شرایط اقلیمی خشک و نیمه خشک که اکثر مناطق کشور ما را در بر می­گیرد، سبب محدودیت منابع آبی و امکانات تولید محصولات زراعی شده است. رشد سریع جمعیت از یک طرف و کاهش یا ثابت ماندن منابع از طرف دیگر بررسی راه­های استفاده بهینه از پتانسیل­های تولید مواد غذایی را جهت بهره­وری بیشتر ضروری می­سازد. از آنجا که در بیشتر نقاط دنیا، آب محدود كننده اصلی تولیدات كشاورزی است، بنابراین، استفاده بهینه از آن اهمیت زیادی دارد. این موضوع برای ایران كه حدود دو سوم مساحت آن را اقلیم خشك و نیمه خشك تشکیل داده، جدی­تر می­باشد. توجه به اقتصاد و مدیریت منابع آب نه تنها در مناطق خشک و نیمه خشک، بلکه در مناطق با بارندگی مناسب هم می­تواند از راه تاثیر بر هزینه­های تولید مهم بوده و ایجاب می­كند كه از واحد حجم آب بیشترین استفاده به عمل آید. در این راستا، آگاهی از واكنش گیاهان و تعیین میزان حساسیت مراحل مختلف رشد آنها به كم آبی از اهمیت بسزایی برخوردار است (رضایی و همكاران، 1388).

عوامل نامساعد محیطی همانند تنش خشكی كه یكی از رایج­ترین و مهمترین تنش­های محیطی است، تولید محصولات كشاورزی را محدود می­سازد. خشكی روی اكثر مراحل رشد گیاه مانند مرحله جوانه­زنی و استقرار گیاهچه و همچنین ساختار اندام و فعالیت آن­ها آثار مخرب و زیان­آوری وارد می­سازد. از آن جایی كه ایجاد و حفظ یك پتانسیل آب خالص در محیط خاك، كاری تقریباً مشكل است، در این راستا برقراری شرایط تنش خشكی با استفاده از مواد اسمزی مختلف برای ایجاد پتانسیل­های اسمزی، یكی از مهم­ترین روش­های مطالعه تأثیر تنش خشكی بر روی گیاه تلقی مى­شود (زید و همكاران، 2001).

1-2-     مروری بر تحقیقات گذشته

1-2-1- اهمیت و جایگاه گندم در ایران و جهان

گندم احتمالا یكی از اولین گیاهانی است كه به وسیله­ی انسان زراعت شده­ است و به همین دلیل مهمترین گیاه زراعی به شمار می­آید. زیرا، زراعت آن از تمام گیاهان ساده­تر، تطابق آن در مناطق مختلف كه دارای شرایط آب و هوایی متفاوتی می­باشند، بیشتر و از طرف دیگر غذای اولیه اغلب مردم جهان را تشكیل می­دهد. گندم گیاهی است كه به مقدار زیاد و در مساحت وسیعی از زمین­های كشاورزی دنیا و حتی در نواحی خشك كشت شده و محصول كافی تولید می­نماید. اهمیت اقتصادی گندم چه از نظر تولید و چه از نظر تغذیه در دنیا بیش از سایر محصولات كشاورزی می­باشد. حتی در مناطقی كه به علت متغیر بودن شرایط اقلیمی و یا خشكی محیط، امكان تولید دیگر گیاهان وجود نداشته باشد، می­توان گندم تولید نمود. بیشترین سطح زیر كشت گندم در قاره­های آسیا و اروپا واقع شده است. ایران یكی از مهمترین كشور­های تولید كننده گندم در جهان می­باشد (خدابنده، 1387). سطح زیر کشت گندم در جهان 61/31132 تن در هکتار است که حدود 63 درصد سطح زیر کشت جهان را ایران به خود اختصاص داده ­است. تولیدات گندم در ایران 05/2 درصد از کل تولیدات گندم در جهان می­باشد (فائو، 2012). نسبت سطح زیر كشت گندم به سایر محصولات عمده كشاورزی نیز رقم بالایی را تشكیل می­دهد. همواره حدود 70-65 درصد از اراضی زیر كشت محصولات عمده زراعی به گندم تعلق دارد (ایران نژاد و شهبازیان، 1384).

اهمیت گندم بیشتر مربوط به خواص فیزیكی و شیمیایی موادی است كه دانه آن را تشكیل می­دهند. پروتئین گندم از لحاظ غذایی فوق­العاده پر انرژی است. بخصوص سبوس آن كه دارای پروتئین زیادی می­باشد. مطابق گزارش سازمان خواروبار كشاورزی جهانی (FAO) در حال حاضر سالانه در جهان حدود 85 میلیون تن پروتئین مصرف می­شود كه حدود 40 میلیون تن یعنی در حقیقت حدود نصف پروتئین

خرید متن کامل این پایان نامه در سایت nefo.ir

 مصرفی جهان از غلات و بویژه از گندم تامین می­گردد. لذا، اهمیت و نقش این گروه از گیاهان زراعی در زندگی روزانه انسان و عوامل وابسته به آن كاملا مشهود و مشخص می­باشد (خدابنده، 1387).

1-2-2- تاریخچه گندم

گندم حدود 12 تا 17 هزار سال قبل از میلاد در خاورمیانه كشت می­شده و حدود 10 تا 15 هزار سال قبل از میلاد نیز در آسیا وجود داشته است. واویلوف خاستگاه گندم را تنها یكجا نمی­داند. بلكه، معتقد است كه گندم چند مبدأ دارد (ایران نژاد و شهبازیان، 1384). هیچكس بدرستی نمی­داند كه دقیقا چه موقع و توسط چه شخصی شناخته شده، لیكن به طور دقیق مركز اصلی گندم­های اولیه كه شاملTriticum monococcum  و Triticum dicoccum  می­باشند، از سوریه و فلسطین بوده كه از این دو منطقه به مصر و بین­النهرین و سپس به ایران آمده و از طریق ایران به هندوستان، تركستان، چین و روسیه و سرانجام به اروپا برده شده و از اروپا به سایر نقاط جهان انتقال یافته است. این گیاه حدود 6500 سال قبل از میلاد در مناطقی از آسیا مانند ایران، عراق، هندوستان، قفقاز و همچنین اطراف دریای مدیترانه وجود داشته و حدود 2500 تا 3000 سال قبل از میلاد نیز در چین كشت می­شده است. درصورتی­كه، گندم دوروم در سال 1797 بوسیله­ی دسفونیتنز در ناحیه­ی آتلانتیك در ایالات متحده امریكا شناخته شد (خدابنده، 1387).

1-2-3- گیاهشناسی گندم

گندم از تیره گندمیان، زیر تیره­یPooideae ، طایفه­یTriticeae ، زیر طایفه­ی Triticinae و از جنس Triticum می­باشد. گیاهی است یكساله، روز بلند و سه كربنه. گندم از مهم‌ترین غلات و از گیاهان گلدار تک‌ لپه‌ای‌ یک ساله است. گندم گل آذین سنبله­ای دارد. از هر گره آن یک برگ به وجود می­آید. سنبلچه گندم متشکل از دو گلوم و سه گلچه است. گاهی تعداد گلچه‌ها به 7 تا هم می‌رسد. دانه گندم بین دو پوشش قاشق مانند به نام­های پوشینک بیرونی (لما) و پوشینک درونی (پالئا) قرار گرفته‌ است. برگ­های گندم مانند برگ­های سایر غلات (به جز ذرت و ارزن)، نازک و کم عرض است و زبانه‌های کوچکی دارد (كریمی، 1371). دانه گندم حاوی ۷ تا ۱۸ درصد پروتئین، ۶۰ تا ۷۰ درصد نشاسته، ۲ تا ۲/۵ درصد سلولز، 5/1 تا ۲ درصد چربی و بقیه آن مرکب از رطوبت و مواد معدنی است. ظاهر فیزیکی دانه‌های گندم بسیار متنوع است. طول دانه‌های گندم از ۵ تا ۸ میلیمتر، عرض آن­ها از ۲/۵ تا ۴/۵ میلی­متر و وزن آن­ها از ۲۰ تا ۶۰ میلی‌گرم متغیر است. گستره رنگ گندم از بژ یا نخودی (معروف به گندم سفید)، تا قرمز قهوه‌ای (معروف به گندم سرخ) است. بسته به عوامل مختلف، اجزای تشکیل دهنده آندوسپرم دانه‌ها می‌توانند بافت نرم یا سفتی داشته باشند. میزان گلوتن گندم مرغوبیت آن را تعیین می‌‌کند. گندم­های قرمز سخت بهاره و پاییزه گلوتن بیشتری دارند و به همین دلیل، ارزش تهیه نان از آن­ها بیشتر است. کیفیت پخت نان به طور عمده به دو عامل کیفیت و کمیت گلوتن خمیر نان بستگی دارد. کمیت گلوتن بر تخمیر و افزایش حجم نان موثر است. گندم­هایی که دارای مقدار بیشتری گلوتن هستند، از لحاظ نانوایی نیز کیفیت مطلوبتری دارند. کیفیت گلوتن گیاه به وسیله پیشینه ژنتیکی آن تعیین می‌شود. گلوتن از دو بخش گلوتنین (محلول در باز ضعیف) و گلیادین (محلول در الکل و تا حدودی قوی) تشکیل شده‌ است که گلوتنین عامل چسبندگی خمیر و گلیادین عامل الاستیسیته (کشش) خمیر است (صدقی، 1392).

مرحله جوانه­زنی گندم بستگی بسیاری به آب، دما و تازگی بذر دارد. دانه باید برای جوانه زدن دمای دلخواه خود را نیز داشته باشد كه حداقل این دما برای گندم 1 تا 2 درجه سانتی­گراد می­باشد. همچنین، گیاه هنگام به ساقه رفتن نیاز فراوانی به آب دارد (پور صالح، 1373). گندم دوروم جزء گندم­های سخت­دانه است. بافت متراكم و سخت دانه همراه با درصد پروتئین بالا و قدرت گلوتن آن، گندم دوروم را به پربهاترین گزینه برای تولید اعلاترین پاستا درآورده است. آندوسپرم گندم دوروم پس از آسیاب به صورت دانه­هایی موسوم به سمولینا در می­آید كه مخلوط آن با آب، تولید خمیری چسبنده می­نماید كه تحت فشار به اشكال مختلفی در می­آید. گندم دوروم مصارف غذایی مختلفی دارد، ولی بطور خاص برای تولید ماكارونی و اسپاگتی مصرف می­شود (متقی و همكاران، 1392).

1-2-3-1- مشخصات مورفولوژیكی

ریشه: ریشه­های گندم افشان و سطحی است. ریشه­های فرعی و اصلی از محل طوقه خارج شده و همگی هم قطر می­باشند. عمق فعالیت ریشه­های گندم معمولا در خاك حدود 30 سانتی­متر می­باشد. در خاك­های نرم و معمولی كه مناسب برای رشد گندم باشد، ریشه­ها معمولا تا عمق 80 سانتی­متر نفوذ می­كند. یكی از عوامل اصلی رشد و نمو گندم آب می­باشد كه بوسیله ریشه جذب می­گردد. ریشه گندم نسبت به ریشه جو گسترش كمتری دارد و این دال بر مقاومت كمتر گندم نسبت به جو در شرایط خشكی می­باشد.

ساقه: ساقه گندم مانند تمام گیاهان تیره غلات بندبند و توخالی و استوانه­ای است. به طوری­كه، شكل استوانه­ای و وجود دسته­های فیبر در آن موجب استحكام ساقه شده­است و این ویژگی تاحدودی ساقه را در برابر ورس مقاوم می­نماید. علاوه بر ساقه اصلی اغلب ارقام گندم دارای ساقه­های فرعی نیز می­باشند كه پنجه نامیده می­شوند. محل گره­ها در ساقه توپر و مغز دار می­باشد. ارتفاع، ضخامت و رنگ ساقه در ارقام مختلف متفاوت می­باشد. فرم اكثر واریته­های گندم دوروم ساقه­های راست دارند.

برگ: در روی هر ساقه گندم معمولا تعداد 7 تا 8 برگ كه از محل گره­های ساقه خارج شده و به طور متناوب و یك در میان در طول ساقه قرار گرفته­اند، وجود دارد. هر برگ از دو قسمت نیام و تیغه باریك و بلند كه كه به منزله پهنك برگ می­باشد، تشكیل شده است. نیام كه به منزله دمبرگ است، ساقه را به صورت غلافی در بین دو گره در بر گرفته است و به استحكام ساقه كمك می­نماید. در حد فاصل برگ و دمبرگ زوایدی زبانه مانند به نام زبانك[1] و گوشوارك[2] وجود دارد. زبانك از محل اتصال برگ به دمبرگ خارج شده و حدود 2 تا 3 میلی­متر طول دارد و شفاف و بی­رنگ است. گوشوارك از دو زبانه تشكیل شده و قسمتی از ساقه را احاطه می­كند و دارای كرك­های ریزی است. اهمیت برگ­های ساقه گندم كه جوانتر از سایر برگ­هاست و دیرتر از بقیه بوجود می­آید، فوق­العاده زیاد است. برگ در گندم دوروم سبز مایل به زرد، یا سبز مایل به آبی می­باشد و در بیشتر واریته­های آن بدون كرك است.