پایان نامه محصولات کشاورزی و تولیدات کشاورزی

دانلود پایان نامه

ایران از نظر جغرافیایی در منطقه نسبتاً خشک جهان قرار دارد و در نتیجه بسیاری از استان‌های ایران از جمله اصفهان، یزد و کرمان در امتداد یک مسیر تنشی ناشی از شوری، خشکی و دما قرار دارند. متأسفانه تغییرات آب و هوا و اقلیم به ویژه گرم شدن هوا در سطح جهان و در سطح منطقه‌ای و کاهش  بارندگی در سال‌های اخیر بارها منجر به خشک شدن رودخانه‌های مختلف شده که خطر جدی  برای حیات محیط زیست این استان‌ها بشمار می‌رود. عدم بارندگی مناسب در کشور در طی چند سال گذشته باعث شده تا گیاهان و مراتع به شدت آسیب ببینند و تولید محصولات کشاورزی نیز با آفت شدید روبرو شود. شناخت فیزیولوژی این تنش‌ها در گیاهان اولین و مهم‌ترین قدم در راه کاهش اثرات سوء ناشی از چنین تنش‌هایی بر گیاهان می‌باشد. بدون شناخت سازوکارهای عمل این آلاینده‌ها و تنش‌ها در گیاهان و چگونگی پاسخ گیاهان به این تنش‌ها نمی‌توان به یک جمع‌بندی منطقی و  علمی در زمینه اثر آن‌ها دست یافت (عزیزی‌نیا، 1379).
2-3- خشکی و وضعیت جهانی آن


واژه خشکی یک اصطلاح هواشناسی بوده و بیانگر دوره‎ای است که در آن مقدار بارندگی کمتر از مقدار تبخیر و تعرق بالقوه شود. چون کمبود باران باعث تنش کمبود آب خواهد شد، لذا واژه تنش خشکی برای مواردی که تنش در اثر عدم وقوع بارندگی مفید ایجاد شده است بکار می‎رود و به عبارت دیگر، در این حالت تنش کمبود آب به‌طور طبیعی مد نظر است. اگر گیاه به‌طور مصنوعی تحت شرایط تنش رطوبتی قرار گیرد در این صورت واژه تنش کمبود آب بکار برده می‎شود. چنانچه در اثر خشکی هوا، رطوبت داخلی گیاه به کمتر از 50% مقدار عادی خود برسد در این صورت گیاه دچار آب‌کشیدگی شده و چنانچه رطوبت داخلی گیاه کمتر از مقدار عادی ولی بالاتر از 50% باشد پسابیدگی گویند (سرمدنیا، 1374).
آب عامل بسیار مهمی در توزیع گونههای گیاهی در سطح زمین است (هاشمی دزفولی و همکاران، 1374). تعریف یا تعیین خشکی ساده نیست (کوچکی و علیزاده، 1365). مدت زمان کوتاه (ده روز) بدون بارندگی به عنوان مدت کم خشک یا خشک در نظر گرفته میشود. هنگامی که زمان بدون بارندگی بیش از 10 روز باشد به عنوان دوره خشک به حساب میآید (حیدری شریف‌آباد، 1380).
خشکی یک پدیده هواشناسی است و بایستی بین خشکی و خشک‌سالی فرق قائل شویم (هلنا، 1995). خشکی یک واژه اقلیمی است که هر وقت بارندگی کمتر از میزان متوسط باشد، بکار میرود. البته اگر چنانچه این روند پایدار باشد. خشک‌سالی و تنش ناشی از آن مهم‌ترین و رایجترین عوامل تنشزای محیطی غیرزنده است که تولیدات کشاورزی و باغی را با محدودیت مواجه ساخته و هر ساله خسارات هنگفتی به این محصولات در جهان و به خصوص ایران که به عنوان کشوری خشک و نیمه خشک محسوب میگردد وارد مینماید و بازده استفاده از مناطق نیمه خشک و دیم خیز را کاهش می‌دهد. آثار این عوامل زمانی بروز میکند که ترکیبی از عوامل فیزیکی و محیطی باعث ایجاد تنش در فیزیولوژی رشد گیاه و درنتیجه باعث کاهش تولید میشود. کمبود آب یکی از عوامل محدود کننده تولید گیاهان زراعی در سراسر جهان است (سادراس و میلرو، 1996).
میزان کم نزولات آسمانی و پراکنش نامنظم آن سبب بروز تنش خشکی در طول دوره رشد گیاهان زراعی میشود ( گوپتا و اتل، 1986). خشکی را تحت عنوان نبود یا کمبود بارندگی در مراحل حساس رشد گیاه، تعریف نموده است، به عقیده وی طول دوره بدون بارندگی که موجب صدمه به گیاه می‎شود، تابع نوع گیاه، ظرفیت نگهداری آب خاک و همچنین شرایط اتمسفری است که بر میزان تبخیر و تعرق تأثیر می‌گذارد. حکمت شعار (1372). خشکی را دوره‌ای که کمبود آب چه به صورت حاد و چه به صورت مزمن رشد گیاه را تحت تأثیر قرار می‌دهد و مانع رشد نرمال آن می‎شود، تعریف می‎نمایند. ویلسون و همکاران (2001) خشکی را معادل کمبود آب در نظر گرفته و آن را به مفهوم عدم توازن بین عرضه و تقاضای آب برای گیاه تلقی می‎کنند. (بوآزیز و هیکس (1990)
رایج‎ترین تعریف خشکی در کشاورزی توسط آدمیدس و همکاران (1989) مطرح شده است. آن‌ها معتقدند که کمبود یا تنش رطوبت هنگامی افزایش می‎یابد که تقاضای تبخیر اتمسفر بالای برگ‌ها (یعنی تبخیر و تعرق پتانسیل) از ظرفیت و توانایی ریشه‎ها برای استخراج آب از خاک (یعنی تبخیر و تعرق واقعی) تجاوز نموده و فراتر می‎رود. در کشاورزی منظور از خشکی کمبود آب به صورت طبیعی است. اگر گیاه به‌طور مصنوعی در معرض تنش آب قرار داده شود، واژه «تنش کمبود آب» بکار می‎رود. (سرمدنیا ، 1372).
2-4- انواع خشکی
نوع خشکی در مناطق مختلف در طول فصل زراعی متفاوت است و ممکن است:
1 ـ پیوسته بوده و شدت آن دائماً زیاد شود.
2 ـ فقط در اوایل فصل باشد.
3 ـ فقط در اواخر فصل مصادف با دوره دانه‎بندی باشد (گوپتا و اتل، 1986).
2-5- اثر تنش کمبود آب در مراحل مختلف رشد
اثر تنش رطوبت بر گیاه بسته به اینکه در کدام مرحله رشد گیاه رخ دهد متفاوت بوده و اثرات آن بر عملکرد و سایر صفات فیزیولوژیکی توسط محققین متعددی مورد آزمون قرار گرفته است. اثر تنش در طول دوره رویشی منجر به کوچک شدن برگها گردیده، شاخص سطح برگ در دوره رسیدن محصول و میزان جذب نور توسط گیاه نیز کاهش می‌دهد. سنتز کلروفیل در تنشهای شدیدتر آب متوقف می‌شود. در مرحله پنجهزنی گیاه، به دلیل در بر گرفتن حجم زیاد خاک در مقایسه با سطح سبز برگ، تنش با سرعت کمی رخ داده ولی سبب کاهش فتوسنتز، کاهش پتانسیل آب برگ، افزایش مقاومت روزنهها، کاهش تعداد پنجهها و در نهایت کاهش عملکرد میگردد. در گندم ساقه حامل گل‌آذین تا زمانی که میان‌گرهها و گل‌آذین افتراق نیافته است طویل نمیشود. کمبود آب در مرحله طویل شدن یا به ساقه رفتن اثر بازدارندگی شدیدی بر روی رشد طولی این گیاه و عملکرد آن دارد. مرحله زایشی رشد گیاه حساسیت خاصی نسبت به تنش آب دارد و گندم نیز از این قاعده مستثنی نمیباشد. وسعت کاهش عملکرد ناشی از تنش خشکی از مرحله زایشی به طرف رسیدگی افزایش مییابد. اگرچه کمبود رطوبت در تمام مراحل رشد زیان‌آور است ولی کمبود در مرحله زایشی اجزاء عملکرد گیاه را بیشتر از سایر مراحل تحت تأثیر شدید خود قرار می‌دهد. اثر تنش در طول نمو تولید مثلی نیز بسیار زیان‌آور است؛ زیرا رشد دانهها را کاهش و از نتایج آن میتوان تقلیل مقدار آب موجود به هنگام تشکیل دانهها در غلات ذکر کرد (حکمت شعار، 1372).
2-6- اثر تنش خشکی بر جوانه زنی و رشد گیاهچه
وقوع تنش خشکی در مراحل اولیه رشد گیاه، جوانه زنی و استقرار گیاهچه را تحت تأثیر قرار می‌دهد. کاهش ذخایر دانه، کاهش سرعت جوانه زنی و فشردگی سطح خاک، استقرار گیاه را به مخاطره می‌اندازد (امام، 1383). میزان این کاهش تحت تأثیر عوامل ژنتیکی است و بسته به رقم گیاه تغییر مییابد. همچنین در کشت پائیزه ظهور سریع و یکنواخت گیاهچههای سالم گندم برای استقرار بوته‌های قوی ضروری است، چرا که این بوتهها باید بتوانند پیش از رسیدن زمستان خود را در خاک محکم نمایند ( گول و آلان، 1976). تنش خشکی با کاهش سطح برگ، انسداد روزنهها، کاهش فعالیتهای پروتوپلاسمی و تثبیت گاز کربنیک، کاهش سنتز پروتئین و کلروفیل سبب تقلیل فرآیند فتوسنتز میگردد (علیزاده، 1369).
محققین ثابت کردهاند که پتانسیل آب برگ میزان فتوسنتز را مستقیماً تحت تأثیر قرار می‌دهد. با افزایش تنش آب، فتوسنتز تا حد زیادی کاهش مییابد و به‌طور مستقیم بر فرآیندهای بیوشیمیایی مربوط به فتوسنتز اثر گذاشته و به‌طور غیرمستقیم ورود گاز کربنیک به داخل روزنهها که به علت تنش آب مسدود می‌باشند را کاهش می‌دهد. شرایط تنش شدید تنفس، جذب گازکربنیک، انتقال مواد فتوسنتزی و انتقال مواد خام در آوندهای چوبی به سرعت به حد بسیار کم نزول کرده و در نهایت کاهش فتوسنتز را در پی خواهد داشت و گرسنگی اتفاق خواهد میافتد (کوچکی و همکاران، 1370).
2-7- اثر تنش خشکی بر عملکرد و اجزای آن
تنش گرما و خشکی یکی از عمدهترین عوامل کاهش دهنده عملکرد گیاهان در مناطق نیمه خشک می‌باشد. تحت این شرایط، خشکی به همراه درجه حرارتهای بالا معمولاً رشد و عملکرد دانه را به‌طور مؤثری کاهش می‌دهد. توسعه تولید ارقام با تطابق بالا نسبت به این شرایط محیطی به علت کافی نبودن تکنیکهای اسکرین کردن و فقدان ژنوتیپهایی که تفاوت آشکاری در مواجهه با تنشهای محیطی بروز دهند با مفهوم عملکرد بالا و تغییرات کم در آن بیان میگردد. اثر تنش رطوبت بر عملکرد عموماً بستگی به این دارد که چه میزان از ماده خشک تولیدی به عنوان ماده قابل استفاده و مورد مصرف برداشته میشود، در مواردی که اندامهای هوایی عملکرد نهایی را تشکیل می‌دهد اثر تنش به عملکرد مشابه اثرات آن بر تولید کلی گیاه است. به‌طورکلی اثر تنش رطوبت بر عملکرد دانه به جز در مراحل بسیار بحرانی کمتر از آن بر رشد کلی گیاه میباشد (کوچکی، 1365؛ علیزاده، 1369).
2-8- اثر تنش خشکی بر توسعه ریشه‌ها
مطالعه در مورد اثر تنش رطوبتی خاک بر توسعه سیستم ریشهای گونههای گیاهی مختلف به عنوان معیاری جهت تعیین مقاومت به خشکی و پتانسیل تولید در شرایط تنش میباشد. در گیاهان هنگامی که آب به اندازه کافی فراهم باشد به طوری که قسمت فوقانی خاک مرطوب گردد ریشههای گرهای رشد کرده و آب کافی را به قسمت هوایی عرضه مینمایند که این امر باعث رشد سریع گیاه میگردد. در شرایطی که لایه سطحی خاک خشک باشد ریشههای گرهای رشد نکرده و یا رشد اندکی دارند و به جای آن‌ها ریشههای نابجا که عمق بیشتری نفوذ میکنند رشد کرده و آب قسمت تحتانی خاک را به اندامهای هوایی میفرستند. در این حالت جریان کمتر آب از این ریشه‌ها سبب کاهش پتانسیل آب در برگ، انسداد بخشی از روزنهها، جذب کمتر گازکربنیک و در نهایت سبب کند شدن رشد ریشه می‌گردد (کوچکی و همکاران، 1370).
2-9- مکانیسمهای سازگاری گیاهان به خشکی
گیاهان از طریق مکانیسمهای مختلفی در برابر خشکی مقاومت میکنند (لویت، 1980). محققان فیزیولوژی و اصلاح نباتات برای مقاومت نباتات با محیط خشک از پنج واژه زیر استفاده میکنند ( بلوم، 1988).
2-9-1- مقاومت به خشکی
مقاومت به خشکی توانایی یک گیاه برای تداوم رشد و تولید عملکرد در حد رضایت‌بخش و در شرایط محدودیت ذخیره آب و یا تحت کمبودهای متوالی است (گوپتا، 1986). از نظر تکامل، مقاومت به خشکی عبارت است از توان زنده ماندن از نسلی به نسل دیگر تحت شرایط محدودیت آبیاری.