Soil and Plant Interactions

fa تاثیر انواع کمپوست بر پاسخ‌های فیزیولوژیک و بیوشیمیایی گیاه دارویی اکلیل کوهی (Rosmarinus officinalis) تحت تنش شوری Effect of Different Composts on Physiological and Biochemical Responses of Rosemary (Rosmarinus officinalis L.), a Medicinal Plant, Under Salt Stress رشد گیاهان در شرایط تنش Plant growth under stressful conditions پژوهشي Research پیشینه پژوهش و هدف: شوری خاک از راه ایجاد تنش‌های اسمزی و اکسیداتیو، رشد گیاهان را مختل می‌کند. این پژوهش با هدف بررسی تاثیر کمپوست اصلاح‌شده با فرآیند فنتون، که یک روش اکسیداسیون پیشرفته برای بهبود زیست‌فراهمی مواد آلی محسوب می‌شود، بر سازوکار‌های دفاعی موثر در برابر تنش اکسیداتیو در اکلیل کوهی (.Rosmarinus officinalis L) انجام شد. روش‌ها: این آزمایش به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار با سه سطح شوری شامل صفر (تیمار شاهد)، 4 و 8 dS m‒1 و چهار تیمار کمپوست شامل شاهد (بدون کمپوست)، کمپوست معمولی (100 درصد فضولات گوسفندی)، کمپوست مخلوط (75 درصد فضولات گوسفندی + 25 درصد خاک اره خام) و کمپوست اصلاح‌شده با فرآیند فنتون (75 درصد کود گوسفندی + 25 خاک اره تیمارشده با فرآیند فنتون) در سه تکرار و روی گیاه اکلیل کوهی انجام شد. در انتهای آزمایش شاخص‌های فیزیولوژیک و بیوشیمیایی گیاه مانند برخی از آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی، غلظت پراکسید هیدروژن، غلظت مالون‌دی‌آلدهید، غلظت پرولین، نشت الکترولیت، محتوای نسبی آب برگ و همچنین وزن خشک و وزن تازه اندازه‌گیری شدند. نتایج: اگرچه همه کمپوست‌های مورد استفاده عملکرد اکلیل کوهی را در شرایط شور بهبود بخشیدند، اما کمپوست فنتونی در تمام سطوح شوری، به‌ویژه شوری 8 dS m‒1 مؤثرترین تیمار بود. در تیمار کمپوست فنتونی، فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان کاتالاز (7/3 برابر)، آسکوربات پراکسیداز (2/28 برابر)، گایاکول پراکسیداز (3/8 برابر) و پراکسیداز (4/11 برابر) نسبت به تیمار بدون کمپوست افزایش یافتند. این تیمار باعث افزایش تجمع پرولین به میزان 44/5 درصد شد که به افزایش 16/4 درصدی محتوای نسبی آب برگ انجامید. همچنین کمپوست فنتونی غلظت پراکسید هیدروژن، نشت الکترولیت، و مالون‌دی‌آلدهید را به‌ترتیب 31، 36، و 35 درصد کاهش داد. عملکرد خشک اکلیل کوهی در این تیمار نسبت به شرایط بدون کمپوست 3/14 برابر و نسبت به کمپوست معمولی 1/75 برابر افزایش یافت.  نتیجه‌گیری کلی: به‌نظر می‌رسد کمپوست اصلاح‌شده با فرآیند فنتون، با فعال‌سازی سیستم دفاع آنتی‌اکسیدانی، در شرایط مشابه این پژوهش توانایی کاهش پیامدهای شوری بر اکلیل کوهی را داشته باشد، هرچند اثبات کاربرد گسترده آن نیازمند پژوهش‌های مزرعه‌ای بیشتر است.   Background and Objective: Soil salinity disrupts plant growth by causing osmotic and oxidative stresses. This study aimed to investigate the effect of compost modified by the Fenton process—an advanced oxidation method that enhances organic matter bioavailability—on the defense mechanisms of rosemary (Rosmarinus officinalis L.) against oxidative stress. Methods: The experiment was conducted as a factorial in a completely randomized design with three replications. Salinity levels were 0, 4, and 8 dS m‒1. Four compost treatments were used: control (no compost), ordinary compost (100% sheep manure), mixed compost (75% sheep manure + 25% raw sawdust), and Fenton‑modified compost (75% sheep manure + 25% sawdust treated by the Fenton process). At the end of the experiment, various physiological and biochemical traits were measured – including antioxidant enzyme activities, hydrogen peroxide concentration, malondialdehyde concentration, proline content, electrolyte leakage, leaf relative water content, as well as fresh and dry weights of rosemary. Results: Although all compost types improved rosemary performance under saline conditions, Fenton compost was the most effective treatment in all salinity levels, especially at 8 dS m‒1. Compared to the no‑compost treatment, Fenton compost increased the activity of antioxidant enzymes: catalase (3.7-fold), ascorbate peroxidase (2.28-fold), guaiacol peroxidase (3.8-fold), and peroxidase (4.11-fold). Proline accumulation increased by 44.5%, which led to a 16.4% increase in leaf relative water content. Fenton compost also reduced hydrogen peroxide, electrolyte leakage, and malondialdehyde by 31, 36, and 35%, respectively. Dry yield of rosemary under Fenton compost was 3.14 times higher than the no‑compost treatment and 1.75 times higher than ordinary compost. Conclusion: It appears that Fenton‑modified compost, by activating the plant’s antioxidant defense system, can reduce the negative effects of salinity on rosemary under the conditions of this study. However, further field studies are needed to confirm its broader application. آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان, پرولین, فرآیند فنتون, تنظیم اسمزی, نشت الکترولیت. Antioxidant enzymes, Proline, Fenton process, Osmotic adjustment, Electrolyte leakage. 17 31 http://jspi.iut.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-2053-3&slc_lang=fa&sid=1 Esmaeil Karimi اسماعیل کریمی ekarimi@maragheh.ac.ir 0000-0002-1670-3144 Yes Department of Soil Science and Engineering, Faculty of Agriculture, University of Maragheh, Maragheh, Iran گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران Sareh Hemmadi ساره حمادی saroshamadi1999@gmail.com No Department of Soil Science and Engineering, Faculty of Agriculture, University of Maragheh, Maragheh, Iran گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران Sirous Sadeghi سیروس صادقی sirossadeghi@gmail.com 0000-0003-3544-8393 No Department of Soil Science and Engineering, Faculty of Agriculture, University of Maragheh, Maragheh, Iran گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران Seyed Bahman Mousavi سید بهمن موسوی b_mosavi2000@yahoo.com 0000-0003-1261-4969 No Department of Soil Science and Engineering, Faculty of Agriculture, University of Maragheh, Maragheh, Iran گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران