تبلیغات
انجمن علوم و فنون پارس - آیا ارقام جدید گیاهان زراعی از قدرت رقابت بیشتری در برابر علف های هرز برخوردارند؟
آیا ارقام جدید گیاهان زراعی از قدرت رقابت بیشتری در برابر علف های هرز برخوردارند؟ | گیاهپزشکی , زراعت و اصلاح نباتات ,

آیا ارقام جدید گیاهان زراعی از قدرت رقابت بیشتری در برابر علف های هرز برخوردارند؟


نگارش یافته توسط محمد حسن هادی زاده، دانشجوی دوره دكتری علف های هرز


مقدمه:

 بهبود ژنتیكی عملكرد در گیاهان مختلف  در طی سالیان متمادی اصلاح آنها را با تغییراتی در صفات دیگر گیاه توام  بوده است (ایوانز 1999).  یكی از این صفات قدرت رقابت گیاه زراعی در برابر علف های هرز است  كه آن را به دو طریق می توان بیان كرد: 1- قدرت تحمل گیاه زراعی یعنی عدم كاهش عملكرد در حضور علف هرز و  2- قدرت ممانعت گیاه زراعی یعنی كاهش بیوماس علف هرز در حضور گیاه زراعی. البته ویژگی هایی كه به تحمل پذیری گیاه زراعی منجر می شود لزوماً با صفات ممانعت كنندگی گیاه زراعی منطبق نیستند. بر مبنای این دو تعریف قدرت رقابت با علفهای هرز در برخی از گیاهان افزایش و در مواردی هم كاهش داشته است.  چگونگی این فرایند در مورد گیاهان زراعی ذرت، گندم، برنج و سویا ذیل این نوشتار مورد بررسی قرار گرفته است.


ادامه مقاله در ادامه مطلب

الف) ذرت:

بهبود ژنتیكی عملكرد ذرت در آمریكا و اروپا در طی سه تا پنج دهه گذشته با افزایش مقاومت نسبت به تراكم های بالا همراه بوده است. مطالعات  نشان داده اند كه عملكرد ذرت چه در ارقام جدید و چه قدیمی با افزایش تراكم بیشتر از حد مطلوب كاهش می یابد  كه دلیل آن را می توان در كاهش شاخص برداشت و  افزایش ورس دانست. البته كاهش شاخص برداشت در تراكم بالا در ارقام جدید نسبت به قدیم كمتر بوده كه خود ناشی از كاهش كمتر ورس ریشه و ورس ساقه  در تراكمهای  بالا  در ارقام جدید است (تولنار1989، دوویك 1984). تراكم مطلوب در ارقام جدید نسبت به قدیم نیز بیشتر بوده و برای عملكرد كل نسبت به عملكرد قابل برداشت با ماشین هم بیشتر است. رقابت بین بوته ای ذرت بر سر شار فوتون فتوسنتزی، مواد غذایی خاك و رطوبت خاك در تراكم های  بالا نسبت به پایین شدیدتر بوده و افزایش تحمل هیبرید های جدید به تراكم بازتاب تحمل بیشتر آنها به تنش است(تولنار و همكاران 1997). همچنین هیبریدهای جدید نسبت به كمبود رطوبت و نیتروژن خاك از ارقام قدیمی متحمل ترند(تولنار 1989)  به نحوی كه هدایت روزنه ای و فتوسنتز برگ در طی خشكی در ارقام قدیمی زودتر و بیشتر از ارقام جدید كاهش می یابد (داویر و همكاران 1992) و  برگشت فتوسنتز  به حالت اول در طی آبیاری روز بعد در ارقام جدید بهتر انجام می شود (نیسانكا و همكاران 1997). كارایی بیشتر مصرف نیتروژن در اوایل رشد ذرت در هیبریدهای جدید به همراه جذب بیشتر نیتروژن و محتوی بیشتر آن در واحد سطح برگ(مك كلاف و همكاران 1994)،  فتوسنتز بیشتر برگ در واحد نیتروژن برگ در شرایط تنش، كاهش كمتر فتوسنتز برگ در ارقام جدید درشبهای سرد در طی دوره پر شدن دانه(داویر و تولنار 1989)، و فلورسانس كمتر كلروفیل در اثر كاربرد علفكش بروموكسینیل در مرحله گیاهچه ای (تولنار و میهاجلویك 1991)، همگی دلایلی بر تحمل بیشتر ارقام جدید نسبت به تنش است كه از آزمایشات مختلف نتیجه شده است. اما بر خلاف هیبریدهای كانادایی، هیبریدهای آمریكایی روند افزایش تحمل به تنش را به جز تحمل به تراكم زیاد نشان نمی دهند و  طی یك مطالعه، عملكرد ارقام جدید ذرت در آمریكا (نماینده 5 دهه پیشرفت عملكرد) در شرایط مطلوب و شرایط تنش آب و نیتروژن اختلافی با هم نداشتند(تولنار و همكاران 1997).

به دلیل تاثیر علفكشها در كنترل علفهای هرز تاثیر بهبود عملكرد در قدرت رقابت هیبریدهای جدید كمتر مورد مطالعه قرار گرفته است. ذرت با علفهای هرز بر سر شار فوتون فتوسنتزی رقابت كرده و قدرت جذب نور تابعی از شاخص سطح برگ و ضریب استهلاك نور(K ) و سایه افكنی علفهای هرز بر كانوپی ذرت است. هیبریدهای ذرت با توزیع بیشتر زاویه برگ عمودی اجازه نفوذ بیشتر نور به لایه های پایین كانوپی را داده (تولنار و همكاران 1994)و ممكن است قدرت رقابت ذرت در مخلوط  با علف های هرز كاهش یابد(تولنار و همكاران 1994). در آزمایشی توسط تولنار و همكاران (1994) یك رقم قدیمی(Pride5) با سه رقم جدید
 (Pioneer3902, DEA, Pioneer3953) در تراكم ثابت تحت سه سطح فشار علف هرز شامل بدون علف هرز، فشار متوسط علف هرز(كشت علف هرز در 7-5 برگی ذرت) و فشار زیاد علف هرز (كشت علف هرز در 4-3برگی ذرت)؛ و دو سطح نیتروژن كم و زیاد خاك با هم مقایسه شدند. نتایج حاكی از كاهش كمتر عملكرد دانه در ارقام جدید در حضور تنش نسبت به رقم قدیم بود كه خود به دلیل  كاهش كمتر تجمع ماده خشك در طول دوره رشد و كاهش كمتر شاخص برداشت در رقم جدید بود. نسبت عملكرد دانه در شرایط كم تنش به پر تنش حاكی از تحمل بیشتر ارقام جدید به شرایط تنش بود. همچنین اثر علف هرز بر هر دو رقم در تنش نیتروژن بیشتر از  شرایط فراهمی نیتروژن بود كه برای رقم قدیمی شدیدتر بود. در آزمایش دیگر تولنار و همكاران (1997) یك رقم قدیمی(Pride5) با یك رقم جدید (Pioneer3902) در تراكم ثابت تحت دو سطح علف هرز (بدون علف هرز و با فشار زیاد علف هرز)، دو سطح نیتروژن خاك(كم و زیاد) و دو سطح رطوبت (آبیاری و بدون آبیاری) برای صفات فنولوژی ذرت، هدایت روزنه ای، تجمع ماده خشك، فلورسانس كلروفیل، عملكرد دانه و محتوی كلروفیل برگ مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفتند. هر دو هیبرید از نظر مورفولوژی، فنولوژی و رسیدگی شبیه هم بودند. نتایج نشان داد كه روزهای رسیدن تا 50درصد سیلكینگ در رقم جدید بیشتر از قدیم بود ولی این اختلاف در نیتروژن كم و آلودگی به علف هرز تقریباً مشاهد نشد. همچنین فاصله بین 50درصد سیلكینگ و 50درصد تاسلینگ در رقم جدید كمتر از قدیم بود ولی اختلاف دو هیبرید در نیتروژن كم و آلودگی به علف هرز زیاد شد. وزن خشك در زمان سیلكینگ در رقم جدید بیشتر از قدیم بود. متوسط شاخص سطح برگ در رقم جدید بیشتر از قدیم بود ولی كاهش آن در رقم جدید با آلودگی به علف هرز بیشتر از رقم قدیم بود. محتوی كلروفیل برگ به دلیل نیتروژن كم و آلودگی به علف هرز كاهش یافت ولی این كاهش در رقم جدید كمتر از قدیم بود. كاهش هدایت روزنه ای در تنش شدید (نیتروژن كم، بدون آبیاری و بدون وجین)  در رقم جدید كمتر از رقم قدیم بود و كاهش عملكرد دانه در رقم جدید در حضور علف هرز كمتر از رقم قدیم بود و این امر عمدتاً به دلیل كاهش كمتر شاخص برداشت در رقم جدید بود. كاهش تعداد دانه در بوته و  تعداد بلال در بوته در حضور علف هرز، در رقم جدید كمتر از رقم قدیم بود. در مجموع عملكرد دانه رقم جدید تحمل بیشتری تا رقم قدیمی به تداخل با علف های هرز داشت و اثر متقابل بین هیبرید * نیتروژن معنی دار نبود ولی هیبرید * تداخل علف هرز معنی دار بود.

ب) گندم:

مطالعات حاكی از آن هستند كه ارقام جدید گندم از قدرت رقابت كمتری نسبت به ارقام قدیمی برخوردارند (Lemerle et al.1996).این امر عمدتاَ به دلیل اصلاح ارقام پاكوتاه مقاوم به ورس است ولی ارقام پابلند قدیمی از شاخص سطح برگ بیشتر، رشد اولیه سریعتر و زاویه برگ افقی تری بر خوردارند. بررسی وزن خشك علف هرز چچم در كنار ژنوتیپ های مختلف گندم حاصل از منابع ژنتیكی مختلف استرالیا و سایر مناطق دنیا نشان داد كه ارقام قدیمی گندم كه طی سالهای 1880تا1950 آزاد شده بودند نسبت به ارقام جدید رایج در ایالت های  مختلف استرلیا باعث كاهش بیشتر وزن خشك چچم شدند.

 

در برخی مطالعات ارقام پاكوتاه، ایستاده، و كم پنجه در شرایط تك كشتی و ارقام پابلند، خوابیده، و پر پنجه در شرایط مخلوط بهتر بودند ولی چنین رابطه ای در مطالعات دیگر تایید نشده است و به عبارت دیگر لزوماً رابطه ای بین عملكرد در شرایط عاری از علف هرز با قدرت ممانعت كنندگی گیاه وجود ندارد. در مطالعه ای توسط واندلور و گیل(2004)، تاثیر اصلاح نباتات بر روی قدرت رقابت 14 رقم گندم آزاد شده در استرالیا طی قرن اخیر در حضور دو علف هرز چچم و یولاف (در سالهای مختلف) بررسی شد. نتایج نشان داد كه در حضور چچم رابطه منفی بین قدرت رقابت ارقام و سال معرفی رقم معنی دار نبود ولی در حضور یولاف به عنوان یك رقیب قوی با ارتفاع بیشتر، معنی دار بود و ارقام جدید از قدرت رقابت كمتری بر خوردار بودند. همچنین ارقام قدیمی نه تنها قدرت تحمل بیشتری به علف هرز داشتند بلكه قدرت ممانعت كنندگی آنها نیز بیشتر بود. ارتفاع ارقام قدیمی به عنوان صفت مهم قدرت رقابت آنها به همراه طول و پهنای بیشتر برگ، جذب بیشتر نور و طول برگ پرچمی دلیل این امر بود.  همبستگی مثبت قوی بین عملكرد گندم در شرایط عاری از علف هرز و شرایط رقابت با علف هرز  حاكی از آن بود كه ارقام جدید عموماَ دارای عملكرد بیشتری در شرایط رقابت هستند.

ج) برنج و سویا:

مطالعات حاكی از قدرت بیشتر ارقام سنتی برنج نسبت به ارقام جدید هستند. اما بین قدرت رقابت و عملكرد برنج رابطه معكوس برقرار است و ارقام قدیمی به دلیل پانیكول كوچكتر، ورس و ریزش خوشه عملكرد كمتری دارند. قدرت رقابت ارقام سنتی نیز به دلیل قدرت پنجه دهی و بیشتر بودن سطح ویژه برگ در آنهاست ولی ارتفاع گیاهی با قدرت رقابت همبستگی ندارد (دینگكان و همكاران 1999).

در آزمایشی در طی دو سال، شش رقم و سه تراكم (33، 50 و100بوته در مترمربع) نتایج نشان داد كه ارقام جدید با افزایش تراكم عملكرد بیشتری نسبت به ارقام قدیمی تولید می كنند (اسپكت و همكاران1999 ). اما آزمایش دیگر در مورد عكس العمل ارقام جدید و قدیم سویا از نظر تحمل به تنش رقابت علف هرز، تفاوتی را بین آنها نشان نداد(اسپكت و همكاران1999 ).

نتیجه گیری:

بر خلاف گذشته، اكنون مبارزه با علفهای هرز از دیدگاه مدیریت تلفیقی به ریشه كنی و قلع و قمع  شیمیایی ختم نمی شود بلكه تنظیم سیستم زراعی  به كمك نهاده های زیستی و بر مبنای اصول علم اكولوژی چنان صورت می گیرد كه تعادل سیستم به سمت سركوب طبیعی علف های هرز میل كند. حاصل آن یك سیستم خودكار،  همراه با حداقل آلودگی است. استفاده از مبانی رقابتی علف های هرز علیه خود آنها به نحوی كه معادله رقابتی گیاه زراعی-علف هرز به سمت گیاه زراعی پیش برود  بر مبنای چنین تفكری است. طبیعی است كه طی سالها اصلاح نباتات به جز افزایش عملكرد هدف دیگری مطرح نبوده است ولی امروزه آنچه اهمیت بیشتری از خود عملكرد یافته جزئیات افزایش عملكرد و در مواردی هم سایر صفاتی است كه گاه در جهت عكس عملكرد می باشند. برای مثال ایجاد مقاومت به تنش ها ( زیستی یا غیر زیستی) صفاتی نیستند كه مستقیماَ عملكرد را افزایش دهند و چه بسا الحاق آنها به گیاه باعث كاهش نسبی عملكرد شود ولی كاربرد آنها برای شرایط كم نهاده یا بد نهاده است ( مانند آنچه در بیشتر كشورهای در حال توسعه حاكم است) كه استفاده از آنها را منطقی می سازد. طبیعی است كه تقویت سیستم دفاعی گیاه فرایندی انرژی خواه  است كه سهم انرژی خود را از عملكرد طلب می كند ولی در هنگام مواجهه با تنش فعال شده و از كاهش عملكرد جلوگیری می كند و این همان چیزی است كه در چارچوب مدیریت تلفیقی مبارزه با آفات، بیماری ها و علف های هرز  باید نهادینه شود.


نوشته شده توسط کشاورزی 1 در دوشنبه 15 آذر 1389 و ساعت 02:40 ب.ظ
نوشته های پیشین
+ شیر آب جادویی+ هنر اندازه گیری و مدل سازی در آزمایش مودال و مشکلات آن-1+ فرهنگ مصرف در ایران+ ذخایر اورانیوم ایران ( Iran uranium )+ پهپاد ( UAV ) ؟ ؟+ نگاهی به "سبك زندگی" ترویجی سینما و تلویزون و رابطه آن با "جمعیت"+ پهباد (UAV)+ ساخت ربات مسیریاب+ شبیه سازی بویلر زغال سنگ سوز به کمک نرم افزار EES (قسمت 4)+ شعار سال 91+ سال نو مبارک+ کمپین خودجوش دانشجویان ایرانی برای همکاری داوطلبانه با سازمان انرژی اتمی+ بررسی رفتار غیر خطی سازه در تست مودال+ عید غدیر مبارک+ ارائه یك طرح نوین مهندسی جهت مدیریت ناوگان اتوبوسرانی درون شهری+ مبارزه بیولوژیک، راهی بسوی توسعه پایدار کشاورزی+ سوخت بیودیزل چیست ؟+ عید فطر مبارک+ کاربرد نانوتکنولوژی در کشاورزی+ دیدار رهبر معظم انقلاب اسلامی امام خامنه ای، با اساتید دانشگاه ها+ علائم کمبود و بیشبود (مسمومیت) عناصر غذایی پرمصرف اصلی در گلخانه ها+ شبیه سازی بویلر زغال سنگ سوز به کمک نرم افزار EES (قسمت 3)+ بن سای ( درختان مینیاتوری )+ پیوند زنی و انواع آن Grafting | قسمت سوم+ پیوند زنی و انواع آن Grafting | قسمت دوم+ پیوند زنی و انواع آن Grafting | قسمت اول+ بستر كشت گیاهان گلخانه ای + List of Papers from IOMAC2009+ تکنیک‌های تهیه و تولید کشت آگار + مزایای كشت گلخانه‌ای

صفحات: