1-1-کلیات

شرایط امروز جهان از نظر تولید محصولات كشاورزی و تغذیه جهانی بیش از هر زمانی در گذشته، پیچیده و بغرنج شده است. برای تأمین امنیت غذای بشر باید تولید محصولات كشاورزی افزایش یابد. افزایش تولید با افزایش سطح زیر كشت یا با افزایش عملكرد در واحد سطح میسر می‌شود كه گزینه اول بسیار محدود است و این امر سبب توجه هرچه بیشتر به افزایش عملكرد در واحد سطح گردیده است.

گندم بیش از همه­ی گیاهان دیگر در جهان كشت می­ شود و در جهان درهیچ ماهی از سال وجود ندارد كه در آن محصول گندم بدست نیاید و یا كشت نشود. در دنیای امروز گندم نه تنها یک ماده غذایی اساسی و مهم است بلكه از لحاظ سیاسی نیز از اهمیتی هم پایه نفت وحتی برتر از آن برخودار است (بهنیا، 1373). در سطح دنیا نزدیک به 52% زمین های قابل كشت دنیا به كشت غلات اختصاص دارد كه 3/1 این مقدار زیر كشت گندم است (امام، 1383). گندم مهمترین گیاه زراعی روی زمین است (1976 Martin,). گندم از نظر میزان تولید، مهمترین گیاه زراعی در جهان بوده و تولید آن در سال 2010 به حدود 674 میلیون تن رسیده است (FAO,2010). ایده مصرف كودهای شیمیایی یكی از راهكارهای افزایش عملكرد است. در سال‌های اخیر مصرف كودهای شیمیایی به صورت غیر معقول افزایش یافته است، به طوری كه در سال  1998 مصرف این كودها به  365 میلیون تن در سال رسیده است، كه با رشدی 65/3 برابری نسبت به چهل سال پیش روبرو است. اگر روند مصرف كودهای شیمیایی به همین روال ادامه یابد، زندگی بشر در آینده‌ای نزدیک با مشكلات عدیده‌ای مواجه خواهد شد. این معضل در كشورهای جهان سوم بیشتر به چشم می آید.

كشور ما نیز به دلیل شرایط آب و هوایی حاكم بر آن از جمله كمبود بارندگی و نوسانات زیاد آن، دارای اكوسیستم شكننده­ای است. از دیگر سو بهره ­برداری از اراضی كشاورزی به صورت غیر اصولی در حال انجام است. یكی از راهكارهای حل این مشكل، تغییر مدیریت كشاورزی غیر اصولی رایج، به مدیریت پایدار كشاورزی است. كشاورزی پایدار مدیریتی است كه ضمن برخورداری از پویایی اقتصادی، می تواند موجب بهبود وضعیت محیط زیست و استفاده بهینه از منابع موجود شود. علاوه بر این كشاورزی پایدار با رعایت اصول اكولوژیكی می‌تواند ضمن ایجاد توازن در محیط زیست، زمینه بهره وری طولانی‌تری را برای انسان فراهم سازد. یكی از اركان كشاورزی پایدار استفاده از كودهای زیستی در بوم نظام‌های زراعی با هدف حذف یا كاهش مصرف كودهای شیمیایی است. كودهای زیستی شامل مواد نگهدارنده‌ای با جمعیت متراكم یک یا چند نوع ارگانیسم مفید خاكزی و یا به صورت فراورده‌های متابولیک این موجودات است كه به منظور تأمین عناصر غذایی مورد نیاز گیاه در بوم نظام زراعی به كار می‌روند. اولین كود زیستی درسال 1895 در آمریكا با نام نیتراژین تولید شد. بعد از آن كودهای بیولوژیكی متفاوتی به صورت عمومی و خاص جهت محصولات كشاورزی تولید گردید. اما به دلیل اثرات سریع­تر كودهای شیمیایی و سهولت كاربرد و قیمت نسبتاً ارزان، موجب كم توجهی به استفاده از كودهای زیستی گردید. اما در سی سال اخیر آنچه ضرورت تغییر در نظام­های متداول را توجیه می­كند و حركت به سوی نظام‌های كشاورزی پایدار، از جمله سیستم­های  جایگزین در راستای كشاورزی پایدار و ارگانیگ را تسریع می‌كند، شامل مواردی از جمله بروز مسائل زیست محیطی به دلیل استفاده از مواد شیمیایی و آثار سوء آنها بر كیفیت مواد غذایی، تخلیه منابع غیر تجدید شونده مثل انرژی فسیلی و منابع سنگ فسفات، آلودگی منابع آب به وسیله نهاده‌های شیمیایی، كاهش تنوع زیستی، كاهش میزان باروری خاك و افزایش فرسایش خاك می‌‌باشد.

در مزارع، فسفات به شكل كودهای آلی و یا كودهای شیمیایی فسفاته به خاك اضافه می شود.ظرفیت تثبیت فسفر درخاكهای مختلف با توجه به خصوصیات فیزیكی ،شیمیایی،زیستی، اقلیم ومدیریت زراعی متغیر است.(آستارایی، 1375).قابلیت دردسترس بودن فسفر بستگی به عوامل زیادی چون PH ، تهویه خاك، رطوبت ، دما، میزان ماده آلی، مقدارآهن، الومینیوم و منگنز محلول وغیرمحلول، نوع ماده حاوی این عنصر، فعالیت ریزسازواره ها و روش های زراعی دارد. (بای بوردی، 1379). در اثر كمبود فسفر رنگ اندامهای هوایی گیاه سبز تیره گردیده و رشد آن كند خواهد شد و برگها از قسمت نوك به تدریج می میرند و این وضعیت به طرف قاعده برگ پیشروی می نماید. (خدابنده، 1382). تثبیت فسفر در خاكهای رسی نسبت به خاكهای شنی بیشتر است. اندازه ذرات كود شیمیایی در تثبیت فسفر تاثیر دارد، هر چه اندازه ذرات بزرگتر باشد میزان تثبیت فسفر موجود در آن بیشتر است.

كودهای زیستی، كودهای حاوی ریزسازواره های مفید در تغذیه گیاه می باشند كه می توانند مشتمل بر گروه های مختلف از قبیل باكتریها، قارچها، اكتینومیست ها و مانند آن باشند. امروزه استفاده از این كودها در جهت گام برداشتن به سوی كشاورزی پایدار واستفاده از اثرات مفید آنها رو به افزایش است. (آستارایی و كوچكی، 1375). در دسترس بودن فسفر برای گیاهان تاحد زیادی به شرایط زیستی و شیمیایی بستگی دارد كه در خاك رخ می دهد . در عرصه عمل ،تثبیت سریع كودهای شیمیایی فسفره تحت شرایط موجود خاك به فرم های غیر محلول مشكل جدی است. (Shekher et al, 2000).

در طبیعت گروهی از ریزسازواره های حل كننده ی فسفات وجود دارند كه رها سازی تدریجی فسفر و تبدیل آن به شكل قابل جذب گیاه نیاز به كودهای فسفاته شیمیایی را كاسته و كارآیی آنرا بالا می برند. (بای بوردی1379، آستارایی، 1375). یكی از سازوكارهای تبدیل فسفات به شكل معدنی و محلول،ترشح اسیدهای آلی مانند اسیدهای استیك، پروپیونیك، لاكتیك، فوماریك، سوكسنیک است. (آستارایی 1375، Rodriguez and Fraga, 1999).

جداسازی باكتریهای حل كننده فسفات واستفاده از آنها به عنوان كود به عنوان راهكاری برای كاهش مصرف كودهای شیمیایی و بنابراین كاهش آلودگی زیست محیطی به شمار می رود.

در ایران تولید كودهای زیستی با فاصله زمانی حدود 100 ساله نسبت به كشورهای توسعه یافته آغاز شده است، یكی از عناصر پر مصرف در گیاهان فسفر است. با اینكه مقدار متوسط كل فسفر در اغلب خاك‌ها (12/0%) زیاد است. اما به دلیل تثبیت آن به علت تغییرات اسیدیته خاك از حدود خنثی (كه دارای بیشترین حلالیت است) به صورت نا‌محلول در می آید. اغلب خاك های مناطق خشك و نیمه خشك ایران آهكی می‌باشد كه در نتیجه تثبیت فسفر خاك افزایش می یابد. عوامل یاد شده باعث كاهش قابلیت جذب فسفر در خاك شده است كه به طبع آن سبب افزایش مصرف كودهای شیمیایی فسفره می‌شود. افزایش مصرف كودهای فسفره همراه با افزایش تثبیت آنها در خاك می‌باشد، كه با وجود مصرف كودهای فسفره كمبود آن در محصولات زراعی مشاهده می‌شود. تنوع گیاهی نیز از نظر قدرت جذب فسفر دخیل است به گونه‌ای كه گیاهان دارای ریشه گسترده نسبت به گیاهان دارای ریشه سطحی از نظر جذب فسفر كارآمد‍‍‌تر هستند. اکثر خاکهای ایران داری کمبود فسفر می­باشد که این کمبود  به وسیله مصرف کودهای شیمیایی فسفاته می­ شود. میزان مصرف کودهای شیمیایی فسفر در ایران در حدود 750 هزار تن در سال می­باشدکه 250 هزار تن از این مقدار در داخل تولید وبقیه آن با واردات این کود جبران می­ شود

تولید كودهای شیمیایی فسفره به دلیل هزینه‌های زیاد تولید، كاهش منابع خاك فسفات، تولید مواد سمی انبوه در حین فرآوری كودهای فسفره و عناصر سنگین سمی موجود در كود فسفره (مانند كادمیم) عواملی هستند كه تولید كودهای فسفره را محدود نموده است.

استفاده از كودهای زیستی به عنوان مكمل یا جایگزین كودهای شیمیایی می تواند بسیاری از مشكلات ناشی از مصرف  كودهای شیمیایی را برطرف سازد. در سال‌های اخیر منابع كود بیوفسفات (خاك فسفات، گوگرد، ماده آلی و ریزجاندارن) و بیوفسفر (ریز­جانداران و مواد نگه­دارنده) با كیفیت و قیمت نسبتا مناسب و عوارض زیست محیطی كمتر در دسترس قرار گرفته است. علاوه بر این سهم عمده‌ای از كودهای فسفره مورد استفاده در كشور، وارداتی بوده كه با توسعه‌ی مصرف كودهای زیستی صرفه جویی ارزی قابل توجهی را فراهم می‌سازد.

1-1- هدف از اجرای این پژوهش

1- بررسی اثر كود فسفات بارور-2 بر عملكرد گندم رقم الوند

2- بررسی روش های مختلف كاربرد كود فسفات بارور-2 بر عملكرد گندم رقم الوند

3- بررسی اثر كود فسفات بارور-2 بر میزان مصرف كودهای شیمیایی فسفاته

1-2- فرضیات پژوهش

 1- كود زیستی فسفات بارور-2 موجب افزایش عملكرد می­ شود.

2- كود زیستی فسفات بارور-2 موجب مقاومت به ورس در گیاه می­ شود.

3- كود زیستی فسفات بارور-2 باعث كاهش مصرف كودهای شیمیایی فسفاته می­ شود.   

فصل دوم: بر تحقیقات انجام شده

2-1- گندم و اهمیت آن

گندم به عنوان یكی از غلات مهم در تغذیه مردم جهان محسوب می­ شود. تولید گندم در جهان در مرحله اول به منظور تغذیه انسان و در درجه دوم برای تغذیه دام و همچنین مصارف صنعتی می­باشد. در دنیای امروز گندم نه تنها یک ماده غذایی اساسی و مهم است، بلكه از لحاظ سیاسی نیز از اهمیتی بالا، هم پایه نفت و حتی مهمتر از آن برخوردار است و باید گفت كه سلاح گندم از سلاح نظامی قدرتمندتر و با اهمیت­تر می­باشد. كمبود مواد غذایی به دلایل مختلف از جمله افزایش جمعیت، پایین بودن كارایی تولید و توزیع و مصرف عادلانه غذا در كشورهای در حال توسعه، چهره خود را بر افزایش جمعیت رو به افزایش كره زمین نشان داده است، به طوری كه بیش از 3/1 میلیارد نفر از مردم جهان، گرسنه و یا دچار سوء تغذیه هستند. این در حالی است كه در هر ساعت بیش از 9 هزار نفر به جمعیت جهان افزوده می­ شود و بنا­به گزارش كنفرانس جهانی محیط زیست و توسعه، جمعیت كشورهای در حال توسعه تا سال 2025 به 5/8 میلیون نفر خواهد رسید و این رقم 83 درصد از كل جمعیت كره زمین را شامل خواهد شد (خدابنده ، 1382). بر اساس مطالعات انجام شده جمعیت ایران نیز تا سال 14700 در محدوده­ای بین 87 تا 5/93 میلیون نفر خواهد بود. به این ترتیب در سال­های آینده تولید غذا از نگرانی­های اصلی بشر خواهد بود، زیرا در طی دو دهه آینده بشر باید به اندازه كل تاریخ گذشته خود غذا تهیه كند (خدابنده ، 1382).

2-2- گیاه­شناسی گندم

گندم گیاهی است تك لپه، علفی و یک ساله از تیره غلات و گونه Triticum aestivum ‌كه انواع خودرو و پرورش یافته دارد. گونه­ های خودروی آن بیشتر علف­هرز هستند و ارزش خوراكی چندانی ندارند ( ایران­نژاد و شهبازیان، 1384).

2-2-1- ریشه

ریشه ­های گندم افشان و سطحی است. ریشه ­های اصلی و فرعی از محل طوقه خارج می­شوند و همگی هم­قطر هستند. عمق فعالیت ریشه ­های گندم در خاك حدود 30 سانتی­متر می­باشد، و در خاك­های مناسب تا 100 سانتی­متر در عمق خاك نفوذ می­نماید. در هر حال  10 درصد ریشه در سطوح فوقانی، 60 تا 70 درصد در عمق 30 سانتی­متری و بقیه در عمق بیشتر می­باشند (ایران­نژاد و شهبازیان، 1384). گندم دو گونه ریشه دارد: 1- ریشه های اولیه، ریشه های بذری یا جنینی كه همراه با ریشه­چه از محل اولین گره لپه­ای و دومین گره یا گره كلئوپتیلی خارج می­ شود، ریشه ­های بذری گندم شامل ریشه­چه و یک تا هفت ریشه خارج شده از اولین گره می­باشد 2- ریشه های ثانویه نابجا یا كاذب كه نقش اساسی و اصلی ریشه بر عهده این نوع ریشه­هاست و از طوقه منشا می­گیرند (سرمدنیا و كوچكی، 1376).

2-2-2- برگ

روی هر ساقه معمولا 7 تا 8 برگ وجود دارد كه از محل گره­های ساقه خارج می­شوند و به طور متناوب در ارتفاع ساقه قرار می­گیرند. هر برگ از دو بخش نیام و تیغه باریک و بلندی كه به منزله دمبرگ است، تشكیل شده است كه ساقه را به صورت غلافی در بین دو گره در بر می­گیرد و به استحكام ساقه كمك می­نماید. حد فاصل برگ و دمبرگ زوایدی زبانه مانند به نام زبانك[2] و گوشوارك وجود دارد. زبانك از محل اتصال برگ به دمبرگ خارج می­ شود. به ارتفاع 2 تا 3 میلی­متر، شفاف و بی­رنگ است. گوشوارك از دو زبانه تشكیل شده، بخشی از ساقه را احاطه می­كند و كرك­های ریزی دارد (امام، 1383).

 اهمیت برگ انتهایی ساقه گندم كه جوان­تر از سایر برگ­هاست و دیرتر از بقیه به وجود می­آید، فوق­العاده زیاد است؛ زیرا عمل آن تامین كربوهیدرات­های ذخیره­ای دانه است. بنابراین هر عاملی كه از ایجاد آن جلوگیری كند، اثر زیادی بر كاهش عملكرد دانه خواهد داشت. ضمنا ظهور آن برای كشاورزی كاربرد علمی دارد كه فرا رسیدن زمان آبیاری را نشان می دهد (تاج بخش و پور میرزا، 1382).

2-2-3- ساقه

ساقه گندم همانند تمامی گیاهان تیره غلات بند بند، توخالی و استوانه­ای است. به طوری كه شكل استوانه­ای و وجود دسته­های فیبر در آن موجب استحكام ساقه می­ شود. این ویژگی، ساقه را در مقابل خوابیدگی یا ورس مقاوم می­نماید. علاوه بر ساقه اصلی، اغلب رقم­های گندم دارای ساقه­های ثانویه به نام پنجه می­باشند. محل گره­ها در ساقه توپر و مغزدار می­باشند. ساختمان گره­ها نیز به استحكام گره­های ساقه كمك می­نماید و از خوابیدگی گیاه (ورس) جلوگیری می­كند. ارتفاع، رنگ و ضخامت ساقه در رقم­های مختلف متفاوت است (ایران نژاد و شهبازیان، 1384).

2-2-4- گل آذین

در انتهای هر ساقه گندم یک سنبله وجود دارد كه دارای یک محور اصلی است و روی محور اصلی سنبلك­ها یا سنبلچه­ها به وجود می­آیند و هر یک دارای 3 تا 5 گل هستند كه بعد از لقاح معمولا  تعدادی گل در هر سنبلچه، بارور و به دانه تبدیل می­ شود كه بستگی به نژاد، نوع خاك و شرایط محیط زیست دارد. هر گلچه شامل یک مادگی یا تخمدان، یک خامه و سه پرچم است. سنبلچه به وسیله دو زائده مقعر به نام پوشه (گلوم[4]) پوشیده می­ شود و در آن 3 تا 5 گل وجود دارد و هر گل به وسیله پوشینه (گلومل[5]) كه از دو لایه به نام پالئا و لما تشكیل شده از اطراف احاطه شده است. علاوه بر این، در اطراف هر پرچم و مادگی، سه زائده كوچك به نام پوشینك (گلوملول[6]) وجود دارد.

سنبله­دهی گندم در نژادهای مختلف به حالت فشرده، نیمه فشرده، سست یا نیمه سست هستند. رنگ سنبله نیز در رقم­های مختلف از سفید تا قرمز تغییر می­نماید. گندم گیاهی است خودگشن؛ ولی در شرایط خاص4 تا 5 درصد دگرگشنی دارد و برخی از نژادهای گندم در انتهای لما دارای تیغه­ای باریک و گاهی بلند به نام ریشك و برخی دیگر فاقد آن هستند. رنگ و اندازه و شكل ریشك در رقم­های مختلف، متفاوت است. ارقام

سازمان یافته‌ای اقدام به کشاورزی نمود. به زودی انسان آموخت که در همان زمین نمی‌تواند به طور پایان‌ناپذیری گیاهان مختلف را کشت کند و این موضوع او را به فکر راه‌ها و روش‌هایی برای بهبود حاصلخیزی خاک واداشت. شواهد اولیه حاکی از آن است که رومی‌ها و آریائی‌ها کتاب‌های دست‌نویس فراوانی در رابطه با بهبود کشت گیاهان برای کشاورزان داشته‌اند. برای مثال رساله کولوملا تحت عنوان کشاورزی که حدود 60 سال بعد از میلاد مسیح نوشته شده است، شامل تشریح عملیات مختلف کشاورزی است که در امپراطوری روم برای نسل‌های متمادی از آنها استفاده می‌شده است.در همین اثنا، عده‌ای در رابطه با مواد غذایی خاک که گیاهان از آن تغذیه می‌کردند کنجکاو شدند. در قرن شانزدهم برناردپالیزری، ادعا نمود که بقایای گیاهی حاوی نمک یا موادی است که رشد گیاهان را تقویت می‌کند. درحالی که جان باپتیستاوان هلمونت معتقد بود که آب مبنای اصلی رشد گیاهان است. بعدها این فکر که عناصر اصلی محلول در آب موجود در خاک در حقیقت عامل رشد گیاه است توسط آزمایشات جون وودوارد به اثبات رسید. برخی دیگر از دانشمندان هوموس را به‌عنوان تقویت کننده رشد گیاهان تلقی نمودند (آستارائی و کوچکی؛ 1375).

در حال حاضر در کشورهای در حال توسعه، تامین نیاز غذایی مردم از مهم‌ترین مشکلات فراروی بشر می‌باشد. بنابراین توجه به افزایش کمی و کیفی تولید محصولات زراعی در همه کشورها امری ضروری می‌باشد به‌طوری‌كه بیشتر کشورهای دنیا قسمت قابل توجهی از بودجه سالیانه خود را به بخش کشاورزی و تحقیقات مربوطه اختصاص می‌دهند که در این زمینه تا حدودی به موفقیت‌های قابل توجهی نیز دست پیدا کرده‌اند (بحرانی، 1379).

فرضیات:

استفاده ازكوداوره اثرمعنی داری برعملكرد گیاه لوبیادارد؟

استفاده از باكتری آزسپیریلوم به طور معنی داری باعث افزایش عملكرد دانه در لوبیا می گردد؟

استفاده از باكتری آزسپیریلوم به طورمعنا داری باعث عملكردبیولوژیكی درلوبیا می گردد؟

اهداف:

بررسی ومقایسه اثرآزسپیریلوم بررشدلوبیا

بررسی اثركاربردآزسپیریلوم وكود ازته برعملكرد دانه لوبیا

بررسی اثركاربرد آزسپیریلوم ازته برعملكرد بیولوژیكی درلوبیا

-2- کلیات

 1-2-1- اهمیت حبوبات

  انسان به طور متوسط روزانه 2800 کالری انرژی نیاز دارد. ولی در کشورهای پیشرفته مصرف روزانه کالری 3500 و در کشورهای جهان سوم این میزان به 2200 کالری برای هر نفر در روز می‌رسد. (مجنون حسینی، 1379). میزان پروتئین در اکثر حبوبات بین 32-18 درصد است (آرنون، 2002). به‌طور متوسط رژیم غذایی خصوصاً در جهان سوم بیشتر نشاسته است و کمبود پروتئین در تغذیه میلیون‌ها نفر انسان در کشورهای توسعه نیافته، امروزه یکی از مشکلات می‌باشد (مجنون حسینی، 1381). حبوبات به دلیل دارا بودن درصد قابل توجهی از مواد پروتئینی از ارزش غذایی نسبتاً بالایی برخودار می‌باشد (آیکروید و دوقتی، 2003). پروتئین که یکی از مواد غذایی عمده در تغذیه جانوران محسوب می‌شود، از دو منبع گیاهی و حیوانی قابل تأمین است. میزان پروتئین در غذای حیوانی معمولاً کمتر از میزان پروتئین در منابع گیاهی است. ولی پروتئین‌های موجود در غذاهای حیوانی به علت داشتن تعداد و مقدار اسید آمینه بیشتر، با ارزش‌تر از پروتئین‌های گیاهی است. از طرفی، تولید پروتئین حیوانی از پروتئین گیاهی مشکل‌تر و گران‌تر است. لذا در کشورهایی که به دلایل اقتصادی و یا مذهبی قادر به استفاده از گوشت و فرآورده‌های دامی نیستند، حبوبات می‌توانند منبع عمده پروتئین را تشکیل دهند. مطالعات حاکی از آن است که قسمتی از کمبود پروتئین را می‌توان به وسیله مصرف حبوبات خصوصاً لوبیا جبران نمود. حبوبات علاوه بر تأمین پروتئین، به علت وجود باکتری‌های تثبیت کننده نیتروژن هوا در ریشه، در حاصلخیزی خاک مؤثر می‌باشند. در کشورهای پیشرفته، نیز به عنوان مکمل غذایی دارای مصرف زیادی است (مجنون حسینی، 1379).

 حبوبات دومین منبع غذایی بشر پس از غلات و عمده‌ترین منبع پروتئین گیاهی است. (باقری و همکاران، 1380. کوچکی و بنایان اول، 1386). مقدار پروتئین آنها حدود 2 تا 4 برابر غلات و 10 تا 20 برابر گیاهان غده‌ای می‌باشد. حبوبات 20 درصد پروتئین و 10 درصد انرژی جمعیت انسانی را تأمین می‌کند و به دلیل داشتن 8 تا 14 درصد پروتئین دارای انرژی بیشتری نسبت به علوفه ذرت می‌باشد. (مجنون حسینی، 1381). حبوبات به عنوان مهمترین منابع غذایی گیاهی سرشار از پروتئین، دارای ارزش غذایی زیاد و قابلیت نگهداری خوبی هستند. طبق مطالعات انجام شده، ترکیب مناسبی از پروتئین حبوبات با غلات می‌تواند سوء تغذیه و کمبود اسید آمینه‌های ضروری انسان را بر طرف سازد. از طرف دیگر، با توجه به توانایی تثبیت نیتروژن در این گیاهان، قرار دادن آنها در تناوب به پایداری سیستم‌های زراعی کمک می‌کند. یکی از راه‌های افزایش تولید محصولات کشاورزی، افزایش عملکرد در واحد است. استفاده از ارقام اصلاح شده، تهیه و آماده سازی بستر مطلوب کاشت، انتخاب تاریخ و

روش کاشت مناسب، میزان بذر، تناوب زراعی و غیره موجب افزایش عملکرد در واحد سطح می‌گردد. یکی از عوامل مهم در تغییرات عملکرد حبوبات، تغذیه مناسب می‌باشد. تغذیه مطلوب بوته، تغذیه‌ای است که در نتیجه آن، عوامل محیطی دیگر نظیر آب، نور، و غیره نیز به‌طور مؤثر مورد استفاده گیاه قرار گیرد و در عین حال، رقابت درون بوته‌ای طوری باشند تا حداکثر عملکرد به‌دست آید (مجنون حسینی، 1379).

1-2-2- گیاه‌شناسی لوبیا

 حبوبات متعلق به خانواده بقولات و زیر خانواده پروانه آسایان می‌باشند. در بین حبوبات تنوعی از گیاهان درختی، بوته‌ای و علفی که در مناطق گرمسیر و معتدل گسترش یافته‌اند، به چشم می‌خورد. حدود 18000 گونه در خانواده بقولات وجود دارد. (کوچکی و بنایان اول، 1386). یکی از مهمترین حبوبات در جهان، لوبیا است. تمامی گونه‌های لوبیا متعلق به دو جنس عمده است. جنس Phaseolus که شامل گونه‌های بذر درشت آمریکایی است و جنس Vigna که شامل گونه‌های بذر ریز آسیایی است. گونه‌های آمریکایی، بومی آمریکا و گونه‌های آسیایی بومی جنوب آسیا هستند. گونه‌های آمریکایی دارای غلاف‌هایی پهن با نوک بلند می‌باشد و دارای تعداد محدودی بذر دست در هر غلاف (4 تا 8 عدد) می‌باشند. گونه‌های آسیایی نیز دارای غلاف کوچک (حداکثر به طول 10سانتیمتر) و استوانه‌ای هستند. در داخل هر غلاف تعداد زیادی بذر (تقریباً 20 عدد) وجود دارد. در حال حاضر 18 نوع لوبیا در سطح جهان کاشته می‌شود (کوچکی و بنایان اول، 1386).

Phaseolus Vulgaris  که در فارسی لوبیا چیتی و به زبان انگلیسی Pinto bean و یا Spotted bean نامیده می‌شود، یکی از زیرگونه‌های لوبیای معمولی است. لوبیا دارای واریته‌های بوته‌ای با رشد محدود و واریته‌های رونده با رشد نامحدود می‌باشد که تا ارتفاع 2 الی 3 متری هم رشد می‌کنند. گل‌ها در این گیاه به رنگ‌های متنوع سفید، صورتی و ارغوانی مایل بنفش مشاهده می‌شوند. گل‌ها بر روی محور گل‌آذین از پایین به بالا شکوفا می‌شوند. غلاف‌های لوبیا، کشیده و آویزان هستند. شکل غلاف در ارقام مختلف، متفاوت و به اشکال خمیده، مستقیم، پهن یا استوانه‌ای مشاهده می‌گردند (باشتنی، ا. 1383). لوبیا گیاهی گرمادوست است و برخی ارقام آن نسبت به طول روز بی تفاوت و بعضی دیگر حساس یا روز کوتاه می باشند. این گیاه خودگشن است و سیستم ریشه‌ای نازک و باریک دارد. (دوبتز و ماهالا، 1999). برای رشد کامل لوبیا 130-120 روز وقت لازم است. از حدود 39-26 روز پس از کاشت چنانچه طول روز بین 18-10 ساعت باشد، به گل می‌نشیند. کمبود رطوبت را تا حدودی تحمل می‌کند، البته در شرایط خشک، تولید آن به شدت کاهش می‌یابد، ولی در طی پر شدن غلاف و گلدهی، به هوای خشک حساس است. بهترین مناطق کشت آن مناطقی است که در آخر فصل رشد آن، بارندگی صورت نگیرد (کوچکی و بنایان اول، 1386).

 در شرایط گرمسیری و نیمه گرمسیری، لوبیا را در انواع خاک‌ها کشت می‌کنند اما قادر به رشد در خاک‌های رسی با بافت سنگین که سطح سفره آب زیرزمینی در آنها بالا باشد، نیست (آكوستا و آدامز، 2003). شوری زیاد خاک، به‌طور قابل توجهی باعث کاهش عملکرد لوبیا می‌شود. ارقام متفاوت از نظر تثبیت ازت با هم فرق دارند. این اختلافات تا حدی به علت تفاوت در انتقال و اختصاص کربوهیدرات‌های غیرساختمانی به گره‌ها در واریته‌های متفاوت است. در بسیاری از نقاط جهان، عملکرد لوبیا را می‌توان به‌طور قابل توجهی از طریق بهبود عملیات زراعی، افزایش داد. تاریخ کاشت، مقدار بذر، فواصل و عمق کاشت مناسب همراه با مدیریت خوب آبیاری، استفاده از کود و کنترل آفات، بیماری و علف هرز، همگی در به حداکثر رساندن عملکرد لوبیا سهیم هستند (دوبتز و ماهالا، 1999).

 1-2-3- اهمیت غذایی لوبیا

 انواع لوبیا در بین گیاهان تجاری حاوی بیشترین مقدار پروتئین هستند. آنها فاقد اسید آمینه متیونین می‌باشند، اما این کمبود را می‌توان با مخلوط کردن آنها با گوشت، ذرت، برنج، ماهی و یا پنیر جبران کرد (کوچکی و بنایان اول، 1386).

 مطالعات انجام شده نشان می‌دهد که پروتئین گیاهی به سرعت در میوه‌ها، مخصوصاً بذرها جمع می‌شوند. در فاصله بین 60-52 روزگی گیاه، هر روز حدود 17 میلی‌گرم پروتئین به هر تک بوته افزوده می‌شود. علاوه بر پروتئین، لوبیا دارای کلسیم، آهن و منیزیم می‌باشد و نیز منبع خوبی از انواع ویتامین‌ها از جمله ویتامین B، تیامین، پیروکسین(₆B)، نیاسین و اسیدفولیک می‌باشد. به طور متوسط ترکیب دانه سبز لوبیا شامل 2/85 درصد آب، 1/6 درصد پروتئین، 2/0 درصد چربی، 3/6 درصد هیدرات کربن، 4/1 درصد فیبر و 8/0 درصد خاکستر است. دانه‌های خشک آن نیز حاوی 11 درصد آب، 22 درصد پروتئین، 6/1 درصد چربی، 8/57 درصد هیدرات کربن، 4 درصد فیبر و 6/3 خاکستر است (باقری و همکاران، 1380).

 لوبیا مهمترین عضو خانواده حبوبات به شمار می‌آید و به خاطر درصد بالای پروتئین و سایر خصوصیات مطلوب زراعی، بیشترین سطح زیر کشت را در بین حبوبات به خود اختصاص داده است (مجنون حسینی، 1379).

1-2-4- سطح زیر کشت لوبیا در جهان

 سطح زیر کشت جهانی انواع لوبیا 24 میلیون هکتار است و از این نظر در بین حبوبات مقام اول را داراست. متوسط عملکرد جهانی لوبیا حدود 500 کیلوگرم در هکتار است. 40 درصد سطح زیر کشت آن در آسیا و 30 درصد در آمریکا است. تقریباً 9 میلیون هکتار سطح زیر کشت انواع لوبیا در هندوستان، 4/0 میلیون هکتار در برزیل، 5/1 میلیون هکتار در مکزیک، 3/0 میلیون هکتار در بروندی و 4 میلیون هکتار در یوگسلاوی است (کوچکی و بنایان اول، 1386).

1-2-5- سطح زیر کشت لوبیا در ایران

 سطح زیر کشت لوبیا در کشور 109 هزار هکتار و تولید سالانه 180 هزار تن است که از نظر سطح زیر کشت پس از نخود و عدس و از نظر تولید بعد از نخود قرار دارد (صادقی پور و غفاری خلیق، 1381).

1-2-6- سطح زیر کشت لوبیا در استان

  بر اساس جدیدترین آمار جهاد کشاورزی استان کهکیلویه وبویراحمد، در سال زراعی 1386-1385 سطح

آزمایشی در سال 1388 در منطقه دشتروم واقع در شهرستان بویراحمد انجام گردید. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوكهای کامل تصادفی در سه تکرار انجام گردید. عامل­های آزمایش شامل کود اوره در چهار سطح (0N0 =، 100N1 = ، 200N 2 =، 400   N3 =كیلوگرم در هكتار) و كلرید سدیم در سه سطح  (0,S0=   S2 =200 ,S1 =100كیلوگرم در هكتار) با 12 تیمار مورد بررسی قرار گرفت. صفات مورد ارزیابی شامل تعداد سنبله در واحد سطح ( مترمربع)، تعداد دانه در سنبله، وزن هزار دانه، طول سنبله، ارتفاع بوته، عملکرد بیولوژیک، عملکرد دانه،  شاخص برداشت بود. نتایج حاصل از تجزیه واریانس نشان داد كه اثر كلرید سدیم بر تمامی صفات به جزء شاخص برداشت معنی­دار بود و همچنین اثر اوره  بر تمامی صفات
معنی­دار بود. بر همكنش اوره و كلرید سدیم فقط بر عملكرد بیولوژیك، عملكرد دانه، تعداد سنبله در واحد سطح ( مترمربع) و تعداد دانه در سنبله معنی­دار بود.

واژه های كلیدی: عملكرد، گندم آبی الوند، كود اوره، كلرید سدیم

1-1-کلیات

گندم^[1] گیاهی تک لپه­ای از راسته گلومی­‌فلورا^[2]، خانواده گرامینه^[3]، طایفه هوردآ^[4] و از جنس تریتیكوم^[5] است. گندم یکی از دیرینه­ترین و پرارزش­ترین گیاهان روی زمین می‌باشد که روی هم رفته سطح زیر کشت آن نزدیک به یک هشتم زمین­های زراعی جهان را تشکیل داده است سطح زیركشت و تولید سالیانه گندم در جهان بیش از سایرغلات می­باشد. گندم گیاهی است که اهمیت اقتصادی آن چه از نظر تولید و چه از نظر تغذیه در دنیا بیش از سایر محصولات کشاورزی می­باشد. به همین دلیل تحقیقات زیادی در ایران و جهان در مورد افزایش محصول آن صورت می­گیرد. توسعه سطح زیر کشت و افزایش عملکرد محصول در واحد سطح دو استراتژی مهم برای بالا بردن میزان تولید هر گیاه می باشد برای تکامل مناسب گیاهان تأمین نیتروژن آنها در هر یک از مراحل رشد لازم است .تنها دادن کود زیاد و یا مناسب کافی نیست بلکه تأمین مداوم نیتروژن برای گیاه از اهمیت بیشتری برخوردار است، اگرچه مصرف نیتروژن برای غلات در چند مرحله توصیه می­ شود اما باید توجه داشت که این عمل در مناطقی که پراکنش باران مناسب باشد امکان پذیر خواهد بود در مناطق خشک مصرف نیتروژن بلافاصله قبل از مرحله گلدهی گندم موفقیت­آمیز نخواهد بود و دادن کود نیتروژن به صورت سرک در موقع گلدهی یا بعد از آن دارای اشکالاتی می­باشد ازجمله اینکه به علت رشد رویشی گندم رفت وآمد وسایل کودپاشی مشکل بوده و باعث صدمه دیدن گیاهان می­ شود (سیادت و همکاران، 1376).

شوری پس از خشکی از مهمترین و متداول­ترین تنشهای محیطی درسطح جهان است. بخش قابل توجهی از اکوسیستم­های طبیعی و زراعی دنیا تحت تنش شوری قرار دارد در ایران معادل 25 درصد مساحت زمین­های کشور دارای شوری است امروزه به علت استفاده بی­رویه از منابع طبیعی و بکارگیری تکنولوژی­های نامناسب در تولید محصولات کشاورزی بویژه در رابطه با آب آبیاری بخش قابل توجهی از زمینهای کشاورزی در مناطق خشک با پدیده شوری مواجه هستند. کودهای ازته از جمله کود اوره اثر قابل توجه و معنی­داری بر روی عملکرد کمی و کیفی گیاهان بخصوص گندم آبی دارد. این امر در خاکهای مناطق خشک و نیمه خشک کشور که دارای میزان کمی مواد آلی می­باشد حائز اهمیت زیادی است. بدون مصرف کود ازته از جمله کود اوره عملکرد گندم در حد پائینی است و برای زارعین مقرون به صرفه اقتصادی چندانی نیست. از طرفی در خاکهای شور، وجود املاح محلول بخصوص کلرید سدیم نقش مهمی در کاهش عملکرد دارد. تعیین سطوح مناسب این نمک در خاک که مانع کاهش محصول نگردد، یافته مهمی خواهد بود.

1-2- اهداف پژوهش

1- بررسی اثر مصرف کود اوره بر عملکرد دانه و بیولوژیک گندم آبی رقم الوند به منظور تعیین بهترین تیمار کودی.

2- بررسی اثر کلرید سدیم بر عملکرد بیولوژیک و دانه گندم آبی رقم الوند.

3- بررسی اثرات برهمکنش کود اوره و کلرید سدیم بر عملکرد بیولوژیک و دانه گندم آبی رقم الوند.

 1-3- فرضیات پژوهش

1- افزایش اوره تا ا سطح 450 کیلوگرم در هکتار سبب افزایش معنی­دار عملکرد بیولوژیک و دانه گندم آبی رقم الوند می­گردد

2- مصرف کلرید سدیم باعث کاهش عملکرد کمی و کیفی دانه و بیولوژیک گندم می­ شود

 2-1- آثار شوری بر زندگی بشر

شواهد تاریخی نشان می‌دهند كه انسان به دلیل تخریب منابع حیاتی، هیچ­گاه نتوانسته است بیش از 800 تا 2000 سال یک تمدن پیشرفته را در یک مكان معین توسعه دهد. این مشكل به دلایل مختلف و از جمله در نتیجه از بین رفتن مداوم زمین‌های قابل كشت پدید آمده است. هم اكنون نیز این مسئله به عنوان یكی از مشكلات عمده تهدیدكننده كشاورزی در سطح بین‌المللی و بالاخص در عرض‌های جغرافیایی پایین مطرح است. یكی از دلایل از بین رفتن بسیاری از زمین‌ها، افزایش بیش از حد تنش شوری است. در اكثر مقالات مربوط به مقاومت به شوری گیاهان، از شوری به عنوان یکی از فاكتورهای مهم در كشاورزی جهان نام برده شده است. ولی با این حال وسعت زمین‌های تحت تاثیر شوری نامعلوم است.

فلاورز و یو (Flowers and Yeo, 1995) شوری را به عنوان یک اصطلاح عمومی در نظر گرفته­‌اند كه بیانگر حضور مخلوط‌‌های متنوعی از نمك‌های خاك می‌باشند. افزایش نمك در خاك باعث ایجاد مشكلات فراوانی برای مردم جهان مخصوصاً در نواحی خشك و نیمه خشك شده است، چرا كه تولید محصولات كشاورزی به آب آبیاری وابسته می‌باشد. نیاز اعلام شده برای افزایش تولید غذا به همراه مشكل شور شدن زمین‌ها و نیز با توجه به این حقیقت كه بشر در آینده نمی‌تواند زمین‌های كشاورزی را رها نماید و به سراغ زمین‌های جدید برود، همه نشانه‌های خوبی برای تغییر اولویت‌های كاری و تحقیقاتی كشاورزی در سال‌های آینده می‌باشند. همین طور كه افزایش جمعیت ادامه می‌یابد و زمین‌های كشاورزی بیشتری تحت سیستم‌های آبیاری قرار می‌گیرند، شوری اهمیت بیشتری پیدا می‌كند. در این زمینه چه كاری را می‌توان در آینده انجام داد و چه نقشی را اصلاح نباتات و فیزیولوژی گیاهی می‌تواند ایفا كند؟ اینها سوالاتی است كه ذهن متخصصین را به خود مشغول نموده است. علاوه بر این­ها اگر جنبه‌های زیبا شناختی و نیز آثار اجتماعی و فرهنگی شوری بر زندگی انسان مورد توجه قرار گیرد، ملاحظه می‌گردد كه شوری به نوعی با تمام جنبه‌های زندگی انسان عجین شده است. لذا بررسی تاثیر شوری بر كشاورزی تنها یكی از جنبه‌های متنوع تاثیر این پدیده جهانی است.

2-2- آثار فیزیولوژیک تنش شوری بر جنبه‌های مختلف رشد

پتانسیل اسمزی بالای محلول خاك و غلظت بالای املاح موجود در خاك كه عامل سمیت یون­ها (به علت افزایش یونهای سدیم و كلر در خاك و جذب بیش از حد مورد نیاز گیاه) و به هم زدن تعادل یونها یا كمبود تغذیه‌ای در گیاه هستند، به طور بالقوه برای گیاه خطرناك می‌باشند. میر محمدی میبدی و قره‌یاضی (1380) و اشرف و مك‌نیلی (Ashraf and McNeilly, 2004) بیان كردند كه گیاه در عمل، در مناطق شور با سه مشكل اساسی مواجه است:

• به دست آوردن آب از خاك دارای پتانسیل آب بسیار كم و در نتیجه كاهش جذب آب توسط گیاه كه خود منجر به كاهش جذب مواد غذایی می‌شود.

• مواجه شدن گیاه با غلظت‌های بالای یون­های سمی سدیم یا دیگر یون­ها و در نتیجه افزایش تجمع یون­های سمی در گیاه.

• تغییر در تعادل عناصر غذایی و در نتیجه كاهش مواد غذایی قابل دسترس در گیاه و ایجاد اختلال در فرایندهای طبیعی رشد.

2-3- تغییر در تعادل عناصر غذایی

شوری ممكن است از طریق به هم زدن تعادل یونی و اثر بر روی تغذیه گیاه، رشد گیاه را محدود نماید. اگر ظرفیت كاتیونی خاك بیش از 40 تا 50 درصد با سدیم اشباع شود، اختلالات تغذیه‌ای ایجاد می‌گردد (میر محمدی میبدی و قره‌یاضی، 1380). افزایش سدیم باعث كاهش میزان كلسیم، منیزیم و پتاسیم در گیاه می‌شود (دهداری، 1383). به دلیل فراوانی و غالبیت دو یون Na⁺ و Cl^– در خاك و آب‌های شور، از جذب بسیاری از عناصر پرمصرف و كم­مصرف كاسته می‌شود. از این رو نسبت بالایی از نسبت یون‌‌های Na⁺/Ca²⁺ ، Na⁺/K⁺ ،Ca²⁺/Mg²⁺  و Cl^–/Na²⁺ در بافت گیاهان بوجود می‌آید. گراتان و گروی (Grattanand Grievi, 1999) و مارشنر (Marshner, 1995) گزارش دادند كه از كل عناصری كه جذب گیاه می‌شود، نیتروژن به تنهایی سهمی در حدود 80 درصد دارد. ایشان بیان نمودند كه Cl^– مانع جذب و آسیمیلاسیون نیترات می‌گردد و Na⁺  از جذب پتاسیم جلوگیری می‌كند.

2-4- ساز و كارهای مقاومت به شوری

تحمل به شوری غالباً به پیچیدگی­های فیزیولوژیكی و آناتومیكی ساختار گیاه بستگی دارد. این حقیقت، یافتن راه­حلی را كه از طریق آن بتوان تحمل به شوری گیاهان را در سطح وسیع افزایش داد، مشكل می‌سازد. عوامل زیادی نظیر گونه گیاهی، درجه حرارت محیط، تركیب نمك­های خاك یا آب، مرحله رشد گیاه، متغیرهای محیطی و واریته گیاه، بر روی تحمل و مقاومت گیاه در برابر شوری اثر می‌گذارد (میر محمدی میبدی و قره‌یاضی،1380). فلاورز و همكاران (Flowers and et al, 1977) و ویسل (Waisel, 1972) روش­های مختلف مقاومت گیاهان در برابر شوری را به تنظیم نمك و تحمل نمك تقسیم ­بندی كردند. شكل (2-1) چگونگی مقاومت به شوری گیاهان را بصورت شماتیک نشان می‌دهد.

 (Flowers and et al, 1977 Waisel, 1972 ?

2-5-  تنظیم مقدار نمك در گیاهان

2-5-1- انتخاب یونی

برخی از محققین بررسی مكانیزم‌های جذب و الگوی تجمع یون در بخش‌های مختلف گیاه را در شناسایی ژنوتیپ‌ها و لاین‌های مقاوم و حساس به نمك مهم دانسته‌اند (Ashraf and Saghir, 2001). در شرایط شوری گیاه باید قادر باشد ضمن جذب مواد غذایی، از جذب یونهای سمی ممانعت كند. گیاهانی كه بتوانند ضمن محدود ساختن جذب یونهای سمی، اقدام به جذب یونهای ضروری در حد كافی نمایند، مقاوم‌تر از دیگر گیاهان می‌باشند (دهداری، 1383). در این رابطه، مكانیسم‌‌های انتخاب نوع یون بالاخص یونهای سدیم و پتاسیم اهمیت ویژه‌ای دارد. مكانیسم‌های مسئول تمایز بین این دو، احتمالا در غشاء بافت‌ها و انواع اندامك­های گیاه عمل می‌كنند (Shannon, 1998). شكاری و همكاران (1377) و اشرف و مك‌نلی (Ashraf and McNeilly, 2004) نیز گزارش دادند كه واریته‌های متحمل به شوری جو، هنگام تنش شوری دارای Na⁺ و Cl^–  كمتر و K⁺ و ⁺²Ca بیشتر، بویژه در بخش هوایی خود بودند. در نتیجه واریته‌های مقاوم در مقایسه با واریته‌های حساس دارای ⁺Na/⁺²Ca ، ⁺Na/ ⁺K  بالاتری می‌باشند. در سایر گونه‌‌ها  نیز از این نظر تفاوت‌هایی وجود دارد. لاین‌های مقاوم  یونجه در مقایسه با لاین‌های حساس،  Cl^– بیشتری در ساقه‌چه و ریشه‌چه خود تجمع نمودند، در حالی كه لاین‌های حساس تفاوتی از نظر میزان تجمع ⁺Na در ریشه و اندام هوایی نداشتند (Ashraf and Saghir, 2001). تحمل سمیت یونی در بین گونه‌ها و واریته‌ها متفاوت است و امكان دارد مربوط به دفع یون از طریق لایه پوست ریشه^[6] یا توزیع یونهای وارد شده به گیاه در برگ­های پیر یا قسمتهای دیگر گیاه باشد (Al-Karaki, 2000). اشرف و سقیر  (Ashraf and Saghir, 2001) نیز معتقد هستند كه یكی از ساز وكارهای موثر در مقاومت به شوری، نسبت Na⁺/K⁺  بالا در اندام‌های مختلف و در مراحل مختلف رشد گیاه می‌باشد.

برخی از گونه‌های وحشی گیاهان زراعی قادر هستند در زمان رشد در محیط شور، مقداری از سدیم اضافی جذب شده را دفع كنند. دفع Na⁺ و جبران آن توسط K⁺ در برگهای جوان همبستگی بسیار بالایی با تحمل به شوری دارد (Ashraf and McNeilly, 2004؛ Dubcovasky et al, 1996). در گندم نیز كولمر و همكاران (Colmer et al, 1995) نشان دادند كه تجمع زیاد K⁺ در حفظ مقادیر پایینNa⁺ در برگهای جوان، نقش مهمی در تحمل به شوری دارد. بیشتر گلی‌كوفیت‌های[7] متحمل به شوری نسبت به ارقام حساس، تمایل زیادتری در جذب K⁺ بیشتر و Na⁺كمتر دارند (Shannon, 1998).

هاسگاوا (Hasegawa, 1986) گزارش داد كه جذب و جابجایی عناصر اصلی غذایی مثلK⁺ وCa²⁺ در نتیجه تنش شوری به شدت كاهش می‌یابند. در این شرایط، گروهی از گیاهان به سلول‌های در حال رشد خود اجازه می‌دهند تا از غلظت‌های یونی بالا اجتناب كنند. دفع كننده‌های نمك قادر هستند جذب نمك به سمت ساقه را محدود نمایند. دلیل این امر ممكن است جذب زیاد یونهای سمی مثل Na⁺ توسط گیاه و ذخیره و دفع مجدد آن (جابجایی) از ریشه و ساقه به سمت خاك باشد (Winter, 1982_a; Winter, 1982_b).

دفع یونی و یا محدود كردن آنها در گیاهان به دو صورت خارج كردن از طریق غده‌های نمكی و دیگری از طریق پمپ‌ها و كانال‌های غشایی انجام می‌گیرد. روش اول بیشتر در گیاهان غیر زراعی دیده می‌شود و نمك از طریق غده‌های موجود در برگها و یا رگبرگ­ها به بیرون تراوش می‌شود. در برخی از گیاهان زراعی نیز این مورد مشاهده شده است (فهن [نقل از دهداری، 1383]). روش دوم عمدتا در گیاهان زراعی دیده می‌شود. مداخلی كه در گیاه برای عبور و تنظیم یونهای Na⁺ و Cl^– وجود دارند شامل غشاء پلاسمای ریشه، واكوئل، غشاء واكوئل در ریشه و ساقه و غشاء پلاسمایی سلول‌های پارانشیمی آوند چوبی است كه باعث تقسیم و توزیع یونها بین ریشه و ساقه می‌شود. در مجموع در گیاهان سه مكانیسم انتقال شامل الف- كانال‌ها، ب- آنتی پورت[8] H⁺/Na⁺ ، ج- پمپH⁺/ATPase برای یون­ها وجود دارد.

الف- كانال‌ها

عبور یون از كانال‌ها بوسیله شیب الكتروشیمیایی یون در غشاء صورت می‌گیرد. این شیب برای سدیم به طرف داخل و برای كلر، به طرف خارج می‌باشد. تا كنون كانال‌های انتخابی برای Na⁺ شناخته نشده‌اند، اماكانال‌های K⁺ به مقدار كافی Na⁺ را انتقال می‌دهند. بهبود تحمل به شوری كه از طریق Ca²⁺ حاصل می‌شود، به دلیل تاثیر آن در نفوذ پذیری كمتر غشاء پلاسمایی برای Na⁺ می‌باشد. كانال‌ها در غشاء واكوئل نیز وجود دارند و نقش مهمی در تنظیم ا‌سمزی گیاه ایفا می‌كنند. در این مكانیسم Na⁺ به طور فعال و برخلاف شیب الكتروشیمیایی به داخل واكوئل پمپ می‌شود (Maathuis and Amtmann, 1999).

ب- آنتی پورت H⁺/Na⁺ (انتقال از سیتوپلاسم به بیرون)

انتقال Na⁺ از این طریق برخلاف شیب الكتروشیمیایی و جذب H⁺ در جهت شیب الكتروشیمیایی H⁺ صورت می‌گیرد. انتقال H⁺ با نیروی فعال پروتون (pmf)^[9] انجام می‌شود، بنابراین عمل pmf برخلاف شیب الكتروشیمیایی Na⁺ است (Maathuis and Amtmann. 1999). این سیستم در غشاء پلاسمایی قارچ‌ها وجود دارد، ولی در برخی گیاهان وجود ندارد. بنابراین پمپ‌های دیگری در غشاء آنها می‌بایست وجود داشته باشد (Maathuis and Amtmann, 1999).

ج- پمپH⁺/ATPase  

این پمپ، پروتون را برخلاف شیب الكتروشیمیایی حركت می‌دهد و باعث ایجاد پتانسیل غشائی می‌شود. انرژی مورد نیاز این فرایند از طریق ATP فراهم می‌شود. این پمپ در غشاء پلاسمایی سلول‌های كوتیكول و اپیدرمی ریشه، تولید  pmو Na⁺ را به خارج دفع می‌كند. اما پتانسیل غشائی كه بوسیله آنزیم دیگری ایجاد می‌شود، منجر به انتقالNa⁺ و K⁺ از طریق كانال‌ها به داخل سلول می‌شود. پمپH⁺/ATPase در غشاء واكوئل همراه با پیروفسفاتازها^[10] ایجاد  pmf می‌كند و Na⁺ را به داخل واكوئل می‌كشاند. پمپH⁺/ATPase در غشاء پلاسمایی سلول‌های پارانشیمی آوند چوبی تولید pmf  می‌كند و باعث توزیع Na⁺ و Cl^–  بین ریشه و اندام هوایی گیاه می‌شود.

2-5-2- تحمل نمك از طریق تجمع مواد آلی

وقتی كه گیاهان در معرض خشكی یا شوری قرار می‌گیرند، رشد آنها كاهش می‌یابد و در نهایت متوقف می‌شود. وجود نمك و املاح‌ مختلف در خاك‌های شور و آب باعث كاهش پتانسیل اسمزی می‌شود. هر دو عامل پتانسیل اسمزی پائین خاك و پتانسیل پایین ماتریك^[11] موجب كاهش آب موجود در گیاهان می‌شوند و گیاه را در معرض یک تنش ثانویه اسمزی قرار می‌دهند. از نظر فیزیولوژیک این عمل باعث ایجاد تنش خشكی می‌گردد. بین تنش نمك و تنش خشكی رابطه‌ای مستقیم و غیر قابل تفكیک وجود دارد (میر محمدی میبدی و قره‌یاضی، 1380). آثار طولانی مدت تنش اسمزی بر رشد گیاه در سال‌های اخیر بیشتر بررسی شده است. بیشتر گزارش‌ها دلایل مناسبی مبتنی بر توانایی گیاهان برای تنظیم اسمزی ارائه داده­اند. این گزارش‌ها به وضوح نشان داده­اند كه تنظیم اسمزی^[12] می‌تواند باعث تجدید دوباره فشار تورژسانس در حضور تنش اسمزی شود. برخی از گیاهان قادر هستند به كمك سنتز و افزایش میزان مواد محلول در سلول‌های خود و یا از طریق كاهش میزان آب موجود در سلول‌ها، در واكنش نسبت به كاهش پتانسیل آب محیط خارج از سلول، پتانسیل ا‌سمزی سلول‌های خود را كاهش دهند و از این طریق موجب آماس سلولی شوند (Winicov, 1994). این فرایند به تنظیم اسمزی معروف است. در سلول‌های گیاهی با بهره گرفتن از انرژی حاصل از تولیدات فتوسنتزی و در واكنش به پتانسیل آب پایین، در محلول سیتوپلاسمی خود، مواد آلی با وزن مولكولی كم، نظیر فروكتان، ساكارز (قندها)، اسیدهای آمینه و نیتروژن متیله شده مشتق از آنها، پرولین، اسیدهای آلی، گلایسین بتایین، تریمالوز، مانیتول و سایر مواد ایجاد كننده اسمز ساخته می‌شود (Winicov, 1994). در اینجا به مهمترین مواد محلول آلی اسمزی اشاره می‌شود.

2-5-3- قندهای محلول

تنظیم اسمزی گیاهان در شرایط شور، وابستگی شدیدی به قندهای محلول دارد (Ashraf and McNeilly, 2004). به نظر می‌رسد نقش گلوكز (Greenway and Munns, 1980) و برخی دیگر از قندها در كل پتانسیل اسمزی و در رشد گلی‌كوفیت‌ها و در شرایط محیطی نرمال بیش از 50 درصد باشد، این عمل تحمل به شوری را بوسیله تاثیر بر تعادل اسمزی و حفظ فعالیت آنزیمی در حضور یون­های سمی بهبود می‌بخشد (Greenway and Munns, 1980). رادرت (Rathert, 1984) بیان كرد كه شوری موجب افزایش بیشتر ساكارز برگی در گونه‌های حساس به شوری در مقایسه با گونه‌های متحمل می‌شود. در این رابطه، اشرف و مك‌نلی (Ashraf and McNeilly, 2004) نیز بیان كردند كه قندهای محلول كل در گونه‌های مقاوم به شوری براسیكا كاهش پیدا می‌‌كند.  او پیشنهاد كرد كه غلظت‌های ساكارز برگی و نشاسته می‌تواند به عنوان شاخص انتخابی در غربال كردن ژنوتیپ‌های متحمل به شوری استفاده شود. نائینی و همكاران (1382) در مطالعه‌ای بر روی سه رقم تجاری انار تحت شرایط شوری بیان نمودند كه در هر سه رقم انار، با افزایش سطوح شوری تا 40 میلی مولار میزان قندهای محلول در برگهای بالغ كاهش یافت و سپس تا سطح 80 میلی مولار افزایش پیدا كرد. مجددا با افزایش شوری قند‌های محلول بطور معنی­داری كاهش نشان داد. در این رابطه اشرف و مك‌نلی (Ashraf and McNeilly, 2004) نیز گزارش دادند كه با افزایش سطوح شوری محتوای قند كاهش پیدا می‌كند. اشرف و مك نیلی (Ashraf and McNeilly, 2004) در بررسی مطالعات انجام شده در زمینه شوری بر روی گیاهان خانواده براسیكا بیان نمودند كه نمی‌توان یک روند خاصی را برای تغییرات قندهای محلول كل بیان نمود. به عنوان مثال در برخی گونه‌ها‌ی گیاهی، با افزایش شوری، محتوای قند افزایش پیدا نمود؛ ولی در سایر گونه‌های مورد مطالعه، افزایش سطوح شوری منجر به كاهش محتوای قند در اندام هوایی گردید.

2-5-4- پرولین

نقش پرولین در تنظیم فشار اسمزی منجر به بحث‌های زیادی شده است. معمولا در  گیاهانی كه در معرض شرایط سخت خشكی و تنش شوری قرار گرفته‌اند، پرولین تجمع پیدا می‌كند. احتمالا پرولین در تنظیم اسمزی و حفظ فعالیت آنزیمی گیاه تحت تنش شوری نقش دارد (Greenway and Munns, 1980). كلروپلاست‌ها مكان اصلی سنتز پرولین در هنگام تنش هستند (Sivakumer et al, 1998).

پرولین می‌تواند از گلوتامیت‌ها یا اورنیتین ساخته شود. یكی از مهمترین آنزیم‌هایی كه در این رابطه كشف شده‌است، P5CS ^[13] می‌باشد. این آنزیم یک آنزیم دو وظیفه‌ای می‌باشد و در این رابطه محدودیت تجمع پرولین در توتون‌های  تراریخته به دلیل عمل این آنزیم‌ها گزارش شده ‌است (Maggio et al, 2002) .

بطور كلی تجمع پرولین در شرایط تنش شوری یكی از مكانیسم‌های دفاعی در برابر فشار اسمزی است. در خیلی از گیاهان پرولین به عنوان مهمترین ماده در تنظیم اسمزی شناخته شده است (Hoai et al, 2003). با وجود این، تجمع زیاد آن در تعدیل اسمزی مورد شك است و به گونه گیاهی بستگی دارد (Balibrea et

 خشكسالی وكمبود منابع آب یكی از مهم ترین معضلات دنیای امروز می‌باشد كه توسعه كشاورزی را با محدودیت‌های جدی مواجه نموده است. كمبود آب نه تنها برای كشاورزی و باغداری كه برای سایر مصارف ازجمله شرب، صنعت و مصارف بهداشتی به مشكل روزافزون قرن جاری تبدیل شده است. آب عامل عمده در تولید محصولات كشاورزی، اكولوژی و محیط زیست سالم و تأمین مواد غذایی برای جمعیتی است كه با افزایش روزافزون خود به بهره‌برداری بی‌رویه ازمنابع و آلوده سازی آن پرداخته است (ظهوریان مهر، 1385؛ چاتزوپلوز و همكاران، 2000). در كشور ایران اقلیم خشك و نیمه خشك اغلب مناطق را تحت تأثیر قرار داده و خصوصاً خشكسالی‌های اخیر بر مشكل كم آبی افزوده است. هریک از گیاهان بطور اعم و گیاهان زراعی به طور اخص دارای حداقل نیاز آبی برای رشد و تولید عملكرد مطلوب حتی تحت شرایط گلخانه‌ای می‌باشند. درصورتی كه حداقل نیاز آبی بنا به دلایلی فراهم نشود،  گیاه مواجه با تنش خشكی شده در صورت مصادف شدن  تنش مزبور با مراحل رشد حساس به كمبود آب، نظیر جوانه‌زنی بذر و مرحله گلدهی، می‌تواند صدمات جبران ناپذیری به محصول وارد آید (یزدانی و همكاران، 1368).         

بر اساس آمار موجود بیش از 90 درصد آب مصرفی، در بخش كشاورزی مصرف می‌گردد از این مقدار63 درصد آن با شیوهای غلط و سنتی آبیاری به هدر می رود (كیخایی، 1381؛ گنجی خرم دل، 1381). بنابراین استفاده بهینه از آب در این بخش نقش مهمی در حیات بشریت ایفا می كند، زیرا علاوه بر افزایش منابع آب قابل شرب باعث افزایش سطح كشت در مناطق خشك گردیده و افزایش تولید را به همراه خواهد داشت. در اكثرمناطق كشور ما نزولات جوی بسیار اندك و به صورت پراكنده  است و میانگین بارش های سالانه 200 تا 250 میلی‌متر است و اكثراً در  غیر فصل زراعی اتفاق می افتد و از حیز انتفاع خارج می‌شود و گاهی هم باعث تخریب و فرسایش اراضی مفید كشاورزی می‌شود. در این مناطق گیاهان زراعی و باغی اكثراً در تنش خشكی واقع می‌شوند (معاونی و چنگیزی، 1386).

تنش خشكی زمانی اتفاق می‌افتد كه آب قابل دسترس در خاك رو به نقصان باشد و شرایط جوی هم باعث بیشتر شدن تبخیر و تعرق در گیاهان شود و این شرایط ممكن است مدت بیشتری دوام داشته باشد كه در این صورت رطوبت خاك در حد نقطه پژمردگی خواهد بود و عمل جذب و انتقال آب عملا ًقطع می‌شود و گیاه دچار مرگ می‌گردد و راندمان تولید در محصولات كشاورزی كاهش چشمگیری می‌یابد و تأمین غذا برای جمعیت رو به رشد جهان به صورت مشكل و مسئله‌ای بغرنج خواهد بود (معاونی و چنگیزی، 1386).  

اگر تنها تأمین غذای كافی برای جمعیت رو به رشد جهان مد نظر باشد، توجه به روشها و شیوه های آبیاری جدید و روش های به زراعی برای بكار‌گیری هر نوع تمهیدات با هدف استفاده بهینه از منابع آب موجود، جهت دستیابی به حداكثر تولید در امر كشاورزی مسئله‌ای اجتناب ناپذیر و ضروری خواهد بود. در این صورت بایستی بهره وری مصرف آب در بخش كشاورزی از 7/0 كیلوگرم تولید  به ازای هر لیتر آب مصرفی به 8/1 كیلوگرم تولید به ازای هر لیتر برسد (اله دادی و همكاران، 1384؛ اله دادی، 1381؛ اله دادی و همكاران، 1384). این امر زمانی تحقق می‌یابد كه با مدیریت صحیح آب و خاك و استفاده از فنون پیشرفته قادر به حفظ و ذخیره بارندگی های پراكنده و سایر منابع محدود آب در خاك باشیم.

         گندم مهمترین گیاه زراعی روی زمین است (مارتین و لئونارد، 1950؛ امام، 1383). معروف است كه هر روز در نقطه‌ای از كره زمین كاشت و در همان روز در نقطه‌ای دیگر برداشت می‌شود. این امر حاكی از توانایی سازش بسیار زیاد این گیاه با اقلیم‌های گوناگون است. به گونه‌ای كه گندم را از فنلاند در نیمكره شمالی تا آرژانتین در نیمكره جنوبی كشت می‌كنند. در سطح جهانی نزدیک به 52 درصد زمین‌های قابل كشت دنیا (یعنی معادل 707 میلیون هكتار) به كشت غلات اختصاص دارد كه یک سوم این مقدار (نزدیک به 232 میلیون هكتار) زیر كشت گندم است (سالفر، 1994). سابقه كشت گندم به 10 تا 15 هزار سال پیش از میلاد می‌رسد (آرنون، 1927؛ سالفر، 1994؛ امام، 1383). اجداد وحشی گندم در منطقه خاورمیانه، غرب ایران، شرق تركیه و شمال عراق پیدا شده و هم اكنون هم در این مناطق وجود دارند (اوانز و همكاران، 1975).

امروزه گندم غذای اصلی مردم بسیاری از كشورها می‌باشد. به طور متوسط 15% تا 16% زمینهای زیر كشت جهان به این محصول اختصاص داده می‌شود . به طوری كه بیش از 20% كالری مورد نیاز جمعیت جهان را تأمین  می‌كند (بوشوك و راسپر، 1994).

مقدار تولید جهانی بر اساس آمار فا ئو بیش از 600 میلیون تن و در میان كشورهای عمده تولید كننده؛ آمریكا، كانادا و تركیه بالاترین عملكرد در واحد سطح را دارند (www.fao.org) به طور كلی 75% گندم جهان به مصرف خوراك انسان، 15% به مصرف خوراك دام و 10% بقیه برای مصارف بذری مورد استفاده  قرار می‌گیرد. در ایران نان حاصل از گندم مهمترین منبع غذای روزانه مردم است و بالغ بر 40% كل انرژی مورد احتیاج را تأمین می کند. مصرف سرانه نان در مناطق شهری تا سال 1375 (مركز آمار ایران) 151 كیلوگرم و در مناطق روستایی 210 كیلوگرم سالانه برآورد شده است (اقتصاد مزرعه، 1388؛ حبیب پور، 1388).  

سازمان خواربار ملل متحد ( فائو) اعلام كرد میزان تولید جهانی غلات تا پایان سال 2009 میلادی با 3 درصد كاهش به كمتر از 2219 میلیون تن خواهد رسید بر اساس همین گزارش مصرف سرانه غلات در جهان 153 كیلوگرم است. میزان ذخایر جهانی غلات در سال 2009، 528 میلیون تن بود كه پیش‌بینی می‌شود در سال 2010 با بیش از 7 میلیون تن كاهش به 521 میلیون تن برسد. بر اساس اعلام فائو تولید گندم ایران در سال 2009 – 2008 معادل 8/9  میلیون تن بود كه نیاز به 6 میلیون تن گندم وارداتی داشت. ذخایر گندم ایران تا پایان سال 2009 معادل 3 میلیون تن و مجموع نیاز سالانه گندم ایران 7/15 میلیون تن است. چین با تولید  111میلیون تن در مقام اول آسیا قرار دارد و ایران دوازدهمین تولید كننده بزرگ گندم جهان است (اقتصاد مزرعه، 1388).

ایران گر‌چه در سال 1383 برای اولین بار به خودكفایی در تولید گندم رسید ولی این خودكفایی به دلیل شرایط اقلیمی و خشكسالی پایدار نبود و همچنان برای تأمین گندم نیازمند به واردات این كالای استراتژیک می‌باشد.

از كل اراضی تحت كشت گندم در كشور 36% زراعت آبی و 64 % زراعت دیم را تشكیل می دهد. گندم آبی 71% و گندم دیم 29 % تولید را شامل می‌شود (غفاری و همكاران، 1386).

یكی از عوامل محدود كننده رشد گیاهان از جمله گندم، كمبود رطوبت است. اصطلاح تنش كم آبی عموماً به شرایطی اشاره دارد كه آب در دسترس جهت رشد و توسعه مطلوب گیاه ناكافی است و آن را با محدودیت مواجه می‌كند. میزان كمبود آب در گیاهان به وسیله موازنه بین فراهمی آب در ناحیه ریشه (بارندگی و آبیاری) و خروج آب از مسیرهای متفاوت (روان آب سطحی، نفوذ آب و تبخیر و تعرق) معلوم می‌شود (تارومینگ كنگ و كوتو، 2003). چنانچه فراهمی آب برای ریشه با مشكل مواجه شود یا سرعت تعرق بسیار بالا باشد، گیاه تنش خشكی را تجربه خواهد كرد (ابر و شارپ، 2003). افزایش تنش خشكی می‌تواند باعث تغییرات اكوفیزیولوژیک در گونه های مختلف شود. این امر رشد بقای گیاهان را تحت تأثیرقرار خواهد داد و در دراز مدت بر روند فراوانی و توزیع گونه‌ها اثر خواهد گذاشت (اگایا و پنولاس، 2003).

تولید موفق محصولات زراعی در شرایط آب و هوایی خشك، مستلزم اعمال روش های مدیریتی مناسب می‌باشد. برخی مواد نظیر: بقایای گیاهی، كودهای دامی، كود كمپوست و هیدرژول‌های پلیمری سوپر‌جاذب می‌توانند مقادیر متفاوتی آب در خود ذخیره نموده و قابلیت نگهداری و ذخیره سازی آب را در خاك افزایش دهند.  آب ذخیره شده در این مواد در مواقع كم آبی در خاك آزاد شده و مورد استفاده ریشه گیاهان قرار می گیرد. مواد اصلاح كننده جدیدی كه به تازگی كاربرد وسیعی در دنیا پیدا كرده‌اند پلیمرهای سوپر‌جاذب‌اند. این پلیمرها ضمن برخورداری از سرعت و ظرفیت زیاد جذب آب به مثابه ((آب انبارهای مینیاتوری)) عمل كرده و در هنگام نیاز ریشه، به راحتی آب را در اختیار آن قرار می‌دهند. پلیمرهای سوپر‌‌جاذب ضمن بالا بردن ظرفیت نگهداری آب در خاك‌های سبك می‌توانند  مشكل نفوذ‌پذیری خاكهای سنگین را نیز مرتفع كنند. پلیمرهای سوپر‌جاذب بر میزان نفوذ آب در خاك، وزن مخصوص ظاهری و ساختمان خاك و نیز میزان تبخیر از سطح خاك تأثیر می‌گذارند.

در این راستا گزینش رویكردهای جدید مدیریتی در كشور و بهره‌گیری صحیح از آنها می تواند به كمك كشاورزی كشور بشتابد. بی‌شك بهره‌گیری از تركیبات سوپر‌جاذب[1] یكی از انواع مدیریت های پیشنهادی جهت كاهش مصرف آب و یا افزایش راندمان آبیاری جهت مناطق خشك می‌باشد. پلیمرهای سوپر جاذب با جذب مقادیر قابل توجه آب (200 تا 500 میلی‌لیتر به ازای هر گرم وزن خشك پلیمر) و افزایش قدرت نگهداری آب در خاك، آن را به مرور در اختیار ریشه گیاه قرار می‌دهد و به كمك آن ها می‌توان 50 تا 70 درصد  مصرف آب آبیاری را كاهش داد. با بهره گرفتن از سوپر‌جاذب‌ها به تنهایی یا در كنار سایر روش های نوین آبیاری، اگر به درستی پیاده شود و تداوم یابد، این توانایی را دارد كه سرزمینهای خشكی مانند ایران را از فجایع خشكسالی و زیست محیطی از یک سو، و از وابستگی شدید غذایی و بحران اشتغال از سوی دیگر، برهاند. این رهیافت می‌تواند انقلابی در كشاورزی و اقتصاد كشور ایجاد كند (ظهوریان مهر، 1385). بنابراین  این آزمایش به منظور تعیین اثر سطوح مختلف سوپر جاذب بر عملكرد و اجزای عملكرد گندم رقم شهریار در سطوح مختلف آبیاری در دو نوع خاك با بافتهای متفاوت اجرا گردیده‌ است.

  1-2- فرضیه های پژوهش

 مصرف سوپرجاذب باعث كاهش اثر منفی تنش رطوبتی بر عملكرد دانه گندم می شود.

• مصرف سوپرجاذب اثر بیشتری بر عملكرد و اجزای عملكرد گندم شهریار در خاك با بافت سبك نسبت به بافت سنگین دارد.

• 

1-3-اهداف تحقیق

 تعیین مناسب ترین سطح سوپرجاذب در شرایط مختلف تنش رطوبتی بر عملكرد و اجزای عملكرد گندم شهریار.

• تعیین تأثیر بافت خاك در شرایط استفاده از سطوح مختلف سوپرجاذب بر عملكرد و اجزای عملكرد گندم.

 2- فصل دوم: بر تحقیقات انجام شده

  2-1- مورفولوژی و فیزیولوژی گندم

 2-1-1- گیاه‌شناسی گندم

 گندم گیاهی یكساله، تك لپه، از خانواده گندمیان[2] و از جنس تریتیكم[3] كه دارای گونه های بسیار زیاد وحشی و اهلی است.

چرخه زندگی گندم از بذرآغاز می‌شود. دانه گندم در حقیقت یک میوه تك بذری به نام گندم (کاریوپسیس[4]) است كه تخم مرغی شكل می‌باشد (گالاكر، 1984؛ مارتین و همكاران، 1976). طول بذر گندم گر‌چه در برخی ارقام گندم دوروم به بیش از یک سانتی متر هم می‌رسد ولی در بسیاری از ارقام از چند میلی‌متر تجاوز نمی‌كند. در طرف شكمی بذر گندم شكافی سرتاسری وجود دارد كه به آن شیار[5] می‌گویند (مارتین و همكاران، 1976).  جنین (رویان) در انتهای بخش پشتی بذر مشاهده می‌شود كه نوك تیزی دارد و در واقع محل چسبیدن بذر گندم به محور سنبلك است و در برابر قسمتی كه جنین قرار گرفته بخش كرك‌داری مشاهده می‌شود كه این كركها براش[6] نام دارند و در واقع بقایای كلاله‌ی پرمانند تخمدان گندم می‌باشند. ریشه گندم از نوع افشان و عمق نفوذ آن در خاك به 6/1 متر می‌رسد ولی بیشترین مقدار ریشه در عمق 40- 50 سانتیمتری توسعه می‌یابد (نورمحمدی و همكاران، 1376).

ساقه گندم ماشوره‌ای و بدون انشعاب است. درون ساقه در بسیاری از نژادها خالی است. در روی ساقه گندم برجستگی هایی به نام گره وجود دارد. فاصله بین دو گره را میان گره نامند. بر روی هر یک از این برجستگی ها یک برگ به طور متناوب قرار دارد  (بهنیا، 1376).

یک بوته گندم ممكن است از 50-2 پنجه بسته به موقعیت محل و رقم ایجاد نماید. در تحت شرایط مزرعه‌ای معمولاً 5- 3 عمومیت دارد. طول ساقه گندم از 150 -30 سانتیمتر بسته به میزان رطوبت ، حاصلخیزی خاك و واریته گندم متغییر است.  

هر برگ گندم از دو قسمت غلاف و پهنك تشكیل شده است، پهنك معمولاً در محل گره بالاتر به غلاف برگ متصل است. غلاف فاصله‌ی میان گره را پوشانده و در محل گره پایینتر به ساقه متصل است. برگها در روی ساقه به صورت منفرد و در دو ردیف به طور متناوب قرار دارد. هر برگ یک گوشوارك[7] و دو زبانك[8] دارد.

سنبل گندم در انتهای ساقه گندم تشكیل می‌شود. بر روی هر بند یک سنبلچه وجود دارد.  تعداد سنبلچه ها در روی محور اصلی 20- 15 عدد می‌باشد. در داخل هر سنبلچه 7 – 1 گل وجود دارد حداكثر 5 گل بارور شده و بقیه عقیم می‌مانند. طول سنبل گندم بین 18 – 6 در ارقام و شرایط اكولوژیكی ممكن است تغییر كند.

گل گندم دو جنسی، دارای سه پرچم و یک مادگی است كه دارای دو كلاله‌ پر مانند می‌باشد. گلها در گندم خود لقاح می‌باشند.

ریشك عبارت است از زائده‌ای خار مانند كه معمولاً در انتهای آزاد یكی از پوشینه‌ها كه در سمت خارج دانه قرار دارد ممكن است بروید و در حقیقت برگ تغییر شكل یافته است. گندمها ی دارای ریشك معمولاً عملكرد بیشتری دارند (بهنیا، 1376).

2-1-2- تاریخچه گندم در جهان و ایران

 واویلف گیاه شناس، ژن‌شناس و سیاح بزرگ روسی عقیده داشت كه گونه‌های زراعی موجود در سراسر جهان برخاسته از نقاط خاصی از جهان است كه سابقه زراعت طولانی‌تری داشته‌اند. بر اساس اكتشافات واویلوف زراعت گندم برای اولین بار در حدود 6-5 هزار سال قبل از میلاد مسیح در مناطق شمال تركیه و در جنوب غربی قفقاز آغاز شد و سپس از طرفی در مصر و از سوی دیگر در بین‌النهرین (عراق و سوریه) معمول گردید و به وسیله مردم این دو سرزمین در اروپا و آسیا رایج گردید. بعدها در سرزمین ایران و افغانستان از طریق پیوند گندم وحشی مذكور با انواع دیگر، گندم نرم بوجود آمد و این همان گونه‌ای است كه امروزه زراعت و یا مصرف می‌گردد. باستان‌شناسان دانشگاه شیكاگو در حفاریهای خود در یكی از روستاهای كشور عراق گونه‌هایی از گندم دیپلوئید و تتراپلوئید كشف كردند كه قدمت هر یک از آنها به

باقلا یکی از مهمترین محصولات زمستانه­ی دارای ارزش غذایی بالا در دنیا و ایران می­باشد. به منظور ارزیابی اثر محلول پاشی کندکننده­ رشد گیاهی (سایکوسل یا CCC) و سولفات روی بر ویژگی­های رویشی، اجزاء عملکرد و محتوای روی و پروتئین باقلای رقم برکت، آزمایشی به صورت فاکتوریل که فاکتور اول شامل سطوح مختلف سایکوسل (0 ،500 ،1000و1500 میلی­گرم در لیتر) و فاکتور دوم شامل سطوح مختلف سولفات روی (0 ،2 و4  در هزار) بود، در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی در 4 تکرار اجرا گردید. نتایج تجزیه­ی واریانس نشان داد که کاربرد سولفات روی موجب افزایش معنی­دار میزان عملکرد، پروتئین و محتوای روی در دانه گردید، اما کاربرد سایکوسل کاهش ارتفاع، افزایش انشعاب و افزایش عملکرد را در پی داشت. بیشترین عملکرد غلاف (83/3 کیلوگرم در مترمربع) از محلولپاشی سایکوسل با غلظت 1500 میلیگرم در لیتر به دست آمد. بالاترین میزان روی (18/60 میلیگرم در لیتر) و پروتئین (25/27%) دانه، به ترتیب، از محلول پاشی توام سولفات روی با غلظت 4 در هزار و سایکوسل با غلظت 500 میلی گرم در لیتر و همچنین محلول پاشی سولفات روی با غلظت 4 در هزار حاصل شد. با توجه به نتایج پژوهش حاضر، کاربرد کندکننده­ رشد سایکوسل 500 میلی گرم در لیتر و سولفات روی 4 در هزار به منظور کنترل رشد رویشی و افزایش کمی و کیفی محصول باقلای رقم برکت در منطقه­ ممسنی قابل توصیه است.

واژه­ های کلیدی: باقلا، رقم برکت، سایکوسل، سولفات روی، عملکرد، پروتئین

• اهمیت تحقیق

 باقلا[1] یكی از بقولات زراعی بسیار قدیمی است. بذرهای این گونه از محل­های مربوط به عصر نوسنگی در اسپانیا و اروپای شرقی و همچنین مكان­های عصر مفرغ در سوئد و ایتالیا كشف شده است. Vicia faba حدود 1800 سال قبل از میلاد در اروپا كشت ­می­شده­ است (پارسا و باقری، 1387).

منشأ باقلا در ناحیه­ی مدیترانه­ای جنوب­ غرب آسیاست و بسیار نزدیک به جنس vicia phiniama كه به ­صورت وحشی در الجزایر می­روید، می­باشد (كوچكی و بنایان اول، 1388). احتمالآً مركز ثانویه­ی آن افغانستان و اتیوپی می­باشد. به ­طور كلی از ‌آن­جا كه بقایای به ­دست­ آمده مربوط به حدود 2000 تا 3000 سال قبل از میلاد در حوزه­ مدیترانه­ای كشف ­شده است، اهلی­ شدن بایستی 1500 تا 2000 سال قبل از آن انجام شده ­باشد. مطابق شواهد باستان ­شناسی به­ نظر می­رسد كه محتمل­ترین ناحیه­ی اهلی­ شدن باقلا مدیترانه­ی شرقی و خاور نزدیک باشد. طی اهلی ­شدن، باقلا توسط انسان به نواحیی كه از نظر اقلیمی متفاوت بوده و در عین حال شباهت­هایی نیز داشتند، منتقل ­شد. باقلا به ­طور وسیعی در مناطق معتدله و ارتفاعات بلند مناطق گرمسیری (مانند نواحی شمالی در آمریكای ­لاتین و اتیوپی) كشت می­ شود. این محصول در آمریكا، آفریقای­ شرقی و هاوایی وجود دارد و تنوع وسیعی از تیپ­های آن كشت می­ شود. ارقام دانه­ریز در شمال­ اروپا، دره­ی ­نیل، اتیوپی، افغانستان، شبه­ قاره­ی ­هند و آمریكای­ شمالی غالب است. در بیشتر مناطق دیگر نظیر حوزه­ مدیترانه، آسیای ­غربی، چین و آمریكای­ لاتین، تیپ­های دانه­ درشت اهمیت بیشتری دارند. در اغلب كشورهای پیشرفته، باقلا بیشتر به ­منظور تغذیه­ی دام استفاده ­می­ شود، در حالی­ كه در برخی از كشورهای در ­حال توسعه هنوز هم به ­عنوان غذای انسان مورد كشت و كار قرار می­گیرد (پارسا و باقری، 1387).

باقلا یکی از مهمترین محصولات زمستانه­ی دارای ارزش غذایی بالا در جهان است. دانه­ های بالغ باقلا منبع خوب پروتئین (حدود 25 درصد دانه­ های خشک)، نشاسته، سلولز، ویتامین ث و مواد ­معدنی هستند (Hamilton, 2005)؛ بنابراین این گیاه اهمیت فزاینده­ای برای غذای انسان و حیوان در آینده دارد. با توجه به این مسئله بهبود ساختار گیاه، مولفه­های مربوط به عملکرد و همچنین کیفیت عملکرد دانه (که به ­واسطه­ محتوای کلی کربوهیدرات و پروتئین نشان­ داده ­می­ شود)، از جمله مواردی می­باشند که در تحقیقات در زمینه­ حبوبات از جمله باقلا مد نظر محققان قرار می­گیرد (Ibrahim et al., 2007).

تنظیم­کننده­ های رشد گیاهی به ­خاطر تاثیر در رشد و نمو در غلظت­های خیلی ­کم شناخته شده ­اند (Jules et al., 1981). در این ­میان تاثیر تنظیم­کنندگی رشد کلرمکوات­ کلراید نخستین­ بار توسط تولبرت (1960)، در طیف وسیعی از گیاهان به ­اثبات ­رسید. هدف اولیه از کاربرد کلرمکوات­ کلراید در تولید گیاهان زراعی به اثر ضد خوابیدگی آن محدود می­ شود. نتایج پژوهش­های بعدی نشان­ داد که کاربرد کلرمکوات­ کلراید حتی در غیاب خوابیدگی[2] (ورس) هم باعث افزایش عملکرد در دانه می­گردد (Ma and Smith, 1992). از طرف ­دیگر عناصر ریزمغذی در گیاهان زراعی با تاثیر بر فرایندهای رشد و نموی، شاخص ­های کمی و کیفی آنها را تغییر می­ دهند (بابائیان و همکاران، 1387). مصرف عناصر ریزمغذی علاوه ­بر نقشی که در افزایش عملکرد کمی و کیفی محصولات کشاورزی دارند، در سلامتی انسان و دام، که از مواد اولیه­ی گیاهی استفاده ­می­ کنند، نیز تاثیر بسزایی دارند (پارسا و باقری، 1387). در مطالعات صورت­ گرفته مشخص ­شده ­است که اکثر خاک­های ایران دارای pH  بالا و مقادیر زیادی آهک هستند (ملکوتی و غیبی، 1376؛ غیبی، 1376). در این ­نوع خاک­ها حلالیت عناصر ریزمغذی کم است و همین ­امر منجر به کاهش قابلیت در دسترس ­بودن این عناصر برای عمده­ی گیاهان زراعی می­ شود (ملکوتی و غیبی، 1376؛ Sigh et al., 1996). در این­ میان روی از جمله عناصر کم­ مصرفی است که کمبود آن در خاک­های زراعی ایران هم به دلیل موارد ذکر شده در بالا و هم عدم رواج مصرف کودهای محتوی روی عمومیت دارد (ملکوتی و طهرانی، 1378).

با­ توجه به مطالب بالا و به ­دلیل تحقیقات کمی که در مورد اثرات عناصر کم­ مصرف از جمله روی و همچنین کندکننده­ های رشد گیاهی مانند سایکوسل بر روی گیاه باقلا صورت گرفته است، انجام بررسی در چنین زمینه­هایی می ­تواند کمک قابل­ توجهی به شناخت بهتر و بیشتر اثرات این مواد بر روی گیاه باقلا در جهت افزایش کمیت و کیفیت محصول داشته ­باشد.

اهمیت اقتصادی و غذایی باقلا

 باقلا یكی از مهمترین محصولات زمستانه­ی دارای ارزش‌ غذایی بالا در جهان است (Ibrahim et al., 2007). این گیاه از نظر اهمیت بعد از لوبیا، نخودفرنگی و نخود در مقام چهارم قرار دارد و به­ عنوان یكی از حبوبات اصلی در كشورهای چین، مصر، اتیوپی، شمال­ سودان، منطقه­ ­مدیترانه و ارتفاعات آمریكای­ لاتین كشت ­می­ شود. باقلا در ایران نیز در استان­های گیلان، مازندران، گلستان، لرستان و خوزستان كشت­ می­ شود. كل سطح زیر كشت باقلا در كشور حدود 9573 هكتار است كه حدود 7398 هكتار آن به صورت كشت آبی و حدود 2176 هكتار به صورت دیم عمدتاً در شمال كشور كشت­ می­ شود. استان لرستان با سطح زیر كشت 2130 هكتار در مقام اول و استان­های گلستان، مازندران، خوزستان و گیلان در مكان­های بعدی قرار دارند. كل تولید باقلا در ایران حدود 13757 تن است كه استان لرستان با تولید 4032 تن باز هم در مقام اول و استان­های گلستان، مازندران و خوزستان در مكان­های بعدی قرار دارند. كمترین مقدار تولید و سطح زیر كشت مربوط به استان­های قم، خراسان شمالی و سمنان است. باقلا در كشورهای صنعتی به­ عنوان غذای دام از جمله اسب، خوك، ماكیان و كبوتر و در كشورهای در حال ­توسعه به عنوان غذای انسان مطرح­ است. ارزش غذایی باقلای سبز كم و بیش مانند نخودفرنگی و لوبیا است، اما ممكن ­است به عنوان سبزی مصرف­ شود یا به صورت خشك شده یا حتی كنسرو شده نیز استفاده ­شود. در هندوستان دانه­ های خشك­ شده­ی آن مانند بادام ­زمینی مصرف­ می­ شود. كاه آن به عنوان فرش و یا به ­عنوان سوخت در قسمت ­هایی از سودان و اتیوپی كاربرد دارد (کاظمی پشت مساری، 1388). علاوه بر این باقلا خواص دارویی برای بیماری­های سنگ ­كلیه، مرض ­كبد و بیماری­های چشمی دارد (Akcin, 1988).

در كنار این كاربردها، ویژگی‌هایی از قبیل عملكرد بالا، دانه­ های كوچك، فاكتورهای غیر تغذیه­ای كم، توانایی بالای سازگاری با كشاورزی مدرن، طول ­عمر انبارداری، انتقال آسان و قیمت پایین، این گیاه را برای كشاورزان، كارخانه­داران و از نظر تغذیه­ای جالب­ ساخته ­است (Duc, 1997). از نظر ارزش­ غذایی، باقلا یكی از منابع مهم پروتئین و انرژی برای بسیاری در‌ آفریقا، آسیا و آمریكای لاتین و یک جایگزین خوب برای پروتئین گران گوشت و ماهی می­باشد (Ibrahim et al., 2007). بذور بالغ باقلا سرشار از پروتئین، نشاسته، سلولز، ویتامین و مواد معدنی هستند (Hamilton, 2005).

با وجود ارزش­ غذایی بسیار قابل ­توجه باقلا و كیفیت بالای پروتئین آن و اگر چه تاریخ استفاده از باقلا به­ عنوان غذا بسیار طولانی است، اما هنوز به ­طور جهانی پذیرفته ­نشده است. بیشترین مصرف غذایی آن در مدیترانه­ی­ شرقی و مناطق شرق­ میانه است، اما در همین مناطق نیز مردم فقیر از ‌آن استفاده می­كنند. نكته­ی مهم در ارزش غذایی باقلا وجود اسید آمینه­ی لیزین است كه از جمله اسید آمینه­های ضروری بوده و بدن قادر به ساخت آن نیست. 8/1 درصد از وزن باقلا اسید آمینه­ی لیزین است. جداول زیر به­ ترتیب اسید آمینه­های موجود در‌ باقلا (جدول 1-1)، مقایسه­ تركیبات آن با سویا (جدول 1-2) و درصد تركیبات ماده­ی خشك آن (جدول 1-3) را نشان­ می­ دهند (کوچکی و بنایان اول، 1388).

جدول 1-1- اسید آمینه­های موجود در باقلا بر اساس درصد كل ازت موجود در دانه­ی آن

مأخذ: زراعت حبوبات، کوچکی وبنایان اول(1388)

جدول1-2- مقایسه بین تركیبات سویا و باقلا

مأخذ: زراعت حبوبات، كوچكی و بنایان اول(1388)

جدول 1-3- درصد تركیب ماده خشك در بذر باقلا

مأخذ: زراعت حبوبات، كوچكی و بنایان اول(1388)

-3- فرضیات تحقیق

 1. کاربرد سطوح مختلف سایکوسل به صورت محلول پاشی می ­تواند باعث کنترل رشد رویشی و افزایش عملکرد رقم باقلای برکت شود.

1. کاربرد سطوح مختلف سولفات روی به صورت محلول پاشی می ­تواند باعث بهبود ویژگی­های رویشی و افزایش عملکرد رقم باقلای برکت شود.

1. برهمکنش سایکوسل و سولفات روی می ­تواند موجب افزایش عملکرد گردد.

 -4- اهداف تحقیق

بررسی اثر کاربرد کندکننده­ رشد سایکوسل بر کنترل رشد رویشی و افزایش عملکرد در رقم باقلای برکت.

1. بررسی اثر کاربرد سولفات روی بر بهبود عملکرد رقم باقلای برکت.

 بررسی برهمکنش سایکوسل و سولفات روی بر ویژگی­های رویشی و اجزای عملکرد رقم باقلای برکت.

4 .کاهش درصد پوکی غلاف­ها و افزایش عملکرد دانه

2- بر تحقیقات انجام شده

  2-1- گیاه­شناسی باقلا

 باقلا جزء گیاهان زمستانه­ی عالی گلدار، از راسته­ی دولپه­ای­ها[3]، خانواده­ی بقولات[4]، زیرخانواده­ی پروانه­آسایان[5] و جنس vicia می­باشد. در زیرخانواده­ی پروانه­آسا 480  جنس و 14700 گونه وجود دارد، كه بسیاری از آنها منابع مهم غذایی بشر و حیوانات هستند (كوچكی و بنایان اول، 1388). جنس بزرگ vicia دارای بیش ­از 130 عضو می­باشد. باقلا متعلق به زیرجنس vicia است كه 6 گونه دارد. این گیاه، دیپلوئید با 6 جفت كروموزوم (2n=2x=12) می­باشد كه در تلاقی با سایر گونه­ ها هیبرید باروری تولید نمی­كند. این گیاه یک گونه با دگرگشنی ناقص[6] است كه میزان دگرگشنی آن بین 20 تا 60 درصد گزارش­ شده ­است. باقلا عمدتاً توسط حشرات، دگرگرده ­افشانی می­ شود. از نظر مورفولوژیكی، باقلا گیاهی یكساله[7]، ایستاده، مستحكم و قوی­بنیه، صاف (بدون كرك) و پربرگ به ­ارتفاع 30 تا 180 سانتی­متر است. ساقه­ی آن قوی، چهارگوش و توخالی با 2 تا 7 شاخه در پایه­ بوته می­باشد. برگ­های آن متناوب و مركب بوده و برگچه­ها 2 تا 6 عدد، بیضوی تا كشیده و به ابعاد 3 تا 10 سانتی­متر طول در 1 تا 4 سانتی­متر عرض می­باشد. گل­های آن به رنگ سفید كدر با لكه­های ارغوانی درشت بوده و گل­آذین، كوچك، محوری با دمگل كوتاه و1 تا 6 گل است. پیشرفت گلدهی از قسمت ­های پایینی تا قسمت نوك ساقه بوده و 14 تا 20 روز طول می­كشد (پارسا و باقری، 1387). بر اثر رقابت و تراكم بوته­ها، گل­ها در گره­های بالایی تشكیل ­می­شوند (پیوست، 1381). با شروع رشد زایشی تمایل به ادامه­ رشد رویشی در آن دیده ­می‌شود (كوچكی و بنایان اول، 1388؛ هاشم آبادی و صداقت حور، 1385).

میوه­ی باقلا، مانند سایر گیاهان این خانواده، غلافی ­است به طول 10 تا 20 سانتی­متر و دارای 3 تا 8 دانه در هر غلاف است (كوچكی و بنایان اول، 1388). غلاف­های آن شبه استوانه­ای تا پهن، در ارقام زراعی به ­طول 5 تا 10 سانتی­متر و در ارقام باغی تا 30 سانتی­متر می­باشد (پارسا و باقری، 1387).

شكل و اندازه­ دانه­ها  و نیز رنگ آنها نسبت به ارقام مختلف متفاوت است (كوچكی و بنایان اول، 1388)، و از فشرده (كتابی) تا كروی وجود دارد. طول بذور حدود 1 تا 6/2 سانتی­متر و به ­رنگ سفید، سبز، قهوه­ای، ارغوانی یا سیاه می­باشد. ارقام آن بر اساس اندازه­ بذر به سه نوع تقسیم­ می­شوند: ارقام دانه ­درشت، ارقام دانه­ ریز و ارقام دانه ­متوسط[8]. جوانه­زنی بذر به صورت هیپوجیل[9] (لپه­ها زیر خاك) است (پارسا و باقری، 1387). لپه­ها بافت ذخیره­ی بذرها هستند و 84 تا 88 درصد وزن خشك بذر را تشكیل ­می­ دهند و 11 تا 14 درصد آن پوسته می­باشد. متوسط مقدار پروتئین در بذر خشک آن 4/23 درصد می­باشد (كوچكی و بنایان اول، 1388).

باقلا جزء گیاهان مقاوم ­به ­سرما به ­حساب­ می ­آید (تصدیقی، 1364). این گیاه محصول فصل خنك است  و تا 5 درجه­ سانتیگراد را تحمل ­می­كند. گرمای زیاد در این گیاه اختلالات رشد جنین، ریزش گل­ها و كاهش تعداد بذرها در غلاف را به ­همراه ­دارد (هاشم آبادی و صداقت حور، 1385). رشد و نمو و تشكیل میوه در گیاه منوط به دمای كم و رطوبت بالای محیط است. این گیاه نسبتاً روز بلند است (پیوست، 1381).

باقلا دارای یک ریشه­ اصلی كاملاً رشد كرده می­باشد و ریشه ­های فرعی آن به ­خوبی رشد نكرده­اند (كوچكی و بنایان اول، 1388). ریشه­ها قوی و منشعب هستند و تا عمق 100 الی 120 سانتی­متر در خاك نفوذ می­كنند (كوچكی و بنایان اول،1388؛ هاشم‌آبادی و صداقت حور، 1385). ریشه ­های فرعی به ­طور مورب در داخل خاك رشد و نمو كرده و گره­های تثبیت ازت نیز بر روی آن­ها دیده می­ شود (كوچكی و بنایان اول، 1388). ریشه­ اصلی این گیاه توانایی نفوذ در خاك­های فشرده و سنگین را دارد و بقایای ساقه­ی آن با دوام طولانی به كاهش فرسایش خاك كمك­ می­كند (كاظمی پشت مساری، 1388).

2-2- ارقام باقلا در دنیا

 2-2-1- فلورد

اولین رقمی ­است كه برای كشاورزان استرالیایی معرفی ­شد. به ­طور گسترده­ای رشد می­كند. دانه­ های كوچك آن، هر 100 عدد حدود 30 تا 45 گرم وزن دارد. پوسته­ی دانه به­رنگ قهوه­ای یا زرد كمرنگ است. در آزمایش­هایی كه در نقاط مختلف انجام­ شده، این رقم عملكرد خوبی نشان­ داده؛ ولی به بیماری­های لكه­ قهوه­ای[11] و برق ­زدگی[12] خیلی حساس است، كه باعث كاهش عملكرد آن می­ شود. كاربرد قارچ­كش برای كنترل بیماری در اغلب نواحی آلوده است.

2-2-2- آسکوت

 یک گزینش از رقم فلورد است كه در جنوب استرالیا در سال 1996 تحت برنامه­ی PBR  آزاد شد. این رقم مقاوم به بیماری برق ­زدگی است. در اغلب صفات مشابه رقم فلورد می­باشد. چون در زراعت آن كمتر از قارچ­كش استفاده­ می­ شود، عملكرد بهتری از نظر كیفیت دانه دارد. دانه­ های این رقم حالت رنگ­ پریدگی را نشان ­می­دهند.

2-2-3- بارکول

 اخیراً از رقم فلورد آزاد شده و توسط برنامه­ی PBR به­ ثبت ­رسیده ­است. این رقم در نوع دانه و حساسیت به بیماری شبیه رقم فلورد می­باشد، اما غلاف­های بیشتری در هر گره در ساقه دارد.

2-2-4- فلستا وی اف

 رقم جدیدی كه در سال 1998 آزاد شده و به ­طور جزئی دانه­اش بزرگتر از رقم فلورد است. این رقم نسبت به بیماری لكه ­قهوه­ای و برق ­زدگی بیشتر از رقم فلورد مقاومت نشان می­دهد. عملكرد خوبی در اغلب