اثر گونه‌هاي مختلف ميكوريزا بر غلظت عناصر غذايي، عملكرد بوته و خاصيت آنتي‌اكسيداني نعناع‌فلفلي تحت تنش‌شوري

Effect of different mycorrhizal species inoculation on concentration of nutrient elements, yield per plant and antioxidant activity in Peppermint (Mentha piperita) under salt stress

سابقه و هدف: شوري يكي از موانع و مشكلات كشت و توسعه در مناطق خشك و نيمه‌خشك دنيا است. امروزه يكي از مشكلات اساسي در كشاورزي كمبود منابع آب شيرين و باكيفيت مناسب جهت آبياري است. به‌طوركلي گياهان، طيف وسيعي از تنش‌هاي محيطي را كه نهايتاً منجر به بروز تنش اكسيداتيو در گياه مي‌شود، درك مي‌كنند. مكانيسم مقاومت در برخي از تنش‌ها به‌صورت يك ارتباط دروني و نتيجه يك برنامه‌ريزي هماهنگ و پيچيده است. همزيستي قارچ ميكوريزا مي‌تواند منجر به افزايش رشد و مقاومت به تنش شود. با توجه به گسترش فرهنگ استفاده از گياهان دارويي هم‌چنين گسترش وسعت اراضي شور براي استفاده بهينه از اين اراضي، بررسي اثر شوري و چگونگي مقاومت نعناع فلفلي به آن الزامي است. مواد و روش‌ها: به منظور بررسي اثر همزيستي گونه‌هاي مختلف قارچ ميكوريزا بر عملكرد بوته، خصوصيات فيزيولوژيك و اسانس گياهان دارويي نعناع فلفلي تحت تنش شوري، آزمايشي به صورت فاكتوريل بر پايه طرح كامل تصادفي با سه تكرار در شرايط گلخانه‌اي انجام شد. سطوح شوري شامل: صفر، دو، چهار، شش و هشت دسي‌زيمنس بر متر و گونه‌هاي ميكوريزا شامل Funneliformis mosseae و Rhizophagus irregularis و Glomus. versiform و تيمار شاهد (بدون ميكوريزا) بودند. صفات اندازه گيري شده شامل عملكرد بوته، فنول كل، ظرفيت آنتي‌‌اكسيداني و غلظت عناصر غذايي بودند. يافته ها: نتايج نشان داد كه همه صفات مورد مطالعه به‌طور معني‌داري تحت تأثير اثر ساده و متقابل ميكوريزا و تنش شوري قرار گرفت همچنين بيشترين ميزان عملكرد بوته نعناع فلفلي و ميزان عناصر نيتروژن، فسفر و پتاسيم در تيمار تلقيح با گونه Rhizophagus irregularis و شرايط بدون تنش و كمترين مقدار پارامترهاي اندازه‌گيري شده در تيمار شاهد (بدون ميكوريزا) و شرايط تنش شديد مشاهده گرديد. بيشترين ميزان اسانس در تيمار شوري شش و هشت دسي‌زيمنس بر متر با ميكوريزا R. irregularis (با ميانگين 4/18 و 4/42 درصد) و شوري هشت دسي زيمنس بر متر با ميكوريزا G. versiform (با ميانگين 4/22 درصد) به دست آمد و كمترين ميزان اسانس در شوري صفر دسي زيمنس بر متر با تيمار خاك (بدون ميكوريزا) (با ميانگين 0/29 درصد) بود. تيمار تلقيح با گونه‌هاي F. mosseae و G. versiform نسبت به شاهد برتري داشته اما اثرات آن نسبت به تيمار تلقيح R. irregularis R. irregularis كمتر بود. ميزان جذب عناصر در گياهان ميكوريزاي بيشتر بود كه منجر به افزايش عملكرد بوته گرديد. نتيجه گيري: ميكوريزا از طريق همزيستي با گياه و با گسترش ميسيليوم هاي خود در خاك، منجر به جذب بهتر فسفر از خاك توسط گياه شد و در نتيجه باعث رشد و توسعه بهتر گياه شده همچنين با افزايش جذب فسفر توسط گياه، اثرات منفي تنش شوري را كاهش داد، همچنين در گياهان ميكوريزي غلظت پتاسيم نيز بيشتر از گياهان غير ميكوريزي مشاهده شد و بدين ترتيب با افزايش نسبت پتاسيم به سديم، همزيستي ميكوريزي مي‌تواند گياه را در برابر اثرات منفي سديم محافظت نمايد. كاربرد هر سه گونه قارچ تأثير بيشتري نسبت به عدم كاربرد روي كليه صفات اندازه گيري نشان داد. نتايج اين تحقيق حاكي از آن است كه كاربرد كودهاي زيستي در بهبود عملكرد بوته كمي و كيفي نعناع فلفلي تاثير مثبتي داشته و به نظر ميرسد كودهاي زيستي جايگزين مناسبي براي كودهاي شيميايي درجهت پايداري توليد و حفظ محيط زيست باشند. همزيستي ميكوريزايي در خاك‌هاي شور باعث افزايش مقاومت گياه به شوري مي‌گردد و ميزان رشد و عملكرد بوته را در شرايط تنش بهبود مي دهد..

Background and Objectives: Salinity is one of obstacles of planting and developing in arid and semiarid regions in the world. Nowadays, one of the major problems in agriculture is the lack of access to fresh water with suitable quality for irrigation. Generally, plants can feel a wide range of environmental stresses which eventually lead to oxidative stress in plant. Mechanism of resistance to some of the stresses is as the internal connection and is the result of a coordinated and complex planning. Contribution of arbuscular mycorrhizal symbiosis can lead to the improvement of growth and resistance to stress. Considering the development of the culture of using medicinal plants, as well as the expansion of salty soils, studying the effects of salinity on peppermint and mechanism of its resistance to salinity is necessary. Materials and Methods: To explore the effect of symbiosis of different types of mycorrhizal inoculation on yield, physiological characteristics and essential oil of peppermint medicinal plant under salt stress, an experiment was conducted in factorial based on completely randomized design with three replications in greenhouse. The salinity levels were 0, 2, 4, 6 and 8 dS/m and types of mycorrhizal included Glomus mosseae, G. intraradices, G. versiform and non-mycorrhizal. The traits measured were yield per plant, total phenol, antioxidant activity and concentration of nutrient. Results: Results showed that all the characteristics studied were significantly affected by the main and interaction effects of mycorrhizal and salinity stress. Furthermore, the results showed that the highest and lowest amounts of yield per plant, nitrogen, phosphorus and potassium were observed in the treatment of inoculation with R. irregularis under non-stress conditions and the lowest amounts of the characteristics measured were observed in non-mycorrhizal treatment under stress conditions. The highest amount of essential oil was observed in the treatment of inoculation with R. irregularis under 6 and 8 dS/m salinity stress conditions (4.18 and 4.42 percent) and inoculation with G. versiform under 8 dS/m salinity stress condition (4.22 percent), and the lowest amount of essential oil was observed in non-mycorrhizal treatment under non-stress condition (0.29 percent). Treatments of inoculation with F. mosseae and G. versiform were superior to control conditions, but their effects were lower in comparison with the treatment of inoculation with G. intraradices. The concentration of nutrients in mycorrhizal plants was higher, causing an improvement in yield per plant. Conclusion: Mycorrhizal fungus can decrease the effect of salinity stress through an increase in phosphorus uptake in plants. The results also showed that concentrations of potassium in mycorrhizal plants were higher than in non-mycorrhizal plants. Thus, with increase in the ratio of potassium to sodium, mycorrhizal symbiosis can protect plants against negative effects of sodium. Results showed that use of bio-fertilizers can improve quantitative and qualitative yield in peppermint, and it seems that bio-fertilizers are a suitable alternative for chemical fertilizers for sustainability of the production and protection of the environment. Mycorrhizal symbiosis in salty soils caused an increase in plant resistance to salinity and improved growth and yield per plant under stress conditions.