مقاله بررسی زراعت ذرت

دسته بندي : فنی و مهندسی » کشاورزی و زراعت
مقاله بررسي زراعت ذرت در 51 صفحه ورد قابل ويرايش

فهرست مطالب


عنوان صفحه


مقدمه..................................................................................................................... 2
1- ذرت................................................................................................................. 6

1-1. منشاء و تاريخچه ذرت................................................................................ 6

2-1. اهميت محصول ذرت................................................................................... 7

3-1. طبقه بندي ذرت............................................................................................ 8

4-1. ويژگيهاي انواع ذرت.................................................................................... 10

5-1. فنولوژي ذرت.............................................................................................. 11

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

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

3-5-1. مرحله تشكيل گل آذين نر تا ظهور تارهاي ابريشمي.............................. 12

4-5-1. مرحله تشكيل تارهاي ابريشمي تا رسيدن دانه....................................... 13

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

1-6-1. رشد اندام هاي رويشي........................................................................... 13

1-1-6-1. ريشه................................................................................................... 13

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

2-6-1. رشد اندام هاي زايشي............................................................................ 14

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

8-1. دماي موردنياز............................................................................................. 15

9-1. رطوبت موردنياز.......................................................................................... 16

10-1. تنشهاي محيطي.......................................................................................... 17

11-1. خشكي و تنش خشكي................................................................................ 18

12-1. اثرات عوامل طبيعي اقليمي بر روي نياز آبي گياهان................................. 19
13-1.اثرات فيزيولوژيك تنش آب......................................................................... 21
14-1. تنش خشكيدر مرحله رشد رويشي گياه ذرت .......................................... 25
15-1.تنش خشكي و رشد زايشي ذرت ............................................................... 27
16-1. تنش خشكي و اثرات آن بر روي عملكرد و اجزاء عملكرد........................ 29
17-1.ساير صفات مرتبط با خشكي..................................................................... 33

1-17-1.محتويات نسبي آب برگ (RWC)............................................................ 33

2-17-1. پايداري غشاي سيتوپلاسمي................................................................. 34

18-1. مكانيزمهاي مقابله با تنش هاي خشكي...................................................... 36

1-18-1. مقاومت به خشكي................................................................................. 36

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

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

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

7-4-18-1. مكانيزم هاي روزنه اي.................................................................... 37

2-4-18-1. افزايش بازده فتوسنتزي.................................................................. 38

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

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

5-4-18-1. سيستمهاي كارآمد ريشه................................................................. 39

6-4-18-1. نسبت زياد ريشه به شاخه............................................................... 40

5-18-1. تحمل خشكي......................................................................................... 40

6-18-1. مكانيزم هاي تحمل خشكي.................................................................... 40

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

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

3-6-18-1. اجتناب در مقابل از بين رفتن پروتئين ها......................................... 41

19-1. چگونگي ازريابي مقاومت به خشكي.......................................................... 41

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

21-1. كارايي مصرف آب.................................................................................... 43







مقدمه

خشكي، خطري جدي براي توليد موفق ذرت در سراسر جهان محسوب مي شود. منابع آب شيرين در جهان محدوده بوده، و با افزايش جمعيت جهان نياز به استفاده از آب بيشتر مي شود و لذا منابع آب بطور فزآينده اي مورد تهديد قرار گرفته، و از آنجاكه بخش كشاورزي عمده ترين مصرف كننده آب بشمار ميرود، هر گونه صرفه جويي در اين بخش كمك مؤثري به توليد بهينه محصولات زراعي خواهد كرد (20). با در نظر گرفتن روند افزايش جمعيت جهان كه طبق پيش بيني هاي سازمان ملل، اين جمعيت در سال 2050 ميلادي به 4/14 ميليارد نفر خواهد رسيد (59) . بنابراين ضرورت توليدات غذايي جهت تامين نيازهاي مرتبط امري اجتناب ناپذير است.

ذرت گياهي است گرمسيري كه بدليل ويژگيهاي زياد از جمله قدرت سازگاري با شرايط اقليمي گوناگون مورد توجه توليد كنندگان قرار گرفته بطوريكه ذرت از نظر سطح زير كشت مكان، زراعت آن بعنوان يك گياه پر محصول جهت تأمين كالري مورد نياز بشر بطور مستقيم و غير مستقيم از اهميت ويژه اي برخوردار است . توليد ذرات در جهان در سال 2002 ، 589/189/602 تن بود . حدود 17 درصد سطح زير كشت جهاني ذرت آبياري مي شود كه از اين مقدار حدود 40 درصد مواد غذايي حاصل مي شود ( 8 و 40 ).

در ايران تقريباً 70 درصد مساحت كشور را اقليم خشك و نيمه خشك شامل مي شود كه متوسط بارندگي ساليانه آنها كمتر از 300 ميليمتر است (8)

از آنجائيكه مرحله گلدهي ذرت به عنوان حساسترين مرحله رشد و نمو ذرت با گرم ترين ماه سال ( تيرماه ) مطابقت دارد و معمولاً نزولات آسماني در اين موقع از سال رخ نمي دهد و از طرفي حداكثر نياز آبي محصولات رايج منطقه ( پنبه ، چغندر قند ، گوجه ) به همين زمان ارسال مربوط مي شود و ظرفيت شبكه هاي آبياري ، زراعت را در وضعيتي قرار داده كه فواصل آبياري ذرت طولاني شده و عملكرد كاهش مي يابد . ذرت در آب و هواي نيمه خشك مديترانه اي براي نيل به عملكرد دانه بالا نياز به آبياري تكميلي دارد (61)

خصوصيات مورفولوژي و فيزيولوژي زيادي ، در مقاومت به خشكي موثر هستند كه به عنوان شاخص هاي مورد انتخاب توصيه شده اند . براي مثال بسته شدن روزنه ها ، كاهش سطح برگ ، افزايش كارايي فتوسنتز ، رسوب چربيها ، توسعه سيستم ريشه اي ، مقاومت در برابر انتشار گازها ، تغيير در مقدار تركيبات آلي ، قندي و ازته ،اسيد آمينه پرولين ، تنظيم پتانسيل اسمزي ، تغييرات سرعت رشد نسبي ، و سرعت رشد محصول از اين جمله مي باشند (12) .

با توجه به خصوصيت اصلي زراعت در مناطق با محدوديت منابع آبي و لزوم گسترش سطح زير كشت با هدف افزايش محصولات زراعي در اين مناطق ، و با توجه به اينكه آبياري يكي از نيازهاي مهم توليدات كشاورزي محسوب مي شود . دستيابي به ژنوتيپ هاي محتمل به شرايط دشوار با كارايي بالاي مصرف آب ضروري بنظر مي رسد .

بنابراين شناسايي مراحلي از رشد كه در آنها به آب كمتري نياز است و حذف آبياريهاي غير ضروري و نيز تعيين مراحل حساس به قطع آب و همچنين يافتن ژنوتيپ هاي محتمل به تنش آبي باعث افزايش كارايي مصرف آب همراه با افزايش سطح زير كشت و نهايتاً عملكرد اقتصادي خواهد شد . مطالعات جدي پيرامون شرايط نامساعد محيطي و عكس العمل گياهان نسبت به آنها از سال 1941 در دنيا شروع شده است (11).

1-ذرت :

1-1-تاريخچه ذرت :

مبداء اوليه ذرت به طور دقيق مشخص نيست . زيرا اجداد وحشي آن شناخته نشده است (71).

فرضيه هاي زيادي در باره طرز پيدايش ذرت وجود دارد . يكي از اين فرضيه ها اين است كه ذرت ممكن است از يك گونه يك ساله وحشي بنام تئوسينت يا تريپساكم به وجود آمده باشد . فرضيه ديگر اينكه ذرت احتمالاً از تلقيح طبيعي تئوسينت با تريپساكم بوجود آمده است و تئوري جديد اين است كه اين گياه از ذرت غلاف دار به دست آمده باشد (21و32).

منشاء اوليه ذرت آمريكاي مركزي است . قبل از كشف قاره جديد ذرت اصلي ترين زراعت جهت تأمين مواد غذايي در آمريكاي مركزي و شمالي و جنوبي بوده است . بررسي هاي سنگواره اي نشان داده است كه ذرت حدود 4500 سال قبل از ميلاد مسيح به صورت يك گياه زراعي در مكزيك مكشت گرديده است . والدن سه مبداء اوليه براي ذرت ذكر كرده است( پرو ، مكزيك ، گواتمالا ).

و ايلوف مبداء اوليه ذرت را جنوب مكزيك ، آمريكاي مركزي ، آمريكاي جنوبي ذكر كرده است .

ذرت به دليل ويژگيهاي زياد از جمله قدرت سازگاري با شرايط اقليمي گوناگون در دنيا گسترش يافت . در حال حاضر بيش از 140 ميليون هخكتار از اراضي دنيا به كشت ذرت اختصاص يافته است . از نظر سطح زير كشت رتبه سوم و از نظر توليد و عملكرد رتبه او ل را در بين غلات به خود اختصاص داده است (21و32).

هم اكنون ايالات متحده آمريكا ، كشورهاي اروپاي شرقي ، روسيه ، چين ، و آرژانتين كشورهاي عمده توليد ذرت در جهان محسوب مي شوند . ايالات متحده آمريكا مهمترين صادر كننده و ژاپن و كشورهاي اروپاي غربي عمده ترين وارد كننده آن هستند (21).

2-1- اهميت محصول ذرت

ذرت بـه دـليل ويژگيهاي بسيار زياد خود ، به دويژه به دليل قدرت سازي با شرايط اقليمي گوناگون ، بسيار زود در تمام دنيا گسترش يافت و مكان سوم را بعد از گندم و برنج از نظر سطح زير كشت به خود اختصاص داد . ذرت علاوه بر آنكه يك علوفه مطلوب براي گندم مي باشد . از نظر تامين انرژي نيز بي نظير است و به همين دليل امروزه در تغذيه مرغ به عنوان يك غذاي پر انرژي داراي اهميت بسيار زياد است ذرت در صنايع كاغذ سازي ، مقوا سازي ، استفاده مي شود . و همچنين از چوب بلال در تهيه اسيد استيك ، قطران و فورفورال كه در صنايع رنگ و لاستيك سازي به كار مي رود استفاده مي شود (32).

ذرت به دليل اهميت آن در تغذيه طيور و توليد مرغ و تخم مرغ مورد توجه وزارت كشاورزي بوده و توليد آن طي سالهاي 1380 –1371 از رشد خوبي برخوردار بوده ، بطوريكه سطح زير كشت از 60 هزار هكتار به 218 هزار هكتار افزايش چشمگيري داشته است (6). از جمله پتانسيل هاي ديگري كه باعث گرديده است كه اين گياه به مقدار بسيار زيادي گسترش يابد . عبارت است از سازگاري وسيع كـه بـه مـوجب آن، امروزه ذرت در سطح وسيعي از مناطق پست تا مناطق مرتفع ( تا ارتفاع 3960 متري در سلسله جبال آند ) و عرض هاي جغرافيايي متفاوت ( حدود 35 درجه جنوبي در شيلي و 58 درجه شمالي در روسيه و سوئد ) كاشته مي شود . همچنين ذرت به دليل عملكرد قابل توجه (هر بذر ذرت در شرايط مساعد قادر است بين 400 تا 1000 عدد دانه توليد كند ) ، مقاومت نسبت به خشكي و ورس ، قدرت پذيرش كامل مكانيزاسيون در مراحل مختلف كاشت، داشت و برداشت، پذيرش كشت هاي متوالي، پوشش بلال ( هر بلال بوسيله پوشش هاي خود به خوبي از صدمات باران، پرندگان و ريزش محافظت مي شود)، كارايي مصرف آب در ذرت بالاست)، سهم عمده و روز افزون در تامين مواد غذايي انسان، و دام، و مصارف صنعتي از دلايل عمده توسعه كشت ذرت در دنيا مي باشد
(4 و32)

گياهان از نظر واكنش با آب به سه دسته تقسيم مي شوند(9).

الف-هيدروفيت ها: گياهان آبزي كه به آب زيادي نياز داشته و تنها در خاك هاي اشباع شده از آب مي توانند به زندگي ادامه دهند.

ب-مزوفيت ها: به مقدار متوسطي آب نياز دارند . بيشتر گياهان در اين گروه قرار دارند.

ج-اگزوفيت ها: با مقدار كم آب به زندگي خود ادامه مي دهند.

لويت (1980) ابراز مي دارد، كه گياهان با دو روش فرار و مقاومت به خشكي مي توانند در شرايط محدوديت آب و يا تنش خشكي زنده بمانند (68).

2-18-1-فرار از خشكي

ساده ترين راه سازگاري به شرايط خشك فرار از خشكي است. در اين حالت گياه دوره زندگي خود را به هنگام وفور آب تكميل مي كند، و ازخشكي فرار مي كند. زودرسي يكي از مكانيزمهاي فرار از خشكي به وسيله گياه مي باشد(17).گياهاني كه نمي توانند از دوره هاي خشكي فرار كنند، اساساً مي توانند به طروق اجتناب از خشكي و تحمل خشكي، نسبت به اين شرايط سازگارشوند(23).

3-18-1- اجتناب از خشكي

اجتناب از خشكي عبارت است از توانايي گياه در حفظ بيلان مناسب آبي و آماس مناسب سلولي در شرايط كمبود آب. بنابراين گياهان با كمك مكانيزمهاي اجتناب، دوره هاي خشكي را بدون اينكه صدمه ببينند، پشت سر مي گذارند. اجتناب از خشكي عمدتاً به وسيله خصوصيات مورفولوژيكي و آناتوميكي خاص گياه صورت مي گيرد(23). صفات خشكي پسند، صفات كمي هستند كه در اثر محيط تغيير مي نمايند(10). بيلان مناسب آب در شرايط خشك و به دو طريق زير مي تواند حاصل شود(23):

1- ذخيره آب از طريق كاهش تبخير و تعرق در قبل از خشكي و يا به مجرد بروز تنش كه به اينگونه از گياهان ، گياهان ذخيره كننده مي گويند(10).

2- از طريق جذب آب به مقدار كافي به طوريكه آب از دست رفته مجدداً تامين گردد. به اينگونه از گياهان، گياهان مصرف كننده مي گويند (10 و 68).

4-18-1-صفات مرتبط با اجتناب از خشكي:

1-4-18-1- مكانيزمهاي روزنه اي:

حدود 90 درصد تعرق از راه روزنه صورت مي گيرد. روزنه ها مقدار تلفات آب را از طريق بسته شدن آنها در طي دوره كمبود آب كاهش مي دهند. همچنين موجب كاهش ميزان فتوسنتزنيز ميشود.

بـاز شدن روزنـه ها در نـتيجه افزايش پتانسيل فشاري سلول هاي محافظ روزنه نسبت به سلول هاي اطراف روزنه ها مي باشد. اين آماس، عكس العمل گياه، نسبت به محرك محيطي است، كه بعضيمواقع اين محرك ورود يونهاي پتاسيم مي باشد، كه بر تنظيم فشار اسمزي اثر مي گذارد. بنابراينتنش آب موجب كاهش اندازه شكاف روزنه ها مي شود. كه اين ممكن است در اثر انتقال اسيدآبسزيك (ABA) از كلروپلاست به آپوپلاستسلول محافظ روزنه باشد، كه متابوليسم يوني و غشاي پلاسمايي را تغيير داده، و باعث بسته شدن روزنه ها مي شو، و در نتيجه ميزان تعرق، كاهش مي يابد(91). همچنين مكانيسم ديگر در جهت بسته شدن روزنه ها ، پاسخ به علائم شيميائي ( احتمالاً ABA ) است كه بوسيله ريشه هايي كه در معرض كمبود آب قرار مي گيرند، بوجود آمده و از طريق آوند چوبي به آپوپلاست سلول محافظ منتقل مي گردد، و باعث بسته شدن روزنه ها و نهايتاً كاهش تعرق مي شود (90). تعداد روزنه ها كه متاثر از ژنوتيپ ها ومحيط مي باش، در مقايسه با باز و بسته بودن روزنه تاثير كمتر بر ميزان تعرق مي گذارند (13). ثابت شده است، كه همبستگي بالاي بين عرض سوراخ روزنه ها و تلفات آب به ازاي واحد سطح برگ وجود دارد (26).

2-4-18-1-افزايش بازده فتوسنتزي:

يكي از راهها جهت رفع محدوديت هاي فتوسنتزي، كه در اثر بسته شدن روزنه ها ايجاد شده و به عنوان وسيله اي جهت افزايش مقاومت در برابر اتلاف آب توسط تعرق عمل مي كند، جذب بيشتر CO2 در هر مورد ، كه روزنه ها باز مي شوند، مي باشد(12). ذرت گياهي است، با مسير فتوسنتزي C4 كه داراي آنزيم اوليه كربوكسيل كننده اي است،كه فعاليت بالقوه و ميل تركيب آن با CO2 بسيار زياداست. در حضور چنين انزيمي عليرغم محدوديت نسبي باز شدن روزنه ها و غلظت داخلي كم CO2 ، شدت تثبيت CO2 را مي‌توان در حد بالايي حفظ نمود همچنين در گياهان C4 مواد فتوسنتزي با سرعت از برگ ها به ساير قسمت ها منتقل مي شوند،و بدين وسيله از كندي فتوسنتز كه منجر به تجمع مواد فتوسنتزي در برگها مي شود، جلوگيري مي كنند.




3-4-18-1- كاهش مساحت برگ:

يكي از راههاي كاهش تلفات آب در گياهان از جمله ذرت، قابليت آنها در كاهش سطح تعرق كننده مي باشد. و ساده ترين راه كاهش دهنده سطح تعرق، شايد پيچيدن، و لوله شدن برگها در زمان تنش آب باشد (12). يكي از سازگاريهاي مهم گياه ذرت در هنگام كمبود آب كاهش دادن سطح برگ به منظور كاهش سطح تعرق مي باشدكه موجب استفاده بهينه از آب ومواد غذايي در جهت توليد مي شود(52و94).

4-4-18-1- وفور و محل روزنه هاك

كـاهش تعداد روزنه ها مي تواند موجب تاخير در شدت كمبود آب گردد. در بعضي گونه ها روزنه ها در حفره هايي در برگ قرار دارند، و اين خصوصيت، از طريق محدود نمودن برخورد جريان هوا با برگ، مي تواند تعرق را كاهش دهد(12).

5-4-18-1- سيستمهاي كارآمد ريشه:

گياهان عمدتاً از طريق توسعه سيستم ريشه اي و نه از طريق تغييرات ساختماني، نسبت به شرايط خشك سازگار مي شوند، مفهوم سيستم گسترده ريشه علاوه بر رشد عمقي و جانبي ريشه،شامل تراكم ريشه ها در واحد حجم خاك و تعداد ريشه هاي ظيف ثانويه نيز مي شود. از سازگاري هاي

ديگر بعضي از گياهان خشكي پسند از جمله ذرت، واكنش آنها به مرطوب شدن خاك از طريق تشكيل سريع ريشه هاي ثانويه ( ريشه هاي باراني ) مي باشد. يكي از خصوصيات مهم عده اي از گـياهان زراعي، قـابليت واكـنش سريع آنـها بـه تـغييرات مـحتواي رطـوبت، از طـريق رشد سريع ريشه هاي آنان به طرف منبع رطوبت قابل دسترس مي باشد(12).