نوع مقاله : مقاله کوتاه

نویسندگان

1 دانشکده علوم و مهندسی کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابعطبیعی دانشگاه تهران، کرج، ایران

2 دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابعطبیعی دانشگاه تهران، کرج، ایران

چکیده

گیاه دارویی رزماری (Rosmarinus officinalis L.) گیاهی چندساله و از تیره نعناعیان (Lamiaceae) است که در صنایع دارویی، آرایشی و بهداشتی، غذایی و نوشابه‌سازی استفاده می‌شود. برای بررسی رشد و عملکرد گیاه دارویی رزماری در همزیستی با قارچ میکوریزا آربسکولار تحت تنش فلزات سنگین سرب و کادمیوم، تحقیقی در سال  1391 بر اساس یک آزمایش گلدانی در گلخانه پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران واقع در کرج به‏صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‏های کامل تصادفی با چهار تکرار اجرا شد.  تیمارها شامل قارچ میکوریزا در دو سطح تلقیح و عدم تلقیح میکوریزا و فلز سنگین در پنج سطح بدون فلز، سرب 150، سرب 300، کادمیوم 40 و کادمیوم 80 میلی‎گرم در کیلوگرم خاک بودند. صفاتی از قبیل ارتفاع بوته، تعداد ساقه فرعی در بوته، طول ساقه فرعی، تعداد برگ، سطح برگ، قطر یقه، وزن‎تر و خشک اندام ‏هوایی، وزن خشک برگ، نسبت وزن خشک برگ به وزن خشک اندام ‏هوایی، درصد اسانس و عملکرد اسانس اندازه‌گیری شدند. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت فلزات سنگین سرب و کادمیوم در خاک میزان رشد و عملکرد در رزماری کاهش یافت. اما تلقیح گیاهان با قارچ میکوریزا باعث افزایش آن‎ها در شرایط تنش فلزات سنگین شد و رشد و عملکرد را در چنین شرایطی بهبود بخشید. بیشترین میزان وزن تر و خشک اندام هوایی در گیاهان میکوریزی و عدم کاربرد فلزات سنگین و کمترین میزان این صفات در گیاهان غیرمیکوریزی آلوده به کادمیوم 80 میلی‎گرم در کیلوگرم خاک حاصل شد که به ترتیب به میزان 63/57 و 46/79 درصد نسبت به گیاهان میکوریزی و عدم کاربرد فلزات سنگین کاهش یافت. همچنین بالاترین درصد و عملکرد اسانس رزماری به ترتیب در گیاهان غیرمیکوریزی آلوده به سرب 300 میلی‎گرم در کیلوگرم خاک و گیاهان میکوریزی غیر آلوده به فلزات سنگین به دست آمد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The Effect of Arbuscular Mycorrhizal Fungi on Growth and Yield of Rosemary (Rosmarinus officinalis L.) Under Lead and Cadmium Stress

نویسندگان [English]

  • Leila Tabrizi 1
  • Siavash Mohammadi 1
  • Mojtaba Delshad 1
  • Babak Moteshare Zadeh 2

1 Faculty of Agricultural Science and Engineering, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran

2 Faculty of Agricultural Engineering and Technology, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran

چکیده [English]

Rosemary (Rosmarinus officinalis L., Lamiaceae) is a perennial medicinal plant used in pharmaceutical, cosmetic, food, and beverage industries. In order to study growth and yield of this plant in symbiosis with arbuscular mycorrhizal fungi under Pb and Cd stress, a twofactored pot experiment was carried out based on a randomized complete block design with 4 replications in greenhouse of Department of Horticultural Sciences, University of Tehran, Karaj, Iran in 2011- 2012. The first factor was arbuscular mycorrhiza (inoculation and noninoculation), and the second factor was heavy metal contamination as listed here per mg/kg of soil: Without contamination, Pb 150, Pb 300, Cd 40, and Cd 80. The parameters plant height, number of lateral branches per plant, length of lateral stem, number of leaves, leaf area, crown diameter, shoot fresh and dry weights, leaf dry weight, leaf dry weight/shoot dry weight ratio, and essential oil content and yield were measured. The results showed that growth and yield of rosemary diminished with increasing concentration of the heavy metals in the medium; however, mycorrhizal inoculation donated a tolerance to the heavy metal stress, thereby improving growth and yield of rosemary in such a stressful situation. The highest fresh and dry weights were observed in mycorrhizal plants grown in non-pollution medium, whereas non-mycorrhizal plants grown under Cd 80 had the worst values, which were decreased respectively by 57.6% and 79.5% as compared to those of mycorrhizal plants grown on non-polluted medium. Moreover, the highest content of essential oil was recorded in non-mycorrhizal plants grown under Pb 300; nevertheless, the highest essential oil yield was found in mycorrhizal plants grown on noncontaminated medium.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Abiotic Stresses
  • Biologic Inputs
  • Heavy Metals
  • Medicinal Plants

Omidbaigi R. Production and Processing of Medicinal Plants. Astane Ghodse Razavi Publication. Iran. Volum 4; 2010. P. 489. [In Persian].

Garbisu C, Alkorta I. Phytoextraction: a cost-effective plant-based technology for the removal of metals from the environment. Bioresource Technology Journal; 2001; 77: 229-236.

Tabrizi L. Ecological characteristics of Khorasan Thyme (Thymus transcaspicus Klokov) in natural habitats and evaluation of possibility for domestication under low input cropping systems. Ph.D.: Agroecology, Ferdowsi University of Mashhad, Iran; 2007. P. 225. [In Persian].

Bethlenfalvay G J, RP, Schreiner K L, Mihara McDaniel H. Mycorrhizae, biocides and biocontrol. Mycorrhizal fungi enhance weed control and crop growth in a soybean-cocklebur association treated with the herbicide bentazon. Soil Ecology Journal; 1996; 3: 205-214.

Gharineh M H, Haydari M, Nadian H. Interactive Effects of Salinity and Mycorrhizal Colonization on Some Heavy Metals Uptake by Saffron Plant (Crocus sativus L.). International Conference on Agriculture, Chemical and Environmental Sciences; 2011; 103-106.

AL-Ghamdi A, Jais H, Khogali A. Relationship between the status of arbuscular mycorrhizal colonization in the roots and heavy metal and flavonoid Incubation contents in the leaves of Juniperus procera. Journal of Ecology and the Natural Environment; 2012; 4: 212-218.

Jianfeng H, Xiangui L, Rui Y, Yufang S. Effects of arbuscular mycorrhizal fungi inoculation on arsenic accumulation by tobacco (Nicotiana tabacum L.). Journal of Environmental Sciences; 2009; 21: 1214–1220.

Whitfield, L, A J, Richards D, L. Rimmer. Relationships between soil heavy metal concentration and mycorrhizal colonisation in Thymus polytrichus in northern England. Mycorrhiza Journal; 2004; 14(1): 55-62.

Citterio S, Prato N, Fumagalli P, Aina R, Massa N, Santagostino A, Sgorbati S, Berta G. The arbuscular mycorrhizal fungus Glomus mosseae induces growth and metal accumulation changes in Cannabis sativa L. Journal of Chemosphere; 2005; 59: 21–29.

Prasad A, Kumar S, Khaliq A, Pandey A. Heavy metals and arbuscular mycorrhizal (AM) fungi can alter the yield and chemical composition of volatile oil of sweet basil (Ocimum basilicum L.). Biology and Fertility of Soils Journal; 2011; 47(8): 853-861.

Orłowska E, Godzik B, Turnau K. Effect of different arbuscular mycorrhizal fungal isolates on growth and arsenic accumulation in Plantago lanceolata L. Environmental Pollution Journal; 2012; 168: 121-130

Kamalpoor S. Study of the effect of biological factors on eucalyptus phytoremediation efficiency in a lead and cadmium polluted soil. M.Sc. Thesis. University of Tehran. Karaj, Iran. 2013. P. 149. [In Persian].

Dey SK, Dey J, Patra S, Pothal D. Changes in the antioxidative enzyme activities and lipid peroxidation in wheat seedlings exposed to cadmium and lead stress. Brazilian Journal of Plant Physiology; 2007; 19: 53–60.

Benavides M P, Gallego S M, Tomaro M L. Cadmium toxicity in plants. Brazilian Journal of Plant Physiology; 2005; 17(1): 21-34.

Arriagada C A, Herrera M A, F. Borie J A. Contribution of Arbuscular Mycorrhizal and Saprobe Fungi to the Aluminum Resistance of Eucalyptus globulus. Water, Air and Soil Pollution Journal; 2007; 182 :383–394.

Liu L Z, Gong Z Q, Zhang Y L, Li P J. Growth, Cadmium Accumulation and Physiology of Marigold (Tagetes erectaL.) as Affected by Arbuscular Mycorrhizal Fungi. Pedosphere Journal; 2011; 21(3): 319-327.

Andrade S A, Silveira A P, Mazzafera P. Arbuscular mycorrhiza alters metal uptake and the physiological response of Coffea arabica seedlings to increasing Zn and Cu concentrations in soil. Science Total Environmental Journal; 2010; 408(22): 5381-5391.

Gupta A P, Dhar J K, Sharma G, Ram G, Bedi Y S. Volatile (As and Hg) and non-volatile (Pb and Cd) toxic heavy metals analysis in rhizome of Zingiber officinale collected from different locations of North Western Himalayas by Atomic Absorption Spectroscopy. Food Chemical Toxicology Journal; 2010; 48(10): 2966-2971.

Karagiannidis N, Thomidis T, Lazari D, Panou-Filotheou E, Karagiannidou, C. Effect of three Greek arbuscular mycorrhizal fungi in improving the growth, nutrient concentration, and production of essential oils of oregano and mint plants. Scientia Horticulturae Journal; 2011; 129(2): 329-334.

Deef HE. Copper treatments and their effects on growth, carbohydrates, minerals and essential oils contents of Rosmarinus officinalis L. World Journal of Agricultural Sciences; 2007; 3(3): 322-328.

Kapoor R, Bhatnagar AK. Attenuation of cadmium toxicity in mycorrhizal celery (Apium graveolens L.). World Journal of Microbiology and Biotechnology; 2007; 23(8): 1083-1089.