مقدمه:
علفهای هرز با ایجاد اختلال در رشد محصولات مختلف زراعی، سالانه موجب 15% كاهش عملكرد می شوند(12). كاهش رشد و عملكرد مزرعه تنها به دلیل رقابت بر سر نور، آب و مواد غذایی نیست و عوامل آللوپاتیك نیز ممكن است در آن نقش داشته باشد و در بسیاری موارد مشكل بیماری و عدم سلامت زمینهای كشاورزی مربوط به ترشحات گیاهان است(14). تركیبات آللوپاتیك در تنوع زیستی، پایداری و توانایی تولید اكوسیستم های زراعی نقش مهمی بر عهده دارند(3). از پتانسیل آللوپاتی در تحقیقات برای یافتن علفكشهای طبیعی نیز می توان استفاده كرد این تركیبات اختصاصی تر عمل می كنند و نسبت به علفكشهای رایج اثر مخرب كمتری در محیط دارند(13)
با توجه به آنكه همواره رشد اول فصل و تشكیل كانوپی در حداقل فرصت، اهمیت ویژه ای دارد؛ حضور مواد آللوپاتیك سبب عدم جوانه زنی بذور و یا كاهش رشد اولیه محصول شود؛ این امر نیز موجب تأخیر در تشكیل كانوپی و عدم یكنواختی آن و شكست محصول در مراحل رقابت خواهد شد(20). بنابراین شناسایی گیاهان هرزی با خاصیت آللوپاتی و میزان تأثیر آنها بر جوانه زنی و رشد اولیه محصول اهمیت ویژه ای دارد به طوری كه بسیاری از محققین تحقیقات خود را به این موضوع اختصاص داده اند. اما یكی از مشكلات اصلی مطالعات آللوپاتی عدم تطابق میزان فعالیت مواد آللوپاتیك در شرایط آزمایشگاه با شرایط محیطی است(1) از طرفی مطالعه آللوپاتی در مزرعه كار دشواری است چون تفكیك آثار آللوپاتی و رقابت بسیار دشوار می باشد و عملكرد و رشد گیاه تحت تأثیر هر دو این موارد می باشد(6). بسیاری از مواد دگر آسیب در غلظت كم تحریك كننده و در غلظت های بالا محدود كننده می باشد(8). مواد شیمیایی كه در غلظتی مشخص مانع رشد برخی گونه ها می گردد می تواند سبب تحریك همان گونه در غلظتی دیگر و یا تحریك سایر گونه ها در همان غلظت شوند(17). مطابق برخی گزارشات برگها بزرگترین منبع آللوشیمیایی هستند، بنابراین عصاره گیری از برگها از رایج ترین روشهای استخراج مواد آللوشیمیایی از اندامهای گیاهی است(17).
ترشحات ریشه ایی نقش مهمی در ساختار خاك از طریق تأثیر بر: 1- رشد و استقرار گونه های گیاهی( آللوپاتی) 2- فراهمی یونهای غیر آلی در خاك و 3- اكولوژی میكروبهای خاك دارد. در بسیاری از شرایط مواد شیمیایی بعد از اینكه در خاك قرار می گیرند مورد تجزیه شیمیایی، فیزیكی و بیولوژیكی قرار می گیرند(11).
با توجه به آنكه هر گونه اختلال در فعالیت عادی گیاه سبب ایجاد تنش می شود و مواد حاصل از گیاهان دگر آسیب نیز سبب اختلال در فرایندهای طبیعی گیاهان مجاور می گردد مقدار پروتئین، كربوهیدرات و كلروفیلII باید تحت تأثیر مواد دگر آسیب قرار گیرد(19).
عوامل زنده و غیره زنده در خاك مواد آللوشیمیایی را تغییر می دهند. تبدیل فنل ها به پلیمر های فنولیك غیر سمی از این جمله است (11).
اویارسلام ارغوانی(Cyperus rotundus)، جزو مهمترین علفهای هرز رایج و مشكل سازترین علفهای هرز در جهان است(9). تحقیقات نشان داده است كه اویارسلام زرد(Cyperus esculentus) دارای اثر بازدارندگی روی گیاهان دیگر است(15). اویارسلام ارغوانی دارای موادی است كه قادر است از رشد گیاهانی كه همراه آن رشد یافته اند جلوگیری كند(10). عمده ماده تولید شده در آن تركیبات فنولی است كه به عنوان عامل بازدارنده در جوانه زنی جو، خردل سیاه و پنبه عمل می كند(7). بقایای گیاهی و عصاره های استخراج شده از اویارسلام كاهش وزن خشك ذرت و سویا را نشان داد كه در مشاهدات كاهش بیشتر از سوی غده های اویارسلام نسبت به بقایای برگی بوده است(5).
سیاه دانه(Nigella sativa) گیاهی علفی، یكساله و از تیره آلالگان است كه مصارف عمده دارویی و صنعتی دارد، كه تاكنون در كشورهای تولید كننده آن تحقیقات اندكی در زمینه به زراعی آن انجام شده است(16).
هدف از این آزمایش بررسی اثرات آللوپاتیك اویارسلام بر گیاه دارویی سیاه دانه است.
مواد و روشها:
این آزمایش در سال 1383 به صورت فاكتوریل در قالب طرح بلوكهای كامل تصادفی در 4 تكرار در گلخانه تحقیقاتی دانشكده كشاورزی دانشكاه فردوسی مشهد اجرا شد. فاكتورها شامل خاك و غلظتهای مختلف عصاره گیاه اویارسلام ارغوانی بود.
بوته های اویارسلام در اواسط مرحلة گلدهی از مزرعه تحقیقاتی دانشكده كشاورزی جمع آوری و به صورت طبیعی خشك و سپس اندامهای هوایی شامل ساقه و برگ بوسیلة آسیاب پودر شدند. به ازای هر 100 گرم پودر اویارسلام یك لیتر آب به آن اضافه شد و برای مدت 24 ساعت توسط شیكر كاملاً مخلوط شد تا جهت استفاده در گلدانهایی با قطردهانه و ارتفاع به ترتیب 14 و 13 سانتیمتر با محتوای 1600 گرم خاك خشك مورد استفاده قرار گیرد.
خاكهای مورد استفاده در آزمایش عبارتندبودند از: 1- خاك مزرعه تحقیقاتی دانشكده كشاورزی كه اویارسلام زیادی در آن رشد یافته بود. بعد از انتقال خاك به گلخانه به دلیل سنگین بودن بافت خاك به نسب1 به 3 وزنی شن با خاك مزرعه مخلوط شد.
2- خاك استریل شده كه با نسبتهای حجمی 1:1:2 به ترتیب رس، شن و كود برگ باهم مخلوط شده بودند.
3- مخلوط 50:50 از خاك شماره 1 با خاك شماره 2.
در هر گلدان 20 عد بذر سیاهدانه كاشته شد. از شروع سبز شدن سیاهدانه و قبل از هر آبیاری به گلدانها عصاره اویارسلام با غلظت 100 درصد و50 درصد غلظت تهیه شده (در غلظت 100 درصد مقدار5 میلی لیتر و در غلظت50 درصد 5/2 میلی لیتر) اضافه شد. 18 روز بعد از سبز شدن سیاهدانه ها میزان كلروفیل گیاه با استفاده از دستگاهSPAD اندازه گیری شد. (تا این مرحله 12 بار عصاره اضافه شده بود). 26 روز بعد از سبز شدن سیاهدانه ها، ارتفاع و وزن تر گیاهچه ها اندازه گیری شد آنالیز داده ها با نرم افزار MSTATC و نمودارها با نرم افزار EXEL رسم گردید.
نتایج وبحث:
در خاك مزرعه نسبت به خاك استریل و تركیب آنها، سیاه دانه ها از وزن تر بیشتری برخودار بودند. ولی در خاك استریل و خاك تركیبی وزن تر سیاه دانه ها یكسان بود(شكل1). با اضافه كردن عصاره به خاك میزان كلروفیل گیاه نسبت به شاهد كاهش یافت. اما بین غلظت 50 درصد و 100 درصد عصاره اضافه شده، مقدار كلروفیل یكسان بود(شكل2). در اثرات متقابل خاك و عصاره اضافه شده به خاك نتایج نشان داد كه در خاك مزرعه با اضافه كردن عصاره وزن تر و ارتفاع گیاه نسبت به شاهد كاهش یافته است اما در خاك استریل با افزایش غلظت عصاره اضافه شده به خاك، وزن تر و ارتفاع گیاه نسبت به شاهد افزایش یافته است(شكل3و4). در خاك تركیبی وزن تر سیاهدانها اختلاف معنی داری با هم ندارند اما ارتفاع گیاه در غلظت 100 درصد عصاره اضافه شده نسبت به دو تیمار دیگر افزایش یافته است(شكل3). نتایج نشان داد كه اویارسلام دارای اثرات آللوپاتیك روی سیاهدانه است. با این حال به نوع خاك و غلظت مواد رها شده در خاك بستگی دارد. سیاهدانه در خاک مزرعه نسبت به خاک استریل و خاک ترکیبی از وزن تر بیشتری برخوردار بود(شكل1) شاید دلیل آن فعالیت میکروارگانیزمهای خاک باشد که باعث غیرفعال شدن مواد ثانویة موجود در خاک شده بودند و یا ممكن است عناصر غذایی خاك مزرعه بیشتر از دو خاك دیگر باشد. مقایسه عصاره های اضافه شده به خاک با شاهد نشان دهندة تأثیر منفی مواد ثانویة موجود در اندام هوایی اویارسلام روی کلروفیل سیاهدانه است(شكل2). در بین خاكهای مورد آزمایش بیشترین تأثیر عصاره اضافه شده در خاك مزرعه مشاهده شد، شاید وجود ترشحات ریشة اویارسلام در خاك مزرعه سبب شده است كه اضافه شدن بقایای اندامهای هوایی تأثیر منفی روی وزن تر سیاهدانه گذاشته است؛ اما در خاك استریل به دلیل عدم وجود ترشحات ریشه ای اویارسلام افزایش بقایای اندامهای هوایی تأثیر مثبت روی رشد نشان داده است(شكل3و4). در واقع در خاک مزرعه علت کاهش رشد گیاه با افزایش عصاره اضافه شده به خاک این است که مواد ثانویة موجود در اندامهای هوایی اویارسلام به ترشحات ریشه هایی که در خاک وجود دارد اضافه شده و روی رشد اولیه تأثیر منفی می گذارند که نشان دهندة تأثیر مثبت ترشحات ریشه ایی و بقایای اندامهای اویارسلام در کاهش رشد اولیة سیاه دانه می باشد. مقایسه خاک مزرعه با خاک ترکیبی نشان می دهد که در خاک مزرعه وزن تر سیاه دانه به طور معنی داری بیشتر است و در خاک ترکیبی حتی با اضافه کردن عصاره، وزن تر و ارتفاع گیاه جز در عصاره 100 درصد که ارتفاع بیشتری مشاهده شد تفاوت معنی داری ندا شته اند. احتمال می رود دلیل این امر، تأثیر مواد آلیلوپاتیک بیشتر ریشه نسبت به بقایای اندامهای هوایی باشد(5).
در کل مطالعات ما نشان داد که ترشحات ریشه ایی به همراه بقایای اندامهای هوایی اویارسلام دارای اثر آلیلوپاتیک روی رشد اولیة سیاه دانه بوده و ترشحات ریشه ایی نسبت به بقایای اندامهای هوایی دارای اثر آلیلوپاتیک بیشتر می باشد.