نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران
2 دانشیار، گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران.
3 استاد، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران
4 دانشیار، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران
5 دانشیار، گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران
چکیده
هدف: این مطالعه با هدف بررسی تأثیر توأم اشعه UV همراه با تغذیه عناصر منیزیم و منگنز برای کاهش تنش اکسیداتیو، تنظیم مسیرهای بیوشیمیایی و بهبود عملکرد اسانس در گیاه اسطوخودوس در شرایط کشت هیدروپونیک انجام شده است.
روش پژوهش: این مطالعه طی دو مرحله برداشت متوالی در سال‌های 1400-1401 در گلخانه پژوهشی دانشگاه لرستان انجام شد. آزمایش به‌صورت اسپلیت‌پلات در زمان و در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با سه تکرار اجرا گردید. تیمار شاهد تغذیه‌ای شامل غلظت استاندارد محلول هوگلند (2 میلی‌مولار منیزیم و 2/9 میکرومولار منگنز) بود و سایر تیمارهای تغذیه‌ای براساس کاهش و افزایش دو برابری این عناصر طراحی شد. کرت اصلی شامل سه سطح طیف فرابنفش (عدم تابش، UV-A و UV-B) و کرت فرعی شامل 11 سطح تغذیه‌ای بود.
نتایج: نتایج نشان داد تیمار UV-A با تغذیه غلظت‌های بالای منیزیم (4 میلی‌مولار) و منگنز (4/18 میکرومولار)، بیش‌ترین درصد اسانس (03/4 و 48/4 درصد) و عملکرد اسانس (13/4 و 01/5 کیلوگرم در هکتار) را در هر دو مرحله برداشت داشت. تنش نوری UV-B کلروفیل را کاهش داد، اما این کاهش در برداشت دوم کم‌تر بود. تغذیه با منیزیم زیاد و منگنز پایه، اثرات تنش نوری را تعدیل کرده و بیش‌ترین کلروفیل در برداشت دوم و شرایط بدون تنش نوری ثبت شد. میزان کاروتنوییدها در برداشت اول بیش‌تر از برداشت دوم بود و با افزایش تنش نوری افزایش یافت. بیش‌ترین کاروتنویید (26/2 میلی‌گرم بر گرم وزن‌تر) در برداشت اول با تنش UV-B و تغذیه کم منیزیم و منگنز و کم‌ترین مقدار (06/1 میلی‌گرم بر گرم وزن‌تر) در برداشت دوم بدون تنش نوری و تغذیه زیاد منیزیم و متوسط منگنز مشاهده شد. تابش UV-B در تیمار غلظت کم منیزیم و منگنز باعث افزایش پرولین شد، اما تغذیه با غلظت بالای منیزیم و منگنز در تیمارهای مربوطه میزان پرولین را کاهش داد.
نتیجهگیری: غلظت 4 میلی‌مولار منیزیم و 4/18 میکرومولار منگنز، به‌ویژه همراه با UV-A، اثرات منفی UV را تعدیل کرده و وضعیت فیزیولوژیکی گیاه و عملکرد اسانس را بهبود بخشید. تیمار UV-A با تغذیه 4 میلی‌مولار منیزیم+ 4/18 میکرومولار منگنز به‌عنوان بهترین ترکیب شناخته شد، زیرا اثرات تنش UV را کاهش و کلروفیل، کاروتنوییدها و عملکرد اسانس را افزایش داد. هم‌چنین، برداشت دوم به‌دلیل شرایط بهتر فیزیولوژیکی، عملکرد بالاتری داشت. ترکیب UV-A و تغذیه مناسب می‌تواند روشی مؤثر برای بهبود کمیت و عملکرد تولید اسطوخودوس در شرایط تنش‌زا باشد.
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
Evaluation of Lavender (Lavandula angustifolia Mill.) response to magnesium and manganese application under ultraviolet stress
نویسندگان [English]
- Mehri Mahdavifard 1
- Sadegh Mousavi-Fard 2
- Abdolhossein Rezaei Nejad 3
- Hasan Mumivand 4
- Mohammad Kazem Souri 5
1 PhD student, Department of Horticultural Science, Faculty of Agriculture, Lorestan University, Khorramabad, P.O. Box 465, Iran
2 Associate Professor, Department of Horticultural Science, Faculty of Agriculture, Shahrekord University, Shahrekord
3 Professor , Department of Horticultural Science, Faculty of Agriculture, Lorestan University, Khorramabad, Iran,
4 Associate Professor, Department of Horticultural Science, Faculty of Agriculture, Lorestan University, Khorramabad
5 Associate Professor, Department of Horticultural Sciences, Tarbiat Modares University, Tehran.
چکیده [English]
Objective: This study aimed to evaluate the combined effects of ultraviolet (UV) radiation and nutrient supplementation with magnesium (Mg) and manganese (Mn) on mitigating oxidative stress, regulating biochemical pathways, and enhancing essential oil yield in Lavandula angustifolia grown under hydroponic conditions.
Method: The experiment was conducted over two consecutive harvests (2021–2022) in the research greenhouse of Lorestan University. A split-plot time design in a randomized complete block design (RCBD) with three replications was employed. Nutritional treatments used a Hoagland-based control solution containing 2 mM Mg and 2.9 µM Mn, with additional treatments formed by halving or doubling these concentrations. Main plots were allocated to three UV levels: no exposure (control), UV-A, and UV-B; subplots encompassed 11 nutrient treatments. Measured variables included essential oil content and yield, total chlorophyll, carotenoids, proline, and catalase (CAT) activity, among other physiological and biochemical traits.
Result: UV-A combined with high Mg and Mn (4 mM Mg and 4.18 µM Mn) produced the highest essential oil percentage (4.03–4.48%) and yield (4.13–5.01 kg ha⁻¹) across both harvests. UV-B reduced chlorophyll content, with a less pronounced decline in the second harvest. High Mg with baseline Mn mitigated light stress, yielding the highest chlorophyll content under non-stress conditions in the second harvest. Carotenoid content was greater in the first harvest and generally increased with greater UV stress, reaching a maximum of 2.26 mg g⁻¹ fresh weight under UV-B with low Mg and Mn; the lowest carotenoids (1.06 mg g⁻¹ FW) occurred in the second harvest under no UV with high Mg and moderate Mn. UV-B combined with low Mg and Mn significantly elevated proline accumulation, whereas higher Mg and Mn levels reduced proline under the same conditions.
Conclusion: A nutrient combination of 4 mM Mg and 4.18 µM Mn, especially under UV-A, effectively alleviates UV stress and enhances physiological status and essential oil production in Lavandula angustifolia. The UV-A treatment with 4 mM Mg and 4.18 µM Mn was the most effective, reducing UV-induced stress and improving chlorophyll and carotenoid contents and essential oil yield. The second harvest exhibited superior performance, likely due to improved physiological conditions. Overall, integrating UV-A exposure with optimized Mg and Mn nutrition appears to be a promising strategy to improve both quantity and quality of Lavandula angustifolia under stressful growing conditions.
کلیدواژه‌ها [English]
- Essential oil percentage
- Catalase
- harvest stage
- UV radiation
)