اثر محلول پاشی نیترات پتاسیم و تنظیم کننده رشد فورکلرفنورن بر تخصیص کربوهیدرات ها و برخی صفات فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گیاه زعفران

زعفران به عنوان یکی از رایج‌ترین گونه‌های گیاهی ادویه‌ای و دارویی در دنیا شناخته شده است. هدف این مطالعه ارزیابی تأثیر غلظت‌های مختلف فورکلرفنورن و نیترات پتاسیم بر تجمع کربوهیدرات‌ها و متابولیسم نشاسته در برگ و بنه‌های دختری زعفران می‌باشد. این آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک کامل تصادفی در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه زنجان انجام شد. مرحله اول محلول‌پاشی در اوایل اسفند ماه و مرحله دوم در اوایل فروردین ماه انجام شد.

در این تحقیق صفاتی مانند میزان کربوهیدرات‌های محلول و نشاسته در برگ و بنه، میزان فعالیت آنزیم بتا آمیلاز برگ و آنزیم ADP-گلوکز پیروفسفوریالز (AGP) در بنه‌های دختری، هدایت و مقاومت روزنه‌ای، سرعت فتوسنتز، غلظت CO₂ زیر روزنه‌ای، میزان کلروفیل a، b و کلروفیل کل، آنتوسیانین و فلاونوئیدها اندازه‌گیری شدند. به علاوه درصد عناصر غذایی برگ و بنه شامل نیتروژن و پتاسیم نیز تعیین گردید. با توجه به نتایج به دست آمده اثر متقابل فورکلرفنورن 5 میلی‌گرم در لیتر در سطح نیترات پتاسیم 500 میلی‌گرم در لیتر موجب افزایش نیتروژن و پتاسیم بنه، هدایت روزنه‌ای، سرعت فتوسنتز، غلظت CO₂ زیر روزنه‌ای، کلروفیل a، کلروفیل کل، فلاونوئیدها و کربوهیدرات‌های محلول برگ شد. سرعت تعرق و میزان آنتوسیانین‌ها تحت تأثیر تیمارها قرار نگرفتند. تقریباً تمامی تیمارها و بیشتر از همه اثر متقابل فورکلرفنورن 5 میلی‌گرم در لیتر در سطح نیترات پتاسیم 1000 میلی‌گرم در لیتر موجب افزایش میزان نشاسته بنه شدند.

فعالیت آنزیم ADP-گلوکز پیروفسفوریالز بنه با افزایش سطوح CPPU و KNO₃ به طور پیوسته افزایش یافت، به ویژه در تیمار 5 میلی‌گرم CPPU و 500 میلی‌گرم KNO₃ که مقدار آن به 49.96 میکرومول بر دقیقه به ازای هر میلی‌گرم پروتئین رسید. تیمار CPPU با 5 میلی‌گرم در لیتر و KNO₃ با 500 میلی‌گرم در کیلوگرم به طور قابل توجهی باعث بهبود تمامی پارامترهای فیزیولوژیکی مورد بررسی شده است. این تیمار باعث افزایش ذخیره‌سازی کربوهیدرات‌ها، بهبود جذب نیتروژن و پتاسیم در برگ و بنه، بهبود میزان فعالیت آنزیم ADP-گلوکز پیروفسفوریالز بنه شد. همچنین خصوصیات کیفی کلاله نیز مانند میزان سافرانال، کروسین و پیکروکروسین تحت تأثیر این تیمار افزایش قابل ملاحظه‌ای نشان دادند. نتایج به دست آمده می‌تواند به بهبود وزن و کیفیت بنه زعفران برای افزایش گل‌آوری در شرایط مزرعه کمک کند.

Saffron is one of the most popular and well-known spices and medicinal plant species in the world. Limited information is available regarding the nutritional properties and allocation of phytochemicals in this plant. The aim of this study is to evaluate the impact of different concentrations of forchlorfenuron and potassium nitrate in the accumulation of carbohydrates and starch metabolism on saffron stigmas and corms.

This experiment was carried out as a factorial design based on a randomized complete block design at the research farm of Zanjan University. The first stage of foliar application was conducted in early February and the second stage in early March. In this study, traits such as soluble carbohydrates and starch content in stigmas and corms, the activity of the enzyme beta-amylase in stigmas and ADP-glucose pyrophosphorylase (AGP) enzyme in corms, stomatal conductance and resistance, photosynthetic rate, sub-stomatal CO₂ concentration, chlorophyll a, b and total chlorophyll, anthocyanins, and flavonoids were measured. Additionally, the percentage of nutritional elements in stigmas and corms, including nitrogen and potassium, was determined.

Based on the results, the interactive effect of forchlorfenuron at 5 mg.L⁻¹ with potassium nitrate at 500 mg.L⁻¹ resulted in increased nitrogen and potassium in the corms, stomatal conductance, photosynthetic rate, sub-stomatal CO₂ concentration, chlorophyll a, total chlorophyll, flavonoids, and soluble carbohydrates in the stigmas. Transpiration rate and anthocyanin levels were not influenced by the treatments. Nearly all treatments, with the highest response observed with forchlorfenuron at 5 mg.L⁻¹ in combination with potassium nitrate at 1000 mg.L⁻¹, led to an increase in starch content in the corms. The activity of the enzyme ADP-glucose pyrophosphorylase in corms continuously increased with higher levels of CPPU and KNO₃, especially reaching 49.96 µmol.min⁻¹.g⁻¹ protein with a treatment of 5 mg CPPU and 500 mg KNO₃.

This indicates an increase in starch storage in saffron stigmas under these treatments. This study reveals significant insights into the role of CPPU and potassium nitrate on growth, nutrient absorption, carbohydrate metabolism, and allocation of phytochemicals in saffron. Treatment with 5 mg.L⁻¹ CPPU and 500 mg.kg⁻¹ KNO₃ significantly improved all physiological parameters examined. This treatment resulted in increased carbohydrate storage, improved nitrogen and potassium uptake in stigmas and corms, enhanced activity of the enzyme ADP-glucose pyrophosphorylase in corms, and considerable increases in the qualitative characteristics of saffron such as safranal, crocin, and picrocrocin. The results obtained can contribute to improving the weight and quality of saffron corms to increase flower production in field conditions.