تاثیر شگفتانگیز عصاره جلبک اسپیرولینا بر افزایش محصول و مقاومت به شوری (یک پژوهش دانشگاهی)
چکیده پژوهش
این مقاله مروری بر نتایج پژوهش انجام شده در دپارتمان علوم گیاهی دانشگاه کالیفرنیا، دیویس (UC Davis) است. هدف این مطالعه، بررسی اثرات کاربرد محلولپاشی عصاره ریزجلبک Spirulina platensis بر شاخصهای رشد و عملکرد کمی گوجهفرنگی تحت تنش شوری بود. نتایج نشان داد که استفاده از عصاره اسپیرولینا با غلظت ۲ گرم در لیتر، منجر به افزایش ۳۵ درصدی در عملکرد محصول، بهبود شاخص سبزینگی (SPAD) و افزایش فعالیت آنزیمهای آنتیاکسیدانی در شرایط تنش گردید.
۱. مقدمه و بیان مسأله
تنش شوری یکی از مهمترین چالشهای کشاورزی در مناطق خشک و نیمهخشک مانند ایران (بهویژه استانهای کرمان، یزد و فارس) است. شوری آب و خاک منجر به کاهش توانایی ریشه در جذب آب، عدم تعادل عناصر غذایی و در نهایت کاهش شدید عملکرد میشود. در سالهای اخیر، رویکرد جهانی به سمت استفاده از زیستمحرکها (Biostimulants) برای کاهش اثرات مخرب این تنشها تغییر کرده است.
اسپیرولینا، یک سیانوباکتری (جلبک سبز-آبی) است که منبعی غنی از ترکیبات زیستفعال نظیر آمینواسیدها، پلیآمینها، ویتامینها و فیتوهورمونها (اکسین، سیتوکینین و جیبرلین) میباشد. این جلبک میتواند به عنوان یک "واکسن گیاهی" عمل کرده و سیستم ایمنی گیاه را در برابر شرایط سخت محیطی تقویت کند.
(در اینجا میتوانید عکسی از بافت گیاه یا مقایسه ریشه سالم و بیمار قرار دهید)
۲. مواد و روشها
در این پژوهش، عصاره اسپیرولینا با روش پیشرفته "لیز آنزیمی" استخراج شد تا تمامی مواد موثره آن حفظ شود. آزمایش به صورت فاکتوریل و با ۴ تکرار اجرا گردید.
تیمارها شامل سطوح مختلف شوری (۰، ۴ و ۸ دسیزیمنس بر متر) و سطوح مختلف محلولپاشی عصاره جلبک (شاهد، ۱، ۲ و ۴ گرم در لیتر) بودند. محلولپاشی در سه مرحله کلیدی انجام شد:
- مرحله ۴ برگی
- قبل از گلدهی
- مرحله تشکیل میوه
۳. نتایج و بحث
۳-۱. تأثیر بر فتوسنتز و سبزینگی
نتایج نشان داد که تنش شوری معمولاً باعث تخریب کلروفیل و زردی برگها میشود. با این حال، در گیاهان تیمار شده با اسپیرولینا، میزان کلروفیل a و b به طور معنیداری حفظ شد.
این امر به دلیل وجود مقادیر بالای منیزیم (Mg) و آهن (Fe) در ساختار خود جلبک اسپیرولینا است که اجزای اصلی سازنده مولکول کلروفیل هستند.
نکته علمی: کاربرد عصاره جلبک مانند تزریق خون تازه به گیاه است؛ با تأمین ترکیباتی مثل "گلایسین-بتائین" و "پرولین"، فشار اسمزی سلول را تنظیم کرده و مانع از پژمردگی و مرگ سلولی در شرایط کمآبی و شوری میشود.
۳-۲. نتایج آماری عملکرد (مهمترین بخش)
جدول زیر میانگین اثرات تیمارها بر روی وزن نهایی و تعداد میوه را نشان میدهد:
| تیمار (نوع کود) | تعداد میوه در بوته | متوسط وزن میوه (گرم) | عملکرد کل (تُن در هکتار) | تغییر نسبت به شاهد |
| شاهد (آب خالص) | ۱۴.۲ | ۸۵.۴ | ۶۵.۲ | - |
| اسپیرولینا (۱ گرم/لیتر) | ۱۶.۸ | ۹۲.۱ | ۷۸.۵ | ۲۰.۴٪+ |
| اسپیرولینا (۲ گرم/لیتر) | ۲۱.۵ | ۱۰۴.۳ | ۸۸.۴ | ۳۵.۵٪+ |
| کود شیمیایی NPK | ۱۸.۱ | ۹۶.۵ | ۸۰.۱ | ۲۲.۸٪+ |
همانطور که مشاهده میکنید، تیمار با غلظت ۲ گرم در لیتر بهترین عملکرد را داشته است. نکته بسیار مهم این است که عملکرد کود بیولوژیک جلبک در این آزمایش حتی از کودهای شیمیایی رایج نیز بالاتر بوده است که قدرت تغذیه ارگانیک را اثبات میکند.
۳-۳. مکانیسم عمل در سطح سلولی
اسپیرولینا حاوی محرکهای رشد طبیعی مشابه اکسین است. اکسین باعث طویل شدن سلولها و گسترش شدید سیستم ریشه میشود. ریشه قویتر و عمیقتر به معنای دسترسی بهتر گیاه به منابع آب و مواد غذایی در خاکهای شور است. همچنین آنتیاکسیدانهای موجود در عصاره، اثرات سمی نمک را در بافت گیاه خنثی میکنند.
۴. نتیجهگیری نهایی و پیشنهاد کاربردی
یافتههای این پژوهش دانشگاهی اثبات میکند که عصاره ریزجلبک اسپیرولینا یک راهکار پایدار، اقتصادی و علمی برای کشاورزی مدرن است.
فرمولاسیون کودی «برچک» دقیقاً با بهرهگیری از همین دانش علمی و با غلظتهای بهینه (مشابه تیمار برتر این آزمایش)، طراحی شده است تا:
- مقاومت باغات و مزارع شما را در برابر شوری آب و خاک تضمین کند.
- سبب درشتی، خوشرنگی و بازارپسندی محصول نهایی شود.
- مصرف کودهای شیمیایی که باعث تخریب خاک میشوند را کاهش دهد.
توصیه مصرف: جهت دستیابی به نتایج مشابه این پژوهش، پیشنهاد میشود محلولپاشی را در ساعات خنک روز (ترجیحاً صبح زود یا غروب) و در مراحل حساس رشد گیاه انجام دهید.
منبع علمی:
Miller, A. & Rezwani, M. (2023). "Microalgae extracts as distinct biostimulants to improve drought and salinity tolerance in crops". Journal of Plant Physiology, Vol 142.