پديد آورندگان :
غياث، شايسته دانشگاه اردكان - دانشكده كشاورزي و منابع طبيعي - گروه علوم باغباني، اردكان، ايران , شيرمردي، مصطفي دانشگاه اردكان - دانشكده كشاورزي و منابع طبيعي - گروه علوم باغباني، اردكان، ايران , مفتاحي زاده، حيدر دانشگاه اردكان - دانشكده كشاورزي و منابع طبيعي - گروه علوم باغباني، اردكان، ايران , دهستاني اردكاني، مريم دانشگاه اردكان - دانشكده كشاورزي و منابع طبيعي - گروه علوم باغباني، اردكان، ايران
كليدواژه :
اصلاح‌كننده‌هاي آلي , سوپرجاذب , ظرفيت آنتي‌اكسيداني , محتواي نسبي آب , نشت يوني
چكيده فارسي :
خشكي و پائين بودن كربن آلي خاك دو مسئله مهم براي كشاورزي در مناطق خشك و نيمه‌خشك است. استفاده از بيوچار و هيدروژل مي‌تواند اثرات مخرب خشكي برگياه را كاهش دهد. هدف از اين مطالعه بررسي تأثير بيوچارو هيدروژل بر پارامترهاي مرفوفيزيولوژيك و بيوشيميايي مريم‌گلي تحت تنش خشكي بود. به اين منظور يك آزمايش فاكتوريل در قالب طرح بلوك كامل تصادفي با سه تكرار در سال 1398 در گلخانه تحقيقاتي شهرك صنعتي ميبد انجام شد. تيمارها شامل پنج سطح بيوچار و هيدروژل (شامل عدم كاربرد، كاربرد 10 و 20 تن در هكتار بيوچار، كاربرد 100 و 200 كيلوگرم در هكتار هيدروژل) و سه سطح تنش خشكي (آبياري در 80% ظرفيت مزرعه (FC) به عنوان عدم تنش، آبياري در 60% FC به عنوان تنش متوسط و آبياري در 40% FC به‌عنوان تنش شديد) بود. پارامترهاي مختلف از قبيل شاخص سبزينگي برگ، سطح برگ، ارتفاع، محتواي نسبي آب (RWC)، نشت يوني، محتواي فنل كل و ظرفيت آنتي‌كسيداني ارزيابي شد. نتايج نشان داد كه خشكي منجر به كاهش پارامترهاي رشدي و RWC شد در حالي كه نشت يوني، ظرفيت آنتي‌اكسيداني و فنل كل افزايش يافت. كاربرد 20 تن در هكتار بيوچار و 200 كيلوگرم در هكتار هيدروژل به‌طور معني‌داري شاخص سبزينگي، وزن خشك ريشه و اندام هوايي را نسبت به شاهد در تنش شديد خشكي افزايش داد. در تنش متوسط، كاربرد 10 و 20 تن در هكتار بيوچار و هم‌چنين كاربرد 100 و 200 كيلوگرم در هكتار هيدروژل، نسبت ريشه به اندام هوايي را در مقايسه با شاهد كاهش دادند. با اين وجود در تنش شديد، تنها كاربرد 10 و 20 تن در هكتار بيوچار نسبت ريشه به اندام هوايي را كاهش داد. در شرايط عدم تنش و تنش شديد، كاربرد 200 كيلوگرم در هكتار هيدروژل منجر به افزايش RWC نسبت به شاهد شد (به‌ترتيب 9/15 و 1/5%). نتايج نشان داد كه كاربرد 200 كيلوگرم در هكتار هيدروژل و20 تن در هكتار بيوچار، نشت يوني و فنل كل را در تنش متوسط و شديد نسبت به شاهد كاهش داد. همه تيمارها در تنش شديد خشكي منجر به كاهش ظرفيت آنتي‌اكسيداني نسبت به شاهد شدند و تيمار شاهد بيشترين ظرفيت آنتي‌اكسيداني را داشت. به‌نظر مي‌رسد كه كاربرد بيوچار و هيدروژل با بهبود ساختمان خاك، افزايش ظرفيت نگهداري آب در خاك و هم‌چنين اضافه شدن عناصر توسط بيوچار به خاك، بتوانند اثرات مخرب خشكي بر گياه را كاهش دهند.
چكيده لاتين :
Introduction
Drought and low organic carbon content are two main problems for agriculture in arid and semiarid regions. Drought stress is responsible for at least 40% of crop losses in the world. The use of biochar (BC) and hydrogels can decrease adverse effects of drought on the plant. The objective of this study was to evaluate the effect of BC and hydrogel application on morphophysiological and biochemical parameters of Salvia officinalis L. under drought stress (DS).
Materials and Methods
A factorial experiment with a randomized complete block design with three replicates was conducted in the research greenhouse of the Meybod industrial town in 1398/2018 to investigate the BC and hydrogel effects on the growth, physiological and biochemical characteristics of Salvia officinalis L. under drought stress condition. The BC and hydrogel was applied by mixing dry soil at rates of 0, 10, and 20 ton BC.ha-1, 100, and 200 kg hydrogel.ha-1 with three DS levels of D1 (irrigation in 80% field capacity (FC) as no-stress conditions), D2 (irrigation in 60% FC as mild-stress conditions) and D3 (irrigation in 40% FC as severe-stress conditions). The growth responses were examined included morpho-physiological (i.e., chlorophyll content, leaf area, relative water content (RWC), ion leakage (IL), and phytochemical (i.e., antioxidant activity (AA) and total phenolic content (TPC)) parameters.
Results and Discussion
Results showed that drought stress significantly decreased growth parameters and RWC while increased IL, AA and TPC. Application of 200 kg hydrogel.ha-1 and 20 ton BC.ha-1 significantly increased chlorophyll index, root and shoot dry weight compared to the control under severe stress condition. At mild stress, all treatments significantly reduced the root:shoot ratio compared to the control. However, in severe stress, only application of 10 and 20 ton BC.ha-1 significantly reduced this parameter compared to the control. In no stress and sever stress, use of 200 kg hydrogel.ha-1 increased RWC in plant in comparison with control (15.9 and 5.1% respectively). Results indicated that 200 kg hydrogel.ha-1 and 20 ton BC.ha-1 treatments significantly decreased IL and TPC in mild and sever stress conditions in comparison with control. All treatments significantly decreased AA in severe stress and control has the highest amount of AA in this level of drought. It seems that use of BC and hydrogel in soil increased soil water holding capacity and improve soil structure. In addition, BC contains various elements that can improve plant nutrition under drought stress. The amount of BC and hydrogel application is very important on the effectiveness of these amendments on the plant characteristics under stress conditions.
Conclusion
The application of hydrogel and biochar could improve the growth indices, leaf relative water content and reduce the total phenol concentration and antioxidant capacity in the plant under drought stress. It seems that these amendments reduce the negative effect of drought stress on the plant by increasing the soil water holding capacity, improving the structure and increasing the availability of nutrients for the plant.
