Effect of density, biological and chemical fertilizers on quantitative and qualitative yield of common chicory (Cichorium intybus)

Document Type : Original Article

Authors

1 Assistant Professor, Department of Genetics and Plant Breeding, Faculty of Agriculture and Natural Resources. Imam Khomeini International University, Qazvin

2 Agronomy Department, Naragh Branch, Islamic Azad University,

3 Department of Horticultural Sciences, Faculty of Agriculture and Natural Resources

Abstract

Background and Objectives:Medicinal plants have been one of the main natural resources of Iran from ancient times. Nutritional management has a significant impact on the quantity and quality of plants. The fastest way to supply nutrients for plant is the use of mineral fertilizers. In spite of significant and positive effect of chemical fertilizer on crops production, excessive use of them can reduce crop yield due to loss of soil biological activity, loss of soil physical properties, soil acidification, and soil nutrient imbalance. In addition, the use of chemical fertilizers can cause environmental pollutions. The use of organic manures as alternative sources of chemical fertilizer increased the yield of many plants and reduced the adverse effect of chemical fertilizers. Organic fertilizers also increased soil moisture, reduced soil pH and increased the electrical conductivity and the ability of absorbing soil nutrients. Therefore to study the effects of biological and chemical fertilizers on quantitative and qualitative yield of Cichorium intybus in different densities, this experiment was conducted.
Materials and methods:This experiment was conducted as split split plots in a randomized complete block design with three replications. The treatments comprised of nitrogen at three levels (0, 50, 100 kg/ha) as the main plot, density at three levels (6, 9 and 12 plants/m2) as sub plot and bio-fertilizer in three levels (non- inoculation, inoculation with Mycorrhiza and inoculation with Azotobacter) as sub-sub plot. Several quantitative and qualitative traits were measured including leaf number, root length, fresh and dry weight, flavonoid content, nitrogen, phosphorous and potassium.
Results: Analysis of variance showed the significant effects of treatments on leaves, fresh and dry weight, root length and the amount of plant flavonoids, nitrogen, phosphorus and potassium. Nitrogen consumption based on 100% fertilizer recommendations increased all traits, while the effects of density and bio-fertilizer were different on quantitative and qualitative traits. Seed inoculated with mycorrhiza showed a better result for flavonoid, phosphorus and potassium than seed inoculated with Azotobacter. Among the two-way interaction effects, the density × bio fertilizer and density × the nitrogen fertilizer were significant for plant leaf number and root length.  Mean comparison of density × bio fertilizer showed that the highest number of leaves per plant was obtained at density of 6 plant/m2 and Azotobacter inoculation and the highest root length was observed at density of 12 plant/m2 and Azotobacter inoculation. Mean comparison of density × the nitrogen fertilizer showed that the highest leaf number was observed at density of 6 plant. m-2 and 100 kg ha-1 nitrogen fertilizer and the highest root length was obtained at density of 12 plant m-2 and 100 kg ha-1 nitrogen fertilizer. The interaction effect of nitrogen fertilizer, density and bio-fertilizer was significant only for fresh weight. The maximum value of fresh weight (1848.8 g/m2) is related to the application of 100 kg/ha nitrogen fertilizer, the density of 12 plants/m2 and using Azotobacter. These conditions increased fresh weight to168 percent than conditions of lack of nitrogen and bio-fertilizers under the density of 6 plants/m2 (with 688.5 g/m2 fresh weight).
Discussion:The results showed that the application of biological fertilizer had a significant effect on improving quantitative and qualitative yield of Cichorium intybus. Furthermore, the combined application of biological fertilizer and chemical fertilizer (based on 100% fertilizer recommendations) in the density of 12 plant/m2 significantly increased root length and weight of the plant. Therefore, biological fertilizers through the improvement of soil structure, and along with chemical fertilizers, increase greatly the quantitative and qualitative yield of plants.

Keywords

References

احمدیان، ح.، قنبری، ع.، گلوی، م.، 1385.، اثر کود دامی بر عملکرد کمی و کیفی و شاخص‌های شیمیایی اسانس زیره سبز (Cuminum cyminum) . مجله پژوهشهای زراعی ایران. 4(2): 207-216.
امرایی، ب.، اردکانی، م. ر.، رفیعی، م.، پاکنژاد، م.، رجالی ، ف.، 1395.، بررسی تاثیر کودهای زیستی میکوریزا و ازتوباکتر برعملکرد و برخی خصوصیات زراعی ارقام مختلف گندم. مجله زراعت و اصلاح نباتات. 12 (2): 1-17.
امیدبیگی، ر.، 1383. رهیافت­های تولید و فرآوری گیاهان دارویی. جلد دوم، انتشارات به نشر، مشهد، 347 صفحه.
امیدبیگی، ر.، م. فخر طباطبایی و ت، اکبری. 1380. اثر کود نیتروژن و آبیاری بر باروری (رشد، عملکرد دانه و مواد موثره)  کتان روغنی. مجلهعلومکشاورزیایران. 33 (1): 53-64.
حسین­پور، م.، پیرزاد ،ع. ر.، حبیبی، ح.، فتوکیان، م، ح.، 1390.، تأثیر کود بیولوژیک نیتروژندار (ازتوباکتر) و تراکم بوته برعملکرد، اجزای عملکرد و میزان اسانس در گیاه دارویی آنیسون.  نشریهدانشکشاورزیوتولیدپایدار. 2(21): 70-86.
خسروی، ه.، 1393.، ازتوباکتر و نقش آن در مدیریت حاصخیزی خاک . نشریهمدیریتاراضی. 2 (2): 79-94.
درزی ،م، ت.، قلاوند، ا.، سفیدکن، ف.، رجالی، ف.، 1387.، تأثیر کاربرد کودهای زیستی بر عملکرد و اجزای عملکرد در رازیانه  (Foeniculum vulgare). مجلهتحقیقاتگیاهانداروییومعطرایران .22(4):  276-292.
ذوالفقاری، م.، ناظری، و.، سفید کن، ف.، رجالی، ف.، 1393.، بررسی تاثیر گونه های مختلف مایکوریزا بر ویژگی­های رشدی و میزان اسانس گیاه دارویی ریحان(Ocimum basilicum L.). مجله تولیدات گیاهی (مجله علمی کشاورزی). 37 (4): 47-56.
رحیمی، ل.، علی اصغرزاده، ن.، اوستان، ش.، 1390.، اثر سویه های بومی ازتوباکتر کروکوکوم بر رشد، جذب نیتروژن و فسفر گیاه گندم در شرایط گلخانه ای. مجله علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی). 15 (58): 159-171.
رسام، ق.، نداف، م.، سفید کن، ف.، 1386. تاثیر تاریخ کاشت و تراکم گیاهی بر عملکرد و اجزای عملکرد دانه انیسون(Pimpinella anisum) . مجله پژوهش و سازندگی. 75: 127-133.
رئیسی، ر.، فاخری، ب.، مهدی نژاد، ن.، 1398.، ارزیابی اثر قارچ میکوریزا Glomus fascollaria بر برخی خصوصیات مورفولوژیک، رنگیزه­های نورساختی و فعالیت آنزیم­های آنتی اکسیدانی کاسنی(Cichorium intybus L.) تحت تنش خشکی. مجله تنش­های محیطی در علوم زراعی. 12 (2): 495-505.
سپهری، ا .، وزیری مجد، ز.،1393. اثر نانو کود آهن و روی بر عملکرد کمی کاسنی (Cichorium inyubus L.) در تراکم­های مختلف گیاه. مجله علوم کشاورزی و تولید پایدار. شماره ویژه: 61-74.
طاهری اصغری، م‌.، 1389. تأثیر تنش کم آبی بر تعدادی از صفات در گیاه دارویی کاسنی .(Cichorium intybus L.) تحت تراکم­های مختلف گیاهی. مجلهاکوفیزیولوژیگیاهانزراعی. 2(3): 147-155.
عظیمی، ریحانه.، جنگجو، محمد.، اصغری، ح.، 1392.، تاثیر تلقیح قارچ میکوریزا بر استقرار اولیه و خصوصیات مورفولوژیک گیاه دارویی آویشن باغی در شرایط عرصه طبیعی. مجله پژوهشهای زراعی ایران. 11(4): 666-676.
ﻋﻤﺎد، م.، ﻏﯿﺒﯽ، ف.، رﺳﻮﻟﯽ، س. م.، ﺧﺎﻧﺠﺎﻧﺰاده، ر.، ﻣﺤﻤﺪی ﺟﻮزاﻧﯽ، س.، 1391. ﮐﺎﺳﻨﯽ. اﻧﺘﺸارات ﭘﻮﻧﻪ. 48 صفحه.
فدائی، ا.، پرویزی، ی.، گردکانه، م.، خان احمدی، م.، 1397. تأثیر القای سویه­های قارچ میکوریزا Glomus mosseae) و Glomus intraradiceae) و فسفر بر رشد و ترکیبات فیتوشیمیایی بادرشبو (Dracocephalum moldavica L.) تحت شرایط تنش خشکی. فصلنامه گیاهان دارویی. 2 (66): 117-130.
فصیحی، م.، شمشیری، م. ح.، کریمی، ح. ر.، روستا،  ر.، 1391. اثرمیکوریزا آربوسکولار (Glomus mosseae)  بر رشد خیار گلخانه­ای (Cucumis sativus cv. Nahid)  در سطوح مختلف از بی کربنات سدیم در آب آبیاری. مجله علوم و فنون کشت گلخانه­ای. 5 (17): 53-62.
کوچکی، ع.، نصیری محلاتی، م.، عزیزی، م.، 1385. اثر فواصل مختلف آبیاری و تراکم بر عملکرد و اجزای عملکرد دو توده بومی رازیانه (Foenicolum vulgare) . مجله پژوهشهایزراعیایران. 4 (1): 131 -140.
مکی­زاده تفتی، م.، چایی­چی، م، ر.، نصراله­زاده، ص.، خاوازی، ک.، 1391. ارزیابی اثر کودهای زیستی و شیمیایی نیتروژن بر رشد، عملکرد و ترکیب اسانس گیاه شوید (Anethum graveolens L.). نشریهدانشکشاورزیوتولیدپایدار. 22(1): 1-12.
ﻣﻠﮑﻮﺗﯽ، م. ج.،  ﻃﻬﺮاﻧﯽ، م. م.، 1379. ﻧﻘﺶ رﯾﺰﻣﻐزیﻫﺎ در اﻓﺰاﯾﺶ ﻋﻤﻠﮑﺮد و ﺑﻬﺒﻮد ﮐﯿﻔﯿﺖ ﻣﺤﺼﻮلات ﮐﺸﺎورزی (ﻋﻨﺎﺻﺮ ﺧﺮد با تاثیر کلان). اﻧﺘﺸﺎرات داﻧﺸﮕﺎه ﺗﺮﺑﯿﺖ ﻣﺪرس. 328 صفحه.
نجفی، ه.، خدابنده، ن.، پوستینی، ک.، پوردوایی، ه.، 1376. تأثیر الگو و تاریخ کاشت بر صفات زراعی سویا. مجله علوم کشاورزی. 28: 65-81.
نقدی بادی، ح.، زینلی مبارکه، ز.، امیدی، ح.، رضازاده، ش.،1391. تغییرات مورفولوژیک، زراعی و فیتوشیمیایی گاوزبان (Borago officinalis L.) تحت تأثیر کودهای زیستی و شیمیایی. فصلنامه گیاهان دارویی. 2(9): 145-156.
یزدانی، د.، شهنازی، س.، سیفی، ح.، 1383. کاشت،داشتوبرداشتگیاهاندارویی.  انتشارات جهاد دانشگاهی واحد شهید بهشتی. 178 صفحه.
Bago, B., Pfeffer, P. and Shachar-Hill, Y. 2008. Could the urea cycle be translocating nitrogen in the arbuscular mycorrhizal symbiosis. New Phytologist. 149 (1): 4-8.
Cardoso, I. M. and Kuyper, T. M. 2006. Mycorrhizal and tropical soil fertility. Agriculture, Ecosystems and Environment.116: 72-84.
Chang, C., Yang, M., Wen, H. and Chern, J. 2002. Estimation of total flavonoid content in propolis by two complementary colorimetric methods. Journal of Food Drug Analaysis. 10: 178-182.
El-Yazeid, A. A., Abou-Aly, H. E., Mady, M. A. and Moussa, S. A. M. 2007. Enhancing growth, productivity and quality of squash plants using phosphate dissolving micro-organisms (bio phosphor) combined with boron foliar spray. Research Journal of Agriculture and Biological Sciences. 3(4): 274-286.
Flores, E., Frias, J. M. and Herrero, A. 2005. Photosynthetic nitrate assimilation in cyanobacteria. Photosynthesis Research. 83: 117-133.
Garrity, G. M., Bell, J. A. and Lilburn, T. 2005. Class III. Gammaproteobacteria class. In Bergey's Manual of Systematic Bacteriology, 2nd edn, vol. 2 (The Proteobacteria), part B (The Gammaproteobacteria), p. 1. Edited by D. J. Brenner, N. R. Krieg, J. T. Staley & G. M. Garrity. New York.
Graham, J. H. 2001. What do root pathogens see in mycorrhizas. New phytology. pp 357-359.
Gupta, M., Kiran, S. H., Gulati, A., Singh, B. and Tewari, R. 2012. Isolation and identification of phosphate solubilizing bacteria able to enhance the growth and aloin-A biosynthesis of Aloe barbadensis Miller. Microbiology Research. 167: 358-363.
Jones, J. B. and Case, V. W. 1990. Sampling, handling and analyzing plant tissue sample. Pp: 389-429. In: R.L. Westerman (Ed) Soil Testing and Plant Analysis. SSSA, No.3, Madison, WI.
Joshee, N., Mentreddy, S. R. and Yadav, K. 2007. Mycorrhizal fungi and growth and development of micropropagated Scutellaria integrifolia plants. Industrial Crops and Products. 25: 169-177.
Kapoor, R., Giri, B. and Mukerji, K. G. 2002. Mycorrhization of coriander (Coriandrum sativum) to enhance the concentration and quality of essential oil. Journal of the Science of Food and Agriculture. 82(4): 339- 342.
Kapoor, R., Giri, B. and Mukerji, K. G.  2004. Improved growth and essential oil yield and quality in foeniculum vulgare Mill on mycorrhizal inoculation supplemented with P-fertilizer. Bioresource Technology. 93: 307-311.
Karthikeyan, B., Abdul Jaleel, C., Lakshmanan, G. M. A and Deiveekasundaram, M. 2008. Studies on rhizosphere microbial diversity of some commercially important medicinal plants. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 62: 143- 145.
Kazemi, Z., Esmaeili, M., Amini, A., Bankesaz, M. and Moarefiyan, A. 2008. Effect of planting pattern and plant density changes on yield and yield components of two cultivars of maize. Journal of agriculture and natural resources. 26:38-45.
Kizilkaya, R. 2008). Yield response and nitrogen concentration of spring wheat inoculated with Azotobacter chroococcum strains. Ecological Engineering. 33: 150-156.
 
Liu, J., WU, L., Wei, S. H., Xiao, X., Su, C., Jiang, P., Song, Z., Wang, T. and Yu, Z. 2007. Effects of arbuscular mycorrhizal fungi on the growth, nutrient uptake and glycyrrhizin production of licorice (Glycyrrhiza uralensis Fisch). Plant Growth Regulation. 52: 29-39.
Mulabagal, V., Wang, H., Ngouajio, M., Nair, M. G., 2009. Characterization and quantification of health beneficial anthocyanins in leaf chicory (Cichorium intybus) varieties. European Food Research and Technology. 230 (1): 47-53.
Nandagopal, S., Kumari, B.R., 2007. Phytochemical and antibacterial studies of Chicory (Cichorium intybus L.)-Amultipurpose medicinal plant. Advances in Biological Research. 1(1-2), 17-21.
Olsen, S. R. and Sommers, J. F. 1982. Phosphorus. Pp: 403-430, In: A.L. Page (ed.), Methods of soil Analysis. Agronomy. No. 9, part 2: Chemical and microbiological properties, 2nd edition, American Society and Agronomy Madison. WI. USA.
Pal, K. K., Tilak, K. V., Saxena, A. K., Dey, R. and Singh, C. 2001. Suppression of maize root diseases caused by Macrophomia phaseolina, Fusarium moniliforme and Fusarium graminaerum by plant growth promoting rhizobacteria. Microbiology Research. 156: 209-223.
Rajendran, K. and Devaraj, P. 2004. Biomass and nutrient distribution and their return of Casuarina equisetifolia inoculated with biofertilizers in farm land. Biomass and Bioenergy. 26: 235-249.
Rees, S. B and Harborne, J. B. 1985. The role of plant density in the dry matter yield of the chicory plant. Phytochemistry. Oxford, England. Pergamon Press. 24 (10): 2225-2231.
Shaalan, M. N. 2005. Influence of biofertilizers and chicken manure on growth, yield and seeds quality (Nigella sativa L.) plants. Egyptian Journal of Agricultural Research. 83: 18-28.
Shady, M. A., Ibrahim, I. and Afify, A. H. 1984. Mobilization of elements and their effects on certain plant growth characteristics as influenced by some silicate bacteria. Egyptian Journal of Botany. 27(1-7): 17-30.
Shahmohammadi, F., Darzi, M. T. and Haj Seyed Hadi, M. R. 2014. Influence of Compost and Biofertilizer on yield and essential oil of dill (Anethum graveolens L.). International journal of Advanced Biological and Biomedical Research. 2 (2): 446-455.
Sharma, D., Kapoor, R. and Bhatnagar, A. K. 2008. Arbuscular mycorrhizal (AM) technology for the conservation of Curculigo orchioides Gaertn: an endangered medicinal herb. World Journal of Microbiology and Biotechnology. 24(3): 395-400.
Tilak, K. V. B. R., Ranganayaki, N., Pal, K. K., De, R., , A. K., Shekhar Nautiyal, C., Shilpi Mittal, A. K., Tripathi, A. K. and Johri, B. N. 2005. Diversity of plant growth and soil health supporting bacteria. Current Science. 89: 136-150.
Toncer, O. and Kizil, S. 2004. Effect of seed rate on agronomic and technologic characters of Nigella Sativa L. International Journal of Agriculture and Biology. 6(3): 529-532.
Van Arkel, J., Vergauwen, R., Sevenier, R., Hakkert, J. C., Van Laere, A., Bouwmeester, H. J., Koops, A. J. and Van der Meer, I. M. 2012. Silk filling, inulin metabolizing enzymes and carbohydrate status in field grown chicory (Cichorium intybus L.). Journal of Plant Physiology. 169: 1520-1529.
Wensing, A., Braun S. D, Buttner, P., Expert, D., Volksch, B., Ulrich, M. S and Weingart, H. 2010. Impact of siderophore production by Pseudomonas syringae pv. Syringae 22d/93 on epiphytic fitness and biocontrol activity against Pseudomonas syringae pv. Glycinea 1a/96. Applied and Environmental Microbiology. 76(9): 2704-2711.
Woller, D. and Thomashow, L. S. 1993. Use of rhizobacteria for biocontrol. Curr. Opin. Biotechnol. 4: 306–311.
Yamawaki, K., Matsumura, A., Hattori, R,, Tarui, A., Amzad Hossain, M., Ohashi, Y. and Daimon, H. 2013. Effect of inoculation with arbuscular mycorrhizal fungi on growth, nutrient uptake and curcumin production of turmeric (Curcuma longa L.). Agricultural Science. 4 (2): 66-71.
Yasari, E., Patwardhan, A. M., Ghole, V. S., Ghasemi Chapi, O. and Asgharzadeh, A. 2007. Bio fertilizers impact on canola (Brassica napus L.) seed yield and quality. Asian Journal of Microbiology, Biotechnology and Environmental Sciences. 9(3): 701-707.

Files

Share

How to cite

Statistics