تأثیر نانوبیوچار بر کاهش اثرات آللوپاتیک عصاره یونجه و تقویت پاسخ‌های آنتی‌اکسیدانی در گیاهچه‌های سورگوم

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

2 گروه اکوفیزیولوژی گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

چکیده

ترکیبات آللوپاتیک آزادشده از بقایای گیاهی از عوامل مهم کاهش جوانه‌زنی و استقرار گیاهچه در سامانه‌های زراعی محسوب می‌شوند و مدیریت پایدار آن‌ها همچنان یک چالش به‌شمار می‌رود؛ در همین حال، شواهد درباره اثربخشی نانوبیوچار در تعدیل این تنش‌ها و سازوکارهای فیزیولوژیک دخیل در آن محدود است. این پژوهش با هدف ارزیابی اثرات آللوپاتیک عصاره یونجه و بررسی نقش بیوچار و نانوبیوچار در تعدیل این تنش بر شاخص‌های جوانه‌زنی و پاسخ‌های فیزیولوژیک گیاهچه سورگوم انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل پنج غلظت عصاره یونجه (صفر، 6/25، 12/5، 25 و 50 درصد) و سه سطح بیوچار (شاهد، بیوچار و نانوبیوچار) بودند. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت عصاره یونجه، درصد و سرعت جوانه‌زنی و وزن خشک گیاهچه سورگوم به‌طور معنی‌داری کاهش یافت، در حالی که کاربرد بیوچار و به‌ویژه نانوبیوچار موجب افزایش این شاخص‌ها و کاهش اثرات بازدارنده عصاره یونجه گردید. همچنین با کاربرد غلظت‌های مختلف عصاره یونجه، پاسخ‌های آنتی‌اکسیدانی و اسمولیتی گیاهچه (فعالیت آنزیم‌های کاتالاز و پلی‌فنل‌اکسیداز و محتوای پرولین و فنل کل) به‌طور هم‌زمان افزایش یافت. کاربرد بیوچار و به‌ویژه نانوبیوچار این پاسخ‌های بازدارنده را تعدیل کرد، به‌طوری که بیشترین درصد جوانه‌زنی (33/98 درصد) و وزن خشک گیاهچه در تیمار نانوبیوچار در شرایط بدون عصاره مشاهده شد. به‌طور کلی، نتایج نشان می‌دهد که نانوبیوچار با بهبود شاخص‌های جوانه‌زنی و تقویت سازوکارهای آنتی‌اکسیدانی، اثرات مهاری ترکیبات آللوپاتیک عصاره یونجه را به‌طور مؤثری کاهش می‌دهد. بنابراین، کاربرد نانوبیوچار می‌تواند به‌عنوان یک راهبرد عملی در مدیریت بقایای آللوپاتیک گیاهان زراعی و بهبود استقرار گیاهچه در سامانه‌های کشاورزی پایدار پیشنهاد شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effect of Nano-biochar on decline of Allopathic extract of alfalfa affect and improvement of antioxidant response in sorghum seedlings

نویسندگان [English]

  • Saeid Golshan Doust 1
  • Parisa Sheikhzadeh 1
  • Saeid Khomari 2
  • Mohammad Taghi Alebrahim 1
1 Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture and Natural Resources,University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran.
2 Department of Plant Ecophysiology, Faculty of Agriculture, University of Tabriz, Tabriz, Iran
چکیده [English]

َAllelopathic compounds released from plant residues are among the important factors limiting seed germination and seedling establishment in agricultural systems, while their sustainable management remains a major challenge. Meanwhile, evidence regarding the effectiveness of nanobiochar in mitigating allelopathic stress and the physiological mechanisms underlying this response remains limited. Therefore, this study was conducted to evaluate the allelopathic effects of alfalfa extract and to investigate the role of biochar and nanobiochar in mitigating its adverse effects on germination indices and physiological responses of sorghum seedlings. The treatments consisted of five concentrations of alfalfa extract (0, 6.25, 12.5, 25, and 50%) and three biochar treatments (control, biochar, and nanobiochar). The results showed that increasing the concentration of alfalfa extract significantly reduced the germination percentage, germination rate, and seedling dry weight of sorghum, whereas the application of biochar, particularly nanobiochar, improved these parameters and alleviated the inhibitory effects of the alfalfa extract. In addition, increasing concentrations of alfalfa extract simultaneously enhanced the antioxidant and osmotic responses of seedlings, as indicated by increased activities of catalase and polyphenol oxidase and higher contents of proline and total phenolics. The application of biochar, particularly nanobiochar, attenuated these stress-related responses, with the highest germination percentage (98.33%) and seedling dry weight recorded in the nanobiochar treatment in the absence of alfalfa extract. Overall, the findings indicate that nanobiochar effectively alleviates the inhibitory effects of allelopathic compounds in alfalfa extract by improving germination performance and modulating antioxidant defense responses. Therefore, nanobiochar may serve as a practical strategy for managing allelopathic plant residues and promoting seedling establishment in sustainable agricultural systems.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Allopathic extract
  • Antioxidant enzymes
  • Biochar
  • Proline
  • Total phenol content

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 21 مهر 1405
  • تاریخ دریافت: 11 خرداد 1405
  • تاریخ بازنگری: 14 مهر 1405
  • تاریخ پذیرش: 21 مهر 1405