نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• پرستو شوکتی ¹
• یوسف سهرابی ¹
• تیمور جوادی ²
• بهروز سرابی ²

¹ گروه مهندسی تولید و ژژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران

² گروه علوم و مهندسی باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران

چکیده

هدف: با توجه به مصرف بیش ‌از‌ حد کودهای‌ شیمیایی و سموم کشاورزی، تجمع فلزات‌سنگین در خاک به مسأله نگران‌کننده‌ای تبدیل شده است. از این‌رو، مصرف کودهای آلی ‌سازگار به منظور تقلیل این خطرات محیطی، امری ضروری و اجتناب‌ناپذیر به نظر می‌رسد. لذا آزمایش حاضر با هدف بررسی میزان تأثیر کاربرد کود آلی ورمی‌کمپوست در کاهش اثرات منفی آرسنیک بر رشد و خصوصیات فیزیولوژیک گیاه دارویی بالنگوی شهری طراحی و اجرا شد.

روش‌پژوهش: این آزمایش به صورت گلدانی در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه کردستان در سال های زراعی 1403-1402 اجرا گردید. آزمایش به صورت فاکتوریل بر پایه طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار اجرا شد. تیمارهای مورد مطالعه شامل آرسنیک (صفر و 25 میلی‌گرم در کیلوگرم خاک) و ورمی‌کمپوست (0، 5، 10 و 15% وزنی خاک) بودند. به منظور آلوده‌سازی خاک به آرسنیک، از نمک آرسنات سدیم (NaH2AsO4) استفاده شد. بررسی برخی صفات مورفوفیزیولوژیک و بیوشیمیایی (ازجمله طول ساقه و ریشه، وزن خشک بوته، محتوای کلروفیل و کاروتنوئیدها، شاخص پایداری غشا، محتوای پرولین و پروتئین‌های محلول، فعالیت آنزیم پراکسیداز، عناصر ماکرو و میکرو) در مرحله گلدهی انجام گرفت.

یافته‌ها: براساس نتایج آزمایش حاضر، آرسنیک موجب کاهش رشد گیاه (طول ساقه 35%، طول ریشه 103% و وزن خشک بوته 39%)، محتوی رنگیزه‌های فتوسنتزی (کلروفیل a %33، کلروفیل b %40 و کاروتنوئیدها 51%) و پایداری غشاء سلولی (23%) در مقایسه با شاهد گردید، درحالی‌که میزان پرولین (33%)، فعالیت آنزیم پراکسیداز (37%) و محتوی عناصر مس (36%)، نیتروژن (25%) و روی (3%) در گیاه افزایش یافت. کاربرد ورمی‌کمپوست و افزایش میزان مصرف آن تا غلظت 15% وزنی خاک، موجب بهبود خصوصیات رشدی (طول ساقه 47%، طول ریشه 86% و وزن خشک بوته 122%)، افزایش محتوای رنگیزه‌های فتوسنتزی (کلروفیل کل 87%، کلروفیل b %65 و کاروتنوئیدها 67%)، محتوی پروتئین‌های محلول (40%) و جذب عناصر غذایی توسط گیاه در شرایط تنش آرسنیک و شاهد گردید.

نتیجه‌گیری: کاربرد ورمی‌کمپوست (تا غلظت 15% وزنی خاک) توانست اثرات منفی آرسنیک (غلظت 25 میلی‌گرم در کیلوگرم خاک) را ازطریق بهبود شرایط فیزیکوشیمیایی خاک، بهبود نگه‌داری آب و در اختیار قرار دادن آهسته عناصر غذایی برای گیاه، تقلیل بخشد. همچنین نتایج نشان داد که اگرچه در خاک آلوده به آرسنیک، گیاه جذب آرسنیک بالایی داشت اما کاربرد ورمی‌کمپوست در خاک به واسطه افزایش جذب سایر عناصر معدنی نسبت به آرسنیک و کاهش اثر سمیت آن در گیاه، توانست رشد و نمو گیاه بالنگو شهری را بهبود دهد.

کلیدواژه‌ها

• آرسنیک
• بالنگو
• شاخص پایداری غشاء
• عناصر
• ورمی کمپوست

عنوان مقاله [English]

Investigating the effect of vermicompost on the morpho-physiological characteristics of the dragon’s head (Lallemantia iberica L.) plant under arsenic stress

نویسندگان [English]

• Parastoo Shokati ¹
• Yousef Sohrabi ¹
• Teimour Javadi ²
• Behrooz Sarabi ²

¹ Department of Plant Production Engineering and Genetics, Faculty of Agriculture, University of Kurdistan, Sanandaj, Iran

² Department of Horticultural Science and Engineering, Faculty of Agriculture, University of Kurdistan, Sanandaj, Iran

چکیده [English]

Objective: The excessive use of chemical fertilizers and agricultural pesticides has led to the accumulation of heavy metals in the soil, raising significant environmental concerns. Consequently, the adoption of biocompatible fertilizers to mitigate these risks is essential, particularly in low-yielding soils contaminated with heavy metals. Therefore, the present study aimed to investigate vermicompost's effect on alleviating arsenic's negative impacts on the morpho-physiological characteristics, yield and elemental content of the dragon’s head. Therefore, the present experiment was designed and conducted to investigate the effects of vermicompost application in mitigating the adverse effects of arsenic on the growth and physiological traits of the medicinal plant Lallemantia iberica (dragon’s head).

Methods: This pot experiment was conducted during the 2023–2024 growing season in the research greenhouse of the Faculty of Agriculture, University of Kurdistan. The study was arranged as a factorial based on a completely randomized design with three replications. The treatments included two levels of arsenic (0 and 25 mg/kg soil) and four levels of vermicompost (0, 5, 10, and 15% of soil weight). Sodium arsenate salt (NaH2AsO4) was employed to contaminate the growing medium. Morpho-physiological and biochemical traits, including stem and root length, shoot dry weight, chlorophyll and carotenoid content, membrane stability index, proline and soluble protein content, peroxidase enzyme activity, as well as macro- and micronutrient concentrations were evaluated at the flowering stage.

Results: The results of variance analysis of traits indicated the significant effect of different concentrations of vermicompost and arsenic application on most of the examined traits. The findings indicated that increasing arsenic levels in the soil, negatively affected growth characteristics (stem length 35%, root length 103% and plant dry weight 39%), photosynthetic pigment content (chlorophyll a 33%, chlorophyll b 40% and carotenoids 51%), and membrane stability index (23%), while proline content (33%), peroxidase enzyme activity (37%), and the concentrations of copper (36%), nitrogen (25%), and zinc (3%) increased. Application of vermicompost, particularly at a concentration of 15% by soil weight, significantly improved growth parameters (length Stem length 47%, root length 86% and plant dry weight 12%). It also enhanced photosynthetic pigment levels (total chlorophyll 87%, chlorophyll b 65% and carotenoid content 67%), increased soluble proteins content by 40%, and promoted nutrient uptake by the plants under both arsenic stress and control conditions.

Conclusion: Vermicompost (up to 15% of soil weight) reduces the negative arsenic application (concentration of 25 mg/kg soil) by improving the physicochemical conditions of the soil, improving its preservation and providing nutrients to the plant. The results also showed that, while in arsenic-contaminated soil, the plant has high arsenic absorption, but the application of vermicompost in the soil improves the growth and development of dragon’s head plant by increasing the absorption of other mineral elements compared to arsenic and reducing its toxicity in the plant.

کلیدواژه‌ها [English]

• Arsenic
• Dragon’s head
• Elements
• Membrane stability index
• Vermicompost