تنش­های محیطی، یکی از مهمترین عوامل کاهش دهنده عملکرد محصولات زراعی در سطح جهان هستند. چنانچه تنش­های محیطی وجود نداشت ، عملکرد های واقعی باید برابر با پتانسیل عملکرد های بالقوه گیاهان بود، در حالی که در بسیاری از گیا هان زراعی متوسط عملکرد واقعی گیاهان کمتر از 10-20 درصد ظرفیت عملکرد آنان است(کافی و رستمی، 1386). در نقاط خاصی از کره زمین به دلیل موقعیت جغرافیایی، عوامل تنش زا در تولید محصولات کشاورزی تاثیر منفی بیشتری دارند و کشاورزی در آن مناطق با تحمل هزینه بیشتر و در نتیجه بازده کمتری صورت می گیرد. در این میان می توان به خشکی که یکی از مهمترین عوامل محدود کننده رشد وتولید گیاهان زراعی است، اشاره داشت. خشكی در ایران پدیده ای اجتناب ناپذیر است كه همه ساله با شدت متفاوتی، تولید موفقیت آمیز محصولات كشاورزی را با مخاطره روبرو می­سازد.  رشد گیاهی توسط چند عامل مهم كنترل می­ شود كه در این میان آب نقش حیاتی دارد. بسته به مرحله فیزیولوژیكی كه گیاه درآن به سر می­برد و شدت تنش، كم آبی اثرات مختلفی برگیاه می­گذارد (کافی و دامغانی، 1379).

با وجود تولید سالیانه 271 هزار تن دانه روغنی در کشور، بخش عمده ای از روغن مصرفی ار منابع خارجی تامین می شود. بنابراین توسعه کشت دانه های روغنی از اهمیت بسزایی برخوردار است(یونس سینکی، 1387).

گلرنگ از قدیم الایام در استان های آذر بایجان، خراسان و اصفهان به صورت زراعت فرعی و با هدف برداشت گل كشت می‌شده است. روغن دانه این گیاه كیفیت قابل ملاحظه ای دارد. میزان اسید لینولئیک آن بین 73 تا 85 درصد است كه بالاترین مقدار در بین نباتات روغنی می‌باشد (خواجه پور، 1380) . وجود توده های محلی و انواع تیپ وحشی این گیاه كه در سراسر ایران پراكنده اند، نشان از سازگاری این گیاه با شرایط آب و هوایی متنوع دارد. با اینكه كشور ایران نیز در محدوده جغرافیایی اهلی شدن گلرنگ قرار دارد، ولی متأسفانه در ایران مورد توجه شایسته ای قرار نگرفته است . سازگاری وسیع گلرنگ به اقلیم مختلف و تحمل زیاد آن به شرایط نامساعد ایجاب می کند كه مطالعات به نژادی و به زراعی در جهت گسترش كشت آن در کشور عمل آید(فروزان، 1378).

کمبود آب و بروز تنش خشکی در محیط رشد گلرنگ باعث کاهش اندازه گیاه، تغییر رنگ برگها، کم شدن دوام سطح برگ و کاهش عملکرد می شود. آبیاری از طریق تغییر اجزای عملکرد می تواند عملکرد را تحت تاثیر قرار دهد (یزدی صمدی، 1375).

خاك های زراعی كشورما به دلایل متعددی دچار كمبود شدید ریز مغذی ها به ویژه روی(Zn) می باشند . برخی از این دلایل عبارتند از :آهكی بودن خاك ها ،بی كربانته  بودن آب آبیاری ، تنش  خشكی در مزارع كشور و پایین بودن مواد آلی در خاك های زراعی.بنا دلایل فوق جذب عناصر ریز مغذی ، به ویژه روی (Zn) و آهن(Fe) ، به وسیله ی ریشه ی گیاهان یا اصلاً انجام نمی گیرد ویا در صورت جذب نیز ، به دلیل  PHبالای شیره ی سلولی با رسوب در درون آوند ها ، به قسمت های خوراكی (برگ،میوه ودانه) نمی رسند.در صورت مصرف دام یا انسان از این قسمت های خوراكی ابتلا به كمبود عناصر ریز مغذی بدیهی است.

تغذیه مناسب تحت شرایط تنش می تواند تا حدی به گیاه در تحمل تنش ها کمک کند. روی از عناصر کم مصرف ضروری است که برای رشد طبیعی و تولید مثل گیاهان زراعی ضروری است (آلووی، 2004) و در سنتز پروتئین ها و هورمون گیاهی اکسین به کار می رود (استمپر و همکاران، 1998). نیاز به روی برای رشد بهینه و مراحل فیزیولوژیکی و غلظت بحرانی آن برای عملکرد روغن ضروری گزارش شده است (مسیرا و شارما، 1991).

روی در چند آنزیم موجود در گیاهان شرکت داشته و بنابراین می تواند در امر سنتز پروتئین ها و کربوهیدراتها، متابولیسم سلول، محافظت غشا از رادیکال های آزاد اکسیژن و سایر فرایند های مرتبط با امر سازگاری گیاهان به تنش ها، نقش مهمی ایفا کند(همانترانجان، 1996).

1-2- منشأ و اهمیت گلرنگ

کشت و کار گلرنگ در ایران، افغانستان، پاکستان، هند و بسیاری از مناطق دنیای قدیم قدمتی دیرینه دارد (زینلی، 1378). به طوری که سابقه کشت آن در مصر به حدود 4000 سال و در چین به حدود 2000 سال پیش بر می­گردد (فروزان، 1378). به نظر می­رسد این گیاه در شمال شرق هندوستان و ایران یا ترکیه اهلی گردیده است. علی­رغم اینکه گلرنگ بومی ایران بوده و امکان زراعت آن در بسیاری از مناطق کشور فراهم است کشت آن در کشور رواج چندانی نداشته است (اهدایی و نورمحمدی، 1362).

در حال حاضر اهمیت تولید گلرنگ در درجه اول صرفاً برای تولید روغن خوراکی و در درجه بعد به عنوان دانه پرندگان دست آموز و مقدار کمی برای استفاده در صنایع است (خواجه پور، 1370). تا اواخر دهه 70 میلادی، همه تلاشهای صورت گرفته برای کشت گلرنگ در نقاط مختلف دنیا به شکست انجامید زیرا مقدار روغن دانه گلرنگ کمتر از 30 درصد بود. میزان روغن گلرنگ جهت موفقیت آن در رقابت با سایر گیاهان روغنی باید بیشتر از40 درصد باشد (نولس، 1958). بالا بودن درصد پوسته باعث عدم اولویت گلرنگ در کشت‌های تجاری گردیده است. زیرا این عامل علاوه بر کاهش درصد روغن دانه و ایجاد اشکال در استخراج روغن، باعث کاهش پروتئین کنجاله و کاهش کیفیت مصرف آن می­ شود. این عامل سبب می­ شود که کنجاله گلرنگ نتواند رقیب جدی برای کنجاله‌های دارای پروتئین باشد. از کنجاله گلرنگ می­توان در تغذیه گاوهای شیری و نیز مرغ­های تخم‌گذار استفاده کرد اما جهت تغذیه جوجه‌های جوان مناسب نیست (زینلی، 1380).

از دانه گلرنگ می­توان به صورت خالص در تغذیه گاوها استفاده کرد. هنگامی که جو به صورت علف هرز در مزرعه گلرنگ زیاد باشد، به علت سختی جدا کردن دانه‌های این دو از یکدیگر می­توان دانه‌ها را مستقیماً به مصرف خوراک دام رساند (نولس، 1958). کنجاله حاصل از گلرنگ دارای 24-20 درصد پروتئین، 33 درصد الیاف خام و 10 درصد روغن است که به علت کم بودن درصد پروتئین و زیاد بودن الیاف خام، ارزش آن در تغذیه طیور کم است. هم‌چنین این کنجاله دارای کمبود‌هایی در اسید‌های آمینه لایسین و متیونین است که در صورت افزودن این اسید‌های آمینه و پوست زدائی می ­تواند جایگزین کنجاله سویا در تغذیه طیور گردد (کاظمی، 1358).

روغن گلرنگ دارای ارزش بسیار­است زیرا دارای مقادیر قابل توجهی اسیدهای چرب غیر‌اشباع یا ضروری است (فروزان، 1378) مهمترین اسید چرب از لحاظ تغذیه­ای، اسید لینولئیک است که بیش از 73 درصد اسیدهای چرب روغن گلرنگ را تشکیل می­دهد (میرنظامی، 1374). البته ارقامی هم وجود دارد که دارای مقادیر بالایی (بیش از 70 درصد) اسید اولئیک هستند. این نوع روغن گلرنگ، قابلیت حرارت پذیری بالایی دارد و قابل رقابت با روغن زیتون می­باشد (آلیاری و شکاری، 1379). استخراج روغن گلرنگ در مقایسه با سایر گیاهان روغنی بسیار مشکل است زیرا دانه این گیاه دارای پوسته سختی است که باعث مقاومت در استخراج روغن می­ شود (ویس،1999). موارد مصرف روغن گلرنگ شامل تهیه روغن­سالاد و مارگارین سبک، استفاده در فرمولاسیون غذای کودکان، مصرف در طباخی،­تهیه موادآرایشی، مصارف داروئی و در نقاشی است (خواجه پور، 1370)

خصوصیات گیاهی

گلرنگ گیاهی یکساله با نام علمی Carthamus tinctorius از تیره مرکبه ((Compositae است که دارای 12 جفت کروموزوم می­باشد. این گیاه معمولاً خاردار بوده ولی ارقام بی‌خار آن نیز وجود دارد. گلرنگ همانند بسیاری از گیاهان تیره مرکبه و طبیعتاً پائیزه ابتدا یک مرحله روزت را می­گذراند. در مرحله روزت، گلرنگ تعداد بسیاری برگ تولید می­نماید که معمولاً در یک محل به صورت مجتمع دیده می‌شود. مرحله روزت نوعی خصوصیات سازگاری گیاه با شرایط سرما بوده و می ­تواند نتیجه انتخاب طبیعی در طی تکامل گیاه باشد. معمولاً طول دوره روزت با افزایش درجه حرارت همبستگی منفی دارد. باآغاز تحریکات گلدهی، رشد سریع و طولی میانگره‌ها آغاز شده و گیاه به ساقه می­رود (خواجه پور، 1380)

گلرنگ پس از به ساقه رفتن به صورت بوته‌ای استوار با ساقه اصلی محکم، خشن و چوبی رشد می­ کند. ارتفاع بوته معمولاً 50 تا 150 سانتی متر می­باشد. طول میانگره‌ها از پایین به طرف بالا، به تدریج کوتاهتر می­ شود به طوری که برگهای انتهایی ساقه به صورت برگها یا براکته‌هایی در اطراف گل آذین مشاهده می‌گردند. شاخه دادن گلرنگ بر حسب ارقام، فاصله کاشت، زمان کاشت و سایر شرایط متفاوت است. معمولاً پس از‌­آنکه ارتفاع بوته به بیش از 20 سانتی متر رسید، ساقه اصلی در نیمه فوقانی گیاه تولید چندین شاخه جانبی می­ کند. هر ساقه فرعی اولیه نیز ممکن است تولید ساقه‌های فرعی ثانویه نماید. در صورتی که فاصله بوته‌ها در روی ردیف کاشت زیاد باشد ساقه‌های فرعی ثانویه نیز منشعب می­گردند (فروزان، 1378). گیاه گلرنگ دارای یک ریشه اصلی عمودی است و به طور معمول ریشه های افقی فرعی نازکی تولید می­نماید. ریشه عمودی گلرنگ ممکن است تا عمق 2 تا 3 متری در خاک نفوذ کند. واضح است که عمق توسعه بالفعل و بالقوه ریشه در هر مزرعه به رقم و مجموعه عوامل محیطی، به خصوص خصوصیات فیزیکی خاک بستگی دارد. قابلیت نفوذ ریشه گلرنگ به اعماق خاک و نفوذ پذیر ساختن خاک و مقدار زیادی بقایای گیاهی ظریف (نسبت به آفتابگردان) که به سرعت نیز تجزیه می­شوند و ماده آلی خاک را افزایش می­دهند، می ­تواند شرایط مطلوبی را در خاک فراهم کند و اثرات مفیدی بر گیاه زراعی بعدی داشته باشد (زینلی، 1380).  قدرت نفوذ ریشه گلرنگ در خاکهای متراکم بسیار بیشتر از آفتابگردان است، اما میزان نفوذ ریشه با افزایش تراکم خاک کاهش می­یابد. در خاکهای نسبتاً متراکم، بخش قابل توجهی از ریشه تا عمق 30 سانتی متر توزیع شده است (خواجه پور، 1380).

برگهای گلرنگ به رنگ سبز تیره براق، قلبی شکل، بدون دمبرگ و دندانه دار بوده و با آرایش مار­پیچی روی ساقه قرار گرفته­اند. شکل برگها در قسمتهای مختلف ساقه متفاوت است. بزرگترین برگها در­وسط ساقه اصلی ظاهر می­ شود. برگها بسته به رقم معمولاً دارای طول 15-10 سانتی متر و عرض 5 – 5/2 سانتی متر می­باشد. برگها از پایین به طرف بالای ساقه به تدریج کوچکتر می­شوند. رگبرگ میانی پهنک به یک خار در انتها ختم می­ شود. در بسیاری از ارقام اصلاح شده برگهای تحتانی فاقد خار می­باشند. اما رأس دندانه‌ها در برگها و براکته‌های فوقانی در بسیاری از ارقام به خار کوتاهی منتهی می­ شود. برگ بعضی از ارقام فاقد خار می­باشند. وجود خار در برگ در زراعتهای سنتی بیش از زراعت های مکانیزه باعث مشکل در مدیریت مزرعه می­گردد (خواجه پور، 1380).

معمولاً هر شاخه اصلی یا فرعی به یک غوزه گل ختم می­ شود که دارای براکته های خاردار می­باشد. قطر غوزه گل معمولاً تحت تأثیر ژنوتیپ و عوامل محیطی قرار می­گیرد. تراکم بوته بر روی تعداد غوزه و اندازه آنها تأثیر می­گذارد. غوزه قرار گرفته روی ساقه اصلی از همه بزرگتر است (خواجه پور، 1380).

هر گل شامل 5 گلبرگ لوله­ای شکل به هم­پیوسته می­باشد که معمولاً باریک و بلند بوده و در انتها به پنج قسمت با اندازه­ های متفاوت تقسیم می­ شود. رنگ گلبرگ در گلرنگ ممکن است سفید، زرد روشن و نارنجی مایل به قرمز تا قرمز تیره باشد. رنگ گل در ارقام مختلف این گیاه و نیز در طی مراحل مختلف رشد یک رقم، متغیر است. رنگ گلبرگ با خروج از غوزه و پس از مدتی به تدریج تیره می­ شود (زینلی،1380). گل دهی از حاشیه غوزه آغاز گردیده و به سمت مرکز غوزه ادامه می­یابد. گلدهی یک غوزه طی 3 تا 5 روز تکمیل می­ شود. طول دوره گلدهی در هر بوته و در مزرعه بستگی زیادی به فاصله دو بوته در روی ردیف کاشت و در نتیجه تعداد غوزه در هر بوته دارد. ازآنجایی که غوزه های فرعی دیرتر تشکیل می­شوند طول دوره گلدهی در هر بوته و در هر مزرعه از 10 تا 40 روز می­باشد (خواجه پور، 1380).

هر گل می ­تواند تولید یک میوه نماید، اما در شرایط زراعی، معمولاً 15 تا 50 میوه در هر غوزه بوجود می­آید. میوه گلرنگ همانند میوه آفتابگردان به صورت فندقه است که در اینجا با دانه، مترادف گرفته می­ شود. دانه گلرنگ از نظر شکلی، شبیه یک دانه کوچک آفتابگردان است. دانه به طول 5 تا 10 میلی متر و عرض 3 تا 6 میلی متر دیده می­ شود. اندازه دانه به ژنوتیپ و شرایط تولید، بخصوص تراکم بوته در روی ردیف کاشت بستگی زیادی دارد. وزن هزار دانه گلرنگ معمولا از 20 تا 40 گرم و وزن حجمی آن از 45 تا 60 کیلو گرم در صد لیتر متغیر می­باشد (خواجه پور، 1380).

دانه گلرنگ بسته به رقم به شکل تخم مرغی، هلالی و هرمی می­باشد. رنگ پوسته معمولی گلرنگ از زرد روشن تا سفید متغیر است. وجود چهار خط برجسته، بخش هایی متقاطع ایجاد نموده و به دانه، شکلی متوازی الاضلاع می­دهد. پوسته معمولاً فیبر زیادی دارد. در مطالعات به نژادی ارقامی با پوسته دانه بسیار نازک تولید شده ­اند اما این ارقام به دلیل زیادی آسیب پذیری دانه در جریان برداشت و انبارسازی، مطلوب به شمار نمی­رود. به علاوه این گونه ارقام، به خوابیدگی و درصد عقیمی حساسیت زیادی نشان داده­اند (خواجه پور، 1380).

ذخیره روغن در لپه ها انجام می­ شود. بین درصد روغن فندقه و درصد وزنی پوسته همبستگی منفی وجود دارد. پوسته 30 تا 60 درصد وزن فندقه را تشکیل می­دهد (خواجه پور، 1380). میزان روغن گلرنگ نه تنها به شرایط کاشت بلکه به عواملی نظیر ساختمان، شکل خارجی، رنگ دانه و غیره بستگی دارد (فروزان، 1378).

 1-4- هدف

ایران کشوری است که در منطقه جغرافیایی خشک و نیمه خشک قرار گرفته است. گیاهان موجود در این مناطق، در مراحل مختلف رشد خود در معرض تنش خشکی هستند، از طرفی عناصر غذایی می تواند در مقاومت گیاه به تنش­های مختلف محیطی نقش بسزایی داشته باشند. از آنجا که روی نقش مهمی در متابولیسم گیاهان دارد و همچنین تحقیق اندکی که در کشور بر تاثیر عناصر میکرو و از جمله Zn و تاثیر آن بر گلرنگ و همچنین اثرات متقابل کاربرد Zn  با تنش خشکی انجام شده است. از این رو این تحقیق با اهداف زیر انجام گرفت:

– بررسی روابط متقابل بین فاکتور های آزمایش (زمان اعمال تنش خشکی با غلظت و زمان کاربرد عنصر روی)

– بررسی امکان بهبود عملکرد گلرنگ در شرایط کم آبیاری  و تنش خشکی با بهبود شرایط تغذیه ای گیاه در مورد عنصر روی

– جدی بودن مسئله کمبود آب در اغلب مناطق کشور و لزوم پرداختن به کلیه روش های ممکن برای تخفیف این مشکل