A study on grain yield and adaptability and stability of barley genotypes in cold dryland areas
Subject Areas : crop production
1 - گروه تحقيقات نهال و بذر، مركز تحقيقات و آموزش كشاورزي و منابع طبيعي استان آ . غ – ارميه – ايران
Keywords: barley , combined analysis , grain yield , rainfed , yield stability,
Abstract :
In order to determine the high yielding, the grain yielding stability , 24 promising barley lines and cultivars, a study was carried out based on RCB – design with four replications in three years ( 2011 to 2014 ) in 6 cold and moderate cold rainfed regions of Maragheh, Kurdestan, Zanjan, Urmia, Sararud and Ardabil. After testing of error uniformity, a combined analysis was carried out in three years for each location. Also, final combination of ANOVA was performed for all environments (3 years and 6 locations ). Results of combined ANOVA analysis showed that locationgenotype and year×location×genotype were significant. The highest average green yield belonged to Sararud with ( 2893kg/ha ) and the lowest one belonged to Ardabil satation ( 1524kg/ha . Lines number 12 with with ( 2471kg/ha ) and 22 with 2499kg/ha ) had the highest average grain yield among genotypes in 3 3 years and 6 locations. Results of stability analysis using Lin and Binns, CV% and rank methods showed that line number 14 ( Schuyler //Alpha/ Durra/3/… ) had the highest stability and lines number 11 and 12 showed relatively stable genotypes in comparison with other ones.
Anonymous. 2014b. Agricultural stats. Ministry of Jihad-e-Agriculture. Iran. (In Persian).
Anonymous. 2014a. Field management and technical report in plant, growth and harvest of cereal in cold condition. Dryland Agricultural Research Institute of Iran. (In Persian).
Ansari Maleki, Y., Gh. Khalilzadeh., A. Hesami., K. Soleymani. 2012. Study on grain yield adaptability and stability of barley lines in uniform regional in cold dryland areas. Final report. DARI. Regestral number: 40797. (In Persian).
Ansari Maleki, Y., F, Nourmand Moayed., K, Nader Mahmoodi., S.M, Azimzadeh., E, Roohi., A, Hesami., K, Soleymani., Gh, Abedi Asl., H, Pshapour., H. R, Pouralibaba., M. A, Dehghan., M, Patpour., I, Eskandari., and A, Salekzamani. 2009. Abidar, A new dryland barley cultivar for moderate cold areas of Iran. Seed and Plant Improvement Journal. 25: 227-230. (In Persian).
Bahrami, Sh., M.R. Bihamta, and M. Salari. 2008. Yield stability analysis in hulless barley. Asian Journal of Plant Science. 7(6): 589-593.
Ceccarelli S., S, Grando., R.H. Booth. 2006. International Breeding programme and resource-poor farmers: Crop improvement in difficult environments. Available online at www. Icarda.cgigr.org.
Clevland, D. A. 2001. The case of yield stability. Agriculture and Human Values. 18: 251-270.
Eberhart, S.A, and W.A. Russell.1966. Stability parameters for comparing varieties. Crop Science.6:36-40.
Eivazi, A., S. Abdollahi., G. Hosseini Salekdeh., E. Majidi Heravan., and S.A. Mohammadi. 2005. Effects of drought and salinity streses on some agronomic
and physiologic traits in barley (Hordeum vulgare L.) cultivars. Seed and Plant. 21:
441-456. (in Farsi).
Eskandari, I. 2007. Effect of seeding depth ongrain yield of three barley genotypes in
cold dryland areas of Maragheh. Seed and Plant 23: 131-144 (in Farsi).
Farshadfar, A.1998. usein of biometric genetic in plant breeding. Second edition. Publishing of Razi University. Kermanshah, Iran. (In Persian).
Feizi Asl, V., and R. Kasraiy., M. Mogaddam., Gh. Valizadeh. 2004. Evaluation of different elements uptake limitation based on different using of phosphor and zinc manure on sardari wheat cultivar. Journal of Agricultural Science and Natural Resources. Gorgan University. 11(3): 23-33. (In Persian).
Feizi Asl, V., and Gh. Valizadeh. 2003. Effect of time and rate of nitrogen using in wheat grain yield in dryland condition. Journal of soil and water. 17(1): 29-38. (In Persian).
Francis, T. R., and L. W. Kanenberg.1987. Yield stability studies in short- season maize (I). A discriptive method for genotypes. Canadian Journal of Plant Science.58:429-434.
Kucheki, A. R., B. Sorkhi Lalelu., M. R. Eslamzadeh Hesari. 2012. Yield stability of barley elite genotypes in cold regions of Iran using GGE biplot. Journal of Seed and Plant. 28(1): 533-543. (In Persian).
Lin, C. S., and M. R. Binns. 1991. Genetic properties of four type of stability parameter. Theoretical and Applied Genetics.82:505-509.
Lin, C. S., and M. R. Binns. 1988. A method of analyzing cultivar × location × year experiments: A new stability parameter. Theoretical and Applied Genetics. 76: 425-430.
Peterson, C. J., J. M. Moffatt., J. R. Erickson. 1997. Yield stability of hybrid vs. pure line hard winter wheats in regional performance trials. Crop Science. 37:116-120.
Raffi, S. A., M. A. Newaz., N. Khan. 2004. Stability analysis for pod and seed production in dry bean. Asian Journal of Plant Science. 3:239-242.
Ramla, D. M., S. Yakhou., N. Bilek., M. Hamou., A. Annachi., A. Aissat., L. Mekliche-Hanifi. 2016. grain yield stability analysis of barley doubled haploid lines in algerian semi-arid zones. Asian Journal of crop Science. 8:43-51.
Sabaghnia, N., H. Dehghani, S. H. Sabaghpour. 2006. Non-parametric methods for interpreting genotype × environment interaction of lentil genotypes. Crop Science. 46:1100-1106. (In Persian).
Sadeghzadeh-Ahar, D., E. Rohi., H. Pashapoor., K. Solimani., and Gh. R. Abedi Asl. 2011. Evaluation of adaptability and grain yield stability of bread wheat genotypes in cold and dryland areas. Journal of Research in Crop Science. 3: 127-145. (In Persian).
Sadeghzadeh-Ahari, D., S. K. Hosseini., T. Hosseinpoor., J. Alet Jafar Bay., Gh. Khalilzadeh., Kh. Alizadeh Dizaj. 2005. Evaluation of adaptability and grain yield stability of durum wheat genotypes in uniform experiment in warm and semi warm dryland areas. Journal of Research in Crop Science. 21(4): 561-576. (In Persian).
Shah, S. I. H., M. A. Sahito., S. Tunio., A. J. Pirzado. 2009. Genotype environment interactions and stability analysis of yield and yield attributes of ten contemporary wheat varieties of Pakistan. Sindh University. Research Journal. 41(1): 13-44.
Vaezi, B., and J. Ahmadi. 2000. Evaluation of environment × genotype interaction and yield staility of advanced barley lines in dryland condition. Journal of Agronomy plant science of Iran. 41(2): 42-56. (In Persian).
Valizadeh, M., Moghaddam, M. 1994. Designes of experiment. Publish of Pishtaze Elm. (In Persian).
مجله پژوهش در علوم زراعی - سال هفتم، شماره 26، بهار و تابستان 1394 55
|
اثر نیتروژن و بور بر عملکرد و عیارقند دو رقم چغندرقند
چکیده
به منظور بررسی تأثیر نیتروژن و بور بر عملکرد کمی و کیفی دو رقم تجاری چغندرقند، آزمایشی در حومه شهرستان خوی با عرض جغرافیایی 38 درجه 33 دقیقه شمالی و طول جغرافیایی 45 درجه و 55 دقیقه شرقی به صورت اسپلیت اسپلیت پلات با سه عامل در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه فاکتور در سه تکرار اجرا شد. فاکتور اول: رقم در دو سطح شامل رقم خارجی فلورس (a2)و رقم ایرانی۰۰۴(a1) در کرتهای اصلی، فاکتور دوم: نیتروژن در دو سطح شامل آزمون خاک(b1) و 5/1 برابر آزمون خاک(b2) در کرتهای فرعی و فاکتور سوم: مصرف بور درسه سطح شامل عدم مصرف(c1)، محلولپاشی (c2) و مصرف خاکی(c3) در کرتهای فرعی- فرعی در نظر گرفته شدند. نتایج نشان دادند که اثر رقم فقط بر طول ریشه معنیدار بود. به طوریکه بیشترین طول ريشه با 50/32 سانتيمتر به رقم ایرانی (a1) تعلق داشت. اثر نیتروژن بر قطر ریشه، طول ریشه، وزن خشک ریشه و عملکرد ریشه معنیدار بود. بیشترین مقدار هر کدام از آنها به سطح 5/1 برابر آزمون خاک تعلق داشت. اثر بور نیز روی وزن خشک ریشه، عملکرد ریشه، عیار قند و میزان ملاس معنیدار بود. روشهای مختلف مصرف بور نشان داد که حداکثر عملکرد در همهی صفات با مصرف خاکی این عنصر حاصل شد.
واژههای کلیدی:
نیتروژن، بور، عملکرد، چغندرقند
ü [1] تاريخ وصول : 12/08/1395 تاريخ پذيرش : 19/05/96
- دانش آموخته گروه كشاورزي – زراعت ، واحد خوي، دانشگاه آزاد اسلامي ، خوي – ايران.
[2] - گروه كشاورزي – زراعت، واحد خوي، دانشگاه آزاد اسلامي، خوي – ايران (نويسنده مسئول) .farjalili@yahoo.com
مقدمه
چغندرقند به عنوان يك گياه صنعتي و استراتژيك، اصلي ترين منبع توليد شكر مورد نياز كشور ميباشد. محصولات فرعي چغندرقند، ملاس و تفاله ميباشند. از تخمير ملاس، ميتوان مقدار زيادي الكل توليد كرد. تفاله حاوي مواد قندي، سلولزي و نیتروژنه ميباشد كه در تغذيه و تامين علوفه حيوانات مورد استفاده واقع ميشود (Abdollahian et al., 2005).
عملکرد شکر تحت تأثیر وزن ریشه و درصد قند آن است. عوامل متعددي بر كميت و كيفيت عملكرد ريشه چغندرقند موثر هستند كه از آن جمله ميتوان به رقم، آرايش كاشت، نوع آبوهوا و اقليم، زمان کاشت و برداشت، وضعيت حاصلخيزي خاك و تغذيه گياه بهويژه نوع كود، مقدار و زمان كوددهي و مديريت و برنامهريزي آبياري اشاره كرد (Baradaran Firoozabadi, 2002).
نيتروژن به عنوان يكي از عناصر غذايي پرمصرف، نقش مهمی در توسعه اندامهاي هوايي و انجام اعمال متابوليكي گياه بر عهده دارد. گرچه افزايش مصرف نيتروژن بهطور مستقيم بر افزايش عملكرد ريشه چغندرقند تاثير ميگذارد، ولي قابليت تحرك بالای اين عنصر و نقش آلايندگي آن در محيط زيست و منابع آب زيرزميني و همچنين تاثير منفي آن بر كيفيت تكنولوژيكي چغندرقند، در صورت عدم توجه به طول دورهی رشد و مرحله رشدي گياه در زمان مصرف، از عمده عوامل محدودكنندهی مصرف نيتروژن بشمار ميروند. بنابراين مصرف بهموقع و در حد نياز اين عنصر غذايي در توليد محصولات زراعي بهويژه زراعت چغندرقند، از اهمّيّت ويژهاي برخوردار است. استفاده از کود نیتروژنه هرچند موجب افزایش عملکرد ریشه میشود، ولی با افزایش نیتروژن خاک بهویژه در اواخر فصل رشد، درصد قند ریشه و قابلیت استحصال آن به شدت کاهش مییابد. خیامیم و همکاران (Khiamim et al., 2003) در آزمایشی روی چغندرقند به این نتیجه دست یافتند که با افزایش نیتروژن خاک، ارتفاع بخش هوایی افزایش مییابد. پرزمیسلاو وهمکاران (Prezemyslaw et al., 2010) معتقدند تأثیراتی که کودهای نیتروژنه روی کیفیت چغندرقند دارند نه تنها به میزان مصرف این کودها بستگی دارد بلکه به عواملی مانند رقم و فصل مصرف نیز وابسته است. امجدی (Amjadi, 2003) نیز گزارش کرد که کاربرد بیش از حد کودهای نیتروژنه موجب کاهش درصد قند و ارزش اقتصادی گیاه چغندرقند میشود.
بور از مهمترین عناصر مورد نیاز گیاه چغندرقند میباشد زیرا مقدار ناکافی بور، باعث کاهش محصول و کیفیت ریشه می شود. نتایج آزمایشات انجام شده در مورد عناصر کممصرف در گیاه چغندرقند نیز نشان داده است که کاربرد کودهای کم مصرف اثرات معنیداری بر وضعیت تغذیهای این گیاه دارد (Grazebiesz et al., 2010). از بین عناصر کممصرف، عنصر بور از اهمیت بیشتری در زراعت چغندرقند برخوردار است. گانگوار و سیرواستاوا (Gangvar and Srivastava, 2009) در آزمایشی با به کار بردن بور در چغندرقند نتیجه گرفتند که مصرف 5/0 میلیگرم بور در هر کیلوگرم خاک و یا محلولپاشی آن با غلظت 2/0 درصد، یک بار در دوره رشد آن، عملکرد ریشه، نسبت ریشه به اندام هوایی، قند ریشه، شاخص سطح برگ و نیز میزان جذب بور را افزایش میدهد. 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 مطالعات ایشان نشان می دهد که استفاده از ppm 50 بور به طور معنیداری رشد بخش هوایی و عملکرد ریشهی چغندرقند را بهبود میبخشد. همچنین مصرف بور اثر متقابل مثبتی با نیتروژن دارد. به طوریکه مصرف همزمان 100 میلیگرم نیتروژن در هر کیلوگرم خاک و 50 میلی گرم بور، موجب تعادل تغذیهای چغندرقند و در نتیجه افزایش رشد بخش هوایی و عملکرد ریشه آن میگردد. وی در بخش دیگری از تحقیق خود نتیجه گرفتند که افزایش سطح نیتروژن به بیش از 80 میلیگرم در هر کیلوگرم خاک، عملکرد ریشه و بخش هوایی چغندرقند را به طور معنیداری افزایش میدهد. بارکر و پیلبیم (Baker and Pilbeam, 2007) عنوان کردهاند که چغندرقند به مقدار زیادی بور نیاز دارد. آنها اظهار داشتند که بور، سرعت انتقال قندهایی را که طی عمل فتوسنتز در برگهای بالغ تولید میشوند را به ریشه در حال رشد چغندرقند افزایش میدهد.
از آنجائی که پاسخ ارقام چغندر به شرایط تغذیهای و نیز روش تامین آن متفاوت است، بنابراین این تحقیق با هدف مطالعهی عکسلالعمل ارقام مختلف نسبت به مقادیر متفاوت کود نیتروژن و روشهای مصرف بور و تاثیر آن روی صفات کمی و کیفی ارقام چغندرصورت می پذیرد، تا بر اساس آن با معرفی الگوی مناسب مصرف و موثر به ارتقاء خصوصیات کمی و بهبود ویژگیهای کیفی در مزارع چغندرقند توجه بیشتری گردد.
مواد و روشها
به منظور بررسي تأثیر کود نیتروژن و بور بر عملکرد کمی و کیفی در دو رقم چغندر قند ( فلورس و بذر ایرانی004) آزمایشی در اراضی حومه شهرستان خوي با عرض جغرافیایی 38 درجه 33 دقیقه شمالی و عرض جغرافیایی 38 درجه 33 دقیقه شمالی و ارتفاع از سطح دریا 1157 متر انجام گرفت.
پژوهش به صورت اسپلیت اسپلیت پلات سه عاملی در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار اجرا شد. عامل اول: رقم در 2 سطح شامل رقم خارجی فلورس (a2)و رقم ایرانی۰۰۴(a1) در کرتهای اصلی، عامل دوم: نیتروژن در 2 سطح شامل آزمون خاک (b1)، 50% بیشتر از آزمون خاک(b2) در کرت های فرعی و عامل سوم: مصرف بور در3 سطح شامل مصرف خاکی(c3)، محلولپاشی (c2)، عدم مصرف(c1) در کرت های فرعی- فرعی در نظر گرفته شدند.
هر واحد آزمایشی به ابعاد 5×3 متر و شامل 6 ردیف کاشت به فاصلهی 50 سانتیمتر ، فاصله بوته روی ردیف، 10 سانتیمتر و طول ردیفها 5 متر در نظر گرفته شد. تعداد کل کرتها 36 واحد و مساحت مورد آزمایش در حدود 600 مترمربع بود. به منظور جلوگیری از اختلاط اثر کرتهای مجاور فواصل يك متری به صورت دو خط نکاشت بین کرتها و 5/1 متر ما بین بلوکها در نظر گرفته شد.
در اجراي اين تحقيق از دو رقم چغندرقند هيبريد جديد و منوژرم تایید شده توسط موسسه تحقيقات، اصلاح و تهيه بذر چغندرقند كرج استفاده شد. رقم فلورس که اين رقم ديپلوييد، منوژرم، تيپ نرمال محصولي (N) و رقم شرکت بهمن رویان- ماریبو دانمارک است. داراي عملكرد ريشه و قند بسيار خوب، درصد قند بالا و متحمل به رایزومانیا، رایزکتونیا و سركسپورا ميباشد و رقم 004 که اين رقم ديپلوييد، منوژرم، تيپ نرمال قندی (N)و رقم مرکز اصلاح بذر کرج است. داراي عملكرد ريشه و عیار قند بسيار خوب و متحمل به رایزومانیا ميباشد.
قبل از اجـراي آزمايش از مزرعه مورد نظر نمونهی خاك از عمق ۳۰-۰ سانتيمتري تهيه شد كه نتايج تجزيهی آن در جدول (۱) آمده است.
جدول 1- نتایج آزمون خاک محل اجرای آزمایش
Table 1-Phisicochemical properties of the studied soil
عمق نمونه برداری (cm) | هدایت الکتریکی (dS/m) | اسیدینه گل اشباع (pH) | مواد خنثی شونده کل (%T.N.V.) | رطوبت اشباع (%SP) | کربن آلی (%O.C) | فسفر قابل جذب P(ppm) | پتاسیم قابل جذب ppm))K | نیتروژن کل (%T.N.) | بور(mg/kg) |
| بافت خاک | ||
درصد رس %Clay)) | درصد لای ((% Silt | درصد شن % Sand)) | |||||||||||
30 | 2.3 | 7.79 | 5.25 | 48 | 1.56 | 9.58 | 505 | 0.16 | 0.7 | 37.3 | 41.4 | 21.3 | |
به منظور آمادهسازي زمين، پس از جمعآوري بقاياي زراعت سال قبل (گندم) باقيماندهی بقايا با شخم عميق در پائيز با خاك مخلوط گرديد. در بهار سال بعد نسبت به انجام عمليات تكميلي تهيهی زمين شامل شخم متوسط، ديسك، كولتيواتور، لولر، خط كشي و تهيه خطوط كاشت اقدام گرديد. بعد از انجام عملیات آمادهسازي زمين، کاشت در 12 فروردين ماه توسط بذرکار پنوماتیک، با عمق کاشت 4 سانتیمتر و با تراکم حدود 100000 بوته در هکتار اعمال شد. به طوریکه برای حصول تراکم مورد نظر، فاصله بین خطوط کاشت 50 سانتیمتر و فاصله بوته روی ردیف 10 سانتیمتر در نظر گرفته شد. روش کاشت نیز به صورت خشکهکاری بود. یک سوم كود نيتروژن در مرحلهی 6-4 برگی طبق آزمون خاک در کرتهای مورد نظر(b1) به مقدار 250 کیلوگرم در هکتار طبق آزمون خاک و دو برابر آزمون خاک در کرتهای مورد نظر(b2) محاسبه و مصرف گردید بقیه آن در دو مرحله در موقع آبیاری در اواخر خرداد و تیر ماه مصرف شد. کود بور در کرتهای مورد نظر(c3) قبل از کاشت به صورت مصرف خاکی به مقدار 25 کیلوگرم در هکتار و کود مایع بورپلاس به صورت محلولپاشی در مرحلهی 10-8 برگی به مقدار 1 لیتر در هکتار در کرتهای مورد نظر(c2) محاسبه و مصرف گردید. صفات مورفولوژيكي، زراعي و فيزيولوژيكي كه در مزرعه ياداشت برداري شدند عبارت بودند از: قطر ريشه، طول ريشه، عملکرد ريشه (وزن ریشه)، وزن خشک ریشه، درصد قند (عیار)، درصد ملاس.
عمليات برداشت چغندرقند در تاريخ 10 آبان ماه براي هر كرت به طور جداگانه صورت گرفت. جهت ثبت رکوردها از هر کرت آزمایشی، تعداد 20 بوته به صورت تصادفي انتخاب و برداشت شد. بهمنظور حذف اثرات حاشيهاي در هر كرت، برداشت از رديفهاي وسط انجام گرفت.
براي تعيين درصد قند چغندرقند، يك نمونه 25-20 كيلوگرمي از هر يك از تيمارها تهيه و براي تهيه خمير ريشه و تجزيه كيفي به آزمايشگاه قند کارخانه قند خوی ارسال گرديد و با دستگاه بتالايزر اندازه گيري شد.
در زمان برداشت براي تعييين عملكرد ريشه، پس از حذف نيممتر از ابتدا و انتهاي هر كرت، تمامي بوتهها برداشت، شمارش و پس از سرزني، ريشهها وزن گرديدند. با انجام محاسبات لازم عملكرد ريشه در هر تيمار بر حسب تن در هكتار مشخص شد. دادههای حاصل از اندازهگیری، با استفاده از نرمافزار آماری MSTAT-C مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. مقایسه میانگینها با آزمون چند دامنهای دانکن در سطح 5% انجام شد.
نتایج و بحث
قطر ریشه
نتایج تجزیه واریانس دادههاي آزمايشي نشان داد در بین فاکتورهای مورد مطالعه فقط نیتروژن بر این صفت معنی دار بود. از طرف دیگر اثر رقم و اثرات متقابل سایر فاکتورهای مورد مطالعه نیز بر این صفت معنیدار نبود (جدول2). بیشترین قطر ريشه با متوسط 69/12 سانتیمتر مربوط به تیمار b2 (دو برابر آزمون خاک) کمترین میزان آن مربوط به تیمارb1 (طبق آزمون خاک) با متوسط 08/11 سانتیمتر بود (جدول3). دونالد و دیویس (Dolald and Davies, 2004) نشان دادند که تشکیل حلقههای آوندی در ریشه از آغاز رشد و نمو شروع میشود، از طرفی بیشترین تعداد حلقهها نیز در همان زمان تشکیل میشود. بنابراین با توجه به اینکه تشکیل حلقهها یعنی افزایش قطر ریشه ناشی از فعالیت کامبیوم آوندی است، لذا نیتروژن با تحریک فعالیت کامبیوم آوندی سبب افزایش قطر ریشه شده است. از سوی دیگر وقتی ریشهی گیاه در محیطی غنی از نیتروژن قرار میگیرد مقدار اکسین ساخته شده در ریشه زیاد و این امر سبب افزایش رشد جانبی (قطری) ریشه میشود. اکسین و سیتوکنین از هورمونهای گیاهی هستند که با تحریک تقسیمات سلولی سبب افزایش رشد قطری در ریشهی میشوند (Ramazan and Ero, 2002). حکمآبادچی (Hokmabadchi, 2015) در مطالعة خود بر روی تاثیر پرایمینگ بذر بر عملکرد و درصد قند ارقام تجاری چغندرقند نشان داد که باكتريهاي موجود در كودهاي زيستي تأثير مثبتي بر رشد گياه داشته و منجر به افزايش قطر ريشه ميشود. اين امر ميتواند ناشي از ترشح تركيبات تحريك كنندة رشد و هورمونهاي رشدي از جمله اکسین باشد كه در خاك توليد و رشد قطری ریشة گياه را تحت تأثير قرار ميدهد.
طول ریشه
نتایج حاصل از تجزیه واریانس دادههای آزمایشی نشان داد که اثر نیتروژن و رقم به لحاظ آماری تفاوت معنیداری در سطح احتمال پنج درصد از نظر صفت مورد مطالعه داشت. ولی اثر متقابل آنها بر طول ريشه معنیدار نبود (جدول2). از طرف دیگر اثر بور و نیز اثرات متقابل سایر فاکتورهای مورد مطالعه نیز بر این صفت معنیدار نبود. بر اساس آزمون مقایسه میانگین دادهها، بیشترین طول ريشه با 5/32 سانتيمتر مربوط به رقم ایرانی004 (a1) بود که در اولین گروه آماری کلاس a قرار گرفت. همچنين رقم خارجی فلورس (a2) با توليد ريشههايي به طول 8/30 سانتيمتر، گروه آماري b را به خود اختصاص داد (شکل1).
طول ریشه cm) ( Root length |
شکل1- مقايسه ميانگين طول ریشه در دو رقم مورد مطالعه
Figure 1. Comparison means of variety on root lengths
به دلیل ویژگیهای فیزیولوژیکی متفاوت در ریشهی ارقام مورد مطالعه، رقم ایرانی با توجه به سازگاری بیشتر به آبوهوای ایران، با داشتن گیرندههای کارآمدتر در جذب نیتروژن توانسته به نحو مطلوبتری از خصوصیات مفید نیتروژن در جهت افزایش رشد طولی خود استفاده کند.
همانطور که در جدول(3) نشان داده شده است. بالاترین میزان طول ریشه مربوط به تیمار b2 (دو برابر آزمون خاک) با متوسط 39/33 سانتیمتر میباشد که در کلاس آماری a قرار دارد و کمترین میزان طول ریشه با متوسط 94/29 سانتیمتر مربوط به تیمارb1 (طبق آزمون خاک) است که کلاس آماری b را به خود اختصاص داده است.
وقتی مقدار بیشتری مادهی غذایی در خاک باشد، تعداد و طول ریشهها نیز متعاقب آن افزایش پیدا میکند (Seyed Esmailzadeh, 2011). بنابراین نیتروژن با فعالسازی فعالیتهای آنزیمی و تولید بیشتر مواد تنظیم کنندهی رشد میتواند به رشد طولی ریشهها کمک کند.
عملکرد ریشه
نتایج تجزیه واریانس دادههاي آزمايش نشان داد که عملکرد ريشه تحت تاثیر نیتروژن و بور معنیدار بود. ولی اثر متقابل آنها بر این صفت معنیدار نبود (جدول1). به نظر ميرسد كه در شرايط اين تحقيق اثر متقابل این دو فاکتور بر طول ريشه اثر مثبتي نداشته باشد. از سوی دیگر اثرات متقابل سایر فاکتورهای مورد مطالعه نیز بر این صفت معنیدار نبود. بر اساس آزمون مقایسه میانگین دادهها مشخص شد بیشترین عملكرد ريشه با 78/13 کیلوگرم بر مترمربع مربوط به تیمار b2 (دو برابر آزمون خاک) بود كه در گروه آماری a قرار گرفت. كمترين عملكرد نیز مربوط به تیمارb1 (طبق آزمون خاک) با 17/12 کیلوگرم بر مترمربع بود که در گروه آماري (b) قرار گرفت (جدول 3).
در مطالعهی نوشاد و همکاران (Noshad et al., 2014) روی اثر کودهای آلی حاوی اسیدهای آمینه بر کارایی نیتروژن مصرفی و خصوصیات کمی و کیفی چغندرقند مشخص شد که عملکرد ریشه با افزایش مقدار نیتروژن مصرفی تا 100 کیلوگرم در هکتار روند افزایشی نشان میدهد. بوتراس و همکاران (Butrus et al., 1891) افزایش عملکرد ریشه را با افزایش مصرف نیتروژن گزارش کردند و بالاترین عملکرد با حداکثر نیتروژن مصرفی به دست آمد. بیلبائو و همکاران (Bilbao et al., 2001) مقدار کل نیتروژن ضروری برای تولید بهینهی محصول در منطقهی مدیترانه را 268 کیلوگرم در هکتار نیتروژن اعلام کردند.
افزایش مصرف کود نیتروژن باعث افزایش عملکرد ریشهی چغندرقند میگردد. در نتایج حاصل از یک بررسی کمترین عملکرد در سطح صفر کود نیتروژن با 62/36 تن در هکتار به دست آمد، اما با مصرف 120 کیلوگرم اوره در هر هکتار عملکرد 100 درصد افزایش یافت و به 85/71 تن در هکتار رسید. با افزایش میزان کود اوره به 180 کیلوگرم در هر هکتار عملکرد به 56/81 تن در هر هکتار رسید. این روند با توجه به نقش کود نیتروژن در توسعهی کانوپی گیاه و ارتباط آن با عملکرد ریشهی گیاه قابل پیشبینی است (Jahedi et al., 2012). این نشان میدهد که در جایی که نیتروژن خاک زیاد باشد حداکثر عملکرد میتواند بدون کاربرد کود معدنی به دست آید. برخلاف سال اول، در سال دوم افزایش مصرف نیتروژن به طور معنیداری عملکرد ریشه را از 1/56 تن در تیمار صفر به 9/80 تن در هکتار در تیمار 240 کیلوگرم افزایش میدهد.
اثر بور نیز بر عملکرد ریشه معنیدار بود (جدول 2). همانطورکه تغییرات موجود در شکل(2) نشان میدهد، بیشترین عملکرد ریشه مربوط به تیمار c3 (مصرف خاکی) با میانگین آماری 67/13 کیلوگرم بر مترمربع بود که در کلاس آماری a قرار گرفت. بعد از آن تیمارc2 (محلولپاشی) با میانگین آماری 08/13 کیلوگرم بر مترمربع در کلاسab واقع شد و کمترین عملکرد ریشه مربوط به تیمارc1 (عدم مصرف) با متوسط 17/12 کیلوگرم بر مترمربع بود که کلاس آماری b را به خود اختصاص داد.
عملکرد ریشهKg/m2) ( Root yield |
شكل 2- مقايسه ميانگين تاثیر بور بر عملکرد ریشه
Figure 2. Comparison means of boron on root yield
در نتایج آزمایشهایی که طی سالهای 1374-1375 در چندین استان کشور انجام شد، نشان داد که مصرف املاح محتوی بور میتواند باعث افزایش کمی و کیفی عملکرد بسیاری از محصولات کشاورزی بهویژه چغندرقند شود. مصرف 10 کیلوگرم در هکتار بوراکس در مزارع چغندرقند منطقهی ارومیه و خوی باعث افزایش مقدار قند و همچنین عملکرد ریشه به میزان 8 درصد گردید (Malakuti and Riazi, 2007). نتایج یک تحقیق نشان داد محلولپاشی اسیدبوریک عملکرد ریشهی بالاتری نسبت به آغشته کردن بذور ایجاد کرد (Yarnia et al., 2009). در طی محلولپاشی چغندرقند با 2/0 کیلوگرم بور در 100 لیتر آب گزارش شد که عملکرد ریشه 8/15 درصد افزایش پیدا کرد (Camberato, 2004).
وزن خشک ریشه
تجزیه واریانس دادههاي آزمايشي نشان داد که وزن خشک ريشه تحت تاثیر نیتروژن و بور، به ترتيب در سطح احتمال يك و پنج درصد معنیدار بود. همچنین اثر متقابل نیتروژن، بور و رقم نیز با سطح احتمال پنج درصد بر این صفت معنیدار بود (جدول۲). بیشترین وزن خشک ریشه با متوسط 94/254 گرم بر مترمربع مربوط به تیمار b2 (دو برابر آزمون خاک) بود كه در گروه آماری a قرار گرفت. و تیمارb1 (طبق آزمون خاک) با 94/233 گرم بر مترمربع كمترين وزن خشک ريشه را به خود اختصاص داد و در گروه آماري (b) قرار گرفت (جدول 3). اثرات اولیهی کود نیتروژن، تولید مادهی خشک در برگها و ریشه میباشد. استفاده از کود نیتروژن مقدار کل آمینواسیدهای چغندرقند و به تبع آن وزن خشک ریشه را افزایش میدهد (Lee, 1997). در چغندر میزان بالای قند ریشه زمانی به دست میآید که میزان مادهی خشک تولید شده در ریشه بالا باشد (Draycott, 2003).
اثر بور نیز بر وزن خشک ریشه معنیدار شد (جدول2). همانطور که تغییرات موجود در شکل(3) نشان میدهد، بیشترین وزن خشک ریشه مربوط به تیمار c3 (مصرف خاکی) با میانگین آماری 58/247 گرم بر مترمربع بود که در کلاس آماری a قرار گرفت . بعد از آن تیمارc2 (محلولپاشی) با میانگین آماری83/244 گرم بر مترمربع در کلاسab واقع شد و کمترین وزن خشک ریشه مربوط به تیمارc1 (عدم مصرف) با متوسط 92/240 گرم بر مترمربع بود که کلاس آماری b را به خود اختصاص داد. مصرف عناصر ریزمغذی مثل بور منجر به افزایش معنیدار درصد مادهی خشک ریشه نسبت به شرایط عدم مصرف آن میشود (Yarnia et al., 2009). از آنجائیکه بور، سرعت انتقال قندهای ساخته شده طی عمل فتوسنتز در برگهای بالغ را به ریشه در حال رشد چغندرقند افزایش میدهد، بنابراین میتواند از این طریق سبب افزایش درصد مادهی خشک ریشه گردد.
وزن خشک ریشه dry yield of root (g/m2) |
شکل 3- مقایسه ميانگين تاثیر بور بر وزن خشک ریشه
Figure 3. Comparison means of boron on root biomass
عیار قند
نتایج حاصل از تجزیه واریانس دادههای آزمایشی مربوط به درصد عیار قند نشان داد با اینکه اثر بور به لحاظ آماری تفاوت معنیداری در سطح احتمال پنج درصد نشان داد، ولی اثرات متقابل سایر فاکتورهای مورد مطالعه بر این صفت معنیدار نبود (جدول2). بر اساس آزمون مقایسه میانگین دادهها مشخص شد بیشترین درصد قند مربوط به تیمار c3 (مصرف خاکی) با میانگین آماری 60/13 درصد بود که در کلاس آماری a قرار گرفت . بعد از آن تیمارc2 (محلولپاشی) با میانگین آماری41/13 درصد در کلاسab واقع شد و کمترین درصد قند مربوط به تیمارc1 (عدم مصرف) با متوسط 14/12
درصد بود که کلاس آماری b را به خود اختصاص داد (جدول 3).
استفاده از کود نیتروژنه هرچند موجب افزایش عملکرد ریشه میشود، ولی با افزایش نیتروژن خاک بهویژه در اواخر فصل رشد، درصد قند ریشه و قابلیت استحصال آن به شدت کاهش مییابد. نیشلم و رگیتنیگ (Nitchelem and Regitnig, 2006) اظهار داشتند که با اختلاط کودهای شیمیایی اوره و فسفاتآمونیم با کود دامی، میزان نیتروژن قابل دسترس در خاک افزایش یافته و با افزایش بیش از حد جذب این عنصر توسط گیاه، عیار قند کاهش مییابد. حسینپور و همکاران (Hoseinpour et al., 2013) در مطالعهی خود بر روی تاثیر مقادیر مختلف کود نیتروژن بر خصوصیات رشدی و صفات کمی و کیفی چغندرقند پائیزه در طی دو سال متوالی نشان دادند که اثر نیتروژن بر افزایش درصد عیار قند معنیدار نیست.
درصد عیار قند Sugar content (%) |
شکل3- مقايسه ميانگين تاثیر بور بر درصد عیار قند
Figure 3. Comparison means of boron on sugar content
در مطالعهی نوشاد و همکاران (Noshad et al., 2014) بر روی اثر کودهای آلی حاوی اسیدهای آمینه بر کارایی نیتروژن مصرفی و خصوصیات کمی و کیفی چغندرقند نیز اثر نیتروژن بر درصد قند معنیدار نبود. این نتایج با نتایج به دست آمده از این تحقیق مطابقت دارد. کریستک و همکاران (Kristek et al., 2006) در آزمایشات خود نشان دادند که استفاده از کودهای ریزمغذی مخصوصا بور در زراعت چغندرقند موجب افزایش 8/10 درصد در عیار قند این محصول میشود. بر اساس نتایج آنها، مصرف کود بصورت محلولپاشی بور به میزان 1 کیلوگرم در هکتار طی مراحل تشکیل برگهای اولیه و 14-10 روز بعد از آن، برای خاکهایی که دچار کمبود هستند، توصیه میشود. یارنیا و همکاران (Yarnia et al., 2009) در مطالعهی خود بر روی تاثیر روش کاربرد عناصر ریزمغذی بر تولید چغندر رقم منوژرم رسول نشان دادند که محلولپاشی بور با 52/15% و مصرف خاکی آن با 07/18% سبب افزایش درصد قند میشود. بیکر و پیلبیم (Baker and Pilbeam, 2007) عنوان کردهاند که چغندرقند به مقدار زیادی بور نیاز دارد. آنها اظهار داشتند که بور، سرعت انتقال قندهایی را که طی عمل فتوسنتز در برگهای بالغ تولید میشوند را به ریشه در حال رشد چغندرقند افزایش میدهد و از این طریق سبب افزایش عیار قند در ریشه میگردد. دسترسی طولانی مدت گیاه به این عنصر در صورت مصرف خاکی میتواند دلیل برتری این روش نسبت به سایر روشها باشد. بور نقش مهمی در ارتباط با انتقال مواد قندی در گیاه دارد. همچنین این عنصر در تنظیم متابولیسم سلولی، مقدار پتاسیم و کلسیم در گیاه، رشد سلولهای اولیه، گرده افشانی و تنظیم آب مورد نیاز گیاه نقش فعالی دارد که تمام این موارد میتوانند با تولید و تجمع قند در چغندر رابطهی مثبتی داشته باشند (Camberato, 2004).
درصد ملاس
نتایج حاصل از تجزیه واریانس دادههای آزمایشی مربوط به درصد ملاس نشان داد، با اینکه اثر بور به لحاظ آماری تفاوت معنیداری در سطح احتمال پنج درصد داشت، ولی اثرات ساده و متقابل سایر فاکتورهای مورد مطالعه بر این صفت معنیدار نبود (جدول 2). بر اساس آزمون مقایسه میانگین داده ها مشخص شد بیشترین درصد ملاس قند مربوط به تیمار c1 (عدم مصرف) با میانگین آماری ۱2/2 درصد بود که در کلاس آماری a قرار گرفت . بعد از
آن تیمارc2 (محلولپاشی) با میانگین آماری۷1/1 درصد در کلاسb واقع شد و کمترین درصد ملاس مربوط به تیمارc3 (مصرف خاکی) با متوسط ۶۳/1 درصد بود که کلاس آماری b را به خود اختصاص داد (شکل4). در مطالعهی انجام گرفته بر روی تاثیر روشهای مختلف آبیاری و نیتروژن بر عملکرد کیفی و کمی چغندرقند که توسط جاهدی و همکاران (Jahedi et al., 2012) صورت گرفت ، مشخص شد که درصد ملاس تحت تاثیر سطوح مختلف کود نیتروژن قرار ندارد. کاهش مقدار ملاس با مصرف بور در راستای افزایش درصد قند و عملکرد ریشه معنیدار به نظر میرسد.
درصد ملاس malas(%) |
شكل 4- مقايسه ميانگين تاثیر بور بر درصد ملاس
Figure 4. Comparison means of boron on malas content
جدول 2-تجزیه واریانس صفات مورد مطالعه Table 2-Result analysis of variance trait | |||||||
ملاس Malas)) | عیار قند suger content | وزن خشک ریشه (Root biomass) | عملکرد ریشه (Root yield) | طول ریشه (Root length) | قطر ریشه (Root diameter) | درجه آزادی (df) | منابع تغییر (S. o.V) |
0.003 | 0.267 | 353.861 | 15.799 | 12.25 | 3.4 | 2 | تکرار(Rep.) |
0.077ns | 20.10ns | 5088.444ns | 42.25ns | 25.001* | 0.0001ns | 1 | رقم(Var.) |
0.399 | 7.624 | 438.028 | 7.646 | 1.75 | 0.021 | 2 | خطا(Error) |
0.027ns | 0.202ns | 3969.0** | 23.361** | 106.778* | 23.313* | 1 | نیتروژن(N) |
0.043ns | 3.18ns | 5.444ns | 1.361ns | 0.444ns | 1.349ns | 1 | رقم*نیتروژن(V*N) |
0.224 | 0.969 | 61.065 | 0.694 | 8.111 | 3.225 | 4 | خطا(Error) |
0.816** | 7.581* | 134.694* | 6.861* | 18.25ns | 0.882ns | 2 | بور(B) |
0.091ns | 0.573ns | 6.861ns | 1.583ns | 0.583ns | 1.012ns | 2 | رقم*بور(V*B) |
0.085ns | 0.267ns | 14.25ns | 0.861ns | 0.528ns | 1.336ns | 2 | نیتروژن*بور(N*B) |
0.104ns | 1.453ns | 93.861ns | 0.111ns | 7.194ns | 0.092ns | 2 | رقم*نیتروژن*بور(V*N*B) |
0.102 | 1.381 | 22.792 | 1.188 | 9.514 | 0.659 | 16 | خطا(Error) |
17.59 | 9.75 | 1.95 | 8.40 | 9.74 | 6.83 | ضریب تغییرات(CV) | |
*، ** و ns به ترتیب معنی دار در سطح احتمال 5% و 1% و غیر معنی دار. in respectively significant at 5% ,1% and non-significant | |||||||
جدول3- مقایسه میانگین سطوح نیتروژن بر صفات مورد مطالعه Table 3-Comparison means nitrogen rates the main effects on study trait | |||||
وزن خشک ریشه(g/m2) (Root biomass) | عملکرد ریشه (kg/m2) (Root yield) | طول ریشه(cm) (Root length) | قطر ریشه(mm) (Root diameter) | صفات مورد بررسی | |
سطوح نیتروژن | |||||
233.94 b | 12.17 b | 29.94 b | 11.08 b | آزمون خاک(Soil testing) | |
254.95 a | 13.78 a | 33.39 a | 12.69 a | 5/1 برابر آزمون خاک(1.5 time soil testing) | |
نتیجهگیری کلی
تاثیر نیتروژن در افزایش عملکرد ریشه از مکانیسم مثبت آن بر روی تعداد و وزن خشک برگها ناشی شده است. چرا که در صورت کارایی بالای این اجزا، ترکیبات هیدروکربنهی بیشتری ساخته شده و در مراحل بعدی رشد در ریشهها ذخیره میشود و با توجه به اینکه عملکرد قند از اجزای عملکرد ریشه محسوب میشود لذا عملکرد ریشه نیز بالا میرود.
- تاثیر مثبت بور بر عملکرد و درصد قند، نقش آن را در یکی از مراحل متابولیسم قند نشان میدهد. بنابراین استفادهی بهینه (نبود شرایط سمی یا کمبود) از این عنصرمیتواند در افزایش عملکرد شکر و متعاقب آن کیفیت چغندرقند موثر باشد.
-مصرف خاکی بور نسبت به محلولپاشی آن تاثیر بهتری در افزایش کیفیت چغندر داشت. دلیل آن میتواند دسترسی طولانی مدت گیاه به این عنصر باشد.
- درصد عیار قند هر دو رقم مورد آزمایش در شرایط اجرای این تحقیق از حد انتظار پایین بود که علت آن احتمالا مربوط به مرطوب بودن خاک در اثر بارندگیهايی باشد که در آخرفصل رشد حادث شده است، در نتیجه منجر به رشد رویشی ناخواسته در گیاه شد.
منابع مورد استفاده References
ü Abdollahian Noghabi, M.R., Sheykholeslami and B. Babaei. 2005. Terms and meanings of technological quantity and quality of sugar beet. Journal of Sugar beet, 21: 101-104. (In Farsi).
ü Amjadi, P. 2003. Effects of harvest time ant variety on qualitative and quantitative characters of root sugar accumulation in sugar beet. Ms Theses. Karaj. University of Tehran.
ü Baker, A.V. and Pilbeam, D.J. 2007. Hand book of plant nutrition. Boron by Umesh C. Gupta., pp.241-278.
ü Baradaran Firoozabadi, M. 2002. The effect of morphological and physiological traits of sugerbeet varieties in drought stress. (in farsi).
ü Bilbao, M., Martinez, J.J and Delgado, A. 2004. Evaluation of soil nitrate as a predictor of nitrogen requirement for sugar beet grown in a Mediterranean climate. Agron. J. 96:18-25.
ü Butrus, L.E and Nimal, M.N. 1981. Potato and sugar beet yield and water use efficiency under different irrigation systems and water stress. Agronomy Abstracts.73rd annual meeting American Society of Agronomy.P:209.
ü Camberato, J.J. 2004. Foliar application on sugar beet. Journal of Fruit and Ornamental Plant Res. 12: 120-126.
ü Dolan, L. and J. Davies. 2004. Cell expansion in roots Current opinion in Plant Biology. 7: 33 – 39.
ü Draycott, A.P and Christenson, D.R. 2003. Nutrients for sugar beet production, soil plant relationship, CABI Publishing, pp. 1-105.
ü Gangwar, M.S. and Srivastava, H.K. 1977. Effect of B application on yield and quality of suqer beet. GB Pant University of Aqriculture and Technology, India. Pantanaqar.
ü Grazebisz, W., Przygocka-Cyna, K., Lukowiak, R. and Biber, H. 2010. An evaluation of macronutrient nutritional status of suger beets in critical stages of growth in response to foliar application of multi-micro nutrient fertilizers, J. Elemental, 15(3):493-507.
ü Helal, F. A., Taalab, A. S. and Safaa, A. M. 2009. Influence of nitrogen and boron nutrition on nutrient balance and sugar beet yield grown in calcareous soil, Ozean J. of Applied Sciences,2(1):1-10.
ü Hoseinpour, M., A.R.Paknajad, A.Naderi, R.Eslamizadeh. 2013. Effect of different rates of nitrogen on growth characteristics, quality and quantity traits of sugar beet, Journal of Sugar beet, 29(1):33-51. (in farsi).
ü Hokmabadchi, A.R. 2015. Effect of seed priming on yield and suger content on sugar beet varieties, MsC thesis, faculty of agriculture, IAU Khoy branch, (in farsi).
ü Jahedi, A., A.Novruzi, M.Hasani, F. Hamdi. 2012. Effect of irrigation methods and nitrogen on quality and quantity of sugar beet. Journal of Sugar beet, 28(1):43-53. (in farsi).
ü Khiamim, S., D.Mazaheri, M. Banayanaval, M.Jahansooz. 2003. Investigation of physiologic and technologic characteristics of sugar beet in different rates of density and nitrogen fertilizer, Journal of research and Building, 60:21-29. (in farsi).
ü Kristek, A., Biserka, A. and Kristek, S. 2006. Effect of the foliar boron fertilization on sugar beet root yield and quality, Agriculture-Scientific and professional Review,12(1):22-26.
ü Lee, C.Y. 1997. The effect of nitrogen fertilization on the total amino acid content of table beet roots. J. Sci. Food Agric. 24, 843-845.
ü Malakuti,M.J., A.Riazi. 2007. Soil fertility of dry region, press of Tabiat Modaress University. (in farsi).
ü Noshad, H., R. Mohamadian, 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. (in farsi).
ü Nitchelm, J. J. and Regitnig, P. J. 2006. Effect of composted cattle manures on sugar beet production, Rograss Sugar Ltd, 5405-64 the street, Taber, AB, Canada, T1G2C4.
ü Przemysław, B., Grzebisz, W., Fec M., Lukowiak, R. and Szczepaniak, W. 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.
ü Ramazan, C.O. Errol. 2002. Root yield and quality of sugar beet in relation to sowing date, plant population and harvesting date interaction, Turk J. Agric., 18: 133-139.
ü Roberts, T.L. 2008. Improving nutrient use efficiency. Turk. J. Agric. 32:177-182.
ü Sadowski, A. And E. Jadczuk. 1997. Effects of nitrogen fertilization in sour cherry orchard, Proceedings of the Third International Symposium on Mineral Nutrition of Deciduous Fruit Trees, 448: 475-480.
ü Seyedesmailzadeh, S.N. 2011. Effect of macro and microelements on quality and quantity yield of sugerbeet, MsC. thesis faculty of agriculture, IAU Mahabad branch, (in farsi).
ü Yarnia,M., A.Farajzadeh, F.Razavi, N.Nobari. 2009. Effect of micronutrients on sugar beet var. Rasoul, Journal of Iranian Agronomy Science, 13(3):521-532. (in farsi).