تأثير نيتروژن بر رشد، اختصاص زيست‌توده و توليد آلكالوئيدهاي ريشه و شاخساره گياه بذرالبنج (Hyoscyamus niger L.) در شرايط تنش كم‌آبي

Nitrogen effects on growth, biomass allocation, root and shoot alkaloids production of black henbane (Hyoscyamus niger L.) under water decici stress

این مطالعه با هدف تأثیر تنش كم‌آبی (تخلیه آب تا 30، 60 و 90 درصد ظرفیت مزرعه‌ای به‌ترتیب تنش خفیف، متوسط و شدید) و نیتروژن (براساس 0، 75، 150 و 225 كیلوگرم نیتروژن در هكتار) بر رشد، محتوی كلروفیل، اختصاص زیست‌توده، محتوی نسبی آب برگ، محتوی و عملكرد تروپان آلكالوئیدهای هیوسیامین و اسكوپولامین ریشه و شاخساره گیاه بذرالبنج (Hyoscyamus niger L.) انجام شد. استخراج آلكالوئیدها به روش اختصاصی و به‌وسیله حلال‌های مختلفی صورت گرفت و شناسایی آنها براساس مقایسه زمان بازداری دستگاه كروماتوگرافی گازی با داده‌های طیف جرمی و استانداردهای مربوطه هیوسیامین و اسكوپولامین انجام شد. نتایج نشان داد كه بیشترین محتوی هیوسیامین (281/0% ماده خشك) و اسكوپولامین در ریشه (232/0%) و همچنین بیشترین محتوی هیوسیامین (937/0%) و اسكوپولامین در شاخساره (416/0%) در تیمار 225 كیلوگرم نیتروژن در هكتار در شرایط تنش كم‌آبی شدید مشاهده گردید. همچنین بیشترین آلكالوئید كل (52/20 میلی‌گرم در گیاه) در تیمار 150 كیلوگرم نیتروژن در هكتار در شرایط تنش خفیف كم‌آبی و كمترین آن (95/8 میلی‌گرم در گیاه) در تیمار 225 كیلوگرم نیتروژن در هكتار در شرایط تنش كم‌آبی شدید حاصل شد. نتایج این تحقیق حكایت از آن داشت كه گیاه بذرالبنج در تیمار تنش كم‌آبی متوسط به همراه كود نیتروژن به میزان 150 كیلوگرم در هكتار علاوه ‌بر اینكه دارای مقادیر مناسبی از محتوی و عملكرد هر دو آلكالوئید می‌باشد، بلكه بیشترین میزان اسكوپولامین را نیز كه نشان از كیفیت آلكالوئید است داراست.

In order to indicate the water deficit stress and nitrogen fertilization effects on alkaloids yield and content of Hyoscyamus niger L. plant parts (root and shoot), this experiment was conducted at the full flowering growth stage in greenhouse conditions. Plants were treated with different nitrogen application (0, 75, 150 and 225 kg/ha N as ammonium nitrate in the form of solution, N0-N3) before the commencement of water deficit stress treatment (30, 60 and 90% depletion of water from field capacity, W1-W3). Extracted alkaloids were analyzed by Gas chromatography /mass spectrometery (GC/MS) analysis using a Younglin Acme 6000 GC system equipped with a flame ionization detector (FID) and HP-5MS capillary column (30 m × 0.25 mm, film thickness 0.25 µm). The identification of alkaloids was based on the comparison of their GC retention time and mass spectra data with their standards substances. Results showed that the highest alkaloid content values in root (HYO: 0.281 %DW; SCO: 0.232 % DW) and shoot (HYO: 0.937%DW; SCO: 0.416%DW) were achieved in plants grown under sever water deficit stress (W3) accompanied with nitrogen supply of 225kg/h (N3). The maximum and minimum (20.52 and 8.95mg.plant-1) total alkaloids yield in whole plant were obtained in N2W1 and N3W3 treatments, respectively. The survey results indicated that H. niger in the treatment of moderate water deficit stress (W2) along with 150kg N.h-1 (N2) in addition to having a good amount of content and performance of both alkaloids, it also contained the highest level of SCO, indicating alkaloid quality.