| تعداد نشریات | 14 |
| تعداد شمارهها | 182 |
| تعداد مقالات | 1,769 |
| تعداد مشاهده مقاله | 3,034,923 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 2,465,014 |
تأثیر ورمیکمپوست و بیوچار بر رشد، ویژگیهای بیوشیمیایی و غلظت عناصر برگی نهال ارس (Juniperus excelsa M. Bieb.) تحت رژیمهای مختلف آبیاری | ||
| پژوهش و توسعه جنگل | ||
| دوره 11، شماره 3، آذر 1404، صفحه 377-399 اصل مقاله (535.86 K) | ||
| نوع مقاله: علمی - پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.30466/jfrd.2025.56166.1756 | ||
| نویسندگان | ||
| کیوان فضل کریمی1؛ وحید اعتماد* 2؛ انوشیروان شیروانی2؛ فاطمه غازیانی3؛ توماس گریت پیپکر4 | ||
| 1دانشجوی دکتری، گروه جنگلداری و اقتصاد جنگل، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران | ||
| 2دانشیار، گروه جنگلداری و اقتصاد جنگل، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران | ||
| 3گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تهران، کرج، ایران | ||
| 4گروه علوم طبیعی، دانشکده علوم، دانشگاه تامپسون ریورز، کملوپس، کانادا | ||
| چکیده | ||
| مقدمه و هدف: ارس (Juniperus excelsa M. Bieb) درختی دیرزی و مقاوم به شرایط سخت محیطی است که در ارتفاعات میروید. این گونه بهدلیل ارزشهای زیستمحیطی، دارویی و صنعتی، نقش مهمی در بومسازگانهای کوهستانی دارد. با این حال، کاهش بارندگی و تغییرات اقلیمی، بقای آن را تهدید کردهاند؛ از اینرو، بهبود روشهای مدیریتی و تغذیهای برای افزایش مقاومت نهالهای ارس در برابر خشکی ضروری است. بکارگیری اصلاحکنندههایی مانند بیوچار و ورمیکمپوست، روشی مؤثر برای کاهش اثرات تنش خشکی در گیاهان بهشمار میرود. بیوچار و ورمیکمپوست با بهبود ویژگیهای فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک، به کاهش اثرات تنش خشکی و تقویت رشد گیاه کمک میکنند. اگرچه اثرات جداگانه این مواد بر گیاهان مختلف بررسی شده، اما تأثیر همزمان آنها بر گونههای مقاومی مانند ارس در مناطق خشک کمتر بررسی شده است. این پژوهش با هدف بررسی اثرات جداگانه و ترکیبی بیوچار و ورمیکمپوست بر رشد، ویژگیهای بیوشیمیایی و غلظت عناصر برگی نهالهای ارس تحت سطوح مختلف آبیاری انجام شد. مواد و روشها: این پژوهش روی نهالهای دوساله ارس بهصورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی، در شرایط گلخانهای دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران (کرج) انجام شد. نهالها تحت سه سطح آبیاری شامل ۱۰۰ درصد (آبیاری کامل یا شاهد)، ۷۵ درصد (تنش ملایم خشکی) و ۵۰ درصد ظرفیت زراعی خاک (تنش شدید خشکی) قرار گرفتند. همچنین، تیمارهای اصلاحکننده خاک شامل بیوچار (پنج درصد حجم گلدان)، ورمیکمپوست (۱۵ درصد حجم گلدان)، ترکیب بیوچار (5/2 درصد) با ورمیکمپوست (5/7 درصد) و شاهد (بدون اصلاحکننده خاک) اعمال شد. صفات مورد بررسی شامل وزن گیاه، محتوای کلروفیل، پرولین، فعالیت آنزیمهای آنتیاکسیدانی و غلظت عناصر پرمصرف در برگ بود. یافتهها: نتایج این پژوهش نشان داد که در نبود بیوچار و ورمیکمپوست، تنش خشکی در سطح ۵۰ درصد ظرفیت زراعی خاک موجب کاهش معنیدار شاخصهای رشدی و تغذیهای نهالهای ارس شد؛ بهطوری که در نبود بیوچار و ورمیکمپوست، وزن اندام هوایی ۲۶ درصد، وزن ریشه ۲۰ درصد، کلروفیل کل ۱۸ درصد، عملکرد اسانس ۲۴ درصد، نیتروژن برگ ۲۹ درصد، فسفر برگ ۲۵ درصد و پتاسیم برگ ۲۸ درصد کاهش نسبت به تیمار 100 درصد ظرفیت زراعی یافت. در مقابل، این سطح از تنش خشکی موجب افزایش محتوای پرولین به مقدار ۲۴ درصد و فعالیت آنزیمهای آنتیاکسیدانی کاتالاز و سوپراکسید دیسموتاز بهترتیب ۹۷ و ۱۰۵ درصد شد. همچنین، کاربرد ترکیبی ورمیکمپوست و بیوچار نسبت به کاربرد جداگانه هر یک، اثرات بهتری در بهبود شاخصهای مورد بررسی داشت؛ بهطوری که در تیمار تنش 50 درصد ظرفیت زراعی، ترکیب این دو ماده موجب افزایش وزن اندام هوایی ۱۵ درصد، وزن ریشه ۱۴ درصد، کلروفیل کل ۱۳ درصد، پرولین ۱۲ درصد، درصد اسانس ۱۱ درصد، عملکرد اسانس ۲۵ درصد و غلظت نیتروژن، فسفر و پتاسیم برگ بهترتیب ۲۴، ۲۱ و ۲۲ درصد نسبت به شرایط عدم استفاده آنها شد. نتیجهگیری: هرچند تنش خشکی در سطح ۵۰ درصد ظرفیت زراعی سبب کاهش محسوس در رشد گیاه ارس شده و همچنین موجب کاهش جذب عناصر غذایی در برگهای آن میشود، اما نتایج نشان میدهد که استفاده همزمان از ورمیکمپوست و بیوچار تحت شرایط تنش خشکی شدیدتر، یعنی در سطح ۷۵ درصد ظرفیت زراعی، میتواند تأثیرات منفی خشکی را بهطور قابلتوجهی کاهش دهد. این ترکیب بهبود زیادی در شاخصهای رشد گیاه، افزایش جذب عناصر غذایی ضروری در برگها و همچنین بهبود عملکرد تولید اسانس در نهالهای ارس ایجاد میکند. به واسطه این تأثیرات مثبت، بهرهوری آب در این شرایط، که معمولاً تحتتنش قرار دارد، ارتقاء یافته و نشان میدهد که این روش، علاوه بر اینکه از نظر زیستمحیطی پایدار است، روشی مؤثر و اقتصادی برای مدیریت تنش خشکی بهشمار میآید. این یافتهها نشان میدهد که کاربرد همزمان ورمیکمپوست و بیوچار میتواند راهکاری عملی و قابل اطمینان برای حفظ سلامت و افزایش عملکرد نهالهای ارس در مناطق خشک و نیمهخشک باشد و بهعنوان بخشی از برنامههای احیای جنگل و بهبود کاشت در شرایط محدودیت آبی توصیه شود. | ||
| کلیدواژهها | ||
| اصلاحکننده خاک؛ تنش خشکی؛ فعالیت آنزیمی؛ عملکرد اسانس | ||
| مراجع | ||
|
Ahmad, A.; Aslam, Z.; Abbas, R. N.; Bellitürk, K.; Hussain, S.; Hussain, S., Elshikh, M. S., Enhancing wheat crop resilience to drought stress through cellulolytic microbe-enriched cow dung vermicompost. ACS omega 2024, 9(2), 2123-2133. Amirfakhrian, Z., Abdossi, V., Mohammadi Torkashvand, A., Weisany, W., & Ghanbari Jahromi, M. Co-applied magnesium nanoparticles and biochar modulate salinity stress via regulating yield, biochemical attribute, and fatty acid profile of Physalis alkekengi L. Environmental Science and Pollution Research, 2024, 31(22), 31806-31817. Anwar, T.; Shehzadi, A.; Qureshi, H.; Shah, M. N.; Danish, S.; Salmen, S. H.; Ansari, M. J., Alleviation of cadmium and drought stress in wheat by improving growth and chlorophyll contents amended with GA3 enriched deashed biochar. Scientific Reports2023, 13(1), 18503. Arnon, D. I., Copper enzymes in isolated chloroplasts. Polyphenoloxidase in Beta vulgaris. Plant physiology 1949, 24(1), 1. Babalik, Z.; Göktürk Baydar, N., Drought and salt stress alter the mineral composition of grapevines. Journal of Plant Nutrition 2024, 47(12), 1981-1995. Babashpour-Asl, M.; Farajzadeh-Memari-Tabrizi, E.; Yousefpour-Dokhanieh, A., Foliar-applied selenium nanoparticles alleviate cadmium stress through changes in physio-biochemical status and essential oil profile of coriander (Coriandrum sativum L.) leaves. Environmental Science and Pollution Research 2022, 29(53), 80021-80031. Bates, L. S.; Waldren, R. P. A.; Teare, I. D., Rapid determination of free proline for water-stress studies. Plant and soil 1973, 39, 205-207. Behzadi, Y.; Salehi, A.; Dehnavi, M. M.; Balouchi, H., Improvement of biochemical and antioxidant responses of borage (Borago officinalis L.) under drought stress conditions with the use of vermicompost and zinc sulfate. Physiology and Molecular Biology of Plants 2023, 29(12), 1881-1896. Boutasknit, A.; Benaffari, W.; Anli, M.; Ouamnina, A.; Assouguem, A.; Lahlali, R.; Meddich, A., Comparative Effects of Compost and Arbuscular Mycorrhizal Fungi Versus NPK on Agro-Physiological, Biochemical and Tolerance Responses of Tomatoes to Drought. Phyton 2024. (0031-9457), 93(12). Cenciareli, L. C.; Justi, M. S.; Ferreira-Silva, S. L.; de Almeida, L. F. R.; Neto, M. C. L., Physiological and biochemical changes associated with the induction of facultative CAM in Pereskia aculeata under drought stress and recovery. Plant Physiology and Biochemistry 2025, 222, 109681. Chapman, J. C., The effect of potassium and nitrogen fertilizers on the yield, fruit quality and leaf analysis of Imperial mandarins. Australian Journal of Experimental Agriculture 1982, 22(117), 331-336. Dehestani-Ardakani, M.; Dashti, M.; Shirmardi, M.; Momenpour, A., (2019). Effect of cow manure and vermicompost on increasing salt tolerance of golden rain tree. Forest Research and Development 2019, 5(4), 541-556. Ebrahimi, M.; Souri, M. K.; Mousavi, A.; Sahebani, N., Biochar and vermicompost improve growth and physiological traits of eggplant (Solanum melongena L.) under deficit irrigation. Chemical and Biological Technologies in Agriculture 2021, 8, 1-14. Ghaffari, H.; Tadayon, M. R.; Bahador, M.; Razmjoo, J., Biochemical and yield response of sugar beet to drought stress and foliar application of vermicompost tea. Plant Stress 2022, 5, 100087. Giannopolitis, C. N.; Ries, S. K., Superoxide dismutases: I. Occurrence in higher plants. Plant physiology 1977, 59(2), 309-314. Gullap, M. K.; Severoglu, S.; Karabacak, T.; Yazici, A.; Ekinci, M.; Turan, M.; Yildirim, E., Biochar derived from hazelnut shells mitigates the impact of drought stress on soybean seedlings. New Zealand Journal of Crop and Horticultural Science 2024, 52(1), 19-37. Hadinezhad, P.; Asadi, H.; Hojati, S. M.; Tafazoli, M.; Yousefpour, R., Factors affecting tree drought stress in Hyrcanian forests. Forest Research and Development 2025, 10(4), 431-451. Haghaninia, M.; Javanmard, A.; Radicetti, E.; Rasouli, F.; Ruiz-Lozano, J. M.; Sabbatini, P, Adoption of arbuscular mycorrhizal fungi and biochar for alleviating the agro-physiological response of lavander (Lavandula angustifolia L.) subjected to drought stress. Plant Stress 2024, 12, 100461. Heidarzadeh, A.; Modarres-Sanavy, S. A. M.; Mokhtassi-Bidgoli, A., Changes in yield and essential oil compositions of dracocephalum kotschyi boiss in response to azocompost, vermicompost, nitroxin, and urea under water deficit stress. Journal of Soil Science and Plant Nutrition 2022, 22(1), 896-913. Khosropour, E.; Weisany, W.; Tahir, N. A. R.; Hakimi, L., Vermicompost and biochar can alleviate cadmium stress through minimizing its uptake and optimizing biochemical properties in Berberis integerrima bunge. Environmental Science and Pollution Research 2022, 29(12), 17476-17486. Lalay, G.; Ullah, S.; Ahmed, I., Physiological and biochemical responses of Brassica napus L. to drought‐induced stress by the application of biochar and Plant Growth Promoting Rhizobacteria. Microscopy research and technique 2022, 85(4), 1267-1281. Minocha, N.; Kaur, P.; Satyanarayana, T.; Kunze, G., Acid phosphatase production by recombinant Arxula adeninivorans. Applied Microbiology and Biotechnology 2007, 76, 387-393. Mohkami, A., Yazdanpanah, N., & Saeidnejad, A. H., The Effect of Vermicompost and Biochar Application on Morphophysiological Characteristics of Quinoa under Drought Stress Conditions. Iranian Journal of Soil and Water Research 2007, 53(1), 129-140. (In Persian) Mueller, S.; Riedel, H. D.; Stremmel, W., Determination of catalase activity at physiological hydrogen peroxide concentrations. Analytical biochemistry 1997, 245(1), 55-60. Murtaza, G.; Usman, M.; Ahmed, Z.; Zulfiqar, F.; Moosa, A.; Iqbal, R.; Deng, G., Synergistic impact of vermicompost and different woody-biochar boosts eggplant growth traits and physiological-related parameters under deficit irrigation. New Zealand Journal of Crop and Horticultural Science 2024, 1-22. Naderian, M.; Hafez Ghoran, S.; Abdjan, M. I.; Sabahi, Z.; Moein, S.; Jassbi, A. R.; Moein, M., A new labdane diterpenoid, in vitro and in silico cytotoxicity, and protease inhibitory effects of phytochemicals from Juniperus polycarpos K. Koch leaves. Natural Product Research 2024, 1-12. Naeemi Golzard, M.; Ghanbari Jahromi, M.; Kalateh Jari, S., Effect of biochar and vermicompost on growth parameters and physiological characteristics of feverfew (Tanacetum parthenium L.) under drought stress.Journal of Ornamental Plants 2023, 13 (2), 109-120. Peymaei, M.; Sarabi, V.; Hashempour, H., Improvement of the yield and essential oil of fennel (Foeniculum vulgare Mill.) using external proline, uniconazole and methyl jasmonate under drought stress conditions. Scientia Horticulturae 2024, 323, 112488. Rehaman, A.; Fatma, M.; Jan, A. T.; Shah, A. A.; Asgher, M.; Khan, N. A., Co-application of nitric oxide and vermicompost improves photosynthetic functions, antioxidants, and nitrogen metabolism in maize (Zea mays L.) grown under drought stress. Journal of Plant Growth Regulation 2023, 42(6), 3888-3907. Ritchie, S. W.; Nguyen, H. T.; Holaday, A. S., Leaf water content and gas‐exchange parameters of two wheat genotypes differing in drought resistance. Crop science 1990, 30(1), 105-111. Rohim, F. M.; Mahmoud, T. S. M.; Tong, Y.; Saleh, S. A., Influence of Moringa seed cake and vermicompost on soil microbial activity, growth, and productivity of ‘Anna’apple trees. Applied Fruit Science 2024, 66(1), 1-11. Saeidi Abueshaghi, Z.; Pilehvar, B.; Sayedena, S. V., Vegetative and physiological responses of purple seedlings to water stress. Forest Research and Development 2023, 9(3), 349-363. Sarwar, G.; Anwar, T.; Malik, M.; Rehman, H. U.; Danish, S.; Alahmadi, T. A.; Ansari, M. J., Evaluation of potassium-enriched biochar and GA3 effectiveness for Improving wheat growth under drought stress. BMC Plant Biology 2023, 23(1), 615. Sefidkon, F.; Abbasi, K.; Khaniki, G. B., Influence of drying and extraction methods on yield and chemical composition of the essential oil of Satureja hortensis. Food chemistry 2006, 99(1), 19-23. Shahhoseini, R.; Rahimian Boogar, A., Phytochemical Analysis of Normal and Natural Mutant Types of Juniperus polycarpos. Journal of Medicinal plants and By-Products 2024, 14(4), 357-362. Shahmohammadi, F., Ghanbari Jahromi, M., Farhadpour, M., Kalateh Jari, S., & Torkashvand, A. M. Biochemical responses and dynamics of the taxol biosynthesis pathway genes in Taxus baccata L. plants sprayed with melatonin under drought stress. Plant and Soil, 2024, 1-19. Sparks, R.; Bottoms, A.; Hay, W.,Prisons and the Problem of Order. Clarendon Press. 1996. Sultan, H.; Li, Y.; Ahmed, W.; Shah, A.; Faizan, M.; Ahmad, A.; Khan, M. N., Biochar and nano biochar: Enhancing salt resilience in plants and soil while mitigating greenhouse gas emissions: A comprehensive review. Journal of Environmental Management 2024, 355, 120448. Talaat, N. B.; Abdel-Salam, S. A., An innovative, sustainable, and environmentally friendly approach for wheat drought tolerance using vermicompost and effective microorganisms: upregulating the antioxidant defense machinery, glyoxalase system, and osmotic regulatory substances. BMC Plant Biology 2024, 24(1), 866. Zamani, S. M.; Mojerlou, S.; Alizadeh, M.; Ghanaei, S., First report of charcoal disease caused by Biscogniauxia mediterranea (De Not.) Kuntze on Juniperus excelsa M. Bieb. in Iran. Trees 2025,39(1), 17. Zulfiqar, B.; Raza, M. A. S.; Saleem, M. F.; Aslam, M. U.; Iqbal, R.; Muhammad, F.; Khan, I. H., Biochar enhances wheat crop productivity by mitigating the effects of drought: Insights into physiological and antioxidant defense mechanisms. PloS One 2022, 17(4), e0267819. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 150 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 35 |
||