زئولیت اصفهان

مقدمه
تنش خشکی از مهم‌ترین عوامل کاهش فتوسنتز، رشد و عملکرد گیا‌هان به شمار می‌‌رود و استفاده از روش‌‌های به¬باغی نظیر مصرف خاکی کود‌های آلی و زئولیت‌‌های طبیعی می‌تواند در کاهش اثرات سوء این تنش مؤثر واقع شود. زئولیت نوعی کانی با ساختمان بلوری شامل آلومینوسیلیکات¬های هیدراته و دارای حفره‌‌های زیادی است که با کاتیون‌‌ها و مولکول‌‌های آب پر می‌شود (Ghazavi et al., 2013). جذب انتخابی و آزاد‌سازی کنترل شده عناصر غذایی توسط زئولیت¬‌ها باعث می‌شود که در صورت افزودن آنها به خاک، از طریق افزایش فراهمی طولانی¬مدت رطوبت و عناصر غذایی، به بهبود رشد گیاه کمک ‌کنند. زئولیت‌‌ها دارای خواص منحصر به فردی هستند. مولکول‌‌های آب و کاتیون‌‌ها به راحتی می‌توانند در داخل شبکه آن حرکت کنند، بدون این که ساختار شبکه دچار تغییر شود. همچنین، بار منفی موجود در ساختمان زئولیت‌‌ها ناشی از حضور آلومینیوم باعث ایجاد پدیده تبادل کاتیونی با سایر کاتیون‌‌های موجود در محیط می‌شود (Shaw & Andrews, 2001). با توجه به این ویژگی‌‌ها و فراوانی زئولیت‌‌های طبیعی در کشور و همچنین، استخراج آسان و قیمت مناسب، کاربرد این مواد در سطوح مختلف می‌تواند مورد توجه قرار گیرد. 
بیشتر مناطق شهرستان ملایر دارای خاک شنی با بافت بسیار سبک و ظرفیت نگهداری آب بسیار پایین است. با توجه به شدت گرفتن مشکلات ناشی از خشکسالی در سال‌‌های اخیر به نظر می‌رسد یافتن راهی جهت حفظ رطوبت خاک باعث بهبود رشد و نمو درختان فضای سبز از جمله زیتون تلخ شود. زئولیت طبیعی که در کشور به فراوانی یافت شده و با قیمت پایینی در دسترس می¬باشد، چنانچه اثرات مفید معنی‌داری بر ویژگی¬‌های فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی زیتون تلخ داشته باشد، قابل توصیه برای استفاده در فضا‌های سبز شهری خواهد بود. 

مواد و روشها
این پژوهش به‌ صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک¬‌های کامل تصادفی با سه تکرار بر روی درختان 5 ساله زیتون تلخ واقع در محوطه دانشگاه ملایر انجام شد. درختان دارای شرایط تغذیه، رشد و هرس یکسانی بودند. فاکتور اول شامل تنش خشکی در دو سطح: 1- بدون تنش (آبیاری کامل؛ 7 روز یک¬بار) و 2- تنش خشکی (آبیاری 21 روز یک¬بار) و فاکتور دوم شامل تیمار‌های اصلاح خاک به منظور حفظ رطوبت در چهار سطح به ترتیب: 1- شاهد (بدون افزودن مواد اصلاح کننده)، 2- زئولیت (8 کیلوگرم به ازای هر درخت)، 3- کود گاوی (15 کیلوگرم به ازای هر درخت) و 4- زئولیت (8 کیلوگرم) + کود گاوی (15 کیلوگرم) بود. محتوی کلروفیل نسبی برگ با استفاده از دستگاه SPAD (مدل 502)، محتوای نسبی آب برگ از طریق تعیین وزن تر، آماس و خشک نمونه‌‌های برگی، غلظت پرولین برگ به روش اسپکتروفتومتری، پایداری غشای سلولی از طریق اندازه¬گیری میزان نشت یونی نمونه¬ها، میزان پراکسیداسیون لیپید‌های غشایی به¬ وسیله تست تیوباربیتوریک اسید (TBAT) با سنجش میزان مالون دی¬الدئید، فعالیت آنزیم¬‌های آنتی-اکسیدانی آسکوربات پراکسیداز، کاتالاز و گایاکول پراکسیداز به روش اسپکتروفتومتری و میزان قندهای محلول برگ با دستگاه اسپکتروفتومتر اندازه¬گیری شد. تجزیه و تحلیل آماری داده¬ها با نرم‌افزار SAS (9.1.3) انجام شد.

1- محتوای کلروفیل برگ
در شرایط تنش خشکی، بیشترین مقدار کلروفیل کل مربوط به تیمار کود گاوی (93/10 میلی‌گرم در گرم وزن تر) و کمترین آن مربوط به شاهد (1/7 میلی‌گرم در گرم وزن تر) بود (جدول 1). تغییر میزان کلروفیل برگ تحت شرایط تنش خشکی معیار خوبی از میزان تحمل گیاه می‌باشد. در پژوهشی، غلظت کلروفیل با افزایش شدت تنش خشکی کاهش یافت که ممکن است به دلیل افزایش تولید گونه‌‌های فعال اکسیژن، کاهش تولید رنگدانه‌‌های گیاهی یا افزایش تخریب رنگدانه‌‌ها باشد (Nematpour et al., 2020). 

جدول 1: اثر مواد اصلاح کننده خاک (زئولیت و کود گاوی) بر محتوای کلروفیل برگ، محتوای نسبی آب برگ (RWC)، پرولین، قند محلول کل، پراکسیداسیون لیپیدهای غشاء (MDA) و فعالیت آنزیم¬های آنتی¬اکسیدانی کاتالاز (CAT)، گایاکول پراکسیداز (POD) و آسکوربات پراکسیداز (APX) در برگ زیتون تلخ تحت تنش خشکی و بدون تنش

2- محتوای نسبی آب برگ
در شرایط تنش، بیشترین محتوای نسبی آب برگ مربوط به تیمار زئولیت (22/89 درصد) و کمترین مقدار آن مربوط به شاهد (26/76 درصد) بود. نسبت بالای تعرق به جذب آب در طول دوره تنش خشکی باعث به هم خوردن تعادل آبی گیاه شده و محتوی نسبی آب برگ کاهش می‌یابد. این امر باعث بسته شدن روزنه‌‌ها و کاهش هدایت روزنه‌ای برای ورود دی‌اکسید کربن به مزوفیل برگ شده و در نهایت، فتوسنتز گیاه کاهش می‌یابد. طبق نتایج به دست آمده در این آزمایش، زئولیت و کود گاوی تأثیر قابل توجهی بر محتوای نسبی آب برگ داشت. زئولیت‌‌ها باعث توزیع افقی آب در خاک شده و با افزایش ظرفیت نگهداری آب در خاک از اثرات تنش خشکی بر مقدار آب نسبی گیاه می‌کاهد. 

3- پرولین
در شرایط تنش خشکی، بیشترین مقدار پرولین مربوط به تیمار شاهد (92/3 میلی‌گرم در گرم وزن تر) و کمترین مقدار آن مربوط به کود گاوی (61/2 میلی‌گرم در گرم وزن تر) بود. گیا‌هان پرولین آزاد را در واکنش به تنش‌‌های غیرزنده از قبیل خشکی در خود افزایش می‌دهند. تجمع پرولین با تحمل گیا‌هان به تنش ارتباط دارد. استفاده از پلیمر سوپرجاذب در شرایط تنش خشکی سبب کاهش پرولین در آفتابگردان و گوجه فرنگی شد (Saidi et al., 2014). در این پژوهش نیز با کاربرد زئولیت و کود گاوی تجمع پرولین کاهش یافت. این مواد با در اختیار گذاشتن تدریجی آب برای گیاه و جلوگیری از وقوع نوسانات رطوبتی از بروز تنش خشکی در گیا‌هان جلوگیری کرده و زمینه را برای کاهش تجمع پرولین در گیا‌هان تحت تنش مهیا می‌کنند (Ghorbanli et al., 2013). 

4- قند محلول کل
در شرایط تنش بیشترین مقدار قند مربوط به شاهد (8/23 میلی‌گرم در گرم وزن تر) و کمترین مقدار مربوط به تیمار زئولیت (23/17 میلی‌گرم در گرم وزن تر) بود. در شرایط تنش اسمزی میزان قند‌های محلول در سلول بالا می‌رود. این پدیده احتمالاً مکانیسم سازشی گیاه برای حفظ پتانسیل اسمزی در شرایط تنش اسمزی است. علاوه بر این، گیاه با این مکانیسم می‌تواند ذخیره کربوهیدارتی خود را در شرایط تنش در حد مطلوب نگه دارد (Gupta & Huang, 2014). 

5- پراکسیداسیون لیپید‌های غشاء
در شرایط تنش خشکی، بیشترین مقدار مالون دی‌آلدئید مربوط به شاهد (7/6 میکرومول در گرم وزن تر) و کمترین مربوط به زئولیت (18/4 میکرومول در گرم وزن تر) بود. پراکسیداسیون لیپید‌ها از نتایج تنش اکسیداتیو است. در اثر تجزیه اسید‌های چرب به وسیله اکسیژن واکنش‌گر ترکییاتی نظیر مالون دی‌آلدئید (MDA ) تولید می‌شود که برای سلول مسمومیت ایجاد می‌کند. در آزمایش حاضر کاربرد کود گاوی باعث کاهش میزان این ماده شد که با نتایج تحقیقات قبلی همخوانی دارد. ثابت شده است که کاربرد کود از طریق بهبود ظرفیت فتوسنتزی، کاهش تولید رادیکال‌‌های آزاد اکسیژن و گونه‌‌های فعال اکسیژن باعث کاهش پراکسیداسیون چربی غشاء و در نتیجه کاهش تولید مالون دی‌آلدئید در شرایط تنش‌‌های محیطی می‌گردد (Illes et al., 2021). 

6- آنزیم¬‌های آنتی اکسیدانی
در اثر کمبود آب در گیاه، علاوه بر این که تغییرات فیزیولوژیکی در گیاه ایجاد می‌شود، صدمات اکسیداتیو نیز از عوامل مهم محدود کننده رشد در گیا‌هان می‌باشد که در اثر تنش خشکی ایجاد می‌شوند. گیا‌هان جهت مقابله با تنش خشکی از مکانیزم‌‌های آنزیمی، مانند افزایش میزان فعالیت آنزیم‌‌های پراکسیداز و کاتالاز استفاده می‌کنند که میزان فعالیت این آنزیم‌‌ها از شاخص‌‌های ارزیابی مقاومت به خشکی در گیا‌هان محسوب می‌شود (Liu et al., 2011). در شرایط تنش خشکی، تنش‌‌های اکسیداتیو به عنوان تنش ثانویه عمل می‌کنند و باعث کاهش پایداری غشای سلولی، کاهش سرعت فتوسنتز و در نهایت، باعث کاهش میزان عملکرد گیاه می‌شوند (Fazeli et al., 2007). بررسی فعالیت آنزیم کاتالاز در برگ¬های پسته تحت شرایط تنش خشکی نشان داد که با افزایش شدت تنش میزان فعالیت این آنزیم به منظور کاهش اثرات مخرب خشکی در پایه‌‌های مقاوم به میزان بیشتری افزایش یافت. طبق این گزارش‌‌ افزایش فعالیت آنزیم‌‌های آنتی‌اکسیدان یک روش مؤثر در حمایت از آسیب‌‌های سلولی می‌باشد (Pakzad et al., 2019). 

منابع
Fazeli, F., Ghorbanli, M. & Niknam, V. 2007. Effect of drought on biomass, protein content, lipid peroxidation and antioxidant enzymes in two sesame cultivars. Biologia Plantarum, 51:98-103.
Ghazavi, R., Vali. A.A. & Mohammadesmaili. M. 2013. The application effects of natural zeolite at early stages of plant growth for two rangeland species (Ziziphose Spina christi and Acacia salicina) under drought stresses. Arid Biome Scientific and Research Journal, 3(2):84-88.
Ghorbanli, M., Gafarabad, M., Amirkian, T. & Allahverdi, B. 2013. Investigation of proline, total protein, chlorophyll, ascorbate and dehydroascorbate changes under drought stress in Akria and Mobil tomato cultivars. Journal of Plant Physiology, 3(2):651-658. 
Gupta, B. & Huang, B. 2014. Mechanism of salinity tolerance in plants: physiological, biochemical, and molecular characterization. International Journal of Genomics, Volume 2014, Article ID 701596, 18 pages.  
Illes, A., Bojtor, C., Szeles, A., Mousavi, S.M.N., Toth, B. & Nagy, J. 2021. Analyzing the effect of intensive and low-input agrotechnical support for the physiological, phenometric, and yield parameters of different maize hybrids using multivariate statistical methods. International Journal of Agronomy, Volume 2021, Article ID 6682573, 11 pages.
Liu, C., Liu, Y., Guo, K., Fan, D., Li, G., Zheng, Y., Yu, L. &Yang, R. 2011. Effect of drought on pigments, osmotic adjustment and antioxidant enzymes in six woody plant species in karst habitats of southwestern China. Environmental and Experimental Botany, 71(2):174-183.‏
Nematpour, A., Eshghizadeh, H.R., Zahedi, M. & Gheysari, M. 2020. Interactive effects of sowing date and nitrogen fertilizer on water and nitrogen use efficiency in millet cultivars under drought stress. Journal of Plant Nutrition 43(1):122-137.
Pakzad, R., Fatehi, F., Kalantar, M. & Maleki, M. 2019. Evaluating the antioxidant enzymes activities, lipid peroxidation andproteomic profile changing in UCB-1 pistachio rootstock leaf under drought stress. Scientia Horticulturae, 256:108617
Saidi, M., Safarinya, H., Ghanbari, F. & Sayari, M. 2014. Evaluation of physiological indices of tomato plant under different irrigation intervals and super absorbent polymer A200. Journal of Crop Production and Processing, 12:335-346. 
Shaw, J.W. & Andrews, R. 2001. Cation exchange capacity affects greens' truf growth. Golf Course Management, 69(3):73-77. 

Effect of Zeolite and Cow Manure on Physiological and Biochemical Indices of Chinaberry (Melia azedarach L.) under Drought Stress

Mohamadreza Zokaee Khosroshahi1, Alireza Shayganfar1*, Khadijeh Sarlak2 

1 Faculty Member, Horticulture Department, Faculty of Agriculture, Malayer University, Malayer, Iran
2 MSc Graduated, Horticulture Department, Faculty of Agriculture, Malayer University, Malayer, Iran
*Corresponding Author: shayganfar. a. r@gmail. com

Abstract 
The present experiment was conducted as a factorial experiment in a randomized complete block design with three replications. The first factor includes drought stress at two levels 1. without stress (irrigation every 7 days) and 2. drought stress (irrigation every 21 days), and the second factor includes the humidity maintenance treatments at four levels 1. Control, 2. Zeolite (8 kg per tree), 3. cow manure (15 kg per tree) and 4. zeolite+cow manure. The results showed that the use of zeolite and cow manure can be effective on the biochemical and physiological characteristics of chinaberry under drought stress. The soil application of zeolite and cow manure increased the chlorophyll content, relative water content and leaf phosphorus, and also decreased the content of proline, soluble sugars, malondialdehyde, hydrogen peroxide, ion leakage, and the activity of antioxidant enzymes. 
Keywords: Antioxidant Enzymes, Proline, Relative Water Content, Water Deficit