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