است به درجۀ مقاومت در مقابل جریان گفته می­ شود. بعد و واحد ضریب زبری به نوع رابطۀ جریان بستگی دارد.
در این فصل به معرفی انواع ضرایب زبری متداول، از جمله ضریب زبری مانینگ در رودخانه­ها، که پرکاربردتر از دیگر روش­ها در تخمین ضریب زبری است پرداخته می­ شود و دسته­بندی­های موجود در این زمینه ارائه خواهد شد. انتخاب روش مناسب برآورد ضریب زبری مانینگ از بین روش­های مختلف، بخش بعدی این فصل می­باشد. در ادامه به معرفی خصوصیات نرم­افزار Hec-Ras که مهم­ترین نرم­افزار مورد استفاده در این تحقیق است، در حد مورد نیاز، پرداخته خواهد شد.  پس از آن پارامترها و اصطلاحات بکار رفته در روش­های مختلف در حد کفایت توضیح داده می‌شوند. سپس در ادامۀ فصل به مرور برخی از مهم­ترین منابع موجود در زمینۀ روش­های تخمین ضریب زبری مانینگ پرداخته می­ شود. در این مرحله سعی می‌شود نتایج به­دست آمده از هر پژوهش در حد لزوم مورد بررسی قرار گیرد.
2-2- انواع زبری جریان
زبری جریان در رودخانه­ها را می­توان در هشت نوع زیر تقسیم بندی نمود[راهنمای تعیین ضریب زبری رودخانه­ها، وزارت نیرو]:

• زبری جدارۀ رودخانه ناشی از زبری دانه­ های رسوب موجود در جدارۀ آبراهه و سیلاب­دشت

• زبری ناشی از موانع

• زبری ناشی از بی نظمی جداره آبراهۀ اصلی و سیلاب­دشت

• زبری ناشی از تغییرات ابعاد و شكل مقاطع

• زبری ناشی از پیچان­رودی رودخانه

• زبری ناشی از شكل بستر ناشی از امواج ماسه­ای[1]

• زبری پوشش گیاهی موجود در بستر آبراهه و سیلاب­دشت

• زبری ناشی از غلظت رسوبات جریان

تماس جریان آب با دانه­ های رسوب موجود در محیط تر شدۀ آبراهه موجب می­ شود كه اصطكاك جداره­ای ایجاد شده و مقاومت در مقابل جریان ایجاد گردد كه تحت عنوان اصطكاك جداره [2]یكی از انواع زبری جریان در آبراهه­ های طبیعی است. زبری حاصل از رسوبات جداره، تابعی از اندازه رسوبات و شرایط جریان بوده و بسته به شرایط جریان یک رودخانه، نوع دیگری از زبری جریان در اثرامواج ماسه ای بستر ایجاد می شود. در رودخانه­های با بستر آبرفتی، تنش برشی جریان در بستر موجب جابجایی مواد بستر شده و امواج ماسه­ای ایجاد می­ شود كه بسته به مقدار تنش برشی و اندازۀ مواد بستر به­صورت تلماسه[3]و دندانه[4] نمایان می­ شود. این امواج ماسه­ای نیروی مقاوم[5] ایجاد می­كنند كه به جریان و در جهت مخالف جریان اعمال شده و موجب زبری جریان می­گردد. شكل بستر تابع اندازۀ دانه­ها و شرایط جریان بوده بنابراین این نوع زبری جریان تابعی از شرایط جریان برای یک رودخانۀ معین است.
موانع مقابل جریان نظیر موانع طبیعی و مصنوعی، بی نظمی جدارۀ آبراهۀ اصلی و سیلاب­دشت، تغییرات ابعاد و شكل مقاطع عرضی، شكل پیچان­رودی رودخانه در پلان مقاومت­هایی را در مقابل جریان شكل می­ دهند كه به زبری جریان می­افزاید. [راهنمای تعیین ضریب زبری رودخانه­ها، وزارت نیرو]
درصورت وجود پوشش گیاهی در بستر آبراهۀ اصلی و سیلاب­دشت، نوع دیگر زبری جریان نمایان می­ شود. پوشش گیاهی به­عنوان مانع در مقابل جریان، موجب می­ شود نیروی مقاوم شكل گرفته و این نیرو به جریان اعمال شود. مقدار این نیرو به شرایط جریان، ابعاد پوشش گیاهی و انعطاف­پذیری آن­ها بستگی داشته و بنابراین زبری جریان حاصل از پوشش گیاهی تابعی از شرایط جریان محسوب می شود. [راهنمای تعیین ضریب زبری رودخانه­ها، وزارت نیرو]
نوع دیگری از زبری جریان ناشی از غلظت رسوبات حمل شده در جریان می­باشد. این نوع زبری در غلظت­های كم نسبت به سایر انواع زبری ناچیز بوده ولی در جریان­های گلی و واریزه­ای مقدار آن قابل صرف­نظر كردن نیست. [راهنمای تعیین ضریب زبری رودخانه­ها، وزارت نیرو]
وجود هر یک از زبری جریان­های گفته شده به شرایط رودخانه و جریان بستگی دارد. برای مثال زبری جریان در یک رودخانۀ مستقیم و یكنواخت و فاقد پوشش گیاهی با بستر شنی و قلوه­سنگی در شرایط غیرسیلابی ممكن است محدود به زبری جدارۀ جریان شود. درحالی­كه زبری جریان این رودخانه در شرایط سیلابی ممكن است شامل زبری ناشی از شكل بستر و یا غلظت جریان گردد. [راهنمای تعیین ضریب زبری رودخانه­ها، وزارت نیرو]

 غلات و حبوبات از مهم ترین نیازهای غذایی انسان می باشند و پس از برداشت تا زمان مصرف این محصولات در انبارها نگهد اری می شوند. با توجه به اهمیت جایگاه حبوبات و غلات در رژیم غذایی انسان ها، همواره از سوی متخصصان تلاش فراوانی صورت گرفته تا این محصولات طی دوره رشد و نمو در مزرعه و در انبار از گزند آفات و عوامل بیماری زای گیاهی مصون بمانند.  اما به رغم تمام این فعالیتها، غلات و حبوبات مورد حمله انواع مختلفی از آفات و بیماری ها  قرار می گیرند كه در این میان نقش حشرات آفت از همه بارزتر است. هر ساله 10 تا 25 درصد از محصولات انباری در اثرحمله حشرات آفت در جهان از بین می روند. خسارت آفات در كشورهایی كه تكنولوژی پیشرفته کاشت، داشت، برداشت و انبارداری ندارند، بین 10 تا 40 درصد محصول می باشد که این مهم در بعضی از مناطق روستایی ایران، به علت وجود کشاورزی سنتی و  انبارهای ابتدایی وسنتی، خسارت ناشی از آفات گاهی تا 80 درصد برآورد شده است (کوچکی 1386).

      طبق آمار  سازمان  ملل  متحد در سال 2000، جمعیت جهان تا سال 2050  بیش از 70 درصد افز ایش خواهد داشت در این بین یكی از مشكلا تی كه بروز خواهد نمود سوء تغذیه بخصوص در كشور های در حال توسعه است، و  برآورد نیاز غذا یی با بهره گرفتن از  تركیب های شیمیایی امری غیر قابل انکار در این کشورها ا ست. استفاده مكرر از آفت کش ها و ترکیب های شیمیایی طی دهه های متوالی باعث از بین رفتن دشمنان طبیعی، اختلال در كنترل بیولوژیكی، اثر روی موجودات غیر هدف، آلودگی محیط زیست، در خطر قرار گرفتن سلامت انسان،  طغیان آفات و برو ز مقاومت در آفات هدف گردیده است (باقری زنوز، 1375).

این سموم که برای کشتن ارگانیسم‌ ها طراحی می‌شوند، یک خطر جدی برای سلامت انسان محسوب می‌شود. طبق اعلام انستیتوی ملی سرطان ۳۰ درصد حشره‌کش‌ها، ۶۰ درصد علف‌کش‌ها و ۹۰ درصد قارچ کش ها سرطان‌زا هستند. این تنها یکی از اثرات جانبی منفی این مواد است، چرا که  مواد شیمیایی می‌توانند به سیستم عصبی و هورمونی نیز آسیب برسانند، در این میان کودکان بیش از بزرگسالان در برابر سموم کشاورزی آسیب‌پذیرند، در واقع آن‌ ها نسبت به اندام کوچک شان در معرض درصد بالاتری از این مواد قرار دارند (نصیری محلاتی1386، کوچکی1386).

بر اساس نتایج به دست آمده در ایران سرانه مصرف سم در محصولات کشاورزی به ازای هر نفر ۴۰۰ گرم می‌باشد و هم چنین میزان مصرف کود شیمیایی از ۵/۲ به ۵/۳ میلیون تن در ۱۰ سال گذشته افزایش یافته‌است. در کشاورزی رایج بیش از ۳۰۰ نوع ترکیب شیمیایی خطرناک نظیر آفت‌کش‌ها، علف‌کش‌ها و کودهای شیمیایی به منظور کنترل آفات، حشرات و بارورسازی خاک استفاده می‌گردد، که بازمانده‌های این مواد علاوه بر آلوده کردن آب‌های زیرزمینی و هوا، جذب گیاهان و درختان شده و بخشی از آن در محصولات کشاورزی به عنوان نمونه میوه‌ها و سبزی‌ها رسوب کرده و در طی مصرف به بدن انسان منتقل خواهد شد (باقری زنوز 1375، نصیری محلاتی1386، کوچکی1386). استفاده از سموم سنتتیک كه برای حفاظت محصولات از صدمه حشرات به كار می رود منجر به افزایش مقاومت حشرات آفت به حشره كش ها شده است. پیدایش مقاومت به بعضی از سموم، به ویژه  سموم کلره و فسفره ای هم چون مالاتیون و فستوكسین، در اكثر آفات، و عوارض ناشی از تجمع این سموم شیمیایی در محصولات کشاورزی و انواع بیماری های ناشی از آن و مسمومیت هایی که به دنبال دارد باعث شده است که این سموم کم کم جای خود را به سموم طبیعی و روش های بیولوژیک کنترل آفات دهند. (باقری زنوز 1375، نصیری محلاتی1386، کوچکی1386).

خوشبختانه امروزه  نیاز به غذای زیستی، غذای عاری از ترکیبات شیمیایی و فرایند شده، بدون افزودنی‌ها و فاقد سموم دفع آفات به سرعت رو  به افزایش است. استفاده از روش های مبارزه غیر شیمیائی مانند روش های كنترل طبیعی، فیزیولوژیكی، بیولوژیكی و میكروبی علیه آفات توجه بیشتر محققان را  به خود جلب كرده است. ازجمله این تركیب ها می توان به فرآورده های حاصل از درخت اكالیپتوس، اسانس انواع گیاهان دارویی مانند  Artemisia scoparia waldst  و  Artemisia sieberi Besser  عصاره های گیاهان خرزهره، اسطوخودوس و آنغوزه، اسانس گیاهان زنیان و هنده بید اشاره کرد (باقری زنوز 1375، مدرس نجف ابادی1385. ناظمی 1386).

سموم شیمیایی به دلیل عوارض ناشی از تجمع در محصولات کشاورزی و انواع بیماری های ناشی از آن و مسمومیت هایی که به دنبال دارد کم کم جای خود را به سموم طبیعی و روش های بیولوژیک کنترل آفات می دهند و برای مبارزه با آفات، اولویت نخست حتی پیش از اقتصادی بودن هر فعالیت، سالم نگه داشتن محیط زیست انسان ها است. بنابراین تقاضا جهت استفاده از حشره كش های گیاهی به دلیل باقی مانده كم خطر سموم روی محصولات زراعی رو به افزایش است. گیاهان عالی دارای متابولیت های  ثانویه ای هستند كه در روابط اكولوژیكی گیاه به خصوص برهم كنش گیاه و حشره نقش حیاتی داشته و گاهی باعث بروز مقاومت گیاه در مقابل حشره می شوند. بخش مهمی از این تركیبات ترپنوئیدها هستند. كه در اسانس گیاهان وجود داشته و برای PESTAN(به خاطر محدودیت سایت در درج بعضی کلمات ، این کلمه به صورت فینگیلیش درج شده ولی در فایل اصلی پایان نامه کلمه به صورت فارسی نوشته شده است)داران كم خطر بوده و به نظر می رسد جایگزین مناسبی برای سموم شیمیایی در كنترل آفات هستند، تحقیقات مختلف نشان داده است كه اسانس تعدادی از گیاهان اثرات حشره كشی قابل توجهی دارند (باقری زنوز 1375).

یكی از منابع بالقوه برای تولید آفت كش های جدید، مواد تولید شده به وسیله گیاهان می باشند. اسانس های استخراج شده از گیاهان معمولاً در طبیعت زودتر تجزیه می -شوند، بنابراین سمیت كمتری برای انسان و سایر PESTAN(به خاطر محدودیت سایت در درج بعضی کلمات ، این کلمه به صورت فینگیلیش درج شده ولی در فایل اصلی پایان نامه کلمه به صورت فارسی نوشته شده است)داران دارند و اثرهای مخرب كمتری در محیط زیست بر جا می گذارند (مدرس نجف ابادی1385).

 متاسفانه با توجه به اینکه ۲/۱ درصد اراضی کشاورزی جهان در ایران قرار دارد، اما  3 درصد سموم مصرفی جهان نیز در ایران مصرف می‌شود که به عنوان یک خطر جدی مطرح است. طبق اطلاعات کمیته محصولات زیستی، سطح کشت محصولاتی که در ایران بدون استفاده از سموم و کودهای شیمیایی تولید شده‌اند، حدود ۲۳۹ هزار و ۳۶۴ هکتار است، که شامل ۱۲۵ هزار و ۸۰۲ هکتار محصولات باغی و ۱۱۳ هزار و ۶۵۹ هکتار محصولات زراعی است. به طور کلی میزان سطح کشت محصولات کشاورزی و باغی که تولید آن‌ ها بدون استفاده از کود و سم انجام می‌گیرد، به ترتیب یک و ۲/۷ درصد از کل سطوح زیر کشت محصولات زراعی و باغی ایران را شامل می شود  .لذا با توجه به اهمیت سلامت غذایی جامعه و با توجه به تقاضای روز افزون برای مصرف فرآورده‌های کشاورزی زیستی، که در نتیجه مدیریت درست مزرعه می باشد، می بایست به گونه‌ای عمل ‌شود که در تغذیه گیاهان و درختان، تعادل بین عناصر مورد نیاز در خاک به هم نخورد و در هنگام رشد نیز، نیازی به استفاده از سموم و آفت‌کش‌ها نباشد. علاوه براین در تغذیه خاک کشاورزی، به جای استفاده از کود شیمیایی از کودهای طبیعی نظیر خاک برگ، جلبک و کودهای حیوانی و بیولوژیکی استفاده شود و در صورت نیاز به مبارزه با آفات‌ نیز به جای کاربرد سموم و آفت‌کش‌های شیمیایی، از شیوه‌های زیستی هم چون ریز اندامگان کارآ، پریداتورهای (کفشدوزک ها)،  پارازیت ها (زنبورها) و باکتری‌ها و یا ارقام مقاوم به آفت‌ها در کشت و زرع و یا سموم طبیعی با منشاء طبیعی و گیاهی بهره‌ جست تا محصول نهایی که به دست مصرف کننده می‌رسد به دور از باقیمانده‌های سمی و شیمیایی و مواد نگه‌دارنده باشد (عالیچی1376، کوچکی1386).

فرآورده‌های غذایی  با کیفیت، که محصول کشاورزی  زیستی است نه تنها باعث رضایت مصرف کنندگان می‌شود بلکه تأمین و تضمین  کننده سلامت جامعه بوده که خوشبختانه به سرعت رو به افزایش است. که برای پایه‌گذاری سیستم کشاورزی زیستی در ایران هم زمان با توسعه وتولید این محصولات ایجاد زمینه‌های زیر ساختی نهادهای زیستی  نیز می بایست فراهم و مهیا گردد. زیرا شناخت نهادهای مورد نیاز ازجمله سموم مورد استفاده کم خطر که منشاء طبیعی و گیاهی داشته باشد برای توسعه و گسترش کشاورزی زیستی امری بدیهی و ضروری است و آنچه در مدیریت مبارزه با آفات مهم است،  این است که  از مصرف سموم تا حد ممکن اجتناب و روش های  نوینی را جایگزین  سموم شیمایی نمود. یکی از این روشها کاربرد سموم با منشاء گیاهی و طبیعی است، چرا که بعضی از گیاهان دارای منابع غنی از موادی هستند که خاصیت کشندگی، ضد تخم- ریزی، ضد تغذیه و ….در برابر آفات را دارا می باشند، که در عین حال استفاده از آنها ساده وارزان بوده و به عنوان یکی از اصول کشاورزی زیستی می تواند مد نظر قرار گیرد (کوچکی،1386).

فرضیه ها ی تحقیق

 1- اسانس بذر گیاهان باریجه، آنغوزه ودافنه به عنوان یک آفت کش گیاهی برکنترل شته سیاه باقلا تاثیرمثبت معنی دار دارند

2– اسانس برگ گیاهان باریجه، آنغوزه ودافنه به عنوان یک آفت کش گیاهی برکنترل شته سیاه باقلا تاثیرمثبت معنی دار دارند

اسانس بذری وبرگی گیاهان مورد استفاده در این آزمایش با یکدیگراز نظر خاصیت کشندگی متفاوت می باشند.

اهداف تحقیق

     جهت دستیابی به عملکرد مناسب در رابطه با پژوهش انجام شده اهداف زیر مد نظر است.

1-شناسایی اسانس گیاه مناسب در بین سه گیاه مورد استفاده در کنترل شته سیاه باقلا

2- تعیین بهترین اسانس برگ یا بذر جهت کنترل آفت شته سیاه باقلا

فصل دوم

مروی بر منابع

 2-1- آنغوزه

نام های مترادف فارسی : انگرد ، انگوزاکما ،  خوراکما ، انگوژه ، انگژد

 2-1-1-گیاه شناسی آنغوزه

 آنغوزه یا آنغوزه از گیاهان دارویی مهم تیره چتریان با خواص فراوان است. گیاه تولید کننده آنغوزه با نام‌های فارسی خوراکما، آنگوزاکما و کورن کما، بوته ای است بزرگ، علفی و چند ساله که ارتفاع آن گاهی به 2/5 متر می‌رسد. ساقه آن نسبتاً محکم و ضخیم با سطحی خشن است. برگ‌های قاعده بزرگ و ضخیم هستند، به طوری که طول آن‌ ها تا 60 سانتی متر می‌رسد. این برگ‌ها تقسیمات زیادی دارند به طوری که به قطعاتی(لوب- دار) دندانه دار تبدیل می‌شوند. گل‌های این گیاه زردرنگ هستند و به صورت گل آذین چتری در انتهای ساقه قرار می‌گیرند. میوه ها دوفندقه ای، بیضی شکل و تقریباً مسطح می‌باشند که روی هر کدام پنج خط وجود دارد و کناره ها بال مانند هستند. رنگ میوه‌ها قهوه ای تیره است. از ریشه یا قاعده ساقه این گیاه بر اثر تیغ زدن ماده ای به نام اولئوگم رزین به دست می‌آید که به آنغوزه مشهور است. آنغوزه ابتدا شیری رنگ است و مزه ای تند و تلخ و نیز بوی بد و متعفنی دارد که تهوع آور است، به همین دلیل از قدیم به نام مدفوع شیطان معروف شده است. این گیاه در ایران در استان های خراسان، بلوچستان، کرمان و نواحی جنوبی کشور وجود دارد. آنغوزه در چند سال اولیه سن خود ساقه ی قابل رویت  ندارد و برگهای آن گسترده روی زمین است که در مراتع به نام « کماه » و « انگزاکماه» چوپانان آن را می شناسند و مورد توجه و علاقه ی گوسفندان است. دام را چاق می کند ولی گوشت گوسفند کمی بدبو می شود، میوۀ آنغوزه دارای دو تخم به رنگ قهوه ای تیره و سیاه، بیضی کمی پهن و بسیار بدبو می باشد. از ریشۀ این گیاه یا قسمت پایین ساقه و یقه ی گیاه با تیغ زدن یا قطع در ناحیه یقه دراواخر بهار، شیرۀ بسیار متعفنی در طول تابستان خارج می شود که درمجاورت هوا به تدریج سفت می شود که همان آنغوزه است. آنغوزه در اراضی بائر و خشک و آهکی مناطق گرم آسیا می روید. بومی استپ های ایران و افغانستان است.

از نظر شکل گیاه گونه ها خیلی شبیه می باشند ولی طول  آنها مختلف است و بعلاوه در بعضی گونه ها رنگ گل سفید و رنگ میوۀ آن وقتی که برسد مایل به سفید  می گردد و پهن شبیه سکّه است و خوشبو می باشد. این نوع اخیر که بی وزا گفته می شود در کتب طب سنتی انجدان طیب یا انجدان سفید نامیده می شود. نام‌های دیگر آن: آنقوزه، آنغوزه هراتی، انگژد، انگژه، انگشت کنده، حلتیت، حلتیت منتن، حلتیت طیب، صمغ الانجدان، انگدان، انجدان سفید، انجدان، انجدان طیب، کوله پر، انجدان سیاه، ویه، انجدان منتن، کمات، کما، کماة.، انگوزاکماة، آنغوزه کما و بی وزا است  (عماد1378).

2-1-2-صمغ آنغوزه                                           

 آنغوزه صمغ اولئورزینی یا شیره حاصل از برش و یا زخم طبیعی یا مصنوعی ریشه و یا مقطع ساقه كیاه كما ( آنغوزه)  بوده كه بوی تند گوگردی شبیه به بوی سیر متعفن و غیر قابل تحمل و طعم زننده دارد. علیرغم استفاده وسیع از آن تاكنون اثر سوء یا احتمال خطری از آن گزارش نشده است. تركیبات مشابه آنغوزه از گیاهان دیگری از قبیل F.alliacea Boiss, F.kumma Boiss, F.kurdica Pol, F.foetida بدست می آید. از اسانس آنغوزه به طور عمده به عنوان چاشنی در صنایع غذایی به ویژه تهیه انواع سس استفاده می شود. صمغ آنغوزه در سابق ادویه مرسوم رومی ها بوده و امروزه در هند به طور وسیع به عنوان ادویه در تهیه غذاها، انواع ماهی، سبزیجات و انواع سس مصرف می شود. بخشهای سبز گیاه نیز بعنوان سبزی خورده می شود. از صمغ گیاه علاوه بر مصارف دارویی در صنایع عطر سازی و تهیه ضماد استفاده می شود. در ایران قدیم از آن در درمان انگل های دستگاه گوارشی انسان و دام و مبارزه با آفات خاکزی استفاده می شده است، تاثیر ضد تشنج، ضد کرم، رفع بیماری های عصبی، اشتها

وقتی تأمین آب شیرین تجدید شونده، پاسخگوی نیازی فعالیت‌های كشاورزی، صنعتی و مصارف شهری نباشد، ناگزیر توجه بشر بسوی پیدا كردن گزینه‌های دیگر جلب خواهد شد كه از آن جمله می‌توان به پساب‌های تصفیه شده، فاضلاب شهری، آب دریا نمك زدایی شده و دیگر آب‌های غیرمتعارف اشاره کرد (Goosen and Shayya, 1990). در این بین فاضلاب شهری مایع یا آبی بسیار باارزش است که به سبب دارا بودن مواد معدنی و آلی می ­تواند نقش مهمی در باروری زمین­های کشاورزی نیز داشته باشد (حسینیان، 1381). استفاده از آب فاضلاب شهری هرچند مفید است اما از لحاظ بهداشتی با مخاطراتی نیز همراه است که بهره ­برداری از آن را تا حدی پیچیده و مشكل‌ می­سازد. در جدول 1-1 شماری از آلودگی­هایی که ممکن است بوسیله آب فاضلاب تصفیه نشده انتقال یابد آورده شده است.

بر اساس آمار، در ایران سالانه بالغ بر 5 میلیارد متر مكعب آب ( حدود 5% از آبی كه استحصال می‌شود) به مصارف شرب و بهداشت می‌رسد و نزدیک به یک میلیارد متر مكعب (حدود 1%) آب نیز در بخش صنعت مصرف می‌شود (ملکوتی، 1378). از اینرو حجم عمده‌ای از آب مصرفی در این دو بخش بصورت فاضلاب شهری و پساب‌های صنعتی از مدار استفاده خارج می‌شوند. بر اساس گزارش مسیبی بین 50 تا 75% آب شهری بصورت پساب به محیط برمی‌گردد. رهایی از این حجم عظیم از فاضلاب‌ها باید به گونه‌ای باشد كه اثرات سوء زیست محیطی بر منابع آب، خاك و بهداشت عمومی نداشته باشد. تصفیه كامل این گونه فاضلاب‌ها بسیار پرهزینه است با این وجود امروزه به لحاظ مشكل كمبود آب و بحران حاصل از آن و نیز با توجه به هزینه‌های بالای استحصال و انتقال آب، استفاده مجدد از پساب فاضلاب در بسیاری از كشورهای دنیا و از جمله ایران جایگاه ویژه‌ای (بخصوص در بخش کشاورزی) پیدا كرده است (EPA.1995.). هر چند پساب فاضلاب در مقایسه با حجم آب آبیاری مورد نیاز برای کشاورزی در کشور، مقدار ناچیزی را شامل می‌شود اما بهره‌برداری از همین مقدار باعث می‌شود كه آب‌های با كیفیت بالا را بتوان در مصارف با اهمیت‌تری به كار برد (عابدی، 1380).

بهره‌برداری صحیح از فاضلاب‌های شهری، مشكل آلودگی آب‌های سطحی را نیز كاهش می‌دهد، این عمل نه تنها باعث حفظ منابع آب می‌گردد، بلكه به علت وجود مواد و عناصر غذایی موجود در آن برای رشد گیاهان بسیار سودمند است(بهروز، 1385). موجود بودن این پساب در نزدیكی مراكز شهری، امكان افزایش محصولات كشاورزی در اطراف این مناطق را فراهم می‌كند. همچنین وجود نیتروژن و فسفر در فاضلاب، می‌تواند به حذف یا كاهش مصرف كودهای شیمیایی مورد نیاز محصولات كشاورزی منجر گردد (عابدی، 1380). استفاده از فاضلاب در آبیاری مزارع كشاورزی از سابقه طولانی در كشورهای مختلف دنیا برخوردار است. در نواحی مدیترانه‌ای، فاضلاب به عنوان یكی از منابع مهم آب آبیاری كشاورزی به شمار می­رود (صفری و همكاران، 1381). شكل صحیح و بهداشتی استفاده از فاضلاب در كشاورزی كه بر اساس استفاده از فاضلاب تصفیه شده استوار است، صرفاً در قرن اخیر مطرح شده است. بخش كشاورزی با توجه به مصرف بالای آب دارای بزرگترین پتانسیل استفاده مجدد از آب است. استفاده از فاضلاب تصفیه شده برای كشاورزی، اگر چه در اروپا، آمریكای شمالی و استرالیا از اوایل قرن اخیر مورد توجه قرار گرفته است، اما باید خاطر نشان نمود كه استفاده از فاضلاب برای آبیاری، بخصوص غلات، در كشورهایی همانند هند، چین و بعدها در خاورمیانه از دیرباز معمول بوده است. حتی در مناطقی كه آب به فراوانی وجود دارد، تصفیه و استفاده مجدد از پساب برای جلوگیری از آلودگی‌های زیست محیطی در حال افزایش است (صفری و همكاران، 1381). امروزه پساب در بسیاری از كشورها بخش مهمی از منابع آب تجدید شونده را شامل می‌شود و بطور عمومی استفاده از فاضلاب در كشاورزی مورد پذیرش قرار گرفته و فواید زراعی و اقتصادی فراوان آن، این موضوع را تصدیق می‌كند (عابدی، 1380).

امروزه تحقیقات در زمینه استفاده از انواعی از آبهای نامتعارف از جمله فاضلاب‌ها در آبیاری اراضی كشاورزی و مشاهده جنبه‌های مختلف تاثیر آن بر تولید کمی و کیفی گیاهان زراعی و باغی از جایگاه ویژه­ای در بسیاری از کشورهای دنیا مطرح است.

تحقیقات صورت گرفته نشان می­دهد هر چند فاضلاب تصفیه شده خانگی حاوی مقادیر قابل توجهی از مواد مغذی است كه می‌تواند برای رشد گیاهان سودمند باشد و مصرف كودهای شیمیایی را در اراضی کشاورزی كاهش دهد (Marten and et al, 1980). اما گاها برخی از این عناصر غذایی در حد بیش از میزان مورد نیاز گیاهان می‌باشند، که ممكن است موجب بروز سمیت در اندام گیاهان و نیز رشد بیش از اندازه سبزینگی و یا كاهش كیفیت آنها گردد (عابدی،1380).

با توجه به كمبود آب در مناطق خشك و نیمه خشكی همانند ایران، استفاده از پساب فاضلاب‌ها در امر تولید محصولات زراعی می‌تواند به عنوان منبع آب مطمئنی برای آبیاری مورد توجه قرار گیرد. در نتیجه نه تنها بخشی از كمبود آب كشاورزی جبران خواهد ‌شد، بلكه از اثرات سوء تخلیه بی رویه فاضلاب‌ها و خسارت‌های آن به منابع كشاورزی و آلودگی محیط زیست نیز جلوگیری به عمل می آید (عرفانی و همكاران، 1380). پیش ­بینی ‌شده در سال 14700 بیش از 10 میلیارد متر مكعب آب در سال در بخش شرب شهری، روستایی و صنعت، مصرف می­ شود، بنابراین با فرض ضریب بازیافت 60 تا 70 درصد، حدود 6 تا 7 میلیارد متر مكعب آب در سال قابل بازیافت بوده و می‌تواند به طور مستقیم ظرفیت تأمین آب كشور برای مصارف كشاورزی و صنعت را افزایش دهد (عابدی کوپایی و همكاران، 1382). مهمترین دلایل كاربرد مجدد پساب‌ها را می‌توان در 7 مورد به شرح زیر خلاصه كرد (جعفرزاده حقیقی، 1375).

1- كاهش فشار بر منابع آب

 برداشت بی­رویه از منابع آب موجود موجب افت سطح آب زیرزمینی در بسیاری از نقاط جهان شده است و این پدیده مشكلات بسیاری از جمله نشست زمین، شور شدن آب و كاهش دبی چاه‌ها را به دنبال خواهد داشت. استفاده دوباره از پساب موجب كاهش میزان برداشت از آبخوان­ها می‌شود.

2- كاهش هزینه آب كشاورزی

 در بسیاری از موارد تولید آب برای كشاورزی مستلزم صرف هزینه‌های گزاف جهت انتقال آب از نقاط دور دست، احداث سد و بندهای انحرافی و یا پمپاژ آب از اعماق زمین می­باشد در حالی كه پساب خروجی تصفیه خانه‌های فاضلاب در سطح زمین قرار دارند از طرف دیگر به علت ثبات تقریبی جریان آب نیازی به مهار توسط سد و بند نیز ندارد.

3- كاهش هزینه كود كشاورزی

اصلاح زمین‌های كشاورزی و افزایش حاصلخیزی آن یكی از هزینه‌های عمده جاری در فعالیت‌های كشاورزی است، در حالی كه پساب خروجی از تصفیه­خانه‌ها دارای مواد مغذی از قبیل نیتروژن، فسفر و پتاسیم در حد مطلوب می‌باشد. بطوری كه مطالعات انجام شده در نقاط مختلف دنیا نشان داده بسیاری از محصولات آبیاری شده با پساب نیازی به افزودن كودهای شیمیایی یا حیوانی ندارند. از این جهت صرفه‌جویی زیادی در هزینه تولیدات كشاورزی صورت می‌گیرد.

4- افزایش تولید محصولات كشاورزی

 دسترسی به پساب فاضلاب به عنوان یک منبع مطمئن و دائمی آب و مواد مغذی موجب می‌شود محصولات كشاورزی در زمان نیاز، آب و مواد مغذی کافی در اختیار داشته باشند. از طرف دیگر میزان املاح پساب در بسیاری از موارد بسیار پایین‌تر از میزان املاح آبهای مورد استفاده در كشاورزی است. استفاده از پساب كه املاح كمتر و مواد مغذی كافی دارند می ­تواند در افزایش بازده محصولات زراعی موثر باشد.

5- كاهش بار آلودگی وارده به محیط زیست

استفاده از پساب از یک طرف باعث جلوگیری از تخلیه فاضلاب‌ها به محیط زیست می‌شود و از طرف دیگر به علت كاهش و توقف استفاده از كودهای آلی و شیمیایی مانع بروز اثرات تخریبی کودهای شیمیایی بر محیط زیست می‌گردد (توکلی و طباطبایی، 1378). استفاده
بی­رویه از كودهای شیمیایی و حیوانی می ­تواند صدمات زیادی بر منابع سطحی و زیرزمینی وارد ‌آورد. درحالی كه استفاده از پساب تصفیه شده مانع ورود آلودگی‌های فوق به محیط زیست می‌گردد.

6- تقویت منابع آب

 استفاده از پساب اضافی جهت تغذیه منابع آب زیرزمینی، ضمن ذخیره­سازی مطمئن آب همراه با افزایش كیفیت آن مانع افت سطح آب زیرزمینی و بروز پیامدهای ناگوار ناشی از آن، همانند نشست زمین، كاهش تولید آب و خشك شدن چاه‌ها و قنوات و همچنین تخریب كیفیت و شور شدن آب در اثر هجوم آب‌های شور به داخل سفره‌های شیرین می‌شود.

7- دسترسی به منابع آب ارزان­تر جهت مصارف شرب و بهداشت

 مهم­ترین دغدغه مسئولان در بسیاری از نقاط دنیا تأمین آب شرب شهرها و مراكز جمعیت می‌باشد. استفاده دوباره از پساب از طریق تغذیه مصنوعی سفره‌های آب شرب و یا مبادله با آب مصرفی در كشاورزی یا مصرف مستقیم پساب تصفیه شده جهت مصارف بهداشتی كه در مناطق مختلف دنیا، تجربه شده است، باعث شده پساب به عنوان منبعی مطمئن جهت تأمین آب شهرها مدنظر قرار گیرد (توکلی و طباطبایی، 1378). با در نظر گرفتن شرایط اقلیمی نیمه خشک ایران و بخصوص وضعیت بارندگی منطقه سیستان (حدوداً 70 میلیمتر در سال) استفاده از همه منابع آب و از جمله پساب تصفیه شده فاضلاب شهری در امر تولید محصولات زراعی و باغی ضروری بنظر می­رسد. بدلیل متمرکز شدن جمعیت بالا و صنایع جانبی تولیدی در این شهر و اکثر شهرهای کشور، سالیانه حجم بالایی از فاضلاب شهری بوجود می­آید. عدم یافتن شیوه ­های مناسب دفع آن، منمودارات زیست محیطی زیادی را در اطراف این نقاط به همراه خواهد داشت. بررسی­ها نشان داده، بهترین شیوه دفع پساب پس از انجام مراحل تصفیه، کاربرد آن در بخش کشاورزی است (Feizi, 2001). به منظور جلوگیری از مخاطرات زیست محیطی و بهداشت عمومی، استانداردهایی جهت كیفیت پساب تصفیه شده برای مصارف مختلف، توسط سازمان­های ذی ربط وضع شده است. كشورهای مختلف دنیا مستقیماً، یا با اعمال تغییراتی، با توجه به وضع اقتصادی و اجتماعی خود از این استانداردها استفاده می­كنند (Dahiya and et al, 1987). این حجم وسیع از آب علاوه بر نقش­هایی که در تولید محصولات زراعی و اشتغال­زایی می ­تواند ایفا کند می ­تواند ضمن کاهش آلودگی­های زیست محیطی از شیوع بیماری­های خطرناک نیز ممانعت کند که در راستای اهداف کشاورزی پایدار می­باشد. پساب تصفیه شده فاضلاب شهری دارای مجموعه مناسبی از اکثر عناصر غذایی مورد نیاز گیاهان می­باشد اما جهت استفاده بهینه از آنها می­بایست برخی از شاخص ­های فیزیکی و شیمیایی موجود در آنها را مورد بررسی قرار داد (عابدی، 1380). یکی از مهم­ترین این شاخص ­ها نسبت جذب سدیم (SAR) است. هر چند سدیم جزء کاتیون­های ضروری برای گیاهان می­باشد اما وجود مقدار زیاد سدیم در فاضلاب می ­تواند سبب بالا بردن نسبت جذبی آن شده، در نتیجه سبب پراکنده شدن ذرات خاک از یکدیگر و تخریب ساختمان خاک گردد (شریعتی، 1375و فرزانگان، 1386). از دیگر شاخص ­های مهم شوری آب است، آب با شوری زیاد در نهایت باعث شور شدن خاک و بوجود آمدن منمودارات جذب آب و نیز مسومیت گیاه می­ شود (عابدی، 1380).  بکارگیری پساب فاضلاب شهری بسته به خصوصیات آن می ­تواند سودمند یا زیان­بار باشد. کیفیت فاضلاب باید با توجه به اثرات آن بر خاک، گیاه ، دام و انسان ارزیابی شود که در این راستا تحقیقاتی نیز صورت گرفته است. پیش­بینی­های انجام شده نشان می­ دهند در سال 2025 میلادی مقدار آب قابل دسترس برای هر نفر در ایران به نصف کاهش می­یابد (امداد و همكاران، 1383). علاوه بر بهره­برداری­های بی رویه از منابع آب­های زیرزمینی؛ شیوه ­های نادرست دفع فاضلاب نیز، این منبع ارزشمند آبی را در معرض آلودگی قرار داده است.  براثر شیوه ­های نادرست دفع فاضلاب، آبهای زیرزمینی کشور تا ده سال آینده غیر قابل شرب می­شوند (جعفری ملک آبادی، 1383). از سوی دیگر با توجه به مصرف بالای آب در كشاورزی، بحران آب در این بخش مشهودتر بوده و در این راستا، تصفیه و استفاده مجدد از فاضلاب­های تصفیه شده شهری به عنوان امری ضروری مطرح است. البته این موضوعی است كه در ایران با تأخیر شروع شده و همان­گونه كه در جدول 2-1 نیز مشاهده می­ شود از نظر تعداد در رتبه چندان خوبی نیز قرار ندارد. جهت اطلاع از وضعیت استفاده مجدد فاضلاب در چند كشور پیشرو در این زمینه به جدول 3-1 توجه نمایید. به عنوان مثال در کشور عمان 100 درصد فاضلاب­های شهری تصفیه شده و در آبیاری استفاده می­ شود و در اسرائیل این رقم 85 درصد است. متأسفانه همان گونه که ذکر گردید كشور ما یكی از نقاط قابل توجه در زمینه بحران آب است. بارش متوسط 240 میلیمتری در مقایسه با بارش 860 میلیمتری كره زمین، ما را در ردیف كشورهای نیمه خشك قرار داده است، لذا بایستی از منابع آب و خاک به نحو هرچه بهتر و مطلوب­تر استفاده شود. در این راستا در جهت کاهش وابستگی کشور به مواد غذایی مورد نیاز برای تغذیه دام و طیور چاره­ای جز تلاش در جهت افزایش تولیدات کشاورزی وجود ندارد و این مهم جز با ایجاد تحول در بنیان کشاورزی کشور از طریق بهره گیری مؤثر و پایدار از منابع آب و خاک موجود و تأمین امکانات لازم مقدور نخواهد شد (بهروز، 1385 1375).

 ازت بیش از هر عنصری مورد مطالعه علمای تغذیه گیاهی قرار گرفته است. حدود 78% حجم اتمسفر را ازت ملکولی (N₂) تشکیل می دهد که ستونی از اتمسفر به مساحت یک هکتار، وزنی معادل 72هزار تن را شامل می گردد اما گیاهان سبز قادر نسیتند از این منبع عظیم ازتی مستقیما استفاده نمایند و تنها به مقدار بسیار جزئی بسته به شرایط و فاکتورهای متعدد، بعضی از گیاهان قادر به استفاده از آن می باشند.

فاکتورهای افزاینده ازت به خاک بجز کودهای شیمیایی بسیار محدود می باشند. چون از طریق تثبیت در مناطق حاره 100-25 کیلو گرم در هکتار در سال و از طریق باران 20- 1 کیلو گرم در هکتار در سال و مواد پوسیده حیوانی و گیاهی 25 کیلو از هر تن بتدریج و درصورت مرطوب باقی ماندن آن به خاک اضافه می کنند بنابراین عمده ترین راه برای جبران کمبود ازت استفاده از کودهای شیمیایی است.

کمبود منابع آب با کیفیت مطلوب از مهم ترین عوامل محدود کننده تولید و توسعه کشت گوجه فرنگی در استان بوشهر می باشد. علاوه بر این کاهش روز افزون کیفیت آب های زیرزمینی استان  مزید بر علت شده و لزوم استفاده بهینه از منابع آب موجود را ضروری می نماید. یکی از مهم ترین مصادیق استفاده بهینه از منابع آب آبیاری افزایش کارآیی مصرف آب می باشد.عوامل زیادی از جمله روش آبیاری ، مدیریت دور و عمق آبیاری و … در افزایش کارآیی مصرف آب موثر است(تصدیقی،محمد،1389) .

مصرف متعادل کودهای شیمیایی نیز یکی از مهمترین عواملی است که با تاثیری که در استفاده مطلوب از آب آبیاری و افزایش عملکرد محصول دارد می تواند در افزایش کارآیی مصرف آب موثر باشد. استفاده از کود های شیمیایی همراه آب آبیاری در روش قطره ای بدلیل امکان کنترل مقدار و زمان مصرف کود و توزیع یکنواخت آن باعث افزایش قابل ملاحظه محصول و کارآیی آب مصرفی می گردد که مزیت مضاعف بر سایر مزایای آبیاری قطره ای محسوب می شود(کاویانی،اسداله،1379). افزایش راندمان مصرف کود و بخصوص کودهای ازته که از دیگر مزایای کود- آبیاری می باشد عامل اساسی در کاهش هزینه های تولید و پرهیز از آلودگی نیتراتی آب ، خاک و محصول گزارش شده است(فرشی وهمکاران،1376).

نیتروژن از جمله عناصر غذایی مورد نیاز گیاه است که با توجه به نقش و اهمیتی که در تولید محصولات کشاورزی و از جمله گوجه فرنگی دارد کاربرد آن در کشاورزی در مناطق خشک و نیمه خشک بدیل کمبود مواد آلی خاک ضروری و اجتناب ناپذیر است(بیات،ب،1378). همانگونه که کمبود ازت کاهش تولید را در پی دارد مصرف اضافی آن نیز علاوه بر هدرروی سرمایه کاهش تولید و کیفیت محصول و همچنین افزایش آلودگی محیط زیست را بدنبال خواهد داشت. تجمع نیترات در گیاه و شستشوی ازت نیتراتی به آبهای زیر زمینی از مهم ترین آلودگی های حاصل از مصرف اضافی ازت می باشد. افزایش حساسیت گیاهان به آفات و بیماری ها از دیگر نتایج مصرف اضافی نیتروژن می باشد. عوامل زیادی از جمله زمان، مقدار و روش مصرف نیتروژن و نیز مدیریت آبیاری بر کارآیی کود نیتروژنه موثر است.

سرزمین ایران با برخورداری از اقلیم های مختلف از 7000 سال پیش تا کنون بستر کاشت انواع محصولات زراعی و باغی بوده است. در سده های اخیر انواع کیوی ، سیب زمینی  توت فرنگی ، آندی و امثالهم باغ و بستان کشور را زینت بخشیده است. از طرف دیگر بررسی های سازمان خواربار جهانی نشان می دهد که قاره آسیا دارای 31 درصد از اراضی کشاورزی قابل کشت و 58 درصد جمعیت جهان است و تراکم جمعیت در رابطه با اراضی کشاورزی فعلا حدود هشت نفر برای هر هکتار زمین می باشد. بیش از 25 درصد درآمد ناخالص ملی کشور به بخش کشاورزی مربوط می شوند و معاش اغلب ساکنین روستاها از راه فعالیت های کشاورزی تامین می گردد(ملکوتی وهمکاران،1379).

از میان محصولات کشاورزی با اهمیت روزافزونی که سبزی ها در غذا ی روزانه میلیون ها مردم جهان کسب کرده توجه محافل علمی و بهداشتی و کشاورزی دنیا به بررسی روی این منابع مهم غذایی بیشتر جلب می شود. رابطه نزدیکی که غذا با تمدن هر ملتی دارد بسیار مهم بوده چه بساکه بزرگترین مسئله ای که بشر همیشه در طول تاریخ چند هزار ساله اش با آن روبرو است قحطی و کمبود مواد غذایی است و به این دلیل، در زمان های قدیم پایه و اساس اجتماعات را کشاورزی تشکیل می داده است و تا کنون نیز این امر ادامه دارد. و این نشانگر اهمیت غذا و نقش آن در زندگی انسان هست(مشیری،م،1362).

یکی از مشکلات بزرگ انسان با توجه به رشد روزافزون جمعیت وسطح محدود زمین های قابل کشت تامین غذا می باشد.غلات، سبزی ها و میوه ها هر یک بطور جداگانه نقشی در تامین احتیاجات غذایی و اقتصادی ملت های مختلف بازی می کند. بعد از غلات که احتیاجات عمده غذایی انسان ها را بر می آورد سبزی ها نیز در اهمیت بعدی قرار دارند و این بخاطر ارزش بالای بهداشتی آنها است. و مصرف آنها در جیره غذایی روزانه می تواند نقش مهمی در سلامت انسان به دلیل داشتن منابعی سرشار از ویتامین و مواد معدنی داشته باشد. بطور کلی ارزش سبزی ها در بهداشت و سلامت انسان خلاصه می شود(فرجی هارمی،احمد) یکی از سبزی های مهم گوجه فرنگی است . تولید گوجه فرنگی در سراسر دنیا بالغ بر 30 میلیون تن می باشد سهم کشور ایران در این تولید برابر با 3398512 تن می باشد که در سال های اخیر نیز کشت و کار آن روبه افزایش نهاده و بر مقدار تولید آن افزوده شده است.80-60 درصد از کل تولید این محصول در صنایع تبدیلی به فراورده هایی نظیر پودر،ورقه های خشک،کنسرو و انواع سس و رب تبدیل می شود(فصیحیان،ن،1376).

گوجه فرنگی بعد از سیب زمینی یکی از مهم ترین گیاهان خانواده بادمجانیان است که در تغذیه بشر مورد استفاده قرار می گیرد. اهمیت میوه این گیاه که به عنوان سبزی مصرف می شود بیشتر مدیون انواع ویتامین هایی است که به مقدار زیادی در آن یافت می شوند(شیبانی،ح،1361). گوجه فرنگی یکی از سبزی های مهم است که به لحاظ داشتن ویتامین های C,A و موادغذایی نقش مهمی در سلامتی جامعه ایفاء می نماید. گوجه فرنگی در شرایط اقلیمی بسیار متفاوت از بوشهر گرفته تا مرند آدربایجان شرقی و در تمام استانهای کشور و در سطح وسیعی کشت می شود.(کاویانی،اسداله،1379).

 بر مبنای آمار رسمی وزارت کشاورزی در سال 1377 سطح زیر کشت گوجه فرنگی در کشور حدود120 هزار هکتار و متوسط تولید 27 تن در هکتار و بالاترین تولید در استان تهران و حدود 37 تن در هکتار گزارش شده است. استان بوشهر با 5/25359 کیلومتر مربع وسعت حدود 5/1 درصد از مساحت کل کشور را به خود اختصاص داده است و از نظر وسعت هفدهمین استان کشور محسوب می گردد. براساس آمارنامه استان بوشهر سال 1389 سطح زیر کشت آبی 51937 هکتار است که بعد از خرما و گندم  ، گوجه فرنگی با سطحی برابر با 15919 هکتار یکی از محصولات مهم و درآمدزای استان بوشهر تعلق دارد. در این مناطق که حالت گلخانه طبیعی دارند محصول خارج از فصل تولید می شود.

بر اساس تحقیقات انجام شده ازت و آب اثرات متقابل شدید داشته و میزان کود ازته مورد نیاز گیاهان در سطوح مختلف آب آبیاری متفاوت می باشد. از طرف دیگر سطوح مختلف ازت نیز کارآیی مصرف آب را تحت تاثیر قرار می دهد. مجد سلیمی و میرلطیفی(1387) با مطالعه اثرات سطوح مختلف نیتروژن بر عملکرد چای تحت شرایط مختلف آبیاری گزارش نمودند که در شرایط آبیاری کامل نسبت به تیمارهای کاهش مصرف آب، نیاز به نیتروژن تشدید می یابد. تامسون و همکاران(1995،Tompson et al.) با مطالعه اثرات متقابل ازت و آب برگیاه گل کلم در آبیاری قطره ای زیر زمینی گزارش نمودند که با افزایش سطوح آبیاری مقادیر بیشتری از ازت جهت افزایش عملکرد و ارتقاء کیفیت محصول لازم است. براساس این گزارش با افزایش مصرف ازت غلظت ازت نیتراته در خاک سیر صعودی داشته و با افزایش سطوح آبیاری کاهش یافته است. صدیق وهمکاران (1356) تاثیر تواتر کود آبیاری را بر روی محصول گوجه فرنگی در خاک لوم شنی بررسی و گزارش نموده اند که کود آبیاری روزانه و یا هفتگی تفاوت معنی داری با یکدیگر نداشته اند. کودهای نیتروژنه و آب آبیاری پرمصرف ترین نهادهای کشاورزی از نظر حجم و ارزش اقتصادی و موثرترین آنها در تولید محصول می باشد. اثرات اصلی و متقابل این دو فاکتور بر عملکرد و کیفیت محصول از یک طرف و ارزش اقتصادی آنها از طرف دیگر مصرف بهینه آنها را در شرایط مختلف آبیاری و کود دهی ضروری می نماید.

کاویانی(1379) حداکثر تاثیر ازت بر عملکرد گوجه فرنگی تحت شرایط آبیاری سطحی در برازجان را 80 کیلوگرم در هکتار ازت خالص از منبع اوره گزارش کرده است. همچنین میزان تبخیر و تعرق اندازه گیری شده گوجه فرنگی در شرایط استاندارد با لایسیمتر 7/467 میلی متر گزارش شده است(بیات،پرویز،1378).با توجه به مطالب فوق و نیز اهمیت گوجه فرنگی در استان بوشهر این آزمایش به منظور تعیین میزان آب آبیاری مورد نیاز در شرایط مختلف مصرف کود نیتروژنه و یا میزان کود نیتروژنه مورد نیاز در شرایط مختلف آبیاری و درنهایت بهینه سازی مصرف اقتصادی نهاده های مذکور در زراعت گوجه فرنگی اجرا شد. براساس آمار سازمان کشاورزی استان بوشهر مربوط به سال زراعی 89-1388 سطح زیر کشت گوجه فرنگی 15919 هکتار و متوسط عملکرد آن 7/41 تن در هکتار اعلام شده است.

میزان برداشت عناصر غذایی گوجه فرنگی با 90 تن عملکرد، بیش از 260 کیلوگرم ازت (N) ،100 کیلوگرم فسفر  (P205) ، 520  کیلوگرم پتاسیم  (K20)، 40کیلوگرم منیزیم ،60 کیلو گرم گوگرد و رقمی بیش از 100 کیلوگرم در هکتار کلسیم می باشد ولی مقدار برداشت عناصر ریزمغذی در مقایسه با عناصر  پرمصرف بسیار کم و ناچیز است(9) . گوجه فرنگی با وجود آنکه ارزش انرژی زایی (حدود 20 کیلو کالری) زیادی ندارد به علت مصرف بالای آن در بسیاری از کشورهای دنیا، به عنوان منبع مهم ویتامین و مواد معدنی و همچنین سبزی سالادی و بهترین چاشنی غذا شناخته می شود و در سطح وسیعی در رب سازی،ترشی، سس و آب گوجه فرنگی مورد استفاده قرار می گیرد . آب گوجه فرنگی به عنوان نوشیدنی و اشتها آور مورد مصرف قرار می گیرد. سس، رب و ترشی آن بخصوص در ایران رب گوجه فرنگی به عنوان بهترین چاشنی غذایی استفاده وافری دارد(هدایت،م،1373).

امروزه از کودها به عنوان ابزاری برای نیل به حد اکثر تولید در واحد سطح استفاده می شود. متاسفانه مصرف کودهای شیمیایی در کشور مانامتعادل بوده است و مطابقتی با نیاز واقعی گیاه ندارد. در دهه 1360 کودهای ازته و فسفاته در هر سال از روند رشد بیش از ده درصد برخوردار بوده و از مصرف کودهای پتاسیمی و ریز مغذی به دلائل نه چندان معقول خبری نبوده است(ملکوتی وهمکاران،1379).

با توجه به سیاست جدید وزارت جهاد کشاورزی مبنی بر ترویج آزمون خاک و توصیه مصرف بهینه کود، افزایش ماده آلی خاک و در نهایت تحقیق بیشتر در زمینه مصرف متعادل کودهای ازته و میزان مصرف آب آبیاری و استفاده از آبیاری تحت فشار به ویژه آبیاری قطره ای این آزمایش با عنوان بررسی تاثیر متقابل ازت و آب برخصوصیات کمی و کیفی گوجه فرنگی در سیستم آبیاری قطره ای در استان بوشهر با اهداف زیر طراحی و اجرا گردید.

• تاثیر مقادیر کود اوره بر خصوصیات کمی و کیفی گوجه فرنگی جهت حل معضل استفاده بی رویه کودهای ازته در استان بوشهر

• تاثیر مقادیر مختلف مصرف آب آبیاری بر خصوصیات کمی و کیفی گوجه فرنگی

• تاثیر متقابل ازت وآب بر خصوصیات کمی و کیفی گوجه فرنگی

و درنهایت توصیه و ترویج میزان و زمان مصرف کود اوره و میزان مصرف آب آبیاری در سیستم آبیاری قطره ای در شرایط آب و خاک استان بوشهر از اهداف اجرایی آزمایش می باشد.

آنچه مسلم است اینکه در استان بوشهر  با توجه نوع خصوصیات آب و هوایی و خاکی، بویژه فرهنگ کشاورزی منطقه به نحوی بی رویه از کود ازته خصوصا اوره  استفاده می نمایند.لذا با این نوشتار درصددیم که به طور خلاصه راه های اتلاف ازت مورد استفاده  گیاهان را بیان نموده تا نه تنها از هزینه سنگین واردات این قلم جنس که با پرداخت سوبسید گزاف همراه است کاسته شود بلکه از عواقب شومی که سلامت انسان ، حیوان و بطور کلی طبیعت را در معرض خطر قرار می دهد به اطلاع مسئولین اجرائی رسانده تا قبل از رسیدن به نقطه انفجار اقدام جدی و مقتضی معمول نمایند چرا که خود آنان (مسئولین) نیز در تیررس ترکش این انفجار خواهند بود.

1-1- مبدا و تاریخچه انتشار گوجه فرنگی

گوجه فرنگی Lycopersicon esculentum که عضوی از خانواده گیاهی سیب زمینی است بومی منطقه قاره آمریکا می باشد.گزارش گردیده که انواع گوجه فرنگی میوه درشت از پرو به ایتالیا برده شد سپس به اروپای شمالی و نهایتا در سال 1781 میلادی به ایالات متحده آمریکا وارد گردید. در سال 1812 گوجه فرنگی در بازار نیوارلئان معمول بوده است . در سال 1817 بذر گوجه فرنگی برای اولین بار جهت فروش در کاتالوگهای بذر در ایالات متحده آمریکا ارائه گردید . از سال 1895 در ارتباط با ایجاد ارقام بسیار زودرس، ایجاد نژادهای مقاوم به بیماری ، بهبود فرم گیاهی و کیفیت میوه گوجه فرنگی پیشرفت های مهمی حاصل گردید است(مبلی وهمکاران،1373). مرکز گونه های وحشی گوجه فرنگی را مکزیک و جنوب آمریکا می دانند، اما با وجود گونه هایی از این جنس در سلسه جبال آند موجب این باور گردیده است که مکزیک منشاء ارقام زراعی است و یا اینکه در آنجا اهلی شده است. مطالعات الکتروفورز بر روی پراکندگی آلو آنزیمها بین ارقام زراعی و اولیه نشان می دهد که با ارقام اولیه گیاه در نواحی آند شباهت های زیادی وجود دارد و نمونه های یافت شده در مناطق کوهستانی آند دلیل دیگری بر حضور گوجه فرنگی در آن مناطق می باشد(فروتن،م،1371 ).

ساکنین پرو تقریبا آنرا حدود 500 سال قبل از میلاد می شناختند و پس از کشف آمریکا در سال 1500 میلادی و فتح مکزیک گوجه فرنگی توسط اسپانیایی ها به اروپا برده شد(فروتن،م،1371).

در ایران کاشت و مصرف  گوجه فرنگی سابقه زیادی ندارد و تقریبا حدود 150 سال پیش توسط انگلیسی ها در مناطقی از  ایران بخصوص در جنوب کشور شروع با کاشت گردید بطوریکه امروزه نیز هنوز در استان های جنوبی کشور آن را به نام (توماته) می شناستد و سپس این محصول گسترش وسیعی یافت و چنان جایگاهی در فرهنگ غذایی مردم ایران یافت که تقریبا جزو جدا نشدنی غذاهای مصرفی روزانه شده است(کاویانی،اسداله،1379).

-2- گیاه شناسی گوجه فرنگی

ریشه نخستین عضو یک گیاه می باشد که از  بذر کاشته شده خارج گشته و با محیط اطراف خود تماس برقرار می کند. ریشه گوجه فرنگی به صورت راست بوده و منطقه گسترش آن پس از رشد و نمو  ریشه های جانبی تا 5/1 متر در اطراف می رسد. ریشه های جانبی از یاخته های پیرامون ریشه در حال رشد ظاهر می شوند و رشد آنها از وسط پوست می باشد.

همچنین ریشه نابجا نیز در گوجه فرنگی مشاهده شده است . ساقه گوجه فرنگی مقطعی گرد تا کمی مربعی دارد و از استحکام زیادی برخوردار نسیت بدین سان اکثر ارقام گوجه فرنگی خزنده هستند اما ارقام پایایی که استحکام خوبی دارند نیز وجود دارد . همچنین سرتاسر ساقه را غده و کرکها پوشانده است و این غده ها به ریشه های آوند آبکش مرتبط هستند. در مقطع عرضی ساقه رشته های آوند آبکش مشاهده می شود که داخل و خارج یک لوله سیلندر مانند از آوندهای فیبری چوبی را پوشانده اند. در سمت بیرونی آوندها یاخته های کلانشیم قرار گرفته و در بین آنها یاخته های فتوسنتز کننده وجود دارد که به یک لایه یاخته اپیدرمی محدود می شود. بدین دلیل ساقه ها سبز روشن دیده  می شوند. برگها در اثر رشد و نمو جوانه های انتهائی و محوری ساقه تولید می شوند و رشد آنها در مقایسه با ساقه و ریشه محدود است. برگهای گوجه فرنگی مرکب و بدون گوشواره می باشند و برگ ها بصورت متناوب بر روی ساقه ظاهر می شوند. برگ های مرکب گوجه فرنگی در انتها محدود به برگچه انتهائی می شوند و معمولا برگچه جانبی اصلی دارد که بطور متناوب بر روی ساقه برگ قرار گرفته است و هر برگچه مانند برگ ممکن است دارای برگچه هائی باشد. اندازه برگچه ها در ارقام مختلف متفاوت است و ممکن است تا نیم متر در ارقام گلخانه ای برسد. سطح برگ مانند ساقه از غده و کرک پوشیده شده است(ملکوتی وهمکاران،1379).

شروع گل زایی با پهن شدن و گسترش جوانه انتهایی است. شکل گیری نخستین گل در خوشه گلدهنده منشاء انتهائی دارد و از رشد جانبی زیر نخستین گل، دومین گل نمو می یابد و بدین ترتیب بقیه گل ها بطور متوالی نمو می یابند و گل دهی کامل می شود و ادامه رشد از جوانه جانبی آخرین برگ ادامه می یابد. گل های جوان تر بترتیب نسبت به گل باز در انتهای دورتری از مبدا قرار می گیرند و بدین ترتیب این گل آذین را گل آذین خوشه نامیدند. ژنوتیپ گیاه و شرایط آب و هوائی در محور اصلی گل دهی تاثیر دارد و ساقه گل دهنده معمولا دارای 5 تا 12 گل می باشد اما تا 300 گل در ساقه گل دهنده نیز گزارش شده است(خوشخوی وهمکاران،1368 ).

گل های گوجه فرنگی کامل (نر و ماده) تخمدان فوقانی و منظم هستند . کاسبرگ اولیه به شکل مارپیچ ایجاد شده و شکل گیری گل برگ اولیه و سپس پرچم اولیه همچنین در توالی مارپیچی بعدی قرار می گیرند. تعداد اندام گل با ژنوتیپ آن تغییر می کند و بطور معمول ارقام گوجه فرنگی خوراکی دارای بیشتر از 6 کاسبرگ جدا از هم و 6 یا بیشتر گلبرگ پیوسته زرد رنگ می باشند. پرچم ها که در توالی گلبرگ ها قرار دارند دارای بساک مخروطی کشیده و پیوسته هستند که تخمدان کلاله و خامه را احاطه کرده اند. در صورتی که لقاح انجام گیرد و میوه تشکیل شود تخمک و کاسه گل باقی مانده و پرچم ها، جام گل، خامه و کلاله ریزش می کنند(هدایت،م،1373).

میوه گوجه فرنگی یک سته، شامل بذرهائی که در یک پریکارپ گوشتی نمو یافته از تخمدان می باشد. میوه گوجه فرنگی خوراکی دارای دو یا چندین برچه است. وزن میوه رسیده گوجه فرنگی بسته به رقم از 15 گرم (در رقم گیلاسی) تا 450 گرم (در رقم بیف استیک) تغییر می کند. شکل میوه ها در ارقام مختلف از گرد درشت، گیلاسی شکل، صاف و یا با برجستگی زیاد و کشیده تقسیم می شود(خوشخوی وهمکاران،1368).

-3- احتیاجات آب و هوائی

همه انواع گوجه فرنگی حساس به سرما می باشند . برای برداشت محصول کافی باید آنرا در نواحی گرمسیر کاشت و یا اینکه بذر آن را قبلا در گل خانه و یا شاسی گرم حداقل دو ماه قبل از کاشت نهال در هوای آزاد کاشته، پس از آن به محل اصلی منتقل کرد. در نقاطی که تابستان کوتاه و خشک است این گیاه را در گلخانه می کارند. حداقل مدت گرمای تابستان برای برداشت محصول کافی سه ماه و نیم تا چهار ماه می باشد. در مقابل احتیاج گوجه فرنگی به گرما هر گاه بوته این گیاه در معرض بادهای گرم و خشک قرار گیرد برگ های آن سوخته و مقدار محصول کاهش می یابد. بنابر آزمایش های کلیتون در سال 1923 میلادی بوته گوجه فرنگی در درجه حرارت بین 24 و 31 درجه خیلی رشد می کند در 33 درجه گرما رشد گیاه کند می شود و در 35 درجه رشد بوته گوجه فرنگی بکلی راکد می گردد(شیبانی،ب،1361).

دمای تنژیدن برای گوجه فرنگی معمولا بین 15 تا 25 درجه سانتیگراد ، است اگر چه دمای بهینه رابین 20 تا 25 درجه سانتیگراد مشخص کرده اند. کمترین دمای تنژیدن را برای بیشتر ارقام 5/8 درجه سانتیگراد بدست آورده اند. (حجاران،احمد،1368 ).

دمای بالا بذر را به رکود گرمائی وارد می کند. مقاومت به دماهای پایین یک صفت ژنتیکی است. در این مورد سیتوپلاسم و هسته در کنترل آن دخیل هستند. دما بر رشد برگ موثر است اما دمای بالا از رشد جوانه انتهائی و برگ های جوان جلوگیری می کند.رطوبت هوا اثر کمی بر روی برگ می گذارد و ممکن  است بستگی به نور روزانه داشته باشد. تولید برگ گوجه فرنگی معمولا در تابستان هر از دو روز و در دمای خشک یا کشت خارج از فصل هر از 5/2 روز یک برگ می باشد کیفیت نور در پیری برگ نیز موثر شناخته شده است. در نور قرمز پیری به تاخیر می افتد و از کاهش پروتئین و کلروفیل جلوگیری می کند. اما نور فرو سرخ مکانیزم پیچیده ای دارد(ملکوتی وهمکاران،1379 ).

رشد ساقه با دما نیز افزایش می یابد. برای رشد ساقه دمای شب 30درجه سانتیگراد برای گیاه جوان ودمای شب13تا 18درجه سانتیگراد برای گیاه مسن مناسب است(1990،Jian et al) .

 از عوامل موثر درآغازیدن گل ، نور و دما است. دمای پایین (10درجه شب و 16 درجه روز) مناسب تشکیل گل در گیاه در حال رشد است. و پس از انگیزش گل اولی، گل دومی با سرعت بیشتری به خصوص در دمای پایین تشکیل می شود. نورکم درطی اولین دوران نو نهالی آغازش گلدهی را به تاخیر می اندازد و این نشان می دهد که اثر نور بیشتر از دما است. مشاهده شده در طول روز کوتاه گلدهی در گوجه فرنگی زودتر آغاز می گردد(1955،.Bel et al).

1-4- مقدار آب مورد نیاز گوجه فرنگی

آب مورد نیاز گوجه فرنگی با 300 تا 600 میلی متر بارندگی در سال تامین می شود. مصرف آب گوجه فرنگی در طول فصل رشد را می توان بین 6/0 تا 1/ متر مکعب برای هر گیاه در سال تخمین زد که به نوع واریته و اقیلم بستتگی  دارد. به همین ترتیب نیاز حداکثر روزانه گوجه فرنگی نسبتا زیاد هست و در حدود 8/ تا 4/1 لیتر در روز برای هر گیاه می باشد. برنامه آبیاری مزرعه گوجه فرنگی نسبتا ساده است

روغن‌های خوراکی از منابع مهم تامین انرژی برای فرایندهای حیاتی در بدن انسان هستند و به خاطر نقشی که این مواد در تامین نیازهای چربی و ویتامین‌ها دارند، پس از مواد نشاسته‌ای در زمره‌ی مهمترین کالاهای ضروری محسوب می‌گردند. با توجه به روند رو به افزایش مصرف روغنهای نباتی و هزینه زیاد تامین روغن مورد نیاز كشور از طریق واردات، توسعه كشت گیاهان دانه روغنی سازگار به شرایط اقلیمی كشور و همچنین گسترش برنامه‌های تحقیقاتی در این زمینه حائز اهمیت است.

خوشبختانه به دلیل تنوع آب و هوایی در ایران امکان کشت بسیاری از دانه‌های روغنی با کیفیت مناسب، که از ارزش اقتصادی بسیاری برخوردارند، وجود دارد. در این ارتباط کشت گیاهان روغنی نظیر گلرنگ که از نظر صنعتی و دارویی نیز مهم هستند می‌تواند مدنظر قرار بگیرد. گلرنگ گیاهی است كه از دیر‌ باز در مناطق خشك و نیمه خشك و نیز در هندوستان و دیگر نقاط خاورمیانه و شرق آفریقا كشت می‌شده است. خصوصیات مطلوب و خاص این گیاه نظیر خواص طبی، صنعتی، غذایی، كیفیت بالای روغن به جهت وجود بیش از 80 درصد اسید‌های چرب غیر اشباع بخصوص اسید چرب لینولئیک و اولئیك، مقاومت بالا به شوری و خشكی، نیاز رطوبتی كم، سازگاری وسیع به درجه حرارت‌‌های پایین زمستان و بالای تابستان و فصل رشد و نمو كوتاه در كشت بهاره و تابستانه از جمله مواردی است كه گلرنگ را به عنوان یک گیاه روغنی با ارزش مطرح ساخته است.

انتخاب تاریخ‌کاشت مناسب یکی از فنون زراعی است که با رعایت آن حداکثر محصول بدست خواهد آمد. از آنجایی که طول مراحل مختلف نمو تابعی از دو عامل اصلی حرارت و طول روز است؛ ممکن است تاریخ‌کاشت را به نحوی تغییر داد که مراحل مختلف نمو گیاه با وضعیت حرارت و طول روز موجود طی فصل رشد انطباق مناسبی یافته و میزان رشد رویشی و زایشی مطلوبی بدست آید. بدین لحاظ لازم است اطلاع کامل و صحیحی از خصوصیات رشد و نمو و نیازهای اکولوژیک محصول مورد کاشت و عوامل محیطی داشت تا بتوان تاریخ‌کاشت مناسبی را انتخاب نمود.

كاشت دو یا چند محصول در سال، موجب استفاده مؤثر از منابع طبیعی موجود در بخش كشاورزی و افزایش بازدهی اقتصادی آنها می‌شود و در بسیاری از مناطق كشور مورد توجه قرار گرفته است. انتخاب ژنوتیپ‌های مناسب گلرنگ از لحاظ صفات زراعی و اقتصادی جهت كاشت به عنوان محصول دوم بسیار حائز اهمیت است. در این زمینه، انتخاب گیاه مناسب و با دوره رشد كوتاه به عنوان محصول دوم پس از برداشت گندم و جو اهمیت دارد. تركیب مناسبی از ژنوتیپ و تاریخ كاشت در گیاهان زراعی یكی از مهمترین عوامل مؤثر در كسب عملكرد مطلوب و اقتصادی است. در تاریخ كاشت مناسب مراحل رویشی و زایشی گیاه با شرایط مطلوب محیطی منطبق شده و موجب افزایش بازدهی فتوسنتز و سرانجام انتقال و ذخیره مواد فتوسنتزی در دانه‌ها و افزایش عملكرد می‌گردد. نتایج مشابهی در گیاهان مختلف از قبیل‌ آفتاب‌گردان و گلرنگ در ارتباط با اثر متقابل ژنوتیپ و تاریخ كاشت بر عملکرد دانه و برخی خصوصیات فیزیولوژیکی گزارش شده است. در مواقعی که تاخیر در كاشت بهاره گلرنگ، با افزایش دما در طی دوران رشد رویشی و زایشی گیاه همراه باشد، موجب تسریع نمو شده و در نهایت عملکرد و اجزای عملکرد را کاهش می دهد. ولی چنانچه تاخیر در کاشت، موجب انطباق مرحله گلدهی و پر شدن دانه‌ها با هوای نسبتاً خنک اواخر تابستان باشد، افزایش عملکرد دانه را نسبت به تاریخ‌های کاشت زود هنگام به دنبال خواهد داشت.

 با توجه به امتیازات ارزشمند گیاه گلرنگ و بومی بودن و سازگاری آن، شایسته است که مطالعات بیشتری برای شناخت بهتر این گیاه انجام شود. در هر حال با آزمایش‌های بسیار معدودی که در کشور بر روی این گیاه صورت گرفته و همچنین محدودیت نسبی ارقام مناسب اصلاح شده، بدون توجه اساسی در زمینه به‌نژادی و به‌زراعی نمی‌توان امید چندانی به بهبود وضعیت گلرنگ در ایران داشت. با توجه به خصوصیات ارزشمند این گیاه، به ویژه سازگاری با شرایط محدودیت رطوبت و امکان کشت بهاره آن در بسیاری از مناطق کشور و همچنین اثرات مفید قرار دادن آن در تناوب زراعی و استفاده از این گیاه به عنوان کشت دوم بعد از برداشت غلات دانه ریز مثل گندم و جو، امید است که این گیاه در آینده بیشتر از گذشته، مورد توجه پژوهشگران و سیاست گذاران کشاورزی کشور قرار گیرد.

1-2-هدف از اجرای این پژوهش

1- تعیین مناسب‌ترین تاریخ‌کاشت تابستانه موثر در افزایش عملکرد دانه و روغن گلرنگ در منطقه گچساران

2- تعیین بهترین رقم گلرنگ برای کشت دوم در منطقه گچساران

1-3-فرضیات پژوهش

• امكان كاشت و برداشت دو محصول در منطقه مورد مطالعه وجود ندارد

• امكان كاشت گلرنگ بهاره در منطقه مورد مطالعه وجود ندارد.

• تاریخ كاشت تأثیری بر عملكرد دانه، درصد روغن و خصوصیات زراعی گلرنگ بهاره ندارد.

 فصل دوم: بر تحقیقات انجام شده

 2-1- نام‌های گلرنگ

گلرنگ گیاهی است که از سالیان بسیار دور در کشورهای مختلف جهان رشد و نمو نموده است. این گیاه در کشورهای مختلف به اسامی مختلف نامیده می‌شود. نام علمی گلرنگ یا گل رنگCarthamus tinctorius  L. می‌باشد. این گیاه در زبان فارسی علاوه بر گلرنگ یا گل رنگ اسامی متعدد دیگری نیز دارد که کافشه، کاجیره، کاچیره، کاژیره و کازیره بیش از سایر اسامی محلی مصطلح هستند. در زبان انگلیسی به این گیاه Safflower و در زبان فرانسه Carthame می‌گویند. عرب‌ها این گیاه را به اسامی قرطوم[1]، کرتوم[2] و عصفر[3] می‌شناسند. گفته شده است که Carthamus (نام جنس) برگردان لاتین کلمه عربی قرطوم است که به ماده رنگی گلها اشاره دارد و عصفر به احتمال زیاد منشأ نام انگلیسی آن یعنی Safflower است. این گیاه عضوی از خانواده گیاهی کاسنی(مرکبان یا مرکبه) یا (Compositae) Asteraceae می‌باشد ( ناصری، 1370؛ Chapman and Carter, 1976). گونه زراعی گلرنگ یکساله است؛ اما در این جنس گونه‌های وحشی چند ساله نیز وجود دارد (یزدی صمدی و عبدمیشانی، 1370).

2-2- تاریخچه کاشت گلرنگ در ایران و جهان

گلرنگ سالیان درازی است که از حالت وحشی خارج شده است. این گیاه از 4000 سال قبل به دلیل استفاده از گلچه‌های آن در مصر کشت می‌شده است. این محصول احتمالاً از فرات به مصر برده شده است؛ اما روغن‌کشی و استفاده از روغن آن بعدها در آنجا متداول گردید. در طی بررسی‌های باستان شناسی دسته‌ هایی از گل‌های مجزای گلرنگ در میان پاکتی از جنس برگ بید همراه جسد مومیایی آمنوخیس اول از سلسلة هجدهم (1600 قبل از میلاد) کشف شد، که دقیقاً قابل تشخیص نبود. گلرنگ کشت شده در مصر پس از برداشت و تهیه رنگ از آن به ایتالیا، فرانسه و انگلستان صادر می‌شد و در آنجا به مصرف رنگرزی و تهیه‌ی پنیر می‌رسید. از سایر موارد استفاده‌ی گلرنگ در مصر به تهیه‌ی سرمه از بوته‌ی زغال شده‌ی گلرنگ می‌توان اشاره کرد. گلرنگ در کشورهای عربی به عنوان داروی پادزهر و عرق آور شناخته می‌شد.

-3- مشخصات گیاهشناسی گلرنگ

گلرنگ زراعی گونه­ای یكساله است ولی گونه­ های وحشی آن چند ساله­اند. اندام­های این گیاه از نظر گیاه شناسی دارای ویژگیهایی به شرح ذیل می­باشند.

2-3-1- ریشه: این گیاه دارای ریشه­ای قوی و گسترده می­باشد. این ویژگی به گیاه امكان
می­دهد تا رطوبت و مواد غذایی را از اعماق نسبتا زیاد جذب نماید. به همین جهت گلرنگ را گیاهی كم توقع و مقاوم به خشكی به شمار می­آورند (زینلی، 1378).

2-3-2- برگها: پس از جوانه­زنی گلرنگ و ظهور برگهای لپه­ای، برگهای حقیقی گلرنگ ظاهر می­شوند. برگهای این گیاه بر اساس نوع واریته و محل آن روی گیاه، صاف یا خاردار می­باشد. برگهای پایینی فاقد خار، در حالی كه برگهای فوقانی معمولا خاردار هستند. بعضی واریته­ها كاملا بدون خار می­باشند. در ابتداء برگهای گلرنگ روی زمین خوابیده است. به این دوره از رشد گیاه مرحله روزت می­گویند. در این مرحله ساقه هنوز طویل نشده و دیده نمی­ شود (خواجه­پور، 1383).

2-3-3- ساقه: با گرم شدن هوا فاصله میانگره­های ساقه زیاد و در نتیجه ساقه اصلی طویل می­ شود. ساقه اصلی در گلرنگ به صورت قائم و تقریبا گرد است، و طول آن در ارقام مختلف بین 25 تا 210 سانتیمتر متغییر است. هنگامی كه گیاه به ارتفاع 30-40 سانتیمتر رسید ساقه­ها در قسمت فوقانی گیاه منشعب می­شوند، و ساقه­های فرعی را تشكیل می­ دهند (زینلی، 1378).

 2-3-4- طبق: طبق­ها به شكل مخروطی در انتهای ساقه اصلی و هر ساقه فرعی بوجود می­آید. هر طبق 5/1 تا 4 سانتیمتر قطر داشته و توسط چند ردیف براكته احاطه شده است. تعداد طبق در بوته تقریبا با تعداد ساقه فرعی در بوته برابر است. طبق واقع بر روی ساقه اصلی از همه بزرگتر است. ممكن است در هر بوته تا 50 طبق تشكیل گردد (خواجه­پور، 1383).

2-3-5- گل: گلها به صورت مركب هستند و شكل غوزه مانندی را تشكیل می­دهد. در هر طبق 20 تا 180 گل لوله­ای مشاهده می­ شود. (ناصری، 1370).

 2-3-6- دانه: در هر غوزه 20 تا 100 عدد دانه تشكیل می­ شود. دانه­ های این گیاه از نظر ظاهری خیلی شبیه به بذور كوچك آفتابگردان هستند و رنگ آنها سفید یا كرم رنگ است. وزن هزار دانه گلرنگ زراعی از 29 تا 50 گرم متغیر است (خواجه­پور، 1383).

 2-3-7- تركیبات دانه گلرنگ: پوسته، 30 تا 50 درصد، آب، 3 تا 10 درصد، روغن، 25 تا 40 درصد و پروتئین، 12 تا 20 درصد دانه را تشكیل می­دهند.

 2-4- مراحل نمو گلرنگ

براساس تقسیم ­بندی (Tanaka et al., 1997) مراحل نموی گلرنگ به دو مرحله تقسیم
می­شوند.

2–1- مرحله رویشی شامل  Veتا  Vn

:V_e لپه‎ها بطور كامل ظاهر شده‎اند. اولین برگهای حقیقی، غیر از لپه­ها، ممكن است مشاهده گردند. اما كمتر از 8/3 سانتیمتر طول دارند

:V_n مراحل با شمارش تعداد برگهای حقیقی (n) متصل به ساقة اصلی كه حداقل 8/3 سانتیمتر طول دارند تعیین می‎گردد. دو برگ حقیقی اولیه (V1 و V2) بطور همزمان و متقابل یكدیگر توسعه می­یابند. برگهای باقیمانده بصورت الگوی متناوب توسعه می‎یابند. مراحل V1 تا V6 بعنوان مرحلة روزت نامگذاری شده است. ساقه مقداری طویل می‎شود اما طول آن كمتر از 5 سانتی‎متر است. رشد سریع ساقه از V7 تا Vn رخ می‎دهد. حداكثر تعداد برگها بر روی ساقة اصلی بسته به ژنوتیپ و محیط بین 15 تا 35 عدد تغییر می‎كند. GDD مورد نیاز برای مرحلة ‌رویشی از 170 تا 445 می‎باشد.

2-4-2- مرحله زایشی شامل R1 تا R6

:R1 جوانة ‌انتهائی تشكیل یک طبق كوچك به قطرحدود 1/0 سانتیمتر همراه با دسته‎ای برگ در انتهای گیاه می‎دهد. این جوانة اولیه است و جوانه‎های ثانویه از محور برگها تشكیل می‎شوند.

R2: جوانة اولیة نابالغ به حداكثر قطر خود می‎رسد و بالای آخرین برگ روی ساقة اصلی بین 1/0 تا 3/0 سانتیمتر طویل می‎شود. شاخه‎های ثانویة در مرحلةR2  شروع به تشكیل شدن می‎كنند. معمولاً این شاخه‎ها در دومین تا چهارمین محور برگ از رأس گیاه شروع شده و به سمت پائین گسترش می‎یابند. تعداد شاخه‎ها و طبق‎های ثانویه و ثالثیه بستگی به ژنوتیپ و عوامل محیطی دارد. GDD مورد نیاز برای گذر از Vmax (زمان حداكثر تعداد برگ) تا این مرحله 70 تا 90 می‎باشد.

R3: این مرحله شروع گرده‎افشانی است و می‎تواند به سه زیر مرحله بر اساس درصد گلهائی كه در طبق گل داده‎اند تقسیم شود. اگر 25-0 درصد طبق گل داده باشد، زیر مرحلة R3.1 خواهد بود. زیر مرحلة R3.2 هنگامی است كه 50-25 درصد طبق گل داده است. وقتی بیش از 50 درصد طبق گل داده است و گلبرگ خارجی شروع به پژمرده شدن می‎كنند، زیر مرحلة R3.3 خواهد بود. مرحلة گلدهی (R2-R3.3) حدود 250 تا 280 GDD نیاز دارد.

R4: گلدهی كامل شده است و تمام گلچه‎ها پژمرده شده‎اند. گلچه‎ها بطور مداوم از خارج به داخل طبق پژمرده می‎شوند.

R5: بذرها شروع به پر شدن می‎كنند. بذور  غیر بالغ از یک غشاء نازك كه جنین را می‎پوشاند تا بذور كاملاً توسعه یافته كه دارای پوستة تیره هستند متغیر می‎باشد. این مرحله غیر قابل مشاهده است، مگر اینكه طبق‎ها بطور متناوب باز شوند. نوع پوسته قابل تشخیص نمی‎باشد.

R6: بذور از لحاظ فیزیولوژی بالغ هستند. وقتی پوسته رنگ مات خود را از دست داد به رنگ سفید یا نواری در می‎آید. براكته‎های خارجی طبق شروع به قهوه‎ای شدن می‎كنند، برخی طبق‎ها علامت تركهای شعاعی را هم نشان می‎دهند. مراحل رشد تا پر شدن دانه (R3.3 – R6) حدود 120 تا 140 GDD نیاز دارد. زمان مورد نیاز برای نمو گلرنگ در بین یک جامعه گیاهی ممكن است متغیر باشد، اما توصیف‎های مراحل رشد باید برای یک گیاه منفرد ارائه شود. طبق‎های ثانویه و ثالثیه در مراحل مشابه طبق اولیه، البته كمی با تأخیر توسعه می‎یابند.