بخشی از مقاله
چکیده
پژوهش حاضر با هدف تاثیر نانو زئولیت و زئولیت طبیعی به عنوان بخشی از بستر کشت بر روی دو رقم گیاه ریحان - Ocimum basilicum - تحت تنش شوری اجرا گردید. آزمایش بهصورت اسپلیت اسپلیت پلات با سه عامل شوری، زئولیت و رقم ریحان در قالب طرح کاملا تصادفی انجام شد. تنش شوری با استفاده از نمک کلرید سدیم در سه غلظت 0، 30 و 60 میلیمولار اعمال گردید. زئولیت در سطوح مختلف 0، 5، 10 و 15 درصد و نانو زئولیت در 0، 1، 2/5 و 5 درصد حجمی استفاده شد. نتایج نشان داد که بیشترین عملکرد متعلق به رقم ریحان سبز در بستر کاشت دارای 5 درصد نانو زئولیت در شرایط فاقد تنش شوری به میزان 52/5 گرم بود، که با سایر تیمارها در سطح 5 درصد دارای تفاوت معنیدار بود. در مجموع، استفاده از زئولیت و نانو زئولیت در بستر کشت باعث کاهش اثر منفی شوری گردید.
واژه های کلیدی: ریحان، زئولیت، شوری، کلرید سدیم
مقدمه
امروزه تنش شوری مهمترین تنش غیر زیستی برای گیاهان محسوب می گردد، زیرا افزون بر کاهش محصول، باعث کاهش میزان آب شیرین و زمینهای قابل استفاده برای کشاورزی میشود. تمامی آبهای طبیعی حاوی نمکهای محلول هستند. غلظت نمکها تعین کننده کیفیت آب هستند، هر چه آب میزان نمک کمتری داشته باشد، دارای کیفیت بالاتری بوده و قابل آشامیدن و یا مورد استفاده آبیاری بدون نیاز به احتیاط ویژهای خواهد بود و آب با کیفیت پایین، غیر قابل استفاده، بد مزه و شور است. بنابراین میزان نمکها در منطقه ریشه یا به عبارتی غلظت نمک محلول در خاک تعیین کننده تأثیر شوری بر گیاه است. تنش شوری موجب کاهش شدید عملکرد و تولید در گیاهان زراعی، باغی و دارویی در جهان، به خصوص مناطق خشک و نیمه خشک، به شمار می آید . - Bohnert and Jensen, 1996 - کلرید سدیم اصلیترین منبع شوری بوده و اصطلاح شوری در بیشتر موارد به حضور بیش از اندازه این نمک در خاک گفته میشود.
شوری مانند بسیاری از تنشهای غیر زیستی، رشد گیاه را کاهش داده و کاهش رشد روش سازگاری برای زنده ماندن گیاه در شرایط تنش است. این کاهش رشد به دلیل افت انرژی ذخیرهای گیاه بوده که به علت اختلال در فعالیت های زیستی و متابولیکی گیاه بهوجود میآید. کاهش رشد و عملکرد بستگی به غلظت نمک دارد و هرچه غلظت نمک افزایش یابد، کاهش رشد چشمگیرتر میشود. تنش شوری دارای تأثیرات سمی بر رشد گیاهان بوده و باعث ایجاد تغییرات متابولیکی در گیاه نظیر از بین رفتن فعالیت کلروپلاست، کاهش میزان فتوسنتز، افزایش میزان تنفس نوری که منجر به افزایش تولید گونههای فعال اکسیژن - ROS - 1 میشود، خواهد شد . - Parida, 2005 - گیاهان در مقابله با شوری، تغییرات مورفولوژیک، فیزیولوژیک و بیوشیمیایی بسیاری از خود نشان می دهند. شیرینرس ها، که اکثر گیاهان باغی و سبزیها را شامل می شوند، در محیطهای غیر شور رشد خوبی داشته و به محیطهای نمکی حساس هستند.
ریحان گیاهی علفی، یکساله و معطر است، که ارتفاع ساقه آن تا 60 سانتیمتر میرسد، برگهای آن به صورت متقابل بیضوی و نوک تیز با کنارههای دندانهدار است، گلهای آن معطر و کوچک به رنگهای سفید، قرمز و گاهی بنفش مشاهده میشود. این گیاه دارای اسانسهای مهمی است که به دو گروه ترپنوئیدها - مونوترپنها و سزکویی ترپنها - و فنیل پروپانوئیدها - اوژنول، چاویکول و متیل سینامات - تقسیم میشوند. این مواد ثانویه منجر شده ریحان به عنوان یک گیاه دارویی معرفی گردد - نوبهار و همکاران، . - 1389 همچنین عصاره این گیاه به علت فعالیت ضد باکتریایی هلیکوباکتر پیلوری - باکتری عامل ناراحتیهای بخش فوقانی معده نظیر زخم معده و سرطان - عصاره آن به منظور رفع مشکلات گوارشی، نفخ، تهوع، انقباض معده و روده و سوء هاضمه بهکار برده میشود.
برگ و گل آن ضد اسپاسم، ضد تشنج، مدر، شیرزا، اشتها آور، هاضم و مقوی است و برای درمان جوش، عفونتهای پوستی، مار گزیدگی و گزیدگی حشرات و همچنین در درمان بیماریهای روده و ورم مفاصل موثر میباشد. در درمان قند خون، سرماخوردگی، یبوست، اسهال خونی، سرطان و ضعف اعصاب مفید است - حسندخت، . - 1391 از مهمترین رقمهای این گیاه، ریحان سبز، ریحان بنفش، ریحان فری و ریحان کرمانی میتوان نام برد. از آنجایی که رشد گیاه در دماهای بالا صورت میگیرد تولید گلخانهای و خارج از فصل این گیاه طی سالهای اخیر برای فصول سرد، گسترش قابل ملاحظهای داشته است.
زئولیت ها کانیهای طبیعی و آلومینوسیلیکاته با بار منفی هستند. مهمترین ویژگی آنها ظرفیت تبادل کاتیونی است. این تبادل به طور عمده با آمونیوم و پتاسیم محیط انجام میگیرد و بار منفی ساختار با کاتیونهای محیط خنثی میگردد. همچنین زئولیتها دارای تخلخل بالا برای انتشار گاز و ورود و خروج مایعات به خصوص آب دارند. به کارگیری زئولیتها از طریق جلوگیری از هدر روی عناصر غذایی باعث افزایش کارایی کودها میگردد و در نهایت موجب بهبود رشد گیاه میشود. مطالعات انجام شده نشان میدهد که استفاده از زئولیت به خصوص به صورت غنی شده، منجر به افزایش بهرهوری محصولات مختلف کشاورزی میشود و دارای اثرات ثانویه است - آذرپور و همکاران،. - 2011 زئولیت به واسطه خاصیت فیزیک و شیمیایی خود و تأثیری که از نظر تعادل بار الکتریکی در سطح خود دارد در تبادلات یونی خاک نقش ایفا مینماید و میتواند به صورت مؤثری یونهای مورد نیاز گیاه را نگهداری یا آزاد سازی کند . این خاصیت زئولیت همچنین به واسطه جذب یونها میتواند باعث کاهش شوری آب شود . - Ghorbani and Babaei . 2008 -
نانو زئولیتها مواد با ارزشی هستند که مصارف گستردهای در پالایشگاهها و همچنین در مهندسی کشاورزی و محیط زیست دارند. نانو زئولیت از ساختمان پیچیدهای برخوردار بوده که در ساختمان بلورین آن کانالهای به هم پیوسته گستردهای وجود دارد. این کانالها فضای خالی وسیعی را برای جذب و تبادل کاتیونها فراهم می آورند. از آنجایی که نانوزئولیت فنآوری نوینی بوده که با کوچک نمودن اندازه ذرات زئولیت در مقیاس نانو امکان فعالیتهای آن را بسیار افزایش میدهد. بنابراین می توان انتظار داشت که فنآوری نانو با کاربرد کمترین مواد ضمن به حداقل رساندن هزینههای حفاظت از محیط زیست، موجب افزایش بهبود رشد تحت شرایط نامناسب از جمله تنش شوری میگردد لذا این تحقیق با هدف مقایسه زئولیت و نانوزئولیت و نقش مؤثر آنها در بسترهای کشت در شرایط شور برعملکرد ریحان انجام شد.
مواد و روشها
بذرهای ریحان از دو رقم سبز و بنفش - توده بذرهای محلی تهیه شده از شهر برازجان که در این جا به نام رقم سبز و بنفش بیان میگردد - در اسفندماه سال 1393 به گلدانهای دو لیتری پر شده با کوکوپیت و پرلایت با نسبت حجمی 2:1 حاوی تیمارهای اعمال شده زئولیت - تهیه شده از شرکت گروه تولید پردیس کیمیا - و نانو زئولیت - تهیه شده از شرکت تبریز - دارای عامل پتاسیم کشت و در خزانه در شرایط نور طبیعی نگهداری شدند. در مراحل ابتدایی تا قبل از رویدن، گلدانها برای بالا ماندن دما با پلاستیک پوشانده شد. در مرحله نخست در هر گلدان پنج بوته باقی گذاشته و یک هفته بعد اطمینان از رشد مناسب بوتههای باقی مانده، دو بوته دیگر حذف و در نهایت سه بوته باقی ماند. در مراحل ابتدایی آبیاری گیاهان با آب انجام شد. سپس با محلول 25 درصد هوگلند و پس از آن با محلول 50 درصد هوگلند انجام شد. زئولیت مورد نیاز از شرکت گروه تولید پردیس کیمیا تهیه شد. زئولیت در سطوح مختلف صفر، 5، 10 و 15 درصد حجمی به بستر کشت شامل کوکوپیت و پرلایت به نسبت 1:2 قبل از کاشت بذر افزوده و درون گلدانها ریخته شد.
نانو زئولیت پتاسیم دار مورد نیاز از شرکت تبریز تهیه شد. نانو زئولیت عامل دار پتاسیم در سطوح مختلف صفر، 1، 2/5 و 5 درصد حجمی با بستر کاشت کوکوپیت و پرلایت قبل از کاشت بذر مخلوط و درون گلدانها ریخته شد. پس از کاشت و تندش گیاهان، در هفته هفتم رشد به منظور اعمال تنش شوری از نمک کلرید سدیم - NaCl - در سه غلظت صفر، 30 و 60 میلیمولار در محلول غذایی استفاده شد. نحوه اعمال شوری به این صورت بود که غلظتهای نمک در محلول غذایی هوگلند به صورت روزانه داده شد. پس از هر سه بار محلول دهی، آبشویی گلدانها با آب معمولی انجام گردید. مدت زمان اعمال تنش شوری 30 روز، طی دوره رشد کامل ریحان انجام گردید.پس از پایان دوره تیمار شوری، وزن تر شاخساره، وزن تر اندام هوایی ریحان در هر گلدان به عنوان عملکرد اندازهگیری شدند.آزمایش براساس طرح کرتهای دوبار خرد شده - اسپلیت- اسپلیت پلات - در قالب طرح پایه بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد.
عوامل آزمایش شامل سه سطح شوری - صفر، 30 و 60 میلیمولار - ، به عنوان عامل اصلی، دو رقم ریحان به عنوان عامل فرعی و مجموع چهار سطح زئولیت - صفر، 5، 10 و 15 درصد حجمی - و سه سطح نانو زئولیت 1 - ، 2/5 و 5 درصد - به عنوان عامل فرعی فرعی در نظر گرفته شدند. واحدهای آزمایشی شامل گلدانهایی بود که در هر گلدان 3 بوته کشت شد. پس از اطمینان از نرمال بودن دادهها، تجزیه آماری با استفاده از نرمافزار 6$69.1.3 انجام شد و مقایسه میانگینها توسط آزمون چند دامنهای دانکن و در سطح احتمال 5 درصد انجام گردید. در مواردی که اثر متقابل معنیدار شد، مقایسه میانگین سطوح مختلف به صورت برش دهی و با روش حداقل اختلاف معنیدار - Ismeans - توسط نرم افزار SAS انجام شد.
نتایج و بحث
ارزیابی نتایج حاصل از تجزیه واریانس نشان داد که اثرات مستقل تنش شوری، دو رقم ریحان و میزان زئولیت و نانو زئولیت و اثرات متقابل دو گانه و سه گانه آنها بر عملکرد ریحان در سطح یک درصد معنی دار بود. به استثنای اثر دوگانه شوری و رقم که بر عملکرد ریحان در سطح یک درصد احتمال معنی دار نشد و تنها در سطح احتمال 5 درصد معنی دار شد. در نتایج مقایسه میانگین اثر مستقل شوری بر عملکرد ریحان در تمام سطوح زئولیت و نانو زئولیت مشخص گردید که بیشترین عملکرد با میانگین 45/6 گرم در بسترهای کاشت فاقد شوری بیشترین مقدار حاصل شد، که با میانگین وزن تر در سطوح دیگر شوری اختلاف معنیداری داشت.
مقایسه میانگین ترکیبات تیماری شوری، رقم و کاربرد زئولیت بر عملکرد ریحان نشان داد که بیشترین عملکرد متعلق به رقم ریحان سبز در بستر کاشت دارای 5 درصد نانو زئولیت در شرایط فاقد تنش شوری به میزان 52/5 گرم بود، که با سایر تیمارها در سطح 5 درصد دارای تفاوت معنیدار بود - جدول. - 1 در مجموع مشاهده شد که افزودن نمک و افزایش غلظت آن به ویژه در ریحان بنفش موجب کاهش عملکرد ریحان گردید، اما کاربرد زئولیت و افزایش میزان آن در بستر کاشت تاثیر مثبتی بر افزایش عملکرد ریحان داشت و با کاربرد نانو زئولیت در بستر کاشت حتی با درصد کمتری نسبت به زئولیت تاثیر بیشتری بر عملکرد ریحان داشت. اثر مقایسه میانگین دوگانه برشی شوری و رقم ریحان مشخص نمود که در شرایط فاقد شوری و سطوح 30و 60 میلی مولار نمک کلرید سدیم بیشترین عملکرد ریحان در رقم سبز دیده شد
- جدول. - 1 نتایج مقایسه میانگین تاثیر مستقل کاربرد زئولیت و نانوزئولیت نشان داد که بیشترین عملکرد ریحان به میزان 46/4 گرم در بستر کشت حاوی 5 درصد نانوزئولیت به دست آمد که از نظر آماری با دیگر بسترها تفاوت معنیداری داشت و کمترین میزان عملکرد ریحان در بستر کاشت فاقد زئولیت مشاهده شد - جدول. - 1 همچنین مشخص گردید با افزایش مقدار کاربرد زئولیت، میزان عملکرد ریحان افزایش یافت. این تاثیر در کاربرد نانو زئولیت با وجود میزان کمتر آن در بستر کشت، بیشتر نمود پیدا کرد.
