Water Management in Agriculture

Water Management in Agriculture

Investigating the Effect of Irrigation and Bio-Fertilizers on Seed Yield and Biochemical Traits of Milk Thistle (Silybum marianum L.)

Document Type : Original Article

Authors
Jafar Ghaffarzadeh 1
Reza Amirnia 2
Amir Rahimi 2
afshin khorsand 3
1 Graduated from Master's degree, Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture, Urmia University, Urmia, Iran
2 Associate Professor, Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture, Urmia University, Urmia, Iran
3 Researcher, Agricultural Engineering Research Institute (AERI), Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran
Abstract
Due to the importance of Milk thistle, a study was conducted to evaluate the effects of irrigation type and bio-fertilizers on this plant. For this purpose, a split plot experiment based on randomized complete block design with 10 treatments and three replications at Miandoab, West Azerbaijan province during 2016-2017. Experimental treatments consisted of irrigation type (complete irrigation and non-irrigation) as main factor and bio-fertilizers (control, N (b), P (b), K (b) and NPK (b)) as sub-factor. According to the results, the interaction effect of irrigation type × bio-fertilizer for grain yield and biological yield at 1% level was significant and for oil percentage and oil yield, forage quality indices and nutrient uptake was not significant. However, the simple effects of irrigation and bio-fertilizer were significant for oil content at 5% and for oil yield at 1%. However, the effect of bio-fertilizers on crude fiber, water soluble carbohydrates and dry matter percent digestibility was significant. According to the obtained results, the comparison of the average of the interaction effect showed that the maximum seed yield (981.6 kg ha-1) was observed in the condition of full irrigation and the phosphorus bio-fertilizer treatment, and the minimum seed yield (548.7 kg ha-1) was assigned to the control treatment in the condition of no irrigation. The results of the comparison of the mean interaction effect for the biological performance of Milk thistle showed that the complete bio-fertilizer treatment in full irrigation conditions had the maximum value (6578 kg ha-1) and the control treatment in non-irrigation conditions had the minimum value (4311 kg ha-1). Also, under complete irrigation conditions and phosphate bio-fertilizer application, oil content increased significantly. Although complete bio-fertilizer treatment increased grain yield but decreased the quality of Milk thistle oil. Therefore, if Milk thistle oil is used for industrial purposes, it is recommended to use a full bio-fertilizer treatment, but it is not suitable for edible applications. According to the results obtained from forage quality indices, it was found that forage of milk thistle has almost good quality and nutritional value and its successful production under dry conditions led to milk thistle superiority to other forage plants. Finally, considering the above mentioned and also considering the significant percentage of oil in Milk thistle seed and its high nutritional value (high linoleic acid content and presence of linolenic acid), it is concluded that cultivation of this seed New oils can be beneficial and necessary.
Keywords
Absorb elements
Fatty acids
Irrigation stress
Medicinal plants
Milk thistle
آژیر، ف.، جعفری، ع.ا. و فیاض، م. 1390. بررسی عملکرد، صفات مورفولوژیکی و کیفیت علوفه در 19 اکوتیپ از گونه مرتعی Agropyron criststum در شرایط کشت آبی و دیم در منطقه خجیر تهران. تحقیقات مرتع و بیابان ایران. 18 (1): 139-150.
اسحقی سردرود، س.ن.، نصرالله زاده، ص. و باقری پیروز، ا. 1393. تأثیر کاربرد کودهای زیستی و شیمیایی بر برخی صفات کمی و کیفی سورگوم علوفه‌‌ای. دانش کشاورزی و تولید پایدار. 24 (1): 45-56.
اسکندری نصرآبادی، س.، قربانی، ر.، رضوانی مقدم، پ. و نصیری محلاتی، م. 1393. اثر کاربرد منفرد و تلفیقی کودهای زیستی، شیمیایی و آلی بر خصوصیات کمی و کیفی گیاه دارویی ماریتیغال (Silybum marianum L.). بوم‌‌شناسی کشاورزی. 6 (3): 476-467.
آقابابا دستجردی، م.، امینی دهقی، م.، چایی‌‌چی، م.ر. و بساق‌‌زاده، ز. 1393. تأثیر سیستم‌‌های مختلف کوددهی بر خصوصیات تغذیه‌‌ای و کیفی علوفه‌‌دارو (مطالعه موردی: کشت توأم یونجه چندساله و رازیانه). به زراعی کشاورزی. 16 (1): 111-125.
انصاری اردلی، س. و آقاعلیخانی، م. 1394. اثر تراکم بوته و مقدار کود نیتروژن بر عملکرد و کیفیت علوفه تاج خروس زراعی (Amaranthus cruentus L.). علوم زراعی ایران، 7 (1): 45-35.
حسنوند، م.، جعفری، ع.ا.، سپهوند، ع. و نخجوان، ش. 1388. بررسی عملکرد و کیفیت علوفه در توده‌‌های بومی ماشک (Vicia sativa) در شرایط آبی و دیم منطقه لرستان. تحقیقات مرتع و بیابان ایران. 16 (4): 517-535.
علیرضالو، ک.، حصاری، ج. علیرضالو، ا. محمدی، م. و فتحی آچاچلویی، ب. 1390. بررسی ویژگی‌‌های فیزیکوشیمیایی و ترکیب اسید چربی روغن دانه ماریتیغال. پژوهش‌‌های صنایع غذایی. 21 (1): 25-33.
فلاح‌‌حسینی، ح.، همتی‌‌مقدم، ا.ر. و علویان، س.م. 1383. مروری بر گیاه دارویی خارمریم. گیاهان دارویی. 11: 24-14.
قوامی، ن.، لبافی، م.ر. دهقانی‌‌مشکانی، م.ر. و مهرآفرین، ع. 1391. تعیین مهم‌‌ترین اجزای عملکرد روغن و دانه در دو ژنوتیپ گیاه دارویی ماریتیغال (Silybum marianum Gaetrn.) بر مبنای تجزیه علیت و رگرسیون. گیاهان دارویی. 11 (44): 86-78.
کهن‌‌مو، م.ا.، مدرسی، م. و باقری کاهکش، ز. 1394. کشت اکوتیپ‌‌های گیاه دارویی ماریتیغال جهت مقایسه ارزش دارویی و غذایی. طب جنوب. 18 (5): 1007-1015.
گلی، س.ا.ح.، کدیور، م. بهرامی، ب. و سبزعلیان، م.ر. 1386. خصوصیات فیزیکی و شیمیایی روغن دانه ماریتیغال. علوم و صنایع غذایی. 4 (4): 27-32.
نجف‌‌آبادی، آ.، جلیلیان، ج.و زردشتی، م. ر. 1396. تأثیر الگوهای کشت مخلوط بر برخی ویژگی‌‌های کمی و کیفی علوفه گلرنگ و گاودانه در سیستم‌‌های کشت پرنهاده و کم‌‌نهاده. به زراعی کشاورزی، 19 (2): 445-460.
یزدانی بیوکی، ر.، رضوانی مقدم، پ. خزاعی، ح.ر. و آستارایی، ع.ر. 1389. بررسی برخی صفات کمی و کیفی گیاه دارویی ماریتیغال (Silybum marianum L.) در پاسخ به کودهای آلی، بیولوژیک و شیمیایی. بوم‌‌شناسی کشاورزی. 2 (4): 555-548.
Akkaya, H. and Yilmaz, O. 2012. Antioxidant Capacity and Radical Scavenging Activity of Silybum marianum and Ceratonia siliqua. Ekoloji Dergisi. 21(82).
Andrzejewska, J., Sadowska, K., and Mielcarek, S. 2011. Effect of sowing date and rate on the yield and flavonolignan content of the fruits of milk thistle (Silybum marianum L. Gaertn.) grown on light soil in a moderate climate. Industrial Crops and Products. 33(2): 462-468.
Andrzejewska, J., Martinelli, T., and Sadowska, K. 2015. Silybum marianum: non‐medical exploitation of the species. Annals of applied biology. 167(3): 285-297.
Ciocarlan, A., Dragalin, I., Aricu, A., Ciocarlan, N., Stavarache, C., and Deleanu, M. 2018. Chromatographic Analysis of Silybum Marianum (L.) Gaertn. Fatty Oil. Chemistry Journal of Moldova: General. 13(1): 63-68.
Fadavi, A., Barzegar, M., and Azizi, M. H. 2006. Determination of fatty acids and total lipid content in oilseed of 25 pomegranates varieties grown in Iran. Journal of Food Composition and Analysis. 19(6-7): 676-680. ‏
FAO (Food and Agricultural Organization). 2016. http://faostat.Fao.Org
Fathi, B., and Azadmard. S. 2009. Milk thistle seed oil constituents from different varieties grown in Iran. Journal of the American Oil Chemists' Society. 86: 643-648.
Fathi-Achachlouei, B., Azadmard-Damirchi, S., Zahedi, Y., and Shaddel, R. 2019. Microwave pretreatment as a promising strategy for increment of nutraceutical content and extraction yield of oil from milk thistle seed. Industrial Crops and Products. 128: 527-533.
Hasanloo, T., Bahmanei, M., Sepehrifar, R., and Kalantari, F. 2008. Determination of tocopherols and fatty acids in seeds of Silybum marianum (L.) gaertn. Journal of Medicinal Plants. 7(4): 69-76.
Karkanis, A., Bilalis, D., and Efthimiadou, A. 2011. Cultivation of milk thistle (Silybum marianum L. Gaertn.), a medicinal weed. Industrial Crops and Products. 34(1): 825-830.
Kuhnlein, H. V., Barthet, V., Farren, A., Falahi, E., Leggee, D., Receveur, O., and Berti, P. 2006. Vitamins A, D, and E in Canadian Arctic traditional food and adult diets. Journal of Food Composition and Analysis. 19(6-7): 495-506. ‏
Lithourgidis, A. S., Vasilakoglou, I. B., Dhima, K. V., Dordas, C. A., and Yiakoulaki, M. D. 2006. Forage yield and quality of common vetch mixtures with oat and triticale in two seeding ratios. Field Crops Research. 99(2-3): 106-113.
Reddy, A. R., Chaitanya, K. V., and Vivekanandan, M. 2004. Drought-induced responses of photosynthesis and antioxidant metabolism in higher plants. Journal of plant physiology. 161(11): 1189-1202.
Saha, U. K., Sonon, L. S., Hancock, D. W., Hill, N. S., Stewart, L., Heusner, G. L., and Kissel, D. E. 2010. Common terms used in animal feeding and nutrition.
Sanchez, G. E., Carballo, G. C., and Ramos, G. S. R. 2008. Influence of organic manures and biofertilizers on the quality of two Plantaginaceae: Plantago major L. and Plantago lanceolata. L. Revista Cubana de Plantas Medicinales. 13(1): 12-15.