Effect of Deficit Irrigation on Grain Yield and Quality Characteristics of Oil content of Sunflower (Helianthus annus L.)

. مقدمه

آفتابگردان (Helianthus annus L.) یکی از دانه‏های روغنی عمده در جهان است که به‏دلیل مناسب­بودن نیازهای زراعی، عملکرد بالای روغن، بالا­بودن ارزش غذایی و نداشتن عوامل ضد تغذیه‏ای، سطح زیر کشت آن افزایش یافته است
 (Machekposhti et al., 2017). کشور ایران برای رفع نیازهای داخلی سالانه میلیون‏ها دلار صرف واردات روغن‏های گیاهی و کنجاله دانه‏های روغنی می‏کند و متأسفانه 90 درصد روغن خوراکی مورد نیاز کشور از محل واردات تأمین و تنها 10 درصد روغن در کشور تولید می‏شود ( Kazemalilou et al., 2017). بنابراین، کاهش واردات روغن‏های گیاهی مستلزم برنامه‏ریزی همه‏جانبه و اصولی در زمینه حمایت از توسعه کشت دانه‏های روغنی می‏باشد. کم‏آبی ملایم از عوامل اصلی محدود‏کننده تولید آفتابگردان و کاهش‏دهندۀ عملکرد در مناطق خشک و نیمه‏خشک به‏شمار می‏آید (Moradi-Ghahderijani et al., 2017). با­این­حال میزان کاهش عملکرد، به­‏شدّت به کمبود آب و خصوصیات رقم بستگی دارد (Ghaffari et al., 2012). توانایی آفتابگردان در تحمل دوره‏های کوتاه تنش کمبود آب و با کاهش عملکرد در حد قابل قبول، یک خصوصیت ارزشمند برای این گیاه محسوب می‏شود؛ امّا دوره‏های طولانی‏مدّت کمبود شدید آب‏ مخصوصاً در مراحل حساس رشد، موجب کاهش معنی‏دار تولید دانه می­شود (Cheraghizade, 2018). از سوی دیگر ناخالصی‏های روغن نظیر رنگدانه‏ها، از جمله عوامل اصلی افزایش پراکسید در روغن خوراکی بوده و به‏نظر می‏رسد تحت تأثیر تنش‏های محیطی میزان آن‏ها در روغن افزایش می‏یابد. برای تهیه یک روغن با کیفیت خوب، رنگدانه‏های موجود در آن باید تا جای ممکن کاهش پیدا کنند. برخی ویژگی‏های کیفی روغن دانۀ آفتابگردان عبارتند از عدد یدی (وزن ید مصرفی برای اشباع‏سازی اتصال‏های مضاعف در 100 گرم روغن می‏باشد)، عدد صابونی (به میلی‏گرم هیدروکسید پتاسیمی گفته می‏شود که توسط یک گرم روغن جذب می‏شود و به­عنوان شاخصی برای بررسی وزن مولکولی یا طول زنجیره اسیدهای چرب موجود در چربی‏ها و لیپیدها استفاده می‏شود)، عدد پراکسید (مقدار محصولات اوّلیه اکسیداسیون روغن (هیدرو پراکسیدها)، در مراحل اوّلیه فساد اکسیداتیو را نشان می‏دهد، یعنی خیلی قبل‏تر از اینکه بو و طعم نامطلوب قابل درک شده باشند)، فسفر روغن (در روغن‏های گیاهی؛ همراه با تری‏گلیسرید، معمولاً مقداری فسفولیپید وجود دارد که در آن اسید­فسفریک (و در اکثر موارد همراه با ترکیباتی دیگر از جمله یک باز آمینه مثل کولین)، جایگزین یک مولکول اسید چرب شده است)، اسیدیته آزاد روغن (نشان‏دهندۀ میزان اسیدهای چرب آزاد برحسب اولئیک­اسید است و پارامتر مهّمی است که کیفیت روغن را تعریف و بر حسب درصد بیان می‏شود)، کلروفیل (رنگدانۀ سبزرنگی است که در روغن‏های تصفیه­نشده، شروع فرآیندهای فتوشیمیایی را تحت تأثیر قرار داده و تبدیل اکسیژن را به یک حالت منفرد که باعث اکسیداسیون اسیدهای چرب اشباع نشده می‏شود، تسهیل می‏کند) و کاروتنوئیدها (هیدروکربن‏های غیر اشباع و رنگدانه‏های زرد، نارنجی و قرمز محلول در چربی هستند که از هشت واحد ایزوپرن سنتز شده‏اند، بنابراین اسکلت ساختمانی آن‏ها از حدود 40 کربن تشکیل شده است). این ناخالصی‏ها طعم و مزه روغن را تغییر داده و موجب کاهش پایداری روغن در مقابل اکسیداسیون و در نتیجه کاهش زمان ماندگاری روغن می‏شوند و هدف اصلی از تصفیه روغن‏های خوراکی، جداسازی و کاهش ناخالصی‏های زیاد؛ از جمله اسیدهای چرب آزاد، ترکیبات صمغی و رنگدانه‏ها می‏باشد. با­این­حال، از­بین­بردن ناخالصی‏ها و سفید­کردن روغن، تبعات نامطلوبی هم دارد؛ چرا که موجب حذف ترکیباتی مانند کاروتن‏ها، فیتوسترول‏ها و اسکالن‏ها که جنبه‏های مفید تغذیه‏ای دارند، نیز می‏شوند (Mukasa et al., 2014). در پژوهش‏های دیگر از جمله
 (Alirezalu et al., 2011)، (Shirazi et al., 2018)، (Sha'bani et al., 2019) و (Hojjati, 2020) نیز به تأثیر ناخالصی‏ها در افزایش خاصیت فسادپذیری روغن اشاره شده است. لذا بررسی عواملی که در تعیین میزان ناخالصی‏های روغن تأثیرگذارند، حائز اهمیت است. با­توجه­به اینکه بخش وسیعی از اراضی زیر کشت ایران در شرایط آب و هوایی خشک و نیمه‏خشک با میانگین بارندگی سالانه حدوداً 240 میلی‏متر قرار دارند، پژوهش حاضر با هدف ارزیابی عملکرد و کیفیت روغن دانۀ ارقام مختلف آفتابگردان در­رابطه­با پاسخ به شرایط کم‏آبیاری اجرا شد.

2. روش‎شناسی پژوهش

پژوهش حاضر، به‌صورت کرت‏های ‏خرد­شده در قالب طرح پایه بلوک‏های کامل تصادفی با سه تکرار، در سال زراعی 1399 – 1398 در مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی صفی­آباد دزفول اجرا شد. دزفول یکی از شهرستان‏های شمالی استان خوزستان با طول جغرافیایی شرقی 48 درجه و 24 دقیقه شرقی و عرض جغرافیایی شمالی 32 درجه و 22 دقیقه، ارتفاع از سطح دریا 140 متر و متوسط بارندگی سالیانه آن نیز 250 میلی‏متر می‏باشد. نمونه‏برداری قبل از کشت از خاک مزرعه انجام و خصوصیات شیمیایی و فیزیکی خاک مزرعه آزمایشی، در جدول 1 آمده است.

جدول 1. خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک محل آزمایش.

کم‏آبیاری به­‌عنوان عامل اصلی (A) در سه سطح، شامل: آبیاری مطلوب (شاهد)، تنش ملایم رطوبتی (کم‏آبیاری متوسط) و تنش شدید رطوبتی (کم‏آبیاری شدید)، به‏ترتیب و بر اساس تخلیه 50 (A₁)، 70 (A₂) و 90 (A₃) درصد رطوبت قابل استفاده و رقم به­عنوان عامل فرعی (B) در شش سطح، شامل ارقام: (اسکار (B₁) (شاهد منطقه)، فلیکس (B₂)، ای اس شکیرا (B₃)، ای اس ساوانا (B₄)، لاباد (B₅)، و مونالیزا (B₆))، در نظر گرفته شدند. ارقام مورد بررسی آفتابگردان همگی از نوع هیبرید سینگل­کراس و خصوصیات آن‏ها نیز در جدول 2 ارائه شده است.

جدول 2. مشخصات ارقام مورد آزمایش.

منبع: شرکت شهید رجائی شهرستان دزفول.

کاشت در تاریخ بیست و سوم اسفندماه 1398 به‏صورت دستی، در تراکم 11 بوته در متر مربع و فواصل بین بوته‏ای 12 سانتی‏متر انجام شد. تا مرحله هشت­برگی، آبیاری‏ها بر اساس تخلیه 50 درصد رطوبت از ظرفیت زراعی خاک در عمق توسعه مؤثر ریشه (صفر تا 40 سانتی‏متر) در همه تیمارها انجام و از این مرحله به بعد تیمارهای آبیاری دقیقاً اعمال شد. عملیات آماده‏سازی زمین قبل از کشت به­صورت شخم، دو دیسک عمود برهم و ایجاد جوی و پشته انجام شد. هر کرت آزمایشی شامل چهار خط کاشت به­طول چهار متر با فاصله خطوط 75 سانتی‏متر بود. بین کرت‏ها در هر تکرار، دو متر و بین تکرارها نیز سه فارو کشت­نشده (به‏میزان 5/1 متر)، به‏عنوان فاصله در نظر گرفته شد. مراقبت‏های زراعی از جمله کوددهی و حذف علف‏های هرز، حسب نیاز انجام شد. به‏منظور تعیین درصد رطوبت خاک و زمان دقیق آبیاری در تیمارهای کم‏آبیاری، بلافاصله پس از آبیاری، به‏صورت روزانه و متوالی و با­استفاده­از آگر از عمق صفر تا 40 سانتی‏متری خاک، نمونه‏برداری و بلافاصله به آزمایشگاه خاک‏شناسی مرکز تحقیقات صفی‏آباد منتقل شد. پس از اندازه‏گیری وزن تر و خشک نمونه‏ها، از رابطۀ یک جهت تعیین درصد رطوبت وزنی استفاده شد.

پس از مشخص­شدن درصد رطوبت وزنی خاک، درصد رطوبت حجمی از حاصل ‏ضرب درصد رطوبت وزنی در وزن مخصوص ظاهری خاک (جدول 1) محاسبه و سپس با­استفاده­از رابطۀ دو، درصد آب قابل استفاده (D) (Martin et al., 1990) تعیین شد:

که در آن n تعداد نمونه خاک گرفته­شده از عمق مؤثر توسعه ریشه، FCi رطوبت خاک در ظرفیت مزرعه در نمونه i­ام، θi رطوبت خاک در نمونه i­ام و Wp رطوبت خاک در نقطه پژمردگی دائم می‏باشد و درصد تخلیه آب قابل استفاده نیز با­استفاده­از رابطۀ سه محاسبه شد (Vanclooster et al., 1994).

D  - 100 = تخلیه آب قابل استفاده (%)

پس از جداسازی دانه‏ها از طبق، دانه‏های پُر در پنج نمونه تصادفی طبق، شمارش و بعد از بوجاری به‏وسیلۀ ترازوی دیجیتالی با دقت 001/0 گرم توزین انجام، سپس میانگین آن‏ها محاسبه و ثبت شد. بعد از عملیات بوجاری نیز، دانه‏ها از طبق‏های برداشت­شده هر کرت در دمای حدود 40 درجه سانتی‏گراد تا رسیدن به وزن ثابت (رطوبت 14–13 درصد) در دستگاه آون قرار گرفته و سپس با ترازوی دیجیتال با دقت 01/0 گرم، برای تعیین عملکرد دانه در واحد سطح (تن در هکتار) توزین شدند. برای تعیین درصد روغن دانۀ آفتابگردان، از بذور به‏دست­آمده از هر کرت، یک نمونۀ تصادفی 10 گرمی جدا و پس از آسیاب­کردن، درصد روغن پودر دانه‏ها در آزمایشگاه، توسط دستگاه سوکسله (Model 2050) و استخراج پیوسته با­استفاده­از حلال غیر قطبی هگزان تعیین شد. برای تعیین اسیدیته روغن به 10 گرم از نمونه‏های روغن آفتابگردان، 50 میلی‏لیتر حلال اتانول: کلروفرم (به نسبت 50:50) اضافه، سپس در مجاورت معرف فنل فتالئین با پتاس یک­دهم نرمال تیتر شد.

که در این رابطه، N: نرمالیته، M: وزن مولکولی اسیداولئیک (282) و mL: حجم پتاس مصرفی می‌باشد. غلظت کلروفیل و کاروتنوئید نمونه‏های روغن آفتابگردان نیز با­استفاده­از روش Roca & Minguez (2001) و با­استفاده­از دستگاه اسپکتروفتومتر تعیین شد. برای اندازه‏گیری شاخص یدی، شاخص صابونی و ارزش پراکسید روغن دانۀ آفتابگردان، از روش انجمن شیمیدانان روغن آمریکا^[3] استفاده شد. همچنین مقدار فسفر روغن بر اساس استاندارد IUPAC با شمارۀ IID. 16. 20 از طریق خاکستر­کردن روغن و تهیۀ خاکستر محلول در اسید تعیین شد. میزان جذب توسط دستگاه اسپکتروفتومتر در طول موج 720 نانومتر اندازه­گیری شد. سپس با رسم منحنی استاندارد فسفات و مقایسه با نمونه‏های استاندارد، غلظت فسفر در هر نمونه تعیین شد (Paquot, 1970). در نهایت، تجزیه واریانس داده‎ها با ‌نرم­افزار 9.4 SAS انجام و میانگین‏ها نیز با­استفاده­از آزمون چند­دامنه‏ای دانکن در سطح احتمال پنج درصد مقایسه شدند.

3. یافته­های پژوهش و بحث

نتایج تجزیه واریانس داده‏ها نشان داد که اثرات کم‏آبیاری و رقم بر درصد روغن دانۀ آفتابگردان، فسفر روغن دانه و همچنین برهمکنش کم‏آبیاری و رقم بر شاخص یدی روغن دانه، شاخص صابونی روغن دانه، کلروفیل روغن دانه و درصد اسیدیته روغن دانه در سطح احتمال یک درصد و بر تعداد دانۀ پُر در طبق، وزن دانۀ پُر در طبق و عملکرد دانه، ارزش پراکسیداز روغن دانه و کاروتنوئید روغن دانه در سطح احتمال پنج درصد دارای تفاوت آماری معنی‏دار بود‏ (جدول تجزیه واریانس گزارش نشده است).

3-1. تعداد دانۀ پُر در طبق

بر اساس نتایج مقایسه میانگین برهمکنش کم‏آبیاری و رقم (جدول 4)، با کاهش رطوبت قابل استفاده برای گیاه، از تعداد دانه در هر طبق به‏میزان 69/45 درصد کاسته شد، به‏طوری‏که رقم اسکار در تیمار شاهد با میانگین 73/1687 و رقم شکیرا در تنش شدید کم‏آبیاری با میانگین 47/916، به‏ترتیب بیش‏ترین و کم‏ترین تعداد دانۀ پُر در هر طبق را تولید کردند. به‏نظر می‏رسد برخورد دوران رشد رویشی و زایشی گیاه با تنش رطوبتی، به‏ویژه در مرحله گل‏دهی و گرده‏افشانی، باعث خشک­شدن دانه‏های گرده، کلاله مادگی و اختلال در گرده افشانی شده و در نتیجه افزایش سقط گلچه‏های درون طبق، یکی از دلایل کاهش تعداد دانه در طبق بوده است. در پژوهشی مشابه نیز اظهار شده است که کمبود آب طی مرحله زایشی باعث کاهش قدرت مقصد[4] در جذب مواد فتوسنتزی شده و همین موضوع عاملی در اُفت تعداد گلچه‏های بارور طبق بوده است (Mojaddam, 2016). از طرف دیگر، با کاهش تولید و انتقال مواد فتوسنتزی و کاهش قطر طبق، از پتانسیل تولید دانه در طبق نیز کاسته می‏شود (Asadzadeh et al., 2017).

3-2. وزن دانۀ پُر در طبق

مقایسه میانگین‏های برهمکنش کم‏آبیاری و رقم (جدول 4)، نشان از کاهش 94/49 درصدی در وزن دانه‏ در طبق در اثر کم‏آبیاری داشت، به‏طوری‏که در تیمار شاهد ( بدون کم‏آبیاری)، رقم اسکار با 53/48 گرم، بیش‏ترین وزن دانه‏ در طبق و در تیمار کم‏آبیاری شدید، رقم شکیرا با 29/24 گرم، کم‏ترین وزن دانه‏ در طبق را به خود اختصاص دادند. رقم لاباد نیز در هر دو شرایط تنش کم‏آبیاری متوسط و شدید با میانگین وزن دانه‏های 11/40 گرم در هر طبق، بهترین عملکرد را در این صفت نسبت به سایر ارقام ایجاد کرد. در شرایط تنش کم‏آبیاری، رقم فلیکس با میانگین 22/3 درصد کاهش و رقم اسکار با میانگین 84/26 درصد کاهش در دامنه تغییرات 17/27-51/26 درصد در شرایط تنش متوسط و شدید، به‏ترتیب کم‏ترین و بیش‏ترین کاهش را در وزن دانه‏های هر طبق در بین ارقام مورد بررسی نسبت به حالت آبیاری معمول (شاهد) داشتند. گزارش شده است که کاهش رطوبت خاک در طول دورۀ رشد، به‏ویژه در مرحله زایشی، باعث نقصان فتوسنتز به‏عنوان مبدأ[5] مهم پر­شدن دانه و کاهش سرعت و طول دوره پر­شدن دانه و در نتیجه کاهش معنی‏دار وزن دانه‏ها در طبق می‏شود، در­صورتی­که تقاضای زیاد دانه‏ها (مقصد) همچنان وجود دارد
 (Karimi-Kakhaki & Sepehri, 2010). بنابراین، این احتمال وجود دارد که کم‏آبیاری با کاهش سطح برگ، همچنین تأثیر در بسته­شدن روزنه‏ها و کاهش فتوسنتز، موجب محدود­شدن انتقال کربوهیدرات‏ها به دانه‏ها شده و در نتیجه مدّت زمان پرشدن دانه‏ها و وزن آن‏ها کاهش پیدا کرده است.

3-3. عملکرد دانه

مقایسه میانگین برهمکنش کم‏آبیاری و رقم نشان داد که تیمار کم‏آبیاری نسبت به تیمار شاهد، موجب کاهش 50 درصدی در عملکرد دانه شد (جدول 4)، به‏طوری‏که رقم اسکار در تیمار شاهد (بدون تنش خشکی) با میانگین عملکرد دانه 34/5 تن در هکتار و رقم شکیرا در شرایط کم‏آبیاری شدید با میانگین عملکرد دانه 67/2 تن در هکتار، به‏ترتیب بیش‏ترین و کم‏ترین عملکرد دانه در هکتار را تولید کردند. بیش‏ترین عملکرد دانه در شرایط کم‏آبیاری متوسط و شدید نیز توسط رقم لاباد، به‏ترتیب با میانگین‏های 41/4 و 28/4 تن در هکتار تولید شد. ارقام مورد بررسی نیز در شرایط کم‏آبیاری متوسط و شدید واکنش‏های متفاوتی از لحاظ عملکرد دانه داشتند، به‏طوری‏که رقم اسکار با میانگین کاهش 96/26 درصدی در دامنه تغییرات 59/26–34/27 درصد و رقم فلیکس با میانگین 28/3 درصد کاهش، به‏ترتیب بیش‏ترین و کم‏ترین کاهش عملکرد دانه را نسبت به حالت آبیاری معمول داشتند. در پژوهشی مشابه نیز گزارش شد که در نتیجۀ کاهش اجزای عملکرد دانه، تنش کمبود آب در مرحله گل‏دهی می‏تواند موجب کاهش بیش از 50 درصدی عملکرد شود (Maghsoudi et al., 2019). به‏نظر می‏رسد هر گونه تأخیر در آبیاری منجر به کاهش عملکرد دانه از طریق کاهش طول دورۀ مرحلۀ زایشی، تولید تعداد کم‏تر بذر و عدم امکان انتقال آسیمیلات‏ها برای پر­شدن دانه‏ها می‏شود. همچنین کاهش عملکرد دانه در شرایط تنش کمبود آب به کاهش تعداد دانه و وزن آن‏ها در طبق و قطر طبق و افزایش درصد پوکی دانه‏ها نسبت داده شده است (Izan et al., 2020)، زیرا همبستگی بسیار مثبت و معنی‏داری بین عملکرد دانه و اجزای عملکرد از قبیل تعداد دانه در طبق، وزن هزاردانه و قطر طبق وجود دارد (Sezen et al., 2011).

3-4. درصد روغن دانه

کم‏آبیاری با 53/23 درصد کاهش در میزان روغن موجب شد تا کم‏ترین درصد روغن دانه با میانگین 67/26 درصد در کم‏آبیاری شدید و بیش‏ترین درصد روغن دانه با میانگین 88/34 درصد در تیمار شاهد، به‏دست آید (جدول 3). احتمالاً کاهش درصد روغن در شرایط تنش کم‏آبی، تسریع در رسیدگی دانه جهت فرار گیاه از خشکی است، چرا که در دانه‏ها ابتدا کربوهیدرات‏ها تجمع می‏یابند و سپس این ماده به روغن و یا هر ماده دیگر تبدیل می‏شود، پس هرچه طول مدّت پر­شدن دانه بیش‏تر باشد، درصد روغن نیز بالاتر خواهد رفت. گزارش شده است که تسریع در رسیدگی فرصت کافی برای سنتز روغن از پروتئین‏های ذخیره­شده در دانه را از گیاه سلب کرده، بنابراین درصد روغن کاهش خواهد یافت (Tahramooz & Ghalavand, 2018). ارقام مورد بررسی نیز با داشتن ویژگی‏های خاص هر رقم و تحت تأثیر عوامل محیطی، دارای اختلاف 45/31 درصدی در میزان درصد روغن دانه بودند، به‏طوری‏که رقم اسکار با میانگین 92/35 و رقم لاباد با میانگین 62/24 درصد، به‏ترتیب بیش‏ترین و کم‏ترین محتوای روغن دانه را تولید کردند (جدول 3). Alahdadi et al. (2011) هم در تحقیقی جداگانه به وجود اختلاف معنی‏دار در میزان درصد روغن دانه ارقام آفتابگردان اشاره داشتند. این احتمال وجود دارد که ظرفیت دانه‏بندی متفاوت در ارقام آفتابگردان، با­توجه­به ژنتیک و واکنش خاص هر رقم به شرایط ‏آبیاری، موجب تولید درصد مختلف روغن در دانه‏ها شده باشد و همان‏طور که همبستگی درصد روغن و تعداد دانۀ پُر در طبق نشان می‏دهد (جدول 5)، با افزایش تعداد دانه در طبق، درصد روغن دانه نیز افزایش پیدا کرده است.

جدول 3. میانگین اثرات کم‏آبیاری و رقم بر صفات کیفی آفتابگردان.

در هر ستون اعداد دارای حروف مشترک تفاوت معنی‏داری ندارند (براساس آزمون دانکن در سطح احتمال 05/0).

3-5. شاخص یدی روغن

بررسی نتایج، نشان از افزایش 53/69 درصدی شاخص یدی تحت تأثیر کم‏آبیاری دارد؛ به‏طوری‏که رقم لاباد در تیمار شاهد با میانگین 96/54 گرم ید در 100 گرم روغن و رقم شکیرا در تنش شدید کم‏آبیاری با میانگین 4/180 گرم ید در 100 گرم روغن، به‏ترتیب کم‏ترین و بیش‏ترین میزان شاخص یدی روغن را در کل تیمارهای مورد بررسی دارا بودند (جدول 4). میزان شاخص یدی در روغن‏هایی که حالت نرم و مایع دارند، بالاست؛ بنابراین در بسیاری از موارد با اندازه‏گیری سریع این اندیس می‏توان تا­حدودی به نوع روغن پی برد و به‏طور کلی هدف از اندازه‏گیری اندیس یدی تعیین میزان غیر اشباعیت روغن می‏باشد. به‏نظر می‏رسد افزایش اسیدیته روغن در زمان کم‏آبیاری موجب افزایش درصد اسیدهای چرب آزاد و بالا­رفتن عدد یدی و در نتیجه خاصیت خشک­شوندگی بیش‏تر در ارقام آفتابگردان شده است. گزارش شده است که افزایش عدد یدی باعث افزایش غیر اشباعیت روغن شده و حساسیت به اکسیداسیون بیش‏تر می‏شود (Alirezalu et al., 2011). بررسی وضعیت ارقام آفتابگردان تحت تأثیر تیمارهای آبیاری نشان داد که رقم اسکار در کم‏آبیاری متوسط و شدید، به‏ترتیب 11/10 و 25/18 درصد نسبت به تیمار شاهد، رقم فلیکس 48/14 و 11/18 درصد، رقم شکیرا 60/18 و 24/41 درصد، رقم ساوانا 16/4 و 11/9 درصد، رقم لاباد 09/41 و 35/53 درصد و رقم مونالیزا 19/38 و 78/40 درصد، افزایش در شاخص یدی روغن نشان دادند (جدول 4). در ارقام مختلف آفتابگردان تحت شرایط کم‏آبیاری، احتمالاً به‏دلیل متفاوت­بودن میزان اسیدهای چرب آزاد (بر­حسب اولئیک­اسید) و همچنین تعداد اتصال‏های مضاعف روغن دانه با­توجه­به خصوصیات هر رقم، شاخص یدی روغن دانه متفاوت بوده است.

3-6. شاخص صابونی روغن

براساس نتایج مقایسه میانگین‏ها، کم‏آبیاری موجب افزایش 36/44 درصد در شاخص صابونی روغن دانه در ارقام آفتابگردان شد، به‏طوری‏که رقم شکیرا در تیمار شاهد با میانگین 59 میلی‏گرم هیدروکسید پتاسیم در هر گرم روغن و رقم مونالیزا در کم‏آبیاری شدید با میانگین 192 میلی‏گرم هیدروکسید پتاسیم در هر گرم روغن، به‏ترتیب کم‏ترین و بیش‏ترین شاخص صابونی را در بین تمامی سطوح تیمارهای آزمایشی دارا بودند (جدول 4). علّت افزایش عدد صابونی در شرایط تنش کم‏آبی، احتمالاً به‏خاطر افزایش هیدرولیز تری‏گلیسریدهای روغن و افزایش اسیدهای چرب آزاد در آن می‏باشد. بررسی واکنش رقم به رقم در تیمارهای کم‏آبیاری متوسط و شدید نیز نشان داد که عدد صابونی روغن در ارقام اسکار، فلیکس، شکیرا، ساوانا، لاباد و مونالیزا در تنش‏های کم‏آبیاری متوسط و شدید، به‏ترتیب 13/4 و 37/9، 43/5 و 27/47، 42/50 و 24/64، 69/5 و 43/13، 68/15 و 87/47، 26/19 و 16/54 درصد نسبت به تیمار شاهد، افزایش پیدا کردند. مقدار نسبتاً بالای عدد صابونی در ارقام آفتابگردان نشانۀ مقدار زیادتری ‏آسیل­گلیسرول‏ها با وزن مولکولی پایین می‏باشد، و بالا بودن آن در زمان کم‏آبی حاکی از نسبت بیشتر اسیدهای چرب با وزن مولکولی کم در ترکیب روغن می‏باشد و با­توجه­به مقاومت هر رقم به شرایط کم‏آبیاری، میزان آن در ارقام مورد بررسی متفاوت بود.

3-7. ارزش پراکسید روغن

بررسی مقایسه میانگین‏ها نشان داد که کم‏آبیاری اثر افزایشی بر ارزش پراکسید روغن دانه ارقام آفتابگردان دارد، به‏طوری‏که رقم لاباد در تیمار شاهد با میانگین 62/0 میلی­اکی‏والان اکسیژن فعال در هر کیلوگرم روغن و رقم شکیرا در تیمار کم‏آبیاری شدید با 74/63 درصد افزایش و میانگین 71/1 میلی­اکی‏والان اکسیژن فعال در هر کیلوگرم روغن، به‏ترتیب کم‏ترین و بیش‏ترین ارزش پراکسید روغن را در تمامی تیمارهای آزمایشی دارا بودند (جدول 4). مهّم‏ترین فرآیند تخریب روغن‏ها و چربی‏ها، رخ­دادن واکنش اکسیداسیون در آن‏هاست که موجب پلی‏مریزاسیون و تند­شدن طعم روغن‏ها و چربی‏ها و در نهایت کاهش ارزش تغذیه‏ای و ویژگی‏های کیفی فرآورده‏های غذایی حاوی چربی و همچنین کاهش زمان ماندگاری و پایداری در آن‏ها می‏شود
 (Sha'bani et al., 2019). به‏نظر می‏رسد در این پژوهش با افزایش پیوندهای دوگانه در ارقام آفتابگردان با عدد یدی بالا، روغن زودتر با اکسیژن ترکیب و نقاط فعال برای اکسیداسیون افزایش یافته که در نهایت منجر به افزایش پراکسید و کاهش پایداری اکسیداتیو در نمونه‏های تحت بررسی شده است. به‏طور کلی هر قدر که درجه غیر اشباعی روغن‏ها و چربی‏ها افزایش یابد حساسیت اکسیداتیوی بیش‏تر می‏شود (Alirezalu et al., 2011).

3-8. فسفر روغن

نتایج نشان داد که کم‏آبیاری موجب افزایش محتوای فسفر روغن شده است، به‏طوری‏که تیمار شاهد با میانگین 31/13 میکروگرم در هر گرم روغن و کم‏آبیاری شدید با 72/12 درصد رشد و میانگین 25/15 میکروگرم در هر گرم روغن، به‏ترتیب کم‏ترین و بیش‏ترین میزان فسفر روغن را به‏خود اختصاص دادند (جدول 3). غلظت فسفر موجود در نمونه‏های روغن، شاخصی برای تعیین غلظت فسفولیپیدها است، فسفاتیدها به دو دلیل به­منزلۀ ماده زیان‏آور محسوب می‏شوند؛ اوّل اینکه این مواد دارای خاصیت امولسیفایری هستند و از این نظر در عملیات تصفیه روغن می‏توانند مقدار قابل توجهی از تری‏گلیسریدها را همراه با سایر ناخالصی‏ها جدا کرده و سبب کاهش بازده تولید شوند و دلیل دیگر این است که فسفاتیدها تحت اثر حرارت‏های بالا باعث تیره­شدن رنگ روغن می­شودند که این نیز قابل قبول نیست. در بین ارقام نیز با­توجه­به ویژگی‏های کیفی روغن آن‏ها و تحت تأثیر تیمارهای آزمایشی و شرایط محیط رشد، رقم ساونا با میانگین 27/20 و رقم لاباد با میانگین 54/10 میکروگرم فسفر در هر گرم روغن، بیش‏ترین و کم‏ترین غلظت فسفر روغن دانه را دارا بودند (جدول 3).

3-9. کلروفیل روغن

براساس نتایج، کم‏آبیاری محتوای کلروفیل روغن دانه را افزایش داد، به‏طوری‏که رقم فلیکس در تیمار شاهد با میانگین 10/3 میکروگرم در هر گرم روغن و رقم شکیرا در کم‏آبیاری شدید با 86/80 درصد افزایش و میانگین 20/16 میکرو گرم در هر گرم روغن، به‏ترتیب کم‏ترین و بیش‏ترین میزان کلروفیل روغن دانه را دارا بودند (جدول 4). رنگدانه‏های موجود در دانه روغنی علاوه­بر ایجاد رنگ قهوه‏ای یا سبز نامطلوب در روغن، به‏عنوان پراکسیدان عمل کرده و سرعت اکسیداسیون روغن در حضور نور را افزایش می‏دهند، به‏طور کلی روغن‏های گیاهی حاوی این رنگدانه‏ها، از طرق مختلف آلوده می‏شوند (Hojjati, 2020). تأثیر کلروفیل در تولید گونه‏های فعال اکسیژن درون دانه نیز توسط (Smolikova et al., 2011) به اثبات رسیده است. در حالی‏که به‏نظر می‏رسد کاروتنوئیدها به‏عنوان نگهدارندۀ طبیعی هستند، در عین حال نتایج تحقیق Mahoney et al. (2018) نیز نشان داد که هیچ تأثیر قابل توجهی از رنگ‏های گیاهی (که در آن سهم کلروفیل و کاروتنوئید متغیر بود) بر مقدار پراکسید روغن‏های تصفیه­نشده وجود ندارد. در مراحل پایانی جنین‏زایی بذر، سیستم گرانای کلروپلاست دچار اختلال و کلروپلاست‏ها به آمیلوپلاست و الائوپلاست تبدیل می‏شوند؛ در طی این تبدیل، کلروفیل‏ها به‏طور کامل تجزیه نمی‏شوند و در پلاستید بذر باقی می‏مانند. بنابراین دانه‏ها حاوی مقادیری کلروفیل هستند که در طول دورۀ رسیدگی دانه و هم‏زمان با تجمع روغن، دچار تجزیه می‏شوند و چنانچه این دوره در شرایط تنش کوتاه شود، موجب تجمع محتوای کلروفیل باقیمانده و کاهش تحمل بذر در برابر تنش‏های غیر زنده می‏شود و در چنین شرایطی نیز محتوای کاروتنوئید، به‏عنوان آنتی‏اکسیدان در دانه افزایش می‏یابد. تخریب کلروفیل در طول رسیدن دانه ممکن است توسط اسید­آبسیزیک تنظیم شود (Smolikova et al., 2011).

3-10. کاروتنوئید روغن

بررسی نتایج مقایسات میانگین نشان داد که کم‏آبیاری موجب افزایش 13/93 درصدی میزان کاروتنوئید روغن دانه ارقام آفتابگردان می‏شود، به‏طوری‏که رقم فلیکس با میانگین 80/2 میکروگرم در هر گرم روغن در تیمار شاهد و رقم مونالیزا با میانگین 80/40 میکروگرم در هر گرم روغن در تیمار کم‏آبیاری شدید، به‏ترتیب کم‏ترین و بیش‏ترین محتوای کاروتنوئید روغن را دارا بودند (جدول 4). کاروتنوئیدها هیدروکربن‏های غیر اشباع و رنگدانه‏های زرد، نارنجی و قرمز محلول در چربی هستند که از هشت واحد ایزوپرن سنتز شده‏اند، بنابراین اسکلت ساختمانی آن‏ها از حدود 40 کربن تشکیل شده است (Salmanizadeh & Piravivanak, 2013). با­توجه­به اینکه با افزایش طول دورۀ رسیدگی دانه، کلروفیل و کاروتنوئید روغن دچار تجزیه و از غلظت آن‏ها کاسته می­شود؛ بنابراین، این احتمال وجود دارد که با کاهش طول دورۀ رسیدگی دانه در شرایط تنش کم‏آبی، مدّت زمان تجزیه رنگدانه‏ها نیز کاهش یافته و موجب افزایش غلظت کلروفیل و کاروتنوئید محلول در روغن دانه، نسبت به تیمار شاهد شده باشد. گزارش شده است که میزان رنگیزه‏های کلروفیل و کاروتنوئید و فعالیت آنتی‏اکسیدانی روغن با افزایش رسیدگی میوه، به‏طور معنی‏داری کاهش می‏یابد (Ghasemnezhad et al., 2017). بررسی‏ها نشان می‏دهد که میزان افزایش کاروتنوئید نسبت به کلروفیل در روغن دانه بالاتر بود. افزایش چشم‏گیر میزان کاروتنوئیدها در مرحلۀ پر­شدن دانه و همچنین افزایش آن تحت تنش کم‏آبی، نشان‏دهندۀ نقش آن در تعدیل میزان رادیکال‏های فعال اکسیژن می‏باشد (Navabpour et al., 2015).

3-11. اسیدیته روغن

به‏طور کلی، کم‏آبیاری شدید، اسیدیته آزاد روغن را به‏میزان 39/76 درصد نسبت به شاهد افزایش داد، به‏طوری‏که رقم فلیکس در تیمار شاهد با میانگین 06/4 درصد و رقم مونالیزا در تیمار کم‏آبیاری شدید با میانگین 20/17 درصد، به‏ترتیب کم‏ترین و بیش‏ترین میزان اسیدیته روغن را دارا بودند (جدول 4). عمدتاً افزایش اسیدیته، ناشی از هیدرولیز تری‏گلیسریدها است که این فرآیند با اکسایش روغن نیز تشدید می‏شود (Shirazi et al., 2018). آنزیم‏های لیپولیتیک درست در زیر پوسته نازک دانه واقع شده‏اند و در سلول‏های صدمه­ندیده قادر نخواهند بود به چربی‏ها حمله کنند، امّا با تغییرات فیزیکی در سلول، این آنزیم‏ها فعالیت خود را آغاز و باعث تشدید فرآیند لیپولیز و تجزیه تری‏گلیسریدها به گلیسرول و اسیدهای چرب آزاد و در نهایت افزایش اسیدیته روغن می‏شوند (Bakhshabadi et al., 2017). بنابراین به‏نظر می‏رسد تغییرات فیزیکی ناشی از تأثیرات منفی کم‏آبیاری، احتمالاً موجب تشدید فرآیند آنزیم لیپولیز و افزایش سطح اسیدهای چرب آزاد در روغن ارقام آفتابگردان شده است.

3-12. همبستگی صفات مورد بررسی

نتایج بررسی همبستگی صفات مورد بررسی آفتابگردان (جدول 5) نشان داد که بیش‏ترین میزان همبستگی مثبت و معنی‏دار بین عملکرد دانه و وزن دانه‏ها در طبق (^**999/0) وجود دارد و نشان می‏دهد هر عاملی که موجب افزایش در وزن دانه‏های طبق شود، بهره‏وری عملکرد دانه در هکتار را بالا می‏برد. همچنین درصد روغن دانه بیش‏ترین همبستگی (^**854/0) را با تعداد دانه در طبق دارا بود. به‏نظر می‏رسد با افزایش تعداد دانه‏ها در طبق، اندازۀ دانه‏ها کوچک‏تر و نسبت مغز به پوسته افزایش و موجب بیش‏تر­شدن ذخیره روغن دانه شده است. همبستگی میزان پراکسیداسیون روغن با صفاتی نظیر شاخص یونی، شاخص صابونی و شاخص کلروفیل مثبت و معنی‏دار، امّا با شاخص کاروتنوئید به‏دلیل خاصیت تعدیل­کنندگی آن، غیر معنی‏دار بود. به‏طور کلی، افزایش ناخالصی‏های روغن، موجب اکسیداسیون بیش‏تر و کاهش کیفیت و پایداری روغن شده است.

جدول 4. برهمکنش کم‏آبیاری و رقم بر صفات کمّی و کیفی آفتابگردان.

در هر ستون اعداد دارای حروف مشترک تفاوت معنی‏داری ندارند (براساس آزمون دانکن در سطح احتمال 05/0).

جدول 5. همبستگی صفات مورد بررسی

n.s، * و ** به­ترتیب عدم تفاوت معنی‏دار و معنی‏داری در سطح پنج و یک درصد احتمال (آزمون دانکن).

همبستگی مثبت و معنی‏دار عدد یدی و اسیدیته (^**466/0) نشان می‏دهد که افزایش اسیدهای چرب آزاد و در نتیجه بیش‏تر­شدن تعداد اتصال‏های مضاعف روغن دانه در چنین شرایطی، موجب شده است که خاصیت صابونی و خشک‏شوندگی و در نهایت میزان اکسیداسیون روغن نیز افزایش پیدا کند. عملکرد دانه دارای همبستگی منفی با صفات کیفی روغن بود و نشان می‏دهد که در شرایط نرمال نسبت به کم‏آبیاری، روغن دانه ناخالصی کم‏تر و کیفیت بهتری دارد.

4. نتیجه‏گیری

به‏نظر می‏رسد برخلاف مقاومت نسبی آفتابگردان به کم‏آبی، حداکثر عملکرد دانه در شرایط آبیاری نرمال تولید می‏شود؛ به‏طوری‏که در پژوهش حاضر بالاترین عملکرد دانه در شرایط آبیاری نرمال و در رقم فلیکس به‏میزان 34/5 تن در هکتار تولید ‏شد. علاوه­بر­آن کم­آبیاری با افزایش ناخالصی‏های روغن، موجب افزایش شاخص‏های یدی، صابونی و اسیدیته روغن و در نتیجه اکسیداسیون بیش‏تر و کاهش کیفیت و پایداری روغن نسبت به حالت آبیاری معمول می‏شود. در نهایت نیز رقم فلیکس با­توجه­به کم‏ترین کاهش عملکرد دانه در شرایط کم­آبی شدید و رقم لاباد نیز با­توجه­به بیش‏ترین میزان عملکرد دانه تولیدی در هر دو سطح کم‏آبی، احتمالاً به‏دلیل کاهش کم‏تر در روند فتوسنتز جاری، فعالیت آنزیمی و انتقال مجدد مواد ذخیره‏ای از دیگر اندام‏ها به دانه‏ها و در نتیجه کاهش کم‏تر در وزن دانه‏های پُر ارقام، به‏عنوان ارقام برتر در شرایط کمبود آب معرفی می‏شوند.

5. منابع

Alahdadi, I., Oraki, H., & Parhizkar Khajani, F. (2011). Investigation of the fatty acid compositions and some chemical characteristics in sunflower hybrids under water deficit stress. Journal of Food Science and Technology (Iran), 8(28), 9–18. (In Persian).

Alirezalu, A., Alirezalu, K., Karimzadeh, G., & Omidbeigi, R. (2011). Investigating the effect of environmental factors on the physicochemical properties of castor oil (Ricinus communis L.). Journal of Medicinal Plants, 4(40), 97–106. (In Persian).

Asadzadeh, N., Moosavi, S.G.H., & Seghatoleslami, M.J. (2017). Effect of irrigation regimes and application of nano and conventional ZnO and SiO2 fertilizers on yield, yield components and water use efficiency of sunflower (Helianthus annus L.), Applied Research in Field Crops, 30(1–114), 1-17. (In Persian).

Bakhshabadi, H., Rostami, M., Moghimi, M., Bojmehrani, A., Bahalkeh, A.B., & Toorani, B.N. (2017). Optimizing the operating parameters of cooker during oil extraction and production of sunflower meal on an industrial scale, Iranian Food Science and Technology, 13(1), 27–37.

Cheraghizade, M., Shahnazari, A., & Ziatabarrahmadi, M. (2018). Evaluation of the effect of irrigation interval by conducting partial rootzone drying (PRD) deficit irrigation and full irrigation (FI) on sunflower plant. Iranian Journal of Soil and Water Research, 49(2), 439–451. (In Persian).

Davoudi, S.H., Mirshekari, B., Mirmahmodi, T., Farahvash, F., & Yazdanseta, S. (2019). The effect of seed priming with salicylic acid and ascorbic acid on antioxidant activity, seed yield and oil percentage of sunflower (Helianthus annuus L.) under normal and water stress conditions. Environmental Stresses in Crop Sciences, 12(4), 1251–1262. (In Persian).

Ghaffari, M., Toorchi, M., Valizadeh, M., & Shakiba, M.R. (2012). Morpho-physiological screening of sunflower inbred lines under drought stress condition. Turkish Journal of Field Crops, 17(2), 185-190.

Ghasemnezhad, M., Meighani, H., & Eftekhari, S. (2017). The effect of ripening index on fruit and oil quality of three cultivars olive in Rodbar region. Journal of Crops Improvement, 19(2), 273–286. (In Persian).

Hojjati, M. (2020). The qualitative characteristics of the oils prepared in the extraction oil stores in the presence of the customer. Journal of Food Science and Technology, 17(108), 1–15. (In Persian).

Izan, T., Javanmard, A., Shekari, F., Sabaghnia, N., & Amin Abbasi, A. (2020). Evaluation of yield, yield components and some physiological traits of sunflower with integrative application of biological, chemical, and organic fertilizers under different irrigation levels. Journal of Agricultural Science and Sustainable Production, 30(3), 87–111. (In Persian).

Karimi-Kakhaki, M., & Sepehri, A. (2010). Effect of deficit irrigation at reproductive growth stage on remobilization of dry matter in four sunflower (Helianthus annus L.) cultivars. Journal of Crop Plants of Sciences Iran, 12(4), 422–435. (In Persian).

Kazemalilou, S., Najafi, N., & Reyhanitabar, A. (2017). Increasing the yield and yield components of sunflower by integrated application of phosphorus and sewage sludge under optimum and limited irrigation conditions. Journal of Water and Soil, 31(6), 1637-1650. (In Persian).

Machekposhti, M.F., Shahnazari, A., Ahmadi, M.Z., Aghajani, G., & Ritzema, H. (2017). Effect of irrigation with sea water on soil salinity and yield of oleic sunflower, Agricultural Water Management, 188, 69-78.

Maghsoudi, B., Lak, S., Ghaffari, M., Alavi Fazel, M., & Sakinezhad, T. (2019). Effect of agronomic traits and drought resistance indices on determination of susceptible and tolerant sunflower lines. Agricultural Research Journal, 11(4), 339-358. (In Persian).

Mahoney, E.Y., Milewska, M., Mironczuk-Chodakowska, I., & Terlikowska, K.M. (2018). The influence of carotenoid and chlorophyll content on the oxidative processes in the selected vegetable oils. Progress in Health Sciences, 8, 144-151.‏

Martin, D.L., Stegman, E.C., & Fereres, E. (1990). Irrigation scheduling principles. IN: Management of farm irrigation systems, American Society of Agricultural Engineers, St. Joseph, MI, 1990, p 155–203. 19 fig, 9 tab, 81 ref.‏

Mojaddam, M. (2016). Effect of drought stress on physiological characteristics and performance sunflower grain yield at different levels of nitrogen. Electronic Journal Crop Production, 9(4), 121–136. (In Persian).

Moradi-Ghahderijani, M., Jafarian, S., & Keshavarz, H. (2017). Alleviation of water stress effects and improved oil yield in sunflower by application of soil and foliar amendments. Rhizosphere, 4, 54-61.

Mukasa-Tebandeke, I.Z., Ssebuwufu, P.J.M., Nyanzi, S.A., Schumann, A., Nyakairu, G.W., & Lugolobi, F. (2014). Using trace metals, peroxide, acid and iodine values to characterize oils bleached using clays from central and Eastern Uganda. American Journal of Analytical Chemistry, 5, 1302–1312.

Navabpour, S., Ramezanpour, S.S., & Mazandarani, A. (2015). Evaluation of enzymatic and non-enzymatic defense mechanism in response to drought stress during growth stage in soybean. Plant Production Technology, 15(2), 39–54. (In Persian).

Paquot, C. (1970). International Union of Pure and Applied Chemistry, standard methods for the analysis of oils, fats and derivatives, (6th edn.). Pergamon Press, U. K.

Roca, M., & Minguez-Mosquera, M.I. (2001). Change in the natural ratio between chlorophylls and carotenoids in olive fruit during processing for virgin olive oil, Journal of the American Oil Chemists Society, 78, 133-138.

Salmanizadeh, S., & Piravivanak, Z. (2013). Effect of climate of the growth of the olives fruit on the pigments of the Irainian extra virgin olive oils. Journal of Food Science and Technology, 10(39), 19–29. (In Persian).

Sezen, S.M., Yazar, A., Kapur, B., & Tekin, S. (2011). Comparison of drip and sprinkler irrigation strategies on sunflower seed and oil yield and quality under Mediterranean climatic conditions. Agricultural Water Management, 98(7), 1153-1161.‏

Sha'bani, J., Rashidi, L., Piravivanak, Z., & Golami, Z. (2019). Comparative investigation of oxidative stability, peroxide number, iodine number with the type, amount and activity of synthetic antioxidants extracted from edible oils. Journal of Innovation in Food Science and Technology, 11(4), 139-150. (In Persian).

Shirazi, M.K., Ghorbani, M., Sadeghi Mahoonak, A.R., Ziaiifar, A.M., & Hosseini, H. (2018). Investigation of thermal stabilities of sesame oil and its blend with canola oil and palm olein. Journal of Food Science and Technology, 80(15), 267–279.

Smolikova, G.N., Laman, N.A., & Boriskevich, O.V. (2011). Role of chlorophylls and carotenoids in seed tolerance to abiotic stressors. Russian Journal of Plant Physiology, 58(6), 965-973.‏

Tahramooz, A., & Ghalavand, A. (2018). Reducing the effects of water stress using vermicompost and mineral zeolite in sunflower (Helianthus annus L.). Journal of Agroecology, 10(1), 81–93. (In Persian).

Vanclooster, M., Gonzalez, C., Vanderborght, J., Mallants, D., & Diels, J. (1994). An indirect calibration procedure for using TDR in solute transport studies. Special publications. SP 19 - 94. US Dept. of Interior. Bureau of Mines; Washington; DC. 215-226.‏

[1]. Field Capacity

[2]. Permanent Wilting Point

1. American Oil Chemists' Society (AOCS)

[4]. Sink

2. 2. Source