بررسی کارآیی تغذیه شرکت گرومان بر عملکرد نیشکر در مقایسه با تیمار عرف منطقه شوشتر خوزستان

مالكیت
مالکیت معنوی و کلیه حقوق مرتبط بر نتایج مطالعات، ابتکارات و نوآور‌ی‌های حاصل از این پروژه، متعلق به شرکت گرومان و شرکت کشت و صنت کارون بوده و چاپ، انتشار و استفاده از تمام یا قسمتی از این نتایج بدون کسب اجازه کتبی ممنوع می‌باشد و متخلفین تحت پیگرد قانونی قرار خواهد گرفت.

مقدمه 
نیشكر با نام علمی Saccharum officinarum گیاهی چنـد سـاله از تیـره غلات است كه به هدف تولید قند از ساقه‌های آن، كشت می‌شود. ایران با سطح قابل برداشت 87.000 هکتار بیست و یکمین تولید کننده این محصول در جهان و بعد از مصر و پاکستان سومین تولیدکننده بزرگ در خاورمیانه است. با توجه به نقش مهم فیزیولوژیکی پتاسیم و فسفر و نیاز بالای نیشکر به این عناصر، عدم مصرف کودهای پتاسیمی و فسفره در سالهای گذشته و تخلیه شدید خاكهای تحت کشت، سبب کاهش محصول نیشکر شده است.

با وجود اینکه سطح بسیار زیادی از اراضی استان خوزستان زیر کشت دراز مدت نیشکر میباشد، اما تاکنون پژوهشهای چندانی در زمینه تاثیر عناصر ماکرو بر تغییرات ویژگیهای شیمیایی خاك در کشت و صنعتهای مختلف استان خوزستان انجام نشده است. این آزمایش با هدف بررسی کارایی دستورالعمل کودی شرکت گرومان در مقایسه با عرف منطقه در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با 6 تیمار و 3 تکرار در شهرستان شوشتر در سال زراعی 1401-1400 اجرا شد.

در این آزمایش تاثیر کودهای فسفر و پتاس بالا بر تغییرات عملکرد کمی و کیفی نیشکر نظیر نیشکر قابل آسیاب، ارتفاع بوته، تعداد پنجه، کیفیت و درصد قند و غیره بررسی گردید. نتایج نشان داد که فاکتورهای کمی عملکرد شامل ارتفاع نیشکر قابل آسیاب، تراکم ساقه در متر مربع، عملکرد نیشکر قابل آسیاب در سطح احتمال 0.01 درصد معنی دار شد. همچنین عملکرد شکر و وزن تک ساقه در تیمارهای کودی گرومان در مقایسه با شاهد در سطح احتمال 0.05 معنی دار بود ولی مصرف کودهای گرومان بر روی بریکس، پل، قطر نی و درصد قند قابل استحصال معنی دار نبود. با توجه به نتایج به دست آمده و افزایش عملکرد کمی و کیفی چشمگیر پیشنهاد می‌گردد تیمار مصرف 400 کیلوگرم در هکتار کود واندر پی کی در سطوح وسیع به منظور بررسی تکرار پذیری و اطمینان از نتایج حاصله انجام گیرد.

نیشكر با نام علمی Saccharum officinarum گیاهی چنـد سـاله از تیـره غلات است كه به هدف تولید قند از ساقه‌های آن كشت میشود. ساقه تازه نیـشكر با 90 درصد عصاره حـاوی 12 تـا 17 درصـد سـاكارز اسـت از هـر تـن سـاقه تـازه نیشكـــر حدود 85 تا 110 كیلوگرم قند استخراج میشود. حدود 80 درصد شکر دنیا از نیشکر تولید شده در آب و هوای گرمسیری و نیمه گرمسیری است. 20 درصد باقیمانده از چغندر قند است که بیشتر در مناطق معتدل نیمکره شمالی کشت می‌شود.

در سال زراعی 2023-2022 انتظار می‌رود تولید جهانی شکر به 182 میلیون تن برسد که 1.7 میلیون تن بیشتر از سال قبل است. کشورهای مهم تولید کننده نیشکر به ترتیب شامل برزیل، هندوستان و چین هستند. پیش بینی می‌شود سهم زیاد برزیل در عرضه شکر جهان در سال برداشت سال ذکر شده به میزان یک میلیون تن افزایش یابد که بخشی از آن به دلیل آب و هوای مطلوب است. ایران با سطح قابل برداشت 87000 هکتار بیست و یکمین تولید کننده این محصول در جهان و بعد از مصر و پاکستان سومین تولیدکننده بزرگ در خاورمیانه است.
جدول 1-1) سطح زیر کشت و مقدار تولید نیشکر در کشورهای مهم جهان2021

نیشکر محصول مهم برای تامین قند و صنایع جانبی است و با توجه به زیست توده بالا، نیاز به جذب مقدار زیادی نیتروژن، پتاسیم و فسفر در سراسر چرخه حیات خود دارد. تغییر کاربری اراضی و کشت فشرده در دراز مدت در اراضی کشاورزی دنیا، ویژگیهای خاك را در سطوح گسترده تحت تأثیر قرار داده و سبب تغییر ویژگیهای فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاك شده است. مطالعه تغییرات ویژگیهای خاك در اثر کشت دراز مدت، با هدف ایجاد تعادل میان میزان تولید و حفظ و بهبود کیفیت منابع اراضی، میتواند در شناسایی مدیریتهای پایدار و به دنبال آن جلوگیری از تخریب روزافزون خاك بسیار مؤثر باشد.

کشت نیشکر به صورت مکانیزه در جنوب غربی ایران از 60 سال پیش آغاز شده است. با وجود استفاده مداوم از کودهای شیمیایی، عملکرد زراعی نیشکر روند کاهشی داشته است. طولانی بودن دوره کشت نیشکر (12 تا 14 ماه)، مصرف زیاد آب آبیاری 30000 مترمکعب در هر هکتار در 25 الی 30 نوبت آبیاری و استفاده گسترده از ماشین آلات سنگین کشاورزی در مراحل کاشت، داشت و برداشت نیشکر، میتواند ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاك را تحت تأثیر قرار دهد.

1-1) تغذیه در نیشکر

کشت نیشکر به ویژه به صورت مستمر و تک کشتی به دلیل شخم عمیق، کوددهی بیش از حد، عدم بازیافت بقایای آلی و استفاده گسترده از ادوات کشاورزی میتواند سبب کاهش کیفیت خاك شود نتایج مطالعات مختلف نشان داده که ارتباط زیادی میان تناوب کشت و ویژگیهای شیمیایی خاك از جمله مواد آلی، فسفر و پتاس خاك وجود دارد. نتایج پژوهشها نشان داد کربن آلی و پتاسیم قابل جذب خاك در اثر فعالیتهای کشاورزی و کشت دراز مدت کاهش یافت.
پتاسیم یک کارکرد بسیار مهم برای تنظیم اسمزی سلول، حفظ و نگهداری آماس، نمو سلول و عملکرد روزنه دارد. پتاسیم از طریق تورژسانس (آماس) سلولی و باز و بسته نمودن روزنهها در تنظیم آب گیاه ایفای نقش دارد. این عنصر در فعالیت آنزیم، بیوسنتز پروتئینها و فرایندهای فتوسنتز، تنظیم فشار اسمزی، نمو سلولی، حرکت روزنه‌ها، انتقال مواد در آوند آبکش و توازن کاتیون آنیون نقش دارد.

2) مواد و روش‌ها

کشت و صنعت کارون با مختصات جغرافیایی 32 درجه و 5 دقیقه عرض شمالی و 42 درجه و 48 درجه طول شرقی و ارتفاع 68 متر از سطح دریا در 12 کیلومتری غرب شهرستان شوشتر در استان خوزستان واقع شده است. مساحت کل اراضی آن 45000 هکتار میباشد (1) این منطقه دارای آب و هوای گرم و خشک میباشد. خاکهای غالب منطقه در گروه بزرگ Haplousteps Calcic رده بندی میشوند.

جهت بررسی کارآیی کود گرانوله جدید شرکت گرومان بنام واندر پی کی (NPK 00-22-17) یک طرح تحقیقاتی در قالب بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار در پلاتهای یکصد متر مربعی، شامل 4 فارو به طول 15.6 متر و فواصل فاروها از یکدیگر، 1.6 متر انجام شد. رقم نیشکر مورد استفاده در این طرح رقم (CP69-1062) میباشد. اولین مرحله کوددهی پایه قبل از کاشت در تاریخ 30/06/1400 بصورت گرانول پاشی به روش پخش دستی در کف فارو و در محل زیر قلمه اعمال شد. کشت مزرعه مذکور در تاریخ 1 مهر ماه 1400 و اولین آبیاری نیز همزمان با کشت در همان تاریخ انجام شد. در فصل بهار با شروع رشد رویشی مجدد گیاه نیشکر آبیاری در تاریخ 24/01/1401 آغاز شد و عملیات کوددهی سرک در مراحل محتلف بعدی مطابق جدول 2-1 اجرا گردید.

1-2) ارزیابیها

پیش از برداشت مزرعه، جهت برآورد عملکرد کمی و کیفی، نمونه برداری از هر تکرار انجام شد. از هر پلات یکصد متر مربعی، سه متر طولی به عنوان یک ایستگاه نمونه‌برداری بطور تصادفی انتخاب شده و تمام ساقه‌های موجود در منطقه مشخص شده کف‌بری و از مزرعه خارج شده و پس از پاک سازی و حذف سر نی و پوشال، جهت تعین شاخص‌های عملکرد مورد بررسی قرار گرفتند.

1-2-1) تعیین تراکم ساقه

برای تعیین تراکم ساقه در واحد سطح ابتدا تعداد ساقه‌های کف‌بر شده شمارش و از این طریق تعداد ساقه در هکتار تعیین گردید.

1-2-2) عملکرد نیشکر قابل آسیاب

برای محاسبه عملکرد نیشکر قابل آسیاب، تمام ساقه‌های پاک‌سازی شده در هر ایستگاه با استفاده از ترازوی دیجیتال یک رقم اعشار توزین گردیدند و بر اساس داده‌های به دست آمده عملکرد نیشکر در هکتار محاسبه گردید.

1-2-3) وزن تک ساقه: برای محاسبه میانگین وزن تک ساقه، وزن تعداد کل ساقه‌های توزین شده در هر ایستگاه بر تعداد ساقه در هر ایستگاه تقسیم و بدین ترتیب میانگین وزن تک ساقه نیشکر قابل آسیاب محاسبه گردید.
1-2-4) ارتفاع نیشکر: از کل تعداد ساقه نیشکر پاک‌سازی شده در هر ایستگاه، تعداد 20 ساقه بصورت کاملاً تصادفی جداسازی و ارتفاع قدی آنها با متر استاندارد اندازه گیری شد.
1-2-5) قطر ساقه نیشکر: از کل تعداد ساقه نیشکر پاک‌سازی شده در هر ایستگاه، تعداد 20 ساقه بصورت کاملاً تصادفی جداسازی و و قطر ساقه‌ها با کولیس دیجیتال اندازه گیری شد.
1-2-6) حجم (درصد) شربت: بیست ساقه جداسازی شده به آزمایشگاه منتقل و با استفاده از آسیاب آزمایشگاهی شربت گیری شده و نهایتاً حجم شربت هر نمونه مشخص شد.
1-2-7) خصوصیات کیفی: بخشی از شربت استحصال شده از هر نمونه در آزمایشگاه با مورد استفاده قرار گرفت و بر اساس روش‌های استاندارد، بریکس، پل و درصد قند آن تعین شد.
1-2-8) عملکرد شکر: بعد از اندازه گیری درصد پل، درصد قند قابل استحصال و بریکس عملکرد شکر در هکتار محاسبه شد.
1-2-9) تجزیه و تحلیل دادهها: برای تجزيه داده‌ها، واريانس و مقایسه میانگین‌ها از نرم افزار SAS نسخه 9 استفاده شد. نمودارهای مربوطه با استفاده از نرم افزار Microsoft Excel طراحی گردیدند.

3) نتایج و بحث

3-1) تراکم ساقه: نتایج شمارش تعداد بوته در واحد سطح نشان داد بیشترین و کمترین تعداد ساقه در هکتار مربوط به تیمار چهار (واندر پی کی 400+ سرک عرف منطقه) و تیمار دو (واند پی کی 100+ عرف کامل منطقه) به ترتیب 115.972 و 99.306 عدد بوته در هکتار بوده است بر این اساس اختلاف تعداد ساقه در هکتار کمترین و بیشترین تیمار کودی 16.667 ساقه بوده است (نمودار 1-3).

عملکرد نیشکر قابل آسیاب

محاسبه عملکرد نیشکر قابل آسیاب از طریق داده‌های آماری به دست آمده از نمونه برداری و تجزیه و آنالیز آنها نشان داد که عملکرد بیشترین و کمترین تیمارها به ترتیب 87.1 و 67.5 تن درهکتار در تیمار چهار (واندر پی کی 400+ سرک عرف منطقه) و تیمار یک (عرف رایج منطقه) بوده است. به عبارت دیگر عملکرد تیمار چهار 19.6 تن در هکتار بیشتر از عملکرد عرف رایج منطقه بوده است (نمودار 2-3).

وزن تک ساقه

مقایسه میانگین وزن ساقه در جدول شماره 3-2 نشان داده شده است بر اساس این نتایج تیمار شش (عرف منطقه+ سرک گرومان) با وزن 0.764 کیلوگرم بیشترین و تیمار یک (عرف غالب منطقه) با وزن 0.635 کیلوگرم کمترین وزن ساقه را داشته است که بر مبنای این نتیجه اختلاف کمترین و بیشترین وزن ساقه برابر با 0.129 کیلوگرم بوده است.

ارتفاع نیشکر قابل آسیاب

نتایج بررسی ارتفاع ساقه نشان داد که بیشترین و کمترین ارتفاع گیاه نیشکر در تیمار سه (واند پی کی 200 کیلوگرم + سرک عرف منطقه) و تیمار یک (عرف رایج منطقه) به ترتیب 198 و 170.3 سانتی متر بوده است. یعنی در تیمار سه ارتفاع بوته بطور متوسط 27.7 سانتی متر بیشتر از تیمار عرف منطقه رشد داشته است (نمودار 4-3).

قطر نیشکر

نتایج بررسی قطر نیشکر نشان داد که بیشترین و کمترین قطر ساقه گیاه نیشکر به ترتیب در تیمار شش (عرف منطقه+ سرک گرومان) و تیمار دو (توصیه کودی گرومان+ عرف کامل منطقه) 22.6 و 21.3 میلیمتر بوده است یعنی در تیمار شش قطر نیشکر بطور متوسط 1.3 میلیمتر بیشتر از تیمار دو رشد داشته است (نمودار 3-5).

حجم (درصد) شربت:

خصوصیات کیفی شربت

3-7-1- بریکس: نتایج اندازه گیری بریکس در آزمایشگاه نشان داد که بین تیمارهای آزمایشی اختلاف معنی داری وجود داشت به این صورت که بیشترین بریکس (20.7) مربوط به تیمار پنج (عرف منطقه + 30-05-15 گرومان) و کمترین بریکس (19.9) نیز مربوط به تیمار شش (عرف منطقه + 20-20-20 گرومان) بوده است (نمودار 1-7-3).

نمودار 1-7-3) میزان بریکس در تیمارهای مختلف تحت آزمایش
3-7-2- پل
بررسی‌های انجام شده در آزمایشگاه نشان داد درصد پل در دو تیمار یک (عرف منطقه) و شش (عرف منطقه + 20-20-20 گرومان) برابر 19.1 درصد بود و بیشترین درصد پل را نشان دادند و کمترین درصد میزان پل نیز مربوط به تیمار چهار (واند پی کی 400 + سرک عرف منطقه) برابر با 18.2 درصد بود.

نمودار 3-7) درصد پل در تیمارهای مختلف تحت آزمایش

3-7-3- درصد قند قابل استحصال
نتایج به دست آمده نشان داد درصد قند قابل استحصال در تیمار‌های کودی چهار (واند پی کی 400+ سرک عرف منطقه) و شش (عرف منطقه + 20-20-20 گرومان) کمترین مقدار را نشان دادند (11.6) و بیشترین میزان قند قابل استحصال مربوط به تیمار یک (عرف غالب منطقه) 12.1 درصد بوده است.

نمودار 3-7-3) درصد قند قابل استحصال در تیمارهای مختلف تحت آزمایش
3-8- عملکرد شکر
بررسی‌های انجام شده نشان داد که بیشترین و کمترین میزان شکر در هکتار به ترتیب مربوط به تیمارهای چهار (واندر پی کی 400+ سرک عرف منطقه) و یک (عرف منطقه) بوده که به ترتیب بیشترین عملکرد شکر سفید 10.1 تن در هکتار و 8.36 تن در هکتار بوده است (نمودار 8-3).

توجیه اقتصادی و زیست محیطی

یکی از مهمترین معیارهای مورد توجه تولیدکنندگان محصولات کشاورزی همواره بحث تولید اقتصادی محصول و رعایت مسائل زیست محیطی است. همانگونه که در جدول 1-4 نشان داده است استفاده از کودهای مختلف می‌تواند بطور معنی داری عملکرد اقتصادی نیشکر را افزایش دهد از نظر نسبت هزینه فایده تیمارهای مختلف با همدیگر اختلاف معنی داری داشتند به گونه ای که تیمار سه (واند پی کی 200 کیلوگرم در هکتار + سه مرحله کوددهی سرک با استفاده از کود اوره) دارای بهترین شاخص اقتصادی می‌باشد یعنی در این تیمار به ازای هر یک ریال هزینه در عملیات کوددهی حدود 5 ریال سود عاید تولید کننده خواهد شد.

کمترین عملکرد اقتصادی نیز مربوط به تیمار شش (دستورالعمل عرف منطقه+ کود 20-20-20 گرومان) است. از طرفی دیگر تیمار پنج (دستورالعمل عرف منطقه + کود 30-05-15 گرومان) نیز از نظر شاخص عملکرد اقتصادی نیز شرایط بسیار خوبی دارد. بررسی منابع اقتصاد کشاورزی نشان می دهد که شاخص عملکرد اقتصادی هر گونه تغییر در سیستم‌های کشاورزی بایستی کمتر از سه نباشد. از آنجائیکه شاخص اقتصادی این تیمار نیز سه می باشد پیشنهاد می گردد جهت صحه‌گذاری بیشتر این تیمار در سطح وسیعتری و در چند منطقه در شرکت کشت و صنعت کارون مورد استفاده قرار گیرد.

همچنین در مورد تیمار سه در سال زراعی 403-1402 حدود 20 هکتار از اراضی کشت پلنت مورد استفاده قرار گرفته است که امید می‌رود نتایج آن نیز تا اواخر سال 1403 استحصال گردند. از نظر زیست محیطی نیز بایستی اشاره نمود که کود گرانوله واندر پی کی دارای فرمولاسیون گرانول آهسته رهش به همراه گوگرد است که به تدریج عناصر پتاسیم و فسفر را در اختیار گیاه قرار می‌دهد و همین خصوصیت کند رهش بودن موجب کاهش آبشویی و به تبع کاهش آلودگی محیط زیست و سفره‌های زیر زمینی می‌گردد. از طرفی دیگر وجود عنصر گوگرد به دلیل خاصیت اسیدی بودن موجب کاهش pH نسبی اطراف ریشه شده و همین خصوصیت تا حدودی جذب سایر عناصر را افزایش خواهد داد (نمودار 1-4 و جدول 1-4).

– Refrences:
1- https://ourworldindata.org/grapher/sugar-cane-production
2- Moradi, F., Khalili Moghadam, B., Jafari, S., and Ghorbani Dashtaki, S. 2014. Long-Term Effects of Mechanized Cultivation on Some Soil Physical Properties in Some Khozestan Sugarcane Agro-Industries. J. Water Soil. 27: 6. 1153-1165.
3- Rezapour, S., and Samadi, A. 2011. Assessment of inceptisols soil quality following long-term cropping in a calcareous environment. Environmental Monitoring and Assessment. 184: 3. 1311-1323.
4- Rezapour, S., Taghipour, A., and Samadi, A. 2013. Modifications in selected soil attributes as influenced by long-term continuous cropping in a calcareous semiarid environment.
5- Taghipour, A., Rezapour, S., Dovlati, B., and Hamzenejad R. 2015. Effects of Land Use Changes on Some Soil Chemical Properties in Khoy, West Azerbaijan Province. J. Water Soil. 29: 2. 418-431. (In Persian)
6- Behravan, H.R., Zand, E., and Shafiei Baftee, F. 2013. Good management practices manual for the cane sugar industry. Kerdegar press (Ahvaz), 386p. (In Persian)
7- Rezapour, S., and Samadi, A. 2011. Assessment of inceptisols soil quality following long-term cropping in a calcareous environment. Environmental Monitoring and Assessment. 184: 3. 1311-1323
8- Shabala, S. 2003. Regulation of potassium transport in leaves: from molecular to tissue level. Ann Botany 92:627-634.
9- Sharma, T., Dreyer, I. and J. Riedelsberger. 2013. The role of K(+) channels in uptake and redistribution of potassium in the model plant Arabidopsis thaliana. Fron Plant Scie 4:224-235.
10- Zepeda-Jazo, I., S. Shabala, Z. Chen, and I. I. Pottosin. 2008. Na(+) -K (+) transport in roots under salt stress. Plant Sign Behav. 3:401-403.
11- Marschner, H. 1995. Functions of mineral nutrients: macronutrients. Mineral Nutrition of Higher Plants (Second Edition). Academic Press, London. Pages 229-312.
12- Elumalai, R. P., Nagpal, P. and J .W. Reed. 2002. A mutation in the Arabidopsis KT2/KUP2 potassium transporter gene affects shoot cell expansion. Plant Cell 14:119-131.
13- Hartt, C. E. 1934. some effects of potassium upon the growth of sugar cane and upon the absorption and migration of ash constituents. Plant Physiology 9:399- 451.
14- Shabala, S. 2003. Regulation of potassium transport in leaves: from molecular to tissue level. Ann Botany 92:627-634.
15- Behravan, H.R., Zand, E., and Shafiei Baftee, F. 2013. Good management practices manual
for the cane sugar industry. Kerdegar press (Ahvaz), 386p. (In Persian)