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