دانلود مقاله زراعت و اصلاح نباتات

مقدمه
زراعت و اصلاح نباتات نام یکی از رشته‌های آموزشی کشاورزی در دانشگاه‌های ایران است.
این رشته را می‌توان به عنوان گرایش در مقطع کارشناسی انتخاب نمود.

مباحث این رشته در دوران کارشناسی ارشد تخصصی است.شامل زیر گروه‌های زراعت ،اصلاح نباتات وبیوتکنولوژی میشود.در دوره دکتری زراعت می توان اکولوژِی گیاهی ویا فیزیولوژِی را پیگیری کرد
گیاهان زراعی بسیار متنوع بوده ،به صورت های مختلفی مصرف گشته و در عملیات زراعی نیز تفاوت های زیادی با یکدیگر دارند.

با این حال ،کیاهان زراعی مختلف دارای وجوه اشتراک زیادی می باشند.

به طور کلی گیاهان زراعی را می توان به صورت های مختلفی از جمله بر اساس خصوصیات گیاهشناسی و تکاملی ، هدف تولید و مورد مصرف ، طول عمر گیاه ، نیازهای محیطی و شرایط مطلوب رشد، عملیات زراعی و غیره گروه بندی نمود.

محصولات زراعی به دلیل دارا بودن خصوصیات مختلف و چند هدفی بودن تولید ممکن است در دو یا چند گروه مختلف قرار گیرند.
گروه بندی گیاهان زراعی:
طبقه بندی علمی گیاهان
نام گیاهان مختلف از یک مکان به مکان دیگر متفاوت بوده و یا گاهی گیاهان کاملا متفاوتی به یک اسم نامیده می شوند.

مثلا انواع گندم بای افراد غیر متخصص مفهوم گندم را دارد، اما گندم معمولی که برای تهیه نان استفاده می شود از گندم دوروم که برای تهیه ماکارونی مصرف می شود تفاوت های ژنتیکی و همچنین مصرفی زادی دارد.

تولید نان خوب از گندم دوروم و تولید ماکارونی خوب از گندم نان امکان پذیر نیست.

برای آن که افراد متخصص یکدیگر را درک نمایند و دقیقا بدانند در باره ی چه گیاها صحبت می کنند، گیاهان را به روشی موسوم به سیستم طبقه بندی علمی نامگذاری کرده اند.این روش که دقیقترین روش ها است توسط لینه(Carolous Linnaeus) بنیان گذاری شده است و به همین نام هم معروف می باشد.در این روش موجودات را بر اساس خصوصیات ریخت شناسی ، تکاملی و ژنتیکی در هفت طبقه قرار می دهند.

ترتیب طبقات عبارتند از :
1- سلسله(Kingdom)
2- بخش(Division)
3- رده یا طبقه(Class)
4- راسته(Order)
5- تیره یا خانواده(Family)
6- جنس(Genus)
7- گونه(Species)
گیاهان زراعی به رده ی نهاندانگان تعلق دارند.

هر گونه ی گیاهی مجموعه ای از گیاهان را در بر می گیرد که از نظر خصوصیات ظاهری شباهت های زیادی با یکدیگر داشته و بتوانند به سهولت و بدون اتخاذ تکنیک های خاص مانند انتقال جنین و غیره با یکدیگر لقاح یافته و تولید بذر نمایندع به طوری که بذر حاصل بتواند سبز لید مثل مجدد انجام پذیر باشد.

مجموعه ای از گونه های که در بعضی خصوصیات مشنرک هستند یک جنس گیاهی را تشکیل می دهند.
در طبقه بندی علمی ، هر گیاه را با اسم گونه و جنس آن مشخص می سازند.به همین جهت این سیستم نامگذاری را دو اسمی نیز گویند.

مثلا نام علمی گندم نان Triticum aestivum می باشد.

Triticum مشخص جنس و aestivum مشخص گونه گندم نان است.
گروه بندی گیاهان زراعی بر اساس هدف تولید و مورد مصرف:
در این گروه بندی نوع محصول تولید شده و نحوه ی مصرف آن مورد نظر است و چون یک محصول با اهداف مختلفی تولید میشود ممکن است در چند گروه قرار گیرد.
1- غلات: گیاهانی از تیره ی غلات هستند که به منظور تولید دانه کشت میگردند.

دانه ی حاصله عمدتا به مصرف تغذیه انسان یا دام می رسد مثل گندم، جو ...

دانهی این گیاهان از نظر نشاسته غنی و از لحاظ پرتئین نسبتا فقیر می باشد.
2- حبوبات: گیاهانی از تیره ی بقولات هستند که برای تولید دانه کشت می شوند.

دانه ی حاصله عمدتا به مصرف انسان می رسد مثل لوبیا، نخود و ....

دانه های حبوبات از نظر پرتئین غنی می باشند.
2- حبوبات: گیاهانی از تیره ی بقولات هستند که برای تولید دانه کشت می شوند.

دانه های حبوبات از نظر پرتئین غنی می باشند.

3- گیاهان روغنی: گیاهانی از تیره های مختلف هستند که جهت روغن گیری از دانه ی تولیدی کشت می شوند مثل پنبه، کتان ، لوبیای روغنی و ....

4- گیاهان علوفه ای: گیاهانی از تیره های مختلف هستند که جهت استفاده از قسمت های هوایی ( به صورت تازه ،خشک و یا سیلو شده) در تغذیه ی دام کشت می گردند.

مانند ذرت علوفه ای ، علف سودان و....

5- گیاهان ریشه ای: گیاهانی از تیره های مختلف هستند که برای استفاده از ریشه ی غده ای آنها کشت می گردند، مانند چغندر، شلغم و ....

6- گیاهان لیفی: گیاهانی از تیره های مختلف هستند که برای استفاده از الیاف آنها کشت می گردند.

این الیاف ممکن است از پوست دانه منشاء یافته (مانند پنبه) و یا از فیبرهای مستجات آوند آبکشی اولیه تشکیل یلفته با شند (مانند کتان و کنف) 7- گیاهان غذه ای : گیاهانی از تیره های مختلف هستند که برای استفاده از ساقه ضخیم شده و زیرزمینی آنها کشت می گردند مانند سیب زمینی معمولی.

8- گیاهان قندی: گیاهانی از تیره های مختلف هستند که برای قندگیری از عصاره ی شیرین آنها کشت می گردند مثل نیشکر و چغندر قند.

9- گیاهان دارویی: گیاهانی از تیره های مختلف هستند که به منظور استفاده از مواد مخدر آنها و یا تهیه ادویه کشت می شوند مانند توتون ، قهوه، چای و .....

گروه بندی بر اساس مورد مصرف خاص: این گروه بندی بر اساس اهداف تولیدی و یا زراعی خاص انجام شده است: 1- گیاهان با مصرف پوششی یا کود سبز 2- گیاهان جهت کشت جانش 3- گیاهان با مصرف قصیلی( علوفه ی تر) 4- گیاهان با مصرف سیلویی 5- گیاهان همراه 6- گیاهان مکمل گروه بندی بر اساس عکس العمل به طول روز: در این گروه بندی چگونگی عکس العگیاه نسبت به طول روز(طول شب) در رابطه با تبدیل مریستم رویشی به جوانه ی گل مورد نظر است.

در این گروه بندی گیاهان را به دو گروه روز بلند و روز کوتاه تقسیم می کنند و اگر نسبت به طول روز عکس ال عملی نداشته باشند بی تفاوت نامیده می شوند.

بسیاری از ارقام اصلاح شده ی گیاهان زراعی عکس العمل زیادی به طول روز ندارند و بی تاوت می باشند.

علاوه بر طول روز عواملی مانند بالایی حرار، کمبود ازت و رطوبت خاک، افزایش سن گیاه و ذخیره ی غذایی آن در تسریع انتقال از مرحله ی رویشی به مرحله ی زایشی نقش دارد.

گروه بندی بر اساس طول دوره ی رشد: هر گاه جمعیت بزرگی از ارقام یک گو نه مورد توجه قرار می گیرد، مشاهده می شود که بعضی بسیار زود و بعضی بسیار دیر به گل رفته و سیکل حیاتی خود را تکمیل می کنند.

لذا ارقام یک گیاه ممکن است بر اسا س تعداد روز از سبز شدن تا رسیدگی به گروه های زودرس و میان رس و دیررس تقسیم نمود.

گروه بندی بر اساس حرارت مطلوب رشد: این گروه بندی بر اساس شرایط حرارتی مناسب رشد محصول انجام شده و در نتیجه نشانگر بخشی از سال است که محصول در آن رشد مطلوبی انجام می دهد.

این قسمت بندی مطلق نبوده و و گیاهان زیادی در حد فاصل دو گروه قرار می گیرند.

1- گیاهان سرمادوست: این گیاهان بهترین رشد خود را در هوای خنک (حدود 15 تا 25 درجه سانتی گراد) انجام می دهند در هوای گرم ( بیش از 30 درجه سانتی گراد) آسیب می بینند و ماهیتا روز بلند می باشند مانند گندم، جو، سیب زمینی، نخود و.............

2- گیاهان گرمادوست: این گیاهان بهترین رشد خود را در هوای نسبتا گرم (حدود 20 تا 30 درجه سانتی گراد) داشته و رشد آنها در هوای خنک بسیار کند می باشد.این گیاهان روز کوتاه بوده و شامل گیاهانی مثل لوبیای چشم بلبلی، ماش، ذرت و .....

گروه بندی بر اساس طول عمر: اساس این گروه بندی طول دوره ی معمول رشد محصول بر حسب سال زراعی و تاریخ کاشت معمول برای برداشت محصول اقتصادی می باشد.در گروه بندی بر اساس طول عمر گیاه کروه های یکساله،چندساله و دوساله قرار می گیرند.

حداکثر طول رشد گیاهان یکساله کمتر از یک سال زراعی ، دوساله بیش از یک سال زراعی و معمولا سه فصل زراعی و چندساله بیش از دو وغالبا چند سال زراعی طول می کشد.

گروه بندی بر اساس عملیات زراعی: در این گروه بندی امکان انجام عملیات وجین در بین ردیف های کاشت مورد نظر است: 1-گیاهان وجینی: حجم رویشی هر بوته زیاد بوده و معمولا با فاصله ردیف بیش از 40 سانتی متر کشت می شوند مانند سیب زمینی ، پنبه و....

2-گیاهان غیر وجینی: حجم رویشی هر بوته کم است و در نتیجه گیاه با تراکم زیاد و به صورت پراکنده یا با فاصله ی ردیفهای کمتر از 40 سانتی متر کشت می شوند مانند گندم ، جو و.......

زراعت عمومی (GENERAL FARMING) مقدمه: سرزمین ایران به طور کلی کوهستانی (OROGRAPHIC) و نیمه خشک (SEMI ARID) محسوب می شود.

حدود 90% از خاک ایران در محدوده فلات ایران واقع شده است .

فلات (PLATEOU) دو مشخصه دارد : مناطقی که ریزش جوی أنها به طور متوسط بین 250-500 mm در سال –دارای زمستانهای سردوتابستانهای گرم است میزان بارندگی کشور بسته به مناطق مختلف بین 10-2000 mm متغیر می باشد و امار بارندگی سالیانه در نقاط مختلف کشور نشان میدهد که بجز حاشیه جنوبی در یای خزر تقریبا بقیه نقاط ایران خشک و نیمه خشک است .

به طور کلی نزدیک به 31% از خاک ایران یعنی حدود 51000000 هکتار از اراضی دارای استعداد خوب برای کشاوزری است و هنوز 62% منابع خاک ایران دارای استعداد کشاورزی است که بالغ بر 33میلیون هکتار است که از این مقدار 19میلیون هکتار تحت کشت آبی (IVRIGARED FARM ) و دیم(DRY FARM) است .

12میلیون هکتار از 19 میلیون هکتار دیم است .

حدود یک سوم اراضی قابل کشت سالیانه به دیم کاری اختصاص دارد و بقیه آن به صورت آیش FALLOW) ) است .

FALLOW : ناکاشت گذاشتن زمین به مدت یک یا چند سال AGRONOMY : عبارت است از علم و فن کشت وکار و بهره برداری از سه فاکتور خاک .

آب.

گیاه .

همچنین زراعت شامل مجموعه أی از فعالیت های انسانی که در جهت تامین نیاز برخی گیاهان در جهت بهره گیری از حداکثر قدرت تولیدی در آنها انجام می گیرد .

این فعالیت ها بیشتر در جهت تغییر عوامل محیطی است .

زراعت AGRONOMY ریشه یونانی دارد واز دو لغت : AGROS به معنای مزرعه و NOMUS به معنای مدیریت تشکیل شده است .

از نظر علمی AGRONOMIST به شخصی اطلاق می شود که تحصیلات عالی دارد و از نظر تئوری مطالعاتی را انجام داده است تا بتواند به عنوان مشاور یا راهنما ی زارع انجام وظیفه کند .

از دیدگاه علم زراعت برای افزایش تولید محصولات کشاورزی سه راه پیشنهاد شده است 1- افزایش زمینهای زیر کشت 2- افزایش محصول در واحد سطح 3- افزایش محصول در واحد زمان زراعت سطحی EXTENSIVE FARMING زراعت فشرده INTENSIVE FARMING زراعت سطحی نوعی از زراعت است که زارع تابع شرایط آب و هوایی است .

بنابر این نهاده های زیادی را مصرف نمی کند و سطح زیر کشت را هم نمی تواند افزایش دهد .

ولی نوعی زراعت فشرده : در این نوع زراعت از نهاده های زیادی مانند بذر های اصلاح شده ، کودهای شیمیایی ، ماشین آلات و… استفاده می کند تا بتواند حد اکثر عملکرد را در سطح بدست آورد .

(طبقه بندی گیاهان زراعی CROPS ) گیاهان زراعی را می توان از نظر شکل ظاهری یعنی مورفولوژی (گیاه شناسی ظاهری ) طبقه بندی کرد .

ولی از نظر زراعت AGRONOMY گیاهان را بسته به مصرف یا نوع مصرف آنها تقسیم بندی می کنیم .

باید در نظر داشت که بعضی گیاهان زراعی دارای مصارف زیادی هستند بنابراین با توجه به موارد فوق می توان دو نوع طبقه بندی را در نظر گرفت .

الف) طبقه بندی بر اساس هدف تولید : 1- غلات CEREALS شامل گندم (WHEAT ) - جو ( BARLY ) – برنج ( RICE ) – ذرت ( CORN ) – چاودار *گندم ( TRITICALE ) – چاودار ( WHEAT *RYE ) هدف نشاسته 2-حبوبات LEGUMES شامل نخود (PEA ) – عدس ( LENTILE ) –لوبیا ( BEAN( - S,DH ) ) –بادام زمینی ( PEAHUT ) هدف تامین پروتئن گیاهی است .

3-گیاهان علوفه أی FODELER CROPS این گیاهان به صورت تازه خشک یا سیلو شده به مصرف دام می رسد .

ذرت علوفه أی FOLEDER CRON : مشخصات : تراکم بالا دارد .زمان برداشت آن وقتی است که رطوبت دانه 6۰٪ است ALFALFA یونجه.- CLOVER شبدر 4-گیا هان ریشه أی ROOTY OR RADICAL CROPS این گیا هان دارای ریشه غده أی شکل هستند .شاخص تر ین آن گیاه چغندر suger beer است .

5-گیا هان فیبری یا لیفی FIBEROUS CROPS COTTEN = کتان KENAF = کنف FLAX = پنبه الیاف در دانه یا کپسول JOKE = شبیه کنف الیاف آن در ساقه است SISAL(AGAVE ) خنجری : الیاف آن در برک است 6-گیاهان غده أی GLANDIFORM /CROPS POTATO /POMATO : زیر زمین سیب زمینی و روی زمین گو جه 7-گیاهان داروی: MEDICINAL /C MATRICARIA = بابونه MILFOILE =گیاها ن بومادران WHITE POPPY = خشخاش سفید 8-گیاهان قندی SUGAR/C SUGAR CANE /نیشکر SUGAR BEET/ چقندر هدف =تولید قند 9-گیاهان تدخینی SMOKING SMOKING =/ TANBACCO = تنباکو HEMP = شاهدانه.

گراس NOROOTIC =/ TEA = چای COFFEE = کافینئن .

قهوه 10- گیاهان روغنی OIL CROPS SUN FLOWER = آفتا بگردان - SOFFLOWER = گلرنگ OLIVE = زیتون- SESAME = کنجد PEAHUT = با دام زمینی ب-طبقه بندی بر اساس هدف خاص : 1-گیاهان پوششی COVER CROPS این گیاهان برای پوشش و حفاظت خاک در برابر ( EROSION) فر سایش کشت می شودو درهمان زمانی که سبز هستند (گلدهی) به خاک برگردانده می شود.مثل شبدرو یونجه 2-گیاهان مکمل COMPLEMENTALY/C این گیاهان جهت حاصلخیزی خاک همراه با محصول درجه یک کاشته می شود ودر درجه دوم اهمیت قرار دارد .مانند کاشت لوبیای روغنی همراه با ذرت 3-گیاهان سیلویی SILAGE /C این گیاهان به صورت سبز برداشت می شود و پس از سیلو شدن وگذراندن مرحله تخمیر به مصرف دام می رسد مثل گیاه ذرت علوفه أی و ذرت خوشه أی sorghom ) 4- گیاهان تقویت کننده یا اصلاح کننده : SOIL CODITIONER /C این گیاهان جهت اصلاح یا تقویت خاک کاشته می شوند مانند چغندر علوفه أی (خاک را نرم می کند ) و شبدر علوفه أی ( نمک و شوری خاک را می گیرند ) 5- گیاهان همراه CYNERGIC /C این گیاهان گیاهان یک ساله (ANNUL ) هستند که همراه گیاهان چند ساله PERENNIAL) )کاشته می شوند مثل : جو (یکساله ) همراه با یونجه (چند ساله ) 6- نباتات غله ای TRAPPING /C برخی گیاهان تیره حبوبات LEGOMINO SE /C مانند باقلا چنانچه در زمینی کاشته شوند به علت ترشح یک سری مواد از ریشه قادر به کنترل یک نوع آفت که به سیستم ریشه أی گیاهان خسارت می زند به نام (nematode ) است .

در کاشت چغندر قند اگر تناوب را رعایت نکنیم آفت nematod افزایش می یابد .

جنبه های فیزیولوژیکی غلات : فتوستز فرایندی است که طی آن انرژی نورانی خورشید به انرژی شیمیایی تبدیل می شود.

که مهمترین پدیده بیولوژیکی روی کره زمین است که منبع انرژی اولیه بشر است.

پس فتوسنتز اساس رشد و عملکرد تمام گیا هان زراعی می باشد.

فتوسنتز فقط در گیا هان سازگار از نظر ژنتیکی رخ می دهد.و گاهی متغیر های محیطی نیز ممکن است اثرات محیطی را بپوشاند.

از نقطه نظر اصلاح نباتات تلاش برای افزایش عملکرد دانه بدون توجه به مقدارمواد فتوسنتزی قابل دسترس ، به طور کلی شکست خورده است.

فرایند فتوسنتز : مکان فتوسنتز کلروپلاست ها می باشد.کلروپلاستها ، اجسام رنگدانه داری (کلروفیل) در ستوپلاسم سلولهای برگ و دیگر بافت های سبز می باشند.

اختلافات ژنتیکی و محیطی مقادیر نسبی رنگدانه کلروفیل را تغییر داده و برگهایی را تولید می کنند که رنگ سبز تیره تا زرد دارند.

علاوه بر کلروپلاست Co2 , H2o وانرژی نورانی خورشید نیز لازم است تا گلوکز تولید شود.

گلوکز به برگها و یا به دانه ها رفته و تغییر شکل می دهد.

کارایی فتو سنتز : کارایی فتوسنتز در حدود 1% است.یعنی از کل تشعشعات ورودی به یک مزرعه فقط 1% به انرژی شیمیایی تبدیل می شود.

رسیدن به کارایی بالا در فتوسنتز امکان پذیر است ولی در شرایط مزرعه بیش از 6% انتظار نمی رود.حد بالای کارایی تا 20% به صورت فرضی محاسبه شده است.

فتوسنتز و عملکرد غلات : چون کربن جزء اصلی ماده خشک گیاه است .

پس منطقی است که افزایش سرعت اسیمیلاسیون دی اکسید کربن باعث افزایش عملکرد شود.

از حدود سالهای 1960 سرعت اسیمیلاسیون Co2 نقطه شروعی برای توجیه بهبود عملکرد گیاهان زراعی بوده است.و درک اینکه چرا افزایش سرعت فتوسنتز برگ ممکن است عملکرد را افزایش ندهد اساس درک فیزیولوژی در رابطه با رشد و نمو آن ها می باشد.

تمام مواد فتوسنتزی تولید شده به سمت عملکرد اقتصادی یعنی دانه هدایت نمی شود .

بخشی به ریشه ها ، برگ ها ، ساقه ها و وظایف حیاتی گیاه مصرف می شود .

لذا اندازه گیری سرعت فتوسنتز یک برگ از یک گیاه منفرد نمی تواند نشان دهنده کل سرعت فتوسنتز آن گیاه با جمعیت گیاهی باشد.

زلیچ دریافت که اندازه گیری فتوسنتز گمراه کننده است .

و دریافت که عملکرد گیاه زراعی رابطه نزدیکی با اسیمیلاسیون فتوسنتزی خالص Co2 دارد که در طول فصل محاسبه شده باشد .

و خمچنین آزمایشات ، بر روی غنی سازی Co2 حاکی از آن است که افزایش فتوسنتز خالص عملکرد را افزایش می دهد.

اختلاف در کارایی فتوسنتز : برخی گونه های گیاهی زراعی سرعت فت.سنتزی متفاوتی را نشان می دهند .

بعنوان مثال سورگوم و ذرت ظرفیت بهره برداری انرژی نورانی خورشید را با سرعت تقریبا 50 تا 66 % بیشتر از توتون دارند .

که بخش عمده ای از این اختلاف را می توان با اختلافات در تنفس توضیح داد.

گیاهان C3 و C4 : زمانی که اولین محصول فتوسنتزی در گیاه ،یک ترکیب 3 کربنه (C3) باشد از مسیر کالوین – بنسون و اگر 4 کربنه (C4) باشد از طریق هچ – اسلک است .که برای اصلاع گیاهان C4 به کار برده می شود.

و انحراف از نوع فتوسنتز C4 را متابولیسم اسید کراسولاسه یا CAM می نامند که با مناطق خشک سازگاری دارد.

گیاهان C4 (ذرت ، س.رگوم ، ارزن) در شرایط گرم و نور زیاد کارایی بیشتری از گیاهان C3 (غلات) دارند .

در مجموع کارایی آنها (C4) حدود 40 % است.

تمام گیاهان به انرژی نیاز دارند و این انرژی از طریق تنفس به دست می آید .

2 نوع تنفس وجود دارد : 1- مستقل از نور : قند و کربو هیدرات تولید شده در فتوسنتز را به CO2 و H2O تبدیل می کند.

از نظر زراعی تنفس نشان دهنده تلفات است و باید به حداقل برسد که درست نیست زیرا تنفس لازم است تا انرژی برای رشد و بقای گیاه فراهم شود .

و تنفس بیش از نیاز برای تولید عملکرد زاید است .

پس اهمیت سرعت اسیمیلاسیون خالص بیش از سرعت فتوسنتز و تنفس است.

2 – تنفسی که در حضور نور و در گیاهان C3 مشاهده می شود و ظاهرا در گیاهان C4 وجود ندارد.

اختلافات گیاهان C3 و C4 : 1 – گیاهان C4 نسبت به C3 به نورهای با شدت بالا واکنش نشان می دهند.(2 برابر گیاهان C3) 2 – گیاهان C4 با کارایی بیشتری از CO2 استفاده می کنند و در شدت نور ثابت و نسبتا زیاد قادرند CO2 اطراف را به ppm 10 – 0 کاهش دهند.

که این نقطه جبران است .

در حالی که در C3 برابر ppm 150 -50 co2 است .

نقطه جبرانی پایین نشان دهنده کارایی زیاد فتوسنتز است .

3- گیاهان C4 سرعت اسیمیلاسیون خالص بالاتری از C3 دارند که به خاطر عدم وجود تنفس نوری است .

4 – درجه حرارت بر روی C4 تاثیر مطلوب ، و بر روی گیاهان C3 تاثیر نا مطلوبی دارد .

تا دمای 0 تا 35 درجه سانتیگراد سرعت تنفس به ازای هر 10 درجه سانتیگراد افزایش حدود 2 تا 4 برابر افزایش می یابد.

بسیاری از گیاهان C3 در محدوده دمایی 25 تا 35 درجه سانتیگراد تولیدی ندارند ولی گیاهان C4 افزایش نولید دارند.

5 – در گیاهان C4 کارایی مصرف آب بیش از گیاهان C3 است .

میانگین ماده خشک تولید شده برای هر 1000 گرم آب مصرفی ، 29/3 گرم برای C4 و 54/1 گرم برای C3 می باشد.

6 – سرعت انتقال با سرعت فتوسنتز همبستگی دلرد زیرا انتقال آهسته می تواند عملکرد را محدود کند .

در برگهای گیاهان C4 انتقال 2 برابرسریعتر از برگهای C3 است.

7 – حداکثر رشد گیاهان C4 بیشتر از گیاهان C3 است (به جز چند استثناء).

وقتی طول فصل رشد متوسط در نظر گرفته می شود سرعت رشد C3 برابر 13 گرم در متر مربع در روز بوده و برای گیاهان C4 برابر 22 گرم در متر مربع در روز می باشد.

با محصور کردن گیاهان C3 و C4 در ظرف در بسته دارای نور اختلاف در تنفس نوری را می توان نشان داد .

چون C4 نقطه جبرانی پایین تری از گیاهان C3 دارند زمانی که گیاهان C4 از CO2 مصرف می کنند گیاهان C3 از بین می روند.

نمو گیاه و فتو سنتز : آندوسپرم بذر غلات زمانی تا مین کننده غذا است که بذر شروع به جوانه زنی و کلئوپتیل خارج و اولین برگ شروع به فتوسنتز نمایید.

در شرایط گرم و مرطوب طی 4 تا 5 روز ، و در شرایط سرد و خنک تا 2 هفته طول می کشد.

البته عمق کاشت و وجود سله در فواصل بین بذر کاری و سبز شدن نیز تاثیر دارد.

بعد از سبز شدن و رشد سریع سطح فتوسنتزی کود را به صورت نواری در 2 طرف بذر و کمی پایین تر قرار می دهند.

اگربذر در تماس مستقیم با کود قرار بگیرد ، ممکن است سبب ضایعات اسمزی شود .

مرحله رشد رویشی (جوانه زنی – گلدهی) ، که طی آن میانگره ها و تعداد پنجه ها ، تعداد و اندازه سلول ها ، طول میانگره ها تحت تاثیر طول مدت مرحله رویشی که خود نیز تحت تاثیر درجه حرارت و طول روز است .افزایش قطر ساقه ها از طریق بزرگ شدن سلول ها زمانی رخ می دهد که ساختمان های ضروری شکل گرفته اند.

مرحله رسیدگی از زمان تلقیح گل تا بلوغ بذر می باشد.این مرحله برای توسعه دانه بحرانی است و مصرف آب ، سطح برگ برای جذب موثر نور خورشید ، یا اضافه کردن مواد غذایی ممکن است فتوسنتز را برای توسعه دانه افزایش دهد ،بدون آنکه رشد رویشی را تحریک کند.

عملکرد وزن خشک نهایی دانه حاصل سرعت پر شدن دانه و طول مدت پر شدن دانه می باشد.

و زمانی که در وزن خشک دانه افزایشی صورت نمی گیرد محصول به بلوغ فیزیولوژیکی خود رسیده است .

که با نمونه برداری از دانه و خوشه می توان توقف افزایش وزن خشک و مرحله برداشت را تعیین نمود.

روابط مخزن – منبع : برای تولید موفقیت آمیز غلات باید به بذر کاری در زمان مناسب و ظرفیت فتوسنتزی مناسب برای تولید دانه توجه شود.

در جو، منبع و مخزن به نظر نمی رسد که هیچ کدام محدودیتی برای عملکرد دانه داشته باشند و اثرات متقابل فید بک ها نشان می دهد که سرعت فتوسنتز ممکن است برای نیاز دانه تعدیل شود.

در غلات اندازه مخزن به تعداد دانه در سنبلچه و حجم دانه و وزن آن بستگی دارد .

مطالعه ای در گندم و برنج نشان می دهد که ظرفیت ذخیره ممکن است محدودیت اصلی برای عملکرد دانه باشد.

برنج مقدمه : برنج یکی از غلات قدیمی و غذای عمده بیش از نیمی از مردم جهان است .

در طول سالیان متمادی اکثر دانشمندان توجه کمی به این محصول مبذول نموده اند .

چون برنج غذای مهم در کشورهای توسعه یافته نبوده است .

ایشی زوکا گزارش کرد که تا سال 1971 فقط 7 کتاب در مورد تولید برنج در انگلستان انتشار یافته است .

البته در طی یک دوره 20 ساله پیشرفت در تحقیقات برنج منجر به افزایش تولید آن گشته است.

تاسیس انستیتو تحقیقات بین المللی برنج (IRRI)درسال 1960 و پیشرفت های سریع در اصلاح و تولید برنج ، آن را به یک محصول قابل توجه تبدیل کرده است که برنامه اصلاحی آن در جهت تولید ارقام پاکوتاه ، ساقه ضخیم ، کود پذیر و روز خنثی بودن انجام گرفته است.

از موفقیت های مرکز IRRI تاسیس یک کلکسیون بزرگ زرم پلاسم و امکان اجرای برنامه های اصلاح نباتات طولانی مدت بود که تا سال 1982 نزدیک به 5500 رقم برنج که از سرتاسر دنیا جمع آوری شده بود را شامل می شود.

توصیف کلی برنج : برنج مربوط به خانواده گراس ها می باشد .

و دارای ریشه افشان است که شامل یک ریشه سمینال و ریشه نابجا که از گره های بالای گره پایه بوجود می آیند می باشد.

ساقه برنج تو خالی و دارای 10 تا 20 میانگره هستند که از هر گره یک برگ یا غلاف باز به وجود می آید.

در محل اتصال پهنک برگ یک لیگول طویل وجود دارد.

پهنک های برگ باریک ، دراز و دارای ناخنک بلند و کرکدار می باشند.

برگ برنج به دلیل وجود لیگول و ناخنک خاص خودش از سایر گرامینه ها قابل تشخیص است دانه ها بر روی یک پانیکول آزاد که در امتداد بالاترین گره ساقه تولید می شوند و عموما غلاف دارند.

در هر پانیکول تعداد 75 تا 150 سنبلچه وجود دارد که هر سنبلچه حاوی یک گلچه بارور می باشد.گلچه ها شامل 6 پرچم ، 1 مادگی ، 2 کلاله پر مانند ، و 2 لودیکول می باشند.

طول خوشه ها cm 25-10 است.

دانه برنج در غلافی قرار گرفته که همان لما و پالئا ست.

میوه غلاف دار شلتوک نامیده می شود .

سازگاری : برنج عموما یک محصول نیمه آبزی که به خوبی با شرایط غیر هوازی خاک سازگار شده ، توصیف می شود.

ارقامی از برنج با شرایط هوازی و خشک خاک سازگاری یافته اند .

این ارقام به عنوان برنج آپلند یا برنج کوهی شناخته می شوند.

در مقابل ارقام برنج های مناطق پست یا غرقابی می باشند.

توانایی تولید برنج تحت شرایط نیمه آبزی صفت مهمی است و این امکان را می دهد که در سواحل رودخانه های بزرگ که ممکن است برای تولید غذا مورد استفاده قرار نگیرند رشد کند.

آب و هوا : برنج یک گیاه C3 بوده و در درجه حرارت های بالا از درجه فتوسنتزی بالایی برخوردار است .

بیشترین عملکرد برنج در مناطق معتدل بدست آمده است.

برنج در تمام قاره ها به جز قطب جنوب کشت شده و تولید آن از 53 درجه شمالی تا 40 درجه جنوبی گسترش داشته است.

خاک : تحمل برنج به تغییرات وسیع PH خاک ، به توانایی آن به رشد در خاک های غرقابی ارتباط داده شده است.

در شرایط غرقابی PH خاکهای اسیدی افزایش و PH خاک های قلیایی کاهش می یابد.

برخی ارقام برنج به نمک موجود در خاک متحمل هستند .

چون گیاهان C3 مثل برنج کارایی مصرف آب بالایی ندارند.

برنج غرقابی : ارقام برنج غرقابی به عمق کم ، متوسط و یا عمق زیاد آب سازگاری یافته اند .

عمق آب می تواند بوسیله آبیاری تامین شود و ممکن است سیستم های تک کشتی یا دو کشتی را شامل شود و یا ممکن است برای کنترل عمق آب یا برای ایجاد عمق بیشتر آب از آب بند که وابسته به باران می باشد استفاده کنند.

ارقام برنج غرقابی که به عمق کم آب سازگاری یافته اند ممکن است بوسیله عمق بیشتر آب خصوصا در طی زمان ظهور خوشه صدمه ببینند.

بالاترین عملکرد در برنج های غرقابی در عمق های کنترل شده آب ، در حدود cm 15 یا کمتر بدست می آید..

در شرایط غرقابی ، اکسیژن برای جوانه زنی بذر ، استقرار ریشه ، رشد و نمو ریشه های موئین ، و متابولیسم طبیعی ریشه مورد نیاز است .

بدون وجود اکسیژن در شرایط مرطوب و غرقابی ، اکثر غلات زرد و پژمرده شده و در نهایت می میرند.

برنج غرقابی به اکسیژن موجود در خاک برای بقای خود متکی نیست.

چون قادر است درشرایط غوطه ور در آب رشد کند که این به خاطر 3 مکانیزم سازگاری در این گیاه است.

1 – یک سیستم بسیار توسعه یافته تنفس غیر هوازی مخصوصا در مراحل اولیه رشد که به گیاه اجازه می دهد شرایط بدون اکسیژن را تحمل کند.

2 – توانایی انتقال اکسیژن از برگ ها به ریشه ها توسط ساختمان های لوله مانندی که بوسیله سلولهای آئرانشیم در برگ ، ساقه و ریشه شناخته شده اند.

سلولهای آئرانشیم این امکان را می دهند که هوا از برگ ها به سمت ریشه حرکت کند.

3- رشد و نمو خوب ، انشعابات فراوان ، زمین گرایی منفی ریشه ها روی سطح خاک در زمان ظهور خوشه.

وقتی که ساقه طویل می شود موقتا شکسته میشود و اکسیژن از داخل به سمت پایین جریان می یابد.

برنج شناور : در مناطقی از بنگلادش ، تایلند ، هند، یتنام و ....

که همه ساله شرایط غرقابی را دارند ارقام برنج شناور را تولید می کنند.

ارقام برنج شناور ممکن است در شرایط غرقابی cm 30-4 طویل شوند.

با قطع آب ، ساقه و برگ های شناور روی هم می افتند.

یک خصوصیت مطلوب برنج شناور ، توانایی در راست شدن برگ ها و ساقه های بالیی بعد از اینکه به صورت افقی روی سطح آب غرقابی قرار گرفته بودند ، می باشد.

شرایط غرقابی به همراه باد های قوی و جریان سنگین آب مکن است گیاهان را از ریشه در آورد .

گیاهانی که از ریشه در آمده اند قادرند مواد غذایی را توسط ریشه های جانبی که از گره های بالاتر تولید می شوند بدست آورند .

گیاهان می توانند پس از نشست کردن آب غرقابی مجددا در خاک استقرار یافته و رشد نمایند و تولید پنجه کنند.

برنج شناور معمولا در شروع فصل بارندگی کشت می شود تا قبل از اتمام بارندگی در خاک استقرار یابد .

بذر ها معمولا روی خاک خشک یا مرطوب پاشیده می شود.

به برنج شناور به ندرت کود داده می شود .

چون عکس العمل محصول به کود ضعیف است.

برنج آپلند ( کوهی ): برنج آپلند را می توان با تولید برنج هایی که نیاز به ایجاد آب بند برای نگهداری آب ندارند متمایز کرد.

معمولا مزارع برنج آپلند قبل از فصل باران کشت می شوند .

بذر برنج بر روی بستر تهیه شده پخش می شود بستر کشت می تواند به صورت کپه ای یا شنی به روشی باشد که آب را نگه نداشته و یا آن را بی اثر کند.

عملکرد برنج آپلند به دلیل نا منظم بودن بارندگی ، کنترل ضعیف علف های هرز ، در شرایط غرقابی استفاده کم از کود های مور نیاز و شیوع بیماری ها کم می باشد.

در مناطقی که فقط برای برنج آپلند مناسب است کشت دیگر غلات ( ذرت ، سورگوم و ارزن) که تحمل بیشتری به خشکی دارند ممکن است با صرفه باشد .

تیپ های برنج : در طی سمپوزیومی که در سال 1963 برگزار شد 19 گونه برنج از جنس Oryza که هر گونه تعداد کروموزوم های آن (n2)24 یا 48 بوده است.

در بیشتر مناطق آسیا ، آفریقا ، استرالیا ، اروپا و آمریکا گونه 24 کروموزومی O.sativa l.

کشت می شود.

گونه Oryza glaberrima steuda تنها گونه ای است که برای مصرف غذایی کشت می شود .

به همین جهت بیشتر تحقیقات بر روی O.sativa l .

انجام گرفته است .

این رقم جایگزین رقم O.G.S شده است .

یک مقایسه جهت بررسی پتانسیل زنتیکی این گونه ها انجام گردید که نتیجه تلاقی بین دو گونه تجاری برنج با مشکل نر عقیمی در نتاج اولیه مواجه شد.