اثرات دگرآسیبی عصاره آبی تلخه (Acroptilon repens L.) و سورگوم (Sorghum bicolor L.) بر شاخص‌های جوانه‌زنی و فعالیت آنزیمی برخی گیاهان زراعی و علفهای هرز

پژوهش های حفاظت گیاهان ایران

مقاله 9، دوره 31، شماره 4 - شماره پیاپی 38، دی 1396، صفحه 676-689   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jpp.v31i4.62227

نویسندگان

اعظم حاتمی همپا¹؛ عبدالله جوانمرد^{* 1}؛ محمد تقی آل ابراهیم²؛ امید سفالیان²

¹دانشگاه مراغه

²دانشگاه محقق اردبیلی

چکیده

به‌منظور ارزیابی اثرات آللوپاتیک عصاره سورگوم و تلخه بر شاخص‌های جوانه‌زنی گندم، چغندرقند، سلمه‌تره و تاج خروس، آزمایشی به‌صورت فاکتوریل بر پایه طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در دانشکده کشاورزی دانشگاه مراغه در سال 1395 اجرا شد. فاکتورها شامل عصاره آبی اندام هوایی تلخه و سورگوم و غلظت عصاره آبی (0، 5، 10 و 20 درصد حجمی) بودند. نتایج نشان داد که درصد و میزان جوانه‌زنی، طول ریشه‌چه و ساقه‌چه، وزن خشک ریشه‌چه، ساقه‌چه و وزن خشک گیاهچه گیاهان مورد مطالعه با افزایش غلظت عصاره سورگوم و تلخه کاهش معنی‌داری پیدا کردند. درصد جوانه‌زنی با عصاره تلخه 62/12 درصد بیشتر از عصاره سورگوم بود. علاوه بر این، اثر بازدارندگی عصاره سورگوم بر کاهش سرعت جوانه‌زنی علف‌های هرز بیشتر از تلخه بود. کاهش طول ریشه‌چه تاج خروس با کاربرد عصاره تلخه بیشتر از عصاره سورگوم بود. به‌طوری‌که، طول ریشه‌چه تاج خروس با کاربرد 20 درصد عصاره تلخه 13/73 درصد کاهش یافت. در میان گیاهان زراعی نیز طول ریشه‌چه چغندرقند با کاربرد عصاره تلخه 88/81 درصد نسبت به شاهد کاهش نشان داد. همچنین کاهش بنیه بذر در تمامی غلظت‌های سورگوم بیشتر از تلخه بود. با افزایش غلظت عصاره سورگوم، شاخص بنیه بذر سلمه‌تره و تاج‌خروس به‌ترتیب 36/83 و 15/87 درصد نسبت به شاهد کاهش نشان داد. علاوه بر این، کمترین طول ساقه‌چه و گیاهچه در علف‌های هرز سلمه‌تره و تاج خروس با کاربرد 20 درصد عصاره سورگوم و تلخه مشاهده شد. همچنین با افزایش غلظت عصاره تلخه و سورگوم، میزان فعالیت آنزیم‌های پراکسیداز و پلی‌فنل‌اکسیداز 65/53 و 78/10 درصد به‌ترتیب افزایش و کاهش یافتند. شاخص تحمل مشخص کرد که تاج خروس و سلمه‌تره حساسیت بیشتری به عصاره آبی سورگوم و تلخه دارند. بنابراین با توجه به اثر بازدارندگی عصاره آبی تلخه و سورگوم بر میزان جوانه‌زنی و قدرت گیاهچه، می‌توان از آن‌ها بهعنوان علف‌کش‌های طبیعی در کنترل علف‌های هرز استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها

بنیه بذر؛ تاج خروس؛ پلی فنل اکسیداز؛ سلمه‌تره؛ شاخص تحمل علف‌هرز

مراجع

1- Abdul-Baki A.A., and Anderson J.D. 1973. Vigor determination in soybean by multiple criteria. Crop Science, 13: 630-633.

2- Alford E.R., Perry L.G., Qin B.O., Vivanco J.M., and Paschke M.V. 2007. Aputative allolopathic agent of Russian knapweed occurs in invaded soild. Soil Biology and Biochemistry, 39: 1812-1815.

3- Algandaby M.M., and El-Darier S.M. 2016. Management of the noxious weed; Medicago polymorpha L. via allelopathy of some medicinal plants from Taif region, Saudi Arabia. Saudi Journal of Biological Sciences. Accepted 8 February 2016, Available online 12 February 2016.

4- Alsaadawi1 I.S., Al-Khateeb T.A., Hadwan H.A., and Lahmood N.R. 2015. A chemical basis for differential allelopathic potential of root exudates of Sorghum bicolor L. (Moench) cultivars on companion weeds. Journal of Allelochemical interactions, 1 (1): 49-55.

5- Amini S., Azizi M., and Joharchi M.R. 2014. Determination of allelopathic potential in some medicinal and wild plant species of Iran by dish pack method. Theoretical and Experimental Plant Physiology, 26 (2):189-199.

6- Azirak S., and Karaman S. 2008. Allelopathic effect of some essential oils and components on germination of weed species. Acta Agriculturae Scandinavica, 58: 88-92.

7- Batish D.R., Singh H.P., Kohli R.K., Saxena D.B., and Kaur S. 2002. Allelopathic effects of parthenin against two weedy species, Avena fatua and Bidens pilosa. Environmental and Experimental Botany, 47:149–155.

8- Chon S.U., Jang H.G., Kim D.K., Kim Y.M., Boo H.O., and Kim Y.J. 2005. Allelopathic potential in lettuce (Lactuca Sativa L.) plants. Scientia Horticulture, 106 (3): 309-317.

9- El-Khatib A.A., Hegazy A.K., and Gala H.K. 2004. Does allelopathy have a role in the ecology of Chenopodium murale? Annales Botanici Fennici, 41:37-45.

10- Farhoudi R., and Lee D. 2013 Allelopatic Effects of Barley Extract (Hordeum vulgare) on sucrose synthase activity, lipid peroxidation and antioxidant enzymatic activities of hordeum spontoneum and avena ludoviciana. Proceedings of the National Academy of Science, 83:447–452.

11- Fateh E., Sohrabi S.S., and Gerami F. 2012. Evaluation of the allelopathic effect of bindweed (Convolvulus arvensis L.) on germination and seedling growth of millet and basil. Advances in Environmental Biology, 6(3): 940-950.

12- Gharanjic A., Gholamalipour Alamdari E., Biabani A., and Haghighi Haghighi A. 2014. Evaluating the allelopathic potential of (Polygonum convolvulus L.) on wheat (Triticum aestivum L.). Applied Research of Plant Ecophysiology, 1 (1): 83-95. (In Persian with English abstract)

13- Han C.M., Pan K.W., Wu N., Wang J.C., and Li W. 2008. Allelopathic effect of ginger on seed germination and seedling growth of soybean and chive. Scientia Horticulturae, 116: 330-336.

14- Hartman H., Kester D., and Davis F. 1990. Plant propagation, principle and practices. Prentice Hall Imitational Edition, 647Pp.

15- Jabran k., Mahajan G., Sardana V., and Chauhan B.S. 2015. Allelopathy for weed control in agricultural systems. Crop Protection, 72: 57-65.

16- Kang G.Q., Wan F.H., Liu X., and Guo L. 2008 Influence of two allelochemicals from Ageratina adenophora Sprengel on ABA, IAA and ZR contents in roots of upland rice seedlings. Allelopathy Journal, 21: 253-262.

17- Kato-Noguchi H., and Macias F.A. 2008. Inhibition of germination and α-amylase induction by 6-methoxy-2-benzoxazolinone in twelve plant species. Biologia Plantarum, 52 (2): 351-354.

18- Khaliq A., Matloob A., Mahmood S., and Wahid A. 2013. Seed pre-treatments help improve maize performance under sorghum allopathic stress. Journal of Crop Improvement, 27(5): 586-605.

19- Macias F.A., Molinill R.M., Varela J.C.G., and Galindo J. 2007. Allelopathy a natural alternative for weed control. Pest Management Science. 63:327-348.

20- Mandel M.S.H., Masum S.M., Ali M.H., Haque M.N., and Mahto A.K. 2012. Influence of parthenium hysterophorus, chromolaena odorata and PRH on seed germination and seedling growth of maize, soybean and cotton. Bangladesh Journal of Weed Science, 3 (1&2): 83-90.

21- Mojab M., and Mahmoodi S. 2007. Allelopathic effects of shoot and root water extracts of Hoary cress (Cardaria draba) on germination characteristic and seedling growth of Sorghum (Sorghum bicolor L.). Electronic Journal of Crop Production, 1(4):65-78. (In Persian with English abstract).

22- Naderi R., Yazdani A., Emam Y., and Bijanzadeh E. 2015. Allelopathic effects of medicinal plant madder (Rubia tinctorum) on germination characteristics and seedling growth of sorghum (Sorghum bicolor), corn (Zea mays), field bindweed (Convolvolus arvense) and Johnsongrass (Sorghum halepense). Plant Protection Journal, 6 (4): 395-407.

23- Oracz K., Bailly C., Gniazdowska A., Côme D., Corbineau D., and Bogatek R. 2007 Induction of oxidative stress by sunflower phytotoxins in germinating mustard seeds. Journal of Chemistry Ecology, 33:251–264.

24- Peerzada A.M., Haider A., Singh H., and Chauhan B. 2016. Weed management in sorghum (Sorghum bicolor L. Moench) using crop competition. Crop Protection, 1-7.

25- Pirzad A., Ghasemian V., Darvishzahed R., Sedghi M., Hassani A., and Onofri A. 2010. Allelopathy of sage and white wormwood on purslane germination and seedling growth. Notulae Scientia Biologicae 2(3):91-95.

26- Porheidar Ghafarbi S., Eslami S.V., Hassannejad S., Alizade H., and Zamani G. 2012. Allelopathic effects of rye (Secale cereal L.) on corn (Zea maize L.) and some of its important weeds. Journal of sustainable Agriculture and Production science, 1: 149-163. (In Persian with English abstract).

27- Qian H.X.X., Chen W., Jiang H., Yuanxiang J.Y., Weiping L.W., and Fu Z .2009. Allelochemical stress causes oxidative damage and inhibition of photosynthesis in Chlorella vulgaris. Chemosphere, 75(3): 368-375.

28- Quintana N., Weir T.L., Du J., Brockling C.D., Rieder J.P., Stermitz F.R., Pasckke M.W., and Vivanco J.M., 2008. Phytotoxic polyacetylenes from roots of Russian Knapweed (Acroptilone repens L.). Phytochemistry, 69: 2572–2578.

29- Rasam G.H., Torabi B., Garossi F., and Badri A. 2015. Allolopathic effect of ziziphora (Ziziphora clinopodioidis Lam) on germination and seedling growth of wheat cultivars. Journal of Seed Science and Technology, 5 (14): 68-77. (In Persian with English abstract).

30- Rojas E.G., Silva M.P.O., Magenta M.A.G., and Thoma W. 2012. Investigation of phenolic compounds with allelopathic potential in leaves of a tree invader of restinga (Terminalia catappa L.). Unisanta Biology Science, 1(2): 60-64.

31- Roohi A., Tajbakhsh M., Saeidi M.R., and Nikzad P. 2009. Study the allelopathic effects of walnut (Juglans regia) water leaf extract on germination charactristics of wheat (Triticum astivum), onion (Allium cepa L.) and Lactuca (Lactuca sativa L.). Iranian Journal of Field Crops Research, 7(2): 457-464. (In Persian with English abstract).

32- Safari H., Tavili A., and Saberi M. 2010. Allelopathic effects of Thymus kotschyanus on seed germination and initial growth of Bromus tomentellus and Trifolium repens. Frontiers of agriculture in china, 4(4): 475–480.

33- Shang Z.H., and Xu S.G. 2012. Allelopathic testing of pedicularis kansuensis (Scrophulariaceae) on seed germination and seedling growth of two native grasses in the Tibetan plateau. International Journal of Experimental Botany, 81: 75-79.

34- Shehata H.F. 2014. Allelopathic potential of Portulaca oleracea L. seed extracts on germination and seedling growth of Cichorium endivia L., Lactua sativa L., Echinochloa crus-galli L., and Brassica tournefortii Gouan. Journal of Experimental Biology, 2(4): 388-396.

35- Sturm D.J., Kunz C., and Grehards R. 2016. Inhibitory effects of cover mulch on germination and growth of Stellaria media (L.) Vill. Chenopodium album L. and Matricaria chamomilla L. Crop Protection, 90: 121-130.

36- Tahamizarandi M.K., and Rezvanimoghadam P. 2011. Investigation of germination and seedling morphological characteristics of wild oat (Avena ludoviciana) under aqueous extract of the aerial parts of medicinal plants. Crop Protection, 25: 398-406.

37- Tigre R.C., Silva N.H., Santos M.G., Honda N.K., falcao E.P.S., and Pereira EC. 2012. Allelopathic and bioherbicidal potential of cladonia verticillaris on the germination and growth of lactuca sativa. Ecotoxicology and Environmental safety, 84: 125 – 132.

38- Yang C.M., Chang F., Li S.J., and Chou C.H. 2004. Effects of three allelopathic phenolics on chlorophyll accumulation of rice (Oryza sativa) seedlings: II. Stimulation of consumption-orientation. Botanical Bulletin of Academia Sinica, 45: 119-125.

39- Yang G., Wan F., Liu W., and Guo J. 2008. Influence of two allelochemicals from Ageratina adenophora (Spreng) on ABA, IAA and ZR contents in roots of upland rice seedlings. Allelopathy Journal, 21 (2): 253-262.

40- Wiese A.M., and Binning L.K., 1987. Calculating the threshold temperature of dormancy in seed of Osmorhiza claytonii L. American Journal of Botany, 78: 588-593.