گزارش کارآموزی زراعت و اصلاح ذرت در شهرداری منطقه 4

چکیده مطالب:
ذرت گیاه زارعتی از تیره غلات یکساله بوده و بومی نیمکره جنوبی است که برای اولین  بار توسط کریستف کلمب کشف شد.
گیاهی تک پایه که گل نر بصورت خوشه در رأس و گل ماده (بلال) مخروطی و در پایین قرار دارد هر گل از 3 عدد پرچم تشکیل شده است و تعداد برگها بین 8 تا 48 بود و بطور متوسط 13 تا 18 عدد است.
از واریته‌های مهم آن می‌توان به ذرت داندان اسبی- ذرت بلوری- ذرت آردی- ذرت شیرین قندی- ذرت غلاف دار اشاره کرد.
ذرت به دلیل تولید بذر زیاد و صفات ژنتیکی ساده و خود گشن بودن که باعث دو رگ گیری ساده‌تر می‌شود از اهیمت ژنتیکی بالایی برخوردار است و این ویژگیها باعث شده که اصلاح کنندگان بر روی این گیاه بیشتر کار کنند.
از جمله روشهای اصلاحی آن می‌توان به سلکیون- تهیه و واریته‌های هیبرید و واریته مصنوعی  اشاره کرد که می‌توان با این روشها به اهدافی مانند بالا برردن عملکرد – مقاومت در برابر خشکی و گرما مقاومت در برابر خوابیدگی، آفات و بیماریها دست یافت.
ذرت نیز مانند دیگر گیاهان زراعی دارای آفتهایی می‌باشد مانند کرم ذرت، کرم ساقه خوار شب پره زمستانی یا کرم طوقه نام برد و بیماریها مانند بیماریها سیاهک ذرت،‌ بیماری سوختگی برگ، بیماری زنگ، بیماری موزائیک اشاره کرد.
عمقی که باید در کاشت ذرت در نظر گرفت بین 3 تا 10 سانتی متر است که البته بسته به شرایط آب و هوایی منطقه، درجه حرارت محیط به هنگام کاشت- درصد رطوبت خاک و زمان کاشت بستگی دارد. و به دو صورت دستی و مکانیزه می‌توان اقدام به کاشت آن کرد که کاشت مکانیزه از عملکرد بالاتری برخوردار است.
از مشاینهای مورد استفاده برای برداشت می‌توان به ذرت کن‌ها، ذرت چین پوست کن، ذرت چین دانه کن- کمباین‌های غلات- و چاپرها اشاره کرد.
البته برداشت ذرت بر خلاف سایر غلات چندان تابع زمان و فصل معین نبوده و تحت شرایط زمان کاشت، طول روز- حرارت- دفعات آبیاری قرار می‌گیرد.
 

فصل اول:

(تاریخچه و مبداء ذرت)
 
 
فصل اول:
(تاریخچه و مبداء ذرت)  
ذرت zea mays گیاه زراعتی یکساله بومی نیمکره غربی است ذرت در بیش از 120 میلیون هکتار از اراضی دنیا کشت می‌شود وبه عنوان کالای مهمی در تجارت محسوب می‌گردد. منبع (1)
ذرت تا قبل از سال 1492 میلادی در قاره آسیا، اروپا،‌آفریقا به عنوان یک گیاه زارعتی شناخته نشده بود. این گیاه را از قرنها پیش در آمریکای مرکزی می‌شناختند و توسط مردم ایندیانای آمریکا کشت می‌شد و بهمین سبب بنام لاتین آن از یکی از طوایف ایندیانا بنام mahig یا marisi گرفته شده است. (Ho Ffmann and Aufhamer) منبع (2)
ذرتی که مورد توجه خاص سفید پوستان قرار گرفته است ذرت دندان اسبی بوده که دارای  قدرت تطابق بیشتری با شرایط مختلف آب و هوا می‌باشد. منبع (1)
کریستف کلمب کاشف آمریکا برای اولین دفعه دانه ذرت را از آمریکا به اورپا  برد و نام mais را به آن داد. سپس طی سالیان دراز بذر ذرت از طریق پرتقال به شمال آفریقا و جنوب اروپا هندوستان و چین برده شد. حدس زده می‌شود که دانه‌ این گیاه مانند غلات دارای پوشینه‌هایی بوده و بر جسب جهش بصورت بلال امروزی در آمده است.
 بعد از گندم برزگترین سطح زیرگشت را ذرت به خود اختصاص داده در حالیکه تولید محصول آن بعد از گندم و برنج قرار دارد. اهمیت محصول و بالا بودن سطح زیرکشت زیاد این نبات بعلت قدرت تطابق آن با شرایط گوناگون اقلیمی می‌باشد بدین جهت جزو عمده‌ترین محصولات مناطق معتدله،‌ معتدله گرم نیمه گرمسیر و مرطوب بشمار می‌رود. منبع (2)
در حدود 75 درصد ذرت به تغذیه حیوانات رسیده بنابراین مصرف غیر مستقیم آن پیش از مصرف مستقیم است. ذرت اساساً به عنوان یک محصول انرژی زا تولید می‌گردد.
در صورتی که انواع زراعی از آن که برای تولید پروتئین روغن، موم، ذرت شیرین،‌ پاپ‌کورن اختصاص یافته ‌اند موجود است. منبع (1)
فرآوردهای فرعی و متعددی از ذرت بدست می‌آید حدود 500 رقم گزارش شده است. منبع (2)
این گیاه به علت ارزش غذایی خاص که دارد مورد توجه کشورهای مکزیک- پرو- آمریکای مزکزی و اغلب کشورهای آمریکایی جنوبی قرار گرفته است. منبع (1)
در سالهای اخیر دامداران و کشاورزان به اهمیت این گیاه و تهیه علوفه از طریق سیلو کردن ذرت و تعلیف آن بصورت سبز پی برده و بکشت آن مبادرت می‌نمایند به نظر می‌رسد که ارزش غذایی ذرت تا حدی شناخته شده باشد.
طبق گزارش Zscheichler (1971) میزان عملکرد دانه ذرت هیبرید در هکتار در سال 1951 – 1950 حدود 2140 کیلوگرم در سال 1970 حدود 5060 کیلوگرم در هکتار در آلمان غربی بوده است. در حالیکه در ایران متوسط عملکرد با استفاده از هیبریدهای ساده یا مضاعف 6 تن در هکتار بوده است.
ذرت به علت داشت مواد قندی و نشاسته زیاد و عملکرد محصول علوفه‌ای بیش از 80 تن در هکتار یکی از مهمترین نباتات جهت تولید علوفه سبز، سیلو و دانه محسوب می‌شود. عمده‌ترین موارد مواد مصرف ذرت عبارتند از: غذایی اصلی انسان علوفه جهت تغذیه دام  و مصارف صنعتی. بطور متوسط ترکیبات شیمیایی دانه خشک ذرت به شرح زیر است:
نشاسته    77%    روغن    5%
قند    2%    نپتوزان    5%
پروتیئن    9%    خاکستر    2%
منبع (2)
در جدول صفحه بعد سطح زیرگشت مقدار محصول و عملکرد ذرت در کشورهای مختلف از سال 1970 را مشاهده می‌کنید.
 
جدول شماره : 1

صل دوم:

ویژگیهای قسمت های مختلف گیاه ذرت - و انواع ذرت 
 
فصل دوم:
ویژگیهای قسمتهای مختلف گیاه ذرت- و انوع ذرت
(2-2) ویژگیهای گل و ساقه: 
هر گل دارای سه عدد پرچم می‌باشد. گل نر آرایش خوشه‌ای دارد و در بالای ساقه و گل ماده در پایین ساقه قرار دارد. (منبع 3)
(ذرت گیاهی است یک پایه Manaique- Manaeciaus) بدین معنی که گلهای نر و ماده جدا از هم ولی بر روی یک پایه قرار دارند- گلهای ماده ذرت از جوانه‌‌ای که در قاعده غلاف برگ وجود دارد تولید می شود. محور سنبلچه های ذرت بعد از تکامل تبدیل به مغز بلال (چوب و محور بلال) شده که روی محور بلال سنبلچه های متعددی طولا محاسبه شده است.
گیاه ذرت برای گلهای ماده حدود 25000 دانه گرده تولید می‌کند. منبع (2)
با درجه حرارت خنک تر و رطوبت بالاتر، پراکندگی دانه گرده امکان دارد تا نصف روز به تاخیر افتاده و تا پایان بعداز ظهر ادامه یابد به محض اینکه گرده در هوا پخش شد به خاطر خشکی زیاد هوا فقط چند دقیقه زنده و فعال خواهند ماند) منبع (1)
گرده افشانی غیر مستقیم ذرت بیشتر وسیله باد صورت می‌گیرد و باد می‌تواند تا چندین کیلومتر گرده‌ها را منتقل نماید.)منبع (2)
البته باید در خصوص ذرت این توجه را داشت که ردیفهای مجاور کاشت بیش از سایر ردیف‌ها عمل گرده افشانی را انجام می‌ذهند. گرده‌های منتقل شده در روی کلاله بلافاصله شروع به جونه زدن نموده ولی فقط یک میله گرده بعد از 20 دقیقه به تخمدان می‌رسد.
ذرت دارای ساقه‌های راست و مستقیم بوده و ممکن است طول آن در مناطق خشک به 8 متر برسد. برگهای ذرت شبیه سایر غلات شامل پهنک برگ و غلاف است. غلاف برگ ذرت ساقه رادر آغوش می‌گیرد و طول برگ به 80-30 و حتی 150 سانتی متر و عرض آن در حدود 10 سانتی متر و ضخامت آن در حدود 2 میلی متر است.
ذرت قدرت پنچه زدن ندارد و دارای ریشه‌های قوی و انبوه ولی سطحی است که اختلاف عمق ریشه می‌تواند به استقامت یا خوابیدگی آن کمک نماید. باید ارتفاع بوته‌های ذرت را به گونه یا زود رسی آن نسبت داد مثلاً ارقام زود رس 90 سانتی متر و پاپ کورن یا نقل پیرزن Zea mays var everta 30 تا 50 سانتی ‌متر ارتفاع دارد.
ضخامت ساقه ذرت در حدود 3 سانتی‌متر و حدود 8 تا12 و گاهی 14 میان گره دارد.
تعداد برگهای ذرت بین 8 تا 48 بوده که بطور متوسط 12 تا 18 عدد است.
وارتیه زودرس تعداد برگ کمتر و ارقام دیررس برگ بیشتری دارد.منبع (2)

شکل 1 : مقطع نمودار ساختمان گل مؤنث ذرت

شکل 2 : مرحله گرده افشانی ذرت،  A) گل آذین با بساکهای خارج شده،  B) بلال با کلاکهای خارج
 

شکل 3 : گل های پایه دار و بدون پایه گل مذکر ذرت. (عکس از : Cobley)

(2-2) ویژگیهای ریشه
(ریشه اولیه ذرت seminal- roob) که بعد از جوانه زدن تولید می‌شود5-3 عدد است و ریشه ثانوی که از گره‌های در عمق 5-3 سانتی متر زیر خاک خارج می شوند 15-20 برابر بیشتر از ریشه‌های اولیه ذرت است. ریشه‌های دیگری از ساقه ذرت که خارج از خاک است تولید می‌گردد و این ریشه‌ها از گر‌ه‌هایی که در سطح خاک قرار دارند خارج می‌شوند و با تماس مجدد وارد خاک می گردند. بعضی مواقع دیده شده است که ریشه های ذرت به 3-2 متری هم نفوذ کرده است. ریشه‌های ذرت بعد از کاشت هم بطرف پایین و هم به اطراف پراکنده شده و طول آنها بعد از کاشت پس از گذشت چهار هفته به 60 cm می‌رسد، رنگ دانه ذرت بسته به واریته‌های مختلف متفاوت است. و از سفید، زرد ، قرمز، ارغوانی تا سیاه تغییر می‌کند. بعضی از دانه‌های ذرت دارای اندوسپرم سخت بوده که مشخصاً پروتیئن زیادتر است. بعضی از دانه‌های ذرت دارای آندوسپرم نشاسته هستند که نرم و آردی می‌باشند. منبع (2)
(3-2) ساختمان دانه ذرت
دانه ذرت  دارای فرمهای مختلف است ولی بطور کلی شامل قسمتهای زیر است:
1-    پوسته میوه pericarp: بیرونی ترین دانه پوسته میوه با پریگارپ می‌باشد. پوسته میوه معمولاً قرمز رنگ یا بی رنگ است.
2-    طبقه یا لایه آلورن (Aleurone):  لایه آلورن طبقه منفردی از سلولهاست که زیر پوست میوه قرار گرفته‌اند. طبقه آلورن معمولاً بی‌رنگ ولی گاهی رنگ زرد، قهوه‌ای و یا آبی دارد.
3-    قسمت اندوسپرم یا آردینه (Endos Perm): اندوسپرم مشتمل بر سلولهای بین لایه آلورن و جنین می‌باشد. اندوسپرم بر حسب بافت (Texture) تشکیل دهنده آن به دو قسمت اندوسپرم شاخی یا سخت و اندوسپرم نشاسته ای یا آردی تقسیم می گردد. اندوسپرم شاخی یا شیشه‌ای دارای بافت سخت و نیم شفاف ومعمولاً زرد رنگ یا بدون رنگ می‌باشد. اندوسپرم نشاسته‌ای اندوسپرمی است که بافت آن نرم، آردینه‌ای و مات بوده و رنگ آن همیشه سفید است.
4-    جنین دانه (Germ- Embryo): جنین بخشی از دانه ذرت را که محتوای چربی و نزدیک رأس دانه و مجاور طرف معقر دانه می‌باشد تشکیل می‌دهد. جنین شامل لپه 
(cotyledon- scuttllum) و جوانه (plumule – shoot) و ریشچه (Radicle) می‌باشد.
در موقعی که دان ذرت تحت شرایط مناسب کشت قرار گرفت به سرعت شروع به جذب آب می‌نماید. پس از جذب آب سلولهای لپه (scutellum) ترکیده و سبب آزاد نمودن آنزیم می‌گردد. آنزیم فوق بتدرج موجب حل نمودن مواد غذایی داخل اندوسپرم نمی‌شود. مواد غذایی قابل حل با خاصیت فشار اسمزی از آنجا به ریشچه و جوانه‌هایی که درابتدا رشد و نمو می‌باشند نفوذ می‌نماید.
این ریشه و جوانه نخست با فشار زیاد از طریق پاره کردن پوسته میوه سبب تولید ریشه‌های اولیه و سپس باعث جوانه اولیه گیاه ذرت می‌گردد. منبع (2)
 

شکل 4
4-2- انواع ذرت
(ذرت گونه‌ای بی‌نهایت تغییر پذیر است و از تیره غلات محسوب می‌گردد. ذرت و هفت جنس دیگر بطور مشترک از تیره maydeae شمرده می‌شوند که سه جنس  Euchlaena, Zea , Tripsacum  بومی آمریکا بوده و پنج جنس scherachhe , polytola , coix , chionachne , Trioba chne بومی استرالیا و جنوب شرقی آسیا می‌باشند. برخی از گیاهشناسان Euchlana mexicana Teosinte را همان جنس ذرت Zea محسوب می‌کنند. جنسهای Euchlana و Tripsacum نزدیکترین خویشاوندان ذرت  بیشمار می‌روند. جنسهای متعلق  به استرالیا و جنوب شرقی آسیا، بطور جامع مطالعه نگردیده و بطور رسمی به عنوان خویشاوندان ذرت مورد بررسی واقع نشده‌اند.) (1)
(اصولاً ذرت دارای یک گونه می‌باشد ولی راقام و واریته‌های بیشماری از آن وجود دارد. گاهی چندین هزار واریته را بر حسب ساختمان دانه به گروههای مختلف زیر طبقه بندی می‌نمایند.
(1)- ذرت دندان اسبی Zea mays var . indentata:
اندوسپرم این نوع ذرت را از دو قسمت نشاسته‌ای تشکیل شده است یک قسمت سخت و شاخی که در جوانب و اطراف دانه قرار گرفته و قسمت دیگر در وسط دانه از نشاسته نرم مقدار زیادی آب تبخیر می‌نماید و در نتیجه موجب پلاسمولیز شدن و ایجاد زائده در رأس دانه می‌کند که مشخص فرم ظاهری این نوع ذرت است.
این نوع ذرت دانه‌های درشت و شاخ و برگ زیادی تولید می‌کند و بیشتر اوقات برای سیلو وعلوفه سبز مصرفی می شود. این رقم بیشتر در ایالات متحده آمریکا کشت می‌گردد.
(2)- ذرت بلوری Zea mays var . indentata:
اندوسپرم این نوع ذرت مانند واریته فوق الذکر دارای دو طبقه اندوسپرم نشاسته‌ای نرم و سخت می‌باشد. طبقه سخت نشاسته‌ای این واریته اطراف دانه را کاملاً می‌پوشاند و در ضمن خشک شده چون این طبقه در طرف خارج قرار دارد ومانع ایجاد فرورفتگی یا زادئده می‌شود لذا ذرت شکل کروی بخود می‌گیرد. این رقم بیشتر دراروپا کشت می‌گردد.
(3)- ذرت آردی Zea mays var . amylacea:
کلیه اندوسپرم این نوع ذرت حاوی نشاسته نرم می‌باشد و اندازه دانه‌های خیلی کوچک است و معمولاً شکل کروی دارند. رنگ دانه سفید یا آبی است.
(4)- ذرت شیرن قندی  Zea mays var . tunicata:
اندوسپرم این وایته دارای مقدار زیادی مواد قندی و مقدار جزئی نشاسته‌ است. دانه‌های این واریته کوچک و چروکیده است.
(5)- ذرت غلاف دار Zea mays var . tunicata:
تیپ این ذرت تا حدودی با مقایسه با سایر انواع ذرت غیر عادی است زیرا هر دانه در خاکهای سنگین مرطوب و سرد قابل سله بستن و حداکثر را در خاکهای خشک، گرم و سبک انتخاب کرد.
(6)- Zea mays var . everta:
اندوسپرم این نوع ذرت حاوی نشاسته سخت بوده و دانه‌ها بصورت خیلی سختی درآمده‌اند با حرارت دادن منجر به منفجر شدن دانه و ازدیاد حجم می‌شود.
فصل سوم:

اصلاح ذرت
 
فصل سوم: اصلاح ذرت
1-3- وضع ژنتیکی ذرت
ذرت یکی از گیاهانی است که از مدتها قبل جهت بررسیهای ژنتیکی و سیتوژنتیکی مورد مطالعه قرار گرفته است. امرزوه درمورد ذرت بیش از هر گیاه زراعتی دیگر غیر از جو اطلاعات ژنتیکی در دست می‌باشد.
تا به حال بیش از 500 جفت ژن ذرت تعیین هویت و محل خیلی از این ژنها درروی ده کروموزم مختلف که از نظر ظاهر خوب شاخته شده بدست آمده است.
برای سهولت درشناخت هویت یک ژن معمولاً آن ژن را بطور اختصار بوسیله بکار بردن یکی یا چند حرف لاتین که مشخص کننده خواص آن ژن باشد نشان می‌دهند.
در مورد کارت کروموزمی ذرت مثلاً حروف Su به انگلیسی مخفف Sugary است که معنی آن شیرین یا قند دار و حروف (waxy) wx و یا (male- sterile) ms و غیره می‌باشد.
اکثر ژنها شناخته شده باعث بوجود آوردن خواص کیفی ریشه، ساقه، برگ، بلال، عضو مذکر دانه و گامتها می‌باشد. منبع (2)
بدلایل زیر علمای ژنیتک گیاه ذرت را برای مطالعه خود را انتخاب نموده‌اند:
1-    امکان تولید بذر خیلی زیاد بوسیله گیاه
2-    وجود صفات ژنتیکی ساده
3-    از آنجایی که ذرت گیاهی است خود گشن دورگ گیری در آن به سادگی صورت می‌گیرد. 
4-    ظهور صفات مغلوبی که در اثر خود گشن نمودن ظاهر می‌گردد. روی این اصل که گرده افشانی ذرت غیر مستقیم یادگر گشن می‌باشد گیاهی است از نظر ژنتیکی هتروزیگوت و احتمال وجود دانه با ژنوتیپ مشابه در روی یک خوشه خیلی نادر است. منبع (3)
2-3 روشهای اصلاح ذرت
1-2-3- سلکسیون یا انتخاب
2-2-3- تهیه واریته‌های هیبرید یا دورگ
3-2-3- تهیه وارتیه‌های مصنوعی