ارزیابی اثر خشکی بر خصوصیات کمی و کیفی جمعیت های گیاه دارویی بالنگو (‎‏Lallemantia royleana Benth.)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد زراعت، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه شاهد.

2 استادیار گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه شاهد

چکیده

مقدمه
با پیشرفت علم و توجه جهانیان به تأثیر زیان‌بار استفاده از ترکیبات شیمیایی و مواد سنتتیک، جهان دوباره به استفاده از فراورده­ های گیاهی روی آورده است، به‌طوری‌که گفته می­شود قرن بیست و یکم قرن گیاهان دارویی است (Amanzadeh et al., 2011). گیاه دارویی بالنگو (Lallemantia) متعلق به خانواده­ی Lamiaceae است. این خانواده یکی از بزرگترین و بیش­ترین خانواده­ها از گیاهان گلدار است (Zargari, 1980). بذرهای بالنگو منابع خوبی از پلی ­ساکارید، فیبر، روغن و پروتئین و دارای برخی خصوصیات دارویی، غذایی و سلامتی برای انسان دارند (Naghibi et al. 2005; Razavi and Karazhiyan 2009). تنش خشکی یکی از بزرگترین تنش ­های غیرزنده که به شدت عملکرد دانه و بهره ­وری از محصولات غذایی را تا 70 درصد در سرتاسر جهان تحت تأثیر قرار می­دهد (Akram et al., 2013). پاسخ گیاهان به تنش خشکی پیچیده و شامل تغییر در مورفولوژی، فیزیولوژی و متابولیسم است (Sairam and Srivastava, 2001). بنابراین هدف از این پژوهش بررسی اثر تنش خشکی بر خصوصیات کمی و کیفی گیاه دارویی بالنگو بود.
مواد و روش­ ها
این پژوهش در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه شاهد طی سال زراعی 1394-1393 انجام گرفت. مزرعه پژوهشی گیاهان دارویی دانشگاه شاهد دارای طول جغرافیایی 51 درجه و هشت دقیقه شمالی و عرض جغرافیایی 35 درجه و 34 دقیقه شرقی، ارتفاع از سطح دریا 1190 متر، میانگین بارندگی 216 میلی­متر و میانگین دما 17.1 درجه سانتی­گراد بود. آزمایش به‌صورت کرت­های خردشده در قالب طرح پایه­ بلوک­های کامل تصادفی در سه تکرار اجرا شد. فاکتور­های آزمایش شامل سه سطح خشکی از مرحله گلدهی به بعد به‌عنوان فاکتور اصلی (1- متوسط پتانسیل رطوبت خاک در حد 0.5- اتمسفر به­عنوان شاهد (FC)، 2- پتانسیل رطوبت خاک حدود 6.5- اتمسفر به‌عنوان تنش ملایم ، 3- پتانسیل رطوبت خاک حدود 9.5- اتمسفر به ­عنوان تنش نسبتاً شدید) بود. اندازه ­گیری صفات مورد مطالعه به این روش­های انجام گرفت: قندهای محلول (Paquin and lechasseur, 1979)، موسیلاژ دانه (Ghasemi Dehkordi, 2002)، فاکتور تورم (Asgharpour and Rezvani Moghaddam, 2002) و روغن دانه (Soxhlet, 2003). محتوی نسبی آب با روش (Levitt, 1990)   اندازه ­گیری شد. اطلاعات حاصل، از طریق برنامه آماری SAS 9.12 مورد تجزیه ‌و تحلیل قرارگرفته و میانگین‌ها از طریق آزمون چند دامنه‌ای دانکن در سطح پنج درصد مقایسه شدند.
نتایج و بحث
تغییرات آب و هوایی باعث دوره­ های مکرر و شدید خشکسالی به عنوان کاهش سطح کلی بارش­ها شد. مناطق خشک بیش از 40 درصد سطح جهان را شامل می­شود که زندگی 2.5 میلیارد نفر، یک سوم از جمعیت جهان است. خشکسالی در حال حاضر یکی از محدودیت های اصلی گیاهان زراعی که باعث جلوگیری از ابراز پتانسیل کامل ژنتیکی آنهاست. تنش خشکی تآثیر معنی ­داری بر صفات عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک، شاخص برداشت، قندهای محلول، درصد موسیلاژ، فاکتور تورم و عملکرد روغن داشت. تنش خشکی بر درصد روغن غیر معنی ­دار شد. نتایج نشان داد که با افزایش سطوح تنش عملکرد دانه کاهش یافت. عملکرد گیاه پاسخی به میزان کارایی آب در مراحل مختلف رشد گیاه و به‌کارگیری آب در سرتاسر فصل رشد گیاه است (Igbadun et al., 2006). جمعیت اصفهان3 بیش­ترین عملکرد را با میانگین 312.77 کیلوگرم در هکتار و عملکرد روغن با 86.7 کیلوگرم در هکتار در تنش 9.5- اتمسفر داشت. تنش خشکی باعث کاهش قندهای محلول شد که با نتایج عباس­زاده و همکاران (Abbaszadeh et al.) بر گیاه بادرنجبویه (Melissa officinalis) مطابقت داشت. در نتایج اثرات برهمکنش، بیش­ترین و کم­ترین درصد موسیلاژ به ترتیب در جمعیت­های اصفهان5 و اصفهان3 در تنش ملایم مشاهده شد. به نظر می­رسد جمعیت اصفهان3، جمعیت مقاوم در برابر تنش خشکی است.
نتیجه­ گیری
به طور کلی تنش 9.5- اتمسفر باعث کاهش خصوصیات کمی و کیفی گیاه دارویی بالنگو شد. جمعیت اصفهان3 دارای بیش­ترین عملکرد دانه و عملکرد روغن بود. طبق مشاهدات این پژوهش به نظر می­رسد جمعیت اصفهان3، جمعیت مقاوم در برابر تنش خشکی است. از سوی دیگر مشاهدات نشان داد پاسخ جمعیت­ های بالنگو به تنش خشکی در صفات مورد مطالعه متفاوت است که می­توان گفت به دلیل تنوع ژنتیکی که بین جمعیت­ها وجود دارد.

کلیدواژه‌ها


Abbaszadeh, B., Sharifi Ashourabadi, A., Ardakani, M.R., Aliabadi Farahani, H., Alizadeh Sohrabi, A., 2007. The effect of nitrogen fertilizer on the yield and quality of lemon balm. Proceedings of the Second National Conference on Ecological Agriculture of Iran, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, October 26-25, 61. [In Persian with English Summary]

Abdolahi, M., Maleki Farahani, S., Fotokian, M.H., Hasan Zade Ghorttapeh, A., 2013. Ecophysiological characteristics of balangu (Lallemantia sp) ecotypes under drought stress. Master Thesis of Agriculture, Faculty of Agriculture, Shahed University, [In Persian with English Summary]

Ahmad, Z., Arshad, M., Ghafoor, A., 2007. Plantago ovata-a crop of arid and dry climates with immense herbal and pharmaceutical importance: 231-249. In: Ochatt, S., Jain, S.M., (Eds.). Breeding of Neglected and Under-Utilized Crops, Spices and Herbs, CRC Press, 468p.

Aleel, C.A., Manivannan, P., Wahid, A., Faroog, M.,Al-Juburi, H.J, Somasundaram, R., Panneerselvam,R., 2009. Drought stress inplants: A review on morphological characteristics and pigmentscomposition. International Journal of Agriculture and Biology, 11(1), 100-105.

Amanzadeh, Y., Khosravi dehaghi, N., Ghorbani,A.R., Monsef-Esfahani, H.R., Sadat-Ebrahimi, S.E., 2011. Antioxidant activity of Essential oil ofLallemantia iberica in Flowering stage andPost-Flowering stage. Biological Sciences, 6(3),114-117. [In Persian with English Summary]

Asgharipour, M., Rezvani Moghaddam, P., 2002. The effects of planting date and seeding rates on the quantity of herb ovata. Master thesis of Agriculture Faculty of Agriculture, University of Mashhad. [In Persian with English Summary].

Bannayan, M., Nadjafi, F., Azizi, M., Tabrizi, L., Rastgoo, M., 2008. Yield and seed quality of Plantago ovata and Nigella sativa under different irrigation treatments, Industrial Crops and Products, 27(1), 11-16.

Bhagat, N.R., 1980. Studies on Variation and association among seed yield and some component traits in Plantago ovata Forsk. Crop Improvement, 7, 60-63.

Ebrahimzadeh, H., Mir Masomi, M., Fakhreh Tabatabai, S.M., 1994. Mucilage production aspects of the culture in some areas ovata, plantain and psyllium. Research and Development. 6(22):125-141. [In Persian]

Egli, D.B. 1998. Seed Biology and the Yield of GrainCrops. CAB International, 184p.

Emam, Y., Niknejhad, M. 2011. An Introduction to the Physiology of Crop Yield. Shiraz University Press,  Pp. 571. [In Persian]

Emami, Sh., Ardekani, M.R., invertebrates, A., 2004. Illustrated Dictionary, herbs, Research Center for Traditional Medicine and Materia Medica, Martyr Beheshti University of Medical Sciences, [In Persian with English Summary]

Eskandari, H., ZehtabSalmasi, S., GhassemiGolezani, K., Gharineh, M.H., 2009. Effects of water limitation on grain and oil yields of sesame cultivars. Journal of Food, Agriculture and Environment, 7(2), 339-342. [In Persian with English Summary].

Ghasemi Dehkordi, N., 2002. Iranian Herbal Pharmacopoeia Standards Committee, Herbal Pharmacopoeia Volume 2, Tehran: Ministry of Health and Medical Education, Department of Food and Drugs, 262-261, [In Persian]

Hoekstra, F.A., Buitink, J., 2001. Mechanisms of plant desiccation tolerance. Trends in Plant Science, 8, 431-438.

Igbadun, H.E., Mahoo, H.F., Tarimo, A.K.P.R., Salim, B.A., 2006. Cropwater productivity of an irrigated maize crop in Mkoji sub-catchment of the Great Ruaha River Basin. Tanzania, Agricultural Water Management, 85, 141-150.

Irigoyen, J.J., Emerich, D.W., Sanches-Disz, M., 1992. Alfalfa leaf sencscence induced by drought stress, photosynthesis, hydrogen peroxide metabolism, lipid peroxidation and ethylene evolution, Physiologia Plantarum, 84, 67-72.

Koocheki, A., Tabrizi, L., Nassiri Mahallati, M., 2007. The effects of irrigation intervals and manure on quantitative and qualitative characteristics of Plantago ovata and Plantago psyllium. Asian Journal of Plant Sciences, 6(8), 1229-1234.

Kusaka, M., Lalusin, A.G., Fujimura, T., 2005. The maintenance of growth and turgor in pearl millet (Pennisetum glaucum [L.] Leeke) cultivars with different root structures and osmo-regulation under drought stress. Plant Science, 168, 1-14.

Levitt, J., 1980. Response of plants to environmental stresses: water, radiation, salt and other stresses. Collegiate Press, New Yourk, pp: 187-211.

Molnár, I. S. Dulai, Á. Csernák, J. Prónay and M.M. Láng. 2005. Photosynthetic responses to drought stress indifferent Aegilops species. Acta Biology, 49, 141-142.

Moradi, A., Ahmadi, A., Hossein Zadeh, A., 2008. Agro-Physiological responses of Mung Bean (cv. Partov) to severe and moderate drought stress applied at vegetative and reproductive growth stages. Journal of Science and Technology of Agriculture and Natural Resources, 45, 671-659. [In Persian]

Munns, R., 2002. Comparative physiology of salt and water stress. Plant Cell Environment, 25, 239-250.

Paquin, R., Lechasseur, P., 1979. Observations sur une method dosage de la proline libre dans les extraits de plantes. Canadian Journal of Botany, 57, 1851-1854.

Pireivatlou, A.S., Dehdar Masjedlou, B., Ramiz,. T.A., 2010. Evaluation of yield potential and stress adaptivetrait in wheat genotypes under post anthesis drought stress conditions. African Journal of AgriculturalResearch,5, 2829-2836.

Prado, F.E., Boero, C., Gallarodo, M., Gonzalez, J.A., 2000. Effect of NaCl on germination, growth and soluble sugar content in Chenopodium quinoa willd seeds. Botanical Bulletin of Academia Sinica. 41, 27-34.

Rasti, S., Omidi, H., Fotokian, M.H., 2012. The effect of planting date and drought on quality and quantity characteristics Balangu Shirazi(Lallemantia royleana (wall) Benth.). Master Thesis of Agriculture, Faculty of Agriculture, Shahed University, [In Persian with English Summary].

Rechinqer, K.H., 1982. Lallemantia (Labiatae) in Rechinger Flora Iranica No. 150,: Akademische Druck-und Verlagsanstalt, Graz–Austria.

Roohi Noogh, A., Koocheki, A., Ghorbani, R., Rezvani Moghaddam, P., 2011. Effect of Organic Fertilizers and Plant Density on Quantitative and Qualitative Characteristics of Balangu (Lallenamntia royleana B.). Master Thesis of Agriculture, Faculty of Agroecology,Ferdowsi University of Mashhad. [In Persian with English Summary]

Safikhani, F., Heidari Sharif Abad, H., Siiadat, A., Ashvrabady Sharifi, A., Sydnegad, M., Abbaszadeh, B., 2006. Effects of water stress on yield and morphological characteristics of medicinal plants moldavian (Dracocephalum moldavica). Journal of Medicinal and Aromatic Plants Research, 23(2), 183-194. [In Persian]

Sarkar, S., Sanyal, S.R., 2000. Production potential and economic feasibility of sesame(Sesamumindicum) based on intercropping system with pulse and oil seed crops on rice fallow land. Indian Journal of Agronomy, 45, 545-555.

Seghatoleslami, M.J., Mousavi, G.R., Mahdavi, R. andH.R, Zabihi, 2013, Response of yield and yield components of Fenugreek to irrigation intervals, potassium and zinc. Annual Review and Research in Biology, 3(4), 466-474.

Shubhra, K., Dayal, J., Goswami, C.L., Munjal, R., 2004. Effects of water-deficit on oil of Calendula aerial parts. Biologia Plantarum. 48(3), 445-448.

Singh, D., Chand, S., Anvar, M., Patra, D.D., 2003. Effect of organic and inorganic amendment on growth and nutrient accumulation by isabgol in sodic soil under greenhouse conditions. Journal of Medicinal and Aromatic Plant Sciences, 25(2), 414-419.

Sloane, R. J., Patterson, R.P., Carter, T.G., 1990. Field drought tolerance of soybean plant introduction. CropScience. 30, 118 -123.

Zarei, G., Shamsi, H., Dehghani, S.M., 2010. The effect of drought stress on yield, yield components and seed oil content of three autumnal rapeseed cultivars (Brassica napus L.). Journal of Research in Agricultural Science, 6, 29-37. [In Persian].