بررسی تأثیر کمپوست زباله شهری و وزن بنه بر صفات کیفی و میزان متابولیت‌های ثانویه زعفران (Crocus sativus L.)

زمینه و اهداف: کودهای آلی ترکیبات کربنی هستند که تولید و کیفیت رشد گیاهان را افزایش می‌دهند. کمپوست زباله شهری یک کود آلی است که خواص فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک را بهبود بخشیده و ماده آلی اضافه کرده و تأثیر مثبتی بر جذب عناصر، کیفیت و عملکرد زعفران دارد. علاوه بر این، در کشت زعفران، با استفاده از غده‌های مادری استاندارد با حداقل وزن ۸ گرم، امکان تولید مقدار قابل توجهی کلاله وجود دارد. بنابراین، هدف این تحقیق بررسی اثرات متقابل کمپوست زباله شهری و اندازه غده مادری بر خواص شیمیایی زعفران بود. مواد و روش‌ها: این آزمایش با آرایش عاملی بر اساس طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در ایستگاه تحقیقات کشاورزی دانشگاه بیرجند در طول فصل زراعی ۲۰۱۴-۲۰۱۵ انجام شد. تیمارها شامل چهار سطح کمپوست زباله شهری (۰، ۵، ۱۰ و ۲۰ تن در هکتار) و سه وزن غده مادری (۰.۱-۴، ۴.۱-۸ و ۸.۱-۱۲ گرم) بود. گل زعفران در پاییز ۲۰۱۵ اندازه‌گیری شد. فنل کل با استفاده از آزمون فولین-سیوکالتئو تعیین شد. فعالیت خنثی‌کنندگی رادیکال آزاد نمونه‌ها با استفاده از روش DPPH مشخص شد. متابولیت‌های ثانویه زعفران (کروسین، پیکروکروسین و زعفرنال) مطابق با استاندارد ملی ایران اندازه‌گیری شدند. نتایج: نتایج نشان داد که بیشترین میزان فنل کل و فعالیت آنتی‌اکسیدانی (به ترتیب ۸۹/۱۰ میلی‌گرم در ۱۰۰ گرم و ۶۶.۶۶٪) در تیمار ۲۰ تن در هکتار کمپوست به دست آمد و کمترین مقدار (۸۵/۱۰ میلی‌گرم در ۱۰۰ گرم و ۵۸.۶۲٪) در گروه شاهد ثبت شد. نتایج نشان داد که افزودن میزان کمپوست به‌طور قابل‌توجهی متابولیت‌های ثانویه (کروسین، پیکروکروسین و زعفرنال) را افزایش داد. بنابراین، وزن غده تأثیر معنی‌داری بر فعالیت آنتی‌اکسیدانی و متابولیت‌های ثانویه اصلی داشت و بالاترین ویژگی‌ها برای غده با وزن ۸.۱-۱۲ گرم به دست آمد. از آنجا که اثر متقابل کمپوست زباله شهری و وزن غده بر متابولیت‌های ثانویه اصلی تأثیر معنی‌داری داشت. بحث: نتایج نشان داد که تیمار کودی و وزن غده به‌طور مثبت بر خواص شیمیایی و متابولیت‌های ثانویه اصلی زعفران تأثیر گذاشت. گزارش شده است که گیاهان نمی‌توانند همزمان منابع را به رشد و دفاع تخصیص دهند و بین پروتئین‌ها و فنول‌ها در گیاهان برای پیش‌سازهای مشترک دخیل در زیست‌سازیشان رقابت وجود دارد. این نتایج ما را به این فرضیه هدایت کرد که گیاهان زعفران ممکن است از فواید کود کمپوست برای سنتز پروتئین و توسعه رشد خود استفاده کنند. از طرف دیگر، ماده آلی (مانند کمپوست) به‌عنوان پیش‌ساز یا فعال‌کننده فیتوهورمون‌ها و مواد رشد و ترکیبات ثانویه در گیاهان عمل می‌کند. نوع خاک و محتوای ترکیبات آلی در خاک می‌تواند تأثیر تعیین‌کننده‌ای در افزایش محتوای ترکیبات آلی در خاک و تقویت فعالیت آنتی‌اکسیدانی داشته باشد.

Background and Objectives: Organic fertilizers are carbon-based compounds that increase the productivity and growth quality of plants. Municipal waste compost is an organic manure that improves the physical, chemical and biological properties of soil and adds organic matter and exerts a positive effect on elements absorption, quality and yield of saffron. In addition, in saffron cultivation, it is possible to produce considerable amounts of stigma by using of standard mother corms with a minimum weight of 8 g. Therefore, the aim of this research was to investigate the interaction effects of municipal waste compost and mother corm size on chemical properties of saffron. Materials and methods: This experiment was conducted with a factorial arrangement based on randomized complete block design with three replications at the Agricultural Research Station, University of Birjand during the growing season of 2014-2015. Treatments were four levels of municipal waste compost (0, 5, 10 and 20 t.ha-1) and three mother corm weights (0.1-4, 4.1-8 and 8.1-12 g). Flower of saffron was measured during autumn of 2015. Total phenol was determined using the Folin-Ciocalteu assay. Free radical scavenging activity of the samples was determined using DPPH method. Secondary metabolites of saffron (crocin, picrocrocin and safranal) were measured according to Iran’s national standard. Results: The results showed that the highest total phenol and antioxidant activity (10.0789 mg.100 gr-1 and 65.66%, respectively) was obtained in treatment 20 t. ha-1 compost and the lowest (10.0785 mg.100 gr-1 and 62.58%) was recorded in control. Results showed that addition of the compost rate significantly increased secondary metabolites (crocin, picrocrocin and safranal). So, corm weight had a significant effect on antioxidant activity and the main secondary metabolites and the highest characteristics were obtained for corm with 8.1-12 g. As, the effect of interaction of municipal waste compost and corm weight significantly affected the main secondary metabolites. Discussion: The results showed that fertilizer treatment and corm weight influenced chemical properties and the main second metabolites of saffron positively. It has been reported that plants cannot simultaneously allocate resources to growth and defense and that there is competition between proteins and phenolics in plants for the common precursors involved in their biosynthesis .These results led us to presume that saffron plants may utilise benefits from compost fertilizer for their protein synthesis and growth development. On the other hand, organic matter (e.g. compost) acts as precursors or activators of phytohormones and growth substances and secondary compounds in plants. The type of soil and the content of organic compounds in soil can have a decisive effect on increasing the content of organic compounds in soil and strengthening antioxidant activity.