بررسی اثر ورمی کمپوست و نانوکود کلاته آهن بر عملکرد کمی و کیفی گلرنگ و زعفران

استفاده از گیاهان دارویی قدمتی همپای بشر داشته و طی سالیان متمادی داروهای طبیعی خصوصا گیاهان دارویی اساس و حتی در برخی موارد تنها طریق درمان محسوب می شدند و در عین حال مواد اولیه موجود در آن ها در صنعت داروسازی مورد استفاده قرار می گرفت. در اوایل قرن حاضر پیشرفت علم شیمی و کشف سیستم های سنتز آلی منجر به توسعه صنعت داروسازی و جایگزینی شیمی درمانی شد. تمایل به تولید گیاهان دارویی و معطر و تقاضا برای محصولات طبیعی به خصوص در شرایط کشت اکولوژیک در جهان رو به افزایش است. عوارض جانبی فراوان داروهای شیمیایی، ناتوانی پزشکی کلاسیک در درمان بیماری های مزمن و وجود مواد موثره در داروهای گیاهی از دلایل عمده استفاده آن ها در صنعت داروسازی می باشد. (carrubba et al., 2002). هم چنین از زمان های قدیم گیاهان و چاشنی های آن ها برای بهبود طعم و عطر به انواع غذاها اضافه می شدند. بسیاری از ترکیبات طبیعی به دست آمده از گیاهان دارای طیف وسیعی از فعالیت های زیستی هستند (oke et al., 2009). مصرف کودهای شیمیایی که با استفاده از سوخت های فسیلی در مقادیر زیاد و قیمت کم تولید می شوند، استفاده از کودهای آلی را کاهش داده است. استعمال کودهای شیمیایی در ایران بسیار بالاست و اغلب بیش از نیاز محصول است و این امر منجر به تخریب بافت خاک شده است (galavi et al. 2012). پایداری خاک به تجدید مداوم مواد آلی مربوط می شود. مواد آلی اساسا از بقایای گیاهی به دست می آید و باعث حفظ میکروارگانیسم ها و میکروفون خاک می شود (shirani et al. 2002). تحقیقات نشان داده است که کودهای آلی یا ارگانیک بسیار بهتر از کود های شیمیایی هستند و استفاده از آن ها علاوه بر کاهش هزینه های اقتصادی مشکلات عدیده کود های شیمیایی نظیر خراب کردن بافت خاک، نفوذ مواد شیمیایی به آب های سطحی و آلوده کردن این آب ها و رسیدن این آلودگی ها به صورت چرخه ای به غذای حیوانات و انسان ها را نیز به همراه ندارد (senesi et al., 2005). نیازهای کودی از جمله مهمترین عواملی هستند که بر تولید تاثیر گذار می باشند. رشد و میزان مواد موثره گیاهان داروئی ممکن است به طور مثبت یا منفی به کود ها پاسخ دهند، که دریافتن این موضوع مستلزم انجام مطالعات است (firas and bayati, 2008). کودها، کاربرد وسیعی دارند و به سه نوع شیمیایی، آلی و زیستی طبقه بندی می شوند. در چند دهه اخیر مصرف کودهای شیمیایی در اراضی کشاورزی موجب بروز مشکلات زیست محیطی از جمله آلودگی آب، افت کیفیت محصولات کشاورزی و تاثیر بر خصوصیات بیولوژیک خاک گردیده است. مصرف طولانی مدت کودهای شیمیایی می تواند جامعه میکروبی را تحت تاثیر قرار داده و در جهت کاهش فعالیت میکروبی گام بردارد (prioma2009). ورمی کمپوست یکی از کودهای مناسب مورد استفاده در نظام کشاورزی ارگانیک می باشد. ورمی تکنولوژی فناوری جدیدی است و در عمل عبارت است از به کار گیری انواع خاص از کرم های اپیژیک که به دلیل توان رشد و تکثیر بسیار سریع آن ها بقایای آلی را با سرعت زیاد مصرف و به کود آلی ورمی کمپوست تبدیل می کنند theunissen et al., 2010)). ورمی کمپوست منبعی غنی از عناصر ماکرو، میکرو، ویتامین ها، آنزیم ها و هورمون های محرک رشد گیاه است که سبب رشد زیاد و سریع گیاهان از جمله گیاهان دارویی می گردد (prabha et al., 2007). از مهم ترین مزایای مواد دفعی کرم های خاکی در مقایسه با کمپوست معمولی، فراهمی بیشتر عناصر غذایی برای گیاه می باشد که این عمل با شدت معدنی شدن مواد آلی در لوله گوارش کرم های خاکی رخ می دهد. افزایش فرآیند معدنی شدن به دلیل نقش های تحریک کننده کرم های خاکی در فرآیند تجزیه و تبدیل مواد بوده و در نهایت ورمی کمپوست به دست آمده ترکیبی پایدار و یکنواخت است و آلودگی های کمتری نسبت به مواد اولیه دارد (ndeywa and thompson., 2001). استعمال برگی مواد مغذی به عنوان یک راه افزایش بازده و کیفیت محصول است. علاوه بر این، این روش استفاده از مواد مغذی را بهبود داده و با کاهش نیاز کاربرد کودهای شیمیایی در خاک، موجب کاهش آلودگی زیست محیطی می گردد. علاوه بر مزایای آن در تولید محصول، اثرات سودمند و مفید بر سلامتی انسان و دام دارد. در مناطق نیمه خشک مثل ایران، استعمال برگی مواد مغذی گزینه مناسب تری در مقایسه با کوددهی خاک است مخصوصا زمانی که ریشه نمی تواند مواد مغذی ضروری را جذب کند. سایر مزایا شامل جبران سریع کمبود موادمغذی و کاربرد مقادیر کمتر و کاهش سمیت ناشی از تجمع بیش از حد عناصر و ممانعت از تثبیت موادمغذی در خاک است (galavi et al. 2012). ورمی واش یک کود مایع، حاصل از ورمی کمپوست و حاوی ریزمغذی ها و مولکول های آلی مفید برای گیاه است و معمولا بصورت اسپری برگی استفاده می شود. به نظر می رسد ورمی واش دارای خواص اصلی فعال کردن رشد گیاه است و نباید فقط به عنوان یک کود بلکه به عنوان یک محرک و نیز آفت کش زیستی نیز در نظر گرفته شود (ansari 2008a). در کل کاربرد کودهای آلی و زیستی به عنوان جایگزین برای کودهای غیرآلی و شیمیایی برای رشد گیاهان دارویی و معطر، نه تنها به عنوان عمل ساده و مفید مختصر، بلکه باید به عنوان یک هدف برای بهبود شرایط محیطی و سلامتی انسان در کشاورزی پایدار مدنظر گرفته شود (sharafzadeh and ordokhani 2011). به همین دلیل در این پژوهش اثر ورمی کمپوست روی زعفران و گلرنگ بررسی شد. آهن به عنوان یکی از مهمترین ریز مغذی ها، از عناصر فراوان در خاک است که ترکیبات آن حدود 5% وزن پوسته زمین را فرا گرفته است. علیرغم این مقدار فراوان، به دلیل غیر قابل دسترس بودن آن برای گیاهان کمبود آن معمول می باشد. اکثر آهن موجود در خاک به صورت عناصر غیر قابل حل می باشند و تنها میزان بسیار کمی به صورت محلول است که میزان آن به ph بستگی دارد (and tagliavini 2006 rombola). آهن (fe) از عناصر ضروری برای رشد گیاهان، حیوانات و انسان است. گیاهان در طی دوره رشد نیاز به ذخیره مداوم و کافی آهن دارند. افزایش میزان محصول از طریق کاربرد کود آهن در خاک و آب آبیاری و همچنین اسپری آن روی برگ ها گزارش شده است. تامین این عنصر غذایی در خاک می تواند موجب توازن عناصر غذایی در گیاه و نهایتا افزایش تولید و کیفیت محصول شود. کمبود آهن در گیاهان نه تنها موجب کلروز می شود، بلکه فعالیت آنزیم های مشخصی مانند کاتالاز و پراکسیداز را نیز کاهش می دهد. زیرا این آنزیم ها دارای آهن پورفیرین هستند که به عنوان گروه های پروستتیک، نقش ویژه ای را در متابولیسم گیاه ایفا می کنند. امروزه تلاش می شود با مصرف خاکی یا تغذیه برگی کودهای معدنی و کلات های آهن و بهبود ph خاک با استفاده از اسید های آلی و غیر آلی کمبود آهن برطرف شود (et al., 2006 alvarez-fernandez). یکی از مهم ترین کاربردهای فناوری نانو در گرایش های کشاورزی در بخش های آب و خاک، استفاده از نانوکودها برای تغذیه گیاهان می باشد. جایگزینی کود ها و مکمل های شیمیایی با تیمار های بیولوژیکی و مواد نانو باعث افزایش سلامت غذا و محیط، افزایش تولیدات زراعی، کم کردن مصرف کود ها، طولانی تر کردن مدت نگهداری محصول کشاورزی تولید شده می گردد (moraru et al., 2003). نانو کود آلی کلاته آهن دارای بنیان یا کمپلکسی پایدار و قوی است که در بازه 11>ph>3 یعنی بالاتر از استاندارد ملی ایران (3/8=ph)، 9% آهن محلول در آب را در اختیار گیاهان قرار می دهد (پرداختی و همکاران، 1385). گرانبهاترین چاشنی غذایی جهان، کلاله های قرمز رنگ گیاه زعفران (crocus sativus l.) می باشد. این گیاه علاوه بر ایران در مناطق دیگری از جهان از جمله اسپانیا، هند، یونان و ایتالیا نیز کشت می شود. این گونه تریپلوئید و عقیم بوده و معمولا از طریق بنه تکثیر می شود. به دلیل نیاز کم آبی این گیاه، برای کاشت در مناطق مستعد خشکی کاندیدای بسیار خوبی است (gresta et al., 2008a). از زمان های گذشته زعفران به عنوان طعم دهنده غذا استفاده می شده است. علاوه بر آن دارای اثرات درمانی نظیر اثرات ضدتب، شادی آور و مسکن درد دندان نیز هست (kianbakht and ghazavi .,2005). گلرنگ (carthamus tinctorius l.) گیاه روغنی مهمی است که از دیرباز در مناطق خشک و نیمه خشک دنیا از جمله هندوستان و دیگر نقاط خاورمیانه و شرق آفریقا کشت می شده است (ravi et al., 2008). کشت این گیاه روغنی بومی و با ارزش از سالیان دور در کشور رواج داشته است. پراکنش تیپ های وحشی آن در سراسر کشور بیانگر سازگاری بالای آن به شرایط آب و هوایی، به ویژه مقاومت خوب آن به تنش های شوری و خشکی می باشد (movaheddy-dehnavy et al., 2009). امروزه با توجه به اهمیت زیادی که اسیدهای چرب غیراشباع در کیفیت تغذیه ای روغن دارند، روغن گلرنگ با بیش از 80% اسیدهای چرب غیراشباع بسیار مورد توجه قرار گرفته است (isah et al., 2007). از طرف دیگر گلرنگ به عنوان گیاه دارویی شناخته شده که برای درمان بیماری های قلبی، روماتیسم و دیابت استفاده می شود (ibrahim et al., 2005). با توجه به اطلاعات فوق از آنجایی که مدیریت تغذیه در کشت گیاهان دارویی و تولید مواد موثره گیاهی و تکثیر آن ها نقش به سزایی دارد، مطالعه حاضر جهت ارزیابی اثر ورمی کمپوست و همچنین یک نمونه کود کلات آهن تولید داخل در کشت زعفران و گلرنگ در منطقه اصفهان صورت پذیرفت. استفاده از گیاهان دارویی قدمتی همپای بشر داشته و طی سالیان متمادی داروهای طبیعی خصوصا گیاهان دارویی اساس و حتی در برخی موارد تنها طریق درمان محسوب می شدند و در عین حال مواد اولیه موجود در آن ها در صنعت داروسازی مورد استفاده قرار می گرفت. در اوایل قرن حاضر پیشرفت علم شیمی و کشف سیستم های سنتز آلی منجر به توسعه صنعت داروسازی و جایگزینی شیمی درمانی شد. تمایل به تولید گیاهان دارویی و معطر و تقاضا برای محصولات طبیعی به خصوص در شرایط کشت اکولوژیک در جهان رو به افزایش است. عوارض جانبی فراوان داروهای شیمیایی، ناتوانی پزشکی کلاسیک در درمان بیماری های مزمن و وجود مواد موثره در داروهای گیاهی از دلایل عمده استفاده آن ها در صنعت داروسازی می باشد. (carrubba et al., 2002). هم چنین از زمان های قدیم گیاهان و چاشنی های آن ها برای بهبود طعم و عطر به انواع غذاها اضافه می شدند. بسیاری از ترکیبات طبیعی به دست آمده از گیاهان دارای طیف وسیعی از فعالیت های زیستی هستند (oke et al., 2009). مصرف کودهای شیمیایی که با استفاده از سوخت های فسیلی در مقادیر زیاد و قیمت کم تولید می شوند، استفاده از کودهای آلی را کاهش داده است. استعمال کودهای شیمیایی در ایران بسیار بالاست و اغلب بیش از نیاز محصول است و این امر منجر به تخریب بافت خاک شده است (galavi et al. 2012). پایداری خاک به تجدید مداوم مواد آلی مربوط می شود. مواد آلی اساسا از بقایای گیاهی به دست می آید و باعث حفظ میکروارگانیسم ها و میکروفون خاک می شود (shirani et al. 2002). تحقیقات نشان داده است که کودهای آلی یا ارگانیک بسیار بهتر از کود های شیمیایی هستند و استفاده از آن ها علاوه بر کاهش هزینه های اقتصادی مشکلات عدیده کود های شیمیایی نظیر خراب کردن بافت خاک، نفوذ مواد شیمیایی به آب های سطحی و آلوده کردن این آب ها و رسیدن این آلودگی ها به صورت چرخه ای به غذای حیوانات و انسان ها را نیز به همراه ندارد (senesi et al., 2005). نیازهای کودی از جمله مهمترین عواملی هستند که بر تولید تاثیر گذار می باشند. رشد و میزان مواد موثره گیاهان داروئی ممکن است به طور مثبت یا منفی به کود ها پاسخ دهند، که دریافتن این موضوع مستلزم انجام مطالعات است (firas and bayati, 2008). کودها، کاربرد وسیعی دارند و به سه نوع شیمیایی، آلی و زیستی طبقه بندی می شوند. در چند دهه اخیر مصرف کودهای شیمیایی در اراضی کشاورزی موجب بروز مشکلات زیست محیطی از جمله آلودگی آب، افت کیفیت محصولات کشاورزی و تاثیر بر خصوصیات بیولوژیک خاک گردیده است. مصرف طولانی مدت کودهای شیمیایی می تواند جامعه میکروبی را تحت تاثیر قرار داده و در جهت کاهش فعالیت میکروبی گام بردارد (prioma2009). ورمی کمپوست یکی از کودهای مناسب مورد استفاده در نظام کشاورزی ارگانیک می باشد. ورمی تکنولوژی فناوری جدیدی است و در عمل عبارت است از به کار گیری انواع خاص از کرم های اپیژیک که به دلیل توان رشد و تکثیر بسیار سریع آن ها بقایای آلی را با سرعت زیاد مصرف و به کود آلی ورمی کمپوست تبدیل می کنند theunissen et al., 2010)). ورمی کمپوست منبعی غنی از عناصر ماکرو، میکرو، ویتامین ها، آنزیم ها و هورمون های محرک رشد گیاه است که سبب رشد زیاد و سریع گیاهان از جمله گیاهان دارویی می گردد (prabha et al., 2007). از مهم ترین مزایای مواد دفعی کرم های خاکی در مقایسه با کمپوست معمولی، فراهمی بیشتر عناصر غذایی برای گیاه می باشد که این عمل با شدت معدنی شدن مواد آلی در لوله گوارش کرم های خاکی رخ می دهد. افزایش فرآیند معدنی شدن به دلیل نقش های تحریک کننده کرم های خاکی در فرآیند تجزیه و تبدیل مواد بوده و در نهایت ورمی کمپوست به دست آمده ترکیبی پایدار و یکنواخت است و آلودگی های کمتری نسبت به مواد اولیه دارد (ndeywa and thompson., 2001). استعمال برگی مواد مغذی به عنوان یک راه افزایش بازده و کیفیت محصول است. علاوه بر این، این روش استفاده از مواد مغذی را بهبود داده و با کاهش نیاز کاربرد کودهای شیمیایی در خاک، موجب کاهش آلودگی زیست محیطی می گردد. علاوه بر مزایای آن در تولید محصول، اثرات سودمند و مفید بر سلامتی انسان و دام دارد. در مناطق نیمه خشک مثل ایران، استعمال برگی مواد مغذی گزینه مناسب تری در مقایسه با کوددهی خاک است مخصوصا زمانی که ریشه نمی تواند مواد مغذی ضروری را جذب کند. سایر مزایا شامل جبران سریع کمبود موادمغذی و کاربرد مقادیر کمتر و کاهش سمیت ناشی از تجمع بیش از حد عناصر و ممانعت از تثبیت موادمغذی در خاک است (galavi et al. 2012). ورمی واش یک کود مایع، حاصل از ورمی کمپوست و حاوی ریزمغذی ها و مولکول های آلی مفید برای گیاه است و معمولا بصورت اسپری برگی استفاده می شود. به نظر می رسد ورمی واش دارای خواص اصلی فعال کردن رشد گیاه است و نباید فقط به عنوان یک کود بلکه به عنوان یک محرک و نیز آفت کش زیستی نیز در نظر گرفته شود (ansari 2008a). در کل کاربرد کودهای آلی و زیستی به عنوان جایگزین برای کودهای غیرآلی و شیمیایی برای رشد گیاهان دارویی و معطر، نه تنها به عنوان عمل ساده و مفید مختصر، بلکه باید به عنوان یک هدف برای بهبود شرایط محیطی و سلامتی انسان در کشاورزی پایدار مدنظر گرفته شود (sharafzadeh and ordokhani 2011). به همین دلیل در این پژوهش اثر ورمی کمپوست روی زعفران و گلرنگ بررسی شد. آهن به عنوان یکی از مهمترین ریز مغذی ها، از عناصر فراوان در خاک است که ترکیبات آن حدود 5% وزن پوسته زمین را فرا گرفته است. علیرغم این مقدار فراوان، به دلیل غیر قابل دسترس بودن آن برای گیاهان کمبود آن معمول می باشد. اکثر آهن موجود در خاک به صورت عناصر غیر قابل حل می باشند و تنها میزان بسیار کمی به صورت محلول است که میزان آن به ph بستگی دارد (and tagliavini 2006 rombola). آهن (fe) از عناصر ضروری برای رشد گیاهان، حیوانات و انسان است. گیاهان در طی دوره رشد نیاز به ذخیره مداوم و کافی آهن دارند. افزایش میزان محصول از طریق کاربرد کود آهن در خاک و آب آبیاری و همچنین اسپری آن روی برگ ها گزارش شده است. تامین این عنصر غذایی در خاک می تواند موجب توازن عناصر غذایی در گیاه و نهایتا افزایش تولید و کیفیت محصول شود. کمبود آهن در گیاهان نه تنها موجب کلروز می شود، بلکه فعالیت آنزیم های مشخصی مانند کاتالاز و پراکسیداز را نیز کاهش می دهد. زیرا این آنزیم ها دارای آهن پورفیرین هستند که به عنوان گروه های پروستتیک، نقش ویژه ای را در متابولیسم گیاه ایفا می کنند. امروزه تلاش می شود با مصرف خاکی یا تغذیه برگی کودهای معدنی و کلات های آهن و بهبود ph خاک با استفاده از اسید های آلی و غیر آلی کمبود آهن برطرف شود (et al., 2006 alvarez-fernandez). یکی از مهم ترین کاربردهای فناوری نانو در گرایش های کشاورزی در بخش های آب و خاک، استفاده از نانوکودها برای تغذیه گیاهان می باشد. جایگزینی کود ها و مکمل های شیمیایی با تیمار های بیولوژیکی و مواد نانو باعث افزایش سلامت غذا و محیط، افزایش تولیدات زراعی، کم کردن مصرف کود ها، طولانی تر کردن مدت نگهداری محصول کشاورزی تولید شده می گردد (moraru et al., 2003). نانو کود آلی کلاته آهن دارای بنیان یا کمپلکسی پایدار و قوی است که در بازه 11>ph>3 یعنی بالاتر از استاندارد ملی ایران (3/8=ph)، 9% آهن محلول در آب را در اختیار گیاهان قرار می دهد (پرداختی و همکاران، 1385). گرانبهاترین چاشنی غذایی جهان، کلاله های قرمز رنگ گیاه زعفران (crocus sativus l.) می باشد. این گیاه علاوه بر ایران در مناطق دیگری از جهان از جمله اسپانیا، هند، یونان و ایتالیا نیز کشت می شود. این گونه تریپلوئید و عقیم بوده و معمولا از طریق بنه تکثیر می شود. به دلیل نیاز کم آبی این گیاه، برای کاشت در مناطق مستعد خشکی کاندیدای بسیار خوبی است (gresta et al., 2008a). از زمان های گذشته زعفران به عنوان طعم دهنده غذا استفاده می شده است. علاوه بر آن دارای اثرات درمانی نظیر اثرات ضدتب، شادی آور و مسکن درد دندان نیز هست (kianbakht and ghazavi .,2005). گلرنگ (carthamus tinctorius l.) گیاه روغنی مهمی است که از دیرباز در مناطق خشک و نیمه خشک دنیا از جمله هندوستان و دیگر نقاط خاورمیانه و شرق آفریقا کشت می شده است (ravi et al., 2008). کشت این گیاه روغنی بومی و با ارزش از سالیان دور در کشور رواج داشته است. پراکنش تیپ های وحشی آن در سراسر کشور بیانگر سازگاری بالای آن به شرایط آب و هوایی، به ویژه مقاومت خوب آن به تنش های شوری و خشکی می باشد (movaheddy-dehnavy et al., 2009). امروزه با توجه به اهمیت زیادی که اسیدهای چرب غیراشباع در کیفیت تغذیه ای روغن دارند، روغن گلرنگ با بیش از 80% اسیدهای چرب غیراشباع بسیار مورد توجه قرار گرفته است (isah et al., 2007). از طرف دیگر گلرنگ به عنوان گیاه دارویی شناخته شده که برای درمان بیماری های قلبی، روماتیسم و دیابت استفاده می شود (ibrahim et al., 2005). با توجه به اطلاعات فوق از آنجایی که مدیریت تغذیه در کشت گیاهان دارویی و تولید مواد موثره گیاهی و تکثیر آن ها نقش به سزایی دارد، مطالعه حاضر جهت ارزیابی اثر ورمی کمپوست و همچنین یک نمونه کود کلات آهن تولید داخل در کشت زعفران و گلرنگ در منطقه اصفهان صورت پذیرفت.