بخشی از مقاله
بررسي از تنش گرمايي بعد از گرده افشاني بر ارقام گندم
مقدمه :
گندم به دليل ارزش غذايي و طيف نسبتاً وسيع سازگاري به شرايط متفاوت آب و هوايي در مقايسه با ساير گياهان زراعي در سطح وسيعتري كشت مي گردد . گسترش كشت گندم در مناطق مختلف اين گياه را تحت تاثير شرايط محيطي مختلف قرار داده و واكنش هاي متفاوت عملكردي را در آن موجب گرديده است به هر حال اگر چه تمامي تنشهاي زنده و غير زنده از عوامل مهم كاهش دهنده عملكرد محسوب مي شوند ، اما در حال حاضر نزولات جوي و درجه حرارت از مهمترين عوامل موثر بر عملكرد گياهان زراعي به شمار ميروند .
مطالعات نشان داده است كه گندم در مناطق گرمسيري در سطحي معادل هفت ميليون هكتار تحت شرايط تنش گرما كشت مي شود .عملكرد در اين شرايط تحت تاثير قرار گرفته و حفظ آن مستلزم تدابير به زارعي و به نژادي مناسب مي باشد .
گندم منبع اصلي كربوهيدرات غذاي انسان را تشكيل داده و از لحاظ تهيه نان و ارزش نانوايي، آرد هيچ يك از غلات به پاي آرد گندم نمي رسد . بخاطر داشتن بافت همبندي گلوتن گندم ، خاصيت نانوايي آن داراي ارزش بسيار بالايي است .كيفيت گلوتن گندم بستگي به ژنوتيپ گندمها دارد و همين صفت است كه آرد گندم را ممتاز مينمايد .
بر خلاف هر غله ديگري گلوتن گندم قادر است .ور آمدن خمير را از طريق تشكيل سلولهاي كوچك گاز و نگهداشتن گاز كربنيك تشكيل شده در اثر تخمير به انجام برس
اند .
نواحي كشت گندم در دنيا
گندم به دليل دارا بودن ويژگي هاي ژنتيكي متفاوت ، انعطاف پذيري فنوتيپها و ژنوتيپ ها و داشتن ارقام مختلف ، تقريباَ در تمام دنيا كشت مي گردد .
گندم گرچه يك گياه منطقه معتدله است ، اما در مناطق مختلف آب و هوايي كشت مي شود .
گندم بين 30 الي 60 عرض شمالي و 27 تا 40 درجه عرض جنوبي قابل كشت است .
عواملي كه موجب توسعه كشت گندم در دنيا مي گردد عبارتند از : آب و هوا خاك و شرايط اقتصادي …. مهمترين عوامل آب و هواي عبارتند از : درجه حرارت ، ميزان بارندگي ، نور ،…….
حرارت :
حداقل درجه حرارت جهت رويش گندم 3 تا 4 درجه سانتي گراد ( صفر فيزيولوژي گياهي ) ، اپتيمم حدود 25 درجه سانتيگراد و حداكثر آن در حدود 30 –22 درجه سانتيگراد مي باشد.
رطوبت :
گونه هاي گندم مي توانند در مناطقي رشد كند كه ميزان بارندگي ساليانه آن ها بين 1750 –250ميلي متر باشد ، اما حدود 4/3 سطح زير كشت گندم در مناطقي قرار دارد كه بارندگي ساليانه آن ها بين 875-375 ميلي متر است .
رطوبت نقش بسيار مهمي در توسعه كشت گندم در دنيا دارد . مناسبترين نواحي كشت گندم در نيمكره شمالي ، در نواخي نيمه خشك با بارندگي ساليانه 508-254 ميلي متر و نواحي نيمه مرطوب 762-508 ميلي متر ديده ميشود . گندم در نواحي خشك با كمتر از 254 ميلي متر بارندگي ساليانه ونواحي مرطوب با بيش از 762 ميلي متر بارندگي ساليانه ، داراي توليدات خيلي پايين و گاهي بدون محصول خواهد بود .
نور :
شدت و طيف نور بر روي گسترش و پراكندگي گندم در دنيا نيز موثر مي باشد . گندم گياهي روز بلند است و ممكن است در روزهايي با طول 8 ساعت نيز گل كند . ولي روزهاي بلند گل كردن آن را تسريع مي كند . روزهاي كوتاه موجب طولاني شدن مرحله رويش ميگردد و سنبله دهي را به تاخير مي اندازد .
خاك :
گسترش و پراكندگي گندم بستگي بسيار زيادي نيز به نوع خاك دارد . بهت
رين نواحي كشت گندم از نظر نوع خاك ، مناطقي هستند كه داراي خاك ، چرنوزم ، يعني اراضي كه مقادير خيلي زيادي هوموس باشند ،در عين حال اراضي اسيدي و فقير از مواد آلي مناسب كشت گندم نمي باشند . اراضي غني از اكسيد آهن ، آلومينيم و منگنز نيز به مقدار كمي مناسب مي باشند .
طبقه بندي – مركز اوليه ژنتيكي .وموطن گندم :
خانواده : گرامينه Poaceae(Gramineae)
رده : تك لپه Monocntyledon
طايفه : Triticeaeae
زير طايفه: Triticinea
جنس : Triticum
شو.لتز در سال 1913 دانه هاي گندم را بر اساس ويژگي هاي مورفولوژيكي به صورت زيرتقسيم كرد .
1.Einkorn : T.boeoticum(T.aegilopides),T.monococcum
2. Emmer : T.dicoccoides : T.dicoccum , T.durm,T.Turgidum , T.polonicum
3.Dinkel : T.spelta ,T.Compactum , T. vulgare, Tcapitatum ( T .compactum x T. valgare)
و اويلوف دانشمند روسي ، گندم را بر اساس خصوصيات ژنتيكي تقسيم بندي كرد . بر اساس اين تقسيم بندي تمام گونه هاي گندم به 3 دسته ديپلوئيد ( 14 كروموزوم ) تتراپلوئيد (28 كروموزوم) و هگزاپلوئيد ( 42 كروموزوم) تقسيم شده اند .
بنا به عقيده مكي تمام گونه هاي هگزا پلوئيد زير گونه هاي T.aestivum مي باشند و بدنيوسيله تقسيم بندي و اويلوف را اصلاح نمود .
واويلوف پژوهشگر روسي چهار ناحيه اوليه را براي گندم مشخص نمود :
1- ناحيه آسياي مركزي : ( شمال و غرب هندوستان ، افغانستان ، تاجيكستان و ازبكستان)
2- ناحيه خاور نزديك : ( آسياي صغير ، ايران و كوههاي تركمنستان)
3- ناحيه آفريقا : ( اتيوپي و بخشي از سو مالي )
4- ناحيه مديترانه ( اراضي واضع شده در حوزه مديترانه )
گندم معمولي :
اين گندم داراي بيشترين پراكندگي در دنيا است و تقريباَ 90 درصد از اراضي زير كشت گندم دنيا را به خود اختصاص داده است . مصرف اين نوع گندم . بيشتر براي تهيه نان مي باشد و به همين دليل آن را گندم نان مي نامند .
گندم معمولي داراي فرم هاي پاييزه بهاره است . گندمهاي معمولي را به كمك خصوصياتي چون شكل سنبله ، ريشك دار يا بدون ريشك ، رنگ ريشك و گلوم و كرك داري ، تراكم يا فشردگي سنبله ( تراكم سنبله عبارتست از تعداد سنبلچه هاي موجود در يك سانتي متر) دندانه هاي راس گلوم و تعداد گلهاي درون سنبلچه مي توان تشخيص داد .
گندم دوروم :
گندم دوروم بعد از گندم معمولي داراي اهميت بسيار زيادي است . اين گندم بيشتر براي تهيه ماكاروني ، شيريني پزي و صنعتي مورد استفاده قرار مي گيرد معمولاَ در برخي از كشور هاي مديترانه ، ايران ، عراق ، روسيه ، پاكستان ،چين ، امريكا ، كانادا و آرژانتين كشت مي گردد . گندم دوروم گندم منطقه استپي و داراي فرم بهاره و پاييز مي باشد ، ساقه اين گندم در بخش بالايي توپر مي باشد و سنبله هاي ان تقريباَ كوتاه (CM 10-4) و تقريباَ هميشه ريشك دار است .ريشكها طويلتر از سنبله و تقريباَ موازي آن است . گلومها آن ضخيم و به رنگ زرد ، قرمز و سياه يافت مي شود .
محور خوشه غير كشننده و هر سنبله آن داراي 7-5 گل است . دانه هاي آن طوبيتر از گندم معمولي است .دانه ها شيشه اي تر ( غني از مواد پروتئيني ) و به رنگ سفيد خاكستري يا قرمز ديده مي شود . گندم هاي دو روم بر اساس رنگ ريشك و دانه قابل تشخيص مي باشند .
تركيب شيميايي دانه گندم :
دانه گندم داراي مقدار بسيار زيادي مواد غير ازته ، مواد پروتئيني و آب مي باشد .
مواد معدني وسلولز به مقدار بسيار كمي در دانه گندم وجود دارد . دانه گندم همچنين داراي مقاديري ويتامين ، آنزيم و ساير مواد مي باشد .
مواد غير ازته : ( كربوهيدرات ):
قسمت اعظم مواد غذايي دانه گندم مواد غير ازته مي باشد ( 5/75-62%) مواد غير ازته دانه گندم از نشاسته ( بيش از 90 درصد ) قند و دكسترين ، ( 3/2 و 5/3 –2) درصد ) تشكيل شده است . نشاسته بيشترين بخش (5/87%) آندوسپرم را تشكيل مي دهد ومهمترين و با اهميت ترين مواد ذخيره اي دانه گندم مي باشد . مواد غير ازته دانه بصورت گرانول و تقريبا" گرد به قطر 40 – 28 ميكرون مي باشد . گرانول هاي كوچك در قسمت ديواره آندوسپرم وگرانول هاي بزرگ در مركز آن ديده مي شوند هر چه ميزان ازت كل دانه افزايش يابد ميزان نشاسته دانه گندم كاهش مي يابد.
مواد پروتئيني :
مواد پروتئيني دانه گندم بين 24-8 درصد متغير است از نظر ارزش غذايي مواد پروتئيني مهمترين بخش دانه گندم مي باشد .مواد پروتئيني دانه گندم به عوامل ژنتيكي (رقم) و محيطي موثر رشد ونمو مانند دما ، ميزان ازت خاك ، طول روز و مدت زمان رسيدن دانه بستگي دارد .
تشكيل و رسيدن دانه :
بعد از گرده افشاني فرآورده هاي فتوسنتزي با سرعت زياد به طرف دانه هاي در حال رشد متتقل ميشوند . در عين حال فعاليت فتوسنتزي پيش از ظهور سنبله نيز با تعيين پتانسيل قدرت بار دهي به طور غير مستقيم بر عملكرد دانه موثر مي باشد ، زيرا تعداد سنبلچه هاي هر سنبله قبل از ظهور سنبله تعيين مي گردد. ونيز در طول اين مدت است كه پتانسيل سطحي كه بايد بعد از ظهور سنبله در عمل فتوسنتز فعاليت كند تعيين مي گردد .
در مرحله رسيدن دانه كه حدود 35 – 32 روز طول مي كشد ، مواد غذايي كه قبلاَ توسط برگها ساخته شده به شدت در دانه ذخيره مي گردد .مواد آلي ازته اولين موادي هستند . كه در دانه
ذخيره ميگردند . اكثر ماده خشك تشكيل دهنده دانه از فرآورده هاي فتوسنتزي بعد از باز شدن گلها ساخته مي شود ، زيرا برگهاي پايين ساقه در مراحل بعدي رسيدن دانه مسن و غير فعال مي باشند و مقدار ذخايرموجود در خود ساقه نيز كم است .
بدين سبب ارزيابي عملكرد در درجه اول به اندازه و مدت فتوسنتزي قسمتهاي از گياه بستگي دارد كه بعد از ظهور سنبله هنوز سبز مي باشند ، در شرايط خشك يا نيمه خشك كمك نسبي سنبله به عمل فتوسنتز بوده و در نتيجه توليد عملكرد دانه به بيشترين حد خود مي رسد . دانه ها بعد از 15 روز و جنين بعد از 25 روز به حداكثر رشد طولي خود مي رسند . حدوداَ تا 10 روز بعد ، افزايش وزن دانه بسيار شديد مي باشد .وزن دانه ها تا حدود 24 روز بصورت خطي ادامه دارد و بعد از آن به آهستگي كاهش مي يابد .
اما درصدماده خشك دانه تا 10 روز اوليه حدوداَ ثابت و بعد از آن بصورت خطي افزايش مي يابد .
يكي از اهداف مهم در برنامه هاي به نژاد ي معرفي ارقام سازگار براي كشت در يك منطقه است .در اين راستا عكس العمل ارقام در محيط هاي مختلف بررسي و نتايج جهت بكارگيري عملي ارائه مي گردد .
شاخص هاي متعددي براي ارزيابي واكنش گياهان زراعي به شرايط محيطي و تعيين ميزان تحمل آن ها به تنش بكار گرفته شده است . از جمله اين شاخص ها مي توان به شاخص هاي Mp(mean productivity ), TOL(Tolerance) پيشنهادي روزيل و هامبلين (1981) شاخص حساسيت به تنش SSI (Stress susceptibility Index) پيشنهادي فيشر و مائورر (1978) و شاخص تحمل به تنش STI(Stress Tolera nce Index) فرنانوز در سال 1922 ميلادي اشاره نمود .
مطالعات متعددي رابطه واكنش ارقام در شرايط تنش گرما و خصوصيات نقش گرماي آخر فصل متداول در مناطق خشك و نيمه خشك انجام شده است كه در اين رابطه شاخص هاي فوق مورد بررسي قرار گرفته اند خليل زاده و كربلايي در بررسي اثر تنش گرماي بر لاينهاي پيشرفته گندم دوروم با استفاده از شاخص فرناندز ، لاين هاي مورد بررسي خود را به چهار گروه ، ژنوتيب هاي داراي عملكرد بالا در هر دو شرايط ( گروه A) ، ژنوتيپ هاي داراي عملكرد بالا در شرايط مطلوب ( گروه B) ژنوتيپ هاي با عملكرد در شرايط تنش (گروه C ) وژنوتيپ هايي با عملكرد كم در هر دو شرايط گروه D تقسيم بندي نموده و ژنوتيپ هايي كه حساسيت كمي به شرايط تنش از خود نشان دادند را به منظور كشت در مناطق گرمسيري و نيمه گرمسيري معرفي نمودند و بطور ك
لي هر يك از روابط استفاده شده در ارزيابي ارقام در شرايط تنش از معايب و مزاياي خاص خود برخوردار هستند .
بر اساس تحقيقاتي كه در سال زراعي 80 -1379 در ايستگاه تحقيقات كشاورزي اهواز وابسته به مركز تحقيقات كشاورزي استان خوزستان با مشخصات جغرافيايي 40: ه 20 طول شرقي و 20 : ه 32 عرض شمالي در مقاله بررسي گرماي بعد از گرده افشاني بر ارقام گندم توسط عادل مدحج ، احمد نادري ، سيد عطا الله سيادت ذكر شده اجرا گرديد. بر اساس نتايج حاصل از تجزيه خاك محل آزمايش بافت خاك رسمي لومي بود . متوسط درجه حرارت در فصل رشد گياه ، ميانگين حداكثر و حداقل آن به ترتيب 9/19 ، 8/25 و 1/14 بود .
نتايج و بحث : لازم به ذكر است كه ارقام مورد استفاده در آزمايش 3 رقم گندم نان ( فونگ چمران ، استار) و 3 رقم گندم دو روم (شوا و استورگ و گرين ) بودند .
نتايج تجربه واريانس داده هاي مربوط به عملكرد دانه و اجزاء آن كه در شرايط مطلوب بدست آمده بود نشان مي دهد كه درميان ازقامگندم رقم چمران از تعداد سنبله بيشتري برخوردار بود و از پنجه
هاي بارور بيشتر نيز بهره مند بود.
بيشترين و كمترين تعداد دانه در سنبلچه در ارقام گندم به ترتيب ارقام استورك و شوا تعلق داشت ، رقم گرين بيشترين و چمران كمترين وزن دانه را به خود اختصاص داد .
وزن دانه ارقام دو روم از وزن دانه ارقام نان بيشتر بود . رقم گرين با ساير ارقام تفاوت معني دار نشان داد .در شرايط تنش گرما نتايج مربوط به عملكرد دانه و اجزاي آن در اقام مورد مطالعه ارائه شده است نشان مي دهد كه تفاوت عملكرد دانه ، تعداد دانه در سبنلچه و تعداد دانه در سنبله در ارقام مورد مطالعه معني دار نبوده است مقايسه ميانگين هاي عملكرد دانه نشان داد كه بيشترين عملكرد دانه مربوط به رقم چمران و كمترين مربوط به رقم استار اختصاص داشت رقم زود رس فونگ به دليل اتمام مراحل فنولوژيك رشد قبل از فرا رسيدن گرماي شديد آخر فصل ، در شرايط تنش عملكرد نسبتاً خوبي داشت . اين نتايج با يافته هاي دانايي و همكاران مبني بر عملكرد بالاي رقم چمران در شرايط تنش گرما و عملكرد كم رقم گندم ، رقم چمران بالاترين تعداد سنبله در واحد
سطح را به خود اختصاص داد همچنين وزن تك دانه در ارقام شوا و استورك به ترتيب بيشترين وكمترين بود هر چند كه مطالعات مختلف نشان مي دهد كه ارقام دو روم از وزن دانه بيشتري نسبت به ارقام گندم نان برخوردار هستند . اما در شرايط تنش رقم استورك وزن دانه كمتري نسبت بر ساير ارقام داشت .
