بررسي اثرات تنش آبي

و مقادير مختلف کود نيتروژن بر عملکرد و کارآيي مصرف آب در چغندر قند

چکيده

هدف از اجراي اين تحقيق بررسي اثر تنش آبي و مقادير مختلف کود ازت روي عملکرد و کارايي مصرف آب چغندر قند بود. آزمايش در قالب بلوک هاي کامل تصادفي و به صورت کرت هاي يک بار خرد شده در چهار تکرار در سال 1385 د رمرکز تحقيقات کشاورزي ومنابع طبيعي خراسان رضوي پياده شد. فاکتورهاي طرح شامل آبياري در سه سطح ، بدون تنش آبي ، تنش آبي ابتدايي ( اول فصل ) و تنش آبي مداوم در کرت هاي اصلي و مقادير مختلف کود ازت در چهار سطح ؛ شاهد ( بدون کود ) ، 50،100و 150 کيلوگرم ازت خالص در هکتار در کرت هاي فرعي بود . نتايج آناليز آماري عملکرد غده نشان داد که بين سطوح آبياري و ازت از نظر آماري اختلاف معني دار وجود دارد.عملکرد در سطوح بدون تنش آبي ، تنش آبي ابتدايي وتنش مداوم به ترتيب برابر با 5/62،5/58و6/47تن در هکتار بدست آمد که از نظر آماري تفاوتي بين دو سطح بدون تنش و تنش ابتدايي وجود نداشت . ميزان عملکرد در سطوح ازت (صفر ، 50،100و150 کيلوگرم در هکتار ) به ترتيب برابر با 4/50، 9/52 ،7/60 و 5/61تن در هکتار بود که بين سطوح ازت 50و100 کيلوگرم اختلاف معني داري از نظر عملکرد غده وجود نداشت .از نظر کارايي مصرف آب نيز فقط اثر تيمار آبياري معني دار بود. سطح تنش آبي مداوم با ميزان کارايي 863/. کيوگرم شکر به ازاي يک متر مکعب آب بيشترين مقدار را دارا بود و بعد از آن سطوح تنش آبي ابتدايي و بدون تنش آبي به ترتيب با کاريي 675/.544/. کيلوگرم بر متر مکعب قرار گرفتند .
کلمات کليدي : چغندر قند ، تنش آبي ، نيتروژن ، کارآيي مصرف آب

مقدمه

مصرف بهينه آب در توليد محصولات کشاورزي به عنوان يکي از مهمترين عوامل محيطي مؤثر بر رشد و نمو گياهان به خصوص در مناطق خشک و نيمه خشک و شرايط آب وهوايي ايران از اهميت خاصي برخوردار است (7) . از طرفي به علت افزايش هزينه آب مصرفي و کاهش آب قابل دسترس در اين مناطق ، توجه زيادي به استفاده از تنش آبي شده است (22). کم آبياري که در آن محصول در يک مرحله خاص رشد و يا در تمام فصل رشد و یا تحت تنش آبي قرار مي گيرد . يکي از راه هاي به حداکثر رساندن کارايي مصرف آب و بالا بردن عملکرد به ازاي يک واحد آب مصرفي مي باشد(13).
چغندر قند يک گياه متحمل به خشکي است که با کاهش آبياري مي تواند عملکرد اقتصادي توليد نمايد(21). نياز آبي زراعت چغندر قند به شدت تابع شرايط آب و هوايي ، مديريت آبياري و طول دوره رشد هم چنين تراکم ، ژنوتيپ و ميزان نيتروژن مصرفي مي باشد.(5) اين گياه از نظر نياز آبي به واسطه دوره رشد طولاني جزء گياهان پر مصرف به شمار مي رود به طوري که در مناطق مختلف جهان ميزان نياز آبي آن بين 350 تا 1150 ميلي متر گزارش شده است(8). نياز آبي چغندر قند در مشهد برابر با 8/762 ميلي متر در طول دوره رشد برآورد شده است (3).
بازوبندي (1) با بررسي اثرات تنش رطوبتي بر خواص کمي و کيفي چغندر قند ، گزارش نمود تنش رطوبتي تا ميزان حذف چهار نوبت آبياري در طول دوره رشد تاثير محسوسي در عملکرد غده نداشته و با افزايش مدت تنش رطوبتي ، ميزان درصد قند افزايش داشت. پرويزي و يزدي صمدي (2) نتجه گرفتند که تنش موجب افزايش درصد قند ، پتاسيم و قليائيت ريشه مي گردد، اما عملکرد قند قابل استحصال کاهش مي يابد . طالقاني و همکاران (4) با بررسي تاثير سطوح آبياري برابر 50،75و100 درصد نياز آبي گياه و مقادير صفر 120،240و360 کيلوگرم ازت خالص در هکتار روي چغندر قند نشان دادند که مقدار عملکرد ريشه در تيمار 100 درصد نياز آبي درحدود 20 درصد بيشتر از تيمار 50 درصد مي باشد ولي درصد قند در شرايط خشک تر بيش از شرايط مرطوب بدست آمد . از نظر عملکرد ريشه بين تيمارهاي 240 و 360 کيلوگرم ازت تفاوت معني دار وجود نداشت ولي از لحاظ عملکرد شکر بين تيمارهاي ازت اختلاف معني دار بود ولي بين تيمارهاي آبي معني دار نبود. آلن و همکاران (9) بيان کردند که افزايش دور آبياري از يک هفته به دو الي سه هفته و تنش آبي در طو ل فصل رشد و همچنين قطع آبياري از حدود 45 روز قبل از برداشت موجبت افزايش درصد قند ريشه مي گردد بدون اينکه در عملکرد ريشه کاهشي روي دهد. آلماني و همکاران (10) گزارش کردند که تنش آبي ، عملکرد ريشه را کاهش داده اما مقدار قند ، پتاسيم و ازت آمينه را افزايش مي دهد . سپاسخواه و کامکار ( 17) کارآيي مصرف آب و عملکرد چغندر قند را در ايران تحت شرايط مديريت مختلف آبي آبياري در سيستم جویچه اي بررسي نمودند .
نتايج نشان داد مقدار آب مصرفي در روش يک در ميان با دوره 6 روز در حدود23 درصد کمتر از آبياري معمولي ولي با دور 10 روز بود ولي با اين وجود مقدار عملکرد ريشه در هر دو ، برابر بود. کارايي مصرف آب در روش آبياری يک در ميان بيشتر بود.
وماکا وپوسپيسيلوآ ( 19) اثر تنش آب با مقادير تنش کم ، متوسط و زياد بر روي خصوصيات فيزيولوژيکي چغندر قند را بررسي گرديد، کارائي مصرف آب درگياهان تحت تنش کم ، بالاتر از 80 درصد ، در تنش متوسط بين 65تا 80 درصد ودر تنش زياد پايين تر از 65 درصد بود. اوبر و همکاران (15) تحمل نسبي چغندر قند به خشکي را يکي از خصوصيات مهم براي اکثر مناطق خشک و نيمه خشک مي داند. آکان و جنکولان (18) با در نظر گرفتن شش سطح آبياري از 1تا 6 به ترتيب با مقادير آب مصرفي 1331، 1241،1108،892،668و429 ميلي متر ، اثرات کمبود آب را روي ميزان شکر ، عملکرد شکر و عملکرد ريشه چغندر قند بررسي کردند . در سطح یک آبياري که رديف هاي کشت ميزان آب بيشتري را دريافت مي کردند. ميزان عملکرد شکر، عملکرد ريشه ، کارآيي مصرف آب و شاخص سطح برگ نسبت به بقيه سطوح که آب کمتري دريافت مي کردند، بيشتر بود و يک رابطه خطي بين ميزان عملکرد و مقدار آب مصرفي بدست آوردند .
چرانسومندا و ايشيدا (16) با بررسي تنش آبي بر روي چغندر قند اعلام کردند که اين تنش هم دراوائل و هم در اواخر فصل عملکرد شکر و غلظت شکر را کاهش مي دهد هر چند تفاوت معني داري در شدت اثرات اوائل فصل و اواخر فصل وجود نداشت .
کارتر (12) بيان داشت که افزايش ميزان ازت تا يک حد معين و بهينه ، مقدار عملکرد ريشه را افزايش مي دهد، اگر چه مقدار قند خالص و ناخالص با افزايش ازت قبل از رسيدن مقدار عملکرد ريشه به حداکثر خودش ، کاهش مي يابد . ازت زياد مقدار سديم ، پتاسيم و ازت آمينه در ريشه را افزايش مي دهد. آرمسترونگ و همکاران (11) در تحقيقي نتيجه گرفتند که افزايش مقدار ازت در خاک ، ميزان عملکرد غده ، جذب ازت توسط گياه و همچنين درصد ماده خشک ريشه را افزايش مي دهد . چغندر قند گياهي است که به دليل طولاني بودن دوره رويش که گاهي اوقات تا 8 الي 9 ماه در زمين باقي مي ماند حجم وسيعي از آب مصرفي کشاورزي را بخود اختصاص مي دهد.
از طرفي به علت محدوديت منابع آبي و همزماني آبياري غلات در مراحل زايشي و رسيدگي غلات ، آبياري مزارع چغندر قند در اوايل فصل رشد به مدت نسبتا طولاني با مشکلات کمبود آب مواجه مي شود. علاوه بر اين از کودهاي ازته در زراعت چغندر قند استفاده بي رويه مي شود واکنش گياه ، خصوصا اندام هاي هوايي، به اين نوع کودها موجب شده است که بدون در نظر گرفتن عوامل کمي و کيفي و زيست محيطي در مصرف کودهاي ازته استفاده بي رويه صورت گيرد . لذا بررسي و مطالعه کارايي مصرف آب و ازت در زراعت چغندر قند ضروري مي باشد. هدف از اين تحقيق بررسي اثرات تنش آبي و مقادير مختلف نيتروژن روي خصوصيات کمي و کيفي چغندر قند و کارآيي مصرف آب بود.

مواد و روش ها

اين تحقيق درمرکز تحقيقات کشاورزي و منابع طبيعي خراسان رضوي ، ايستگاه طرق، واقع در 5 کيلومتري شرق شهرستان مشهد در سال 1385 انجام گرفت . عرض جغرافيايي ايستگاه 36درجه و 13 دقيقه شمالي و طول آن 59 درجه و 40 دقيقه شرقي و ارتفاع آن از سطح دريا 985 متر مي باشد. قبل از کاشت ، نمونه برداري جهت تعيين خصوصيات فيزيکي و شيميايي خاک صورت گرفت ( جدول 1و2) وبر اساس توصيه کودي کارشناس بخش تحقيقات خاک و آب مرکز تحقيقات کشاورزي و منابع طبيعي خراسان رضوي مقدار 300 کيلوگرم در هکتار سوپر فسفات تريپل و 200 کيلوگرم در هکتار سولفات پتاسيم استفاده گرديد . مقدار توصيه کودي براي ازت حدود100 کيلوگرم ازت خالص در هکتار بود آزمايش به صورت کرت هاي يک بار خرد شده در قالب طرح بلوک هاي کامل تصادفي با 4 تکرار اجرا گرديد . تيمارهاي آبي در پلات اصلي در سه سطح :
I1: آبياري پس ازتخليه 50 دصد رطوبت قابل دسترس ( تيمار بدون تنش MAD=50%) .
I2:آبياري پس از تخليه 90 درصد رطوبت قابل دسترس ( تنش ابتدايي ، يا تنش آبي در ابتداي فصل بعد از سبز شدن و استقرار گياه MAD=90%): دليل انتخاب اين سطح از تنش همزماني آبياري اوايل فصل رشد چغندر قند با آبياريهاي آخر غلات ( بخصوص گندم ) مي باشد.
I3: آبياري پس از تخليه 80 درصد رطوبت قابل دسترس (تنش مداوم ، تنش در طول فصل رشد MAD=80%).
و تيمارهای ازت در پلات فرعي در چهار سطح شامل :
N1: شاهد (بدون کود)
50:N2 کيلوگرم ازت خالص در هکتار
100:N3 کيلوگرم ازت خالص در هکتار ( برابر با توصيه کودي) و
150:N4 کيلوگرم ازت خالص در هکتار از منبع کود نيترات آمونيوم قرار گرفتند.
درهر کرت آزمايش چهار رديف بذر چغندر قند BP ( متحمل به خشکي ) از نوع پلي ژرم توسط دستگاه رديف کار در ششم ارديبهشت ماه 1385 کشت شد. طول رديف ها 10 متر ، عمق کشت ./3 سانتي متر ، فاصله پشته ها از هم 50 سانتي متر و فاصله بوته ها پس از تنک کردن حدود 20 سانتي متر بود. جهت جلوگيري از آبشويي ازت از انتهاي شيارها، انتهاي شيارها بسته بود . زمين محل آزمايش در سال قبل آيش بود .
پس از مرحله 4برگي و بعد از وجين تنک اوليه و مصرف کود سرک نيتروژن ، تيمارهاي تنش آبي اعمال گرديد. مدت زمان تيمار تنش ابتدايي 40 روز بود که پس از اين مدت آبياري به روش معمول ( بدوت تنش ) از سر گرفته شد. مقدار آب آبياري و زمان آن بر اساس تخليه رطوبتي انجام گرفت.
با توجه به خصوصيات فيزيکي لايه ها در نيمرخ خاک و نيز مشخصات منحني رطوبتي در هر لايه ( جدول 1) مقدار رطوبت خاک قبل از هر آبياري و درهر تيمار محاسبه و معين گرديد. ميزان آب آبياري تا رسيدن رطوبت درهر تيمار به حد ظرفيت زراعي محاسبه و به هر کرت داده شد. ميزان آب مصرفي در تيمار بدون تنش آبي ، تنش آبي ابتدايي و تنش مدوام به ترتيب برابر با 12323 ، 9692و 7095 متر مکعب در هکتار بود. لازم به ذکر است که ميزان بارش موثر در طول فصل رشد چغندر قند برابر با صفر بود.
در 25 آبان ماه 1385 برداشت انجام گرديد . عملکرد ريشه ، عملکرد و درصد قند ناخالص و خالص صفاتي بودند که بعد از برداشت اندازه گيري شدند. همچنين ميزان کارآيي مصرف آب 1 از رابطه يک محاسبه گرديد:تجزيه واريانس و مقايسه ميانگين ها ( در سطح 5 درصد )به روش دانکن با نرم افزار SAS صورت گرفت .

نتايج و بحث

نتايج تجزيه واريانس صفات مورد بررسي در جدول 3 نشان مي دهد که تاثير سطوح مختلف آبي بر عملکرد غده و درصد قند ناخالص ( قند ملاس + قند خالص) در سطح 1 درصد وبر کارايي مصرف آب در سطح 5 درصد معني دار مي باشد. سطوح آبي روي ميزان قند خالص ، درصد قند ملاس ، عملکرد قند خالص و ناخالص تاثير معني دار نداشت . تاثير سطوح مختلف ازت بر عملکرد غده ، درصد قند خالص و ناخالص در سطح 1 درصد معني دار بود. سطوح ازت روي صفات ديگر تاثير معني دار نداشت. اثرات متقابل آب و ازت نيز روي هیچ از صفات مورد بررسی معنی دار نبود. با توجه به نتايج تجزيه واريانس ( جدول 3) ، مقايسه ميانگين ها به روش دانکن در سطح 5 درصد براي صفاتي که معني دار بود، صورت گرفت که نتيجه آن در جدول شماره 4 ارائه شده است. از صفاتي که معني دار بود تاثير تيمار آبي روي عملکرد غده بود نتايج مقايسه ميانگين ها ( جدول 4 ) نشان داد که سطح بدون تنش آبي بيشترين ميزان عملکرد را به خود اختصاص داده است و بعد از آن سطح تنش آبي ابتدايي و سطح تنش آبي مداوم بترتيب در رده هاي بعدي قرار دارند. از نظر آماري تفاوت معني داري بين سطح بدون تنش آبي و تنش آبي ابتدايي وجود نداشت ولي بين اين دو سطح و سطح تنش آبي مداوم از نظر عملکرد غده تفاوت معني دار وجود داشت. ميلفورد و همکاران (14) علت اختلاف عملکرد بين تيمارهاي مختلف آبي را به کاهش پتانسيل فشاري ، هدايت روزنه اي و ميزان نسبي آب برگ 2 در حالت تنش آبي نسبت مي دهند که سبب افت شدت رشد برگ ها و ريشه به علت توسعه و انبساط کمتر سلول ها مي گردد.
اثر سطوح مختلف ازت کاربردي روي عملکرد غده نشان داد که با افزايش ازت ، عملکرد غده افزايش يافت ( جدول 4) . کمترين ميزان عملکرد غده در سطح ازت برابر با صفر کيلوگرم در هکتار ( شاهد ) و بيشترين آن در سطح ازت برابر با 150 کيلوگرم در هکتار بدست آمد . همان طور که مشاهده مي گردد، بين سطوح ازت برابر با 0 و 50 کيلوگرم ،50و100 کيلوگرم و 100و150 کيلوگرم ازت در هکتار دو به دو اختلاف معني داري از نظر عملکرد غده وجود ندارد، به عبارتي سطح ازت برابر با 100 کيلو گرم ازت خالص در هکتار از نظر عملکرد غده اقتصادي تر مي باشد. کوچکي و سلطاني (6) بيان داشتند که در اوايل فصل رشد ، ازت باعث افزايش تعداد ، اندازه و ماده خشک برگ ودمبرگ مي شود و در اواخر فصل علاوه بر اين ، سبب افزايش ماده خشک غده در واحد سطح نيز مي گردد. تنش آبي سبب افزايش درصد قند ناخالص شد ( جدول 4). تيمار تنش آبي مداوم با مقداري برابر با 7/14 درصد در دسته جداگانه اي از نظرآماري قرار گرفت و بين سطوح تنش آبي ابتدايي و بدون تنش آبي تفاوت معني دار نبود . کوچکي و سلطاني (6) علت افزايش درصد قند را در حالت تنش به کوچک بودن ريشه ها ي ( غده ها ) نسبت مي دهند . نتايج حاصل با نتايج طالقاني و همکاران (4) و آلين و همکاران (9) مطابقت دارد. با افزايش ميزان ازت کاربردي ، درصد قند ناخالص کاهش يافت.
سطح شاهد ( صفر کيلوگرم ازت خالص در هکتار ) با ميزان 86/14 درصد قند ناخالص از نظر آماري در دسته اي جداگانه از بقيه سطوح ازت قرار گرفت وارنطر آماري بين درصد قند در سطوح 50،100و150 کيلوگرم تفاوت معني داري وجود نداشت . ويدن (20) کاهش درصد قند با افزايش ازت را به نگه داري آب بيشتر در ريشه نسبت مي دهد.

سطوح مختلف آبي روي درصد قند خالص اثر معني دار نداشتند، هر چند با اعمال تنش آبي در صد قند خالص افزايش يافت . بين سطوح ازت از نظر درصد قند خالص تفاوت معني دار وجود داشت . همانند صفت درصد قند ناخالص سطح شاهد ( صفر کيلوگرم ازت ) از نظر آماري در رتبه اول (a) قرار گرفت و سه سطح ديگر ازت در رتبه دوم (b) قرار گرفتند.
تاثير سطوح مختلف آبي روي ميزان کارآيي مصرف آب نيز در جدول 4 ارائه شده است . با اعمال تنش آبي مقدار کارايي مصرف آب افزايش يافت. در سطح تنش آبي مداوم به ازاي هر متر مکعب آب مصرفي حدود 863/. کيلوگرم شکر توليد شده است در حالي که در تيمار يا سطح تنش آبي ابتدايي اين ميزان برابر با 675/. کيلوگرم شکر و در سطح بدون تنش آبي برابر با 544/. شکر به ازاي يک متر مکعب آب مصرفي بدست آمده است.
با اين وجود از نظر آماري تفاوتي بين سطوح تنش آبي ( مداوم و ابتدايي ) و تنش آبي ابتدايي و بدون تنش از لحاظ ميزان کارايي مصرف آب وجود نداشت . بين سطوح مختلف ازت از لحاظ ميزان کارايي مصرف آب تفاوت معني داري از نظر آماري وجود نداشت، هر چند نتايج نشان داد که با افزايش ازت کاربردي، مقدار کارايي مصرف آب افزايش يافته است . نتايج تجزيه واريانس نشان داد که از نظر آماري اثرات متقابل آب و ازت روي صفات مورد بررسي معني دار نبود. با اين وجود شواهد حاکي از آن است که در تيمار بدون تنش آبي با افزايش ميزان ازت مصرفي ، مقدار عملکرد غده به شدت افزايش مي يابد درحالي که در تيمارهاي تنش اين افزايش جزئي است (شکل 1).

نتيجه گيري

با توجه به افزايش بهره وري آب و ازت در تنش هاي آبي ، مي توان با اعمال تنش آبي به گياه به خصوص در مراحل غير حساس و يا در طول فصل رشد مقدار کارآيي مصرف آب و ازت را افزايش داد. همچنين به دليل همزماني آبياري آخر غلات ( گندم ) با اوايل فصل رشد چغندر قند ، و به دليل اهميتي که آب آخر روي مقدارعملکرد غلات دارد، مي توان از تنش آبي ابتدايي چغندر قند به عنوان يک راه حل مديريتي استفاده کرد . در صورت کشت چغندر قند در اواخر اسفند و اوايل فروردين مي توان از بارندگي هاي احتمالي براي جبران تنش ابتدايي نيز استفاده نمود.
منابع
1. بازوبندي م . 1371 بررسي اثرات تنش رطوبتي در مرحله بعد از اولين تنک برخواص کمي و کيفي چغندر قند ، گزارش پژوهشي بخش تحقيقات چغندر قند خراسان رضوي ، صفحه 38-37و.
2. پرويزي .م . و ب . يزدي صمدي . 1372 . بررسي لاين هاي مختلف چغندر قند از نظر تحمل به خشکي . چکيده مقالات اولين کنگره زراعت و اصلاح نباتات ايران ، دانشگاه تهران دانشکده کشاورزي کرج 18-15 شهريور ، 1372 ، صفحه 135.
3. رحيميان م . ح . وج. اسدي. 1379. تاثير تنش آبي بر عملکرد کمي و کيفي چغندر قند و تعيين تابع توليد و ضريب گياهي آن ، مجله خاک و آب ويژه نامه آبياري جلد 12، شماره 10.
4. طالقاني د. ج . گوهري . ق. توحيد لو . ا . روحي . 1378 .گزارش نهايي مطالعه کارايي مصرف آب و ازت در شرايط مطلوب و تنش در هر آرايش کاشت چغندر قند ، مؤسسه تحقيقات چغندر قند .
5. کوچکي ع . م . حسيني و م . نصيري محلاتي .1372. رابطه آب و خاک در گياهان زراعي ( ترجمه )، چاپ اول ، انتشارات جهاد دانشگاهي مشهد ، 560 صفحه .
6. کوچکي ع . و ا . سلطاني . 1375 . زراعت چغندر قند ( ترجمه ). انتشارات جهاد دانشگاهي مشهد ،200 صفحه
7. ميرزايي .م . ر . م . ا. رضواني . و ج . گوهري . 1384 تأثير تنش خشکي در مراحل مختلف رشد بر عملکرد و برخي خصوصيات فيزيولوژيکي چغندر قند ، مجله چغندر قند ، شماره 21 جلد 1، صفحات 14-1.

پی نوشت :

* استاديار پژوهش مرکز تحقيقات کشاورزي و منابع طبيعي خراسان رضوي (نویسنده مسئول:Email:mjolani@yahoo.com)
** دانشجوي کارشناسي ارشد دانشگاه مازنداران ساري - دانشگاه مازنداران

منبع:نشریه پژوهش در علوم کشاورزی جلد4 شماره2
/ن