دانشگاه علوم کشاورزي و منابع طبيعي ساري
دانشکده کشاورزي
پاياننامه دوره کارشناسي ارشد در رشته زراعت
موضوع:
اثر نيتروژن و تغييرات نسبت مبدأ-مقصد بر ويژگيهاي زراعي و عملکرد ذرت تحت شرايط استان فارس
نام دانشجو:
مهيار اسپنوي
اساتيد راهنما:
دکتر همتالله پيردشتي
دکتر يحيي امام
بهمن ماه 1389
چکيده
از آنجا که به نظر مي‌رسد تعداد برگ در هيبريدهاي ذرتي که در استان فارس کشت مي‌شود زياد است، هدف از انجام پژوهش حاضر اين بود که با کاهش تعداد برگ‌ها امکان تسهيم مواد پروردهي بيشتري به دانه‌ها در جهت افزايش عملکرد دانه اين محصول راهبردي فراهم گردد. در راستاي اين هدف، در مطالعه مزرعهاي حاضر به بررسي اثر سطوح نيتروژن و تغييرات نسبت مبدأ-مقصد بر ويژگيهاي زراعي و عملکرد دانه ذرت سينگلکراس 704 در سال زراعي 1388 در مزرعه تحقيقاتي دانشکده کشاورزي دانشگاه شيراز به صورت کرت يکبار خرد شده در قالب طرح بلوکهاي کامل تصادفي و در چهار تکرار انجام شد. فاکتور اصلي سطوح نيتروژن (0 و 110 کيلوگرم اوره در هکتار در مرحله 11 برگي) و فاکتور فرعي سطوح دستورزي (شاهد، حذف 50 درصد بلال در مرحله silking50%، پاکتگذاري روي بلال و حذف برگ-هاي بالاي بلال 3 هفته بعد از silking) در نظر گرفته شد. نتايج نشان دادند که محدود کردن مقصد باعث کاهش عملکرد و اجزاي عملکرد دانه، ماده خشک بلال، شاخص برداشت دانه و نيتروژن جذب شده گرديد، در حالي که برگزدايي جزئي تنها شاخص سطح برگ را کاهش داد و تأثيري بر صفات مذکور نداشت، که نشاندهندهي محدوديت مقصد در ذرت است. با توجه به نتايج آزمايش، کاربرد کود نيتروژن در مرحله 11 برگي به عنوان کود کمکي نتوانست اثر معنيداري روي صفات اندازهگيري شده داشته باشد. بنابراين با توجه به مقصد محدود بودن ذرت و اينکه کاهش جزئي برگ تأثيري بر روي عملکرد دانه آن ندارد، ميتوان با کاهش تعداد جزئي برگ، تراکم گياه را افزايش داد و باعث افزايش عملکرد در واحد سطح شد.
واژه-هاي کليدي:
ذرت، تغييرات مبدأ-مقصد، نيتروژن، عملکرد و اجزاي عملکرد.
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول: مقدمه 9
1-1- اهميت ذرت 10
1-2- گياهشناسي ذرت 12
1-3- نگرشي بر روابط مبدأ-مقصد در ذرت 14
1-4- نگرشي بر اثرات نيتروژن بر ذرت 16
فصل دوم: مروري بر منابع علمي 21
2-1- تأثير برگزدايي بر تغيير نسبت مبدأ-مقصد 22
2-2 تأثير برگزدايي بر عملکرد و اجزاي عملکرد 28
2-3- تأثير نيتروژن بر رشد و خصوصيات مورفولوژيک در گياهان زراعي 38
2-4- تأثير نيتروژن بر عملکرد و اجزاي عملکرد 39
2-5- تأثير نيتروژن بر شاخص برداشت و راندمان استفاده از آب 43
فصل سوم: مواد وروش ها 44
3-1- مشخصات جغرافيايي محل آزمايش 45
فصل چهارم: بحث و نتيجهگيري 50
4-1- تعداد دانه در رديف 51
4-2- تعداد رديف دانه در بلال 57
4-3- تعداد دانه در بلال 58
4-4- وزن هزار دانه 60
4-5- عملکرد دانه 63
4-6- طول بلال 65
4-7- ماده خشک بلال 70
4-8- ماده خشک پوست بلال 72
4-9- ماده خشک محور بلال 73
4-10- ماده خشک دسته بلال 75
4-11- عملکرد بيولوژيک 77
4-12- شاخص برداشت دانه 78
4-13- شاخص سطح برگ 84
4-14- درصد نيتروژن دانه 86
4-15- درصد پروتئين دانه 88
4-16- نيتروژن جذب شده 90
4-17- ميانگين کلروفيل بوته 91
نتيجهگيري و پيشنهادات 95
نتيجهگيري 96
پيشنهادات 97
منابع 98
فهرست نمودارها
عنوان صفحه
4-1- مقايسه سطوح دستورزي از نظر تعداد دانه در رديف بلال 56
4-2- مقايسه اثر متقابل سطوح نيتروژن و سطوح دستورزي از نظر تعداد دانه در رديف بلال 56
4-3- مقايسه سطوح دستورزي از نظر تعداد رديف دانه در بلال 57
4-4- مقايسه اثر متقابل سطوح نيتروژن و سطوح دستورزي از نظر تعداد رديف دانه در بلال 58
4-5- مقايسه سطوح دستورزي از نظر تعداد دانه در بلال 59
4-6- مقايسه اثر متقابل سطوح نيتروژن و سطوح دستورزي از نظر تعداد دانه در بلال 60
4-7- مقايسه سطوح دستورزي از نظر وزن هزار دانه 62
4-8- مقايسه اثر متقابل سطوح نيتروژن و سطوح دستورزي از نظر وزن هزار دانه 62
4-9- مقايسه سطوح دستورزي از نظر عملکرد دانه 64
4-10- مقايسه اثر متقابل سطوح نيتروژن و سطوح دستورزي از نظر عملکرد دانه 64
4-11- مقايسه سطوح دستورزي از نظر طول بلال 69
4-12- مقايسه اثر متقابل سطوح نيتروژن و سطوح دستورزي از نظر طول بلال 69
4-13- مقايسه سطوح دستورزي از نظر ماده خشک بلال 71
4-14- مقايسه اثر متقابل سطوح نيتروژن و سطوح دستورزي از نظر ماده خشک بلال 71
4-15- مقايسه اثر متقابل سطوح نيتروژن و سطوح دستورزي از نظر ماده خشک پوست بلال 72
4-16- مقايسه سطوح دستورزي از نظر ماده خشک محور بلال 74
4-17- مقايسه اثر متقابل سطوح نيتروژن و سطوح دستورزي از نظر ماده خشک محور بلال 74
4-18- مقايسه سطوح دستورزي از نظر ماده خشک دسته بلال 76
4-19- مقايسه اثر متقابل سطوح نيتروژن و سطوح دستورزي از نظر ماده خشک دسته بلال 76
4-20- مقايسه اثر متقابل سطوح نيتروژن و سطوح دستورزي از نظر عملکرد بيولوژيک 78
4-21- مقايسه سطوح دستورزي از نظر شاخص برداشت 80
4-22- مقايسه اثر متقابل سطوح نيتروژن و سطوح دستورزي از نظر شاخص برداشت 80
4-23- مقايسه سطوح دستورزي از نظر شاخضص سطح برگ 85
4-24- مقايسه اثر متقابل سطوح نيتروژن و سطوح دستورزي از نظر شاخص سطح برگ 85
4-25- مقايسه سطوح دستورزي از نظر درصد نيتروژن دانه 87
4-26- مقايسه اثر متقابل سطوح نيتروژن و سطوح دستورزي از نظر درصد نيتروژن دانه 87
4-27- مقايسه سطوح دستورزي از نظر درصد پروتئين دانه 89
4-28- مقايسه اثر متقابل سطوح نيتروژن و سطوح دستورزي از نظر درصد پروتئين دانه 89
4-29- مقايسه سطوح دستورزي از نظر نيتروژن جذب شده 90
4-30- مقايسه سطوح دستورزي از نظر ميانگين کلروفيل بوته 92
4-31- مقايسه اثر متقابل سطوح نيتروژن و سطوح دستورزي از نظر ميانگين کلروفيل بوته 92
فهرست جداول
عنوان صفحه
3-1- نقشه طرح آزمايشي 46
3-2-ويژگيهاي فيزيکوشيميايي خاک محل آزمايش (باجگاه) 47
4-1 نتايج تجزيه واريانس عملکرد و اجزاي عملکرد ذرت 53
4-2-تأثير سطوح نيتروژن و دستورزي بر عملکرد و اجزاي عملکرد ذرت 54
4-3-برهمکنش سطوح نيتروژن و سطوح دستورزي بر عملکرد و اجزاي عملکرد ذرت 55
4-4- نتايج تجزيه واريانس برخي خصوصيات زراعي ذرت 66
4-5- تأثير سطوح نيتروژن و دستورزي بر برخي ويژگيهاي زراعي ذرت 67
4-6- برهمکنش سطوح نيتروژن و سطوح دستورزي بر برخي ويژگيهاي زراعي ذرت 68
4-7- نتايج تجزيه واريانس برخي خصوصيات ذرت 81
4-8- تأثير سطوح نيتروژن و دستورزي بر برخي ويژگيهاي زراعي ذرت 82
4-9- برهمکنش سطوح نيتروژن و سطوح دستورزي بر برخي ويژگيهاي زراعي ذرت 83
5-9- جدول همبستگي 93
فصل اول
مقدمه
فصل اول
مقدمه
1-1- اهميت ذرت
با افزايش روز افزون جمعيت در کره خاکي و نياز به افزايش عملکرد گياهان زراعي، تأمين مواد غذايي از جمله برنامه‌هاي وسيع و دامنه‌داري است که باعث شده پژوهشگران در اين زمينه پژوهشهاي جديدي را دنبال کنند (ايوانز، 1377) . توليد غذا از گياهان زراعي براي بقاي انسان و ساير موجودات زنده امري حياتي است، به طوري که حدود 70 درصد غذاي جمعيت جهان مستقيماً از گياهان زراعي بدست مي‌آيد (تيير و پيت، 1372). دوسوم از ماده خشک قابل مصرف انسان را غلات تشکيل مي‌دهند که 54 درصد از آن به گندم، برنج و ذرت1 اختصاص دارد (ايوانز، 1377) . تقريباً 55 درصد از پروتئينها، 15 درصد چربيها، 70 درصد کروهيدراتها و به طور کلي 55-50 درصد کالري مورد نياز انسان در دنيا بوسيله غلات تأمين ميشود (نورمحمدي و همکاران، 1376).
از نحوه ورود ذرت به ايران و سابقه کاشت آن اطلاع مستندي در دست نيست. احتمالاً ذرت براي اولين بار توسط پرتغالي‌ها از طريق آب‌هاي جنوب وارد کشور شده است (عليياري، 1373). کشت ذرت دانه‌اي در ايران تا سال 1350 به صورت پراکنده و در بين ساير زراعت‌هاي اصلي صورت گرفته است. در سال 1353 سطح کشت اين محصول به صورت علوفه و دانه برابر 22 هکتار و متوسط عملکرد دانه آن 2/5 تن در هکتار بوده است (رسولاف، 1376). بعد از پيروزي انقلاب اسلامي و قبل از شروع برنامه پنج سال اول روند افزايش سطح زيرکشت کند بود، به طوري که در سالهاي 1358 و 1359 سطح زيرکشت به ترتيب تا ميزان 10 هزار و 8 هزار هکتار کاهش يافت ولي از سال 1360 به بعد تغييراتي در سطح زيرکشت رخ داد، به طوري که از 15 هزار هکتار سطح زيرکشت ذرت در آن سال، سطح زير کشت به 120 هزار هکتار در سال 1374 افزايش پيدا کرد (فائو2، 1995).
کشت ذرت در استان فارس، از سال 1349 در سطح پنج هکتار در شهرستان فسا شروع و سپس در سال 1352 با همکاري کارشناسان ذرت از يوگسلاوي و روماني در سطح 100 هکتار، ارقام هيبريد توسعه يافت (مديريت هماهنگي و برنامه و بودجه سازمان کشاورزي استان فارس، 1372). از سال 1362 به بعد با حمايت‌هاي دولتي، سطح زير کشت آن افزايش يافت. بر طبق آمار موجود در استان فارس سطح زيرکشت ذرت دانه‌اي در سال زراعي 88ـ1387 برابر با 50366 هکتار، کل ذرت دانه‌اي توليد شده برابر با 04/423042 تن و عملکردي برابر با 36/8399 کيلوگرم در هکتار مي‌باشد که نيمي از ذرت کشور را توليد مي‌کند.
توسعه سطح زير کشت و افزايش عملکرد اين محصول اساسي، به منظور تأمين مادهي اوليه مواد خام غذايي انسان، معادل 25ـ20 درصد، خوراک دام و طيور 75ـ70 درصد، مواد خام صنايع غذايي و صنعتي معادل 5 درصد، براي توليد نشاسته، روغن، کنجاله، گلوتن خوراکي و غيره از اولويت‌هاي کار وزارت کشاورزي بوده است (رسولاف، 1376). با ظهور فناوري زيستي، به نظر مي‌رسد که دورگه‌هايي از ذرت براي مصارف صنعتي ويژه پديد آيد ( امام و ثقهالاسلامي، 1384).
1-2- گياهشناسي ذرت
ذرت که در آمريکاي شمالي به نام Corn شناخته مي‌شود، يکي از سه غله اصلي جهان است (تولن آر3 و ديير4، ‌1999). ذرت پس از گندم و برنج، مهم‌ترين ماده‌ي غذايي دنيا را تشکيل مي‌دهد (امام، 1386). اگر چه در مورد منشأ و تکامل اوليه‌ي ذرت توافق کمي وجود دارد، اما توافق کلي بر آن است که ذرت ابتدا نزديک به 7000 تا 10000 سال پيش در جنوب مکزيک اهلي شده است. پس از اهلي شدن، ذرت به سرعت در آمريکاي شمالي و جنوبي انتشار يافته و پس از سکونت اروپائيان در شمال شرقي ايالات متحده و جنوب کانادا به آنجا رسيده است. پس از کشف آمريکا توسط اروپايي‌ها، ذرت به سرعت در سرتاسر اروپا پراکنده شد و از آنجا به ساير نقاط جهان انتشار يافت (امام و ثقهالاسلامي، 1384).
ذرت گياهي رشد محدود و يکساله بوده که برگ‌هاي بزرگ، بلند و کشيده (تقريباً با پهناي 1 به 10 در مقياس طول) به صورت متناوب در طول يک ساقه مستحکم توليد مي‌شوند. ويژگي متمايز اين گياه علفي، مجزا بودن اندام نر و ماده روي يک بوته مي‌باشد. بر خلاف ساير گياهان علفي که گلهاي کامل توليد مي‌کنند، ذرت توليد گلآذين نر5 کرده که در قسمت بالاي گياه به وسيله نقطه نموي انتهايي ساقه6 توليد مي‌شود؛ و گلآذين ماده7 از رشد جوانه جانبي از محورهاي برگ نمايان مي‌شود. اين گياه تکلپه و متعلق به خانواده گندميان مي‌باشد. گلآذين نر به صورت يک خوشه آويزان توليد جفت سنبلک‌هايي مي‌کند که هر کدام دربرگيرندهي يک گلچه بارور و يک گلچه عقيم مي‌باشد. گلآذين ماده، به صورت يک سنبله توليد کننده جفت سنبلکهايي است که به صورت بسيار متراکم بر روي محور بلال8 قرار گرفته‌اند. هر کدام از سنبلک‌هاي ماده شامل دو گلچه بارور بوده که يکي از تخمدان‌هاي دو گلچه بارور تشکيل دانه بالغ شده ذرت را مي‌دهد؛ ميوه منفرد ذرت از نظر گياهشناسي يک گندمه است؛ ميوه خشکي که شامل يک بذر منفرد بوده و به بافت داخلي ميوه (ديواره تخمدان) چسبيده است (امام، 1386).
ذرت از لحاظ فتوسنتزي گياهي چهار کربنه (C4) است و گرچه دامنه سازگاري آن گسترده است، ولي در اقليم‌هاي گرمسيري رشد بهتري مي‌کند. ذرت از جمله گياهاني است که عملکرد دانه آن در عرض‌هاي جغرافيايي بالاتر از خاستگاه خويش، زياد‌تر مي‌باشد. اين موضوع بيانگر توسعه‌ي اقتصادي و استفاده‌ي بيشتر از نهاده‌ها در توليد اين محصول در عرض‌هاي جغرافيايي بالاتر است (امام، 1386).
پتانسيل عملکرد ذرت در واحد سطح به گونه اي است که برداشت 15 تا 20 تن دانه در هکتار در سطح تجاري رايج مي باشد (تولنآر و ديير، 1999). به دليل استعداد زياد در توليد دانه، ذرت را “پادشاه غلات” ناميده‌اند (امام، 1386). ذرت داراي تنوع فوقالعاده‌اي از لحاظ فرم، کيفيت و عادت رويش است و تنها از نظر اندازه دانه بين ارقام ذرت بيش از 50 بار تفاوت وجود دارد. دانه‌ها ممکن است از سخت و شيشه‌اي تا نرم و آردي و به رنگ‌هاي بسيار گوناگون ديده شوند. ذرت داراي مواد قندي و نشاسته‌اي زياد بوده و علاوه بر نشاسته داراي مقدار زيادي اسيد‌هاي آمينه مي‌باشد (آرنون9، 1972).
1-3- نگرشي بر روابط مبدأ-مقصد در ذرت
بهبود عملکرد در جريان به نژادي گياهان زراعي با تجمع ماده خشک در دانه همراه بوده است. به علاوه با تغيير تسهيم10 ماده خشکي که محصول فتوسنتز بوده، عملکرد دانه افزايش يافته است. بنابراين رهيافت‌هاي مربوط به بهبود عملکرد دانه شامل افزايش تسهيم به دانه، تأخير پيري برگ و افزايش طول دوره پر شدن دانه بوده است. کربوهيدرات‌هاي مورد استفاده در دانه از فتوسنتز جاري و انتقال ذخاير ذخيره شده به طور موقت در ساقه‌ها، برگ‌ها، چوب بلال و پوسته‌هاي بلال تأمين مي‌شود (امام و ثقهالاسلامي، 1384).
تغيير در نسبت مبدأـمقصد فيزيولوژيک در ذرت مي‌تواند به ميزان زيادي روي ذخاير ساقه پس از گلدهي، اثر بگذارد. به عنوان مثال، وزن خشک ساقه و ذخاير آن در اثر برگزدايي پس از ظهور کاکل، کاهش پيدا مي‌‌کند (ادميدز11 و لافيت12، 1993). وقتي قابليت توليد مبدأ13 کم شود، ابتدا مواد قابل انتقال مجدد14 از ساير اندام‌ها از جمله ساقه، به طرف مقصد15 حرکت مي‌کنند. اين عمل تا وقتي که اين ذخاير کم شده و يا انتقال بيشتر آن‌ها ممکن نباشد، ادامه پيدا مي‌کند (مصطفوي16 و کراس17، 1990). در يک آزمايش حذف تعدادي از برگ‌هاي ذرت تا حدودي باعث افزايش توليد مواد پرورده شد که نياز تمام مقصد‌هاي فيزيولوژيک، توسط برگ‌هاي باقي مانده تأمين گرديد (امام و نيکنژاد، 1373).
تسهيم مواد پرورده به دانه به وسيله مبدأ و مقصد تحت تأثير قرار گرفته و به وسيله ارتباطات آوندي، ظرفيت ذخيره بافت‌هاي غيردانه‌اي و نياز‌هاي رقابتي بر سر نيتروژن مورد نياز بافت‌ها تنظيم مي‌شود. شواهد تجربي حاکي از آن است که انتقال در آوند آبکش ممکن است تا فاصله زيادي صورت گيرد، هر چند هر مقصد به طور معمول توسط مبدأ نزديک به آن تأمين مي‌شود. پس از گردهافشاني رابطه بين مبدأـمقصد مهمترين تأثير را بر توليد ذرت مي‌گذارد. بدين معني که رشد دانه غالبيت پيدا مي‌کند و وجود يک حد آستانه براي تشکيل يک بلال بارور ضروري است که در کمتر از آن حد بلالي تشکيل نخواهد شد (امام و ثقهالاسلامي، 1384). به منظور شناسايي مکانيسم‌هاي کنترل کنندهي پر شدن دانه، دستکاري قدرت مبدأ و اندازه‌ي مقصد در پژوهش‌هاي متعددي مورد بررسي قرار گرفته است. برخي شواهد نشان داده است که بيشترين عملکرد‌هاي دانه با تعادل بين مبدأ و مقصد همراه بوده است (تولنآر و همکاران، 1992). همچنين پژوهش‌هاي پايه‌اي ديگر، همچون دستورزي18 مکانيکي سايهانداز گياهي بعد از گلدهي (روي19 و بيسواس20، 1992) و حذف برگ‌هاي بلال و گل نر در ذرت و تأثير آن بر عملکرد (کانترل21 و گيدنان22،1981) در ساير کشورها صورت گرفته است.
با توجه به اينکه استان فارس تأمين کننده بيش از نيمي از ذرت دانه‌اي کشور است، هر گونه پژوهشي در ارتباط با بهبود عملکرد دانه اين محصول از طريق دستورزي‌هاي فيزيولوژيک از اهميت ويژه‌اي برخوردار خواهد بود. از آنجا که به نظر مي‌رسد تعداد برگ در هر بوته در هيبريدهاي ذرتي که در اين استان کشت و کار مي‌شود، زياد باشد، هدف از انجام پژوهش حاضر آن بوده است که با کاهش تعداد برگ‌ها امکان تسهيم مواد پرورده بيشتري به دانه‌ها در جهت افزايش عملکرد دانه اين محصول راهبردي مورد بررسي قرار گيرد.
1-4- نگرشي بر اثرات نيتروژن بر ذرت
نيتروژن يکي از عناصري است که در طبيعت و در سطح گسترده يافت مي‌شود و اتمسفر بعد از خاک و سنگ‌ها بزرگترين مخزن آن به شمار مي‌رود. منبع اوليه نيتروژني که به وسيله گياهان استفاده مي‌شود، N2 بوده که 78 درصد حجم هوا را تشکيل مي‌دهد. نيتروژن عنصري پويا است که بين هواي خاک و موجودات زنده در گردش مي‌باشد (ملکوتي و همائي، 1373).
نيتروژن در بخش عمدهي کليهي ترکيبات پروتئيني، آنزيم‌ها، ترکيبات حد واسط متابوليسمي، ترکيبات سازندهي مواد و انتقال انرژي و در ساختمان DNA موجود است. قسمت عمدهي نيتروژن موجود در گياه به شکلي آلي است که شکلهاي آلي نيتروژن عبارتند از ترکيبات آلي کربن‌دار، اسيدهاي نوکلئيک، بعضي ويتامين‌ها (ريبوفلاوين) و رنگدانه‌ها (کلروفيل)، از اين رو، ساختمان و به خصوص عمل تمام سلول‌هاي گياهي در ارتباط نزديک با شيمي نيتروژن است (سالارديني، 1371? ماير و همکاران، 1379).
کاربرد کودهاي نيتروژن در افزايش عملکرد و نيز در افزايش ميزان پروتئين دانه تأثير دارد. البته مصرف بيش از حد نيتروژن موجب تحريک رشد رويشي بيش از حد گياه، نازک و دراز شدن ساقه و در نتيجه، خوابيدگي بوته‌ها و همچنين مصرف بيش از حد آب مي‌شود. همچنين ممکن است زيادي نيتروژن خاک در صورتي که مقدار و ساير عناصر غذايي کم باشد، دورهي رشد گياه را طولاني‌تر کرده و رسيدن محصول23 را به تأخير اندازد (تايز24 و زايگر25، 1998).
مقدار کود نيتروژن مورد نياز گياهان جهت نيل به عملکردهاي بهينه با توجه به نوع محصول، خاک، اقليم، شرايط زراعي و سن فيزيولوژيک گياه مشخص مي‌گردد. نياز و زمان مصرف نيتروژن براي گياهان مختلف، متفاوت است. با اين وجود، توصيه‌هاي کودي بر پايهي ميزان برداشت نيتروژن به وسيله محصول، مقدار مادهي غذايي مورد نظر در خاک و امکان تغيير و تحول عناصر غذايي در خاک در طول زمان رشد گياه امکان‌پذير بوده؛ و در عمل از طريق انجام بررسي‌هاي کودي در مزرعه قابل دسترسي خواهد بود (ملکوتي و همائي، 1373).
بررسي‌هاي انجام گرفته در مصر نشان داده‌اند که بيشترين راندمان نيتروژن در صورتي تحقق مي‌يابد، که کود نيتروژن در زمان کشت و هنگامي که ارتفاع گياه به 20 سانتيمتر مي‌رسد، به مزرعه داده شود. در خاکهاي سنگين، عکسالعمل گياه به افزايش مقدار زياد کود نيتروژن در قبل از کاشت و يا چند بار در طول فصل رشد يکسان بوده است. اگر چه پخش کود در مراحل مختلف رشد راندمان استفاده از کود را افزايش خواهد داد (ملکوتي و همائي، 1373). همچنين مقدار افزايش عملکرد به ازاء هر کيلوگرم کود نيتروژن مصرفي براي گندم و ذرت 25 کيلوگرم عنوان مي‌شود (ايوانز، 1377).
ذرت داراي ريشه افشان بوده و نيتروژن را به طور مداوم از زمين جذب مي‌کند. بيشترين ميزان جذب در مراحل پيدايش اندام‌هاي نر و ماده صورت مي‌گيرد. قسمت عمده نيتروژن موجود در برگها در مرحله تکامل دانه منتقل مي‌گردد. حتي در اين مرحله، افزايش نيتروژن به منظور حصول اطمينان از وجود نيتروژن به مقدار کافي در برگها، براي دست يافتن به بازدهي مناسب از سوخت و ساز نوري حائز اهميت است (ملکوتي و همائي، 1373).
گياهان زراعي در شرايط واقعي مزرعه در اغلب موارد در طول دوره رشد خود کمتر از 1 درصد مقدار نوري که در مزرعه وجود دارد را در فتوسنتز استفاده مي‌کنند. بنابراين ضرورت بالايي در جهت بهبود قابليت توليد از راه افزايش فتوسنتز و در نتيجه بهبود وضعيت کشاورزي وجود دارد. افزايش ميزان توليد در فتوسنتز يا افزايش ميزان زيست توده از طريق افزايش مقدار تابش فعال فتوسنتزي دريافت شده يا افزايش کارايي بافتهاي فتوسنتز کننده در استفاده از تابش دريافت شده عملي مي‌باشد. اين هدف با در نظر گرفتن سه ديدگاه قابل بررسي است: الف: ازدياد انرژي تابشي دريافت شده، ب: بهبود متابوليسم فتوسنتز، ج: تعادل بين مبدأ و مقصد‌هاي فيزيولوژيک (ناتو26 و گيلديال27، 2005).
الف: دريافت انرژي تابشي
سرعت گسترش سطح برگ مهمترين جزء توليد زيست توده به منظور بهينه شدن دريافت تابش خورشيدي مي‌باشد. دوام سطح برگ نيز عامل مهم ديگري بوده که در شرايطي که نور به طور کامل دريافت مي‌شود، اهميت دارد. دريافت تابش زماني که سايهانداز به طور کامل تشکيل شده نزديک به 100درصد است اما اتلاف هنگامي رخ مي‌دهد که هنوز زمينپوشي28 کامل نشده يا گياه از نظر فيزيولوژيک بالغ شده و به سمت پيري مي‌رود (ناتو و گيلديال، 2005).
تعدادي از ويژگيهايي که در مراحل اوليه نمو گياه زراعي در افزايش تابش خورشيدي دريافت شده اهميت دارند شناسايي شده‌اند. مهمترين عواملي که عامل اختلاف در سرعت گسترش سطح برگ هستند عبارتند از: اندازهي جنين، سطح مخصوص برگ، سرعت جوانهزني، سرعت بيشتر توسعهي برگ، عمق کم طوقه، پنجهي کلئوپتيلي و عدم حساسيت به هورمون جيبرلين29 (GA) توسط ژنهاي پاکوتاهي Rht2، Rht1 (ناتو و گيلديال، 2005).
نحوه آرايش برگها در سايه‌انداز زماني که شاخص سطح برگ بالاتر از 3 مي‌باشد، اهميت مي‌يابد. از نظر تئوري، در يک سايه‌انداز گياهي برگ برافراشته سرعت فتوسنتز گياه زراعي را به خصوص در محيط‌هاي با ميزان بالاي تابش مي‌تواند افزايش دهد (ساکاموتو30 و ماتسوکا31، 2004).
ب: فتوسنتز خالص
گياهان زراعي مي‌بايست از نظر نحوه عمل فتوسنتز نيز بهينه باشند نه اينکه فقط نور به وسيله سايهانداز دريافت شود بلکه آن را به صورت مؤثري (کارايي فتوسنتز) در توليد ماده خشک به کار برند. لذا سرعت بالاتر فتوسنتز (pn) به ازاء هر واحد سطح برگ اهميت مي‌يابد. در اغلب موارد ارتباطات بين فتوسنتز و عملکرد بر مبناي فتوسنتز برگهاي منفرد بيان مي‌شود. اندازه‌گيريهاي فتوسنتزي براي برگهاي منفرد که از نظر زماني فقط چند دقيقه بوده و براي برگهاي با موقعيت خاص و در شرايط نور اشباع صورت مي‌گيرد ممکن است بيانگر قابليت توليد پتانسيل گياه زراعي نباشند (ناتو و گيلديال، 2005).
ج: تعادل مبدأ با مقصد فيزيولوژيک
براي اينکه فتوسنتز در مقدار حداکثر خود باقي بماند، ظرفيت مقصد فيزيولوژيک سيستم بايد به نحوي باشد که توانايي استفاده از مواد توليدي را داشته باشد. در غير اين صورت تجمع مواد پرورده در برگ رخ داده منجر به بازدارندگي فتوسنتز از طريق مکانيزم محصول انتهايي مي‌شود. در عين حال بايد توجه داشت که تجمع کربوهيدرات در برگها در طول روز نيز با اهميت ميباشد، زيرا در طول شب پويا شده و ذخيره کربن مورد نياز براي رشد و متابوليسم گياه را فراهم مي‌کند. تفاوتهاي بين گونه‌اي بسياري از نظر ميزان نسبي ساکارز و نشاسته تجمع يافته در برگها مشاهده مي‌‌شود. برخي گونه‌ها ترکيبات الکلي قندي را بيشتر از ساکارز و نشاسته توليد کرده، در حالي که برخي ديگر به ويژه تکلپه‌اي‌ها فروکتوزان را به جاي نشاسته در برگ ذخيره مي‌کنند (گيگر32 و همکاران، 1995).
کمبود نيتروژن از رشد گياه تا حد زيادي مي‌کاهد و رفع کمبود آن در واکنش‌هاي ظاهري و نمو گياه مانند گسترش دوباره برگ يا پنجه‌زني مشهود است. بنابراين تأثير اصلي نيتروژن بر فتوسنتز از طريق افزايش دريافت نور صورت مي‌گيرد. شواهد زيادي مبني بر تأثيرات مستقيم نيتروژن بر ميزان فتوسنتز در واحد سطح برگ وجود دارد. افزون بر اين تأثير تغذيه نيتروژن بر اندازه و شکل ظاهري کلروپلاست شناخته شده است (هي و واکر، 1383).
تسهيم مادهي خشک به تعداد مقصد‌هاي فيزيولوژيک فعال وابسته است و تعداد بذر به شدت تحت تأثير فراهمي مواد پرورده در زمان گلدهي است. طول دوره گلدهي (از 15 روز قبل تا 20ـ15 روز بعداز ظهور رشته‌هاي ابريشمي) به عنوان مرحله بحراني تعيين تعداد نهايي بذرها در متر مربع مي‌باشد (يوهارت33 و آندره34، a1995).
نيتروژن بخش جدا نشدني کلروفيل و اولين عامل جذب کننده نور مورد نياز براي فتوسنتز مي‌باشد. از اين گذشته، نيتروژن جزء اساسي پروتيئن‌ها است. بيش از 65درصد پروتئين برگ در کلرو‌پلاست‌ها وجود دارد که 50درصد اين مقدار را روبيسکو35 تشکيل مي‌دهد. بنابراين احتمال اختلال در فتوسنتز بر اثر کمبود آب وجود دارد و در بسياري از تجربه‌هاي آزمايشگاهي که به گياهان مقدار محدودي نيتروژن داده شده اين احتمال ثابت گرديده است (هي و واکر، 1383).
فصل دوم
مروري بر منابع علمي
فصل دوم
مروري بر منابع علمي
2-1- تأثير برگزدايي بر تغيير نسبت مبدأ-مقصد
تولنآر و دينارد36 (a1978) مشاهده کردند که تيمار برگزدايي 2 هفته بعد از پيدايش نيمي از کاکل‌ها،‌ تعداد دانه‌هاي بلال را تحت تأثير قرار مي‌دهد، اين در حالي است که تيمارهاي برگزدايي ديرتر، بر وزن دانه‌ها تأثير گذاشته بود. پس از برگ‌زدايي، مقدار هيدرات‌‌هاي کربن محلول ساقه به سرعت کاهش پيدا کرد، که نشان دهنده تسريع در مصرف هيدرات‌هاي کربن محلول ساقه براي رشد دانه‌ها بوده است.
پوستيني و همکاران (1385) گزارش کردند در گندم، برگزدايي موجب افزايش ميزان انتقال مجدد و کاهش درصد پروتئين دانه‌ها مي‌گردد، در حالي که تأثيري بر عملکرد دانه ندارد. بوراس37 و همکاران (2004) در بررسي اثر تغيير نسبت مبدأـمقصد بر وزن خشک دانه در سه گياه زراعي گندم ، ذرت و سويا گزارش دادند که در اين سه گياه، محدوديت عملکرد به علت محدود بودن مقصد مي‌باشد. در گياه ذرت مشخص شد که با کاهش فراهمي مواد پرورده در طول دوره‌ي پر شدن دانه، وزن خشک آن‌ها کاهش شديدي پيدا کرده ولي در مقابل، افزايش فراهمي مواد پرورده در ازاي هر دانه،‌ واکنش قابل توجهي را نشان نمي‌دهد. اين نتايج حاکي از آن است که گياه ذرت در اغلب شرايط زراعي محصولي مقصدـمحدود38 مي‌باشد.
روي و بيسواس (1992) معتقدند که دستورزي مکانيکي ساختار سايهانداز ذرت بعد از گلدهي،‌ باعث نفوذ بيشتر تابش و افزايش عملکرد دانه ميشود که اين امر ممکن است با تغيير ميزان رشد محصول و کل ماده خشک توليدي همراه باشد. اساساً هر پوشش گياهي زماني بيشترين بازده را دارد که رقابتهاي بين بوته‌اي و درون بوته‌اي براي کسب نور حداقل بوده و اين مجموعه به صورت يک واحد، حداکثر نور را جذب کند (اگاروبا39 و ترهارن40، 1975). سايهاندازهاي گياهي نور را با کارايي‌هاي مختلف دريافت مي‌کنند که به طور عمده به شاخص سطح برگ آنها مربوط است (کانترل و گريدنان، 1981). حذف مکانيکي گلتاجي از عمليات معمولي در توليد بذرهاي ذرت هيبريد مي‌باشد و اغلب با حذف برگ نيز همراه است. در منابع نيز گزارش‌هاي متفاوتي از تأثير برداشت گلتاجي بر عملکرد دانه وجود دارد. واکنش عملکرد دانه به برداشت گلتاجي مي‌تواند در اثر کاهش رقابت بين گلتاجي و بلال براي عناصر غذايي قابل دسترس و همچنين باعث افزايش نفوذ نور به داخل برگ‌ها باشد (دانکن41، 1972). طبق نتايج هانتر42 و دينارد (1969) در بيشترين تراکم (89 هزار بوته در هر هکتار) حذف گلتاجي سبب افزايش معني‌دار عملکرد دانه نسبت به ساير تيمارها شد. نتايج اين پژوهش نشان مي‌دهد که اولين تأثير حذف گلتاجي، افزايش مقدار نور رسيده به برگ‌ها مي‌باشد. بر طبق يافته‌هاي جانسون43 (1976) کم کردن ارتفاع مکانيکي ذرت از 8/2 متر به 8/1 متر در تراکم گياهي بين 48 تا 65 هزار بوته در هکتار عملکرد دانه را 66 درصد افزايش مي‌دهد. پندلتون44 و هاموند45 (1969) نيز گزارش کردند عملکرد ذرت در صورت افزايش نفوذ بهتر نور به درون سايه‌انداز با حذف گلتاجي، بهبود پيدا مي‌کند. آليسون46 و واتسون47 (1966) گزارش کردند وقتي برگ‌ها در زمان ظهور گل تاجي برداشت شوند، ميزان فتوسنتز ساير برگ‌ها افزايش خواهد يافت.
امام و تدين (1378) طي پژوهشي مزرعه‌اي ابراز اظهار داشتند که، به نظر مي‌رسد در ذرت رقم سينگلکراس 704 در صورت سربرداري از دو برگ بالاي بلال به دليل نفوذ بهتر نور به داخل سايهانداز و افزايش کارايي برگ‌هاي پاييني و همچنين کاهش رقابت بين بلال و گلتاجي بر سر مواد پرورده،‌ و به طور کلي کاهش رقابت درون و برون بوته‌اي،‌ بتوان تراکم بوته ذرت را تا حدود 11/11 بوته در متر مربع افزايش داد، به نحوي که ميزان عملکرد دانه کاهش نيابد و مقداري علوفه نيز حاصل شود.
واسيلاس48 و سيف49 (a1985) بيان داشتند که حذف برگ در مرحلهي شيري شدن دانه‌ها مي‌تواند از طريق کاهش تعرق، باعث افزايش عملکرد شود. در همين راستا هيکس50 و همکاران (1977) گزارش کردند که حذف برگ‌ها در طول دوره پر شدن دانه،‌ سبب افزايش عملکرد در اوايل بلوغ هيبريد‌هاي ذرت مي‌شود. که اين امر به علت افزايش کارايي مصرف آب51 مي‌باشد.
هاگنسون52 و همکاران (2003) گزارش کردند در يونجه برگزدايي در ماه اکتبر سبب کاهش پروتئين ريشه مي‌شوند، در حالي که برگزدايي در ماه دسامبر باعث افزايش قند ريشه مي‌شود. آنها برگ زدايي در يونجه را سبب افزايش انتقال مجدد نيتروژن و هيدرات‌هاي کربن از ريشه به سمت ساقه دانستند.
سينگ53 و نير54 ( a,b1975) گزارش کردند تجمع ماده خشک بر اثر حذف برگ‌ها در ذرت در مرحله 16 برگي (گلدهي کامل) يا 12 روز پس از ظهور کاکل، نسبت به مرحله 10 برگي، کاهش بيشتري داشته است. در پژوهش توماس55 و استودارت56 (1980) مشخص شد که حذف مقصدهاي فيزيولوژيک سبب تجمع هيدراتهاي کربن در برگ‌ها شود. اين امر ممکن است سبب بازدارندگي فتوسنتز، القاي پيري و از دست رفتن نيتروژن برگ‌ها شود. اما در آزمايش پريول57 و شوبلداگ58 (1992) حذف برگ در مقايسه با گياهان شاهد تأثيري بر پيري نداشت اگر چه فراهم بودن ميزان مواد پرورده توليد شده توسط مبدأ فيزيولوژيک کاهش يافت.
بارنت59 و پيرس60 (1983) گزارش کردند که حذف برگ‌ها بعد از ظهور کاکل ميزان هيدرات‌هاي کربن غيرساختماني61 ساقه را کاهش مي‌دهد. آنها جهت مصرف هيدراتهايکربن ساقه را به طرف پر شدن دانه نشان دادند. پريول و شوبلداگ (1992) طي پژوهشي دريافتند که حذف برگ‌ها، تأثير سريعي بر برگ‌هاي باقيمانده نداشت و ماده خشک برگ‌ها به طور معني‌داري از 40، 50 و 70 روز بعد از گردهافشاني در تيمار‌هاي اعمال شده افزايش يافت. آنها گزارش کردند که حذف بلال‌ منجر به تجمع مواد پرورده در برگ‌ها، ساقه‌ها و در نتيجه پيري زودرس برگ‌ها مي‌شود در حالي که افزايش تقاضا اثر معنيداري بر تجمع ماده خشک در ساقه و يا در برگ‌ها نداشت.
به نظر جونز62 و سيمونز63 (1983) انتقال مواد ذخيره‌اي به طرف دانه در درجه اول از برگ‌هاي اطراف بلال و سپس برگ‌هاي بالاتر از محل ظهور بلال و در مراحل آخر از مغز ساقه انجام مي‌گيرد، که اين امر نشان دهنده اهميت برگ‌هاي بالاي بلال در انتقال مواد ذخيره‌اي به دانه و تأثير آن بر عملکرد دانه است. سيت64 و مکنن65 (1992) مشاهده کردند در ذرت وقتي در تراکم‌هاي زياد، برگ‌هاي بالا و پايين بلال قطع شوند اهميت‌ برگ‌هاي بالاي بلال در انجام عمل فتوسنتز بيشتر از برگ‌هاي پاييني است و قطع برگ‌هاي بالاي بلال در تراکم زياد‌تر باعث تغييرات شديد در ميزان فتوسنتز مي‌‌شود.
تولنآر و دينارد (b1978) و واسيلاس و سيف (b1985) گزارش کردند که حذف کامل برگ‌ها در زمان گردهافشاني سبب کاهش عملکرد دانه به مقدار 100 درصد شد ولي بيشتر واکنش عملکرد به اين تيمارها، به علت تغييرات در تعداد دانه بود تا وزن دانه، که ممکن است به علت تأثير حذف برگ‌ها بر روي الگوي گلدهي باشد. حذف کامل برگ‌ها در زمان گردهافشاني تأثيري بر ظهور کاکل نداشت ولي سقط شدن دانه‌ها مي‌تواند احتمالاً به علت کمبود مواد فتوسنتزي بوده و در نتيجه سبب کاهش عملکرد دانه شود. همچنين حذف برگ‌ها از طريق کاهش اندازه مبدأ سبب کاهش اندازه مقصد خواهد شد. در اين پژوهش حذف برگ‌ها قبل از گردهافشاني سبب بلوغ زود هنگام ذرت‌ها شد. بنابراين حذف برگ‌ها قبل از گرده‌افشاني از طريق کاهش سرعت تجمع ماده خشک در دانه‌ها و کوتاه شدن طول دوره پر شدن دانه‌ها، سبب کاهش وزن در دانه‌ها گرديد.
بر طبق مشاهده‌هاي روي و بيواس (1992) ذرت ممکن است به نحو مطلوبي براي علوفه سربرداري شود به طوري که بر عملکرد اثر سوئي نداشته باشد، يا اثر جزئي داشته باشد. به نظر مي‌رسد که ذرت داراي توانايي انتقال مجدد مواد ذخيره شده قبل از ظهور کاکل به طرف دانه‌ها باشد. آنها گزارش کردند که عملکرد علوفه با افزايش تراکم گياهي در تيمارهايي که سربرداري شده‌اند افزايش مي‌يابد و در ميان تيمارهاي سربرداري شده بيشترين عملکرد علوفه زماني بدست آمده که ذرت‌ها دقيقاً از بالاي بلال سربرداري شده بودند. از طرف ديگر گزارش‌هاي به ظاهر متناقضي در مورد تأثير حذف گل تاجي و برگ بر عملکرد وجود دارد براي مثال هانتر66 و همکاران (1970) دريافتند که سايهاندازي گلتاجي در ذرت باعث کاهش قابل توجه عملکرد دانه گرديد.

2-2 تأثير برگزدايي بر عملکرد و اجزاي عملکرد
امام و ثقهالاسلامي (1377) گزارش کردند حذف برگ‌ها در شرايط تنش خشکي در زمان قبل از ظهور کاکل، ممکن است با افزايش تعداد دانه در بلال، از طريق بهبود کارايي استفاده از آب، باعث افزايش عملکرد دانه شود. پوستيني و برزگري (1375) اعلام کردند که کاهش 25 و حتي 50 درصدي سطح برگ در ذرت پس از ظهور گلتاجي تأثير معنيداري بر کاهش عملکرد دانه ندارد و گياه با استفاده از ذخاير موجود در اندام‌هاي هوايي، به ويژه هيدرات‌هاي کربن غيرساختاري ساقه، توزيع متعادل‌تر مواد فتوسنتزي، و استفاده کارآمدتر از سطح برگ باقي مانده، در مقابل تنش کمبود مواد پرورده مقاومت مي‌کند.
بوراس و همکاران (2002) گزارش کردند در ذرت کاهش نسبت مبدأـمقصد سبب کاهش مقدار پروتئين و افزايش نشاسته مي شود. مانگن67 و همکاران (2005) نيز به اين نتيجه رسيدند که برگزدايي در ذرت سبب کاهش عملکرد دانه مي‌شود، ولي بر ميزان روغن دانه‌ها تأثيري ندارد. تشديد برگزدايي در ذرت سبب کاهش عملکرد دانه مي‌شود،‌ ولي بر ميزان روغن دانه‌ها تأثيري ندارد. بوراس و اوتيگويي68 (2001) بيان کردند کاهش تعداد دانه در بلال و در نتيجه کاهش عملکرد دانه ذرت در تيمارهاي 50 و 100 درصد برگ زدايي نتيجه کاهش در فتوسنتز جاري69 مي‌باشد و کاهش در تعداد برگ‌ها رابطهي مستقيمي با کاهش در مقدار فتوسنتز جاري دارد.
ادميدز و لافيت (1993) نيز طي آزمايشي شامل تيمارهاي :1ـ قطع برگ، 2ـ قطع گلتاجي و يک برگ، 3ـ قطع گلتاجي و دو برگ، 4ـ قطع گلتاجي و سه برگ، 5ـ قطع گلتاجي و چهار برگ و 6ـ شاهد (بدون قطع کردن)، نتيجه گرفتند که قطع چهار برگ همراه با گلتاجي عملکرد دانه را نسبت به شاهد 10 درصد کاهش مي‌دهد و عملکرد دانه به ازاي قطع هر برگ همراه با گلتاجي به طور متوسط 2 درصد کاهش مي‌يابد، اما تعداد دانه در هر بوته تحت تأثير تيمارهاي آزمايش قرار نگرفت.
دستورزي مکانيکي برگ‌ها،‌ که سبب نفوذ بيشتر نور خورشيد به داخل سايهانداز مي‌گردد، موجب افزايش عملکرد ذرت مي‌شود (وينتر70 و اولراگ71، 1973). محدوديت دريافت تابش بوسيله سايهانداز سبب محدوديت توليد در زماني که ساير شرايط محيطي فراهم است مي‌شود. عملکرد ذرت بوسيله دريافت تابش از اوايل کاشت افزايش يافته و يا حذف گلتاجي بهبود مي‌يابد که اين موضوع به علت کاهش رقابت بين و درون بوته‌اي و افزايش نوردهي مصنوعي به داخل سايهانداز و استفاده برگ‌هاي پائيني از نور بيشتر مي باشد (اوتمن72 و ولس73، 1989). کارايي توليد دانه در سطوح باقيمانده فتوسنتزي با حذف برگ‌هاي بيشتر افزايش مي يابد. اين افزايش ممکن است به دليل زياد بودن کارايي انتقال مجدد هيدراتهايکربن ذخيره شده در ساقه به دانه‌ها، در حال نمو ذرت باشد (بارنت و پيرس ، 1983? جونز و سيمونز، 1983).
سينگ و نير (a,b1975) گزارش کردند تجمع ماده خشک بر اثر حذف برگ‌ها در ذرت در مرحله 16 برگي (گلدهي کامل) يا 12 روز پس از ظهور کاکل، نسبت به مرحله 10 برگي، کاهش بيشتري داشته است. در آزمايشي که اگاروبا و همکاران (1976) انجام دادند، وقتي همه برگها 10،‌ 20 و يا 30 روز کاهش پيدا کرد، 50 درصد ظهور کاکل حذف شدند، آهنگ تجمع ماده خشک در گياه پس از 10 روز کاهش پيدا کرد، در حالي که برگزدايي با شدت کمتر، اين واکنش را 20 روز پس از اعمال تيمار ايجاد کرد و برگ‌زدايي کامل 40 و 50 روز پس از 50 درصد ظهور کاکل، کاهش معنيداري در آهنگ تجمع ماده خشک ايجاد نکرد. ويلهلم74 و همکاران (1995) نيز نشان دادند در ذرت،‌ عملکرد دانه به ازاي هر برگ جدا شده همراه گلتاجي 36 درصد کاهش مي‌يابد.
تولنآر و دينارد (a1978) و مصطفوي و کراس (1990) دريافتند که با حذف برگ‌ها ظاهراً ميزان مواد فتوسنتزي قابل دسترس براي نمو دانه‌ها کاهش مي‌يابد، بنابراين سرعت تجمع ماده خشک و وزن دانه‌ها کاهش مي‌يابد. از طرفي فاز تأخيري تحت تأثير حذف برگ‌ها قرار نگرفت و اين امر نشان داد که نمو اوليه دانه، در مرحله خطي پر شدن دانه، به ماده پرورده‌ اندکي احتياج دارد. بر



قیمت: تومان


پاسخ دهید