Response of yield, yield components and fatty acids profile of sunflower to spatial arrangement and different levels of nitrogen

مقدمه

مدیریت کود یکی از مهم‌ترین عوامل در کشت موفق محصولات زراعی است که بر کیفیت و کمیت تولید اثر می‌گذارد (Tahmasebi et al., 2011). استفاده بیش از حد کودهای شیمیایی باعث ایجاد مشکلات متعددی در بخش کشاورزی از جمله تغییر در ساختار خاک، آلودگی آب‌های زیرزمینی و سمیت عناصر سنگین شده است (Behrooz et al., 2017)؛ لذا هر اقدام به‏زارعی در جهت کاهش استفاده از نهاده‏های شیمیایی، بدون کاهش عملکرد گیاهان زراعی موردتوجه قرار دارد. در مزارع، استفاده از کود، عاملی برای افزایش تولید محصول زراعی و درآمد است. در شرایط و مواقعی که کمبود غذا مطرح می‏شود؛ هدف، تولید بیشینه محصول از طریق کوددهی است و بر عکس در مواقعی که غذا به طور فراوان یافت می‎شود، کارایی مصرف کود از لحاظ اقتصادی مورد توجه است. نیتروژن به مقدار زیاد در بافت گیاهی مورد نیاز است، زیرا این عنصر جزئی از پروتئین گیاهی، اسیدهای آمینه، نوکلئوتیدها، اسیدهای نوکلئیک و کلروفیل می‏باشد. گیاهان سالم آفتابگردان با نیتروژن کافی، دارای برگ سبز تیره هستند ولی ازآنجایی­که این عنصر در گیاه متحرک است در زمان کمبود، برگ‏های پیرتر و ساقه‏ها، علائم کمبود را نشان می‏دهند (NSAC, 2012).

استفاده از الگوهای فضایی مناسب یکی از راه‏های رسیدن به مدیریت زراعی بهینه و مناسب در جهت تولید گیاهان زراعی است. به دلیل تأثیر الگوی توزیع گیاهان در میزان جذب انرژی خورشید
 (Saleem et al., 2007)، به نظر می‏رسد برای انجام فرایند فتوسنتز و در نهایت تولید زیست‌توده، الگوی کشت بر میزان نهاده‏های دریافتی گیاه به‏ویژه نیتروژن مؤثر باشد. هدف اصلی از طراحی الگوی کشت برای یک مجموعه کشاورزی و زراعی، بالابردن کارایی استفاده از نهاده‏ها و منابع محیطی موجود است. قراردادن مناسب گیاهان در یک منطقه معین، تاج‌پوشش گیاه را در رهگیری انرژی تابشی و سایه‏اندازی علف‏های هرز تحت‌تأثیر قرار می‏دهد (Saeed, 1994). ازآنجایی­که هندسه کاشت، الگوی توزیع گیاهان را در یک مزرعه تعیین می‏کند، به طور مستقیم روی رهگیری و جذب انرژی خورشید و به طور غیر مستقیم بر کارایی مصرف آب تأثیر می‏گذارد (Saleem et al., 2007). فاصله خطوط کشت یکی از مهم‏ترین پارامترهای مدیریتی است که روی جذب مواد غذایی و در نهایت روی رشد گیاه تأثیر می‏گذارد (Ahmad Khan et al., 2020). الگوی کشت مربعی، یک سیستم متداولی می‏باشد که اجرای آن بسیار آسان است. در این سیستم فاصله ردیف‏های کشت با فاصله روی ردیف‏ها برابر است و هر چهار گیاه از هم تشکیل یک مربع می‏دهند. در سیستم کشت مستطیلی، طرح کشت به‌جای مربع، یک مستطیل می‏باشد. در این نوع سیستم فاصله بین ردیف‏ها بافاصله گیاهان روی ردیف یکسان نیستند. فضای بین ردیف‏ها در این سیستم بیش‏تر از سیستم مربعی است. در سیستم مثلثی گیاهان مانند سیستم مربعی کاشته می‏شوند؛ اما ردیف‏های 2، 4، 6 و سایر ردیف‏های زوج در اواسط ردیف‏های 1، 3، 5 و سایر ردیف‏های فرد کشت می‏شوند. این سیستم فضای بازتری برای گیاهان زراعی فراهم می‏کند. کشت درهم نیز به کشت نامنظم گیاهان زراعی گفته می‏شود که گیاهان فاصله مشخصی از همدیگر ندارند. این نوع کشت بیشتر برای گیاهان علوفه‏ای که با تراکم بالاتر کشت می‏شوند، مناسب‏تر است و در قدیم که ماشین‏آلات مناسب کشت نبود و یا هزینه کارگر بالاتر بود از این نوع سیستم کشت استفاده می‏کردند (Ara et al., 2021).

ضرورت و اهمیت رونق تولید و توسعه کشت دانه‌های روغنی در کشور یکی از شاخص‌های مهم سنجش امنیت غذایی در سطح کلان، ضریب خودکفایی محصولات غذایی یا به عبارتی دیگر درجه تأمین نیازهای غذایی اساسی کشور از منابع تولید داخلی است. زراعت آفتابگردان (Helianthus annuus L.) با دارابودن پتانسیل تولید بالا می‌تواند توجیه اقتصادی داشته و مقرون‌به‌صرفه‌تر از زراعت‌های تابستانه دیگر باشد و به‌عنوان زراعت دوم نیز کشت شود. آفتابگردان یکی از مهم‏ترین دانه‎های روغنی
 (Semsettin Tan & Kaya, 2019) مناطق معتدله است که در بیشتر نقاط دنیا کشت می‎شود
 (Al-Snafi, 2018; Bonciu et al., 2020). در سطح جهانی، آفتابگردان در رتبه چهارم مهم‌ترین محصولات دانه روغنی بعد از دانه‎های سویا، کلزا و گلرنگ به‌عنوان سودآورترین و اقتصادی‏ترین محصول روغنی قرار دارد (Adeleke & Babalola, 2020). امروزه از آفتابگردان در صنعت برای تولید صابون، موم، لاک رنگ نیز استفاده می‏شود (Soares et al., 2021). طبق آمار فائو، در ایران، آسیا و دنیا به­ترتیب 78000، 3190005 و 27368766 هکتار آفتابگردان کشت شده بود که در مجموع در ایران، آسیا و دنیا 86000، 6156046 و 56072746 تن آفتابگردان تولید شد (FAO, 2021). متوسط عملکرد آفتابگردان در ایران در سال 2019، 1103 کیلوگرم در هکتار بود؛ درحالی‌که آن در آسیا و دنیا به­ترتیب 1930 و 2049 کیلوگرم در هکتار شده بود (FAO, 2021).

روغن‎های گیاهی و خوراکی بخش مهمی از رژیم غذایی انسان را تأمین می‎کنند که یکی از دلایل اهمیت این روغن‎ها تأمین اسیدهای چرب ضروری و انرژی برای انسان است (Dorni et al., 2018). ترکیب شیمیایی، متابولیسم، کمیت و کیفیت اسیدهای چرب در رژیم غذایی انسان نقش مهمی را در سلامت انسان بازی می‎کند (Dorni et al., 2018). به‌طور کلی اسیدهای چرب به چند دسته زنجیره کوتاه، زنجیره متوسط و زنجیره بلند یا اسیدهای چرب اشباع­شده، اسیدهای چرب تک‌اشباع‌نشده و اسیدهای چرب چنداشباع‌نشده تقسیم می‎شوند
 (Kostik Memeti & Bauer, 2013;
Guan et al., 2016). تغذیه گیاهان و ارقام آن‏ها از عواملی هستند که تعادل بین محیط و خصوصیات ژنتیکی گیاه را تنظیم می‏کنند. مهم‏ترین عامل تعیین‏کننده اسیدهای چرب ژنوتیپ است؛ اما فاکتورهای محیطی نیز در طول پرشدن دانه می‏توانند درصد روغن و اسیدهای چرب را تحت‌تأثیر قرار دهند (Tohidi Moghadam et al., 2011).

باتوجه‌به موارد بالا، این پژوهش باهدف بررسی تأثیر الگوهای مختلف آرایش فضایی و مقادیر مختلف کود نیتروژن بر عملکرد، اجزای عملکرد و پروفایل اسیدهای چرب آفتابگردان انجام شد.

مواد و روش‌ها

این آزمایش به‌صورت کرت‏های خرد­شده در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در سال زراعی 1400 در مزرعه زراعی شهر دیزج دیز شهرستان خوی استان آذربایجان غربی با مشخصات جغرافیایی ۳۸ درجه، ۲۵ دقیقه و ۲۳ ثانیه شمالی و ۴۵ درجه، ۰ دقیقه و ۱۹ ثانیه شرقی با ارتفاع ۱۲۱۲ متر از سطح دریا اجرا شد. الگوهای مختلف کشت در پنج سطح (کشت مربعی، کشت مستطیلی معمولی، کشت مستطیلی پهن، کشت مثلث متساوی‌الاضلاع و کشت درهم) به‌عنوان کرت‌های اصلی (شکل 1) و کاربرد سطوح مختلف نیتروژن به‌صورت کود شیمیایی اوره در سه سطح (کاربرد ۱۰۰ درصدی نیاز کودی گیاه (150 کیلوگرم نیتروژن در هکتار)، کاربرد ۷۵ درصد نیاز کودی گیاه و کاربرد نصف نیاز کودی گیاه) در کرت‌های فرعی قرار گرفتند. قبل از انجام آزمایش برای تعیین مشخصات فیزیکوشیمیایی خاک مزرعه، از خاک مزرعه نمونه‌برداری و به آزمایشگاه تخصصی ارسال شد و کاربرد کود نیتروژن بر اساس نتایج آزمون خاک (جدول 1) و توصیه کودی بر اساس تیمارهای آزمایشی اعمال شد.

جدول 1- خصوصیات فیزیکوشیمیایی خاک مزرعه

Table 1. Farm soil physicochemical properties

کشت بذرها در اردیبهشت‌ماه ۱۴۰۰ صورت گرفت. برای این منظور در فروردین‌ماه، عملیات شخم‌زنی مزرعه، دیسک و مسطح­کردن زمین انجام شد. دو متر بین کرت‏های اصلی، یک متر بین کرت‏های فرعی فاصله در نظر گرفته شد. هر واحد آزمایشی شامل ۳۶ متر مربع بود. مشخصات الگوهای فضایی کشت در جدول 2 و شکل 1 ارائه شده­اند. تیمارهای کودی به‌صورت سرک در سه مرحله (در مرحله ۳ برگی، مرحله ساقه­دهی و قبل از گلدهی) اعمال شدند. در این پژوهش از رقم لوانته آفتابگردان استفاده شد. این رقم هیبریدی میان‌رس، با دوره رسیدگی ۱۲۵ روزه بوده که با شرایط مختلف محیطی و انواع خاک سازگاری دارد. کلیه اقدامات داشت از قبیل وجین علف‌های هرز، مبارزه با آفات و بیماری‌های احتمالی در صورت نیاز و آبیاری به‌صورت مکرر باتوجه‌به نیاز گیاه به روش مرسوم در منطقه انجام شد.

جدول 2- مشخصات الگوهای مختلف آرایش فضایی

Table 2. Characteristics of different patterns of spatial arrangement

برای بررسی علمی اثر تیمارهای مورد بررسی با حذف اثر حاشیه بعد از رسیدگی و پرشدن دانه، اقدام به نمونه‏برداری شد و صفات وزن خشک برگ، وزن خشک ساقه، وزن خشک طبق، تعداد دانه در طبق، وزن هزار دانه، عملکرد بذر و پروفایل اسیدهای چرب، اسیدهای چرب مهم (اسید اولئیک، اسید لینولئیک، اسید پالمیتیک و اسید استئاریک)، مجموع اسیدهای چرب غیر اشباع (اسید اولئیک و اسید لینولئیک) و اشباع (اسید پالمیتیک و اسید استئاریک) اندازه‏گیری شد.

تعیین درصد اسیدهای چرب با استفاده از کروماتوگرافی گازی مجهز به آشکارساز یونش شعله‏ای

نمونه‌های روغن را ابتدا با ورتکس کاملاً همگن کرده و 100 میلی­گرم از هر نمونه به‌دقت توزین شد. سپس چربی با افزودن سه میلی‌لیتر هیدروکسید پتاسیم متانولی (دو مولار) صابونی شد و بعد با افزودن پنج میلی‌لیتر اسیدسولفوریک متانولی (12% حجمی /حجمی) به متیل استر تبدیل شد. متیل­استر اسیدهای چربی در یک میلی‌لیتر هپتان نرمال استخراج و جهت آنالیز پروفایل اسیدهای چرب یک میکرولیتر از فاز هپتان نرمال به دستگاه کروماتوگرافی گازی تزریق شد. جهت شناسایی تک‌تک اسیدهای چرب از مخلوط استاندارد اسیدهای چرب ساخت شرکت سیگما با مقایسه زمان بازداری استفاده شد. دستگاه کروماتوگرافی گازی مدلAgilent-6890  ساخت کمپانی Agilent آمریکا، مجهز به دریچه تزریق کاپیلاری، ستون کاپیلاری ویژه تجزیه اسیدهای چرب (Stabil-wax)  به طول 30 متر و قطر داخلی 32/0 میلی‌متر و فاز ساکن به ضخامت 25/0 میکرومتر و آشکارساز یونش شعله‌ای (FID) است. دمای اولیه آون در 75 درجه سانتی‌گراد به مدت یک دقیقه نگه داشته شده و بعد با سرعت 25 درجه سانتی‌گراد بر دقیقه تا 240 درجه سانتی‌گراد افزایش می‌یابد و هشت دقیقه در همان دما می­ماند. از گاز نیتروژن به‌عنوان گاز حامل و آراینده به­ترتیب با سرعت جریان یک و 45 میلی‌لیتر بر دقیقه استفاده شد. دمای دریچه تزریق در 250 درجه سانتی‌گراد و دمای آشکارساز در 280 درجه سانتی‌گراد تنظیم شده بودند. پردازش داده‌های دستگاه با استفاده از نرم‌افزار Chemstation در محیط ویندوز انجام شد. برای تهیه آب دو بار تقطیر از دستگاه GFL-2104 ساخت کمپانی GFL آلمان استفاده شد. سانتریفوژ نمونه‌ها با دستگاه سانتریفوژ با دور (5000 دور بر دقیقه) ساخت کمپانی Hettich آلمان انجام شد. گازهای نیتروژن و هیدروژن مورد استفاده برای آنالیز با دستگاه کروماتوگرافی گازی با خلوص تجزیه‌ای 999/99% از شرکت اکسیژن سبلان نمایندگی شرکت Air Product انگلستان تهیه شدند. هوای فشرده از شرکت اکسیژن گاز ارومیه گاز فراهم شد. حلال‌های کلروفرم، هپتان نرمال و متانول با خلوص بالا از شرکت کالدون کانادا تهیه شده و بدون تخلیص مجدد مورد استفاده قرار گرفته‌اند. اسیدسولفوریک و هیدروکسید پتاسیم از شرکت مرک آلمان تهیه شدند.

بعد از اطمینان از نرمال­بودن باقی‏مانده داده‏ها تجزیه‌وتحلیل داده‌ها مطابق روش تجزیه واریانس با رویه GLM از برنامه آماری SAS ^[1] و برای ترسیم نمودارها از نرم­افزار Excel استفاده شد و همچنین مقایسه میانگین‌های صفات مورد بررسی به روش آزمون LSD^[2] در سطح احتمال پنج درصد انجام گرفت.

نتایج و بحث

وزن خشک برگ، ساقه و طبق

نتایج جدول تجزیه واریانس نشان داد که وزن خشک برگ و ساقه آفتابگردان تحت ‌تأثیر برهم‌کنش آرایش کاشت و کود در سطح احتمال یک درصد قرار گرفت؛ درحالی‌که برهم‏کنش آرایش کاشت و کود تأثیر معنی‌داری روی وزن خشک طبق نشان داد (جدول 3). این درحالی است که اثرات اصلی آرایش کاشت و کود تأثیر معنی‏داری در سطح احتمال یک درصد روی وزن خشک طبق داشت (جدول 3). نتایج حاصل از مقایسه میانگین نشان داد که آرایش کاشت مثلثی و سپس آرایش کاشت مربعی نسبت به بقیه آرایش‌های کاشت، بالاترین میزان وزن خشک برگ و ساقه را داشت و کمترین آنها مربوط به آرایش کاشت مستطیلی پهن بود (جدول 4). نتایج مقایسه نشان داد که بیش‏ترین وزن خشک برگ و ساقه در آرایش کاشت مثلثی در هر سه سطح کاربرد نیتروژن به­دست آمد درحالی‌که کمترین مقدار آن برای وزن خشک برگ (184 گرم در بوته) و ساقه (185 گرم در بوته) از تیمار آرایش کاشت مستطیل پهن با کاربرد 50 درصد نیاز کودی به­دست آمد (جدول 4). آرایش کاشت مثلثی نسبت به آرایش کاشت مستطیلی پهن سبب افزایش 30 درصدی وزن خشک برگ و وزن خشک ساقه شد (جدول 4). بررسی اثرات اصلی آرایش‏های کاشت نشان داد که بیش‏ترین وزن خشک طبق از آرایش کشت مثلثی به­دست آمد (شکل 2) و همچنین کاربرد 100 درصدی نیاز کودی نیتروژن نسبت به سایر سطوح وزن خشک طبق بالاتری تولید کرد (شکل 2). فاصله خطوط کشت یکی از مهم‏ترین متغیرهای مدیریتی می‏باشد که روی جذب مواد غذایی و در نهایت روی رشد گیاه تأثیر می‏گذارد
 (Ahmad Khan et al., 2020). سیستم مثلثی فضای بازتری برای گیاهان زراعی فراهم می‏کند. گزارش شده که با افزایش فاصله ردیف کاشت از ۶۰ به ۷۵ سانتی‌متر، وزن خشک ساقه حدود ۲۰ درصد و وزن خشک برگ حدود 5/8 درصد افزایش یافت (Poursakhy & Kanjehpour, 2014)، همچنین گزارش کردند که با کاهش فاصله بوته روی ردیف کاشت از ۱۸ به ۱۲ سانتی‌متر، وزن خشک ساقه حدود ۲۵/۶ درصد و وزن خشک برگ 29 درصد کاهش یافت. دلیل اصلی آن را کاهش درصد نفوذ نور به کانوپی، فضای کمتر برای رشد و توسعه برگ‌ها، کاهش سطح فتوسنتزکننده و افزایش رقابت بین بوته‌ها برای جذب آب و عناصر غذایی بیان کردند. وزن خشک برگ با وزن خشک ساقه، وزن خشک طبق، تعداد دانه در طبق، وزن هزار دانه و عملکرد دانه همبستگی مثبت و معناداری نشان داد (جدول 11).

جدول 3- تجزیه واریانس برخی از صفات آفتابگردان تحت‌ تأثیر کود و آرایش فضایی.

Table 3. Analysis of variance for some sunflower traits as affected by fertilizer and spatial arrangement.

ns و ٭٭ به­ترتیب نشانگر عدم معنی‌داری و معنی­دار­بودن در سطح احتمال یک درصد می­باشد.

ns and ** mean non-significant and significant at 1% probability level, respectively.

جدول 4- مقایسه میانگین برخی از صفات آفتابگردان تحت‌تأثیر کود و آرایش فضایی.

Table 4. Mean comparison of some sunflower traits as affected by fertilizer and spatial arrangement.

میانگین­های دارای حروف مشترک در هر ستون تفاوت معنی­داری را در سطح احتمال یک درصد نشان نمی­دهند.

Means with the same letters in each column are not significantly different at the 1 % probability level.

شکل 2- اثرات اصلی الگوهای فضایی کشت (a) و مقادیر کودی (b) روی وزن خشک طبق آفتابگردان.

Figure 2. Main effects of cultivation spatial patterns (a) and fertilizer amounts (b) on head dry weight in sunflower.

تعداد دانه در طبق، وزن هزار دانه و عملکرد دانه

جدول تجزیه واریانس نشان داد که برهم‌کنش عوامل مورد بررسی تأثیر معنی‌داری روی تعداد دانه در طبق، وزن هزار دانه و عملکرد دانه آفتابگردان در سطح احتمال یک درصد داشت (جدول 5).

مقایسه میانگین‏های برهم‌کنش آرایش فضایی کشت و مقدار تأمین کود مورد نیاز نشان داد که بیش‏ترین تعداد دانه در طبق از کاربرد 50 درصدی نیتروژن در سیستم کشت مثلثی با 858 عدد دانه در هر طبق به­دست آمد (جدول 6) که با مقادیر کاربردی 75 و 100 درصدی نیتروژن مورد نیاز در همان سیستم به­ترتیب با 860 و 856 عدد دانه در هر طبق در یک گروه آماری قرار گرفت (جدول 6). بیش‏ترین وزن هزار دانه نیز با 138 گرم در تیمار کشت مثلثی با کاربرد 50 درصدی نیتروژن مورد نیاز آفتابگردان تولید شد (جدول 6) که با تیمارهای کشت مثلثی با کاربرد 75 و 100 درصدی نیتروژن مورد نیاز در یک گروه آماری قرار گرفت (جدول 6). نتایج مقایسه میانگین نشان داد که عملکرد دانه در تیمارهای کشت مثلثی در هر سه سطح کاربردی نیتروژن نسبت به سایر تیمارها بیشتر بود (جدول 6).

میانگین­های دارای حروف مشترک در هر ستون تفاوت معنی­داری را در سطح احتمال یک درصد نشان نمی­دهند.

Means with the same letters in each column are not significantly different at the 1 % probability level.

نتایج داده‌های اجزای عملکرد نشان داد که بیشترین شاخص‌های عملکردی در آرایش کاشت مثلثی و کمترین آنها در آرایش کاشت مستطیلی پهن مشاهده شد (جدول 6). در آرایش کاشت مثلثی نسبت به آرایش کاشت مستطیلی پهن برای صفت تعداد دانه در طبق 30 درصد، عملکرد دانه 29 درصد و وزن هزار دانه 29 درصد افزایش داشت (جدول 6). با مطالعه اثر آرایش‌های کاشت بر عملکرد و اجزای عملکرد دانه و برخی خصوصیات زراعی نخود گزارش شد که آرایش کاشت تأثیر معنی‌داری بر عملکرد و تعداد دانه در غلاف نداشت؛ درحالی‌که این عامل بر تعداد غلاف در بوته و وزن هزار دانه اثر معنی‌داری داشت
 (Biabani, 2009). به‌علاوه نتایج این تحقیق نشان داد که میانگین عملکرد دانه در تمامی کشت‏های مربعی نسبت به کشت مستطیلی بیشتر بود که با نتایج ما مطابقت داشت. حداکثر استفاده گیاهان از منابع و وقوع دیرتر رقابت در نتیجه استفاده از فضای مناسب در تمام دوران رشد، دلیل این امر اعلام شد
 (Biabani, 2009). در تحقیق دیگری در مورد اثر فواصل بین و روی ردیف بر عملکرد گلرنگ مشاهده شد که اثر فاصله بوته روی ردیف بر تعداد دانه در بوته منفی بوده؛ ولی تعداد دانه در طبق، تحت ‌تأثیر فواصل بوته روی ردیف‌های کشت قرار نگرفت
 (Pourhadian, & Khajehpour, 2010). با افزایش فاصله خطوط کشت، تعداد طبق در بوته و تعداد دانه در طبق افزایش می‌یابد (Sajedi et al., 2009). افزایش عملکرد آفتابگردان در پاسخ به ردیف‏های باریک ارتباط نزدیکی با بهبود رهگیری نور در دوره حساس (گلدهی) برای پرشدن دانه دارد
 (Andrade et al., 2002). فضای بین ردیف‏ها در مطالعه‏ای روی سویا نشان داد که تأثیر قابل ‌توجهی روی عملکرد آن دارد (Flajšman et al., 2019)؛ به‎طوری­که در ردیف‏های باریک‏تر عملکرد دانه نسبت به ردیف‏های پهن بیشتر بود
 (Kocjan Ačko & Trdan, 2008). کاهش فاصله بین ردیف در تراکم برابر گیاه، باعث کاهش رقابت درون‌گونه‌ای گیاه زراعی در دریافت تشعشع خورشیدی و تولید زیست‌توده می‏شود (Andrade et al., 2002). عملکرد دانه با وزن خشک برگ، وزن خشک ساقه، وزن خشک طبق، تعداد دانه در طبق و وزن هزار دانه همبستگی مثبت و معناداری نشان داد و افزایش عملکرد دانه می‏تواند به دلیل افزایش صفات مذکور باشد (جدول 11).

ترکیب اسیدهای چرب

نتایج حاصل از جدول تجزیه واریانس نشان داد که اثر متقابل عوامل مورد بررسی تأثیر معنی‏داری در سطح احتمال یک درصد روی پروفایل اسیدهای چرب روغن آفتابگردان گذاشت (جدول 7).

جدول 7- تجزیه واریانس ترکیب اسیدهای چرب آفتابگردان تحت‏‏تأثیر کود و آرایش فضایی.

Table 7. Analysis of variance for sunflower fatty acids profile affected by fertilizer and spatial arrangement.

٭٭ نشانگر معنی­دار­بودن در سطح احتمال یک درصد می­باشد.

** means significant at 1% probability level.

همچنین مقادیر ارزیابی­شده اسید چرب مهم، اسید چرب اشباع، غیر اشباع، غیر چرب اشباع و نسبت اسید چرب اشباع به غیر اشباع نشان داد که در تمامی اثرات اصلی و متقابل دوگانه بین تیمارها در سطح یک درصد تفاوت معنی‌داری وجود داشت (جدول 9). جدول مقایسه میانگین‏ها نشان داد که بیش‏ترین مقدار اسید چرب اسید پالمتیک از تیمار کشت مستطیلی معمولی با کاربرد 100 درصدی نیتروژن با 45/12 درصد به­دست آمد (جدول 8)، درحالی‌که اسید استئاریک در تیمار کشت درهم با کاربرد 50 درصدی نیاز آفتابگردان (03/5 درصد) نسبت به سایر تیمارها بیش‏تر بود (جدول 8). مقایسه میانگین تیمارها نشان داد که اسید اولئیک در تیمار کشت مثلثی با کاربرد 50 درصدی نیتروژن با 95/44 درصد بیشتر از سایر تیمارها بود (جدول 8)؛ ولی تیمار کشت مستطیلی پهن با کاربرد 75 درصدی نیتروژن با تولید 37/51 درصد اسید لینولئیک، بیشتر از بقیه تیمارها اسید لینولئیک داشت (جدول 8). نتایج حاصله نشان داد که اسیدهای چرب غیر اشباع و اشباع در آرایش‌های متفاوت کاشت و نیتروژن متفاوت بود؛ به­طوری­که بیشترین نسبت اسید چرب اشباع به غیر اشباع در آرایش کاشت مستطیل پهن با کود مصرفی 100 کیلوگرم در هکتار و کمترین آن در آرایش کاشت مستطیل پهن با میزان کود مصرفی 75 کیلوگرم در هکتار مشاهده شد (جدول 10). اسیدهای چرب غیر اشباع، واکنش‌پذیری متفـاوتی بـه کاربرد کودهای آزمایش داشـتند (جدول 10). در بـین اسـیدهای چـرب غیر اشباع، اسیدلینولئیک و اسید پالمیتیک به­ترتیـب بـیشتـرین و کمترین مقدار را نشان دادند (جدول 8). اسید پالمتیک با محتوی اسید اولئیک و اسیدهای چرب غیر اشباع همبستگی منفی و معنادار با اسیدهای چرب اشباع و نسبت اسیدهای چرب اشباع به غیر اشباع همبستگی مثبت و معناداری نشان داد (جدول 11)؛ درحالی‏که اسید اولئیک با اسید لینولئیک، اسیدهای چرب اشباع و نسبت اسیدهای چرب اشباع به غیر اشباع همبستگی منفی و معناداری دارد (جدول 11). همچنین اسید لینولئیک با درصد اسیدهای چرب مهم همبستگی مثبت و معنی­داری نشان داد (جدول 11).

جدول 8- مقایسه میانگین پروفایل اسیدهای چرب آفتابگردان تحت ‏‏تأثیر کود و آرایش فضایی.

Table 8. Mean comparison of sunflower fatty acids profile affected by fertilizer and spatial arrangement.

میانگین­های دارای حروف مشترک در هر ستون تفاوت معنی­داری را در سطح احتمال یک درصد نشان نمی­دهند.

Means with the same letters in each column are not significantly different at the 1 % probability level.

نیتروژن عنصر ضروری برای رشد و نمو گیاهان و عنصر اصلی افزایش‌دهنده عملکرد است. اسیدهای چرب دانه نوع و میزان اسیدهای چرب موجود در روغن، کیفیت آن را نشان می‌دهد. افزایش میزان اسیدهای چرب غیر اشباع از جمله اسید اولئیک و اسید لینولئیک مرغوبیت روغن را بالا می‌برد. مهم‌ترین اسید چرب غیر اشباع از نظر تغذیه اسید لینولئیک است. این اسید چرب در بدن تولید نمی‌شود، ازاین‌رو باید از طریق جیره غذایی تأمین شود. اسید اولئیک نیز یکی از اسیدهای چرب غیر اشباع مهم است که علاوه بر اهمیتی که در تغذیه دارد، مقاومت بالایی در برابر اکسیداسیون داشته و برای مصارف پخت‌وپز بسیار مناسب است. آفتابگردان گیاهی پرنیاز و کودپذیر بوده و در طول دوره رشدی خود مقادیر قابل‌ توجهی عناصر غذایی از خاک برداشت می‏کند، به‌طوری‌که کشت آن در خاک‏های فقیر و عدم مصرف متعادل عناصری مانند نیتروژن می‏تواند با تحت‌تأثیر قراردادن سودمندی کاربرد سایر عناصر، منجر به کاهش عملکرد کمی و کیفی این گیاه شود، از طرفی مصرف بیش از اندازه کودهای نیتروژنی در زراعت آفتابگردان نه‌تنها آسیب‏های وارده به محیط ‌زیست را افزایش می‏دهد بلکه بر کیفیت دانه‏ها تأثیر نامطلوبی داشته و سبب کاهش میزان روغن آن می‏شود (Jami et al., 2017). میزان روغن و ترکیب اسیدهای چرب از مهم‏ترین عوامل در ارزیابی و توصیف دانه‏های روغنی هستند، به‌طوری‌که روغن‏های گیاهی با درصد بالای اسیدهای چرب غیر اشباع حساسیت بیش‏تری به اکسید­شدن دارند (Rezvani Moghaddam & Seyyedi, 2017). فاکتورهایی مثل نوع واریته، خاک، شرایط آب‌وهوایی و فاکتورهای گیاهی ترکیب اسیدهای چرب را در روغن‏های گیاهی تحت ‌تأثیر قرار می‏دهند
 (Moradi Telavat & Siadat, 2012). تغذیه گیاهان و ارقام آن‏ها از عواملی هستند که تعادل بین محیط و خصوصیات ژنتیکی گیاه را تنظیم می‏کنند. در آزمایشی روی آفتابگردان گزارش شده است که کاربرد کود نیتروژن اثر معنی‏داری روی محتوی پروتئین و اسیدهای چرب اولئیک، لینولئیک و پالمتیک داشت و باعث افزایش مقادیر آن‏ها شد (Li et al., 2017). اسیدهای چرب اشباع با اسیدهای چرب غیر اشباع همبستگی منفی و معنادار و با نسبت اسیدهای چرب اشباع به غیر اشباع همبستگی مثبت و معناداری نشان داد (جدول 11).

جدول 9- تجزیه واریانس ترکیب اسیدهای چرب مهم، اشباع و غیر اشباع آفتابگردان تحت‏‏تأثیر کود و آرایش فضایی.

Table 9. Analysis of variance for sunflower important, saturated, and saturated fatty acids profile affected by fertilizer and spatial arrangement.

٭٭ نشانگر معنی­دار­بودن در سطح احتمال یک درصد می­باشد.

** means significant at 1% probability level.

جدول 10- مقایسه میانگین اسیدهای چرب مهم، اشباع و غیر اشباع آفتابگردان تحت ‏تأثیر کود و آرایش فضایی.

Table 10. Mean comparison of sunflower important, saturated, and saturated fatty acids profile affected by fertilizer and spatial arrangement.

میانگین­های دارای حروف مشترک در هر ستون تفاوت معنی­داری را در سطح احتمال یک درصد نشان نمی­دهند.

Means with the same letters in each column are not significantly different at the 1 % probability level.

جدول 11- ضرایب همبستگی بین صفات مورد بررسی.

Table 11. Correlation coefficients between studied traits.

A: وزن خشک برگ، B: وزن خشک ساقه، C: وزن خشک طبق، D: تعداد دانه در طبق، E: وزن هزار دانه، F: عملکرد دانه، G: اسید پالمتیک، H: اسید استئاریک، I: اسید اولئیک، J: اسید لینولئیک، K: اسیدهای چرب‏ مهم، L: اسیدهای چرب اشباع، M: اسیدهای چرب غیر اشباع، N: نسبت اسیدهای چرب اشباع به غیر اشباع. * و ** به­ترتیب نشان از وجود همبستگی در سطح احتمال پنج و یک درصد می‏باشد.

A: Leaf dry weight, B: Stem dry weight, C: Head dry weight, D: Number of grains per head, E: 1000 grain weight, F: Grain yield, G: Palmitic acid, H: Stearic acid, I: Oleic acid, J: Linoleic acid, K: Total important fatty acids, L: Saturated fatty acids, M: Unsaturated fatty acids, N: Saturated fatty acids/unsaturated fatty acids. * and ** indicate significant correlation 5% and 1% probability levels, respectively.

نتیجه‌گیری کلی

نتایج این پژوهش نشان داد که عملکرد و اجزای عملکرد در سیستم کشت مثلثی بیش‏تر از سایر سیستم‏های مورد بررسی بود؛ به‌طوری‌که تعداد دانه در طبق، وزن هزار دانه و عملکرد دانه در سیستم کشت مثلثی به­ترتیب 75/22، 59/22 و 17/22 درصد از سیستم کشت مستطیل معمولی بیشتر بود. به­علاوه نتایج نشان داد که با کاهش مصرف نیتروژن تا 50 درصد در سیستم کشت مثلثی، عملکرد کاهش معنی‏داری با کاربرد 100 درصدی در این سیستم نداشت. همچنین در ارتباط با خصوصیات کیفی روغن آفتابگردان، نتایج نشان داد کمترین میزان اسیدهای چرب اشباع (اسید پالمیتیک و اسید استئاریک) و بیشترین مقدار اسیدهای چرب غیر اشباع (اسید اولئیک و اسید لینولئیک) در تیمار آرایش کشت مستطیلی پهن و کاربرد 75 درصدی نیتروژن به­دست آمد. لذا استفاده از آرایش فضایی کشت مثلثی جهت افزایش کمیت و استفاده از سیستم کاشت مستطیلی پهن جهت افزایش کیفیت به‌عنوان بهترین سیستم‌های کشت برای آفتابگردان معرفی می‏شوند.

REFERENCES

1. Adeleke, B.S., & Babalola, O.O. (2020). Oilseed crop sunflower (Helianthus annuus) as a source of food: Nutritional and health benefits. Food Science & Nutrition, 8(9), 4666–4684.
2. Ahmad Khan, B., Ali, A., Ather Nadeem, M., Elahi, A., Adnan, M., Nohsin Amin, M., Fraz Ali, M., Waqas, M., Aziz, A., Hasif Sohail, M., Wahab, A., Abdullah Khan, T., Yousaf, H., & Shozib Javed, M. (2020). Impact of planting date and row spacing on growth, yield and quality of soybean: A Review. Journal of Biodiversity and Environmental Sciences (JBES), 17(2), 121-129.
3. Al-Snafi, A.S. (2018). The pharmacological effects of Helianthus annuus: A review. Indo American Journal of Pharmaceutical Sciences, 5, 3.
4. Andrade, F.H., Calvino, P., Cirilo, A., & Barbieri, P. (2002). Yield responses to narrows rows depend on increased radiation interception. Agronomy Journal, 94, 975–980.
5. Ara, M., Barbeito, I., Elfving, B., Johansson, U., & Nilsson, U. (2021). Varying rectangular spacing yields no difference in forest growth and external wood quality in coniferous forest plantations. Forest Ecology and Management, 489, 119040.
6. Behrooz, E., Rahmanian, M., Heidarpour, O., & Shahriari, M.H. (2017). Effect of vermicompost and spent mushroom compost on the nutrient and essential oil composition of basil (Ocimum basilicum). Journal of Essential Oil Bearding Plants, 20(5), 1283-1292.
7. Biabani, A. (2009). Agronomic performance of intercropped wheat cultivars. Asian Journal of Plant Sciences, 8(1), 78-81.‏
8. Bonciu, E., Pandia, O., Olaru, A. L., Saracin, I., & Rosculete, E. (2020). Some aspects regarding the genetic and biotechnological progress of the Helianthus annuus Management, Economic Engineering in Agriculture & Rural Development, 20(1), 105–110.
9. Dorni, C., Sharma, P., Saikia, G., & Longvah, T. (2018). Fatty acid profile of edible oils and fats consumed in India. Food chemistry, 238, 9-15.
10. Flajšman, M., Šantavec, I., Kolmanič, A., & Kocjan Ačko, D. (2019). Bacterial seed inoculation and row spacing affect the nutritional composition and agronomic performance of soybean. International Journal of Plant Production, 13, 183−192.
11. Food and Agriculture Organization. (2021). Data, Crops, Retrieved June, 17, 2021, from http://www.fao.org/faostat/en/#data/QC.
12. Guan, M., Chen, H., Xiong, X., Lu, X., Li, X., Huang, F., & Guan, C. (2016). A study on triacylglycerol composition and the structure of high-oleic rapeseed oil. Engineering, 2, 258-262.
13. Jami, M.G., Ghalavand, A., Modarres-Sanavy, S.M.A., & Mokhtassi-Bidgoli, A. (2017). Evaluation of agronomic characteristics and seed quality of sunflower in response to different regimes of nitrogen, irrigation and zeolite. Journal of Crops Improvement, 9(4), 1011-1031. (In Persian)
14. Kocjan Ačko, D., & Trdan, S. (2008). Influence of row spacing on the yield of ten cultivars of soybean (Glycine max Merrill). Acta Agriculturae Slovenica, 93, 43−50.
15. Kostik, V., Memeti, S., & Bauer, B. (2013). Fatty acid composition of edible oils and fats. Journal of Hygienic Engineering and Desing, 4, 112–116.
16. Li, W.P., Shi, H.B., Zhu, K., Zheng, Q., & Xu, Z. (2017). The quality of sunflower seed oil changes in response to nitrogen fertilizer. Agronomy Journal, 109(6), 2499-2507.
17. Moradi Telavat, M.R., & Siadat, S.A. (2012). Introduction and production of oilseed crops. Tehran, Iran: Education and Promotion of Agriculture Press. (In Persian)
18. (2012). Sunflower fertility. from www.canadasunflower.com/wp-content/uploads/2012/11/Fertility.pdf
19. Pourhadian, H., & Khajehpour, M.R. (2010). Effect of row spacing and planting density on some agronomic characteristics of safflower cv. Kooseh a local variety from Isfahan in summer planting. Iranian Journal of Crop Science, 11(4), 381-392. (In Persian)
20. Poursakhy, N., & Khajehpour, M. (2014). Effect of planting pattern and plant density on growth and yield of sunflower (Hisun-36 hybrid). Applied Field Crops Research, 27(104), 54-61.
21. Rezvani Moghaddam, P., & Seyyedi, S.M. (2017). Evaluation of germination characteristics of sesame cultivars (Sesamum indicum) seeds as related to fatty acids composition. Iranian Journal of Seed Science and Technology, 5(2), 119-131. (In Persian)
22. Saeed, M. (1994). Crop water requirements and irrigation systems. E. Bashir and R. Bantel, eds. Crop production. National Book Foundation, Islamabad, Pakistan, 48-83.
23. Sajedi, N.A., Ardakani, M.R., Madani, H., Naderi, A., & Miransari, M. (2011). The effects of selenium and other micronutrients on the antioxidant activities and yield of corn (Zea mays) under drought stress. Physiology and Molecular Biology of Plants, 17(3), 215-222.‏
24. Saleem, M.F., Ma, B.L., Malik, M.A., Cheema, M.A., & Wahid, M.A. (2007). Yield and quality response of autumn-planted sunflower (Helianthus annuus) to sowing dates and planting patterns. Canadian Journal of Plant Science, 101-109.
25. Semsettin Tan, A., & Kaya, Y. (2019). Sunflower (Helianthus annuus) genetic resources, production and researches in Turkey. EDP science, 26, 21.
26. Soares, E., Hamid, A., & Mangkoedihardjo, S. (2021). Phytoremediation of zinc polluted soil using sunflower (Helianthus annuus). Journal of Phytology, 13, 9-12.
27. Tahmasebi, D., Zarghami, R., Azghandi, A.V., & Chaichi, M. (2011). Effects of nanosilver and nitroxin biofertilizer on yield and yield components of potato minitubers. International Journal of Agriculture and Biology, 13, 986–990.
28. Tohidi Moghadam, H., Zahedi, H., & Ghooshchi, F. (2011). Oil quality of canola cultivars in response to water stress and super absorbent polymer application. Pesquisa Agropecuária Tropical, 41(4), 579-586.

[1] Statistical Analysis System

[2] Least Significant Difference