (2020). Green synthesis of sulfur nanoparticles using Ocimum basilicum leaves and its prospective effect on manganese-stressed Helianthus annuus (L.) seedlings. Ecotoxicology and Environmental Safety, 191, https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2020.110242
34. Saeidinezhad, M., Behdani, M.A., Sayyari, M.H., & Mahmoudi, S. (2019). The effect of sulfur and manure on quantitative and qualitative characteristics of sesame varieties (Sesamum indicum). Journal of Agroecology, 11(3), 845-857.(in Persian with English abstract). https://doi.org/10.22067/jag.v11i3.71128
35. Sajedi, A., & Sajedi, N.A. (2020). Effect of application biochar and priming and foliar application with water and salicylic acid on physiological traits of dry land safflower. Environmental Stresses in Crop Sciences, 13(1), 155-169.(in Persian). https://doi.org/10.22077/escs.2019.1823.1426
36. Shahrusvand, S., Eisvand, H.R., Firozabadi, F.N., & Feizian, M. (2019). Effect of sulphur and vermicompost application on agronomic traits of hubbit cultivar of soybean (Glycine max). Journal of Crop Ecophysiology, 51(3), 447-460. (in Persian).
37. Shankar, S., Jaiswal, L., & Rhim, J.W. (2020). New insight into sulfur nanoparticles: Synthesis and applications. Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 51(20), 2329-2356.
38. Subramanian, K.S., Rajeswari, R., Yuvaraj, M., Pradeep, D., Guna, M., & Yoganathan, G. (2022). Synthesis and characterization of nano-sulfur and its impact on growth, yield, and quality of sunflower (Helianthus annuus). Communications in Soil Science and Plant Analysis, 21 January 2022.
39. Tang, E., Liao, W., & Thomas, S.C. (2023). Optimizing biochar particle size for plant growth and mitigation of soil salinization. Agronomy, 13, https://doi.org/10.3390/agronomy13051394
40. Tekin, G.K., Akalp, E., Pirinc, V., & Toncer, O. (2022). The effect of various fertilizer forms on the essential oil composition of the summer savory (Satureja hortensis L.). 7^th International Mediterranean Science and Engineering Congress, Bildirini. 107, 246-251.
41. Turganbay, S., Aidarova, S.B., Turganbay, G., Tileuberdi, Y., & Chen, S.L. (2019). Synthesis and characterization of sulfur nanoparticles with WSP/surfactants mixtures. International Journal of Biological Chemistry, 12, 146-152. https://doi.org/10.26577/ijbch-2019-1-i19.
42. Yuan, H., Liu, Q., Guo, Zh., Fu, J., Sun, Y., Gu, Ch., Xing, B., & Dhankher, O.P. (2021). Sulfur nanoparticles improved plant growth and reduced mercury toxicity via mitigating the oxidative stress in Brassica napus Journal of Cleaner Production, 318, 128589. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.128589
43. Zare ak Ziaberi, S.S., & Majidian, M. (2022). Effects of zinc, boron, and sulfur on quantitative and qualitative characteristic of Allium sativum Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants Research, 38(4), 592-607.(in Persian). https://doi.org/10.22092/ijmapr.2022.358786.3174