فصل اول
مقدمه
فصل اول
مقدمه
1-2 بیان مسأله
باقلا (Vicia faba L.)، یکی از حبوبات مهم که بهعنوان منبع غنی از پروتئین (به طور متوسط 4/23 درصد) در تغذیه انسان به کار می‌رود و علاوه بر این با دارا بودن پتانسیل تثبیت نیتروژن میتواند نقش اساسی در افزایش حاصلخیزي خاك داشته باشد. حداکثر عملکرد این گیاه به اجزاي عملکرد آن، از قبیل تعداد شاخه، تعداد غلاف در بوته، تعداد دانه در غلاف و وزن دانه بستگی دارد. اجزاي عملکرد تحت تأثیر مدیریت (انتخاب تاریخ کاشت مناسب، کوددهی، آبیاري، کنترل آفات، بیماريها و..)، ژنوتیپ و محیط قرار میگیرند (رحیمیکاریزکی، 2011). انتخاب تاریخ کاشت مناسب جهت دستیابی به بیشترین عملکرد دانه در باقلا از عوامل بسیار مهم است. باقلا شرایط مرطوب و سرد را می‌پسندد و هوای گرم و خشک به محصول آسیب می‌رساند و از طرفی گرمای زیاد سبب ایجاد اختلالات رشد جنین، ریزش گلها و کاهش تعداد دانه در غلاف باقلا میشود. در نتیجه تاریخ کاشت باید طوری تنظیم گردد که دوره گلدهی و روند پر شدن دانه با افزایش دمای هوا در آخر فصل مصادف نباشد (اوپلینجر و همکاران، 2000). از طرفی تاریخ کاشت باید به گونهای تعیین گردد که گیاه زمان لازم برای جوانه‌زنی، رشد، تولید گل، دانه و تطابق زمان گلدهی با درجه حرارت مطلوب را داشته باشد و از حداکثر نور و درجه حرارت مناسب استفاده نماید و کیفیت محصول نیز مطلوبتر گردد (سهرابی، 1370).
تاریخ کاشت مطلوب باعث میشود که طول دوره رشد گیاه بیشتر شود. بنابراین گیاه از حداکثر عوامل محیطی استفاده خواهد کرد و بالاترین شاخص سطح برگ را تولید می‌کند. این امر باعث افزایش تولید گل و غلاف در بوته میشود، در نتیجه گیاه فرصت کافی برای استفاده از مواد فتوسنتزی ساخته شده و ذخیره آن در اندامهای خود پیدا می‌کند. از طرفی دیگر دوره گلدهی، دانه بستن و رسیدگی فیزیولوژیک گیاه به دوره تنش دمایی برخورد ننموده و عملکرد در واحد سطح بیشتر میشود (آبروش، 1389). در کشت زود هنگام باقلا ممکن است پس از جوانه‌زنی و رشد به سرمای اوایل فصل برخورد کند و این مساله علاوه بر احتمال خطر سرمازدگی کاهش عملکرد را به همراه داشته باشد و از طرف دیگر کشت دیرهنگام نیز به فصل گرما برخورد نموده و در نتیجه گلدهی با درجه حرارت بالاتر از حد مطلوب روبرو و کاهش شدید عملکرد را در برخواهد داشت. به طور کلی دما یکی از عوامل مهمی است که بر رشد زایشی و رویشی گیاهان تأثیر میگذارد. در هنگام تنش گرما ریزش گل یکی از عوامل کاهش دهنده تولید محصول است. دلایل متعددی را برای ریزش گل در هنگام تنش گرما ذکر کردهاند که یکی عدم لقاح و دیگری تحت تأثیر قرار گرفتن پخش مواد فتوسنتزی است (دانشمند و منوچهریکلانتری، 1387). لذا تعیین بهترین تاریخ کاشت برای رسیدن به حداکثر عملکرد دانه از اهمیت فراوانی برخوردار است که باید در زراعت باقلا مورد توجه قرار گیرد.
علاوه بر این برای دستیابی به حداکثر محصول، وجود عناصر غذایی به مقدار لازم و متعادل در محیط پراکنش ریشه این گیاه ضروری است. کمبود عناصر پر مصرف مانند فسفر و پتاسیم در محل رویش گیاه در رشد و مقدار تثبیت نیتروژن تاثیر نامطلوب دارد (صباغ پور، 1374). برخی مطالعات نشان دادهاند که حبوبات بیشتر از سایر گیاهان قادرند از فسفر غیر قابل دسترس در خاک استفاده کنند (کوچکی و بنایان، 1376 ). فسفر در خاک به دو صورت آلی و معدنی یافت میشود که شکل معدنی آن به صورت انواع کانیهای مختلف شامل ترکیبات کلسیم، آهن، آلومینیوم، فلور و شکل آلی آن به صورت ترکیبات فیتین، فسفولیپدها و اسیدهای نوکلئوتیک است (نوتیال، 2000). در سطح سلولی آنچه اهمیت فسفر را نشان می‌دهد ناقلهای انرژی مانند آدنوزینتریفسفات (ATP) است که حاوی فسفات ملکولی است که با آزاد کردن هر فسفات مقدار مشخصی انرژی آزاد می‌کند و فعالیتهای سلولی را از نظر انرژی تأمین مینماید. مصرف فسفر علاوه بر تأثیر در مراحل توسعه ریشه و شاخهزایی در مراحل زایشی و پرشدن دانه نیز بسیار مؤثر است (مدنی و همکاران، 1389). بهطور کلی تنش دمایی از جمله عواملی است که میتواند خصوصیات مرفولوژی، آناتومی، فنولوژی و بیوشیمیایی گیاه را تحت تأثیر قرار دهد.
تاریخ کشت باقلا اواسط آبان ماه است اما به دلیل کشت محصولاتی مانند ذرت، صیفیجات و برنج در منطقه اهواز در تیر و مرداد ماه، و برداشت آنها در آبان ماه فرصت برای آماده سازی زمین و کشت باقلا فراهم نشده و کشت محصول با تعویق مواجه میگردد که ممکن است به آذر ماه موکول شود. از طرفی کشت در آذرماه با تنش گرمایی آخر فصل برخورد نموده و این امر باعث افت عملکرد میگردد. در این پژوهش سعی بر آن بود که با بررسی تاثیر میزان کود فسفر بر درصد پوشش سبز و عملکرد دانه باقلا، دامنه مقاومت این گیاه به تنش گرمایی بیشتر مورد بررسی قرار گیرد.
بنابراین با توجه به اهمیت گیاه باقلا از لحاظ میزان پروتئین و موارد مصرف آن و همچنین کشت و قرار گرفتن در تناوبهای مختلف در منطقه خوزستان لزوم انجام مطالعات مختلف در جهت بهبود مدیریتهای زراعی آن، تنظیم عناصر و تطابق درجه حرارت مورد نیاز گیاه با درجه حرارت مناسب محیط را افزایش داده است. بر همین اساس این پژوهش با توجه به نیاز مطالعاتی منطقه و ارائه روشهای مدیریتی بهتر با اهداف و فرضیههای زیر طراحی و اجرا شد.
1-3 فرضیات
تنش گرمای ناشی از تاریخ کاشت دیرهنگام موجب کاهش عملکرد میشود.
تأمین میزان مناسب و کافی کود فسفر میتواند باعث افزایش عملکرد و اجزای عملکرد باقلا شود.
تأمین میزان مناسب و کافی کود فسفر میتواند کاهش عملکرد ناشی از تاریخ کاشت دیر هنگام را جبران نماید.
1-4 اهداف
تعیین بهترین و مناسبترین تاریخ کاشت باقلا در منطقه باوی
بررسی واکنش اجزای عملکرد باقلا به نوسانات درجه حرارت با تغییر تاریخ کاشت در منطقه باوی
بررسی تأثیر مقادیر مناسب و کافی کود فسفر بر عملکرد دانه باقلا در شرایط تنش گرمایی
فصل دوم
مروری بر پیشینیه موضوع
فصل دوم
کلیات و مروری بر پژوهشهای انجام شد
2-1 کلیات باقلا
2-1-1 اهمیت باقلا
گیاهان خانواده بقولات به دلیل نقشی که در چرخه کلی نیتروژن اتمسفری به فرم تثبیت شده (آمونیوم، نیترات و نیتروژن آلی) ایفا میکنند از لحاظ اکولوژی و کشاورزی اهمیت زیادی دارند. باقلا یکی از محصولات ارزشمند تیرة لگومها است که میتواند به عنوان یک محصول اصلی در تناوبهاي غلات و حبوبات، کشت مخلوط و یا گیاه فیمابین در سیستمهاي مختلف زراعی مورد استفاده قرار گیرد (هاوتین و هبلثویت، 1983) و از طرفی به دلیل همزیستی با باکتری Rhizobium leguminosarum نقش مهمی در حفظ حاصلخیزی خاک در سیستمهای کشاورزی دارد (گراهام و وانسی، 2000). باقلا یکی از حبوبات عمده در بسیاري از کشورهاي جهان به شمار می‌رود که به صورت دو منظوره در تغذیهي انسان و دام مورد استفاده قرار میگیرد (موسوی و همکاران، 1389). دانههاي آن به علت پروتئین بالا، نشاسته، سلولز و مواد معدنی براي تغذیۀ انسان و دام با ارزش تلقی میشود (هاسیس فروگولاري، 2000) چرا که در تغذیهي انسان، حدود 22 درصد پروتئین گیاهی، 32 درصد چربی و 7 درصد کربوهیدرات از حبوبات تامین میشود. همچنین، در تغذیهي دام، حدود 38 درصد پروتئین گیاهی، 16 درصد چربی و 5 درصد کربوهیدرات از این منبع تامین میگردد. از نظر تغذیهاي، دانهي حبوبات با دارا بودن حدود 18 تا 32 درصد پروتئین در مقایسه با پروتئینهاي حیوانی، در رژیم غذایی مردم به ویژه افراد کم درآمد اهمیت زیادي دارد (موسوی و همکاران، 1389). پس میتوان گفت باقلا بخش اعظمی از نیاز پروتئینی انسان و دام را میتواند تامین کند. جداول شماره 2-1 و 2-2 مهمترین ترکیبات تشکیل دهنده و میزان اسیدهای آمینه ضروری در دانه باقلا را نشان می‌دهد (پارسا و باقری، 1387).
جدول2-1 ترکیبات تشکیل دهنده و عناصر موجود در 100 گرم دانه خام و پخته باقلا (پارسا و باقری، 1387)
نوعمصرف انرژی (کیلوکالری) چربی
(گرم) پروتئین (گرم) کربوهیدرات
(گرم) فیبر
(گرم) سدیم
(میلیگرم) کلسیم
(میلیگرم) آهن
(میلیگرم)
خام 380 2 26 58 26 13 103 70/6
پخته 110 0 8 20 5 6 36 5/1
جدول 2-2 میزان اسیدهای آمینه ضروری دانه باقلا (برحسب درصد) (پارسا و باقری، 1387)
ایزولوسین لوسین لایسین متیونین سیستئین فنیلآلانین تیروزین ترئونین والین
4 1/7 5/6 7/0 8/0 3/4 2/3 4/3 4/4
2-1-2 تولید باقلا در جهان و ایران
باقلا با سطح زیر کشت 9/2 میلیون هکتار از مهمترین بقولات دانه‌ای دنیا به شمار می‌رود. این گیاه در خاورمیانه، چین و حتی نقاطی از اروپا و استرالیا به عنوان منبع پروتئینی در تغذیه انسان و دام مورد توجه است. به طوری که تقاضا برای این گیاه با توجه به افزایش جمعیت و کاهش دسترسی به سایر منابع پروتئینی رو به افزایش است (تورپین و همکاران، 2002). کشور چین با 53 درصد سهم کل تولید جهانی در مقام اول قرار دارد و ایران نیز با تولید بیش از 46 هزار تن باقلا در سطح 36 هزار هکتار، مقام دوازدهم تولید این محصول را در جهان به خود اختصاص می‌دهد و البته کشورمان با برداشت 3/1 تن در هر هکتار باقلای خشک 500 کیلوگرم در هکتار از میانگین عملکرد جهانی کمتر است (بینام، 2011). عملکرد سبز باقلا در کشور به طور متوسط 18-15 تن در هکتار است (نجفی، 1382). مناطق عمده کشت آن در ایران شامل گلستان، خوزستان، مازندران و هرمزگان می‌باشد. استان خوزستان با سطح زیر کشت حدود 4000 هکتار یکی از مناطق عمده کشت و تولید باقلا در کشور است (قنبریبیرگانی و همکاران، 1382).
2-1-3 گیاهشناسی
باقلا با نام علمی Vicia faba از خانواده بقولات (Leguminoseae) که در تقسیم بندی در رده نهاندانگان (Angiosperms)، طبقه دو لپهایها (Dicotyledon)، زیر طبقه جدا گلبرگها (Dialy petale) راسته لگومینلز یا روزالز (Leguminoles/Rosales) است. تیره بقولات (Leuminosea) و زیر تیره پروانهواران یا پروانهآسا (Papilionaceae/ Fabaceae) قرار دارند (خداپناه، 1376). هیچ تلاقی موفقی بین این گونه و دیگر گونههای جنس Vicia انجام نشده است. گرچه سایر گونههای این جنس دارای تلاقیپذیری خوبی با یکدیگر هستند. با این حال این گونه مستقیماً در جنس Vicia قرار داده شده است تنها خصوصیت مورفولوژیکی که باقلا را از دیگر گونههای Vicia متمایز می‌کند، فقدان پیچک است و نیز از نظر ناف، که در گوشه راست دانه واقع شده است. به طور کلی چهار گروه رقم متمایز شده است (پارسا و باقری، 1387 ).
Majo: باقلا با بذر پهن و درشت، متوسط طول 5/2 سانتیمتر (معروف به broad bean)
Equina: باقلای علوفهای، اندازه دانه متوسط، میانگین ظول دانه 5/1 سانتیمتر (معروف به horse bean )
Minor: با دانههای گرد و کوچک به طول حدود 1 سانتیمتر (معروف به field bean )
Paucijuga: با کمتر از چهار برگچه در هر برگ.
2-1-4 مورفولوژی باقلا
باقلا گیاهی یک ساله و علفی است که جوانه‌زنی بذر به صورت هیپوجیل (لپهها زیر خاک) است. ساقهها چهار گوش و توخالی به ارتفاع 180-30 سانتیمتر که نیاز به قیم ندارد، سیستم ریشهای قوی و منشعب که تا یک متر در خاک نفود می‌کند (هاشم‌آبادی و صداقت‌حور، 1385 ). برگها آن متناوب و مرکب بوده و برگچهها 6-2 عدد، بیضوی تا کشیده و به ابعاد 10-3 سانتیمتر طول و 4-1 سانتیمتر عرض است. گلهای آن به رنگ سفید کدر با لکههای ارغوانی درشت بوده و گل آذین کوچک، محوری با دمگل کوتاه و با 6-1 گل است. غلاف های آن شبه استوانهای تا پهن، در ارقام زراعی به طول 10-5 سانتیمتر می‌باشد. بذور از نظر شکل و اندازه بسیار متنوع بوده و از کتابی تا کروی وجود دارد. طول بذور حدود 2/6-1 سانتیمتر و به رنگ سفید، سبز، براق، قهوهای، ارغوانی یا سیاه می‌باشد. باقلا حدود 45-30 درصد دگرگشنی دارد و حشرات نقش اصلی را در دگرگشنی برعهده دارند (پارسا و باقری، 1387).
2-1-5 بومشناسی باقلا
دامنه کشت این گیاه وسیع بوده و از 9 درجه تا بیش از 40 درجه عرض شمالی و از نزدیک سطح دریا تا بیش از 2000 متری سطح دریا گسترده شده است. دمای کمتر از 10 درجه سانتی گراد موجب افزایش تعداد روزهای جوانه‌زنی در باقلا خواهد گردید. باقلا میتواند دمای 4- درجه تحمل کند و در دمای 7- درجهسانتیگراد از بین خواهد رفت. برای به دست آوردن محصول خوب در طول مدت رویش به طور معمول نیاز به 18 تا 28 درجه سانتی‌گراد حرارت است. اگر در زمان گلدهی درجه حرارت بیشتر از این افزایش یابد باعث ریزش گلها و عدم تلقیح میگردد. باقلا در مقایسه با سایر گونههای حبوبات نسبت به خشکی حساسیت بیشتری نشان می‌دهد و در شرایط دیم به 600 تا 1000 میلیمتر بارندگی با پراکنش مناسب در طول رویش نیاز دارد. رژیم حرارتی 20 درجه سانتی‌گراد در روز و 15-10 درجه سانتی‌گراد در شب موجب تسریع گلدهی میشود (سرپرست، 1384). نوروزي و وزین (2011) طی مطالعهاي دماي پایه (صفر فیزیولوژیک) باقلا را بین 5/0 – 5/1 درجه سانتی‌گراد گزارش نمودند. باقلا نسبتاً روز بلند، مقاوم به سرما و محصول فصل خنک است. حداقل دمای خاک برای جوانه‌زنی بذر 2 تا 3 درجه سانتی‌گراد است (هاشم‌آبادی و صداقت حور، 1385). در هوای سردی که گونههای دیگر لگوم و شبدرها به خواب میروند رشد کرده اما نسبت به گرما متحمل نیست )ساتل و همکاران، 1998) و گرمای زیاد در این گیاه موجب اختلالات رشد جنین، ریزش گلها و کاهش تعداد دانه در غلاف میشود (پیوست، 1381). این گیاه ممکن است نیتروژن مورد نیاز خود را تهیه و وضعیت نیتروژن خاك را برای محصولات بعد از خود در تناوب بهبود بخشد و میتواند در محدوده زیادی از خاكها، از لومی تا رسی و تحت شرایط زهکشی متفاوت رشد کند (زاپاتا و همکاران، 1987). گیاه باقلا نسبت به دورههای طولانی مدت اشباع
