اثر اصلاح کننده‌های خاک بر پاسخ‌های فیزیولوژیک درختچه مرتعی کام تیغ (Stocks Lycium depressum) به تنش خشکی

آب و خاک

مقاله 4، دوره 36، شماره 4 - شماره پیاپی 84، مهر و آبان 1401، صفحه 477-491   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.2022.76508.1163

نویسندگان

سمانه محمدی¹؛ عادل سپهری²؛ محمد فرزام^{* 3}؛ حسین بارانی²

¹گروه مرتع‌داری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

²دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان- گروه مرتع

³دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست دانشگاه فردوسی مشهد- گروه مرتع و آبخیزداری

چکیده

پژوهش حاضر با هدف اثر اصلاح کننده­های خاک، بر پاسخ­های فیزیولوژیک (مقاومت روزنه‌ای، دمای برگ، کلروفیل، درصد کلونیزاسیون ریشه، کاروتنوئید، پرولین) درختچه مرتعی کام تیغ (Lycium depressum Stocks) به تنش خشکی بود. آزمایش­ها در شرایط نیمه کنترل شده گلخانه­ای انجام شد. آزمایش به صورت فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی شامل تیمار اصلی آبیاری در 4 سطح (100، 75، 50 و 25 درصد ظرفیت زراعی) و تیمار فرعی اصلاح­کننده‌های خاک بررسی شد. تیمار­های فرعی اصلاح کننده­های خاک شامل هیدروژل و نیتروباکتر، میکوریزا و زئولیت در هر گلدان اضافه شد. در هر تیمار ترکیبی آبیاری و اصلاح کننده خاک 5 تکرار و در مجموع 160 گلدان برای انجام آزمایش مورد استفاده قرار گرفت. مقدار مقاومت روزنه‌ای از 48 متر مربع در ثانیه بر مول در سطح آبیاری 100 درصد به 44 متر مربع در ثانیه بر مول در آبیاری 25 درصد کاهش پیدا کرد. دمای برگ در اصلاح کننده هیدروژل بدون میکوریزا از 26 درجه سانتی‌گراد در آبیاری 100 درصد به 57/21 درجه سانتی‌گراد در سطح آبیاری 25 درصد کاهش یافت. در سطح آبیاری 100 درصد در اصلاح­کننده زئولیت بدون میکوریزا مقدار کلروفیل b+a از 6/0 میلی‌گرم بر گرم به 20/1 میلی‌گرم بر گرم در آبیاری 25 درصد افزایش پیدا کرد. مقدار کاروتنوئید در سطح آبیاری 100 درصد در اصلاح کننده زئولیت با میکوریزا از 1/0 میلی‌گرم بر گرم به 2/0 میلی‌گرم بر گرم در آبیاری 25 درصد افزایش یافته است در تیمار شاهد با میکوریزا در سطح آبیاری 100 درصد در مقایسه با سطح آبیاری 50 درصد، درصد کلونیزاسیون ریشه 5/1 درصد افزایش داشت. مقدار پرولین در تیمار هیدروژل بدون میکوریزا در آبیاری 100 درصد 77/2 میکرومول بر گرم و در سطح آبیاری 50 درصد 66/2 میکرومول بر گرم اندازه‌گیری شد. کاهش پرولین در سطح آبیاری 50 درصد نشان می­دهد اصلاح­کننده هیدروژل باعث افزایش مقاومت گونه  L. depressum به تنش خشکی شده است. نتایج تحقیق نشان داد افزایش خشکی باعث تغییرات در عملکرد فیزیولوژیک گیاه می­شود و کاربرد مواد اصلاح­کننده خاک در شرایط تنش خشکی به دلیل بهبود پارامترهای فیزیولوژیک، باعث افزایش 50 درصدی مقاومت گیاه خواهد شد. تیمارهای نیتروباکتر بدون میکوریزا، هیدروژل و زئولیت با میکوریزا و بدون میکوریزا به دلیل بهبود بیشتر پارامترهای فیزیولوژیک، برای کاشت گیاه در در طبیعت توصیه می‌شود.

کلیدواژه‌ها

آبیاری؛ پرولین؛ کلروفیل؛ کلونیزاسیون؛ مقاومت روزنه‌ای

مراجع

1. Akhani, H., & Ghorbanli, M. (1993). A contribution to the halophytic vegetation and flora of Iran. Towards the Rational Use of High Salinity Tolerant Plants 1: 35-44. https://doi.org/10.1007/978-94-011-1858-3.
2. Abolhasani, M., Lakzian, A., Joharchi, M. and Jafari, H., Akhgar, A., 1389. The effect of drought stress on the nitrogen fixation system of Sinorhizobium bacteria and the accumulation of compatible metabolites in Alfalfa (Medicago sativa) plant, Bami. Journal of Water and Soil 24(3): 416-407. (In Persian with English abstract)
3. Agushi, M., Qajar, M., & Bahmanyar, M. (2014). The effect of zeolite application on the quantitative and qualitative performance of soybeans under moisture stress and non-moisture stress conditions. Journal of Plant Production, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources 22(2): 173-187.
4. Amrian, M., Yusuf Thani, M., & Kochaki, A. (2014). The effect of inoculation with mycorrhizal species and irrigation levels on growth characteristics, yield, water use efficiency and some traits of corn plants. Journal of Agricultural Ecology 6(1): 152-133. (In Persian with English abstract)
5. Arabic, Z., & Kaboosi, K. (2014). The effect of different levels of irrigation and superabsorbent hydrogel on the morphological characteristics, yield and essential oil of anise plant. Crop Production Journal 8(4): 59-78. https://doi.org/10.1016/S2095-3119(14)60847-9.
6. Azimi, S., Khoshrosh, M., Darzi, A., & Abedinpour, M. (2017). Evaluation of the effect of different amounts of natural and artificial soil conditioners on biological performance and grain yield of wheat. Iran Water and Soil Research 49(3): 682-673. (In Persian with English abstract)
7. Behrman Sharifian, A., Sepehri, A., & Barani, H. (2021). Investigating the physical and chemical properties of the soil of the habitat of the species of Lycium depressum in saline and alkaline pastures in the north of Golestan province, Iran, Journal of Biological Protection Plant Biome 9(2): 62-47.
8. Binkley, D.A.N., & Giardina, C. (1998). Why do tree species affect soils? The warp and woof of tree-soil interactions. In Plant-induced soil changes. Processes and feedbacks 8(3): 89-106.
9. Broushki, M., & Fakheri, B. (2021). Evaluation of the application of zeolite on the quantitative and qualitative characteristics of the medicinal plant Karla in low irrigation conditions. Iranian Journal of Horticultural Sciences 52(1): 35-46. (In Persian with English abstract). http://dx.doi.org/10.22059/ijhs.2021.282202.1649.
10. Chamanara, S., & Kazemeini, A. (2016). Efficient multiscale approach for the integration of continuous multi-functional green infrastructure in Tehran city, Iran. International Journal of Urban Sustainable Development 8(2): 174-190. https://doi.org/10.1080/19463138.2016.1171773.
11. Ehsanzadeh, P., & Gholami, A. (2018). Physiological, antioxidant and performance response of three fennel genotypes to external application of proline under moisture stress conditions. Quarterly Journal of Plant Process and Function 8(4): 1-18. https://doi.org/1001.1.23222727.1398.8.32.17.5.
12. Fakhimi, E., & Motamedi, J. (2020). Effect of mining activities on structure and function of rangeland ecosystem using the landscape function analysis. Journal of Rangeland Science 10(3): 291-301.
13. Fateh, M., & Surkhi, F. (2018). The effect of drought stress on leaf area index, photosynthesis, stomatal conductance and proline content in two varieties of bean. Journal of Environmental Stresses in Agricultural Sciences 12(2): 389-399.
14. Fedai, A., & Parvizi, Y. (2017). The effect of induction of mycorrhizal fungus strains and phosphorus on the growth and phytochemical compounds of cucumber under drought stress conditions. Quarterly Journal of Medicinal Plants 17(2): 1-4.
15. Ghanbarian, G., & Yazdanpanah, Z. (2017). Effect of phenological stages on chemical composition of Platychaete aucheri as an important endemic shrub in Iran. Iranian Journal of Science and Technology 41(2): 301-305. (In Persian with English abstract). https://doi.org/10.1007/S40995-016-0032-9.
16. Haq Nazari, F., Ghanbarian, M., Dashtgol, A., & Naseri, V. (2019). Evaluation of sugarcane yield under the influence of irrigation and fertilizer levels. Agricultural Science Research in Dry Areas 13(2): 88-95.
17. Jahan, M., & Amiri, M. (2021). The effect of moisture super absorbent hydrogel on yield and some physiological traits of beans, sesame and corn in drought conditions. Journal of Plant Research 34(2): 496-510. https://doi.org/1001.1.23832592.1400.34.2.16.5.
18. Jalali, G.A., Akbarian, H., Rhoades, C., & Yousefzadeh, H. (2012). The effect of the halophytic shrub Lycium ruthenium (Mutt) on selected soil properties of a desert ecosystem in central Iran. Polish Journal of Ecology 60(4): 845-850.
19. Jalali, S., & Khademian, R. (2021). Morphological and phytochemical action of dill plant on natural zeolite under drought stress. Journal of Horticultural Plant Nutrition 4(1): 31-46.
20. Kafi, M., Ganjali, A., & Abbasi, F. (2016). Review of changes in abscisic acid (ABA) leaf tissue and stomatal resistance in drought-resistant and sensitive genotypes of chickpea (Cicer arientinum). Journal of University Sciences Tehran 33(4): 18-19. (In Persian with English abstract)
21. Kafi, M., Nabati, J., Eskoyan, A., & Eskoyan, A. (2018). Investigating the effect of biological fertilizers on the quality, yield and yield components of two potato varieties. Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources 9(2): 84-65. (In Persian with English abstract)
22. Khalili, M., & Tausli, A. (2021). The role of mycorrhizal fungi and hydrogel on water use efficiency and cucumber yield under soilless cultivation conditions. Journal of Soil-Plant Relations 6(4): 93-109.
23. Kohestani, Sh., & Askari, N. (2018). Investigating the effect of superabsorbent hydrogels on grain corn yield under drought stress conditions, Journal of Plant Production 5(3): 71-78.
24. Mousavifar, A., Khazaei, R., & Kafi, M. (2017). The effect of drought stress on some photosynthetic characteristics of Kochia (Kochia scoparia) in a greenhouse experiment. Journal of Environmental Stresses in Agricultural Sciences 11(3): 603-614. (In Persian with English abstract)
25. Naji, S., Zarei, L., Pourjabali, M., & Mohammadi, R. (2017). The extract of Lycium depressum stocks enhances wound healing in streptozotocin-induced diabetic rats. The International Journal of Lower Extremity Wounds 16(2): 85-93. https://doi.org/1177/1534734617700538.
26. Pollini, L., Rocchi, R., Cossignani, L., Mañes, J., Compagnone, D., & Blasi, F. (2019). Phenol profiling and nutraceutical potential of Lycium Journal of Leaf Extracts Obtained with Ultrasound and Microwave Assisted Techniques 8(8): 260. https://doi.org/10.3390/antiox8080260.
27. Sajjadi, G., & Tosali, A. (2021). Investigating the effect of hydrogel on increasing drought resistance of the medicinal plant Hibiscus sabdariffa Journal of Iranian Medicinal and Aromatic Plants Research 37(4): 584-595. (In Persian with English abstract). https://doi.org/10.22092/IJMAPR.2021.353010.2924.
28. Sarcheshmepour, M., Friver, M., & Sarmast, M. (2018). The effect of polymers on soil moisture and some growth indicators of corn plants under drought stress conditions. Journal of Soil Management and Sustainable Production 49(3): 152-133. (In Persian with English abstract)
29. Sharbati, F., Mohammad Asmeili, M., Bahmanesh, B., & Hosseini, S.A. (2016). Investigating the effect of salinity and drought stress on seed germination of Lycium depressum Journal of Faculty of Agriculture and Natural Resources 4(3): 65-72. (In Persian with English abstract)
30. Sharifian Behrman, A., Sepehri, A., & Barani, H. (2021). Investigating the physical and chemical characteristics of the soil of the habitat of the species Kam Tigh in the saline and alkaline pastures of the north of Golestan province. Journal of Plant Ecosystem Protection 9(2): 62-47.
31. Shiran, B., & Hertmani, A. (2021). The effect of mycorrhizal fungus symbiosis on morphological traits, proline and gene expression under drought stress. Modern Genetics Quarterly 16(4): 373-385.
32. Watan Dost, H., Sharifi, R., & Farzaneh, S. (2016). Seed filling and the composition of some fatty acids of rapeseed oil (Brassica napus) with the use of biofertilizers and interruption of irrigation. Journal of Agricultural Knowledge and Sustainable Production Quarterly 27(4): 15-22.
33. Zhang, G., Chen, S., Zhou, W., Meng, J., Deng, K., Zhou, H., Hu, N., & Suo, Y. (2018). Rapid qualitative and quantitative analyses of eighteen phenolic compounds from Lycium ruthenicum Murray by UPLC-Q-Orbitrap MS and their antioxidant activity. Journal of Food Chemistry 269: 150-156.
34. Zhang, T., Kang, Y., & Wan, S. (2013). Shallow sand-filled niches beneath drip emitters made reclamation of an impermeable saline-sodic soil possible while cropping with Lycium barbarum Journal of Agricultural Water Management 119: 54-64. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2012.12.016.
35. Zhao, J.H., Li, H.X., Zhang, C.Z., Wei, A.N., Yue, Y.I.N., Wang, Y.J., & Cao, Y.L. (2018). Physiological response of four wolfberry (Lycium) species under drought stress. Journal of Integrative Agriculture 17(3): 603-612. https://doi.org/10.1016/S2095-3119(18)62038-6.