ویژگی‌های مورفوفیزیولوژیک، کمّیت و کیفیت اسانس گیاه بادرنجبویه (Melissa Officinalis L.) تحت تاثیر اسید سیلیسیک در کشت بدون خاک

مطالعات بسیاری در مورد نقش عناصر معدنی ضروری در جنبه‌های مختلف تولید گیاهان دارویی انجام شده است، اما نقش سیلیسیم به‌عنوان عنصر شبه‌ضروری و مفید در رشد و نمو، کمّیت و کیفیت اسانس بسیاری از گیاهان دارویی ناشناخته است. در همین راستا غلظت‌های مختلف اسید سیلیسیک شامل صفر (شاهد)، 25، 50، 75، 100 و 125 میلی‌گرم بر لیتر سیلیسیم به محلول غذایی استاندارد هوگلند و آرنون اضافه شد و واکنش‌های مورفوفیزیولوژیک و تولید متابولیت‌های ثانویه گیاه دارویی بادرنجبویه (melissa officinalis l.) در کشت بدون خاک (سیستم هیدروپونیک) بررسی شد. وزن تر و خشک برگ و ریشه با افزودن عنصر سیلیسیم به محلول غذایی در مقایسه با شاهد افزایش یافت. درصد تغییرات زیست‌توده با توجه به غلظت سیلیسیم متفاوت بود، به‌طوری که وزن تر برگ در غلظت 125 میلی‌گرم در لیتر سیلیسیم افزایش 41 درصدی در مقایسه با شاهد داشت. همچنین درصد اسانس (استخراج‌شده از اندام تر) در گیاهان تغذیه شده با سیلیسیم افزایش معنی‌داری در مقایسه با شاهد داشت. بر همین اساس درصد اسانس در غلظت‌های مختلف سیلیسیم شامل تیمار شاهد (0)، 25، 50، 75 ،100 و 125 میلی‌گرم بر لیتر به‌‌‌ترتیب برابر 0.16، 0.21، 0.31، 0.33، 0.34 و 0.34 درصد بود. واکنش ترکیب‌های اسانس بادرنجبویه به سیلیسیم نیز بیانگر نقش مهم این عنصر در کیفیت اسانس تولیدی است. بیشترین مقادیر نرال (21.2 درصد) و ژرانیال (58.7 درصد) به‌ترتیب در غلظت‌های 50 و 125 میلی‌گرم در لیتر سیلیسیم حاصل گردید. همچنین مهمترین ترکیب‌های شاخص در غلظت‌های مختلف سیلیسیم (mg l1) شامل ژرانیال و ژرانیول (غلظت 0)، ژرانیال و نریل استات (غلظت 25)، ژرانیال و نرال (غلظت 50)، ژرانیال و کاریوفیلن اکساید (غلظت 75)، ژرانیال و ژرانیل استات (غلظت 100) و ژرانیال و نرال (غلظت 125) بودند. بر اساس نتایج آزمایش عنصر شبه‌ضروری و مفید سیلیسیم اثر معنی‌داری بر پارامترهای رشد، عملکرد و کیفیت اسانس بادرنجبویه دارد.

Morphophysiological characteristics, quantity and quality of lemon balm (Melissa officinalis L.) essential oil under the influence of silicic acid in soilless cultivation

Many studies have been conducted on the role of essential elements in various aspects of medicinal plant production. However, the role of silicon (Si) as a quasiessential or beneficial element in the growth and development, quantity and quality of essential oil of many medicinal plants is unknown. In this regard, different concentrations of silicic acid including 0 (control), 25, 50, 75, 100, and 125 mg l1 were added to the standard Hoagland and Arnone nutrient solution, and morphophysiological reactions and secondary metabolites production of lemon balm (Melissa officinalis L.) were evaluated in soilless cultivation (hydroponic system). The fresh and dry weight of leaves and roots increased with the addition of Si to the nutrient solution compared to the control. The percentage of biomass changes varied depending on the concentration of Si, so that the plant fresh weight at 125 mg l1 of Si increased by 41% compared to the control (without Si). However, the percentage of essential oil (fresh materials) in plants fed with Si increased significantly compared to control. Accordingly, the percentage of essential oil in different Si concentrations including 0, 25, 50, 75, 100 and 125 mg l1 were 0.16, 0.21, 0.31, 0.33, 0.34 and 0.34(%), respectively. The reaction of lemon balm essential oil compounds to Si also indicated the important role of this element in the quality of the essential oil produced. The highest amounts of geraniol (21.27%) and citral (58.71%) were obtained in concentrations of 50 and 125 mg l1 of Si, respectively. Also, the most important main compounds in various concentrations of Si (mg l1) included citral+geraniol (Conc.0), citral+neryl (Conc.25), citral+linalool (Conc.50), citral+caryophyllene oxide (Conc.75), citral+geranyl acetate (Conc.100) and citral+geranyl (Conc.125). Based on the results of the experiment, Si as a beneficial element has a significant effect on the growth and development parameters, yield, and quality of essential oil of lemon balm.