Document Type : Original Article
Authors
Department of Biology, Faculty of Science, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
Abstract
Keywords
Main Subjects
درحال‌حاضر کنترل علف‌های هرز برای دستیابی به عملکردهای مناسب بخش مهمی از اهداف کشاورزی نوین است. بدین‌منظور، استفاده از کودهای شیمیایی هنوز هم از مهم‌ترین روش‌ها به شمار می‌رود. بدون استفاده از علف‌کش‌ها امکان تولید کافی محصولات کشاورزی برای جمعیت روبه‌رشد کنونی وجود ندارد. کاربرد علف‌کش‌ها از عوامل مؤثر در توسعة کشاورزی فشرده در دهه‌های گذشته بوده است؛ بهطوریکه در 50 سال گذشته، تولیدات زراعی به‌شدت به کودها و آفت‌کش‌های سنتزی وابسته شده‌اند (Ohno et al., 2000). به‌دلیل افزایش مقاومت علف‌های هرز به علف‌کش‌ها، ضرورت کاهش هزینة نهاده‌ها و عوارض زیست‌محیطی و خطرهای احتمالی آفت‌کش‌ها برای بشر،موضوع کاهش مصرف سوخت در کشاورزی مطرح شده است. این عوامل، توسعة روش‌های مدیریت علف‌های هرز مبتنی‌بر کاربرد روش‌های جایگزین برای کنترل علف‌های هرز و کاربرد محدودتر و معقولانه‌تر علف‌کش‌ها را موجب شده است. دگرآسیبی روشی طبیعی و ابزاری مناسب برای کنترل زیستی علف‌های هرز با هدف تولید محصولات ایدئال است (Cheema and Khaliq, 2000; Heidarzade et al., 2010). دگرآسیبی پدیده‌ای است که در آن، قارچ‌ها، ویروس‌ها، میکروارگانیسم‌ها و گیاهان متابولیت‌های ثانویه می‌سازند که اثر تحریک‌کننده یا مهاری داشته باشند (Farooq et al., 2011). دگرآسیبی با کاهش در ظهور گیاه یا کاهش در رشد و عملکرد اجتماع گیاهی مشخص می‌شود (Sάnchez-Moreiras, 2004). وجود پتانسیل دگرآسیب هم در گیاهان درحال‌رشد و هم در بقایای گیاهی پوسیدة حاصل از آنها گزارش شده است (Kocacaliskan and Teriz, 2001). نتایج بررسی Ramezani و همکاران (2008) نشان دادند اسانس رزماری (Rosemarinus officinalis L.) تأثیر معنی‌داری در جوانه‌زنی علف‌های هرز گیاهان تلخه (Acroptilon repens L.)، تاج‌خروس (Amaranthus retroflexus L.) و خرفه (Portulaca oleracea L.) دارد. مواد دگرآسیب موجود در گونه‌های گیاه درمنه (Artemisia) کاهش جوانه‌زنی و رشد گیاهچة یولاف وحشی (Avena ludoviciana L.) را باعث شدند (Samedani and Baghestani Meybodi, 2005). جوانه‌زنی و رشد ریشة اولیه و محور زیرلپة کاهو (Lactuca sativa L.) با غلظت‌های زیاد عصارة گونه‌های تیرة اسفناجیان (Chenopodiaceae) ممانعت شدند (Jefferson and Pennacchio, 2003). تأثیر آللوکیمیکال‌ها در برخی واکنش‌های فیزیولوژیک گیاهی ازجمله تقسیم سلولی، جذب مواد غذایی، جوانه‌زنی، فتوسنتز، تنفس، نفوذپذیری غشاء، توسعة ریشه، فعالیت آنزیم‌ها و همچنین تأثیر آنها بر برخی ویژگی‌های بوم‌سامانه‌‌های طبیعی - زراعی مانند توالی گیاهی، ساختار جامعة گیاهی، غالبیت و تنوع اثبات شده است (Malik, 2005). ازآنجا‌که در شرایط طبیعی، شاهد رشدنکردن گیاهان در سایه‌سار درختان زردآلو (Prunus armeniaca L.) هستیم و تا کنون هیچ پژوهشی بر ویژگی دگرآسیب این گیاه انجام نشده است، پژوهش حاضر با هدف بررسی تأثیر دگرآسیب عصارة آبی و پودر برگ زردآلو در برخی ویژگی‌های ریخت‌شناختی و بیوشیمیایی گیاهان زراعی لوبیا و ذرت و علف های هرز چاودار و تاج‌خروس انجام شد تا توانایی عصارة آبی و پودر گیاه زردآلو در علف‌کشی زیستی برای کنترل احتمالی علف‌های هرز چاودار و تاج‌خروس بررسی شود.
مواد و روش‌ها
آزمایش حاضر به‌صورت فاکتوریل و در قالب طرح پایة کاملاً تصادفی در سه تکرار و در دانشکدة علوم پایة دانشگاه فردوسی مشهد انجام شد. هدف پژوهش حاضر، بررسی تأثیر عصارة آبی و پودر برگ زردآلو (Prunus armeniaca cv. Badami.) در برخی ویژگی‌های ریخت‌شاختی، فیزیولوژیک و بیوشیمیایی گیاهان زراعی ذرت (Zea mays L.) و لوبیا (Phasaeolous vulgaris L.) و علف‌های هرز چاودار (Secale cereal L.) و تاج‌خروس (Amaranthus retroflexus) بود. برای تهیۀ عصارة آبی، برگ‌های گیاه P. armeniaca از شهر اسفراین با موقعیت جغرافیایی 57 درجه و 30 دقیقة طول شرقی، 37 درجه و 4 دقیقة عرض شمالی و ارتفاع 1260 متری از سطح دریا در خرداد‌ماه جمع‌آوری شدند و در آون (مدلZeiss، شرکت Memmert، آلمان) با دمای 50 درجة سانتی‌گراد، به‌مدت 72 ساعت خشک و سپس آسیاب (مدلMC300، شرکت Moulinex، فرانسه) شدند. به‌ازاء هر 10 گرم پودر برگ، 100 میلی‌لیتر آب‌مقطر اضافه شد و در دمای اتاق به‌مدت 24 ساعت روی دستگاه شیکر (مدلInnova4300، شرکت New Brunswick Scientist، آمریکا) قرار داده شد. محلول به‌دست‌آمده، از پارچة تنظیف چهارلایه عبور داده شد و درنهایت، عصارة آبی 75 درصد (وزنی - حجمی) از آن تهیه و در دمای 4- درجة سانتی‌گراد نگه‌داری شد. برای بررسی اثر عصاره، در گلدان‌های یک کیلوگرمی که حاوی ماسه و خاک رس با نسبت 3 به 5 بودند، ده عدد بذر در عمق پنج سانتی‌متری خاک کاشته شدند. پس از جوانه‌زنی، گیاهچه‌ها با عصارة آبی 75 درصد (وزنی - حجمی) هر سه روز یک‌بار آبیاری شدند. برای بررسی اثر پودر برگ گیاه زردآلو، پودر تهیه‌شده از برگ‌های خشک زردآلو با نسبت 30 گرم به‌ازاء هر کیلوگرم خاک تا عمق پنج سانتی‌متری با خاک مخلوط شد. برای پوسیدگی پودر برگی موجود در خاک، گلدان‌های کشت‌نشده به‌مدت ده روز و به‌صورت روزانه آبیاری شدند؛ سپس در هر گلدان، ده عدد بذر کاشته شدند و در اتاق شبه‌فیتوترون با دمای 2 ± 21 درجة سانتی‌گراد و دورة نوری با 16 ساعت روشنایی و 8 ساعت تاریکی قرار گرفتند و رژیم آبیاری معمول، هر سه روز یک‌بار اعمال شد. گلدان‌های تیمارنشده با عصاره و پودر برگ (آبیاری‌شده با آب مقطر) نمونة شاهد در نظر گرفته شدند. پس از بیست و یک روز، گیاهچه‌ها به‌آرامی از خاک خارج شدند و پس از تفکیک بخش هوایی و ریشة گیاهان، برخی ویژگی‌های ریخت‌شناختی شامل طول ساقه و ریشه و وزن خشک بخش هوایی و ریشة گیاهان ذرت، لوبیا، چاودار و تاج‌خروس اندازه‌گیری شدند. متغیرهایی مانند میزان نشت الکترولیت، محتوای رنگدانه‌ها، پرولین، کربوهیدرات‌های محلول و فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی گایاکول پراکسیداز (GPX) و سوپراکسید دیسموتاز (SOD) نیز در تیمارهای مختلف اندازه‌گیری شدند. میزان نشت الکترولیت غشای سلولی 1/0 گرم بافت برگ دوم با رابطة 1 محاسبه شد (Valentovič et al., 2006).
رابطة 1 100 × (E1/E2) = نشت الکترولیت
در رابطة 1، E1 و E2، هدایت الکتریکی محلول دارای برگ به‌ترتیب قبل و پس از جوشاندن هستند.
مقادیر کلروفیل a و b برحسب میلی‌گرم بر گرم وزن تر نمونه با روش آرنون اندازه‌گیری شدند (Arnon, 1967). برای استخراج و اندازه‌گیری محتوای پرولین از روش Bates و همکاران (1973) و برای اندازه‌گیری محتوای کربوهیدرات‌های محلول از روش Dubois و همکاران (1956) استفاده شد. فعالیت آنزیم گایاکول پراکسیداز با سوبسترای گایاکول اندازه‌گیری و میزان فعالیت آنزیم بر حسب میکرومول هیدروژن پراکسید (H2O2) در دقیقه به‌ازاء هر میلی‌گرم پروتئین محاسبه شد (ضریب خاموشی=6/26 بر میلی‌مولار ربر سانتی‌متر) (Plewa et al., 1991). سنجش فعالیت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز برمبنای بررسی 50 درصد بازدارندگی احیای نوری نیترو بلو تترازولیوم (NBT) در حضور ریبوفلاوین و متیونین و در طول‌موج 560 نانومتر انجام شد و فعالیت آنزیمی بر حسب واحد آنزیم بر میلی‌گرم پروتئین بیان شد (Beauchamp and Fridovich, 1971). اندازه‌گیری محتوای پروتئین کل برای بررسی‌های آنزیمی براساس روش Bradford (1976) انجام شد.
تحلیل آماری: در پایان آزمایش، با نرم‌افزار SPSS (نسخة 18)، تجزیة واریانس داده‌ها و مقایسة میانگین‌ها با آزمون چند‌دامنه‌ای دانکن (05/0≥P) انجام و نمودارها با نرم‌افزار Excel ترسیم شدند.
نتایج
نتایج مقایسة میانگین داده‌ها نشان دادند در گیاهان تک‌لپة چاودار و ذرت، تیمار با پودر برگ زردآلو نسبت به عصارة آبی آن تأثیر بیشتری در درصد کاهش وزن خشک بخش هوایی نسبت به شاهد داشت؛ هرچند تفاوت مشاهده‌شده ازلحاظ آماری معنی‌دار نبود. درصد کاهش وزن خشک بخش هوایی نسبت به شاهد گیاه لوبیای تیمارشده با عصارة آبی برگ زردآلو بیشتر از پودر برگ بود؛ اما این تفاوت، معنی‌دار نبود. مقدار وزن خشک بخش هوایی گیاه تاج‌خروس در تیمارهای عصارة آبی و پودر برگ زردآلو به‌ترتیب 5/12 و 100 درصد نسبت به گیاهان شاهد کاهش معنی‌دار (05/0≥P) داشت (جدول 1). تأثیر بیشتر تیمار پودر برگ نسبت به عصارة آبی برگ زردآلو در درصد کاهش وزن خشک ریشة گیاهان تک‌لپة ذرت و چاودار نسبت به گیاهان شاهد ازلحاظ آماری معنی‌دار نبود. در گیاهان دولپة لوبیا و تاج‌خروس، افزایش تأثیر تیمار پودر برگ زردآلو نسبت به عصارة آبی در درصد کاهش وزن خشک ریشه به‌ترتیب 2/29 و 3/65 درصد بود؛ اما این تفاوت تنها در گیاه تاج‌خروس معنی‌دار بود (05/0≥P) (جدول 1).
مقایسة میانگین‌ها نشان دادند طول ساقة گیاه ذرت در تیمار با عصارة آبی برگ زردآلو 7/1 درصد نسبت به گیاه شاهد کاهش یافت؛ اما تیمار با پودر برگ افزایش 15/4 درصدی طول ساقة این گیاه را نسبت به شاهد موجب شد. هر دو نوع تیمار اعمال‌شده بر علف‌هرز چاودار کاهش معنی‌دار طول ساقه را نسبت به شاهد موجب شدند (05/0≥P). تأثیر تیمارهای پودر و عصارة آبی برگ در درصد کاهش طول ساقة گیاهان دولپة لوبیا و تاج‌خروس نسبت به شاهد مثبت بود (جدول 1). نتایج درصد کاهش طول ریشه نسبت به شاهد نشان دادند تأثیر کاهشی تیمار پودر برگ زردآلو در همة گیاهان بررسی‌شده بیشتر از تیمار عصارة برگ زردآلو بود. بیشترین درصد کاهش طول ریشه در گیاهان تاج‌خروس و سپس لوبیا در تیمار با پودر برگ زردآلو مشاهده شد (جدول 1).
جدول 1- تأثیر تیمارهای پودر برگ زردآلو (P. armeniaca) و عصارة آبی آن با غلظت 75 درصد در درصد کاهش وزن خشک بخش هوایی نسبت به شاهد، وزن خشک ریشه نسبت به شاهد، طول ساقه نسبت به شاهد و طول ریشه نسبت به شاهد در گونه‌های گیاهی بررسی‌شده- مقادیر، میانگین سه تکرار ± StD هستند. حروف متفاوت، بیان‌کنندة تفاوت معنی‌دار در سطح 05/0≥P با آزمون دانکن هستند.
|
گونة گیاهی |
نوع تیمار |
درصد کاهش وزن خشک بخش هوایی به شاهد |
درصد کاهش وزن خشک ریشه به شاهد |
درصد کاهش طول ساقه به شاهد |
درصد کاهش طول ریشه به شاهد |
|
ذرت (Zea mays) |
عصارة آبی برگ زردآلو |
b 18/0 ± 53/0 |
bc 3/2 ± 83/18 |
c 31/0 ± 70/1 |
e 30/0 ± 99/0 |
|
پودر برگ زردآلو |
b 8/2 ± 20/9 |
b 8/5 ± 06/26 |
c 41/0 ± 53/4 |
c 1/3 ± 16/20 |
|
|
لوبیا (Phasaeolous vulgaris) |
عصارة آبی برگ زردآلو |
b 3/3 ± 23/23 |
bc2/1 ± 16/14 |
b 0/3 ± 63/27 |
b 2/3 ± 70/32 |
|
پودر برگ زردآلو |
b 5/1 ± 66/3 |
b 6/5 ± 56/33 |
c 1/2 ± 13/3 |
b 0/3 ± 90/39 |
|
|
چاودار ( Secale cereale) |
عصارة آبی برگ زردآلو |
b 6/3 ± 66/21 |
bc 5/4 ± 67/16 |
c 4/1 ± 46/2 |
e 7/1 ± 90/2 |
|
پودر برگ زردآلو |
b 8/3 ± 33/14 |
bc 0/4 ± 47/19 |
c 3/0 ± 37/4 |
cd 3/2 ± 67/12 |
|
|
تاج‌خروس ( Amaranthus retroflexus) |
عصارة آبی برگ زردآلو |
b 1/3 ± 5/12 |
b 0/3 ± 53/27 |
c 4/0 ± 03/2 |
de 3/2 ± 73/6 |
|
پودر برگ زردآلو |
a 0/0 ± 00/100 |
a 0/0 ± 00/100 |
a 0/0 ± 00/100 |
a 0/0 ± 00/100 |
نتایج به‌دست‌آمده از بررسی نشت الکترولیت یون‌ها حاکی از آن است که میزان نشت الکترولیت گونه‌های گیاهی بررسی‌شده تحت تأثیر تیمارهای عصاره آبی و پودر برگ زردآلو نسبت به شاهد افزایش یافت. هرچند افزایش نشت الکترولیت‌ها در گیاه تک‌لپه ذرت متاثر از تیمارهای عصاره آبی و پودر برگ نسبت به شاهد معنی‌دار نبود؛ اما این افزایش در علف هرز تک‌لپه چاودار تحت تیمار با عصاره آبی برگ (نسبت به شاهد) معنی‌دار بود(05/0≥P). میزان نشت الکترولیت‌ها در گیاه لوبیا تیمار شده با عصاره آبی و پودر برگ زردآلو به ترتیب 96/49 و 28/57 درصد، افزایش معنی‌دار نسبت به گیاهان شاهد داشت. افزایش میزان نشت الکترولیت در علف هرز تاج‌خروس در تیمار عصاره آبی برگ نسبت به شاهد معنی دار نبود و با توجه به این که تیمار با پودر برگ زردآلو باعث توقف کامل رشد گیاهچه‌های تاج‌خروس شد، اندازه‌گیری میزان نشت الکترولیت آن میسر نشد (شکل1).
شکل 1- تأثیر تیمارهای پودر برگ زردآلو (P. armeniaca) و عصارة آبی آن با غلظت 75 درصد در میزان نشت الکترولیت در گونه‌های گیاهی بررسی‌شده- مقادیر، میانگین سه تکرار ± StD هستند. حروف متفاوت، بیان‌کنندة تفاوت معنی‌دار در سطح 05/0≥P با آزمون دانکن هستند.
مقایسة میانگین داده‌ها نشان دادند هردو تیمار عصارة آبی و پودر برگ زردآلو محتوای کلروفیل a و b را در گیاهان تک‌لپة ذرت و چاودار افزایش و در گیاهان دولپة لوبیا و تاج‌خروس کاهش دادند (شکل2). افزایش محتوای کلروفیل a برگ ذرت در تیمار با عصارة آبی برگ زردآلو نسبت به شاهد معنی‌دار بود؛ ولی این افزایش در علف‌هرز چاودار متأثر از تیمارهای عصاره و پودر برگ زردآلو نسبت به شاهد معنی‌دار نبود. کاهش معنی‌دار محتوای کلروفیل a برگ لوبیا در تیمارهای عصارة آبی و پودر برگ زردآلو نسبت به شاهد، چشمگیرتر از این کاهش در علف‌هرز تاج‌خروس بود (شکل 2- A). افزایش محتوای کلروفیل b در ذرت تیمارشده با عصارة آبی و در چاودار تیمارشده با پودر برگ زردآلو نسبت به شاهد معنی‌دار بود. اگرچه تفاوت معنی‌داری بین کاهش محتوای کلروفیل b متأثر از تیمارهای عصارة آبی و پودر برگ در گیاه لوبیا نسبت به شاهد مشاهده شد، این تغییرات در علف‌هرز تاج‌خروس تیمارشده با هردو تیمار معنی‌دار نبود (05/0≥P) (شکل 2- B).
براساس نتایج، محتوای پرولین در گیاهچه‌های ذرت تیمارشده با عصارة آبی برگ زردآلو افزایش و در تیمار پودر برگی کاهش یافت؛ هرچند تغییرات مشاهده‌شده نسبت به شاهد معنی‌دار نبودند (05/0≥P).
شکل 2- تأثیر تیمارهای پودر برگ زردآلو (P. armeniaca) و عصارة آبی آن با غلظت 75 درصد در محتوای کلروفیل a (A) و کلروفیلb (B) گونه‌های گیاهی بررسی‌شده- مقادیر، میانگین سه تکرار ± StD هستند. حروف متفاوت، بیان‌کنندة تفاوت معنی‌دار در سطح 05/0≥P با آزمون دانکن هستند.
افزایش معنی‌دار محتوای پرولین در گیاه لوبیا متأثراز هردو تیمار و افزایش غیرمعنی‌دار آن در گیاه چاودار از دیگر نتایج به‌دست‌آمده در این بخش بودند.
درعلف‌هرز تاج‌خروس تیمارشده با عصارة آبی نیز افزایش جزئی و غیرمعنی‌دار در محتوای پرولین نسبت به شاهد مشاهده شد (شکل 3- A). بررسی محتوای کربوهیدرات‌های محلول نشان داد تأثیر افزایش‌دهندة تیمارهای عصارة آبی و پودر برگی در محتوای این دسته از ترکیبات، در گیاهان زراعی بیشتر از علف‌های هرز بررسی‌شده بود. برای نمونه در گیاه تک‌لپة ذرت کاربرد عصارة آبی و پودر برگ زردآلو افزایش معنی‌دار به‌ترتیب 77/1 و 23/1 درصدی محتوای کربوهیدرات‌های محلول را نسبت به گیاهان شاهد سبب شد. این افزایش محتوا درگیاه لوبیا متأثر از هردو تیمار نسبت به گیاهان شاهد نیز معنی‌دار بود. اگرچه اثر تیمار عصارة آبی افزایش معنی‌دار محتوای کربوهیدرات‌های محلول علف‌های هرز را نسبت به شاهد موجب شد، تأثیر افزایشی تیمار پودر برگی درمحتوای این دسته از قندهای محلول علف‌های هرز معنی‌دار نبود (05/0≥P) (شکل 3- B).
شکل 3- تأثیر تیمارهای پودر برگ زردآلو (P. armeniaca) و عصارة آبی آن با غلظت 75 درصد در محتوای پرولین (A) و کربوهیدرات (B) گونه‌های گیاهی بررسی‌شده- مقادیر، میانگین سه تکرار ± StD هستند. حروف متفاوت، بیان‌کنندة تفاوت معنی‌دار در سطح 05/0≥P با آزمون دانکن هستند.
نتایج به‌دست‌آمده از بررسی فعالیت آنزیم پراکسیداز نمونه‌ها نشان دادند فعالیت آنزیم پراکسیداز در گیاه تک‌لپة ذرت تیمارشده با پودر برگ و در علف هرز تک‌لپة چاودار تیمارشده با عصارة آبی و پودر برگ زردآلو به‌طور معنی‌داری نسبت به شاهد افزایش یافت. فعالیت آنزیم پراکسیداز در گیاهان دولپة لوبیا و تاج‌خروس نیز بر اثر تیمارهای عصاره و پودر برگ زردآلو افزایش یافت که این افزایش تنها در گیاه لوبیا نسبت به شاهد معنی‌دار (05/0≥P) بود (شکل 4- A). تغییرات میزان فعالیت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز گیاهان تک‌لپه و دولپه دربرابر تیمارهای عصارة آبی و پودر برگ زردآلو مخالف هم بودند. میزان فعالیت آنزیم یادشده، در گیاهان تک‌لپة ذرت و چاودار تیمارشده با عصارة آبی کاهش و در تیمار با پودر افزایش یافت؛ هرچند این تغییرات نسبت به گیاهان شاهد معنی‌دار نبودند. میزان فعالیت آنزیم سوپراکسیددیسموتازدرگیاهلوبیامتأثراز
شکل 4- تأثیر تیمارهای پودر برگ زردآلو (P. armeniaca) و عصارة آبی آن با غلظت 75 درصد در میزان فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی پراکسیداز (A) و سوپراکسید دیسموتاز (B) گونه‌های گیاهی بررسی‌شده- مقادیر، میانگین سه تکرار ± StD هستند. حروف متفاوت، بیان‌کنندة تفاوت معنی‌دار در سطح 05/0≥P با آزمون دانکن هستند.
تیمارهای عصارة آبی و پودر برگ زردآلو و در تاج‌خروس متأثر از تیمار عصارة آبی نسبت به شاهد افزایش یافت. اندازه گیری فعالیت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز، با توقف رشد گیاهچه‌های تاج‌خروس تیمارشده با پودر برگ زردآلو ممکن نشد (شکل 4- B).
بحث
نتایج به‌دست‌آمده از پژوهش حاضر نشان دادند در گونه‌های گیاهی بررسی‌شده، کمترین درصد کاهش وزن خشک بخش هوایی نسبت به شاهد مربوط به گیاه زراعی ذرت در هردو تیمار عصارة آبی و پودر برگ زردآلو و بیشترین آن مربوط به علف هرز تاج‌خروس تیمارشده با پودر برگ زردآلو بود. در گونه‌های گیاهی بررسی‌شده درصد کاهش وزن خشک ریشه نسبت به شاهد در تیمار با پودر برگ زردآلو بیشتر از عصارة آن بود؛ بهطوریکه بیشترین و کمترین درصد کاهش وزن خشک ریشه نسبت به شاهد به‌ترتیب مربوط به علف هرز تاج‌خروس متأثر از تیمار پودر برگ زردآلو و گیاه زراعی لوبیا در تیمار با عصارة آن بود. همچنین کمترین درصد کاهش طول ساقه و ریشه نسبت به شاهد مربوط به گیاه زراعی تک‌لپة ذرت و بیشترین درصد کاهش مربوط به علف هرز دولپة تاج‌خروس تیمارشده با پودر برگ زردآلو بود. همچنین تأثیر منفی تیمار با پودر در طول ریشة گیاهان بررسی‌شده، بیشتر از تیمار با عصارة آبی برگ بود. نتایج پژوهش حاضر مربوط به بررسی صفات رویشی، مطابق با اثر ممانعتی عصارة آبی سلمه‌تره و تاج‌خروس در طویل‌شدن ریشة اولیه و محور زیرلپة ذرت هستند (Bond et al., 2007). همچنین بررسی اثر دگرآسیب عصارة آبی بخش هوایی نخود در دورة گیاهچه‌ای ذرت نشان داد عصارة آبی این گیاه کاهش رشد ریشة اولیه و محور زیرلپة ذرت را باعث شد و با افزایش غلظت عصارة آبی از 5 تا 15 درصد، طول ریشة اولیه و محور زیرلپة ذرت به‌طور معنی‌داری کاهش یافتند .(Semere and Froud, 2001) یکی از عوامل تأثیرگذار بر رشد طولی ریشه و ساقه، هورمون تنظیم‌کنندة رشد طولی سلول و تقسیمات آن یعنی اکسین است؛ بنابراین هرگونه اختلال در عمل این هورمون بازدارندگی یا کاهش رشد گیاه را موجب می‌شود. برمبنای نتایج بررسی‌ها، برخی از ترکیبات دگرآسیب با ممانعت از انتقال اکسین، در مقادیر طبیعی این هورمون اختلال ایجاد می‌کنند و به توقف رشد و ایجاد ساختار غیرطبیعی در اندام درحال‌رشد منجر می‌شوند (Turk and Tawaha, 2003). براساس نتایج پژوهش حاضر، میزان نشت الکترولیت در گیاهان ذرت، لوبیا، چاودار و تاج‌خروس تیمارشده با عصارة آبی و پودر برگ زردآلو روند افزایشی داشت. به‌تازگی پیشنهاد شده است آللوکمیکال‌ها عوامل افزایش‌دهندة مقدار ROS های تولیدی و بروز تنش اکسیداتیو در گیاهان هستند .(Weir et al., 2004) نتیجة کاستی در سازوکار‌های دفاعی، افزایش میزان نشانگرهای تنش اکسیداتیو مانند هیدروژن پراکسید، مالون‌دی‌آلدهید و میزان نشت الکترولیت‌ها است (Esfandiari et al., 2008; Hoseini et al., 2016). مطابق با این نتایج در پژوهشی مشخص شد نشت یونی دو گونة جو و باقلای تیمارشده با عصارة آبی بومادران به‌طور درخورتوجهی افزایش یافت. این مسئله نشان می‌دهد عصارة آبی گیاه بومادران ممکن است تنش و درنتیجه اختلال را در تمامیت غشاء موجب شود .(Darier and Tammam, 2012) در پژوهش حاضر اثر دگرآسیب برگ زردآلو در محتوای کلروفیل a و b گیاهان تک‌لپه و دولپه متفاوت از یکدیگر بود؛ بهطوریکه محتوای کلروفیل a و b در هردو تیمار عصارة آبی و پودر برگ زدآلو در گیاهان تک‌لپة ذرت و چاودار روند افزایشی داشت؛ درحالی‌که این محتوا در گیاهان دولپة لوبیا و تاج‌خروس روند کاهشی نشان داد. ثابت شده است هنگام بروز تنش آللوکیمیکال‌ها، غلظت هورمون‌های آبسزیک اسید و اتیلن افزایش می‌یابد و این هورمون‌ها اثر تحریک‌کننده در فعالیت آنزیم کلروفیلاز دارند. کلروفیلاز با جداکردن فیتول از کلروفیل و تشکیل کلروفیلید نقش مهمی در روند تجزیة کلروفیل دارد .(Mighani, 2003) نتایج پژوهش‌های متعدد به آثار کاهش‌دهندة آللوکمیکال‌ها در محتوای رنگدانه‌های کروفیل اشاره دارند. کاهش محتوای کلروفیلa، b و کلروفیل کل در گیاه ذرت تیمارشده با عصارة آبی ساقة آفتابگردان مکزیکی (Oyerinde et al., 2009) و همچنین کاهش تجمع کلروفیل در گیاهچه‌های ماش بر اثر استفاده از تیمار عصارة فلفل دلمه‌ای رخ داد (Siddiqui and Zaman, 2005). نتایج پژوهش Kamal و Bano (2009) نیز افزایش محتوای کلروفیل گیاه گندم را بر اثر تیمار عصارة برگ آفتابگردان (Kamal and Bano, 2009) نشان دادند.
در پژوهش حاضر، محتوای پرولین گیاهان ذرت، لوبیا، چاودار و تاج‌خروس در تیمار عصارة آبی برگ زردآلو روند افزایشی داشت. همچنین با افزودن پودر برگ زردآلو محتوای پرولین در گیاهان ذرت و لوبیا روند کاهشی و در چاودار روند افزایشی داشت. مطابق با این نتایج در پژوهشی گزارش شده است تأثیر مواد دگرآسیب موجود در برگ گیاه آفتاب‌پرست (Heliotropium europaeum L.) افزایش معنی‌دار محتوای پرولین گیاه تربچه را موجب شد (Kalantar et al., 2008). آللوکمیکال‌ها مانند بسیاری از تنش‌های زیستی، تغییر در تجمع اسمولیت‌های سازگار ازجمله پرولین را در گیاه باعث می‌شوند. پرولین علاوه‌براینکه تنظیم‌کنندة اسمزی (Mosleh et al., 2018) است، در محافظت از آنزیم‌ها دربرابر تخریب، حفظ انحلال پروتئین‌ها و ماهیت غشایی، حذف رادیکال‌های آزاد، تنظیم پتانسیل ردوکس و غیره نقش دارد (Rhodes, 2004)؛ ازاین‌رو افزایش پرولین دربرابر تنش‌ها ازجمله آسیب‌های دگرآسیب، واکنشی مثبت در نظر گرفته می‌شود.
تیمارهای عصاره و پودر برگ گیاه زردآلو آثار دگرآسیب در محتوای کربوهیدرات‌های محلول گیاهان ذرت، لوبیا، چاودار و تاج‌خروس داشتند؛ بهطوریکه افزایش محتوای کربوهیدرات‌های محلول همة گیاهان بررسی‌شده را موجب شدند. Saraei و همکاران (2012) گزارش کردند محتوای قندهای محلول در اندام‌های هوایی و ریشة گیاه جو و خاکشیر در تیمار با عصارة دانه و برگ گیاه اکالیپتوس، در همة غلظت‌های استفاده‌شده نسبت به شاهد افزایش یافت. نتایج بررسی دیگر نشان دادند محتوای کربوهیدرات‌های ریشه‌های گیاه کلم‌پیچ تیمارشده با بنزوئیک اسید بیشتر از گیاهان شاهد بود؛ بهطوریکه در تیمار 1000 میکرومولار بنزوئیک اسید محتوای کربوهیدرات حدود 189 درصد نسبت به شاهد افزایش یافت .(Chum et al., 2012) افزایش محتوای قندهای محلول، نوعی سازوکار سازگاری است که بهبود تحمل به تنش اسمزی ناشی از تنش‌های دیگر را موجب می‌شود (Bohnert and Jensen, 1996)؛ زیرا تجمع قندها به حفظ تورژسانس بافت‌های تنش‌دیده کمک می‌کند (Morgan, 1984). تجمع قندهای محلول ضمن کمک به تنظیم اسمزی، برای جبران کاهش انرژی که از پدیده‌های رایج دربرابر تنش آللوکمیکال‌هاست سوبسترای تنفسی لازم را فراهم می‌کند تا با حفظ رشد گیاه به بقای آن در این شرایط نیز کمک کند (El-Khawas and Shehata, 2005). در پژوهش حاضر تیمار با عصارة آبی برگ زردآلو میزان فعالیت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز را در گیاهان ذرت و چاودار کاهش و در گیاهان لوبیا و تاج‌خروس افزایش داد؛ ولی این تغییرات نسبت به شاهد معنی‌دار نبودند؛ درحالی‌که با افزودن پودر برگ، میزان فعالیت آنزیم یادشده در همة گونه‌های گیاهی بررسی‌شده روند افزایشی داشت. آنزیم سوپراکسید دیسموتاز، بسیاری از رادیکال‌های آزاد فعال را با روند تبدیل آنها به هیدروژن پراکسید از بین می‌برد؛ سپس هیدروژن پراکسید با کاتالاز در پراکسیزوم، آسکوربات پراکسیداز در کلروپلاست و سیتوسل و گلوتاتیون پراکسیداز در دیوارة سلولی کاهش می‌یابد (Blokhina et al., 2003). نتایج پژوهش حاضر همبستگی مثبتی بین میزان فعالیت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز و تحمل آنها دربرابر آثار دگرآسیب برگ زردآلو نشان ندادند؛ درحالی‌که فعالیت آنزیم پراکسیداز در تیمار عصاره و پودر برگ زردآلو در گیاهان ذرت، چاودار، لوبیا و تاج‌خروس روند افزایشی داشت. مطابق با این نتایج، افزایش فعالیت آنزیم پراکسیداز در گندم تیمارشده با عصارة آبی برگ اوکالیپتوس گزارش شد (Ziaebrahimi et al., 2007). در همة فرایندهای فیزیولوژیک و متابولیک گیاهان مادة سمی آب‌اکسیژنه ایجاد می‌شود. این ماده در پاسخ به عوامل بیماری‌زا، ضعف‌های فیزیولوژیک و تنش‌های محیطی، بیشتر از مقدار طبیعی تولید می‌شود. گیاه برای مقابله با افزایش مادة سمی آب‌اکسیژنه به فعالیت بیشتر آنزیم پراکسیداز نیاز دارد (Castillo and Greppin, 1986). به‌همین‌دلیل آنزیم پراکسیداز مهم‌ترین آنزیم شاخص تنش‌های محیطی ازجمله دگرآسیب شناخته می‌شود (Korori et al., 1992; Kenary et al., 2016). نتایج به‌دست‌آمده از پژوهش حاضر نشان دادند تیمار با عصاره و پودر برگ زردآلو بروز تنش دگرآسیب را در گیاهان بررسی‌شده موجب می‌شود؛ بهطوریکه یکی از پیامدهای آن، افزایش فعالیت آنزیم‌پراکسیداز است که سازوکاری دفاعی در برابر این تنش است.
جمع‌بندی
نتایج پژوهش حاضر برای نخستین بار نشان دادند برگ گیاه زردآلو توانایی دگرآسیب دارد و کاربرد آن به‌صورت عصارة آبی یا پودر برگ آثار بازدارندگی متفاوت بر عملکردهای بیوشیمیایی، فیزیولوژیک و نموی گیاهان دارد. براساس نتایج پژوهش حاضر به‌طورکلی آثار ممانعت‌کنندگی عصاره و پودر برگ زردآلو در گیاهان تک‌لپة زراعی و علف هرز کمتر از گیاهان دولپة زراعی و علف هرز بودند. بین گیاهان تک‌لپه، گیاه زراعی ذرت نسبت به علف هرز چاودار حساسیت کمتری به آثار دگرآسیب برگ زردآلو نشان داد. نکتة درخورتوجه آن بود که در گیاهان دولپه نیز قدرت بازدارندگی هردو نوع تیمار برگ زردآلو بر گیاه زراعی لوبیا نسبت به علف هرز تاج‌خروس کمتر بود. بین علف‌های هرز، تأثیر بازدارندگی عصارة آبی و پودر برگ زردآلو در علف هرز تک‌لپة چاودار چندان مشهود نبود؛ اما اثر بازدارندة برگ زردآلو در علف هرز دولپة تاج‌خروس بسیار شدید بود؛ بهطوریکه کاربرد برگ به‌صورت پودر از جوانه‌زنی بذر و ادامة رشد گیاهچه‌های تاج‌خروس به‌طور‌کامل جلوگیری کرد؛ بنابراین ادامة بررسی‌ها و تلاش برای شناسایی دقیق ماهیت شیمیایی ترکیبات دگرآسیب برگ زردآلو و عوامل مؤثر بر این ترکیبات، راه‌گشای انجام بررسی‌های کامل‌تر مبتنی بر مدیریت و کنترل زیستی علف‌های هرز است.
سپاسگزاری
نگارندگان از معاونت پژوهشی دانشگاه فردوسی مشهد بابت تأمین هزینه‌های پژوهش حاضر از محل اعتبارات متمرکز این معاونت با شمارة کد طرح 2291-1394 سپاسگزاری می‌کنند.
)
