مقاله بررسی زراعت ذرت در 51 صفحه ورد قابل ویرایش

فهرست مطالب


عنوان صفحه


مقدمه..................................................................................................................... 2
1- ذرت................................................................................................................. 6

1-1. منشاء و تاریخچه ذرت................................................................................ 6

2-1. اهمیت محصول ذرت................................................................................... 7

3-1. طبقه بندی ذرت............................................................................................ 8

4-1. ویژگیهای انواع ذرت.................................................................................... 10

5-1. فنولوژی ذرت.............................................................................................. 11

1-5-1. جوانه زنی و سبز کردن ذرت................................................................. 11

2-5-1. مرحله سبز کردن تا ظهور گل آذین نر................................................... 12

3-5-1. مرحله تشکیل گل آذین نر تا ظهور تارهای ابریشمی.............................. 12

4-5-1. مرحله تشکیل تارهای ابریشمی تا رسیدن دانه....................................... 13

6-1. رشد و نمو................................................................................................... 13

1-6-1. رشد اندام های رویشی........................................................................... 13

1-1-6-1. ریشه................................................................................................... 13

2-1-6-1. برگ.................................................................................................... 14

2-6-1. رشد اندام های زایشی............................................................................ 14

7-1. خاک مناسب ذرت........................................................................................ 15

8-1. دمای موردنیاز............................................................................................. 15

9-1. رطوبت موردنیاز.......................................................................................... 16

10-1. تنشهای محیطی.......................................................................................... 17

11-1. خشکی و تنش خشکی................................................................................ 18

12-1. اثرات عوامل طبیعی اقلیمی بر روی نیاز آبی گیاهان................................. 19
13-1.اثرات فیزیولوژیک تنش آب......................................................................... 21
14-1. تنش خشکیدر مرحله رشد رویشی گیاه ذرت .......................................... 25
15-1.تنش خشکی و رشد زایشی ذرت ............................................................... 27
16-1. تنش خشکی و اثرات آن بر روی عملکرد و اجزاء عملکرد........................ 29
17-1.سایر صفات مرتبط با خشکی..................................................................... 33

1-17-1.محتویات نسبی آب برگ (RWC)............................................................ 33

2-17-1. پایداری غشای سیتوپلاسمی................................................................. 34

18-1. مکانیزمهای مقابله با تنش های خشکی...................................................... 36

1-18-1. مقاومت به خشکی................................................................................. 36

2-18-1.فرار از خشکی....................................................................................... 36

3-18-1.اجتناب از خشکی.................................................................................... 37

4-18-1. صفات مرتبط با اجتناب از خشکی........................................................ 37

7-4-18-1. مکانیزم های روزنه ای.................................................................... 37

2-4-18-1. افزایش بازده فتوسنتزی.................................................................. 38

3-4-18-1. کاهش مساحت برگ......................................................................... 39

4-4-18-1. وفور ومحل روزنه ها...................................................................... 39

5-4-18-1. سیستمهای کارآمد ریشه................................................................. 39

6-4-18-1. نسبت زیاد ریشه به شاخه............................................................... 40

5-18-1. تحمل خشکی......................................................................................... 40

6-18-1. مکانیزم های تحمل خشکی.................................................................... 40

1-6-18-1. اجتناب از صدمات ناشی از کاهش رشد......................................... 40

2-6-18-1. تحمل در مقابل گرسنگی.................................................................. 41

3-6-18-1. اجتناب در مقابل از بین رفتن پروتئین ها......................................... 41

19-1. چگونگی ازریابی مقاومت به خشکی.......................................................... 41

20-1. تنش خشکی و شاخص برداشت................................................................ 42

21-1. کارایی مصرف آب.................................................................................... 43







مقدمه

خشکی، خطری جدی برای تولید موفق ذرت در سراسر جهان محسوب می شود. منابع آب شیرین در جهان محدوده بوده، و با افزایش جمعیت جهان نیاز به استفاده از آب بیشتر می شود و لذا منابع آب بطور فزآینده ای مورد تهدید قرار گرفته، و از آنجاکه بخش کشاورزی عمده ترین مصرف کننده آب بشمار میرود، هر گونه صرفه جویی در این بخش کمک مؤثری به تولید بهینه محصولات زراعی خواهد کرد (20). با در نظر گرفتن روند افزایش جمعیت جهان که طبق پیش بینی های سازمان ملل، این جمعیت در سال 2050 میلادی به 4/14 میلیارد نفر خواهد رسید (59) . بنابراین ضرورت تولیدات غذایی جهت تامین نیازهای مرتبط امری اجتناب ناپذیر است.

ذرت گیاهی است گرمسیری که بدلیل ویژگیهای زیاد از جمله قدرت سازگاری با شرایط اقلیمی گوناگون مورد توجه تولید کنندگان قرار گرفته بطوریکه ذرت از نظر سطح زیر کشت مکان، زراعت آن بعنوان یک گیاه پر محصول جهت تأمین کالری مورد نیاز بشر بطور مستقیم و غیر مستقیم از اهمیت ویژه ای برخوردار است . تولید ذرات در جهان در سال 2002 ، 589/189/602 تن بود . حدود 17 درصد سطح زیر کشت جهانی ذرت آبیاری می شود که از این مقدار حدود 40 درصد مواد غذایی حاصل می شود ( 8 و 40 ).

در ایران تقریباً 70 درصد مساحت کشور را اقلیم خشک و نیمه خشک شامل می شود که متوسط بارندگی سالیانه آنها کمتر از 300 میلیمتر است (8)

از آنجائیکه مرحله گلدهی ذرت به عنوان حساسترین مرحله رشد و نمو ذرت با گرم ترین ماه سال ( تیرماه ) مطابقت دارد و معمولاً نزولات آسمانی در این موقع از سال رخ نمی دهد و از طرفی حداکثر نیاز آبی محصولات رایج منطقه ( پنبه ، چغندر قند ، گوجه ) به همین زمان ارسال مربوط می شود و ظرفیت شبکه های آبیاری ، زراعت را در وضعیتی قرار داده که فواصل آبیاری ذرت طولانی شده و عملکرد کاهش می یابد . ذرت در آب و هوای نیمه خشک مدیترانه ای برای نیل به عملکرد دانه بالا نیاز به آبیاری تکمیلی دارد (61)

خصوصیات مورفولوژی و فیزیولوژی زیادی ، در مقاومت به خشکی موثر هستند که به عنوان شاخص های مورد انتخاب توصیه شده اند . برای مثال بسته شدن روزنه ها ، کاهش سطح برگ ، افزایش کارایی فتوسنتز ، رسوب چربیها ، توسعه سیستم ریشه ای ، مقاومت در برابر انتشار گازها ، تغییر در مقدار ترکیبات آلی ، قندی و ازته ،اسید آمینه پرولین ، تنظیم پتانسیل اسمزی ، تغییرات سرعت رشد نسبی ، و سرعت رشد محصول از این جمله می باشند (12) .

با توجه به خصوصیت اصلی زراعت در مناطق با محدودیت منابع آبی و لزوم گسترش سطح زیر کشت با هدف افزایش محصولات زراعی در این مناطق ، و با توجه به اینکه آبیاری یکی از نیازهای مهم تولیدات کشاورزی محسوب می شود . دستیابی به ژنوتیپ های محتمل به شرایط دشوار با کارایی بالای مصرف آب ضروری بنظر می رسد .

بنابراین شناسایی مراحلی از رشد که در آنها به آب کمتری نیاز است و حذف آبیاریهای غیر ضروری و نیز تعیین مراحل حساس به قطع آب و همچنین یافتن ژنوتیپ های محتمل به تنش آبی باعث افزایش کارایی مصرف آب همراه با افزایش سطح زیر کشت و نهایتاً عملکرد اقتصادی خواهد شد . مطالعات جدی پیرامون شرایط نامساعد محیطی و عکس العمل گیاهان نسبت به آنها از سال 1941 در دنیا شروع شده است (11).

1-ذرت :

1-1-تاریخچه ذرت :

مبداء اولیه ذرت به طور دقیق مشخص نیست . زیرا اجداد وحشی آن شناخته نشده است (71).

فرضیه های زیادی در باره طرز پیدایش ذرت وجود دارد . یکی از این فرضیه ها این است که ذرت ممکن است از یک گونه یک ساله وحشی بنام تئوسینت یا تریپساکم به وجود آمده باشد . فرضیه دیگر اینکه ذرت احتمالاً از تلقیح طبیعی تئوسینت با تریپساکم بوجود آمده است و تئوری جدید این است که این گیاه از ذرت غلاف دار به دست آمده باشد (21و32).

منشاء اولیه ذرت آمریکای مرکزی است . قبل از کشف قاره جدید ذرت اصلی ترین زراعت جهت تأمین مواد غذایی در آمریکای مرکزی و شمالی و جنوبی بوده است . بررسی های سنگواره ای نشان داده است که ذرت حدود 4500 سال قبل از میلاد مسیح به صورت یک گیاه زراعی در مکزیک مکشت گردیده است . والدن سه مبداء اولیه برای ذرت ذکر کرده است( پرو ، مکزیک ، گواتمالا ).

و ایلوف مبداء اولیه ذرت را جنوب مکزیک ، آمریکای مرکزی ، آمریکای جنوبی ذکر کرده است .

ذرت به دلیل ویژگیهای زیاد از جمله قدرت سازگاری با شرایط اقلیمی گوناگون در دنیا گسترش یافت . در حال حاضر بیش از 140 میلیون هخکتار از اراضی دنیا به کشت ذرت اختصاص یافته است . از نظر سطح زیر کشت رتبه سوم و از نظر تولید و عملکرد رتبه او ل را در بین غلات به خود اختصاص داده است (21و32).

هم اکنون ایالات متحده آمریکا ، کشورهای اروپای شرقی ، روسیه ، چین ، و آرژانتین کشورهای عمده تولید ذرت در جهان محسوب می شوند . ایالات متحده آمریکا مهمترین صادر کننده و ژاپن و کشورهای اروپای غربی عمده ترین وارد کننده آن هستند (21).

2-1- اهمیت محصول ذرت

ذرت بـه دـلیل ویژگیهای بسیار زیاد خود ، به دویژه به دلیل قدرت سازی با شرایط اقلیمی گوناگون ، بسیار زود در تمام دنیا گسترش یافت و مکان سوم را بعد از گندم و برنج از نظر سطح زیر کشت به خود اختصاص داد . ذرت علاوه بر آنکه یک علوفه مطلوب برای گندم می باشد . از نظر تامین انرژی نیز بی نظیر است و به همین دلیل امروزه در تغذیه مرغ به عنوان یک غذای پر انرژی دارای اهمیت بسیار زیاد است ذرت در صنایع کاغذ سازی ، مقوا سازی ، استفاده می شود . و همچنین از چوب بلال در تهیه اسید استیک ، قطران و فورفورال که در صنایع رنگ و لاستیک سازی به کار می رود استفاده می شود (32).

ذرت به دلیل اهمیت آن در تغذیه طیور و تولید مرغ و تخم مرغ مورد توجه وزارت کشاورزی بوده و تولید آن طی سالهای 1380 –1371 از رشد خوبی برخوردار بوده ، بطوریکه سطح زیر کشت از 60 هزار هکتار به 218 هزار هکتار افزایش چشمگیری داشته است (6). از جمله پتانسیل های دیگری که باعث گردیده است که این گیاه به مقدار بسیار زیادی گسترش یابد . عبارت است از سازگاری وسیع کـه بـه مـوجب آن، امروزه ذرت در سطح وسیعی از مناطق پست تا مناطق مرتفع ( تا ارتفاع 3960 متری در سلسله جبال آند ) و عرض های جغرافیایی متفاوت ( حدود 35 درجه جنوبی در شیلی و 58 درجه شمالی در روسیه و سوئد ) کاشته می شود . همچنین ذرت به دلیل عملکرد قابل توجه (هر بذر ذرت در شرایط مساعد قادر است بین 400 تا 1000 عدد دانه تولید کند ) ، مقاومت نسبت به خشکی و ورس ، قدرت پذیرش کامل مکانیزاسیون در مراحل مختلف کاشت، داشت و برداشت، پذیرش کشت های متوالی، پوشش بلال ( هر بلال بوسیله پوشش های خود به خوبی از صدمات باران، پرندگان و ریزش محافظت می شود)، کارایی مصرف آب در ذرت بالاست)، سهم عمده و روز افزون در تامین مواد غذایی انسان، و دام، و مصارف صنعتی از دلایل عمده توسعه کشت ذرت در دنیا می باشد
(4 و32)

گیاهان از نظر واکنش با آب به سه دسته تقسیم می شوند(9).

الف-هیدروفیت ها: گیاهان آبزی که به آب زیادی نیاز داشته و تنها در خاک های اشباع شده از آب می توانند به زندگی ادامه دهند.

ب-مزوفیت ها: به مقدار متوسطی آب نیاز دارند . بیشتر گیاهان در این گروه قرار دارند.

ج-اگزوفیت ها: با مقدار کم آب به زندگی خود ادامه می دهند.

لویت (1980) ابراز می دارد، که گیاهان با دو روش فرار و مقاومت به خشکی می توانند در شرایط محدودیت آب و یا تنش خشکی زنده بمانند (68).

2-18-1-فرار از خشکی

ساده ترین راه سازگاری به شرایط خشک فرار از خشکی است. در این حالت گیاه دوره زندگی خود را به هنگام وفور آب تکمیل می کند، و ازخشکی فرار می کند. زودرسی یکی از مکانیزمهای فرار از خشکی به وسیله گیاه می باشد(17).گیاهانی که نمی توانند از دوره های خشکی فرار کنند، اساساً می توانند به طروق اجتناب از خشکی و تحمل خشکی، نسبت به این شرایط سازگارشوند(23).

3-18-1- اجتناب از خشکی

اجتناب از خشکی عبارت است از توانایی گیاه در حفظ بیلان مناسب آبی و آماس مناسب سلولی در شرایط کمبود آب. بنابراین گیاهان با کمک مکانیزمهای اجتناب، دوره های خشکی را بدون اینکه صدمه ببینند، پشت سر می گذارند. اجتناب از خشکی عمدتاً به وسیله خصوصیات مورفولوژیکی و آناتومیکی خاص گیاه صورت می گیرد(23). صفات خشکی پسند، صفات کمی هستند که در اثر محیط تغییر می نمایند(10). بیلان مناسب آب در شرایط خشک و به دو طریق زیر می تواند حاصل شود(23):

1- ذخیره آب از طریق کاهش تبخیر و تعرق در قبل از خشکی و یا به مجرد بروز تنش که به اینگونه از گیاهان ، گیاهان ذخیره کننده می گویند(10).

2- از طریق جذب آب به مقدار کافی به طوریکه آب از دست رفته مجدداً تامین گردد. به اینگونه از گیاهان، گیاهان مصرف کننده می گویند (10 و 68).

4-18-1-صفات مرتبط با اجتناب از خشکی:

1-4-18-1- مکانیزمهای روزنه ای:

حدود 90 درصد تعرق از راه روزنه صورت می گیرد. روزنه ها مقدار تلفات آب را از طریق بسته شدن آنها در طی دوره کمبود آب کاهش می دهند. همچنین موجب کاهش میزان فتوسنتزنیز میشود.

بـاز شدن روزنـه ها در نـتیجه افزایش پتانسیل فشاری سلول های محافظ روزنه نسبت به سلول های اطراف روزنه ها می باشد. این آماس، عکس العمل گیاه، نسبت به محرک محیطی است، که بعضیمواقع این محرک ورود یونهای پتاسیم می باشد، که بر تنظیم فشار اسمزی اثر می گذارد. بنابراینتنش آب موجب کاهش اندازه شکاف روزنه ها می شود. که این ممکن است در اثر انتقال اسیدآبسزیک (ABA) از کلروپلاست به آپوپلاستسلول محافظ روزنه باشد، که متابولیسم یونی و غشای پلاسمایی را تغییر داده، و باعث بسته شدن روزنه ها می شو، و در نتیجه میزان تعرق، کاهش می یابد(91). همچنین مکانیسم دیگر در جهت بسته شدن روزنه ها ، پاسخ به علائم شیمیائی ( احتمالاً ABA ) است که بوسیله ریشه هایی که در معرض کمبود آب قرار می گیرند، بوجود آمده و از طریق آوند چوبی به آپوپلاست سلول محافظ منتقل می گردد، و باعث بسته شدن روزنه ها و نهایتاً کاهش تعرق می شود (90). تعداد روزنه ها که متاثر از ژنوتیپ ها ومحیط می باش، در مقایسه با باز و بسته بودن روزنه تاثیر کمتر بر میزان تعرق می گذارند (13). ثابت شده است، که همبستگی بالای بین عرض سوراخ روزنه ها و تلفات آب به ازای واحد سطح برگ وجود دارد (26).

2-4-18-1-افزایش بازده فتوسنتزی:

یکی از راهها جهت رفع محدودیت های فتوسنتزی، که در اثر بسته شدن روزنه ها ایجاد شده و به عنوان وسیله ای جهت افزایش مقاومت در برابر اتلاف آب توسط تعرق عمل می کند، جذب بیشتر CO2 در هر مورد ، که روزنه ها باز می شوند، می باشد(12). ذرت گیاهی است، با مسیر فتوسنتزی C4 که دارای آنزیم اولیه کربوکسیل کننده ای است،که فعالیت بالقوه و میل ترکیب آن با CO2 بسیار زیاداست. در حضور چنین انزیمی علیرغم محدودیت نسبی باز شدن روزنه ها و غلظت داخلی کم CO2 ، شدت تثبیت CO2 را می‌توان در حد بالایی حفظ نمود همچنین در گیاهان C4 مواد فتوسنتزی با سرعت از برگ ها به سایر قسمت ها منتقل می شوند،و بدین وسیله از کندی فتوسنتز که منجر به تجمع مواد فتوسنتزی در برگها می شود، جلوگیری می کنند.




3-4-18-1- کاهش مساحت برگ:

یکی از راههای کاهش تلفات آب در گیاهان از جمله ذرت، قابلیت آنها در کاهش سطح تعرق کننده می باشد. و ساده ترین راه کاهش دهنده سطح تعرق، شاید پیچیدن، و لوله شدن برگها در زمان تنش آب باشد (12). یکی از سازگاریهای مهم گیاه ذرت در هنگام کمبود آب کاهش دادن سطح برگ به منظور کاهش سطح تعرق می باشدکه موجب استفاده بهینه از آب ومواد غذایی در جهت تولید می شود(52و94).

4-4-18-1- وفور و محل روزنه هاک

کـاهش تعداد روزنه ها می تواند موجب تاخیر در شدت کمبود آب گردد. در بعضی گونه ها روزنه ها در حفره هایی در برگ قرار دارند، و این خصوصیت، از طریق محدود نمودن برخورد جریان هوا با برگ، می تواند تعرق را کاهش دهد(12).

5-4-18-1- سیستمهای کارآمد ریشه:

گیاهان عمدتاً از طریق توسعه سیستم ریشه ای و نه از طریق تغییرات ساختمانی، نسبت به شرایط خشک سازگار می شوند، مفهوم سیستم گسترده ریشه علاوه بر رشد عمقی و جانبی ریشه،شامل تراکم ریشه ها در واحد حجم خاک و تعداد ریشه های ظیف ثانویه نیز می شود. از سازگاری های

دیگر بعضی از گیاهان خشکی پسند از جمله ذرت، واکنش آنها به مرطوب شدن خاک از طریق تشکیل سریع ریشه های ثانویه ( ریشه های بارانی ) می باشد. یکی از خصوصیات مهم عده ای از گـیاهان زراعی، قـابلیت واکـنش سریع آنـها بـه تـغییرات مـحتوای رطـوبت، از طـریق رشد سریع ریشه های آنان به طرف منبع رطوبت قابل دسترس می باشد(12).