دانلود مقاله باقلا

اطلاعات اندکی در مورد کمی کردن واکنش مراحل مختلف نمو باقلا به دما و طول روز وجود دارد.

این مطالعه برای بررسی ویژگی های نموی چهار رقم باقلا (برکت، سرازیری، عراقی و گاوی) در 12 تاریخ کاشت طی سال های 1385- 1384 و در شرایط محیطی گرگان انجام شد.

برای کمی کردن واکنش سرعت سبز شدن و سرعت گلدهی به دما و طول روز از توابع متعددی استفاده شد که در بین آنها تابع دوتکه ای برای سرعت سبز شدن و توابع بتا- دوتکه ای (برای ارقام برکت، سرازیری و ‌عراقی) و بتا- نمایی منفی (برای رقم گاوی) برای سرعت گلدهی به عنوان مدل برتر انتخاب شدند.

با استفاده از این توابع دما های کاردینال (پایه، مطلوب و سقف) برای مرحله سبز شدن و گلدهی و طول روز بحرانی (طول روزی که در پایین تر از آن سرعت گلدهی شروع به کاهش می‌کند) و ضریب حساسیت به طول روز (شیب معادله واکنش سرعت نمو به طول روز) برای مرحله گلدهی تعیین شدند.

برآورد دماهای کاردینال توسط تابع دوتکه ای برای سبز شدن نشان داد که دمای پایه از 1 تا 6/1 درجه سانتیگراد و دمای مطلوب از25 تا 9/28 درجه سانتیگراد برای ارقام مختلف باقلا در نوسان بود، اما دمای سقف برای همه ارقام، 35 درجه سانتیگراد برآورد گردید.

در مرحله گلدهی مدل برتر برای ارقام برکت، سرازیری و عراقی یعنی مدل بتا- دو تکه‌ای دمای پایه گلدهی را مانند مدل برتر رقم گاوی (یعنی مدل بتا نمایی منفی) 1- درجه سانتیگراد برآورد کرد.

دمای مطلوب برای گلدهی ارقام برکت، سرازیری و عراقی توسط مدل بتا دو تکه‌ای به ترتیب 3/28، 7/27 و 6/20 درجه سانتیگراد و دمای مطلوب برای گلدهی رقم گاوی توسط مدل بتا نمایی منفی 6/24 درجه سانتیگراد برآورد گردید.

دمای سقف در این مطالعه به علت فراوانی اندک دماهای بالاتر از 30 درجه سانتیگراد به طور ثابت 35 درجه سانتیگراد فرض شد.

با بررسی واکنش ارقام به طول روز مشخص شد که ارقام برکت، سرازیری،‌عراقی دارای واکنش از نوع روز بلند کیفی هستند که در طول روز کمتر از 10 ساعت، سرعت پیشرفت به سوی گلدهی در آنها صفر است.

و رقم گاوی دارای واکنش از نوع روز بلند کمی می‌باشد.

طول روز بحرانی برای ارقام برکت، سرازیری و عراقی به ترتیب 8/15، 1/16 و 5/14 ساعت توسط مدل بتا دو تکه‌ای برآورد گردید.

و برای رقم گاوی توسط مدل بتا نمایی منفی 3/15 ساعت برآورد شد.

ضریب حساسیت به طول روز برای ارقام برکت، سرازیری و عراقی با مدل بتا دو تکه‌ای به ترتیب 17/0-، 17/0- و20/0- و برای رقم گاوی با مدل بتا ‌ نمایی منفی، 56/0 برآورد گردید.

همچنین از نظر تعداد روز بیولوژیک برای سبز شدن تا گلدهی اختلاف معنی‌داری بین ارقام باقلا مشاهده شد، به طوری که رقم عراقی با 1/32 روز بالاترین و ارقام برکت، سرازی و عراقی با 3/21 تا9/24 روز پایین‌ترین مقدار را داشتند.

بیشترین روز بیولوژیک از گلدهی تا غلاف‌دهی با 2/15 روز مربوط به رقم عراقی و کمترین آن با 5/9-7/7 روز مربوط به ارقام گاوی و سرازیری بود.

تعداد روز بیولوژیک از غلاف‌دهی تا پر شدن دانه در ارقام مختلف بین 9/9 تا 1/15 روز متغیر بود.

بیشترین روز بیولوژیک از پر شدن دانه تا رسیدگی فیزیولوژیک با 7/23 تا 2/24 روز متعلق به ارقام برکت، سرازیری و عراقی و کمترین آن با 6/15 روز مربوط به رقم گاوی بود.

تعداد روز بیولوژیک بین رسیدگی فیزیولوژیکی تا رسیدگی کامل گیاه بین 9/5 تا 1/7 روز برای همه ارقام برآورد شد.

از یافته‌های این تحقیق می‌توان در مدل‌های شبیه‌سازی باقلا استفاده نمود.

مقدمه و کلیات


1- خصوصیات گیاه باقلا
در زبان انگلیسی باقلا با اسامی مختلفی شناخته می‌شود.

به انواع بذر ریز آن Tick bean و به انواع بذر متوسط آن Horse bean و به انواع بذر درشت آن Broad bean و معمولا به انواع مختلف آن Faba bean اطلاق می‌شود.

منشاء احتمالی باقلا جنوب غربی آسیا گزارش شده است (مجنون حسینی، 1372).

وجود 4/23درصد پروتئین در دانه خشک باقلا باعث شده است تا امروزه به عنوان یکی از حبوبات عمده در منطقه خاورمیانه، افریقا، چین و حتی نقاطی از اروپا و استرالیا در تغذیه انسان و دام توجه زیادی به آن شود (تورپین و همکاران، 2002).

باقلا با سطح زیر کشت 9/2 میلیون هکتار یکی از مهمترین بقولات دانه‌ای در دنیا به شمار می‌رود (رییس و همکاران، 2000).

سطح زیر کشت باقلا در ایران حدود 30000 هکتار است که عمده ترین مناطق تولید آن استان‌های گلستان، خوزستان، مازندران و گیلان به شمار می‌روند (مجنون حسینی، 1372)، تقاضا برای این گیاه باتوجه به افزایش جمعیت دنیا و کاهش دسترسی به سایر منابع پروتئینی، رو به افزایش می‌باشد (تورپین و همکاران، 2002).

گیاه باقلا با اثر تناوبی بسیار خوب خود باعث تقویت و حاصلخیزی شیمیایی و بیولوژیکی خاک می‌گردد و از این لحاظ گیاهی مناسب می‌باشد.

همچنین با توجه به اینکه عمده فصل رویشی آن در زمستان بوده، امکان استفاده از نزولات آسمانی را خواهد داشت.

این گیاه از ارزش غذایی بالایی برخوردار می‌باشد و می‌تواند با وارد شدن در جیره غذایی انسان، کمبود پروتئین حیوانی را تا حدودی جبران نماید.

مضافاً این که خاصیت انبارداری مناسب این محصول امکان صدور آن را به کشورهای حاشیه جنوبی خلیج فارس و بازارهای خارجی فراهم می‌سازد و در صورت عدم وجود بازار مناسب، امتیاز در نگهداری آن به شمار می‌رود.

محصول باقلا به دو صورت تر و خشک برداشت می‌شود که نوع و شرایط بازار، نحوه برداشت آن را مشخص می‌نماید (میوه‌چی لنگرودی و همکاران، 1379).

باقلا گیاهی است یکساله که ریشه اصلی آن مستقیم تا عمق 120-100 سانتی متری در خاک فرو می‌رود و دارای انشعابات جانبی فراوانی می‌باشد.

ساقه‌های آن راست با ارتفاع 180-30 سانتیمتر، نسبتا ضخیم، تو خالی و چهار گوش (شیاردار) است و نیاز به قیم ندارد.

معمولا از پایین ساقه اصلی نزدیک سطح خاک ساقه‌های فرعی به وجود می‌آیند که تعداد آنها ممکن است به 1 تا 7 عدد به هم برسد و به ندرت انشعابات دیگری دارند.

در روی ساقه برگ‌های مرکب به طور متناوب قرار گرفته‌اند و عاری از پیچک هستند.

هر برگ شامل 6-2 برگچه بیضی شکل به طول 10-5 سانتی متر است.

گل آذین کوتاه به صورت خوشه مرکب و به هم فشرده در محور برگ ها قرار دارند و هر خوشه شامل 6-1 گل به رنگ‌های سفید خالص، سفید با خال‌های سیاه، ارغوانی و بنفش می‌باشد.

میوه باقلا نیام گوشتی و سبز رنگ به طول 20-10 سانتی متر و دارای 8-1 دانه در هر غلاف است.

غلاف‌های سبز موقعی که 5/7-5 سانتی متر طول دارند بر داشته شده و به صورت تازه و یا پخته شده مورد استفاده قرار می‌گیرند.

شکل، اندازه و رنگ دانه ها نسبت به ارقام مختلف متفاوت است (مجنون حسینی 1372).

دانه خشک باقلا منبع مناسبی از نظر کالری، پروتئین، کربوهیدرات و فیبر بوده و دارای مقادیر فراوانی فسفر، آهن، پتاسیم، مس، ویتامین A، ویتامین B کمپلکس، نیاسین و ویتامین C می‌باشد، هرچند نسبت پروتئین به هیدرات کربن در آن پایین می‌باشد.

در بین اسید‌های آمینه موجود در پروتئین باقلا متیونین و سیستئین محدود کننده کیفیت پروتئین آن بوده و کمبود اسید‌های آمینه سولفوردار و اسید آمینه تریپتوفان نقص پروتئین دانه باقلا محسوب می‌شوند.اگر باقلا با غلات مصرف شود جبران این کمبود ها خواهد شد(کلارک، 1970؛ ادن، 1968؛ یوسف و همکاران، 1982و مجنون حسینی، 1372).

جدول-1- درصد مواد موجود در دانه سالم باقلا (یوسف و همکاران، 1982).

دامنه کشت این گیاه بسیار وسیع بوده و از 9 درجه تا بیش از 40 درجه عرض شمالی و از نزدیک سطح دریا تا ارتفاع بیش از 2000 متر بالای سطح دریا گسترده شده است.

بنابراین، باقلا در معرض رژیم‌های حرارتی و فتوپریودیک مختلف قرار دارد.

کشت زمستانه آن در مناطق نیمه گرمسیر با زمستان ملایم و در شرایط آب و هوایی گرمسیر تا ارتفاع 1200 متر بالاتر از سطح دریا رایج است.

در مناطق معتدله برای اجتناب از دوره یخبندان شدید به عنوان نبات زراعی بهاره کشت می‌شود.

در بین ارقام باقلا طبقه بندی اکولوژیکی وسیعی وجود دارد: - انواع مدیترانه ای آن در شرایط آب و هوایی نیمه گرمسیر از جمله مناطق کم ارتفاع مدیترانه ای سازگاری خوبی در کشت زمستانه دارد.

- اکوتیپ اروپایی باقلا با کاشت بهاره و زمستانه در نواحی معتدله سازگاری دارد.

- ارقام زمستانه در مناطق معتدلی که زمستان نسبتا ملایم؛ دمای حدود 2 درجه سانتیگراد بدون یخبندان شدید و طولانی و به دنبال آن بهار و تابستان گرم و خشکی دارند برای کاشت زمستانه مناسب هستند.

دمای کمتر از 10 درجه سانتیگراد موجب افزایش تعداد روز‌های جوانه زنی در باقلا خواهد شد.

باقلا می‌تواند تا دمای 4- درجه سانتیگراد را تحمل کند و در دمای 7- درجه سانتیگراد از بین می‌رود.

با افزایش درجه حرارت محیط تعداد برگ‌های بوته باقلا زیاد می‌شود و شدت نسبی افزایش برگ ها در بوته در انواع بهاره باقلا در مراحل اولیه رشد بستگی نزدیکی به حداکثر درجه حرارت روزانه دارد.

مقدار مناسب درجه حرارت شبانه با مرحله رشد باقلا متغیر است.

تا مرحله 4-2 برگی، افزایش طول ساقه در بالاترین دمای شبانه یعنی 20درجه سانتیگراد همراه با طول روز 12 ساعت و دمای روزانه 20 درجه سانتیگراد سریع ترخواهد شد.

متناسب با ادامه رشد باقلا کاهش دمای شبانه رخ می‌دهد و بالا ترین عملکرد دانه در دمای شبانه 10 درجه سانتیگراد به دست می‌آید.

ارتفاع و وزن خشک بوته در انواع بهاره باقلا با افزایش رژیم حرارتی (ترکیب دمای شبانه) به نحو نامطلوبی تحت تاثیر قرار می‌گیرد (مجنون حسینی، 1372).

باقلا خاک‌های نسبتا رسی، حاصلخیز و سنگین را بهتر می‌پسندد.

باقلا قادر به تحمل شرایط ماندابی نیست و اسیدیته مناسب آن حدود 6 تا 7 می‌باشد (مجنون حسینی، 1372).

2- اهمیت مدل سازی گیاهان زراعی: مدل ابزاری است که ما در تفسیر و درک دنیایی که در آن زندگی می‌کنیم، یاری می‌کند.

دانشمندان و مهندسین، از انواع مدل‌ها به عنوان ابزاری برای درک پدیده‌های مورد مطالعه استفاده می‌کنند.

مدل ریاضی، معادله یا مجموعه‌ای از معادلات است که رفتار هر سیستم را به طور کمی توصیف می‌کند.

سیستم، به بخش محدودی از جهان واقعی اطلاق می‌شود که شامل اجزایی است که اثرات متقابل با هم داشته و تغییر می‌کنند (بوت و همکاران، 1996؛ سینکلر و سلیگمان، 1996).

پیش بینی دقیق فنولوژی گیاهان زراعی از ویژگی‌های ضروری مدل‌های شبیه سازی این گیاهان به شمار می‌رود.

تولید و تسهیم ماده خشک در مدل‌های شبیه سازی گیاهان زراعی تا حد زیادی به وسیله زمان‌بندی مراحل نمو تنظیم می‌شود.

از مدل‌ها می‌توان در بهبود مدیریت تولید گیاهان زراعی برای پیش‌بینی تاریخ‌های احتمالی برداشت یا پیش‌بینی عملکرد نهایی، یا به صورت فعال‌تر، برای پیش‌بینی مطمئن زمان وقوع حوادث فنولوژی به نحوی که کود، تنظیم کننده‌های رشد، علف‌کش‌ها و کنترل بیماری‌ها در مناسب‌ترین زمان به کار گرفته شوند، استفاده نمود.

بسیاری از مدل‌سازان از مدل‌های خود به عنوان وسیله‌ای برای ارزیابی خطرات موجود در تولید استفاده کرده‌اند.

این امر با بررسی واکنش عملکرد (مدل) به آمار درازمدت اقلیمی یک منطقه صورت می‌گیرد و در نتیجه آن بهترین تاریخ کاشت، تراکم، فاصله ردیف، رقم زراعی و غیره تعیین می‌شود.

از مدل‌ها می‌توان در بررسی کمی اثر ویژگی‌های زراعی بر روی رشد و عملکرد گیاهان در محیط‌های خاص استفاده کرد.

در مورد مسائل به‌نژادی گیاهان زراعی همچون دو رگ ‌گیری، دیررسی و زودرسی، بهبود دانه بستن، مورفولوژی گل‌ها، افزایش رشد تک دانه‌ها و زمان گلدهی می‌توان از مدل‌ها استفاده کرد.

تعیین پتانسیل عملکرد منطقه‌ای، کمک به مدیریت آبیاری و ارزیابی اثرات تغییر اقلیم از کاربردهای دیگر مدل‌ها می‌باشند (پری و همکاران، 1987؛ بوت و همکاران، 1996؛ سینکلر و سلیگمان، 1996) انجام آزمایش ها و تحقیقات علمی برروی محصول زراعی و یافتن شرایط مطلوب رشد آنها مستلزم هزینه‌های گزاف و صرف وقت و دقت زیاد است که این، بخصوص برای کشورهای در حال توسعه به علت کمبود امکانات و پژوهشگر دشوار است.

امروزه با استفاده از مدل‌های زراعی و امکانات گسترده‌ای که در زمینه نرم‌افزارهای کامپیوتری به وجود آمده است می‌توان، با پیدا کردن روابط مابین فرایندهای رشد و یافتن شرایط مطلوب رشد به نتایج قابل توجهی دست یافته و آن ها را برای شرایط دیگر تعمیم داد و وضع جدید را پیش‌بینی نمود.

این مدل‌ها محدودیت‌های جغرافیایی و محیطی را کاهش داده و در مورد گیاهان زراعی برای ارقام مختلف قابل تعمیم می‌باشند (بوت و همکاران، 1996؛ سینکلر و سلیگمان، 1996).

استفاده از این مدل‌ها بسیار سریع بوده و با درنظر گرفتن گیاه زراعی به عنوان یک سیستم پویا، امکان پیش‌بینی تغییرات این سیستم نسبت به زمان را فراهم می‌آورند.

علاوه بر آن، از این مدل‌ها می‌توان برای معرفی گیاهان جدید در یک منطقه نیز استفاده کرد.

پیش‌بینی برای وضعت تولید مواد غذایی در یک منطقه یا جهان و اتخاذ سیاست‌های لازم با توجه به تغییرات محیطی نیز از دیگر مزایای مدل‌سازی است (بوت و همکاران، 1996؛ سینکلر و سلیگمان، 1996).

فصل اول پیشینه تحقیق