تاثیرات جیبرلیک اسید و تراکم گیاهی بر فعالیت آنتی‌اکسیدانی و متابولیت‌های ثانویه زعفران

مقدمه: زعفران (Crocus sativus L.) به خانواده زنبقیان (Iridaceae) تعلق دارد که کلاله‌های خشک آن گران‌ترین ادویه‌ها در جهان هستند و به‌طور گسترده در صنایع غذایی و دارویی استفاده می‌شوند. مدیریت صحیح تراکم کشت یکی از مهم‌ترین عوامل در تشکیل عملکرد زعفران است. انتخاب تراکم مناسب کاشت در زعفران، در حالی که بهره‌برداری از این محصول زراعی را افزایش می‌دهد، باعث افزایش عملکرد و کاهش فاصله زمانی بین کاشت و رسیدن به عملکرد اقتصادی می‌شود. از سوی دیگر، گبرلین‌ها به‌عنوان گروه متنوعی از تنظیم‌کننده‌های رشد گیاهی طبقه‌بندی می‌شوند که برخی مسیرهای فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی در گیاهان را تقویت می‌کنند. گبرلین‌ها در بسیاری از فرآیندهای رشد گیاه و بهبود برخی صفات مطلوب، مانند افزایش طول ساقه، گل‌دهی یکنواخت، کاهش زمان تا گل‌دهی و افزایش وزن گل، نقش دارند.همچنین با توجه به اینکه مطالعه عوامل تراکم کشت و کاربرد همزمان هورمون اسید جیبرلیک بر ویژگی‌های کیفی گیاه دارویی زعفران تاکنون انجام نشده است، هدف از این آزمایش بررسی اثر کشت متراکم و هورمون اسید جیبرلیک بر فعالیت آنتی‌اکسیدانی و مواد مؤثر زعفران می‌باشد.

مواد و روش‌ها: به منظور بررسی اثرات اسید جیبرلیک و تراکم گیاه بر فعالیت آنتی‌اکسیدانی و ترکیبات فعال زعفران، آزمایشی با طراحی عاملی بر اساس طرح بلوک کامل تصادفی در ایستگاه تحقیقاتی کشاورزی دانشگاه بیرجند در فصل رشد 2017-2018 انجام شد. تیمارها شامل اسید جیبرلیک (0 و 20 ppm) و تراکم گیاه (100، 200 و 300 پیاز در متر مربع) با سه تکرار بودند. پس از عملیات آماده‌سازی زمین شامل شخم اولیه، دیسک و تسطیح زمین، قطعاتی با ابعاد 1×2 متر ایجاد شد.فاصله بین قطعات ۵۰ سانتی‌متر و فاصله بین بلوک‌ها ۲ متر (شامل کانال‌های آبیاری) بود. از آنجایی که انتخاب ریشه با کیفیت برای کاشت جهت ایجاد عملکرد بالا مهم است، ریشه‌های سالم بدون زخم و خراش و عاری از هرگونه بیماری آماده شده و پس از وزن‌کشی کاشته شدند (وزن متوسط هر ریشه ۸ گرم است). آنتوسیانین، فنول، فعالیت آنتی‌اکسیدانی، سافرنال، کروسین، پیکروسین، عملکرد خشک خامه گل و رنگدانه‌های فتوسنتزی اندازه‌گیری شدند. داده‌ها با استفاده از نرم‌افزار SAS 9.1 تحلیل شدند و میانگین‌ها با استفاده از آزمون دانکن مقایسه گردیدند.

نتایج و بحث: نتایج نشان داد که اسید جیبرلیک تأثیر قابل توجهی بر روی صفات مختلف دارد (P<0.05). بیشترین مقدار فنل (629.77 میلی‌گرم در 100 گرم وزن خشک) و آنتی‌اکسیدان (39.53%) از تیمار با اسید جیبرلیک به دست آمد. بنابراین، اثر اسید جیبرلیک در سطح یک درصد بر آنتوسیانین خامه نیز معنی‌دار بود و میزان این صفت در تیمار با کاربرد اسید جیبرلیک 24٪ بیشتر از تیمار بدون کاربرد بود. ترکیبات فعال زعفران تحت تأثیر تیمارهای اسید جیبرلیک قرار دارند. بیشترین مقدار سافرنال (32.5٪)، کروکین (140.4٪) و پیکروکین (58.1٪) از استفاده از اسید جیبرلیک به دست آمد و کمترین مقدار سافرنال (28.3٪)، کروکین (125.1٪) و پیکروکین (56.6٪) از کنترل مشاهده شد. تراکم کاشت 300 پیازچه در متر مربع بیشترین عملکرد خشک خامه را داشت.کلروفیل a و کل با اعمال ۲۰ قسمت در میلیون اسید جیبرلیک به ترتیب ۱۴٪ و ۱۲٪ افزایش یافتند، در مقایسه با شاهد. تجربیات تراکم گیاه تنها بر برخی ویژگی‌های مواد فعال (سافرنال و پیکروچین) در سطح یک درصد تأثیر قابل توجه داشت و بیشترین این تأثیرات از تراکم گیاه با ۱۰۰ پیازچه در متر مربع به دست آمد، اما هیچ تأثیر معنی‌داری بر سایر ویژگی‌ها نداشت.

نتیجه‌گیری: یافته‌های مطالعه حاضر نشان داد که استفاده از ۲۰ قسمت در میلیون اسید جیبرلیک اثرات مثبتی بر ویژگی‌های کیفی زعفران دارد و تراکم کم کاشت (۱۰۰ پیازچه در متر مربع) تنها بر برخی ویژگی‌های مواد فعال زعفران (سافرنال و پیکروچین) تأثیر داشت و تراکم بالای کاشت (۳۰۰ پیازچه در متر مربع) بر عملکرد خشک خامه تأثیر گذاشت.

“Introduction: Saffron (Crocus sativus L.) belongs to the Iridaceae family, whose dry stigmas are the most expensive spices in the world and are widely used in food and pharmaceutical industries. Correct management of planting density is one of the most important factors in the formation of saffron yield. Choosing the appropriate planting density in saffron, while increasing the exploitation of this agriculture, increases the yield and reduces the period between planting and economic yield. On the other hand, gibberellins are classified as a diverse group of plant growth regulators that enhance some physiological and biochemical pathways in plants. Gibberellins are involved in many plant development processes and the improvement of some desirable traits, such as increasing stem length, uniform flowering, reducing the time to flowering, and increasing flower weight. Also, considering that the study of planting density factors and the simultaneous application of gibberellic acid hormone on the qualitative traits of the saffron medicinal plant has not been done, the purpose of this experiment is to investigate the effect of dense cultivation and gibberellic acid hormone on the antioxidant activity and effective substances of saffron.

Materials and Methods: To investigate the effects of gibberellic acid and plant density on the antioxidant activity and active ingredients of saffron, an experiment was conducted with a factorial arrangement based on a randomized complete block design at the Agricultural Research Station, University of Birjand during 2017-2018 growing season. Treatments consist of gibberellic acid (0 and 20 ppm) and plant density (100, 200, and 300 corms.m-2) with three replications. After the land preparation operation including initial plowing, disk,and land leveling, plots with dimensions of 1×2 meters were created. The distance between the plots was 50 cm and the distance between the blocks was 2 meters (including the irrigation ditches). Since it is important to choose a quality root for planting in order to create a high yield, healthy roots without wounds and scratches and free from any kind of disease were prepared and planted after weighing (the average weight of each root is 8 grams). Anthocyanin, phenol, antioxidant activity, safranal, crocin, picrocin, dry stigma yield, andphotosynthetic pigments were measured. Data were analyzed using SAS 9.1 software and means were compared based on the Duncan test.

Results and Discussion: The results showed that gibberellic acid had a significant effect on different traits (P<0.05). The highest amount of phenol (629.77 mg. 100 g dry weight-1) and antioxidant (39.53%) was obtained from the gibberellic acid treatment. Therefore, the effect of gibberellic acid at the level of one percent on stigma anthocyanin was also significant and the rate of this trait was 24% higher in the treatment of gibberellic acid application than the non-application treatment. Active ingredients of saffron are influenced by gibberellic acid treatments. The highest safranal (32.5 %), crocin (140.4 %), and picrocin (58.1%) obtained from the use of gibberellic acid, and the lowest safranal (28/3%), crocin (125.1 %), and picrocin (56.6 %) obtained from control. A planting density of 300 corms.m-2had the highest dry stigma yield. Chlorophyll a and total were increased by application of 20 ppm of gibberellic acid by 14% and 12%, respectively, compared to the control. Plant density treatments were significantly affected only on some traits of active ingredients (safranal and picrocin) at the level of one percent and the highest these were obtained from plant density with 100 corms.m-2, but it had no significant effect on other traits.

Conclusion: The current study’s findings revealed that the use of 20 ppm gibberellic acid had positive effects on qualitative traits of saffron and low planting density (100 corms.m-2) affected only some traits of saffron active ingredients (safranal and picrocin) and high planting density (300 corms.m-2) affected the dry stigma yield.”