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