مطالعه کارایی نیتروژن، روغن و اسیدهای چرب و تحلیل تجزیه مسیر در کدوی پوست کاغذی (.cucurbita pepo l)

مقدمه و هدف:  بشر از گذشته ‎های دور گیاهان دارویی را به ‎عنوان موهبت ‎های طبیعی دانسته است و به‎ عنوان ابزاری موثر در التیام دردهایش استفاده کرده است. کدوی پوست کاغذی .lcucurbita pepo  یکی از گیاهان دارویی ارزشمند در صنایع داروسازی اکثر کشورهای توسعه یافته است. نیتروژن عنصر ضروری برای گیاهان است که باعث افزایش تولید ماده خشک، عملکرد دانه و اجزای آن می ‎شود. خشکی یکی از عوامل مهم محدودکننده تولیدات زراعی در جهان است و این موضوع در مناطق خشک و نیمه ‎خشک جهان از اهمیت بیشتری برخوردار است. حدود یک سوم کره زمین را مناطق خشک و نیمه ‎خشک در بر می‎ گیرد که وسعت این مناطق بیش از 45 میلیون کیلومترمربع تخمین زده شده است. وسعت مناطق خشک و نیمه ‎خشک در ایران بیش از 5/1 میلیون کیلومترمربع است. کارایی مصرف و نحوه تخصیص نیتروژن در گیاهان می تواند تحت تاثیر عواملی همچون رطوبت، حاصلخیزی خاک و رقابت قرار گیرد. با توجه به اهمیت کشت گیاهان دارویی و اثرات کود نیتروژن و سوپرجاذب رطوبت در رشد و نمو گیاهان، این مطالعه طی دو سال زراعی به اجرا گذاشته شد.مواد و روش‌ها: به ‎منظور ارزیابی اثر سطوح مختلف نیتروژن و سوپرجاذب رطوبت بر کارایی مصرف، جذب و بهره ‎وری نیتروژن و کارایی مصرف آب در گیاه کدوی پوست کاغذی، آزمایشی در قالب طرح کرت ‎های خردشده بر پایه بلوک ‎های کامل تصادفی با سه تکرار در منطقه کرمانشاه انجام شد. کرت اصلی شامل شاهد و مقادیر 40، 80 و 120 کیلوگرم در هکتار سوپرجاذب رطوبت و کرت فرعی شامل شاهد و مقادیر 50 ، 100 و 150 کیلوگرم در هکتار نیتروژن خالص از منبع کود اوره بود. به‎‌منظور تعیین درصد روغن دانه از روش سوکسله استفاده گردید. جهت تعیین اسیدهای چرب دانه از دستگاه unicam 4600 gas chromatograph با ستون کاپیلاری bpx70 مخصوص جداسازی اسیدهای چرب استفاده گردید.یافته‌ها: عملکرد و اجزای عملکرد گیاه کدوی پوست کاغذی با کاربرد سوپرجاذب رطوبت و نیتروژن افزایش داشتند. بیشترین افزایش تعداد میوه در بوته، وزن بذر، درصد نیتروژن دانه، وزن خشک برگ و ساقه با کاربرد 120 کیلوگرم در هکتار سوپر جاذب رطوبت و 150 کیلوگرم در هکتار نیتروژن مشاهده شد. وزن میوه با کاربرد 80 کیلوگرم در هکتار سوپرجاذب رطوبت و 150 کیلوگرم در هکتار افزایش یافت، اگرچه بین تیمارهای 40 و 80 کیلوگرم در هکتار سوپرجاذب رطوبت و 100 و 150 کیلوگرم در هکتار نیتروژن تفاوت معنی ‎داری مشاهده نشد. بنابراین، کاربرد 40 کیلوگرم در هکتار سوپرجاذب رطوبت و 100 کیلوگرم در هکتار نیتروژن از نظر زیست محیطی و اقتصادی مطلوب است. کاربرد 120 کیلوگرم در هکتار سوپرجاذب رطوبت و 150 کیلوگرم در هکتار نیتروژن بیشترین افزایش را در شاخص ‎های کارایی مصرف آب دانه، کارایی مصرف آب میوه، بهره وری و جذب نیتروژن داشت. نیتروژن بیشترین مقدار رابطه مستقیم با ضریب 0/958 با عملکرد دانه را داشت. تاثیر سوپرجاذب رطوبت، نیتروژن و برهمکنش سوپرجاذب رطوبت و نیتروژن بر روی درصد روغن معنی ‎دار بود. در همه سطوح کاربردی سوپرجاذب رطوبت، استفاده از 100 کیلوگرم در هکتار نیتروژن موجب تولید بیشترین میزان روغن شد. کاربرد سوپر جاذب رطوبت، نیتروژن و برهم‎کنش سوپرجاذب رطوبت و نیتروژن بر روی درصد اسید لینولئیک معنی ‎دار بود. استفاده از سوپرجاذب رطوبت به ‎دلیل تامین رطوبت مورد نیاز موجب رشد مناسب دانه کدوی پوست کاغذی و در نتیجه افزایش اسیدهای چرب دانه می ‎گردد. افزایش بیش از حد نیتروژن موجب کاهش درصد روغن و اسیدهای چرب می‎ گردد. سوپرجاذب رطوبت، نیتروژن و برهم ‎کنش سوپرجاذب رطوبت و نیتروزن بر روی درصد اسید اولئیک تاثیر معنی‎ داری داشت. بالاترین درصد اسید اولئیک در شرایط مهیابودن رطوبت (کاربرد 120 کیلوگرم در هکتار سوپرجاذب رطوبت) حاصل شد. کاربرد سوپرجاذب رطوبت، نیتروژن و برهم‎کنش سوپرجاذب رطوبت و نیتروژن بر روی درصد اسید پالمیتیک معنی ‎دار بود. افزایش مصرف سوپرجاذب رطوبت به ‎دلیل تامین رطوبت موردنیاز گیاه به‎ خصوص در زمان تشکیل گل و دانه موجب افزایش اسید پالمیتیک روغن می ‎گردد. تاثیر سوپرجاذب رطوبت، نیتروژن و برهم‎کنش سوپرجاذب رطوبت و نیتروژن بر میزان اسید استئاریک معنی ‎دار بود. با افزایش مصرف سوپرجاذب رطوبت، درصد اسید استئاریک افزایش یافت، و بیشترین میزان اسید استئاریک با کاربرد 100 کیلو گرم در هکتار نیتروژن ایجاد شد. ازت بیشترین اثر مستقیم با ضریب 0/958 را بر عملکرد دانه داشت. کارایی مصرف ازت با ضریب 0/865 بیشترین اثر غیر مستقیم از طریق ازت را بر عملکرد دانه داشت. روغن کمترین اثر مستقیم با ضریب 0/051 را بر روی عملکرد دانه داشت.نتیجه‌گیری: کارایی مصرف نیتروژن با کاربرد 120 کیلوگرم در هکتار سوپرجاذب رطوبت بیشترین میزان افزایش را نشان داد. کاربرد 50 ، 100 و 150 کیلوگرم در هکتار نیتروژن تفاوت معنی داری روی این صفت نداشت، بنابراین، استفاده از 50 کیلوگرم در هکتار نیتروژن از نظر زیست‎ محیطی و اقتصادی قابل توصیه است. با افزایش کاربرد سوپرجاذب رطوبت درصد روغن و اسیدهای چرب دانه کدوی پوست کاغذی افزایش یافت. کاربرد 100 کیلوگرم در هکتار نیتروزن تاثیر معنی ‎داری بر روی روغن و اسیدهای چرب داشت. 

a study on nitrogen, oil, and fatty acid efficiency and path analysis in paper-skinned pumpkin

extended abstractbackground: since ancient times, humans have recognized medicinal plants as invaluable natural blessings, extensively utilizing them as effective and essential tools for alleviating pain and treating various ailments. among these, cucurbita pepo (commonly known as paper-skinned pumpkin) stands out as a highly significant and versatile medicinal plant that has gained widespread application in the pharmaceutical industries of most developed nations across the world. one of the most pressing challenges in modern agriculture is drought, which serves as a critical and limiting factor affecting agricultural production on a global scale. drought is one of the significant limitations of crop production and productivity in the world. the study of yield-related traits in stress conditions helps to improve the high-yielding cultivars. yield productivity is low in developing countries due to multiple biotic and abiotic stresses, especially drought. non-availability of drought-tolerant genotypes in different growth stages is the main limitation in improving medicinal plant productivity in developing countries. therefore, screening drought-tolerant genotypes at different growth stages can improve yield productivity and high nutrient uptake. in light of the growing necessity to cultivate medicinal plants under such challenging environmental conditions, it is essential to explore strategies that enhance their resilience and productivity. among various agronomic approaches, the application of nitrogen-based fertilizers and superabsorbent polymers has garnered considerable attention due to their profound impact on plant growth, physiological processes, and overall development. understanding how these factors influence medicinal plant cultivation is crucial for optimizing agricultural practices and ensuring sustainable production. therefore, this study was designed and implemented to investigate the interactive effects of nitrogen fertilizer and superabsorbent polymers. methods: to evaluate the effect of different levels of nitrogen and superabsorbent on nitrogen use efficiency, nitrogen productivity, and water use efficiency in paper-skin pumpkin, a field experiment was conducted over two consecutive growing seasons (2013–2014 and 2014–2015) in kermanshah, iran. the experimental layout was based on a split-plot arrangement within a randomized complete block design (rcbd), with three replications. the reliability of results was ensured by minimizing variability across experimental units. the main plots consisted of four distinct levels of superabsorbent polymer application: control (no polymer applied), 40, 80, and 120 kg/ha. the subplots were designated for nitrogen fertilizer treatments, which were applied in the form of urea at the following rates: control (no nitrogen fertilizer), 50, 100, and 150 kg/ha. the soxhlet method was used to determine the percentage of seed oil. the fatty acids of the seed were determined using a unicam 4600 gas chromatograph with a bpx70 capillary column, which is specialized for fatty acid separation. superabsorbent polymers, known for their high water retention capacity, were incorporated into the soil to investigate their effectiveness in mitigating drought stress and improving soil moisture availability. nitrogen treatments were applied to evaluate their influence on plant nitrogen uptake, growth performance, and yield enhancement. throughout the experiment, standard agricultural practices, such as irrigation scheduling, weed management, and pest control, were uniformly implemented across all plots to minimize external influences. soil samples were collected before the experiment to assess baseline fertility levels. the findings of this study will contribute to a deeper understanding of the synergistic effects of nitrogen fertilizers and superabsorbent polymers, potentially leading to improved agronomic strategies for cultivating cucurbita pepo in water-limited environments.results: seed yield and yield components of cucurbita pepo l. increased with the application of superabsorbent polymer and nitrogen fertilizer. the highest increases in fruit number per plant, seed weight, seed nitrogen content, and dry weight of leaves and stems were observed with 120 kg/ha of the superabsorbent polymer and 150 kg/ha of nitrogen. fruit weight increased by 80 kg/ha of the superabsorbent polymer and 150 kg/ha of nitrogen. however, there was no significant difference between 40 and 80 kg/ha of the superabsorbent polymer or between 100 and 150 kg/ha of nitrogen, suggesting that 40 kg/ha of the superabsorbent polymer and 100 kg/ha of nitrogen are environmentally and economically optimal. the highest increases in seed water use efficiency, fruit water use efficiency, nitrogen productivity, and nitrogen uptake were observed with 120 kg/ha of the superabsorbent polymer and 150 kg/ha of nitrogen. nitrogen had a strong positive correlation (r = 0.985) with seed yield.the effects of the superabsorbent polymer, nitrogen, and their interaction were significant on the oil percentage. at all levels of superabsorbent polymer application, 100 kg/ha of nitrogen resulted in the highest oil content. the interaction of superabsorbent polymer and nitrogen significantly influenced linoleic acid content. the application of superabsorbent polymer provided adequate moisture, promoting proper seed development and increasing fatty acid content. however, excessive nitrogen application reduced oil percentage and fatty acid content. the effects of superabsorbent polymer, nitrogen, and their interaction were significant on oleic acid content, with the highest percentage observed under optimal moisture conditions (120 kg/ha of the superabsorbent polymer). a significant effect was also found on palmitic acid content, as increased superabsorbent polymer application, particularly during flowering and seed formation, enhanced palmitic acid levels. furthermore, a significant effect was observed on stearic acid content, with higher superabsorbent polymer application increasing stearic acid content. the highest stearic acid content was recorded with 100 kg/ha of nitrogen. nitrogen had the highest direct effect, with a coefficient of 0.985, on grain yield. nitrogen use efficiency, with a coefficient of 0.865, had the highest indirect effect through nitrogen on grain yield. oil had the lowest direct effect with a coefficient of -0.051 on grain yield.conclusion: nitrogen use efficiency showed the highest increase with 120 kg/ha of superabsorbent polymer. there was no significant difference in nitrogen use efficiency among 50, 100, and 150 kg/ha nitrogen applications, suggesting that 50 kg/ha of nitrogen is an environmentally and economically recommended level. increasing the application of superabsorbent polymer enhanced oil content and fatty acids in cucurbita pepo l. seeds. the application of 100 kg/ha of nitrogen had a significant effect on oil content and fatty acids.