اثرات آللوپاتیک عصاره آبی سورگوم و تلخه بر رشد گیاهچه و فعالیت‌ آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانت در گندم، چغندرقند، سلمه‌تره و تاج خروس

پژوهش های حفاظت گیاهان ایران

مقاله 6، دوره 32، شماره 1 - شماره پیاپی 39، خرداد 1397، صفحه 101-119   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jpp.v32i1.62909

نویسندگان

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

¹دانشگاه مراغه

²دانشگاه محقق اردبیلی

چکیده

امروزه در سیستم کشاورزی پایدار استفاده از توانایی آللوپاتیک گیاهان به‌عنوان روشی سودمند در مدیریت علف‌های هرز پیشنهاد شده است. در همین راستا، به‌منظور ارزیابی عکس‌العمل گندم، چغندرقند، سلمه‌تره و تاج‌خروس به اثرات آللوپاتیک عصاره آبی اندام هوایی سورگوم و تلخه، آزمایشی به صورت فاکتوریل بر پایه طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در گلخانه دانشکده کشاورزی دانشگاه مراغه در سال 1395 اجرا شد. تیمارها شامل عصاره آبی اندام هوایی تلخه و سورگوم و غلظت عصاره (شاهد، 5، 10 و 20 درصد حجمی) بودند. نتایج نشان داد وزن تر و خشک اندام هوایی و ریشه گندم، وزن تر و خشک ریشه سلمه‌تره تحت تأثیر ترکیب تیماری نوع عصاره با غلظت قرار گرفتند. در حالی‌که صفات رشدی چغندرقند و تاج خروس فقط تحت تأثیر غلظت عصاره واقع شدند. علاوه بر این، کاهش صفات رشدی تاج‌خروس با کاربرد عصاره آبی سورگوم بیشتر از عصاره تلخه بود. در حالی‌که اثر بازدارندگی عصاره آبی تلخه روی صفات رشدی گندم، چغندرقند و سلمه‌تره بیشتر از عصاره سورگوم بود. همچنین فعالیت آنزیم‌های پراکسیداز، کاتالاز و پلی فنل اکسیداز، غلظت پرولین و میزان قند محلول تحت تأثیر غلظت عصاره آبی سورگوم و تلخه قرار گرفتند، به‌طوری‌که با افزایش غلظت عصاره فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانت پراکسیداز، کاتالاز، پلیفنل‌اکسیداز و غلظت پرولین و قند محلول در همه گیاهان افزایش معنی‌داری پیدا کردند. بر اساس میانگین، کاربرد 20 درصد عصاره آبی تلخه و سورگوم فعالیت آنزیم‌های کاتالاز، پراکسیداز، پلی‌فنل‌اکسیداز و غلظت پرولین گیاهان را به ترتیب 85/100، 02/62، 94/24 و 61/143 درصد نسبت به شاهد (عدم مصرف عصاره) افزایش داد. براساس کاهش رشد گیاهچه و افزایش فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانت در این مطالعه می‌توان نتیجه گرفت که عصاره آبی سورگوم و تلخه می‌توانند به کنترل رشد علف‌های هرز به عنوان علفکش زیستی کمک نمایند.

کلیدواژه‌ها

پرولین؛ علف‌کش زیستی؛ غلظت عصاره؛ کاتالاز؛ کشاورزی پایدار

مراجع

1- Ahrabi F., and Enteshari S. 2012. Effect of coumarin on some biochemical and physiological responses of canola, Hyola 401 cultivar. Iranian Journal of Plant Biology, 3 (10): 23-36.

2- Alford E.R., Perry L.G., Qin B.O., Vivanco J.M. and Paschke M.V. 2007. A putative 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. In press.

4- Alsaadawi 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 Z. 2014. Effectc of Water Deficit on Prolin Content and Activity of Antioxidant Enzymes among Three Olive (Olea europaea L.) Cultivas. Journal of Plant Researches, 27(2): 156- 167.

6- Amoo S.O., and Ojo A.U., and Staden J.V. 2008. Allelopathic potential of Tetrapleura tetraptera leaf extracts on early seedling growth of five agricultural crops. South African Journal of Botany, 74: 149-152.

7- Bais H.P., Epechedu R.V Gilroy S., Callaway R.M., and Vivanco J.M. 2003. Allelopathy and exatrac palnt invasion: from molecules and genes to species interactions. Science, 301: 1377-1380.

8- Bates L.S., Waldren R.P., and Teare I.D. 1973. Rapid determination of free proline for water stress studies. Plant Soil, 39: 205-207.

9- Bhadoria P.B.S. 2011. Allelopathy: A natural way towards weed management. American Journal of Experimental Agriculture, 1: 7-20.

10-Behdad A., Abrishamchi P., and Jankju M. 2016. Relation to phonology, phenolics content and alleopathic effect of Artemisia khorassanica Krash. On growth and physiology of Bromus kopetdaghensis Drobov. Journal of Plant Researches, 28(2): 243-256.

11- Bernat W., Gawronska H., and Gawronski S. W. 2004. Physiological effects of allelopathic activity of sunflower on mustard. Zeszyty Problemowe Postepow Nauk Rolniczych, 496: 275–287.

12- Bohm P.A.F., Zanardo F.M.L., and Ferrarese O. 2006. Peroxidase activity and lignification in soybean root growth-inhibition by juglone. Biology Plantarum, 50: 315-317.

13- Bones A.M., and Rossiter J.T. 1996. The myrosinase-glucosinolate system.its organization and biochemistry. Physiologia plantarum, 97:194-208.

14- Cheema Z.A., Asim M., and Khaliq A. 2000. Sorghum allelopathy for weed control in cotton (Gossypium arboreum L.). International Journal of Agriculture and Biology, 37-41.

15- Cheema Z.A., and Khaliq A. 2000. Use of sorghum allelopathic properties to control weed in irrigated wheat in a semi arid region of Punjab. Agriculture. Ecosystems and Environment, 79:105-112.

16- Chon S., Choi S., Jung S., Jang H., Pyo B., and Kim S. 2002. Effects of Alfalfa leaf extracts and phenolic allelochemical on early seedling growth and root morphology of Alfalfa and Barnyard grass, Crop Protection, 21: 1077-1082.

17- Dastras, E., Safari, M., and maghsoudi, A.L. 2015. Allelopathic effects of aqueous extract of pagoda tree (Sophora alopecuriodes. L) and creeping jenny (Convolvulus arvensis L.) on five crop plants at seedling growth stage. Journal of Plant Process Function Iranin Sociiety of Plant Physiology, 4(11): 45-58.

18- Farhoudi R., Koreshnejad N., and Modhej A .2014. Effect of Wheat Aquatic Extract (Triticum aestivum cv. Chamran) on Germination, Vegetative Growth, Cell Membrane Damage, -amylase Enzyme and Sucrose Synthetesis Enzymes Activity of Winter Wild Oat (Avena ludoviciana). Journal of Plant protection, 28: 147-150.

19- Gniazdowska, R.M., and Bogatek R. 2005. Allelopathic interactions between plants. Multisite action of allelochemicals. Acta Physiologiae Plantarum, 27: 395-407.

20- Hoque M.A., Banu M.N.A., Okuma E., Amako K., Nakamura Y., Shimoishi Y., and Murata Y. 2007. Exogenous proline and glycinebetaine increaseNaCl-induced ascorbate–glutathione cycle enzyme activities, and proline improves salt tolerance more than glycinebetaine in tobacco Bright Yellow-2 suspension-cultured cells. Journal of Plant Physiology, 164: 1457-1468.

21- Kamal J. 2011. Impact of allelopathy of sunflower (Helianthus annuus L.) roots extract on physiology of wheat (Triticum aestivum L.). African Journal of Biotechnology, 10 (65), 14465–14477.

22- Kar M., and Mishra D. 1976. Catalase, peroxidase and polyphenol oxidase activities during rice leaf senescence. Plant Physiology, 578: 315-319.

23-Irigoyen J.J., Emerich D.W., and Sanchez-Diaz M. 1992. Water stress induced changes in concentrations of proline and total soluble sugars in nodulated alfalfa (Medicago sativa L.) plants. Plant Physiology, 84: 55-60.

24- Lorenzo P., Palomera-Pe´rez A., Reigosa M.J., and Gonza´l L. 2011. Allelopathic interference of invasive Acacia dealbata Link on the physiological parameters of native understory species. Plant Ecology, 212:403-411.

25- Mahdavikia F., Saharkhiz M.J, and Karami A. 2017. Defensive response phenolic compounds of radish seedlings to the oxidative stress arising from in the extract of peppermint (Mentha piperita L.). Scientia Horticulturae, 214: 133–140.

26- Niakan M., and Saberi K. 2009. Effect of Eucalyptus allelopathy on growth characters and antioxidant enzyme activity in Phalaris weed. Asian Journal of Plant Sciences, 8(6): 440-446.

27- 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 Chemical Ecology, 33: 251-264.

28- Ozpinar H., Dag S., and Yigit E. 2017. Alleophatic effects of benzoic acid, salicylic acid and leaf extract of Persica vulgaris Mill. (Rosaceae). South African Journal of Botany 108: 102-109.

29- Pudełko K., Majchrzak L., and Narozna D. 2014. Allelopathic effect of fibre hemp (Cannabis sativa L.) on monocot and dicot plant species. Industrial Crops and Products 56: 191–199.

30- 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.

31- Quiroga M., Guerrero C., Botella M.A., Barcelo A., Amaya I., Medina M.I., Alonso F.J., De Forchetti S.M., Tigier H., and Valpuesta V. 2000. A tomato peroxidase involved in the synthesis of lignin and suberin. Plant Physiology, 122: 1119-1127.

32- Rhodes D. 2004. Main pathway of praline synthesis in higher plants. Horticulture and Landscape Architecture.Purdue University School of Agriculture.

33- Salam I.U., Ahmed M., and Tariq-Ali S. 2011. Allelopathic effect of scarlet pimpernel (Anagallis Arvensis) on seed germination and radical elongation of mung bean and pearl millet. Pakistan Journal of Botany, 43 (1): 351-355.

34- 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.

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

36- Turk M. A., and Tawaha A. M. 2003. Allelopathic effect of black mustard (Brassica nigra L.) on germination and growth of wild oat (Avena fatua L.). Crop Protection 22: 673–677.

37- Weston L.A., Alsaadawi I.S., and Baerson S.R. 2013. Sorghum allelopathy – from ecosystem to molecule. Journal of Chemical Ecology, 39:142-153.

38- Yongqing M.A. 2005. Allelopathic studies of common wheat (Triticum aestivum L). Weed Biological Management, 5: 93104.

39- Yu J. Q., Ye S. F., Zhang M. F., and Hu W. H. 2003. Effects of root exudates and aqueous root extracts of cucumber (Cucumis sativus), and allelochemicals on photosynthesis and antioxidant enzymes in cucumber. Biochemical Systematics Ecology, 31:129-139.

40- Ziaebrahimi L., Khavari-Nejad R.A., Fahimi H., and Nejadsatari T. 2007. Effects of aqueous eucalyptus extracts on seed germination, seedling growth and activities of peroxidase and polyphenoloxidase in three wheat cultivar seedlings (Triticum aestivum L.). Pakistan Journal of Biological Sciences, 10 (19), 3415–3419.