Changes in some growth and yield indices of Spinach (Spinacia oleracea L.) under nitrogen fertilization and plant density

Document Type : Research Paper

Authors

1 Department of Horticulture University College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran,

2 Sugar Beet Research Department, Hamedan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Hamedan,

Abstract

The Identification of the factors affecting the yield and edible quality of spinach (Spinach oleracea L.) and their interaction with the environmental conditions are the most important issues in crop production management. In this experiment, the effect of three levels of plant density (71, 45 and 33 plant m-2), six levels of nitrogen fertilizer (100, 200, 250, 300, 350 and 400 kg urea ha-1) and control on yield, growth indices and quality of spinach was evaluated in the field condition. These experiments were carried in 2014-15 and 2015-16, in a randomized complete block design with three replicates. The results showed that interaction effects of nitrogen fertilizer and plant density and year only had Significant effcet on nitrate content (p < 0.001). Nitrogen fertilizer increased biomass, yield, growth parameters like leaf area index, crop growth rate, and qualitative parameters like nitrate content, potassium percentage, chlorophyll a,b and total traits while had not significant effect on net assimilation rate and relative growth rate. Interaction effects of plant density and year had a significant effect on all traits except potassium percentage (p < 0.001). The increase in plant density led to increase in the biomass, leaf area index and nitrate content but chlorophyll content was significantly decreased. It is suggested that in autumn cropping in Karaj region, and under high light and temperature conditions, 71 plants m-2 and 250kg urea ha-1 could be better to estimate the aims of economic profitability for highest yield and maintaining a healthy level of nitrate in the plant tissue.

Keywords

Full Text

مقدمه

در کشاورزی مدرن، استفاده از نهاده­های کشاورزی برای کسب بیشترین عملکرد، به همراه حفظ کیفیت و سلامت خوراکی محصول و پایداری سیستم تولید، مدنظر می­باشد. سبزی­های برگی، گروهی از مهم‌ترین  محصولات کشاورزی می­باشند که کمیت و کیفیت غذایی آن‌ها، تحت تاثیر عواملی مانند مدیریت زراعی، رقم و عوامل محیطی همانند آبیاری، نور، عرضه عناصر غذایی، دما، طول دوره رشد، زمان برداشت و نحوه برداشت قرار می­گیرند (Tshivhandekano et al., 2013). معمولاً در این گروه از گیاهان، تولید حداکثر زیست توده مورد توجه است (قابل مقایسه با گیاهان زراعی علوفه­ای)، بنابراین تراکم گیاهی که سبب استفاده بهینه از منابع طبیعی و انرژی خورشیدی می­شود، به­طور موثرتری بر بهره‌وری تولید، سرعت رشد محصول و ترکیبات فیتوشیمیایی پیکره آن‌ها تاثیر می‌گذارد؛ از این رو، نخستین اولویت در مدیریت تولید تجاری آن‌ها می­باشد (Timlin et al., 2014 ). همچنین در گیاهانی که زیست­توده (زیست‌توده) تولیدی آن‌ها تقریبا به عنوان محصول قابل فروش تلقی می­شود، میزان تولید تجاری، به‌صورت بارزتری تحت­ تاثیر مصرف نیتروژن است. مصرف نیتروژن بر روی ظاهر و گسترش برگ و رشد مطلوب و کیفیت محصول نهایی این گیاهان تاثیر می­گذارد (Stagnari et al., 2007). از سوی دیگر، مصرف بیش از حد نیتروژن در مزارع تولید این دسته از محصولات، عوارض مهمی همانند تجمع نیترات در بافت­های رویشی و بروز مشکلات بهداشتی برای مصرف کنندگان را در ­پی دارد.

اسفناج (Spinacia oleracea L.) یکی از سبزیجات برگی مهم در رژیم غذایی اکثر مردم جهان است که حاوی چندین عامل آنتی‌اکسیدانی فعال از جمله فلاونوئیدها[1]، مشتقات اسید پیکوماریک[2] و اوردین[3] است. برگ­ها محتوی مقادیر بالایی از کاروتنوئیدهایی همانند لوتئین[4] و بتاکاروتن[5]، ویتامین های A، C،E  و عناصری مانندآهن و کلسیم می­باشند و به‌علت اثرات مثبتی که بر سلامت انسان دارد، مصرف آن در سراسر جهان به‌سرعت گسترش یافته­است (Correia et al., 2010).

مطالعه شاخص­های رشد گیاهان در شرایط مختلف، سبب بهبود درک اثرات متقابل محیط و گیاه بر روی رشد و نمو محصول می­شود و در واقع، به‌عنوان مقیاسی از پاسخ و تعامل گیاه به عوامل محیطی پیرامون خود می­باشد (Poorter & De Jong, 1999). اسفناج یکی از پرمصرف‌ترین سبزی­های برگی است و تنوع زیادی بین ارقام آن از لحاظ اندازه برگ و میزان تولید محصول وجود دارد. از آن‌جا که مطالعه نحوه اثر عوامل مهم تاثیرگذار از جمله تغذیه نیتروژنی و تراکم کاشت بر گیاهان برای رسیدن به بهترین عملکرد و کیفیت محصول، از ضروریات مدیریت پایدار مزرعه می­باشد، در این تحقیق تلاش شده­است تا اثر دو عامل مهم تراکم بوته و سطوح مختلف کود نیتروژن بر عملکرد و شاخص­های رشد و کیفیت اسفناج در شرایط مزرعه مورد مطالعه قرار­گیرد.

 

مواد و روش­ها

این پژوهش در مزرعه علوم باغبانی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، با طول 50 درجه و 58 دقیقه شرقی و عرض جغرافیایی 35 درجه و 56 دقیقه شمالی، در طی دو سال زراعی متوالی 95-1394 و 96-1395، به‌صورت فاکتوریل و در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد. در این تحقیق، از رقم Hareer  اسفناج تهیه شده از نمایندگی شرکت رکزوان هلند ( (Rijkzwan استفاده شد. فاکتورهای آزمایش شامل سه سطح تراکم بوته (33 D3=و 45 D2=،71D1= بوته در متر مربع) و سطوح مختلف کود نیتروژن از منبع اوره در شش سطح (100، 200، 250، 300، 350، 400 کیلوگرم در هکتار) و شاهد بودند. قبل از تهیه بستر کشت و جهت ارزیابی خصوصیات فیزیکوشیمیایی خاک مزرعه، نمونه خاکی از عمق صفر تا 30 سانتیمتری خاک به‌صورت تصادفی انتخاب و آنالیز شد (جدول 1).

 

 

جدول 1- برخی از خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک منطقه از عمق صفر تا 30 سانتی متر

Table 1. Some soil physiochemical properties of experiment site from 0 to 30 cm depth.

Ph

EC (ds/m)

K (mg/kg)

P (mg/kg )

% N

Soil texture

Properties

7.2

1.8

399

41.2

0.12

Clay loam

Soil  field

 

 

طول هر واحد آزمایشی 250 سانتی متر، عرض آن، 80 سانتی متر  و دارای چهار خط کشت بود. فاصله بین خطوط کشت 20 سانتی متر و فاصله بین بوته­ها روی خطوط کشت، با توجه به تراکم مورد نظر، هفت، 11 و 15 سانتی متر بود. فاصله بین بلوک­های آزمایشی نیز 50 سانتی متر در نظر گرفته ­شد. قبل از کاشت بذرهاها، درصد جوانه زنی بذرهاآن‌ها در ژرمیناتور اندازه گیری شد و بالاترین درصد جوانه زنی (55/99 درصد) در دماهای شش تا 12 درجه سانتی گراد مشاهده شد. کاشت بذرها در سال زراعی اول و دوم، به‌ترتیب در 28 و 11 شهریور ماه در عمق دو سانتی‌متری انجام شد. داده­های هواشناسی برای هر دو سال زراعی پس از جوانه زنی 80 درصد بذرها در جدول 2 آمده است. اولین آبیاری، بلافاصله بعد از کشت بذرها در زمین انجام شد و تا مرحله استقرار گیاهچه، به فاصله هر دو روز یک‌بار آبیاری تکرار شد. پس از استقرار گیاهچه‌ها، دور آبیاری به هر چهار روز یک‌بار افزایش یافت. قبل از اعمال تیمار کوددهی، عملیات تنک بوته‌ها به‌منظور حفظ تراکم بوته بر روی ردیف کشت انجام­ شد و در هر سوراخ، یک بوته نگهداری شد. اولین کوددهی با نیتروژن، پس از ظهور اولین برگ حقیقی، به‌صورت سرک انجام­ گرفت و مابقی کود هر تیمار در دو مرحله به گیاهان داده ­شد. به‌منظور ایجاد شرایط محاسبه شاخص­های رشد، گیاهان آزمایشی در دو مرحله برداشت شدند.

 

 

جدول 2- میانگین دمای روزانه هوا و خاک، رطوبت نسبی، میزان تابش فعال فتوسنتزی PAR و مجموع میزان بارندگی در بالای سطح گیاه، از زمان 80 درصد جوانه زنی بذرها تا زمان برداشت در منطقه مورد مطالعه در سال­های 1395 و 1396.

Table 2. Mean daily air and soil temperature, relative humidity, photosynthetic active radiation (PAR) above the canopy and total rainfall at the study site from 80% seed germination until harvest in 2015 and 2016 years.

Total Rainfall (mm)

PAR           (MJ.M2.sec)

Relative Humidity

(%)

Soil  Temperature

(ºC)

Air Temperature

(ºC)

 

81.7

9.404918

53.36

14.04918

14.20656

Year 1

0

13.63172

37.86

23.25652

19.75435

Year 2

 

 

درسال زراعی اول و دوم، مرحله اول برداشت، به‌ترتیب 30 و 26 روز پس از جوانه­زنی و مرحله نهایی برداشت، به‌ترتیب 61 و 45 روز پس از جوانه­زنی بود. نمونه ­برداری از سطح 08/0 متر مربع (2/0 ×4/0 متر) با اعمال اثر حاشیه‌ای انجام شد و سپس برای سطح یک متر مربع برآورد شد. برداشت و نمونه برداری، به‌صورت خروج کامل بوته به همراه ریشه انجام شد. سطح برگ در تمامی اندازه‌گیری­ها با استفاده از دستگاه برگ‌سنج مدل DELAT-TDEVICESlat-England برآورد شد. اجزای گیاهی پس از هر بار برداشت در داخل پاکت قرار گرفتند و در آون با درجه حرارت 70 درجه سانتی‌گراد و به مدت 72 ساعت خشک شدند و وزن خشک آن‌ها اندازه‌گیری شد. شاخص­های رشد همانند شاخص سطح برگ[6] (LAI)، سرعت فتوسنتز خالص[7] (NAR)، سرعت نسبی رشد[8] (RGR) و سرعت رشد محصول[9] (CGR) با روش­های مرسوم (Heuvelink, 2005) محاسبه شدند. استخراج و سنجش میزان کلروفیل برگ، بر اساس روش Arnon  (1949)انجام­ شد. تعیین غلظت نیترات و پتاسیم نمونه­های برگ، به‌ترتیب به‌روش اسید سولفوسالیسیلیک- سود (دستگاه اسپکتروفوتومتر) و استات آمونیوم (دستگاه فلیم فتومتر) انجام­شد. ابتدا تست یکنواختی  واریانس بر اساس آزمون بارتلت انجام گرفت و پس از اطمینان از یکنواختی خطاهای آزمایش، تجزیه مرکب دادهای دو سال آزمایش به‌وسیله نرم افزار SAS انجام شد و میانگین­ها با استفاده از آزمون دانکن و در سطح احتمال یک درصد مقایسه شدند. نمودارها و جداول با استفاده از نرم افزار Excel رسم شدند.

 

نتایج و بحث

عملکرد و زیست‌توده اسفناج

تجزیه مرکب دادهای حاصل از دو سال آزمایش نشان­داد که تاثیر ساده سال، تراکم و کود بر صفات عملکرد و زیست‌توده در سطح احتمال یک درصد معنی­دار بود اما اثرات متقابلی بین فاکتورهای آزمایشی بر صفات گفته شده به‌جز اثر متقابل سال و تراکم دیده ­نشد (جدول 3). اثر افزایش سطح تغذیه نیتروژنی بر عملکرد و زیست‌توده اسفناج مثبت بود اما در تیمارهای کودی بالاتر از 300 کیلوگرم در هکتار، تقریبا میزان این دو صفت ثابت باقی­ماند (شکل 1). تیمار کودی 300 کیلوگرم در هکتار، منجر به افزایش عملکرد و زیست‌توده به میزان 40 درصد نسبت به شاهد شد. بر اساس گزارش­های موجود، زیست‌توده و عملکرد اسفناج، علاوه برعوامل ژنتیکی، محیطی و زراعی، به‌وسیله عرضه نیتروژن نیز تعیین می­شود
(Deleuran, 2005)، اما کودهای نیتروژنی تا حد مشخصی اثر مستقیمی بر عملکرد اسفناج می­گذارند (Hirel et al., 2007). گزارش­های گوناگونی از میزان بهینه مصرف نیتروژن در ارتباط با عملکرد اسفناج منتشر شده­ است؛ به­عنوان مثال، بیشترین عملکرد اسفناج در تیمار کود 240 کیلوگرم نیتروژن در هکتار (Mondal & Nad, 2012)، 200 کیلوگرم در هکتار
(et al., 2007 Stagnari) و 150 کیلوگرم در هکتار (Ahmadi, 2010) به‌دست آمده است که نشان دهنده تاثیر سایر عوامل محیطی و زراعی بر سطح بهینه تغذیه نیتروژنی می­باشد. بالاترین و کمترین میزان عملکرد و زیست‌توده در سال زراعی اول، به‌ترتیب در تراکم 71 و 33 بوته در متر مربع مشاهده شد که این روند نیز در سال دوم زراعی تکرار شد (شکل 2). تراکم گیاه در واحد سطح، به‌سبب تاثیر بارزی که بر میزان نور دریافتی توسط مجموعه کانوپی نسبت به نور رسیده بر واحد سطح زمین می­گذارد، می­تواند بر میزان عملکرد موثر باشد. این تاثیر در گیاهانی که تولید زیست‌توده کل در آن‌ها، مدنظر است و تعیین کننده عملکرد کل می‌باشد، به شکل مشهودتری مشاهده می­شود. در برخی گزارش­ها، تغییر 25 درصدی عملکرد سبزی­های برگی با تغییر تراکم گیاهی در محدوده رایج مشاهده شده­است (Bansal et al., 1995). نتایج آزمایش نشان می­دهد که در شرایط آزمایش، تراکم­های کمتر از 71 بوته در متر مربع، سبب هدر رفت انرژی تابشی رسیده بر واحد سطح زمین می­شود. به عبارت ساده­تر، کانوپی­های موجود در واحد سطح زمین، در تراکم­های کمتر از 71 بوته در متر مربع، قادر به جذب نسبت مناسبی از نور رسیده نمی­باشند. این موضوع با مسئله رقابت بین گیاهان در تراکم­های بالا تداخل پیدا می­کند که با توجه به افزایش زیست‌توده (عملکرد کل) در تراکم 71 بوته در متر مربع، مشخص می­شود که در این تراکم، هنوز آثار منفی ناشی از نزدیکتر­شدن گیاهان به یکدیگر، بروز نیافته ­است. تفاوت زیست‌توده و عملکرد گیاهان در دو سال آزمایش، با نگاهی به داده­های هواشناسی قابل توجیه و تفسیر می­باشد. با توجه به دادهای هواشناسی دو سال آزمایش، مشخص شد که میانگین دمای خاک و هوا و میزان تشعشع بالای کانوپی در سال دوم در مقایسه با سال اول بیشتر می­باشد که می‌تواند عامل موثر در تولید زیست‌توده و عملکرد بیشتر در سال دوم باشد (جدول 2).

 

 

 

 

 

 

جدول 3- آنالیز واریانس صفات مورد بررسی در سال های  1395 و 1396.

Table 2- Variance analysis of the studied traits in 2015 and 2016.

 

 

Mean of square

S.O.V

Df

yield (g/m2)

 

Biomas

(g/m2)

 

LAI (m2/m2)

 

CGR

(g/m2/day)

 

RGR

(g/g/day)

 

NAR

(g/m2/day)

 

K

(%)

 

NO3- (mg/g )

 

Chlorophyll a

(mg/g)

Chlorophyll b

(mg/g)

Total Chlorophyll

(mg/g)

Year

1

4573823.8**

11663.738**

20.7**

790.87**

0.02599485**

92.472**

5.8074**

15.182**

192.46**

19.41**

433.83**

Rep

2

32829.58

535.5511

0.04274

0.841

0.00006036

0.487

0.286

0.035

22.94

3.82

15.61

Density

2

18605866**

183434.4**

33**

204.18**

0.00040325**

12.3**

0.0002ns

1.476**

73.277**

7.315**

166.81**

Fertilizer

6

1544124**

23249.9**

1.965**

26.62**

0.00001266ns

0.068ns

2.36**

7.08**

513**

51.85**

1167.9**

Density× Fertilizer

12

5753ns

51.3ns

0.0171ns

0.216ns

0.00002534ns

0.1637ns

0.0005 ns

0.131**

0.878ns

0.087ns

1.92 ns

Year× Density

2

73702.93**

1748.27**

0.573**

10..50**

0.00035585**

0.47**

0.0020 ns

0.491**

18.45**

1.85**

40.93**

Year× Fertilizer

6

11888ns

118.98ns

0.021ns

1.37ns

0.000036ns

0.27ns

0.0057ns

0.053**

0.128ns

0.013 ns

0.34 ns

Year× Density × Fertilizer

12

21977ns

286.1ns

0.019ns

0.499ns

0.0000359ns

0.193ns

0.001ns

0.018ns

0.7339ns

0.071ns

1.67 ns

Error

80

26000

351.18

0.0351

0.771

0.000025

0.181

0.037

0.021

0.858

0.129

1.573

Cv

 

6.3

5.87

5.96

7.92

6.78

6.40

5.699

5.23

2.76

3.375

2.48

 

ns، *و **: به‌ترتیب غیرمعنی دار و معنی دار در سطوح احتمال پنج و یک درصد، بر اساس آزمون دانکن.

ns, * and **: Not significant and significant at the 5% and 1% of probability levels, respectively, based on Duncan test.

 

 

 

 

شکل 1-  اثر کوددهی بر عملکرد و زیست‌توده اسفناج.

Figure 1. Effect of fertilization on yield and biomas of spinach.

 

 

شکل 2- اثر تراکم بر عملکرد و زیست‌توده اسفناج در دو سال  آزمایش.

Figure 2. Effect of  plant density on yield  and biomas of spinach in two years of the experiment.

 

 

شاخص سطح برگ (LAI)

اثر ساده کوددهی و برهمکنش متقابل سال آن با تراکم بر شاخص سطح برگ (مجموع سطح برگ­های موجود در یک متر مربع از مزرعه) در سطح احتمال یک درصد معنی­دار بود اما سایر اثرات متقابل بر این صفت معنی­دار نشد (جدول 3). کوددهی اثر مثبتی بر افزایش شاخص سطح برگ داشت و در تیمارهای کودی بالاتر از 300 کیلوگرم در هکتار، میزان این شاخص تقریبا ثابت باقی­ماند (شکل 3). کمترین شاخص سطح برگ در تیمار کودی شاهد (بدون کوددهی) مشاهده شد و تیمار کودی 100 و 300 کیلوگرم در هکتار نسبت به تیمار شاهد، به‌ترتیب در حدود 13/17 و 34/34 درصد افزایش  در شاخص سطح برگ را نشان­ دادند. اطلاعات موجود نشان می­دهد که کمبود نیتروژن می­تواند بر نمو کانوپی، مساحت برگ و جذب نور تاثیر گذارد
(Wolfe et al., 1988) و در نهایت میزان فتوسنتز در گیاه را کاهش دهد (Sinclair & Muchow, 1995) که دلیل اصلی کاهش عملکرد به حساب می­آید. مطالعات بر روی اسفناج نشان می­دهد که در ابتدای فصل رشد، نیاز به ازت برای تضمین رشد مطلوب، بهبود سیستم ریشه و جذب بهتر مواد مغذی و توسعه سطح برگ لازم است (Hirel et al., 2007).  (2006) Dreccerبیان داشت که با افزایش ازت در دسترس گیاه اسفناج، سطح برگ­ نهایی از طریق تحریک بیشتر سرعت توسعه برگ افزایش می­یابد. بر اساس نتایج به‌دست­آمده در شرایط این آزمایش، تیمارهای کودی کمتر از 300 کیلوگرم اوره در هکتار، قادر به تامین نیتروژن کافی برای توسعه سطح برگ نبود.

 

 

شکل 3- اثر کوددهی بر شاخص سطح برگ (LAI) اسفناج.

Figure 3- Effect of fertilization on leaf area index (LAI) of spinach.

 

 

شاخص سطح برگ اسفناج با افزایش تراکم بوته در واحد سطح افزایش یافت و بیشترین و کمترین شاخص سطح برگ در هر دو سال زراعی، به‌ترتیب در تراکم 71 و 33 بوته در مترمربع مشاهده ­شد (شکل 4). تراکم کشت بر ویژگی­های ساختار کانوپی گیاهی تاثیر می­گذارد و به‌طور قابل توجهی توانایی فتوسنتز کانوپی را تحت تاثیر قرار می­دهد (Dong et al., 2006).

 

 

شکل 4- اثر تراکم بر شاخص سطح برگ (LAI) اسفناج در دو سال آزمایش.

Figure 4. Effect of plant density on leaf area index(LAI) of spinach in two years of the experiment.

 

 

بنا بر نتایج حاصل از این آزمایش، تراکم 71 بوته در متر مربع، علاوه بر بالاترین شاخص سطح برگ، بیشترین عملکرد و زیست‌توده در واحد سطح زمین در مقایسه با دو تراکم دیگر را دارا بود. این موضوع، تاکید دوباره‌ای بر این نکته است که از لحاظ تعداد بوته در واحد سطح، تراکم 71 بوته در متر مربع توانسته است با تولید سطح برگ کافی در جهت استفاده مناسب از تابش فعال فتوسنتزی در تولید زیست‌توده، موفق عمل­کند. شاخص سطح برگ در تمامی تراکم­ها در سال دوم بیشتر از سال اول بود؛ به عنوان مثال، در سال اول و دوم در تراکم 71 بوته در متر مربع، شاخص سطح برگ به‌ترتیب 71/3 و 51/4 متر مربع در متر مربع بود که نماینگر رشد شاخص سطح برگ به میزان 22 درصد در سال دوم می‌باشد که نشان‌دهنده بهتر بودن شرایط محیطی برای توسعه سطح برگ در سال دوم زراعی است.

 

سرعت رشد محصول (CGR)

تجزیه مرکب دادهای آزمایش نشان­داد که اثر ساده کود نیتروژن بر سرعت رشد محصول در سطح احتمال یک درصد معنی‌دار ­شد و از بین اثرات متقابل، فقط اثر متقابل سال و تراکم معنی­دار شد (جدول 3). این شاخص با افزایش سطح کوددهی، روند صعودی نشان داد و کمترین سرعت رشد محصول در تیمار کودی شاهد، در حدود 73/8 گرم در متر مربع در روز بود. در تیمارهای کودی بالاتر از 250 کیلوگرم در هکتار، روند صعودی سرعت رشد محصول، کم شد و تفاوت آماری محسوسی در تیمارهای کودی بالاتر دیده نشد (شکل 5).

 

 

شکل 5- اثر کوددهی بر سرعت رشد محصول (CGR) اسفناج.

Figure 5. Effect of fertilization on crop growth rate (CGR) of spinach.

 

 

با توجه به نتایج مقایسه میانگین، شاخص ، از تراکم زیاد به کم کاهش یافت و در هر دو سال زراعی، تراکم 71 بوته در متر مربع، بالاترین میزان سرعت رشد محصول را داشت (شکل 6). تفاوت قابل توجهی از نظر شاخص سرعت رشد محصول در سال دوم نسبت به سال اول مشاهده ­شد، به‌طوری‌که در تراکم 71 بوته در متر مربع، این افزایش در سال دوم نسبت به سال اول حدود 85/45 درصد بود. Ball et al (2000) نیز در گیاه سویا مشاهده ­نمودند که با افزایش تراکم کشت، میزان سرعت رشد محصول افزایش یافت که با یافته­های تحقیق حاضر مطابقت دارد.

سرعت رشد محصول، نشان دهنده مقدار تولید ماده خشک در واحد سطح زمین در یک بازه زمانی (روز) می­باشد. در مورد گیاهانی که به‌صورت یک جمعیت پر تعداد در واحد سطع زمین کشت می­شوند (همانند گیاهان علوفه­ای یا سبزی‌های کوچک پیکر برگی)، علاوه بر عوامل محیطی و زراعی (همانند شدت تابش، تغذیه، دسترسی به آب، رقم و ...)، تراکم (تعداد بوته در واحد سطح)، عامل تعیین کننده­ای قلمداد می­شود. بالا بودن مقدار این شاخص در تراکم 71 بوته در متر مربع، نشان­دهنده وضعیت مناسب مزرعه در جذب و استفاده از عوامل محیطی در مقایسه با سایر تراکم­ها می­باشد. در تیمارهای تغذیه­ای نیز چنین تفسیری مصداق دارد. شرایط رشد و تولید در تیمارهای کودی حدود 300 کیلوگرم کود اوره در هکتار در مقایسه با سایر سطوح کودی، بهتر بوده ­است و تفاوت شاخص مذکور در دو سال زراعی نیز حاکی از وجود شرایط مناسب­تر تولید (دما و تابش) در سال دوم می­باشد.

 

 

شکل 6- اثر تراکم بر سرعت رشد محصول (CGR) اسفناج در دو سال آزمایش.

Figure 6. Effect of  plant density on crop growth rate (CGR) of spinach in two years of the experiment.

 

 

سرعت رشد نسبی (RGR)

اثر متقابل سال و تراکم بر سرعت رشد نسبی در سطح احتمال یک درصد معنی­دار شد، اما سطوح کودی بر این شاخص تاثیر معنی­داری نداشتند (جدول 3). در سال اول آزمایش، تفاوت آماری معنی­داری بین تراکم­های مختلف از نظر سرعت رشد نسبی وجود نداشت، اما در سال دوم، تراکم 71 بوته در متر مربع با 082/0 گرم بر گرم در روز، کمترین و تراکم 45 بوته در متر مربع با 094/0 گرم بر گرم در روز بیشترین مقدار سرعت رشد نسبی را دارا بودند (شکل 7). کاهش این شاخص در تراکم­های بالا (با وجود دارا بودن بالاترین شاخص سطح برگ، عملکرد و زیست‌توده ) نشان می­دهد که در تراکم­های بالا، اگرچه مقدار کل تولید (زیست‌توده و عملکرد) افزایش یافته­ است، اما این موضوع با کاهش سرعت رشد نسبی گیاهان (تولید ماده خشک در تک گیاه) همراه بوده ­است. به­عبارت دیگر، در تراکم 71 بوته در متر مربع، میزان تولید در تک بوته‌ها، اندکی کاهش داشت اما افزایش تعداد گیاه و بهبود شاخص سطح برگ کل، سبب جبران کاهش رشد تک بوته‌ها و حتی بهبود تولید در واحد سطح زمین شده­ است؛ نتیجه­ای که به‌خوبی توسط شاخص سرعت رشد محصول به نمایش درآمده ­است.

 

 

شکل 7- اثر تراکم  بر سرعت نسبی رشد گیاه (RGR) اسفناج در دو سال آزمایش.

Figure 7. Effect of plant density on relative growth rate (RGR) of spinach in two years of experiment.

 

 

سرعت رشد نسبی و فتوسنتز، تحت تاثیرعواملی همانند نور (شدت، تابش)، عرضه مواد مغذی، سطح دی‌اکسیدکربن و رطوبت خاک تغییر می­کنند (Poorter, 1989). تحقیقات نشان می­دهد که سرعت رشد نسبی به شدت به دمای محیط وابسته است و حتی در شریط مطلوب رشد از لحاظ مواد غذایی و نور، دما می­تواند یک عامل محدود کننده قوی برای این صفت باشد (Dobben et al., 1981; Hunt & Halligan 1981). کاهش مقدار عددی سرعت رشد نسبی در سال اول نسبت به دوم را می‌توان به تفاوت فاحش در دمای خاک و هوا نسبت داد (جدول 2).

 

سرعت فتوسنتز خالص (NAR)

اثر متقابل سال و سطوح مختلف تراکم بر شاخص سرعت فتوسنتز خالص در سطح احتمال یک درصد معنی­دار بود (جدول 3) اما تیمارهای کوددهی، اثر معنی­داری بر سرعت فتوسنتز خالص نشان ندادند. همان‌طور که درشکل 8 نشان می­دهد، در سال اول آزمایش، تراکم 45 و 71 بوته در متر مربع، به‌ترتیب بیشترین (2/6 گرم بر متر مربع در روز) و کمترین (3/5 گرم بر متر مربع در روز) مقادیر سرعت فتوسنتز خالص را داشتند. در سال دوم نیز  بیشترین مقدار سرعت فتوسنتز خالص، در تراکم 45 و 33 بوته در متر مربع (میانگین 9/7 گرم بر متر مربع در روز) و کمترین آن در تراکم 71 بوته در متر مربع (7/6 گرم بر متر مربع در روز) مشاهده­ شد.

 

 

 

شکل 8- اثر تراکم  بر سرعت فتوسنتز خالص (NAR) اسفناج  در دو سال آزمایش.

Figure 8. Effect of plant density on net assimilation rate (NAR) of spinach in two years of experiment.

 

 

کاهش سرعت فتوسنتز خالص (مقدار ماده خشک تولید شده در واحد سطح برگ گیاه در یک بازه زمانی (روز)) در تراکم بالا در هر دو سال زراعی، به علت بالا بودن شاخص سطح برگ در بالاترین سطح تراکم (71 بوته در مترمربع) نسبت به دو تراکم دیگر، سایه اندازی متقابل در این تراکم بیشتر بود و با نرسیدن نور کافی به سطح برگ، از توان تولیدی واحد سطح برگ کاسته شد. کاهش تولید واحد سطح برگ (تک گیاه)، به‌وسیله افزایش تعداد گیاه در واحد زمین؛ جبران و حتی بهبود یافته است. با توجه به دادهای هواشناسی (جدول 2)، پایین بودن سرعت فتوسنتز خالص در سال اول را می­توان به شرایط محیطی از جمله کمتر بودن میانگین دما نسبت داد؛ موضوعی که در گیاه تربچه
(Sirtautas et al., 2011) نیز گزارش شده ­است.

محتوای پتاسیم برگ

اثرات اصلی سال و کود بر محتوای پتاسیم برگ اسفناج در سطح یک درصد معنی­دار بود اما اثر تراکم و هیچ یک از اثرات متقابل بر این صفت معنی­دار نشد (جدول 3). غلظت پتاسیم در برگ اسفناج در سال اول نسبت به سال دوم، حدود 56/13درصد کمتر بود (دادها نمایش داده نشد). میانگین دمای خاک در سال دوم نسبت به سال اول، در حدود نه درجه سانتیگراد بالاتر بود که می­تواند عامل تحریک ریشه­ها در جذب عناصر از خاک باشد.  دمای خاک، یکی از مهم‌ترین  فاکتورهای موثر بر رشد گیاه و جذب آب و مواد غذایی توسط گیاه می باشد. در واقع، دمای خاک بر فرآیندهای فیزیکی-شیمیایی و بیولوژیکی که بر دسترسی و جذب مواد مغذی موجود در خاک توسط گیاه تأثیر می­گذارد، اثرگذار است و حتی یک افزایش کوچک در دمای خاک می‌تواند به تغییرات زیادی بر رشد گیاه و جذب مواد مغذی منجر شود (Mozafar et al., 1993). در بسیاری از گونه‌های گیاهی، بر تاثیر مثبت دمای خاک بر جذب عناصر غذایی از جمله پتاسیم اشاره شده است (Engels, 1993; Yan et al., 2012) که می­تواند خود توجیهی بر کاهش میزان جذب پتاسیم در سال اول نسبت به سال دوم باشد. همچنین میزان عملکرد و شاخص سطح برگ در سال دوم، بسیار بیشتر از سال اول می باشد (با توجه به دادهای هواشناسی در جدول 2)؛ از این رو، توان گیاه در سال دوم نسبت به سال اول برای جذب آب و تمامی عناصر خاک، بسیار بیشتر است که دلیلی بر جذب بیشتر پتاسیم در سال دوم در مقایسه با سال اول نیز می­باشد. افزایش کوددهی تا 250 کیلوگرم بر هکتار، اثر مثبتی بر محتوای پتاسیم برگ داشت ولی تیمارهای کودی بالاتر، تاثیر معنی­داری بر محتوای پتاسیم نگذاشت (شکل 9). کود نیتروژن بر جذب عنصر پتاسیم اثر می­گذارد و غلظت این عنصر را در بافت برگ گیاه افزایش می­دهد (Tian et al., 2016). Abdelraouf (2016) نیز تاثیر افزایش تغذیه نیتروژنی اسفناج بر افزایش محتوای پتاسیم برگ را گزارش نموده ­است.

 

 

 

شکل 9-  اثر کوددهی بر غلظت پتاسیم در گیاه اسفناج.

Figure 9. Effect of fertilization on K content in spinach.

 

 

محتوای نیترات برگ ها

نتایج تجزیه واریانس (جدول 3) نشان­داد که اثر متقابل تراکم و کود و سال و نیز همچنین اثرمتقابل کود و سال در سطح یک درصد بر این محتوی نیترات برگ‌ها معنی­دار شد. با توجه به اثر متقابل تراکم و کود (شکل 10)، بالاترین تجمع نیترات در برگ­های اسفناج، در هر سه سطح تراکم در تیمارهای کودی250 تا 400 کیلوگرم در هکتار رخ داد و کمترین غلظت نیترات، در همه سطوح تراکم در تیمارکودی شاهد مشاهده شد.

همان‌گونه که در شکل 11 مشاهده می­شود، افزایش تراکم در هر دو سال زراعی، بر تجمع نیترات در گیاه تاثیر مثبت گذاشت اما در سال اول، بین تراکم 71 و 45 بوته در متر مربع تفاوت آماری معنی­داری مشاهده نشد، درحالی‌که در سال دوم، بالاترین تجمع در تراکم 71 بوته در متر مربع رخ داد. با افزایش کوددهی در هر دو سال زراعی، تجمع نیترات در برگ­های اسفناج افزایش یافت و در تیمارهای کودی بالاتر از 350 کیلوگرم در هکتار، روند تقریبا ثابت باقی­ماند. از لحاظ مقدار، میزان نیترات در تراکم 350 کیلوگرم نیتروژن در هکتار در سال اول نسبت به سال دوم، به‌ترتیب در حدود 64/3 و سه میلی گرم نیتروژن در گرم ماده خشک بود (شکل 12).

نیتروژن در گیاهان به اسیدهای آمینه احیا و آسیمیله می­شود و مازاد آن، به شکل نیترات در بافت برگ و دمبرگ تجمع می­یابد. عوامل تغذیه­ای مانند سطح و فرم نیتروژن، عوامل آب و هوایی همانند شدت نور کم و کاهش فتوپریود، دما و نوع رقم، میزان تجمع نیترات در اسفناج و اکثر گیاهان را تحت تأثیر قرار می­دهد (Stagnari et al., 2007).

 

 

شکل 10-  اثر متقابل تراکم و کوددهی بر غلظت -NO3 در اسفناج.

Figure 10- Interaction effects of plant density and fertilizer on spinach NO3-  content.

 

 

شکل 11-  اثر تراکم بر غلظت -NO3 در اسفناج در دو سال آزمایش.

Figure 11. Effect of plant density on spinach NO3- content in two years of experiment.

 

 

شکل 12- اثر کودنیتروژنی بر غلظت -NO3 در اسفناج در دوسال آزمایش.

Figure 12. Effect of  nitrogen fertilizer on spinach NO3- content in two years of experiment.

 

 

همانند نتایج این آزمایش، محققین زیادی افزایش تجمع نیترات در اسفناج با افزایش غلظت نیتروژن خارجی در طی آزمایش­های خود گزارش نموده­اند (Lefsrud et al., 2007; Yamori et al., 2011; Gutriérrez-Rodríguez et al., 2013). پژوهش­ها نشان می­دهد که در تراکم بالای بوته در واحد سطح، با افزایش سایه‌اندازی برگ­ها روی هم و کاهش نور دریافتی در واحد سطح برگ، افزایش غلظت نیترات به علت کاهش فعالیت آنزیم نیترات ردوکتاز در گیاه رخ می­دهد (Machado et al., 2018)؛ این نتیجه در آزمایش حاضر نیز مشاهده شد. در گیاه اسفناج نیز شدت نور، تجمع نیترات در گیاه را تحت تأثیر قرار می­دهد، به‌صورتی‌که در شدت نور کم (104×08/1 لوکس) نسبت به شدت نور بالا، مقدار تجمع بیشتر است (Cantliffe, 1973).

کلروفیل

تنها اثر متقابل سال و تراکم بر میزان کلروفیل a و b و کل معنی­دار بود و سایر اثرات متقابل بر این صفت معنی­دار نشد (جدول 3). با افزایش کوددهی، میزان کلروفیل a و b و کل افزایش یافت و بیشترین میزان آن‌ها ، در تیمار کودی 350 و 400 کیلوگرم در هکتار و کمترین آن در تیمار شاهد مشاده شد (شکل 13). Evans & Terashima  (1987) دریافتند که غلظت کلروفیل در اسفناج، به میزان کود نیتروژن بستگی دارد و تحت شرایط ازت کم، کاهش قابل توجهی در محتوای کلروفیل کل مشاهده می­شود. در گیاهان دیگر همانند غلات و چغندر (Sinclair & Vadez, 2002; Sumeet et al., 2009 ) نیز نتایج مشابه­ای ذکر مشاهده شده است. رنگدانه­های کلروفیل، تابش فعال فتوسنتزی (PAR) را جذب می­کنند؛ از این رو، نیتروژن یک عنصر حیاتی در میزان فتوسنتز می­باشد. با بررسی دیگر شاخص­های این آزمایش دیده می­شود که با افزایش غلظت نیتروژن سطح برگ، عملکرد و زیست‌توده نیز افزایش یافته­اند که بخشی از آن می­تواند ناشی از بهبود سطح کلروفیل در برگ­ها باشد.

 

 

 

شکل 13-  اثر کوددهی بر غلظت کلروفیل a، b و کل در اسفناج

Figure 13. Effect of fertilization on chlorophyll a, b and total chlorophyll in spinach.

 

 

در هر دو سال آزمایش، با افزایش تراکم کاشت، محتوای کلروفیل a، b و کل کاهش یافت (شکل 14). محتوای کلروفیل برگ، به‌طور قابل توجهی به شرایط محیطی بستگی دارد (Evans & Terashima, 1987). دمای پایین Krol et al., 1999)) و سطوح پایین شدت نور (Law- Ogbomo & Egharevba, 2009) در اثر عواملی مثل تراکم بالا (Dimri & Gulshal, 1997)، از جمله عوامل کاهنده غلظت کلروفیل برگ­ها می­باشد.

 

نتیجه‌گیری کلی

در مطالعه حاضر مشاهده ­شد که میزان زیست‌توده و کیفیت اسفناج، علاوه بر تاثیرپذیری از تراکم و تیمار کودی نیتروژن، تحت تاثیر شرایط محیطی فصل کشت نیز قرار می‌گیرد. در هر دو سال زراعی، تراکم 71 بوته در متر مربع، بالاترین شاخص سطح برگ، زیست‌توده و عملکرد در متر مربع را داشت که نشانگر بهترین تراکم از نظر استفاده بهینه از شرایط محیطی می­باشد. از نقطه نظر تولید زیست‌توده و عملکرد، سطح بهینه نیتروژن،

 

 

 

شکل 14-  اثر تراکم بر غلظت کلروفیل a، b و کل در اسفناج در دو سال آزمایش.

Figure 14. Effect of  plant density on chlorophyll a,b and total chlorophyll in spinach in two years of experiment.

 

 

مقدار نیتروژنی است که منجر به بالاترین سرعت رشد و عملکرد می­شود، اما معمولا شاخص­های کیفی و سلامت محصول همانند میزان نیترات موجود در محصول، سطح نیتروژن مطلوب را تعیین می­کند. بر اساس گزارش اتحادیه اروپا، حداکثر محدوده نیترات مجاز برای اسفناج تازه، 3000 میلی­گرم در کیلوگرم ماده خشک عنوان شده است (Santamaria, 2006). از این رو، استفاده منطقی از کود نیتروژن در سیستم­های تولید سبزی‌های برگی برای حفظ عملکرد پایدار و به حداقل رساندن خطرات بهداشتی ناشی از انباشت بیش از حد نیترات، اهمیت حیاتی دارد. بر ­اساس نتایج این آزمایش و با توجه به افزایش عملکرد در تیمار 300 نسبت به 250 کیلوگرم در هکتار که تقریبا در حدود دو درصد و بسیار کم می­باشد و از دگر سوی در تیمار کودی 250 کیلوگرم در هکتار، 63/2 میلی گرم بر گرم تجمع نیترات در بافت برگ اسفناج مشاهده ­شد که پایین­تر از میزان گزارش شده در اتحادیه اروپا می­باشد، می‌توان مناسب­ترین میزان کود نیتروژنی مزرعه اسفناج در منطقه کرج در کشت پاییزه، با شرایط دمای هوا و خاک و میزان نور بالای کانوپی (به‌ترتیب 7/19، 2/23 درجه سانتی گراد و 6/13 مگاژول بر متر مربع در روز)، در حدود 250 کیلوگرم در هکتار پیشنهاد می‌شود تا بهترین عملکرد کیفی و کمی به‌دست آید. در شرایط آب و هوایی ملایم­تر (همانند شرایط سال اول این آزمایش)، بهتر است از کود نیتروژنی کمتری استفاده شود.

  

REFERENCES

  1. Abdelraouf, E. A. A. (2016). The Effects of nitrogen fertilization on yield and quality of spinach grown in high tunnels. Alexander Science Exchange Journnal, 37(3), 489- 496.
  2. Ahmadi, H., Akbarpour, V., Dashti, F. & Shojaeian, A. (2010). Effect of different levels of nitrogen fertilizer on yield, nitrate accumulation and several quantitative attributes of five Iranian spinach accessions. American-Eurasian Journal of Agriculture and Environmental Sience, 8(4), 468-473.
  3. Arnon, D. I. (1949). Copper enzymes in isolated chloroplasts. Polyphenoloxidase in Beta vulgaris. Plant Physiology, 24, 1-15.
  4. Ball, R. A., Purcell, L.C. & Vories, E. D. (2000). Optimizing soybean plant population for a short-season production system in the Southern USA. Crop Science, 40, 757-764.
  5. Bansal, G. L., Rana, M. C. & Upadhyay, R. G. (1995). Response of grain amaranth (Amaranthus hypochondriacus) to plant density. Indian Journal of Agricultural Sciences, 65(11), 818-820.
  6. Cantliffe, D. J. (1973). Nitrate accumulation in table beets and spinach as affected by nitrogen, phosphorus, and potassium nutrition and light intensity. Agronomy Journal, 65, 563-565.
  7. Correia, M., Barroso, A., Barroso, M. F., Soares, D., Oliveira, M. B. P. P. & Delerue-Matos, C. (2010). Contribution of different vegetable types to exogenous nitrate and nitrite exposure. Food Chemistry. 120, 960–966.
  8. Deleuran, L. C., Gislum, R. & Boelt, B. (2005). Placement of nitrogen in spinach (Spinacia oleracea L.): A method to increase seed yield? Acta Agriculturae Scandinavica, Section B-Soil & Plant Science, 55(1), 68-75.  
  9. Dimri, D. C. & Gulshan, L. A. L. (1997). Effect of nitrogen fertilization spacing and method of planting on yield parameters and quality of tomato cultivar ‘Pant Banar’. Vegetable Science, 15(2), 105-112.
  10. Dobben, W. H., Ast, A. & Corré, W. J. (1981). The influence of lightintensity on morphology and growth rate of bean seedlings. Acta Botanica Neerlandica, 30, 33-45.
  11. Dong, H., Li, W., Tang, W., Li, Z., Zhang, D. & Niu, Y. (2006). Yield, quality and leaf senescence of cotton grown at varying planting dates and plant densities in the Yellow River Valley of China. Field Crops Research, 98, 106–115.
  12. Dreccer, M. F. (2006). Nitrogen use at the leaf and canopy level: A framework to improve crop N use efficiency. Journal of Crop Improvement, 15(2), 97-125.
  13. Engels, C. (1993). Differences between maize and wheat in growth-related nutrient demand and uptake of potassium and phosphorus at suboptimal root zone temperature. Plant Soil, 150, 129–138.
  14. Evans, J. R. & Terashima, I. (1987). Effects of nitrogen nutrition on electron transport components and photosynthesis in spinach. Functional Plant Biology, 14, 59-68.
  15. Gutrierrez-Rodriguez, E., Lieth, H. J., Jernstedt, J. A., Labavitch, J. M., Suslow, T. V. & Cantwell, M. I. (2013). Texture, composition and anatomy of spinach leaves in relation to nitrogen fertilization. Journal ofthe Science of Food and Agriculture, 93, 227-237.
  16. Heuvelink, E. (2005). Tomatoes. (pp. 339). CABI Publishing.
  17. Hirel, B., Le Gouis, J., Ney, B. & Gallais, A. (2007). The challenge of improving nitrogen use efficiency in crop plants: towards a more central role for genetic variability and quantitative genetics within integrated approaches. Journal of Experimental Botany, 58(9), 2369-2387.
  18. Hunt, W. F. & Hallioan, G. (1981). Growth and development responses of perennial ryegrass grown at constant temperatures. I. Influence of light and temperatureon growth and net assimilation. Australian Journal of Plant Physiology, 8, 181-190.
  19. Krol, M., Ivanov, A. G. & Jannson, S. (1999). Greening under high light or cold temperature affects the level of xanthophyll-cycle pigments, early light-inducible proteins, and light-harvesting polypeptides in wildtype barley and the chlorina f2 mutant. Plant Physiology, 120, 193–203  
  20. Law-Ogbomo, K. E. & Egharevba, R. K. A. (2009). Effects of planting density and NPK fertilizer application on yield and yield components of tomato (Lycospersicon esculentum Mill) in forest location. World Journal of Agricultural Sciences, 5(2), 152-158.
  21. Lefsrud, M. G., Kopsell, D. A. & Kopsell, D. E. (2007). Nitrogen levels influence biomass, elemental accumulations, and pigment concentrations in spinach. Journal of plant nutrition, 30(2), 171-185.
  22. Machado, R. M. A., Alves-Pereira, I. & Ferreira, R. M. A. (2018). Plant growth, phytochemical accumulation and antioxidant activity of substrate-grown spinach.  Heliyon, 4, e00751.
  23. Mondal, S. & Nad, B. K. (2012). Nitrate accumulation in spinach as influenced by sulphur and phosphorus application under increasing nitrogen levels. Journal of Plant Nutrition, 35(14), 2081-2088.
  24. Mozafar, A., Schreiber, P. & Oertli, J. J. (1993). Photoperiod and rootzone temperature: Interacting effects on growth and mineral nutrients of maize. Plant Soil, 153, 71–78.
  25. Poorter, H. (1989). Is inherent variation in RGR determined by LAR at low irradiance and by NAR at high irradiance? A review of herbaceous species. In: Inherent Variation in Plant Growth, Backhuys Publishers, 309–336.
  26. Poorter, H. & De Jong, R. (1999). Comparison of specific leaf area, chemical composition and leaf construction costs of field plants from 15 habitats differing in productivity. New Phytologist, 143, 163–176.
  27. Santamaria, P. (2006). Nitrate in vegetables: toxicity, content, intake and EC regulation. Journal of the Science of Food and Agriculture, 86, 10-17.
  28. Sinclair, T. R. & Muchow, R. C. (1995). Effect of nitrogen supply on maize yield: I. Modeling physiological responses. Agronomy Journal, 87(4), 632-641.
  29. Sinclair, T. R. & Vadez, V. (2002). Physiological traits for crop yield improvement in low N and P environments. Plant Soil, 245, 1–15.
  30. Sirtautas, R., Samuoliene, G., Brazaitytė, A. & Duchovskis, P. (2011).Temperature and photoperiod effects on photosynthetic indices of radish (Raphanus Sativus L.). Agriculture, 98(1), 57–62.
  31. Stagnari, F., Bitetto, V. D. & Pisante, M. (2007). Effects of N fertilizers and rates on yield, safety and nutrients in processing spinach genotypes. Scientia Horticulturae, 114, 225-233.
  32. Sumeet, G., Umar, S. & Suryapani, S. (2009). Nitrate accumulation, growth and leaf quality of spinach beet (Beta vulgaris Linn.) as affected by NPK fertilization with special reference to potassium. Indian Journal of Science and Technology, 2(2), 35-40.
  33. Tian, Q., Liu, N., Bai, W., Li, L., Chen, J. & Reich, P. B. (2016). A novel soil manganese mechanism drives plant species loss with increased nitrogen deposition in a temperate steppe. Ecology, 97, 65–74.
  34. Timlin, D. J., Fleisher, D. H., Kemanian, A. R. & Reddy, V. R. (2014). Plant density and leaf area index effects on the distribution of light transmittance to the soil surface in maize. Agronommy Journal, 106(5), 1828-1837.
  35. Tshivhandekano, I., Mudau, F. N., Soundy, P. & Ngezimana, W. (2013). Effect of cultural practices and environmental conditions on yield and quality of herbal plants: Prospects leading to research on influence of nitrogen fertilization, planting density and eco-physiological parameters on yield and quality of field-grown bush tea (Athrixia phylicoides DC.). Journal of Medicinal Plants Research, 7(34), 2489-2493.
  36. Wolfe, A. & Patz, J. A. (2002). Reactive nitrogen and human health: acute and long-term implications. Journal of the Human Environment, 31(2), 120-125.
  37. Yamori, W., Nagai, T. & Makino, A. (2011). The rate-limiting step for CO2 assimilation at different temperatures is influenced by the leaf nitrogen content in several C3 crop species. Plant, Cell and Environment, 34, 764-777.
  38. Yan, Q., Duan, Z., Mao J., Li, X. &  Dong, F. (2012). Effects of root-zone temperature and N, P, and K supplies on nutrient uptake of cucumber (Cucumis sativus L.) seedlings in hydroponics. Soil Science and Plant Nutrition, 58, 707-717.

[1] - flavonoids

[2] - P-coumaric acid

[3] - uridine

[4] - Lutein

[5] - B- carotene

[6] - Leaf Area Index

[7] - Net Assimilation Rate

[8] - Relative Growth Rate

[9] - Crop Growth Rate

References

  1. REFERENCES

    1. Abdelraouf, E. A. A. (2016). The Effects of nitrogen fertilization on yield and quality of spinach grown in high tunnels. Alexander Science Exchange Journnal, 37(3), 489- 496.
    2. Ahmadi, H., Akbarpour, V., Dashti, F. & Shojaeian, A. (2010). Effect of different levels of nitrogen fertilizer on yield, nitrate accumulation and several quantitative attributes of five Iranian spinach accessions. American-Eurasian Journal of Agriculture and Environmental Sience, 8(4), 468-473.
    3. Arnon, D. I. (1949). Copper enzymes in isolated chloroplasts. Polyphenoloxidase in Beta vulgaris. Plant Physiology, 24, 1-15.
    4. Ball, R. A., Purcell, L.C. & Vories, E. D. (2000). Optimizing soybean plant population for a short-season production system in the Southern USA. Crop Science, 40, 757-764.
    5. Bansal, G. L., Rana, M. C. & Upadhyay, R. G. (1995). Response of grain amaranth (Amaranthus hypochondriacus) to plant density. Indian Journal of Agricultural Sciences, 65(11), 818-820.
    6. Cantliffe, D. J. (1973). Nitrate accumulation in table beets and spinach as affected by nitrogen, phosphorus, and potassium nutrition and light intensity. Agronomy Journal, 65, 563-565.
    7. Correia, M., Barroso, A., Barroso, M. F., Soares, D., Oliveira, M. B. P. P. & Delerue-Matos, C. (2010). Contribution of different vegetable types to exogenous nitrate and nitrite exposure. Food Chemistry. 120, 960–966.
    8. Deleuran, L. C., Gislum, R. & Boelt, B. (2005). Placement of nitrogen in spinach (Spinacia oleracea L.): A method to increase seed yield? Acta Agriculturae Scandinavica, Section B-Soil & Plant Science, 55(1), 68-75.  
    9. Dimri, D. C. & Gulshan, L. A. L. (1997). Effect of nitrogen fertilization spacing and method of planting on yield parameters and quality of tomato cultivar ‘Pant Banar’. Vegetable Science, 15(2), 105-112.
    10. Dobben, W. H., Ast, A. & Corré, W. J. (1981). The influence of lightintensity on morphology and growth rate of bean seedlings. Acta Botanica Neerlandica, 30, 33-45.
    11. Dong, H., Li, W., Tang, W., Li, Z., Zhang, D. & Niu, Y. (2006). Yield, quality and leaf senescence of cotton grown at varying planting dates and plant densities in the Yellow River Valley of China. Field Crops Research, 98, 106–115.
    12. Dreccer, M. F. (2006). Nitrogen use at the leaf and canopy level: A framework to improve crop N use efficiency. Journal of Crop Improvement, 15(2), 97-125.
    13. Engels, C. (1993). Differences between maize and wheat in growth-related nutrient demand and uptake of potassium and phosphorus at suboptimal root zone temperature. Plant Soil, 150, 129–138.
    14. Evans, J. R. & Terashima, I. (1987). Effects of nitrogen nutrition on electron transport components and photosynthesis in spinach. Functional Plant Biology, 14, 59-68.
    15. Gutrierrez-Rodriguez, E., Lieth, H. J., Jernstedt, J. A., Labavitch, J. M., Suslow, T. V. & Cantwell, M. I. (2013). Texture, composition and anatomy of spinach leaves in relation to nitrogen fertilization. Journal ofthe Science of Food and Agriculture, 93, 227-237.
    16. Heuvelink, E. (2005). Tomatoes. (pp. 339). CABI Publishing.
    17. Hirel, B., Le Gouis, J., Ney, B. & Gallais, A. (2007). The challenge of improving nitrogen use efficiency in crop plants: towards a more central role for genetic variability and quantitative genetics within integrated approaches. Journal of Experimental Botany, 58(9), 2369-2387.
    18. Hunt, W. F. & Hallioan, G. (1981). Growth and development responses of perennial ryegrass grown at constant temperatures. I. Influence of light and temperatureon growth and net assimilation. Australian Journal of Plant Physiology, 8, 181-190.
    19. Krol, M., Ivanov, A. G. & Jannson, S. (1999). Greening under high light or cold temperature affects the level of xanthophyll-cycle pigments, early light-inducible proteins, and light-harvesting polypeptides in wildtype barley and the chlorina f2 mutant. Plant Physiology, 120, 193–203  
    20. Law-Ogbomo, K. E. & Egharevba, R. K. A. (2009). Effects of planting density and NPK fertilizer application on yield and yield components of tomato (Lycospersicon esculentum Mill) in forest location. World Journal of Agricultural Sciences, 5(2), 152-158.
    21. Lefsrud, M. G., Kopsell, D. A. & Kopsell, D. E. (2007). Nitrogen levels influence biomass, elemental accumulations, and pigment concentrations in spinach. Journal of plant nutrition, 30(2), 171-185.
    22. Machado, R. M. A., Alves-Pereira, I. & Ferreira, R. M. A. (2018). Plant growth, phytochemical accumulation and antioxidant activity of substrate-grown spinach.  Heliyon, 4, e00751.
    23. Mondal, S. & Nad, B. K. (2012). Nitrate accumulation in spinach as influenced by sulphur and phosphorus application under increasing nitrogen levels. Journal of Plant Nutrition, 35(14), 2081-2088.
    24. Mozafar, A., Schreiber, P. & Oertli, J. J. (1993). Photoperiod and rootzone temperature: Interacting effects on growth and mineral nutrients of maize. Plant Soil, 153, 71–78.
    25. Poorter, H. (1989). Is inherent variation in RGR determined by LAR at low irradiance and by NAR at high irradiance? A review of herbaceous species. In: Inherent Variation in Plant Growth, Backhuys Publishers, 309–336.
    26. Poorter, H. & De Jong, R. (1999). Comparison of specific leaf area, chemical composition and leaf construction costs of field plants from 15 habitats differing in productivity. New Phytologist, 143, 163–176.
    27. Santamaria, P. (2006). Nitrate in vegetables: toxicity, content, intake and EC regulation. Journal of the Science of Food and Agriculture, 86, 10-17.
    28. Sinclair, T. R. & Muchow, R. C. (1995). Effect of nitrogen supply on maize yield: I. Modeling physiological responses. Agronomy Journal, 87(4), 632-641.
    29. Sinclair, T. R. & Vadez, V. (2002). Physiological traits for crop yield improvement in low N and P environments. Plant Soil, 245, 1–15.
    30. Sirtautas, R., Samuoliene, G., Brazaitytė, A. & Duchovskis, P. (2011).Temperature and photoperiod effects on photosynthetic indices of radish (Raphanus Sativus L.). Agriculture, 98(1), 57–62.
    31. Stagnari, F., Bitetto, V. D. & Pisante, M. (2007). Effects of N fertilizers and rates on yield, safety and nutrients in processing spinach genotypes. Scientia Horticulturae, 114, 225-233.
    32. Sumeet, G., Umar, S. & Suryapani, S. (2009). Nitrate accumulation, growth and leaf quality of spinach beet (Beta vulgaris Linn.) as affected by NPK fertilization with special reference to potassium. Indian Journal of Science and Technology, 2(2), 35-40.
    33. Tian, Q., Liu, N., Bai, W., Li, L., Chen, J. & Reich, P. B. (2016). A novel soil manganese mechanism drives plant species loss with increased nitrogen deposition in a temperate steppe. Ecology, 97, 65–74.
    34. Timlin, D. J., Fleisher, D. H., Kemanian, A. R. & Reddy, V. R. (2014). Plant density and leaf area index effects on the distribution of light transmittance to the soil surface in maize. Agronommy Journal, 106(5), 1828-1837.
    35. Tshivhandekano, I., Mudau, F. N., Soundy, P. & Ngezimana, W. (2013). Effect of cultural practices and environmental conditions on yield and quality of herbal plants: Prospects leading to research on influence of nitrogen fertilization, planting density and eco-physiological parameters on yield and quality of field-grown bush tea (Athrixia phylicoides DC.). Journal of Medicinal Plants Research, 7(34), 2489-2493.
    36. Wolfe, A. & Patz, J. A. (2002). Reactive nitrogen and human health: acute and long-term implications. Journal of the Human Environment, 31(2), 120-125.
    37. Yamori, W., Nagai, T. & Makino, A. (2011). The rate-limiting step for CO2 assimilation at different temperatures is influenced by the leaf nitrogen content in several C3 crop species. Plant, Cell and Environment, 34, 764-777.
    38. Yan, Q., Duan, Z., Mao J., Li, X. &  Dong, F. (2012). Effects of root-zone temperature and N, P, and K supplies on nutrient uptake of cucumber (Cucumis sativus L.) seedlings in hydroponics. Soil Science and Plant Nutrition, 58, 707-717.
Iranian Journal of Field Crop Science
Volume 51, Issue 2
July 2020
Pages 183-198

Files

History

  • Receive Date: 16 April 2019
  • Revise Date: 30 June 2019
  • Accept Date: 02 July 2019
  • Publish Date: 21 June 2020

Share

How to cite

Statistics