بررسی خصوصیات کمی و کیفی گیاه همیشه بهار (Calendula officinalis L.) در تیمارهای متفاوت پرایمینگ بذر و کود زیستی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان آذربایجان غربی. سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، ارومیه، ایران،

2 دانش آموخته دکتری زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

3 دانش آموخته کارشناسی ارشد، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

چکیده

سابقه و هدف: مدیریت عناصر خاک با استفاده از کودهای زیستی و پرایمینگ بذرها از ارکان کشاورزی پایدار محسـوب مـی‌شـود که می‌تواند راهبرد مناسبی در تأمین مواد غذایی سالم، سلامت محیط زیست و سلامت انسان‌ها باشد. پرایمینگ باعث کوتاه شدن زمـان کاشت تا سبز شدن و حفاظت بذرها از عوامل زنده و غیرزنده در مرحله‌ی بحرانی استقرار گیاهچه می‌شود. همچنین، این تیمار یکنواختی سبز شـدن را موجـب می‌شـود کـه منجـر بـه اسـتقرار یکنواخـت و بهبـود عملکرد محصول می‌شـوند. همچنین، یکی از راه‌های دست‌یابی به اهداف کشاورزی پایدار، استفاده از میکروارگانیسم‌هایی است که نقش مهمی در تأمین نیاز غذایی گیاهان دارند. کودهای زیستی، حاوی میکروارگانیسم‌هایی هستند، که استفاده آن‌ها روی بذر، سطح ریشه و یا داخل خاک، موجب تحریک محیط رشد ریشه یا گیاه شده و با افزایش قابلیت دسترسی مواد معدنی، باعث افزایش رشد گیاه می‌شود و از دیدگاه محیط زیستی قابل پذیرش هستند.
مواد و روش‌ها: این آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان آذربایجان غربی در سال زراعی 1392 انجام شد. تیمارهای آزمایشی شامل پنج سطح پرایمینگ (شاهد، هیدروپرایمینگ، اسموپرایمینگ، خیساندن در آب جوش و هورمون پرایمینگ) و چهار سطح کود زیستی (شاهد، ازتوباکتر، فسفاته بارور، ازتوباکتر + فسفاته بارور) روی گیاه همیشه بهار بود. در شرایط پیش تیمار، بذرهای همیشه بهار به مدت هشت ساعت در محلولهای مختلف پرایمینگ در دمای 25 درجه سلسیوس قرار گرفتند. پس از طی شدن دوره مورد نظر، بذرها با آب مقطر شسته و روی کاغذ صافی کاملاً خشک شدند که بعد از خشک شدن بلافاصله کشت گردید. به منظور تلقیح بذرها به کود زیستی (باکتری ازتوباکتر و فسفاته بارور)، ابتدا بذرها با صمغ عربی، باکتری ازتوباکتر و فسفاته بارور به طور کامل مخلوط و به هم زده شدند تا سطح تماس صمغ عربی و باکتری با بذرها افزایش یابد.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که بیش‌ترین ارتفاع بوته (12/44 سانتی‌متر)، وزن گل (95/16 گرم در بوته)، عملکرد گل (13/339 گرم در مترمربع)، عملکرد گلبرگ (13/294 کیلوگرم در هکتار)، عملکرد دانه (13/1840 کیلوگرم در هکتار) و عملکرد اسانس (21/2 کیلوگرم در هکتار) مربوط به تیمار اثر متقابل هورمون پرایمینگ و کاربرد تلفیقی ازتوباکتر + فسفاته بارور بود. بیش‌ترین عملکرد بیولوژیک (30/5768 کیلوگرم در هکتار)، تحت تاثیر هورمون پرایمینگ و کاربرد ازتوباکتر به‌دست آمد. حداکثر شاخص برداشت دانه (43/35 درصد) در تیمار هورمون پرایمینگ و بدون کاربرد کود زیستی مشاهده شد که اختلاف معنی‎داری با تیمار ترکیبی اسموپرایمینگ و هورمون پرایمینگ تحت کاربرد کود زیستی فسفاته بارور نداشت. بیش‌ترین تعداد شاخه در بوته (15/30 عدد) مربوط به تیمار هورمون پرایمینگ و از لحاظ کود زیستی نیز بیش‌ترین تعداد شاخه در بوته (77/29 عدد) در تیمار ترکیبی ازتوباکتر + فسفاته بارور به‌دست آمد. به‌طوری که عملکرد گل، عملکرد دانه، درصد اسانس و نیز عملکرد اسانس همیشه بهار با کاربرد تلفیقی کودهای زیستی (ازتوباکتر + فسفاته بارور) تحت تاثیر هورمون پرایمینگ نسبت به سایر تیمارها، به ترتیب 52، 40، 30 و 58 درصد (در سطح احتمال 1 درصد) افزایش داشت.
نتیجه‌گیری: به‌طور کلی، یافته‌های حاصل از این پژوهش نشان داد که پرایمینگ بذرهای همیشه بهار به دلیل افزایش اجزای عملکرد نسبت به تیمار شاهد (بدون پرایمینگ) برتری داشت. همچنین، کاربرد تیمار ترکیبی ازتوباکتر + فسفاته بارور عملکرد، اجزای عملکرد دانه و نیز عملکرد اسانس همیشه بهار را به طور معنی‌داری نسبت به سایر تیمارهای کودی افزایش داد. لذا با توجه به یافته‌های این تحقیق، برای افزایش و بهبود خصوصیات کمی و کیفی گیاه همیشه بهار، کاربرد توأم ازتوباکتر همراه با فسفات بارور تحت تاثیر هورمون پرایمینگ می‌تواند در راستای کشاورزی پایدار مطلوب ‌باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Evaluation of quantitative and qualitative characteristics of Calendula officinalis L. in different treatments of seed priming and biofertilizer

نویسندگان [English]

  • Abdollah Hasanzadehghyrt tapeh 1
  • Saeid Heydarzadeh 2
  • Neda Ghaderi 3
1
2 PhD Graduate of Agronomy, Faculty of Agriculture, Urmia University, Urmia, Iran.
3 Department of Plant Breeding and Biotechnology, Faculty of Agriculture, Urmia University, P.O. Box 165, Urmia, Iran
چکیده [English]

Background and objectives: The management of soil elements using biofertilizers and seed priming is one of the sustainable agricultural pillars that can be a good strategy in providing healthy food, environmental health and human health. Priming shortens the planting time until the seeds germinate and protects the living and non-living factors in the critical stage of seedling establishment. Also, this treatment causes uniformity of seedling emergence, which leads to uniform stability and improved crop yield. Also, one of the ways to achieve sustainable agricultural goals is to use microorganisms that play an important role in meeting the nutritional needs of plants. Biofertilizers contain microorganisms. When used on seeds, rootstocks, or in the soil, they stimulate the growth of the roots or the plant itself, and by increasing the availability of minerals, they increase plant growth an environmental point of view, they are acceptable.
Materials and Methods: This experiment was performed as a factorial in the form of a randomized complete block design with three replications on the Field of the Agricultural Research and Natural Resources Center of West Azerbaijan in the 2013 crop year. Experimental treatments included five levels of priming (control, hydropreaming, smoopriming, soaking and hydropriming) and four levels of biofertilizer (control, Azobacter, Phosphate, Azobacter + Phosphate) on marigold seeds. Under pre-treatment conditions, the seeds were soaked in different solutions at room temperature for eight hours before sowing and immediately after sowing on Filter paperand re-dried for 24 hours. In order to inoculate seeds into biofertilizers (Azobacter and Phosphate), first mix the seeds thoroughly with gum arabic and bacterium Azobacter and Phosphate and stir to increase the contact surface of gum arabic and bacterium with marigold seeds. Seed inoculation with growth-promoting bacteria was performed in shady conditions.

Results: The results showed that the highest plant height (44.12 cm), flower weight (16.95 g/plant), flower yield (339.13 g/m2), petal yield (294.13 kg/ha), seed yield (1840.13 kg/ha) and essential oil yield (2.21 kg/ha) were related to the interaction of the effect of hormone priming interaction and combined application of Azobacter + Phosphate fertilizer. The highest biological yield (5768.30 kg/ha) was obtained under the influence of hormone preming and Azobacter. The maximum grain harvest index (35.43%) was observed in hormone priming treatment without the use of biofertilizer, which was not significantly different from the combined treatment of osmopriming and hormone priming under the application of fertile Phosphate fertilizer.The highest number of branches (30.15) was related to hormone treatment and in terms of biofertilizer, the highest number of branches (29.77) was observed in the combined treatment of Azobacter + Phosphate fertilizer Flower yield, seed yield, percentage of essential oil and marigold essential oil yield with combined application of biofertilizers (Azotobacter + Phosphate fertilizer) under the influence of hormone priming compared to other treatments, respectively 52, 40, 30 and 58% (at a significant level of probability 1 %) increased.

Conclusion: In general, the findings of this study show that priming of marigold seeds was superior to control treatment (without priming) due to increased yield components. Also, the use of a combination of Azobacter + Phosphate fertilizer increased yield, grain yield components and marigold essential oil yield significantly compared to other fertilizer treatments. Therefore, according to the findings of this study, in order to increase and improve the quantitative and qualitative characteristics of marigold plant, the combined use of the Azotobacter with Phosphate fertilizer under the influence of hormone priming can be desirable in the direction of sustainable agriculture.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Azotobacter
  • Seed treatment
  • Phosphate fertilizer
  • Sustainable agriculture
  • Yield

مراجع

  1. Abbasdokht, H. 2010. Effects of hydropriming and halopriming on germination and growth
    characteristics of wheat (Triticum aestivum). Desert. 16: 61-68.
  2. Abbasvand, E., Hassannejad, S., Zehtab Salmasi, S. and Alizadeh Salteh, S. 2019. Effects of seed priming with salicylic acid on chlorophyll a fluorescence parameters of basil (Ocimum basilicum) infested by field dodder (Cuscuta campestris Yunk.). J. Plant Physiol Breed. 9: 1. 11-18.
  3. Abdelaziz, M., Pokluda R. and Abdelwahab, M. 2007. Influence of compost, microorganisms and NPK fertilizer upon growth, chemical composition and essential oil production of Rosmarinus officinalis Notul Bot. Hortic Agrobot. 35: 1. 86-90.
  4. Ameri, A., Nassiri, M. and Rezvani, P. 2009. Effects of different nitrogen levels and plant density on flower, essential oils and extract production and nitrogen use efficiency of Marigold (Calendula officinalis). Agric Res. 5: 2. 315-325. (In Persian)
  5. Bahcesular, B., Yildirim, E.D., Karaçocuk, M., Kulak, M. and Karaman, S. 2020. Seed priming with melatonin effects on growth, essential oil compounds and antioxidant activity of basil (Ocimum basilicum) under salinity stress. Ind Crops Prod. 146: 112-125.
  6. Banchio, E., Xie, X., Zhang, H. and Pare, PW. 2009. Soil bacteria elevate essential oil accumulation and emissions in sweet basil. J. Agric Food Chem. 57: 1. 653-657.
  7. Bashan, y., Alcaraz, L. and Toledo, G. 1992. Responses of soybean and cowpea root membranes to inoculation with Azospirillum brasilense. Symbiosis. 13: 1. 217-228.
  8. Boroumand, M., Gazanchian, A. and Ameri, A.  Effects of seed priming on seed germination improvement and seedling growth of alfalfa (Medicago sativa) under cold stress. Seed Sci Technol. 3: 1. 10-22.
  9. Bussmann, R.W., Batsatsashvili, K., Kikvidze, Z., Paniagua-Zambrana, N.Y., Khutsishvili, M., Maisaia, I., Sikharulidze, S. and Tchelidze, D. 2020. Calendula officinalis Asteraceae. Ethnobotany of the Mountain Regions of Far Eastern Europe: Ural, Northern Caucasus, Turkey, and Iran, Pp: 1-4.
  10. Cáceres, A. and M Cruz, S. 2019. Detection and validation of native plants traditionally used as medicine in Guatemala. Curr Tradit Med. 5: 1. 5-30.
  11. Çakmakçı, R., Mosber, G., Milton, A.H., Alatürk, F. and Ali, B. 2020. The effect of auxin and auxin-producing bacteria on the growth, essential oil yield, and composition in medicinal and aromatic plants. Current Microbiology. Pp: 1-14.
  12. Clevenger, J.F. 1928. Apparatus for the determination of volatile oil. J Am Pharm Assoc. 17: 4. 345-349.
  13. Darzi, MT., Ghalavand, A., Rejali, F. and Sefidkon, F. 2012. Effect of biofertilizers application on quantitative and qualitative yield of Fennel (Foeniculum vulgare). Ir J. Med Aromat Plants. 22: 4. 276 -92. (In Persian)
  14. Gharib, F.A., Moussa, L.A. and Massoud, O.N. 2008. Effect of compost and bio-fertilizers on growth, yield and essential oil of sweet marjoram (Majorana hortensis) plant. Int J. Agric Biol. 10: 1. 381-387.
  15. Harris, D., Rashid, A., Ali, S. and Hollington, P.A. 2002. On- farming seed priming with maize in Pakistan. 8th Asian regional maize workshop, 5-8 Aguest, Bangkok –Thailand.
  16. Harris, D., Rashid, A., Arif, M. and Yunas, M. 2004. Alleviating micronutrient deficiencies in alkaline soils of North West Frontier Province of Pakistan: on farm seed priming with zinc in wheat and chickpea. In “International Workshop on Agricultural Strategies to reduce Micronutrient Problems in Mountains and Other.
  17. Heydarzadeh, S., Jalilian, J., Pirzad, A. and Jamei, R. 2018. The effect of biofertilizers on some quantitative and qualitative characteristics of vetch Maragheh (Vicia) under rainfed and supplementary irrigation. J. Agric Sci Sustain Prod. 28: 3. 187-208. 
  18. Izadi, Z., Nejad, A.R. and Abadía, J. 2020. Physio-morphological and biochemical responses of pot marigold (Calendula officinalis) to split iron nutrition. Acta Physiol Plant. 42: 2. 6-18.
  19. Kaur, S., Gupta, A.K. and Kaur, N. 2005. Seed priming increases crop yield possibly by modulating enzymes of sucrose metabolism in chickpea. J. Agron Crop Sci. 191: 1. 81-87.
  20. Kruasuwan, W. and Thamchaipenet, A. 2016. Diversity of culturable plant growth-promoting bacterial endophytes associated with sugarcane roots and their effect of growth by co-inoculation of diazotrophs and actinomycetes. Plant Growth Regul. 35: 4. 1074-1087.
  21. Mahshwari, S.K., Sharma, R.K. and Gangrade, S.K. 2000. Performance of isabgol or blond psyllium (Plantago ovate) under different levels of nitrogen, phosphorus and biofertilizers in shallow black soil. Ind J. Agric Sci. 45: 1. 443-446.
  22. Mirshekari, B. 2015. Effects of seed priming with microelements of Fe and B on some germination parameters and yield of marigold (Calendula officinalis). Ir J. Med Aromat Plants Res. 30: 6. 879-888.
  23. Moghaddam, M.A.S.P.R. and Mahallati, R.G.M.N. 2016. Effects of single and combined application of organic, biological and chemical fertilizers on quantitative and qualitative yield of coriander. Hortic Sci. 29: 4. 80-93.
  24. Mohammadi, K. and Sohrabi, Y. 2012. Bacterial biofertilizers for sustainable crop production: a review. J. Agric Biol Sci. 7: 5. 307-316.
  25. Musa, A.M., Harris, D., Johansen, C. and Kumar, J. 2001. Short duration chickpea to replace fallow after aman rice: the role of on- farm seed priming in the high Barind Tract of Bangladesh. Exp Agric. 37: 4. 509-521.
  26. Nagananda, G.S., Das, A., Bhattacharya, S. and Kalpana, T. 2010. In vitro studies on the effects of biofertilizers (Azotobacter and Rhizobium) on seed germination and development of Trigonella foenum-graecum using a novel glass marble containing liquid medium. Int J. Bot. 6: 394-403.
  27. Niakan, M.,Khavarinezhad, R. A. and Rezaei, M.B. 2004. Effect of different rates of N/P/K fertilizer on leaf freash weight, dry weight, leaf area and oil content in Mentha Piperita Ir J. Med Plants Res. 20: 2. 131-148.
  28. Osmar, R., Fernandez Hernandez, R., Michelena, G., Ronzelli junior, P. and Ricardo Soccol, C. 2004. Azospirillum Inoculation in wheat, barley and oats seed greenhouse experiments. Braz Arch Biol Technol. 6: 843-850.
  29. Rahimi, A., Siavash Moghaddam, S., Ghiyasi, M., Heydarzadeh, S., Ghazizadeh, K. and Popović-Djordjević, J. 2019. The Influence of chemical, organic and biological fertilizers on agrobiological and antioxidant properties of Syrian cephalaria (Cephalaria Syriaca). Agric. 9: 6. 122-135.
  30. Rahimi, S., Hatami, M. and Ghorbanpour, M. 2020. Effect of seed priming with nanosilicon on morpho-physiological characterestics, quercetin content and antioxidant capacity in Calendula officinalis under drought stress conditions. J. Med Plants. 72: 4. 186-203.
  31. Rezae, M. and Baradaran, R. 2013. Effects of bio fertilizers on the yield and yield components of pot marigold (Calendula officinalis). Ir J. Med Aromat Plants Res. 29: 3. 635-650. (In Persian)
  32. Sher, A., Sarwar, T., Nawaz, A., Ijaz, M., Sattar, A. and Ahmad, S. 2019. Methods of seed priming. In priming and pretreatment of seeds and seedlings. Springer, Singapore, Pp: 1-10.
  33. Shrivastava, S., Egamberdieva, D. and Varma, A. 2015. Plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) and medicinal plants: The state of the art. In Plant-Growth-Promoting Rhizobacteria (PGPR) and Medicinal Plants. Springer, Cham. Pp: 1-16.
  34. Sifola, M.I. and Barbieri, G. 2006. Growth, yield and essential oil content of three cultivars of basil grown under different levels of nitrogen in the field. Sci Hortic. 108: 408-413.
  35. Wang, Z., Chen, Z. and Fu, X. 2019 b. Integrated effects of co-inoculation with phosphate-solubilizing bacteria and n2-fixing bacteria on microbial population and soil amendment under C deficiency. Int J. Environ Res Public Health. 16: 13. 24-42.
  36. Wang, Z., Chen, Z., Xu, Z. and Fu, X. 2019 a. Effects of phosphate-solubilizing bacteria and n2-fixing bacteria on nutrient uptake, plant growth, and bioactive compound accumulation in Cyclocarya paliurus (Batal.) Iljinskaja. Forests. 10: 9. 772-785.
مجله تولید گیاهان زراعی
دوره 14، شماره 4
دی 1400
صفحه 123-139

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار