اثر سطوح مختلف اسید هیومیک و تراکم کاشت بر فعالیت آنتی اکسیدانی وخواص بیوشیمیایی گیاه دارویی (Trigonella foenum- graecum L.)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه علوم باغبانی و مرکز پژوهشی گیاهان ویژه منطقه دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، رشته علوم باغبانی، گرایش فیزیولوژی گیاهان دارویی، ادویه‏ای و عطری. دانشکده کشاورزی دانشگاه بیرجند

چکیده

شنبلیله (Trigonella foenum- graecum L.) یکی از گیاهان دارویی مهم محسوب می‏شود و استفاده از نهاده‏های آلی به‌عنوان یک عامل مهم برای دستیابی به حداکثر عملکرد این گیاه می‏باشد. به منظور بررسی اثر اسید هیومیک و تراکم کاشت بر فعالیت آنتی‌اکسیدانی و خصوصیات بیوشیمیایی(ترکیبات فنلی، فلاونوئیدی، آنتوسیانین، قند و رنگیزه‌های فتوسنتزی) شنبلیله، آزمایشی در سال زراعی 1396 به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‏های کامل تصادفی در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه بیرجند اجرا شد. تیمارهای آزمایش شامل سه سطح اسید هیومیک (0، 5 و 10 کیلوگرم در هکتار) و دو سطح تراکم کاشت (25 و 50 بوته در مترمربع) بودند. بعد از اعمال تیمارها و در مرحله گلدهی کامل و قبل از مرحله رسیدگی فیزیولوژیکی گیاه، نمونه‌هایی از برگهای گیاه شنبلیله تهیه و صفات بیوشیمایی آن اندازه‌گیری شدند. نتایج آزمایش نشان داد که اسیدهیومیک بر اکثر صفات بیوشیمیایی شنبلیله (فعالیت آنتی‌اکسیدانی، میزان فنل کل، فلاونوئید کل و میزان کربوهیدرات) معنی­دار شد، بطوریکه بیشترین فعالیت آنتی اکسیدانی (6/64 درصد) و میزان کربوهیدرات (73/6 میلی‌گرم برگرم) برگ گیاه از تیمار 10 کیلوگرم بر هکتار اسیدهیومیک و کمترین فعالیت آنتی‌اکسیدانی (0/50 درصد) و میزان کربوهیدرات (45/3 میلی‌گرم برگرم) از تیمار شاهد حاصل گردید. همچنین کاربرد اسید هیومیک سبب افزایش معنی‌دار رنگیزه‌های فتوسنتزی (کلروفیل کل، a، b و کارتنوئید) شد، بطوریکه بیشترین میزان کلروفیل کل در تیمار 10 کیلوگرم بر هکتار اسید هیومیک (با 51/4 میلی‌گرم بر گرم) و کمترین میزان آن (18/3 میلی‌گرم بر گرم) از تیمار شاهد بدست آمد. با توجه به نتایج، بیشترین میزان فلاونوئید با 43/6 میلی‌گرم بر گرم در تراکم 25 بوته در مترمربع و کمترین میزان فلاونوئید با 46/5 میلی‌گرم بر گرم در تراکم کاشت 50 بوته در مترمربع مشاهده گردید. اثر متقابل اسید هیومیک و تراکم کاشت هم بر میزان فنول و فلاونویید گیاه معنی‌دار شد، بطوری‌که بیشترین میزان فنول (07/42 میلی‌گرم بر گرم) در تیمار 10 کیلوگرم بر هکتار اسید هیومیک با تراکم کاشت 25 بوته در مترمربع و کمترین میزان فنول (86/41 میلی‌گرم بر گرم) در تیمار شاهد با تراکم کاشت 25 بوته در مترمربع بدست آمد. بر اساس نتایج این آزمایش، استفاده از 10 کیلوگرم در هکتار اسید هیومیک و تراکم کاشت 25 بوته در مترمربع، نقش موثری در افزایش فعالیت آنتی اکسیدانی و صفات بیوشیمایی (میزان فنل کل، فلاونوئید، آنتوسیانین، قند) شنبلیله داشت، هرچند تیمارهای آزمایش، نتوانست آنتوسیانین را تحت تاثیر خود قرار دهد.
 

کلیدواژه‌ها


 

 

فصلنامه اکوفیتوشیمی گیاهان دارویی، شماره پیاپی 29، سال هشتم، شماره 1، بهار 1399

 


اثر سطوح مختلف  اسید هیومیک و تراکم کاشت بر فعالیت آنتی اکسیدانی وخواص بیوشیمیایی گیاه دارویی (Trigonella foenum- graecum L.)

 

محمدحسین امینی‏فرد1*، حمیرا قادری‌2

1استادیار گروه علوم باغبانی و مرکز پژوهشی گیاهان ویژه منطقه دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

2دانشجوی کارشناسی‌ارشد، گره علوم باغبانی، گرایش فیزیولوژی گیاهان‌دارویی، ادویه‏ای و عطری، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

 

تاریخ دریافت:23/04/97      تاریخ پذیرش:17/07/97

 

چکیده

     شنبلیله (Trigonella foenum- graecum L.) یکی از گیاهان دارویی مهم محسوب می‏شود و استفاده از نهاده‏های آلی به‌عنوان یک عامل مهم برای دستیابی به حداکثر عملکرد این گیاه می‏باشد. به منظور بررسی اثر اسید هیومیک و تراکم کاشت بر فعالیت آنتی‌اکسیدانی و خصوصیات بیوشیمیایی(ترکیبات فنلی، فلاونوئیدی، آنتوسیانین، قند و رنگیزه‌های فتوسنتزی) شنبلیله، آزمایشی در سال زراعی 1396 به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‏های کامل تصادفی در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه بیرجند اجرا شد. تیمارهای آزمایش شامل سه سطح اسید هیومیک (0، 5 و 10 کیلوگرم در هکتار) و دو سطح تراکم کاشت (25 و 50 بوته در مترمربع) بودند. بعد از اعمال تیمارها و در مرحله گلدهی کامل و قبل از مرحله رسیدگی فیزیولوژیکی گیاه، نمونه‌هایی از برگهای گیاه شنبلیله تهیه و صفات بیوشیمایی آن اندازه‌گیری شدند. نتایج آزمایش نشان داد که اسیدهیومیک بر اکثر صفات بیوشیمیایی شنبلیله (فعالیت آنتی‌اکسیدانی، میزان فنل کل، فلاونوئید کل و میزان کربوهیدرات) معنی­دار شد، بطوریکه بیشترین فعالیت آنتی اکسیدانی (6/64 درصد) و میزان کربوهیدرات (73/6 میلی‌گرم برگرم) برگ گیاه از تیمار 10 کیلوگرم بر هکتار اسیدهیومیک و کمترین فعالیت آنتی‌اکسیدانی (0/50 درصد) و میزان کربوهیدرات (45/3 میلی‌گرم برگرم) از تیمار شاهد حاصل گردید. همچنین کاربرد اسید هیومیک سبب افزایش معنی‌دار رنگیزه‌های فتوسنتزی (کلروفیل کل، a، b و کارتنوئید) شد، بطوریکه بیشترین میزان کلروفیل کل در تیمار 10 کیلوگرم بر هکتار اسید هیومیک (با 51/4 میلی‌گرم بر گرم) و کمترین میزان آن (18/3 میلی‌گرم بر گرم) از تیمار شاهد بدست آمد. با توجه به نتایج، بیشترین میزان فلاونوئید با 43/6 میلی‌گرم بر گرم در تراکم 25 بوته در مترمربع و کمترین میزان فلاونوئید با 46/5 میلی‌گرم بر گرم در تراکم کاشت 50 بوته در مترمربع مشاهده گردید. اثر متقابل اسید هیومیک و تراکم کاشت هم بر میزان فنول و فلاونویید گیاه معنی‌دار شد، بطوری‌که بیشترین میزان فنول (07/42 میلی‌گرم بر گرم) در تیمار 10 کیلوگرم بر هکتار اسید هیومیک با تراکم کاشت 25 بوته در مترمربع و کمترین میزان فنول (86/41 میلی‌گرم بر گرم) در تیمار شاهد با تراکم کاشت 25 بوته در مترمربع بدست آمد. بر اساس نتایج این آزمایش، استفاده از 10 کیلوگرم در هکتار اسید هیومیک و تراکم کاشت 25 بوته در مترمربع، نقش موثری در افزایش فعالیت آنتی اکسیدانی و صفات بیوشیمایی (میزان فنل کل، فلاونوئید، آنتوسیانین، قند) شنبلیله داشت، هرچند تیمارهای آزمایش، نتوانست آنتوسیانین را تحت تاثیر خود قرار دهد.

 

واژه‌های کلیدی: آنتوسیانین، اسیدهیومیک ترکیبات فنلی، شنبلیله، کودآلی، متابولیت ثانویه.[1]

 

 


مقدمه

     گرایش عمومی جوامع به طب سنتی و استفاده از داروهای گیاهی در طی سال‌های اخیر به علت بروز اثرات زیان­بار داروهای شیمیایی بر سلامتی انسان و نارسایی­های متعدد طب نوین در درمان برخی بیماری‌ها، رو به افزایش بوده است. شنبلیله (Trigonella foenum- graecum L.) گیاهی است علفی، یک ساله و از خانواده لگومینوز می‌باشد. شنبلیله در طب سنتی سابقه مصرف دیرینه داشته و خواص درمانی چشمگیری برای آن ذکر شده است، به‌طوری که اثرات ضددرد، ضدالتهاب، ضدسرطان، کاهش دهنده کلسترول و چربی خون، درمان کننده دیابت و سل از این گیاه گزارش شده است (Mandegari et al., 2012). یکی از مؤلفه­های اساسی افزایش عملکرد محصولات کشاورزی، مصرف بیشتر نهاده­ها به­ویژه کودهای شیمیایی است اما افزایش مصرف کودهای شیمیایی در دهه­های اخیر، مشکلات جدی زیست محیطی داشته است. از طرفی با توجه به احتمال بروز اثرات منفی ناشی از مصرف بی رویه سموم و کودهای شیمیایی روی کمیت و کیفیت ترکیبات مؤثره گیاهان دارویی، بسیاری از شرکت­های دارویی، مواد خام حاصل از نظام­های پایدار و ارگانیک را ترجیح م‌ دهند (Gewaily et al., 2006). بنابراین مناسب است، که سایر منابع کودی دارای هزینه و اثرات تخریبی کمتر بر اکوسیستم، جایگزین این کودها شوند. از منابع کودی سالم، کم‏هزینه و در دسترس موجود می‏توان به کودهای غیرشیمیایی (آلی و بیولوژیک) اشاره کرد؛ که در سیستم‏های پایدار مورد توجه قرار گرفته‏اند (Nehvi et al., 2009). در بین کودهای سازگار با طبیعت، هیومیک اسید به­عنوان یک اسید آلی بدون اثرات مخرب زیست محیطی، باعث بهبود ساختار فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک شده و به دلیل دارا بودن ترکیبات هورمونی، اثرات مثبت قابل ملاحظه­ای بر شاخص­های کمی و کیفی محصولات کشاورزی دارد (Sabzevari et al., 2010). اسید هیومیک یک ترکیب پلیمری آلی طبیعی است که در نتیجه پوسیدگی مواد آلی خاک، پیت و لیگنین به­وجود می­آید و باعث افزایش عملکرد و کیفیت محصول می‌شود (Ghorbani et al., 2010). اسید هیومیک سبب افزایش ماندگاری بافتهای فتوسنتزکننده شده و از طریق تأثیرات مثبت فیزیولوژیکی، از جمله اثر بر متابولیسم سلول‌های گیاهی، افزایش کلروفیل برگ را باعث می‌شود (Naderi et al., 2002). استرایی و لوانی (Astaraei, and Ivani, 2008) افزایش تولید کلروفیل در برگ‌های گیاه لوبیا در پی استفاده از اسید هیومیک، را بیان نموده است. از طرف دیگر، عوامل محیطی تأثیر به­سزایی بر کمیت و کیفیت محصول بدست آمده از گیاهان دارویی دارد، با این حال کنترل کامل این عوامل امکان­پذیر نیست، ولی می­توان با استفاده از روش­هایی، اثرات محیطی را به­شکلی مدیریت کرد که گیاه تحت هر شرایطی، حداکثر توانایی خود را بروز دهد. از جمله مهمترین این تکنیک­ها، انتخاب تراکم گیاهی مطلوب برای کشت و کار گیاه است که به­عنوان یک عامل زراعی تحت کنترل، نقش مؤثری در عملکرد محصولات مختلف ایفاء می­کند و مشخص کردن تراکم گیاهی از اصول اولیه زراعت هر محصول و ازجمله مهمترین عوامل تأثیرگذار بر تولید گیاهان دارویی به‌شمار می­رود ((Ibrahim, 2012. تراکم بوته مطلوب، تراکمی است که در نتیجه آن کلیه عوامل محیطی به­طور مؤثر مورد استفاده گیاه قرار گرفته و در عین حال رقابت­های درون بوته‌ای و بین بوته­ای در حداقل باشند تا حداکثر عملکرد ممکن با کیفیت مطلوب بدست آید (et al., 2009 Caliskan). طی آزمایشی در شنبلیله فاصله ردیف 30 سانتی‌متر در مقایسه با 45سانتی‌متر سبب افزایش تعداد غلاف در بوته، تعداد دانه در غلاف و عملکرد دانه شد (Yadav et al., 2000). همچنین شارما و همکاران (Sharma et al., 2000) نشان دادند که کاهش فاصله ردیـف از 60 بـه 30 سـانتی‌متـر سبب افزایش عملکرد دانه و وزن 1000 دانه شنبلیله شد. با توجه به اهمیت گیاه دارویی مهم شنبلیله و اینکه تاکنون گزارشی در خصوص اثر متقابل اسید هیومیک در تراکم کاشت بر فعالیت آتتی اکسیدانی و خصوصیات بیوشیمایی شنبلیله نشده است، لذا هدف از اجرای این طرح، مشخص کردن نقش اسید هیومیک در تراکم‌های مختلف کشت، بر شاخص­های فیتوشیمایی گیاه دارویی شنبلیله می­باشد تا با استفاده مناسب از نهاده آلی و انتخاب تراکم کاشت مناسب، بتوان در جهت تولید پایدار و افزایش کیفیت شنبلیله گام برداشت.

 

مواد روش‌ها

     این آزمایش در سال زراعی 1396 در دانشکده کشاورزی دانشگاه بیرجند به­صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوک‏های کامل تصادفی اجرا گردید. تیمارهای آزمایش شامل: هیومیک اسید (0، 5، 10 کیلوگرم بر هکتار) و تراکم بوته (25 و 50 بوته درمترمربع) با سه تکرار بودند. قبل از کاشت، جهت تعیین خصوصیات خاک مزرعه، نمونه برداری خاک انجام گرفت (جدول 1). بافت خاک به روش هیدرومتری (Bouyoucos, 1962)، قابلیت هدایت الکتریکی و pH  (Haluschak, 2006)، درصد ماده آلی به روش والکلی و بلک (Walkley and Black, 1934)، نیتروژن کل به روش کجلدال (Bremner, 1996)، فسفر قابل جذب گیاه به روش اولسن (Olsen, 1954) و  پتاسیم به روش (استات آمونیوم نرمال) انجام شدند. به‌منظور انجام آزمایش، پس از عملیات شخم، دیسک و مسطح کردن خاک، اقدام به کرت بندی زمین نموده وکرت‏هایی به ابعاد 2 × 2 متر ایجاد گردید. کشت به صورت خطی در 5 اردیبهشت سال 1395 انجام گرفت. فاصله کاشت بین ردیف‌ها 20 سانتی‌متر و فاصله روی ردیف‌ها 10 سانتی‌متر برای تراکم کاشت 50 بوته در مترمربع و فاصله کاشت بین ردیف‌ها 40 سانتی‌متر و فاصله روی ردیف‌ها 10 سانتی‌متر برای تراکم کاشت 25 بوته در مترمربع در نظر گرفته شد، که بعد از تنک  در مرحله 4 تا 6 برگی، فاصله روی ردیف‌ها اعمال گردید. آبیاری اول همزمان با کاشت (5 اردیبهشت 1395به‌صورت سطحی) و آبیاری دوم، 5 روز بعد از آبیاری اول به منظور تسهیل در سبز شدن بذرها انجام شد. تیمار هیومیک اسید (از پودر تجاری پتاسیم هیومات تهیه شد و شامل 80-82 % اسید هیومیک، پتاسیم محلول 11-13 درصد، بصورت پودر سیاه رنگ) از مرحله 6 برگی به فاصله هر 12 روز طی سه نوبت همراه آب آبیاری به بوته‌ها اعمال شد. در طی دوره رشد گیاه، آبیاری بصورت سیفونی به طور مرتب هر شش ‌روز انجام شد.  بعد از اعمال تیمارها در مرحله گلدهی کامل و قبل از مرحله رسیدگی فیزیولوژیکی گیاه، از هر کرت 10 بوته به طور تصادفی انتخاب شده و سپس نمونه‌هایی از برگ‌های توسعه یافته از 10 بوته تهیه و صفات بیو‌شیمایی شنبلیله اندازه گیری شدند. تجزیه و تحلیل آماری داده‌ها با کمک نرم افزار آماری SAS صورت پذیرفت. مقایسه میانگین­ها بر اساس آزمون دانکن و در سطح احتمال پنج درصد با یکدیگر مقایسه شدند.

روش تهیه عصاره  گیاهی: ابتدا یک  گرم از بافت تازة برگی به همراه 10 میلی‌لیتر متانول 95% در داخل‌هاون چینی کوبیده و له شد. قسمت بالای محلول حاصله، جدا گشته و سپس محلول به دست آمده، در دستگاه سانتریفیوژ به‌مدت 10 دقیقه با دور4000 قرار گرفت و بعد، فاز مایع رویی برداشته شده و به‌عنوان عصاره گیاهی استفاده گردید. عصارة به‌دست آمده تا زمان اندازه‌گیری صفات بیوشیمایی در داخل یخچال نگهداری شد.

اندازه‏گیری فعالیت آنتی­اکسیدانی برگ شنبلیله: جهت تعیین فعالیت آنتی­اکسیدانی یا همان میزان مهار رادیکال آزاد برگ شنبلیله از روش اندازه‏گیری کاهش ظرفیت رادیکالی و با کمک 2،2-دی‏فنیل 1- پیکریل هیدرازیل (DPPH) استفاده گردید (Turkmen et al., 2005). لذا برای این منظور 2 میلی‏لیتر از محلول اتانولی 15/0 میلی‏مولار DPPH به لوله آزمایش حاوی 1 میلی‏لیتر عصاره برگ شنبلیله اضافه شد. سپس محلول حاصل به‌مدت 30 ثانیه با دستگاه ورتکس مخلوط شد. بعد محلول به مدت 20 دقیقه در تاریکی و در دمای اتاق تثبیت گردید. جذب نمونه‏ها در طول موج 517 نانومتر با دستگاه اسپکتوفتومتر مدل (UNICO,2000,Germany) خوانده شد. سپس فعالیت آنتی اکسیدانی برگ گیاه از رابطه 1 محاسبه گردید

رابطه 1  

100× (جذب قرائت شده/ جذب نمونه شاهد) – 1 =فعالیت آنتی‏اکسیدانی   

 

ارزیابی میزان فنل کل برگ شنبلیله: برای اندازه‏گیری میزان فنل کل برگ شنبلیله از روش گالیک اسید و معرف فولین  سیوکالچو استفاده شد (Sharifi et al., 2015). بدین‌منظور، 5/0 میلی‌لیتر از معرف فولین سیوکالچو به 5/0 میلی‌لیتر عصاره برگ شنبلیله و استانداردهای گالیگ اسید اضافه و سپس به محلول حاصل 4 میلی‌لیتر سدیم کربنات یک مولار اضافه شد. پس از 15 دقیقه نگهداری در دمای محیط، جذب نمونه‏ها در طول موج 765 نانومتر توسط دستگاه اسپکتوفتومتر خوانده شد. سپس مقدار کل ترکیبات فنلی نمونه‌ها با استفاده از منحنی استاندارد گالیک اسید محاسبه گردید و در پایان غلظت بر حسب میلی گرم گالیک اسید بر گرم عصاره برگ گزارش شد.

ارزیابی میزان آنتوسیانین کل برگ: اندازه‏گیری آنتوسیانین برگ شنبلیله به روش pH افتراقی انجام گرفت. برای این منظور از دو بافر شامل پتاسیم کلرید و کلریدریک اسید با 1pH = و سدیم استات و کلریدریک اسید با 5/4 pH = استفاده شد. نمونه‏ها با بافر به حجم رسانده شدند و سپس در دو طول موج 520  و 700 نانومتر میزان جذب برای هر دو بافر قرائت شد. میزان آنتوسیانین برگ شنبلیله از رابطه زیر محاسبه گردید (Wrosotad, 1976).

رابطه 2

 

 

 

Amaxجذب در طول موج 510.

 DF ꞊ درجه رقت (10).  £ = 15600.

MW = وزن مولکولی پلارگونیدین 3- گلیکوزاید: 39/433 گرم بر مول.

ارزیابی میزان فلاونوئید کل: میزان فلاونوئید کل برگ با استفاده از معرف آلومینیوم کلرید انجام گرفت (Yoo et al., 2008). به این‌ترتیب که به 5/0 میلی‌لیتر از عصاره متانولی برگ، 1/0 میلی‌لیتر از کلرید آلومینیوم 10 درصد افزوده سپس1/0 میلی‌لیتر استات پتاسیم 1 میلی‌مولار افزوده و در پایان 8/2 میلی‌لیتر آب مقطر اضافه شد. بعد از گذشت مدت زمان 30 دقیقه در دمای آزمایشگاه، جذب آنها در 415 نانومتر اندازه‌گیری شد. میزان فلاونوئید از روی منحنی استاندارد کوئرستین تعیین بر حسب میلی‌گرم در  گرم عصاره بیان شد.

ارزیابی رنگیزه‌های فتوسنتزی: برای اندازه‌گیری غلظت کلروفیل و کارتنوئید در برگ گیاه  شنبلیله از روش آرنون استفاده شد (Arnon, 1967). برای این منظور 2/0 گرم از بافت‏تر برگ در 10 میلی‏لیتر استون 80 درصد ساییده، سپس حجم محلول با استون به 20 میلی‏لیتر رسید. محلول حاضر به‌مدت 10 دقیقه با سرعت 4000 دور سانتریفیوژ گردید. میزان جذب نور کلروفیل a،b ، کارتنوئید و کلروفیل کل به‌ترتیب در سه طول موج 663، 664 و470 نانومتر توسط دستگاه اسپکتوفتومترمدل (UNICO Germany, 2000) اندازه گیری شد. محتوای کلروفیل با استفاده از فرمول‌های زیر برحسب میلی گرم بر گرم محاسبه گردید.

𝐶ℎ𝑙𝑎=12.7A663 −2.69 𝐴644,    𝐶ℎ𝑙𝑏=22.09 𝐴644−4.68 𝐴663,     Total 𝐶ℎ𝑙=Chla+Chlb

Carotenoides= (1000𝐴470−2.270 𝐶ℎ𝑙𝑎−81.40 𝐶ℎ𝑙𝑏)/227

 

ارزیابی میزان کربوهیدرات (قند کل): جهت اندازه‌گیری قند کل برگ شنبلیله از روش معرف آنترون استفاده شد و میزان جذب نور هر یک از نمونه‌ها در طول موج ۶۲۰ نانومتر اندازه‌گیری شد (Mocreadye et al., 1950).

 

 

جدول 1: خصوصیات فیزیکو شیمیایی خاک محل آزمایش.

ماده آلی

نیتروژن کل (درصد)

فسفر قابل دسترس (میلی‏گرم بر کیلوگرم)

پتاسیم قابل دسترس  (میلی‏گرم بر کیلوگرم)

هدایت الکتریکی

(دسی زمینس بر متر)

اسیدیته خاک

کلاس بافت

‏خاک

68/0

08/0

60

220

3/2

76/7

لومی

 


نتایج

میزان فعالیت آنتی­اکسیدانی: نتایج تجزیه واریانس حاکی از اثر مثبت اسید هیومیک بر میزان فعالیت آنتی­اکسیدانی شنبلیله است، اما این صفت، تحت تاثیر تراکم کاشت و اثر متقابل اسید هیومیک و تراکم کاشت قرار نگرفت (جدول 2). نتایج مقایسه میانگین‌ها نشان داد، بیشترین فعالیت آنتی­اکسیدانی (6/64 درصد) در تیمار 10 کیلوگرم بر هکتار اسیدهیومیک و کمترین میزان آن (03/50) در تیمار شاهد (عدم کود دهی) بدست آمد، بطوری‌که تیمار 10 کیلوگرم بر هکتار اسید هیومیک سبب افزایش 29 درصدی این صفت نسبت به شاهد گردید (جدول ۳). میزان فنول: نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثر ساده و متقابل اسید هیومیک و تراکم کاشت بر میزان فنول معنی دار گردید (جدول 2). با توجه به نتایج مقایسه میانگین‌ها، بیشترین میزان فنول (04/42 میلی‌گرم بر گرم) در تیمار 10 کیلوگرم بر هکتار اسید هیومیک  و کمترین میزان آن (88/41 میلی‌گرم بر گرم) در شاهد بدست آمد (جدول ۳). همچنین بیشترین میزان فنول (98/41 میلی‌گرم برگرم) در تراکم کاشت 25 بوته در متر مربع و کمترین میزان این صفت (93/41 میلی‌گرم برگرم) در تراکم کاشت 50 بوته در متر مربع بدست آمد (جدول ۴). نتایج اثر متقابل تیمارها نیز نشان داد، که بیشترین میزان فنول (07/42 میلی‌گرم بر گرم) در تیمار 10 کیلوگرم بر هکتار اسید هیومیک با تراکم کاشت25 بوته در مترمربع و کمترین میزان فنول (86/41 میلی‌گرم بر گرم) در تیمار شاهد(عدم کود دهی) با تراکم کاشت 25 بوته در مترمربع بدست آمد (جدول ۵).

میزان فلاونوئید: با توجه به نتایج تجزیه واریانس، میزان فلاونوئید تحت تاثیر اثر ساده  و متقابل اسید هیومیک و تراکم کاشت قرار گرفت (جدول 2). نتایج مقایسه میانگین‌ها نشان داد که بیشترین میزان فلاونوئید با 43/6 میلی‌گرم بر گرم در تراکم کاشت 25 بوته در مترمربع و کمترین میزان فلاونوئید با 46/5 میلی‌گرم برگرم در تراکم کاشت 50 بوته در متر مربع بدست آمد (جدول ۴). همچنین تیمار 10 کیلوگرم در هکتار اسید هیومیک سبب افزایش 6/53 درصدی فلاونوئید نسبت به  تیمار شاهد (عدم کوددهی) گشت (جدول ۳). نتایج اثر متقابل تیمارها  نیز نشان داد، که بیشترین میزان فلاونوئید با 81/8 میلی‌گرم بر گرم در تیمار10 کیلوگرم در هکتار با تراکم کاشت 25 بوته در مترمربع و کمترین میزان با 75/4 میلی‌گرم بر گرم در تیمار شاهد با تراکم کاشت 25 بوته مترمربع بدست آمد (جدول ۵).

 

 

جدول 2: تجزیه واریانس خصوصیات صفات بیوشیمیایی شنبلیله تحت تیمارهای اسید هیومیک و تراکم کاشت

منابع تغییرات

درجه‏آزادی

آنتوسیانین

کربوهیدرات

فنول

آنتی اکسیدان

فلاونوئید

بلوک

2

ns165/0

140/0ns

۰/۰۰۱ns

ns30/17

*10/2

اسید هیومیک

2

ns75/2

**38/17

**039/0

**53/325

**97/9

تراکم کاشت

1

ns05/0

*44/5

**010/0

ns99/6

**22/4

اسید هیومیک × تراکم کاشت

2

ns162/0

ns426/0

**008/0

ns40/30

**48/4

خطا

10

03/1

689/0

0007/0

98/10

30/0

ضریب تغییرات

-

42/26

61/15

065/0

72/5

19/9

ns، ** و * به‌ترتیب غیر معنی‏داری و معنی‏داری در سطح احتمال یک و پنج درصد.

 

جدول 3: اثرات غلظت‏های مختلف اسید هیومیک بر صفات بیوشیمیایی شنبلیله.

اسید هیومیک

 (کیلوگرم در هکتار)

آنتوسیانین

(میلی‏گرم برگرم)

کربوهیدرات

(میلی‌گرم بر گرم)

فنول

(میلی‏گرم برگرم)

آنتی‏اکسیدان (درصد)

فلاونوئید

(میلی‏گرم برگرم)

0

a16/3

b45/3

c88/41

c03/50

c77/4

5

a84/3

a71/5

b94/41

b79/58

b75/5

10

a52/4

a73/6

a04/42

a67/64

a33/7

در هر ستون میانگین‌های دارای حداقل یک حرف مشترک، اختلاف آماری معنی‌داری در سطح 5 درصد ندارند.

                                           

جدول 4: اثرات غلظت‏های مختلف تراکم کاشت بر صفات بیوشیمیایی شنبلیله.

تراکم کاشت

 ( بوته در متر مربع)

آنتوسیانین

(میلی‏گرم برگرم)

کربوهیدرات

(میلی‌گرم بر گرم)

فنول

(میلی‏گرم برگرم)

آنتی‏اکسیدان (درصد)

فلاونوئید

(میلی‏گرم برگرم)

50

a89/3

b76/4

b93/41

a21/57

b46/5

25

a78/3

a86/5

a98/41

a46/58

a43/6

در هر ستون میانگین‌های دارای حداقل یک حرف مشترک، اختلاف آماری معنی‌داری در سطح 5 درصد ندارند.

 


میزان کربوهیدرات: نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثر ساده اسید هیومیک و تراکم کاشت بر میزان کربوهیدرات معنی دار بود (جدول 2). با توجه به نتایج مقایسه میانگین‌ها، بیشترین میزان کربوهیدرات (73/6 میلی‌گرم بر گرم) در تیمار 10 کیلوگرم بر هکتار اسید هیومیک  و کمترین میزان آن (45/3 میلی‌گرم بر گرم) در شاهد بدست آمد، هر چند بین تیمارهای 5 و 10 کیلوگرم اسید هیومیک تفاوت آماری وجود نداشت (جدول 6). همچنین بیشترین میزان کربوهیدرات (86/5 میلی‌گرم برگرم) در تراکم کاشت 25 بوته در مترمربع و کمترین میزان آن (76/4 میلی‌گرم بر گرم) در تراکم کاشت 50 بوته در متر مربع بدست امد (جدول 7).

میزان آنتوسیانین: نتایج تجزیه واریانس نشان داد میزان آنتوسیان تحت تاثیر تیمار اسید هیومیک و تراکم کاشت قرار نگرفت (جدول 2).

 

جدول5: برهمکنش سطوح مختلف اسیدهیومیک و تراکم کاشت بر صفات بیوشیمیایی شنبلیله.

تراکم کاشت

(بوته در مترمربع)

اسید هیومیک

(کیلوگرم در هکتار)

فنول

(میلی‏گرم برگرم)

فلاونوئید

(میلی‏گرم برگرم)

50

0

c89/41

bc80/4

25

0

c86/41

c75/4

50

5

c88/41

bc75/5

25

5

b00/42

bc75/5

50

10

b01/42

b85/5

25

10

a07/42

a81/۸

در هر ستون میانگین‌های دارای حداقل یک حرف مشترک، اختلاف آماری معنی‌داری در سطح 5 درصد ندارند.

 


رنگیزهای فتوسنتزی (کلروفیل کل): نتایج تجزیه واریانس نشان داد که کلروفیل کل تحت تاثیر اسید هیومیک و تراکم کاشت قرار گرفت، اما بر همکنش اسید هیومیک با تراکم کاشت معنی دار نگردید (جدول 6). نتایج مقایسه میانگین‌ها نشان داد که بیشترین میزان کلروفیل کل با 51/4 میلی‌گرم بر گرم در تیمار 10 کیلوگرم در هکتار اسید هیومیک و کمترین میزان کلروفیل کل با 18/3 میلی‌گرم بر گرم در تیمار شاهد (عدم کودهی) بدست آمد (جدول 7). همچنین تراکم کاشت 25 بوته در مترمربع سبب افزایش 22/10 درصدی کلروفیل کل نسبت به تراکم کاشت 50 بوته در متر مربع گردید. (جدول 8).

کلروفیل a: نتایج بیانگر اثر معنی دار اسید هیومیک بر میزان کلروفیل a بود، اما این صفت تحت تاثیر تراکم کاشت و اثر متقابل اسید هیومیک و تراکم کاشت قرار نگرفت (جدول 6). با توجه به نتایج مقایسه میانگین‌ها، بیشترین میزان کلروفیل a با 34/2 میلی‌گرم بر گرم در تیمار 10 کیلوگرم بر هکتار اسید هیومیک و کمترین میزان کلروفیل a با 74/1 میلی‌گرم بر گرم در تیمار شاهد بدست آمد (جدول 7).

 

 

جدول۶: تجزیه واریانس خصوصیات صفات بیوشیمیایی شنبلیله تحت تیمارهای اسیدهیومیک و تراکم کاشت

منابع تغییرات

درجه‏آزادی

کارتنوئید

کلروفیل b

کلروفیل a

کلروفیل کل

بلوک

2

ns128/0

ns03/0

ns001/0

ns037/0

اسید هیومیک

2

*196/0

**956/0

*578/0

**99/2

تراکم کاشت

1

ns00007/0

ns09/0

ns225/0

*60/0

اسید هیومیک × تراکم کاشت

2

ns071/0

ns111/0

ns132/0

ns093/0

خطا

10

038/0

068/0

117/0

08/0

ضریب تغییرات

-

43/19

35/15

12/17

81/7

ns، ** و * به‌ترتیب غیر معنی‏داری و معنی‏داری در سطح احتمال یک و پنج درصد.

 


کلروفیل  bنتایج نشان داد اسید هیومیک بر میزان کلروفیل b  معنی‌دار بود، اما بر همکنش اسید هیومیک با تراکم کاشت معنی‌دار نگردید (جدول 6). با توجه به نتایج مقایسه میانگین‌ها، بیشترین میزان کلروفیل b (16/2 میلی‌گرم بر گرم) در تیمار 10 کیلوگرم بر هکتار اسید هیومیک و کمترین میزان کلروفیل b (44/1 میلی‌گرم بر گرم) در شاهد بدست آمد، بطوریکه تیمار 10 کیلوگرم بر هکتار اسید هیومیک سبب افزایش 50 درصدی کلروفیل b نسبت به شاهد گردید (جدول 7).

کارتنوئید: نتایح تجزیه واریانس نشان داد، که فقط
اسید هیومیک بر میزان کارتنوئید معنی­دار بود (جدول 6)، بطوری‌که بیشترین میزان کارتنوئید با 22/1 میلی‌گرم بر گرم در تیمار 10 کیلوگرم بر هکتار اسید هیومیک و کمترین میزان کارتنوئید با 890/0 میلی‌گرم بر گرم در تیمار شاهد بدست آمد (جدول 7).

 

 

جدول ۷: اثرات غلظت‏های مختلف اسید هیومیک بر صفات بیوشیمیایی شنبلیله.

اسید هیومیک

(کیلوگرم در هکتار)

کارتنوئید

 (میلی‌گرم بر گرم)

کلروفیلb

(میلی‌گرم بر گرم)

کلروفیلa

(میلی‌گرم بر گرم)

کلروفیل کل

 (میلی‌گرم بر گرم)

0

b890/0

b44/1

b74/1

b18/3

5

b926/0

b51/1

b90/1

b41/3

10

a22/1

a16/2

a34/2

a51/4

در هر ستون میانگین‌های دارای حداقل یک حرف مشترک، اختلاف آماری معنی‌داری در سطح 5 درصد ندارند.

 

جدول ۸: اثرات غلظت‏های مختلف تراکم کاشت بر صفات بیوشیمیایی شنبلیله.

تراکم کاشت

 (بوته در مترمربع)

کارتنوئید

(میلی‌گرم برگرم)

کلروفیلb

(میلی‌گرم برگرم)

کلروفیلa

(میلی‌گرم برگرم)

کلروفیل کل

(میلی‌گرم برگرم)

50

a01/1

a63/1

a88/1

b52/3

25

a01/1

a77/1

a10/2

a88/3

در هر ستون میانگین‌های دارای حداقل یک حرف مشترک، اختلاف آماری معنی‌داری در سطح 5 درصد ندارند.

 


بحث

     همانطور که نتایج نشان داد (جدول 2)، اسید هیومیک توانست میزان آنتی‌اکسیدان شنبلیله را افزایش دهد. همسو با نتایج این آزمایش، نتایج تحقیق مظفری و همکاران (Mozafari et al., 2017) نشان داد که با افـزایش سـطح اسیدهیومیک، بر میزان فعالیـت آنتـی­اکسـیدانی گیاه خرفه افـزوده شـد. همچنین گزارش گردید که اسیدهیومیک علاوه بر بهبود وضعیت تغذیه‌ای گیاه و افزایش جذب عناصر غذایی، منجر به افزایش ظرفیت آنتی‌اکسیدانی گیاه نیز می‌گردد (Tabatabaie and Nazari, 2007). گزارش زنگ (Zang, 2000) مبین آن است که مواد هیومیک عموما مانند تنظیم‏کننده‏های رشد نظیر اکسین وسایتوکنین عمل می‏کند و سبب بهبود تحمل به تنش‏های مختلف و افزایش فعالیت آنتی‏اکسیدانی در گیاه می‏شود. میزان مواد مؤثره موجود در گیاهان دارویی به شرایط آب و هوایی، روش­های زراعی، مدیریت آبیاری و همچنین تغذیه کودی بستگی دارد، بنابراین بهبود عملکرد کمی وکیفی می‌تواند توسط هریک از این عوامل حاصل گردد (Kuntal et al., 2007). گیاهان از بین این عوامل، نسبت به مقادیر مختلف کودهای مورد استفاده پاسخ­های متفاوتی نشان می­دهند و مدیریت تغذیه­ای مناسب می­تواند در افزایش عملکرد و کیفیت محصول حائز اهمیت باشد (Hikaru et al., 2007). نوع خاک و میزان ترکیبات هیومیکی موجود در خاک می­تواند اثرات قابل توجهی داشته باشد به­ گونه­ای کـه هرچـه ترکیبـات هیـومیکی خـاک بیشـتر باشـد، فعالیـت آنتی‌اکسـیدانی گیاه بیشـتر اسـت (Rimmer, 2006). همانطور که مشاهده شد اثر ساده و متقابل اسید هیومیک و تراکم کاشت بر میزان فنول معنی­دار گردید(جدول 2)، در تحقیق علیزاده احمدابادی و همکاران (Alizadeh Ahmadabadi et al., 2017) نشان داده شد که کاربرد اسید هیومیک بر فنول کل در گیاه سرخارگل معنی دار شد. در تحقیـق دیگـری روی اثـر غلظـت­هـای مختلف ورمی‌کمپوسـت و اسـیدهیومیک بـر خصوصـیات کمی و کیفی گـل همیشـه بهـار، محققین دریافتنـد کـه غلظـت 500 میلی‌گرم در لیتر اسیدهیومیک توانست سبب افـزایش فنـل کل گیاه گردد (Abedini et al., 2015). همچنین گزارش شده است که گیاهان نمی‌توانند به طور همزمان منابع را به رشد و دفـــــاع اختصاص دهند و رقابت بین پروتئین‌ها و فنل­ها درگیاهان برای پیش‌سازهای معمول درگیر در بیوسنتز آنها وجود دارد از سوی دیگر، اسیدهای ارگانیک (مانند اسید هیومیک) به عنوان پیش­سازهــــــا یا فعال کننده­های گیاهان دارویی و همچنین ترکیبات ثانویه در گیاه عمل می کنند و در نتیجه سبب افزایش محتوای فنل کل می‌شوند (Viti et al., 1989). از طرفی افزایش ترکیبات فنلی با افزایش میزان کربوهیدرات‌ها در گیاه ارتباط مستقیم دارد، از آنجا که هیدرات­های کربن، اسکلت مورد نیاز برای ساخت ترکیبات فنلی شناخته شده اند لذا افزایش در مقدار آنها به عنوان افزایش سوبسترا برای ترکیبات فنلی می‌باشد (Nguyen and Niemeyer, 2010)،که در  این آزمایش، چون میزان قند افزایش یافته است لذا با این دلیل بیان شده، همخوانی دارد. طبق نتایج آزمایش (جدول2) معین گردید که میزان کربوهیدرات تحت تاثیر تیمار اسید هیومیک قرار گرفت، مشابه نتایج این تحقیق، کاربرد اسید هیومیک برروی گیاه چای ترش اثر مثبتی بر کربوهیدرات داشت (Heidari and Khalili, 2014). همچنین گزارش شده که اسید هیومیک موجب افزایش انتقال گلوکز از بین غشاهای سلولی در گیاهان پیاز، چغندرقند و آفتابگردان شده  و موجب افزایش میزان کربوهیدرات در سیب زمینی، چغندر قند، هویج و گوجه فرنگی می‌شود (Tan, 1979). اسید هیومیک دارای فعالیت شبه هورمونی است و جذب عناصر معدنی همانند فسفر و پتاسیم را در گیاهان افزایش می دهد که این امر خود سبب بهبود فتوسنتز و افزایش مقدار قند تولیدی در گیاه خواهد شد (Thi Lua and Bome, 2001). همچنین مواد هیومیکی و آلی باعث افزایش فتوسنتز در گیاه می‌شود و پیرو آن تنفس هم که یک رابطه مستقیم با فتوسنتز دارد افزایش می‌یابد، و در نتیجه، این عوامل فیزیولوژیکی باعث حفظ و ذخیره مواد جامد محلول مثل قندها در برگ می‌شوند. تامپسون و مارتین (Thompson and Martin, 1995) نیز طی مطالعه­ای بر روی نخود نشان دادند که با افزایش تراکم کاشت، انتقال کربوهیدات­ها به مخزن در انتهای فصل رشد با کاهش معنی­دار مواجه می‌شود که با نتایج این آزمایش مطابقت دارد. نتایج نشان داد که تیمارهای مورد استفاده (اسید هیومیک و ترکم کاشت) بر میزان فلاونوئید شنبلیله تاثیر معنی‌دار داشتند. مشابه نتایج این پژوهش، در آزمایشـی کـه در رابطه با تـأثیر اسـیدهیومیک بـر  صفات بیوشیمایی میوه فلفل انجام شد، گزارش گردید که میزان فلاونوئیـد و فعالیـت آنتی‌اکسیدانی این گیاه با کاربرد اسید هیومیک افزایش یافت (Aminifard et al., 2012). همچنین‌هارگریوس و همکاران (Hargreaves et al., 2009) در گیاه توت فرنگی نشان دادند، که میزان فلاونوئید میوه با کاربرد کودهای آلی افزایش یافت. صالحی و همکاران (Salehi et al.,2010) در بررسی‌های خود به این نتیجه دست یافتند که، نهاده‌های اکولوژیک از طریق مکانیسم‌هایی نظیر انحلال ویتامین‌ها، ایزوآنزیم‌ها، هورمون­ها و آنتی­بیوتیک­های طبیعی، سنتز آنزیم فنیل‌آلانین آمونیالیاز (PAL) را فعال و در نتیجه منجر به افزایش میزان فلاونوئید درگیاهان می شود. فلاونوئیدهـای موجـود در بـرگ بـه­عنـوان گیرنـده رادیکـال­هـای آزاد عمـل مـیکننـد و گیاهـان را در برابـر تــنش­هــای اکســیداتیو محافظــت مــیکننــد. همچنــین، فلاونوئیدها به­دلیل داشـتن نقـش آنتـی‌اکسـیدانی، بـه­طـور مستقیم با وارد شدن در واکنش­های احیـایی و یـا بـه­طـور غیرمستقیم به‌وسیله کلات کردن آهن، مانع تنش اکسـیداتیو می‌شوند (Yousefi et al., 2014). در این آزمایش مشاهده گردید که میزان رنگیزه‌های فتوسنتز تحت تاثیر اسید هیومیک قرار گرفت (جدول۳). مشابه نتایج این تحقیق، سنجری میجانی و همکاران (Sanjari Mijani et al., 2014) نشان دادند که اسیدهیومیک سبب افزایش محتوای کلروفیل‌های a ، bوکاروتنوئید در گیاه چای ترش شد. فرار و همکاران (Ferrara et al., 2008) نیز اعلام کردند که اسیدهیومیک سبب افزایش میزان کلروفیل و رنگیزه­های فتوسنتزی، کارتنوئیدها در برگهای گیاه انگور شد. همچنین در نتایج محققین دیگر، اسیدهیومیک باعث افزایش معنی‌دار کلروفیل در گیاه گندم شد (and Khazaie, 2009.Sabzevaria). مواد هیومیک در فرآیندهای بیولوژیک مانند فتوسنتز و کلروفیل کل مؤثرند (Salman et al., 2005). اسید هیومیک سبب تداوم بافت‌های فتوسنتز کننده شده و عملکرد گیاهان را افزایش می دهد و نیز از طریق تأثیرات مثبت فیزیولوژیکی از جمله اثر بر متابولیسم سلولهای گیاهی و افزایش غلظت کلروفیل برگ، افزایش عملکرد گیاه
را در پی دارد (Naderi et al., 2002). همچنین مشابه نتایج این آزمایش، اثر تراکم­های مختلف کاشت بر میزان کلروفیل a و b در برگ­های نخود نشان داد که با افزایش تعداد گیاه از ٢٧ تا ٤٦ بوته در مترمربع میزان کلروفیل­ها روندی افزایشی داشته است و از تراکم ٤٦ تا ٥٧ بوته در مترمربع میزان آنها از روندی کاهشی برخوردار شده که می تواند ناشی از عوامل درونی گیاه، بر اثر رقابت بوته­ها برای جذب عناصر غذایی خاک، باشد (Majnoun Hosseini et al., 2003).

 

نتیجه‌گیری نهایی

بر اساس نتایج  یکساله و با توجه به شرایط محیطی و خاک حاصله از این آزمایش، مشخص شد که اسید هیومیک و تراکم کاشت توانسته‌اند بر اکثر شاخص­های بیوشیمایی و رنگیزه‌های فتوسنتزی گیاه دارویی شنبلیله اثر مثبت بگذارند. در این تحقیق، سطوح بالا اسید هیومیک (10 کیلوگرم در هکتار)  و تراکم کاشت پایین (25 بنه در مترمربع) بیشترین تاثیر را بر خصوصیات فیتوشیمایی گیاه اعمال کردند، هر چند لازم است. سطوح پیشنهادی در این تحقیق، در مناطق و آزمایشات دیگر هم مورد تایید قرار گیرد. بطور کلی، با توجه به نتایج این مطالعه، به نظر می‌رسد که تراکم کاشت مناسب و استفاده بهینه از نهاده­های آلی از جمله اسید هیومیک (البته با توجه به در نظر گرفتن شرایط خاک هر منطقه و قابل جذب بودن این کود در خاک) می‌تواند برای بهبود بخشیدن به متابولیت‌های ثانویه و فعالیت آنتی‌اکسیدانی این گیاه ارزشمند مد نظر قرار گیرد.

 

 


References

  1. Abedini, T., Moradi, P. and Hani, A. 2015. Effect of organic fertilizer and foliar application of humic acid on some quantitative and qualitative yield of Pot marigold. Journal of Novel Applied Sciences, 4(10): 1100-1103.
  2. Alizadeh Ahmadabadi, A., Khorasani Nejad, S. and Hemati, Kh. 2017. The effect of low irrigation and humic acid on morphological characteristics and phytochemical irrigation and Echinacea (Echinacea purpurea L.) root. Journal of Crops, 19(1): 1-14.
  3. Aminifard, M.H., Aroiee, H., Azizi, M., Nemati, H. and Jaafar, H.Z. 2012. Effect of humic acid on antioxidant activities and fruit quality of hot pepper (Capsicum annuum L.). Journal of Herbs, Spices and Medicinal Plants, 18(4): 360-369.
  4. Astaraei, A.R. and Ivani, R. 2008. Effect of organic sources as foliar spray and root media on nutrition if cowpea plant. American-Eurasian Journal of Agriculture Environmental Science, 3(3): 352-356.
  5. Beige, O. 2005. Production and processing of medicinal plants. Press Astan Quds Razavi Mashhad, 438 p.
  6. Bouyoucos, C.J. 1962. Hydrometer method improved for making particle size analysis of soil. Journal of Agronomy, 54: 464-465.
  7. Caliskan, M.E., Kusman, N. and Caliskan, S. 2009. Effects of plant density on the yield and yield components of true potato seed (TPS) hybrids in early and main crop potato production systems. Field Crops Research, 114: 223-232.
  8. Ferrara, G., Pacifico, A., Simeone, P. and Ferrara, E. 2008. Preliminary study on the effects of foliar applications of humic acids on ‘Italia’ table grape. Journal International OENO One, 42:  79-87.
  9. Gewaily, E.M., Fatma, I., El-Zamik, T., El-Hadidy, T., Abd El-Fattah, H.I. and Salem, S.H. 2006. Efficiency of bio-fertilizers, organic and inorganic amendments application on growth and essential oil of marjoram (Majorana hortensis L.) plants grown in sandy and calcareous soils. Zagazig Journal of Agricultural Research, 33: 205-230.
  10. Ghorbani, S., Khazaei, H., Kafi, M. and Banayan aval, M. 2010. Effect of using humic in irrigation water on corn yield. Journal of Agricultural Ecology, 2(1): 111-118.
  11. Haluschak, P. 2006. Laboratory methods of soil analysis. Canada-Manitoba soil survey, 3-133.
  12. Hargreaves, J.C., Adl, M.S. and Warman, P.R. 2009. The effects of municipal solid waste compost and compost tea on mineral element uptake and fruit quality of strawberries. Compost Science and Utilization, 17(2): 85-94.
  13. Heidari, M. and Khalili, S. 2014.The effect of humic acid and phosphorus on grain and flower photosynthetic pigments and mineral ingredients in sour tea. Iranian Journal of Plant Plants, 45(2): 191-199.
  14. Hikaru, A., Amzad, H., Yukio, I., Kenichi, Y., Kazuo, H., Yukikazu, I. and Yoko, A. 2007. Effect of application of N, P and K alone or in combination of growth, yield and curcumin content of turmeric (Curcuma longa L.). Plant Production Science, 10(1): 151-154.
  15. Ibrahim, H.M. 2012. Response of some sunflower hybrids to different levels of plant density. Procedia, 4: 175-182.
  16. Kuntal, D., Raman, D., Thippenahalli, N.S. and Sekeroglu, N. 2007. Influence of bio-fertilizers on the biomass yield and nutrient content in (Stevia rebaudiana L.) Journal of Medicinal Plants Research, 1(1): 5-8.
  17. Krizek, D. T., Mirecki, R. M. and Britz, S. J. 1997. Inhibitory effects of ambient levels of solar UV‐A and UV‐B radiation on growth of cucumber. Physiology Plant, 100(4): 886-893.
  18. Lichtenthaler, H.K. 1987. Chlorophylls and carotenoids: pigments of photosynthetic bio membranes. Methods in Enzymology, 148(34): 350-382.
  19. Majnoun Hosseini, N., Mohammadi, H., Pustini, K. and Zainali Khaneghah, H. 2003. Effect of plant density on agronomic traits, chlorophyll content and shoot transfer percentage in white chickpea cultivars (Cicer Arietinum L.). Journal of Agricultural Sciences, 34(4): 1011-1019.
  20. Mandegary, A., Pournamdari, M., Sharififar, F., Pournourmohammadi, SH., Fardiar, R. and Shooli, S. 2012.
    Alkaloid and flavonoid rich fractions of fenugreek seeds (Trigonella foenum-graecum L.) with antinociceptive and anti-inflammatory effects. Journal Food and Chemical Toxicology, 50: 2503-2507.
  21. Mocready, R., Guggolz, J., Silviera, V. and Owens, H. 1950. Determination of starch and amylose in vegetables. Application to peas. Journal of Analytical Chemistry,22: 1156-1158.
  22. Mozafari, S., Khorasani Nejad, S. and Greginia shabankare. H. 2017.  The effect of irrigation regimes and humic acid application on some physiological and biochemical characteristics of purapole (Portulaca oleracea L.) medicinal plant in greenhouse conditions. Journal of Crops, 19(2): 401-416.
  23. Naderi, S., Pizzeghello, D., Muscolo, A. and Vianello, A. 2002. Physiological effects of humic substances on higher plants. Soil Biology and Biochemistry, 34: 1527-1536.
  24. Nehvi, F.A., Khan, M.A., Lone, A.A.  and Maqhdoomi, M.I. 2009. Impact of microbial inoculation on growth and yield of saffron in Kashmir. 3rd International Symposium on Saffron: Forthcoming Challenges in Cultivation, Greece. 20-24 May: 171-174.
  25. Nguyen, P.H.M., Kwee, E.M. and Niemeyer, E.D.  2010. Potassium rate alters the antioxidant capacity and phenolic concentration of basil (Ocimum basilicum L.) leaves. Food Chemistry, 123(4): 1235-1241.
  26. Olsen, S., Cole, C., Watanabe, F. and Dean, L. 1954. Estimation of available phosphorus in soils by extraction with sodium bicarbonate. USDA Circular Nr 939, Office, Washington, D.C.
  27. Rimmer, D.L. 2006. Free radicals, antioxidants, and soil organic matter recalcitrance. European Journal of Soil Science, 57: 91-94.
  28. Sabzevari, S., Khazaie, H.R. and Kafi, M. 2009. Effect of humic acid on root and shoot growth of two wheat cultivars (Triticum aestivum L.). Journal of Water and Soil, 23(2): 87-94.
  29. Sabzevari, S., Khazaie, H.R. and Kafi, M. 2010. Study on the effects of humic acid on germination of four wheat cultivars (Triticun aestivum L.). Journal of Iranian Field Crop Research, 8(3): 473-480.
  30. Safarnejad, A., Salami, M.R. and Hamidi, H. 2007. Morphological characterization of medicinal plants (Plantago ovata, and Plantago psyllium) in response to salt stress. Pajouhesh and Sazandegi, 75: 152-160.
  31. Salehi, B., Bagherzadeh, A.S. and Ghasemi, M., 2010. Effect of humic acid on growth, yield and yield components of three tomato cultivars (Lycopersicon esculentum L.). Journal of Agricultural Ecology, 2 (4): 640-647.
  32. Salman, S.R., Abou-Hussein, S.D., Abdel-Mawgoud, A.M.R. and El-Nemr, M.A. 2005. Fruit yield and quality of watermelon as affected by hybrids and humic acid application. Journal of Applied Sciences Research, 1: 51-58.
  33. Sanjari Mijani, M., Sirous Mehr, A. R. and Fakhri, B.A. 2014.  Effect of drought stress and humic acid on some physiological properties of )Hibiscus gossypifolius L.). Journal of Crops, 17(2): 403-417.
  34. Sharma, S.K. 2000. Response of nitrogen and spacing on fenugreek seed production. Horticultural Journal, 13(2): 39-42.
  35. Tan, K.H. and Nopamornbodi, V. 1979. Effect different levels of humic acid on nutrient content and growth of Corn (Zea mays). Plant and Soil, 51: 283-287.
  36. Tabatabaie, J. and Nazari, J. 2007. Influence of nutrient concentrations and NaCl salinity on the growth, photosynthesis, and essential oil content of peppermint and lemon verbena. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 31: 245-253.
  37. Thi Lua, H. and Bome, M. 2001. The influence of humic acid on tomato in hydroponic system. Acta Horticulture, 548: 451-458.
  38. Thompson, P.R. and Martin, W.D. 1995. A chickpea cultivar x population x row space study in southern Queensland. Proceeding of the 8th Australian Agronomy. 34-39 p.
  39. Turkmen, N., Sari, F. and Velioglu, Y. S., 2005. The effect of cooking methods on total phenolics and antioxidant activity of selected green vegetables. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 93(4): 713-718.
  40. Viti, R., Bartolini, S. and Vitagliano, C. 1989. Growth regulators on pollen germination in olive. Journal of Acta Horticulture, 286: 227-230.
  41. Walkley, A. and Black, I.A. 1934. An examination of the degtjareff method for determining soil organic matter, and a proposed modification of the chromic acid titration method. Soil Science, 37: 29-38.
  42. Wrosotad, R.E. 1976. Color and pigment analysis in fruit products. Oregon State University Publications Limited, Cornwalis. U.S.A.
  43. Yousefi, M., Enteshare, SH. and Saadatmand, M. 2014. The effect of treatment with silicea and bor some morphological characteristics, anatomical and physiological borage (Echium amoenum L.). Journal of Greenhouse Crop Science and Technology, 5(18): 52-62.
  44. Yoo, K.M., Lee, C., Lee, H., Moon, B. K. and Lee, C.Y. 2008. Relative antioxidant and cytoprotective activities of common herbs. Food Chemistry, 106: 929-936.
  45. Yadav, J.S., Jagdev, S., Virender, K. and Yadav, B.D. 2000. Effect of sowing time, spacing and seed rate on seed yield of fenugreek (Trigonella foenum gracum L.) on light textured soil. Haryana Agricultural University Journal of Research, 30 (3-4): 107-111.
  46. Zhang, X. and Schmidt, R.E. 2000. Hormone-containing products impact on antioxidant status of tall fescue and creeping bent grass subjected to drought. Crop Science, 40: 1344-1349.

 

 


 

Eco-phytochemical Journal of Medicinal Plants, 8th Year, Volume One, Spring 2020

 

 

 

Effects of different levels of humic acid and planting density on antioxidant activity and biochemical properties of Trigonella foenum- graecum L.

 

Aminifard, M.H.1*, Ghaderi, H.2

1Assistant Prof, Department of Horticultural Science and Special Plants Regional Research Center, College of Agriculture, University of Birjand, Birjand, Iran

2M.Sc student of Horticultural Science (Medicnal plants), College of Agriculture, University of Birjand, Birjand, Iran

 

Received: 2018-7-14;      Accepted: 2018-10-09

 

Abstract

Fenugreek (Trigonellafoenum- graecum L.) is one of the significant medicinal plants and application of organic materials is very important for achieving maximum yields of that. In this study, the effects of applications of humic acid and planting density on biochemical characteristics of fenugreek were evaluated under field conditions. Treatments were of three levels of humic acid (0.5 and 10 kg ha-1) and two plant density (25 and 50 plants/m2). This experiment was carried out as factorial based on randomized completely block design with three replications in research farm of University of Birjand, Iran, during growing season 2016.The leaves` antioxidant compounds (antioxidant activity, total phenol and anthocyanin) were recorded at flowering stage. The results were showed that humic acid had significant effect on most biochemical characteristics(antioxidant activity, flavonoid content, total phenol and carbohydrate). The highest of antioxidant activity (64. 67%) and carbohydrate (6.73 mg/g) were observed in 10 kg/ha humicacid, while the lowest antioxidant activity (50.03%) and carbohydrate (3.45 mg/g) were recorded in control. Also, the humic acid uses significantly increased photosynthetic pigments (total chlorophyll, a, b and carotenoids). The highest and the lowest total chlorophyll content were observed (4.51 mg /g) in 10 kg/ha humic acid andcontrol (3.18 mg/g), respectively. Based on the results, the highest flavonoid content (6.43 mg/g) was obtained in the plant density of 25 plants /m2, whereas the lowest flavonoid content (5.46 mg /g) was in planting density of 50 plants /m 2. There were significant differences in the total phenolic and flavonoid content due to interaction plant density and humic acid treatments, in which the highest amount of total phenolic content (42.07 mg/g) was observed in 10 kg/ha humic acid with the plant density of 25 plants /m2.and the lowest content was recorded (41.86 mg /g) in the control with density of 25 plants /m 2. According to the results, using 10 kg ha-1 of humic acid and planting density of 25 plants/ m2 had a significant role in increasing biochemical characteristics of fenugreek.

 

Keywords: Anthocyanin, Fenugreek, Humic acid, Organic fertilizer, Phenol Compounds, Secondary metabolite.[2]



*نویسنده مسئول:  mh.aminifard@birjand.ac.ir

*Corresponding author; mh.aminifard@birjand.ac.ir

  1. Abedini, T., Moradi, P. and Hani, A. 2015. Effect of organic fertilizer and foliar application of humic acid on some quantitative and qualitative yield of Pot marigold. Journal of Novel Applied Sciences, 4(10): 1100-1103.
  2. Alizadeh Ahmadabadi, A., Khorasani Nejad, S. and Hemati, Kh. 2017. The effect of low irrigation and humic acid on morphological characteristics and phytochemical irrigation and Echinacea (Echinacea purpurea L.) root. Journal of Crops, 19(1): 1-14.
  3. Aminifard, M.H., Aroiee, H., Azizi, M., Nemati, H. and Jaafar, H.Z. 2012. Effect of humic acid on antioxidant activities and fruit quality of hot pepper (Capsicum annuum L.). Journal of Herbs, Spices and Medicinal Plants, 18(4): 360-369.
  4. Astaraei, A.R. and Ivani, R. 2008. Effect of organic sources as foliar spray and root media on nutrition if cowpea plant. American-Eurasian Journal of Agriculture Environmental Science, 3(3): 352-356.
  5. Beige, O. 2005. Production and processing of medicinal plants. Press Astan Quds Razavi Mashhad, 438 p.
  6. Bouyoucos, C.J. 1962. Hydrometer method improved for making particle size analysis of soil. Journal of Agronomy, 54: 464-465.
  7. Caliskan, M.E., Kusman, N. and Caliskan, S. 2009. Effects of plant density on the yield and yield components of true potato seed (TPS) hybrids in early and main crop potato production systems. Field Crops Research, 114: 223-232.
  8. Ferrara, G., Pacifico, A., Simeone, P. and Ferrara, E. 2008. Preliminary study on the effects of foliar applications of humic acids on ‘Italia’ table grape. Journal International OENO One, 42:  79-87.
  9. Gewaily, E.M., Fatma, I., El-Zamik, T., El-Hadidy, T., Abd El-Fattah, H.I. and Salem, S.H. 2006. Efficiency of bio-fertilizers, organic and inorganic amendments application on growth and essential oil of marjoram (Majorana hortensis L.) plants grown in sandy and calcareous soils. Zagazig Journal of Agricultural Research, 33: 205-230.
  10. Ghorbani, S., Khazaei, H., Kafi, M. and Banayan aval, M. 2010. Effect of using humic in irrigation water on corn yield. Journal of Agricultural Ecology, 2(1): 111-118.
  11. Haluschak, P. 2006. Laboratory methods of soil analysis. Canada-Manitoba soil survey, 3-133.
  12. Hargreaves, J.C., Adl, M.S. and Warman, P.R. 2009. The effects of municipal solid waste compost and compost tea on mineral element uptake and fruit quality of strawberries. Compost Science and Utilization, 17(2): 85-94.
  13. Heidari, M. and Khalili, S. 2014.The effect of humic acid and phosphorus on grain and flower photosynthetic pigments and mineral ingredients in sour tea. Iranian Journal of Plant Plants, 45(2): 191-199.
  14. Hikaru, A., Amzad, H., Yukio, I., Kenichi, Y., Kazuo, H., Yukikazu, I. and Yoko, A. 2007. Effect of application of N, P and K alone or in combination of growth, yield and curcumin content of turmeric (Curcuma longa L.). Plant Production Science, 10(1): 151-154.
  15. Ibrahim, H.M. 2012. Response of some sunflower hybrids to different levels of plant density. Procedia, 4: 175-182.
  16. Kuntal, D., Raman, D., Thippenahalli, N.S. and Sekeroglu, N. 2007. Influence of bio-fertilizers on the biomass yield and nutrient content in (Stevia rebaudiana L.) Journal of Medicinal Plants Research, 1(1): 5-8.
  17. Krizek, D. T., Mirecki, R. M. and Britz, S. J. 1997. Inhibitory effects of ambient levels of solar UV‐A and UV‐B radiation on growth of cucumber. Physiology Plant, 100(4): 886-893.
  18. Lichtenthaler, H.K. 1987. Chlorophylls and carotenoids: pigments of photosynthetic bio membranes. Methods in Enzymology, 148(34): 350-382.
  19. Majnoun Hosseini, N., Mohammadi, H., Pustini, K. and Zainali Khaneghah, H. 2003. Effect of plant density on agronomic traits, chlorophyll content and shoot transfer percentage in white chickpea cultivars (Cicer Arietinum L.). Journal of Agricultural Sciences, 34(4): 1011-1019.
  20. Mandegary, A., Pournamdari, M., Sharififar, F., Pournourmohammadi, SH., Fardiar, R. and Shooli, S. 2012.
    Alkaloid and flavonoid rich fractions of fenugreek seeds (Trigonella foenum-graecum L.) with antinociceptive and anti-inflammatory effects. Journal Food and Chemical Toxicology, 50: 2503-2507.
  21. Mocready, R., Guggolz, J., Silviera, V. and Owens, H. 1950. Determination of starch and amylose in vegetables. Application to peas. Journal of Analytical Chemistry,22: 1156-1158.
  22. Mozafari, S., Khorasani Nejad, S. and Greginia shabankare. H. 2017.  The effect of irrigation regimes and humic acid application on some physiological and biochemical characteristics of purapole (Portulaca oleracea L.) medicinal plant in greenhouse conditions. Journal of Crops, 19(2): 401-416.
  23. Naderi, S., Pizzeghello, D., Muscolo, A. and Vianello, A. 2002. Physiological effects of humic substances on higher plants. Soil Biology and Biochemistry, 34: 1527-1536.
  24. Nehvi, F.A., Khan, M.A., Lone, A.A.  and Maqhdoomi, M.I. 2009. Impact of microbial inoculation on growth and yield of saffron in Kashmir. 3rd International Symposium on Saffron: Forthcoming Challenges in Cultivation, Greece. 20-24 May: 171-174.
  25. Nguyen, P.H.M., Kwee, E.M. and Niemeyer, E.D.  2010. Potassium rate alters the antioxidant capacity and phenolic concentration of basil (Ocimum basilicum L.) leaves. Food Chemistry, 123(4): 1235-1241.
  26. Olsen, S., Cole, C., Watanabe, F. and Dean, L. 1954. Estimation of available phosphorus in soils by extraction with sodium bicarbonate. USDA Circular Nr 939, Office, Washington, D.C.
  27. Rimmer, D.L. 2006. Free radicals, antioxidants, and soil organic matter recalcitrance. European Journal of Soil Science, 57: 91-94.
  28. Sabzevari, S., Khazaie, H.R. and Kafi, M. 2009. Effect of humic acid on root and shoot growth of two wheat cultivars (Triticum aestivum L.). Journal of Water and Soil, 23(2): 87-94.
  29. Sabzevari, S., Khazaie, H.R. and Kafi, M. 2010. Study on the effects of humic acid on germination of four wheat cultivars (Triticun aestivum L.). Journal of Iranian Field Crop Research, 8(3): 473-480.
  30. Safarnejad, A., Salami, M.R. and Hamidi, H. 2007. Morphological characterization of medicinal plants (Plantago ovata, and Plantago psyllium) in response to salt stress. Pajouhesh and Sazandegi, 75: 152-160.
  31. Salehi, B., Bagherzadeh, A.S. and Ghasemi, M., 2010. Effect of humic acid on growth, yield and yield components of three tomato cultivars (Lycopersicon esculentum L.). Journal of Agricultural Ecology, 2 (4): 640-647.
  32. Salman, S.R., Abou-Hussein, S.D., Abdel-Mawgoud, A.M.R. and El-Nemr, M.A. 2005. Fruit yield and quality of watermelon as affected by hybrids and humic acid application. Journal of Applied Sciences Research, 1: 51-58.
  33. Sanjari Mijani, M., Sirous Mehr, A. R. and Fakhri, B.A. 2014.  Effect of drought stress and humic acid on some physiological properties of )Hibiscus gossypifolius L.). Journal of Crops, 17(2): 403-417.
  34. Sharma, S.K. 2000. Response of nitrogen and spacing on fenugreek seed production. Horticultural Journal, 13(2): 39-42.
  35. Tan, K.H. and Nopamornbodi, V. 1979. Effect different levels of humic acid on nutrient content and growth of Corn (Zea mays). Plant and Soil, 51: 283-287.
  36. Tabatabaie, J. and Nazari, J. 2007. Influence of nutrient concentrations and NaCl salinity on the growth, photosynthesis, and essential oil content of peppermint and lemon verbena. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 31: 245-253.
  37. Thi Lua, H. and Bome, M. 2001. The influence of humic acid on tomato in hydroponic system. Acta Horticulture, 548: 451-458.
  38. Thompson, P.R. and Martin, W.D. 1995. A chickpea cultivar x population x row space study in southern Queensland. Proceeding of the 8th Australian Agronomy. 34-39 p.
  39. Turkmen, N., Sari, F. and Velioglu, Y. S., 2005. The effect of cooking methods on total phenolics and antioxidant activity of selected green vegetables. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 93(4): 713-718.
  40. Viti, R., Bartolini, S. and Vitagliano, C. 1989. Growth regulators on pollen germination in olive. Journal of Acta Horticulture, 286: 227-230.
  41. Walkley, A. and Black, I.A. 1934. An examination of the degtjareff method for determining soil organic matter, and a proposed modification of the chromic acid titration method. Soil Science, 37: 29-38.
  42. Wrosotad, R.E. 1976. Color and pigment analysis in fruit products. Oregon State University Publications Limited, Cornwalis. U.S.A.
  43. Yousefi, M., Enteshare, SH. and Saadatmand, M. 2014. The effect of treatment with silicea and bor some morphological characteristics, anatomical and physiological borage (Echium amoenum L.). Journal of Greenhouse Crop Science and Technology, 5(18): 52-62.
  44. Yoo, K.M., Lee, C., Lee, H., Moon, B. K. and Lee, C.Y. 2008. Relative antioxidant and cytoprotective activities of common herbs. Food Chemistry, 106: 929-936.
  45. Yadav, J.S., Jagdev, S., Virender, K. and Yadav, B.D. 2000. Effect of sowing time, spacing and seed rate on seed yield of fenugreek (Trigonella foenum gracum L.) on light textured soil. Haryana Agricultural University Journal of Research, 30 (3-4): 107-111.
  46. Zhang, X. and Schmidt, R.E. 2000. Hormone-containing products impact on antioxidant status of tall fescue and creeping bent grass subjected to drought. Crop Science, 40: 1344-1349.