مقاله اثرات تنش خشكی در مراحل انتهای رشد ارقام بهاره كلزا در 35 صفحه ورد قابل ویرایش
مقدمه:
این روزها جمله «وابستگی 90 درصدی روغن، ورشكستگی ملی» به واژه ای تكراری تبدیل شده و در هر محفل و نشریه ای این كلمات به كرات بیان می‌شود. این جمله زمانی حیرت انگیزتر می‌شود كه در كنار بحث خودكفائی گندم نیز قرار بگیرد. ایرانی كه تا چند سال پیش بزرگ ترین وارد كننده گندم جهان بود طی چند سال، تنها چند سال، به خودكفائی رسیده و حتی زمزمه های صادرات نیز به گوش می رسد. مسئولان جهاد كشاورزی طی همین سالها با توجه به این موفقیت به فكر برنامه ریزی برای تأمین نیازهای كشور به دانه های روغنی از داخل افتاده اند تا شاید روزی هم بتوان از این سرشكستگی ملی رهایی یافت. این مدیران امیدوارند اجرای طرح ده ساله دانه‌های روغنی نیز مثل گندم باعث افتخار و مباحاتشان شود (ماهنامه روغن نباتی، 1383 الف). كشور ایران معادل 000، 800 ، 164 هكتار مساحت دارد كه از این مقدار، 15 الی 18 میلیون هكتار شوره‌زار، 20 الی 22 میلیون هكتار بیابان و تقریباً یك میلیون هكتار نیمه خشك است. ایران با متوسط نزولات آسمانی 240 میلی متر كه از یك سوم میزان نزولات سالانه جهانی (700 میلی متر) كمتر می باشد، دارای اقلیم خشك و نیمه خشك است. در مناطق خشك، میزان باران سالانه، كمتر از تبخیر و تعرق بوده و بروز دوره خشكی در طول سال امری عادی است (كافی و همكاران، 1379 ب). تحقیقات انجام شده نشان داده است كه متوسط افت عملكرد سالیانه به واسطة خشكی در جهان 17 درصد بوده كه تا بیش از 70 درصد در هر سال می‌تواند افزایش یابد(Edmeades et al, 1994). با توجه به این موضوع كشاورزان و دست اندركاران كشور، اصولاً باید با تلاش فراوان و مدیریت صحیح و اقتصادی منابع آبی و استفاده بهینه از آب در تولید هر چه بیشتر محصولات زراعی، مشكل غذایی جمعیت را رفع سازند. دانه های روغنی پس از غلات، دومین ذخایر غذایی جهان را تشكیل می دهند. این محصولات علاوه بر دارا بودن ذخایر غنی اسیدهای چرب، حاوی پروتئین نیز می باشند (شیرانی راد و دهشیری، 1381). دانه های روغنی به دلیل تولید روغن های با كیفیت بالا و درصد زیادی از اسیدهای چرب و مرغوب از اهمیت شایانی در تغذیه انسان برخوردارند (آلیاری و همكاران، 1379). در حال حاضر، مصرف سرانة روغن خوراكی كشور بیش از 16 كیلوگرم برآورد شده است. لذا با توجه به جمعیت كشور، نیاز به حدود یك میلیون تن روغن در سال می‌باشد كه بیش از 90 درصد آن از طریق واردات تأمین می‌شود (شیرانی راد و دهشیری، 1381). میزان واردات روغن خام در سال 1382 در جدول (1-1) درج گردیده است
(ماهنامه روغن نباتی، 1383 ب). به این لحاظ، لزوم برنامه ریزی بلندمدت و منسجم با هدف نیل به خودكفائی در تولید روغن خوراكی غیرقابل انكار خواهد بود (شیرانی راد و دهشیری، 1381).
تاریخچه:
كلزای روغنی مهمترین گونه زراعی جنس براسیكا می‌باشد و به احتمال قوی فرم وحشی آن به اروپا و آفریقای شمالی محدود می‌شود (شیرانی راد و دهشیری، 1381). موردتوجه قرار گرفتن كلزا تنها در سالهای اخیر نبوده بلكه 2000 سال قبل از میلاد مسیح در نوشته های دوران قدیم از آن یاد شده است. در نوشته های باستانی كه به زبان سانسكریت بوده دانه روغنی كلزا، سارسون[1] نامیده شده است (عاشوری، 1380). در آثار به جا مانده از دوران نوسنگی در مصر، در نوشته های هندوها كه از سالهای 1500 تا 2000 قبل از میلاد به دست آمده و به ویژه در كتیبه های یونانی، رومی و چینی باقی مانده از سالهای 200 تا 500 قبل از میلاد به گیاهان روغنی جنس براسیكا و ارزش دارویی آنها اشاره شده است. كشت تجاری كلزا از سال 1942 در قسمت شمالی آمریكا یعنی كشور كانادا شروع گردیده و امكان استفاده از روغن كلزا برای مصرف خوراكی در سال 1948 مورد توجه قرار گرفت و منجر به استخراج روغن خوراكی از كلزا در سال های 1956 تا 1957 گردید (شیرانی راد و دهشیری، 1381). كلزا نخستین بار در كانادا در سال 1943 به منظور روغن كاری ماشین بخار كشت شد (عزیزی و همكاران، 1378). در سال 1957 در كشور كانادا اولین كلزای روغنی با مقدار اندك اسید اروسیك اصلاح شد. با تولید روزافزون كلزا طی سال 1956 هزاران هكتار از اراضی كانادا به كشت این گیاه اختصاص یافت (رودی و همكاران، 1382). اپلیكویست (1972) اظهار داشته است كه B.napus اولین بار در هلند و در قرن 17 به عنوان یك گیاه روغنی كشف شده است و سپس كشت آن به سایر بخشهای اروپا گسترده شده است. با كشف ویژگیهای غذایی مفید روغن كلزا وضعیت آن در سالهای اخیر بهبود یافته است (عزیزی و همكاران، 1378). در سال 1974، رقم تاور[2] به عنوان اولین رقم دو صفر كلزا كه هم میزان اسید اروسیك و هم میزان گلوكوزینولات آن پائین بود، معرفی شد. در سال 1981، تولید رقم های كلزا با میزان گلوكوزینولات بالا تقریباً متوقف گردید (شیرانی راد و دهشیری، 1381). در دو دهه گذشته، آزمایش‌های به نژادی و به زراعی متعدد و متنوعی در بخش تحقیقات دانه های روغنی موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر بر روی گیاه كلزا صورت گرفته و منجر به معرفی چهار رقم كلزای اصلاح شده با نام های زرگل، طلایه، استقلال و ساری گل شده است.
(شیرانی راد و دهشیری، 1381). در حال حاضر به واسطة مشكلاتی كه در روش كشت متوالی گندم وجود دارد، نظر متخصصان محلی بر این است كه باید در تناوب گندم از كلزا استفاده گردد (شهیدی و فروزان، 1375).
1-1- كلیاتی دربارة كلزا:
كلزا با نام علمی Brassica napus با كمتر از 2% اسید اروسیك در روغن و كمتر از 30 میكرومول گلوكوزیتولات در هر گرم وزن خشك كنجاله، نوع خاصی از كلزای روغنی می‌باشد كه به كانولا معروف است. این دو خصوصیت دانه، روغن كلزا را برای تغذیه انسان و كنجاله را به عنوان منبع پروتئین بالا برای تغذیه دام مناسب كرده است (رودی و همكاران، 1382). B.napus كلزای معمولی است كه عموماً در اروپا و كانادا كشت می‌شود و در كانادا به كلزای آرژانتینی معروف است، زیرا برای اولین بار از آنجا به كانادا وارد شده است (عزیزی و همكاران، 1378). كلزا دارای ارقام بهاره و پائیزه با عدد كروموزومی برابر 38 بوده و مهمترین گونه زراعی جنس براسیكا محسوب می‌شود. ارقام بهاره و زمستانه این گونه به عنوان منبع روغن گیاهی كشت می گردند، ولی ارقام زمستانه آن در شرایط آب و هوایی معتدل، خنك و رطوبتی حداكثر عملكرد دانه را تولید می‌كند (شیرانی راد و دهشیری، 1381؛ آلیاری و همكاران، 1379).
گیاهان جنس براسیكا بر حسب میزان اسید اروسیك (اسید چربی كه برای انسان و دام مضر است) به دو گروه عمده تقسیم می‌شوند. دسته اول كه با علامت اختصاری HEAR[3] مشخص می گردند، روغن آنها دارای بیش از 5 درصد اسید اروسیك بوده و در صنعت لاستیك و پلاستیك سازی، صنایع شیمیائی، صنایع رنگ ، صابون سازی و همچنین به عنوان روان كننده در دستگاه‌های صنعتی و موتور جت ( به دلیل تحمل حرارت بالا) كاربرد دارند و مصرف خوراكی ندارند.دسته دوم كه با علامت اختصاری LEAR[4] نام گذاری می‌شوند، روغن آنها با كمتر از 5 درصد اسید اروسیك، مصرف خوراكی دارند (شیرانی رادو دهشیری، 1381). اصطلاح كانولا به بذر یا فرآورده‌های بذری اطلاق می شود كه حاوی كمتراز 2% اسید اروسیك در روغن خود و حاوی كمتر از 30 میكرومول بر گرم گلوكوزینولاتهای آلیفاتیك در كنجاله خود باشند ( عزیزی و همكاران، 1378). روغن كانولا یكی از مناسب ترین روغن‌های خوراكی برای تأمین سلامتی انسان می‌باشد. پائین بودن میزان كلسترول این نوع روغن به دلیل پائین بودن درصد اسیدهای چرب اشباع شده درتركیب آن مزیت فوق‌العاده ای برای این روغن نسبت به سایر روغن‌های نباتی محسوب می‌شود. تحقیقات نشان می‌دهد روغن كلزا، كلسترول خون را در افراد معمولی و افرادی كه كلسترول خون آنها بالاست، كاهش می‌دهد. انجمن قلب آمریكا كاهش چربی های اشباع را در غذا توصیه نموده است، زیرا یك ارتباط مستقیم میان چربی‌های اشباع و بیماری كرونر قلب وجود دارد. بنابراین توصیه جایگزین نمودن روغن كلزا با چربی‌های اشباع شده برای كاهش سطح كلسترول خون و احتمال بیماری كرونر قلب در عموم مردم صرفه جویی قابل توجهی در هزینه حفظ سلامت بهداشت عموم خواهد گذاشت (عاشوری ،1380). تكامل اصلاح كلزا از كلزای سنتی تا ارقام اصلاح شده به صورت زیر می‌باشد:
- كلزاهای سنتی (HEAR) هنوز هم تولید شده و حاوی 22 تا 60 درصد اسید اروسیك در روغن و 100 تا 205 میكرومول گلوكوزینولات در هر گرم كنجاله می‌باشد.
- ارقام یك صفر (LEAR) معمولاً واریته‌های كانادایی بوده و حاوی كمتر از 5 درصد اسید اروسیك در روغن و 100 تا 205 میكرومول گلوگوزینولات در هر گرم كنجاله می‌باشد.
- ارقام دو صفر: نوع تكامل یافته ارقام یك صفر بوده و حاوی كمتر از 2 درصد اسید اروسیك در روغن و 18 تا 30 میكرومول گلوكوزینولات در هر گرم كنجاله می‌باشد.
- ارقام سه صفر : نوع اصلاح شده ارقام شلغم روغنی بوده و اصطلاحاً به آنها candle می گویند كه دارای حداقل میزان اسید اروسیك، گلوكوزینولات و فیبر می‌باشند.
1-6- خصوصیات گیاه شناسی
كلزا با نام علمی Brassica napus L. گیاهی است از خانواده چلیپائیان[5] و یكساله با عدد كروموزومی (38=n2) كه عمدتاً دارای تیپ‌های رشد بهاره ، پائیزه و بینابین می باشد. به طور كلی ویژگیهای اندام‌های رویشی و زایشی آن به شرح زیر است:
1-6-1- ریشه
دارای یك ریشه اصلی عمودی و غالباً بلند و به شكل دوك می‌باشد كه قطر قسمت فوقانی آن به 1 تا 3 سانتی متر می رسد و تا عمق 80 سانتی متری خاك نفود می‌كند (شیرانی راد و دهشیری،1381). در شرایط آب و هوایی و زمین مناسب ریشه های جانبی رشد كرده و به شدت منشعب می‌شوند(حجازی،1379). این ریشه ها حجم عظیمی از خاك را در برگرفته و جذب رطوبت و مواد غذایی را برعهده دارند ( آلیاری و همكاران،1379). ریشه های این گیاه تا عمق 120 و.150 سانتی متری در زمین فرو می روند. البته نفوذ ریشه در زمین محدود است( حجازی، 1379). در خاك‌های سنگین رسی، عمق نفوذ ریشه كاملاً‌محدود می‌شود. عمق نفوذ ریشه و كشیدگی سیستم ریشه، نقش به سزایی در تحمل خشكی و استفاده بهینه از رطوبت ذخیره شده در خاك دارد. همچنین گیاه را در ارتفاع زیاد با كشت متراكم در مقابل بادهای شدید حفظ می كند (شیرانی راد و دهشیری، 1381). تحقیقات نشان داده اند كه سیستم ریشه ای كلزا اثرات مفیدی روی ساختمان خاك و نفوذ رطوبت دارند و نتیجه اش عملكرد دانه و پروتئین بالاتر در غلاتی است كه در تناوب با آن قرار می گیرند (Norton et al ,1999).
1-6-2- ساقه
كلزا یك ساقه اصلی تولید می كند كه از آن شاخه های زیادی منشعب می شوند (شیرانی راد و دهشیری،1381). ساقه ها معمولاً‌گرد، توپر،راست و سبز هستند كه با افزایش سن گیاه به زردی گرایش می‌یابند. در بیشتر مناطق، ارتفاع ساقه بین 80 تا 150 سانتی متر است، اما در استرالیا ارتفاع ساقه به 250 سانتی متر می رسد كه باعث بروز مشكلاتی در امر برداشت می شود. بنابراین واریته‌های پاكوتاه به سرعت رواج پیدا كرده اند (عاشوری،1380). ساقه در مرحله روزت[6] ، به شكل كوتاه با میان‌گر‌ه های فشرده ( با فاصله ای حدود 5/1-1 سانتی متر از همدیگر) دیده می شود. (آلیاری و همكاران، 1379). پس از پایان مرحله روزت، ابتدا ساقه اصلی طویل می شود و پس از به گل نشستن ساقه اصلی، شاخه های فرعی نیز شروع به طویل شدن می‌كنند. میزان شاخه فرعی آن به واریته، محیط، تغذیه گیاه و تكنیك های زراعی بستگی دارد. (شیرانی راد و دهشیری، 1381). رنگ ساقه تا مرحله گل ،سبز بوده و به تدریج تا رسیدگی فیزیولوژیك[7] به رنگ كاهی در می آید ( آلیاری و همكاران،1379).
1-6-3- برگ
برگ های كلزا به سه فرم چسبیده ساقه آغوش، چسبیده معمولی و دارای دمبرگ می‌باشند. برگ‌های كلزا به صورت متناوب بر روی ساقه قرار می‌گیرند(شیرانی راد و دهشیری،1381). آرایش برگ‌های مزبور متناوب بوده و شكل عمومی آنها بیضوی كشیده با كرك‌های متعدد می باشد. تعداد آن ها بر روی ساقه اصلی در تیپ‌های بهاره در حدود 12 عدد و در تیپ‌های پائیزه بیش از 40 عدد می‌باشد ( آلیاری و همكاران،1379). برگ‌ها در زمان رسیدگی محصول شروع به زردی نموده و از قسمت پائین به سمت بالای بوته خشك شده و ریزش می‌نماید كه این امر باعث سهولت در برداشت می گردد( عاشوری،1380).
1-6-4- گل
گل به صورت صلیبی بوده و آرایش آنها به شكل خوشه ای بلند می باشد. تعداد گل ها می‌تواند تحت تاثیر بسیاری از عوامل مانند واریته، آب و هوا وتكنیك های زراعی قرار گیرد (عاشوری،1380). یك بوته كلزا در شرایط ایده آل و در تراكم كم، حدود 4000 جوانه حل تولید می كند كه از این تعداد باتوجه به ژنوتیپ، شرایط محیطی و تراكم 5 الی 20 درصد به گل تبدیل شده و بقیه ریزش[8] خواهند كرد (آلیاری و همكاران،1379). هرگل متشكل از 4 كاسبرگ، 4 گلبرگ، 6 پرچم (2 پرچم كوتاه تر از بقیه) و یك مادگی دوبرچه‌ای است ورنگ گلبرگ‌ها نیز از پرتقالی تا زرد كم رنگ متغیر است. گل‌دهی كامل گیاه 3 تا 5 هفته به طول می‌انجامد(حجازی،1379). كلزا گیاهی است خودگشن[9] و میزان خودباوری در آن به طور معمول بیش از 70 درصد است. وجود درصدی از دگرگشنی[10] (30-20 درصد)، زمینه كاربرد حشرات را در كلزا توجیه می‌كند (آلیاری و همكاران، 1379).
1-6-5- میوه
میوه كلزا، خورجینی[11] به طول 5 تا 10 سانتی متر است كه فاقد كرك بوده و در انتها به یك منقار منتهی می شود. هر خورجین دارای 2 برچه می باشد. برچه ها به وسیله دیواره كاذبی[12] ( غشای میانی) از هم جدا می‌گردند. دانه ها در دو طرف غشای میانی قرار دارند. این دیواره هنگام رسیدن میوه پاره می‌شود. در هر خورجین ممكن است 15 تا 40 عدد دانه تشكیل گردد( شیرانی و دهشیری، 1381).
1-6-6- دانه كلزا
هر بوته كلزا صدها دانه كوچك، كروی و قهوه ای روشن مایل به سیاه و زرد رنگ تولید می‌كند (Buzza,1991) . بذور زرد رنگ دارای روغن بیشتری نسبت به بذور قهوه‌ای تیره و یا بذور سیاه می باشند. وزن هزار دانه نسبت به نوع رقم، محل تولید ، شرایط محیطی و جایگاه میوه در روی بوته و نیز مكان بذر در میوه، متفاوت بوده و بین 3 تا 7 گرم متغیر خواهد بود (آلیاری و همكاران،1379). ضخامت بذر در حدود 1 تا 2 میلی متر می‌باشد وهر كیلوگرم دانه از 000/250 الی 000/300 دانه تشكیل شده است (Buzza,1991).
1-7- مراحل فنولوژی
برای تشریح مراحل رشد و نمو كلزا می توان از روش كد گذاری استفاده كرد. این عمل توسط دانشمندانی همچون هارپر و بركن كمپ (HB)[13] وسیلوستر برادلی (SB)[14] صورت گرفته است (شیرانی راد و دهشیری،1381). براساس آخرین روش كدگذاری كه توسط انجمن كلزای كانادا[15] در سال 1998 انجام شده، مراحل رشد و نمو به صورت زیر تقسیم بندی می شود (جدول1-7):