نیشکر (مورفولوژی، زمان کاشت، ارقام تجاری، بیماری ها، تحمل نسبت به شوری، ارزیابی ژن و….)

بررسی گیاه نیشکر در تمامی جوانب

نیشکر (مورفولوژی، زمان کاشت، ارقام تجاری، بیماری ها، تحمل نسبت به شوری، ارزیابی ژن و….)

منابع

اکولوژی نیشکر

نیشکر گیاه خاص مناطق گرمسیر و نیمه گرمسیری است در نواحی که میانگین حرارت ماهیانه طی سال حدود 20 درجه سانتیگراد می باشد، کشت و کار آن امکان پذیر است. درجه حرارت متوسط برای رشد و نمو و ساختن قند کافی در ساقه ها لازم است بین 30 درجه تا 34 درجه می باشد. حرارت روی جذب آب توسط گیاه تاثیر زیادی دارد بطوریکه در حرارت 30 تا28 درجه جذب اب حداکثر است و در حرارت 10 درجه جذب آب به شدت کاهش می یابد جذب عناصر غذایی هم تابع درجه حرارت است بطوریکه در حرارت زیر 19 درجه جذب ازت انجام نمی شود.

حرارت روی جوانه زنی قلمه ها نیز تاثیر دارد بطوریکه بهترین حد جوانه زنی در درجه حرارت 34 درجه است. حداقل حرارت برای جوانه زنی قلمه ها 12 درجه می باشد نیشکر در حرارت کمتر از 20 درجه پنجه نمی زند ولی با افزایش حرارت پنجه زنی افزایش می یابد. حرارت پنجه زنی بعضی از ارقام حدود 32 درجه است و تنها عامل محدود کننده ی رشد نیشکر سرما و خشکی است بطوریکه اگر حرارت به صفر یا زیر صفر برسد در مدت 24 ساعت جوانه های انتهایی آسیب می بینند و اگر یک هفته ادامه داشته باشد تمام اندام های هوایی از بین می روند.

نیشکر برای رشد و نمو خود نیاز به رطوبت فراوان دارد یک بوته کامل نیشکر روزانه حدود 4 لیتر آب تبخیر می کند (میرشکاری، 1381). جذب عناصر غذایی تابع میزان رطوبت خاک است نیشکر در 6 ماه اول رشد و نمو به حرارت و رطوبت مناسب نیاز دارد. البته رطوبت بیش از اندازه مضر است. نیشکر برای رشد و نمو به 50 تا 30 هزار متر مکعب آب نیاز دارد. ضریب تبخیر و تعرق نیشکر حدود 200 تا 150 لیتر آب است. در سال اول معمولا حدود 30 مرتبه آبیاری نیاز دارد .در هر مرتبه 200 تا 100 میلی متر آب نیاز دارد.

فواصل آبیاری در ماه های تیر و مرداد هر هفت روز یکبار و در شهریور ماه به بعد فواصل دور آبیاری 25 تا 20 روز خواهد بود. خاک های عمیق با بافت متوسط تا نیمه سنگین برای نیشکر مفید است. نور یکی دیگر از عوامل محیطی است که روی پنجه زدن و رشد و نمو نیشکر مفید است. در روز های خیلی کوتاه نیشکر به گل می رود . هوای ابری به مدت طولانی باعث نرمی ساقه های نیشکر می شود. یکی دیگر از عوامل محیطی که روی رشد و نمو در نیشکر و کلا در نباتات تاثیر دارد باد است. بطوریکه باد شدید در مزارع نیشکر باعث شکستگی و ورس[1] نیشکر می شود (خواجه پور،1385).

محصولات جانبی نیشکر

نیشکر تنها محصولي است كه ضايعات ندارد و با استفاده از ضايعات آن حدود 28 محصول صنايع جانبي توليد و از آن‌ها استفاده بهينه‌اي مي‌شود و در نتيجه هر محصول فرعي نيشكر به يك محصول اصلي براي صنعتي ديگر تبديل مي‌شود.

باگاس يا تفاله نيشكر مواد اوليه براي توليد كاغذ MDF، خوراك دام، الكل و چند محصول ديگر است. از ديگر صنايع جانبي كه از باگاس نيشكر قابل توليد است مي‌توان به توليد MDF اشاره كرد. از تفاله می توان بعنوان بستر مرغ و دام نیز مصرف می شود(یداله خواجه زاده1389).

ارقام تجاری نیشکر

 رقم CP48-103 :

این رقم از تلاقی Cp29-320 و Co296 در سال 1948 در منطقه کانال پوینت آمریکا انتخاب شده است. به دلیل عملکرد خیلی خوب شکر و نیشکر در مناطق زیادی از جهان همانند ایران، آرژانتین و پاکستان کشت می­گردد. این رقم از فیبر کمی برخوردار بوده و عملکرد بالایی دارد. برگ­ها کم عرض و رنگ ساقه آن  به هنگام رسیدگی به زردی می­گراید. به خوابیدگی (ورس) حساس و به سرما متحمل است. از قدرت بازویی بالایی برخوردار است.

برگ­های این رقم از ساقه­ های زیگزاگ آن به راحتی جدا می­شوند. به اغلب بیماری­های موجود مقاوم و به بادهای گرم بسیار حساس و به آفت ساقه خواران متحمل می­باشد. رقم CP48-103 از مهمترین ارقام شکرساز به ویژه در کشت و صنعت­های نیشکری در شمال خوزستان به شمار می­رود. امروزه این رقم حدود 26 درصد سطح زیر کشت را به خود اختصاص داده است (پرویزی آلمانی و همکاران، 1390).

 رقمCp57-614  :

این رقم از تلاقی Cp53-17 و Cl47-143 در منطقه کانال پوینت آمریکا حاصل شده و به مناطق  نیشکرکاری همانند ایران و مراکش به صورت تجاری معرفی گردیده است. در شرایط کشورمان خیلی زودرس و از قند بالایی برخوردار است. فیبر آن نسبتاً زیاد بوده و به هنگام رشد مناسب در سال اول معمولاً ورس می­نماید. این رقم از مقاومت بازویی مناسبی  برخوردار نمی­باشد. برگ­ها افراشته و به رنگ سبز تیره است. ساقه نیز مستقیم و میانگره­ ها به شکل ماسوره­ای دیده می­شوند.

عملکرد این رقم در خوزستان به ویژه درسال اول کشت مناسب می­باشد. به بادزدگی در تابستان و سرما در زمستان حساس می­باشد. به آفاتی چون کنه حساس و به ساقه خواران نیشکر نسبتاً مقاوم است. به بیماری­هایی از قبیل پوکابونگ(چاقو بریدگی)، سیاهک ساقه  نیشکر حساس، به ویروس موزائیک نیشکر نیمه حساس و متحمل بیماری­های کوتولگی راتون نیشکر(RSD) می­باشد. درحال حاضرحدود20 درصد از اراضی زیرکشت­نیشکر درخوزستان به این رقم اختصاص یافته است(سلطانی حویزه وهمکاران ،1383، پرویزی آلمانی وهمکاران، 1390).

بيماري هاي نيشكر

تا به حال 164 بيماري در جهان گزارش شده است كه در قسمتهاي مختلف گياه از قبيل برگ، ساقه، ريشه و ديگر قسمتهاي آن ايجاد آلودگي مي‌كنند. اغلب آنها از اهميت اقتصادي كمتري برخوردارند ولي بيماريهايي كه در ساقه و ريشه بوجود مي‌آيند، خسارت هنگفتي به محصول و صنعت نيشكر وارد مي‌سازند.

بيماريهاي نيشكر براساس انتقال عامل بيماري بر روي گياه سالم جهت ايجاد آلودگي اوليه به ترتيب اهميت به سه دسته تقسيم مي‌شوند:

• 1- بيماريهاي قلمه‌زاد[1]
• 2- بيماريهاي خاكزاد[2]
• 3- بيماريهاي هوازاد[3]

در يك مزرعه معمولي كه سالم بنظر مي‌رسد، بيماريهاي سياهك ساقه نيشكر[4] ، ويروس موزاييك نيشكر و كوتولگي را تون نيشكر جملگي 20 تا 10 درصد محصول را كاهش مي‌دهند. هنگامي كه بعضي از بيماري هاي خطرناك در سطح مزرعه بصورت گسترده و اپیدمیک [5] شيوع مي‌يابند مي‌تواند تا 70 درصد محصول را از بين ببرد. در هندوستان گاهي اوقات خسارت ناشي از بيماري پوسيدگي قرمز نيشكر[6] آن قدر شديد است كه كل مزرعه را از بين مي‌برد (موسوی جورف و همکاران، 2006).

اثرات شوری بر گیاه نیشکر

شوری آب کارون و اراضی پایین دست بیش از 10 درصد در کاهش محصول نیشکر تاثیر داشته است و کماکان ادامه این روند باعث افت تولید و کاهش محصول نیشکر می شود.  بر اساس بررسی های مسئولان استان خوزستان با آبگیری سد گتوند بخش قابل توجهی از گنبدهای نمکی استان خوزستان زیر پوشش این سد رفته که در نهایت موجب شوری آب و اراضی کشاورزی پایین دست این استان شده است. اراضی نیشکر هفت تپه و کارون در شمال خوزستان از آب مطلوب و شیرین دز بهره می برند این در حالی است که آبیاری اراضی پنج شرکت توسعه نیشکر در جنوب استان خوزستان از آب سد گتوند استفاده  می کنند. شوری اراضی تاثیر تعیین کننده ای بر تولید محصول نیشکر دارد، این در حالی است که هم اکنون نمک روی پشته های اراضی نیشکر ظاهر شده است (راهدار، 1383).

طی تحقیقات به عمل امده بر روی گیاه نیشکر نشان داده شد که اثر شوری بر تمام مولفه های کمی اندازه گیری شده و اثر نیتروژن بر وزن نی وزن ریشه  مجموع طول ریشه و وزن بیوماس معنی دار بوده و درطی تحقیقی نشان داده شد که در پایین ترین سطح کود اوره با افزایش شوری از 1 به 8 دسی زیمنس بر متر وزن نی به ترتیب از 2/303 به 0/728 کیلوگرم در گلدان کاهش معنی داری پیدا می کند افزایش شوری از 1 به 2 دسی زیمنس بر متر وزن نی را بطور معنی داری کاهش می دهد.

حد استانه شوری نیشکر در استان خوزستانds/m   1/7  تایید شده است. با افزایش کود اوره از تاثیر مضر شوری بر عملکرد نی کاسته می شود به طوری که در بالاترین سطح شوری عملکرد نی در سطوح 200 .300 و 400 کیلوگرم اوره در هکتار به ترتیب برابر با 0/728 و 1/155 و 1/378 کیلوگرم در گلدان می باشد .افزایش شوری باعث افزایش میزان سدیم برگ و کاهش میزان پتاسیم برگ می گردد. مطالعات انجام شده ی اخیر نشان داد که با افزایش کود اوره بیش از مقدار توصیه شده گیاه نیشکر تحت تنش شوری قادر به سنتز بیشتر تنظیم کننده های اسمزی نظیر پرولین می باشد.که این پاسخ گیاه منجر به بهبود و افزایش نسبت k:N گردید(ماس و هافمن،1977).

در گیاه نیشکر افزایش شوری به دلیل عرضه فراوان سدیم و کلر به گیاه باعث کاهش غلظت آنیون های الی در داخل ان و کاهش میزان نیتروژن گیاه میشود . با افزایش شوری طول ریشه نیز کاهش می یابد که در چنین شرایطی با تامین نیتروژن بیشتر سبب بالا رفتن غلظت نیتروژن خاک شده و در نتیجه افزایش جذب نیتروژن و بهبود عملکرد می گردد.

با توجه به شوری زمین های تحت کشت نیشکردر ایران افزایش مقاومت این گیاه به شوری اهمیت دارد. در تحقیقات انجام شده توسط محققین بر صفات مورفولوژیک ۸ رقم تجاری و امید بخش نیشکر اثرات شوری در مرحله ابتدای رویشی با استفاده از غلظت های شاهد 0/25، 0/5، 75/0 درصد نمک سدیم و در محیط کشت هیدروپونیک نشان داده است که صفات مورد بررسی و تحمل به شوری ارقام مورد مطالعه در سطوح مختلف شوری تفاوت معنی داری نشان می دهند.

با افزایش سطوح شوری، رشد و مقادیر صفات مورفولوژیک مانند وزن خشک، ارتفاع، تعداد پنجه، سطح برگ و تعداد برگ کاهش می یابد و روند این کاهش در ارقام متحمل کندتر می باشپد (سلطانی حویزه و همکاران1386). بیشترین درصد کاهش مربوط به صفات تعداد برگ سبز و تعداد پنجه در هر بوته و کمترین درصد کاهش مربوط به عرض برگ و تعداد کل برگ ها در بوته بوده است. رقم CP۶۵-۳۹۲ در کلیه سطوح شوری از بین رفته و به عنوان حساس ترین رقم در این مرحله رشد شناخته شده اند.

رقم NCO ۳۱۰ ضمن دارا بودن ظرفیت عملکرد بالا در شرایط بدون تنش، از بیشترین میزان رشد در تیمار شاهد و شوری کم (0/25 درصد نمک) برخوردار بوده است. در تیمارهای شوری متوسط (0/5 درصد نمک) و زیاد (0/75 درصد نمک) به ترتیب ارقام CP۷۲-۲۰۸۶ و CP۸۲-۱۵۹۲ دارای رشد و عملکرد وزن خشک بالاتری بوده اند. اگر چه این دو رقم دارای عملکرد پایین تری نسبت به رقم NCO ۳۱۰ در شرایط بدون تنش بوده اند، از پتانسیل ژنتیکی تحمل به تنش شوری بیشتری نیز برخوردار بوده اند.

به نظر می رسد استفاده این دو رقم در برنامه های به نژادی نیشکر به لحاظ تولید برتر تحت شرایط تنش شوری سودمند باشد. با بررسی غلظت عناصر پتاسیم و سدیم در ارقام مورد مطالعه مشخص گردید که ارقام NCO ۳۱۰ و CP۸۲-۱۵۹۲ به ترتیب از بالاترین میزان نسبت پتاسیم به سدیم برخوردار هستند و به عنوان متحمل ترین از لحاظ این صفت شناخته شده اند(بنی عباسی 1383).

جهت مشاهده نمونه های دیگر از فصل دوم مهندسی کشاورزی کلیک کنید.

نمونه ای از منابع خارجي

• Abdel HA, Khedr MAA, Amal A, Abdel W, Quick WP, Abogadallah GM (2003) Proline induces the expression of salt stress responsive proteins and may improve the adaptation of Pancratium maritimum L. to salt stress. J Exp Bot 54:2553–2562
• Akhtar, SA, A. Wahid, M. Akram and E. Rasul. 2001. Some growth, photosynthetic and anatomical attributes of sugarcane genotypes under NaCI Int. J. Agri. BioI. 4, 439-443.
• Ayala-Astorga, G. and Alcaraz-Melendez, L. 2010. Salinity effects on protein content, lipid peroxidation pigments and prolin in paulowina imperrialis and paulowina fortunei grown in vitro. Electronic journal of Biotechnology ISSN, 2: 1-15.
• Bustin SA.Absolute quantification of mRNA using real-time reverse transcription polymerase chain reaction assays. J Mol En¬docrinol. 2000:25:169-193.
• Dorak MT. Real time PCR. Taylor & Francis Group. 2006.
• Errabii, T., Gandonou, C. and Senhaji, N. 2007. Effects of NaCl and mannitol induced stress on sugarcane callus cultures. Acta Physiol Plant, 29: 95-102.
• Gibson UE., Heid CA and Williams PM. A novel method for real time quantita¬tive RT-PCR. Genome Res. 1996:6:995-1001.
• Hasegawa PM, Bressan RA, Zhu JK, Bohnert HJ (2000) Plant cellular and molecular responses to high salinity. Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol 51:463–499
• Huang, J., Gu, M., Lai, Z., Fan, B., Shi, K., Zhou, YH., Yu, J.Q. and Chen. Z. 2010. Functional Analysis of the Arabidopsis PAL Gene Family in Plant Growth, Development, and Response to Environmental Stress, Plant Physiology, 153:1526-1538.
• Foyer HC (2005) Redox homeostasis and antioxidant signaling: a metabolic interface between stress perception and physiological Plant Cell 17:1866–1875
• Francisca, O., Santos, B., M´ ngeles P. and Juan P., 2009. Phenylalanine ammonia-lyase and phenolic compounds in leaves and fruits of Olea europaea L. cv. Picual during ripening. Journal of Science Food and Agriculture, 89: 398–406.
• Gao S, Ouyang C, Wang S, Xu Y, Tang L, Chen F (2008) Effects of salt stress on growth, antioxidant enzyme and phenylalanine ammonia-lyase activities in Jatropha curcas L. seedlings. Plant Soil Environ 54(9):374–381
• …
• …