اثر کاربرد کودهای آلی و زیستی بر خصوصیات رشدی و بیوشیمیایی رازیانه (Foeniculum vulgar Miller) در شرایط گلخانه

علوم باغبانی

مقاله 20، دوره 36، شماره 1 - شماره پیاپی 53، خرداد 1401، صفحه 285-306   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jhs.2021.70948.1063

نویسندگان

سید امیرحمزه بهاری میمندی¹؛ شهرام شرف زاده^{* 1}؛ امید علیزاده²؛ فرود بذرافشان¹؛ بهرام امیری¹

¹گروه کشاورزی، واحد فیروزآباد، دانشگاه آزاد اسلامی، فیروزآباد، ایران

²گروه کشاورزی، واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، شیراز، ایران

چکیده

این پژوهش به منظور بررسی اثرات کاربرد کودهای آلی و زیستی بر خصوصیات مورفوفیزیولوژیکی و فیتوشیمیایی رازیانه (Foeniculum vulgar Miller) انجام شد. در این مطالعه، اثر ورمی­کمپوست (صفر، 4 و 8 درصد در گلدان)، کود حیوانی (صفر، 5/7 و 15 درصد در گلدان) و قارچ مایکوریزا (تلقیح 1 درصد و عدم تلقیح) بر ویژگی­های فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی رازیانه در شرایط گلخانه مورد بررسی قرار گرفت. این آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی اجرا شد. نتایج نشان داد کودهای آلی و زیستی باعث بهبود خصوصیات عملکردی و فیتوشیمیایی رازیانه نظیر ارتفاع بوته، وزن دانه در بوته، وزن تر و خشک ریشه و گیاه، محتوای فنول و فلاونوئید کل، فعالیت آنتی اکسیدانی، درصد اسانس و درصد کلونیزاسیون شدند. حداکثر ارتفاع بوته، تعداد گل، چتر و دانه در بوته و وزن تر و خشک ریشه، پس از کاربرد تلفیقی 8 درصد در گلدان ورمی­کمپوست، 15 درصد در گلدان کود حیوانی و کاربرد مایکوریزا حاصل گردید.  بر اساس نتایج، بالاترین میزان فلاونوئید کل (66/177 میلی­گرم در صد گرم ماده خشک) پس از کاربرد تلفیقی 8 درصد در گلدان ورمی­کمپوست، 15 درصد در گلدان کود حیوانی و کاربرد مایکوریزا مشاهده شد. نتایج این مطالعه نشان داد بیشترین وزن تر و خشک گیاه (به ترتیب با میانگین­های 33/121 و 41/17 گرم) پس از کاربرد تلفیقی مایکوریزا و 15 درصد در گلدان کود حیوانی حاصل گردید. کاربرد مایکوریزا در ترکیب با 15 درصد در گلدان کود حیوانی نسبت به سایر تیمارها باعث افزایش معنی‌دار محتوای فنول کل در اندام هوایی با میانگین 22/73 میلی­گرم در صد گرم ماده خشک شد. افزون بر این، بیشترین میزان فعالیت آنتی‌اکسیدانی (51 درصد) پس از کاربرد تلفیقی  8 درصد در گلدان ورمی کمپوست و 15 درصد در گلدان کود حیوانی حاصل گردید. کاربرد کودهای آلی و زیستی به طور معنی­داری باعث افزایش وزن هزار دانه و درصد اسانس در گیاه رازیانه شد. پس از اعمال تیمار 15 درصد در گلدان کود حیوانی، بیشترین درصد اسانس میوه با میانگین 43/3 درصد حاصل گردید. به طور کلی بالاترین درصد اجزای تشکیل‌دهنده اسانس میوه در شرایط گلخانه، به ترتیب مربوط به (E)-Anethole (26/78 درصد)، Fenchone (15/7 درصد)، Limonene (12/6 درصد) و Methyl chavicol (85/3 درصد) بود. میزان (E)-Anethole به عنوان ترکیب غالب اسانس، در تیمار شاهد 92/66 درصد گزارش گردید. کاربرد تلفیقی مایکوریزا و 4 درصد در گلدان ورمی کمپوست محتوای (E)-Anethole موجود در اسانس را تا 72/80 درصد افزایش داد. به طور کلی ورمی­کمپوست، کود حیوانی و مایکوریزا باعث بهبود خصوصیات رشدی، بیوشیمیایی و عملکرد اسانس رازیانه شد. این کودها با در اختیار قرار دادن مقادیر زیادی از عناصر غذایی مورد نیاز و تأثیر بر جنبه­های مختلف رشد و توسعه ریشه، عملکرد گیاه را افزایش دادند. در این میان شاید نقش نیتروژن به دلیل مشارکت در پروتئین­سازی و نقش آهن در تثبیت نیتروژن، فتوسنتز و انتقال الکترون، بیشتر از بقیه نمایان باشد.

کلیدواژه‌ها

اسانس؛ رازیانه؛ عملکرد بذر؛ فلاونوئید؛ مایکوریزا

مراجع

1. Amiri R., Nikbakht A., and Etemadi N. 2015. Alleviation of drought stress on rose geranium [Pelargonium graveolens (L.) Herit.] in terms of antioxidant activity and secondary metabolites by mycorrhizal inoculation. Scientia Horticulturae 197: 373-380.‏ https://doi.org/10.1016/j.scienta.2015.09.062.
2. Anwar M., Patra D.D., Chand S., Alpesh K., Naqvi A.A., and Khanuja S.P.S. 2005. Effect of organic manures and inorganic fertilizer on growth, herb and oil yield, nutrient accumulation, and oil quality of French basil. Communications in Soil Science and Plant Analysis 36(13-14): 1737-1746.‏ https://doi.org/10.1081/CSS-200062434.
3. Arancon N.Q., Edwards C.A., Atiyeh R., and Metzger J.D. 2004. Effects of vermicomposts produced from food waste on the growth and yields of greenhouse peppers. Bioresource Technology 93(2): 139-144.‏ 1016/j.biortech.2003.10.015.
4. Arancon N.Q., Galvis P.A., and Edwards C.A. 2005. Suppression of insect pest populations and damage to plants by vermicomposts. Bioresource Technology 96(10): 1137-1142.‏ 1016/j.biortech.2004.10.004.
5. Atiyeh R.M., Subler S., Edwards C.A., Bachman G., Metzger J.D., and Shuster W. 2000. Effects of vermicomposts and composts on plant growth in horticultural container media and soil. Pedobiologia 44(5): 579-590.‏ https://doi.org/10.1078/S0031-4056(04)70073-6
6. Azzaz N.A., Hassan E.A., and Hamad E.H. 2009. The chemical constituent and vegetative and yielding characteristics of fennel plants treated with organic and bio-fertilizer instead of mineral fertilizer. Australian Journal of Basic and Applied Sciences 3(2): 579-587.‏
7. Bagal U.R., Leebens-Mack J.H., Lorenz W.W., and Dean J.F. 2012. The phenylalanine ammonia lyase (PAL) gene family shows a gymnosperm-specific lineage. In BMC Genomics 13(3): 1-9. https://doi.org/10.1186/1471-2164-13-S3-S1.
8. Behrooz A., Vahdati K., Rejali F., Lotfi M., Sarikhani S., and Leslie C. 2019. Arbuscular mycorrhiza and plant growth-promoting bacteria alleviate drought stress in walnut. HortScience 54(6): 1087-1092.‏ https://doi.org/10.21273/HORTSCI13961-19.
9. Bouwman H., and Reinecke A.J. 1991. A defined medium for the study of growth and reproduction of the earthworm Eisenia fetida (Oligochaeta). Biology and Fertility of Soils 10(4): 285-289.‏
10. Chatterjee S.K. 2001. Cultivation of medicinal and aromatic plants in India-A commercial approach. In International Conference on Medicinal and Aromatic Plants. Possibilities and Limitations of Medicinal and Aromatic Plant 576: 191-202. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2002.576.28.
11. Chen W., Meng P., Feng H., and Wang C. 2020. Effects of arbuscular mycorrhizal fungi on growth and physiological performance of Catalpa bungei CA Mey. under drought stress. Forests 11(10): 1117.‏ 3390/f11101117
12. Ćustić M., Poljak M., Čoga L., Ćosić T., Toth N., and Pecina M. 2003. The influence of organic and mineral fertilization on nutrient status, nitrate accumulation, and yield of head chicory. Plant, Soil and Environment 49(5): 218-222.‏ https://doi.org/10.17221/4116-PSE.
13. Daneshian J., Yousefi M., Zandi P., Jonoubi P., and Khatibani L.B. 2011. Effect of planting density and cattle manure on some qualitative and quantitative traits in two basil varieties under Guilan condition, Iran. American-Eurasian Journal of Agricultural and Environmental Sciences 11(1): 95-103.‏
14. Darzi M.T., Ghalavand A., and Rejali F. 2007. Effect of mycorrhiza, vermicompost and phosphate biofertilizer application on flowering, biological yield and root colonization in fennel (Foeniculum vulgare). Iranian Journal of Crop Sciences 10(1): 88-109. (In Persian with English abstract)
15. Edwards C.A., and Burrows I. 1988. Potential of earthworm composts as plant growth media. Earthworms in waste and environmental management/edited by Clive A. Edwards and Edward F. Neuhauser.‏
16. Garg P., Gupta A., and Satya S. 2006. Vermicomposting of different types of waste using Eisenia foetida: A comparative study. Bioresource Technology 97(3): 391-395.‏ 1016/j.biortech.2005.03.009.
17. Gharib F.A., Moussa L.A., and Massoud O.N. 2008. Effect of compost and bio-fertilizers on growth, yield and essential oil of sweet marjoram (Majorana hortensis) plant. International Journal of Agriculture and Biology 10(4): 381-387.‏
18. Gholami H., Raouf Fard F., Saharkhiz M.J., and Ghani A. 2018. Yield and physicochemical properties of inulin obtained from Iranian chicory roots under vermicompost and humic acid treatments. Industrial Crops and Products 123: 610-616.‏ 1016/j.indcrop.2018.07.031.
19. Giovannetti M., and Mosse B. 1980. An evaluation of techniques for measuring vesicular arbuscular mycorrhizal infection in roots. New Phytologist 489-500.‏ https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.1980.tb04556.x.
20. Haj Seyed Hadi M.R., Darzi M.T., Ghandehari Z., and Riazi G. 2011. Effects of vermicompost and amino acids on the flower yield and essential oil production from Matricaria chamomile Journal of Medicinal Plants Research 5(23): 5611-5617.10.18869/acadpub.ejgcst.7.4.1.
21. Hajeb S., Boroumand N., and Sanjari S. 2017. Effect of application of phosphorus fertilizer in calcareous soils containing different amounts of native phosphorus on yield and micronutrients uptake of cucumber. Journal of Soil and Plant Interactions 7(4): 1-11. (In Persian)
22. Hameeda B., Rupela O.P., Reddy G., and Satyavani K. 2006. Application of plant growth-promoting bacteria associated with composts and macrofauna for growth promotion of pearl millet (Pennisetum glaucum). Biology and Fertility of Soils 43 (2): 221-227.‏ 10.1007/s00374-006-0098-1.
23. Javanmardi J., and Hasanshahian O. 2014. Humic acid and manure tea affected reproductive stage and fruit quality factors of pepino in organic production system. Building Organic Bridges 3: 683-686.‏ 3220/REP_20_1_2014.
24. Jeffries P., Gianinazzi S., Perotto S., Turnau K., and Barea J.M. 2003. The contribution of arbuscular mycorrhizal fungi in sustainable maintenance of plant health and soil fertility. Biology and Fertility of Soils 37(1): 1-16.‏ 1007/s00374-002-0546-5.
25. Kapoor R., Giri B., and Mukerji K.G. 2002. Mycorrhization of coriander (Coriandrum sativum L) to enhance the concentration and quality of essential oil. Journal of the Science of Food and Agriculture 82(4): 339-342.‏ https://doi.org/10.1002/jsfa.1039.
26. Kapoor R., Giri B., and Mukerji K.G. 2004. Improved growth and essential oil yield and quality in Foeniculum vulgare mill on mycorrhizal inoculation supplemented with P-fertilizer. Bioresource Technology 93(3): 307-311.‏ 1016/j.biortech.2003.10.028.
27. Kheiry A., Arghavani M., and Khastoo M. 2016. Effects of organic fertilizers application on morphophysiological characteristics of calendula (Calendula officinalis). Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants 31(6): 1047-1057. (In Persian with English abstract)
28. Kumawat P.D., Jat N.L., and Yadav S.S. 2006. Effect of organic manure and nitrogen fertilization on growth, yield and economics of barley (Hordeum vulgare). Indian Journal of Agricultural Science 76(4): 226-229.‏
29. Lee J. 2010. Effect of application methods of organic fertilizer on growth, soil chemical properties and microbial densities in organic bulb onion production. Scientia Horticulturae 124(3): 299-305.‏ 1016/j.scienta.2010.01.004.
30. Mahfouz S.A., and Sharaf-Eldin M.A. 2007. Effect of mineral vs. biofertilizer on growth, yield, and essential oil content of fennel [Foeniculum vulgare]. International Agrophysics 21(4): 361-366.‏
31. Menichini F., Tundis R., Bonesi M., Loizzo M.R., Conforti F., Statti G., and Menichini F. 2009. The influence of fruit ripening on the phytochemical content and biological activity of Capsicum chinense cv Habanero. Food Chemistry 114(2): 553-560.‏ 10.1016/j.foodchem.2008.09.086.
32. Moradi R., Nasiri mahallati M., Rezvani moghadam P., Lakzian A., and Nejadali A. 2011. The effect of biological and organic fertilizers on the quantity and quality of fennel essential oil (Foeniculum vulgare Mill). Journal of Horticultural Science 25(1): 25-33. (In Persian)
33. Naguib A.E.M.M., El-Baz F.K., Salama Z.A., Hanaa H.A.E.B., Ali H.F., and Gaafar A.A. 2012. Enhancement of phenolics, flavonoids and glucosinolates of Broccoli (Brassica olaracea, var. Italica) as antioxidants in response to organic and bio-organic fertilizers. Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences 11(2): 135-142.‏ 1016/j.jssas.2012.03.001.
34. Oke F., Aslim B., Ozturk S., and Altundag S. 2009. Essential oil composition, antimicrobial and antioxidant activities of Satureja cuneifolia Food Chemistry 112(4): 874-879.‏ 10.1016/j.foodchem.2008.06.061.
35. Omidbeygi R. 2013. Production and processing of medicinal plants. Publication of Astan Quds Razavi 6 (2): 423p. (In Persian)
36. Prabha M.L., Jayraaj I.A., Jayaraj R., and Rao D.S. 2007. Effect of vermicompost and compost on growth parameters of selected vegetable and medicinal plants. Asian Journal of Microbiology, Biotechnology and Environmental Sciences 9(2): 321-326.
37. Roy S., Arunachalam K., Dutta B.K., and Arunachalam A. 2010. Effect of organic amendments of soil on growth and productivity of three common crops viz. Zea mays, Phaseolus vulgaris and Abelmoschus esculentus. Applied Soil Ecology 45(2): 78-84.‏
38. Saeed Nejhad A.H., and Rezvani Moghadam P. 2010. Evaluation of consumption of compost, vermicompost and manure fertilizers on yield, yield components of Cumin and essence percentage. Horticulture Sciences Journal 24(2): 142-148.‏ (In Persian with English abstract)
39. Safaei L., Sharifiashoorabadi E., Afiuni D., Emami S.D., and Shoaii A.A. 2014. The effect of different nutrition systems on aerial parts and essential oil yield of Thymus daenensis Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants 30(5): 702-713. (In Persian with English abstract)
40. Saharkhiz M.J., Smaeili S., and Merikhi M. 2010. Essential oil analysis and phytotoxic activity of two ecotypes of Zataria multiflora growing in Iran. Natural Product Research 24(17): 1598-1609.‏ https://doi.org/10.1080/14786411003754280.
41. Shabahang J., Khorramdel S., and Gheshm R. 2013. Evaluation of symbiosis with mycorhizzal on yield, yield components and essential oil of fennel (Foeniculum vulgare) and ajowan (Carum copticum L.) under different nitrogen levels. Agroecology 5: 289-298. (In Persian with English abstract)
42. Shahat A.A., Ibrahim A.Y., Hendawy S.F., Omer E.A., Hammouda F.M., Abdel-Rahman F.H., and Saleh M.A. 2011. Chemical composition, antimicrobial and antioxidant activities of essential oils from organically cultivated fennel cultivars. Molecules 16(2): 1366-1377.‏ 3390/molecules16021366.
43. Singh D., Chand S., and Anvar M. 2003. Effect of organic and inorganic amendment on growth and nutrient accumulation by isabgol (Plantago ovata) in sodic soil under greenhouse conditions.‏ Journal of Medicinal and Aromatic Plant Sciences 5(10): 4.
44. Theunissen J., Ndakidemi P.A., and Laubscher C.P. 2010. Potential of vermicompost produced from plant waste on the growth and nutrient status in vegetable production. International Journal of the Physical Sciences 5(13): 1964-1973.‏ https://doi.org/10.5897/IJPS.9000448.
45. Weber J., Karczewska A., Drozd J., Licznar M., Licznar S., Jamroz E., and Kocowicz A. 2007. Agricultural and ecological aspects of a sandy soil as affected by the application of municipal solid waste composts. Soil Biology and Biochemistry 39(6): 1294-1302.‏ 1016/j.soilbio.2006.12.005.
46. Wojdyło A., Oszmiański J., and Czemerys R. 2007. Antioxidant activity and phenolic compounds in 32 selected herbs. Food Chemistry 105 (3): 940-949.‏ https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2007.04.038.