1-2-1- ریشه……………………………… 7

1-2-2- ساقه……………………………… 7

1-2-3- برگ………………………………. 8

1-2-4- گل……………………………….. 8

1-2-5- بذر ……………………………… 8

1-3- مراحل فنولوژی……………………….. 9

1-3-1- مراحل رشد رویشی……………………. 9

1-3-1-1- جوانه‌زنی………………………… 9

1-3-1-2- سبز شدن…………………………. 9

1-3-1-3- مراحل طویل شدن سریع ساقه………….. 9

1-3-2- مراحل رشد زایشی……………………. 10

1-3-2-1- گلدهی…………………………… 10

1-3-2-2- گرده‌افشانی………………………. 10

1-3-2-3- مرحله پر شدن دانه………………… 10

1-4- خاک………………………………… 11

1-5- شرایط اقلیمی: (آب وهوا)………………. 11

1-6- آبیاری……………………………… 12

1-7- ذرت رقم سینگل کراس 704………………… 12

1-8- ارزش غذایی ذرت………………………. 13

1-9- اهمیت روی در تغذیه گیاهان زراعی……….. 21

1-10- ساز و کارهای جذب و انتقال عنصر روی در گیاهان   23

1-11- نقش روی در فیزیولوژی گیاه……………. 24

1-12- کودهای حاوی عنصر روی زمان و روش استفاده.. 24

1-13-  اهمیت پتاسیم در تغذیه گیاهان زراعی ….. 25

فصل دوم: بررسی منابع

2-1- فیزیولوژی تنش خشکی در گیاهان………….. 28

2-2- واکنش‌های مولکولی به تنش خشکی  ………… 29

2-3- کمبود آب و مقاومت به خشکی…………….. 29

2-4- کاهش سطح برگ یک واکنش اولیه به کمبود آب… 29

2-5- کمبود آب ریزش برگ را تحریک می‌کند………. 30

2-6- روزنه‌ها در طول تنش آبی در واکنش به اسید آبسیزیک بسته می‌شوند…………. ..30

2-7- روش‌های اندازه‌گیری مقاومت به خشکی………. 30

2-8- تأثیر تنش خشکی بر فعالیت‌های گیاه………. 31

2-9- تأثیر تنش خشکی بر رشد و عملکرد ذرت   ….. 32

2-10- تأثیر تنش خشکی بر محتوای کلروفیل برگ….. 34

2-11- تأثیر تنش خشکی بر محتوای یون‌های پتاسیم و روی در برگ    35

2-12- برهم‌کنش بین عناصر پتاسیم و روی……….. 36

2-13- نقش عناصر پتاسیم و روی در ذرت………… 37

2-14- نقش عناصر پتاسیم و روی در افزایش عملکرد دانه   38

2-15- نقش عناصر پتاسیم و روی در افزایش مقاومت به خشکی در ذرت……….. 40

فصل سوم: مواد و روشها

3-1- خصوصیات محل آزمایش…………………… 44

3-2- عملیات آماده‌سازی زمین………………… 44

3-3- طرح آزمایشی مورد استفاده و نقشه طرح …… 45

3-4- نمونه برداری واندازه گیری‌ها ………….. 46

3-5- تجزیه‌ آماری داده‌ها…………………… 46

فصل چهارم: نتایج و  بحث

4-1- ارتفاع بوته…………………………. 48

4-2- قطر ساقه گیاه……………………….. 62

4-3- مساحت برگ پرچم………………………. 63

4-4- ارتفاع بلال از سطح خاک………………… 67

4-5- طول بلال…………………………….. 68

4-6- قطر بلال…………………………….. 69

4-7- وزن خشک چوب بلال……………………… 70

4-8- وزن خشک بلال…………………………. 72

4-9- تعداد ردیف دانه در بلال……………….. 73

4-10- تعداد دانه در بلال…………………… 79

4-11- وزن صد دانه………………………… 85

4-12- عملکرد دانه در هکتار………………… 90

4-13- عملکرد ماده خشک ……………………. 95

4-14- شاخص برداشت………………………… 96

نتیجه‌گیری نهایی

نتیجه‌گیری نهایی …………………………. 98

پیشنهادها…………………………….. ………99

فهرست منابع فارسی……………………… ………100

فهرست منابع انگلیسی……………………. ……..105

 چکیده

به منظور بررسی نقش پتاسیم و روی بر روی ذرت تنش خشکی در شرایط مختلف آبیاری آزمایشی در سال زراعی 91-90 در شهرستان شیروان چرداول از توابع استان ایلام اجرا گردید طرح آماری مورد استفاده طرح اسپلیت پلات فاکتوریل بر پایه‌ی بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار بود. در این آزمایش سطوح مختلف آبیاری شامل (آبیاری نرمال، قطع آبیاری در مرحله گرده‌افشانی و قطع   آبیاری در مرحله‌ی پرشدن دانه) بودند که در کرت‌های اصلی قرار گرفتند و سطوح مختلف پتاسیم از منبع سولفات پتاسیم شامل  و سطوح مختلف روی از منبع سولفات روی شامل  به صورت فاکتوریل در کرت‌های فرعی قرار گرفتند نتایج تجزیه واریانس صفات مورد بررسی نشان داد که اثرات ساده تیمارهای مورد بررسی بر تمام صفات معنی‌دار گردید. اثرات متقابل دوگانه آبیاری × پتاسیم، آبیاری × روی در پتاسیم به جز ارتفاع بلال، طول بلال، قطر ساقه گیاه و وزن خشک چوب بلال بر بقیه صفات معنی‌دار شد و اثرات سه‌گانه در بیشتر صفات مورد بررسی تأثیر معنی‌داری نداشت. 

واژگان کلیدی: ذرت، تنش خشکی، پتاسیم، روی

مقدمه

ذرت گیاهی است از خانواده غلات با چرخه فتوسنتزی C4 (چهار کربنه) که به دلیل ارزش غذایی خاصی که دارد، بعد از گندم بزرگترین سطح زیر کشت اراضی زراعی دنیا را به خود اختصاص داده است و از نظر تولید محصول بعد از گندم و برنج در رتبه سوم قرار دارد (کریمی،1375).

سطح زیر کشت ذرت در جهان روز به روز در حال افزایش است. در کشور ما نیز به دلیل تطابق شرایط آب و هوایی بعضی از نقاط کشور از جمله ایلام و خوزستان با مراحل رشد آن کشت این گیاه نتایج خوبی داده است. اصولاً ذرت گیاهی است که در مناطق گرمسیری با رطوبت مناسب رشد می‌کند (فتحی، 1378 ) و نیاز آب و هوای آن با شرایط محیطی ایلام مطابقت زیادی دارد. با توجه به پتانسیل بالای تولید آن در استان، عملکرد تولیدی آن پایین‌تر از پتانسیل این گیاه می‌باشد. از جمله عواملی که عملکرد ذرت را به شدت تحت تأثیر قرار می‌دهد خشکسالی و تنش حاصل از آن است که تولیدات محصولات زراعی را با محدودیت روبرو می‌سازد و بازده کشت در مناطق خشک و دیم را کاهش می‌دهد. با توجه به اینکه ایران جز مناطق خشک جهان محسوب می‌شود و در بیشتر موارد توصیه‌های کودی بدون توجه به نیاز گیاه صورت گرفته و به تغذیه صحیح گیاهی اهمیت داده نشده. توصیه‌های کودی عمدتاً‌ به صورت کلیشه‌ای انجام می گردد، کود نقش خود را به عنوان ابزار مهم در افزایش تولید به دلیل عدم استفاده بهینه از آنها ایفا نمی‌کند یکی از دلایل اصلی توجه بیشتر به عناصر کم‌مصرف، به جز نقش آنها در افزایش تولید محصولات، مشاهده کمبود، گرسنگی پنهان و افزایش بیماری‌هایی است که انسان امروزی در اثر مصرف مواد غذایی فقیر از این عناصر، به آن‌ها مبتلا می‌شود.

اشکالی که در توصیه‌ها وجود دارد این است که تا گیاهان زراعی نشانه‌های کمبود را نشان ندهند، کودی توصیه و مصرف نمی‌شود که این اندیشه‌ای نادرست می‌باشد زیرا در این شرایط عملکرد پایین آمده و کیفیت محصول بسیار کاهش می‌یابد (کنگر‌شاهی،1382).

اگرچه آب فراوان‌ترین ترکیب کره زمین به حساب می‌آید و در تمام واکنش‌های شیمیایی اهمیت حیاتی دارد اما کمبود آن مهم‌ترین عامل محدود‌کننده عملکرد محصولات کشاورزی در سراسر جهان به شمار می‌رود. در نواحی خشک و کم آب مانند ایران گذشته از اینکه آب موجود برای کشاورزی کافی نیست از این مقدار نیز بیش از 3 درصد به مصرف واقعی گیاه نرسیده و بقیه‌ی آب قبل از اینکه در اختیار گیاه قرار گیرد به نحوی از بین می‌رود (علیزاده، 1378). مقدار آب مورد نیاز گیاه در مراحل مختلف رشد آن بسته به گونه‌های گیاهی متفاوت است و کمبود آب در هر مرحله‌ای از رشد ممکن است بر محصول نهایی اثر بگذارد (راشد محصل و همکاران، 1364). با توجه به مشکل کمبود آب به خصوص در ماه‌های تابستان، مصرف صحیح کودهای پتاسیم و روی به دلیل نقشی که در افزایش مقاومت به تنش کم آبی و افزایش سرعت رشد و تولید عملکرد بالاتر دارد، از اهداف مدیریت‌های زراعی می‌باشد.

 تعریف تنش

به هر عامل محیطی که باعث کاهش پتانسیل رشد شود، تنش محیطی اطلاق می‌شود. به طور کلی تنش‌هایی که باعث کاهش عملکرد گیاهان می‌شوند به سه دسته کلی تقسیم می‌گردند: تنش خشکی، تنش شوری و گرما (شبان، 1386).

 تنش خشکی

تنش خشکی هنگامی ایجاد می‌شود که رطوبت موجود در اطراف ریشه، به حدی کاهش یابد که گیاه قادر به جذب آب کافی نباشد، یا به عبارت دیگر زمانی که تعرق بیشتری از جذب آب صورت بگیرد (شیخ بگلو و همکاران، 1388). 

 اهمیت موضوع تنش خشکی

خشکی و تنش ناشی از آن معمولی‌ترین تنش‌های محیطی است که تقریباً تولیدات زراعی را در 25 درصد از زمین‌های زراعی کشاورزی جهان محدود می‌کند. ایران با متوسط نزولات آسمانی240 میلی‌متر در زمره مناطق خشک جهان طبقه‌بندی می‌گردد. بالا بودن مقدار تبخیر، محدودیت منابع آبی و سایر عوامل، باعث توجه بیشتر به مطالعه اثر تنش خشکی شده است. دانستن اطلاعات کافی از واکنش‌های گیاهی در مقابله با تنش‌های محیطی به ویژه خشکی، بهره‌وری بیشتر برنامه‌های به‌نژادی در تهیه ارقام متحمل به خشکی را امکان‌پذیر می‌سازد (سبکدست نودهی و خیال‌پرست، 1386).

خشکی‌های فصلی از مهم‌ترین عوامل محدودکننده توسعه کشت و تولید ذرت در دنیا می‌باشند. خشکی به طور متوسط 17 درصد از عملکرد سالانه ذرت دانه‌ای جهان را کاهش می‌دهد و حتی در بعضی از سال‌ها کاهش محصول بیش از 70 درصد نیز در اثر خشکی گزارش شده است. تقریباً 70 درصد مساحت ایران را مناطق خشک و نیمه‌خشک تشکیل می‌دهند که متوسط بارندگی سالانه آنها کمتر از 150 میلیمتر می‌باشد. علاوه بر این متوسط نزولات جوی از میزان تبخیر کمتر است و مقدار بارندگی نیز نامنظم و غیرقابل پیش‌بینی می‌باشد. بنابراین یکی از مهم‌ترین محدودیت‌هایی که در اکثر مناطق کشور ما وجود دارد، مشکل کم‌آبی است (خلیلی و همکاران، 1389).

در ایران کشت ذرت در سال‌های اخیر رونق یافته و استفاده از آن در تغذیه دام و طیور و مصارف صنعتی مورد توجه قرار گرفته است. از طرفی تأمین آب مورد نیاز در مراحل خاص رشد رویشی و زایشی این گیاه که نسبت به تنش خشکی در مراحل مختلف رشد حساس می‌باشد، از اهمیت خاصی برخوردار است. عملکرد دانه در گیاه ذرت که متأثر از سایر صفات زراعی می‌باشد، شدیداً تحت تأثر عوامل محیطی قرار می‌گیرد که تنش خشکی و عناصر غذایی از مهم‌ترین این عوامل می‌باشند (سلیسپور و همکاران، 1388).

 چگونگی مقابله گیاه با تنش خشکی

مقاومت به خشکی عبارت از توانایی گیاه در مقابله با دوره‌های خشکی است و یک خصوصیت پیچیده می‌باشد. جهت مقابله با خشکی سه فرآیند عمده در گیاهان وجود دارد که شامل اجتناب از خشکی،فرار از خشکی و تحمل به خشکی می باشند. ساده‌ترین راه سازگاری گیاه به شرایط خشک، فرار از خشکی است. این مکانیسم خاص برخی گیاهان یکساله مناطق خشک و بیابانی است. این گیاهان در واقع هیچ فرآیندی جهت مقابله با تنش خشکی ندارند و اصولاً مقاوم به خشکی نیستند، بلکه فقط این توانایی را دارند که خود را از معرض تنش برهانند. برخی گیاهان دیگر با حفظ توازن رطوبتی و پتانسیل بالای آب، در بافت‌های خود، در واقع از تنش خشکی اجتناب می‌کنند، ولی بعضی دیگر از گیاهان توانایی تحمل تنش را دارند. این گیاهان قادرند که در پتانسیل‌های پایین آب نیز به حیات خود ادامه دهند (شبان، 1386).   

 

 

1-1- تاریخچه و سطح زیر کشت ذرت در ایران

ذرت تا قبل از سال 1492 که قاره‌ی آمریکا کشف شد در آسیا، اروپا و افریقا بعنوان یک گیاه زراعی شناخته نشده بود (کریمی وهمکاران، 1375). اظهارنظرهای متعددی در خصوص منشأ آن ابراز شده است و به احتمال زیاد مبدأ آن مکزیک و آمریکای مرکزی و همچنین کشورهای آمریکای جنوبی مانند پرو، بولیوی و اکوادور بوده است. طبق نتایج کاوش های بعمل آمده مشخص شده است که حدود 3000 سال قبل از میلاد این گیاه در پرو کشت می‌شده و همچنین نوع وحشی آن بنام ذرت آندن[1] یا ذرت مکزیکی حدود 5600 سال قبل در مکزیک کشت می‌شده است. کریستف کلمب در نوامبر 1492 ذرت را در حوالی کوبا مشاهده کرده که به وسیله‌ سرخ‌پوستان قبیله‌ ماهیز کشت می‌شده است و از دانه آن تغذیه می‌کردند که در حقیقت نام گیاه نیز از نام همین قبیله اقتباس شده است. این گیاه بعد از سفر دوم کاشف آمریکا در سال 1494 از کوبا به اروپا و آفریقای شمالی برده شده و در اواخر قرن شانزدهم وارد آسیا گردید (نورمحمدی و همکاران، 1377).  

در سال‌های اخیر در نتیجه توجه شایانی که به امر دامپروری و پرورش طیور به عمل آمده و همچنین به علت استقبال زیاد دامداران و پرورش‌دهندگان مرغان گوشتی و تخمگذار و نیز دامدارانی که به تولید و پرورش گاوهای شیری و گوشتی پرداخته‌اند و از طرف دیگر نیاز روزافزون کارخانجات صنعتی و حتی داروسازی به فرآورده‌های این گیاه، به سرعت سطح زیر کشت آن در کشور افزایش یافته است. با توجه به شرایط آب و هوایی بسیار مناسبی که کشور ایران برای تولید ذرت دارا می‌باشد، کشت آن به سرعت در کشور توسعه یافته است.

سطح زیر کشت ذرت در کشور حدود 245.000 هکتار که بیشترین سطح زیر کشت در فارس 100.000، خوزستان 43.000 و کرمانشاه 26.000 هکتار می‌باشد. میزان تولید ذرت دانه‌ای 6/1 میلیون تن تولید شده است. متوسط عملکرد ذرت دانه‌ای 6726 کیلوگرم در هکتار می‌باشد. بدیهی است با توجه به ارقام اصلاح شده موجود، عملکرد هکتاری پایین بوده و مورد قبول نمی‌باشد. با رعایت اصول مصرف بهینه کودی مخصوصاً مصرف کودهای پتاسیمی به صورت سرک در خاک‌های تخلیه شده نظیر خاک‌های خوزستان و سایر نقاط کشور، به سهولت می‌توان عملکرد هکتاری ذرت را تا حد پیش‌بینی شده در برنامه‌های چهارم توسعه و چشم‌انداز 20 ساله کشور افزایش داد (غیبی و ملکوتی، 1384).

 1-2- مشخصات گیاه‌شناسی ذرت

ذرت با نام علمی  Zea Mags یکی از مهمترین محصولات خانواده غلات Poaceae می‌باشد که نام انگلیسی آن Maize و آمریکایی آن Corn است که خصوصیات گیاهی آن به شرح زیر است (شریفی جهان تیغ، 1386).

 1-2-1- ریشه 

سیستم ریشه‌ای ذرت مانند گراس‌ها بر دو قسم است 1) ریشه بذری که در جنین بذر حضور دارد 2) ریشه‌های نابجا که پس از مرحله جوانه‌زنی از بافت ساقه منشأ می‌گیرد این گونه ریشه‌ها تحت عنوان ریشه‌های تاجی نیز نام برده می‌شوند. ریشه‌های بذری متشکل از دو نوع ریشه اولیه و تعدادی ریشه‌های جانبی است. ریشه‌های نابجا نیز پس از مرحله اولیه رشد سیستم اصلی ریشه را تشکیل می‌دهد (خدابنده، 1374).

 1-2-2- ساقه

ذرت برخلاف بسیاری از گراس‌ها دارای ساقه توپر بوده که دارای تعدادی گره و میانگره می‌باشد. تعداد این گره‌ها و میانگره‌ها با توجه به ژنوتیپ و اثرات محیطی می‌تواند بسیار متغیر باشد برخی از گره‌های ساقه در بالاتر از زمین ولی نزدیک به سطح خاک تولید ریشه‌های هوایی نابجا می‌نماید (خدابنده، 1374 و نورمحمدی، 1376).

 

1-2-3- برگ  

از هر گره ساقه یک برگ تشکیل شده که برگها به طور متناوب در دو جهت کاملاً‌ مشخص قرار می‌گیرند. هر برگ شامل پهنک و غلاف بوده و غلافها به دور ساقه می‌پیچد. پهنک برگ دارای بافتی نرم بوده و در قسمت میانی آن رگبرگ اصلی قرار دارد. غلاف برگ دارای بافتی سخت‌تر بوده و رگبرگ میانی در آن کمتر مشخص است (آقاعلیخانی،1380).

 1-2-4- گل 

ذرت گیاهی است یکپایه که گلهای نر در گل تاجی و گل‌های ماده در بلال قرار گرفته‌اند ساقه اصلی و پاجوش‌ها در انتها به یک گل تاجی (Tassel) ختم می‌شوند. انشعابات حاصل از گره‌های بالای سطح خاک به گل آذین ماده یا بلال (Ear) منتهی می‌شود. از آنجایی که در ذرت گل‌های نر و ماده، جدا از هم قرار می‌گیرند و گرده‌افشانی راه طبیعی تکثیر این گیاه می‌باشد، دانه‌های گرده توسط جریان باد بر روی تارهای ابریشمی منتقل شده و در آنجا جوانه زده و به طرف پایین خامه رشد نموده و پس از ورود به کیسه جنینی در طی جریان باروری دوگانه القاح مضاعف جنین دیپلوئید (zn=20) و آندوسپرم تریپلوئید (sn= 30) را در بذر شکل می‌دهد (کریمی،1375).

 1-2-5- بذر   

بذر ذرت در اصل یک میوه گندم است که شامل جنین، آندوسپرم، لایه آلئورون و بقایایی از پوشش بذر می‌باشد که توسط پریکارپ چسبنده‌ای محصور می‌گردد.

جنین بذر ذرت دارای یک محور مرکزی بوده که از یک سو به ریشه اولیه و از سوی دیگر به نوک ساقه منتهی می‌شود. آندوسپرم در یک طرف انتهای بذر ذرت قرار دارد که فضای زیادی را فرا می‌گیرد که به جز لایه خارجی آن مشتمل بر سلولهایی است که عمده آن نشاسته است. دانه خشک ذرت حاوی 77% نشاسته، 2% قند، ‌9% پروتئین، 5% روغن، ‌5% پنتوزان و 2% خاکستر می‌باشد که این خاکستر شامل نمک هایی نظیر کلسیم، منیزیم، فسفر آلومینیم، آهن، سدیم، پتاسیم و کلر می‌باشد (نورمحمدی، 1376).

 1-3- مراحل فنولوژی 

مراحل رشد و نمو ذرت همانند سایر گیاهان تابع شرایط آب و هوایی است که آگاهی از مراحل آن در ارزیابی نهایی ظرفیت عملکرد آن بسیار مهم می‌باشد. مراحل رشد رویش و زایش بستگی به شرایط اقلیمی خاص دارد که مهمترین آنها درجه حرارت و رطوبت محیط است که برای آغاز یک مرحله باید این عوامل به مقدار کافی و مطلوب در اختیار گیاه باشد (کوچکی و همکاران، 1373).

 1-3-1- مراحل رشد رویشی