1- فصل اول: کلیات

مقدمه. 2

1-2- فرضیه های پژوهش… 5

1-3-اهداف تحقیق. 6

2- فصل دوم: مروری بر تحقیقات انجام شده

 

2-1- مورفولوژی و فیزیولوژی گندم. 7

2-1-1- گیاه‌شناسی گندم. 7

2-1-2- تاریخچه گندم در جهان و ایران. 8

2-1-3- سازگاری. 9

2-2- مراحل مختلف زندگی گندم. 10

2-2-1- جوانه زنی. 10

2-2-2- سبز شدن. 11

2-2-3- پنجه‌زنی. 12

2-2-4- رشد طولی ساقه. 13

2-2-5- گل‌انگیزی. 13

2-2-6- غلاف رفتن. 14

2-2-7- ظهور سنبله. 14

2-2-8- گلدهی (گرده‌افشانی) 15

2-2-9- شیری شدن دانه. 15

2-2-10- خمیری شدن دانه. 15

2-2-11- رسیدن دانه. 16

2-3- مدیریت تنش خشكی. 16

2-3-1- پیش‌آگاهی. 17

2-3-2- عملیات خاك ورزی مناسب.. 17

2-3-3- انتخاب ارقام مقاوم به خشكی. 18

2-3-4- تاریخ كشت.. 19

2-3-5- عمق مناسب كاشت.. 19

2-3-6- رعایت تراكم مناسب كاشت.. 19

2-3-7- استفاده از مالچ. 20

2-3-8- انجام صحیح آبیاری. 20

2-3-9- كنترل علفهای هرز، آفات و بیماریها 21

2-3-10- تناوب.. 22

2-3-11- استفاده از مواد شیمیایی و آلی كاهش دهنده شدت تنش خشكی. 22

2-3-12- تأمین حاصلخیزی خاك.. 23

2-3-13- استفاده از اصلاح‌كننده‌های خواص فیزیكی خاك.. 24

2-4- اثرات تنش كمبود آب بر گیاه 31

3- فصل سوم: مواد و روش ها

 

3-1- زمان و موقعیت جغرافیایی محل اجرای طرح. 34

3-2- گندم رقم شهریار 36

3-2-1- عملكرد دانه. 37

3-2-2- مشخصات زراعی. 37

3-2-3- مناطق مناسب كشت.. 37

3-2-4- كیفیت نانوایی. 37

3-2-5- مقاومت به بیماری. 38

3-2-6- توصیه‌های زراعی. 38

3-2-7- میزان مصرف بذر 38

3-2-8- میزان كود مورد نیاز 38

3-3- مشخصات خاك مورد استفاده در آزمایش… 39

3-4- نوع طرح و تیمارهای آزمایشی. 39

 

3-5- مراحل انجام آزمایش… 41

3-5-1- برداشت.. 43

3-5-2- اندازه‌گیری‌ها 43

3-5-3- تجزیه و‌تحلیل دادها 45

4- فصل چهارم: نتایج، بحث

 

4-1- اجزای عملكرد و عملكرد 46

4-1-1- عملكرد دانه. 46

4-1-1-1- اثر سطوح مختلف پلیمر سوپر‌جاذب بر عملكرد دانه. 46

4-1-1-2- اثر نوع خاك بر عملكرد دانه. 47

4-1-1-3- اثر سطوح مختلف رطوبت (آبیاری)  بر عملكرد دانه. 48

4-1-2- عملكرد بیولوژیك.. 50

4-1-2-1- اثر سطوح مختلف پلیمر سوپر‌جاذب بر عملكرد بیولوژیك.. 50

4-1-2-2-  اثر نوع خاك بر عملكرد بیولوژیك.. 51

4-1-2-3- اثر سطوح مختلف رطوبت بر عملكرد بیولوژیك.. 52

4-1-3- شاخص برداشت.. 53

4-1-3-1- اثر سطوح مختلف  پلیمر سوپر‌جاذب بر شاخص برداشت.. 53

4-1-3-2- اثر نوع خاك بر شاخص برداشت.. 55

4-1-3-3- اثر سطوح مختلف آبیاری بر شاخص برداشت.. 55

4-1-4- تعداد سنبله در گلدان. 57

4-1-4-1- اثر سطوح مختلف پلیمر سوپر‌جاذب بر تعداد سنبله در گلدان. 57

4-1-4-2- اثر نوع خاك بر تعداد سنبله در گلدان : 58

4-1-4-3- اثر سطوح مختلف آبیاری بر تعداد سنبله در گلدان. 59

4-1-5- تعداد دانه در سنبله. 61

4-1-5-1- اثر سطوح مختلف پلیمر سوپر‌جاذب بر تعداد دانه در سنبله. 61

4-1-5-2- اثر نوع خاك بر تعداد دانه در سنبله. 62

4-1-5-3- اثر سطوح مختلف آبیاری بر تعداد دانه در سنبله. 62

4-1-6- وزن هزار دانه. 64

4-1-6-1- اثر سطوح مختلف سوپر‌جاذب بر وزن هزار دانه. 64

4-1-6-2- اثر نوع خاك بر وزن هزار دانه. 65

4-1-6-3- اثر سطوح مختلف آبیاری بر وزن هزار دانه. 66

4-1-6-4- اثرات متقابل خاک و آبیاری بر عملکرد دانه. 68

5- فصل پنجم: نتیجه گیری کلی و پیشنهادات

 

5-1- نتیجه گیری. 72

5-2- پیشنهادات.. 74

فهرست منابع. 75

چكیده

 

این پژوهش به منظور بررسی تأثیر كاربرد سطوح مختلف پلیمر سوپرجاذب A-200 بر عملكرد و اجزای عملكرد گندم رقم شهریار در سطوح مختلف تنش خشکی در دو نوع خاك با بافت­های متفاوت در منطقه چیتاب، در 40 كیلومتری غرب یاسوج در سال 88-1387 در گندم رقم شهریار انجام گرفت. آزمایش به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملاً تصادفی در چهار تكرار به صورت گلدانی اجرا شد. تیمارهای آزمایش شامل: آبیاری در سه سطح (FC، 0.7FC و 0.5FC) تیمار خاك در این پژوهش به منظور بررسی تأثیر كاربرد سطوح مختلف پلیمر سوپرجاذب A-200 بر عملكرد و اجزای عملكرد گندم رقم شهریار در سطوح مختلف تنش خشکی در دو نوع خاك با بافت­های متفاوت در منطقه چیتاب، در 40 كیلومتری غرب یاسوج در سال 88-1387 در گندم رقم شهریار انجام گرفت. آزمایش به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملاً تصادفی در چهار تكرار به صورت گلدانی اجرا شد. تیمارهای آزمایش شامل: آبیاری در سه سطح (FC، 0.7FC و 0.5FC) تیمار خاك در دو سطح (بافت سنگین و بافت سبك) و پلیمر سوپرجاذب در چهار سطح (0، 1، 2 و 4 گرم پلیمر سوپرجاذب در كیلوگرم خاك) بودند. نتایج نشان داد سطوح مختلف پلیمر سوپرجاذب بر عملكرد دانه، عملكرد بیولوژیك، تعداد سنبله، وزن هزار دانه و تعداد دانه در سنبله اثر معنی­داری داشت. با افزایش مقدار سوپرجاذب عملكرد دانه افزایش یافت. اثر نوع خاك بر عملكرد دانه و عملكرد بیولوژیك در سطح 1 درصد معنی­دار بود. در خاك با بافت سنگین، عملكرد دانه و عملكرد بیولوژیك بیشتری به دست آمد. اثر سطوح مختلف تنش خشکی بر عملكرد دانه، عملكرد بیولوژیك، شاخص برداشت، تعداد سنبله، وزن هزار دانه و تعداد دانه در سنبله در سطح 1 درصد معنی­دار گردید. بالاترین عملكرد دانه و عملكرد بیولوژیك مربوط به تیمار FC بود و با افزایش تنش عملكرد دانه و عملكرد بیولوژیك كاهش یافت. تنش خشكی با كاهش اجزای عملكرد بخصوص تعداد سنبله و تعداد دانه در سنبله باعث كاهش عملكرد دانه شد. بر همكنش پلیمر سوپرجاذب، نوع خاك و تنش خشکی برای هیچكدام از پارامترهای اندازه گیری شده معنی­دار نشد. حداكثر میانگین عملكرد دانه به طور جداگانه از مصرف 4 گرم پلیمر سوپرجاذب در كیلوگرم خاك، خاك با بافت سنگین و تنش خشکی FC به دست آمد.

واژه های كلیدی: خاك، پلیمر سوپرجاذب، گندم، عملكرد و تنش خشکی.

 

مقدمه

 خشكسالی وكمبود منابع آب یكی از مهم ترین معضلات دنیای امروز می‌باشد كه توسعه كشاورزی را با محدودیت‌های جدی مواجه نموده است. كمبود آب نه تنها برای كشاورزی و باغداری كه برای سایر مصارف ازجمله شرب، صنعت و مصارف بهداشتی به مشكل روزافزون قرن جاری تبدیل شده است. آب عامل عمده در تولید محصولات كشاورزی، اكولوژی و محیط زیست سالم و تأمین مواد غذایی برای جمعیتی است كه با افزایش روزافزون خود به بهره‌برداری بی‌رویه ازمنابع و آلوده سازی آن پرداخته است (ظهوریان مهر، 1385؛ چاتزوپلوز و همكاران، 2000). در كشور ایران اقلیم خشك و نیمه خشك اغلب مناطق را تحت تأثیر قرار داده و خصوصاً خشكسالی‌های اخیر بر مشكل كم آبی افزوده است. هریك از گیاهان بطور اعم و گیاهان زراعی به طور اخص دارای حداقل نیاز آبی برای رشد و تولید عملكرد مطلوب حتی تحت شرایط گلخانه‌ای می‌باشند. درصورتی كه حداقل نیاز آبی بنا به دلایلی فراهم نشود،  گیاه مواجه با تنش خشكی شده در صورت مصادف شدن  تنش مزبور با مراحل رشد حساس به كمبود آب، نظیر جوانه‌زنی بذر و مرحله گلدهی، می‌تواند صدمات جبران ناپذیری به محصول وارد آید (یزدانی و همكاران، 1368).         

بر اساس آمار موجود بیش از 90 درصد آب مصرفی، در بخش كشاورزی مصرف می‌گردد از این مقدار63 درصد آن با شیوهای غلط و سنتی آبیاری به هدر می رود (كیخایی، 1381؛ گنجی خرم دل، 1381). بنابراین استفاده بهینه از آب در این بخش نقش مهمی در حیات بشریت ایفا می كند، زیرا علاوه بر افزایش منابع آب قابل شرب باعث افزایش سطح كشت در مناطق خشك گردیده و افزایش تولید را به همراه خواهد داشت. در اكثرمناطق كشور ما نزولات جوی بسیار اندك و به صورت پراكنده  است و میانگین بارش های سالانه 200 تا 250 میلی‌متر است و اكثراً در  غیر فصل زراعی اتفاق می افتد و از حیز انتفاع خارج می‌شود و گاهی هم باعث تخریب و فرسایش اراضی مفید كشاورزی می‌شود. در این مناطق گیاهان زراعی و باغی اكثراً در تنش خشكی واقع می‌شوند (معاونی و چنگیزی، 1386).

تنش خشكی زمانی اتفاق می‌افتد كه آب قابل دسترس در خاك رو به نقصان باشد و شرایط جوی هم باعث بیشتر شدن تبخیر و تعرق در گیاهان شود و این شرایط ممكن است مدت بیشتری دوام داشته باشد كه در این صورت رطوبت خاك در حد نقطه پژمردگی خواهد بود و عمل جذب و انتقال آب عملا ًقطع می‌شود و گیاه دچار مرگ می‌گردد و راندمان تولید در محصولات كشاورزی كاهش چشمگیری می‌یابد و تأمین غذا برای جمعیت رو به رشد جهان به صورت مشكل و مسئله‌ای بغرنج خواهد بود (معاونی و چنگیزی، 1386).  

اگر تنها تأمین غذای كافی برای جمعیت رو به رشد جهان مد نظر باشد، توجه به روشها و شیوه های آبیاری جدید و روشهای به زراعی برای بكار‌گیری هر نوع تمهیدات با هدف استفاده بهینه از منابع آب موجود، جهت دستیابی به حداكثر تولید در امر كشاورزی مسئله‌ای اجتناب ناپذیر و ضروری خواهد بود. در این صورت بایستی بهره وری مصرف آب در بخش كشاورزی از 7/0 كیلوگرم تولید  به ازای هر لیتر آب مصرفی به 8/1 كیلوگرم تولید به ازای هر لیتر برسد (اله دادی و همكاران، 1384؛ اله دادی، 1381؛ اله دادی و همكاران، 1384). این امر زمانی تحقق می‌یابد كه با مدیریت صحیح آب و خاك و استفاده از فنون پیشرفته قادر به حفظ و ذخیره بارندگی های پراكنده و سایر منابع محدود آب در خاك باشیم.

         گندم مهمترین گیاه زراعی روی زمین است (مارتین و لئونارد، 1950؛ امام، 1383). معروف است كه هر روز در نقطه‌ای از كره زمین كاشت و در همان روز در نقطه‌ای دیگر برداشت می‌شود. این امر حاكی از توانایی سازش بسیار زیاد این گیاه با اقلیم‌های گوناگون است. به گونه‌ای كه گندم را از فنلاند در نیمكره شمالی تا آرژانتین در نیمكره جنوبی كشت می‌كنند. در سطح جهانی نزدیك به 52 درصد زمین‌های قابل كشت دنیا (یعنی معادل 707 میلیون هكتار) به كشت غلات اختصاص دارد كه یك سوم این مقدار (نزدیك به 232 میلیون هكتار) زیر كشت گندم است (سالفر، 1994). سابقه كشت گندم به 10 تا 15 هزار سال پیش از میلاد می‌رسد (آرنون، 1927؛ سالفر، 1994؛ امام، 1383). اجداد وحشی گندم در منطقه خاورمیانه، غرب ایران، شرق تركیه و شمال عراق پیدا شده و هم اكنون هم در این مناطق وجود دارند (اوانز و همكاران، 1975).

امروزه گندم غذای اصلی مردم بسیاری از كشورها می‌باشد. به طور متوسط 15% تا 16% زمینهای زیر كشت جهان به این محصول اختصاص داده می‌شود . به طوری كه بیش از 20% كالری مورد نیاز جمعیت جهان را تأمین  می‌كند (بوشوك و راسپر، 1994).

مقدار تولید جهانی بر اساس آمار فا ئو بیش از 600 میلیون تن و در میان كشورهای عمده تولید كننده؛ آمریكا، كانادا و تركیه بالاترین عملكرد در واحد سطح را دارند (www.fao.org) به طور كلی 75% گندم جهان به مصرف خوراك انسان، 15% به مصرف خوراك دام و 10% بقیه برای مصارف بذری مورد استفاده  قرار می‌گیرد. در ایران نان حاصل از گندم مهمترین منبع غذای روزانه مردم است و بالغ بر 40% كل انرژی مورد احتیاج را تأمین می‌نماید. مصرف سرانه نان در مناطق شهری تا سال 1375 (مركز آمار ایران) 151 كیلوگرم و در مناطق روستایی 210 كیلوگرم سالانه برآورد شده است (اقتصاد مزرعه، 1388؛ حبیب پور، 1388).  

سازمان خواربار ملل متحد ( فائو) اعلام كرد میزان تولید جهانی غلات تا پایان سال 2009 میلادی با 3 درصد كاهش به كمتر از 2219 میلیون تن خواهد رسید بر اساس همین گزارش مصرف سرانه غلات در جهان 153 كیلوگرم است. میزان ذخایر جهانی غلات در سال 2009، 528 میلیون تن بود كه پیش‌بینی می‌شود در سال 2010 با بیش از 7 میلیون تن كاهش به 521 میلیون تن برسد. بر اساس اعلام فائو تولید گندم ایران در سال 2009 – 2008 معادل 8/9  میلیون تن بود كه نیاز به 6 میلیون تن گندم وارداتی داشت. ذخایر گندم ایران تا پایان سال 2009 معادل 3 میلیون تن و مجموع نیاز سالانه گندم ایران 7/15 میلیون تن است. چین با تولید  111میلیون تن در مقام اول آسیا قرار دارد و ایران دوازدهمین تولید كننده بزرگ گندم جهان است (اقتصاد مزرعه، 1388).

ایران گر‌چه در سال 1383 برای اولین بار به خودكفایی در تولید گندم رسید ولی این خودكفایی به دلیل شرایط اقلیمی و خشكسالی پایدار نبود و همچنان برای تأمین گندم نیازمند به واردات این كالای استراتژیك می‌باشد.

از كل اراضی تحت كشت گندم در كشور 36% زراعت آبی و 64 % زراعت دیم را تشكیل می دهد. گندم آبی 71% و گندم دیم 29 % تولید را شامل می‌شود (غفاری و همكاران، 1386).

یكی از عوامل محدود كننده رشد گیاهان از جمله گندم، كمبود رطوبت است. اصطلاح تنش كم آبی عموماً به شرایطی اشاره دارد كه آب در دسترس جهت رشد و توسعه مطلوب گیاه ناكافی است و آن را با محدودیت مواجه می‌كند. میزان كمبود آب در گیاهان به وسیله موازنه بین فراهمی آب در ناحیه ریشه (بارندگی و آبیاری) و خروج آب از مسیرهای متفاوت (روان آب سطحی، نفوذ آب و تبخیر و تعرق) معلوم می‌شود (تارومینگ كنگ و كوتو، 2003). چنانچه فراهمی آب برای ریشه با مشكل مواجه شود یا سرعت تعرق بسیار بالا باشد، گیاه تنش خشكی را تجربه خواهد كرد (ابر و شارپ، 2003). افزایش تنش خشكی می‌تواند باعث تغییرات اكوفیزیولوژیك در گونه های مختلف شود. این امر رشد بقای گیاهان را تحت تأثیرقرار خواهد داد و در دراز مدت بر روند فراوانی و توزیع گونه‌ها اثر خواهد گذاشت (اگایا و پنولاس، 2003).

تولید موفق محصولات زراعی در شرایط آب و هوایی خشك، مستلزم اعمال روشهای مدیریتی مناسب می‌باشد. برخی مواد نظیر: بقایای گیاهی، كودهای دامی، كود كمپوست و هیدرژول‌های پلیمری سوپر‌جاذب می‌توانند مقادیر متفاوتی آب در خود ذخیره نموده و قابلیت نگهداری و ذخیره سازی آب را در خاك افزایش دهند.  آب ذخیره شده در این مواد در مواقع كم آبی در خاك آزاد شده و مورد استفاده ریشه گیاهان قرار می گیرد. مواد اصلاح كننده جدیدی كه به تازگی كاربرد وسیعی در دنیا پیدا كرده‌اند پلیمرهای سوپر‌جاذب‌اند. این پلیمرها ضمن برخورداری از سرعت و ظرفیت زیاد جذب آب به مثابه ((آب انبارهای مینیاتوری)) عمل كرده و در هنگام نیاز ریشه، به راحتی آب را در اختیار آن قرار می‌دهند. پلیمرهای سوپر‌‌جاذب ضمن بالا بردن ظرفیت نگهداری آب در خاك‌های سبك می‌توانند  مشكل نفوذ‌پذیری خاكهای سنگین را نیز مرتفع كنند. پلیمرهای سوپر‌جاذب بر میزان نفوذ آب در خاك، وزن مخصوص ظاهری و ساختمان خاك و نیز میزان تبخیر از سطح خاك تأثیر می‌گذارند.

در این راستا گزینش رویكردهای جدید مدیریتی در كشور و بهره‌گیری صحیح از آنها می تواند به كمك كشاورزی كشور بشتابد. بی‌شك بهره‌گیری از تركیبات سوپر‌جاذب[1] یكی از انواع مدیریت های پیشنهادی جهت كاهش مصرف آب و یا افزایش راندمان آبیاری جهت مناطق خشك می‌باشد. پلیمرهای سوپر جاذب با جذب مقادیر قابل توجه آب (200 تا 500 میلی‌لیتر به ازای هر گرم وزن خشك پلیمر) و افزایش قدرت نگهداری آب در خاك، آن را به مرور در اختیار ریشه گیاه قرار می‌دهد و به كمك آن ها می‌توان 50 تا 70 درصد  مصرف آب آبیاری را كاهش داد. با استفاده از سوپر‌جاذب‌ها به تنهایی یا در كنار سایر روشهای نوین آبیاری، اگر به درستی پیاده شود و تداوم یابد، این توانایی را دارد كه سرزمینهای خشكی مانند ایران را از فجایع خشكسالی و زیست محیطی از یك سو، و از وابستگی شدید غذایی و بحران اشتغال از سوی دیگر، برهاند. این رهیافت می‌تواند انقلابی در كشاورزی و اقتصاد كشور ایجاد كند (ظهوریان مهر، 1385). بنابراین  این آزمایش به منظور تعیین اثر سطوح مختلف سوپر جاذب بر عملكرد و اجزای عملكرد گندم رقم شهریار در سطوح مختلف آبیاری در دو نوع خاك با بافتهای متفاوت اجرا گردیده‌ است.

  1-2- فرضیه های پژوهش

 مصرف سوپرجاذب باعث كاهش اثر منفی تنش رطوبتی بر عملكرد دانه گندم می شود.

مصرف سوپرجاذب اثر بیشتری بر عملكرد و اجزای عملكرد گندم شهریار در خاك با بافت سبك نسبت به بافت سنگین دارد.