مقاله کامل تاثیر تنش آبی بر برخی خصوصیات مرفولوژیک و فیزیولوژیک ارقام پنبه

مقدمه
مقدمه:
در هنگام ورود به قرن بيستم يا بيست و يكم ، گسترش و عمق فقر در دنياي در حال توسعه، تعجب برانگيز است. در حدود 3/1 ميليارد نفر(30 درصد جمعيت جهان) با درآمد سرانه يك دلار يا كمتر جهت تأمين غذا، سرپناه و ديگر نيازها در فقر مطلق به سر مي برند. بنا بر اين جاي تعجب نيست كه گرسنگي ، سوء تغذيه و بيماريهاي وابسته به آنها افزايش يافته اند. بيش از 800 ميليون نفر جهت برخورداري از زندگي سالم و فعال به غذاي كافي، دسترسي ندارند. ميليون ها نفر ديگر نيز در لبة گرسنگي به سر مي برند و بيش از 180 ميليون نفر از كودكان پيش دبستاني داراي وزن متناسب با سن خود نيستند كه اينها نشان دهنده عدم امنيت غذائي در حال و آينده مي باشد.(برزعلي و همكاران، 1379).
در ايران محدوديت منابع آبي، استفاده كامل از زمين هاي قابل كشت را محدود ساخته است. از مجموع 51 ميليون هكتار از اراضي قابل كشت ، فقط 7/18 ميليون هكتار با 60-50 درصد بهره‏وري در چرخه توليد بكار گرفته مي‏شود. از اين مقدار نيز هر ساله بيش از 5/5 ميليون هكتار به صورت آيش بوده و كشت نمي‏شود(عامل هاشمي پور، 1377). همچنين 4 ميليون هكتار از اراضي زراعي كشور شور مي‏باشد(بانياني و حكيمي، 1376). در اين راستا استفاده از گياهان زراعي متناسب با شرايط اقليمي كشور و ابداع روشهاي به زراعي براي بهره برداري بيشتر از امكانات موجود، بويژه آب و خاك، ضروري بنظر مي‏رسد.
پنبه يا طلاي سفيد مهمترين و قديمي ترين گياه ليفي است(ناصري، 1374) و يكي از گياهان مناسب براي كشت در مناطق خشك ونيمه خشك مي باشد. اين گياه نسبت به شوري خاك يا آب آبياري جزو گياهان مقاوم طبقه بندي مي‏شود(كوچكي وهمكاران، 1372). در بين گياهان صنعتي، پنبه از موقعيت ويژه‏اي برخوردار است. اين گياه نه تنها با توليد الياف در صدرمهمترين گياهان ليفي جاي گرفته است، بلكه با داشتن دانه هاي غني از روغن و پروتئين، سهم عمده اي را در تأمين روغن خوراكي و جيره غذائي دام به عهده دارد. بدين ترتيب فرآورده هاي گياه پنبه ضمن آنكه قسمت عمده اي از نيازهاي اساسي مردم را برطرف مي كند، مادة خام صنايع نساجي و غذائي را فراهم نموده و در هر مرحله از توليد نيز به همراه اشتغال زائي مي تواند ارزش افزوده قابل ملاحظه اي را كسب نمايد (خدابنده، 1372).
با توجه به نياز روزافزون جامعه به فرآورده هاي گياه پنبه، شرايط اقليمي مناسب كشت اين گياه در كشور و اهميت پنبه در بازار جهاني و صنايع، رفع موانع توسعه مستمر كشت اين محصول استراتژيك اهميت بسزائي دارد.
توليد پنبه در ميان ساير محصولات كشاورزي بسيار پر هزينه مي باشد(مرعشي و وافقي، 1352). به همين جهت تداوم توليد آن مستلزم كاهش هزينه هاي توليد و استفاده از علوم و فنون جديد مي باشد. یکی از مشکلات پیش روی زراعت این محصول وجود تنشهای محیطی بویژه تنش آبی در آغاز و اواسط دوره رشد این محصول می باشد(ادمیستون، 2009). تنش آبی با تحت تاثیر قرار دادن فرآیندهای فیزیولوژیک بر برخی خصوصیات بوته های پنبه تاثیر می گذارد. یکی از راهکارهای مقابله با این تنش شناخت ژنوتیپ ها و خصوصیات مرفولوژیک و فیزیولوژیک مرتبط با مقاومت به تنش آبی می توان از اثرات مضر آن در بوته های پنبه کاست.
این تحقیق بمنظور دستیابی به اهداف ذیل طراحی و اجراء گردید:
ارزيابي جوانه زني ارقام مختلف پنبه در شرايط مختلف اسمزي و تعيين ارقام برتر به تنش خشكي ( كم آبي ) در مراحل جوانه زني و گياهچه اي پنبه
بررسي تنش آب ايستادگي بر ماندگاري گياهچه هاي پنبه از ابعاد فيزيولوژيك
تاثير دماهاي مختلف و اثر تنظيم كننده هاي رشدي بر رشد گياهچه هاي پنبه تحت شرايط آب ايستادگي
بررسي عملکرد و اجزاء عملکرد ارقام تجاري، در دست معرفي و بومي پنبه تحت تنش خشكي (كم آبي) در شرايط مزرعه ای.
تاريخچه
تاريخ پنبه شايد به 10 تا 20 ميليون سال قبل بر مي‏گردد. قديميترين آثار كاربرد آن در پوشاك قريب به 5000 سال قبل در درة سند واقع در پاكستان يافت شده است. هرودت مورخ يوناني به وجود اين گياه در هند اشاره داشته است و آنرا از عجايب هندوستان به شمار آورده است(خدابنده، 1372).
عده اي از گياه شناسان منشاء پنبه را از آفريقا و برخي از هند و چين مي دانند. در هر حال مطالعات نشان مي دهد كه احتمالاً اين گياه از آفريقا به هندوستان آورده شده است(مرعشي و وافقي، 1352; ناصري، 1374). سابقة كشت پنبه هاي دنياي جديد مانند Gossypium hirsutum L. در بقاياي باستانشناسي در مكزيك و قديميترين آن در دره تهاكان بدست آمده است كه متعلق به 2300 تا 3500 سال قبل از ميلاد است. پنبه هاي دنياي جديد از انواع وحشي كه صد هزار تا يك ميليون سال قبل وجود داشته اند، منشاء گرفته اند(كوچكي و همكاران.، 1372). نام پنبه از كلمة عربي القطن گرفته شده است. در زبان لاتين كارباسوس، در هندوستان كاپاس و در ايران كرباس نام دارد. در كشور آلمان به اين گياه درخت پشم مي‏گويند(خدابنده، 1372).
در دورة هخامنشيان در ايران كشت و كار انواع مختلف پنبه بومي(G. herbaceum) كه جزو پنبه هاي آسيائي است معمول بوده و صنعت پارچه بافي در ايران رواج داشته است. تا سال 1282 هجري قمري گونه هاي مختلف پنبه به نامهاي بومي، رسمي، ولايتي، قره قوز، هندي، علي آبادي، خودرنگ، نرمه، شهري و شوشتري در نقاط مختلف ايران كشت مي‏شد و به احتمال زياد پنبه از طريق هندوستان به ايران آمده است. زيرا در بين انواع قديمي پنبه ايران، نوع هندي وجود داشته است(خدابنده، 1372).
در سال 1298 اولين كارخانه پنبه پاك كني در ايران تأسيس شد. در زمان اميركبير يك نوع پنبه دنياي جديد از نوع آپلند به وسيله يك كشيش آمريكائي به ايران وارد و در اروميه كشت گرديد كه نتايج خوبي به همراه داشت. در سال 1302 شركت سهامي پنبه ايران و روس، تعدادي از ارقام جديد پنبه را وارد و در نواحي خراسان، گرگان و مازندران كه مساعد كشت پنبه تشخيص داده شده بود، كشت نمود. از اين سال به بعد كشت و كار پنبه در ايران توسعه يافت و در سراسر كشور مرسوم گرديد(خدابنده، 1372).
1-2- اهميت پنبه
پنبه به علت موارد مصرف گوناگون، از نظر اقتصادي و تجاري اهميت بسزائي دارد. بالا رفتن تقاضا براي انواع فرآورده هاي اين گياه باعث مي‏شود كه روز به روز بر اهميت و سطح زير كشت پنبه افزوده گردد. محصول پنبه شامل الياف(محلوج)، دانه و لينتر مي‏باشد كه به مجموع آنها وش مي‏گويند(ناصري، 1374).
پنبه مهمترين گياه ليفي جهان است كه الياف آن در ريسندگي كاربرد دارد. الياف پنبه داراي خصوصيات انحصاري است كه ساير الياف تمام اين خصوصيات را بطور يكجا ندارند. قابليت شستشو، دوام، استحكام، قابليت هدايت بخار آب، قابليت انعطاف، سهولت آب رفتن يا تجمع اوليه و رنگ پذيري از خصوصيات الياف پنبه مي‏باشد(كوچكي، 1376).
دانه پنبه بعد از سويا از نظر ميزان توليد روغن دومين دانه روغني جهان محسوب مي‏شود(ناصري، 1374). از مغز دانه پنبه، روغن، صابون، گليسيرين، خوراك دام، شمع و … و از پوست دانه الكل فورفوريك، الكل اتيليك، خوراك دام، گلوكز و … تهيه مي نمايند. از لينتر در تهيه كفپوش، پلاستيك، ابريشم مصنوعي، فيلم عكاسي، رنگ، كاغذ، و از پوست قوزه در تهيه الكل، سركه، مقوا، كاغذ صافي، چوب سه لائي و … استفاده مي‏شود(بي نام، 1382).
زراعت پنبه نياز به نيروي كار فراوان دارد. از طرفي محصول آن ماده اوليه صنايع مختلف مي‏باشد. لذا تهيه محصول و تبديل آن به فرآورده هاي مورد نياز احتياج به نيروي كار فراوان با تخصص هاي مختلف داشته و از نظر اشتغال زائي اهميت بسزائي دارد(بي نام، 1382).
1-3- سطح زير كشت، توليد و عملكرد پنبه در ايران
بررسي روند سطح زير كشت و توليد پنبه در ايران طي نيم قرن اخير افزايش زيادي را نشان مي‏دهد. بطوريكه سطح زير كشت در سال 1326 از 7/59 به 229 هزار هكتار در سال 1377 و 184000 هزار هكتار در سال 1383رسيده است. توليد پنبه نيز طي اين سالها از 5/17 به 460 هزار تن در سال 1377 و 320 هزار تن در سال 1382 افزايش يافته است (بي نام، 1382). استان گلستان از نظر توليد با 3/32 درصد از توليدات پنبه كشور در جايگاه نخست قرار دارد. استانهاي خراسان، فارس، اردبيل، مازندران و
تهران به ترتيب با 8/26، 6/8، 3/8،4/6 و 2/4 درصد از توليد پنبه كشور در رتبه هاي بعدي قرار گرفته اند(بي نام، 1382).
متوسط توليد پنبه اراضي آبي كشور در يك هكتار 2094 كيلوگرم و اراضي ديم 1217 كيلوگرم مي باشد. بيشترين عملكرد پنبه آبي با 3140 كيلوگرم به استان اصفهان تعلق دارد(بي نام، 1382).
1-4- طبقه ‏بندي پنبه
پنبه گياهي دو لپه از تيره پنيركيان و جنس Gossypium مي باشد(كريمي، 1375).
تا كنون از جنس Gossypium 50 گونه شناسائي شده است و كشف گونه هاي جديد دائماً ادامه دارد(ادریزی و همکاران.، 1985). گونه هاي پنبه به دو گروه ديپلوئيد و تتراپلوئيد تقسيم مي‏شوند.
بررسی تولید و مصرف پنبه در جهان نشان می دهد (شکل 1-1)که تولید و مصرف پنبه بعد از سال 2005 کاهش نشان می دهد (وزارت کشاورزی آمریکا، 2009).

شکل 1-1: مصرف و توليد پنبه از سال زراعي 2005 تا كنون.
گروه ديپلوئيد
اين گروه داراي 26 كروموزوم(26 =n2) بوده و به دنياي قديم يا آسيايي معروف هستند. سطح دانه آنها پوشيده از كرك يا لينتر بوده و ساقه و شاخه هاي فرعي آنها نسبتاً نازك مي‏باشد. قوزه ها پس از رسيدن بخوبي باز نشده و تقريباً دير رسند. طول الياف آنها كوتاه و بين 12 تا 24 ميليمتر است. كيفيت آنها خوب نبوده، جنبه صادراتي و تجارتي ندارند و عملكرد آنها در واحد سطح كم مي‏باشد. گونه هايي از اين گروه از قديم در هندوستان كشت مي‏شده و در حال حاضر فقط كمتر ازيك درصد از پنبه هاي دنيا ديپلوئيد هستند و توسط پنبه هاي گروه تتراپلوئيد جايگزين شده اند(عاليشاه، 1374). معروفترين گونه هاي اين گروه عبارتند از:
G. herbaceum L.
ارتفاع بوته در اين گونه حدوداً 5/1 متر، ساقه ها معمولاً كرك دار، برگها داراي 5-3 برگچه هستند. اين برگچه ها عموماً تخم مرغي شكلند. قوزه ها 4-3 خانه اي و كم و بيش كروي و هنگام رسيدن كاملاً باز نمي‏شوند. بدين جهت مقاوم به ريزش و طوفان مي‏باشند. بذرها معمولاً داراي الياف سفيد رنگ مي‏باشند. كيفيت محصول آنها متوسط و منشأ آنها شرق آفريقا است(خدا بنده، 1372).
G. arboreum L.
ارتفاع بوته در اين گونه به دو متر مي رسد. برگها پنجه اي، نوك تيز، 5 تا 7 برگچه اي با بريدگيهاي كم عمق تا عميق مي‏باشند. كپسولها سه برچه اي، نوكدار و بدون كرك هستند. كيفيت الياف آنها نامرغوب مي‏باشد(ناصري، 1374).
گروه تتراپلوئيد
اين گروه داراي 52 كروموزوم (52 =n2) و به پنبه هاي دنياي جديد يا آمريكايي معروف هستند. شاخه و برگ آنها بزرگتر از گونه هاي آسيائي، قطورتر و قوزه آنها در موقع رسيدن كاملاً باز مي‏شود. طول اليافشان بلند، بين 23 تا 33 ميليمتر و داراي يكنواختي طول الياف زيادي مي‏باشند. عملكرد آنها در واحد سطح بيش از گونه هاي آسيائي است(كريمي، 1375). معروفترين گونه هاي اين گروه عبارتند از:
G. hirsutum L.
كليه پنبه هاي معروف به آپلند كه در دنيا كشت مي شوند به اين گروه تعلق دارد. 90 درصد پنبه جهان در حال حاضر از كشت گونه فوق بدست مي‏آيد. اين گونه شامل انواع يكساله و چند ساله مي‏باشد.
ارتفاع بوته بين 60 تا 150 سانتيمتر و گاهي به دو متر هم مي‏رسد. تعداد شاخه زايشي كم مي‏باشد. برگها اغلب 3 تا 5 برگچه‏اي و كركدار، گلها بزرگ و زرد رنگ و كپسول‏ها بزرگ، گرد و 3 تا 4 برچه‏اي و دانه هاي آن بزرگ و پوسيده از كرك است. طول الياف آنها 25 تا 30 ميلي‏متر و كيفيت محصول آنها خوب است(Smith and cothren , 1999 ; Edrizzi et al., 1985).
. G. barbadense L
در اين گونة پنبه طول تارها بلند است و به دو صورت پنبه هاي مصري و پنبه هاي سي‏آيلند تقسيم مي‏شوند. اين گونه مرغوب تر از ساير گونه ها بوده و در صنعت نساجي بيشتر مورد استفاده قرار مي‏گيرد. شامل پنبه هاي يكساله مي‏باشند كه ارتفاع آنها 5/2 تا 7/2 متر بوده و ساقه هاي رويشي قوي و منشعب دارند. برگها معمولاً 3 تا 5 برگچه‏اي و بدون كرك، گل‏ها به رنگ زرد تيره هستند. كپسولها سه برچه‏اي بوده و طول الياف آنها حدود 30 ميليمتر و گاهي بيشتر است. الياف آنها خيلي محكم‏تر از الياف ساير پنبه ها مي‏باشد. عملكرد آنها بسيار مطلوب مي‏باشد(ناصري، 1374).
مشخصات گياهشناسي
پنبه ذاتاً گياهي چند ساله بوده كه بصورت يكساله كشت مي‏شود. طول دورة رشد اين گياه بستگي به شرايط آب و هوائي دارد. در مناطق سرد و معتدل يكساله و در مناطق گرم چند ساله مي‏باشد. داراي رشد نامحدود بوده وگلدهي آن غير انتهائي مي‏باشد. همچنين واجد سيستم فتوسنتزي سه كربني است(خواجه پور، 1373).
ريشه
پنبه داراي يك ريشه ضخيم با انشعابات گسترده جانبي است. پتانسيل عمق توسعه ريشه در خاكهاي نفوذپذير تحت شرايط آبياري به 2 متر و در ديم كاري به 3 متر مي‏رسد(كوچكي، 1376). قبل از اينكه گياهچه سر از خاك بيرون آورد، ريشه پنبه مي‏تواند تا عمق 25-20 سانتيمتري رشد نمايد. پس از
خروج كوتيلدون، ريشه هاي جانبي شروع به رشد مي‏كنند. اين ريشه‏ها ابتدا به اطراف و سپس به طرف پائين به رشد خود ادامه مي‏دهند. در شرايطي كه رطوبت كافي است اكثر ريشه هاي جانبي در لايه 30 تا 50 سانتيمتري فوقاني خاك تجمع مي‏نمايند وممكن است در جهت افقي تا 100 سانتيمتري يا بيشتر نيز توسعه يابند. در شرايط خشك ريشه هاي جانبي نفوذ بيشتري به اعماق دارند(كوچكي، 1376).
تمايل اين گياه به ايجاد ريشه عميق بوده ولي حداكثر جذب در شرايط مطلوب در عمق 15 تا 30 سانتيمتري خاك مي‏باشد. دوسوم وزن ريشه نيز در اين اعماق قرار دارد. به هر حال قدرت نفوذ ريشه پنبه در خاكهاي مختلف زيادتر از بسياري از گياهان ديگر است(كريمي، 1375; بي نام، 1382; نعمتي، 1379).
ساختمان ريشه پنبه از نظر ساختاري، چهار وجهي است و چهار رديف ريشه جانبي را تشكيل مي‏دهد(كوچكي و همكاران.، 1372). اگر نوك ريشه اصلي از ميان برود، ريشه‏هاي ثانوي در پشت منطقة نكروزه شده بلافاصله شروع به رشد مي‏كنند. ممكن است يكي از ريشه هاي ثانوي رشد كند و مانند ريشة اصلي بطور عمودي به عمق خاك نفوذ نمايد. با وجود اين، بطور كلي هنگامي كه ريشه اوليه از ميان برود، ريشه هاي دوم و سوم رشد مي‏كنند و هرگز مانند ريشة اصلي در عمق خاك نفوذ نمي‏كند(ناصري، 1374).
ساقه
پنبه داراي يك ساقه اصلي و تعدادي شاخه جانبي است. ساقه اصلي داراي شاخه هاي فرعي و برگ بوده ولي فاقد گل مي‏باشد(خواجه پور، 1373). هر يك از گره هاي ساقه اصلي واقع در بالاي كوتيلدون حاوي يك برگ مي‏باشند. در محور هر برگ دو جوانه قرار دارد. يك جوانه محوري كه قسمت اعظم رشد رويشي و شاخه هاي گل دهنده را تأمين مي كند و ديگري جوانه جانبي كه معمولاً به حالت ركود باقي مي‏ماند. اگر جوانه محوري از بين برود، جوانه جانبي رشد مي‏كند و به شاخه تبديل مي‏شود(كوچكي، 1376).
بطور كلي پنبه داراي دو نوع شاخه جانبي مي‏باشد: شاخه هاي رويشي از نظر مرفولوژيكي شبيه به ساقه اصلي هستند. اين شاخه ها مستقيماً حاوي گل يا ميوه نيستند، بلكه شاخه هاي ثانويه‏اي را تشكيل

فایل : 108 صفحه

فرمت : Word