Einfluss von Wasserstress auf technische Eigenschaften und Ölgehalt von Sonnenblumenkernen

Wissenschaftliche Berichte Band 12, Artikelnummer: 12418 (2022) Diesen Artikel zitieren

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Die Kenntnis einiger physikalischer und mechanischer Eigenschaften und des Ölanteils von Sonnenblumenkernen könnte für Ernte- und Verarbeitungsgeräte und Aktivitäten wie Transport, Lagerung, Lebensmittelproduktionsprozesse und den Aufbau einer Datenbank dieser Samen nützlich sein. Das Hauptziel dieser Forschung bestand darin, die Auswirkungen von Wasserstress während der Bewässerung auf die Eigenschaften und Qualität des Saatguts zu untersuchen. Zu diesem Zweck wurde ein Feldversuch mit vier Defizitbewässerungsbehandlungen durchgeführt [80 %, 60 %, 100–80 (100 % Bewässerungsbedarf usw. bis zur Samenbildung und dann bis zur Ernte auf 80 % reduziert) und 100–60 % (100). % ETc bis zur Samenbildung und dann bis zur Ernte auf 60 % reduziert)], vergleichbar mit Vollbewässerung (100 %). Es wurden geometrische, gravimetrische und mechanische Eigenschaften sowie der Ölsaatengehalt und der Ertrag an Sonnenblumenkernen geschätzt. Das Ergebnis zeigte, dass Behandlungen mit niedrigem (100–80 %) und mittlerem (80 %) Bewässerungsdefizit keine signifikanten Auswirkungen auf die geometrischen, gravimetrischen und mechanischen Eigenschaften hatten, während die Anwendung von 60 % des Bewässerungsbedarfs (ETc) einen signifikanten Effekt auf diese zeigte. Andererseits verbesserten Behandlungen mit geringem und mittlerem Bewässerungsstress den Ölertrag und den Samenölgehalt. Der höchste Anstieg betrug 8,54 % bzw. 5,6 % für den Ölertrag und den Ölgehalt unter Berücksichtigung von T100–80, gefolgt von der Anwendung von 80 % ETc, aber bei hohem Wasserstress (60 % ETc) sanken der Ölertrag und der Samenölgehalt deutlich.

Wasser ist für die landwirtschaftliche Produktion wichtig, doch in naher Zukunft muss mit der Wasserknappheit umgegangen werden. In semiariden Mittelmeerregionen erfordern Wasserknappheit und die zunehmende Rivalität zwischen dem Gartenbau und anderen Sektoren um Wasserressourcen den Einsatz von Wassermanagementstrategien, die eine Wassereinsparung bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung akzeptabler Produktionsniveaus ermöglichen1,2.

Da Sonnenblumen bis zu einem gewissen Grad im Vergleich zu anderen Ölsaaten die Fähigkeit haben, unter Stressbedingungen zu überleben, verringerte auch ein Wassermangel in Kombination mit einer hohen Lufttemperatur von der Blüte bis zur Kornfüllphase den Samenertrag und die Qualität des Samenöls von Sonnenblumen in trockenen und halbtrockenen Gebieten erheblich. Trockengebiet3. Die Defizitbewässerung ist eine der Methoden zur Steigerung der Wassernutzungseffizienz. Die Anwendung eines Wasserdefizits (80 %)4 ergab fast den gleichen Ertrag an Sonnenblumenkernen wie bei vollständiger Bewässerung, außerdem wurden etwa 20 % des Bewässerungswassers eingespart und die Wassernutzungseffizienz maximiert. Der biologische Ertrag der Saflor-Genotypen verringerte sich bei Trockenstress deutlich um 17,9 % im Vergleich zum Normalzustand5. Der Ölanteil ist ein wichtiges Kriterium zur Bestimmung der Sonnenblumenqualität und kann durch Bewässerungsdefizite beeinflusst werden6. Der Ölgehalt von Sonnenblumenkernen liegt zwischen 37 und 42 %4. Früheren Untersuchungen zufolge verringerte sich der Prozentsatz des Sonnenblumenölgehalts drastisch, wenn die Sonnenblumenpflanze während der Blütephase Wasserstress ausgesetzt war7. Über einen Rückgang des Distelölgehalts mit zunehmender Dürre wurde berichtet5, wobei die Ergebnisse einen signifikanten Rückgang des Ölertrags unter Dürrestressbedingungen um 19,3 % zeigten. In den meisten Fällen ist die Verringerung des Ölertrags geringer als die Verringerung des Samenertrags, was auf einen Anstieg des Ölgehalts hinweist. Schwere Dürre in der Blüte- und Knospenphase verringerte jedoch den Ölertrag stärker als den Samenertrag, was möglicherweise auf einen Rückgang des Ölgehalts in den Samen zurückzuführen ist3. Daher können diese beiden Stadien als die empfindlichsten gegenüber Trockenstress angesehen werden.

Aufgrund der Notwendigkeit, Wasser zu sparen und bereitzustellen, werden heute in vielen Kulturen winzige Bewässerungssysteme eingesetzt. Experimente haben gezeigt, dass einige Pflanzen positiv auf den Ertrag und seine Eigenschaften reagieren, andere dagegen nicht8.

Wissenschaftler erforschen die physikalischen, mechanischen, chemischen und botanischen Aspekte von Saatgut aus technischer Sicht, um die Saatgutproduktion bei gleichbleibend hoher Qualität zu verbessern. Diese Eigenschaften können verwendet werden, um die Gestaltung von Saatgutproduktionsanlagen und -prozessen voranzutreiben, wie z. B. das Pflanzen, Ernten, Verarbeiten und Testen spezifischer Reinigungs- und Sortiermaschinen9,10,11. Beispielsweise sind Größe und Form der Samen wichtig für ihre elektrostatische Trennung von unerwünschten Materialien12. Auch die Identifizierung der Samenform könnte für eine analytische Vorhersage ihres Trocknungsverhaltens wichtig sein13. Schüttdichte, wahre Dichte und Porosität sind bei der Dimensionierung von Getreidetrichtern und Lagereinrichtungen nützlich, da sie die Wärme- und Stoffübertragungsrate während der Belüftungs- und Trocknungsvorgänge beeinflussen können14. Daten über die physikalischen Eigenschaften von Agrar- und Lebensmittelmaterialien sind von Bedeutung, da sie zur Eingabe in Modelle verwendet werden können, die die Produktqualität und das Verhalten bei Aussaat, Handhabung, Vor- und Nacherntebedingungen vorhersagen. und sie können helfen zu verstehen, wie Lebensmittel verarbeitet werden15.

Form und Größe, Länge, Breite, Dicke, Volumen, geometrischer Durchmesser, mathematischer Durchmesser, Prozentsatz der Sphärizität, flache Oberfläche, transversale Oberfläche einzelner Samen, Steifigkeitskraft, Ruhewinkel, Reibungskoeffizient, Endgeschwindigkeit der Dreschkopfkomponenten, Widerstand Koeffizient, reale Dichte und Schüttdichte sind die wichtigsten Eigenschaften, die Sonnenblumenkerne beeinflussen. Darüber hinaus sind die Breite des Kopfes, die Anzahl der Samen pro Kopf und das Gewicht von 1000 Samen die wichtigsten Eigenschaften, die den Kopf beeinflussen16.

Die Ergebnisse der physikalischen und mechanischen Eigenschaften von Sonnenblumenkernen zeigten eine Variation von 14,32 bis 31,00 mm in der Länge, 4,7 bis 9,8 mm in der Breite und 2,7 bis 6,6 mm in der Dicke der Sonnenblumenkerne. Die Werte für 1000 Samenmasse, Volumen, wahre Dichte, Schüttdichte und Porosität lagen zwischen 149,8–167,7 g, 99,05–628,9 mm3, 444,5–521,8 kg/m3, 269,06–275,57 kg/m3 bzw. 39,09–47,18 %. Die Bruchkraft, die Verformung und die absorbierte Energie nahmen mit zunehmendem Feuchtigkeitsgehalt von 1,8 auf 14,5 % zu, während sie mit weiterem Anstieg des Feuchtigkeitsgehalts von 14,5 auf 20,3 % abnahmen. Der durchschnittliche Prozentsatz physisch beschädigter Samen stieg von 2,75 auf 10,81 %, während die Aufprallgeschwindigkeit von 40,8 auf 62,3 m/s stieg. In beiden Aufprallrichtungen nahm die Gesamtzahl der beschädigten Samen mit zunehmender Aufprallgeschwindigkeit für alle Feuchtigkeitsgehalte der Samen zu12,17,18,19.

Es gibt Untersuchungen zu den technischen Eigenschaften von Sonnenblumenkernen15,16,20, aber es ist wenig darüber bekannt, wie sich landwirtschaftliche Techniken auf technische Eigenschaften wie Wasserstress auswirken. Bewässerungs- und Pflanzsysteme könnten sich auch auf die Eigenschaften des Saatguts auswirken4.

Das Ziel dieser Forschung besteht darin, herauszufinden, wie der Einsatz von Wasserstresssystemen die technischen Merkmale, die Produktivität und den Samenölertrag von Sonnenblumenpflanzen beeinflusst. Wenn sich also einige Defizitbewässerungsbehandlungen positiv auf die Produktivität und den Samenölertrag auswirken, kann eine Menge Wasser eingespart werden.

Um die Ziele dieser Studie zu erreichen, wurde ein Feldversuch mit der Sonnenblumenhybride Sakha 53 auf einer privaten Farm im Gouvernement Qalyubia, Ägypten, während zweier aufeinanderfolgender Sommersaisonen 2019–2020 durchgeführt (die Genehmigungen wurden vom ägyptischen Landwirtschaftsministerium eingeholt und experimentell durchgeführt). Forschung und Feldstudien wurden im Einklang mit relevanten institutionellen, nationalen und internationalen Richtlinien und Gesetzen durchgeführt). Dieser Standort veranschaulicht die lehmigen Bodenbedingungen des Nildeltas. Sonnenblumen haben eine Vegetationsperiode, die von Juni bis September dauert. Im gesamten Profil war der vorherrschende Boden am Versuchsstandort lehmig (2,45 % grober Sand, 18,55 % feiner Sand, 27,77 % Schluff und 51,23 % Ton). Die Region ist zu dieser Jahreszeit trocken und zeichnet sich durch keinen Niederschlag, eine hohe Durchschnittstemperatur und eine relativ mittlere Luftfeuchtigkeit aus, was zu einem mittleren bis hohen Verdunstungsbedarf führt.

Der Versuchsstandort wurde in fünf Parzellen (eine für jede Bewässerungsbehandlung) mit einer Breite von 3 m und einer Länge von 25 m mit einer Trennlinie von 2 m zwischen den Parzellen unterteilt. Die Samen wurden in einem Abstand von 30 cm zwischen den Pflanzen und einem Abstand von 60 cm zwischen den Reihen gepflanzt, d. h. jede Parzelle ist in fünf Reihen unterteilt und jede Reihe gilt als Replikation.

Für die Bewässerung wurden Polyethylen (PE)-Anschlussleitungen mit einem Durchmesser von 16 mm und 4 l/h mit eingebauten Tropfern im Abstand von 30 cm verwendet, wobei für jede Reihe eine Anschlussleitung verwendet wurde. Die Steuerventile wurden am Einlass jeder Behandlung installiert, um den Wasserfluss zu steuern. Mit einer 0,75-kW-Pumpe wurde ein Druck von 1 bar aufrechterhalten.

Die Behandlungen zur Bewässerung der Sonnenblumenernte waren Vollbewässerung mit 100 % des Pflanzenbedarfs (ETc) und vier Wasserdefizitregime [80 % ETc, 60 % ETc, (100–80 % ETc) und (100–60 ETc), bezeichnet als T100 , T80, T60, T100–80 bzw. T100–60]. Die T100–80- und T100–60-Behandlungen wurden mit 100 % ETC auf die Samenbildung angewendet und dann bis zur Ernte auf 80 % bzw. 60 % ETC reduziert.

Werte der täglichen Evapotranspiration (ETo) wurden aus vom Zentrallabor für Agrarklima (CLAC) vorhergesagten Daten ermittelt, die immer 5 Tage im Voraus verfügbar sind. Kc für Sonnenblumen während der Vegetationsperiode wurde von der FAO (2015) ermittelt. Die erhaltenen ETo- und Kc-Werte wurden zur Berechnung des Wasserbedarfs für Sonnenblumen-ETc (mm) verwendet, wie in21 beschrieben.

Die Bewässerung beginnt bei allen Behandlungen, wenn 75 % des verfügbaren Wassers bei einer 100 % ETc-Bewässerungsbehandlung verbraucht sind. Alle anderen landwirtschaftlichen Maßnahmen für den Sonnenblumenanbau wurden gemäß den Empfehlungen des Landwirtschaftsministeriums durchgeführt.

Zur Erntezeit wurden die Köpfe von 15 Pflanzen nach dem Zufallsprinzip aus jeder Parzelle gezogen und separat geerntet, verpackt und eine Woche lang in der Sonne getrocknet. Die Hälfte der geernteten Samen wird zur Messung des Ölertrags und die andere Hälfte zur Messung der physikalischen und mechanischen Eigenschaften des Saatguts verwendet.

Der Sonnenblumenölertrag pro Flächeneinheit ergibt sich aus dem Samenertrag pro Flächeneinheit und dem Ölanteil im Saatgut. Unter Verwendung des Soxhlet-Geräts und Petrolether bei 40–60 °C als Lösungsmittel wurde der Samenölanteil gemessen. Die pulverisierten Proben wurden 48 Stunden lang in n-Hexan bei 64–68 °C unter regelmäßigem Schütteln eingeweicht, nachdem sie an der Luft getrocknet waren. Proben von Sonnenblumenkernen wurden zweimal in einer Versuchsmühle aus rostfreiem Stahl gemahlen. Das Lebensmittel wurde ein zweites Mal für weitere 24 Stunden in dasselbe Lösungsmittel getaucht. Die gemischten Extrakte wurden durch ausreichende Mengen wasserfreies Natriumsulfat filtriert und dann im Vakuum destilliert, um das Lösungsmittel zu entfernen22.

Um den Feuchtigkeitsgehalt zu ermitteln, wurden 50 g Samen für jede Behandlung ausgewählt und 24 Stunden lang bei 72 °C in den Ofen gegeben und gemäß ASAE-Standard23 wurde die Feuchtigkeit anhand der Trockenheit (db) gemessen.

Die Masse von drei Gruppen von 1000 Samen für jede Probe wurde mit einer Waage mit einer Genauigkeit von 0,001 g gemessen. Die Samengröße wurde für drei Gruppen von je 100 Samen mit einem Messschieber mit einer Genauigkeit von 0,01 mm gemessen. Da die Form der Samen unregelmäßig körnig ist, wird die Samengröße durch den geometrischen Durchmesser (dg) wie folgt ausgedrückt20:

wobei: T, W und L die Dicke, Breite und Länge des Samens sind. Darüber hinaus wurden Oberfläche (S), Volumen (Vs) und Sphärizitätskoeffizient (Ø) der Samen mit der folgenden Gleichung17 bestimmt:

Füllt man einen Behälter mit 500 ml Samen aus einer Höhe von 15 cm, stößt man auf die Oberkante und misst den Inhalt, wird die Schüttdichte (Pb) für jede Probe dreimal geschätzt. Die wahre Dichte (Pt) eines Stoffes ist definiert als das Verhältnis seiner Masse zu seinem tatsächlichen Volumen. Zur Bestimmung der wahren Dichte wurde die Flüssigkeitsverdrängungsmethode verwendet, und aufgrund der geringen Flüssigkeitsaufnahme durch die Samen wurde Toluolflüssigkeit (C7H8) verwendet. Eine bestimmte Samenmasse wurde in einen zylindrischen Behälter mit einem Volumen von 100 ml gegossen. Dann wurde das Volumen des übertragenen Toluols aufgezeichnet und die tatsächliche Dichte der Samen anhand des Massenverhältnisses der Samen zum verdrängten Flüssigkeitsvolumen bestimmt24. Die Porosität (Pf) von Massensamen ist definiert als der Anteil des Raums, der nicht von den Samen eingenommen wird. Der Prozentsatz der Porosität wurde mit der folgenden Formel berechnet12.

Die Brechlast spielt eine sehr wichtige Rolle bei der Konstruktion von Be- und Entladegeräten, Lagersystemen, Erntemaschinen und Trocknungsgeräten, Förderbändern, Auswurf- und Freifallgeräten, da das Saatgut während des Betriebs in diesen Bereichen von anderen Metall-, Holz- und Kunststoffoberflächen beeinflusst wird Ausrüstung, die zu mechanischen Schäden führen kann13, wohingegen die Ölaustreibung für Bruchkraft und Bruchenergie genutzt werden könnte17.

Um den Einfluss der Belastungsrichtung auf den Bruch zu beurteilen, wurden die Samen mithilfe der Instron Universal Testing Machine ( Abb. 1)14.

Druckbelastungsprüfmaschine, wie von Khodabakhshian et al.14 beschrieben.

Unter Verwendung des Entleerungsansatzes wurde der Schüttwinkel (θ) der Samen in einem bodenlosen Zylinder (Durchmesser 5 cm; Höhe 10 cm) berechnet. Der Zylinder wurde mit Sonnenblumenkernen gefüllt und nach und nach angehoben, bis ein Haufen auf einem Tisch mit drei unterschiedlichen Oberflächen (Holz, Edelstahl und Kunststoff) entstand. Der Durchmesser (D) und die Höhe (H) des Haufens wurden gemessen und der Böschungswinkel (θ) wie von25 berichtet berechnet:

Für Saatgut wurden statische Reibungskoeffizienten (μ) auf den drei verschiedenen Oberflächen (Holz, Edelstahl und Kunststoff) berechnet. Diese Oberflächen werden häufig bei der Saatgutverarbeitung und -handhabung eingesetzt25. Die Haftreibungskoeffizienten wurden als Tangens des Neigungswinkels (Ruhewinkel)26 berechnet:

Die Variation der Länge, Breite, Dicke und des Feuchtigkeitsgehalts des Sonnenblumenkerns bei verschiedenen Bewässerungsbehandlungen ist in den Tabellen 1 und 2 dargestellt. Die Ergebnisse zeigten, dass alle diese Parameter mit zunehmendem Wasserdefizit abnahmen. Der Feuchtigkeitsgehalt der Samen wurde durch Wasserstress beeinflusst und sank von 7,92 % bei T100 auf 5,49 % bei T60. Alle Dimensionen haben eine ähnliche Tendenz. Die durchschnittliche Länge, Breite und Dicke verringerten sich um 14 %, 7,6 % bzw. 7,1 %. Darüber hinaus verringerte sich die 1000-Samen-Masse bei Anwendung der T60-Behandlung im Vergleich zur T100-Behandlung um 9,8 %. Der geometrische mittlere Durchmesser, das Volumen und die Oberfläche zeigten das gleiche Verhalten wie in Tabelle 2 dargestellt. Dieses Verhalten kann auf die Komplexität der Auswirkungen von Wasserstress auf den Feuchtigkeitsgehalt des Saatguts zurückzuführen sein, wie von 17,27 berichtet. Der Trend zur Verringerung der Abmessungen mit dem Feuchtigkeitsgehalt der Samen war auf das Füllen von Kapillaren und Hohlräumen bei der Absorption von Feuchtigkeit und das anschließende Quellen zurückzuführen, wie in15 beschrieben. Die Variation der Länge, Breite, Dicke, des geometrischen mittleren Durchmessers und der Sphärizität des Sonnenblumenkerns nahm mit zunehmendem Feuchtigkeitsgehalt von 3 auf 14 % db für alle Größenkategorien zu. Dies weist darauf hin, dass sich der Sonnenblumenkern während des Feuchtigkeitsaufnahmeprozesses gleichzeitig in alle Dimensionen ausdehnt, wie von14,19 berichtet.

Die meisten Breiten entsprechen etwa dem 1,5-fachen der Dicke, und die Längung weist darauf hin, dass Sonnenblumenkerne eine niedrige, längliche Form haben. Sonnenblumenkerne hingegen neigen aufgrund ihres mittleren Dehnungsverhältnisses eher zum Rollen als zum Rutschen. Dies wurde auch durch die Sphärizitätsdaten in Tabelle 2 deutlich. Diese Informationen könnten bei der Konstruktion von Separatoren und Förderanlagen nützlich sein. Die mittleren Sphärizitätswerte der in dieser Studie verwendeten Sonnenblumenkerne waren viel höher als die von18 berichteten, während die Sphärizitätswerte der Sonnenblumenkerne im Vergleich zu denen dieser Studie28 im gleichen Bereich lagen. Die berechnete Porosität verringerte sich von 41,6 % (T100) auf 38,1 % (T60), als der Feuchtigkeitsgehalt aufgrund von Wasserstress von 7,9 auf 5,5 % (wb) sank. Die Form der Handlung ähnelte denen, die von20 beobachtet wurden. Auch der geometrische Durchmesser (dg), die Oberfläche (S) und das Volumen (Vs) zeigten den gleichen Trend.

Die Haftreibungskoeffizienten des Saatguts auf den untersuchten Oberflächen stiegen von 0,380 auf 0,424, als der Wasserstress von T100 auf T60 zunahm, wie in Tabelle 3 gezeigt. Dies kann durch eine erhöhte Kohäsionskraft des Saatguts mit der Oberfläche aufgrund der daraus resultierenden Schrumpfung der Abmessungen erklärt werden von Wasserstress. Die Ergebnisse zeigten, dass der höchste Wert des statischen Reibungskoeffizienten auf der Holzoberfläche auftrat, gefolgt von Kunststoff- und Edelstahloberflächen bei gleicher Wasserbelastung für alle Behandlungen. Darüber hinaus könnten die höheren Koeffizienten für hohen Wasserstress auf die geringere Sphärizität der Form im Vergleich zu Vollbewässerung (T100) zurückzuführen sein. Die Schwankung des Böschungswinkels weist den gleichen Trend auf, wobei er um 9,5 % (Edelstahl), 4,3 % (Kunststoff) und 4 % (Holz) zunahm, als die Wasserbelastung von T100 auf T60 anstieg. Der Böschungswinkel nahm linear mit zunehmendem Wasserstress zu, da die Samen zusammenkleben könnten, was zu einer geringeren Fließfähigkeit und besseren Stabilität führte und dadurch den Böschungswinkel vergrößerte. Ähnliche Ergebnisse wurden für Sonnenblumenkerne und -kerne14,17 sowie für Sesam19 gemeldet.

Die erhaltenen Ergebnisse der Druckbelastung (Tabelle 4) zeigen, dass die Werte bei allen untersuchten Behandlungen in vertikaler Richtung größer waren als in horizontaler Richtung. Die maximale Quetschlast beträgt 63,1 bzw. 25,0 N für T100, während der Mindestwert für T60 jeweils 46,2 bzw. 21,4 N für die vertikale und horizontale Richtung betrug.

Die Brechlast nimmt mit zunehmender Saatgröße zu, möglicherweise weil sich die Kontaktfläche des Saatguts mit den Ladeplatten ausdehnt, was zu einer Ausdehnung geringer Spannung führt. Dies steht im Einklang mit der Kompressionstesttheorie von Hertz für Lebensmittel14. Beide Ausrichtungen zeigen den gleichen Trend einer erhöhten Brechbelastung, wenn der Feuchtigkeitsgehalt von 5,49 % (T60) auf 7,92 % (T100) steigt. Diese Ergebnisse stimmen mit denen von20 überein, die herausfanden, dass eine Erhöhung des Feuchtigkeitsgehalts von Sonnenblumenkernen von 3 auf 8 % db die Zerkleinerungslast erhöht. Dies könnte durch die allmähliche Veränderung der Integrität der Zellmatrix oder der Zellstruktur von Samen erklärt werden19.

Bei vollständiger Bewässerung der Samenbildung und anschließender Reduzierung auf 80 % ETc bis zur Ernte (Tabelle 5) wurde der höchste Ölanteil (40,32 %) verzeichnet, gefolgt von T80 für die gesamte Vegetationsperiode (39,67 %) und dem niedrigsten Anteil (36,12 %), wenn Pflanzen Wasserstress T60 ausgesetzt waren. Es gab keine wesentliche Auswirkung auf den Ölsaatengehalt, wenn Wasserstress nach der Samenfüllphase auftrat29. Der Rückgang des Ölanteils in der Kontrollbehandlung (T100) könnte auf einen erhöhten Wasserverbrauch zurückzuführen sein, der zu übermäßigem vegetativem Wachstum und einer verzögerten Reifung unreifer Samen zum Erntezeitpunkt führt. Der Rückgang des Ölanteils bei der Behandlung mit starkem Stress könnte auf eine beeinträchtigte Samenfüllung zurückzuführen sein, die zu einer Verdickung der Schale von Sonnenblumenkernen führt27,30. Es wurde zitiert, dass der Ölanteil bei geringem Wasserstress keinen Schaden anrichtet4.

Die Intensität der Ölertragsänderung hängt vom Wachstumsstadium der Kulturpflanze und dem Prozentsatz der Wasserreduzierung ab. Der Ölertrag von Sonnenblumen wurde durch Trockenstress beeinträchtigt, wobei die Behandlung mit niedrigem Status für T60 einen um 8,6 % geringeren Ertrag erbrachte als die Kontrollbehandlung, während der Ölertrag für T100–80 um 8,5 % gesteigert wurde. Es wurde festgestellt, dass Wasserstress während der Blütephase ein limitierender Faktor für die Samenfüllung ist, was zu einer erheblichen Verringerung des Ölertrags führt31,32. Die Auswirkung von Wasserknappheit auf den Samenölertrag unterstreicht auch, wie wichtig es ist, das Wasserstresspotenzial bei verschiedenen Sonnenblumen-Genotypen zu berücksichtigen.

Für die Nacherntetechnik ist es wichtig, die physikalischen und mechanischen Eigenschaften zu kennen, und die Defizitbewässerung muss als wirksame Methode zur Wassereinsparung eingesetzt werden. Beim Vergleich der Bewässerungsbehandlungen unter dem Gesichtspunkt der physikalischen und mechanischen Eigenschaften lagen alle in dieser Studie untersuchten physikalischen und mechanischen Parameter bei allen Behandlungen nahe beieinander, außer bei der 60 % ETc-Behandlung, bei der alle Parameter deutlich verringert waren. Der Ruhewinkel erhöhte sich von 21° auf 26°, während der Haftreibungskoeffizient über verschiedene Materialoberflächen bei der angegebenen Wasserbelastung zwischen 0,380 und 0,488 schwankte. Andererseits verbesserten Behandlungen mit geringem und mittlerem Bewässerungsdefizit den Ölertrag und seinen Ölgehalt. Der höchste Anstieg des Ölertrags und des Samenölgehalts erfolgte unter der Anwendung von T100–80 (100 % ETc zur Samenbildung und dann bis zur Ernte auf 80 % reduziert), gefolgt von der Anwendung von 80 % ETc, jedoch mit hohem Wasserdefizit (60 % ETc). Ölertrag und Samenölgehalt nahmen deutlich ab (P ≤ 0,05).

Alle während dieser Studie generierten oder analysierten Daten sind in diesem veröffentlichten Artikel enthalten.

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Abteilung für Agrar- und Biosystemtechnik, Fakultät für Landwirtschaft, Benha-Universität, Moshtohor, Qalyobia, Ägypten

Harby Mostafa und Mohamed T. Afify

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Alle Autoren haben den Haupttext des Manuskripts verfasst und das Manuskript überprüft.

Korrespondenz mit Harby Mostafa.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Mostafa, H., Afify, MT Einfluss von Wasserstress auf technische Eigenschaften und Ölgehalt von Sonnenblumenkernen. Sci Rep 12, 12418 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-16271-7

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Eingegangen: 05. April 2022

Angenommen: 07. Juli 2022

Veröffentlicht: 20. Juli 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-16271-7

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