نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشیار پژوهش، بخش تحقیقات منابع طبیعی، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان اصفهان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی اصفهان
2 کارشناس ارشد دانشکده کشاورزی، دانشگاه آزاد خوراسگان اصفهان
3 استادیار دانشکده کشاورزی، دانشگاه آزاد خوراسگان اصفهان
4 دکتری، گروه اکوفیزیولوژی گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز
چکیده
کلیدواژهها
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Ajowan (Carum copticum L. C.B. Clarke) is an annual plant of the Apiaceae family with medicinal, health and industrial uses. To investigate the effect of irrigation water salinity and planting date on some characteristics of this plant, a split-split plot experiment based on a randomized complete design with three replications was conducted in Isfahan, Iran. Two different planting dates (spring: March 23 and summer: June 21) and four different salinity levels (0.3 (control), 3, 6 and 9 dS/m), were assigned to main plots and subplots, respectively. The results showed that the highest plant height (93.2 cm) and biological yield (1367.7 g/m2) were obtained at 0.3 dS/m and summer planting date and maximum seed yield (230 g/m2) was observed at 0.3 dS/m and spring planting date. Increasing salinity levels decreased plant height, biological and seed yields. Interaction effects of salinity and planting season on essential oil percent and yield was not significant. The number of compounds identified in aerial parts of essential oil was 15 and 11 in summer and spring planting season, respectively. Based on the results, salinity had significant effect on essential oil yield, but no significant effect on essential oil percentage. Quality and quantity changes of essential oil components had no typical pattern. Spring was the most appropriate planting date in Isfahan climatic conditions for ajowan.
کلیدواژهها [English]
مقدمه
زنیان با نام علمی (L.) C. B. Clarke Carum copticum گیاهی یکساله از تیره چتریان(Apiaceae) و بومی ایران، مصر، هندوستان و برخی کشورهای اروپایی است. در طب سنتی از بذر و ریشه زنیان بهعنوان تونیک ضد نفخ ، زیاد کننده تنفس و برای مداوای ترش کردن و تقویت هاضمه استفاده میشود. عصاره بذر زنیان در داروهای ضد سرفه و مشتقات اپوکسی بهکار میرود. این گیاه بهعنوان طعم دهنده در صنایع غذایی و همچنین منبع تجارتی تیمول بهعنوان یک ماده ضد عفونی کننده قوی کاربرد دارد (Davazdahemami & Majnoon Hosseini, 2014., Momeni & Shahrokhi, 2015).
رشد و نمو گیاهان دارویی مانند سایر گیاهان زراعی، تحت تاثیر عوامل ژنتیکی و محیطی قرار میگیرد و بیشترین عملکرد آنها زمانی حاصل میشود که ترکیب مناسبی از عوامل محیطی برای گیاه فراهم باشد. تعیین تاریخ کاشت مناسب بهمنظور دستیابی به استقرار خوب گیاه در مزرعه بر سایر عوامل محیطی مؤثر در رشد اولویت دارد (Khajehpour, 2014). زمان کاشت بهدلیل تغییر طول روز، دما و رطوبت نسبی اهمیت زیادی در رشد، نمو و تولید گیاه طی فصل رشد دارد. تعیین زمان کاشت مطلوب یک گیاه باعث میشود که مجموعه عوامل محیطی برای سبزشدن، استقرار و بقای گیاهچهها مناسب باشد و گیاه با شرایط نامساعد محیطی برخورد نکند(Khichar & Niwas, 2006). محققان زیادی تاثیر تاریخ کشت را بر خصوصیات مختلف گیاهان دارویی گزارش کردهاند. ارزیابی چهار تاریخ کشت (16 اسفند، هشت فروردین، 29 فروردین و 19 اردیبهشت) زنیان نشان داد که بیشترین ارتفاع، تعداد انشعاب ساقهای و تعداد چترک در چتر در تاریخ کشت هشت فروردین و بیشترین تعداد انشعاب طوقهای و وزن هزار دانه در تاریخ کشت 16 اسفند بهدست آمد .(Boroumand Rezazadeh et al., 2010) بررسی سه تاریخ کاشت (15 اسفند، 15 فروردین و 15 اردیبهشت ماه) در نعناع (Mentha piperita L.) نشان داد که حداکثر عملکرد دانه از گیاهان کشت شده در تاریخ 15 فروردین بهدست میآیدet al., 2009) (Barzegar. در پژوهشی تأثیر سه تاریخ کشت مختلف (29 فروردین و نه و 19 اردیبهشت) بر عملکرد و اجزای عملکرد گیاه دارویی کدو پوست کاغذی (Cucurbita pepo L.) بررسی و گزارش شد که بیشترین عملکرد میوه در تاریخ کشت 29 فروردین بهدست آمد .(Latifi et al., 2012)
شوری یکی از مهمترین تنشهای غیر زیستی است که اثرات زیانباری بر عملکرد و کیفیت محصول دارد. کیفیت آب آبیاری در اکثر مناطق ایران پایین است و به درجات مختلف با شوری همراه میباشد که بروز خشکسالی، این مشکل را تشدید کرده است. با اعمال مدیریتهای صحیح کشاورزی میتوان از این آبها برای کشت گیاهان متحمل و نیمه متحمل به شوری استفاده کرد .(Mostashfi HabibAbadi et al., 2011 زنیان یکی از متحملترین گیاهان دارویی نسبت به تنش شوری محسوب میشود. مطالعات انجام شده حاکی از اثر بازدارنده سطوح بالای شوری بر مولفههای جوانهزنی این گیاه است . گزارشات مختلفی در رابطه با بررسی تاثیر شوری آب آبیاری بر خصوصیات کمی و کیفی گیاهان دارویی وجود دارد(Davazdahemami & Majnoon Hosseini, 2014). بررسی اثر شوری در گیاه بادرشبو (Dracocephalum moldavica L.) نشان داد که بیشترین و کمترین عملکرد زیستی و ارتفاع بوته به ترتیب در تیمار شاهد و تیمار 21 دسی زیمنس به دست آمد .(Davazdahemami et al., 2010 b) نتایج پژوهشی نشان داد که با افزایش سطح شوری، کاهش ارتفاع گیاه سیاه دانه (L. Nigella sativa) بیشتر بود .(Habibi et al., 2017) در پژوهشی دیگر، با افزایش میزان شوری عملکرد بذر و زیستی سیاه دانه بهشدت کاهش یافت (Hamsyan, 2015).
با توجه به لزوم استفاده از آبهای شور در زراعت بهدلیل محدودیت منابع آبی دارای کیفیت مطلوب و همچنین با توجه به اهمیت تعیین تاریخ کشت مناسب در بهبود عملکرد کمی و کیفی محصول، پژوهش حاضر در راستای ارزیابی تاثیر سطوح مختلف شوری آب آبیاری بر برخی صفات زراعی و کمیت و کیفیت اسانس گیاه دارویی زنیان در دو فصل کشت بهاره و تابستانه به اجرا در آمد.
مواد و روشها
بهمنظور بررسی اثر تاریخ کشت و شوری آب آبیاری بر برخی ویژگیهای زراعی و عملکرد کمی و کیفی اسانس زنیان (توده محلی مشهد)، آزمایشی در مزرعه تحقیقاتی مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان اصفهان واقع در جنوب غربی شهر اصفهان (32 درجه و 37 دقیقه شمالی و 51 درجه و 35 دقیقه شرقی به ارتفاع 1600 متر از سطح دریا) به اجرا درآمد. پژوهش بهصورت طرح کرتهای خرد شده بر پایه طرح کاملا تصادفی در سه تکرار صورت گرفت. کرتهای اصلی شامل دو تاریخ کاشت 23 اسفند ماه (کاشت بهاره) و 21 خرداد ماه (کاشت تابستانه) و کرتهای فرعی شامل سطوح مختلف آب شور (3/0، سه، شش و نه دسی زیمنس بر متر) بودند. پیش از آغاز آزمایش و بهمنظور تعیین ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک، از عمق صفر تا 30 سانتیمتری خاک نمونهبرداری انجام گرفت که نتایج آن در جدول یک ارائه شده است.
جدول 1- ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک محل آزمایش (عمق 0 تا 30 سانتیمتر)
Table 1. Physio-chemical properties of the experimental site soil (0-30 cm soil depth)
Ece (dS/m( |
|
O.C |
TN |
Clay |
Silt |
Sand |
Gravel |
pH |
(%) |
||||||
1.75 |
7.64 |
1.44 |
0.14 |
20 |
22 |
58 |
20-25 |
|
|||||||
Na+ |
Ca+2+Mg+2 |
Cl- |
SO4-2 |
HCO3- |
Cations |
Anions |
|
(meq/l) |
|||||||
25 |
85 |
36 |
55.2 |
10.8 |
110 |
102 |
بر اساس آزمایش کودی، بهترتیب 80 و 30 کیلوگرم در هکتار کود اوره و سوپر فسفات تریپل قبل از کاشت و 10 تن کود دامی در هکتار قبل از تسطیح و آماده سازی به زمین داده شد. ابعاد هر کرت سه در یک متر، فاصله بین ردیفها ٥٠ سانتیمتر و فاصله بوتههای روی ردیف، 30 سانتیمتر در نظر گرفته شد. کاشت با میزان بذر دو برابر انجام شد و پس از مرحله شش تا هشت برگی، کرتها تنک شدند. وجین علفهایهرز در طی دوره رشد بهصورت دستی انجام شد. اولین آبیاری بعد از کاشت انجام شد و سایر آبیاریها بر اساس سنجش رطوبت خاک با دستگاه TDR صورت گرفت. پس از مرحله هشت برگی و قبل از ورود گیاه به مرحله گلدهی، تنش شوری آب آبیاری با استفاده از کلرید سدیم (NaCl) و به میزان 100 لیتر به ازای هر متر مربع، با استفاده از تانکهای 300 لیتری شیردار اعمال شد. ارتفاع گیاه، عملکرد زیستی و بذر و عملکرد اسانس اندام هوایی و ترکیبات تشکیل دهنده آن تعیین شد. اندام هوایی گیاه در مرحله 20-10 درصد گلدهی مزرعه و بذرها در زمان رسیدگی برداشت شدند. اندام هوایی گیاه در سایه بهطور طبیعی خشک شدند و 100 گرم از آن پس از آسیاب، توسط دستگاه کلونجر به روش تقطیر با آب اسانس گیری شد. سپس عملکرد اسانس اندام هوایی از رابطه زیر محاسبه شد:
YE= Ee × DC × BYd
که در این رابطه، YE: عملکرد اسانس اندام هوایی، Ee: بازده اسانس اندام هوایی، DC: ضریب توزیع و BYd: عملکرد زیستی خشک است.
برای جداسازی و شناسایی ترکیبات تشکیل دهنده اسانس، از دستگاه کروماتوگرافی گازی (GC) و کروماتوگرافی گازی متصل به طیفسنجی جرمی (GC/MS) استفاده شد. تجزیه و تحلیل آماری دادهها با استفاده از نرم افزار SAS 9.1 انجام شد و میانگینها با استفاده از آزمون دانکن در سطح احتمال پنج درصد مقایسه شدند.
نتایج و بحث
صفات زراعی
بر اساس نتایج بهدست آمده از تجزیه دادههای دو فصل کشت، اثر فصل کشت بر ارتفاع گیاه و عملکرد زیستی در واحد سطح در سطح یک درصد معنیدار بود، ولی بر عملکرد بذر در واحد سطح معنیدار نبود. شوری بر عملکرد بذر و زیستی و ارتفاع گیاه در مرحله گلدهی در سطح یک درصد تاثیر معنیدار داشت. اثر متقابل شوری و فصل کشت بر صفت عملکرد بذر در متر مربع در سطح یک درصد و بر عملکرد زیستی در واحد سطح و ارتفاع گیاه در سطح پنج درصد معنیدار بود (جدول 2).
جدول 2- تجزیه واریانس مرکب برخی صفات زنیان در کشت بهاره و تابستانه تحت تنش شوری
Table 2. Combined variance analysis of some Ajowan traits in spring and summer cultivation under salinity stress
|
|
Mean Squares |
|
|
df |
S.O.V |
Essential oil yield of seed |
Essential oil of seed |
Seed yield |
Biological yield |
Plant height |
||
0.1121 ns |
1.489* |
863.2 ns |
215.5** |
6826** |
1 |
Planting season |
0.1217 |
0.0799 |
426.6 |
1764 |
51.15 |
4 |
Error (a) |
0.675 ns |
0.2286 ns |
8087** |
154906** |
145.1** |
3 |
Salinity |
0.015 ns |
0.113 ns |
870.5** |
6113* |
130.9* |
3 |
Salinity× Planting season |
0.1115 |
0.1726 |
141.6 |
1729.8 |
22.25 |
12 |
Error (b) |
ns و ٭٭: بهترتیب غیر معنیدار و معنیدار در سطح احتمال یک درصد.
ns and**: non-significant and significant at 1% of probability level, respectively.
عملکرد زیستی و ارتفاع گیاه در کشت تابستان بیشتر از کشت بهار بود. با افزایش شوری از سطح شاهد به نه دسی زیمنس بر متر، عملکرد بذر از 3/216 به 2/136 گرم در متر مربع، عملکرد زیستی از 5/1260 به 3/876 گرم در متر مربع و ارتفاع گیاه از 1/74 به 7/62 سانتیمتر کاهش یافت (جدول 3).
جدول 3- مقایسه میانگین صفات زنیان در کشت بهاره و تابستانه تحت تنش شوری
Table 3. Mean comparison of Ajowan traits in spring and summer cultivation under salinity stress
Essential oil yield of seed (ml/m2) |
Essential oil of seed(%) |
Seed yield (g/m2) |
Biological yield (g/m2) |
Plant height (cm) |
Planting season |
7.6 a |
4.1 a |
185.4 a |
945.2 b |
52 b |
Spring |
6.8 b |
3.9 a |
173.4 a |
1196.9 a |
85.7 a |
Summer |
|
|
|
|
|
Salinity (dS/m) |
8.9 a |
4.1 a |
216.3 a |
1260.5 a |
74.1 a |
0.3 |
8.3 a |
4.1 a |
202.5 a |
1116.1 b |
71.2 a |
3 |
6.3 b |
3.9 a |
162.6 b |
1031.1 c |
67.5 ab |
6 |
5.3 b |
3.9 a |
136.2 c |
876.3 d |
62.7 b |
9 |
میانگینهای دارای حروف مشترک در هر ستون، در سطح یک درصد اختلاف معنیدار ندارند.
Means with the same letters in the same column are not significantly different at 1% probability level.
مقایسه میانگین سطوح مختلف شوری در دو فصل کشت نشان داد که بیشترین ارتفاع گیاه (2/93 سانتیمتر) و عملکرد زیستی (7/1367 گرم در متر مربع) در سطح شوری شاهد و در فصل تابستان بهدست آمد و حداکثر عملکرد بذر (230 گرم در متر مربع) به سطح شاهد شوری در فصل بهار اختصاص داشت (جدول 4). گزارشهای متعددی مبنی بر کاهش ارتفاع گیاه، عملکرد بذر، عملکرد زیستی و ... در اثر تنش شوری در گیاهان مختلف وجود دارد. نتایج پژوهشی نشان داد که افزایش شوری، منجر به کاهش معنیدار ارتفاع، عملکرد اسانس بذر و عملکرد زیستی زنیان میشود (Davazdahemami et al., 2007). ارزیابی تاثیر شوری بر درصد اسانس دانه و اندامهای رویشی زنیان نشان داد که با افزایش شوری، این صفات بهصورت قابل توجهی کاهش مییابند .(Davazdahemami & Mazaheri, 2009) در پژوهشی دیگر، تنش شوری سبب کاهش عملکرد بذر و اسانس و برخی ویژگیهای مورفولوژیکی زنیان شد (Ramezani et al., 2017). با افزایش شوری، از میانگین وزن خشک اندام هوایی بومادران هزار برگ (Achillea millefolium)کاسته شد که این کاهش ناشی از کاهش ارتفاع گیاه است. این گزارشات با نتایج حاصل از این آزمایش مطابقت دارد.
جدول 4- مقایسه میانگین اثرات متقابل تاریخ کاشت و تنش شوری بر صفات زنیان در کشت بهاره و تابستانه
Table 4. Mean comparison of interaction effects of planting date and salinity stress on Ajowan traits in spring
Essential oil yield of seed (ml/m2) |
اEssential oil of seed(%) |
Seed yield (g/m2) |
Biological yield (g/m2) |
Plant height (cm) |
Salinity levels (dS/m) |
Planting season |
9.6 a |
4.2 a |
230 a |
1153.5 bc |
56.6 c |
0.3 |
1 |
9.1 ab |
4.2 a |
217.6 ab |
995.8 de |
52.1 c |
3 |
1 |
6.8 ab |
4a |
169 cd |
927.5 e |
50.1 c |
6 |
1 |
4.9 ab |
3.9 a |
125.1 e |
703.9 f |
49.2 c |
9 |
1 |
8.3 bc |
4 a |
202.7 ab |
1367.6 a |
93.2 a |
0.3 |
2 |
7.4 bc |
4 a |
187.4 bc |
1236.4 b |
91.5 a |
3 |
2 |
5.9 c |
3.8 a |
156.3 d |
1134.6 bc |
84.8 ab |
6 |
2 |
5.8 c |
3.9 a |
147.3 de |
1048.8 cd |
73.3 b |
9 |
2 |
میانگینهای دارای حروف مشترک در هر ستون، در سطح یک درصد اختلاف معنیدار ندارند. فصل بهار=1، فصل تابستان=2
Means with the same letters in the same column are not significantly different at 1% probability level. Spring = 1, Summer =2
سمیت احتمالی ناشی از تجمع بیش از حد یون سدیم در اندامهای گیاهی، کاهش تولید ماده خشک را به همراه خواهد داشت. معمولاً در شرایط تنش شوری، روزنههای هوایی بسته میشود و بهدلیل کاهش تبادلات گازی، میزان فتوسنتز کاهش مییابد. در نهایت، شوری میتواند رشد ریشه را نیز متوقف نماید و بدین طریق ظرفیت جذب و انتقال آب و عناصر غذایی از خاک به طرف اندام هوایی را کاهش دهد .(Dehghan & Rahimmalek, 2018)غلظت بالاتر سدیم و کلرید در محلول خاک در شرایط تنش شوری، باعث ایجاد تنش اسمزی و تأثیرات یونی ویژه، اختلال در جذب و انتقال عناصر به اندامهای هوایی گیاه و بیماریهای تغذیهای و در نهایت سبب کاهش عملکرد گیاه میشود (Said-Al Ahl et al., 2011). غلظت بالای نمک موجود در برگ بهویژه سدیم، با پیری زودرس برگ، کاهش فعالیت فتوسنتزی و سطح فتوسنتز کننده، سبب کاهش عملکرد دانه میشود (Hussain et al., 2004; James et al., 2006). با افزایش شدت شوری، رشد و توسعه گیاهان در محیط شور بهدلیل ایجاد اختلال در فرآیندهای متابولیسمی کاهش مییابد و این امر در نهایت منجر به کاهش عملکرد زیستی در بسیاری از گیاهان میشود. همچنین رشد پایین ناشی از تنش اسمزی ایجاد شده از طریق غلظت بالای نمک در منطقه ریشه، سبب کاهش ارتفاع گیاهان میشود .(Moradi & Islam, 2007) کاهش ارتفاع بر اثر شوری میتواند یک راهکار مناسب برای مقابله با شوری باشد. در اثر کاهش ارتفاع، میزان مصرف آب بهدلیل رشد کمتر و همچنین تعرق کمتر کاهش مییابد. بهنظر میرسد که کاهش طول ساقه در اثر شوری، بهدلیل کاهش فتوسنتز باشد (Dehghan & Rahimmalek, 2018). بررسی چهار تاریخ کشت مختلف (16 اسفند، هشت فروردین، 29 فروردین و 19 اردیبهشت) در گیاه زنیان نشان داد که بیشترین ارتفاع کانوپی و عملکرد دانه در تاریخ کشت هشت فروردین بهدست آمد؛ در این تاریخ کشت به علت مساعدتر بودن شرایط رشد، ارتفاع گیاه بیشتر بود. کمترین میزان عملکرد در تاریخ کاشت ٢٩ فروردین حاصل شد که بهشکل معنیداری پایینتر از عملکرد دو تاریخ کاشت دیگر بود. تفاوت بین دو تاریخ کشت ١٦ اسفند و هشت فروردین از نظر آماری معنیدار نبود، ولی از نظر کمی، کشت در تاریخ هشت فروردین سبب شد تا عملکرد تولیدی در این تاریخ 8/73 درصد بالاتر از عملکرد بهدست آمده در تاریخ ١٦ اسفند باشد (Boroumand Rezazadeh et al., 2010). نتایج پژوهشهای مختلف نشان داده است که با تأخیر در کاشت، بهعلت کوتاهتر شدن دوره رشد گیاه، ارتفاع بوته بهصورت معنیداری کاهش مییابد .(Azizi & Mahrokh, 2013) بسیاری از محققان، اختلاف ارتفاع گیاهانی مانند شوید (Anethum graveolens L.)، زیره سبز (Cuminum cyminum)، رازیانه (Foeniculum vulgare Mill.) و شنبلیله (Trigonella foenum-graecum) را در رابطه با تاریخهای کاشت مختلف گزراش نمودهاند (Ghorbani et al., 2009; Davazdahemami et al., 2010 a; Rezvani moghadam & Moradi, 2012; Moosavi, 2014). تاریخ کاشت مناسب، سبب ایجاد تعادل مطلوب بین مراحل رشد رویشی و زایشی میشود. فرصت بیشتر برای رشد رویشی تا پیش از مرحله گلدهی و گرده افشانی و شرایط مطلوب آب و هوایی، موجب افزایش وزن خشک کل گیاه میشود، ولی با تأخیر در کاشت، گیاه با دمای بالاتر روبرومیشود و به سرعت وارد فاز زایشی میشود که این امر سبب کاهش وزن خشک گیاه میشود .(Kamali et al., 2017) در پژوهشی، با بررسی تأثیر چهار تاریخ کاشت (15 تیر، 10 مرداد، 10 شهریور و 15 مهر) در بومادران گزارش شد که بیشترین عملکرد زیست توده در تاریخ کاشت 10 مرداد ب دست آمد .(Ghani et al., 2011) در گیاه بادرشبو، کشت بهاره در مقایسه با کشت تابستانه، عملکرد ماده خشک بیشتری داشت که علت این امر، دراز مدت بودن دوره رشد رویشی در کشت بهاره نسبت به کشت تابستانه بود .(Davazdahemami et al., 2008) بهترین تاریخ کاشت، منجر به دستیابی به عملکرد بالاتری در مقایسه با دیگر تاریخهای کاشت میشود (Khajehpour, 2014). تاریخ کاشت بهعنوان یک عامل مؤثر بر طول دوره رشد رویشی و زایشی، باعث ایجاد توازن بین آنها شده است و بر دیگر عوامل تولید، کیفیت محصول و در نهایت عملکرد تأثیر میگذارد. در گیاهان زراعی دانهای، برای دستیابی به ظرفیت بالای عملکرد دانه باید بین میزان رشد پیش و پس از گرده افشانی توازن وجود داشته باشد و انتخاب تاریخ کاشت مناسب در این گیاهان، اهمیت بسیار زیادی دارد (Khichar & Niwas, 2006; Barzegar et al., 2009). کشت زیره سبز در سه تاریخ 15 آبان، 15 آذر و 15 اسفند نشان داد که عملکرد دانه این گیاه در کشت آبان و آذر، 49 درصد بالاتر از تاریخ کشت 15 اسفند بود و دلیل افزایش عملکرد، استفاده بهتر گیاه از آب و مواد غذایی و رقابت بهتر با علفهایهرز در تاریخ کشتهای پاییزه بود (Rezvani moghadam & Moradi, 2012). عملکرد کشت پاییزه زیره سبز نسبت به کشت بهاره، افزایش معنیداری داشت. در کشت بهاره، بهدلیل گرمی هوا و خصوصیات رشدی گیاه بهویژه حساسیت بیش از حد آن به فتوپریود و در نتیجه بلند شدن روزها در اوایل بهار، از عملکرد کاسته شد، زیرا در این حالت، زیره سبز وارد مرحله زایشی شده است و این امر در اجزای عملکرد گیاه موثر است و باعث کاهش عملکرد میشود (Nezami & Bagheri, 2005).
کمیت و کیفیت اسانس
اثر فصل کشت بر درصد اسانس بذر معنی دار نبود، اما بر عملکرد اسانس بذر در واحد سطح در سطح پنج درصد معنیدار بود. شوری بر درصد اسانس بذر و عملکرد اسانس بذری در واحد سطح تاثیر معنیداری نداشت. اثر متقابل شوری و فصل کشت بر صفات درصد اسانس اندام هوایی و اسانس اندام هوایی در واحد سطح اثر معنیداری نداشت (جدول 2). جدول مقایسه میانگین ها نشان داد که صفت درصد اسانس بذر در دو فصل کشت و سطوح مختلف شوری اختلاف معنیداری نداشت (جدول 3). مقایسه میانگین سطوح مختلف شوری در دو فصل کشت نشان داد که حداکثر عملکرد اسانس بذر، 6/9 میلی لیتر در متر مربع ( معادل 96 لیتر در هکتار) در سطح شاهد و در فصل بهار بهدست آمد (جدول 4).
در تجزیه اسانس بذر در کشت بهاره، 15 ترکیب مختلف شناسایی شد که سه جزء اصلی آن، 45 درصد تیمول، حدود 26 درصد گاماترپینن و حدود 20 درصد پاراسیمن بودند (جدول 5)؛ مجموع این سه جزء در سطوح مختلف شوری، 88 تا 95 درصد اسانس را تشکیل داد. تجزیه کیفی اسانس بذر در کشت تابستانه نشان داد در کلیه تیمارها 11 ترکیب مختلف شناسایی شد که مجموع سه ترکیب تیمول، گاماترپینن و پاراسیمن، بیش از 95 درصد اسانس را به خود اختصاص دادند (جدول 6). در سطوح شوری 3/0، سه، شش و نه دسی زیمنس بر متر، تیمول بهترتیب 4/59، 2/64، 8/60 و 5/43 درصد، گاماترپینن 5/24، 9/19، 1/21 و 7/39 درصد، پاراسیمن 4/10، 9/9، 2/12 و 6/11 درصد و کارواکرول 5/1، 3/2، یک و 8/0 درصد اسانس را به خود اختصاص دادند. به عبارت دیگر در سطوح مختلف شوری، میزان تیمول حدود 3/17 درصد و میزان پاراسیمن 9/2 درصد تغییر یافت. مقایسه کیفیت اسانس در کشت بهاره و تابستانه نشان داد که تعداد ترکیبات شناسایی شده در اسانس اندام هوایی در کشت بهاره و تابستانه بهترتیب 15 و 11 ترکیب بود و اسانس بهاره و تابستانه در وجود چهار ترکیب با هم اختلاف داشتند.
تحقیقات مختلف نشان داده است که محتوای اسانس و ترکیبات تشکیل دهنده، آن علاوه بر ژنوتیپ، تحت تاثیر شرایط محیطی و عوامل مدیریتی قرار میگیرد.
جدول 5- درصد ترکیبات تشکیل دهنده اسانس بذر زنیان در سطوح مختلف شوری در کشت بهاره.
Table 5. Percentages of Ajowan aerial parts essential oil constituents at different salinity levels in spring cultivation.
Essential oil components |
Inhibition index |
0.3 dS/m |
Salinity levels
3 dS/m |
6 dS/m |
9 dS/m |
α-thujene |
912 |
0.4 |
0.5 |
0.3 |
0.4 |
α-pinene |
919 |
0.1 |
0.2 |
0.1 |
0.1 |
Sabinene |
958 |
0.5 |
0 |
0.4 |
0.6 |
β-pinene |
970 |
0.8 |
1 |
0.7 |
0.8 |
Myrcene |
982 |
0.1 |
0.1 |
0.2 |
0.1 |
δ-3-carene |
988 |
0 |
0.1 |
0.1 |
0 |
α -terpinene |
993 |
0.4 |
0.4 |
0.3 |
0.3 |
p-cymene |
1001 |
21.1 |
22.8 |
20.5 |
22.8 |
Limoinene |
1004 |
0 |
1.1 |
1.2 |
0 |
γ-terpinene |
1031 |
25.2 |
26.7 |
26.5 |
28.1 |
terpinen-4-ol |
1153 |
0.1 |
0.2 |
0.2 |
0 |
methyl ether thymol |
1190 |
0 |
0 |
0 |
1.9 |
methyl ether carvacrol |
1212 |
0.7 |
0 |
0.1 |
0 |
Thymol |
1259 |
47.8 |
44.4 |
41.5 |
44.2 |
Carvacrol |
1262 |
0.5 |
0 |
0.1 |
0.4 |
جدول 6- درصد ترکیبات تشکیل دهنده اسانس بذر زنیان در سطوح مختلف شوری در کشت تابستانه.
Table 6. Percentages of Ajowan aerial parts essential oil constituents at different salinity levels in summer cultivation.
9 dS/m |
6 dS/m |
Salinity levels 3 dS/m |
0.3 dS/m |
Inhibition index |
Essential oil components |
0.1 |
0.1 |
0.4 |
0.2 |
927 |
α–pinene |
0.2 |
0 |
0.2 |
0 |
968 |
sabinene |
0.4 |
0.4 |
0.2 |
0.3 |
972 |
β–pinene |
0.8 |
0.8 |
0.6 |
0.8 |
985 |
Myrcene |
0.1 |
0.2 |
0.2 |
0.1 |
1000 |
α-phellandrene |
0.3 |
0 |
0.3 |
0 |
1008 |
α-terpinene |
11.6 |
12.2 |
9.9 |
10.4 |
1019 |
p–cymene |
0.6 |
0.4 |
0.4 |
0.5 |
1022 |
Limonene |
39.7 |
21.1 |
19.9 |
24.5 |
1056 |
γ-terpinene |
43.5 |
60.8 |
64.2 |
59.4 |
1295 |
thymol |
0.8 |
1 |
2.3 |
1.5 |
1298 |
carvacrol |
نتایج پژوهشی نشان داد که درصد ترکیبات اسانس زنیان در تیمارهای مختلف شوری (3/0، چهار، هشت و 12دسی زیمنس بر متر) تغییر کمی داشت و مهمترین اجزای اسانس، تیمول و گاماترپینن بودند. در کشت بهاره با افزایش شوری، میزان گاماترپینن افزایش و میزان تیمول ، کاهش یافت و میزان پاراسیمن تغییر چندانی نشان نداد .(Dokhani et al., 2012) در پژوهشی دیگر، کاهش میزان اسانس بذر زنیان تحت تأثیر تنش شوری گزارش شده است (Ashraf et al., 2004). افزایش شوری سبب کاهش میزان سابینن هیدرات و ترپینن 4- ال در گیاه مرزنجوش (Origanum majorana) شد .(Baatour et al., 2010) در آزمایشی روی گیاه ریحان (Ocimum basilicum L.) مشخص شد که با افزایش شوری، محتوای اسانس در بافتهای گیاه افزایش یافت و همبستگی مثبتی بین سطح تنش اعمال شده روی سلولها و درصد اسانس در بافتهای گیاهی وجود داشت. احتمالا افزایش درصد اسانس بهدلیل تغییر در بیوسنتز اسانس تحت شرایط تنش و محدود شدن سطح برگها بود که علت آن، متراکمتر شدن غدد ترشحی اسانس در مقایسه با برگهای گیاه تحت شرایط بدون تنش بود .(Bernstein et al., 2009) در بررسی چهار سطح شوری صفر، پنج، 10 و 15 دسی زیمنس بر متر در گیاه بومادران هزار برگ مشخص شد که شوری 15 دسی زیمنس بر متر، میزان اسانس گیاه را 75/18 درصد نسبت به تیمار شاهد افزایش
داد .(Dehghan & Rahimmalek, 2018)
مطالعه چهار تاریخ کشت مختلف (16 اسفند، هشت فروردین، 29 فروردین و 19 اردیبهشت) در گیاه زنیان نشان داد که تأثیر تاریخ کاشت بر درصد اسانس بذر زنیان معنیدار نبود، ولی عملکرد اسانس در واحد سطح را تحت تأثیر قرار داد و با تأخیر در کاشت، درصد اسانس روند کاهشی داشت. کاشت در تاریخ ٢٩ فروردین، سبب کاهش میانگین عملکرد اسانس به میزان 58/34 درصد نسبت به تاریخ کاشت ١٦ اسفند شد. پایین بودن میزان عملکرد اسانس در تاریخ کاشت 19 اردیبهشت، با وجود عدم وجود تفاوت معنیدار بین درصد اسانس در این تاریخ کشت با دو تاریخ کشت هشت و 29 فروردین، به علت پایین بودن میزان عملکرد دانه در این تاریخ کشت بود.(Boroumand Rezazadeh et al., 2010) بررسی تاثیر تاریخ کشت بر کمیت و کیفیت زیره سبز نشان داد که تاخیر در کاشت، علاوه بر کاهش درصد اسانس، ترکیبات موثر موجود در اسانس مانند کومین آلدئید را افزایش داد (Zarrinzadeh et al., 2007). تأثیر تاریخ کاشت بومادران در تاریخهای 15 تیر، 10 مرداد، 10 شهریور و 15 مهر بر درصد اسانس و عملکرد اسانس معنیدار بود. بیشترین درصد اسانس، به تاریخ کشت چهارم و کمترین آن به تاریخ کاشت دوم تعلق داشت، ولی از نظر عملکرد اسانس، بیشترین و کمترین میزان بهترتیب در تاریخهای کاشت 10 مرداد و 10 شهریور مشاهده شد (Ghani et al., 2011). بررسی سه تاریخ کاشت 15 اسفند، 15 فروردین و 15 اردیبهشت ماه در نعنا نشان داد که حداکثر عملکرد اسانس، از گیاهان کشت شده در تاریخ 15 فروردین بهدست آمدet al., 2009) (Barzegar. مطالعه واکنش اسانس جعفری وحشی (Tagetes minuta) به تاریخهای کشت مختلف نشان داد که درصد اسانس در تاریخهای کاشتی که گیاه در مرحله دانه بندی با دمای بالاتری مواجه بود افزایش یافت (Ramesh & singh, 2008). با توجه به اینکه اسانسها، جزئی از متابولیتهای ثانویه گیاهی هستند و گیاه معمولا در هنگام رو به رو شدن با تنشهای محیطی، میزان متابولیتهای خود را افزایش میدهد، مواجه گیاه شنبلیله با تنش گرما، باعث افزایش درصد اسانس در تاریخ کشت 15 اسفند نسبت به کشت پاییزه (آبان و آذر ماه) شد. از طرفی تنشهای رطوبتی و مواد غذایی و همچنین رقابت علفهرزی کمتر در تاریخ کشتهای پاییزه نسبت به تاریخ کشت 15 اسفند در افزایش میزان اسانس در این تاریخ کشت موثر بود (Rezvani moghadam & Moradi, 2012). ر گیاه دارویی زیره سبز، تغذیه مناسبتر و رشد و نمو مناسب در کشت پاییزه، تاثیر مهمی در پر شدن اسانس دانه داشت و نقش آن، مهمتر از دمای هوا در مرحله دانه بندی بود و منجر به افزایش درصد اسانس در تاریخ کشت 15 آبان و 15 آذر نسبت به 15 اسفند شد (Rezvani moghadam & Moradi, 2012). مقایسه کشت تابستانه و بهاره شوید نشان داد که عملکرد و کیفیت اسانس اندام رویشی در کشت تابستانه بیشتر بود .(Davazdahemami et al., 2010 a) تاریخ کاشت، تأثیر معنیداری بر تولید اسانس بابونه (Matricaria recutita var. Soroksari.) داشت و کشت پاییزه در مقایسه با کشت بهاره، مقدار اسانس بیشتری تولید کرد .(Bastan et al., 2018)
نتیجهگیری کلی
بر اساس یافتههای حاصل از این پژوهش، گیاه دارویی زنیان بهعنوان یکی از منابع مهم تامین تیمول طبیعی در دنیا، در دو فصل کشت بهاره و تابستانه در منطقه مرکزی کشور قابلیت تولید انبوه دارد و در این دو فصل کشت، عملکرد کمی وکیفی اسانس آن در حد استانداردهای مورد پذیرش است. همچنین در این تحقیق مشخص شد که این گیاه، شوری را تا حد نسبتا خوبی تحمل می کند. محققین دیگر هم موفقیت کشت این گیاه در سه فصل کشت پاییزه، بهاره و تابستانه را در منطقه مرکزی کشور اعلام نمودهاند (Davazdahemami & Majnoon Hosseini, 2014). بهعنوان یک نتیجه کاربردی از این تحقیق و جمع بندی نتایج سایر تحقیقات مشابه میتوان بیان داشت که در طراحی الگوی کشت مناطق مختلف، گیاه دارویی زنیان، قابلیت جایگزینی غلات پاییزهای مانند گندم و جو و کشت های بهاره و تابستانهای مانند آفتابگردان با همان میزان تحمل تنش شوری را دارد.
REFERENCES
مصر، هندوستان و برخی کشورهای اروپایی است. در طب سنتی از بذر و ریشه زنیان بهعنوان تونیک ضد نفخ ، زیاد کننده تنفس و برای مداوای ترش کردن و تقویت هاضمه استفاده میشود. عصاره بذر زنیان در داروهای ضد سرفه و مشتقات اپوکسی بهکار میرود. این گیاه بهعنوان طعم دهنده در صنایع غذایی و همچنین منبع تجارتی تیمول بهعنوان یک ماده ضد عفونی کننده قوی کاربرد دارد (Davazdahemami & Majnoon Hosseini, 2014., Momeni & Shahrokhi, 2015).
رشد و نمو گیاهان دارویی مانند سایر گیاهان زراعی، تحت تاثیر عوامل ژنتیکی و محیطی قرار میگیرد و بیشترین عملکرد آنها زمانی حاصل میشود که ترکیب مناسبی از عوامل محیطی برای گیاه فراهم باشد. تعیین تاریخ کاشت مناسب بهمنظور دستیابی به استقرار خوب گیاه در مزرعه بر سایر عوامل محیطی مؤثر در رشد اولویت دارد (Khajehpour, 2014). زمان کاشت بهدلیل تغییر طول روز، دما و رطوبت نسبی اهمیت زیادی در رشد، نمو و تولید گیاه طی فصل رشد دارد. تعیین زمان کاشت مطلوب یک گیاه باعث میشود که مجموعه عوامل محیطی برای سبزشدن، استقرار و بقای گیاهچهها مناسب باشد و گیاه با شرایط نامساعد محیطی برخورد نکند(Khichar & Niwas, 2006). محققان زیادی تاثیر تاریخ کشت را بر خصوصیات مختلف گیاهان دارویی گزارش کردهاند. ارزیابی چهار تاریخ کشت (16 اسفند، هشت فروردین، 29 فروردین و 19 اردیبهشت) زنیان نشان داد که بیشترین ارتفاع، تعداد انشعاب ساقهای و تعداد چترک در چتر در تاریخ کشت هشت فروردین و بیشترین تعداد انشعاب طوقهای و وزن هزار دانه در تاریخ کشت 16 اسفند بهدست آمد .(Boroumand Rezazadeh et al., 2010) بررسی سه تاریخ کاشت (15 اسفند، 15 فروردین و 15 اردیبهشت ماه) در نعناع (Mentha piperita L.) نشان داد که حداکثر عملکرد دانه از گیاهان کشت شده در تاریخ 15 فروردین بهدست میآیدet al., 2009) (Barzegar. در پژوهشی تأثیر سه تاریخ کشت مختلف (29 فروردین و نه و 19 اردیبهشت) بر عملکرد و اجزای عملکرد گیاه دارویی کدو پوست کاغذی (Cucurbita pepo L.) بررسی و گزارش شد که بیشترین عملکرد میوه در تاریخ کشت 29 فروردین بهدست آمد .(Latifi et al., 2012)
شوری یکی از مهمترین تنشهای غیر زیستی است که اثرات زیانباری بر عملکرد و کیفیت محصول دارد. کیفیت آب آبیاری در اکثر مناطق ایران پایین است و به درجات مختلف با شوری همراه میباشد که بروز خشکسالی، این مشکل را تشدید کرده است. با اعمال مدیریتهای صحیح کشاورزی میتوان از این آبها برای کشت گیاهان متحمل و نیمه متحمل به شوری استفاده کرد .(Mostashfi HabibAbadi et al., 2011 زنیان یکی از متحملترین گیاهان دارویی نسبت به تنش شوری محسوب میشود. مطالعات انجام شده حاکی از اثر بازدارنده سطوح بالای شوری بر مولفههای جوانهزنی این گیاه است . گزارشات مختلفی در رابطه با بررسی تاثیر شوری آب آبیاری بر خصوصیات کمی و کیفی گیاهان دارویی وجود دارد(Davazdahemami & Majnoon Hosseini, 2014). بررسی اثر شوری در گیاه بادرشبو (Dracocephalum moldavica L.) نشان داد که بیشترین و کمترین عملکرد زیستی و ارتفاع بوته به ترتیب در تیمار شاهد و تیمار 21 دسی زیمنس به دست آمد .(Davazdahemami et al., 2010 b) نتایج پژوهشی نشان داد که با افزایش سطح شوری، کاهش ارتفاع گیاه سیاه دانه (L. Nigella sativa) بیشتر بود .(Habibi et al., 2017) در پژوهشی دیگر، با افزایش میزان شوری عملکرد بذر و زیستی سیاه دانه بهشدت کاهش یافت (Hamsyan, 2015).
با توجه به لزوم استفاده از آبهای شور در زراعت بهدلیل محدودیت منابع آبی دارای کیفیت مطلوب و همچنین با توجه به اهمیت تعیین تاریخ کشت مناسب در بهبود عملکرد کمی و کیفی محصول، پژوهش حاضر در راستای ارزیابی تاثیر سطوح مختلف شوری آب آبیاری بر برخی صفات زراعی و کمیت و کیفیت اسانس گیاه دارویی زنیان در دو فصل کشت بهاره و تابستانه به اجرا در آمد.
مواد و روشها
بهمنظور بررسی اثر تاریخ کشت و شوری آب آبیاری بر برخی ویژگیهای زراعی و عملکرد کمی و کیفی اسانس زنیان (توده محلی مشهد)، آزمایشی در مزرعه تحقیقاتی مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان اصفهان واقع در جنوب غربی شهر اصفهان (32 درجه و 37 دقیقه شمالی و 51 درجه و 35 دقیقه شرقی به ارتفاع 1600 متر از سطح دریا) به اجرا درآمد. پژوهش بهصورت طرح کرتهای خرد شده بر پایه طرح کاملا تصادفی در سه تکرار صورت گرفت. کرتهای اصلی شامل دو تاریخ کاشت 23 اسفند ماه (کاشت بهاره) و 21 خرداد ماه (کاشت تابستانه) و کرتهای فرعی شامل سطوح مختلف آب شور (3/0، سه، شش و نه دسی زیمنس بر متر) بودند. پیش از آغاز آزمایش و بهمنظور تعیین ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک، از عمق صفر تا 30 سانتیمتری خاک نمونهبرداری انجام گرفت که نتایج آن در جدول یک ارائه شده است.
جدول 1- ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک محل آزمایش (عمق 0 تا 30 سانتیمتر)
Table 1. Physio-chemical properties of the experimental site soil (0-30 cm soil depth)
Ece (dS/m( |
|
O.C |
TN |
Clay |
Silt |
Sand |
Gravel |
pH |
(%) |
||||||
1.75 |
7.64 |
1.44 |
0.14 |
20 |
22 |
58 |
20-25 |
|
|||||||
Na+ |
Ca+2+Mg+2 |
Cl- |
SO4-2 |
HCO3- |
Cations |
Anions |
|
(meq/l) |
|||||||
25 |
85 |
36 |
55.2 |
10.8 |
110 |
102 |
بر اساس آزمایش کودی، بهترتیب 80 و 30 کیلوگرم در هکتار کود اوره و سوپر فسفات تریپل قبل از کاشت و 10 تن کود دامی در هکتار قبل از تسطیح و آماده سازی به زمین داده شد. ابعاد هر کرت سه در یک متر، فاصله بین ردیفها ٥٠ سانتیمتر و فاصله بوتههای روی ردیف، 30 سانتیمتر در نظر گرفته شد. کاشت با میزان بذر دو برابر انجام شد و پس از مرحله شش تا هشت برگی، کرتها تنک شدند. وجین علفهایهرز در طی دوره رشد بهصورت دستی انجام شد. اولین آبیاری بعد از کاشت انجام شد و سایر آبیاریها بر اساس سنجش رطوبت خاک با دستگاه TDR صورت گرفت. پس از مرحله هشت برگی و قبل از ورود گیاه به مرحله گلدهی، تنش شوری آب آبیاری با استفاده از کلرید سدیم (NaCl) و به میزان 100 لیتر به ازای هر متر مربع، با استفاده از تانکهای 300 لیتری شیردار اعمال شد. ارتفاع گیاه، عملکرد زیستی و بذر و عملکرد اسانس اندام هوایی و ترکیبات تشکیل دهنده آن تعیین شد. اندام هوایی گیاه در مرحله 20-10 درصد گلدهی مزرعه و بذرها در زمان رسیدگی برداشت شدند. اندام هوایی گیاه در سایه بهطور طبیعی خشک شدند و 100 گرم از آن پس از آسیاب، توسط دستگاه کلونجر به روش تقطیر با آب اسانس گیری شد. سپس عملکرد اسانس اندام هوایی از رابطه زیر محاسبه شد:
YE= Ee × DC × BYd
که در این رابطه، YE: عملکرد اسانس اندام هوایی، Ee: بازده اسانس اندام هوایی، DC: ضریب توزیع و BYd: عملکرد زیستی خشک است.
برای جداسازی و شناسایی ترکیبات تشکیل دهنده اسانس، از دستگاه کروماتوگرافی گازی (GC) و کروماتوگرافی گازی متصل به طیفسنجی جرمی (GC/MS) استفاده شد. تجزیه و تحلیل آماری دادهها با استفاده از نرم افزار SAS 9.1 انجام شد و میانگینها با استفاده از آزمون دانکن در سطح احتمال پنج درصد مقایسه شدند.
نتایج و بحث
صفات زراعی
بر اساس نتایج بهدست آمده از تجزیه دادههای دو فصل کشت، اثر فصل کشت بر ارتفاع گیاه و عملکرد زیستی در واحد سطح در سطح یک درصد معنیدار بود، ولی بر عملکرد بذر در واحد سطح معنیدار نبود. شوری بر عملکرد بذر و زیستی و ارتفاع گیاه در مرحله گلدهی در سطح یک درصد تاثیر معنیدار داشت. اثر متقابل شوری و فصل کشت بر صفت عملکرد بذر در متر مربع در سطح یک درصد و بر عملکرد زیستی در واحد سطح و ارتفاع گیاه در سطح پنج درصد معنیدار بود (جدول 2).
جدول 2- تجزیه واریانس مرکب برخی صفات زنیان در کشت بهاره و تابستانه تحت تنش شوری
Table 2. Combined variance analysis of some Ajowan traits in spring and summer cultivation under salinity stress
|
|
Mean Squares |
|
|
df |
S.O.V |
Essential oil yield of seed |
Essential oil of seed |
Seed yield |
Biological yield |
Plant height |
||
0.1121 ns |
1.489* |
863.2 ns |
215.5** |
6826** |
1 |
Planting season |
0.1217 |
0.0799 |
426.6 |
1764 |
51.15 |
4 |
Error (a) |
0.675 ns |
0.2286 ns |
8087** |
154906** |
145.1** |
3 |
Salinity |
0.015 ns |
0.113 ns |
870.5** |
6113* |
130.9* |
3 |
Salinity× Planting season |
0.1115 |
0.1726 |
141.6 |
1729.8 |
22.25 |
12 |
Error (b) |
ns و ٭٭: بهترتیب غیر معنیدار و معنیدار در سطح احتمال یک درصد.
ns and**: non-significant and significant at 1% of probability level, respectively.
عملکرد زیستی و ارتفاع گیاه در کشت تابستان بیشتر از کشت بهار بود. با افزایش شوری از سطح شاهد به نه دسی زیمنس بر متر، عملکرد بذر از 3/216 به 2/136 گرم در متر مربع، عملکرد زیستی از 5/1260 به 3/876 گرم در متر مربع و ارتفاع گیاه از 1/74 به 7/62 سانتیمتر کاهش یافت (جدول 3).
جدول 3- مقایسه میانگین صفات زنیان در کشت بهاره و تابستانه تحت تنش شوری
Table 3. Mean comparison of Ajowan traits in spring and summer cultivation under salinity stress
Essential oil yield of seed (ml/m2) |
Essential oil of seed(%) |
Seed yield (g/m2) |
Biological yield (g/m2) |
Plant height (cm) |
Planting season |
7.6 a |
4.1 a |
185.4 a |
945.2 b |
52 b |
Spring |
6.8 b |
3.9 a |
173.4 a |
1196.9 a |
85.7 a |
Summer |
|
|
|
|
|
Salinity (dS/m) |
8.9 a |
4.1 a |
216.3 a |
1260.5 a |
74.1 a |
0.3 |
8.3 a |
4.1 a |
202.5 a |
1116.1 b |
71.2 a |
3 |
6.3 b |
3.9 a |
162.6 b |
1031.1 c |
67.5 ab |
6 |
5.3 b |
3.9 a |
136.2 c |
876.3 d |
62.7 b |
9 |
میانگینهای دارای حروف مشترک در هر ستون، در سطح یک درصد اختلاف معنیدار ندارند.
Means with the same letters in the same column are not significantly different at 1% probability level.
مقایسه میانگین سطوح مختلف شوری در دو فصل کشت نشان داد که بیشترین ارتفاع گیاه (2/93 سانتیمتر) و عملکرد زیستی (7/1367 گرم در متر مربع) در سطح شوری شاهد و در فصل تابستان بهدست آمد و حداکثر عملکرد بذر (230 گرم در متر مربع) به سطح شاهد شوری در فصل بهار اختصاص داشت (جدول 4). گزارشهای متعددی مبنی بر کاهش ارتفاع گیاه، عملکرد بذر، عملکرد زیستی و ... در اثر تنش شوری در گیاهان مختلف وجود دارد. نتایج پژوهشی نشان داد که افزایش شوری، منجر به کاهش معنیدار ارتفاع، عملکرد اسانس بذر و عملکرد زیستی زنیان میشود (Davazdahemami et al., 2007). ارزیابی تاثیر شوری بر درصد اسانس دانه و اندامهای رویشی زنیان نشان داد که با افزایش شوری، این صفات بهصورت قابل توجهی کاهش مییابند .(Davazdahemami & Mazaheri, 2009) در پژوهشی دیگر، تنش شوری سبب کاهش عملکرد بذر و اسانس و برخی ویژگیهای مورفولوژیکی زنیان شد (Ramezani et al., 2017). با افزایش شوری، از میانگین وزن خشک اندام هوایی بومادران هزار برگ (Achillea millefolium)کاسته شد که این کاهش ناشی از کاهش ارتفاع گیاه است. این گزارشات با نتایج حاصل از این آزمایش مطابقت دارد.
جدول 4- مقایسه میانگین اثرات متقابل تاریخ کاشت و تنش شوری بر صفات زنیان در کشت بهاره و تابستانه
Table 4. Mean comparison of interaction effects of planting date and salinity stress on Ajowan traits in spring
Essential oil yield of seed (ml/m2) |
اEssential oil of seed(%) |
Seed yield (g/m2) |
Biological yield (g/m2) |
Plant height (cm) |
Salinity levels (dS/m) |
Planting season |
9.6 a |
4.2 a |
230 a |
1153.5 bc |
56.6 c |
0.3 |
1 |
9.1 ab |
4.2 a |
217.6 ab |
995.8 de |
52.1 c |
3 |
1 |
6.8 ab |
4a |
169 cd |
927.5 e |
50.1 c |
6 |
1 |
4.9 ab |
3.9 a |
125.1 e |
703.9 f |
49.2 c |
9 |
1 |
8.3 bc |
4 a |
202.7 ab |
1367.6 a |
93.2 a |
0.3 |
2 |
7.4 bc |
4 a |
187.4 bc |
1236.4 b |
91.5 a |
3 |
2 |
5.9 c |
3.8 a |
156.3 d |
1134.6 bc |
84.8 ab |
6 |
2 |
5.8 c |
3.9 a |
147.3 de |
1048.8 cd |
73.3 b |
9 |
2 |
میانگینهای دارای حروف مشترک در هر ستون، در سطح یک درصد اختلاف معنیدار ندارند. فصل بهار=1، فصل تابستان=2
Means with the same letters in the same column are not significantly different at 1% probability level. Spring = 1, Summer =2
سمیت احتمالی ناشی از تجمع بیش از حد یون سدیم در اندامهای گیاهی، کاهش تولید ماده خشک را به همراه خواهد داشت. معمولاً در شرایط تنش شوری، روزنههای هوایی بسته میشود و بهدلیل کاهش تبادلات گازی، میزان فتوسنتز کاهش مییابد. در نهایت، شوری میتواند رشد ریشه را نیز متوقف نماید و بدین طریق ظرفیت جذب و انتقال آب و عناصر غذایی از خاک به طرف اندام هوایی را کاهش دهد .(Dehghan & Rahimmalek, 2018)غلظت بالاتر سدیم و کلرید در محلول خاک در شرایط تنش شوری، باعث ایجاد تنش اسمزی و تأثیرات یونی ویژه، اختلال در جذب و انتقال عناصر به اندامهای هوایی گیاه و بیماریهای تغذیهای و در نهایت سبب کاهش عملکرد گیاه میشود (Said-Al Ahl et al., 2011). غلظت بالای نمک موجود در برگ بهویژه سدیم، با پیری زودرس برگ، کاهش فعالیت فتوسنتزی و سطح فتوسنتز کننده، سبب کاهش عملکرد دانه میشود (Hussain et al., 2004; James et al., 2006). با افزایش شدت شوری، رشد و توسعه گیاهان در محیط شور بهدلیل ایجاد اختلال در فرآیندهای متابولیسمی کاهش مییابد و این امر در نهایت منجر به کاهش عملکرد زیستی در بسیاری از گیاهان میشود. همچنین رشد پایین ناشی از تنش اسمزی ایجاد شده از طریق غلظت بالای نمک در منطقه ریشه، سبب کاهش ارتفاع گیاهان میشود .(Moradi & Islam, 2007) کاهش ارتفاع بر اثر شوری میتواند یک راهکار مناسب برای مقابله با شوری باشد. در اثر کاهش ارتفاع، میزان مصرف آب بهدلیل رشد کمتر و همچنین تعرق کمتر کاهش مییابد. بهنظر میرسد که کاهش طول ساقه در اثر شوری، بهدلیل کاهش فتوسنتز باشد (Dehghan & Rahimmalek, 2018). بررسی چهار تاریخ کشت مختلف (16 اسفند، هشت فروردین، 29 فروردین و 19 اردیبهشت) در گیاه زنیان نشان داد که بیشترین ارتفاع کانوپی و عملکرد دانه در تاریخ کشت هشت فروردین بهدست آمد؛ در این تاریخ کشت به علت مساعدتر بودن شرایط رشد، ارتفاع گیاه بیشتر بود. کمترین میزان عملکرد در تاریخ کاشت ٢٩ فروردین حاصل شد که بهشکل معنیداری پایینتر از عملکرد دو تاریخ کاشت دیگر بود. تفاوت بین دو تاریخ کشت ١٦ اسفند و هشت فروردین از نظر آماری معنیدار نبود، ولی از نظر کمی، کشت در تاریخ هشت فروردین سبب شد تا عملکرد تولیدی در این تاریخ 8/73 درصد بالاتر از عملکرد بهدست آمده در تاریخ ١٦ اسفند باشد (Boroumand Rezazadeh et al., 2010). نتایج پژوهشهای مختلف نشان داده است که با تأخیر در کاشت، بهعلت کوتاهتر شدن دوره رشد گیاه، ارتفاع بوته بهصورت معنیداری کاهش مییابد .(Azizi & Mahrokh, 2013) بسیاری از محققان، اختلاف ارتفاع گیاهانی مانند شوید (Anethum graveolens L.)، زیره سبز (Cuminum cyminum)، رازیانه (Foeniculum vulgare Mill.) و شنبلیله (Trigonella foenum-graecum) را در رابطه با تاریخهای کاشت مختلف گزراش نمودهاند (Ghorbani et al., 2009; Davazdahemami et al., 2010 a; Rezvani moghadam & Moradi, 2012; Moosavi, 2014). تاریخ کاشت مناسب، سبب ایجاد تعادل مطلوب بین مراحل رشد رویشی و زایشی میشود. فرصت بیشتر برای رشد رویشی تا پیش از مرحله گلدهی و گرده افشانی و شرایط مطلوب آب و هوایی، موجب افزایش وزن خشک کل گیاه میشود، ولی با تأخیر در کاشت، گیاه با دمای بالاتر روبرومیشود و به سرعت وارد فاز زایشی میشود که این امر سبب کاهش وزن خشک گیاه میشود .(Kamali et al., 2017) در پژوهشی، با بررسی تأثیر چهار تاریخ کاشت (15 تیر، 10 مرداد، 10 شهریور و 15 مهر) در بومادران گزارش شد که بیشترین عملکرد زیست توده در تاریخ کاشت 10 مرداد ب دست آمد .(Ghani et al., 2011) در گیاه بادرشبو، کشت بهاره در مقایسه با کشت تابستانه، عملکرد ماده خشک بیشتری داشت که علت این امر، دراز مدت بودن دوره رشد رویشی در کشت بهاره نسبت به کشت تابستانه بود .(Davazdahemami et al., 2008) بهترین تاریخ کاشت، منجر به دستیابی به عملکرد بالاتری در مقایسه با دیگر تاریخهای کاشت میشود (Khajehpour, 2014). تاریخ کاشت بهعنوان یک عامل مؤثر بر طول دوره رشد رویشی و زایشی، باعث ایجاد توازن بین آنها شده است و بر دیگر عوامل تولید، کیفیت محصول و در نهایت عملکرد تأثیر میگذارد. در گیاهان زراعی دانهای، برای دستیابی به ظرفیت بالای عملکرد دانه باید بین میزان رشد پیش و پس از گرده افشانی توازن وجود داشته باشد و انتخاب تاریخ کاشت مناسب در این گیاهان، اهمیت بسیار زیادی دارد (Khichar & Niwas, 2006; Barzegar et al., 2009). کشت زیره سبز در سه تاریخ 15 آبان، 15 آذر و 15 اسفند نشان داد که عملکرد دانه این گیاه در کشت آبان و آذر، 49 درصد بالاتر از تاریخ کشت 15 اسفند بود و دلیل افزایش عملکرد، استفاده بهتر گیاه از آب و مواد غذایی و رقابت بهتر با علفهایهرز در تاریخ کشتهای پاییزه بود (Rezvani moghadam & Moradi, 2012). عملکرد کشت پاییزه زیره سبز نسبت به کشت بهاره، افزایش معنیداری داشت. در کشت بهاره، بهدلیل گرمی هوا و خصوصیات رشدی گیاه بهویژه حساسیت بیش از حد آن به فتوپریود و در نتیجه بلند شدن روزها در اوایل بهار، از عملکرد کاسته شد، زیرا در این حالت، زیره سبز وارد مرحله زایشی شده است و این امر در اجزای عملکرد گیاه موثر است و باعث کاهش عملکرد میشود (Nezami & Bagheri, 2005).
کمیت و کیفیت اسانس
اثر فصل کشت بر درصد اسانس بذر معنی دار نبود، اما بر عملکرد اسانس بذر در واحد سطح در سطح پنج درصد معنیدار بود. شوری بر درصد اسانس بذر و عملکرد اسانس بذری در واحد سطح تاثیر معنیداری نداشت. اثر متقابل شوری و فصل کشت بر صفات درصد اسانس اندام هوایی و اسانس اندام هوایی در واحد سطح اثر معنیداری نداشت (جدول 2). جدول مقایسه میانگین ها نشان داد که صفت درصد اسانس بذر در دو فصل کشت و سطوح مختلف شوری اختلاف معنیداری نداشت (جدول 3). مقایسه میانگین سطوح مختلف شوری در دو فصل کشت نشان داد که حداکثر عملکرد اسانس بذر، 6/9 میلی لیتر در متر مربع ( معادل 96 لیتر در هکتار) در سطح شاهد و در فصل بهار بهدست آمد (جدول 4).
در تجزیه اسانس بذر در کشت بهاره، 15 ترکیب مختلف شناسایی شد که سه جزء اصلی آن، 45 درصد تیمول، حدود 26 درصد گاماترپینن و حدود 20 درصد پاراسیمن بودند (جدول 5)؛ مجموع این سه جزء در سطوح مختلف شوری، 88 تا 95 درصد اسانس را تشکیل داد. تجزیه کیفی اسانس بذر در کشت تابستانه نشان داد در کلیه تیمارها 11 ترکیب مختلف شناسایی شد که مجموع سه ترکیب تیمول، گاماترپینن و پاراسیمن، بیش از 95 درصد اسانس را به خود اختصاص دادند (جدول 6). در سطوح شوری 3/0، سه، شش و نه دسی زیمنس بر متر، تیمول بهترتیب 4/59، 2/64، 8/60 و 5/43 درصد، گاماترپینن 5/24، 9/19، 1/21 و 7/39 درصد، پاراسیمن 4/10، 9/9، 2/12 و 6/11 درصد و کارواکرول 5/1، 3/2، یک و 8/0 درصد اسانس را به خود اختصاص دادند. به عبارت دیگر در سطوح مختلف شوری، میزان تیمول حدود 3/17 درصد و میزان پاراسیمن 9/2 درصد تغییر یافت. مقایسه کیفیت اسانس در کشت بهاره و تابستانه نشان داد که تعداد ترکیبات شناسایی شده در اسانس اندام هوایی در کشت بهاره و تابستانه بهترتیب 15 و 11 ترکیب بود و اسانس بهاره و تابستانه در وجود چهار ترکیب با هم اختلاف داشتند.
تحقیقات مختلف نشان داده است که محتوای اسانس و ترکیبات تشکیل دهنده، آن علاوه بر ژنوتیپ، تحت تاثیر شرایط محیطی و عوامل مدیریتی قرار میگیرد.
جدول 5- درصد ترکیبات تشکیل دهنده اسانس بذر زنیان در سطوح مختلف شوری در کشت بهاره.
Table 5. Percentages of Ajowan aerial parts essential oil constituents at different salinity levels in spring cultivation.
Essential oil components |
Inhibition index |
0.3 dS/m |
Salinity levels
3 dS/m |
6 dS/m |
9 dS/m |
α-thujene |
912 |
0.4 |
0.5 |
0.3 |
0.4 |
α-pinene |
919 |
0.1 |
0.2 |
0.1 |
0.1 |
Sabinene |
958 |
0.5 |
0 |
0.4 |
0.6 |
β-pinene |
970 |
0.8 |
1 |
0.7 |
0.8 |
Myrcene |
982 |
0.1 |
0.1 |
0.2 |
0.1 |
δ-3-carene |
988 |
0 |
0.1 |
0.1 |
0 |
α -terpinene |
993 |
0.4 |
0.4 |
0.3 |
0.3 |
p-cymene |
1001 |
21.1 |
22.8 |
20.5 |
22.8 |
Limoinene |
1004 |
0 |
1.1 |
1.2 |
0 |
γ-terpinene |
1031 |
25.2 |
26.7 |
26.5 |
28.1 |
terpinen-4-ol |
1153 |
0.1 |
0.2 |
0.2 |
0 |
methyl ether thymol |
1190 |
0 |
0 |
0 |
1.9 |
methyl ether carvacrol |
1212 |
0.7 |
0 |
0.1 |
0 |
Thymol |
1259 |
47.8 |
44.4 |
41.5 |
44.2 |
Carvacrol |
1262 |
0.5 |
0 |
0.1 |
0.4 |
جدول 6- درصد ترکیبات تشکیل دهنده اسانس بذر زنیان در سطوح مختلف شوری در کشت تابستانه.
Table 6. Percentages of Ajowan aerial parts essential oil constituents at different salinity levels in summer cultivation.
9 dS/m |
6 dS/m |
Salinity levels 3 dS/m |
0.3 dS/m |
Inhibition index |
Essential oil components |
0.1 |
0.1 |
0.4 |
0.2 |
927 |
α–pinene |
0.2 |
0 |
0.2 |
0 |
968 |
sabinene |
0.4 |
0.4 |
0.2 |
0.3 |
972 |
β–pinene |
0.8 |
0.8 |
0.6 |
0.8 |
985 |
Myrcene |
0.1 |
0.2 |
0.2 |
0.1 |
1000 |
α-phellandrene |
0.3 |
0 |
0.3 |
0 |
1008 |
α-terpinene |
11.6 |
12.2 |
9.9 |
10.4 |
1019 |
p–cymene |
0.6 |
0.4 |
0.4 |
0.5 |
1022 |
Limonene |
39.7 |
21.1 |
19.9 |
24.5 |
1056 |
γ-terpinene |
43.5 |
60.8 |
64.2 |
59.4 |
1295 |
thymol |
0.8 |
1 |
2.3 |
1.5 |
1298 |
carvacrol |
نتایج پژوهشی نشان داد که درصد ترکیبات اسانس زنیان در تیمارهای مختلف شوری (3/0، چهار، هشت و 12دسی زیمنس بر متر) تغییر کمی داشت و مهمترین اجزای اسانس، تیمول و گاماترپینن بودند. در کشت بهاره با افزایش شوری، میزان گاماترپینن افزایش و میزان تیمول ، کاهش یافت و میزان پاراسیمن تغییر چندانی نشان نداد .(Dokhani et al., 2012) در پژوهشی دیگر، کاهش میزان اسانس بذر زنیان تحت تأثیر تنش شوری گزارش شده است (Ashraf et al., 2004). افزایش شوری سبب کاهش میزان سابینن هیدرات و ترپینن 4- ال در گیاه مرزنجوش (Origanum majorana) شد .(Baatour et al., 2010) در آزمایشی روی گیاه ریحان (Ocimum basilicum L.) مشخص شد که با افزایش شوری، محتوای اسانس در بافتهای گیاه افزایش یافت و همبستگی مثبتی بین سطح تنش اعمال شده روی سلولها و درصد اسانس در بافتهای گیاهی وجود داشت. احتمالا افزایش درصد اسانس بهدلیل تغییر در بیوسنتز اسانس تحت شرایط تنش و محدود شدن سطح برگها بود که علت آن، متراکمتر شدن غدد ترشحی اسانس در مقایسه با برگهای گیاه تحت شرایط بدون تنش بود .(Bernstein et al., 2009) در بررسی چهار سطح شوری صفر، پنج، 10 و 15 دسی زیمنس بر متر در گیاه بومادران هزار برگ مشخص شد که شوری 15 دسی زیمنس بر متر، میزان اسانس گیاه را 75/18 درصد نسبت به تیمار شاهد افزایش
داد .(Dehghan & Rahimmalek, 2018)
مطالعه چهار تاریخ کشت مختلف (16 اسفند، هشت فروردین، 29 فروردین و 19 اردیبهشت) در گیاه زنیان نشان داد که تأثیر تاریخ کاشت بر درصد اسانس بذر زنیان معنیدار نبود، ولی عملکرد اسانس در واحد سطح را تحت تأثیر قرار داد و با تأخیر در کاشت، درصد اسانس روند کاهشی داشت. کاشت در تاریخ ٢٩ فروردین، سبب کاهش میانگین عملکرد اسانس به میزان 58/34 درصد نسبت به تاریخ کاشت ١٦ اسفند شد. پایین بودن میزان عملکرد اسانس در تاریخ کاشت 19 اردیبهشت، با وجود عدم وجود تفاوت معنیدار بین درصد اسانس در این تاریخ کشت با دو تاریخ کشت هشت و 29 فروردین، به علت پایین بودن میزان عملکرد دانه در این تاریخ کشت بود.(Boroumand Rezazadeh et al., 2010) بررسی تاثیر تاریخ کشت بر کمیت و کیفیت زیره سبز نشان داد که تاخیر در کاشت، علاوه بر کاهش درصد اسانس، ترکیبات موثر موجود در اسانس مانند کومین آلدئید را افزایش داد (Zarrinzadeh et al., 2007). تأثیر تاریخ کاشت بومادران در تاریخهای 15 تیر، 10 مرداد، 10 شهریور و 15 مهر بر درصد اسانس و عملکرد اسانس معنیدار بود. بیشترین درصد اسانس، به تاریخ کشت چهارم و کمترین آن به تاریخ کاشت دوم تعلق داشت، ولی از نظر عملکرد اسانس، بیشترین و کمترین میزان بهترتیب در تاریخهای کاشت 10 مرداد و 10 شهریور مشاهده شد (Ghani et al., 2011). بررسی سه تاریخ کاشت 15 اسفند، 15 فروردین و 15 اردیبهشت ماه در نعنا نشان داد که حداکثر عملکرد اسانس، از گیاهان کشت شده در تاریخ 15 فروردین بهدست آمدet al., 2009) (Barzegar. مطالعه واکنش اسانس جعفری وحشی (Tagetes minuta) به تاریخهای کشت مختلف نشان داد که درصد اسانس در تاریخهای کاشتی که گیاه در مرحله دانه بندی با دمای بالاتری مواجه بود افزایش یافت (Ramesh & singh, 2008). با توجه به اینکه اسانسها، جزئی از متابولیتهای ثانویه گیاهی هستند و گیاه معمولا در هنگام رو به رو شدن با تنشهای محیطی، میزان متابولیتهای خود را افزایش میدهد، مواجه گیاه شنبلیله با تنش گرما، باعث افزایش درصد اسانس در تاریخ کشت 15 اسفند نسبت به کشت پاییزه (آبان و آذر ماه) شد. از طرفی تنشهای رطوبتی و مواد غذایی و همچنین رقابت علفهرزی کمتر در تاریخ کشتهای پاییزه نسبت به تاریخ کشت 15 اسفند در افزایش میزان اسانس در این تاریخ کشت موثر بود (Rezvani moghadam & Moradi, 2012). ر گیاه دارویی زیره سبز، تغذیه مناسبتر و رشد و نمو مناسب در کشت پاییزه، تاثیر مهمی در پر شدن اسانس دانه داشت و نقش آن، مهمتر از دمای هوا در مرحله دانه بندی بود و منجر به افزایش درصد اسانس در تاریخ کشت 15 آبان و 15 آذر نسبت به 15 اسفند شد (Rezvani moghadam & Moradi, 2012). مقایسه کشت تابستانه و بهاره شوید نشان داد که عملکرد و کیفیت اسانس اندام رویشی در کشت تابستانه بیشتر بود .(Davazdahemami et al., 2010 a) تاریخ کاشت، تأثیر معنیداری بر تولید اسانس بابونه (Matricaria recutita var. Soroksari.) داشت و کشت پاییزه در مقایسه با کشت بهاره، مقدار اسانس بیشتری تولید کرد .(Bastan et al., 2018)
نتیجهگیری کلی
بر اساس یافتههای حاصل از این پژوهش، گیاه دارویی زنیان بهعنوان یکی از منابع مهم تامین تیمول طبیعی در دنیا، در دو فصل کشت بهاره و تابستانه در منطقه مرکزی کشور قابلیت تولید انبوه دارد و در این دو فصل کشت، عملکرد کمی وکیفی اسانس آن در حد استانداردهای مورد پذیرش است. همچنین در این تحقیق مشخص شد که این گیاه، شوری را تا حد نسبتا خوبی تحمل می کند. محققین دیگر هم موفقیت کشت این گیاه در سه فصل کشت پاییزه، بهاره و تابستانه را در منطقه مرکزی کشور اعلام نمودهاند (Davazdahemami & Majnoon Hosseini, 2014). بهعنوان یک نتیجه کاربردی از این تحقیق و جمع بندی نتایج سایر تحقیقات مشابه میتوان بیان داشت که در طراحی الگوی کشت مناطق مختلف، گیاه دارویی زنیان، قابلیت جایگزینی غلات پاییزهای مانند گندم و جو و کشت های بهاره و تابستانهای مانند آفتابگردان با همان میزان تحمل تنش شوری را دارد.
REFERENCES