Response of the Medicinal Plant Salvia L. to Magnetized Saline Irrigation Water

Document Type : Research Paper

Authors

1 PhD Student, Department of Water Engineering, Faculty of Agricultural Engineering, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran.

2 Associate Professor, Department of Water Engineering, Faculty of Agricultural Engineering, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran.

3 Associate Prof., Department of Water Engineering, Faculty of Agricultural Engineering, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran

4 Assistant Prof., Department of Horticulture, Faculty of Crop Sciences, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran.

Abstract

Agricultural sector is the largest consumer of fresh water worldwide. Therefore, finding a suitable alternative for the use of fresh water in agriculture can be a key solution to future water crisis issues. Application of saline water by using appropriate methods can be an option for irrigating salt-tolerant plants. One of these methods may be magnetizing irrigation water. In the present study, to investigate the effect of magnetized water on the fresh and dry weight, as well as the essential oil of the medicinal plant Maryam Goli (Salvia L.), a pot experiment was conducted in an open space using a factorial design and completely randomized layout with four replications. The experimental treatments included salinity of irrigation water prepared from different concentrations of Caspian Sea water (30%, 50%, 70%, and 100% mixing with well water) and a control treatment (well water), in both magnetic and non-magnetic conditions. Due to rainfall during the growth season, at the end of the experiment, the saturation extract salinity (EC) of the soil corresponding to the control treatment and the 30%, 50%, 70%, and 100% water mixtures were 3.15 (I0), 3.65 (I1), 4.55 (I2), 4.75 (I3), and 5.06 (I4) dS/m, respectively. The results showed that, in the I4 treatment, both the dry and fresh weights of the plant decreased by 40% and 25%, respectively. However, regarding the effect of magnetized water, the results indicated that in saline treatments with soil EC less than 3.65 dS/m (I0 and I1), use of magnetized water prevented a significant decrease in the weight of Maryam Goli plant shoots. Furthermore, the research results demonstrated non-significant changes in the essential oil of Maryam Goli plant due to irrigation with different salinities as well as magnetic water. Based on the results, it is recommended that irrigation management of Maryam Goli plants using magnetized saline water be carried out in such a way that the saturation extract salinity of the soil does not exceed 3.65 dS/m during the growing season.

Keywords

References

  1. چنگیزی، م.، و چنگیزی، م.، (1391). اکوسیستم دریای خزر و عوامل تخریب‌کننده آن. مغلوب فن‌آوری بشر. دهمین همایش بین‌المللی سواحل بنادر و سازه‌های دریایی. 29 آبان تا 1 آذر، تهران.
  2. حسن‌پور، ر.، نیشابوری، م.ر.، و زارع‌حقی، د.، (1393). اثر توأم شوری و تراکم خاک بر برخی خصوصیات فیزیولوژیکی ذرت Zea mays L.)). مدیریت خاک و تولید پایدار، 4(4)، 295-273.
  3. حمامی، ح.، و ایمانی، ن.، اثر تیمار آب آبیاری مغناطیسی بر خصوصیات رشدی و عملکردی چای ترش ((L sabdariffa Hibiscus تحت تنش کمبود آب. (1400). تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران، 37(2)، 228-214.
  4. جمالی، ص.، و سجادی، ف.،. (1398). بررسی اثر آبیاری تلفیقی با آب دریا و آب شیرین بر عملکرد و اجزای عملکرد گیاه دارویی شوید. علوم آب‌وخاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی)، 23(1)، 55-43.
  5. خادم الحسینی، ز.، جعفریان، ز.، روشن، ج.، و رنجبر، غ.، (1400). تأثیر سطوح شوری آب آبیاری بر برخی صفات بیوشیمیایی گیاه دارویی آویشن باغی (Thymus vulgaris L.) فرآیند و کارکرد گیاهی، 10(41)، ۹۷-۱۱۳.
  6. خوش­روش، م.، عرفانیان، ف.، و پورغلام آمیجی، م.، (1400). اثر آبیاری با پساب مغناطیسی تصفیه‌شده بر عملکرد و اجزای عملکرد ذرت. مدیریت آب در کشاورزی، 8(1)، 128-115.
  7. خوش‌روش، م.، و کیانی، ع.، (1394). اثر آب شور مغناطیسی شده بر نفوذپذیری و هدایت الکتریکی بافت­های مختلف خاک. آبیاری و زهکشی ایران، 4(9)، 646-654.
  8. درویش­زاده، ع.، (1382). زمین‌شناسی ایران، انتشارات امیرکبیر، چاپ سوم، 902 ص.
  9. رئیسی، ا.، مهرفر، ح.ا.، و ترابی آزاد، م.، (1400). تأثیر میدان مغناطیسی بر خواص فیزیکی آب و کاربرد آن در صنعت، کشاورزی و مدیریت منابع آب. انسان و محیط‌زیست، 59. 71-61.
  10. سلیمپور، ف.، مازوجی، ع.، مظهر، ف.، و برزین، گ.، (1392). مقایسه خواص ضد باکتریایی اسانس چهار گونه گیاه دارویی مریم‌گلی. پژوهش در پزشکی، 37 (4)، 215-210.
  11. شاهدی، ب.، بانژاد، ح.، گلدانی، م.، و قلی­زاده، م.، (1399). آبیاری و زهکشی ایران، 5(14)، 1538-1589.
  12. صادقی­پور، ا.، و آقایی، پ.، (1393). بررسی اثر تنش خشکی و کاربرد آب مغناطیسی بر عملکرد و اجزای عملکرد ماش. پژوهش­های به زراعی. 6(1)، 86-79.
  13. شاهنظری، ع.، و شیرازی، پ.، (1395). اثر آبیاری با آب مغناطیسی بر نفوذپذیری و شوری خاک. علوم و مهندسی آبیاری، 40(3)، 19-11.
  14. عابدین­پور، م.، و روحانی، ا.، (1395). اثرات کاربرد آب مغناطیسی بر شاخص‌های رشد خاک و ذرت تحت مقادیر مختلف نمک در آب. استفاده مجدد و نمک زدایی آب، 7(3)، 325-319.
  15. فرهادی، م.، شاهنظری، ع.، احمدی، م.، و آقاجانی مازندرانی، ق.، (1393). بررسی اثر غلظت­های مختلف آب دریای مازندران بر عملکرد آفتابگردان. اولین همایش ملی زهکشی در کشاورزی پایدار. هشت اسفند، ساری.
  16. قربانی، خ.، و جمالی، ص.، (1400). بررسی تأثیر آبیاری با اختلاط آب دریای خزر و چاه بر عملکرد کینوا رقم Sajama در شرایط گلخانه­ای. پژوهش­های حفاظت آب‌وخاک، 28(2)، 81-63.
  17. گیلانی، ع.، کرمانشاهی، ح.، قلی­زاده، م.، و گلیان، ا.، (1396). آب کشاورزی مدیریت از طریق مغناطیسی آبیاری و آب آشامیدنی: بررسی مجله آریدلند کشاورزی، 3، 23-27.
  18. متانت، م.، بانژاد، ح.، قلی­زاده، م.، و گلدانی، م.، (1397). بررسی تأثیر شدت­های مختلف آب مغناطیسی بر عملکرد کمی و کیفی گیاه تربچه. آبیاری و زهکشی ایران، 2(12)، 472 -480.
  19. محمدیان، م.ر.، فتاحی، و.م.، و نوری، ا.، (1395). بررسی تأثیر آب شور مغناطیسی شده بر عملکرد و اجزای عملکرد گیاه فلفل سبز. علوم و مهندسی آبیاری، 39 (1)، 121-130.
  20. مظفریان. (1375). فرهنگ گیاهان ایران. انتشارات فرهنـگ معاصر. تهران، 671 ص.
  21. مشت­زن، ا.، یاوری، ع.، و سلیمانی­زاده، م.، (1401). بررسی کیفی مریم گلی دارویی (Salvia officinalis L.) تازه و خشک در نوبت های مختلف برداشت. نشریه علمی علوم باغبانی. دانشگاه فردوسی مشهد.
  22. نیرپور دیزج، آ.، (1396). بررسی تأثیر آب مغناطیسی بر رشد و خصوصیات مورفولوژیکی و بیوشیمیایی و عملکرد اسانس گیاه دارویی مرزه. پایان‌نامه کارشناسی ارشد. دانشکده کشاورزی. دانشگاه تبریز.
  23. واروی پور، م.، (1389). خاک‌شناسی عمومی پیام نور. انتشارات پیام نور. 336 ص.
  24. Alattar, E., Radwan, E., & Elwasife, Kh., )2022(. Improvement in growth of plants under the effect of magnetized water. AIMS Biophysics, 9(4): 346-387.
  25. Aslani, H., and Razmjoo, J., (2018). Common sage (Salvia officinalis L.) responses to salinity and drought stresses in Isfahan region. Acta Hortic, 1190, 145-150.
  26. Becker, V.I., Goessling, J.W., Duarte, B., Caçador, I., Liu, F., Rosenqvist, E. & Jacobsen, S.E., )2017(. Combined effects of soil salinity and high temperature on photosynthesis and growth of quinoa plants (Chenopodium quinoa). Functional Plant Biology, 44(7), 665-678.
  27. Castro Palacio, J.C., Morejon, L.P., Velazquez Abud, L., & Govea, A.P., (2007). Stimulation of Pinus tropicalis M. seeds by magnetically treated water. International Agrophysics, 21, 173-177.  
  28. Dobrevski, I., Boneva, M., & Bonev, B., (1993). Semi industrial experiments evaluating the effect of the magnetic treatment of cooling water in decreasing deposit formation. Russian Journal of Applied Chemistry, 66, 422-425.
  29. Hassan A. Z., (2014). Effect of magnetized irrigation water with different gausses on the growth and mucilage percentage on two varieties of Calendula officinalis L. Journal of Biotechnology Research Center, 8(3), 5-10.
  30. Herzog, R.E., Qihong, S., Patil, T.J.N., & Katz, J.L., (1989). Magnetic water treatment: The effect of iron on calcium carbonate nucleation and growth. Longmuir, 5, 861–867.
  31. Higashitani, K. A., Kage, Katamura, S., Imai, K. & S. Hatade. (1993). Effects of magnetic field on the formation of caco3 particles. Colloid and Interface Science Journal, 156(1), 90-95.
  32. Issa, F.H., Shanoon, R.W., & El Kaaby, E.J., (2016). Effect of magnetized water with spraying (Amino Alexine) on growth and yield of (Cucumis Sativus L.) growth in plastic house. Journal of University of Duhok, 19(1), 418-424.
  33. Mostafazadeh-Fard, B., Khoshravesh, M., Mousavi, S. F., & Kiani, A. R., (2012). Effects of magnetized water on soil chemical components underneath trickle irrigation. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 138(12), 1075-1081.
  34. Niaz, N., Tang, C., Zhang, R., Chu, G., (2021). Application of magnetic treated water irrigation increased soil salt leachate by altering water property. Eurasian Soil Science, 54, 26-32.
  35. Osman, E.A., Abd El-Latif, K.M., Hussien, S.M., & Sherif, A.E.A., (2014). Assessing the effect of irrigation with different levels of saline magnetic water on growth parameters and mineral contents of pear seedlings. Global Journal of Scientific Researches, 2(5), 128-136.
  36. Srivastava, S. C., Lal, P. B. B., Sharma, B. N.,)1976(. Application of solar energy in conjunction with magnetized water to boost food output. National Solar Energy Convention, Calcutta, India, pp. 248-250.
  37. Turker, M., Temirici, C., Battal, P., & Erez, M.E., (2007). The effects of an artificial and static magnetic field on plant growth, chlorophyll and phytohormone levels in maize and sunflower plants. Phyton, 46, 271-284.
  38. Yasmeen, R., & Siddiqui, Z.S., (2018). Ameliorative effects of Trichoderma harzianum on monocot crops under hydroponic saline environment. Acta Physiologiae Plantarum, 40(1), 4.22.
  39. Zhao, G., Mu, Y., Wang, Y., & Wang, L., (2022). Magnetization and oxidation of irrigation water to improve winter wheat (Triticum aestivum L.) production and water-use efficiency. Agricultural Water Management, 259, 107254.
  40. Zlotopolski, V., (2017). Magnetic Treatment Reduces Water Usage in Irrigation Without Negatively Impacting Yield, Photosynthesis and Nutrient Uptake in Lettuce. International Journal of Applied Agricultural Sciences, 3(5), 117-122.
Journal of Water Research in Agriculture
Volume 37, Issue 4
February 2024
Pages 401-413

Files

Share

How to cite

Statistics