تحقیق مقاله زراعت ( ذرت )

مقدمه

خشکی، 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 آنجاکه بخش کشاورزی عمده ترین مصرف کننده آب بشمار میرود، هر گونه صرفه جویی در این بخش کمک مؤثری به تولید بهینه محصولات زراعی خواهد کرد (20). با در نظر گرفتن روند افزایش جمعیت جهان که 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 که بدلیل ویژگیهای زیاد از جمله قدرت سازگاری با شرایط اقلیمی گوناگون مورد توجه تولید کنندگان قرار گرفته بطوریکه ذرت از نظر سطح زیر کشت مکان، زراعت آن بعنوان یک گیاه پر محصول جهت تأمین کالری 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 کشت جهانی ذرت آبیاری می شود که از این مقدار حدود 40 درصد مواد غذایی حاصل می شود ( 8 و 40 ).

در ایران تقریباً 70 درصد مساحت کشور را اقلیم خشک و نیمه خشک شامل می شود که متوسط بارندگی سالیانه آنها کمتر از 300 میلیمتر است (8)

از آنجائیکه 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 حداکثر نیاز آبی محصولات رایج منطقه ( پنبه ، چغندر قند ، گوجه ) به همین زمان ارسال مربوط می شود و ظرفیت شبکه های آبیاری ، زراعت را در وضعیتی قرار داده که فواصل آبیاری ذرت طولانی شده و عملکرد کاهش می یابد . ذرت در آب و هوای نیمه خشک مدیترانه ای برای نیل به عملکرد دانه بالا نیاز به آبیاری تکمیلی دارد (61)

خصوصیات مورفولوژی و فیزیولوژی زیادی ، در مقاومت به خشکی موثر هستند که به عنوان شاخص های مورد انتخاب توصیه شده اند . برای مثال بسته شدن روزنه ها ، کاهش سطح برگ ، افزایش کارایی فتوسنتز ، رسوب چربیها ، توسعه سیستم ریشه ای ، مقاومت در برابر انتشار گازها ، تغییر در مقدار ترکیبات 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 کشت با هدف افزایش محصولات زراعی در این مناطق ، و با توجه به اینکه آبیاری یکی از نیازهای مهم تولیدات کشاورزی محسوب می شود . دستیابی به ژنوتیپ های محتمل به شرایط دشوار با کارایی بالای مصرف آب ضروری بنظر می رسد .

بنابراین شناسایی مراحلی از رشد که در آنها به آب کمتری 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 کارایی مصرف آب همراه با افزایش سطح زیر کشت و نهایتاً عملکرد اقتصادی خواهد شد . مطالعات جدی پیرامون شرایط نامساعد محیطی و عکس 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 . یکی از این فرضیه ها این است که ذرت ممکن است از یک گونه یک ساله وحشی بنام تئوسینت یا تریپساکم به وجود آمده باشد . فرضیه دیگر اینکه ذرت احتمالاً از تلقیح طبیعی تئوسینت با تریپساکم بوجود آمده است و تئوری جدید این است که این گیاه از ذرت غلاف دار به دست آمده باشد (21و32).

منشاء اولیه ذرت آمریکای مرکزی است . قبل از کشف قاره جدید ذرت اصلی ترین زراعت جهت تأمین مواد غذایی در آمریکای مرکزی و شمالی و جنوبی بوده است . بررسی های سنگواره ای نشان داده است که ذرت حدود 4500 سال قبل از میلاد مسیح به صورت یک گیاه زراعی در مکزیک مکشت گردیده است . والدن سه مبداء اولیه برای ذرت ذکر کرده است( پرو ، مکزیک ، گواتمالا ).

و ایلوف مبداء اولیه ذرت را جنوب مکزیک ، آمریکای مرکزی ، آمریکای جنوبی ذکر کرده 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 هخکتار از اراضی دنیا به کشت ذرت اختصاص یافته است . از نظر سطح زیر کشت رتبه سوم و از نظر تولید و عملکرد رتبه او ل را در بین غلات به خود اختصاص داده است (21و32).

هم اکنون ایالات متحده آمریکا ، کشورهای اروپای شرقی ، روسیه ، چین ، و آرژانتین کشورهای عمده تولید ذرت در جهان محسوب می شوند . ایالات متحده آمریکا مهمترین صادر کننده و ژاپن و کشورهای اروپای غربی عمده ترین وارد کننده آن هستند (21).

2-1- اهمیت محصول ذرت

ذرت به دلیل ویژگیهای بسیار زیاد خود ، به دویژه به دلیل قدرت سازی با شرایط اقلیمی گوناگون ، بسیار زود در تمام دنیا گسترش یافت و مکان سوم را بعد از گندم و برنج از نظر سطح زیر کشت به خود اختصاص داد . ذرت علاوه بر آنکه یک علوفه مطلوب برای گندم می باشد . از نظر تامین انرژی نیز بی نظیر است و به همین دلیل امروزه در تغذیه مرغ به عنوان یک غذای پر انرژی دارای اهمیت بسیار زیاد است ذرت در صنایع کاغذ سازی ، مقوا سازی ، استفاده می شود . و همچنین از چوب بلال در تهیه اسید استیک ، قطران و فورفورال که در صنایع رنگ و لاستیک سازی به کار می رود استفاده می شود (32).

3-1- طبقه بندی ذرت :

 ذرت گیاهی متعلق به خانواده Panicoideae  و طایفه Maydeae می باشد گونه زراعی آن همان ذرت ( Zea mays L) با 20=2n است (8 و 23) .

ذرت گیاهی یک پایه ، یک ساله ، دارای سیستم ریشه افشان می باشد . که این سیستم ریشه ، شامل ریشه اولیه ریشه های دائمی (تاجی) می باشد . ذرت همچنین دارای ریشه های هوایی نیز می باشد .

برگ ذرت به صورت متناوب در هر گره قرار می گیرد که از دو قسمت غلاف و پهنک تشکیل شده است . طول برگ ها 80-50 و عرض آنها 12-4 سانتیمتر است تعداد برگ ها از 48- 8 عدد متغیر است .

ذرت دارای یک ساقه استوانه ای است که در مقطع عرضی بیضوی است . ارتفاع ساقه بسیار بوده و بسته به شرایط اقلیمی 3-5/1 متر طول دارد . ساقه ذرت دارای 8 الی 21 گره است که پر از مغز است .

گل آذین نر در انتهای ساقه به صورت خوشه ای مرکب است شامل یک شاخه اصلی وتعدادی شاخه های فرعی می باشد . سنبلچه ها به صورت جفت هستند که یکی از آنها بدون دمگل و دیگری پایه دار است هر سنبلچه دارای دو گلچه ، هر گلچه دارای یک لما و یک پالتا ، سه پرچم ، یک مادگی غیر فعال و دو لودیکل  است . لودیکل ها به هنگام گرده افشانی متورم می شوند و خروج پرچم ها و آزاد شدن گرده ها را میسر می سازند (21 و 23) .

گل آذین ماده به صورت سنبله است که از رشد و تمایز جوانه های جانبی گره های میانی ( گره ششم تا هفتم زیر گل تاجی ) به وجود می آیند . پوشش بلال برگ های تغییر شکل یافته ای است که اندام های ماده را در خود حفظ می کند . بلال دارای محوری به نام چوب بلال ویاراکید است که سنبلچه ها به صورت جفت در کنار هم در روی این محور قرار دارند .

هر سنبلچه دارای دوگل که فقط یکی از گل ها بارور می شود . هر گل دارای تخمدانی است که از آن رشته ابریشمی خارج میشود که مجموع آنها خامه و کلاله گویند که گرده ها را جذب می کنند ( 16 و21 و32 و73 و74) .

عمل گرده افشانی در ذرت توسط باد انجام می گیرد . حدود 95 درصد گل های ماده دگرگشن و حدود 5 درصد آنها به صورت خود گشن هستند (21).

آزاد شدن دانه های گرده در ذرت یک تا سه روز قبل از خروج تارهای ابریشمی شروع و تا چند روز ادامه می یابد . هر دانه گرده پس از تماس با تارهای ابریشمی رشد کرده و عمل باروری را انجام می دهد.در شرایط مناسب عمر دانه گرده 18 تا 47 ساعت به طول می انجامد (32 و 36 و73) .

4-1-ویژگیهای انواع ذرت:

الف – دوره رشد : ذرت از نظر طول دوره رشد به سه گروه زودرس و دیررس تقسیم می شود (16)

ب- رنگ دانه : دانه های ذرت به رنگ های مختلف از قبیل سفید ، زرد ، پرتغالی ، قرمز و گاهی آبی یا بنفش یافت می شود .(32).

ج- ارتفاع ساقه و برگ : ارتفاع ساقه ذرت بین 3-5/1 متر و تعداد برگ بین 8 تا 48 عدد متغیر است (5).

د. شکل ظاهری ،کیفیت دانه و موارد مصرف : استورتوانت در سال 1985 ذرت را بر حسب ساختمان آندوسپرم و کیفیت بلال به صورت زیر تقسیم کرده است (نقل از 32).

1-ذرت دندان اسبی : نشاسته آندوسپرم از دو قسمت نرم در وسط و انتها ،سخت در طرفین دانه تشکیل شده است . در طول رسیدگی دانه مقداری آب از دست داده و یک فرو رفتگی در قسمت تاج آن ایجاد می شود .

2- ذرت بلوری (سخت ): دانه این ذرت سخت ، و بدون چروکیدگی است . آندوسپرم آن شامل دو نوع نشاسته نرم و سخت است . در این نوع دانه ، نشاسته سخت ، به طور کامل اطراف نشاسته نرم را فرا می گیرد و دانه به شکل کروی و بزاق است .

3-ذرات آجیلی (بو داده): آندوسپرم آن ، به جز مقدار بسیار کمی که در اطراف جنین قرار دارد کاملاً سخت است . دانه ریز و روغنی از پروتئین می باشد. با حرارت دادن ترکیده و حجیم میشود.

4- ذرت شیرین (قندی): آندوسپرم این ذرت غنی از هیدراتهای کربن قابل حل و فقیر از نشاسته است . این نوع ذرت در موقع رسیدن آب خود از دست داده وکوچک و چروکیده می شود . این نوع ذرت دارای قدرت پنجه زنیزیاد است .

5-ذرت آذری ( ذرت نرم ): تمام آندوسپرم آن آردی می باشد و فقط یک لایه بسیار نازک از آندوسپرم سخت اطراف آن را فرا میگیرد .

6-ذرت بومی : نشاسته آندوسپرم آن از آمیلوپکتین تشکیل شده است که در کارخانه جات چسب سازی از آن استفاده می شود .

7-ذرت غلاف دار ( گلوکرم دار ): در این نوع ذرت گلوم ها رشد بسیار زیادی دارند و تمامی سطح دانه را می پوشاند (21 و 32 ).

5-1-فنولوژی ذرت :

1-5-1-جوانی زنی و سبز کردن ذرت :

عوامل محیطی موثر در جوانه زنی و سبز کردن ذرت عبارت از :رطوبت ، دما ، نوع خاک و تهویه است. مرحله جوانه زنی بذر ذرت و استقرار گیاهچه در خاک مراحل مهم در فنولوژی ذرت است .

زیرا در این مرحله پوشش بذر و بافت مغزی آن در معرض هجوم آفات و عوامل بیماریزا خاکزی قرار می گیرد. در صورتیکه کلیه عوامل خارجی در حد مطلوب باشد، جوانه زنی و سبزکردن تابع دمای خاک خواهد بود صفر بیولوژیک جوانه زنی بذر ذرت 10 تا 12 درجه سانتیگراد است . با افزایش دما ، زمان لازم برای جوانه زنی و سبز کردن کوتاه می گردد . دما ، میزان ذخیره آب در موقع جوانه زنی را نیزمشروط می سازد، بدین ترتیب که دماهای نسبتاً پایین (10-12 درجه سانتی گراد ) با محتوای حدود 75 درصد رطوبت ( بر اساس وزن خشک ) جوانه می زند. در صورتی که در دمای حوالی 30 درجه سانتی گراد، جوانه زنی با 58 تا 60 درصد رطوبت نیز امکان پذیر می گردد. وقتی که میزان آب قابل دسترس زراعی خاک 10-45 میلیمتر است کشت ذرت مناسب خواهد بود . از کشت ذرت در خاکی با رطوبت بالا که در آن تهویه ضعیف است باید خوداری کرد (4و32).

3-5-1- مرحله سبز کردن تا ظهور گل آذین نر :

رشد ونمو در این مرحله، به شدت تحت تاثیر عوامل جوی قرار می گیرد. در این مرحله است، که رشد برگ ها و ریشه گیاه کامل می شود . با افزایش رشد بوته ها و نزدیک شدن آنها به مرحله پیدایش گل آذین نر ، نیازهای دمایی گیاه افزایش می یابد. به هنگام پیدایش گل آذین نر، دمای مطلوب بین 24-23 درجه سانتی گراد خواهد بود. به هنگام ظهور گل آذین نر برگها 90 درصد سطح خاک را می پوشانند. اگر میزان رطوبت خاک کافی باشد، طول مرحله سبز کردن تا ظهور گل آذین نر با دما ارتباط مستقیم خواهد داشت.دمایکمتر از صفر بیولوژیک ذرت، به شدت به گیاه آسیب می رساند (4و5و32).

3-5-1-مرحله تشکیل گل آذین نر تا ظهور تارهای ابریشمی:

این مرحله که با تشکیل گل آذین نر آغاز می شود، حساس ترین مرحله رشد گیاه ذرت به شمار می رود . در این مرحله شاخص سطح برگی به حداکثر خود می رسد. و با حداکثر میزان تبخیرو تعرق مصادف می گردد(32).

ذرت یک گیاه پروتاندر است ، که بین ظاهر شدن این دو اندام یک هفته تا ده روز فاصله است . گرده افشانی 5 تا 8 روز ادامه می یابد (21و32).

در شرایط آب و هوایی مطلوب ظهور تارهای ابریشمی 2 تا 3 روز پس ازگرده افشانی آغاز میز شود .و نامساعدبودن عوامل محیطی مانند خشکی و گرمای شدید موجب پوکی و مرگ دانه های گرده می شود ، به عبارت دیگر در این شرایط تلقیح به صورت ناقص انجام میگیرد (73و32).

4-5-1-مرحله تشکیل تارهای ابریشمی تا رسیدن دانه:

چند روز پس از تلقیح، تارهای ابریشمی پژمرده شده و قهوه ای رنگ می گردند. پساز گذشت یک هفته از تلقیح، دانه لقاح یافته به صورت برجستگی های آبکی بر روی چوب بلال ظاهر می شوند. در یک هفته بعدی چوب بلال به سرعت رشد می کند و بتدریج به طول و قطر کامل خود می رسد. در این مرحله بیشتر فعالیت فیزیولوژیکی گیاه صرف پرکردن چوب بلال و ذخیره مواد غذایی در دانه ها می شوند (74).

6-1-رشد و نمو:

1-1-6-1- ریشه : جنین ذرت در موقع جوانه زنی فقط تولید یک ریشه می کند که به سرعت رشد کرده و تولید انشعابات فرعی نموده ، و در خاک نفوذ می کند این ریشه ها را ریشه های جنینی گویند همچنین از ناحیه مزوکوتیل به تعداد 3 تا 7 عدد ریشه نابجا ظاهر میشود که به همراه ریشه های جنینی ، ریشه های اولیه ذرت را تشکیل می دهند و تامین کننده مواد غذای برای ذرت در 2 تا 3 هفته اول رشد می باشند. نوع دیگر ریشه در سطح نزدیک به خاک از محل گره های انشعاب ظاهر می شود که به آن، ریشه های دائمی (تاجی) گویند. ذرت همچنین دارای ریشه های هوایی است، که از گره های بالای سطح خاک ظاهر میشوند که عمدتاً نقش استحکام گیاه را بر عهده دارند (1و31و 32).

2-1-6-1-برگ : برگها در ذرت به صورت متناوب ظاهر می شوند . هر برگ دارای غلاف و پهنک است که غلاف برگ ، ساقه را در بر می گیرد. تعداد برگ یک صفت ژنتیکی محسوب و تحت تاثیر شرایط محیطی قرار نمی گیرد و تعداد برگ در ذرت بین 8 تا 48 را شامل می شود.

لوله ای شدن برگ ذرت در شرایط کمبود آب با پوشاندن سطح برگ و به ویژه روزنه ها، از هدر رفتن آب جلوگیری می کند. همچنین تعدادی از برگهای پائین بوته در طول زمان پژمرده و از بین می روند . اولین برگها نیز بر اثر رشد ریشه های هوایی پاره می شوند (5و32).

2-6-1-رشد اندام های زایشی:

خاتمه نمو رویشی در ذرت هنگامی است، که مریستم انتهایی ساقه، که در زمان تشکیل برگها به شکل نیمکره است، شروع به طویل شدن کرده و طرح اولیه گل نر یا گل تاجی را به وجود می آورد. با طویل شدن میانگره ها روی ساقه، نموگل نر ادامه می یابد. بتدریج با خروج گل تاجی ازحلقه برگ، گرده افشانی از نقطه ای در نزدیکی نوک گل تاجی شروع و سپس در جهات مختلف گل آذین نر انجام میشود. گرده افشانی یک بوته ممکن است یک هفته یا بیشتر به طول انجامد.

دانه های گرده در اثر لرزش بساک ها آزاد می شوند . یک گل تاجی برای باورکردن تقریباً 1000 دانه در هر بوته، تعداد 25 میلیون دانه گرده رها می سازد (31و32و73).