تأثیر سطوح مختلف آبیاری و زمان برداشت بر برخی خصوصیات زراعی و میزان اسانس گیاه دارویی زنیان (Carum copticum L.)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه

2 دانشیار گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه

3 دانشیار گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه

4 دانشجوی دکتری گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه.

چکیده

مقدمه
زنیان (Carum copticum L.) گیاهی یک‌ساله متعلق به تیره چتریان است (Majnoon Hosseini and Davazdah Emami, 2007). بذر زنیان دارای اسانس حاوی تیمول، ترکیبات سیمن، آلفا پینن، بتاپینن، گاما ترپینن، میرسن و لیمونن می­باشد (Majnoon Hosseini and Davazdah Emami, 2007; Khajeh et al., 2004).
زمان بندی و برنامه ریزی آبیاری بر اساس مراحل رشد و نمو گیاهان و یا بر اساس کاهش میزان آب قابل دسترس گیاهان صورت می­گیرد تا از این طریق آب لازم به صورت دقیق و به موقع به محصول زراعی رسانده شود. این تکنیک­ها در راستای حفاظت، افزایش بهره وری و پایداری آب کشاورزی می­باشد. تنش آب به طور قابل ملاحظه ای رشد، متابولیسم، فتوسنتز و عملکرد گیاهان را کاهش می­دهد، اما در برخی از گیاهان دارویی کمبود آب مواد موثره را از قبیل اسانس­ها افزایش می­دهد. حیدری و همکاران (Heidari et al., 2012) طی تحقیقی در گیاه آنیسون نشان دادند که عملکرد دانه و عملکرد اسانس تحت تأثیر تنش خشکی و زمان­های برداشت قرار گرفت. رضائی چیانه (Rezaei-Chiyaneh, 2011) گزارش کرد که با افزایش فاصله آبیاری تعداد چتر در گیاه، تعداد دانه در هر چتر، وزن هزار دانه، عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک و عملکرد اسانس در گیاه رازیانه به‌طور معنی‌داری کاهش یافت، اما تنش خشکی باعث افزایش تولید اسانس دانه شد.
با وجودی که در مورد اثر تنش آبی برمحصولات زراعی تحقیقات وسیع و جامعی انجام گرفته، اما رفتار گیاهان دارویی در چنین شرایطی به خوبی مطالعه نشده است. این تحقیق با هدف بررسی نحوه واکنش گیاه دارویی زنیان در طول دوره رسیدگی دانه به کمبود آب اجرا گردید تا ضمن تعیین سطح آبیاری مطلوب، تأثیر تیمارهای متفاوت آبیاری و زمان برداشت بر خصوصیات زراعی و تغییرات کمی اسانس در دانه زنیان تعیین گردد.
مواد و روش‌ها
آزمایشی در سال زراعی 1390-1389 در مزرعه‌ای واقع در استان آذربایجان غربی- شهرستان نقده با طول جغرافیایی ْ45 و َ24 و عرض جغرافیایی ْ36 و َ57 و ارتفاع 1328 متر از سطح آب‌های آزاد اجرا شد. میانگین­های متوسط دما و بارندگی سالیانه در طی یک دوره ده‌ساله به ترتیب برابر 12/40 درجه سانتی­گراد و 323 میلی‌متر گزارش شده است. بافت خاک مزرعه از نوع رس-سیلتی است. آزمایش­ به‌صورت کرت‌های خردشده بر پایه بلوک­های کامل تصادفی با سه تکرار اجرا شد. در این آزمایش­ پنج تیمار آبیارﻯ بر اساس میزان تبخیر از تشتک تبخیر کلاس A (آبیاری بعد از 6٠، 90، 120، 150 و ١8٠ میلی­متر تبخیر) در کرت­هاﻯ اصلی و سه زمان برداشت (شیری، خمیری و رسیدگی کامل دانه­ها) در کرت­هاﻯ فرعی قرار گرفتند.
بذور در عمق سه سانتی‌متر زیر سطح خاک به‌صورت کرتی، در تاریخ 15 فروردین 1390 کشت شدند. بعد از استقرار کامل بوته­­ها، تیمارهای آبیاری اعمال گردید. علف­های هرز در طول فصل رشد بنا به‌ضرورت از طریق وجین دستی کنترل شدند. بر اساس آزمون خاک، کود سوپرفسفات تریپل به میزان 150 کیلو­گرم تماماً قبل از کاشت و کود اوره به میزان 100 کیلوگرم در هکتار به‌صورت سرک (در دو مرحله قبل از کاشت و مرحله ساقه رفتن) به کرت­های آزمایش اضافه شد.
هر واحد آزمایشی شامل هشت ردیف کاشت به طول چهار متر، بافاصله‌ی بین ردیف 40 سانتی­متر و روی ردیف 25 سانتی­متر در نظر گرفته شد. همچنین به‌منظور جلوگیری از نشت آب به کرت‌های مجاور، فاصله هر کرت­ اصلی 5/1 متر و فاصله بین دو بلوک سه متر در نظر گرفته شد. به‌منظور استخراج اسانس، 30 گرم نمونه بذری از هر کرت وزن گردید و پس از آسیاب شدن مختصر در 300 میلی‌لیتر آب مقطر در داخل دستگاه کلونجر به مدت سه ساعت جوشانده شد تا اسانس آن استخراج شود. پس از تعیین درصد اسانس، عملکرد اسانس بر اساس عملکرد دانه × درصد اسانس محاسبه شد. جهت تجزیه‌وتحلیل داده­ های به‌دست‌آمده از نرم‌افزار SPSS 16 و مقایسه میانگین ­های به‌دست‌آمده آماری توسط روش آزمون چند دامنه­ای دانکن در سطح احتمال پنج درصد صورت گرفت.
نتایج و بحث
نتایج تجزیه واریانس داده­ ها نشان داد که سطوح مختلف تیمارهای آبیاری بر ارتفاع بوته، تعداد چتر در بوته، تعداد دانه در چتر، وزن هزار دانه، عملکرد بیولوژیکی، عملکرد دانه، درصد اسانس و عملکرد اسانس تأثیر معنی­داری داشته است. افزایش فاصله آبیاری از 60 به 180 میلی‌متر تبخیر از تشتک سبب کاهش معنی­دار تمامی صفات مذکور شد. بیشترین عملکرد دانه (1074 کیلوگرم در هکتار) و عملکرد اسانس (39/90 کیلوگرم در هکتار) از تیمار آبیاری پس از 60 میلی‌متر تبخیر از تشتک حاصل شد. زمان برداشت بر تعداد چتر در بوته، وزن هزار دانه، عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیکی، درصد اسانس و عملکرد اسانس تأثیر معنی­داری داشت. به‌طوری‌که بیشترین عملکرد دانه (931 کیلوگرم در هکتار)، درصد اسانس (4/35 درصد) و عملکرد اسانس (40/13 کیلوگرم در هکتار) از برداشت در مرحله خمیری به دست آمد.
نتیجه‌گیری
با افزایش فاصله دور آبیاری از 60 به 180 میلی‌متر تبخیر از تشتک تبخیر ارتفاع بوته، تعداد چتر در بوته، تعداد دانه در چتر، وزن هزار دانه، عملکرد بیولوژیکی، عملکرد دانه، درصد اسانس و عملکرد اسانس کاهش یافت. از آنجایی‌که تیمار آبیاری پس از 90 میلی‌متر تبخیر از تشتک تبخیر نسبت به تیمار آبیاری پس از 60 میلی‌متر تبخیر از تشتک ازنظر تولید دانه اختلاف معنی­ داری نداشت و زمان برداشت در مرحله خمیری عملکرد بالاتری را نشان داد. بنابراین، توصیه می­گردد که برای کسب حداکثر تولید اسانس و حصول عملکرد قابل‌قبول، گیاه زنیان تحت تنش ملایم خشکی قرارگرفته و برداشت گیاه در مرحله خمیری دانه صورت پذیرد.

کلیدواژه‌ها


Agaei, A.H., Ehsanzadeh, P., 2011. Effect of irrigation regimes and nitrogen on the yield and some physiological parameters medicinal plant Cucurbita pepo. Iranian Journal of Horticaltural Sciences. 4(3), 291-299. [In Persian with English summary].

Alizadeh, A., Tavoosi, M., Enanloo, M., Naseri –Mahalati, M., 2006. Evaluation of irrigation treatments on yield and yield components of cumin. Iranian Journal of Crop Sciences. 1, 35-42. [In Persian with English summary].

Bernath J., Mihalik, E., 2001. Regularities of the essential oil accumulation in developing fruits of fennel (Foeniculum vulgare Mill.) and its histological background. In: World Conference on Medicinal and Aromatic Plants, Budapest, Hungary, 8–11,

Bettaieb I., Zakhama N., Aidi-Wannes N., Kchouk M.E., Marzouk, B., 2009. Water deficit effects on Salvia officinalis fatty acids and essential oils composition. Scientia Horticulturae. 120, 271-275.

Eiasu B.K., Steyn J.M., Soundy, P., 2009. Rose-scented geranium (Pelargonium capitatum × Pelargonium radens) growth and essential oil yield response to different soil water depletion regimes. Agricultural Water Management. 96, 991–1000.

Eiasu, B. K., Steyn, J. M., Soundy, P., 2012. Physiomorphological response of rose-scented geranium (Pelargonium spp.) to irrigation frequency. South African Journal of Botany. 78, 96–103.

Ekrena, S., Sonmez, C., Ozcakal, E., Kurttas, Y. S. K., Bayram, E., Gurgulu, H., 2012. The effect of different irrigation water levels on yield and quality characteristics of purple basil (Ocimum basilicum L.). Agricultural water management. 109, 155– 161.

Ghasemi Siani, E., Fallah, S., Tadayyon, A., 2011. Study on yield and seed quality of Plantago ovata Forssk under different nitrogen treatments and deficit irrigation. Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants. 27(3), 517-528. [In Persian with English summary].

Golldani, M., Rezvani, P., 2005. Effects of different drought levels and planting date on yield and yield components of three chickpea (Cicer arietinum L.) cultivars in Mashhad. Iranian Journal of Field Crops Research. 2(2), 1-12. [In Persian with English summary].

Heidari, N., Pouryousef, M., Tavakkoli, A., Saba, J., 2012. Effect of drought stress and harvesting date on yield and essential oil production of anise (Pimpinella anisum L.). Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants. 28(1), 121-130. [In Persian with English summary].

Hopkins, W. G., 1995. Introduction to Plant Physiology. John Wiley and Sons, Inc. New York, USA, 464p.

Jamshidi, E., Ghalavand, A., Sefidkon, F., Goltaph, E.M., 2012. Effects of different nutrition systems (organic and chemical) on quantitative and qualitative characteristics of Fennel (Foeniculum valgare Mill.) under water deficit stress. Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants. 28(2), 309-322. [In Persian with English summary].

Khajeh, M., Yamini Y., Sefidkon F., Bahramifar, N., 2004. Comparison of essential oil composition of Carum copticum obtained by supercritical carbon dioxide extraction and hydrodistillation methods. Food Chemistry. 86, 587-591.

Koocheki, A., Mokhtari, V., Taherabadi, S.h., Kalantari, S., 2011. The Effect of Water Stress on Yield, Yield Components and Quality Characteristics of Plantago ovata and Plantago Psyillium. Journal of Water and Soil. 25(3), 656-664. [In Persian with English summary].

Laribi, B., Bettaieb, I., Kouki, K., Sahli, A., Mougou, A., Brahim, M., 2009. Water deficit effects on caraway (Carum carvi L.) growth, essential oils and fatty acids composition. Industrial Crops and Products. 30, 372-379.

Madadi- Bonab, S., 2011. Effect of irrigation treatments and nitrogen fertilizer on yield and essential oil of dill (Anethum graveolens L.). Mcs. thesis, Department of Plant Eco-Physiology, Faculty of Agriculture, University of Tabriz. [In Persian with English summary].

Majnoon Hosseini, N., Davazdah-Emami, S., 2007. Crops and the Production of Medicinal Plants and Spices. Tehran University Publications. 300p. [In Persian].

Mirshekari, B., Farahvash, F., 2011. Management of irrigation and nitrogen fertilizing in fennel (Foeniculum vulgare Mill.) as a medicinal plant under semi-arid conditions. Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants. 27(4), 541-550. [In Persian with English summary].

Mosavi- Nik, M., 2012. Effect of different levels of sulfur fertilization on yield and quality of medicinal plants of Plantago psyllium. Journal of Agroecology. 4(2), 170-182. [In Persian with English summary].

Motsa, N.M., Soundy, P., Steyn, J.M., Learmonth, R.A., Mojela, N., Teubes, C., 2006. Plant shoot age and temperature effects on essential oil yield and oil composition of rose-scented geranium (Pelargonium sp.) grown in South Africa. Journal of Essential Oil Research. 18, 106–110.

Mousavi, S.G.R., Seghatoleslami, M.J., Ansarinia, E., Javadi, H., 2011. The effect of water deficit stress and nitrogen fertilizer on yield and water use efficiency of Calendula officinalis L. Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants. 28 (3), 493-508. [In Persian with English summary].

Munns, R., 1993. Physiological process limiting plant growth in saline soil: some dogmass and hypotheses. Plant Cell and Environment. 16, 15-24.

Norozphour, G., Rezvani-Mogadam, P., 2006. Effect of irrigation intervals and plant density on yield and essential oil of black seed beads (Nigella sativa L.). Journal of Pajouhesh –VA- Sazandegi (in Agronomy and Horticulture). 73, 133-138. [In Persian with English summary].

Omidbaigi, R., 2009. Production and Processing of Medicinal Plants. (Volume I). Fifth edition, Publishing Astan Quds Razavi. 347p. [In Persian].

Omidbaigi, R., Mahmoodi sourestani, M., 2010. Effect of Water Stress on Morphological Traits, Essential Oil Content and Yield of Anise Hyssop (Agastache foeniculum [Pursh] Kuntze). Iranian Journal of Horticaltural Sciences. 41(2), 153-161. [In Persian with English Summary].

Palizdar, M., Delkhosh, B., Shiranirad, A.H., Noormohammadi, G.h., 2013. Investigation on effects of irrigation regimes and potassium content on yield and yield components of safflower (Carthamus tinctorius L.). Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants. 28(4), 628-645. [In Persian with English Summary].

Pessarkli, M., 1999. Handbook of Plant and Crop Stress. Marcel Dekker. New York Inc, 697 p.

Petropoulos, S. A., Daferera, D., Polissiou, M.G. Passam, H. C., 2008. The effect of water deficit stress on the growth, yield and composition of essential oils of parsley. Scientia Horticulturae. 115, 393-397.

Rebey B. I., Jabri-Karoui, I., Hamrouni-Sellami, I., Bourgou, S., Limam, F., Marzouk, B., 2012. Effect of drought on the biochemical composition and antioxidant activities of cumin (Cuminum cyminum L.) seeds. Industrial Crops and Products. 36, 238–245.

Rezaei- Chiyaneh, E., 2012. Effects of different irrigation treatments on essential oil accumulation, its composition and some eco-physiological traits in Fennel (Foeniculum vulgare). Ph.D. thesis Department of Plant of Eco-physiological, Faculty of Agriculture, university of Tabriz. [In Persian with English summary].

Rezaei Chiyaneh, E., Zehtab Salmasi, S., Ghassemi Golezani, K., delazar, A., 2012. Effect of irrigation treatments on yield and yield components of three fennel (Foenicolum vulgare L.) landraces. Journal of sustainable agriculture and production science. 22(4), 58-70. [In Persian with English summary].

Rezapor, A.R., Heidari, M., Galavi1, M., Ramrodi, M., 2011. Effect of water stress and different amounts of sulfur fertilizer on grain yield, grain yield components and osmotic adjustment in Nigella sativa L. Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants. 27(3), 384-396. [In Persian with English summary].

Sefidkon, F., 2007. Chemical and Industrial Preparation of Essential Oils. Publications Zavsh Tehran. 256p. [In Persian].

Seghatoleslami, M.J., Mosavi, S.G., Barzegaran, T., 2011. Effect of irrigation levels and planting date on yield and water use efficiency of Hibiscus sabdariffa L. Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants.  29(1), 144-155. [In Persian with English summary].

Soleymani, A., Moradi, M., Naranjani, L., 2011. Effects of the irrigation cut-off time in different growth stages on grain and oil yield components of autumn’s canola cultivars in Isfahan region. Journal of Water and Soil. 25(3), 426-435. [In Persian with English summary].

Soltani Gerdfaramarzi, M.K., Omidi, H., Habibi, H., Lebaschy, M.H., Zarezadeh, A., 2011. The effects of glycine betaine and drought stress on yield, yield components and essential oil in German chamomile genotypes in Yazd region. Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants. 27(2), 279-289. [In Persian with English summary].

Telci, I., Bayram, E., Avci, B., 2006. Changes in yields, essential oil and linalool contents of Coriandrum sativum varieties (var. vulgare Alef. and var. microcarpum DC.) harvested at different development stages. European Journal of Horticultural Science. 71, 267–271.

Telci, I., Demirtas, I., Sahin, A., 2009. Variation in plant properties and essential oil composition of sweet fennel (Foneiculum vulgare Mill) fruits during stages of maturity. Industrial Crops and Products. 30: 126-130

Zehtab Salmasi, S., Javanshir, A., omidbaigi, R., Alyari, H., Ghassemi Golezani, K., 2003. Eco-physiological effects of irrigation and sowing date on growth, yield and herb anise (Pimpinella anisum), Journal of sustainable agriculture and production science. 4, 37-49. [In Persian with English summary].