اهداف تحقیق……………………………………………………………………………………………………………………………………………..3

فصل اول: كلیات

1-1- تجزیه و تحلیل رشد گیاه……………………………………………………………………………………………………………….5

1-2- شاخص های مورفولوژیك و فیزیولوژیك رشد ………………………………………………………………………………6

1-3-1- سرعت رشد محصول (CGR) …………………………………………………………………………………………………6

1-3-2- سرعت رشد نسبی (RGR) ……………………………………………………………………………………………………..6

1-3-3- سرعت جذب خالص (NAR) ………………………………………………………………………………………………….7

1-3-4- شاخص سطح برگ (LAI) …………………………………………………………………………………………………….7

1-3-5- دوام سطح برگ (LAD) ………………………………………………………………………………………………………..7

1-3-6- نسبت سطح برگ (LAR) ……………………………………………………………………………………………………..8

1-3-7- وزن مخصوص برگ (SLW) ………………………………………………………………………………………………….8

1-3-8- دوام بیوماس (BMD ) ………………………………………………………………………………………………………….8

1-4- كیفیت برنج ………………………………………………………………………………………………………………………………….9

فصل دوم بررسی منابع                        

2-1- شاخص های رشد ………………………………………………………………………………………………………………………..12

2-1-1- تولید ماده خشك ……………………………………………………………………………………………………………………12

2-1-2- سرعت رشد محصول ………………………………………………………………………………………………………………13

2-1-3- شاخص سطح برگ ………………………………………………………………………………………………………………..15

2-1-4- سرعت رشد نسبی …………………………………………………………………………………………………………………17

2-1-5- میزان فتوسنتز خالص ……………………………………………………………………………………………………………18

2-1-6- دوام سطح برگ ………………………………………………………………………………………………………………………19

2-1-7- نسبت سطح برگ ……………………………………………………………………………………………………………………20

2-1-8- دوام بیوماس …………………………………………………………………………………………………………………………..21

2-2- صفات مورفولوژیك ……………………………………………………………………………………………………………………..21

2-2-1- ارتفاع بوته ………………………………………………………………………………………………………………………………21

2-2-2- قابلیت پنجه زنی …………………………………………………………………………………………………………………….23

2-2-3- مساحت برگ پرچم ………………………………………………………………………………………………………………..24

2-2-4- روزهای تا 50 درصد گلدهی و رسیدگی كامل ……………………………………………………………………..25

فهرست مطالب

 

2-3- عملكرد و اجزای عملكرد …………………………………………………………………………………………………………….26

2-3-1-  تعداد خوشه در واحد سطح ………………………………………………………………………………………………….27

-3-2- وزن هزار دانه ………………………………………………………………………………………………………………………….27

2-3-3- درصد باروری دانه ( تعداد دانه پر، نیمه پر و پوك) ………………………………………………………………29

2-3-4- تعداد كل دانه در خوشه …………………………………………………………………………………………………………30

2-3-5- طول خوشه …………………………………………………………………………………………………………………………….31

2-3-6- شاخص برداشت   ……………………………………………………………………………………………………………………..32

2-4- صفات كیفی ………………………………………………………………………………………………………………………………..34

فصل سوم: مواد و روشها

3-1- آزمایش مزرعه ای ……………………………………………………………………………………………………………………….37

3-1-1- مشخصات محل اجرای آزمایش و طرح آزمایشی ………………………………………………………………….37

3-1-2- معرفی ارقام مورد بررسی ……………………………………………………………………………………………………….38

3-1-2-1- رقم طارم هاشمی………………………………………………………………………………………………………………..38

3-1-2-2- رقم كادوس ………………………………………………………………………………………………………………………..38

3-1-2-3- رقم هیبرید بهار1 ………………………………………………………………………………………………………………39

3-1-2-4- رقم نعمت …………………………………………………………………………………………………………………………..39

3-1-2-5- لاین های امید بخش …………………………………………………………………………………………………………40

3-1-3- مراحل اجرای آزمایش ……………………………………………………………………………………………………………40

3-2- نمونه برداری و اندازه گیری صفات …………………………………………………………………………………………….41

3-2-1- اندازه گیری صفات در مراحل رشد گیاه ………………………………………………………………………………..41

3-2-2- صفات كمی و نحوة اندازه گیری آنها ……………………………………………………………………………………..43

3-2-2-1- تعداد پنجه های بارور در بوته …………………………………………………………………………………………..43

3-2-2-2- ارتفاع گیاه ………………………………………………………………………………………………………………………….43

3-2-2-3- روزهای تا 50 درصد گلدهی …………………………………………………………………………………………….43

3-2-2-4- طول برگ پرچم ………………………………………………………………………………………………………………..43

3-2-2-5- عرض برگ پرچم ……………………………………………………………………………………………………………….43

3-2-3- اندازه گیری صفات در مرحله رسیدن فیزیولوژیكی و قبل از برداشت ………………………………….44

3-2-3-1- شاخص برداشت …………………………………………………………………………………………………………………44

3-2-3-2- اجزای عملكرد ……………………………………………………………………………………………………………………44

فهرست مطالب

 

3-2-4- اندازه گیری صفات در مرحله بعد از برداشت ………………………………………………………………………..45

3-2-5- اندازه گیری صفات كیفی ……………………………………………………………………………………………………….45

 

3-3- محاسبات آماری ………………………………………………………………………………………………………………………….46

فصل چهارم: نتایج و بحث

4-1- تجزیه و تحلیل شاخص های رشد ………………………………………………………………………………………………48

4-1-1- تولید ماده خشك ……………………………………………………………………………………………………………………48

4-1-2- سرعت رشد محصول ………………………………………………………………………………………………………………50

4-1-3- سرعت رشد نسبی ………………………………………………………………………………………………………………….52

4-1-4- شاخص سطح برگ …………………………………………………………………………………………………………………52

4-1- 5- سرعت فتوسنتز خالص ………………………………………………………………………………………………………….55

4-1-6- دوام سطح برگ ………………………………………………………………………………………………………………………55

4-1-7- نسبت سطح برگ ……………………………………………………………………………………………………………………58

4-1-8- دوام بیوماس …………………………………………………………………………………………………………………………..60

4-2- صفات مورفولوژیك ……………………………………………………………………………………………………………………..61

4-2-1-  قابلیت پنجه زنی …………………………………………………………………………………………………………………..61

4-2-2-  ارتفاع بوته ……………………………………………………………………………………………………………………………..62

4-2-3- تعداد روز تا 50 درصد گلدهی ………………………………………………………………………………………………62

4-2-4- تعداد روز تا رسیدگی كامل ……………………………………………………………………………………………………63

4-2-5- مساحت برگ پرچم ………………………………………………………………………………………………………………..63

4-3- عملكرد و اجزای عملكرد …………………………………………………………………………………………………………….65

4-3-1- تعداد خوشه در واحد سطح (مترمربع) ………………………………………………………………………………….65

4-3-2- وزن هزار دانه ………………………………………………………………………………………………………………………….65

4-3-3- تعداد كل دانه در خوشه …………………………………………………………………………………………………………66

4-3-4- تعداد دانه پر در خوشه …………………………………………………………………………………………………………..66

4-3-5- تعداد دانه نیمه پر و پوك ………………………………………………………………………………………………………67

4-3-6- درصد باروری ………………………………………………………………………………………………………………………….67

فهرست مطالب

 

4-3-7- طول خوشه …………………………………………………………………………………………………………………………….67

4-3-8- شاخص برداشت ……………………………………………………………………………………………………………………..68

4-3-9- عملكرد دانه …………………………………………………………………………………………………………………………….68

4-4-صفات كیفی ………………………………………………………………………………………………………………………………….70

4-4-1- دمای ژلاتینی شدن ………………………………………………………………………………………………………………..70

4-4-2- قوام ژل ……………………………………………………………………………………………………………………………………70

4-4-3- درصد آمیلوز …………………………………………………………………………………………………………………………..71

4-4-4- طول و عرض دانه قبل از پخت ………………………………………………………………………………………………71

4-4-5- طول و عرض دانه پس از پخت ………………………………………………………………………………………………71

4-4-6- طویل شدن دانه ……………………………………………………………………………………………………………………..72

4-4-7- عطر …………………………………………………………………………………………………………………………………………72

4-6- همبستگی ها ……………………………………………………………………………………………………………………………….76

4-7- نتیجه گیری كلی ………………………………………………………………………………………………………………………..83

4-8- پیشنهادات …………………………………………………………………………………………………………………………………..84

فصل پنجم: منابع

منابع ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….86

 

 

فهرست جداول و نمودار

جدول 3-1 مشخصات لاین های مورد مطالعه …………………………………………………………………………………….37

جدول 4-1- میانگین مربعات تولید ماده خشك در ژنوتیپ های مورد مطالعه ………………………………….49

جدول 4-2- مقایسه میانگین تولید ماده خشك در ژنوتیپ های مورد مطالعه ………………………………….49

جدول 4-3- میانگین مربعات سرعت رشد محصول در ژنوتیپ های مورد مطالعه …………………………….51

جدول 4-4- مقایسه میانگین مربعات سرعت رشد محصول در ژنوتیپ های مورد مطالعه………………….51

جدول 4-5- میانگین مربعات سرعت رشد نسبی در ژنوتیپ های مورد مطالعه …………………………………53

جدول 4-6- مقایسه میانگین مربعات سرعت رشد نسبی در ژنوتیپ های مورد مطالعه……………………..53

جدول 4-7- میانگین مربعات شاخص سطح برگ در ژنوتیپ های مورد مطالعه ………………………………..54

جدول 4-8- مقایسه میانگین مربعات شاخص سطح برگ در ژنوتیپ های مورد مطالعه …………………..54 جدول 4-9- میانگین مربعات سرعت فتوسنتز خالص در ژنوتیپ های مورد مطالعه ………………………….56

جدول 4-10- مقایسه میانگین مربعات سرعت فتوسنتز خالص در ژنوتیپ های مورد مطالعه …………56

جدول 4-11- میانگین مربعات دوام سطح برگ در ژنوتیپ های مورد مطالعه ………………………………….57

جدول 4-12- مقایسه میانگین مربعات دوام سطح برگ در ژنوتیپ های مورد مطالعه ……………………..57

جدول 4-13- میانگین مربعات نسبت سطح برگ در ژنوتیپ های مورد مطالعه ……………………………….59

جدول 4-14- مقایسه میانگین مربعات نسبت سطح برگ در ژنوتیپ های مورد مطالعه …………………..59

جدول 4-15- میانگین مربعات دوام بیوماس در ژنوتیپ های مورد مطالعه ……………………………………….60

جدول 4-16- مقایسه میانگین مربعات دوام بیوماس در ژنوتیپ های مورد مطالعه ………………………….61

جدول 4-17- تجزیه واریانس صفات مورفولوژیكی مورد مطالعه ………………………………………………………..64

جدول 4-18- مقایسه میانگین صفات مورفولوژیكی مورد مطالعه ………………………………………………………64

جدول4-19- میانگین مربعات عملكرد و اجزاء عملكرد تیمارهای مورد مطالعه …………………………………69

جدول 4-20- مقایسه میانگین عملكرد و اجزاء عملكرد ……………………………………………………………………..69

جدول 4-21- میانگین مربعات عملكرد وصفات كیفی ژنوتیپ های مورد مطالعه ……………………………..72

جدول 4-22-  مقایسه میانگین صفات كیفی مورد بررسی در ژنوتیپ های مورد مطالعه …………………72

جدول 4-23-  مقایسات گروهی عملكرد و صفات كیفی در ژنوتیپ های مورد مطالعه …………………….73

جدول 4-24- همبستگی بین شاخص های رشد، عملكرد و اجزای عملكرد ………………………………………79

جدول 4-25- همبستگی بین صفات مورفولوژیكی، عملكرد و اجزای عملكرد …………………………………..80

جدول 4-26- همبستگی بین شاخص های رشد و صفات مورفولوژیكی ……………………………………………81

جدول 4-27- همبستگی بین صفات كیفی و عملكرد ………………………………………………………………………..82

نمودار 4-1- مقایسه میانگین دمای ژلاتینی شدن در لاین های امید بخش و رقم نعمت ………………..74

نمودار 4-2- مقایسه میانگین طول دانه قبل از پخت در لاین های امید بخش و رقم بومی …………….74

نمودار 4-3- مقایسه میانگین افزایش طول دانه پس از پخت در لاین های امیدبخش و رقم بومی …75

نمودار 4-4- مقایسه میانگین عطر دانه در لاین های امیدبخش و ارقام اصلاح شده ………………………..45

 

 

چكیده

به منظور تعیین شاخص های فیزیولوژیك و مورفولوژیك رشد ارقام و لاینهای امید بخش برنج، آزمایشی در موسسه تحقیقات برنج كشور واقع در رشت در قالب طرح بلوك كامل تصادفی با 14 تیمار در 4 تكرار در بهار و تابستان سال 1387 اجرا گردید. تیمارها شامل 4 رقم (طارم هاشمی، كادوس، هیبرید بهار1 و نعمت) و 10 لاین امید بخش برنج بود. به منظور اندازه گیری شاخص های رشد، به فاصله هر 15 روز، تعداد 4 كپه با انتخاب تصادفی و با در نظر گرفتن اثر حاشیه ای (حذف دو كپه از طرفین) از هر كرت كف بر شدند. سطح برگ توسط دستگاه اندازه گیری سطح برگ تعیین شد. وزن خشك برگ و ساقه با قرار دادن آنها در آون در دمای 70 درجه سانتی گراد به مدت 48 ساعت حاصل شد. در مرحله گلدهی، صفات مورفولوژیكی شامل تعداد پنجه، ارتفاع بوته، مساحت برگ پرچم، تعداد روزهای تا 50 درصد گلدهی و رسیدگی كامل مورد ارزیابی قرار گرفتند. صفات كیفی نیز از قبیل مقدار آمیلوز، درجه حرارت ژلاتینی شدن، تعیین قوام ژل، اندازه و شكل دانه، طویل شدن دانه و عطر نیز بعد از مرحله برداشت و تبدیل در آزمایشگاه اندازه گیری شدند. نتایج بدست آمده، حاكی از آن بود كه همه تیمارها، در مرحله قبل از گلدهی به حداكثر LAI دست یافتند و صفات مورد بررسی اختلاف      معنی داری نشان دادند. TDM (**58/0)، CGR (**36/0)، LAI (**55/0)، LAR (**48/0)، LAD (**55/0)، BMD (**70/0)، تعداد پنجه (**67/0)، مساحت برگ پرچم (**39/0)، وزن هزار دانه (**59/0)، تعداد خوشه در متر مربع (**67/0) و طول خوشه (**37/0) همبستگی مثبت و معنی داری با عملكرد دانه داشتند. لاین های 416 و 203 از نظر شاخص های رشد و قابلیت پنجه زنی و كمترین ارتفاع بوته در وضعیت مطلوبتری قرار داشتند و از طرفی عملكرد نسبتاً بالایی را نیز داشتند (به ترتیب 34/6 و 25/6 تن در هكتار) و به عنوان لاین مطلوب جهت برنامه های به زراعی در شرایط مشابه با این آزمایش قابل پیگیری و توصیه به نظر می رسند. لاین 223، كیفیت بالاتری داشت زیرا دارای آمیلوز متوسط (28/22%)، دمای ژلاتینی شدن متوسط (نمره 63/4)، افزایش دانه خوب و عطر مناسب بود. در حالی كه عملكرد پایینی داشت (90/4 تن در هكتار). در این تحقیق لاین های با خصوصیات كیفی بالاتر عملكرد پایین تری داشتند.

 

واژه های كلیدی: برنج، لاین امید بخش، شاخص های رشد، عملكرد دانه، صفات كیف

 

 

مقدمه

برنج  (Oryza sativa L)از قدیمی ترین گیاهانی است  که در دنیا کشت شده و مبدآ پیدایش آن آسیای جنوب شرقی بخصوص کشورهای هند و چین می باشد (زمانی و علیزاده، 1386). مهمترین مرکز تولید برنج در جهان قاره آسیا است که حدود 90% برنج تولیدی جهان را به خود اختصاص داده است. در قاره های آمریکا، اروپا، آفریقا و اقیانوسیه 10 درصد بقیه کشت برنج انجام می شود. هم اکنون استانهای گیلان و مازندران از مناطق مهم تولید برنج در کشور هستند. در این دو استان برنج به عنوان یکی از عمده ترین اقلام منابع غذایی محسوب می شود و حدود 13 نوع غذای محلی از آن درست می شود (اخوت و وکیلی، 1376). سطح زیر کشت برنج در دنیا کمتر از گندم بوده لکن مقدار تولید آن تقریباً برابر گندم می باشد (خدابنده، 1379) . بر اساس گزارش سازمان خواروبار جهانی در سال1380، سطح زیر کشت برنج در کشور ما 480 هزار هکتار و میزان تولید شلتوک معادل 2/2میلیون تن می باشد (امام، 1383). طی دو دهه اخیر میزان مصرف سرانه برنج کشور و الگوی مصرف و تغذیه مردم تغییر و مصرف برنج به عنوان یکی از مواد اولیه اصلی و اساسی غذای روزانه وارد سبد خانوار شده بطوری که مصرف سرانه برنج از 15 تا 20 کیلوگرم به 38 تا40 کیلوگرم افزایش یافته است (زمانی وعلیزاده، 1386). بر اساس برآورد انجام شده، شمار ساکنان کره زمین از 5 میلیارد و 500 میلیون نفر کنونی به 8 میلیارد و 400 هزار نفر در سال 2025 میلادی افزایش خواهد یافت و هر ساله 88 میلیون نفر به جمعیت جهان افزوده می گردد، كه تا سال 2050 تولید برنج بایستی بالغ بر 50 درصد افزایش یابد كه این افزایش تولید نیازمند اصلاح ارقام و اعمال مدیریت های صحیح زراعی است (Ntanos and Koutrbas, 2002.). در کشور ما بیشترین نسبت اراضی تحت کشت مربوط  به ارقام بومی با عملکرد کم ولی با کیفیت زیاد می باشد (اخوت و وکیلی ، 1376). با توجه به رشد جمعیت در آسیا که 90 درصد برنج دنیا در آن تولید و مصرف می شود، تولید سالیانه برنج باید 7/1 درصد افزایش یابد تا نیاز آینده مصرف کنندگان را تامین نماید .(Dato Seri, 2003)که با توجه به نرخ رشد جمعیت، میزان تولید فعلی برنج، به هیچ وجه جوابگوی مصرف نبوده، پس لازم است در جهت معرفی ارقام جدید با عملکرد زیادتر تلاش شود. خوشبختانه در دهه های گذشته، اغلب كشورهای آسیایی فعالیت خوبی را در ارتباط با زراعت برنج و اصلاح آن به عمل آوردند، به طوری كه در آسیا بیشترین سطح زیر كشت ارقام پرمحصول جدید در سال 1997 مربوط به كشور هند با 32200000 هكتار بود(2004 ،IRRI).در چهار دهه پیش، تحقیقات برنج پیشرفت های زیادی در زمینه معرفی و توسعه كشت ارقام اصلاح شده و افزایش كارایی مدیریت منابع طبیعی و نهاده ها داشته كه باعث افزایش محصول،كاهش هزینه تولید و افزایش درآمد كشاورزان شده است (2005 Mahabub,).

یكی از ابزار مهم متخصصان به نژادی، انتخاب والدین مناسب جهت تلاقی دادن آنها می باشد تا بدین ترتیب بتوانند با تركیب خصوصیات مناسب والدین، ژنوتیپ های جدید را تولید كنند، اما یكی از محدودیت های مهم این روش عدم آگاهی از فرایندهای فیزیولوژیكی می باشد و لذا باعث اتخاب تصادفی والدین می گردد(مهدوی، 1383). بنابرین با شناخت دقیق خصوصیات مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی لاینها و ارقام اصلاح شده و تجزیه و تحلیل رشد آنها، می توان به عامل محدودیت ویا افزایش محصول در واحد سطح پی برد و مدیریت های لازم را جهت افزایش عملکرد انجام داد. از طرف دیگر شاخص های رشد، یکی از عوامل تعیین کننده وضعیت فیزیکوشیمیایی گیاهان در عکس العمل به شرایط مختلف محیطی می باشند که بر میزان محصول گیاهان تاثیر می گذارند (عرفانی و نصیری، 1379). بنابراین مطالعه لاینهای امید بخش و مقایسه آنها با یکدیگر بسیار ضروری است زیرا از یک طرف این لاینها دارای ویژگیهای منحصر بفرد بوده و می توانند منابع ژنتیکی بسیار خوبی در برنامه های اصلاحی محسوب گردند و از جهت دیگر مصرف کننده های برنج در داخل کشور، تمایل زیادی به مصرف برنج های با کیفیت بالا دارند و این مساله محققین زراعت و اصلاح نباتات را بر آن می دارد تا با انجام پژوهش های گسترده، صفات مطلوب لاینهای معرفی شده را شناسایی نموده و با انتقال به ارقام جدید گامی مثبت در جهت خود کفایی از نظر تولید برنج بردارند ( قیصری، 1386) .

با توجه به مسائل مطرح شده هدف از اجرای این آزمایش عبارتند از :

بررسی شاخص های مرفولوژیکی و فیزیولوژیکی ارقام و لاین های امید بخش برنج.
مطالعه همبستگی شاخص های فوق با عملکرد و اجزای عملکرد ارقام و لاین های امید بخش برنج.
معرفی شاخص های موثر و مطلوب در عملکرد ارقام و لاین های امید بخش برنج.
پیشنهاد لاین مطلوب از میان لاین های مورد مطالعه جهت برنامه های به زراعی در شرایط مشابه.
 

 

فصل اول

كلیات

 

1– كلیات

1-1- تجزیه وتحلیل رشد گیاه

مفهوم اساسی و کاربرد های فیزیولوژیکی تجزیه و تحلیل رشد نسبتاً ساده بوده ودر برخوردهای کلاسیک اولیه توسط بلاکمن (1919)، بریگز و همکاران (1920) و فیشر (1920) توضیح داده شده است. تنها اندازه گیری دو عامل سطح برگ و وزن خشک در فواصل مکرر لازمه تجزیه و تحلیل رشد است و دیگر کمیت های تجزیه و تحلیل رشد توسط محاسبه بدست می آیند (کوچکی و سرمدنیا، 1380) . تجزیه و تحلیل رشد در واقع روشی برای تجزیه عوامل موثر بر عملکرد و تکامل گیاه و اندازه گیری آنها بر اساس تجمع مواد فتوسنتزی خالص نسبت به طول زمان است که مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد (گیلانی و همكاران، 1382).

تجزیه و تحلیل رشد می تواند بر اساس تک بوته یا اجتماع گیاهی صورت گیرد . تجزیه و تحلیل رشدی تک بوته ها که معمولاً در مراحل اولیه رشد انجام می شود شامل قسمت های زیر است :

سرعت رشد نسبی[1] و مطلق[2]
سرعت جذب برگ یا سرعت جذب خالص[3]
نسبت سطح برگ[4]
سطح ویژه برگ[5]
وزن مخصوص برگ[6]
 

کمیت هایی که تجزیه و تحلیل رشد اجتماعات گیاهی مورد استفاده قرار می گیرند شامل :

1- شاخص سطح برگ[7]

2- دوام سطح برگ[8]