دانلود تحقیق اکولوژی برنج

نام برنج از زبان هندی گرفته شده است که به آن اریسی (Arisi) می‌گویند.

در زبان انگلیسی به برنج Rice‌ گفته می‌شود که همان نام عمومی برنج است.

در زبان فرانسه Riz و در استان گیلان به برنج (بج) (Bej) و به خوشه آن (ورزه) (Vorze) و به شلتوک آن جو می‌گویند.

کشت برنج که امروزه در تغذیه صدها میلیون انسان در سرتاسر جهان نقش مهمی را عهده‌دار است.

در چین و هندوستان سابقه هفت هزار ساله دارد(7)، اما کشت برنج در ایران از 2000 سال پیش متداول بوده است.

در زمان هخامنشیان، اشکانیان و ساسانیان نیز در ایران برنج کشت می‌شده است.

هم‌اکنون در استان‌های گیلان و مازندران از مناطق تولید برنج در کشور هستند(1).

اعتقاد بر این است که منشاءoryza sativa متداولترین گونه برنج، قاره آسیا است.

90درصد کل تولید برنج از آسیاست، از جمله کشورهایی مثل چین، هندوستان، ژاپن، کره، جنوب شرقی آسیا و جزایر مجاور اقیانوس آرام کشت می‌شود.

در خارج از آسیا، کشورهایی مثل برزیل و ایالات متحده با تولید 5/0درصد از برنج مصرفی جهان، بیشترین مقدار تولید را دارند.

بیش از 70% برنج دنیا در مناطق گرمسیری مرطوب آسیا کشت می‌شود و تنها نقاط نسبتاً کوچکی از مناطق خشک به کشت آن اختصاص دارد.

با این حال تولید برنج در بعضی نقاط نیمه‌خشک، به ویژه در کشورهایی که آب و هوای مدیترانه‌ای دارند، مانند ایالات متحده آمریکا (کالیفرنیا)، مصر، اسپانیا و ایتالیا بالنسبه حائز اهمیت می‌باشد، زیرا در این مناطق برنج گذشته از اهمیت اقتصادی که دارا می‌باشد، به لحاظ آنکه می‌توان در خاک‌های شور و نمکزده کشت شود، در روند اصلاحی این خاک نقش مهمی را ایفا می‌کند(7).

در مورد قدمت اهلی کردن برنج در مقایسه با گندم، نمی‌توان قاطعانه اظهارنظر کرد، لیکن شواهدی در دست است که برنج در 5000 سال پیش در چین به صورت دیم کاشته می‌شد و آنگاه بعد از گسترش و توسعه زراعت در دره‌ها و دلتاها، گونه‌هایی بوجود آمده که قادر به روئیدن در آبهای راکد شده‌اند(7).

گسترش و انتشار برنج به مناطق خشک و نیمه‌خشک، یعنی آسیای غربی و منطقه مدیترانه‌ در تاریخ‌های بعدی صورت گرفته و احتمالاً در زمان امپراتوری ایران بوده است که گیاه مزبور در بین‌النهرین کشت می‌شده و از آن پس وارد سوریه و ترکستان (ترکیه) شده است.

بعد از حمله اسکندر به هندوستان، برنج وارد یونان شد و از آنجا توسط اعراب به کشورهای مصر، مراکش، اسپانیا و غرب آفریقا منتقل گردید(7).

جدول 1-1، سطح زیر کشت، عملکرد و تولید کشورهایی که بیش از 5 میلیون تن برنج در سال تولید می‌کنند را نشان می‌دهد.

کلیه کشورها بجز چهار کشور چین، ژاپن، کره و ایالات متحده، بطور کامل و یا عمدتاً کشورهای گرمسیری هستند.

چین و هند، هر دو برنج را در مناطق گرمسیری تولید می‌کنند.

اگرچه بیشترین سطح زیر کشت برنج در هر دو کشور در رابطه با سیستم‌های رودخانه‌ای آنها در مناطق گرمسیری می‌باشد، متوسط عملکرد کشورهای گرمسیری اساساً کمتر از کشورهای معتدله است: بین 3/4-2 تن در هکتار است، اما قابلیت تولید برنج در در جنوب چین به طور متوسط 7/5 تن در هکتار در مقایسه با 6/5 تا 7/6 تن در هکتار در کشورهای معتدله است.

متوسط قابلیت تولید برنج در کشورهای گرمسیری تولید کننده بالا در حال حاضر، 8/2 تن در هکتار است و در طی دهه گذشته، 36/0 درصد افزایش یافته است.

جدول 1-1: کشورهای عمده تولیدکننده برنج، سطح زیر کشت، عملکرد و تولید در سال 1991 در کشورهایی که بیش از 5 میلیون تن در سال تولید دارند.

کشور سطح زیر کشت (میلیون در هکتار) عملکرد (تن در هکتار) تولید (میلیون تن)
چین 1/33 66/5 45/187
هند 2/42 63/2 94/110
اندونزی 19/10 35/4 32/44
بنگلادش 94/10 61/2 57/28
تایلند 10 2 04/20
ویتنام 29/6 09/3 43/19
میانمار 83/4 73/2 2/13
کره 88/1 69/6 58/12
ژاپن 05/2 86/5 12
فیلیپین 42/3 83/2 67/9
برزیل 14/4 29/2 5/9
آمریکا 11/1 3/6 7

2-1-1- اهمیت برنج:
اصطلاح «برنج خوردن» در بسیاری از زبان‌ها به منظور القاء فکر «غذا خوردن» یا بطورکلی «خوردن» بکار می‌رود.

برنج محصول عمده گیاهان زراعی مهم کشورهای در حال پیشرفت است و قوت غالب بیش از یک سوم جمعیت دنیا را تشکیل می‌دهد.

این ماده غذایی به منزله نیمی از خوراک یک میلیارد و هشتصد میلیون نفر و نیز از ربع تا نیمی از چهارصد میلیون نفر دیگر است (7).

برنج از آن جهت در تغذیه انسان قرار می‌گیرد که دارای حدود 7/7% پروتئین، 2/75% مواد غیرازته، 4/0% چربی، 2/2% سلولز و 5/0% خاکستر می‌باشد.

همچنین قابلیت هضم برنج به مراتب بیش از سیب‌زمینی، نان چاودار و گندم، شیر و سایر محصولات غذایی است.

از نظر ارزش غذایی و میزان کالری تولیدی، برنج بر اکثر مواد غذایی مورد مصرف انسان، برتری دارد (7).

تغذیه مدام با دانه‌های برنج که دارای مقدار کمی ویتامین B1 است، در انسان ایجاد مرض بری‌بری می‌نماید.

ضریب هضم مواد آلی بدون پوسته در حدود 92% و ضریب هضم پروتیئن آن در حدود 86% می‌باشد.

طبقه‌بندی و گیاه‌شناسی برنج 1-2- طبقه‌بندی برنج برنج از جنس Oryza و خانواده Poaceae‌ (Gramineae) و قبیله Oryzae تعلق دارد و دارای دو گونه زراعی می‌باشد که عبارتند از: 1.

Oryza Sativa: که گونه زراعی مهم برنج می‌باشد و دارای 24=n2 کروموزم دارد که منشا آن آسیاست.

2.

Oryza glaberrima: که گونه زراعی دیگری از برنج است، اما نسبت به گونه O.sativa قدمت و تنوع ژنتیکی کمتری دارد و گونه‌ای است که در آفریقا کشت می‌شود(7).

نکته مهمی که در مورد این دو گونه وجود دارد، این است که گونه O.sativa نسبت به گونه آفریقایی آن، یعنی O.glaberrima از اهمیت بیشتری برخوردار است، زیرا گونه آفریقایی دارای دانه‌هایی با رنگ تیره و کیفیت پایینی است(7).

کمپلکس Sativa‌ که همگی دیپلوئید (24=n2) هستند، یعنی دارای 24 جفت کروموزوم هستند، شامل: 1) O.sativa‌ و خویشاوندان وحشی آن، O.nivara, O.nufipogon و 2) O.glaberrina و خویشاوندان وحشی آن، O.barthii, Olongistaminata‌ هستند.

عقیده بر این است که O.Sativa, O.glaberrina نقاط پایانی اهلی شدن مستقل و موازی باشند.

به نظر می‌رسد که هر دو گونه از اجداد یکساله توسعه یافته باشند.

O.Sativa‌ گونه‌ای است که شبیه به O.nivara‌ می‌باشد و O.gluberrina شبیه به O.barthii است(2).

O.rufipogon، برنج وحشی دائمی است و O.nivara برنج وحشی یکساله است(1) که این دو، جزء خویشاوندان وحشی O.sativa است که دارای ریشک‌های بلندی بوده و تکرار دگر گرده‌افشانی بالایی دارند، دارای سنبلچه‌های شکننده و خواب زیاد بذر می‌باشند و شدیداً به دوره نوری واکنش نشان می‌دهند.

اهلی شدن و ایجاد O.sativa باعث کاهش ریشک‌ها، تکرار دگر گرده‌افشانی، شکنندگی و خواب بذر و واکنش به دوره نوری می‌شود و همراه با پیشرفت‌های زراعی مانند اندازه بزرگتر پانیکول و تعداد بیشتر برگ‌ها، عادت رشد بوته‌ای و طویل شدن دوره پر شدن دانه می‌باشد(2).

O.Sativa دارای سه نژاد یا سه زیرگونه زراعی مختلف است که در قاره آسیا، اروپا و آمریکا کاشته می‌شود و همچنین تمام برنج‌های زراعی ایران در این گونه‌ها قرار دارند.

1.

تپپ ایندیکا (Indica) از تیپ‌های گرمسیری برنج می‌باشد که در مقابل خشکی و بیماری‌ها و آفت مقاوم بوده و دارای ارقام مختلفی از نظر زمان رسیدن است.

این تیپ شامل برنج‌های با دانه دراز و ساقه بلندی می‌باشد که در برابر ریزش دانه حساس هستند، در کشورهای هندوستان، سریلانکا، تایلند و مالزی کشت می‌شود.

تیپ ژاپونیکا (Japonica) تیپ معتدل برنج است.

در مقابل سرما مقاوم می‌باشد.

این تیپ شامل برنج‌های با ساقه نسبتاً کوتاه و دانه گرد بوده، در کشورهای چین، کره، ژاپن، اروپا و کالیفرنیا کشت می‌گردد.

3.

تیپ جاوانیکا (Javanica) از تیپ‌های حد واسط برنج است.

این تیپ برنج در کشورهای اندونزی، فیلیپین، تایوان و ژاپن کشت می‌شود.

در شکل 1-2 و جدول 1-2، به ترتیب می‌توان شکل اشکال پانیکول و خصوصیات مورفولوژیک دیگر این سه تیپ، گونه O.Sativa را مشاهده و بررسی کرد(1).

شکل 1-2، اشکال پانیکول سه زیرگونه برنج‌های جاوانیکا، ژاپونیکا و ایندیکا جدول 1-2: مقایسه خصوصیات سه زیرگونه برنج‌های جاوانیکا، ژاپونیکا و ایندیکا 2-2- گیاه‌شناسی برنج برنج گیاهی است که دارای ارقام زودرس که طول دوره رشد 130 تا 145 روز و ارقام متوسط‌رس که طول دوره رشد 150 تا 160 روز و اقام دیررس با طول دوره رشد 170 تا 180 روز می‌باشد.

برای شناخت بهتر گیاه برنج به ذکر قسمت‌های مختلف آن از قبیل ریشه، ساقه، برگ و غیره آن می‌پردازد(1).

1-2-2- ریشه: مشخصات سیستم ریشه‌ای برنج، بستگی به واریته، بافت خاک، حاصلخیزی خاک،‌ تهویه خاک و وضع رطوبتی آن دارد(7).

عموماً ریشه برنج، سطحی و افشان بوده و حداکثر در عمق 20 تا 25 سانتیمتری خاک نفوذ می‌کند.

در این گیاه به غیر از ریشه‌های جنینی از محل گره‌ها نیز ریشه بوجود می‌آید.

هر چقدر رشد برگ‌ها بیشتر باشد، بر رشد ریشه‌ها هم افزوده شده و در نتیجه می‌توان گفت که با افزایش تعداد پنجه‌ها، تعداد برگ‌ها بیشتر شده و در نتیجه رشد ریشه‌ها نیز زیادتر می‌گردد(1).

ریشه‌ها در زمان ظهور خوشه به حداکثر رشد خود می‌رسند و بعد از آن میزان تلفات ریشه‌ها به مراتب بیش از تولید ریشه‌های جدید می‌باشد(7).

2-2-2- ساقه: ساقه برنج، بندبند و توخالی بوده، در فواصل مختلف ساقه، جداره‌های سختی قرار دارد که در آن قسمت‌ها، ساقه توپر می‌باشد و گره نام دارد.

فاصله بین دو گره را میان گره می‌نامند که تعداد میانگره‌های آن بین 10 تا 20 عدد متغیر است(7).

واریته‌های زودرس معمولاً میانگره‌های کمتری نسبت به واریته‌های دیررس دارند و سرعت رشد ساقه‌هاشان سریعتر می‌باشد(1).

در مقادیر مساوی، شاخص سطح برگ (LAI) بوته‌های دارای ساقه بلند از نور بهتر می‌توانند استفاده نمایند، ولی به آسانی ورس می‌نمایند.

ارتفاع بوته‌های برنج در ارقام مختلف، از 60 تا 200 سانتیمتر متغیر بود و هر گیاه بطور متوسط چهار تا پنج پنجه تولید می‌کند(7).

شکل 2-2، نمایش ساقه و برگ برنج 3-2-2- برگ: برگ برنج از پهنک و غلاف تشکیل شده است و طول پهنک از پایین بوته به طرف بالا افزایش می‌یابد و معمولاً اندازه آن بین 60-50 سانتیمتر و عرض آن در حدود 2-5/1 سانتیمتری می‌باشد.

پهنک برگ دراز و باریک بوده و معمولاً در برنج معمولی (O.Sativa) کرکدار و در برنج آفریقایی (O.galaberrima) بدون کرک است(7).

برگ‌های این گیاه، متناوب بوده و در دو جانب متقابل ساقه قرار دارند.

تعداد برگ‌ها در ارقام مختلف برنج متفاوت بوده: در ارقام زودرس، 14 تا 15 برگ، در ارقام متوسط‌رس، 16 تا 17 برگ و در ارقام دیررس، تعداد برگ‌ها 18 تا 19 برگ بر روی هر ساقه می‌باشد.

افزایش دمای هوای پیرامون، در زیاد شدن سطح برگ، اثر تعیین کننده‌ای داشته و موجب بیشتر شدن تعداد برگ‌ها می‌گردد(1).

4-2-2- پنجه‌زنی: پنجه‌ها به جوانه‌های اولیه گیاه گفته می‌شوند که در صورت مساعد بودن شرایط آب و هوایی، تبدیل به ساقه می‌شوند.

از مرحله 4 تا 5 برگی شدن گیاه پنجه‌زنی آغاز می‌گردد.

پنجه‌ها در مراحل اولیه رشد برای تامین مواد غذایی خود از ساقه اصلی استفاده می‌کنند و این عمل تا ظهور حداقل 3 برگ و 4 ریشه ادامه می‌یابد شرایط اقلیمی، به ویژه آب و هوا، در رشد پنجه‌ها بسیار مهم و موثر می‌باشد.

قدرت تولید پنجه در برنج، خیلی زیاد بوده، بطوری که هر بوته برنج معمولاً بین 4 تا 5 پنجه تولید می‌نماید(1).

5-2-2- ساختمان گل‌آذین: گل‌آذین برنج دارای مشخصاتی به شرح زیر است: گل‌آذین برنج به صورت پانیکول (خوشه) بوده (7) و فرق آن با گل‌آذین سنبله، در این است که در پانیکول هر سنبلک دارای دم باریک و بلندی می‌باشد و به همین دلیل به آن خوشه سنبل هم گفته می‌شود(1).

پانیکول در ارقام مختلف برنج به شکل‌های فشرده، باز یا نیمه باز است.

البته از نقطه نظر اصلاحگران، نباتات در تولید واریته‌هایی که گل آن بیشتر باز باشد، بهترند، زیرا مقدار دگرگشنی و در نتیجه تولید بذر آن بیشتر است(1).

طول پانیکول، 20 تا 30 سانتیمتر و از تعدادی انشعاب تشکیل شده است.

هر شاخه ‌آن، حاوی تعداد سنبلچه‌های فرعی تک‌گلی با دو لگوم کوچک است.

گل برنج، دارای 2 عدد پالئا توسعه یافته به رنگ زرد، صورتی یا سیاه بسته به رقم می‌باشد.

بسیاری از گونه‌های برنج، بدون ریشکند.

لیکن گونه‌های دیگری نیز وجود دارند که دارای ریشک‌هایی به طول 1 تا 10 میلیمتر می‌باشند(7).

شکل 2-3، ساختمان گل در برنج 6-2-2- گرده‌افشانی و لقاح: برنج گیاهی است خودگشن، بین 0 تا 3 درصد دگرگشنی دارد.

گرده‌افشانی تقریباً همزمان با باز شدن گل‌ها در شرایط طبیعی روی می‌دهد و به علت آنکه دگرگشنی در این گیاه کم است.

تولید هیبرید در این گیاه غالباً با مشکل کاهش تولید بذر روبروست.

فصل سوم اکولوژی برنج 1-3- تعریف اکولوژی: واژه اکولوژی از ریشه یونانی اُیکوس (Oikos) به معنی خانه مشتق شده که اکولوژی به معنی مطالعه و بررسی خانه است و منظور از خانه، کره زمین است.

دانشمند آلمانی هکل (1919-1838) در سال 1869‌‍‍ کلمه اُاِکولوژی Oekology‌ را که اکنون بصورت (اکولوژی) بکار می‌رود، پیشنهاد کرد.

اکولوژی طبق تعریف او، قواعدی است که از واکنش‌های متقابل حیوانات و گیاهان و محیط غیرحیاتی پیرامون آن بحث می کند (6).

اکولوژی علمی است مربوط به سیستمی که انسان را در حمایت خود دارد.

علم اکولوژی تاکید بر مطالعه جنبه‌های رفتاری همراه با روابط متقابل اجزای حیاتی و غیرحیاتی محیط دارد.

اجزای حیاتی محیط در یک زیستگاه از نظر نقش و وظیفه در سه طبقه جای می‌گیرند.

الف) تولیدکنندگان اولیه: همه گیاهان سبز مصرف‌کنندگان: همه حیوانات و گیاهان غیرسبز تجزیه‌کنندگان: قارچ‌ها و باکتری‌ها اجزای غیرحیاتی محیط در سه حالت فیزیکی قرار دارند.

الف) مایعات: به ویژه آب به شکل بخار، مایع، برف یا یخ حاصل از هیدروسفر (آب سپهر) ب) جامدات: نمک‌های حاصل از خاک پدوسفر (خاک سپهر) ت) گازها(6).

2-3- تعریف اکولوژی گیاهی: مجموع روابط گیاه با آب، خاک، نور، حرارت و کلیه شرایط اقلیمی که بر روی رشد آن تاثیر می‌گذارد(4).

3-3- خصوصیات اکولوژی برنج: برنج محصول عمده مناطق گرمسیری و مرطوب می‌باشد و در منطقه‌ای کشت می‌شود که مقدار بارندگی سالانه حداقل 1000میلیمتر باشد.

در عرض‌های جغرافیایی حدود 45 درجه نیز محصول خوبی تولید می‌کند.

نکته قابل توجه این است که طبق گزارش‌های پژوهشی، برنج می‌تواند بیشترین عملکرد را در یک آب و هوای مدیترانه‌ای و نه در محیطی گرمسیری که به طور وسیعی کشت می‌شود، تولید نماید.

از طرفی با وجودی که سطح زیر کشت برنج در مناطق گرمسیری، دو برابر مناطق معتدله می‌باشد، مقدار کل تولید محصول در مناطق گرمسیری فقط 20درصد بیشتر از مناطق معتدله است(7).

1-3-3- الگوی نمو گیاه برنج برنج تغییرات زیادی را در الگوی نمو از طریق سازگاری به عوامل اقلیمی درجه حرارت، عمق غرقاب کردن و طول روز نشان می‌دهد.

سازگاری به درجه حرارت به وسیله اهمیت گیاه زراعی در مناطق گرمسیری مرطوب، مرطوب و خشک و سرد مشاهده می‌شود.

سازگاری به عمق غرقاب کردن و درجه کنترل آب باعث ایجاد سه گروه زراعی برنج شده است(2).

1) برنج آپلند 2) برنج مرطوب که در آب کمتر از یک متر عمق کشت می‌شود.

3) برنج آب عمیق که در آب بیش از یک متر عمق کشت می‌شود.

با توجه به طول روز، ارقام سنتی برنج مرطوب که در فصل مرطوب کشت می‌شوند، معمولاً به روزهای کوتاه واکنش نشان می‌دهند .

ارقام جدید با عملکرد بالا و بسیاری از ژنوتیپ‌های زودرس فصل خشک یا آپلند حساسیت ضعیفی به طول روز دارند.

برنج‌های آب عمیق ممکن است شدیداً به طول روز حساس باشند.

این سازگاری‌ها منجر به دامنه تقریباً نامحدود الگوهای نمو، به ویژه به صورت اثرات متقابل درجه حرارت، طول روز شده که در هر گروه زراعی وجود دارد.

استانسل (1975)، نمو برنج مرطوب را به سه دوره تقسیم کرده است: دوره رویشی که با آغاز گلدهی پایان می‌پذیرد.

دوره زایشی که در بازشدن گل‌ها ختم می‌شود و دوره پر شدن دانه‌ها که در بلوغ و رسیدن پایان می‌پذیرد و از آنجا که برنج مرطوب دارای دو تیپ با دوام و کم دوام است.

در تیپ‌های بادوام در مرحله رشد رویشی، یک تاخیری وجود دارد که باعث می‌شود در طی آن حداکثر پنجه‌زنی، طویل شدن ساقه‌ها و شروع پانیکول بطور متوالی رخ می‌دهد(2).

همانطور که در شکل‌های 1-3 و 2-3 مشاهده می‌شود، در ارقام بادوام و کم‌دوام در مرحله رشد رویشی، تفاوت‌هایی وجود دارد.

شکل 1-3و 2-3، نمودار الف، ارقام کم‌داوم (105 تا 120 روز) و بدون حساسیت به طول روز و (ب) ارقام بادوام (150روز).

توجه: در ارقام با دوام یک دوره مشخص تاخیر در رشد رویشی وجود دارد که در طی آن حداکثر پنجه‌زنی، طویل شدن ساقه‌ها و شروع پانیکول بطور متوالی رخ می‌دهد.

2-3-3- احتیاجات حرارتی: احتیاجات حرارتی برنج بیشتر از غلات سردسیری است و بدین سبب فقط در مناطقی که میانگین درجه حرارت در سرتاسر دوره رشد محصول بیش از 20 درجه سانتیگراد باشد، می‌توان بطور موفقیت‌آمیزی اقدام به کشت آن کرد.

برنج برای جوانه‌زدن، حداقل به oc19-16، برای پنجه‌زنی به oc16-9، برای سنبله سارفتن و باروری به oc22-20 و برای رسیدن دانه به حداقل oc18-12 نیازمند است.

جدول 1-3، احتیاجات برنج نسبت به گرما درجه حرارت کمتر از oc17، چند روز قبل از ظهور خوشه، موجب عقیم ماندن بیش از 30% سنبلچه‌ها می‌گردد عقیم‌ شدن سنبلچه‌ها به این دلیل است که نزدیک باز شدن گل‌ها درجه حرارت کمتر از 20 درجه می‌باشد و یا به دلیل دمای زیاد هوا و یا کمبود بخار می‌باشد و یا به دلیل رطوبت کم خاک است.

درجات حرارت پایین‌تر از oc15 از 12-10 روز قبل از مرحله گل دادن، موجب عقیمی گرده‌ها می‌گردد.

اگر درجه حرارت در مرحله گل دادن به کمتر از oc13-12 تنزل یابد، لقاح بطور کامل انجام نمی‌گیرد.

کاهش درجات حرارت به پایین‌تر از oc16 در مرحله گلدهی، باعث کاهش شدید عملکرد برنح می‌گردد(7).

سرعت تولید برگ در برنج به درجه حرارت حساس است.

هر برگ حدود 100 درجه روز نیاز دارد تا قبل از گل‌آغازی توسعه یابد و حدود 170 درجه روز در طی رشد رویشی نیاز دارد.

به این ترتیب سرعت تولید برگ ممکن است حداقل 07/0 تا 1/0 در روز در بالاتر از 150 متر ارتفاع باشد.

سرعت طویل شدن برگ در حدود oc30 مطلوب است.

این امر همچنین شاخص حساسی از وضعیت آب گیاه را ایجاد می‌کند که طویل شدن در قبل از طلوع در پتانسیل آب 5/0 تا 2/1- مگاپاسکال متوقف می‌شود.

دمای آب کرت‌ها بعد از نشاء کردن باید در روز دو برابر شب، یعنی حدود oc31 باشد.

در این حالت باید آب داخل کرت‌ها را در شب خارج نمود تا دمای خاک در شب کاهش یابد و مجدداً با وارد کردن آب خنک، دما را کاهش داد.

این عمل مزیت مهمی دارد و آن، این است که در نتیجه این عمل، تنفس در شب کاهش یافته و از تجزیه مواد آلی تولید شده در روز جلوگیری به عمل می‌آید(1).

3-3-3- نیازهای نوری: شدت نور نیز در رشد گیاه برنج نقش مهمی دارد، به طوری که نور کافی،‌ یکی از عوامل موثر در باردهی و تلقیح برنج می‌باشد و احتمالاً دلیل اصلی تولید عملکردهای بالاتر از آن در آب و هوای مدیترانه‌ای در مقایسه با مناطق گرمسیری مرطوب به خاطر روزهای کوتاهتر و کمی شدت تشعشعات خورشیدی است.

نور ضعیف در مناطق مزبور، سبب تولید بوته‌هایی دراز و رنگ یاخته (برگ‌هایی به رنگ سبز روشن)، کاهش میزان جذب ازت و عملکرد می‌شود(5).

برنج اصولاً یک گیاه روز کوتاه است.

بنابراین نسبت به طول روز در مناطق مختلف، واکنش‌های متفاوتی نشان می‌دهد.

مرحله بحرانی برنج نسبت به کمبود نور، سه هفته قبل و سه هفته بعد از ظهور خوشه است.

اگر کاهش شدت نور به میزان 40% باشد، در این صورت کاهش عملکرد به میزان بیش از یک تن در هکتار است(7).

اهمیت تشعشع نور در سرتاسر زندگی گیاه برنج مشخص شد که تشعشع در 20 روز بعد از تشکیل پانیکول، بیشترین همبستگی را با تعداد پانیکول در هکتار نشان می‌دهد و تشعشع در طی پر شدن دانه، بیشترین همبستگی را با تعداد نهایی دانه داشته است و تشعشع کم همراه با درجه حرارت ممکن است سرعت پر شدن دانه کاهش دهد، اما طول دوره موثر پر شدن دانه (EGFP) را افزایش می‌دهد.

4-3-3- نیاز به رطوبت هوا و خاک: مساعدترین رطوبت هوا برای گلدهی برنج، حدود 80-70% می‌باشد و رطوبت‌های کمتر از 40% یا بیش از 95% گلدهی را با مشکلاتی مواجه می‌سازند.

در عین حال این محصول در مناطقی که رطوبت بسیار کمی دارند، چون مصر و کالیفرنیا، نیز به طور موفقیت‌آمیزی کشت می‌شود، لیکن باید توجه داشت که یک آب و هوای خشک، آب و هوای فرعی با میکروکلیمای شالیزار به مراتب مرطوب‌تر از محیط کلی آن منطقه است(7).

برنج برای کشت در یک منطقه به 1000میلیمتر بارندگی نیاز دارد، زیرا برنج به تنش آب و همچنین به شرایط بی‌هوازی مربوط به زیر آب رفتن حساس است.

کمبود آب باعث می‌شود پتنانسیل آب برگ و سرعت طویل شدن در برنج با سرعت بیشتری از ذرت یا سورگوم کاهش یابد، به طوری که تجمع ماده خشک و جذب عناصر غذایی کاهش یافته یا متوقف می‌شود.

کمبود آب در طی مرحله رویشی، ممکن است اثر نسبتاً کلی بر عملکرد دانه داشته باشد که شاید به دلیل رشد جبرانی یا تغییر تسهیم ماده خشک، بعد از بهبود تنش باشد.

البته عملکرد دانه به تنش در مرحله باز شدن گل‌ها و در طی پرشدن دانه‌ها کاملاً حساس است.

چنین تنش‌هایی به ویژه در برنج آپلند رخ می‌دهد.

5-3-3- خاک مورد نیاز: خاک به قسمتی از زمین زراعی گفته می‌شود که دارای مواد غذایی کافی بوده، عمق آن مناسب برای رشد ریشه، حرکت آب، نفوذ آب، جذب اکسیژن و گرماه بوده و به این ترتیب برای رشد و نمو گیاهان مختلف زراعی مناسب می‌باشد.

با توجه به اینکه برنج احتیاج به تهویه خاک نداشته و در خاک‌های باتلاقی رشد می‌نماید، می‌تواند در خاک‌های با درصد رس زیاد (60%) رشد مناسبی داشته باشد(1).

برنج محصول عمده مناطقی است که در طول فصل رشد، غالباً باران‌های مداوم و سنگین، سبب استغراق خاک می‌گردد.

در چنین شرایطی به سختی می‌توان محصولات دیگری جز برنج کشت نمود، در حالی که وجود خاک‌های سنگین و غرقابی برای برنج مزیت به شمار می‌آید.

برنج اصولاً چندان طالب خاک‌هایی با خواص ویژه معین نبوده، ولذا در نقاط مختلف دنیا در انواع وسیعی از خاک‌ها کشت می‌شود، اما بهترین نوع خاک برای رشد برنج، خاک‌های لیمونی رسی هستند.

این نوع خاک مخلوطی از دو نوع خاک لیمونی و رسی است(7).

عملکردهای بالاتر از شلتوک، معمولاً در خاک‌هایی تولید می‌شوند که دارای مقدار زیادی رس (60-40)، مقدار متوسطی مواد آلی با درجه هوموسی شدن زیاد زهکشی کافی و نه زیاد از حد می‌باشند.

از طرفی به علت تلفات ناشی از نفوذ آب به اعماق پایین خاک‌های نفوذپذیر، برنجی که در این گونه خاک‌ها کشت می‌شود، ممکن است به مقدار آبی معادل دو یا سه برابر آبی احتیاج داشته باشد که اگر در یک خاک مناسب برنجکاری انجام می‌شود و همان عملکرد را نیز تولید می‌کند.

pH‌ خاک نیز بدون آنکه تاثیری بر عملکرد داشته باشد، می‌تواند از 7-4 متغیر باشد.

در عین حال، در مناطق خشک و نیمه‌خشک، برنج در خاک‌های قلیایی که pH بالاتر از 7 دارند، کشت می‌شوند، چون شالیزار معمولاً غرقاب می‌شود، زمین آن باید کاملاً هموار بوده و دارای زهکشی محدود و ثابتی باشد.

بر خلاف حالت عمودی زه‌کشی در خاک‌های معمولی زراعی، در شالیزارها، زهکشی بیشتر به صورت افقی است.

خاک مناسب برای برنجکاری دیم نیز لومی متوسط تا سنگین است(7).

برنج در خاک‌های اسیدی رشد می‌کند که عموماً دارای یون سولفات هستند.

در زراعت برنج از انجام شخم‌های عمیق باید خودداری کرد، زیرا: اولاً برنج دارای ریشه سطحی بوده و حداکثر تا عمق 25 سانتیمتری نفوذ می‌نماید.

ثانیاً شخم‌های عمیق با زیر و رو کردن خاک‌های قسمت‌های زیرین خاک را که دارای املاح است،‌ بالا آمده و در نتیجه باعث افزایش pH خاک می‌گردد و اثرات سوء بر جذب عناصر می‌گذارد.

برنج قادر است در زیر آب هم جوانه بزند، زیرا برنج به آن حد که سایر گیاهان به اکسیژن آزاد نیازمندند، محتاج اکسیژن آزاد نیست و این خاصیت ناشی از قدرت بذر است که در حین جوانه زدن با فعالیت خود اکسیژن را آزاد می‌سازد.

بطور کلی، برنج را می‌توان در روی خاک‌های مختلفی کاشت، ولی خاک با بافت سنگین با نفوذپذیری کم برای رشد و نمو آن مناسبتر از خاک با انواع بافت‌های دیگر است.

به هرحال، خاک برنجکاری باید کم و بیش از عناصر مغذی نیز غنی باشد(1).

6-3-3- مقاومت به شوری: برنج گیاهی نسبتاً مقاوم به شوری است، هرچند که اختلافات گونه‌ای چشمگیری از این حیث وجود دارد، طی آزمایش‌هایی دیده شده است که در شرایط گرمای oc25 حداکثر بردباری گیاهچه‌های برنج به غلظت نمک از 6-5 میلی‌موس متغیر بوده و در غلظت‌های بالاتر از این حدود، گیاهچه‌ها بکلی از بین رفته‌اند.

در عین حال در مواقعی که شوری خاک از 3 میلی‌موس افزایش یافته، اثرات منفی آن بر گیاه ظاهر شده است.

بطور کلی، به تدریج که بوته‌های برنج مسن‌تر می‌شوند، مقاومتشان به شوری خاک بطور فزاینده‌ای بیشتر می‌شود(7).

شوری خاک در حین مرحله پنجه‌زدن گیاه، در مقایسه با زمان به گل رفتن، دو برابر بیشتر مانع نمو شده و در سن 90 روزه‌ای، غلظت‌های زیاد یک درصد نمک خاک هم به سختی بر بوته‌های گیاه اثر سوء داشته‌اند(3).

گیاه برنج با شروع مرحله غلاف رفتن، مقاومتش نسبت به غلظت‌های زیاد نمک افزایش می‌یابد، اما ممکن است بوته‌های برنج در مرحله گلدهی به شوری خاک حساس شوند، زیرا احتمالاً ممکن است عامل شوری بر جوانه زدن دانه‌های گرده‌ اثر، نامطلوبی گذاشته و بدین ترتیب مقدار کمتری از گل‌ها بارور گردند(1).

گیاه برنج نسبت به شوری عملکرد ویژه‌ای نشان می‌دهد.

وجود نمک در مرحله تولید پنجه، مانع تولید آن شده و در نتیجه رشد آن متوقف می‌شود.

هرچند گیاه مسن‌تر شود، دو برابر شوری مقاومت بیشتری پیدا می‌نماید.

جدول 2-3: مقاومت نسبی رشد و نمو و عملکرد برنج نسبت به شوری خاک و آب بر اساس کاهش عملکرد محصول یا رشد و نمو در مقایسه با شاهد به صورت زیر است: با توجه به جدول 2-3، هدایت الکتریکی (EC)، 3 میلی‌موس هیچ نوع تغییری در عملکرد برنج بوجود نمی‌آورد، ولی هدایت الکتریکی 2/7 میلی‌موس باعث کاهش عملکرد تا سطح 50% می‌شود.

بطور کلی، برنج را می‌توان در اراضی شوری که در روند اصلاحی قرار می‌گیرند، کشت نموده، مشروط بر آنکه آب آبیاری به قدر کافی دارای کیفیت مناسب برای شستشو بود و بتوان نمک‌های اضافی را با زهکشی از زمین خارج کرد(5).

منابع: اخوت، سیدمحمود، 1376، برنج کاشت، داشت و برداشت، انتشارات فارابی.

حسینی، محمد، 1377، اکولوژی گیاهان زراعی گرمسیری، انتشارات بین‌النهرین.

خدابنده، ناصر، 1362، غلات، انتشارات سپهر.

رحیم‌زاده خوئی، فرخ، 1380، اصول اکولوژی در تولیدات گیاهی، انتشارات دانشگاه تبریز 437.

کوچکی، عوض، 1373، اکولوژی گیاهان زراعی، انتشارات جهاد دانشگاهی مشهد.

مدیرشانه‌چی، محسن، 1372، اکولوژی گیاهی، انتشارات دانشگاه امام رضا(ع).

نورمحمدی، قربان، 1380، زراعت (جلد اول) غلات، انتشارات دانشگاه شهید چمران 240.

فهرست مطالب فصل اول 1 1-1- مقدمه 2 1-1-1- مبداء اولیه برنج: 2 2-1-1- اهمیت برنج: 4 فصل دوم 6 طبقه‌بندی و گیاه‌شناسی برنج 7 1-2- طبقه‌بندی برنج 7 2-2- گیاه‌شناسی برنج 10 1-2-2- ریشه: 10 2-2-2- ساقه: 10 3-2-2- برگ: 11 4-2-2- پنجه‌زنی: 12 5-2-2- ساختمان گل‌آذین: 12 6-2-2- گرده‌افشانی و لقاح: 13 فصل سوم 14 اکولوژی برنج 15 1-3- تعریف اکولوژی: 15 2-3- تعریف اکولوژی گیاهی: 15 3-3- خصوصیات اکولوژی برنج: 16 1-3-3- الگوی نمو گیاه برنج 16 2-3-3- احتیاجات حرارتی: 18 3-3-3- نیازهای نوری: 19 4-3-3- نیاز به رطوبت هوا و خاک: 20 5-3-3- خاک مورد نیاز: 21 6-3-3- مقاومت به شوری: 22 منابع: 25 فهرست جداول جدول 1-1: کشورهای عمده تولیدکننده برنج، سطح زیر کشت، عملکرد و تولید در سال 1991 در کشورهایی که بیش از 5 میلیون تن در سال تولید دارند-------------------------------------------------4 جدول 1-2: مقایسه خصوصیات سه زیرگونه برنج‌های جاوانیکا، ژاپونیکا و ایندیکا-----------------9 جدول 1-3: احتیاجات برنج نسبت به گرما-------------------------------------------18 جدول 2-3: مقاومت نسبی رشد و نمو و عملکرد برنج نسبت به شوری خاک و آب بر اساس کاهش عملکرد محصول یا رشد و نمو در مقایسه با شاهد به صورت زیر است-------------------------------------23 فهرست اشکال شکل 1-2، اشکال پانیکول سه زیرگونه برنج‌های جاوانیکا، ژاپونیکا و ایندیکا -------------------9 شکل 2-2، نمایش ساقه و برگ برنج-----------------------------------------------11 شکل 2-3، ساختمان گل در برنج-------------------------------------------------13 شکل 1-3و 2-3، نمودار الف، ارقام کم‌داوم (105 تا 120 روز) و بدون حساسیت به طول روز و (ب) ارقام بادوام (150روز).

توجه: در ارقام با دوام یک دوره مشخص تاخیر در رشد رویشی وجود دارد که در طی آن حداکثر پنجه‌زنی، طویل شدن ساقه‌ها و شروع پانیکول بطور متوالی رخ می‌دهد----------------------------17 کشورسطح زیر کشت (میلیون در هکتار)عملکرد (تن در هکتار)تولید (میلیون تن)چین1/3366/545/187هند2/4263/294/110اندونزی19/1035/432/44بنگلادش94/1061/257/28تایلند10204/20ویتنام29/609/343/19میانمار83/473/22/13کره88/169/658/12ژاپن05/286/512فیلیپین42/383/267/9برزیل14/429/25/9آمریکا11/13/67 اندامبرنج جاوانیکابرنچ ژاپونیکابرنج ایندیکابرگپهن، افراشته و سبز روشنباریک و سبز تیرهپهن و سبز روشندانهپهن و کلفتکوتاه و گردطویل و ندرتاً تختپنجه‌زدنضعیفمتوسطقویساقهپابلندمتوسطپابلندکرک‌های پوشینهبلندبلند و ضخیمکوتاه و نازکریزشکمکمزیادبافت گیاهسختسختنرم مرحله رشددرجه حرارت بحرانیدرجه حرارت بحرانیدرجه حرارت بحرانیمرحله رشدکمزیادمطلوبجوانه‌زنی19-164540-18ظهور گیاه‌چه و استقرار13/123530-25ریشه‌دهی163528-25طویل شدن برگ12/73531پنجه‌زنی16/93331-25ابتدای آغازه پانیکول15------تمایز پانیکول20-1530---باز شدن گل‌ها2236-3533-30رسیدگی18-1230>29-20 نام گیاهبدون کاهشبدون کاهشکاهش 10%کاهش 10%کاهش 50%کاهش 50%حداکثر مقاومتحداکثر مقاومتبرنجECECECECECECECECبرنجخاک 3آب 2خاک 8/3آب 6/2خاک 2/7آب 8/4خاک 11آب 6/7