بررسی زراعت ذرت

مقدمه

خشكی، خطری جدی برای تولید موفق ذرت در سراسر جهان محسوب می شود. منابع آب شیرین در جهان محدوده بوده، و با افزایش جمعیت جهان نیاز به استفاده از آب بیشتر می شود

 و لذا منابع آب بطور فزآینده ای مورد تهدید قرار گرفته، و از آنجاكه بخش كشاورزی عمده ترین مصرف كننده آب بشمار میرود، هر گونه صرفه جویی در این بخش كمك مؤثری به تولید بهینه محصولات زراعی خواهد كرد (20). با در نظر گرفتن روند افزایش جمعیت جهان كه طبق پیش بینی های سازمان ملل، این جمعیت در سال 2050 میلادی به 4/14 میلیارد نفر خواهد رسید (59) . بنابراین ضرورت تولیدات غذایی جهت تامین نیازهای مرتبط امری اجتناب ناپذیر است.

ذرت گیاهی است گرمسیری كه بدلیل ویژگیهای زیاد از جمله قدرت سازگاری با شرایط اقلیمی گوناگون مورد توجه تولید كنندگان قرار گرفته بطوریكه ذرت از نظر سطح زیر كشت مكان، زراعت آن بعنوان یك گیاه پر محصول جهت تأمین كالری مورد نیاز بشر بطور مستقیم و غیر مستقیم از اهمیت ویژه ای برخوردار است . تولید ذرات در جهان در سال 2002 ، 589/189/602 تن بود . حدود 17 درصد سطح زیر كشت جهانی ذرت آبیاری می شود كه از این مقدار حدود 40 درصد مواد غذایی حاصل می شود ( 8 و 40 ).

در ایران تقریباً 70 درصد مساحت كشور را اقلیم خشك و نیمه خشك شامل می شود كه متوسط بارندگی سالیانه آنها كمتر از 300 میلیمتر است (8)

از آنجائیكه مرحله گلدهی ذرت به عنوان حساسترین مرحله رشد و نمو ذرت با گرم ترین ماه سال ( تیرماه ) مطابقت دارد و معمولاً نزولات آسمانی در این موقع از سال رخ نمی دهد و از طرفی حداكثر نیاز آبی محصولات رایج منطقه ( پنبه ، چغندر قند ، گوجه ) به همین زمان ارسال مربوط می شود و ظرفیت شبكه های آبیاری ، زراعت را در وضعیتی قرار داده كه فواصل آبیاری ذرت طولانی شده و عملكرد كاهش می یابد . ذرت در آب و هوای نیمه خشك مدیترانه ای برای نیل به عملكرد دانه بالا نیاز به آبیاری تكمیلی دارد (61)

خصوصیات مورفولوژی و فیزیولوژی زیادی ، در مقاومت به خشكی موثر هستند كه به عنوان شاخص های مورد انتخاب توصیه شده اند . برای مثال بسته شدن روزنه ها ، كاهش سطح برگ ، افزایش كارایی فتوسنتز ، رسوب چربیها ، توسعه سیستم ریشه ای ، مقاومت در برابر انتشار گازها ، تغییر در مقدار تركیبات آلی ، قندی و ازته ،اسید آمینه پرولین ، تنظیم پتانسیل اسمزی ، تغییرات سرعت رشد نسبی ، و سرعت رشد محصول از این جمله می باشند (12) .

با توجه به خصوصیت اصلی زراعت در مناطق با محدودیت منابع آبی و لزوم گسترش سطح زیر كشت با هدف افزایش محصولات زراعی در این مناطق ، و با توجه به اینكه آبیاری یكی از نیازهای مهم تولیدات كشاورزی محسوب می شود . دستیابی به ژنوتیپ های محتمل به شرایط دشوار با كارایی بالای مصرف آب ضروری بنظر می رسد .

بنابراین شناسایی مراحلی از رشد كه در آنها به آب كمتری نیاز است و حذف آبیاریهای غیر ضروری و نیز تعیین مراحل حساس به قطع آب و همچنین یافتن ژنوتیپ های محتمل به تنش آبی باعث افزایش كارایی مصرف آب همراه با افزایش سطح زیر كشت و نهایتاً عملكرد اقتصادی خواهد شد . مطالعات جدی پیرامون شرایط نامساعد محیطی و عكس العمل گیاهان نسبت به آنها از سال 1941 در دنیا شروع شده است (11).

1-ذرت :

1-1-تاریخچه ذرت :

مبداء اولیه ذرت به طور دقیق مشخص نیست . زیرا اجداد وحشی آن شناخته نشده است (71).

فرضیه های زیادی در باره طرز پیدایش ذرت وجود دارد . یكی از این فرضیه ها این است كه ذرت ممكن است از یك گونه یك ساله وحشی بنام تئوسینت یا تریپساكم به وجود آمده باشد . فرضیه دیگر اینكه ذرت احتمالاً از تلقیح طبیعی تئوسینت با تریپساكم بوجود آمده است و تئوری جدید این است كه این گیاه از ذرت غلاف دار به دست آمده باشد (21و32).

منشاء اولیه ذرت آمریكای مركزی است . قبل از كشف قاره جدید ذرت اصلی ترین زراعت جهت تأمین مواد غذایی در آمریكای مركزی و شمالی و جنوبی بوده است . بررسی های سنگواره ای نشان داده است كه ذرت حدود 4500 سال قبل از میلاد مسیح به صورت یك گیاه زراعی در مكزیك مكشت گردیده است . والدن سه مبداء اولیه برای ذرت ذكر كرده است( پرو ، مكزیك ، گواتمالا ).

و ایلوف مبداء اولیه ذرت را جنوب مكزیك ، آمریكای مركزی ، آمریكای جنوبی ذكر كرده است .

ذرت به دلیل ویژگیهای زیاد از جمله قدرت سازگاری با شرایط اقلیمی گوناگون در دنیا گسترش یافت . در حال حاضر بیش از 140 میلیون هخكتار از اراضی دنیا به كشت ذرت اختصاص یافته است . از نظر سطح زیر كشت رتبه سوم و از نظر تولید و عملكرد رتبه او ل را در بین غلات به خود اختصاص داده است (21و32).

هم اكنون ایالات متحده آمریكا ، كشورهای اروپای شرقی ، روسیه ، چین ، و آرژانتین كشورهای عمده تولید ذرت در جهان محسوب می شوند . ایالات متحده آمریكا مهمترین صادر كننده و ژاپن و كشورهای اروپای غربی عمده ترین وارد كننده آن هستند (21).

2-1- اهمیت محصول ذرت

ذرت بـه دـلیل ویژگیهای بسیار زیاد خود ، به دویژه به دلیل قدرت سازی با شرایط اقلیمی گوناگون ، بسیار زود در تمام دنیا گسترش یافت و مكان سوم را بعد از گندم و برنج از نظر سطح زیر كشت به خود اختصاص داد . ذرت علاوه بر آنكه یك علوفه مطلوب برای گندم می باشد . از نظر تامین انرژی نیز بی نظیر است و به همین دلیل امروزه در تغذیه مرغ به عنوان یك غذای پر انرژی دارای اهمیت بسیار زیاد است ذرت در صنایع كاغذ سازی ، مقوا سازی ، استفاده می شود . و همچنین از چوب بلال در تهیه اسید استیك ، قطران و فورفورال كه در صنایع رنگ و لاستیك سازی به كار می رود استفاده می شود (32).

آب یكی از عوامل اصلی تعیین كننده عملكرد ذرت می باشد(92).اثرات تنش آب بر عملكرد چند جانبه است. در مراحل نمو رویشی حتی تنش بسیار جزیی می تواند، سرعت رشد برگ و در مراحل بعدی شاخص سطح برگ و كارایی مصرف نور  (RUE) را كاهش دهد(97). تنش شدید آب می تواند  منجر به بستن روزنه ها گردد، و این امر جذب CO2 و تولید ماده خشك را كاهش می‎دهد (45 و47).

برخی محققان بر اهمیت تامین آب كافی در مرحله رشد رویشی ذرت تاكید كرده اند. به اعتقاد آنها تنش آب در مرحله رشد رویشی و قبل از گرده افشانی اگر چه از كمتری بر عملكرد نهایی نسبت به كمبود آب در مرحله گلدهی و پرشدن دانه ها دارد، ولی از این نظر كه بر گسترش برگ و توسعه ساقه تاثیر گذاشته، و میزان تجمع مواد در این اندام را به شدت تغییر می دهد، دارای اهمیت خاصی است (75).

فدایی (2002) اثر رژیم های مختلف آبیاری بر روی یك هیبرید ذرت در لبنان بررسیو به این نتیجه رسید كه، بین هدایت روزنه ای و پتانسیل آب برگ همبستگی معنی داری وجود دارد.

همچنین شاخص سطح برگ(50)و ماده خشك با افزایش تنش كمبود آب كاهش یافت(38و47).

میزان تاثیر تنش كمبود آب بر روی عملكرد بستگی به شدت تنفس و زمان تنش دارد(92). اثر زمان ظهور تنش آب بر عملكرد دانه ممكن است به اندازه شدت تنش آب اهمیت داشته باشد. گونه های محدودالرشد همانند ذرت یك تنش شدید چهار روزه در مراحل خاصی از رشد زایشی ممكن است بحرانی باشد. مرحله گردافشانی و دو هفته پس از آن حساس ترین دوره گیاه ذرت نسبت به تنش آب می باشد. در طی این مدت در بین اجزاء عملكرد، تعداد دانه ها در هر بال به شدت كاهش می یابد(13).

بررسی های دنمدو شاو (1990) و اسبوران (20002) نشان داد كه تنش خشكی در مرحلهگرده افشانی عملكرد را 50درصد كاهش می دهد . تنش در مراحل آخر رشد رویشی به میزان 25 درصد و در مزحله رشد بلال به میزان 21 درصد در عملكرد دانه كاهش ایجاد می كند (42 و 75 ) .تنش رطوبتی در طی مرحله گرده افشانی ، ، عملكرد دانه گیاه ذرت را 8-3 درصد به ازای هر روز كاهش می دهد . سه هفته بعد از گرده گرده افشانی ، تنش آب دیگر اثری بر تعداد دانه های هر بلال نداشته ، ولی وزن دانه ها را كاهش می دهد . و این امر بیانگر این است ، كه دورهاز بین رفتن دانه ها گذشته است . تنش آب در این زمان فتوسنتز برگ یا انتقال مواد فتوسنتزی را كاهش داده ، نهایتا وزن دانه ها را متاثر می سازد .تنش شدید و نسبتا كوتاه آب در طول رشد رویشی ممكن است اثری بر روی عملكرد دانه نداشته باشد .ولی تنش كمتر از این مقدار ولی طویل المدت ممكن است ، اثرات زیادی بر روی عملكرد داشته باشد ( 13 و 72 ) .

سونگ و همكارانش ( 2000) اختلال در گل دهی و تلقیح بلال از مهمترین دلایل كاهش عملكرد ذرت در شرایط كمبود آب بود .همچنین عملكرد پایین به علت شرایط كمبود آب و همبستگی آن با كاهشسرعت مدت پر شدن دانه ها در ارتباط بود ( 88) .

ادمیدزو همكارانش (1993) اظهار داشتند ؟ كه در مناطق گرمسیری عملكرد ذرت در نتیجه خشكی به طور متوسط حدود 17 درصد كاهش می یابد . همچنین بیان كردند ، كه اگر تنش خشكی با زمان گلدهی منطبق گردد ، عموما پدیده تاخیر كاكل دهی در ذرت مشاهده می شود این عمل طول ASI را افزایش می دهد . كمبود آب از طویل شدن كاكل در گیاه جلوگیری می كند ، و این ممانعت می تواند ، بهكاهش شدید عملكرد دانه كمك كند (46 و 48 ).

فهرست مطالب

عنوان                                                                                        صفحه

مقدمه..................................................................................................................... 2

1-   ذرت................................................................................................................. 6

1-1. منشاء و تاریخچه ذرت................................................................................ 6

2-1. اهمیت محصول ذرت................................................................................... 7

3-1. طبقه بندی ذرت............................................................................................ 8

4-1. ویژگیهای انواع ذرت.................................................................................... 10

5-1. فنولوژی ذرت.............................................................................................. 11

1-5-1. جوانه زنی و سبز كردن ذرت................................................................. 11

2-5-1. مرحله سبز كردن تا ظهور گل آذین نر................................................... 12

3-5-1. مرحله تشكیل گل آذین نر تا ظهور تارهای ابریشمی.............................. 12

4-5-1. مرحله تشكیل تارهای ابریشمی تا رسیدن دانه....................................... 13

6-1. رشد و نمو................................................................................................... 13

1-6-1. رشد اندام های رویشی........................................................................... 13

1-1-6-1. ریشه................................................................................................... 13

2-1-6-1. برگ.................................................................................................... 14

2-6-1. رشد اندام های زایشی............................................................................ 14

7-1. خاك مناسب ذرت........................................................................................ 15

8-1. دمای موردنیاز............................................................................................. 15

9-1. رطوبت موردنیاز.......................................................................................... 16

10-1. تنشهای محیطی.......................................................................................... 17

11-1. خشكی و تنش خشكی................................................................................ 18

12-1. اثرات عوامل طبیعی اقلیمی بر روی نیاز آبی گیاهان................................. 19

13-1.اثرات فیزیولوژیك تنش آب......................................................................... 21

14-1. تنش خشكیدر مرحله رشد رویشی گیاه ذرت .......................................... 25

15-1.تنش خشكی و رشد زایشی ذرت ............................................................... 27

16-1. تنش خشكی و اثرات آن بر روی عملكرد و اجزاء عملكرد........................ 29

17-1.سایر صفات مرتبط با خشكی..................................................................... 33

1-17-1.محتویات نسبی آب برگ (RWC)............................................................ 33

2-17-1. پایداری غشای سیتوپلاسمی................................................................. 34

18-1. مكانیزمهای مقابله با تنش های خشكی...................................................... 36

1-18-1. مقاومت به خشكی................................................................................. 36

2-18-1.فرار از خشكی....................................................................................... 36

3-18-1.اجتناب از خشكی.................................................................................... 37

4-18-1. صفات مرتبط با اجتناب از خشكی........................................................ 37

7-4-18-1. مكانیزم های روزنه ای.................................................................... 37

2-4-18-1. افزایش بازده فتوسنتزی.................................................................. 38

3-4-18-1. كاهش مساحت برگ......................................................................... 39

4-4-18-1. وفور ومحل روزنه ها...................................................................... 39

5-4-18-1. سیستمهای كارآمد ریشه................................................................. 39

6-4-18-1. نسبت زیاد ریشه به شاخه............................................................... 40

5-18-1. تحمل خشكی......................................................................................... 40

6-18-1. مكانیزم های تحمل خشكی.................................................................... 40

1-6-18-1. اجتناب از صدمات ناشی از كاهش رشد......................................... 40

2-6-18-1. تحمل در مقابل گرسنگی.................................................................. 41

3-6-18-1. اجتناب در مقابل از بین رفتن پروتئین ها......................................... 41

19-1. چگونگی ازریابی مقاومت به خشكی.......................................................... 41

20-1. تنش خشكی و شاخص برداشت................................................................ 42

21-1. كارایی مصرف آب.................................................................................... 43