پایان نامه تاثیر تنش آبی بر برخی خصوصیات مرفولوژیک و فیزیولوژیک ارقام پنبه
مقدمه:
در هنگام ورود به قرن بيستم يا بيست و يكم ، گسترش و عمق فقر در دنياي در حال توسعه، تعجب برانگيز است. در حدود 3/1 ميليارد نفر(30 درصد جمعيت جهان) با درآمد سرانه يك دلار يا كمتر جهت تأمين غذا، سرپناه و ديگر نيازها در فقر مطلق به سر مي برند. بنا بر اين جاي تعجب نيست كه گرسنگي ، سوء تغذيه و بيماريهاي وابسته به آنها افزايش يافته اند. بيش از 800 ميليون نفر جهت برخورداري از زندگي سالم و فعال به غذاي كافي، دسترسي ندارند. ميليون ها نفر ديگر نيز در لبة گرسنگي به سر مي برند و بيش از 180 ميليون نفر از كودكان پيش دبستاني داراي وزن متناسب با سن خود نيستند كه اينها نشان دهنده عدم امنيت غذائي در حال و آينده مي باشد.(برزعلي و همكاران، 1379).
در ايران محدوديت منابع آبي، استفاده كامل از زمين هاي قابل كشت را محدود ساخته است. از مجموع 51 ميليون هكتار از اراضي قابل كشت ، فقط 7/18 ميليون هكتار با 60-50 درصد بهرهوري در چرخه توليد بكار گرفته ميشود. از اين مقدار نيز هر ساله بيش از 5/5 ميليون هكتار به صورت آيش بوده و كشت نميشود(عامل هاشمي پور، 1377). همچنين 4 ميليون هكتار از اراضي زراعي كشور شور ميباشد(بانياني و حكيمي، 1376). در اين راستا استفاده از گياهان زراعي متناسب با شرايط اقليمي كشور و ابداع روشهاي به زراعي براي بهره برداري بيشتر از امكانات موجود، بويژه آب و خاك، ضروري بنظر ميرسد.
پنبه يا طلاي سفيد مهمترين و قديمي ترين گياه ليفي است(ناصري، 1374) و يكي از گياهان مناسب براي كشت در مناطق خشك ونيمه خشك مي باشد. اين گياه نسبت به شوري خاك يا آب آبياري جزو گياهان مقاوم طبقه بندي ميشود(كوچكي وهمكاران، 1372). در بين گياهان صنعتي، پنبه از موقعيت ويژهاي برخوردار است. اين گياه نه تنها با توليد الياف در صدرمهمترين گياهان ليفي جاي گرفته است، بلكه با داشتن دانه هاي غني از روغن و پروتئين، سهم عمده اي را در تأمين روغن خوراكي و جيره غذائي دام به عهده دارد. بدين ترتيب فرآورده هاي گياه پنبه ضمن آنكه قسمت عمده اي از نيازهاي اساسي مردم را برطرف مي كند، مادة خام صنايع نساجي و غذائي را فراهم نموده و در هر مرحله از توليد نيز به همراه اشتغال زائي مي تواند ارزش افزوده قابل ملاحظه اي را كسب نمايد (خدابنده، 1372).
با توجه به نياز روزافزون جامعه به فرآورده هاي گياه پنبه، شرايط اقليمي مناسب كشت اين گياه در كشور و اهميت پنبه در بازار جهاني و صنايع، رفع موانع توسعه مستمر كشت اين محصول استراتژيك اهميت بسزائي دارد.
توليد پنبه در ميان ساير محصولات كشاورزي بسيار پر هزينه مي باشد(مرعشي و وافقي، 1352). به همين جهت تداوم توليد آن مستلزم كاهش هزينه هاي توليد و استفاده از علوم و فنون جديد مي باشد. یکی از مشکلات پیش روی زراعت این محصول وجود تنشهای محیطی بویژه تنش آبی در آغاز و اواسط دوره رشد این محصول می باشد(ادمیستون، 2009). تنش آبی با تحت تاثیر قرار دادن فرآیندهای فیزیولوژیک بر برخی خصوصیات بوته های پنبه تاثیر می گذارد. یکی از راهکارهای مقابله با این تنش شناخت ژنوتیپ ها و خصوصیات مرفولوژیک و فیزیولوژیک مرتبط با مقاومت به تنش آبی می توان از اثرات مضر آن در بوته های پنبه کاست.
این تحقیق بمنظور دستیابی به اهداف ذیل طراحی و اجراء گردید:
- ارزيابي جوانه زني ارقام مختلف پنبه در شرايط مختلف اسمزي و تعيين ارقام برتر به تنش خشكي
( كم آبي ) در مراحل جوانه زني و گياهچه اي پنبه - بررسي تنش آب ايستادگي بر ماندگاري گياهچه هاي پنبه از ابعاد فيزيولوژيك
- تاثير دماهاي مختلف و اثر تنظيم كننده هاي رشدي بر رشد گياهچه هاي پنبه تحت شرايط آب ايستادگي
- بررسي عملکرد و اجزاء عملکرد ارقام تجاري، در دست معرفي و بومي پنبه تحت تنش خشكي (كم آبي) در شرايط مزرعه ای.
- تاريخچه
تاريخ پنبه شايد به 10 تا 20 ميليون سال قبل بر ميگردد. قديميترين آثار كاربرد آن در پوشاك قريب به 5000 سال قبل در درة سند واقع در پاكستان يافت شده است. هرودت[1] مورخ يوناني به وجود اين گياه در هند اشاره داشته است و آنرا از عجايب هندوستان به شمار آورده است(خدابنده، 1372).
عده اي از گياه شناسان منشاء پنبه را از آفريقا و برخي از هند و چين مي دانند. در هر حال مطالعات نشان مي دهد كه احتمالاً اين گياه از آفريقا به هندوستان آورده شده است(مرعشي و وافقي، 1352; ناصري، 1374). سابقة كشت پنبه هاي دنياي جديد مانند Gossypium hirsutum L. در بقاياي باستانشناسي در مكزيك و قديميترين آن در دره تهاكان بدست آمده است كه متعلق به 2300 تا 3500 سال قبل از ميلاد است. پنبه هاي دنياي جديد از انواع وحشي كه صد هزار تا يك ميليون سال قبل وجود داشته اند، منشاء گرفته اند(كوچكي و همكاران.، 1372). نام پنبه از كلمة عربي القطن گرفته شده است. در زبان لاتين كارباسوس، در هندوستان كاپاس و در ايران كرباس نام دارد. در كشور آلمان به اين گياه درخت پشم ميگويند(خدابنده، 1372).
در دورة هخامنشيان در ايران كشت و كار انواع مختلف پنبه بومي(G. herbaceum) كه جزو پنبه هاي آسيائي است معمول بوده و صنعت پارچه بافي در ايران رواج داشته است. تا سال 1282 هجري قمري گونه هاي مختلف پنبه به نامهاي بومي، رسمي، ولايتي، قره قوز، هندي، علي آبادي، خودرنگ، نرمه، شهري و شوشتري در نقاط مختلف ايران كشت ميشد و به احتمال زياد پنبه از طريق هندوستان به ايران آمده است. زيرا در بين انواع قديمي پنبه ايران، نوع هندي وجود داشته است(خدابنده، 1372).
در سال 1298 اولين كارخانه پنبه پاك كني در ايران تأسيس شد. در زمان اميركبير يك نوع پنبه دنياي جديد از نوع آپلند[2] به وسيله يك كشيش آمريكائي به ايران وارد و در اروميه كشت گرديد كه نتايج خوبي به همراه داشت. در سال 1302 شركت سهامي پنبه ايران و روس، تعدادي از ارقام جديد پنبه را وارد و در نواحي خراسان، گرگان و مازندران كه مساعد كشت پنبه تشخيص داده شده بود، كشت نمود. از اين سال به بعد كشت و كار پنبه در ايران توسعه يافت و در سراسر كشور مرسوم گرديد(خدابنده، 1372).
1-2- اهميت پنبه
پنبه به علت موارد مصرف گوناگون، از نظر اقتصادي و تجاري اهميت بسزائي دارد. بالا رفتن تقاضا براي انواع فرآورده هاي اين گياه باعث ميشود كه روز به روز بر اهميت و سطح زير كشت پنبه افزوده گردد. محصول پنبه شامل الياف(محلوج)، دانه و لينتر ميباشد كه به مجموع آنها وش ميگويند(ناصري، 1374).
پنبه مهمترين گياه ليفي جهان است كه الياف آن در ريسندگي كاربرد دارد. الياف پنبه داراي خصوصيات انحصاري است كه ساير الياف تمام اين خصوصيات را بطور يكجا ندارند. قابليت شستشو، دوام، استحكام، قابليت هدايت بخار آب، قابليت انعطاف، سهولت آب رفتن يا تجمع اوليه و رنگ پذيري از خصوصيات الياف پنبه ميباشد(كوچكي، 1376).
دانه پنبه بعد از سويا از نظر ميزان توليد روغن دومين دانه روغني جهان محسوب ميشود(ناصري، 1374). از مغز دانه پنبه، روغن، صابون، گليسيرين، خوراك دام، شمع و … و از پوست دانه الكل فورفوريك، الكل اتيليك، خوراك دام، گلوكز و … تهيه مي نمايند. از لينتر در تهيه كفپوش، پلاستيك، ابريشم مصنوعي، فيلم عكاسي، رنگ، كاغذ، و از پوست قوزه در تهيه الكل، سركه، مقوا، كاغذ صافي، چوب سه لائي و … استفاده ميشود(بي نام، 1382).
زراعت پنبه نياز به نيروي كار فراوان دارد. از طرفي محصول آن ماده اوليه صنايع مختلف ميباشد. لذا تهيه محصول و تبديل آن به فرآورده هاي مورد نياز احتياج به نيروي كار فراوان با تخصص هاي مختلف داشته و از نظر اشتغال زائي اهميت بسزائي دارد(بي نام، 1382).
1-3- سطح زير كشت، توليد و عملكرد پنبه در ايران
بررسي روند سطح زير كشت و توليد پنبه در ايران طي نيم قرن اخير افزايش زيادي را نشان ميدهد. بطوريكه سطح زير كشت در سال 1326 از 7/59 به 229 هزار هكتار در سال 1377 و 184000 هزار هكتار در سال 1383رسيده است. توليد پنبه نيز طي اين سالها از 5/17 به 460 هزار تن در سال 1377 و 320 هزار تن در سال 1382 افزايش يافته است (بي نام، 1382). استان گلستان از نظر توليد با 3/32 درصد از توليدات پنبه كشور در جايگاه نخست قرار دارد. استانهاي خراسان، فارس، اردبيل، مازندران و تهران به ترتيب با 8/26، 6/8، 3/8،4/6 و 2/4 درصد از توليد پنبه كشور در رتبه هاي بعدي قرار گرفته اند(بي نام، 1382).
متوسط توليد پنبه اراضي آبي كشور در يك هكتار 2094 كيلوگرم و اراضي ديم 1217 كيلوگرم
مي باشد. بيشترين عملكرد پنبه آبي با 3140 كيلوگرم به استان اصفهان تعلق دارد(بي نام، 1382).
1-4- طبقه بندي پنبه
پنبه گياهي دو لپه از تيره پنيركيان[3] و جنس Gossypium مي باشد(كريمي، 1375).
تا كنون از جنس Gossypium 50 گونه شناسائي شده است و كشف گونه هاي جديد دائماً ادامه دارد(ادریزی و همکاران.، 1985). گونه هاي پنبه به دو گروه ديپلوئيد و تتراپلوئيد تقسيم ميشوند.
بررسی تولید و مصرف پنبه در جهان نشان می دهد (شکل 1-1)که تولید و مصرف پنبه بعد از سال 2005 کاهش نشان می دهد (وزارت کشاورزی آمریکا، 2009).
شکل 1-1: مصرف و توليد پنبه از سال زراعي 2005 تا كنون[4].
گروه ديپلوئيد
اين گروه داراي 26 كروموزوم(26 =n2) بوده و به دنياي قديم يا آسيايي معروف هستند. سطح دانه آنها پوشيده از كرك يا لينتر بوده و ساقه و شاخه هاي فرعي آنها نسبتاً نازك ميباشد. قوزه ها پس از رسيدن بخوبي باز نشده و تقريباً دير رسند. طول الياف آنها كوتاه و بين 12 تا 24 ميليمتر است. كيفيت آنها خوب نبوده، جنبه صادراتي و تجارتي ندارند و عملكرد آنها در واحد سطح كم ميباشد. گونه هايي از اين گروه از قديم در هندوستان كشت ميشده و در حال حاضر فقط كمتر ازيك درصد از پنبه هاي دنيا ديپلوئيد هستند و توسط پنبه هاي گروه تتراپلوئيد جايگزين شده اند(عاليشاه، 1374). معروفترين گونه هاي اين گروه عبارتند از:
- herbaceum L.
ارتفاع بوته در اين گونه حدوداً 5/1 متر، ساقه ها معمولاً كرك دار، برگها داراي 5-3 برگچه هستند. اين برگچه ها عموماً تخم مرغي شكلند. قوزه ها 4-3 خانه اي و كم و بيش كروي و هنگام رسيدن كاملاً باز نميشوند. بدين جهت مقاوم به ريزش و طوفان ميباشند. بذرها معمولاً داراي الياف سفيد رنگ ميباشند. كيفيت محصول آنها متوسط و منشأ آنها شرق آفريقا است(خدا بنده، 1372).
- arboreum L.
ارتفاع بوته در اين گونه به دو متر مي رسد. برگها پنجه اي، نوك تيز، 5 تا 7 برگچه اي با بريدگيهاي كم عمق تا عميق ميباشند. كپسولها سه برچه اي، نوكدار و بدون كرك هستند. كيفيت الياف آنها نامرغوب ميباشد(ناصري، 1374).
گروه تتراپلوئيد
اين گروه داراي 52 كروموزوم (52 =n2) و به پنبه هاي دنياي جديد يا آمريكايي معروف هستند. شاخه و برگ آنها بزرگتر از گونه هاي آسيائي، قطورتر و قوزه آنها در موقع رسيدن كاملاً باز ميشود. طول اليافشان بلند، بين 23 تا 33 ميليمتر و داراي يكنواختي طول الياف زيادي ميباشند. عملكرد آنها در واحد سطح بيش از گونه هاي آسيائي است(كريمي، 1375). معروفترين گونه هاي اين گروه عبارتند از:
- hirsutum L.
كليه پنبه هاي معروف به آپلند كه در دنيا كشت مي شوند به اين گروه تعلق دارد. 90 درصد پنبه جهان در حال حاضر از كشت گونه فوق بدست ميآيد. اين گونه شامل انواع يكساله و چند ساله ميباشد. ارتفاع بوته بين 60 تا 150 سانتيمتر و گاهي به دو متر هم ميرسد. تعداد شاخه زايشي كم ميباشد. برگها اغلب 3 تا 5 برگچهاي و كركدار، گلها بزرگ و زرد رنگ و كپسولها بزرگ، گرد و 3 تا 4 برچهاي و دانه هاي آن بزرگ و پوسيده از كرك است. طول الياف آنها 25 تا 30 ميليمتر و كيفيت محصول آنها خوب است(Smith and cothren , 1999 ; Edrizzi et al., 1985).
. G. barbadense L
در اين گونة پنبه طول تارها بلند است و به دو صورت پنبه هاي مصري و پنبه هاي سيآيلند[5] تقسيم ميشوند. اين گونه مرغوب تر از ساير گونه ها بوده و در صنعت نساجي بيشتر مورد استفاده قرار ميگيرد. شامل پنبه هاي يكساله ميباشند كه ارتفاع آنها 5/2 تا 7/2 متر بوده و ساقه هاي رويشي قوي و منشعب دارند. برگها معمولاً 3 تا 5 برگچهاي و بدون كرك، گلها به رنگ زرد تيره هستند. كپسولها سه برچهاي بوده و طول الياف آنها حدود 30 ميليمتر و گاهي بيشتر است. الياف آنها خيلي محكمتر از الياف ساير پنبه ها ميباشد. عملكرد آنها بسيار مطلوب ميباشد(ناصري، 1374).
- مشخصات گياهشناسي
پنبه ذاتاً گياهي چند ساله بوده كه بصورت يكساله كشت ميشود. طول دورة رشد اين گياه بستگي به شرايط آب و هوائي دارد. در مناطق سرد و معتدل يكساله و در مناطق گرم چند ساله ميباشد. داراي رشد نامحدود بوده وگلدهي آن غير انتهائي ميباشد. همچنين واجد سيستم فتوسنتزي سه كربني است(خواجه پور، 1373).
ريشه
پنبه داراي يك ريشه ضخيم با انشعابات گسترده جانبي است. پتانسيل عمق توسعه ريشه در خاكهاي نفوذپذير تحت شرايط آبياري به 2 متر و در ديم كاري به 3 متر ميرسد(كوچكي، 1376). قبل از اينكه گياهچه سر از خاك بيرون آورد، ريشه پنبه ميتواند تا عمق 25-20 سانتيمتري رشد نمايد. پس از خروج كوتيلدون، ريشه هاي جانبي شروع به رشد ميكنند. اين ريشهها ابتدا به اطراف و سپس به طرف پائين به رشد خود ادامه ميدهند. در شرايطي كه رطوبت كافي است اكثر ريشه هاي جانبي در لايه 30 تا 50 سانتيمتري فوقاني خاك تجمع مينمايند وممكن است در جهت افقي تا 100 سانتيمتري يا بيشتر نيز توسعه يابند. در شرايط خشك ريشه هاي جانبي نفوذ بيشتري به اعماق دارند(كوچكي، 1376).
تمايل اين گياه به ايجاد ريشه عميق بوده ولي حداكثر جذب در شرايط مطلوب در عمق 15 تا 30 سانتيمتري خاك ميباشد. دوسوم وزن ريشه نيز در اين اعماق قرار دارد. به هر حال قدرت نفوذ ريشه پنبه در خاكهاي مختلف زيادتر از بسياري از گياهان ديگر است(كريمي، 1375; بي نام، 1382; نعمتي، 1379).
ساختمان ريشه پنبه از نظر ساختاري، چهار وجهي است و چهار رديف ريشه جانبي را تشكيل ميدهد(كوچكي و همكاران.، 1372). اگر نوك ريشه اصلي از ميان برود، ريشههاي ثانوي در پشت منطقة نكروزه شده بلافاصله شروع به رشد ميكنند. ممكن است يكي از ريشه هاي ثانوي رشد كند و مانند ريشة اصلي بطور عمودي به عمق خاك نفوذ نمايد. با وجود اين، بطور كلي هنگامي كه ريشه اوليه از ميان برود، ريشه هاي دوم و سوم رشد ميكنند و هرگز مانند ريشة اصلي در عمق خاك نفوذ نميكند(ناصري، 1374).
ساقه
پنبه داراي يك ساقه اصلي و تعدادي شاخه جانبي است. ساقه اصلي داراي شاخه هاي فرعي و برگ بوده ولي فاقد گل ميباشد(خواجه پور، 1373). هر يك از گره هاي ساقه اصلي واقع در بالاي كوتيلدون حاوي يك برگ ميباشند. در محور هر برگ دو جوانه قرار دارد. يك جوانه محوري كه قسمت اعظم رشد رويشي و شاخه هاي گل دهنده را تأمين مي كند و ديگري جوانه جانبي كه معمولاً به حالت ركود باقي ميماند. اگر جوانه محوري از بين برود، جوانه جانبي رشد ميكند و به شاخه تبديل ميشود(كوچكي، 1376).
بطور كلي پنبه داراي دو نوع شاخه جانبي ميباشد: شاخه هاي رويشي[6] از نظر مرفولوژيكي شبيه به ساقه اصلي هستند. اين شاخه ها مستقيماً حاوي گل يا ميوه نيستند، بلكه شاخه هاي ثانويهاي را تشكيل ميدهند كه گلها بر روي آن قرار ميگيرند. شاخه هاي گلدهنده[7] معمولاً بصورت افقي بر روي شاخه هاي رويشي و همچنين در قسمتهاي فوقاني گياه، مستقيماً بر روي ساقه اصلي تشكيل ميشوند(كوچكي، 1376). اين شاخه ها در هر گره با يك جوانه گل محدود ميشوند و رشد شاخه با يك شاخه فرعي ادامه مييابد. بطور كلي شاخه هاي رويشي در نزديك قاعدة گياه و شاخه هاي گل دهنده در بالاي آنها قرار گرفته اند. درصد نسبي اين دو شاخه بستگي به درجه حرارت، طول روز، تراكم گياهي و ميزان ريزش قوزه ها دارد(كوچكي، 1376).
برگ
ترتيب قرار گرفتن برگها بر روي ساقة پنبه(فيلو تاكسي)، بصورت چرخشي با يك برگ در هر گره است(اسمیت و کاترن، 1999). شكل و اندازة برگها در هر بوته پنبه با توجه به سن گياه و شرايط، محيطي بسيار متغير است(خدابنده، 1372). روزنه ها در هر دو سطح برگ وجود دارد. روزنه هاي سطح زيرين برگ 2 تا 3 برابر روزنه هاي سطح فوقاني برگ ميباشد(كوچكي و همكاران.، 1372). هر برگ دو بالشتك دارد. بالشتك ها در انتهاي دمبرگ واقع شده و به پهنك برگ امكان حركت در جهت خورشيد را ميدهد. غده هاي داراي رنگينه، بطور نامنظم در همة بافتها پراكنده است. گوسيپول تركيب عمده اين غده هاست به اين دليل به آنها غده هاي گوسيپول ميگويند(خواجه پور، 1373).
بطور كلي در پنبه سه نوع برگ وجود دارد:
الف) برگهاي لپهاي: برگهاي كليوي شك هستند كه معمولاً پهناي آنها به 50 ميلي متر ميرسد. اين برگها بطور متقابل در جهت محور جنيني پديدار ميشوند و سريعاً توسعه يافته و بعد از ظهور گياهچه سبز و داراي قدرت فتوسنتزي ميگردند(اسمیت و کاترن، 1999).
ب) برگهاي واقعي: برگهاي كاملي هستند كه بر روي ساقه اصلي، شاخه هاي رويشي و شاخه هاي گل دهنده واقع شده اند. اولين برگ واقعي معمولاً داراي بريدگي نيست. هر چه گياه مسن تر ميشود برگهاي شكل گرفته در گره هاي بالاتر داراي بريدگي هاي عميق تري ميشوند. تا اينكه اوج شكل برگ در گره هاي ششم تا دهم مشاهده ميشوند.
ج) برگهاي پروفيل: اين برگها نامشخص هستند و كاملاً مشاهده نميشوند. اين نوع برگ، اولين برگ بر روي هر انشعاب است. پهناي آن 5 ميليمتر يا كمتر است و ممكن است يا گوشوارك كه شبيه آن است اشتباه شود(ناصري، 1374).
شكل برگها در ژنوتيپهاي مختلف در پنبه متفاوت ميباشد. در پنبه هاي تتراپلوئيد 2 نوع برگ وجود دارد معمولي و اكرا شكل كه معمولاً به ترتيب پهن برگ و باريك برگ ناميده ميشوند. كه معمولاُ در برگهاي اكرا شكل بريدگيهاي عميقي در لبة برگها ديده ميشود. در نوع باريك برگ برخي ژنوتيپها كه داراي دندانه بندي كامل در برگهايشان ميباشند سوپر اكرا ناميده ميشوند(کاهل و لویس، 1993).
گل
گلهاي پنبه بطور منفرد بر روي شاخه هاي گل دهنده مشاهده ميشوند. دوران گلدهي پنبه 45 تا 60 روز ادامه مييابد. كاسه گل از پنج گلبرگ تشكيل شده است. گلبرگها ابتدا سفيد يا كرم رنگ بوده، در خاتمه روز پس از تلقيح صورتي رنگ و روز بعد به رنگ قرمز تبديل شده و در روز سوم گلبرگها ريزش ميكنند(خدابنده، 1372). حدود 100 تا 150 عدد پرچم به هم خامه را احاطه ميسازند(كريمي، 1375). تخمدان در قسمت فوقاني مادگي قرار داشته و تمكن آن محوري است. هر تخمدان شامل 2 تا 6 برچه حاوي 8 تا 12 تخمك ميباشد(خواجه پور، 1373). برچه هاي گل 35 روز قبل از گلدهي شكل مي گيرند. در اين مرحله شرايط محيطي بميزان چشمگيري تعداد تخمكها را تحت تأثير قرار ميدهد. سلولهاي مادر گرده حدود 22 تا 23 روز قبل از گلدهي شروع به تقسيم ميوز مينمايد. در اين مرحله دانه گرده نسبت به تنشهاي محيطي بسيار حساس است(خدابنده، 1372).
گرده افشاني و لقاح
پنبه گياه خودگشني است و چون دانه هاي گرده آن سنگين است باد نقشي در گرده افشاني آن ندارد. ميزان دگر گشني در پنبه بسته به شرايط آب و هوائي، رقم و فعاليت حشرات از صفر تا 20 درصد متغير است. بسياري از حشرات به طرف گلهاي پنبه جلب ميشوند و در دگر گشني آن فعال هستند. درصد دگرگشني در گونة G. barbadense L. بيشتر از G. hirsutum L. و در شرايط ديم بيشتر از شرايط فارياب و در گلهاي اوليه بيشتر از گلهاي بعدي ميباشد(كوچكي، 1376). پس از گرده افشاني، گرده روي كلاله مينشيند،جوانه مي زند و لوله گرده رشد مي نمايد. رشد دانه گرده 13-12 ساعت به طول ميانجامد، پس از آن لقاح صورت ميگيرد. قوزه هائي كه تخمكهاي آنها رشد عادي نداشته باشند، معمولاً 10 روز پس از گلدهي ريزش مينمايند(کاهل و لویس، 1993).
قوزه
ميوه پنبه بصورت كپسول يا قوزه است كه حاوي 2 تا 6 برچه ميباشد. رنگ، اندازه و شكل قوزه ها متفاوت بوده و جزء صفات رقم محسوب ميشود. قوزه هاي ارقام آپلند، بزرگ، به رنگ سبز روشن و پوست آنها صاف، ولي بر عكس قوزه هاي ارقام G. barbadense L. كوچك، به رنگ سبز تيره و داراي پوست خشن ميباشند.
پنبه از طريق تعداد گل و قوزه، خود را با شرايط محيطي تطبيق ميدهد. به همين جهت ارقام داراي قوزه كوچك توانائي بيشتري در انطباق با تغيير شرايط محيطي داشته و در نتيجه ثبات عملكرد بيشتري دارند. توسعة قوزه با لقاح آغاز ميشود. حدود 25 روز پس از گرده افشاني به حداكثر اندازة خود ميرسد(ناصري، 1374).
دانه
دانه پنبه تخم مرغي يا گلابي شكل به طول 7 تا 15 ميليمتر و به عرض 4 تا 6 ميليمتر بوده و داراي رنگ قهوه اي تيره تا سياه ميباشند. وزن هزار دانه در ارقام مختلف بين 70 تا 170 گرم متغير ميباشد. دانه بدون الياف شامل 60 تا 70 درصد مغز، 25 تا 30 درصد پوسته و 5 تا 10 درصد كرك ميباشد. مغز دانه داراي 20 تا 30 درصد پروتئين و 25 تا 30 درصد روغن ميباشد كه در لپه ها ذخيره شده اند.
الياف
حدود 30 تا 40 درصد وزن كل محصولات را الياف تشكيل ميدهد. در روي بذر پنبه دو نوع كرك كه از پوسته بذر سرچشمه ميگيرد وجود دارد. يك نوع از اين كركها بلند، ضخيم، سفيد يا كرم رنگ كه تار يا الياف ناميده ميشود و ديگري كوتاه، سفيد، در برخي مواقع رنگي و چسبيده به بذر كه كرك ناميده ميشود(كريمي، 1375).
طول اليافي كه به رشد كامل رسيده اند بالغ بر بر 25 ميليمتر و قطر آنها 20 ميكرون است. طويل شدن سلولهاي اپيدرمي تخمك كه منجر به تشكيل الياف ميشود، 24 ساعت پس از گرده افشاني آغاز ميشود. سلولهاي اپيدرم منشأ الياف به صورت نا منظم روي سطح تخمك قرار دارند. سلولهاي الياف در حدود 20 روز به صورت طولي بزرگ ميشوند و بنا به رقم و شرايط محيطي، طول آنها به 35-25 ميليمتر ميرسد. تقريباً 19-16 روز پس از گرده افشاني، ضخيم شدن ديوارة ثانوية سلولي آغاز و تا زمان رشد كامل الياف در 60-35 روز پس از گرده افشاني ادامه مي يابد. هنگامي كه الياف به رشد كامل ميرسند خشك شده، واكوئل مركزي سلول متلاشي و به نواري مارپيچي تبديل ميشود. در طول 10-5 روز پس از گرده افشاني، گروه دومي از كركهاي اپيدرمي، رشد خود را روي سطح تخمك شروع ميكنند. اين كركها به الياف بسيار كوتاهي (در حدود 5 ميليمتر يا كمتر) تبديل ميشود كه در طول مراحل پنبه پاك كني به دانه ميچسبند(حسيني نژاد و مهاجر عباسي، 1374).
ساختمان الياف پنبه از دو قسمت تشكيل ميشود. قسمت اول ديوارة الياف است كه خود از ديوارة اوليه و ثانويه تشكيل شده است. در قسمت خارجي اين ديواره لايه نازكي از مواد مومي و پكتيني وجود دارد كه از نفوذ آب و ساير مواد به داخل الياف ممانعت ميكند. ديوارة ثانويه از تهنشين شدن لايه هاي سلولزي بوجود آمده و خواص عمدة تار پنبه مربوط به اين لايه هاي سلولزي ميباشد. قسمت دوم، كانال مركزي است كه پس از خشك شدن پروتوپلاسم بوجود آمده و بقاياي پروتوپلاسم در آن ديده ميشود(کاهل و لویس، 1993). در حدود 70 درصد الياف رسيده داراي ساختمان كريستالي است كه باعث استحكام آنها ميگردد و بقيه آن بدون شكل است و به الياف خاصيت انعطاف پذيري ميدهد. الياف پنبه از نظر شيميائي ماده هاي سلولزي هستند كه 94 تا 96 درصد وزن آن سلولز و مابقي آن از مواد مومي، پكتيني، عناصر معدني و اسيدهاي آلي تشكيل شده است(كوچكي، 1376).
سازگاري
دستيابي به عملكرد رضايتبخش پنبه به شناخت نيازهاي طول دورة رشد بستگي دارد و لازم است در برنامه ريزي كشت پنبه به دقت مورد توجه قرار گيرند. اين نيازها به تفكيك عبارتند از:
نيازهاي اقليمي
موطن اصلي پنبه مناطق گرمسيري بوده است ولي مناطق مورد كشت فعلي پنبه در دنيا بين مدار 36 درجه عرض جنوبي تا 47 درجه عرض شمالي ميباشد(خدابنده، 1372). پنبه تا ارتفاع 1200 متري از سطح دريا بخوبي رشد ميكند. برخي از ارقام در ارتفاع 1800 متري نيز محصول قابل قبولي ميدهد(ناصري، 1374). انواع وحشي پنبه از نظر عكس العمل به طول روز در گره روز كوتاه قرار گرفته اما اكثر ارقام اصلاح شدة امروزي نسبت به طول روز بي تفاوت ميباشند(خدابنده، 1372).
پنبه به آفتاب فراوان نياز دارد. كمبود نور موجب افزايش رشد سبزينه اي و نقصان توليد قوزه ميشود. به همين دليل در نواحي پر باران كه روزهاي ابري زيادي وجود دارد، توليد پنبه ناموافق خواهد بود. مناطقي كه بيش از 50 درصد روزها ابري باشد براي كشت پنبه مناسب نميباشد.
پنبه گياهي گرما دوست بوده كه فعاليت هاي رشدي آن در دماي 15 درجه سانتيگراد متوقف ميشود. پنبه احتياج به يك فصل بدون يخبندان 180 تا 200 روزه، نور كافي و درجه حرارت نسبتاً زياد دارد. بين عملكرد بالقوه و تعداد روزهاي رشد، رابطه مستقيمي وجود دارد(ناصري، 1374). حداقل و بهترين درجة حرارت براي جوانه زدن بذر پنبه و رشد گياهچه به ترتيب 15 و 34 درجه سانتيگراد ميباشد(ژو و گاوو، 1993). درجه حرارت مطلوب براي رشد رويشي و نمو پنبه 21 تا 26 درجه سانتيگراد ميباشد. درجه حرارتهاي بالاتر از 35 سانتيگراد براي پنبه مناسب نيست(كوچكي، 1376).
نيازهاي رطوبتي
در شرايط ديم كاري عملكرد پنبه به ميزان بارندگي و توزيع آن در طول فصل رشد بستگي دارد. چنانچه رطوبت خاك در موقع كاشت تا عمق 200 سانتيمتري در حد ظرفيت مزرعه باشد و نيز 500 ميليمتر بارندگي طي فصل رشد بوقوع بپيوندد ميتوان عملكرد معقولي از ديمكاري پنبه بدست آورد(کاهل و لویس، 1993). پنبه ريشهاي توسعه يافته دارد و به خشكي مقاوم است. باروري زياد و فراواني رطوبت خاك موجب تحريك رشد رويشي و محدوديت گلدهي پنبه ميشود و بالعكس تنش رطوبتي موجب محدوديت رشد رويشي و تحريك گلدهي وزودرسي ميگردد. در اين ميان تعادلي بين رشد رويشي و تعداد گل براي حصول حداكثر عملكرد لازم است. حفظ رطوبت مناسبي در خاك وبرقراري اين تعادل اهميت زيادي دارد(کاهل و لویس، 1993). در مواردي كه تنش رطوبتي در مرحله حداكثر تشكيل قوزه بوده، عملكرد بطور قابل ملاحظه اي كاهش مييابد. تنش رطوبتي درصد كيل را به دليل كاهش وزن دانه ميافزايد. تنش رطوبتي باعث ميشود كه الياف خشنتر، محكم تر، يكنواخت تر و رسيده تر گردد. رطوبتي اضافي نيز عموماً داراي اثر نامطلوب بر كيفيت الياف ميباشد(كوچكي و همكاران.، 1372). در شرايط كمبود آب محتوي روغن دانه كاهش، ولي پروتئين دانه افزايش مييابد. بطور كلي بيشترين عملكرد در حالتي بدست ميآيد كه گياه در طول فصل رشد خود، با تنش رطوبتي مواجه نشود. تحقيقات نشان ميدهند كه حداكثر عملكرد زماني بدست ميآيد كه رطوبت در لايه 90 سانتيمتري خاك در طول فصل رشد از 50 درصد رطوبت قابل دسترس كمتر نشود(كوچكي، 1376).
نيازهاي خاكي
پنبه از نظر سازگاري به بافت خاك محدوديتي ندارد. در انواع خاكها رشد ميكند، مشروط بر آنكه عمق خاك زياد بوده و از نظر ساختمان،تهويه و رطوبت مناسب باشد. خاك بايد داراي حداقل 20 سانتيمتر عمق بوده و تحت الارض آن غير قابل نفوذ نباشد(خواجه پور، 1373). بطور كلي پنبه در خاكهاي رسي قابل نفوذ، خاكهاي رسي شني، رسي آهكي و شني هوموسي بخوبي رشد كرده و محصول قابل توجهي توليد ميكند. بهترين خاك براي كشت پنبه،خاكهاي ليموني شني و ليموني رسي است. پنبه در خاكهاي داراي pH بين 5 تا 8 رشد مينمايد ولي بهترين pH براي اين گياه بين 2/5 تا 7 ميباشد(كوچكي، 1376). پنبه به شوري خاك مقاوم مي باشد(خواجه پور، 1372) و شوري 6/9 ميليموس بر سانتيمتر را بخوبي تحمل كرده و كاهش عملكرد آن فقط 10 درصد است(ژاوو و گاوو، 1993). بخشي از مقاومت به شوري در پنبه به دليل عدم جذب سديم توسط ريشه ميباشد(کاهل و لویس، 1993).
نيازهاي غذائي
مقدار مصرف عناصر غذائي توسط گياه بستگي به نوع خاك، مقدار عناصر غذائي موجود در خاك، تناوب، رقم و شرايط آب و هوائي دارد. توصيه مقدار كود مورد نياز، به نتايج آزمايشات خاك مزرعه وابسته است(ملكوتي و غيبي، 1379). بطور كلي توليد هر تن وش موجب خروج 32 تا 46 كيلوگرم ازت، 12 تا 15 كيلوگرم فسفر، 32 تا 43 كيلوگرم اكسيد پتاسيم، 30 تا 40 كيلوگرم اكسيد كلسيم و 8 تا 10 كيلوگرم اكسيد منيزيم از زمين ميگردد(خواجه پور، 1373)، كه ميبايست در كشت بعدي مورد توجه قرار گيرد.
بررسي هاي موجود نشان مي دهد كه ازت عنصر ضروري براي رشد و نمو پنبه بوده و بر عملكرد، زودرسي، ارتفاع گياه و اندازه قوزه تأثير مثبت ميگذارد(خليلي ساماني، 1374)، ولي مصرف بيش از نياز، تأثير منفي بر جاي خواهد گذاشت(خليلي ساماني، 1374). علاوه بر ازت، فسفر و پتاسيم نيز در زراعت پنبه مورد نياز ميباشد. فسفر در رشد الياف و دانه اهميت زيادي داشته و موجب زودرسي محصول ميگردد. پتاس در افزايش مقاومت گياه در مقابل عوامل نامساعد محيطي و بيماريها اهميت بسزائي دارد و باعث تعادل در جذب ازت و رشد بوته ها ميشود. در بين عناصر ميكرو، منيزيم با تسريع در بلوغ و افزايش عملكرد نقش مهمي در رشد و نمو پنبه دارد(آندرسون و همکاران، 1999).
كودهاي ازته به منظور جلوگيري از آبشوئي بايستي در 2 تا 3 مرحله به زمين اضافه شوند. در زراعت پنبه مناسب ترين مراحل،زمان بذر پاشي، تنك كردن و گلدهي ميباشد. كودهاي فسفر و پتاس دوام بالائي در خاك دارند(حاجي زاده، 1369). در زراعت پنبه اين كودها، حدود 60 روز قبل از كاشت و يا همراه با شخم پاييزه بكار برده ميشوند(خدابنده، 1372).
[1] – Herodet
[2] – Upland
[3] – Malvaceae
[4] – Bale = عدل = 44/217 Kg
[5] – Sea island
[6] – Monopodia
[7] – Sympodia
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.