اثر ورمی‌کمپوست و زئولیت بر خصوصیات مورفولوژیک، عملکرد و اسیدهای چرب کدو پوست کاغذی (Cucurbita pepo var. Styrica)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران

10.22034/plant.2026.145610.1196

چکیده

مقدمه: کدو پوست کاغذی، گیاهی دارویی ارزشمند از تیره کدوئیان است که به‌صورت یک‌ساله و علفی رشد می‌کند. دانه‌های این گیاه حاوی ترکیبات مختلف از جمله روغن‌ها، کربوهیدرات‌ها، پروتئین‌ها، عناصر معدنی و ویتامین‌ها هستند. اهمیت این گیاه، بیشتر به‌دلیل روغن حاصل از دانه آن می‌باشد که حاوی اسیدهای چرب غیر اشباعی مانند لینولئیک اسید و اولئیک اسید است. کاربرد نهاده‌های دوستدار محیط زیست در قالب سیستم کشاورزی پایدار، می‌تواند علاوه‌ بر بهبود کیفیت محصولات گیاهان دارویی، راهکاری کلیدی در راستای حفظ اصول اکولوژیک و پایداری عملکرد باشد. بنابراین در این پژوهش تاثیر نهاده‌های با منشا طبیعی شامل ورمی‌کمپوست و زئولیت بر خصوصیات کمی و کیفی کدو پوست کاغذی در سیستم کشاورزی پایدار مورد ارزیابی قرار گرفت.
مواد و روش‎‌ها: آزمایش به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه کردستان در سال 1398 اجرا شد. فاکتورها شامل ورمی‌کمپوست در سه سطح (صفر، پنج و 10 تن در هکتار) و زئولیت کلینوپتیلولایت در سه سطح (صفر، چهار و هشت تن در هکتار) بودند. در این پژوهش، خصوصیات مورفولوژیک، عملکرد میوه و دانه، درصد و عملکرد روغن و اسیدهای چرب روغن مورد بررسی قرار گرفتند. برای ارزیابی صفات زراعی از قبیل قطر میوه، تعداد دانه در میوه و وزن هزار دانه از هرکرت پنج بوته تصادفی انتخاب شد و مورد بررسی قرار گرفتند. جهت محاسبه عملکرد میوه و دانه، با حذف اثر حاشیه مساحتی معادل شش متر‌مربع از ردیف‌های میانی هر کرت برداشت شد. روغن دانه به روش سوکسله استخراج گردید و با استفاده از دستگاه کروماتوگرافی گازی، آنالیز اسیدهای چرب صورت گرفت.
نتایج: نتایج نشان داد کاربرد ورمی‌کمپوست و زئولیت موجب افزایش معنی‌دار قطر میوه، تعداد دانه در میوه، وزن هزار دانه، عملکرد میوه و عملکرد دانه شد. به‌طوری که بیشترین عملکرد میوه و دانه متعلق به کاربرد 10 تن در هکتار ورمی کمپوست بود که میزان این صفات را در مقایسه با تیمار شاهد به‌ترتیب 23/25 و 47/9 درصد افزایش داد. می‌توان گفت ورمی‌کمپوست منبعی غنی از عناصر پرمصرف و ریزمغذی‌ها و هورمون‌های محرک رشد است که با افزایش قابلیت دسترسی به‌عناصر غذایی در زمان نیاز گیاه، موجب بهبود رشد و عملکرد گیاه می‌گردد. کاربرد هشت تن در هکتار زئولیت نیز عملکرد دانه و میوه را به‌ترتیب 95/17 و 86/9 درصد نسبت به‌تیمار شاهد افزایش داد. زئولیت به‌دلیل ساختار فیزیکی خود نقش موثری در نگهداری نیتروژن و جلوگیری از تلفاتNH4+  دارد. به‌عبارت دیگر این کانی به واسطه افزایش جذب عناصر نیتروژن، فسفر و پتاسیم می‌تواند عملکرد کدوی پوست کاغذی را افزایش دهد. علاوه‌بر این درصد و عملکرد روغن تحت تاثیر ورمی‌کمپوست و زئولیت قرار گرفت. کاربرد سطح سوم ورمی‌کمپوست (10 تن در هکتار)، اولئیک اسید و لینولئیک اسید را نسبت به تیمار شاهد به‌ترتیب 3/26 و 6/28 درصد افزایش داد. با کاربرد سطح سوم زئولیت (هشت تن در هکتار) نیز مقادیر اولئیک و لینولئیک اسید در مقایسه با تیمار شاهد به‌ترتیب 1/16 و 1/9 درصد افزایش یافت. در حالی که بیشترین مقادیر اسیدهای چرب اشباع از جمله اسید استئاریک و اسید پالمتیک متعلق به تیمارهای شاهد بود. می‌توان گفت نهاده‌های آلی بر جذب عناصر و ویژگی‌های بیوشیمیایی گیاهان تاثیر می‌گذارند و این امر، فعالیت آنزیم‌ها و ژن‌های دخیل در سنتز اسیدهای چرب را تحت تاثیر قرار می‌دهد.
نتیجه‌گیری: بنابراین می‌توان کاربرد ورمی‌کمپوست و زئولیت را به‌عنوان نهاده‌های طبیعی در سیستم کشاورزی پایدار به کشاورزان برای بهبود عملکرد و کیفیت اسیدهای چرب کدو پوست کاغذی پیشنهاد نمود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of vermicompost and zeolite on the morphological traits, yield, and fatty acids of Cucurbita pepo var. Styrica

نویسندگان [English]

  • Neda Mohammadi
  • Shiva Khalesro
Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture, University of Kurdistan, Sanandaj, Iran
چکیده [English]

Introduction: Cucurbita pepo is a valuable medicinal plant. It is an annual herbaceous plant belonging to the cucurbitaceae family. Seeds contain different biological substances included fixed oil, carbohydrates, proteins, nutrients and vitamins. This plant has high importance due to its oil included unsaturated fatty acids such as linoleic and oleic acids. Exogenous application of eco-friendly inputs in sustainable systems was thought
to be an ecological strategy for producing high-quality medicinal plant products and increasing yield stability. Thus, this research aims to assess the effects of vermicompost and zeolite, as natural inputs, on quantitative and qualitative traits of Cucurbita pepo in sustainable agricultural systems.
Materials and Methods: This experiment was conducted at the Research Farm of the Kurdistan University in 2020. The experiment with a full factorial layout was conducted using a randomized complete block design with three replications. The experimental treatments included three vermicompost rates (0, 5, and 10 ton/ha) and three zeolite rates (0, 4, and 8 ton/ha). Morphological traits, fruit and grain yield, oil percentage and yield, and fatty acids were assessed. Agronomic traits fruit diameter, grain number per fruit, and 1000-grain weight were randomly measured from five plants at full maturity in each plot. The fruit and grain yield were calculated based on a 6 m2 harvested area in the middle rows. To get the fixed oil out of Cucurbita pepo, the Soxhlet extraction method with n-hexane was used. Then fatty acid methyl esters were prepared for analysis by gas chromatography.
Results: The results showed that the vermicompost and zeolite application significantly increased fruit diameter, seed number per fruit, 1000 seed weight, fruit yield and grain yield. The utilization of 10 tons vermicompost ha-1 enhanced fruit and grain yield by 25.23%, and 9.47% compared to control treatment, respectively. It can be said that, vermicompost is an organic-rich source of macro- and micro-nutrients, and plant growth regulators which may boost plant growth and biomass by facilitating nutrient absorption over the growing season according to plant requirements. Also, zeolite application (8 ton/ha) increased fruit and grain yield by 17.95%, and 9.86% in compared to the control treatment, respectively. The small molecular size of the open-ringed structure can physically protect NH4+ ions against microbial nitrification. So, it seems that increasing nitrogen, phosphorus, and potassium uptake helped pumpkin yield. Vermicompost and zeolite affect the oil percentage and yield, too. The highest rate of vermicompost (10 ton/ha) enhanced oleic and linoleic acids by 26.3 and 28.6 percentage compared to control, respectively. The third rate of zeolite (8 ton/ha) increased oleic and linoleic acids by 16.1%, and 9.1% compared to the control treatment, respectively. While, the highest values of saturated fatty acids included stearic and palmitic acids belonged to the control treatment. It can be said that, organic inputs can affect soil biochemical characteristics and nutrients uptake by plants. It may have influenced the enzymes and genes involved in the biosynthesis of fatty acids.
Conclusion: Overall, it is suggested that farmers incorporate vermicompost and zeolite, as natural inputs, to improve yield and fatty acids quality of cucurbita pepo in sustainable agricultural systems

کلیدواژه‌ها [English]

  • Medicinal plant
  • Oil yield
  • Oleic acid
  • Organic input
  • Sustainable agriculture
Abbasi, N., Khalesro, S., & Daneshi, E. (2024). Effects of micronutrient and vermicompost on the quantitative traits and fatty acid composition of borage (Borago officinalis L.). Journal of Crops Improvement, 26(4), 843-860. (In Persian). https://doi.org/10.22059/jci.2024.359178.2813
 Achilonu, M., Nwafor, I., Umesiobi, D., & Sedibe, M. (2018). Biochemical proximate of pumpkin (Cucurbitaceae spp.) and their beneficial effects on the general well-being of poultry species. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition, 102 (1), 5–16. 10. https://doi.org/1111/jpn.12654
Arancon, N. Q., Edwards, C. A., Bierman, P., Welch, C., & Metzger, J. D. (2017). Influence of vermicompost on field strawberries. Bioresource Technology, 93, 145-153. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2005.04.016
Asle Mohamadi, Z., Mohammadkhani, N., & Servati. M. (2021). Effect of iron and zinc foliar application on some biochemical traits of thymus (Thymus vulgaris L.) plant under nitrogen deficiency. Journal of Plant Research, 34, 658-668. (In Persian). https://doi.org/10.1016 20.1001.1.23832592.1400.34.3.7.8
Ayyildiz, H. F., Topkafa, M., & Kara, H. (2019). Pumpkin (Cucurbita pepo L.) Seed Oil. In book: Fruit Oils: Chemistry and Functionality. pp.765-788.
Baghbani-Arani, A., ModarresSanavy, S. A. M., Mashhadi Akbar Boojar, M.,
& MokhtassiBidgoli, A. (2017). Toward improving the agronomic performance,
chlorophyll fluorescence parameters and pigments in fenugreek using zeolite and
vermicompost. Industrial Crops and Products, 109, 346-357. https://doi.org/ 10.1016/j.indcrop.08049
Bhat, S. A., Singh, S., Singh, J., Bhawana, S. K., & Vig, A. P. (2018). Bioremediation and detoxification of industrial wastes by earthworms: Vermicompost as powerful crop nutrient in sustainable agriculture. Bioresource Technology, 252, 172–179. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2018.01.002
Bybordi, A., Sadat, S., & Zargaripour, P. (2017). The effect of zeolite, selenium and silicon on qualitative and quantitative traits of onion grown under salinity conditions. Archive of Agronomy and Soil Science, 64, 520–530. https://doi.org/ 10.1080/03650340.2017. 1373278
Celikcan, F., Kocak, M. Z., & Kulak, M. (2021). Vermicompost applications
on growth, nutrition uptake and secondary metabolites of Ocimum basilicum
L. under water stress: a comprehensive analysis. Industrial Crops and Products, 171, 1–12.
https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2021.113973
Darzi, M. T., Shikhodaei, M., & Haj SeyedHadi, M. R. (2015). Effect of vermicompost and nitrogen fixing bacteria on seed yield, yield components of seed and essential oil content of coriander (Coriandrum sativum L.). Journal of Medicienal Plants and By-products, 4 (l), 103-109. (In Persian).  https://doi.org/10.22092/jmpb.2015.108897
HabibiSharafabad, Z., Abdipour, M., Hosseinifarahi, M., Kelidari, A., & Rashidi, L. (2022). Integrated humic acid and vermicompostionghanges essential oil quantity, and quality in field-grown in Lavandula angustifolia L. intercropped with Brassica nigra L. Industrial Crops and Products, 178, 1-12. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2022.114635
Hazrati, S., Tahmasebi-Sarvestani, Z., Modarres-Sanavy, S. A. M., MokhtassiBidgoli, A., Mohammadi, H., Nicola, S. (2017). Effects of zeolite and water stress on growth: yield and chemical composition of Aloe vera L. Agric. Water Management, 181, 66-72. https://doi.org/ 10.1016/j.agwat.11026
He, M., Qin, C. X., Wang, X., & Ding, N. Z. (2020). Plant unsaturated fatty acids: biosynthesis and regulation. Frontiers in Plant Science, 11, 390. https://doi.org/ 10.3389/fpls.2020.00390
Hosseinzadeh, M. H., Ghalavand, A., Mashhadi-Akbar Boojar, M., Modaress Sanavy, S. A. M., & Mokhtassi-Bidgoli, A. (2021). Application of manure and biofertilizer to improve soil properties and increase grain yield, essential oil and ω3
of purslane (Portulaca oleracea L.) under drought stress. Soil Tillage Research, 205, 1–11. https://doi.org/ 10.1016/j.still.2020.104633
Ippolito, A. J., Tarkalson, D. D., & Lehrsch, G. A. (2011). Zeolite soil application method affects inorganic nitrogen, moisture, and corn growth. Soil Sciences, 176, 136–142. https://doi.org/ 10.1097/SS.0b013e31820e4063
Jabeen, N., & Ahmad, R. (2019). Growth response and nitrogen metabolism of sunflower (Helianthus annuus L.) to vermicompost and biogas slurry under salinity stress. Journal of Plant Nutrition, 40, 104-114. https://doi.org/10.1080/01904167.2016.1201495
Jami, N., Rahimi, A., Naghizadeh, M., & Sedaghati, E. (2021). Investigating the use of different levels of mycorrhiza and vermicompost on quantitative and qualitative yield of saffron (Crocus sativus L.). Scientia Horticulturae, 262, 1–12. https://doi.org/ 10.1016/j.scienta.2019.109027
Leal, F., Rodrigues, A. J., Fernandes, D., Cipriano, J., Ramos, J., Teixeira, S., & et al. (2009). In vitro multiplication of Calendula arvensis for secondary metabolites. Acta horticulturae, 812, 251-256. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.81233
Lin, Z., Bai, J., Zhen, Z., Lao, S., Li, W. M., & Wu, Z. (2016). Enhancing pentachlorophenol degradation by vermicomposting associated bioremediation. Ecological Engineering, 87(3), 288–294. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2015.12.004
Pramanik, P., Ghosh, G. K., Ghosal, P. K., & Banik. P. (2017). Changes in Organic-C. N, P and K and enzyme activities in vermicompost of biodegradable organic wastes under liming and microbial inoculants. Bioresource Technology, 98(13), 2485-2494. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2006.09.017
Rahmani, R., Khalesro, S., Heidari, G., & Mokhtassi-bidgoli, A. (2023). Vermicompost and zeolite improved yield, nutrient uptake, essential and fixed oil production, and composition of Nigella sativa L. Frontiers in Sustainable Food Systems, 7, 1214691, https://doi.org/ 10.3389/fsufs.2023.1214691
Rezvani Moghaddam, P., Shabahang, J., Lashgari, A., & Aghhavani Shajari, M. (2020). Response of Echium amoenum L. as a medicinal plant to organic fertilizers and plant density. Journal of Agroecology, 12(1), 161-178. (In Persian). https://doi.org/10.22067/jag. v12i1.51343
Sana, B., Nihed, B. H., Riadh, B. M., Hazem, J., Mohamed, B., & Zouheir, S. (2016). Oil from pumpkin (Cucurbita pepo L.) seeds: evaluation of its functional properties on wound healing in rats. Lipids in Health and Disease, 73(15), 124-135. https://doi.org/10.1186/s12944-025-02569-8
Singh, A., Karmegam, N., & Singh, Sh. (2020). Earthworms and vermicompost: an eco-friendly approach for repaying nature’s debt. Environmental Geochemistry and Health, 42(6), https://doi.org/10.1007/s10653-019-00510-4
Tsintskaladze, G., Eprikashvili, L., Urushadze, T., Kordzakhia, T., Sharashenidze, T., Zautashvili, M. (2016). Nanomodified natural zeolite as a fertilizer of prolonged activity. Annals of Agrarian Science, 14(3), 163–168. https://doi.org/10.1016/j.aasci.05013
Yang, L., Zhao, F., Chang, Q., Li, T., & Li, F. (2015). Effects of vermicompost on tomato yield and quality and soil fertility in greenhouse under different soil water regimes. Agricultural Water Management, 16(1), 98-105 https://doi.org/10.1016/j.agwat.2015.07.002