مقدمه
به نام خداوند لوح و قلم حقیقت نگار وجود عدم
خدایی که داننده رازهاست نخستین سرآغاز آغازهاست
ثبات تولید در کشاورزی یکی از جنبه‌های مهم کشاورزی پایدار Agriculture Sustainable می‌باشد. گرچه مفاهیم پایداری تولید در کشاورزی دیدگاه‌های همه‌جانبه‌ای را دربر دارد و جنبه‌های مختلفی را شامل می‌شود. اقلیم و خاک از مهمترین عوامل تولید می‌باشند و بهره‌برداری از زمین عمدتاً بر اساس کیفیت این دو عامل استوار است.
پراکنش و توزیع گیاهان طبیعی در عرض‌های جغرافیایی مختلف و همچنین در ارتفاعات متفاوت متفاوت در رابطه با عوامل محیطی و بخصوص بارندگی و درجه حرارت و در مرحله بعد شرائط فیزیکی و شمیایی خاک می‌باشد. این موضوع در ارتباط با گیاهان زراعی نیز صادق است و بدین‌ترتیب شناخت عوامل مختلف محیطی و انتخاب گیاهان مناسب برای شرایط متفاوت از مهمترین عوامل موثر در تولید است. حفظ ثبات با آگاهی از نیازهای محیطی و تامین شرایط مناسب برای هرمحصول امکان‌پذیری است و به همین دلیل در شرایط دیم به علت نوسانات شرایط اقلیمی و عدم امکان تامین همه نیازهای گیاه تولید از ثبات کمتری برخوردار است.
امروز روابط عوامل محیطی و تولید با کمک مدل‌های ریاضی برای اکوسیستم های مختلف زراعی بیان می‌شود و این روابط به صورت کمی درآورده شده است.
بدین ترتیب امکان پیش‌بینی تولید با توجه به شرایط مختلف اقلیمی در هر منطقه بیشتر شده است. این اکوسیستم‌ها چون ساخته‌ی دست بشر هستند و بر اساس نیازهای انسان بوجود آمده‌اند، قاقد تنوع لازم بوده و از نظر اکولوژیکی حساسیت بیشتری به نوسانات محیطی دارند و به همین دلیل برای حفظ ثبات تولید، شناخت عوامل محیطی در رابطه با نیازهای این اکوسیستم‌ها از اهمیت خاصی برخوردار است. در همین رابطه آگاهی از اثرات تنش‌های محیطی بر رشد و تولید این اکوسیستم‌ها نیز جهت حفظ ثبات محصول ضروری می‌باشد. بدین ترتیب به منظور بهره‌گیری هرچه بیشتر از منابع محیطی و کاهش خسارت وارده به محیط از طریق به کارگیری اصول صحیح اکولوژیکی در اکوسیستم‌های زراعی و نیز کاربرد روش‌های منطقی تولید بحث اکولوژی گیاهان زراعی مطرح می‌شود. (منبع شماره1)
فصل اول
گیاهان زراعی
تعداد گیاهان و حیواناتی که مورد استفاده انسان قرار می‌گیرد، در مقایسه با آن چه که در دسترس اوست، ناچیز است. برای مثال تنها در حدود 3000 گونه از 350000 گونه گیاهان گلدار، دارای ارزش اقتصادی هستند. علاوه بر آن انتقال از مرحله‌ی شکارچی‌گری به مرحله‌ی دامداری یا کشاورزی ساکن و از کشاورزی معیشتی به تجاری، مقدار گونه‌ها کاهش قابل ملاحظه‌ای یافته است. غذای انسان‌های اولیه خیلی متنوع‌تر از امروزه بوده است. هارلن (1976) معتقد است که در دوران گذشته هزاران گیاه و صدها حیوان برای استفاده غذایی مورد استفاده قرار می‌گرفته است. در آزمایشی با آنالیز محتویات معده انسان عصر فلز (انسان تولوند) (هل بک، 1950) ملاحظه شد که آخرین غذای او شامل هفده گیاه مختلف بود که فقط دو عدد از آنها، یولاف و جو کشت می‌شدند و بقیه علفهای هرز گیاهانی بودند که کشت شده بودند.
امروزه دوازده گیاه زراعی و سه تیپ دام اهلی عمده‌ی کشورهای جهان را تامین می‌کنند. توسعه‌ی کشاورزی واقعه‌ای جدید در تاریخ تکاملی انسان محسوب می‌شود. این واقعه بستگی به انتخاب و تکثیر و به عبارت دیگر، اهلی‌کردن گونه‌های گیاهای و حیوانات با مشخصات دلخواه و مطلوب برای انسان دارد. این موضوع نه فقط ترکیب نسبی جمعیت گیاهان و حیوانات را تغییر داد، بلکه حدود ده درصد از زمین‌هایی که پوشش گیاهی طبیعی داشته‌اند، به وسیله گیاهان زراعی جایگزین شده‌اند و بخش عمده‌ای از زمین‌های باقیمانده نیز به سبب چرای دام‌ها تغییرات زیادی حاصل کرده‌اند. اکوسیستم کشاورزی ساختمان و ترکیب ساده‌تری نسبت به اکوسیستم طبیعی داراست. در این اکوسیستم کم و بیش سه تیپ موجودات غلبه دارند:
گیاهان زراعی یا گیاهانی که قابل زراعت هستند.
دام‌های اهلی
علف های هرز، آفات و بیماری‌ها
حیوانات و گیاهان اهلی شامل آنهایی هستند که تکثیر و اصلاح آنها کم و بیش توسط انسان کنترل می‌شود. انتخاب و به‌نژادی که اساساً روی اعاب وحشی صورت گرفته است، از یک طرف باعث حذف ویژگی‌های نامطلوب برای انسان شده است که این ویژگی‌ها برای بقای آنها مفید بوده است و از طرفی دیگر ویژگی‌هایی که دارای ارزش زراعی بوده‌اند، توسعه داده شده است. (جدول 1-1) در مورد گیاهانی که اهلی شده‌اند، رابطه‌ی همزیستی آنها با انسان طوری است که فقط تعداد معدودی از آنها بدون محافظت انسان می‌تواند به صورت وحشی بقاء داشته باشند
(جداول در فایل اصلی موجود است)
گیاهان مهم زراعی
ارزش گیاهان زراعی بسته به توانایی آنها در تولید هرچه بیشتر تولیدات مفید، نسبت به اجداد وحشی آنهاست. یکی از تفاوتهای مشخصی که بین گیاهان زراعی و اجداد وحشی آنها وجود دارد، رشد زیادتر آنهاست (شوانیتز، 1960) که این تغییر در اندام‌هایی که به عنوان محصول برداشت می‌شوند و نسبت آنها در کل گیاه مشخص است.
برای مثال در غلات بخش بیشتری از مواد ساخته شده در طول دوره فتوسنتز، به دانه می‌رود و مقدار کمتری از آن به برگها اختصاص داده می‌شود. برعکس در سیب‌زمینی منبع اصلی ذخیره مواد غده است. ویژگی مهم دیگری که در تفاوت گیاهان زراعی و اجداد وحشی آنها وجود دارد، کاهش انتشار طبیعی بذر به وسیله انتخاب ساقه‌های محکم و غیرشکننده در غلات و بسته‌بودن نیام و میوه در نخود، لوبیا، فلفل و غیره است. همزمان با کاهش انتشار بذر بعضی از صفت‌های مطلوب مثلاً اندازه بذر افزایش یافته است. به طور مثال بذر لوبیا (Phaseolus Vulgaris) 5 تا 8 برابر بزرگتر از اجداد وحشی آن است.
اندام‌هایی که برای برداشت انتخاب می‌شود، ترکیب و فرم آنها نسبت به گذشته تغییر کرده است. مواد سمی یا تلخ در یام و لوپن کاهش و یا حذف شده است و نسبت موادی که برای انسان باارزش و مفید هستند، مانند پروتئین، روغن، شیرینی، دارویی یا معطر به طور قابل‌ملاحظه‌ای افزایش یافته است.
گیاهان زراعی اغلب بر حسب استفاده ویژه‌ای که دارند، طبقه‌بندی می‌شوند که البته این موضوع از تغییرات زیادی برخوردار است. طبقه بندی جامع‌تر و عمومی‌تر براساس اندام‌هایی که برداشت می‌شوند، صورت گرفته است که در جدول 2-1 نشان داده شده است:
غلات (دانه) بذر
حبوبات بذر
گیاهان ریشه‌ای و غده‌ای ریشه و ساقه متورم
سبزیجات (محصول سبز) برگها و ساقه‌ها
میوه‌ها بذرهای دارای پوشش یا کپسول
دانه‌ی غلات و حبوبات یکی از منابع اولیه تامین کربوهیدرات‌ها، چربی، پروتئین، ویتامین‌ها، مواد معدنی ضروری برای تغذیه انسان‌ها و دامهاست
دانه غلات به سبب داشتن آب نسبتاً کم و دوره‌ی خواب طولانی، علاوه بر اینکه به آسانی حمل و انبار می‌شوند، منبع غذایی فشرده نیز می‌باشند.
ریشه و غده ها اندام‌های حجیمی هستند که به سبب داشتن (بیشتر از 75 درصد) سایر اندام‌ها متمایز گشته است و این موضوع عامل محدودکننده برای انبارشدن بوده است، ولی عامل افزایش عملکرد در واحد سطح است. گیاهان غده‌ای (به جز سیب‌زمینی) بیشتر دو ساله هستند و در اواخر فصل اول رشد که اندام‌های ذخیره شونده به حداکثر اندازه خود رسیدند، برداشت می‌شوند.
سبزیجات شامل آندسته از گیاهانی می‌شوند که ارزش آنها در برگها و ساقه‌های تازه و جوان است. مقدار زیاد سلولز و فیبر در آنها سبب محدودیت در مصرف غذایی آنهاست. این گیاهان منبع اصلی ویتامین‌ها، مواد معدنی، مواد دارویی مانند نیکوتین، تانن و کافئین هستند. به سبب حجم زیاد و درصد آب بالا ذخیره‌سازی آنها بستگی به خشک‌کردن، سیلوکردن یا یخ‌زدن سریع دارد.
میوه از نظر زراعی به مواد گوشتی و آبدار که بذر را دربر می‌گیرد (میوه‌های انگوری، سیب و گلابی) یا میوه‌های بذری (نارگیل، گیلاس و گوجه) اطلاق می‌گردد. برخی مانند موز، ممکن است حاوی مقدار زیادی کربوهیدرات باشند. در اکثر میوه‌ها ارزش اقتصادی آنها به سبب خوشمزه بودن و داشتن مقدار زیادی ویتامین c می‌باشد. همانند سبزیجات به سبب داشتن مقدار زیادی آب نگهداری آنها نیاز به نوعی ذخیره‌سازی دارد.
سهولت در کشت و کار، بستگی به فرم رشد و یا عادت رشد و سیکل زندگی هر گیاه زراعی دارد. در گیاهانی که از طریق بذر تکثیر می‌شوند، مساله عمده در موفقیت گیاهان زراعی، تولید بذرهایی با قدرت جوانه‌زنی بالا می‌باشد. البته پیشرفت‌هایی که در زمینه تولید بذرهای هیبرید بخصوص در غلات شده است، باعث شده است که تکثیر بذر مستلزم کشت گیاهان خاصی باشد. تولید و تکثیر غیرجنسی در اکثر گیاهانی که دارای ریشه و یا غده هستند، مانند سیب‌زمینی، سیب‌زمینی شیرین، کاساوا و یام که غذای عمده‌ی مناطق حاره‌ای مرطوب را تشکیل می‌دهند، صورت می‌گیرد، چون شرایط محیطی برای کشت غلات مناسب نیست و کشت این قبیل گیاهان در مناطق حاره‌ای رایج است و همچنین برای بعضی از گیاهانی که میوه تولید می‌کنند، مانند موز، توت‌فرنگی، آناناس و نیشکر تکثیر غیرجنسی لازم است.
اکثر گیاهان زراعی و بویژه آنهایی که دانه تولید می‌کنند، یک ساله و بقیه دوساله هستند. مانند گیاهان ریشه‌ای که اغلب به عنوان یک‌ساله کشت شده است و فقط برای تولید بذر، به آنها اجازه داده می‌شود به گل بروند.
بسیاری از گیاهان چندساله برای دوره‌های کوتاه کشت می‌شوند و یا مانند پنبه حتی به عنوان یک ساله کشت می‌شوند. تیپ رشد محدود، استحکام و مستقیم‌بودن ساقه و غیرشکننده بودن آنها و عدم پراکندگی بذر سبب تسهیل در برداشت می‌شود.
بنابراین تعجب‌آور نیست که در غلات که عمده‌ترین گیاهان اهلی را تشکیل می‌دهند، دارای بیشترین ویژگی‌های لازم برای یک گیاه زراعی بوده است و بیشترین توجه از نظر برداشت مکانیزه را به خود معطوف کرده‌اند. بزرگترین مشکل در مورد گیاهان ریشه‌ای، میوه‌ها و سبزیجات است که در آنها برداشت مکانیزه به سادگی باعث خسارت به آنها شده، رشد نامحدود در آنها امکان پراکنش بذر نیز مشکل‌آفرین است.