اثر تیمارهای مختلف مواد افزودنی به خاک بر خصوصیات کمی و کیفی چغندر قند (L .Beta vulgaris) تحت رژیم‌های مختلف آبیاری

مقدمه

مصرف بهینه آب در تولیـد محصـولات کشاورزی به عنوان یکی از مهم­ترین عوامل محیطی مؤثر بر رشـد و نمو گیاهان به ویژه در مناطق خشک و نیمـه خشـک ماننـد ایـران، از اهمیت به سزایی برخوردار است (بیات و همکاران 2009 و کوهستانی و همکاران 2009). چغندرقند (Beta vulgaris) گیاهی است که به دلیل طولانی بودن دوره رشد گاهی اوقات 9-8 ماه در زمین باقی می­ماند و حجم و زیادی از آب آبیاری را بـه خـود اختصـاص مـی­دهـد. چغندرقند پس از سبز شدن نسبت به خشکی متحمـل اسـت، لـذا بـا کاهش آبیاری نیز می­تواند عملکرد اقتصادی قابل قبولی تولید نمایـد (وینتر 1980). تحمل نسبی چغندرقند به خشکی را مزیتی مهم بـرای اکثـر مناطق خشک و نیمه­خشک می­دانند. این گیاه به­واسـطه دوره­ی رشـد طولانی جزء گیاهان پرمصرف از نظر آب می­باشد به طـوری کـه در مناطق مختلف جهان میزان نیاز آبی آن بین 350 تا 1150 میلی­متر گزارش شده است (وان ارد و زندستا 2007). استفاده­ی بهینه از آب در بخـش کشـاورزی نقشـی اساسی در توسعه و بقای جوامع بشری دارد، از این رو توجه به نقـش مدیریتی کاربرد برخی از مواد افزودنی اصلاح­کننده نظیـر پلیمرهـای هیدروژل سوپرجاذب به منظور استفاده بهینه از آب در کشـاورزی بـه منظور افزایش ظرفیت نگهداری آب در خاک، اخیراً در سطح جهان و در مقیاس وسیع مورد توجه و استفاده قرار گرفته است. در ایران نیز به تازگی توجه برخی محققین به این موضـوع معطـوف شـده است (اسلام و همکاران 2011a و اسلام و همکاران، 2011 b و طلایی و آزادزاده 2006 ). سوپرجاذب­ها موادی هستند که چندین برابر وزن خود آب را جذب و در خود نگه­داری می­نمایند (اسلام و همکاران 2011a). از جمله مزایای سوپرجاذب­ها به افزایش ظرفیت نگهداری آب و مواد غذایی برای مدت طولانی، کاهش تعداد دفعات آبیاری، مصرف یکنواخت آب برای گیاهان، رشد سریع و مطلوب ریشه، کاهش آبشویی مواد غذایی موجود در خاک، کاهش هزینه آبیاری، مصرف بهینه کودهای شیمیایی، هوادهی بهتر خاک، امکان کشت در مناطق بیابانی و سطوح شیب­دار، افزایش فعالیت و تکثیر قارچ­های میکوریزا و سایر ریز جانداران خاک و افزایش تخلخل و ثبات ساختمان خاک اشاره شده است (فاظلی رمضانپور و همکاران 2013 و پرنیازپور 2007). جهان و همکاران (جهان و همکاران 2015) نشان دادند کاربرد سوپرجاذب رطوبت نسبت به عدم کاربرد آن، تأثیر معنی­داری بر شاخص سطح برگ، عملکرد قند ناخالص و شاخص کلروفیل داشت، به طوری‌که بیشترین مقادیر این صفات (به ترتیب با 4/3، 7/4 تن در هکتار و 2/46) را سبب شدند. حسن آبادی و همکاران (2016) در مطالعه اثر سوپرجاذب، کودهای بیولوژیک (مایکوریزا) و سطوح آبیاری بر خصوصیات کمی و کیفی چغندر قند اظهار داشتند اثر رژیم آبیاری و سوپرجاذب بر عملکرد ریشه، درصد قند خالص و ناخالص و عملکرد قند خالص معنی­دار بود آن­ها بالاترین مقادیر صفات مذکور را در تیمار آبیاری نرمال، کاربرد سوپرجاذب و عدم تلقیح بذر با کود بیولوژیک مایکوریزا مشاهده کردند.

همزیستی با قارچهای مایکوریزا جهت بهبود روابط آبی گیاه میزبان از جمله راه­کارهایی است که طی دهه­های اخیر به­طور ویژه­ای مورد توجه برخی محققان قرار گرفته است (سمیت و رد 2008). قارچ­های گلوموس در بین میکروارگانیسم­هایی که محیط اطراف ریشه را اشغال می­کنند، منحصر به­فرد بوده و با ایجاد رابطه همزیستی با ریشه اغلب گیاهان زراعی که اصطلاحا همزیستی مایکوریزایی گفته می­شود، موجب افزایش جذب عناصر غذایی مثل فسفر و برخی عناصر کم­مصرف همچون روی و مس، افزایش جذب آب، کاهش تأثیر منفی تنش­های محیطی و افزایش مقاومت در برابر عوامل بیماریزا شده و سبب بهبود در رشد و عملکرد گیاهان میزبان در سیستم­های کشاورزی پایدار می شوند (جهان و نصیری محلاتی 2012). جعفریان و همکاران (2013) اظهار داشتند کاربرد کودهای بیولوژیکی در چغندر قند توانست خصوصیات کمی و کیفی چغندر قند را بهبود بخشیده و موجب کاهش استفاده از کودهای شیمیایی در این محصول شوند. رضائی چیانه و همکاران (2017) در گیاه گلرنگ بیشترین عملکرد دانه از تیمار آبیاری پس از 60 میلی­متر تبخیر از تشتک تبخیر با کاربرد تلفیقی مایکوریزا + نانو کود روی و کمترین مقدار آن از تیمار آبیاری پس از 210 میلی متر تبخیر از تشتک تبخیر در شرایط عدم مصرف کود گزارش کردند. 

با توجه اهمیت چغندر قند در استان آذربایجان غربی و همچنین وقوع تنش کم آبی در دورهای مختلف رشد گیاه تحقیق حاضر باهدف بررسی اثر تنش کم آبی برخصوصیات کمی و کیفی چغندر قند و همچنین اثر تیمارهای مختلف افزودنی به خاک بر تعدیل اثر کم آبی برچغندر قند انجام گرفت.

مواد و روش‌ها

  این آزمایش در دو مکان  مزرعه تحقیقاتی دانشگاه مهاباد (با طول جغرافیایی ْ45 و ′43 و عرض جغرافیایی ْ36 و ′1 و ارتفاع 1320 متر از سطح دریا و ایستگاه تحقیقات کشاورزی میاندوآب (موقعیت جغرافیایی 46 درجه و 90 دقیقه طول شرقی و 36 درجه و 58 دقیقه عرض شمالی و در ارتفاع 1314 متری از سطح دریای آزاد) در سال زراعی 1397به صورت طرح کرت­های خرد شده در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی با سه تکرار اجرا گردید این منطقه براساس طبقه­بندی دو مارتن، جزو مناطق نیمه‌خشک کشور طبقه­بندی شده­ است. پیش از اجرای آزمایش، از خاک زمین مورد نظر نمونه­برداری تصادفی جهت تعیین خصوصیات فیزیکوشیمیایی انجام گرفت که نتایج حاصل در جدول 1 ارائه شده است.  آبیاری در سه سطح شامل 60 ، 120 و180 میلی­متر تبخیر از تشتک تبخیر کلاس A به کرت اصلی و تیمار های مختلف افزودنی به خاک شامل سوپرجاذب A200 (100 کیلوگرم در هکتار)، کود دامی، تلقیح بذور با میکوریزا و تیمار شاهد اختصاص یافت. باتوجه به این­که چغندر قند در ابتدای مراحل رشد به کمبود آب حساس و همچنین جوانه­زنی آن با مشکل مواجه است، لذا در مرحله جوانه زنی تا استقرار کامل گیاه (مرحله 8 برگی)، آبیاری به میزان کافی (هر هفته یک­بار) انجام شد. آبیاری با کمک سیستم تحت فشار و با استفاده از شیلنگ و کنتور انجام گردید. در این مطالعه حجم آب داده شده در تیمارهای آبیاری پس از 60، 120 و180 میلی‌متر تبخیر تجمعی از تشتک به‌ترتیب 8000، 6300 و 4350 مترمکعب در هکتار بود و اعمال تنش پس از استقرار گیاه (مرحله 8 برگی) انجام شد.  جهت کاربرد سوپرجاذب در تیمارهای مورد نظر شیارهایی در زیر ردیف­های کشت ایجاد (پایین تر از بذر حدود 10 سانتی متر از سطح خاک) و با خاک مخلوط شد (کاظمی اربط 2006). سوپرجاذب A200 مورد استفاده شرکت رهاب رزین تحت لیسانس پژوهشگاه پلیمر پتروشیمی تهیه شده بود. کود دامی پوسیده به مقدار 50 تن در هکتار  قبل از کاشت به خاک اضافه و با خاک مخلوط شد، خاک حاوی مایکور یزا (Glomus intraradices)  تهیه شده از شرکت زیست فناور سبز به میزان 40 گرم به ازای هر بوته در هنگام کاشت زیر بذر قرار داده شد (هر گرم نمونه قارچ حاوی حدود 300 اسپور زنده بود). در پاییز جهت تهیه بستر کاشت، نسبت به انجام شخم عمیق اقدام گردید. عملیات آماده­سازی زمین در بهار شامل اجرای شخم سطحی، دیسک، تسطیح، خط­کشی و تهیه خطوط کاشت (با استفاده از شیپر) بود. توزیع کودهای مورد نیاز براساس نتایج تجزیه خاک انجام گرفت (جدول 2). بر این اساس 225 کیلوگرم در هکتار کود اوره طی سه مرحله کاشت، دو تا چهار برگی و 6 تا 8 برگی به مزرعه افزوده شد. علاوه بر این به ترتیب 135 و 110 کیلوگرم کود سوپرفسفات تریپل و سولفات پتاسیم نیز هم زمان با شخم پاییزه به مزرعه داده شد. در هر کرت 8 ردیف کاشت به طول 5 متر و فاصله ردیف­های کاشت و فاصله بوته روی ردیف به ترتیب 50 و 20 سانتی­متر در نظر گرفته شد. رقم مورد استفاده در این آزمایش اکباتان بود که از مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان آذربایجان غربی تهیه شد که در تاریخ 20 فروردین کشت شد. تمام کرت­ها به‌طور هم­زمان بلافاصله بعد از کاشت آبیاری شدند. پس از استقرار بوته­ها، در مرحله ٦ - ٤ برگی، بوته­ها به فاصله 20سانتی­متر از یکدیگر تنک گردیدند.

مقدار نسبی آب برگ:  جهت اندازه­گیری محتوای نسبی آب برگ (RWC) در مرحله 20 برگی  بعد از اعمال تیمارهای تنش آبی، از بالاترین برگ‌های بالغ در ارتفاع یک‌سوم از راس بوته‌ها 3 صفحه با قطر  20 میلی‌متر از هر برگ جدا شد و بلافاصله وزن شدند (FW)، سپس نمونه‌ها به مدت 4 ساعت  در آب مقطر دو بار تقطیر با دمای در حدود 5 درجه سلسیوس و نور اندک غوطه‌ور شده و پس از گرفتن آب روی آن‌ها با کاغذ صافی، وزن شدند (TW) سپس نمونه‌ها به مدت 24 ساعت در دمای 80 درجه سانتی گراد قرار داده‌شده و وزن شدند (DW). مقدار آب نسبی برگ از رابطه (1) محاسبه گردید (بارس 1968).

      (رابطه 1)          

شاخص سطح برگ: برای محاسبه شاخص سطح  برگ در مرحله 12 برگی (زمان به حداکثر رسیدن سطح برگ­ها) از رابطه (2) استفاده شد (واتسون 1947) .

      (رابطه 2)                             LA=   مساحت برگ                            LG=  مساحت زمین اشغال شده

دو هفته قبل از برداشت، آبیاری مزرعه قطع و در آبان ماه محصول هر کرت برداشت شد. جهت خنثی کردن اثر حاشیه هنگام برداشت، از هر کرت، دو ردیف کناری حذف و دو ردیف در هر واحد آزمایشی برداشت گردید. کلیه ریشه­های مربوط به هر کرت پس از سرزنی و تمیز نمودن، شمارش و توزین شدند و بر اساس آنها عملکرد برای هر کرت محاسبه شد. جهت‌ اندازه‌گیری‌ درصد قند برای‌ هر نمونه‌ مقدار 26 گرم‌ خمیر ریشه‌های‌ برداشت‌ شده‌ با 177 میلی‌لیتر سواستات‌ سرب‌ (مخلوطی‌ از سه‌ قسمت‌ استات‌ سرب‌ و یک‌ قسمت‌ اکسیدسرب‌) در همزن‌ ریخته‌ و به‌ مدت‌ سه‌ دقیقه‌ مخلوط‌ شدند که‌ پس‌ از منتقل‌ نمودن‌ مخلوط ‌حاصله‌ به‌ قیف‌ صافی‌، شربت‌ زلالی‌ حاصل‌ گردید. شربت‌ به­دست‌ آمده‌ جهت‌ تجزیه‌ در دستگاه‌ بتالیزر مورد استفاده‌ قرار گرفت‌. پلاریمتر بر­مبنای‌ میزان‌ انحراف‌ نور پلاریزه‌، میزان‌ قند موجود در هر نمونه‌ را نشان‌ می‌دهد که‌ به‌­عنوان‌ درصد قند کل‌ یا ناخالص‌ برای‌ هر کرت‌ ثبت‌ شد و با کسر میزان‌ قند ملاس‌ از قند کل‌، میزان‌ قند­خالص‌ یا قند قابل‌ استحصال‌ برای‌ هر نمونه ‌به­دست‌ آمد (ایسیومسا 2009). برای‌ تعیین عملکرد قند ناخالص و خالص، عملکرد ریشه‌ در هر کرت‌ به‌ درصد قند ناخالص‌ و درصد قندخالص‌ مربوط‌ به‌ همان‌ کرت‌ ضرب‌ شد سپس‌ ارقام‌ به­دست‌ آمده‌ به‌ صورت‌ عملکرد قند­ ناخالص ‌و قند خالص‌ در هکتار ثبت‌ گردید.

‌

درصد قند قابل ‌استحصال‌ × عملکردریشه‌ (تن‌درهکتار) = عملکرد قند خالص‌ (رابطه 3)

درصد قند × عملکرد ریشه‌ (تن‌ در هکتار) = عملکرد قند ناخالص‌ (رابطه 4)

تجزیه و تحلیل داده­ها پس از بررسی و تأیید برقراری فرض­های تجزیه واریانس، یعنی نرمال بودن توزیع خطاها، یکنواختی واریانس­های درون تیماری و اثر افزایشی بلوک ( به­ترتیب به کمک آزمون شاپیرو- ویلک، توزیع باقیمانده و آزمون غیر افزایشی توکی)، انجام شد. تجزیه و تحلیل داده­ها به کمک نرم­افزار SAS نسخه 1/9 انجام و مقایسه میانگین پارامترهای مورد بررسی نیز با استفاده از آزمون دانکن در سطح احتمال پنج درصد انجام شد.

نتایج و بحث

در مطالعه حاضر اثر رژیم آبیاری بر کلیه صفات مورد بررسی به غیر از ضریب استحصال قند در سطح احتمال یک درصد معنی­دار بود، اثر تیمارهای افزودنی به خاک روی صفات مورد مطالعه در سطح احتمال یک درصد (به غیر از عیار قند در سطح احتمال پنج درصد) معنی دار بود، اثر مکان در تیمار افزودنی به خاک بر وزن خشک اندام هوایی، عیار قند، عملکرد قند ناخالص و عملکرد قند خالص در سطح احتمال یک درصد و بر محتوی آب نسبی برگ، عملکرد ریشه و درصد قند خالص در سطح احتمال پنج درصد معنی­دار بود، اثر متقابل رژیم آبیاری در تیمار افزودنی به خاک نیز بر محتوی آب نسبی برگ، عملکرد ریشه، عیار قند، درصد قند خالص و عملکرد قند خالص در سطح احتمال یک درصد و بر  شاخص سطح برگ، وزن خشک اندام هوایی، عملکرد قند ناخالص و درصد استحصال قند در سطح احتمال پنج درصد معنی­دار بود (جدول 1).

شاخص سطح برگ: در تحقیق حاضر کاربرد مایکوریزا و سوپرجاذب در رژیم آبیاری بعد از 60 میلی­متر به ترتیب با متوسط 32/4 و 11/4 بالاترین شاخص سطح برگ را به خود اختصاص دادند کمترین مقدار شاخص مذکور نیز با متوسط 53/2 به تیمار شاهد در رژیم آبیاری بعد از 180 میلی­متر اختصاص یافت، لازم به ذکر است که بین تیمار مذکور و تیمار کاربرد کود دامی در رژیم آبیاری بعد از 180 میلی متر اختلاف معنی­دار مشاهده نشد. در این مطالعه بین تیمارهای استفاده از میکوریزا و سوپرجاذب در دورهای آبیاری بعد از 120 و 180 میلی­متر و تیمار  عدم کاربرد مواد افزودنی به خاک در رژیم آبیاری بعد از 60 میلی­متر (تیمار آبیاری نرمال بدون کاربرد مواد افزودنی به خاک) اختلاف معنی­دار دیده نشد (جدول 4). بنابراین می­توان اظهار داشت استفاده از این دو ماده می­تواند موجب تعدیل اثر تنش کم­آبی بر شاخص سطح برگ شوند. مصرف سوپرجاذب با توانایی که در جذب و نگهداری رطوبت در خاک دارد، از طریق تولید برگ­های جدید و افزایش وسعت سطح برگ باعث ایجاد سطح سبز بیشتر می­شود و با افزایش سطح برگ گیاه، تولید مواد فتوسنتزی نیز بیشتر خواهد شد. جهان و همکاران (2012) نشان دادند بالاترین شاخص سطح برگ در چغندر قند به تیمار کاربرد سوپر جاذب اختصاص داشت. همچنین در مطالعه فاضلی رستم پور (2013) و محله و همکاران (2011) کاربرد سوپرجاذب اثر مثبتی بر افزایش شاخص سطح برگ ذرت علوفه­ای و سورگوم علوفه­ای داشت، همچنین در گزارش­های مختلف دلیل مشخص افزایش سطح برگ در گیاهان میکوریزی با شدت جذب عناصر غذایی و بویژه فسفر مرتبط دانسته شده است. فسفر با افزایش سرعت فتوسنتز و تحریک سنتز فیتوهورمون­های گیاهی و بخصوص سیتوکنین نقش اساسی در افزایش سطح برگ در شرایط تلقیح با میکوریز دارد (لودویگ- میلر 2000). پرویزی و نوایی (2019) گزارش کردند که میکوریز در شرایط تنش خشکی سبب افزایش  شاخص سطح برگ در سیب­زمینی شده است.

محتوی آب نسبی برگ: نتایج مقایسه میانگین تیمارهای اثر متقابل نشان داد کاربرد مایکوریزا در محیط میاندوآب با متوسط 42/75 درصد بالاترین محتوی آب نسبی برگ را به خود اختصاص دادند، لازم به ذکر است که بین تیمار مذکور و تیمارهای کاربرد میکوریزا، سوپرجاذب و کود دامی در منطقه مهاباد اختلاف معنی­دار مشاهده نشد، کمترین مقدار شاخص مذکور نیز با متوسط14/65 و 08/62 و درصد به تیمار شاهد در هر دو محیط مهاباد و میاندوآب دیده شد (جدول 3). در بین تیمارهای اثر متقابل رژیم آبیاری و مواد افزودنی به خاک استفاده از میکوریزا و سوپرجاذب در رژیم آبیاری بعد از 60 میلی متر به ترتیب با متوسط 72/86 و 78/87 درصد بالاترین محتوی نسبی آب برگ را به خوداختصاص داد. کمترین مقدار صفت مذکور با متوسط 33/53 درصد به تیمار شاهد در تیمار آبیاری بعد از 180 میلی­متر تبخیر اختصاص یافت. نتایج هم­چنین نشان داد اگر چه تنش کم آبی موجب کاهش محتوی آب نسبی برگ شد اما استفاده از میکوریزا در رژیم آبیاری بعد از 120 میلی­متر توانست محتوی آب نسبی برگ یکسانی با تیمار شاهد در رژیم آبیاری بعد از 60 میلی متر تبخیر داشته باشد (جدول 4). قارچ­های میکوریز با افزایش محتوای آب نسبی می توانند موجب تسهیل در جذب فسفر از خاک شده و در نهایت نقش موثری درافزایش رشد گیاه داشته باشند و افزایش جذب فسفر به نوبه خود با تأمین انرژی مورد نیاز در دستگاه فتوسنتزی و افزایش فعالیت آنزیم­های موثر در فتوسنتز به افزایش راندمان فتوسنتز منجر شده و تحریک رشد گیاه را موجب خواهد شد. ثابت شده است که میکوریز با افزایش قندهای محلول و پرولین در محیط ریشه سبب کاهش پتانسیل اسمزی سلول های ریشه نسبت به محیط خاک شده و از این طریق به انتقال بیشتر آب به محیط ریشه بویژه در شرایط تنش کمک می­کند (باقری و همکاران 2012). هم­چنین گزارش شده است که مصرف سوپرجاذب به واسطه بهبود شرایط خاک منجر به افزایش محتوای نسبی آب برگ می­شود (اسلام و همکاران 2011a و پوراسماعیل و همکاران 2009).  

عملکرد ریشه: نتایج نشان داد کاربرد میکوریزا در مکان مهاباد با متوسط 71/60 تن در هکتار بالاترین عملکرد ریشه را به خود اختصاص داد، لازم به ذکر است که بین تیمار مذکور و تیمارهای کاربرد سوپرجاذب در مکان مهاباد و میاندوآب تفاوت معنی­دار مشاهده نشد. در این مطالعه کمترین عملکرد ریشه با متوسط  26/49 تن در هکتار به تیمار شاهد در مکان مهاباد اختصاص یافت (جدول 3).

در بین تیمارهای آبیاری و تیمارهای افزودنی به خاک بالاترین عملکرد ریشه به تیمار آبیاری بعد از 60 میلی مترتبخیر و استفاده از سوپرجاذب و میکوریزا به ترتیب با متوسط 96/77 و 77/72 تن در هکتار اختصاص داشت، کمترین عملکرد ریشه نیز به تیمار آبیاری بعد از 180 میلی­متر همراه با تیمار کود دامی با متوسط 12/41 تن در هکتار اختصاص داشت، لازم به ذکر است که بین تیمار مذکور و تیمارهای شاهد، کاربرد میکوریزا و سوپرجاذب در تیمار آبیاری بعد از 180 میلی­متر تبخیر و همچنین تیمار کود دامی در تیمار آبیاری بعد از 120 میلی­متر تبخیر اختلاف معنی­دار مشاهده نشد. در این بررسی استفاده از میکوریزا، سوپرجاذب و کود دامی در تیمار آبیاری بعد از 60 میلی­متر تبخیر و کاربرد میکوریزا و سوپرجاذب در تیمار آبیاری بعد از 120 میلی­متر توانستند عملکرد ریشه را در مقایسه با تیمار شاهد در هر رژیم آبیاری به صورت معنی­دار افزایش دهند (جدول 4). در تیمار آبیاری بعد از 180 میلی­متر تبخیر بین تیمارهای کودی اختلاف معنی­دار دیده نشد و کمترین عملکرد ریشه در این آبیاری ثبت شد، می­توان اظهار نمود کمبود آب سبب کاهش سطح برگ و درصد پوشش سبز و افزایش تنفس و همچنین صرف انرژی برای رشد مجدد برگ­ها و اندام­های هوایی می­شود که در نهایت موجب کاهش عملکرد ریشه می­گردد. همچنین، یکی از مکانیسم­های گیاهان جهت مقاومت به خشکی کاهش پتانسیل اسمزی از طریق افزایش سنتز و تجمع کربوهیدرات­­هایی مانند ساکارز در شیره سلولی ریشه است که از این طریق، پتانسیل اسمزی کمتر از پتانسیل اسمزی خاک شده و آب به داخل ریشه جریان پیدا می­کند. البته چنین فرایندی با صرف انرژی در گیاه همراه است و صرف این مقدار انرژی موجب کاهش رشد ریشه و در نتیجه کاهش عملکرد ریشه می­شود (خادم و همکاران 2011). در این بررسی کاربرد میکوریزا در رژیم­های آبیاری بعد از 60 و 120 میلی­متر تبخیر اثر مثبتی بر عملکرد ریشه داشت، نتایج تحقیق روی گیاهان میکوریزایی و غیر میکوریزایی در شرایط تنش رطوبتی نشان داده است که هدایت هیدرولیکی سیستم ریشه های گیاهان میکوریزایی بیش­تر از گیاهان غیر میکوریزایی است (زانگ و همکاران 2006)، این موضوع در اثر افزایش سطح ریشه و یا طول ریشه­های میکوریزایی می­باشد .هدایت آبی نیز در واحد طول ریشه دو تا سه برابر افزایش نشان می­دهد. برگ های گیاهان میکوریزایی دارای مقاومت کمتری به انتشار بخار آب هستند و هم چنین سطح آن ها در مقایسه با گیاهان غیر میکوریزایی افزایش نشان می­دهد (زانگ و همکاران 2006).  پرویزی و نوایی (2019) نشان دادند، بالاترین عملکرد غده در سیب زمینی به تیمار میکوریزی همراه با تیمار کم­آبی 85 درصد تأمین آب، اختصاص داشت اگر چه تیمار مذکور با تیمار میکوریزی با 100 درصد آبیاری تفاوت‌ها معنی‌داری نداشت.  همچنین به­نظر می­رسد در حالتی که سوپرجاذب در خاک وجود دارد به سبب تسهیل در جذب آب و مواد غذایی توسط ریشه، گیاه می­تواند از شرایط ایجاد شده به منظور تولید سطح برگ بیشتر، و در نتیجه میزان فتوسنتز بالاتر، استفاده و در نهایت عملکرد ریشه بیشتری تولید کند. حسن آبادی و همکاران (2016) بالاترین عملکرد ریشه را با متوسط 34/73 تن در هکتار در تیمار آبیاری نرمال و کاربرد سوپرجاذب بدون تلقیح با کود بیولوژیک و کمترین مقدار را با متوسط 2/38 تن در هکتار در تیمار تنش کم آبی و عدم استفاده از زئولیت و کود بیولوژیک گزارش کردند. در تحقیقی بر چغندر قند بالاترین عملکرد ریشه به تیمار تلفیقی کاربرد 100 درصد نیاز آبی گیاه و استفاده از  12 تن در هکتار کمپوست و کود نیتروژنه (به مقدار توصیه شده) بدست آمد (محمدعباس و همکاران 2013). اثر مثبت آبیار کامل، سوپر جاذب و میکوریزا بر عملکرد ریشه در مطالعات دیگر محققین نیز گزارش شده است (رویز لوزانو و آروکا 2010 و کنتر و همکاران 2006). نتایج نشان داد همبستگی بین شاخص سطح برگ و عملکرد ریشه در سطح احتمال پنج درصد معنی­دار بود (^*25/0= r)، می­توان اظهار داشت شاخص برگ مناسب به واسطه فراهم سازی سطح فتوسنتزی مناسب موجبات بهبودی عملکرد ریشه را فراهم نموده است (جدول 5).

 وزن خشک اندام هوایی: نتایج نشان داد کاربرد میکوریزا در مکان میاندوآب با متوسط 27/4 تن در هکتار بالاترین و تیمار شاهد در محیط مهاباد با متوسط 00/3 تن در هکتار کمترین وزن خشک اندام هوایی را به خود اختصاص دادند (جدول 3). استفاده از میکوریزا در تیمار آبیاری بعد از 60 میلی متر با متوسط 51/4 تن در هکتار بالاترین وزن خشک اندام هوایی را به خود اختصاص داد، لازم به ذکر است که بین تیمار مذکور و دیگرتیمارهای افزودنی به خاک در رژیم آبیاری بعد از 60 میلی­متر اختلاف معنی­دار دیده نشد، در این بررسی کمترین وزن خشک اندام هوایی با متوسط 84/2 تن در هکتار به تیمار شاهد در تیمار آبیاری بعد از 180 میلی متر اختصاص داشت (جدول 4)، هر چند بین تیمار مذکور و تیمارهای میکوریزا، سوپرجاذب و کود دامی اختلاف معنی­دار مشاهده نشد. در این بررسی کمترین وزن خشک اندام هوایی در تیمار آبیاری بعد از 180 میلی متر تبخیر دیده شد. از جمله دلایل کاهش عملکرد گیاهان در شرایط تنش خشکی می­توان به برهم خوردن تعادل تغذیه­ای اشاره نمود، چرا که در شرایط تنش خشکی به دلیل تخلیه آب قابل استفاده خاک میزان تجمع املاح در محیط ریشه افزایش می­یابد که باعث کاهش پتانسیل اسمزی محیط ریشه و بروز سمیت ویژه یونی و کمبود یون­های غذایی می­شود. خشکی با ایجاد تغییرات مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی متعددی که در گیاه به وجود می­آورد و با متوقف نمودن گسترش سلول­ها و کاهش فشار آماس می­تواند بر روی وزن تر و خشک گیاه تأثیر گذاشته و آنها را کاهش دهد، خشکی باعث کاهش انتقال مواد غذایی از خاک به گیاه می­شود و باعث کاهش معنی­دار وزن خشک نسبت به گیاهان شاهد می­شود. جهان و نصیری محلاتی (2012) گزارش کردند کوتاه­تر شدن دوره رشد رویشی و زایشی گیاه تحت تیمار آبیاری بعد از 120 میلی­متر، از طریق کاهش تولید مواد فتوسنتزی و عدم تأمین مواد فتوسنتزی کافی جهت تخصیص مناسب به ریشه­های در حال رشد می­شود اما، در شرایط تنش خشکی، همزیستی با قارچ مایکوریزا از طریق افزایش سطح جذب ریشه­ها (نفوذ میسلیوم­های قارچ و افزایش سطح تماس ریشه با خاک) موجب افزایش دسترسی گیاه به آب و مواد غذایی شده است. قارچ میکوریز ا با افزایش جذب عناصر غذایی، رشد و نمو و فعالیت­های بیوشیمیایی گیاه را افزایش می­دهد و این امر موجب افزایش عملکرد بیولوژیک می­شود. بهبود وزن خشک اندام هوایی در تیمارهای کاربرد سوپرجاذب به این دلیل است که زمانی که سوپرجاذب­ها به خاک اضافه می­شود، قادر هستند که آب و مواد غذایی را به خود جذب و سپس به آهستگی آزاد می­کنند. این آب می­تواند توسط گیاه زمانی که در حال رشد است یا تحت شرایط تنش قرار دارد مورد استفاده قرار گیرد(اسلام و همکاران 2011a). کشاورز و همکاران (2012) نشان دادند که تنش کم­آبی به صورت معنی­داری وزن خشک گیاه را در ارزن مرواریدی کاهش داد اما کاربرد سوپر جاذب به خصوص در مقادیر بالا اثرات منفی تنش کم آبی را بر گیاه جبران کرد که همسو با نتایج تحقیق حاضر است. در مطالعه خلیلی و حمزه (2019) بالاترین وزن خشک اندام هوایی در چغندر قند در تیمار استفاده از 200 کیلوگرم در هکتار سوپر جاذب در دو رژیم آبیاری بعد از 60 و 120 میلی متر تبخیر گزارش شد.

عیار قند: نتایج حاکی از آن بود که تیمار شاهد در محیط مهاباد با متوسط 97/18 درصد بالاترین و تیمار کاربرد سوپرجاذب و میکوریزا در محیط میاندوآب به ترتیب با متوسط 92/16 و 86/16 درصد کمترین عیار قند را به خود اختصاص دادند (جدول 3). در مطالعه حاضر تیمار شاهد در تیمار آبیاری 180 میلی­متر تبخیر با متوسط 27/20 درصد بالاترین عیار قند را به خود اختصاص داد هر چند بین تیمار مذکور و تیمار کاربرد سوپرجاذب و کود دامی در رژیم آبیاری بعد از 120 میلی­متر تبخیر و  کاربرد میکوریزا در رژیم آبیاری بعد از 180 میلی متر تبخیر اختلاف معنی­دار مشاهده نشد (جدول 4). دراین بررسی کمترین عیار قند با متوسط 90/15 درصد به تیمار کاربرد سوپرجاذب در تیمار آبیاری بعد از 60 میلی متر تبخیر اختصاص یافت. در این بررسی همبستگی بین عیار قند با عملکرد ریشه (^**42/0- = r) در سطح احتمال یک درصد منفی و معنی­دار بود (جدول 5).  کم­آبی در چغندر قند موجب کاهش وزن­تر ریشه می­شود اما درصد قند ریشه به واسطه پس­آبیدگی ریشه افزایش می­یابد. کاهش وزن تر ریشه به دلیل پس­آبیدگی در برگ­ها و ریشه­ها رخ می­دهد اما تولید شکر به ندرت تحت تأتیر کم آبی قرار می­گیرد حتی اگر تنها 70 درصد از مقدار آب مورد نیاز گیاه در اختیار چغندر قند قرار بگیرد (الجباوی و عباس2013). کم بودن عیار قند در سطوح کاربرد میکوریزا و سوپرجاذب به دلیل ایجاد شرایط مساعد محیطی برای افزایش رشد و حجم ریشه­هاست به طوری­که در تحقیق حاضر سطوح سوپرجاذب موجب افزایش طول ریشه و عملکرد ریشه شد که خود موجب افزایش نسبت وزن ریشه به عیار قند خواهد شد. رضائی چیانه و همکاران (2017) نشان دادند با افزایش تنش خشکی و کاربرد مایکوریزا میزان قندهای محلول و پرولین به­طور معنی­داری افزایش یافت، همچنین آنها اظهار داشتند که تلقیح با مایکوریزا در شرایط کمبود آب، میتواند با توسعه سیستم ریشه­ای و افزایش سطح جذب ریشه، جذب آب و عناصر غذایی را توسط گیاه افزایش داده و سبب افزایش مقاومت گیاه در برابر کم­آبی شود، آبیانه و همکاران (2017) نشان دادند با افزایش سطح کود نیتروژنه و تعداد رژیم آبیاری از عیار قند کاسته می­شود. در مطالعه محمد عباس و همکاران (2018) بالاترین عیار قند در تیمار اثر متقابل کاربرد 15 تن در هکتار کمپوست و رژیم آبیاری بعد از 50 درصد نیاز آبی گزارش شد.

عملکرد قند ناخالص: در بین تیمارهای اثر متقابل مکان در مواد افزودنی به خاک بالاترین درصد قند خالص با متوسط88/10 تن در هکتار به کاربرد میکوریزا در محیط مهاباد اختصاص داشت، لازم به ذکر است که بین تیمار مذکور و تیمار سوپرجاذب در محیط مهاباد و میکوریزا در محیط میاندوآب اختلاف معنی­دار مشاهده نشد. کمترین مقدار صفت مذکور نیز با متوسط 37/8 تن در هکتار به تیمار کود دامی در مکان مهاباد اختصاص یافت (جدول 3). در بررسی حاضر هر چند استفاده از سوپرجاذب و میکوریزا در تیمار آبیاری بعد از 60 میلی­متر تبخیر به ترتیب با متوسط 38/13 و 21/12 تن در هکتار بالاترین عملکرد قند ناخالص را به خود اختصاص دادند، اما بین تیمارهای مذکور و تیمار شاهد و استفاده از کود دامی در تیمار آبیاری بعد از 60 میلی متر تبخیر اختلاف معنی­داردیده نشد. در این بررسی کاربرد کود دامی در تیمار آبیاری بعد از 180 میلی­متر تبخیر با متوسط 31/7 تن در هکتار کمترین عملکرد قند ناخالص را به خود اختصاص دادند، لازم به ذکر است که بین تیمار مذکور و تیمار شاهد در رژیم آبیاری بعد از 120 میلی­متر و کاربرد سوپرجاذب در رژیم آبیاری بعد از 180 میلی متر اختلاف معنی­دار دیده نشد (جدول 4). با توجه به اینکه عملکرد قند ناخالص از دو جزء عملکرد ریشه و عیار قند حاصل شده است، بالا بودن عملکرد قند ناخالص در تیمارهای کودی در رژیم آبیاری  بعد از 60 میلی متر تبخیر را می­تواند به بالا بودن عملکرد ریشه در این تیمارها نسبت داد، با توجه به پایین بودن عیار قند در این تیمارها می­توان اظهار داشت اثر عملکرد ریشه در شکل­گیری عملکرد قند ناخالص تأثرگزارتر از عیار قند بود، وجود همبستگی مثبت و معنی­دار بین عملکرد قند ناخالص می تواند تأییدی بر این ادعا باشد. در مطالعه جهان و همکاران (2012) بالاترین عملکرد قند ناخالص با متوسط 7/4 تن در هکتار به تیمار کاربرد سوپرجاذب به مقدار 40 کیلوگرم در هکتار اختصاص داشت. در مطالعه هاشمی و همکاران (2014) بالاترین عملکرد قند ناخالص و خالص در تیمار آبیاری کامل و تلقیح بذر با میکوروارگانسیم ها بدست آمد. محمد عباس و همکاران  (2018) بالاترین عملکرد قند ناخالص را در تیمار 100 درصد نیاز آبی گیاه و استفاده از 12 تن در هکتار کمپوست گزارش کردند.

درصد قند خالص: در این بررسی بالاترین درصد قند خالص با متوسط 56/15 درصد به تیمار کاربرد سوپرجاذب در محیط مهاباد اختصاص داشت هرچند بین تیمار مذکور و تیمارهای کاربرد مایکوریزا در محیط مهاباد و میاندوآب اختلاف معنی­دار دیده نشد. در این مطالعه هرچند کمترین درصد قند خالص با متوسط 25/12 درصد به تیمار آبیاری بعد از 60 میلی­متر تبخیر در تیمار شاهد مواد افزودنی به خاک اختصاص داشت اما بین تیمار مذکور و آبیاری بعد از 60 میلی­متر تبخیر  همراه با مایکوریزا و کود دامی،  تیمار آبیاری بعد از 120 میلی­متر تبخیر در تیمار شاهد و کود دامی و تیمار آبیاری بعد از 180 میلی­متر و تیمار سوپرجاذب اختلاف معنی دار دیده نشد (جدول 3). در این مطالعه اگر چه استفاده کود دامی در تیمار آبیاری 180 میلی­متر با متوسط 15/16 درصد بالاترین درصد قند خالص را به خود اختصاص داد اما بین تیمار مذکور و تیمارهای کاربرد میکوریزا و سوپرجاذب در تیمار آبیاری بعد از 120 میلی­متر و تیمار شاهد و کاربرد میکوریزا در تیمار آبیاری بعد از 180 میلی متر اختلاف معنی­دار دیده نشد (جدول 4). کمترین درصد قند خالص نیز با متوسط 90/12 درصد به تیمار شاهد در تیمار آبیاری بعد از 60 میلی­متر تبخیز اختصاص یافت. کائور و همکاران (2007) اظهار داشتند تحت شرایط کم آبی افزایش درصد قند با افزایش سنتز فسفاتاز قند و کاهش فعالیت اسید اینورتاز همراه است.  حسن آبادی و همکاران (2016) بالاترین درصد قند خالص را با متوسط 88/11 درصد در تیمار آبیاری نرمال، کاربرد سوپرجاذب بدون تلقیح با کود بیولوژیک و کمترین مقدار با متوسط 46/5 درصد در شرایط کم آبی و عدم کاربرد سوپرجادب و کود بیولوژیک گزارش کردند.

درصد استحصال قند: در بررسی حاضر بالاترین درصد استحصال قند با متوسط 63/87، 79/86 و 63/86 درصد در تیمارهای کاربرد میکوریزا و سوپر جاذب در تیمار آبیاری بعد از 120 میلی متر و استفاده از سوپرجاذب در رژیم آبیاری بعد از 60 میلی­متر تبخیر اختصاص یافت. کمترین ضریب استحصال قند نیز با متوسط 20/65 درصد به تیمار کاربرد کود دامی در رژیم آبیاری بعد از 120 میلی­متر اختصاص یافت (جدول 4). در مطالعه حاضر درصد استحصال قند از تقسیم درصد قند خالص به درصد قند ناخالص بدست آمد، بنابراین بالا بودن درصد استحصال در تیمارهای کاربرد میکوریزا و سوپر جاذب در تیمار آبیاری بعد از 120 میلی متر و استفاده از سوپرجاذب در رژیم آبیاری بعد از 60 میلی­متر تبخیر را می­توان به بالا بودن درصد قند خالص و پایین بودن درصد قند ناخالص نسبت داد، وجود همبستگی مثبت بین درصد استحصال قند با درصد قند خالص (^**62/0= r) و همبستگی منفی و معنی­دار و با عیار قند  (^**62/0- = r) دلیلی بر این ادعاست (جدول 5).  

عملکرد قند خالص: نتایج نشان داد کاربرد میکوریزا و سوپرجاذب به ترتیب با متوسط 07/9 و 05/9 تن در هکتار بالاترین  عملکرد قند خالص را در  مهاباد به خود اختصاص دادند، بین تیمارهای مذکور و تیمار کاربرد سوپرجاذب در محیط میاندوآب از لحاظ عملکرد قند خالص اختلاف معنی­داردیده نشد. دراین مطالعه تیمار شاهد در محیط مهاباد با متوسط 24/6 تن در هکتار کمترین عملکرد قند خالص را به خود اختصاص داد (جدول 3). نتایج مقایسه میانگین تیمارهای اثر متقابل آبیاری و تیمار افزودنی به خاک نشان داد استفاده از سوپرجاذب در تیمار آبیاری بعد از 60 میلی­متر تبخیر با متوسط 71/10 تن در هکتار بالاترین عملکرد قند خالص را به خود اختصاص داد، در این مطالعه تیمار شاهد و کود دامی در تیمار آبیاری بعد از 120 میلی­متر به ترتیب با متوسط 39/5  و 76/5 تن در هکتار و استفاده از کود دامی در تیمار آبیاری بعد از 180 میلی­متر تبخیر  با متوسط 35/5 تن در هکتار کمترین عملکرد قند خالص را به خود اختصاص دادند (جدول 4).

بر اساس نتایج مقایسه میانگین ترکیبات تیماری اگرچه کاربرد سوپرجاذب در تیمار آبیاری بعد از 60 میلی­متر تبخیر بالاترین عملکرد قند خالص را به خود اختصاص داد، اما استفاده از مایکوریزا و کود دامی نیز در این تیمار آبیاری توانست عملکرد قندخالص را به صورت معنی­دار در مقایسه با شاهد افزایش دهد. در تیمار آبیاری بعد از 120 نیز استفاده از سوپرجاذب و میکوریزا توانستند عملکرد قند خالص را به صورت معنی­دار در مقایسه با تیمار شاهد در تیمار آبیاری مذکور افزایش دهند، لازم به ذکر است که بین دو تیمار مذکور و تیمارهای استفاده از مایکوریزا و کود دامی در تیمار آبیاری بعد از 60 میلی­متر تبخیر اختلاف معنی­دار مشاهده نشد، همچنین استفاده از سوپرجاذب و میکوریزا در تیمار آبیاری بعد از 120 میلی­متر تبخیر عملکرد قند خالص را به صورت معنی­دار در مقایسه با تیمار شاهد در تیمار آبیاری بعد از 60میلی­متر افزایش دادند. با توجه به نتایج مطالعه حاضر می­توان اظهار داشت در شرایط فراهمی آب استفاده از هر سه نوع تیمار کودی برای دستیابی به حداکثر عملکرد اقتصادی قابل توصیه است، اما زمانی که گیاه با تنش کم آبی متوسط روبرو است استفاده  از تیمارهای کودی میکوریزا و سوپر جاذب می­تواند راهکاری مناسب جهت تعدیل اثر تنش کم آبی و دست­یابی به عملکرد اقتصادی مناسب باشد. در بررسی حاضر کاربرد کود دامی در هر دو آبیاری بعد از 120 و 180 میلی متر تبخیر از مقادیر پایین عملکرد قند خالص برخودار بود. می توان نتیجه گرفت که استفاده از کودهای دامی در سال اول و همچنین در شریط کم آبی نمی­تواند گزینه مناسبی برای بهبود عملکرد قند خالص در چغندر قند باشد. تـنش کم­آبی، فتوسنتز و مصرف مواد فتوسـنتزی را در بـرگ­هـای در حال توسعه کاهش می­دهد، زیرا انتقـال شـیره از آونـد آبکـش وابسته به پتانسیل فشار است که در طی تنش کم­آبـی، پتانـسیل آب در آوند آبکش کاهش و کاهش در پتانـسیل آمـاس نیـز از انتقـال مــواد فتوسـنتزی و در نهایــت از مقـدار مــواد پــرورده ذخیرهای می­کاهد که این امر، آسیب­پذیری عملکرد اقتصادی را در شرایط کم­آبی افزایش می­دهد (برنگر و فاسی، 2001). زاهدی و توحیدی مقدم (2011) گزارش کردند استفاده از سوپرجاذب به خاک مقدار فعالیت آنزیم­های آنتی اکسیدانت را کاهش می­دهد، به نظر می­رسد کاربرد سوپرجاذب ها توانایی نگه داری آب در خاک را افزایش داده و از این طریق می­تواند تنش کم­آبی را تعدیل نماید. همانند عملکرد قند خالص نیز از دو جزء درصد قند خالص و عملکرد ریشه تشکیل شده است، در تحقیق حاضر برتری عملکرد قند خالص در تیمار آبیاری بعد از 60 میلی­متر تبخیر همراه با کاربرد سوپرجاذب می­تواند به دلیل بالا بودن عملکرد ریشه در این تیمار باشد. خلیلی و حمزه (2019) در مطالعه اثر رژیم آبیاری و سوپرجاذب بر خصوصیات کمی و کیفی چغندرقند بالاترین عملکرد قند خالص را در تیمار کاربرد سوپرجاذب در رژیم آبیاری بعد از 60 میلی­متر و استفاده از 200 کیلوگرم در هکتار گزارش کردند. نتایج ضرایب همبستگی بین صفات نشان داد همبستگی عملکرد قند خالص با عملکرد ریشه (^**85/0= r)، عملکرد قند ناخالص (^**77/0= r)، درصد قند خالص (^**39/0= r) و ضریب استحصال قند (^**85/0= r) در سطح احتمال یک درصد و با وزن خشک اندام هوایی (^*25/0= r) در سطح احتمال پنج درصد مثبت و معنی­دار بود.

نتیجه­گیری کلی

در مطالعه حاضر استفاده از میکوریزا و سوپرجاذب در هر دو مکان توانستند عملکرد قند خالص را در مقایسه با شاهد و کود دامی بهبود بخشند، همچنیین استفاده از میکوریزا، سوپرجاذب و کود دامی در شرایط نرمال آبیاری توانست عملکرد ریشه را به صورت معنی­دار در مقایسه با شاهد افزایش دهند، بنابراین در شرایط نرمال استفاده از هر سه نوع تیمار اثر مثبتی بر عملکرد قند خالص داشت. در شرایط تنش کم آبی  کاربرد میکوریزا وسوپرجاذب توانستند عملکرد قند خالص را به صورت معنی­دار در مقایسه با شاهد افزایش دهند، با توجه به اینکه در منطقه مورد آزمایش چغندر قند با دوره های مختلفی از تنش کم آبی روبرو است، استفاده از میکوریزا  و سوپر جاذب می تواند راهکاری مناسب در تعدیل تنش کم آبی در چغندر قند باشد.

سپاسگزاری:  به این وسیله از بخش پژوهشی دانشگاه پیام نور به واسطه فراهم سازی امکانات مالی لازم برای پیشبرد این تحقیق تقدیر و تشکر می شود.