Genotypes and their Growing Environments Influence on Physicochemical Qualities of Tef Grain in the Highlands of Ethiopia

Abstract

አህፅሮት

 ከዋና ዋና የብርዕ አገዳ ሰብሎች መካከል አንዱ የሆነው የጤፍ ሰብል  እና ከሱ የሚሰራው እንጀራ ለአብዛኛው የኢትዮጵያ ህዝብ ዋና ምግብ ሆኖ በማገልገል ላይ ይገኛል፡፡ የጤፍ ፍሬ አካላዊ/ቅርፃዊ ይዘት በተለይም ቀለሙ የበላተኛውን ቀልብ በመሳብ፣ የገበያ ዋጋን በመወሰንና በአልሚ ምግብ ይዘቱ ላይ ከፍተኛውን ድርሻ ይወስዳል፡፡ ይሁንና የጤፍ ፍሬ አካላዊና ኬሚካላዊ ባህርያት ልዩነቶች ከጤፉ ዝርያ  ወይም ከሚበቅልበት አካባቢ ተፈጥሯዊ ሁኔታ ጋር የሚዛመድ ወይም የማይዛመድ መሆኑን እስከ አሁን በጥናት አልተረጋገጠም፡፡ በመሆኑም ይህ ጥናት የጤፍ ፍሬ አካለዊና ስነ-ምግባዊ/ኬሚካላዊ/ ይዘት በጤፍ ዝርያዎችና ጤፍ በሚበቅልበት ቦታ ያለው ከባቢያዊ ሁኔታ ሊያደርስ የሚችለውን ተፅዕኖ ውጤት ዳስሷል፡፡ በአስር የተለያዩ ሥነ-ምህዳር (የአየር ፀባይና የአፈር ዓይነት) ባላቸው የመካከለኛውና ሰሜን ምዕራብ ኢትዮጵያ አካባቢዎች እና ዘጠኝ የተለያዩ ባህርያት ያለቸው የጤፍ ዝርያዎች (የፍሬ ቀለማቸው ነጭ የሁኑ ሰባት እና ቀይ ሁለት) ለአንድ ዓመት (በ2009/10 ዓ.ም፣ የመኸር ወቅት) ተዘርተው የአካላዊና ኬሚካላዊ ባህርያታቸው ተጠንቷል፡፡ በጥናቱ መሰረት በአብዛኛው በጤፍ ፍሬ አካላዊም ይሁን ስነ-ኬሚካለዊ ባህርያት ላይ በዝርያዎች ዓይነት፣ በተዘሩበት ቦታ እና ዝርያዎች ከተዘሩበት ቦታ ጋር ባላቸው መስተጋብር መካከል ከፍተኛ ልዩነት (P ≤ 0.01)  አስመዝግበዋል፡፡ የነጭ ጤፍ ዝርያዎች በጤፍ ቀለም መለኪያ መስፈርት ማለትም የቀለም ጥግበት/ምጠት/ (saturation) እና የቀለም ፍካት/ብሩህነት/ (brightnes) ልዩነቶች የመጡት በአብዛኛው በሚበቅሉበት አከባቢ ተፅዕኖ (43.9በመቶ, እና 66.8በመቶ, በቅደም-ተከተል) እና ዝርያዎቹ ከሚበቅሉበት አካባቢ ያላቸው መስተጋበር (33.7በመቶ, እና 24.5በመቶ, በቅደም-ተከተል) ሲሆን የዝርያዎች ልዩነት በተናጥል ያመጣው ለውጥ ግን አነስተኛ (22.5በመቶ, እና 8.7በመቶ, በቅደም-ተከተል) ሆኖ ተገኝቷል፡፡ ጤፉ የተዘራበት አካባቢ የዝናብ መጠን ሲጨምር የፍሬው ቀለም ፍካት የመቀነስ ሁኔታዎች ነበሩት፡፡ በተጨማሪም ጤፍ የተዘራበቸው መሬቶች የአፈር ባህርያት ለምሳሌ ኮምጣጣነት፣ የንጥረ-ነገር ቅይይር ብቃት፣ ካልሽየም፣ ማግኒዝየም እና ፎስፎረስ የመሳሰሉት በቀለም ፍካት ላይ ቀጥተኛ/አወንታዊ እንዲሁም በቀለሙ ጥግበት ላይ አሉታዊ ተፅዕኖ ፈጥረውበታል፡፡ ይሁንና የጤፍ ፍሬ ንጥረ-ነገር ይዘት ከፍሬ ቀለሙ ጋር አጥጋቢ ተዛምዶ እንዳለው ጥናቱ አያሳይም፡፡ ጤፍ የበቀለባቸው ቦታዎች የአፈር ባህርያትና  የአየር ፀባይ ከጤፍ ፍሬ ክብደትና መጠን ጋር ግን ዝምድና እንዳለቸው ይሳያል፡፡ የዝርያዎቹ ባህሪ ከጤፍ ፍሬ ክብደት ይልቅ መጠን ላይ ያላቸው ተፅዕኖ ይጎላል፡፡ ጤፍ የተዘራበት አካበባቢ ከባህር ወለል ከፍታው እና የዝናብ መጠን በጨመረ ቁጥር የጤፍ ፍሬ ክብደት እየጨመረ የመሄድ አዝማሚያ ታይቷል፡፡ ጤፍ የተመረተበት አካባቢ ሁኔታ እንዲሁም ዝርያዎች ከተዘሩበት አካባቢ ጋር ያለው መስተጋብር በጤፍ ፍሬ ንጥረ-ነገር (ፎስፎረስ፣ ፖታሽየም፣ ካልሽየም፣ ማግኒዠየም፣ ሶዲየም፣ አይረን፣ ዚነክ፣ ማንጋኒዝ፣ መዳብ፣ እና ሞሊቢዲነም)  ላይ ያላቸው ተፅዕኖ ዝርያዎቹ በተናጥል ከሚያሳዩት ተፅዕኖ በእጅጉ በልጦ ተገኝቷል፡፡ የጤፍ ፍሬ የቃጫ፣ የቅባት፣ የፕሮቲን እና የሰታርች መጠንም ጤፍ በበቀለበት አካባቢ 70.0በመቶ, 46.9በመቶ, 70.9በመቶ, እና 20.5በመቶ, በቅደም-ተከተል) እና የጤፍ ዝርያዎች ከበቀሉበት አካባቢ ያለው መስተጋብር (28.3በመቶ, 47.3በመቶ, 27.5በመቶ, እና  67.7በመቶ, በቅደም-ተከተል) ከፍተኛውን ልዩነት ያመጡ ሲሆን ዝርያዎቹ በተናጥል (1.7በመቶ. 5.8በመቶ, 1.6በመቶ, እና  11.8በመቶ, በቅደም-ተከተል) እምብዛም ተፅዕኖ አላደረሱም፡፡ የዝርያዎች ከበቀሉበት አካባቢ ጋር ያለው መስተጋብር ለጤፍ ፍሬ ንጥረ-ነገሮች እና ለቃጫ፣ ለቅባት፣ ለፕሮቲን እና ስታርች ያበረከተውን መጠን በትንተና ሲታይ በአስሩም አካባቢዎች አንድ ዝርያ ብቻውን ከሌሎች በልዩነት ገንኖ አልወጣም፡፡ የቀይ ጤፍ ፍሬ በንጥረ-ነገር ይዘቱ ከነጭ ይበልጣል የሚለው አሰተሳሰብ በዚህ ምርምር ውጤት ተቀባይነት አላገኘም፡፡ ይለቁንም ሁለቱም ቀይ የጤፍ ዝርያዎች በስታርች ይዘታቸው ከሁሉም ያነሱ ሁነው ተመዝግበዋል፡፡ በአጠቃላይ የዚህ ምርምር ውጤት የሚያሳየው የጤፍ ፍሬ አካላዊና ኬሚካላዊ ባሕርያት ልዩነቶች የሚመጡት በአብዛኛው የተዘራበት አካባቢ እና ዝርያዎቹ ከተዘሩበት አካባቢ ያለቸው መስተጋብር የፈጠረው መሆኑን ነው፡፡ ስለዚህ በኢትዮጵያውያን ተፈላጊ የሆኑ የጤፍ ፍሬ አካላዊ ባህርያት እና ኬሚካላዊ ይዘት ማሻሻል ይቻል ዘንድ ለሰብሉ ተስማሚ የሆነ አካባቢ፣ የአፈር ኮምጣጣነትን የማስተካከል እና የአፈር ንጥረ-ነገሮችን መምረጥ አስፈላጊ ነው፡፡

 

Abstract

Tef is one of the main cereal crops and its injera is the major staple food for the majority of Ethiopians. Tef grain physical quality especially color is an important attribute influencing preference of consumers, the market prices and nutritional quality. However, the effect of the growing environment and the genotype on its physicochemical quality is not yet investigated. The study was, therefore, aimed at assessing the effects of genotypes (G) and growing environments (E) on physicochemical quality of tef grain. Ten diverse locations and nine tef genotypes were selected based on soil and climatic variability as well as variation in grain color [seven white and two brown). Most of tef grain physicochemical contents significantly (P ≤ 0.01) different between genotype, environment and G x E interaction effects. The environment, wherein tef was grown, accounted for the greatest proportion of variation in S (saturation), and V (brightness) values of the white grain genotypes (16.8%, 43.9%, and 66.8%) and  G x E interaction effects (33.7%, and 24.5%) as compared to genotype alone (22.5%, and8.7%).  Growing areas of greatest precipitation will reduce the brightness value of tef grain.  Soil parameters such as soil pH, Ca, Mg, and P play a positive and negative roles in grain brightness and saturation values of tef, respectively. However, grain minerals had no influential role on the color of tef grain in this study. Tef growing areas tied to both climatic and edaphic factors are critical in governing both grain density and size.  The role of genotype was more influential in the grain size of tef than the grain density. The raise of growing locations altitudes and precipitation increased tef grain density. The environment and genotype by environment interaction  effects accounted a greater proportion of  the variation of grain P, K, Ca, Mg, Na, S, Fe, Zn, B, Mn, Cu, and Mo minerals concentrations, while the genotype effect was relatively low.  The variability of grain fiber, fat, protein, and starch compositions were also due to environment (70.0%, 46.9%, 70.9%, and 20.5%, respectively), and genotype by environment interaction (28.3%, 47.3, 27.5%, and 67.7%, respectively), while genotype played a minor role (1.7%. 5.8%, 1.6%, and 11.8%. respectively). With location by genotype interactions, there was no consistency in the dominance of any single genotype across all 10 locations in most of the tef grain mineral concentration and proximate compositions. The brown grain color genotype superiority in grain mineral and proximate composition is not supported by this research, rather the brown color genotypes were the lowest in grain starch concentration on the majority of the locations in this study. Generally, most physical and chemical quality variables of tef grain were markedly influenced by tef growing environments and their interactions with a minuscule role of genotype. Therefore, selection of suitable teff growing environments and proper soil pH and nutrient management would be so important for harnessing the maximum potentials of tef with the desired physicochemical quality of tef grain in Ethiopia.