نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد گروه زراعت و اصلاح نباتات، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران
2 استاد گروه زراعت و اصلاح نباتات، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران
3 موسسه تحقیقات ثبت و گواهی بذر و نهال، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی
چکیده
کلیدواژهها
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
To study the effect of nitrogen fertilizer and zinc foliar application on potato, an experiment was conducted as strip split plot management in randomized complete block design with three replications during 2017-2018 in the Research Farm of Agriculture and Natural Resources Campus, University of Tehran. Experimental treatments in vertical factor were three levels of nitrogen fertilizers )N1= 0, N2=400 kg.ha-1 and N3=800 kg.ha-1)and in horizontal factor were three levels of zinc foliar application (Control, once foliar application, two times of foliar application) and two potato cultivars (Arinda and Milva). The results showed that effect of nitrogen fertilizer and potato cultivar was significant for the most of studied traits. Third level of nitrogen fertilizer significantly increased SPAD indicator, yield, and tuber dry matter percentage and tuber numbers except tuber specific gravity. Zinc foliar application only affected the yield significantly that increased by pre-flowering zinc foliar application compared to the control and pre-post flowering zinc foliar application. SPAD indicator and yield in Arinda cultivar and tuber dry matter percentage, tuber number and specific gravity in Milva cultivar were higher. Nitrogen fertilizer and zinc foliar application significantly increased tuber nitrogen percentage and tuber protein percentage compared to the control.
کلیدواژهها [English]
مقدمه
سیب زمینی (Solanum tuberosum L.) پس از گندم، برنج، جو و ذرت، بهعنوان پنجمین محصول کشاورزی در جهان، نقش مهمی در تأمین غذای مردم جهان دارد (Mousavi, 2011). سطح زیر کشت این محصول در جهان در سال 2017، حدود 3/19 میلیون هکتار و تولید سالانه آن بیش از 388 میلیون تن بوده است (FAO, 2019). در سال زراعی 96-1395، سطح زیرکشت سیبزمینی در ایران بیش از 146000 هکتار و تولید آن پنج میلیون تن با میانگین عملکرد 3/34 تن در هکتار گزارش شده است Agricultural Statistics, 2018)). سیبزمینی به دلیل داشتن عملکرد بالا در واحد سطح، به عنوان محصولی نهادهبر شناخته میشود؛ بنابراین درک نیاز غذایی گیاه و هماهنگ نمودن این نیاز با مواد غذایی در دسترس در مراحل مختلف رشد، تأثیر اساسی بر عملکرد، چگالی ویژه و سایر شاخصهای کیفی غده سیبزمینی میگذارد (Lang et al., 1999). نیتروژن مهمترین عنصری است که توسط این گیاه جذب میشود و از اینرو نیاز سیبزمینی به نیتروژن، در مقایسه با سایر عناصر غذایی بیشتر است؛ بنابراین مدیریت دقیق مصرف نیتروژن برای دستیابی به عملکرد و کیفیت بالا در سیبزمینی امری ضروری میباشد. کمبود نیتروژن، سبب کاهش رشد و عملکرد محصول میشود و مصرف زیاد آن نیز رشد رویشی اندامهای هوایی را تحریک میکند و تشکیل غدهها و دوره پرشدن آنها را به تأخیر میاندازد. چنین وضعیتی، چگالی ویژه غدهها را نیز کاهش میدهد (Khazaie & Arshadi, 2008). گزارش شده است که با افزایش کاربرد کود نیتروژن در زمان کاشت، چگالی ویژه غده کاهش مییابد (Laurence et al., 1985). در پژوهشی دیگر نشان داده شده است که در اثر کاربرد مقادیر بالای کود نیتروژن پایه و سرک، چگالی ویژه غده سیبزمینی که در زمان رسیدگی غده حدود 076/1 بود، به مقادیری پایینتر از این آستانه کاهش یافت و در این میان، اثر کود نیتروژن پایه در کاهش چگالی ویژه غده بیشتر بود Sparrow & Chapman, 2003)). همچنین گزارش شده است که افزایش میزان نیتروژن قابل دسترس سیبزمینی، موجب کاهش محتوای نشاسته و در نهایت کاهش چگالی ویژه غدهها میشود
(Lin et al., 2005). وجود چنین رابطهای در پژوهشهای انجام شده توسط سایر پژوهشگران نیز گزارش شده است (Belanger et al., 2002). فراهمی مقادیر بالای نیتروژن در زمان غدهدهی یا قبل از آن، دوره رشد رویشی را افزایش میدهد و عملکرد را از طریق به تعویق انداختن توسعه و رشد غده کاهش میدهد. مصرف دیرهنگام مقادیر بیش از حد نیتروژن در طی فصل رشد نیز رسیدگی غدهها را به تأخیر میاندازد، عملکرد را کاهش میدهد و بر کیفیت و قابلیت انبارداری غدهها تأثیر منفی دارد
Atkinson et al., 2003)). گزارش شده است که افزایش مقادیر نیتروژن مصرفی، منجر به کاهش تعداد غدههای با سایز کوچک (کمتر از 25 گرم) و افزایش تعداد غدههای با سایز متوسط (25تا75 گرم) و بزرگ (بیشتر از 75 گرم) میشود
(Sharma & Arora, 1987). در ایران، معمولاً نیمی از نیتروژن مورد نیاز گیاه در زمان کاشت و نیم دیگر، در زمان خاکدهی پای بوتهها به کار برده میشود؛ بنابراین و با توجه به اینکه گیاه سیبزمینی از زمان کاشت تا ظهور گیاهچهها، به اندوختههای غده بذری وابسته میباشد، کاربرد مقادیر بالای نیتروژن در اوایل فصل رشد، تلفات نیتروژن را افزایش میدهد که علت آن، عدم توسعه کافی سیستم ریشه برای جذب و مصرف کارآمد نیتروژن قابل دسترس در این مرحله است (Errebhi et al., 1998). یک روش مدیریتی برای افزایش راندمان مصرف نیتروژن، تقسیط نیتروژن در طول فصل رشد میباشد. نشان داده شده است که کاربرد تقسیطی نیتروژن، مطابق نیازهای رشدی گیاه سیبزمینی، بهرهوری مصرف نیتروژن را بهطور معنیداری بهبود میبخشد و عملکرد محصول را افزایش میدهد (Westermann & Kleinkopf, 1985).
عنصر روی دارای نقش کارکردی و ساختاری در واکنشهای آنزیمی از جمله فتوسنتز است، بهطوریکه بیش از 70 آنزیم شناسایی شدهاند که عنصر روی را در ساختار خود، دارا هستند (Alloway, 2008). همچنین حدود 2800 پروتئین شناسایی شدهاند که برای فعالیت و پایداری خود به روی نیاز دارند (Cakmak & Hoffland, 2012). گزارشات نشان میدهند که در ایران، بیش از 60 درصد اراضی زراعی به درجات مختلف کمبود روی مبتلا هستند که باعث کاهش50 درصدی محصول میشود
.(Malakouti, 2007) دلایل زیادی برای بروز کمبود روی در خاکهای ایران وجود دارد که از مهمترین آنها میتوان به آهکـی بـودن خاکها، کمبود مواد آلی، بیکربنات بالای آب آبیاری و عدم توجـه بـه مصرف روی در عمده اراضی زراعی ایران اشاره کرد (Malakouti & Lotfollahi, 2000). این موضوع سبب جذب سطحی عنصر روی توسط سطوح تبادلی رس و یا کربنات کلسیم موجود در این نوع خاکها میشود (Aydnalp & Marinova, 2005) . از سوی دیگر، سیب زمینی گیاهی با عملکرد بالاست که بهدلیل برداشت مقادیر زیاد عناصر از محدوده توسعه ریشه، نسبت به کمبود عناصر غذایی از جمله روی حساس است (Panahi-Kordlagharaki et al., 2010). گزارش شده است که کاربرد عنصر روی به صورت محلولپاشی برگی، بهدلیل جذب سریعتر، کاربرد آسانتر و رفع سریعتر کمبود این عنصر در بافتهای گیاهی، نسبت به کاربرد خاکی آن برتری دارد
(Mousavi et al., 2007). مصرف سولفات روی، بهدلیل تأثیر غیر مستقیم روی در افزایش جذب نیتروژن، غلظت نیتروژن در غده سیبزمینی را افزایش میدهد. روی از عناصر مهمی است که در متابولیسم نیتروژن در گیاه شرکت میکند و کمبود آن باعث اختلال در تولید پروتئین میشود. بالا بودن غلظت پروتئین خام، تحت تیمار مصرف روی را میتوان به تأثیر غیرمستقیم این عنصر در افزایش جذب نیتروژن نسبت داد (Malakouti, 2004). محلولپاشی برگی با عنصر روی، باعث افزایش عملکرد سیبزمینی رقم دزیره به میزان 69/18 تا 25 درصد شد
(Malakouti, 2004). در یک پژوهش گزارش شد که بیشترین غلظت روی در شاخساره و غده سیبزمینی در شرایط محلولپاشی با سولفات روی، یک هفته بعد از گلـدهی و کمتـرین آن در شرایط عدم مصرف روی بوده است .(Motalebi fard, 2017) افزایش عملکرد سیبزمینی در اثر محلولپاشی برگی با عنصر روی میتواند بهعلت افزایش میزان این عنصر تغذیهای در گیاه، افزایش فتوسنتز و تحریک رشد گیاه باشد. رشد اندام هوایی سیبزمینی، تحت تأثیر محلولپاشی کودهای ریز مغذی قرار میگیرد و این امر موجب افزایش وزن خشک اندامهای هوایی میشود (Mohamadyan & Tahmaseb Poor, 2010). محلولپاشی برگی بوتههای سیبزمینی با عنصر روی، ضمن بهبود عملکرد، سبب افزایش معنیدار میزان نشاسته و پروتئین در غدهها شد
(Mousavi et al., 2007).
میلوا یک رقم نسبتاً زودرس با عملکرد بالا، قابلیت انبارمانی طولانی و نیاز اندک به نیتروژن خاک است (Europlant Group, 2013). این رقم که در سال 2007 میلادی، تحت حمایت قانون بهنژادگران گیاهی قرار گرفته است (Canadian Food Inspection Agency, 2019).، به تازگی و طی چند سال گذشته وارد کشور شده است. بنابراین این پژوهش بهمنظور بررسی واکنش رقم میلوا به کاربرد کود نیتروژن و محلولپاشی برگی با عنصر روی و مقایسه این واکنش با واکنش رقم قدیمیتر آریندا به فاکتورهای یادشده صورت گرفت.
مواد و روشها
این آزمایش در سال زراعی 97 - 1396 در مزرعه تحقیقاتی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران واقع در کرج، با عرض جغرافیائی ۳۵ درجه و 49 دقیقه شمالی و طول جغرافیائی 51 درجه شرقی و ارتفاع ۱۳۱۲ متر از سطح دریا اجرا شد. این منطقه بر اساس سیستم طبقهبندی دومارتن پیشرفته، جزو مناطق نیمهخشک و سرد محسوب میشود و متوسط بارندگی سالیانه آن حدود ۲۶۰ میلیمتر میباشد. زمین محل آزمایش در سال قبل آیش بود. عملیات آماده سازی و تهیه بستر کاشت شامل شخم پاییزه و دو بار دیسک عمود بر هم و تسطیح زمین (بهار) به محض فراهمشدن شرایط رطوبتی خاک انجام شد. پس از آماده سازی زمین، دو نمونه خاک مرکب از عمق صفر تا 30 و 60-30 سانتی متری تهیه شد و به آزمایشگاه خاکشناسی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران ارسال شد. توصیه کودی بر اساس نتایج آزمون خاک و حد بحرانی عناصر غذایی در خاک (جدول 1) انجام گرفت (Bahrampour & Akhavan, 2015) و تمام کود فسفر (150 کیلوگرم سوپر فسفات تریپل در هکتار) و کود پتاس (200 کیلوگرم سولفات پتاسیم در هکتار) توصیه شده توسط آزمایشگاه، همراه با دیسک بهاره به خاک داده شد.
جدول 1- میزان و حد بحرانی عناصر در خاک محل انجام آزمایش
Table 1. Amount and critical limits of the elements in test field soil
Recommendation |
Critical Limit |
Test Soil |
Parameters |
400 kg.ha-1 (Urea) |
1 |
0.66 |
Organic matter (%) |
150 kg.ha-1 (Triple Super Phosphate) |
7-10 |
3.5 |
Available P (mg.kg-1) |
200 kg.ha-1 (Sulphate Potassium) |
250-300 |
90.5 |
Available K (mg.kg-1) |
آزمایش در قالب طرح کرتهای نواری خردشده (Strip split plot design) بر پایه طرح بلوکهای کامل تصادفی در سه تکرار اجرا شد. فاکتور عمودی شامل سه میزان کود نیتروژن اوره (N1=0،kg ha-1 N2=400 و(N3=800 kg ha-1 و فاکتور افقی شامل سه شیوه محلولپاشی برگی با عنصر روی (محلولپاشی برگی با آب (شاهد)، یک نوبت محلولپاشی برگی (پیش از گلدهی)، دو نوبت محلولپاشی برگی (پیش و پس از گلدهی)) و دو رقم سیبزمینی (آریندا و میلوا) بود. 30 درصد کود نیتروژن در مرحله کاشت، 30 درصد در مرحله خاکدهی اول و 30 درصد در مرحله خاکدهی دوم بهکار برده شد. محلولپاشی برگی با عنصر روی با غلظت سه در هزار سولفات روی انجام گرفت (Movahedi Dehnavi & Modares Sanavi, 2006; Mousavi et al., 2007). برای جذب بهتر، محلولپاشی در ساعات خنک بعد از ظهر انجام شد. غدهها قبل از کاشت، با قارچکش رورال تی اس[1] ضدعفونی شدند و سپس روی ردیفهایی به فاصله ۷۵ سانتیمتر، با فاصله بوته ۲۰ سانتیمتر و در عمق ۱۵سانتیمتر کاشته شدند. هر کرت آزمایشی شامل چهار ردیف به طول پنج متر بود. آبیاری بهصورت قطرهای و در فواصل زمانی معین در طول فصل رشد انجام گرفت. بهمنظور جلوگیری از نفوذ کود به کرتهای کناری، فاصله بین کرتها 5/1 متر در نظر گرفته شد. در طول دوره رشد و در مواقع لازم، علفهایهرز به صورت دستی کنترل شدند. همچنین برای مبارزه با آفات و حشرات، از حشره کش کونفیدور (ایمیداکلوپراید 35%) با غلظت یک در هزار استفاده شد.
در مرحله پس از گلدهی (یک هفته پس از نوبت دوم محلولپاشی برگی با عنصر روی)، سه بوته از هر کرت بهطور تصادفی انتخاب شدند و میزان کلروفیل در برگچه انتهایی از بالاترین برگ کاملاً توسعه یافته هر بوته، توسط دستگاه کلروفیلمتر مدل پلاس-502 [2] خوانده شد. سپس میانگین وزن تر اندام هوایی سه بوته در هر کرت، اندازهگیری شد. برای محاسبه شاخصهای رشد سیبزمینی، در مرحله رسیدن به پوشش کامل مزرعه، یک متر از دو ردیف میانی از هر کرت نمونه برداری شد و با استفاده از دستگاه سطح برگ سنج[3]، سطح برگ اندازهگیری و تعیین شد. نمونههای مربوط به هر کرت، در آونی در دمای 70 درجه سانتیگراد و به مدت 72 ساعت خشک شدند و سپس وزن آنها اندازهگیری شد و وزن خشک اندام هوایی در هر کرت آزمایشی مشخص شد.
برداشـت نهایی در زمان خشک شدن 50 درصد اندامهای هوایی، با حذف قسمتهای هوایی گیاه 10 روز قبـل از برداشت انجام گرفت. جهت تعیین عملکرد غده، در انتهای فصل رشد و پس از حذف دو ردیف کناری، دو ردیف میانی از هر کرت برداشت شدند و پس از اندازهگیری وزن، عملکرد غده در واحد سطح تعیین شد. جهت تعیین تعداد غدهها، غدههای برداشت شده از دو ردیف میانی هر کرت شمارش شدند. برای تعیین درصد ماده خشک غده، غدههای یک بوته از هر کرت، بهطور تصادفی انتخاب شد و وزن آن مشخص شد؛ سپس این غدهها در آون به مدت 72 ساعت در دمای 70 درجه سانتیگراد خشک شدند و دوباره وزن آنها اندازهگیری شد. از تناسب وزنتر و وزن خشک غدهها، درصد ماده خشک غدهها تعیین شد
(Darabi, 2007).
چگالی ویژه غده ها از طریق اندازهگیری وزن غدهها در هوا و آب، با استفاده از رابطه 1 محاسبه شد
(Tekalign & Hammes, 2004) :
(1)
درصد نیتروژن غده در تیمارهای آزمایشی مربوط به رقم میلوا، بهروش کجلدال اندازه گیری و تعیین شد (AOAC, 2000). برای محاسبه درصد پروتئین غده، درصد نیتروژن اندازه گیری شده در ضریب 25/6 ضرب شد (Salo-vaananen & Koivistoinen, 1996) عملکرد پروتئین غده نیز با استفاده از رابطه 2 تعیین شد:
درصد پروتئین× وزن خشک غده = عملکرد پروتئین غده (2)
برای تجزیه و تحلیل داده ها از نرم افزار SAS ver 9.2 و برای مقایسه میانگینها از آزمون چند دامنهای دانکن در سطح احتمال پنج درصد استفاده شد و نمودارها با استفاده از نرم افزار Excel ترسیم شدند.
نتایج و بحث
شاخص SPAD
نتایج به دست آمده از جدول تجزیه واریانس دادهها (جدول 2) نشان داد که شاخص SPAD (عدد خوانده شده توسط دستگاه کلروفیلمتر)، بهعنوان شاخصی از مقدار کلروفیل برگ، بهطور معنیداری تحت تأثیر کود نیتروژن، رقم سیبزمینی و اثر متقابل رقم در محلولپاشی برگی با عنصر روی قرار گرفت.
جدول 2- خلاصه تجزیه واریانس برخی صفات مورد مطالعه تحت تأثیر فاکتورهای آزمایش
Table 2. Summary of variance analysis of the effects of experimental factors on some studied traits.
Leaf Area |
Tuber Specific Gravity (grcm-3) |
Tuber Number |
Tuber Dry Matter |
Yield |
SPAD |
df |
S.O.V |
40814.4 ns |
0.0023 * |
358.35 ns |
73.70 ns |
5449417.1 ** |
14.43 ns |
2 |
Block |
1704591.9 ** |
0.0009 ns |
7754.01 ** |
1415.16 ** |
20899881.1 ** |
54.79* |
2 |
N |
361408.6 |
0.0004 |
263.43 |
19.46 |
237726.8 |
7.05 |
4 |
E(a) |
32281.4 ns |
0.0008 ns |
5.35 ns |
21.21 ns |
934175.4 * |
0.24 ns |
2 |
Zn |
61889.3 |
0.0003 |
347.51 |
46.16 |
42479.6 |
11.65 |
4 |
E(b) |
197819.3 ns |
0.0002 ns |
82.35 ns |
13.31 ns |
285997.6 ns |
3.63 ns |
4 |
N×Zn |
136446.1 |
0.0005 |
117.10 |
7.43 |
378241.4 |
5.94 |
8 |
E(c) |
341611.5 * |
0.0066 ** |
19342.29 ** |
1042.27 ** |
17527504.1 ** |
42.77 * |
1 |
Var |
10402.3 ns |
0.0003 ns |
72.46 ns |
8.99 ns |
423751.3 ns |
0.57 ns |
2 |
N×Var |
1253.8 ns |
0.0007 ns |
300.35 ns |
22.65 ns |
78851.3 ns |
47.33 * |
2 |
Zn×Var |
518188.7 ** |
0.0005 ns |
405.01 ns |
8.37 ns |
205840.3 ns |
10.62 ns |
4 |
N×Zn×Var |
88884.6 |
0.0005 |
216.44 |
26.29 |
257477.3 |
11.88 |
18 |
Error |
20.01 |
2.00 |
14.35 |
15.79 |
7.53 |
8.35 |
- |
CV% |
*، **و: ns بهترتیب معنیداری در سطح احتمال پنج درصد، یک درصد و بدون اختلاف معنیدار.
*, **, ns: Significantly different at 5 and 1% probability levels and non-significant, respectively.
مقایسه میانگین شاخص SPAD تحت تأثیر سطوح مختلف کود نیتروژن (جدول 3) نشان داد که سطح سوم کاربرد کود نیتروژن (800 کیلوگرم اوره در هکتار)، سبب افزایش معنیدار محتوای کلروفیل برگ بوتههای سیبزمینی نسبت به دو سطح دیگر کاربرد کود نیتروژن (شاهد و 400 کیلوگرم اوره در هکتار) شده است. نتایج تحقیق انجام شده توسط باقری و همکاران نیز نشان داد که با افزایش مصرف نیتروژن در خاک، میزان کلروفیل برگ بوته سیبزمینی بهطور معنیدار افزایش مییابد .(Bagheri et al., 2014) نیتروژن بهعنوان مهمترین عنصر غذایی پرمصرف، در ساختمان مولکول کلروفیل نقش اساسی دارد و از این رو، کمبود آن منجر به کاهش تولید و کاهش پایداری کلروفیل برگ و بروز زردی در برگ گیاه میشود .(Hassegawa et al., 2008) تأثیر مثبت مصرف نیتروژن بر محتوای کلروفیل برگ
Khazaie & Arshadi, 2008)) و وجود رابطه خطی مثبت و معنیدار بین میزان نیتروژن مصرفی در خاک با غلظت کلروفیل و نیتروژن برگ، در پژوهشهای متعددی (Bindi et al., 2002) گزارش شده است.
جدول 3- مقایسه میانگین صفات مورد مطالعه تحت تأثیرکود نیتروژن و رقم
Table 3. Mean comparison of the effects of nitrogen fertilizer and cultivars on studied traits
Tuber Specific Gravity (gr cm-3) |
Tuber Number |
Tuber Dry Matter (%) |
Yield (gr) |
SPAD |
Treatment |
|
- |
79.16 b |
23.71 c |
5517.8 c |
39.33 b |
N1 |
N |
- |
109.33 a |
32.24 b |
7110.6 b |
41.68 ab |
N2 |
(Nitrogen Fertilization) |
- |
118.94 a |
41.43 a |
7571.4 a |
42.76 a |
N3 |
|
- |
- |
- |
6585.00 b |
- |
Zn1 |
Zn |
- |
- |
- |
6995.56 a |
- |
Zn2 |
(Zn Foliar Application) |
- |
- |
- |
6619.17 b |
- |
Zn3 |
|
1.11 b |
83.55 b |
28.06 b |
7303.0 a |
42.13 a |
Arinda |
Var |
1.14 a |
121.4 a |
36.85 a |
6163.5 b |
40.34 b |
Milva |
(Variety) |
در هر ستون، میانگین های دارای حرف مشترک، تفاوت معنیداری با یکدیگر ندارند.
Means with the same letters in the same column are not significantly different.
با توجه به اینکه اثر متقابل رقم در محلول پاشی برگی برای صفت شاخص SPAD معنیدار شد (جدول 2)، از مقایسه میانگین شاخص SPAD در سطوح فاکتور اصلی رقم صرف نظر شد و مقایسه میانگین صفت مذکور در سطوح اثر متقابل معنیدار در قالب شکل (1) انجام شد.
بر اساس شکل 1، در شرایط محلولپاشی برگی با آب (شاهد)، شاخص SPAD در رقم آریندا بهطور معنیداری بیشتر از رقم میلوا بود. محلولپاشی برگی با عنصر روی، اگرچه سبب کاهش شاخص SPAD در رقم آریندا و افزایش آن در رقم میلوا شد، اما این تغییرات معنیدار نبود.
شکل 1- مقایسه میانگین شاخص SPAD در سطوح اثر متقابل رقم × محلولپاشی برگ با عنصر روی. Zn1: عدم محلول پاشی برگی روی، Zn2: محلول پاشی برگی روی (گلدهی)، Zn3: محلول پاشی برگی روی (پیش و پس از گلدهی)، Ml: رقم میلوا، Ar: رقم آریندا.
Figure 1. Mean comparison of SPAD in cultivar×zinc foliar application interaction. Zn1: no foliar application, Zn2: foliar application (flowering), Zn3: foliar application (pre and post flowering), MI: Milva cultivar, Ar: Arinda cultivar.
عملکرد
نتایج جدول تجزیه واریانس دادهها (جدول 2) نشان داد که عملکرد بوته در واحد سطح، بهطور معنیداری تحت تأثیر کود نیتروژن، محلولپاشی برگی با عنصر روی و رقم سیبزمینی قرار گرفت. مقایسه میانگین عملکرد تحت تأثیر سطوح مختلف کود نیتروژن (جدول 3) نشان داد که در این مورد نیز همانند شاخص SPAD، سطح سوم کاربرد کود نیتروژن (800 کیلوگرم اوره در هکتار)، عملکرد بوتههای سیبزمینی را نسبت به دو تیمار دیگر (شاهد و 400 کیلوگرم اوره در هکتار) بهطور معنیداری افزایش داد. این در شرایطی است که عدم استفاده از کود نیتروژن (شاهد)، کمترین میزان عملکرد را تولید نمود.
مقایسه میانگین عملکرد در سطوح مختلف محلولپاشی برگی با عنصر روی (جدول 3) نشان داد که سطح دوم محلولپاشی برگی با عنصر روی (یک نوبت محلولپاشی برگی)، سبب افزایش معنیدار عملکرد بوتههای سیبزمینی نسبت به دو سطح دیگر این فاکتور (محلولپاشی برگی با آب و دو نوبت محلولپاشی برگی) شد. بنابراین بهنظر میرسد که یک نوبت محلولپاشی برگی با عنصر روی در مرحله پیش از گلدهی، نیاز گیاه سیبزمینی به این عنصر ریزمغذی را تأمین میکند و تکرار محلولپاشی برگی در مرحله پس از گلدهی، تأثیری در افزایش عملکرد بوتههای سیبزمینی نداشته است. گزارش شده است که سیبزمینی، گیاهی پرتوقع است که نسبت به کمبود عناصر غذایی از جمله روی حساس میباشد
.(Panahi-Kordlagharaki et al., 2010) از این رو، کاربرد سولفات روی به عنوان منبعی از عنصر روی، عملکرد غده سیبزمینی را بهبود میبخشد و کاربرد برگی این عنصر ریزمغذی، بهدلیل جذب سریعتر، کاربرد آسانتر و رفع سریعتر کمبود عنصر در بافتهای گیاه، از کاربرد خاکی آن بهتر است
.(Mousavi et al., 2007)
مقایسه میانگین عملکرد بوتههای ارقام مختلف سیبزمینی (جدول 3) نشان داد که عملکرد رقم آریندا، بهطور معنیداری بیشتر از رقم میلوا بود. میلوا یک رقم نسبتاً زودرس (Medium Early) است (Europlant Group, 2013) که طول دوره رشد آن نسبت به رقم آریندا بیشتر میباشد؛ بنابراین با توجه به وقوع زودهنگام گرمای تابستان و کوتاهتر بودن طول دوره رشد سیبزمینی در اقلیم کرج (محل اجرای پژوهش)، بهنظر میرسد رقم زودرستر آریندا در این اقلیم، بهتر از رقم میلوا عمل کرده و عملکرد بالاتری داشته است.
درصد ماده خشک غده
درصد ماده خشک غده، بهطور معنیداری تحت تأثیر سطوح مختلف کود نیتروژن و رقم سیبزمینی قرار گرفت (جدول 2). مقایسه میانگین درصد ماده خشک غده تحت تأثیر سطوح مختلف کود نیتروژن (جدول 3) نشان داد که سطح سوم کاربرد کود نیتروژن (800 کیلوگرم اوره در هکتار)، سبب افزایش معنیدار درصد ماده خشک غده نسبت به دو سطح دیگر این فاکتور (شاهد و 400 کیلوگرم اوره در هکتار) شد. گزارش شده است که افزایش نیتروژن خالص تا 160 کیلوگرم در هکتار، سبب افزایش درصد ماده خشک غده در رقم آگریا شد (Saeidi et al., 2009).
درصد ماده خشک رقم میلوا، بهطور معنیداری بالاتر از رقم آریندا بود (جدول 3) و بالاتر بودن درصد ماده خشک رقم میلوا نسبت به رقم آریندا قبلاً نیز گزارش شده است (Europlant Group, 2013).
محلولپاشی برگی با عنصر روی، تأثیری بر درصد ماده خشک غده نداشت. دریک پژوهش گزارش شد که افزایش غلظت محلولپاشی برگی سولفات روی تا 2000 میلیگرم در لیتر (دو در هزار)، سبب افزایش درصد ماده خشک غده سیبزمینی شد
(Javanmardi & Rasuli, 2017).
تعداد غده
نتایج به دست آمده از جدول تجزیه واریانس دادهها (جدول 2) نشان داد که کود نیتروژن و رقم سیبزمینی، تأثیر معنیداری بر تعداد غده تولید شده در واحد سطح داشتند. بر اساس جدول (3)، کاربرد کود نیتروژن سبب افزایش معنیدار تعداد غده تولید شده در واحد سطح نسبت به شاهد (عدم استفاده از کود نیتروژن) شد؛ البته دو سطح مختلف کاربرد کود نیتروژن N2) و (N3، تأثیر متفاوتی بر تعداد غده تولید شده نداشتند. گزارش شده است که افزایش نیتروژن خالص تا 550 کیلوگرم در هکتار، سبب افزایش معنیدار تعداد غده تولید شده در هر بوته شده است .(Ahmed et al., 2009)
تعداد غده تولید شده توسط رقم میلوا، بهطور معنیداری بیشتر از رقم آریندا بود (جدول 3). همچنانکه پیش از این نیز اشاره شد، گرمای زودهنگام تابستانه در منطقه کرج، سبب کوتاهتر شدن طول دوره رشد سیبزمینی در این منطقه شد و در نتیجه رقم دیررستر (میلوا)، فرصت دستیابی به بیشینه مقدار عملکرد خود را نداشته است. آغازش تعداد غدههای بیشتر در رقم میلوا که فرصت پرشدن را نداشتهاند نیز مؤید همین موضوع است.
نتایج این پژوهش نشان داد که محلولپاشی برگی با عنصر روی با غلظت سه در هزار، تأثیری بر تعداد غده تولید شده در واحد سطح نداشت. گزارش شده است که محلولپاشی برگی سولفات روی با غلظت 300 میلیگرم در لیتر (سه در هزار)، تعداد غده در هر بوته سیبزمینی را بهطور معنیداری افزایش داده است .(Singh et al., 2018)
چگالی ویژه غده
چگالی ویژه غده، بهطور معنیداری تحت تأثیر رقم سیبزمینی قرار گرفت (جدول 2). نتایج جدول 3 نشان داد که چگالی ویژه غده در رقم میلوا، بهطور معنیداری بیشتر از رقم آریندا بود. همانگونه که پیش از این نیز اشاره شد، درصد ماده خشک غده در رقم میلوا، بهطور معنیداری بیشتر از رقم آریندا بود؛ بنابراین به دلیل بالاتر بودن درصد ماده خشک غده در رقم میلوا، چگالی ویژه غده در این رقم نسبت به رقم آریندا بیشتر بوده است. وجود همبستگی مثبت و معنیدار بین درصد ماده خشک و چگالی ویژه غده در پژوهشهای دیگر نیز گزارش شده است
(Simmonds, 1977).
دو فاکتور دیگر مورد مطالعه (کود نیتروژن و محلولپاشی برگی با عنصر روی)، تأثیری بر چگالی ویژه غده نداشتند (جدول 2). گزارش شده است که افزایش کاربرد نیتروژن تا 112 کیلوگرم در هکتار، سبب افزایش و مقادیر بالاتر از این مقدار، سبب کاهش معنیدار چگالی ویژه غده در گیاه سیبزمینی شده است (Westermann et al., 1994). در گزارش دیگری عنوان شده است که با افزایش کاربرد کود نیتروژن، چگالی ویژه غده سیبزمینی کاهش مییابد
(Zebarth et al., 2004).
سطح برگ
سطح برگ بهطور معنی داری تحت تأثیر کود نیتروژن، رقم سیبزمینی و اثر متقابل کود نیتروژن × محلولپاشی برگی با عنصر روی × رقم قرار گرفت (جدول 2). با توجه به معنیدار شدن اثر متقابل برای صفت سطح برگ، از مقایسه میانگین سطح برگ در سطوح مختلف اثرات اصلی صرف نظر شد و میانگین سطح برگ در سطوح مختلف اثر متقابل معنیدار بهصورت شکل 2 مقایسه شد.
مقایسه میانگین سطح برگ در سطوح اثر متقابل کود نیتروژن × محلولپاشی برگی با عنصر روی × رقم نشان داد در سطح سوم کاربرد کود نیتروژن، سطح برگ مربوط رقم میلوا که دو نوبت با سولفات روی محلولپاشی برگی شده بود (N3Zn3MI)، بهطور معنیداری از سطح برگ سایر تیمارهای سطح سوم کود نیتروژنه بالاتر بود. این در حالی است که در سطح دوم کاربرد کود نیتروژن، رقم آریندا که دو نوبت محلولپاشی برگی شده بود، سطح برگ بالاتری داشت (N2Zn3AR). در شرایط عدم کاربرد کود نیتروژن نیز تفاوت معنیداری بین سطوح محلولپاشی برگی و رقم از نظر سطح برگ وجود نداشت. در یک تحقیق مشاهده شد که ارتفاع بوته، تعداد شاخ و برگ و سطح برگ سیبزمینی شیرین با محلولپاشی برگی با عنصر روی بهبود پیدا کرد که در نهایت به افزایش عملکرد گیاه منجر شد (Abd El-Baky et al., 2010). در پژوهش دیگری نیز گزارش شد که محلولپاشی برگی با عنصر روی، سبب افزایش معنیدار شاخص سطح برگ در گیاه سیبزمینی میشود (Skandari, 2015).
درصد نیتروژن و درصد پروتئین غده
بر اساس نتایج ارایه شده در جدول 4، درصد نیتروژن و درصد پروتئین غده در رقم میلوا، بهطور معنیداری تحت تأثیر سطوح مختلف کود نیتروژن و محلولپاشی برگی با عنصر روی قرار گرفتند.
مقایسه میانگین درصد نیتروژن و درصد پروتئین غده در سطوح مختلف کود نیتروژن و محلولپاشی برگی با عنصر روی در شکل 3 نشان داده شده است. مصرف کود نیتروژن، سبب افزایش معنیدار درصد نیتروژن و پروتئین غده نسبت به شاهد شد؛ این در حالی است که بین سطوح مختلف مصرف کود نیتروژن از نظر تأثیر بر درصد نیتروژن و پروتئین غده، تفاوتی وجود نداشت (شکل A -3). گزارش شده است که افزایش مصرف کود نیتروژن از 100 به 200 کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار، سبب افزایش معنیدار محتوای پروتئین غده سیبزمینی از 5/7 به 4/8 درصد ماده خشک غده شده است (Bartova et al., 2009).
شکل 2- مقایسه میانگین سطح برگ در سطوح اثر متقابل کود نیتروژن × محلولپاشی برگ با عنصر روی × رقم. Zn1: عدم محلول پاشی برگی روی، Zn2: محلول پاشی برگی روی (گلدهی)، Zn3: محلول پاشی برگی روی (پیش و پس از گلدهی)، N1: عدم مصرف کود نیتروژن، N2: 400 کیلوگرم اوره در هکتار، N3: 800 کیلوگرم اوره در هکتار، Ml: رقم میلوا، Ar: رقم آریندا.
Figure 2. Mean comparison of leaf area in nitrogen fertilizer×zinc foliar application×cultivar interaction Zn1: no foliar application, Zn2: foliar application (flowering), Zn3: foliar application (pre and post flowering), N1: no N application, N2: 400 kg Urea ha-1, N3: 800 kg Urea ha-1, MI: Milva cultivar, Ar: Arinda cultivar.
جدول 4- خلاصه تجزیه واریانس درصد نیتروژن و پروتئین غده تحت تأثیر کود نیتروژن و محلولپاشی برگی با عنصر روی.
Table 4. Summary of variance analysis of the effects of nitrogen fertilizer and zinc foliar application on tuber nitrogen and tuber protein percentage
Tuber Protein Content (%) |
Tuber Nitrogen Content (%) |
df |
S.O.V |
3.7121 ns |
0.0950 ns |
2 |
Block |
22.1787 * |
0.5677 * |
2 |
N |
1.4887 |
0.0381 |
4 |
E(a) |
18.1980 * |
0.4658 * |
2 |
Zn |
3.9290 |
0.1005 |
4 |
E(b) |
4.4945 ns |
0.1150 ns |
4 |
N×Zn |
8.0060 |
0.2049 |
18 |
Error |
18.21 |
18.21 |
- |
CV% |
*، **و: ns بهترتیب معنیداری در سطح احتمال پنج درصد، یک درصد و بدون اختلاف معنیدار.
*, **, ns: Significantly different at 5 and 1% of probability levels and non-significant, respectively.
محلولپاشی برگی با عنصر روی، سبب افزایش درصد نیتروژن و پروتئین غده شد؛ بهطوریکه بیشترین درصد نیتروژن و پروتئین غده، در سطح سوم محلولپاشی برگی با عنصر روی (پیش و پس از گلدهی) مشاهده شد (شکل B -3). روی یک عنصر ضروری برای بسیاری از سیستمهای آنزیمی گیاه از جمله جذب و متابولیسم نیتروژن است (Alloway, 2009). گزارش شده است که افزایش غلظت نیتروژن در شرایط محلولپاشی برگی روی، به دلیل تأثیر غیرمستقیم روی در افزایش جذب نیتروژن میباشد. روی از عناصر مهمی است که در متابولیسم نیتروژن در گیاه شرکت میکند و کمبود آن باعث اختلال در تولید پروتئین میشود (Suge et al., 1986). کمبود روی در گیاهان، منجر به تجمع قندهای احیا شده، کاهش ساکارز و نشاسته، افزایش اسیدهای آلی، کاهش اکسین و بههم خوردن ساخت پروتئین میشود (Jahirrodin & Cresser, 1993).
شکل 3- مقایسه میانگین درصد نیتروژن و پروتئین غده در سطوح کود نیتروژن و محلولپاشی برگی با عنصر روی. . Zn1: عدم محلول پاشی برگی روی، Zn2: محلول پاشی برگی روی (گلدهی)، Zn3: محلول پاشی برگی روی (پیش و پس از گلدهی)، N1: عدم مصرف کود نیتروژن، N2: 400 کیلوگرم اوره در هکتار، N3: 800 کیلوگرم اوره در هکتار.
Figure 3. Mean comparison of tuber nitrogen and tuber protein percent in the levels of nitrogen fertilizer (A) and zinc foliar application (B). Zn1: no foliar application, Zn2: foliar application (flowering), Zn3: foliar application (pre and post flowering), N1: no N application, N2: 400 kg Urea ha-1, N3: 800 kg Urea ha-1.
نتیجه گیری کلی
در شرایط پژوهش حاضر که میزان ماده آلی خاک 66/0 درصد بوده است (جدول 1)، کاربرد 800 کیلوگرم کود اوره (معادل 368 کیلوگرم نیتروژن خالص) در هکتار، سبب افزایش معنیدار میزان عملکرد، درصد ماده خشک غده و محتوای کلروفیل برگ بوتههای سیبزمینی نسبت به شاهد و تیمار 400 کیلوگرم کود اوره در هکتار شده است. این در حالی است که درصد نیتروژن غده در این سطح کودی، تفاوت معنیداری با سطح دیگر (400 کیلوگرم کود اوره در هکتار) نداشته است. بنابراین با توجه به افزایش معنیدار عملکرد در سطح دوم محلولپاشی برگی با عنصر روی، توصیه نهایی، کاربرد 800 کیلوگرم کود اوره در هکتار، بههمراه یک نوبت محلولپاشی برگی با عنصر روی با غلظت سه در هزار در مرحله پیش از گلدهی است. اگرچه رقم میلوا در شرایط پژوهش حاضر نتوانست به عملکرد بالاتری نسبت به رقم آریندا برسد، اما بهدلیل بالاتر بودن درصد ماده خشک غده و بیشتر بودن چگالی ویژه و تعداد غده در این رقم نسبت به رقم آریندا، بهنظر میرسد رقم میلوا بتواند یکی از ارقام موفق در مناطق با طول دوره رشد بلندتر باشد.
REFERENCES
REFERENCES