1-1- اهمیت ذرت

با افزایش روز افزون جمعیت در کره خاکی و نیاز به افزایش عملکرد گیاهان زراعی، تأمین مواد غذایی از جمله برنامه‌های وسیع و دامنه‌داری است که باعث شده پژوهشگران در این زمینه پژوهش­های جدیدی را دنبال کنند (ایوانز، 1377) . تولید غذا از گیاهان زراعی برای بقای انسان و سایر موجودات زنده امری حیاتی است، به طوری که حدود 70 درصد غذای جمعیت جهان مستقیماً از گیاهان زراعی بدست می‌آید (تی­یر و پیت، 1372). دوسوم از ماده خشک قابل مصرف انسان را غلات تشکیل می‌دهند که 54 درصد از آن به گندم، برنج و ذرت[1] اختصاص دارد (ایوانز، 1377) . تقریباً 55 درصد از پروتئین­ها، 15 درصد چربی­ها، 70 درصد کروهیدرات­ها و به طور کلی 55-50 درصد کالری مورد نیاز انسان در دنیا بوسیله غلات تأمین می­شود (نورمحمدی و همکاران، 1376).

از نحوه ورود ذرت به ایران و سابقه کاشت آن اطلاع مستندی در دست نیست. احتمالاً ذرت برای اولین بار توسط پرتغالی‌ها از طریق آب‌های جنوب وارد کشور شده است (علی­یاری، 1373). کشت ذرت دانه‌ای در ایران تا سال 1350 به صورت پراکنده و در بین سایر زراعت‌های اصلی صورت گرفته است. در سال 1353 سطح کشت این 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 پیروزی انقلاب اسلامی و قبل از شروع برنامه پنج سال اول روند افزایش سطح زیرکشت کند بود، به طوری که در سال­های 1358 و 1359 سطح زیرکشت به ترتیب تا میزان 10 هزار و 8 هزار هکتار کاهش یافت ولی از سال 1360 به بعد تغییراتی در سطح زیرکشت رخ داد، به طوری که از 15 هزار هکتار سطح زیر­کشت ذرت در آن سال، سطح زیر کشت به 120 هزار هکتار در سال 1374 افزایش پیدا کرد (فائو[2]، 1995).

کشت ذرت در استان فارس، از سال 1349 در سطح پنج هکتار در شهرستان فسا شروع و سپس در سال 1352 با همکاری کارشناسان ذرت از یوگسلاوی و رومانی در سطح 100 هکتار، ارقام هیبرید توسعه یافت (مدیریت هماهنگی و برنامه و بودجه سازمان کشاورزی استان فارس، 1372). از سال 1362 به بعد با حمایت‌های دولتی، سطح زیر کشت آن افزایش یافت. بر طبق آمار موجود در استان فارس سطح زیر­کشت ذرت دانه‌ای در سال زراعی 88ـ1387 برابر با 50366 هکتار، کل ذرت دانه‌ای تولید شده برابر با 04/423042 تن و عملکردی برابر با 36/8399 کیلوگرم در هکتار می‌باشد که نیمی از ذرت کشور را تولید می‌کند.

توسعه سطح زیر کشت و افزایش عملکرد این محصول اساسی، به منظور تأمین ماده­ی اولیه مواد خام غذایی انسان، معادل 25ـ20 درصد، خوراک دام و طیور 75ـ70 درصد، مواد خام صنایع غذایی و صنعتی معادل 5 درصد، برای تولید نشاسته، روغن، کنجاله، گلوتن خوراکی و غیره از اولویت‌های کار وزارت کشاورزی بوده است (رسول­اف، 1376). با ظهور فناوری زیستی، به نظر می‌رسد که دو­رگه‌هایی از ذرت برای مصارف صنعتی ویژه پدید آید ( امام و ثقه­الاسلامی، 1384).

2-1- گیاه شناسی ذرت

ذرت که در آمریکای شمالی به نام Corn شناخته می‌شود، یکی از سه غله اصلی جهان است (تولن آر[1] و دی­یر[2]، ‌1999). ذرت پس از گندم و برنج، مهم‌ترین ماده‌ی غذایی دنیا را تشکیل می‌دهد (امام، 1386). اگر چه در مورد منشأ و تکامل اولیه‌ی ذرت توافق کمی وجود دارد، اما توافق کلی بر آن است که ذرت ابتدا نزدیک به 7000 تا 10000 سال پیش در جنوب مکزیک اهلی شده است. پس از اهلی شدن، ذرت به سرعت در آمریکای شمالی و جنوبی انتشار یافته و پس از سکونت اروپائیان در شمال شرقی ایالات متحده و جنوب کانادا به آنجا رسیده است. پس از کشف آمریکا توسط اروپایی‌ها، ذرت به سرعت در سرتاسر اروپا پراکنده شد و از آنجا به سایر نقاط جهان انتشار یافت (امام و ثقه­الاسلامی، 1384).

ذرت گیاهی رشد محدود و یکساله بوده که برگ‌های بزرگ، بلند و کشیده (تقریباً با پهنای 1 به 10 در مقیاس طول) به صورت متناوب در طول یک ساقه مستحکم تولید می‌شوند. ویژگی متمایز این گیاه علفی، مجزا بودن اندام نر و ماده روی یک بوته می‌باشد. بر خلاف سایر گیاهان علفی که گل­های کامل تولید می‌کنند، ذرت تولید گل­آذین نر[3] کرده که در قسمت بالای گیاه به وسیله نقطه نموی انتهایی ساقه[4] تولید می‌شود؛ و گل­آذین ماده[5] از رشد جوانه جانبی از محورهای برگ نمایان می‌شود. این گیاه تک­لپه و متعلق به خانواده گندمیان می‌باشد. گل­آذین نر به صورت یک خوشه آویزان تولید جفت سنبلک‌هایی می‌کند که هر کدام دربرگیرنده­ی یک گلچه بارور و یک گلچه عقیم می‌باشد. گل­آذین ماده، به صورت یک سنبله تولید کننده جفت سنبلک­هایی است که به صورت بسیار متراکم بر روی محور بلال[6] قرار گرفته‌اند. هر کدام از سنبلک‌های ماده شامل دو گلچه بارور بوده که یکی از تخمدان‌های دو گلچه بارور تشکیل دانه بالغ شده ذرت را می‌دهد؛ میوه منفرد ذرت از نظر گیاه­شناسی یک گندمه است؛ میوه خشکی که شامل یک بذر منفرد بوده و به بافت داخلی میوه (دیواره تخمدان) چسبیده است (امام، 1386).

ذرت از لحاظ فتوسنتزی گیاهی چهار کربنه (C4) است و گرچه دامنه سازگاری آن گسترده است، ولی در اقلیم‌های گرمسیری رشد بهتری می‌کند. ذرت از جمله گیاهانی است که عملکرد دانه آن در عرض‌های جغرافیایی بالاتر از خاستگاه خویش، زیاد‌تر می‌باشد. این موضوع بیانگر توسعه‌ی اقتصادی و استفاده‌ی بیشتر از نهاده‌ها در تولید این محصول در عرض‌های جغرافیایی بالاتر است (امام، 1386).

خرید متن کامل این پایان نامه در سایت nefo.ir

پتانسیل عملکرد ذرت در واحد سطح به گونه ای است که برداشت 15 تا 20 تن دانه در هکتار در سطح تجاری رایج می باشد (تولن­آر و دی­یر، 1999). به دلیل استعداد زیاد در تولید دانه، ذرت را “پادشاه غلات” نامیده‌اند (امام، 1386). ذرت دارای تنوع فوق­العاده‌ای از لحاظ فرم، کیفیت و عادت رویش است و تنها از نظر اندازه دانه بین ارقام ذرت بیش از 50 بار تفاوت وجود دارد. دانه‌ها ممکن است از سخت و شیشه‌ای تا نرم و آردی و به رنگ‌های بسیار گوناگون دیده شوند. ذرت دارای مواد قندی و نشاسته‌ای زیاد بوده و علاوه بر نشاسته دارای مقدار زیادی اسید‌های آمینه می‌باشد (آرنون[7]، 1972).

3-1- نگرشی بر روابط مبدأ-مقصد در ذرت

بهبود عملکرد در جریان به نژادی گیاهان زراعی با تجمع ماده خشک در دانه همراه بوده است. به علاوه با تغییر تسهیم[1] ماده خشکی که محصول فتوسنتز بوده، عملکرد دانه افزایش یافته است. بنابراین رهیافت‌های مربوط به بهبود عملکرد دانه شامل افزایش تسهیم به دانه، تأخیر پیری برگ و افزایش طول دوره پر شدن دانه بوده است. کربوهیدرات‌های مورد استفاده در دانه از فتوسنتز جاری و انتقال ذخایر ذخیره شده به طور موقت در ساقه‌ها، برگ‌ها، چوب بلال و پوسته‌های بلال تأمین می‌شود (امام و ثقه­الاسلامی، 1384).

تسهیم مواد پرورده به دانه به وسیله مبدأ و مقصد تحت تأثیر قرار گرفته و به وسیله ارتباطات آوندی، ظرفیت ذخیره بافت‌های غیردانه‌ای و نیاز‌های رقابتی بر سر نیتروژن مورد نیاز بافت‌ها تنظیم می‌شود. شواهد تجربی حاکی از آن است که انتقال در آوند آبکش ممکن است تا فاصله زیادی صورت گیرد، هر چند هر مقصد به طور معمول توسط مبدأ نزدیک به آن تأمین می‌شود. پس از گرده­افشانی رابطه بین مبدأـمقصد مهم­ترین تأثیر را بر تولید ذرت می‌گذارد. بدین معنی که رشد دانه غالبیت پیدا می‌کند و وجود یک حد آستانه برای تشکیل یک بلال بارور ضروری است که در کمتر از آن حد بلالی تشکیل نخواهد شد (امام و ثقه­الاسلامی، 1384). به منظور شناسایی مکانیسم‌های کنترل کننده­ی پر شدن دانه، دستکاری قدرت مبدأ و اندازه‌ی مقصد در پژوهش‌های متعددی مورد بررسی قرار گرفته است. برخی شواهد نشان داده است که بیشترین عملکرد‌های دانه با تعادل بین مبدأ و مقصد همراه بوده است (تولن­آر و همکاران، 1992). همچنین پژوهش‌های پایه‌ای دیگر، همچون دستورزی[9] مکانیکی سایه­انداز گیاهی بعد از گل­دهی (روی[10] و بیسواس[11]، 1992) و حذف برگ‌های بلال و گل نر در ذرت و تأثیر آن بر عملکرد (کانترل[12] و گیدنان[13]،1981) در سایر کشورها صورت گرفته است.

با توجه به اینکه استان فارس تأمین کننده بیش از نیمی از ذرت دانه‌ای کشور است، هر گونه پژوهشی در ارتباط با بهبود عملکرد دانه این محصول از طریق دستورزی‌های فیزیولوژیک از اهمیت ویژه‌ای برخوردار خواهد بود. از آنجا که به نظر می‌رسد تعداد برگ در هر بوته در هیبریدهای ذرتی که در این استان کشت و کار می‌شود، زیاد باشد، هدف از انجام پژوهش حاضر آن بوده است که با کاهش تعداد برگ‌ها امکان تسهیم مواد پرورده بیشتری به دانه‌ها در جهت افزایش عملکرد دانه این محصول راهبردی مورد بررسی قرار گیرد.

[1] . Partitioning

[2] . Edmeades

[3] . Lafitte

[4] . Mobilization

[5] . Source

[6] . Sink

[7] . Mostafavi

[8] . Cross

[9] . Manipulation

[10] . Roy

[11] . Biswas

[12] . Cantrell

[13] . Geadehnan

[1] . Tollenaar

[2] . Dwyer

[3] . Tassel

[4] . Apex

[5] . Ear

[6] . Cob

[7] . Arnon