اثر کاربرد نیتروژن و بور بر عملکرد و کیفیت چغندرقند
محورهای موضوعی : اکوفیزیولوژی گیاهان زراعیحجت آذریار 1 , فرزاد جلیلی 2 * , جواد خلیلی محله 3 , علی نصرالله زاده اصل 4 , محسن رشدی 5
1 - دانشجوی دکتری ،گروه کشاورزی، واحد خوی، دانشگاه آزاد اسلامی، خوی، ایران
2 - استادیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، واحدخوی، دانشگاه آزاد اسلامی، خوی، ایران
3 - استادیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، واحدخوی، دانشگاه آزاد اسلامی، خوی، ایران
4 - استادیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، واحدخوی، دانشگاه آزاد اسلامی، خوی، ایران
5 - دانشیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، واحدخوی، دانشگاه آزاد اسلامی، خوی، ایران
کلید واژه: زیست توده, عملکرد ریشه, عیار قند, محلولپاشی,
چکیده مقاله :
این تحقیق به¬منظور بررسی اثر نیتروژن و بور بر عملکرد و کیفیت چغندرقند رقم پیرولا در دو منطقه خوی و نقده به¬صورت اسپلیت پلات بر پایه طرح بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکرار اجرا شد. عامل نیتروژن از منبع اوره در چهار سطح N1 (300 کیلوگرم در هکتار اوره با 50 درصد مصرف هنگام کاشت و 50 درصد در مرحله 6-8 برگی)، N2 (300 کیلوگرم در هکتار اوره با 50 درصد مصرف هنگام کاشت و 50 درصد در مرحله 8-12 برگی)، N3 (یک و نیم برابر N1) و N4 (یک و نیم برابر N2) در کرت‌های اصلی و بور در روش مصرف خاکی از منبع اسید بوریک به میران 20 کیلوگرم در هکتار و در روش مصرف برگی از کود مایع بورپلاس به میزان یک لیتر در هکتار در چهار سطح B1 (عدم مصرف)، B2 (مصرف خاکی)، B3(محلول¬پاشی در دو مرحله 6-8 برگی و 8-12 برگی) و B4 (محلولپاشی در دو مرحله 8-12 و 16-20 برگی) در کرت فرعی بود. اثر متقابل مکان در نیتروژن بر تمامی صفات مورد مطالعه بجز میزان نیتروژن برگ، اثر متقابل مکان در بور بر صفات میزان بور برگ و عیار قند و اثر متقابل سه جانبه مکان در نیتروژن در بور بر صفات میزان بور برگ، عملکرد ریشه، عیار قند و قند سفید معنی¬دار بود. بیشترین تاثیر بور در افزایش عملکرد ریشه در تیمار N4B4 مشاهده شد. در هر دو مکان آزمایش با افزایش مقدار نیتروژن مصرف شده عملکرد ریشه افزایش یافت. به¬طوری¬که حداکثر عملکرد ریشه در تیمار N4 در منطقه نقده به مقدار 9838 گرم در مترمربع حاصل گردید که نسبت به همین تیمار در خوی افزایش 38 درصدی داشت. در هر دو مکان صرف نظر از مقادیر مصرف بور، با افزایش تدریجی و دیر هنگام نیتروژن از N1به N4عیار قند ریشه کاهش یافت. بنابراین، بر اساس نتایج این پژوهش تیمار N1B4 (مصرف 300 کیلوگرم در هکتار اوره با 50 درصد مصرف هنگام کاشت و 50 درصد در مرحله 8-12 برگی همراه با محلولپاشی اسید بوریک در دو مرحله 8-12و 16-20 برگی)، در شرایط اجرای آزمایش پیشنهاد می¬شود.
This study was conducted to investigate the effect of nitrogen and boron on yield and quality of sugar beet (Pirola cultivar) in Khoy and Naghadeh regions as a split plot based on a randomized complete block design with three replications. Nitrogen factor at four levels as N1(%50 at planting and %50 at 6-8 leaf stage), N2 (%50 at planting and %50 at 8-12 leaf stage), N3 (1.5 times N1) and N4 (1.5 times N2) in main plots and boron in four levels B1 (non-usage), B2 (soil usage), B3 (as foliar application in two stages of 6-8 leaves and 8-12 leaves) and B4 (foliar application in two stages 8-12 and 16-20 leaves) as the subplot. The interaction effect of (place*nitrogen) on all traites with out leaf nitrogen content, (place*boron) on leaf boron content, sugar percent, and (place*nitrogen*boron) on leaf boron content, root yield and white sugar content were significant. The results of comparison of mean showed that the highest boron efficiency in increasing root yield observed in N4B4. In both places, root yield gradually increased along with increasing of consumed nitrogen. The maximum root yield (9838 g/m2) in N4 was in Naqadeh which had an increase of 38% compared to the same treatment in Khoy. In both places, regardless of the boron content, with a gradual increase of nitrogen from N1 to N4 sugar percentage decreased. In both places, the efficiency of the treatments in increasing the percentage of sugar belonged to B4 at the lowest nitrogen level (N1), which in all four nitrogen levels was equal to B2 (boron soil consumption). In all four levels of nitrogen, the yield of pure sugar increased with increasing boron consumption. The yield of pure sugar in Naqdeh at all four levels of nitrogen was higher than that of Khoy. It seems that in Naqdeh, due to the high root yield compared to Khoy, pure sugar yield is also higher.Thus, the result of this research, tearment if N1B4 in situation of this research recommended.
• Abbas, F., E. Al-Jbawi, H.S. Al-Deen, and J. Alisha. 2020. Sugar beet (Beta Vulgaris Var Crassa) yield and quality attributrs as affected by nitrogen fertilization and foliar boron application. Journal of Earth and Environmental Sciences Research, 2(4):1-6.
• Abdel-Motagally, F.M.F. 2015. Effect of concentration and spraying time of boron on yield and quality traits of sugar beet grown in newly reclaimed soil conditions. Assiut Journal of Agricultural Sciences. 46(6): 15- 26.
• Abdou, M.A., E.H. Selim, and M.M.S. Hilal. 2009. Sugar beet productivity and affected by nitrogen fertilizer and cycocel levels under different harvesting dates. Egyptian Journal of Agricultural Research. 24 (5B), Egypt.
• Afshar, R.K., A. Nilahyane, C. Chen, H. He, W.B. Stevens, and W.M. Iversen. 2019. Impact of conservation tillage and nitrogen on sugarbeet yield and quality. Soil and Tillage Research. 191: 216-223.
• Ahmadpour Dehkordi, A., and M.R. Tadayon, M.R. 2013. The effect of urban wastewater and different types of fertilizers on quantitative and qualitative traits of sugar beet (Beta vulgaris L.). Journal of Science, Technology, Agriculture and Natural Resources. 8(2): 117-97. (In Persian).
• Amjadi, P. 2003. Effects of harvest time and variety on qualitative and quantitative characters of root sugar accumulation in sugar beet. MS.c. Theses. Karaj. University of Tehran. (In Persian).
• Anonymus. 2018. FAO. World food and agriculture: Statistical pocketbook. Licence: CC BY-NC-SA 3.0 IGO.FAO, Rome, 254p.http://www.fao.org/economic/ess/ess-publications/ess-earbook/en/.
• Armin, M., and M. Asgharipour. 2012. Effect of time and concentration of boron foliar application on yield and quality of sugar beet. American-Eurasian Journal of Agricultural & Environmental Sciences. 12(4): 444-448.
• Baradaran Firoozabadi, M. 2002. The effect of morphological and physiological traits of sugerbeet varieties in drought stress. (In Persian).
• Bithi, S. 2019. Effect of foliar application of boron on the growth, yield and quality of tropical sugar beet. M.S.c. Thesis. Department of Agronomy, Bangladesh Agrilultural University, Mymensingh.
• Camacho-Cristobal, J.J., M.B. Herrera-Rodriguez, V.M. Beato, J. Rexach, M.T. Navarro, M. Gochicoa, J. Maldonado, and A. Gonzalez-Fontes. 2008. The expression of several cell wall-related genes in Arabidopasis roots in down-regulate under boron deficiency. Environmental and Experimental Botany. 63(1–3): 351–8.
• Chandan, K., T. Mahapatra, and P. Kumar. 2020. Nutrient management in sugar beet: a review. Pakistan Sugar Journal. 35: 31-44.
• Draycott, A.P., and D.R. Christenson. 2003. Nutrients for sugar beet production, soil plant relationship. CABI Publishing, pp. 1-105.
• Dutton, J., and G. Bowler. 1984. Money is still being wasted on nitrogen fertilizer. British Sugar Beet Review. 2: 75-77.
• Ebrahimipak, N.A., and M. Mostashari. 2012. Evaluation of irrigation water management and boron fertilizer to increase water use efficiency of sugar beet. Water and Irrigation Management. 2(2): 53-67.
• Emami, A. 1996. Methods of plant degradation, Soil and Water Research Institute. Technical Report. No. 982. Tehran. Iran (In Persian).
• Gaderi. J., M.M. Tehrani, F. Hamedi, and K. Haidari. 2020. Effect of municipal solid waste compost and chemical fertilizers on quality and quantity of sugar beet yield and concentration of some nutrients in soil. Journal of Soil Research (Water and Soil). 34(1):47-60. (In Persian).
• Gangwar, M.S., and H.K. Srivastava. 2009. Effect of B application on yield and quality of suqer beet. GB Pant University of Agriculture and Technoloqy, India. Pantanaqar.
• Habibi, D. 2002. Modeling of estimating sugar beet root yield and sugar content in Karaj district. Ph.D. Thesis, Isalamic Azad University, Science and Research branch, Tehran, Iran.
• Helal, F.A., A.S. Taalab, and A.M. Safaa. 2009. Influence of nitrogen and boron nutrition on nutrient balance and sugar beet yield grown in calcareous soil. Ozean Journal of Applied Sciences. 2(1):1-10.
• Hergert, G.W. 2010. Sugar beet fertilization. Sugar Technology. 12: 256-266.
• Hosseinpour, M., A. Soroushzadeh, M. Alikhani, A.M. Khoramian, and D.F. Taleghani. 2006. Evaluation of quantity and quality of sugar beet under drip and furrow irrigation methods in north of Khuzestan. Journal of Sugar beet. 22(1): 39-57.
• Hoffmann, C.M., and B. Mirlinder. 2005. Composition of harmful nitrogen in sugar beet (Beta vulgaris L.), amino acids, betaine, nitrate as affected by genotype and environment. European Journal of Agronomy. 22: 255-265.
• Jackson, N.E., R.H. Miller, and R.E. Franklin. 1973. The influence of vesicular-arbuscular mycorrhizae on uptake of 90Sr from soil by soybeans. Soil Biology and Biochemistry. 5(2): 205-212.
• Jahedi, A., A. Novruzi, M. Hasani, and F. Hamdi. 2012. Effect of irrigation methods and nitrogen on quality and quantity of sugar beet. Journal of Sugar beet. 28(1): 43-53.
• Javaheri, S.H., M. Abdollahian Noghayi, M. Kashani, A.Habibi, and H.Noshad. 2011. Relatinship in leaf chlorophyl content and yield in sugar beet with use of portal chlorophyl meter. Journal of New Finding in Agriculture. 5(4): 355-365.(In Persian).
• Kabu, M., and M.S. Akosman. 2013. Biological effects of boron. Reviews of Environmental Contamination and Toxicology. 225: 57–75.
• Kandil, E.E., N.R. Abdelsalam, and A.A.A. El-Aziz. 2020. Efficacy of nano fertilizer, fulvic acid and boron fertilizer on sugar beet (Beta vulgaris L.) yield and quality. Sugar Technology. 22: 782–791.
• Khajehpour, M. 2004. Industrial plants. Isfahan University Jihad Publications. 571 pages (In Persian).
• Kristek, A., A. Biserka, and S. Kristek. 2006. Effect of the foliar boron fertilization on sugar beet root yield and quality. Agriculture-Scientific and Professional Review. 12(1): 22-26.
• Lamb J.A., M.W. Bredehoeft, and C. Dunsmore. 2011. Nitrogen management strategies for increasing sugar beet root quality. Available at: http://www.sbreb.org/research/soil/soil11/N management Lamb.pdf.
• Last, P.J., A.P. Draycott, A.B. Messem, and D.J. Webb. 1983. Effects of nitrogen fertilizer and irrigation on sugar beet at Brooms barn 1973-1978. Journal of Agricultural Science. Cambridge. 101: 185-205.
• Lehrsch, G.A., B.Brown, R.D. Lentz, J.L. Johnson Mayard, and B. Leytem. 2014. Sugar beet yield and quality when substituting compost or manure for conventional nitrogen fertilizer. Agronomy Journal. 107: 1. 221-231.
• Majidi, A., and H. Tabiezad. 2018. The effect of souece and rate of nitrogen on yield and some quality factors of sugar beet. Journal of Applied Research in Soil. 6(3):118-129. (In Persian).
• Mahapatra, C.K., T. Bhadra, and S.K. Paul. 2020. Nutrient management in sugar beet: A review. Pakistan Sugar Journal. 35(2): 14.
• Malnou C.S., K.W.Jaggard, and D.L. Sparkes. 2008. Nitrogen fertilizer and the efficiency of the sugar beet crop in late summer. European Journal of Agronomy. 28: 47-56.
• Mekdad, A.A. 2015. Sugar beet productivity as affected by nitrogen fertilizer and foliar spraying with boron. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences. 4: 181–196.
• Mekki, B.B. 2014. Root yield and quality of sugar beet (Beta vulgaris L.) in response to foliar application with urea, zinc and manganese in newly reclaimed sandy soil. American-Eurasian Journal Agricultural and Environmental Science. 14 (9): 800-806.
• Nemeat- Alla, E.A., and M.I.H. El- Geddawy. 2008. Response of sugar beet to foliar spraying with micronutrients under different level nitrogen and phosphorous fertilization. Journal of Agricultural Research. 27 (4): 670-691.
• Noshad, H., R. Mohamadian, and F. Hamdi. 2014. Effect of organic fertilizer content of amino acids on nitrogen efficiency and quality and quantity traits of sugar beet. Journal of Sugar beet. 30(2): 167-181.
• Osman, K.T. 2018. Acid soils and acid sulfate soils. In management of soil problems, Springer, Cham, pp: 299-332.
• Ouda Sohier, M.M. 2005. Yield and quality of sugar beet as affected by planting density and nitrogen fertilizer levels in the newly reclaimed soil. Sugar Crop Research Egypt. 32:131-142.
• Przemysław, B., W. Grzebisz, M. Fec, R. Lukowiak, and W. Szczepaniak. 2010. Row method sugar beet fertilization with multicomponent fertilizer based on urea-ammonium nitrate solution as a way to increase nitrogen efficiency. Journal of Central European Agriculture. 11(2): 225-234.
• Rahimi, A., and B. Dolati, and S. Heidarzadeh. 2017. The effect of foliar application of some microelements on the quantitative and qualitative characteristics of sugar beet cultivar Latitia. Applied Soil Research. 5 (2): 108-121 (In Persian).
• Refay, Y.A. 2010. Root yield and quality traits of three sugar beet (Beta vulgaris L.) varieties in relation to sowing date and stand densities. World Journal of Agricultural Sciences. 6 (5): 589-594.
• Rehab, I.F., S.S. El Maghraby, E.E. Kandil, and Y.I. Nahed. 2019. Productivity and quality of sugar beet in relation to humic acid and boron fertilization under Nubaria conditions. Alexandria Science Exchange Journal. 40 (1):187-198.
• Reinefeld, E., A. Emmerich, G. Baumgarten, C. Winner, and U. Bei. 1974. Zur Voraussage des Melassezuckers aus Rübenanalysen. Zucker. 27: 2–15.
• Sahin, F., R. Cakmakci, and F. Kantar. 2004. Sugar beet and barley yields in relation to inoculation with N2-fixing and phosphate solubilizing bacteria. Plant and Soil 265: 123–129.
• Shukla, A.K., S.K. Behera, A. Pakhre, and S.K. Chaudhary. 2018. Micronutrients in soils, plants, animals and humans. Indian Journal of Fertilizers. 14(3): 30-54.
• Tlili, A., I. Dridi, S. Fatnassi, H. Hamrouni, and M. Gueddari. 2018. Effect of boron distribution in sugarbeet crop yield in two soils of Dour Ismail irrigated perimeter. Advances in Science, Technology and Innovation. 417-423.
نشریه علمی اکوفیزیولوژی گیاهان زراعی، جلد هجدهم، شماره 2(70)، تابستان 1403، صفحه 268-249
|
مقاله پژوهشی DOI: 10.30495/JCEP.2023.1932890.1808
اثر کاربرد نیتروژن و بور بر عملکرد و کیفیت چغندرقند
حجت آذریان 1، فرزاد جلیلی 2*، جواد خلیلی محله2، محسن رشدی3 و علی نصراله اصل 2
تاریخ دریافت: 27/1/1401 تاریخ بازنگری: 4/4/1401 تاریخ پذیرش: 19/4/1401
چکیده
این تحقیق بهمنظور بررسی اثر نیتروژن و بور بر عملکرد و کیفیت چغندرقند رقم پیرولا در دو منطقه خوی و نقده بهصورت اسپلیت پلات بر پایه طرح بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکرار اجرا شد. عامل نیتروژن از منبع اوره در چهار سطح N1 (300 کیلوگرم در هکتار اوره با 50 درصد مصرف هنگام کاشت و 50 درصد در مرحله 6-8 برگی)، N2 (300 کیلوگرم در هکتار اوره با 50 درصد مصرف هنگام کاشت و 50 درصد در مرحله 8-12 برگی)، N3 (یک و نیم برابر N1) و N4 (یک و نیم برابر N2) در کرت‌های اصلی و بور در روش مصرف خاکی از منبع اسید بوریک به میران 20 کیلوگرم در هکتار و در روش مصرف برگی از کود مایع بورپلاس به میزان یک لیتر در هکتار در چهار سطح B1 (عدم مصرف)، B2 (مصرف خاکی)، B3(محلولپاشی در دو مرحله 6-8 برگی و 8-12 برگی) و B4 (محلولپاشی در دو مرحله 8-12 و 16-20 برگی) در کرت فرعی بود. اثر متقابل مکان در نیتروژن بر تمامی صفات مورد مطالعه بجز میزان نیتروژن برگ، اثر متقابل مکان در بور بر صفات میزان بور برگ و عیار قند و اثر متقابل سه جانبه مکان در نیتروژن در بور بر صفات میزان بور برگ، عملکرد ریشه، عیار قند و قند سفید معنیدار بود. بیشترین تاثیر بور در افزایش عملکرد ریشه در تیمار N4B4 مشاهده شد. در هر دو مکان آزمایش با افزایش مقدار نیتروژن مصرف شده عملکرد ریشه افزایش یافت. بهطوریکه حداکثر عملکرد ریشه در تیمار N4 در منطقه نقده به مقدار 9838 گرم در مترمربع حاصل گردید که نسبت به همین تیمار در خوی افزایش 38 درصدی داشت. در هر دو مکان صرف نظر از مقادیر مصرف بور، با افزایش تدریجی و دیر هنگام نیتروژن از N1به N4عیار قند ریشه کاهش یافت. بنابراین، بر اساس نتایج این پژوهش تیمار N1B4 (مصرف 300 کیلوگرم در هکتار اوره با 50 درصد مصرف هنگام کاشت و 50 درصد در مرحله 8-12 برگی همراه با محلولپاشی اسید بوریک در دو مرحله 8-12و 16-20 برگی)، در شرایط اجرای آزمایش پیشنهاد میشود.
واژگان کلیدی: زیست توده، عملکرد ریشه، عیار قند، محلول‌پاشیت.
[1] 1- دانشجوی دکتری ،گروه کشاورزی، واحد خوی، دانشگاه آزاد اسلامی، خوی، ایران.
2- استادیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، واحدخوی، دانشگاه آزاد اسلامی، خوی، ایران.
3- دانشیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، واحدخوی، دانشگاه آزاد اسلامی، خوی، ایران.
(نگارنده مسئول) farjalili@iaukhoy.ac.ir
مقدمه
چغندرقند با نام علمیBeta vulgaris L. گیاهی دو ساله از تیره اسفناجیان است که بصورت یکساله زراعت میشود. از لحاظ کودپذیری گیاه پرتوقعی است و در ایران مناطقی چون آذربایجان غربی، خراسان، اصفهان و شهرکرد بالاترین سطح زیر کشت را دارند (Khajehpour, 2004). همچنین، از لحاظ تولید شکر، چغندرقند دومین گیاه قندي مهم در جهان است (Refay, 2010) .شکر از نظر تغذیه، صنعت و تجارت کالای مهمی در سطح محلی و جهانی است (Chandan et al., 2020). در سطح جهانی، شکر بعد از گندم در بسیاری از کشورهای جهان و بعد از برنج در کشورهای آسیایی بهدلیل اهمیت استراتژیک، در رتبه دوم کالاها قرار دارد. تولید عمده شکر در جهان از محصولات نیشکر و چغندرقند است و سهم هر کدام به ترتیب با 67 و 33 درصد از کل تولید جهانی میباشد (Anonymus, 2018).
بر اساس گزارشهای فائو، بیش از30 درصد از خاك‌هاي جهان با کمبود یک یا چند عنصر کممصرف مواجه بوده و این روند در حال افزایش است. امروزه علاوه بر استفاده از عناصر غذایی پرمصرف، کاربرد عناصر کم مصرف به‌عنوان یکی از راه‌های مهم برای دستیابی به حداکثر عملکرد کمی و کیفی در واحد سطح مورد توجه است (Shukla et al., 2018).
نیتروژن یک ماده مغذی حیاتی برای گیاه و بهبود عملکرد در چغندرقند شناخته شده است. چغندرقند برای افزایش وزن در اوایل فصل به نیتروژن بالایی نیاز دارد، اما کوددهی اواخر فصل رشد میتواند باعث کاهش میزان قند آن شود (Chandan et al., 2020). تغذیه بهینه نیتروژن، باعث رشد اولیه گیاه شده و مدت زمان لازم برای رشد کامل اندام هوائی را کاهش میدهد. در نتیجه، چغندرقند بهطور مؤثرتری از نور خورشید بهدلیل توسعه مناسب سطح برگ برای تولید شکر استفاده خواهد کرد (Hoffmann and Mirlinder, 2005). با این حال، مصرف بیرویه کودهای نیتروزنی میتواند منجر به افت کیفیت تولید گردد (Malnou et al., 2008). امجدی (Amjadi, 2003) گزارش كرد كه كاربرد بيش از حد كودهای نيتروژنی موجب كاهش درصد قند و ارزش اقتصادی گياه چغندرقند ميشود. نتایج مطالعه افشار و همکاران (Afshar et al., 2019) نشان داد که عملکرد ریشه چغندرقند بهصورت خطی در پاسخ به افزایش نرخ نیتروژن افزایش یافت در حالیکه با افزایش مقدار ورودی نیتروژن غلظت ساکارز کاهش و ناخالصی‌های ریشه افزایش یافت. نعمت الله و همکاران (Nemeat- Alla Geddawy, 2008) و عبدو و همکاران (Abdou et al., 2009) نتیجه گرفتند که افزایش میزان نیتروژن بهطور قابل توجهی باعث کاهش کل مواد جامد محلول، درصد ساکارز و درصد خلوص شیره می شود. بروز کمبودهای شدید در اوایل دوره رشد، منجر به کاهش کمیت در محصول تولیدی میشود، لذا مدیریت مصرف نیتروژن برای حصول عملکرد بالا و با کیفیت ضرورتی اجتناب ناپذیر است (Lamb et al., 2011). عملكرد شكر در چغدرقند متأثر از وزن ريشه و عیار قند آن است. عوامل متعددی بر كميت و كيفيت عملكرد ريشه چغندرقند تاثیر گذار هستند كه از آن جمله ميتوان به، شرایط اقلیمی، وضعيت حاصلخيزی خاك و تغذيه گياه به ويژه نوع، مقدار و زمان كود دهي اشاره كرد (Baradaran Firoozabadi, 2002). بر اساس عقیده پرزميسالو و همكاران (Przemysław et al., 2010) اثراتی كه كودهای نيتروژنی در كيفيت چغندرقند دارند نه تنها به ميزان مصرف بستگي دارد بلكه به عواملي مانند رقم و زمان مصرف وابسته است.
نیاز چغندرقند به عنصر بور نسبت به سایر گیاهان بیشتر است (Tlili et al., 2018). بور نقش مهمی در انتقال قند، تشکیل و حفظ دیواره سلول و پایداری غشای سلولی و در نتیجه عملکرد ریشه بالا و محتوای قند در چقندرقند دارد (Kabu and Akosman, 2013 2019; Rehab et al.,). بیتی (Bithi, 2019) گزارش نمود که مصرف 150 میلیگرم در کیلوگرم بور باعث افزایش عملکرد چغندر و کیفیت قند استخراجی و مهار پوسیدگی تاج چغندرقند شد. رحیمی و همکاران (Rahimi et al., 2017) نتیجه گرفتند که تأثیر مصرف بور نسبت به سایر عناصر کم مصرف بر صفات عیار قند، ضریب استحصال شکر، درصد قند خالص و ناخالص بیشتر بود. مکداد (Mekdad, 2015) و کندیل و همکاران (Kandil et al., 2020) گزارش نمودند کاربرد توأم بور و نیتروژن منجر به حصول حداکثر عملکرد ریشه و قند گردید. افزایش عملکرد ریشه و قند در نتیجه افزایش سطح مصرف کود نیتروژنی ممکن است به دلیل اهمیت نیتروژن برای تغذیه گیاه و نقش آن در افزایش رشد رویشی از طریق افزایش سطح برگ، افزایش غلظت کلروفیل در برگها و در نتیجه در بهبود روند فتوسنتز و افزایش وزن تر ریشه منعکس شود. بر اساس گزارش ماهاپاترا و همکاران (Mahapatra et al., 2020) مصرف بور همراه سایر عناصر پرمصرف باعث بهبود رشد، اجزاء عملکرد، عیار قند و میران قند استخراجی شد. مطابق نتایج گانگوار و سيرواستاوا (Gangwar, and Srivastava, 2009) مصرف 5/0 ميليگرم بور در كيلوگرم خاك و يا محلولپاشي آن با غلظت 2/0 درصد، در دوره رشد، عملكرد ريشه و عیار قند را افزايش داد. بنا بر نتایج هلال و همکاران (Helal et al., 2009) کاربرد توام نیتروژن و بور موجب افزایش توزیع نیتروژن، پتاسیم و آهن در ریشه و بخش هوایی گیاه چغندرقند میشود. نتایج آزمایشهای آنها نشان داد که بور رابطهی متقابل مثبتی با نیتروژن دارد. بهطوریکه تیمارهای نیتروژن و بور بهطور همزمان به میزان 100 میلیگرم نیتروژن در کیلوگرم خاک و 50 میلیگرم بور در کیلوگرم خاک موجب تعادل تغذیهای چغندرقند و در نتیجه افزایش رشد بخش هوایی و عملکرد ریشه آن گردید. ایشان در بخش دیگری از تحقیق خود نتیجه گرفتند که افزایش سطح نیتروژن به بیش از 80 میلیگرم در کیلوگرم خاک، عملکرد ریشه و عملکرد قند ناخالص را بهطور معنیداری افزایش میدهد.
در خاکهای با pH بالا و ترکیب شیمیایی نامطلوب، حلالیت عناصر غذایی کاسته شده و منجر به کاهش رشد و افت کیفیت محصول میگردد (Osman, 2018)، بنابراین در چنین شرایطی تغذیه گیاه بهروش محلولپاشی نتیجه بهتری خواهد داشت. لذا با تعیین مناسبترین مقدار و مطلوبترین روش و زمان کاربرد کودهای شیمیایی میتوان از مصرف بیش از اندازه آنها که سبب ایجاد آلودگی در محیط زیست میشوند جلوگیری نمود و همچنین میتوان گام موثری در راستای تامین اهداف کشاورزی پایدار و افزایش کمیت و کیفیت برداشت. باتوجه به اینکه چغندرقند در سطح گستردهاي از نقاط مستعد کشور بخصوص استان آذربایجانغربی کشت میشود و یکی از محصولات استراتژیک است که بهطور مستقیم و غیرمستقیم بخشی از نیازهای مردم کشور را تأمین میکند. بنابراین در ایران سهم و اهمیت چغندرقند در تولید شکر بسیار زیاد است و مصرف متعادل کودهای نیتروژنی و بور، تأثیر فزایندهای در افزایش عملکرد و کیفیت آن خواهد داشت و این عمل منجر به کاهش مصرف نهادههای شیمیایی در زراعت چغندرقند، ممانعت از تخریب ساختار خاک و آلودگی محیطی در اراضی کشاورزی را موجب خواهد شد. از طرف دیگر، از آنجاییکه بسیاري از چغندرکاران اطلاع کافی از مقدار و زمان کاربرد کودهای نیتروژنی و بور در زراعت این محصول ندارند، بنابراین، این پژوهش بهمنظور بررسی اثر نیتروژن و بور بر عملکرد و شاخص‌های کیفی چغندرقند در دو منطقه آب و هوایی خوی و نقده انجام شد.
مواد و روش‌ها
این تحقیق در سال زراعی 1398-1397 در دو منطقه مرکز تحقیقات جهاد کشاورزی شهرستان خوی با عرض جغرافیایی 38 درجه و 32 دقیقه و طول جغرافیایی 44 درجه و 55 دقیقه با ارتفاع 1139 متر از سطح دریا و شهرستان نقده با عرض جغرافیایی 37 درجه و 22 دقیقه و طول جغرافیایی 45 درجه و 27 دقیقه و در ارتفاعی برابر 1286 متر از سطح دریا اجرا گردید. خاک هر دو منطقه محل انجام آزمایش دارای کلاس بافت لوم رسی سیلتی با مواد آهکی پائین بود (جدول 1). بر اساس اطلاعات هواشناسي موجود و طبق طبقهبندي اقلیمی كوپن، هر دو منطقه خوي و نقده داراي اقليم نيمه خشك با تابستانهاي خشك است. در جدول (2) خصوصیات اقلیمی هر دو منطقه درج شده است. آزمایش بهصورت اسپلیت پلات بر پایه طرح بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکرار و در دو منطقه خوی و نقده اجرا شد. فاکتورهای آزمایشی شامل نیتروژن از منبع اوره در کرت اصلی در چهار سطح شامل N1 (300 کیلوگرم در هکتار اوره با 50 درصد مصرف هنگام کاشت و 50 درصد در مرحله 8-6 برگی)، N2 (300 کیلوگرم در هکتار اوره با 50 درصد مصرف در هنگام کاشت و 50 درصد در مرحله 12-8 برگی)،N3 (یک و نیم برابر N1) وN4 (یک و نیم برابر N2) و بور در مصرف خاکی از منبع اسید بوریک (بوراکس) به میزان 20 کیلوگرم در هکتار قبل از کاشت مصرف شد و برای محلولپاشی از کود مایع بورپلاس (حاوی 10 درصد بور) به میزان دو لیتر در هکتار در کرت فرعی در چهار سطح B1 (عدم مصرف)، B2 (مصرف خاکی)، B3(محلولپاشی در مرحله 8-6 برگی و 12-8 برگی) و B4 (محلولپاشی در مرحله 12-8 و 20-16 برگی) استفاده گردید. بذر مورد استفاده در هر دو منطقه پیرولا (تولید شرکت kws آلمان) بود که یک رقم مونوژرم و مقاوم به بیماری رایزونوما و رایزوکتونیا بوده و مناسب کشت در شرایط آب و هوائی نیمه خشک مانند استان آذربایجانغربی میباشد. پس از اجرای عملیات شخم و تسطیح زمین، کاشت در 7 فروردین با فاصله ردیف 50 سانتی‌متر و فاصله بوته روی ردیف 18 سانتی‌متر در عمق 5/2 سانتی‌متر بهصورت مکانیزه با ردیف‌کار پنوماتیک 6 ردیفه شرکت تراشکده صورت گرفت. هر کرت فرعی شامل 4 ردیف به طول 6 متر بود. برای جلوگیری از هرگونه رقابت و تداخل، کرت‌ها با فاصله 2 متر و بلوک‌ها با فاصله 3 متر از هم قرار گرفتند. مطابق نتایج تجزیه خاک 100 کیلوگرم در هکتار سوپرفسفات تریپل، 100 کیلوگرم در هکتار سولفات پتاسیم و کود نیتروژنه به‌شرح تیمارهای آزمایشی مصرف شد. تمامی کودهای فسفاته و پتاسه همراه با شخم قبل از کاشت با خاک مخلوط گردیدند. در طول دوره رشد، آبیاری هر دو مکان آزمایش به شکل سیستم تحت فشار بارانی از نوع کلاسیک ثابت با آبپاش متحرک انجام شد. در مرحله 4 برگی چغندرقند عملیات تنک انجام شد. همچنین بهمنظور کنترل علف‌های هرز پهن‌برگ از علف‌کش بتانال و برای کنترل علف‌های هرز باریک برگ از علف‌کش سوپر گالانت بهصورت پس‌رویشی استفاده گردید. در خرداد ماه نمونه برداری از برگ جهت اندازهگیری نیتروژن و بور انجام شد. در انتهای فصل رشد پس از حذف یک متر ابتدا و انتهای ردیف‌ها و ردیف‌های حاشیه‌ای هر کرت، از دو ردیف وسط هر کرت، در 30 مهر ماه از هر دو منطقه برداشت انجام شد. درصد نیتروژن برگ با استفاده از روش کجلدال (Jackson et al., 1973) و بور بهروش جذب اتمی اندازهگیری شد (Emami, 1996). با توزین ریشه‌های برداشت شده در واحد سطح، عملکرد ریشه برحسب گرم در مترمربع محاسبه شد. برای تعیین خصوصیات کیفی، از ریشه‌های حاصل از نمونهبرداری، خمیر ریشه تهیه و بلافاصله در فریزر قرار داده شد. در نمونه‌های فریز شده صفات کیفی مانند عیار قند، درصد قند خالص و ناخالص توسط دستگاه رفراکتور نوع بتالایزر مدل D-3016 (ساخت آلمان، شرکت کروز) تعیین شد (Reinefeld et al., 1974). برای بهدست آوردن درصد قند ملاس از رابطه: قند ملاس MS = 343/0× (سدیم+پتاسیم)+ 094/0× (آلفا-آمینونیتروژن) + 29/0 استفاده شد که در آن سدیم، پتاسیم و آلفا-آمینونیتروژن برحسب میلی‌مول در کیلوگرم بود.
درصد قند خالص (درصد قند قابل استحصال) از تفاضل درصد قند ناخالص و درصد قند ملاس با استفاده از فرمول زیر به دست آمد. محتوای قند سفید برابر است با WSC(%) = محتوای قند ریشه SC(%) – ملاس قند MS(%).
عملکرد قند (عملکرد قند ناخالص) SY (کیلوگرم بر هکتار)= عملکرد ریشه RY (کیلوگرم بر هکتار) × محتوای قند ریشه SC (%)
عملکرد قند سفید (عملکرد قند خالص) WSY (کیلوگرم در هکتار) = عملکرد ریشه RY (کیلوگرم بر هکتار)×محتوای قند سفید WSC (%) محاسبه شد.
پس از اطمینان از یکنواختی واریانسها، تجزیه و تحلیل مرکب دادهها با استفاده از نرمافزار SAS انجام شد و مقایسه میانگینها دادهها با استفاده از آزمون چند دامنه‌ای دانکن در سطح احتمال 5 درصد انجام شد و برای رسم شکلها از نرم افزار Excel استفاده شد.
نتایج و بحث
نتایج تجزیه واریانس مرکب دادهها نشان داد که اثر متقابل سه جانبه مکان × نیتروژن × بور بر مقدار بور برگ، عیار قند و قند سفید معنیدار شد. همچنین اثر متقابل نیتروژن× بور بر میزان بور برگ، عملکرد ریشه، عملکرد خالص و عملکرد قند ناخالص معنیدار شد. عملکرد ریشه، قند ملاس، عملکرد خالص و ناخالص قند تحت تاثیر اثر متقابل مکان×نیتروژن قرار گرفتند. در خصوص اثر متقابل مکان×بور، صفات میزان بور برگ و عیار قند معنیدار شدند. (جدول 3).
نیتروژن و بور برگ
با افزایش مقادیر نیتروژن مصرفی، درصد نیتروژن برگ افزایش یافت بهطوریکه بالاترین درصد نیتروژن برگ در تیمار N4 (مصرف450 کیلوگرم اوره به صورت 50% هنگام کاشت و 50% 12-8 برگی بدست آمد (شکل 1-B) مقایسه مقدار نیتروژن برگ در دو مکان نشان داد که در نقده مقدار نیتروژن برگ بیشتر از خوی بود (شکل 1-A). بالا بودن مقدار نیتروژن در برگ تا حدی موجب توسعه بیشتر سیستم فتوسنتزی گیاه شده و این افزایش در نهایت منجر به افزایش عملکرد اقتصادی (عملکرد ریشه) در چغندرقند خواهد شد. در تحقیقات جواهری و همکاران (Javaheri et al., 2011) نیز با افزایش سطوح نیتروژن مصرفی از منبع اوره از مقادیر صفر تا 240 کیلوگرم در هکتار، میزان نیتروژن در برگ از 3/3 درصد در تیمار عدم مصرف به 6/5 درصد در تیمار 200 کیلوگرم در هکتار اوره افزایش یافت و بالاترین عملکرد ریشه نیز مربوط به این تیمار بود. در تحقیق ایشان در تیمار 240 کیلوگرم در هکتار اوره مقدار نیتروژن برگ 5 درصد بود. در تحقیق مجیدی و تابیهزاد (Majidi and Tabiezad, 2018) با افزایش نیتروژن مصرفی از 100 کیلوگرم در هکتار به 150 کیلوگرم در هکتار، مقدار نیتروژن برگ از 23/3 درصد به 70/3 درصد افزایش یافت. طبق نتایج تجزیه واریانس، اثر متقابل مکان × نیتروژن × بور بر مقدار بور برگ معنیدار شد. بر اساس نتایج مقایسه میانگینها (جدول 6)، بیشترین مقدار بور به میزان 63/48 میلیگرم در تیمار محلول پاشی بور در مراحل 12-8 و 18-16 برگی، همراه با مصرف 300 کیلوگرم در هکتار اوره در منطقه خوی بهدست آمد و کمترین مقدار آن به میزان 78/22 در شرایط عدم مصرف بور و مصرف 300 کیلوگرم در هکتار اوره نیز در منطقه خوی بهدست آمد.
عملکرد ریشه و زیست توده
اثر متقابل دو جانبه مکان× نیتروژن و نیتروژن× بور و اثر متقابل سه جانبه مکان× نیتروژن× بور بر عملکرد ریشه معنیدار بود (جدول 3). در هر دو مکان با افزایش مقدار نیتروژن مصرفی، بهطور تدریجی عملکرد ریشه افزایش یافت. بهطوریکه حداکثر عملکرد ریشه در تیمار N4 (مصرف 450 کیلوگرم اوره بهصورت 50% هنگام کاشت و 50% در مرحله12-8 برگی) در سطح سوم بور (B3) در نقده (9838 گرم در مترمربع) حاصل گردید که نسبت به همین تیمار در خوی افزایش 38 درصدی داشت (جدول 6). حداقل عملکرد ریشه به میزان 2/5016 گرم در مترمربع با مصرف نیتروژن به میزان 50% هنگام کاشت و 50% در مرحله 8-6 برگی (N1) و مصرف خاکی بور (B2) بهدست آمد (جدول 6). در بررسی اثر متقابل نیتروژن× بور نیز بیشترین عملکرد ریشه به مقدار 2/8479 مربوط به تیمار N4B3 بود که با تیمار N4B4 در یک گروه آماری قراد داشت (جدول 5).
اثر متقابل مکان × نیتروژن بر زیست توده معنیدار شد (جدول 3). در هر دو مکان، با افزایش سطح نیتروژن بر میزان زیست توده افزوده شد (جدول 4). بالاترین زیست توده، در تیمار N4 (مصرف 450 کیلوگرم در هکتار اوره بهصورت 50% هنگام کاشت و 50% در مرحله 12-8 برگی) بهمیزان 5/2581 گرم در مترمربع در منطقه نقده بهدست آمد، در منطقه خوی میزان زیست توده این تیمار برابر 9/1823 گرم در مترمربع بود. با بررسی مقایسه میانگینها مشخص میگردد که اثر تیمارهای نیتروژن روی زیست توده در منطقه نقده مشهودتر بود (جدول 4).
با افزایش مقدار نیتروژن مصرفی عملکرد ریشه نیز بهطور تدریجی افزایش یافت و بیشترین کارایی بور در افزایش عملکرد ریشه نیز در سطح چهارم نیتروژن (مصرف 450 کیلوگرم در هکتار اوره بهصورت 50% هنگام کاشت و 50% در مرجله 12-8 برگی) مشاهده شد. با توجه به نتایج این تحقیق، بهنظر میرسد در عملکرهای بالا، مصرف نیتروژن مطابق آزمون خاک کفاف نیازهای گیاه را نکند بهطوری با افزایش نیتروژن مصرفی از N1 به N4 عملکرد ریشه و زیست توده افزایش یافته است نيتروژن با تحريك فعاليت كامبيوم آوندی، موجب قطورتر شدن ريشه میشود. همچنین، از طریق فعاليت‌های آنزيمي و توليد بيشتر مواد تنظيم كننده‌ی رشد مي‌تواند به رشد طولي ريشه کمک کند. طبق نتایج قادری و همکاران (Gaderi et al., 2020) بیشترین عملکرد ریشه به میزان 8/52 تن در هکتار از تیمار مصرف کودهای شیمیایی بر اساس آزمون خاک همراه با مصرف 10 تن در هکتار کمپوست بهدست آمد. نتایج این تحقیق نشان داد که عملکرد ریشه با افزایش مقدار نیتروژن مصرفی افزایش یافت. خاکهایی که مقادیر ناکافی نیتروژن دارند عملکرد ریشه و زیست توده به شدت کاهش یافته و به کمتر از نصف تولید آنها در شرایط بهینه میرسد (Herget, 2010). در تحقیق نوشاد و همكاران (Noshad et al., 2014) نیز عملكرد ريشه با افزايش مقدار نيتروژن مصرفي تا 100 كيلوگرم در هكتار افزایش یافت. نتایج تحقیق دیگری نشان داده است که عملکرد ریشه نیز بهطور قابل توجهی با افزایش کاربرد نیتروژن، افزایش یافته و بور نیز بر این پارامتر تأثیر مثبت داشته است بهطوریکه با مصرف توام این دو عنصر عملکرد ریشه 7/82 تن در هکتار بوده است (Abbas et al., 2020). اثر مثبت بور ممکن است بهدلیل نقش‌های مهم فیزیولوژیکی آن در چرخه زندگی و رشد گیاه باشد و کمبود آن میتواند عملکرد محصول را به شدت تحت تأثیر قرار دهد (Armin and Asgharipour, 2012; Camacho-Cristobal et al., 2008).
عیار قند و قندملاس
اثر متقابل مکان × نیتروژن × بور بر عیارقند معنیدار شد (جدول3). مطابق جدول مقایسه میانگینها، بیشترین عیارقند به میزان 4/21 درصد مربوط به سطح N1(مصرف 300 کیلوگرم در هکتار اوره بهصورت 50% هنگام کاشت و 50% در مرحله 8-6 برگی) همراه با محلولپاشی بور در مراحل 12-8 و 18-16 برگی (تیمار B4) در منطقه نقده بهدست آمد و کمترین مقدار آن به میزان 90/11 درصد مربوط به سطح N1(مصرف 300 کیلوگرم در هکتار اوره به میزان 50% هنگام کاشت و 50% در مرحله 8-6 برگی) و عدم مصرف بور در منطقه خوی بود (جدول 6). در هر دو مکان صرف نظر از مقادیر بور مصرفی، با افزایش تدریجی نیتروژن از N1(مصرف 300 کیلوگرم در هکتار اوره به میزان 50% هنگام کاشت و 50% در مرحله 8-6 برگی) به N4(مصرف 450 کیلوگرم در هکتار اوره بهصورت 50% هنگام کاشت و 50% در مرحله 12-8 برگی) عیار قند ریشه کاهش پیدا کرد. بنابراین، کاربرد نیتروژن بیشتر و در اواخر فصل رشد باعث کاهش عیارقند ریشه شد. در هر دو مکان کارایی تیمار‌ها در افزایش درصد قند به تیمار B4 (محلولپاشی بور در مرحله 12-8 برگی و 20-16 برگی) در پایینترین سطح نیتروژن متعلق بود (N1) که در هر چهار سطح نیتروژن با B2 (مصرف خاکی بور) برابری می‌کرد (جدول 6). با توجه به اینکه بور سرعت انتقال قندهای تولیدی فتوسنتز در برگ‌های بالغ را به ريشه‌ی در حال رشد چغندرقند افزايش مي‌دهد، بنابراين مصرف توام آن با نیتروژن میتواند از اين طريق سبب افزايش درصد ماده‌ی خشك ريشه گردد. در چغندرقند مقدار بالای قند ريشه زماني حاصل میشود كه میزان ماده‌ی خشك توليد شده در ريشه بالا باشد (Draycott and Christenson, 2003).
در هر دو مکان آزمایش، موثرترین تیمار بور روی درصد قند، تیمار B4 ( محلولپاشی بور در مرحله 12-8 برگی و 20-16 برگی) به پایینترین سطح نیتروژن (N1) متعلق بود که در هر چهار سطح نیتروژن با B2 (مصرف خاکی بور) برابری می‌کرد. افزايش كيفيت چغندرقند از طريـق بالا بردن عیار قند و كاهش مـواد غيـر قنـدي اثبات شده است. زيـرا بـا افـزايش ناخالصيها از كريستاله شدن ساكارز جلوگيري شده و قابليـت استحـصال قنـد كـاهش مييابـد (Last et al., 1983). کریستک و همکاران (Kristek et al., 2006) در آزمایشهای خود نشان دادند که استفاده از کودهای حاوی عناصر کم مصرف، بهویژه بور، موجب افزایش 8/10 درصد در عیار قند شد. گزارش شده است که مقدار عملکرد ریشه و درصد ساکارز آن، بیشترین اثر را بر میزان عیار قند چغندرقند دارد (Ouda Sohier, 2005). برخی از محققین افزایش فعالیت‌های متابولیکی مخصوصا واکنش‌های منتج به سنتز ساکارز را به اثرات بور ارتباط می‌دهند (Ebrahimipak and Mostashari, 2012). نتایج مقایسه میانگینها نشان داد که محلولپاشی بور نسبت به مصرف خاکی آن اثر بیشتری بر افزایش عیارقند ریشه داشته است (جدول 4) دليل آن مي‌تواند به سهولت دسترسي گياه به اين عنصر در روش محلولپاشی مربوط باشد (Chandan et al., 2020). بنابراین، برای کشت کارآمد چغندرقند، مصرف مقدار کافی بور ضروری بهنظر میرسد. برخی از محققین افزایش فعالیت‌های متابولیکی مخصوصا واکنش‌های منتج به سنتز ساکارز را به اثرات بور ارتباط می‌دهند (Ebrahimipak and Mostashari, 2012). همچنین كريستك و همكاران (Kristek et al., 2006) گزارش کردند كه کاربرد كودهای حاوی عناصر کم مصرف بهویژه بور در زراعت چغندرقند موجب افزايش 8/10 درصدی عيار قند اين محصول شد.
اثر متقابل مکان×نیتروژن بر میزان ملاس معنیدار شد (جدول3). بررسی مقایسه میانگینها نشان داد که بالاترین میزان قند موجود در ملاس به میزان 32/2 درصد مربوط به سطح چهارم نیتروژن ( مصرف 450 کیلوگرم در هکتار اوره به صورت 50 درصد زمان کاشت و 50 درصد در مرحله 12-8 برگی) و در منطقه نقده بود و کمترین آن نیز به مقدار 29/1 درصد مربوط به سطح سوم نیتروژن (مصرف 450 کیلوگرم در هکتار اوره بهصورت 50 درصد زمان کاشت و 50 درصد در مرحله 8-6 برگی) و در منطقه خوی بود (جدول4). شرایط اقليمی به مقدار قابل ملاحظهاي طي سالهاي مختلف و در مکانهای مختلف تغییر میکند. لذا با عنایت بر تغییرات عیار قند در دو مکان اجرای آزمایش، بهنظر میرسد تغييرات اقليمي در دو منطقه یکی از عوامل موثر در تغيير عملكرد كمي و كيفي چغندرقند در مکانهای مختلف بوده است (Habibi, 2002). مدیریت عوامل تغذیهای، بهخصوص نیتروژن نیز بر کیفیت چغندر تاثیرگذار است، بهطوریکه بر اساس نتایج تحقیقات ساهین و همکاران(Sahin et al., 2004) مصرف کنترل شده نیتروژن با استفاده از میکروارگانیسم های تثبیت کننده نیتروژن موجب افزایش عیار قند به میزان 8/9 درصد نسبت به عدم کاربرد کود زیستی شد. در مطالعه حاضر، مصرف نیتروژن در سطوح بیشتر با افزایش ناخالصی‌های ریشه، میزان ملاس را افزایش داد. ملاس عصاره‌ای غلیظ، تیره، چسبناک و یک محصول جانبی در فرآیند استحصال قند از ریشه‌ی چغندرقند میباشد. بنابراین، کمتر بودن درصد قند در ملاس ریشه حاکی از مناسب بودن کیفیت ریشه میباشد (Hosseinpour et al., 2006). در مطالعه‌ی انجام گرفته بر روی تاثير روش‌های مختلف آبياری و نيتروژن بر عملكرد كيفي و كمي چغندرقند كه توسط جاهدی و همكاران (Jahedi et al., 2012) صورت گرفت، مشخص شد كه درصد ملاس تحت تاثير سطوح مختلف كود نيتروژن قرار نگرفت. كاهش مقدار ملاس با مصرف بور در راستای افزايش درصد قند و عملكرد ريشه معني‌دار شد.
قند سفید
اثر متقابل سه جانبه مکان× نیتروژن× بور بر محتوای قند سفید معنیدار شد (جدول 3). طبق نتایج، میانگین محتوای قند سفید در منطقه نقده بالاتر از خوی بود. همچنین، در سطوح پایین مصرف نیتروژن درصد قند سفید افزایش یافت. مقایسه چهار سطح بور مصرفی نشان داد که صرف نظر از مکان و نیتروژن، تیمار B4 ( محلولپاشی بور در مرحله 12-8 برگی و 20-16 برگی) بالاترین محتوای قند سفید (24/19 درصد) را به خود اختصاص داد (جدول 6). عبدالمتقلی (Abdel-Motagally, 2015) در آزمایش خود نتیجه گرفت که عملکرد ریشه و صفات کیفی چغندرقند با افزایش غلظت بور بهطور قابل توجهی افزایش یافت، بهطوریکه حداکثر عملکرد ریشه به میزان 7/1186 گرم در بوته، عیار قند به مقدار 81/17 درصد، قند سفید به مقدار 17/16 درصد و ضریب استحصال قند به مقدار 77/14 درصد از تیمار مصرف بور به میزان 100 میلی-گرم در کیلوگرم بهدست آمد. نتایج فوق نشان میدهد که بور تأثیر زیادی بر عملکرد چغندرقند و کیفیت آن دارد. مکی (Mekki, 2014) با بررسی تأثیر محلولپاشی نیتروژن و عناصر کم مصرف بر رشد و عملکرد چغندرقند نشان داد محلولپاشی باعث افزایش معنیدار عیار قند، عملکرد خالص قند و قند سفید در چغندرقند شد به-طوریکه بیشترین عیارقند به میزان 44/17 درصد، قند سفید به میزان 17/16 درصد و عملکرد شکر به میزان 46/2 تن در هکتار مربوط به تیمار مصرف نیتروژن همراه با روی و بور بود. بر اساس نتایج سایر محققین، عملکرد ریشه و غلظت ساکارز در چغندرقند با افزایش کاربرد بور افزایش می‌یابد که میتواند بهدلیل کاهش جذب ناخالصی‌ها (K, Na, α-amino-N) در عصاره ریشه باشد (Mekdad, 2015; Kandil et al., 2020).
عملکرد قند خالص و ناخالص
اثر متقابل مکان در نیتروژن و اثر متقابل نیتروژن در بور بر عملکرد قند خالص و عملکرد قند ناخالص معنیدار شد (جدول 3). در بررسی اثر مکان و نیتروژن، از آنجاییکه عملکرد ریشه در نقده بیشتر از خوی بود عملکرد قند خالص و ناخالص نیز به تبع از آن در نقده بالاتر بود، بهطوریکه بالاترین عملکرد قند خالص به میزان 82/1570 گرم در متر مربع و بالاترین عملکرد قند ناخالص به میزان 4/1758 گرم در متر مربع مربوط به تیمار N3 (مصرف450 کیلوگرم در هکتار اوره با 50% مصرف در هنگام کاشت و 50% در مرحله 8-6 برگی) و کمترین عملکرد قند خالص هم به میزان 81/741 به تیمار N4 (450 کیلوگرم در هکتار اوره با 50 درصد مصرف در هنگام کاشت و 50 درصد در مرحله 12-8 برگی) به خوی تعلق داشت (جدول 4). عملکرد قند سفید یا خالص در نقده در هر چهار سطح نیتروژن بالاتر از خوی بهدست آمد. به نظر میرسد در نقده به علت بالا بودن عملکرد ریشه نسبت به خوی، عملکرد قند خالص نیز به تبع از آن عملکرد بالاتر میباشد. مطابق نتایج پژوهشگران مصرف اوره وکود دامی موجب کاهش درصد قند خالص شده است (Lehrsch et al., 2014). همچنین، مصرف بالای کود نیتروژنی موجب افزایش میزان پتاسیم و همچنین نیتروژن مضره موجود در ریشه شده و در نهایت موجب کاهش درصد قند خالص چغندرقند شده است (Ahmadpour Dehkordi, and Tadayon, 2013). در بررسی اثر متقابل نیتروژن در بور بر این صفت نیز بالاترین عملکرد قند خالص و ناخالص بهترتیب به میزان 83/1228 و 2/1353 گرم در مترمربع از تیمارN1B4 بهدست آمد (جدول 5) که نسبت به تیمار عدم مصرف بور در همین سطح نیتروژن، منجر به افزایش حدود 23 درصدی در عملکرد قند خالص و ناخالص شد.
نتیجهگیری کلی
بر اساس نتایج این تحقیق با مصرف نیتروژن و بور، عملکرد ریشه، زیست توده و متعاقباً عملکرد قند خالص افزایش یافت. مصرف نیتروژن بیشتر منجر به افزایش قند ملاس گردید و به نظر میرسد با افزایش ناخالصی‌های ریشه، درصد قند ریشه نیز کاهش پیدا میکند. از آنجائیکه عملکرد قند خالص و ناخالص تابع عملکرد ریشه و درصد قند ریشه می‌باشند و عملکرد ریشه در مقادیر بیشتر نیتروژن (تیمار N4) و محلول پاشی بور در در مرحله 12-8 و 20-16 برگی (تیمار B4) بالا بود. در چنین شرایطی نیز عملکرد قند خالص و ناخالص به حداکثر رسیدند. با بررسی صفات مورد مطالعه در هر دو مکان آزمایش، اینطور نتیجهگیری میشود که تیمارهای آزمایشی در شرایط منطقه نقده بهتر از منطقه خوی عمل کرده است، بهطوریکه عملکرد قند خالص در نقده در هر چهار سطح نیتروژن بالاتر از خوی بود. به نظر میرسد در نقده به علت بالا بودن عملکرد ریشه نسبت به خوی، عملکرد قند خالص نیز به تبع آن بالاتر بود. عملکرد قند خالص صرف نظر از سطوح نیتروژن با کاربرد بور در سطح چهارم بور (محلولپاشی بور در مرحله 12-8 برگی و 20-16 برگی) بهبود یافت. در هر چهار سطح نیتروژن با افزایش میزان بور مصرفی عملکرد قند خالص افزایش یافت. بنابراین، بیشترین عملکرد قند خالص در تیمار N1B4 با مقدار 83/1228 گرم در مترمربع بهدست آمد. در هر دو مکان، صرف نظر از مقادیر مصرف بور، با افزایش تدریجی نیتروژن از N1 (مصرف300 کیلوگرم در هکتار اوره به میزان 50% هنگام کاشت و 50% در مرحله 8-6 برگی به N4 (450 کیلوگرم در هکتار اوره به صورت 50% هنگام کاشت و 50% در مرحله 12-8 برگی) درصد قند ریشه کاهش پیدا کرد. بنابراین، بر اساس نتایج این پژوهش تیمار N1B4 (مصرف 300 کیلوگرم در هکتار اوره بهصورت 50 درصد مصرف درهنگام کاشت و 50 درصد در مرحله 8-12 برگی همراه با محلولپاشی اسید بوریک در دو مرحله 8-12و 16-20 برگی)، در شرایط اجرای آزمایش پیشنهاد میشود.
شکل 1- مقایسه میانگین اثر مکان (A) و نیتروژن روی نیتروژن برگ (B) Figure 1- Means comparison of the effect of the place and nitrogen on leaf nitrogen content
جدول 1 - ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاکهای محل آزمایش Table 1 - Physical and chemical properties of experimental soils
جدول 2- آمار هواشناسی محل های اجرای آزمایش در دوره رشد گیاه Table 2- Meteorological statistics of the growing season
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
جدول 3- تجزیه واریانس مرکب اثر سطوح مختلف عناصر بور و نیتروژن روی خصوصیات فیزیولوژیک چغندرقند Table 3- Combined analysis of variance of the effect of different levels of boron and nitrogen on physiological properties of sugar beet
* ، ** و ns: به ترتيب معني دار سطح احتمال پنج و يك درصد و غیر معنی دار. **, *, ns: are significant difference in 1 and 5 percent and non-significant, respectively.
ادامه جدول 3- Table 3- Continued
* ، ** و ns: به ترتيب معني دار سطح احتمال پنج و يك درصد و غیر معنی دار. **, *, ns: are significant difference in 1 and 5 percent and non-significant, respectively. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
جدول 4 - مقایسه میانگین اثر مکان× نیتروژن روی برخی ویژگی‌های فیزیولوژیکی چغندرقند Table 4- Comparison of the mean effect of place×nitrogen on some physiological characteristics of sugar beet
ميانگين‌های هر ستون با حداقل يك حرف مشترك تفاوت آماري معني‌داري در سطح احتمال پنج درصد با آزمون دانكن ندارند. Means in a column of each treatment followed by the same letter are not significantly different at P≤0.05.
جدول 5- مقایسه میانگین اثر نیتروژن× بور روی برخی ویژگی‌های فیزیولوژیکی گیاهان چغندرقند Table 5- Comparison of the mean effect of nitrogen × boron on some physiological characteristics of sugar beet
ميانگين‌های هر ستون با حداقل يك حرف مشترك تفاوت آماري معني‌داري در سطح احتمال پنج درصد با آزمون دانكن ندارند. Means in a column of each treatment followed by the same letter are not significantly different at P≤0.05.
|
جدول 6 -مقایسه میانگین اثر مکان×نیتروژن×بور روی برخی ویژگی‌های فیزیولوژیکی چغندرقند Table 6- Combined analysis of variance of place and boron and nitrogen on physiological properties of sugar beet
ميانگين‌های هر ستون با حداقل يك حرف مشترك تفاوت آماري معني‌داري در سطح احتمال پنج درصد با آزمون دانكن ندارند. Means in a column of each treatment followed by the same letter are not significantly different at P≤0.05.
|
منابع مورد استفاده References
· Abbas, F., E. Al-Jbawi, H.S. Al-Deen, and J. Alisha. 2020. Sugar beet (Beta Vulgaris Var Crassa) yield and quality attributrs as affected by nitrogen fertilization and foliar boron application. Journal of Earth and Environmental Sciences Research, 2(4):1-6.
· Abdel-Motagally, F.M.F. 2015. Effect of concentration and spraying time of boron on yield and quality traits of sugar beet grown in newly reclaimed soil conditions. Assiut Journal of Agricultural Sciences. 46(6): 15- 26.
· Abdou, M.A., E.H. Selim, and M.M.S. Hilal. 2009. Sugar beet productivity and affected by nitrogen fertilizer and cycocel levels under different harvesting dates. Egyptian Journal of Agricultural Research. 24 (5B), Egypt.
· Afshar, R.K., A. Nilahyane, C. Chen, H. He, W.B. Stevens, and W.M. Iversen. 2019. Impact of conservation tillage and nitrogen on sugarbeet yield and quality. Soil and Tillage Research. 191: 216-223.
· Ahmadpour Dehkordi, A., and M.R. Tadayon, M.R. 2013. The effect of urban wastewater and different types of fertilizers on quantitative and qualitative traits of sugar beet (Beta vulgaris L.). Journal of Science, Technology, Agriculture and Natural Resources. 8(2): 117-97. (In Persian).
· Amjadi, P. 2003. Effects of harvest time and variety on qualitative and quantitative characters of root sugar accumulation in sugar beet. MS.c. Theses. Karaj. University of Tehran. (In Persian).
· Anonymus. 2018. FAO. World food and agriculture: Statistical pocketbook. Licence: CC BY-NC-SA 3.0 IGO.FAO, Rome, 254p.http://www.fao.org/economic/ess/ess-publications/ess-earbook/en/.
· Armin, M., and M. Asgharipour. 2012. Effect of time and concentration of boron foliar application on yield and quality of sugar beet. American-Eurasian Journal of Agricultural & Environmental Sciences. 12(4): 444-448.
· Baradaran Firoozabadi, M. 2002. The effect of morphological and physiological traits of sugerbeet varieties in drought stress. (In Persian).
· Bithi, S. 2019. Effect of foliar application of boron on the growth, yield and quality of tropical sugar beet. M.S.c. Thesis. Department of Agronomy, Bangladesh Agrilultural University, Mymensingh.
· Camacho-Cristobal, J.J., M.B. Herrera-Rodriguez, V.M. Beato, J. Rexach, M.T. Navarro, M. Gochicoa, J. Maldonado, and A. Gonzalez-Fontes. 2008. The expression of several cell wall-related genes in Arabidopasis roots in down-regulate under boron deficiency. Environmental and Experimental Botany. 63(1–3): 351–8.
· Chandan, K., T. Mahapatra, and P. Kumar. 2020. Nutrient management in sugar beet: a review. Pakistan Sugar Journal. 35: 31-44.
· Draycott, A.P., and D.R. Christenson. 2003. Nutrients for sugar beet production, soil plant relationship. CABI Publishing, pp. 1-105.
· Dutton, J., and G. Bowler. 1984. Money is still being wasted on nitrogen fertilizer. British Sugar Beet Review. 2: 75-77.
· Ebrahimipak, N.A., and M. Mostashari. 2012. Evaluation of irrigation water management and boron fertilizer to increase water use efficiency of sugar beet. Water and Irrigation Management. 2(2): 53-67.
· Emami, A. 1996. Methods of plant degradation, Soil and Water Research Institute. Technical Report. No. 982. Tehran. Iran (In Persian).
· Gaderi. J., M.M. Tehrani, F. Hamedi, and K. Haidari. 2020. Effect of municipal solid waste compost and chemical fertilizers on quality and quantity of sugar beet yield and concentration of some nutrients in soil. Journal of Soil Research (Water and Soil). 34(1):47-60. (In Persian).
· Gangwar, M.S., and H.K. Srivastava. 2009. Effect of B application on yield and quality of suqer beet. GB Pant University of Agriculture and Technoloqy, India. Pantanaqar.
· Habibi, D. 2002. Modeling of estimating sugar beet root yield and sugar content in Karaj district. Ph.D. Thesis, Isalamic Azad University, Science and Research branch, Tehran, Iran.
· Helal, F.A., A.S. Taalab, and A.M. Safaa. 2009. Influence of nitrogen and boron nutrition on nutrient balance and sugar beet yield grown in calcareous soil. Ozean Journal of Applied Sciences. 2(1):1-10.
· Hergert, G.W. 2010. Sugar beet fertilization. Sugar Technology. 12: 256-266.
· Hosseinpour, M., A. Soroushzadeh, M. Alikhani, A.M. Khoramian, and D.F. Taleghani. 2006. Evaluation of quantity and quality of sugar beet under drip and furrow irrigation methods in north of Khuzestan. Journal of Sugar beet. 22(1): 39-57.
· Hoffmann, C.M., and B. Mirlinder. 2005. Composition of harmful nitrogen in sugar beet (Beta vulgaris L.), amino acids, betaine, nitrate as affected by genotype and environment. European Journal of Agronomy. 22: 255-265.
· Jackson, N.E., R.H. Miller, and R.E. Franklin. 1973. The influence of vesicular-arbuscular mycorrhizae on uptake of 90Sr from soil by soybeans. Soil Biology and Biochemistry. 5(2): 205-212.
· Jahedi, A., A. Novruzi, M. Hasani, and F. Hamdi. 2012. Effect of irrigation methods and nitrogen on quality and quantity of sugar beet. Journal of Sugar beet. 28(1): 43-53.
· Javaheri, S.H., M. Abdollahian Noghayi, M. Kashani, A.Habibi, and H.Noshad. 2011. Relatinship in leaf chlorophyl content and yield in sugar beet with use of portal chlorophyl meter. Journal of New Finding in Agriculture. 5(4): 355-365.(In Persian).
· Kabu, M., and M.S. Akosman. 2013. Biological effects of boron. Reviews of Environmental Contamination and Toxicology. 225: 57–75.
· Kandil, E.E., N.R. Abdelsalam, and A.A.A. El-Aziz. 2020. Efficacy of nano fertilizer, fulvic acid and boron fertilizer on sugar beet (Beta vulgaris L.) yield and quality. Sugar Technology. 22: 782–791.
· Khajehpour, M. 2004. Industrial plants. Isfahan University Jihad Publications. 571 pages (In Persian).
· Kristek, A., A. Biserka, and S. Kristek. 2006. Effect of the foliar boron fertilization on sugar beet root yield and quality. Agriculture-Scientific and Professional Review. 12(1): 22-26.
· Lamb J.A., M.W. Bredehoeft, and C. Dunsmore. 2011. Nitrogen management strategies for increasing sugar beet root quality. Available at: http://www.sbreb.org/research/soil/soil11/N management Lamb.pdf.
· Last, P.J., A.P. Draycott, A.B. Messem, and D.J. Webb. 1983. Effects of nitrogen fertilizer and irrigation on sugar beet at Brooms barn 1973-1978. Journal of Agricultural Science. Cambridge. 101: 185-205.
· Lehrsch, G.A., B.Brown, R.D. Lentz, J.L. Johnson Mayard, and B. Leytem. 2014. Sugar beet yield and quality when substituting compost or manure for conventional nitrogen fertilizer. Agronomy Journal. 107: 1. 221-231.
· Majidi, A., and H. Tabiezad. 2018. The effect of souece and rate of nitrogen on yield and some quality factors of sugar beet. Journal of Applied Research in Soil. 6(3):118-129. (In Persian).
· Mahapatra, C.K., T. Bhadra, and S.K. Paul. 2020. Nutrient management in sugar beet: A review. Pakistan Sugar Journal. 35(2): 14.
· Malnou C.S., K.W.Jaggard, and D.L. Sparkes. 2008. Nitrogen fertilizer and the efficiency of the sugar beet crop in late summer. European Journal of Agronomy. 28: 47-56.
· Mekdad, A.A. 2015. Sugar beet productivity as affected by nitrogen fertilizer and foliar spraying with boron. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences. 4: 181–196.
· Mekki, B.B. 2014. Root yield and quality of sugar beet (Beta vulgaris L.) in response to foliar application with urea, zinc and manganese in newly reclaimed sandy soil. American-Eurasian Journal Agricultural and Environmental Science. 14 (9): 800-806.
· Nemeat- Alla, E.A., and M.I.H. El- Geddawy. 2008. Response of sugar beet to foliar spraying with micronutrients under different level nitrogen and phosphorous fertilization. Journal of Agricultural Research. 27 (4): 670-691.
· Noshad, H., R. Mohamadian, and F. Hamdi. 2014. Effect of organic fertilizer content of amino acids on nitrogen efficiency and quality and quantity traits of sugar beet. Journal of Sugar beet. 30(2): 167-181.
· Osman, K.T. 2018. Acid soils and acid sulfate soils. In management of soil problems, Springer, Cham, pp: 299-332.
· Ouda Sohier, M.M. 2005. Yield and quality of sugar beet as affected by planting density and nitrogen fertilizer levels in the newly reclaimed soil. Sugar Crop Research Egypt. 32:131-142.
· Przemysław, B., W. Grzebisz, M. Fec, R. Lukowiak, and W. Szczepaniak. 2010. Row method sugar beet fertilization with multicomponent fertilizer based on urea-ammonium nitrate solution as a way to increase nitrogen efficiency. Journal of Central European Agriculture. 11(2): 225-234.
· Rahimi, A., and B. Dolati, and S. Heidarzadeh. 2017. The effect of foliar application of some microelements on the quantitative and qualitative characteristics of sugar beet cultivar Latitia. Applied Soil Research. 5 (2): 108-121 (In Persian).
· Refay, Y.A. 2010. Root yield and quality traits of three sugar beet (Beta vulgaris L.) varieties in relation to sowing date and stand densities. World Journal of Agricultural Sciences. 6 (5): 589-594.
· Rehab, I.F., S.S. El Maghraby, E.E. Kandil, and Y.I. Nahed. 2019. Productivity and quality of sugar beet in relation to humic acid and boron fertilization under Nubaria conditions. Alexandria Science Exchange Journal. 40 (1):187-198.
· Reinefeld, E., A. Emmerich, G. Baumgarten, C. Winner, and U. Bei. 1974. Zur Voraussage des Melassezuckers aus Rübenanalysen. Zucker. 27: 2–15.
· Sahin, F., R. Cakmakci, and F. Kantar. 2004. Sugar beet and barley yields in relation to inoculation with N2-fixing and phosphate solubilizing bacteria. Plant and Soil 265: 123–129.
· Shukla, A.K., S.K. Behera, A. Pakhre, and S.K. Chaudhary. 2018. Micronutrients in soils, plants, animals and humans. Indian Journal of Fertilizers. 14(3): 30-54.
· Tlili, A., I. Dridi, S. Fatnassi, H. Hamrouni, and M. Gueddari. 2018. Effect of boron distribution in sugarbeet crop yield in two soils of Dour Ismail irrigated perimeter. Advances in Science, Technology and Innovation. 417-423.
Research Article DOI:
Journal of Crop Ecophysiology / Vol. 18, No. 2, 2024 267
|
The Effect of Nitrogen and Boron on Yield and Quality of Sugar beet
Hojat Azaryar 1, Farzad Jalili 2*, Javad Khalili Mahalleh2, Mohsen Roshdi 3 and Ali Nasrollahzadeh Asl 2
Received: April 2022 , Revised: 25 June 2022, Accepted: 10 July 2022
Abstract
This study was conducted to investigate the effect of nitrogen and boron on yield and quality of sugar beet (Pirola cultivar) in Khoy and Naghadeh regions as a split plot based on a randomized complete block design with three replications. Nitrogen factor at four levels as N1(%50 at planting and %50 at 6-8 leaf stage), N2 (%50 at planting and %50 at 8-12 leaf stage), N3 (1.5 times N1) and N4 (1.5 times N2) in main plots and boron in four levels B1 (non-usage), B2 (soil usage), B3 (as foliar application in two stages of 6-8 leaves and 8-12 leaves) and B4 (foliar application in two stages 8-12 and 16-20 leaves) as the subplot. The interaction effect of (place*nitrogen) on all traites with out leaf nitrogen content, (place*boron) on leaf boron content, sugar percent, and (place*nitrogen*boron) on leaf boron content, root yield and white sugar content were significant. The results of comparison of mean showed that the highest boron efficiency in increasing root yield observed in N4B4. In both places, root yield gradually increased along with increasing of consumed nitrogen. The maximum root yield (9838 g/m2) in N4 was in Naqadeh which had an increase of 38% compared to the same treatment in Khoy. In both places, regardless of the boron content, with a gradual increase of nitrogen from N1 to N4 sugar percentage decreased. In both places, the efficiency of the treatments in increasing the percentage of sugar belonged to B4 at the lowest nitrogen level (N1), which in all four nitrogen levels was equal to B2 (boron soil consumption). In all four levels of nitrogen, the yield of pure sugar increased with increasing boron consumption. The yield of pure sugar in Naqdeh at all four levels of nitrogen was higher than that of Khoy. It seems that in Naqdeh, due to the high root yield compared to Khoy, pure sugar yield is also higher .Thus, the result of this research, tearment if N1B4 in situation of this research recommended.
Key words: Biomass, Foliar application, Root yield, Sugar percent.
[1] - Ph.D. Student of Agronomy, Faculty of Agriculture, Khoy Branch, Islamic Azad University, Khoy, Iran.
2- Assistant Prof., Faculty of Agriculture, Khoy Branch, Islamic Azad University, Khoy, Iran.
3- Asociate Prof., Faculty of Agriculture, Khoy Branch, Islamic Azad University, Khoy, Iran.
*Corresponding Authors: farjalili@iaukhoy.ac.ir