مروری بر تاثیرات کودهای آلی مانند کود مایع آلی ارگانیک زرگرین بر گیاهان دارویی
گیاهان دارویی برخلاف دیگر محصولات زراعی گیاهانی هستند که در آن ها کیفیت مواد در مقایسه با کمیت آن ها به مراتب مهم تر و ضروری تر می باشد. لذا جهت رسیدن، به حداکثر کیفیت، علم و آگاهی از عوامل موثر بر رشد و نمو گیاهان دارویی بسیار حائز اهمیت می باشد. شناخت عوامل محیطی، گیاهی، تغذیه ای و زراعی نقش مهمی در موفقیت کشت گیاهان دارویی دارد. نقش مدیریت زراعی و تغذیه ای در فراهم نمودن شرایط مناسب محیطی و حفظ خاک بسیار مهم بوده و توانسته است با بهره گیری از علوم و تکنیک های جدید تا حد بسیار زیادی در افزایش تولید موثر باشد. کاهش حاصلخیزی خاک در بسیاری از کشورهای در حال توسعه و استفاده گیاهان از ذخایر خاک بدون جایگزینی مناسب و کافی باعث کاهش توان تولیدی مواد غذایی توسط خاک شده است در این مورد استفاده از کودهای شیمیایی به عنوان سریعترین راه جبران کمبود مواد غذایی و حاصلخیزی خاک لازم به نظر می رسد اما مصرف زیاد سوخت های فسیلی در تهیه کودهای شیمیایی، آلودگی آب و خاک ناشی از بکارگیری آن ها و سایر مواد شیمیایی، نیاز به کاربرد مواد آلی در باروری خاک های زراعی و بهبود خواص فیزیکی و شیمیایی خاک را طلب می کند. در این مقاله مروری، اثرات مختلف کودهای آلی مانند کود مایع آلی ارگانیک زرگرین که ترکیبی حاوی اسید آمینه های مختلف، نیتروژن، فسفر و پتاسیم و کربن آلی با pH در محدوده 5/4 – 5/3 و تهیه شده از غلات بر پایه تکنولوژی روز دنیا مورد بررسی قرار می گیرد.
گیاهان دارویی
گیاهان دارویی میراث های بومی هستند كه از اهمیت فراگیر و جهانی برخوردار می باشند. گیاهان همیشه منبع اصلی پزشكی و داروسازی در اكثر نقاط جهان مانند چین، یونان، هندوستان، ایران و مصر بوده اند .البته مردم اروپا، آمریكای شمالی و استرالیا استفاده های زیادی از گیاهان در زمینه های مختلف پزشكی به عمل آورده اند. تنوع و تعداد زیاد گیاهان با خواص دارویی حیرت انگیز است؛ به طوری كه نتایج بررسی ها نشان داده است در حدود70 هزار گونه گیاهی از گلسنگ ها گرفته تا درختان سر به فلك كشیده حداقل یكبار در جهت اهداف پزشكی و درمان انسان ها به كار گرفته شده-اند (پاراجا پاتی و همکاران، 2004). امروزه در اغلب كشورها بالاخص در هند و چین، گیاهان دارویی مشاركت خوبی در پیشرفت علم پزشكی داشته است. مطابق گزارش سازمان بهداشت جهانی ، میزان فروش جهانی محصولات گیاهان دارویی در فوریه 2003 میلادی بالغ بر 60 میلیارد دلار بوده است (تیتز ، 2004). تخمین زده شده است که سهم تجارت گیاهان دارویی تا سال 2050 میلادی بالغ بر 5 تریلیون دلار خواهد شد (هوسنی کان بیسر ، 1997). رویكرد روز افزون به استفاده از گیاهان دارویی و فرآورده های به دست آمده از آن نقش این گیاهان را در چرخه اقتصادی جهانی پررنگ تر كرده، به طوری كه مصرف رو به افزایش آن ها تنها به كشورهای در حال توسعه محدود نبوده بلكه در كشورهای پیشرفته نیز توسعه فراوانی یافته اند (مردای و همکاران، 2010). صرفنظر از ارزش اقتصادی، گیاهان دارویی قابل تطابق با روش های كشت ارگانیك هستند كه تمایل تولید كننده ها و مصرف كننده ها را به همراه دارد (میرجلیلی ، 2003). در تولید گیاهان دارویی، علاوه بر شرایط آب و هوایی و عوامل خاك، نوع عناصر غذایی از اهمیت زیادی برخوردار می باشند، زیرا عناصر غذایی با تأثیری كه بر رشد رویشی و زایشی گیاهان دارند، نسبت اندام های زایشی به رویشی را تغییر داده و از این طریق بر كیفیت و كمیت اسانس محصول مؤثر می باشند.
در طی چند دهه اخیر، مصرف بی‌رویه نهاده‌های شیمیایی برای دستیابی به عملکرد بالا در محصولات زراعی و جبران کمبود منابع باعث افزایش هزینه‌های تولید همراه با تخریب منابع آبی، خاکی و زیستی و همچنین كاهش كیفیت محصولات غذایی و درنهایت تخریب جبران‌ناپذیر اكوسیستم‌ها شده است (شارما ، 2002). بنابراین كشاورزی پایدار و به‌کارگیری روش‌های جایگزین بر پایه مصرف كودهای ارگانیک با هدف حذف یا کاهش چشمگیر در مصرف نهاده‌های شیمیایی، یك راه‌حل مطلوب برای غلبه بر این مشكلات به شمار می‌آید. با توجه به تأكیدی كه كشاورزی پایدار بر افزایش كیفیت و پایداری عملكرد دارد، گیاهان دارویی كه محصولاتی كیفی می‌باشند، گزینه بسیار مناسبی برای این سیستم محسوب می‌شوند (گوپتا و همکاران، 2002). بسیاری از پژوهشگران بر این عقیده هستند كه گیاهان کشت‌شده در سیستم‌های كشاورزی ارگانیك به علت بهبود كیفیت خاك، اغلب متابولیت‌های ثانویه بیشتری در مقایسه با گیاهانی كه در سیستم‌های متداول کشاورزی رشد می‌كنند، دارند (آدام ، 2001).
در اقلیم های خشک و نیمه‌خشک که بخش عمده ایران را نیز شامل می شود، عدم وجود پوشش گیاهی کافی و مناسب سبب کاهش بازگشت بقایای گیاهی به خاک و درنتیجه فقر ماده آلی خاک می شود. از طرفی مقدار نیتروژن در خاک با مقدار مواد آلی رابطه مستقیم داشته و در مناطقی که مواد آلی خاک به دلایلی کاهش یابد نیتروژن خاک، عنصر ضروری پرمصرف برای رشد گیاه، نیز به همان میزان کاهش می یابد (تات ، 2000). مواد آلی نقش قابل ملاحظه‌ای در بهبود ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک و تأمین برخی از عناصر غذایی مورد نیاز گیاه داشته و می توان از آنان برای اصلاح ویژگی های نامطلوب خاک و افزایش پایدار محصول استفاده کرد (افیونی، 1384). کود های آلی مانند کودهای مایع حاوی ماده آلی و اسید آمینه به سبب بهبود شرایط فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک سبب ارتقا کیفیت خاک می شوند.
اسیدهای آمینه به عنوان محرک های زیستی (موادی که رشد گیاه را تقویت می کنند، در دسترس بودن مواد مغذی را بهبود می بخشند و کیفیت گیاهان را افزایش می دهند) (رافائل و کولا ، 2018) نه تنها برای کاهش صدمات ناشی از تنش های غیرزیستی به آن ها ارزش داده شده است بلکه به عنوان پیش سازهای هورمون (کالو و همکاران، 2014) نیز عمل کرده و تنظیم کننده های جذب نیتروژن (میلر و همکاران، 2007) و توسعه دهنده ریشه هستند (هالپرن و همکاران، 2015). همچنین مشخص شده که کاربرد اسیدهای آمینه باعث افزایش K+ در گیاهان در زمانی-که گیاه در محیط با تنش شوری و بدون تنش شوری قرار دارد (ایرتانی و همکاران، 2013). در پژوهشی نشان داده شد که کاربرد کود دامی و محلول پاشی اسیدهای آمینه در تامین عناصر غذایی گیاه دارویی گشنیز در نظام های تولید پایدار نقش موثری دارند (رضاخانی و حاج سید هادی ، 2017). سوری و یار احمدی (2015) بیان کردند که جهت رشد بهینه گیاه دارویی همیشه بهار به جای مصرف کودهای شیمیایی می توان از چهار مرحله محلول پاشی آمینو کلات استفاده کرد. اسیدهای آمینه باعث تحریک سوخت و ساز و افزایش کارایی گیاهان می شوند و می توانند بر ویژگی های کمی و کیفی گیاهان دارویی موثر واقع شوند. افزایش تعداد گل و همچنین باروری آن ها می تواند یکی از این آثار باشد، اسیدهای آمینه برای تحریک رشد سلول بسیار مهم بوده به عنوان بافر عمل می کنند، منبع کربن و انرژی را فراهم می کنند و از سلول ها در برابر آمونیاک به شکل آمید محافظت می کنند (عبدل عزیز و همکاران ، 2010).
گیاهان دارویی دارای مخازن غنی از متابولیت های ثانوی یعنی مخازن مواد موثره اساسی بسیاری از داروهایند. متابولیت های ثانوی اگرچه در اصل با هدایت فرایندهای ژنتیکی ساخته می شوند، ولی ساخت آن ها به طور بارزی تحت تاثیر عوامل محیطی و شرایط تغذیه ای قرار می گیرد. به طوری که عوامل محیطی و شرایط تغذیه ای باعث تغییر در رشد گیاهان دارویی و نیز در کمیت وکیفیت مواد موثره آنها می شود (امید بیگی، 1375). به کارگیری صحیح و مناسب عناصر غذایی در کشت گیاهان دارویی باعث افزایش کمیت وکیفیت مواد موثره و همچنین عملکرد بالا می شود (امید بیگی، 1388). کشت ارگانیك گیاهان دارویی، كیفیت آن ها را تضمین می كند، بطوری كه احتمال اثرات منفی روی كیفیت دارویی و عملكرد آنها را كاهش می دهد (گریف و همکاران، 2003). گزارش شده كودهای آلی باعث افزایش معنی داری در ارتفاع گیاه رازیانه می شود (محفوظ و همکاران ، 2007).
محرک های زیستی از جمله اسید آمینه می توانند یکی از مهمترین عوامل موثر در كشت موفق یک گیاه دارویی باشند، که این تأثیر بدلیل حضور اسید های آمینه است كه با افزایش نسخه برداری mRNA تا میزان 5/2 برابر، فعال‌سازی هورمون های مؤثر در رشد زایشی، افزایش جذب و انتقال عناصر و افزایش میزان پروتئین درگیاهان، عملکرد را افزایش می دهند (توماس و همکاران ، 2009). از آنجایی كه اسیدهای آمینه پیش ساز بسیاری از تركیبات مهم دارویی هستند و از سوی دیگر خشت ساختمانی پروتئین ها و آنزیم ها محسوب می گردند، لذا افزایش و نیز فراهمی این تركیبات می تواند نقش‌اساسی در فرایندهای فیزیولوژیک و بیولوژیک داشته‌باشد، این موضوع به ویژه درگیاهان دارویی بسیار ملموس تر است و تأثیر بسزایی در‌كیفیت گیاهان دارویی خصوصا اسانس می گذارد.
در پژوهشی استفاده از اسیدهای آمینه منجر به افزایش ارتفاع، قطر بوته و وزن تر و خشک بوته نسبت به شاهد در گیاه دارویی زوفا گردید (کوچکی، 1388). همچنین در بررسی اثر اسیدهای آمینه مختلف بر صفات مورفولوژیکی و بیوشیمیایی گیاه همیشه بهار گزارش‌كردند مصرف 5/1 لیتر در هکتار اسید آمینه بر‌میزان فلاونوییدهای برگ، فلاونویید کاپیتول و میزان كربوهیدرات آن اثر معنی دار مثبت نشان داد (رافعی و همکاران، 2013). در تحقیقی دیگر مشخص گردید كه اسید آمینه گلوتامین در گل میخک، با افزایش كارآیی جذب نیتروژن و فعالیت آنزیم فنیل آلانین آمونیالیاز میزان فعالیت آنتی اكسیدانی، متابولیت های ثانویه آن و همچنین محتوای‌كلروفیل گل میخک را افزایش داد (کاظمی و همکاران، 2012). نتایج مطالعه ی دیگری نیز نشان داد كه با كاربرد اسید آمینه محتوای فنل در آویشن افزایش یافته است (ردا و همکاران، 2005).
یکی از نیازهای مهم در برنامه ریزی کشاورزی به منظور حصول عملکرد بالا و با کیفیت مطلوب مخصوصاً در مورد گیاهان دارویی ارزیابی سیستم های مختلف تغذیه گیاه است. با روش صحیح حاصل خیزی خاک و تغذیه گیاه می توان ضمن حفظ محیط زیست، افزایش کیفیت آب، کاهش فرسایش و حفظ تنوع زیستی، کارایی نهاده ها را افزایش داد. همچنین با اجتناب از کاربرد بی رویه مصرف عناصر غذایی هزینه ی تولید را به حداقل کاهش داد که این امر می تواند راهی به سوی کشاورزی پایدار باشد. اسیدهای آمینه در سنتز ترکیبات آلی مانند پروتئین، آمین ها، پورین ها و پریمیدین-ها، آلکانوئیدها، ویتامین ها، آنزیم ها و ترپنوئیدها نقش دارند.
یکی از اصلی ترین اجزایی که رشد گیاه را تحت تاثیر قرار می دهد پروتئین است که حاوی توالی اسیدهای آمینه است، سنتز اسیدهای آمینه از طریق عناصر اولیه مانند کربن، اکسیژن، هیدروژن و نیتروژن و مسیرهای بیوشیمیایی انجام می شود. شرکت صنعتی پژوهشی فرهیختگان زرنام در راستای رفع دغدغه های صنعت کشاورزی، تامین امنیت غذایی (کمی و کیفی) کشور، با تحقیقات و پژوهش های انجام شده در مورد دغدغه های کشاورزان و محدودیت های کشاورزی در ایران، شروع به فرمولاسیون و تولید کودهای ارگانیک و سالم مناسب با اقلیم و محصولات کشور نموده است.
اولین کود تولیدی در این شرکت با برند تجاری زرگرینکه موفق به دریافت گواهی استاندارد اتحادیه اروپا از شرکت بیو اینسپکتا نیز شده است، کود مایع آلی ارگانیک زرگرین می باشد که با دارا بودن 6 درصد اسید آمینه آزاد شامل 17 نوع اسید آمینه ضروری، نیتروژن فسفر و پتاسیم به ترتیب 3، 5/2 و 2 درصد، کربن آلی و ماده آلی به ترتیب 11 و 30 درصدی و نهایتا pH در محدوده 5/4-5/3 به عنوانی ترکیبی ایده آل در محصولات مختلف و به شیوه های آبیاری خاکی و محلول پاشی مورد استفاده قرار می گیرد. با توجه به این ویژگی ها استفاده از کود مایع آلی ارگانیک زرگرین باعث افزایش رشد گیاه، افزایش سطح برگ و به دنبال آن سبب افزایش فتوسنتز شده که مجموع این ها می تواند عملکرد را تحت تاثیر قرار داده و باعث افزایش آن شوند.
افیونی، م. 1384. بررسی اثرات زیست محیطی استفاده از کودهای آلی. دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان، گزارش علمی، شماره 1151.
اميد بيگي، ر. (1388). ” توليد و فراوري گياهان دارويي “انتشارات آستان قدس رضوي، جلد اول، ص 347.
اميد بيگي،ر (1375). ” کشت گياهان دارويي از گذشته تاکنون ” مجله صنايع بهداشتي و آرايشي، س 3، ش. 19، ص 65-63.
كوچکی، علیرضا.، نجیب نیا، سمانه و للهگانی‌دزكی، بختیار . 1388. ارزیابی عملکرد زعفران در کشت مخلوط با غلات، حبوبات و گیاهان دارویی. مجله پژوهش های زراعی ایران. 7 (1): 163-172.
Abdel Aziz, N. G., Mazher, A. A. M., and Farahat, M. M. 2010. Response of vegetative growth and chemical constituents of Thuja orientalis L. plant to foliar application of different amino acids at Nubaria. Journal of American Science, 6(3), 295-301.
Adam, D. 2001. Nutritionists question study of organic food. Nature, 412(6848), 666-666.
Calvo, P., Nelson, L. and Kloepper, J. 2014. Agricultural uses of plant biostimulants. Plant Soil, 383, 3-41.
Ertani, A., Pizzeghelio, D., Altissimo, A. and Nardi, S. 2013. Use of meat hydrolyzate derived from tanning residues as plant biostimulant for hydroponically grown maize. Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 176, 287-296.
Griffe, P., S. Meth and Shankar. D. 2003. Organic Production of Medicinal, Aromatic and Dye –Yielding Plants (MADPs): Forward, Preface and Introduction. FAO.
Gupta, M. L., Prasad, A., Ram, M., and Kumar, S. 2002. Effect of the vesicular–arbuscular mycorrhizal (VAM) fungus Glomus fasciculatum on the essential oil yield related characters and nutrient acquisition in the crops of different cultivars of menthol mint (Mentha arvensis) under field conditions. Bioresource Technology, 81(1), 77-79.
Halpern, M., Bar-Tal, A., Ofek, M., Minz, D., Muller, T., and Yermiyahu, U. 2015. The Use of Biostimulants for Enhancing Nutrient Uptake. In: Sparks, D.L. (Ed.), Advances in Agronomy, 141- 174.
Husnu Can Baser, K. 1997. Industerial utilization of medicinal and aromatic plants. Acta Hort. 503: 177-199.
Kazemi, M., Gholami, M., Asadi, M., Aghdasi, S. and Almasi, M. 2012. Response of carnation (Dianthus caryophyllus L.) tosalicylic acid and glutamine. Asian Journal of Biochemistry, 7(3): 158-164.
Khalil, M. Y. 2002. Influence of compost and foliar fertilization on growth and chemical composition of Rosmarinus officinalis. Egypt. J. Appl.Sci. 17(10), 684-699.
Mahfouz, S. A and Sharaf- Eldin M. A. 2007. Effect of mineral vs. biofertilizer on growth, yield, and essential oil content of fennel (Foeniculum vulgare Mill.). Int. Agrophysics. 21: 361-366.
Miller, A.J., Fan, X., Shen, Q. and Smith, S. J. 2007. Amino acids and nitrate as signals for the regulation of nitrogen acquisition. Journal of Experimental Botany, 59, 111-119. DOI: 10.1093/jxb/erm208.
Mirjalili M. H. 2003. World economic situation aromatic plants. Journal of Zeitoun. 157: 26 – 29.
Moradi R, Rezvani Moghaddam P, Nasiri Mahallati M and Lakzian A. 2010.The effect of application of organic and biological fertilizers on yield, yield components and essential oil of Foeniculum vulgare (Fennel). Iranian Journal of Field Crops Res. 7 (2): 625 – 35.
Prajapati N. D., S. S. Purohit., A. K. Sharma and Kumar, T. 2004. A hand book of medicinal plants, Published by Agrobios India. 554 Pages.
Rafiee, H., Mehrafarin, A., Qaderi, A., Kalate Jari, S. and Naghdi Badi, H. 2013. Phytochemical, agronomical and morphological responses of pot marigold (Calendulaofficinalis L.) to foliar application of bio-stimulators (Bioactive Amino Acid Compounds). Journal of Medicinal Plants, 12 (47). 48-61.
Reda, F., Abdel-Rahim, E.A., El-Baroty, G. S. A. and Ayad, H. S. 2005. Response of essential oils, phenolic components and polyphenol oxidase activity of Thyme (Thymusvulgaris, L.) to some bioregulators and vitamins. International Journal of Agriculture and Biology, 7(5): 735-739.
Rezakhani, A., and Haj Seyed Hadi, M. R. 2017. Effect of manure and foliar application of amino acids on growth characteristics, seed yield and essential oil of coriander (Coriandrum sativum L.). Iranian Journal of Field Crop Science, 48(3), 777-786.
Rouphael, Y., and Colla, G. 2018. Synergistic Biostimulatory Action: Designing the Next Generation of Plant Biostimulants for Sustainable Agriculture. Frontiers in Plant Science, 9, 1655.
Sharma, A. K. 2002. Biofertilizers for sustainable agriculture. Agrobios. 424p.
Tate, R. L. 2000. Soil Microbiology. John Wily and Sons. New York, USA.
Thomas, J., Mandal, A. K. A., Raj Kumar, R. and Murugan, A. C. 2009. Role of biologically active amino acid formulations on quality and crop productivity of Tea (Camellia sp.). International Journal of Agricultural Research, 4(7): 228- 316.
Titz, A. 2004. Medicinal Herbs and Plants-Scope for Diversified and Sustainable Extraction. 22-26 July. Bangalore.