اثر مدت زمان روشنایی و هورمون اسید آبسیزیک بر خصوصیات مورفولوژیکی و رنگدانه‌های گیاه شاهدانه (.cannabis sativa l)

سابقه و هدف: نور از عوامل محیطی تاثیرگذار بر رشد و توسعه گیاهان است. امروزه لامپ‌های led منابع نوری هستند که پژوهش‌ها بر روی آنها متمرکز شده است و در تولیدات گیاهی پیشنهاد می‌شوند. در سال‌های اخیر توجه متخصصان کشاورزی به تنظیم‌کننده‌های رشد گیاهی برای بهبود کیفیت و پایداری سیستم کشت معطوف شده است. الیسیتورهای زیستی از طریق فعال کردن سازوکارهای دفاعی باعث القای تشکیل متابولیت‌های ثانوی و پاسخ‌های فوق حساسیتی می‌شوند. فیتوهورمون آبسیزیک اسید، عامل انتقال پیام در شرایط تنش‌های زنده و غیر زنده است.مواد و روش‌ها: این پژوهش در سال 1400 در گلخانه مرکز تحقیقات بیولوژیک شهید فزوه اصفهان به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در 5 تکرار بر روی گیاه شاهدانه (.cannabis sativa l) انجام شد. بدین منظور تاثیر فاکتورهای آزمایش شامل چهار غلظت اسید آبسیزیک (0، 5، 10 و 20 میلی‌گرم در لیتر) و پنج طول روز (16، 14، 12، 10 و 8 ساعت روشنایی) بر خصوصیات رشدی، محتوای رنگدانه‌های فتوسنتزی و فنل گیاه شاهدانه ارزیابی گردید. برای هر سطح نوری 20 گلدان در 5 ردیف 4تایی در نظر گرفته شد و بالای سر هر 20 گلدان به‌صورت جداگانه با توجه به نتایج آزمایش مقدماتی 4 عدد لامپ led 9 وات با قدرت تابش 90 لومن متصل به زمان‌سنج به فاصله زمانی 16، 14، 12، 10 و 8 ساعت قرار داده شد. قبل از ورود گیاه به مرحله گلدهی، گیاهان با محلول‌های صفر، 5، 10 و 20 میلی‌گرم در لیتر اسید آبسیزیک به‌طور کامل محلول‌پاشی شدند. محلول‌پاشی سه بار و به فاصله 24 ساعت تکرار شد. سپس یک روز پس از محلول‌پاشی، برگ‌های گیاهان برای بررسی صفات مورفولوژیکی و میزان رنگدانه‌ها جمع‌آوری گردید.نتایج: بیشترین ارتفاع بوته، قطر ساقه، تعداد برگ، طول ریشه، وزن تر و خشک ریشه، وزن تر و خشک اندام هوایی و وزن تر و خشک برگ در مدت زمان روشنایی 14 ساعت حاصل شد، در حالی که کمترین میزان این صفات در مدت زمان روشنایی 16 ساعت مشاهده گردید. همچنین بیشترین میزان کلروفیل a، b، کل و کاروتنوئید در تیمار مدت زمان روشنایی 16 ساعت بدون کاربرد هورمون اسید آبسیزیک حاصل شد. در حالی که بیشترین میزان آنتوسیانین در تیمار مدت زمان روشنایی 16 ساعت تحت تیمار هورمون اسید آبسیزیک با غلظت‌های 10 و ppm20 مشاهده گردید. همچنین، بیشترین میزان فنل کل در مدت زمان روشنایی 16 ساعت تحت تیمار اسید آبسیزیک با غلظت ppm20 حاصل شد.نتیجه‌گیری: با توجه به اهمیت و کاربرد فراوان گیاهان دارویی در زندگی امروزی بشر، بررسی وجود ارتباط بین شرایط محیطی (ازجمله نور) و هورمون‌های گیاهی (مانند اسید آبسیزیک) با تولید و تجمع متابولیت‌های ثانویه در این گیاهان می‌تواند بسیار مفید باشد. نتایج این مطالعه نشان داد که استفاده از نور led با مدت زمان‌های روشنایی 14 و 16 ساعت برای افزایش خصوصیات رشدی و محتوای رنگیزه‌های فتوسنتزی گیاه شاهدانه توصیه می‌گردد. در حالی ‌که در این شرایط کاربرد اسید آبسیزیک برای افزایش تولید آنتوسیانین و فنل کل، ضروری به ‌نظر می‌رسد. در مجموع، نتایج این پژوهش نشان داد که اگر از نظر نور طبیعی در محیط‌های بسته مانند گلخانه محدودیت ایجاد شود، می‌توان با نور مصنوعی تکمیلی حاصل از لامپ‌های led ویژگی‌های کمّی و کیفی گیاهان دارویی ازجمله شاهدانه را بهبود بخشید.

effects of photoperiod and abscisic acid hormone on cannabis sativa l. morphological and chemical characteristics

background and objectives: light is one of the environmental factors influencing plant growth and development. nowadays, led lamps are light sources that researchers focus on and are recommended for plant production. in recent years, agricultural experts have focused on plant growth regulators to improve the quality and stability of the cultivation system. biological elicitors induce secondary metabolites and hypersensitive responses by activating defense mechanisms. the phytohormone abscisic acid transmits messages under living and non-living stress conditions. methodology: the current research was carried out in 2021 in the greenhouse of shahid fozveh biological research center as factorial in a completely randomized design in 5 replications. for this purpose, the effect of experimental factors, including four concentrations of abscisic acid (0, 5, 10, and 20 mg/liter) and five different day lengths (16, 14, 12, 10, and 8 hours of light) on the growth characteristics and content of photosynthetic pigments of the cannabis plant (cannabis sativa l.) was evaluated. for each light level, five rows were considered, and each row contained four pots (a total of 20 pots for each level). based on the results of the preliminary experiment, above each set of 20 pots, 4 led lamps with 9 watts power and 90 lumens radiation intensity were placed and connected to a timer (with time intervals of 16, 12, 14, 10, and 8 hours). before the flowering phase, the whole plants were sprayed with zero, 5, 10, and 20 milligrams per liter of abscisic acid solutions. the spraying was repeated three times at 24-hour intervals. following spraying, plant leaves were collected to evaluate morphological traits and pigment levels. results: the highest plant height, stem diameter, leaf number, root length, fresh and dry weight of roots, fresh and dry weight of aerial parts, and fresh and dry weight of leaves were measured under the 14-hour light duration, while the lowest values of these traits were observed under the 16-hour light duration. further, the maximum chlorophyll a, b, total, and carotenoid contents were obtained with a 16-hour light duration without abscisic acid hormone. however, the highest anthocyanin content was observed with a 16-hour light duration and 10 and 20 ppm abscisic acid hormone treatments. furthermore, the highest total phenols content was obtained under a 16-hour light duration with the abscisic acid treatment at 20 ppm. conclusion: given the importance and widespread use of medicinal plants in human life, investigating the relationship between environmental conditions (including light) and plant hormones (such as abscisic acid) and the production and accumulation of secondary metabolites in these plants can be beneficial. according to these results, led light with 14 and 16-hour light durations is recommended to improve cannabis plant growth characteristics and photosynthetic pigment content. however, under these conditions, abscisic acid appears necessary. overall, this study showed that if natural light is limited in enclosed environments such as greenhouses, it is possible to improve the quality and quantity of medicinal plants, including the cannabis plant, with supplementary artificial light from led lamps.