دانلود تحقیق اثرات شوری در کشاورزی

شوری یکی از مسائل بسیار مهم در رابطه با کشت گیاهان و گسترش کشاورزی است که عامل محدود کننده اساسی در تولیدات کشاورزی است.

مهمترین تاثیر شوری در رابطه با جوانه زنی بذر و رشد رویشی گیاهان می‌باشد.

با توجه به اثرات تحریک کنندگی هورمونهای گیاهی به ویژه سیتوکینین‌ها، اثر این هورمون در تحمل و مقابله در گیاه گندم (Triticum aestivum) و لوبیا (Phaseolus vulgaris) با شوری در شرایط جوانه زنی بذر و رشد دانه رست مورد بررسی قرار گرفت.

در این پژوهش غلظتهای مختلفی از نمک کلرور کلسیم (0 و 20 و 40 و 80 میلی‌مول) توام با غلظتهای مختلفی از محلول سیتوکینین (0 و 5/0 و 1 و 5/1 میلی‌مول) در محیط کشت MS به کاربرده شدند.و به این ترتیب 16 تیمار مختلف با 4 تکرار را تشکیل دادند.

نتایج بدست آمده نشان داد که شوری‌های کم،(20 میلی مول ) اثر چندانی بردرصد جوانه‌زنی بذر گندم نداشت ولی شوری نسبتا زیاد(80 میلی مول )تا حدودی درصد جوانه‌زنی بذر گندم را کاهش می‌داد.

با توجه به این که گندم (رقم تجن) نسبت به شوری تا حدودی مقاوم می‌باشد،پژوهش حاضر نیز نشان داد که شوری‌های کم، اثر چندانی بروی کاهش جوانه‌زنی بذر گندم نداشت.

جوانه‌زنی بذرهای لوبیا (رقم جماران) نیز در شوری نسبتا زیاد(40 و80 میلی مول) کاهش پیدا کردکه البته با توجه به حساسیت لوبیا نسبت به شوری این امر دور از انتظار نبود..

دانه رستهای گندم در شوری‌های اعمال شده بخوبی رشد کردند ولی با افزایش مقدار نمک محیط کشت میزان رشد اندکی کاهش یافت.در حالی که دانه رستهای لوبیا در شوری‌های پایین(20 میلی مول) نیز رشد چندانی نداشته و در شوری‌های زیاد (40 و80 میلی مول) نیز اصلا رشد نکردند.

کینتین در غلظتهای کم اثر کمی در افزایش جوانه‌زنی بذرهای گندم و لوبیا داشت ولی غلظت نسبتا زیاد این هورمون در تمام تیمارهای شاهد و شوری اعمال شده در گیاهان گندم و لوبیا باعث افزایش جوانه‌زنی گردید.

غلظت کم کنیتین در تیمارهای شاهد و شوری باعث افزایش رشد گندم شد، ولی در شوری‌های زیاد اثر چندانی بر رشد گندم نداشت که نشان می‌دهد در شوری‌های زیاد گیاه گندم تا حدودی و گیاه لوبیا شدیدا تحت تاثیر تنش شوری قرار گرفته‌اند و هورمون در شوری زیاد نتوانسته است رشد گیاهان مذبور را افزایش دهد.

مقدمه:
در اکثر کشورهایی که با کمبود مواد غذایی روبرو هستند، کمیت و کیفیت پروتئین مسئله اساسی تغذیه می‌باشد.

مطالعات زیاد حاکی از آن است که ترکیب مناسبی از پروتئین گیاهی می‌تواند قسمتی از کمبود پروتئین را جبران نماید.

کاربرد مواد شیمیایی از قبیل تنظیم‌کننده‌های رشد گیاهی، ممکن است تظاهر یا بیان ژنوم گیاهان را تغییر دهد به قسمی که آنها بتوانند برای برخی از استرس‌ها از خود مقاومت نشان بدهند.

این نوع تغییرات، قابل انتقال وراثتی نیستند، تنها استفاده از تکنولوژی مهندسی ژنتیک است که می‌تواند با تغییر خود ژنوم، یک صفت قابل انتقال وراثتی را بوجود آورد.

بنابراین اگر بتوان گیاهانی را که به شوری حساس و به نحوی در تغذیه انسان مؤثرند را با استفاده از هورمونهای گیاهی یا سایر موارد، بطریقی نسبت به شوری تا حدی مقاوم کرد، خدمت ارزنده‌ای به بشر شده است.

هدف این پژوهش ابتدا بررسی تأثیر شوری بر جوانه‌زنی و رویش بذرهای گیاه گندم
Triticum aestivum) ) و لوبیای سبز (Phaseolus vulgaris) و مقایسه این گیاهان نسبت به هم و سپس این مسئله است که آیا بکار بردن هورمون گیاهی سیتوکنین می‌تواند تأثیری در بهبود و رویش آنها و بطور کلی مقاوم کردن این گونه‌ها به شوری داشته باشد یا خیر؟

1-1 ویژگیهای گیاه گندم :(( Triticum aestivum
غلات عموماً فاقد ریشه‌های ضخیم می‌باشند و ریشه‌های فرعی آنها بطور جانبی و عمیقی گسترش می‌یابد.

این ریشه‌ها دو نوع هستند: یکی ریشه‌های اولیه و دیگری ریشه‌های نابجا که پس از ظهور اولین برگ از میانگره‌های زیر خاک منشعب می‌شوند.

ریشه‌ گندم در مقایسه با جو، از گستردگی کمتری برخوردار است و بدین دلیل مقاومت به خشکی آن کمتر و از نظر جذب مواد غذایی از خاک کارایی کمتری دارد.

- قسمت یقه گیاه که ناحیه بین ریشه‌ها و برگهاست، دارای بافتهای مریستمی می‌باشد و این بافت‌ها ریشه و برگ تولید می‌کنند و بدین ترتیب مهمترین قسمت برای غلات زمستانه است زیرا از بین رفتن این قسمت منجر به تلف شدن گیاه می‌شود.

- ساقه غلات دارای تعدادی میانگره توخالی می‌باشد که بوسیله گره‌هایی به هم وصل می‌شوند.

البته بعضی از گونه‌های Triticum، دارای واریته‌هایی هستند که میانگره آنها توپر است.

فرم استوانه‌ای و توخالی بودن ساقه تا حدودی باعث استحکام آنها می‌شود.

- اندوسپرم گندم عمدتاٌ از نشاسته تشکیل شده و این نشاسته در ماتریکسی از پروتئین واقع شده است.

گلیادین1 و گلوتنین2 به مقدار یکسانی پروتئین‌های عمده آندوسپرم را تشکیل می‌دهند.

این پروتئین‌ها با آب، کلوئیدی بنام گلوتن را تشکیل می‌دهند.

مقدار گلوتن تحت تأثیر عواملی محیطی قرار دارد ولی کیفیت یا خصوصیت آن تابع عوامل ژنتیکی است(84).

درصد پروتئین دانه گندم عمدتاً تحت تأثیر شرایط محیطی از قبیل رژیم رطوبتی خاک، تأمین مواد غذایی، درجه حرارت، طول روز و طول دوره رسیدن دانه قرار دارد.

پروتئین گندم فاقد اسید آمینه لیزین است و معمولاً بین درصد پروتئین دانه و محتوای لیزین پروتئین یک رابطه معکوس وجود دارد (24).

1.

glyadin 2.

glotenin 1-2 اهمیت اقتصادی و غذایی گندم و اختصاصات اکولوژیکی آن: گندم ((Triticum aestivum: غلات به دو گروه عمده تعلق دارند: یکی آنهایی که در مناطق معتدله رشد می‌کنند و به آنها معمولاً در غلات «دانه ریز» می‌گویند و شامل: گندم- جو- چاودار و یولاف می‌باشند و دیگری غلات مناطق حاره که شامل ذرت- سورگم- ارزن و برنج می‌باشند.

از چهار غله مناطق معتدله فقط دو نوع آن؛ یعنی گندم و جو به طور گسترده‌ای در جهان کشت می‌شوند.

گرچه برنج غذای اصلی بسیاری از مردم جهان را تشکیل می‌دهند ولی گندم در بین همه غلات از نظر سطح زیر کشت و تولید سالانه در درجه اول اهمیت قرار دارد.

گونه زراعی Triticum aestivum دارای چندین زیر گونه است که از نظر ژنتیکی بسیار به هم نزدیک هستند و با این وجود از نظر کشاورزی دارای ارزشهای متفاوتی می‌باشند و از بین آنها تنها گونه T.

vulgare در سطح جهانی کشت می‌شود و چنان سازگاری گسترده‌ای دارد که اکثر واریته‌های گندم زراعی در مناطق خشک و مرطوب متعلق به این زیر گونه می‌باشند (24).

1-3 تیپهای مختلف گندم: در مواردی که رطوبت و مواد غذایی محدود نباشد، رشد و نمو گندم بستگی به درجه حرارت و طول روز خواهد داشت.

براساس واکنش‌های فتوپریودی و ترموپریودی که این گیاه دارد، سه تیپ گندم را می‌توان متمایز ساخت: 1-3-1 تیپهای زمستانه: این تیپ گندم برای اینکه بتواند به هنگام طولانی شدن ساعات روز از مرحله رویش به مرحله زایش منتقل شود برای چندین هفته احتیاج به درجه حرارت کم (صفر تا 8 درجه‌ سانتیگراد) دارد.

1-3-2 تیپهای بهاره: این تیپ گندم برای اینکه به مرحله‌ زایش برود احتیاج به درجه‌ حرارت کم ندارد و معمولاً در روزهای کوتاه رشد می‌کند و هنگامی که روزها به اندازه کافی طولانی شند، به گل می‌رود.

1-3-3 تیپهای حد واسط: این تیپ، حد واسط تیپ زمستانه و بهاره است.

اختلاف آنها با تیپهای زمستانه عدم وابستگی آنها به درجه حرارت کم برای وارد شدن به مرحله گلدهی و اختلافشان با تیپهای بهاره، عدم رشد و نمو آنها در طول روزهای کوتاه زمستان است.

حداقل درجه حرارت لازم برای رشد گندم 4-3 درجه‌ سانتیگراد حد مطلوب آن 25 درجه و حداکثر آن 32-30 درجه است.

با افزایش دما بیشتر از این محدوده، درصد جوانه‌زنی نیز بشدت کاهش می‌یابد (22).

دانه گندم و جو پس از اینکه به اندازه کافی آب جذب کردند و محتوای آب بافتهای آنها به 50-40 درصد رسید و شرایط از نظر درجه حرارت و تهویه مناسب بود، شروع به جوانه زدن می‌کنند.

هر چه درجه حرارت کمتر باشد، سرعت جوانه‌زدن آهسته‌تر خواهد بود و در درجه حرارت کمتر از 4 درجه، جوانه زدن کاملاٌ متوقف می‌شود.

در درجه حرارت بالاتر از 23 درجه، جوانه‌زدن نامنظم می‌شود و بذوری که جوانه زده‌اند، مورد حمله بیماریها قرار می‌گیرند (24).

تأثیر عواملی نظیر حرارت، pH، غلظت عناصر، نور و سرما در فرآیند جوانه‌زنی به اثبات رسیده است(46-68-85-97).

- حساسیت ارقام مختلف به شوری نیز متفاوت است.

در زمینهای شور از یک طرف گیاه از نظر آب مورد نیاز با مشکل مواجه است و از طرف دیگر آنتاگونیسم‌یونهای Cl- و Na+ و عدم جذب آنیونها و کاتیونهای ضروری نظیر Ca2+ و No3 باعث مهار و کاهش جوانه‌زنی در زمینهای شور می‌شود(33-39).

جوانه زنی مانند یک فعالیت آنزیماتیک متأثر از pH می‌باشد، ممکن است pH های مختلف با تأثیر بر جذب یونی جوانه‌زنی را کنترل نمایند(96).

1-4 ویژگیهای گیاه لوبیا: ( Phaseolus vulgaris) حبوبات «گوشت فقرا» لقب گرفته‌اند و از این رو قسمت عمده‌ای از غذای مردم کشورهای عقب نگهداشته شده مناطق خشک را تشکیل می‌دهند.

برای مثال مصرف سرانه حبوبات در هندوستان 76 گرم و در مکزیک 51 گرم در روز می‌باشد و این در مقایسه با مصرف 3 تا 7 گرم برای کشورهای پیشرفته مناطق معتدله رقم قابل ملاحظه‌ای است (24).

اندام‌های رویشی و دانه حبوبات سرشار از پروتئین می‌باشند.

غلظت کل پروتئین‌های دانه در حبوبات محدوده‌ای بین 25% تا 50% کل وزن خشک دانه‌ها را شامل می‌شود.

دانه دولپه‌ایها دارای لیزین نسبتاً زیاد همراه با مقدار قابل ملاحظه‌ای تریپتوفان است (24).

بذر گیاهان بقولات، اساساً در مرحله رسیدگی فاقد اندوسپرم است و از یک پوسته بذر تشکیل شده که جنین را احاطه می‌کند.

بذر شامل دو لپه بزرگ و گوشتی است که کارشان ذخیره‌سازی مواد غذایی است و دو برگ ساده کاملاً رشد یافته ولی باز نشده و محور ریشه‌ چه (هیپوکوتیل) که در حفره‌ای بین دو لپه جای گرفته، می‌باشد.

حبوبات مناطق خشک را می‌توان براساس نیاز حرارتی آنها طبقه‌بندی کرد؛ دسته اول آنهایی که به هوای نسبتاً سرد نیاز دارند مانند نخود فرنگی Pisum sativum)) باقلا (faba (Vicia ، عدس (Lens culinoris) و غیره.

دوم آنهایی که هوای نسبتاً گرم احتیاج دارند مانند لوبیا سبز (Phaselus vulgaris) لوبیا چشم بلبلی (Vigna sinensis) و غیره...

1-4-1 مشخصات گیاه لوبیا سبز : (Phaseolus vulgaris): لوبیا سبز گیاهی علفی و یک ساله است.

ساقه آن راست و پرپشت به ارتفاع 30-20 سانتی‌متر و همراه با ریشه 3-2 متر طول دارد.

دارای یک ریشه عمودی اصلی حاوی گرهک‌های تثبیت‌کننده نیتروژن است.

برگهای متناوب آن به رنگ سبز یا ارغوانی است و برگهای آن مرکب و از 3 برگچه پهن بزرگ و خشن تشکیل شده است.

دارای دمگل یک بالشتک ساقه گیاه، کاسبرگ تخم‌مرغی نوک‌دار به طول 15-6 سانتی‌متر و پهنای 11-3 سانتی‌متر است.

این گیاه دارای گلهایی‌ست و گل‌های جانبی رنگارنگ سفید، صورتی، ارغوانی است و دارای غلاف باریکی به رنگ سبز، زرد، قهوه‌ای، ارغوانی، خاکستری یا سیاه است و دانه‌های آن اغلب رنگارنگ، کلیدی، دوکی یا کروی شکل، با طول بیش از 5/1 سانتی‌متر، بدون آندوسپرم هستند، وزن 100 عدد دانه به وزن 67-10 گرم می‌رسد(10).

گیاه لوبیای سبز Phaseolus دارای دو گونه ponanus .P و P.vulgaris است که از نظر عملکرد هیچ اختلافی با یکدیگر ندارند.

P.vulgaris توسط دانشمندی بنام Demeares شناخته شد.(a46) رده‌بندی گیاه لوبیا سبز به صورت زیر است:(a68) 1-4-2- طرق مصرف: لوبیا بطور گسترده‌ای در نواحی معتدل و نیمه‌گرمسیری کشت می‌شود.

در نواحی معتدل، غلاف سبز نارس پخته شده به صورت سبزیجات خورده می‌شود.

غلاف نارس بصورت تازه، منجمد، کنسرو شده، کامل، بریده یا خلال به فروش می‌رسد.

لوبیای رسیده به نام‌های گوناگون لوبیای نارس، لوبیای سفید یا نخودفرنگی نامیده می‌شوند و بطور گسترده‌ای مصرف می‌شود.

لوبیاهای خشک سهم بزرگی را در تأمین نیاز پروتئین خانواده‌های متوسط و پایین دارد.

در بعضی از نواحی استوا، برگها به صورت دم کرده و در نواحی دیگر لوبیاهای سبز، پوست‌دار خورده می‌شود (25).

1-4-3- اکولوژی لوبیا سبز: گیاه لوبیا سبز در شرایط محیطی گرمسیری و نواحی معتدل رشد نموده و نواحی گرم و مرطوب را که باران سبب بیماری و افتادن گلها می‌شود را تحمل می‌کنند.

باران در هنگام برداشت محصول نامطلوب است و سرمازدگی گیاه را از بین می‌برد.

گیاه لوبیاسبز دارای هر دو نوع گیاه روز کوتاه و بی‌تفاوت به روز می‌باشد.

(گیاه روز بلند هنگامی که طول شب کوتاه باشد و گیاه روز کوتاه هنگامی که طول شب بلند باشد، گل می‌دهند).

آب فراوان در مدت کمی به گیاه آسیب می‌رساند، اما بعضی از لوبیاهای دانه سیاه در آب دائمی خوب رشد می‌کنند.

لوبیاها در زهکشی خاک رس و شن، گل خاک رس و شن یا خاک‌رس و مقدار فراوان مواد آلی بهتر رشد می‌کنند، اما به خاک غنی از آلومینیوم، روی، منگنز و سدیم حساس هستند.

سمیت منگنز در pH کمتر از 2/5 مشکل ایجاد می‌کند.

کمبود روی در خاک‌های آهکی، خطرناک است.

گیاه لوبیا سبز در خاک اسیدی فاقد منیزیم و مولیبدن رشد می‌کند.

به نظر می‌آید لوبیای سبز به سدیم بیشتر حساس است (25).

دمای 5- تا 6- درجه سانتیگراد برای جوانه