عضو شوید
عضویت سریع
تبادل لینک هوشمند 
آمار مطالب
آمار بازدید
3-4-2 برگ 11
4-4-2 گل 11
5-2 زمان کاشت قلمه های نیشکر 11
6-2 محصولات جانبی نیشکر 12
7-2 ارقام تجاری نیشکر 12
1-7-2 رقم CP48-103 12
2-7-2رقمCp57-614 12
3-7-2 رقم Cp65-315 13
4-7-2 رقم Cp69-1062 13
5-7-2 رقم Cp70-321 13
6-7-2 رقم Sp70-1143 14
7-7-2 رقم Cp73-21 14
8-7-2 رقم IRC99-01 14
8-2 بیماری های نیشکر 15
9-2 بیماریهای نیشکر ایران 15
1-9-2 بیماریهای عفونی 15
2-9-2 بیماریهای غیرعفونی 16
10-2 تنش های گیاهی 16
11-2 فیزیولوژی تنش های گیاهی 17
12-2 تنش های گیاهی از نظر موقعیت جغرافیایی و زیست محیطی در ایران 17
13-2 تنش شوری 18
14-2 علائم خسارت زای شوری 19
15-2 اثرات شوری بر گیاه نیشکر 20
16-2 مبانی سمیت سدیم 22
17-2 مکانیسم های تحمل شوری 23
18-2 سازوکارهای تحمل به شوری 24
19-2 سازگاری کل گیاه به تنش شوری 27
1-19-2 تنظیم انتقال Na به اندام هوایی 27
20-2 مسیرهای اولیه ورود به ریشه 28
1-20-2 مسیر حساس به Ca 28
2-20-2 مسیرهای غیرحساس به Ca 29
3-20-2 مسیر انحرافی 29
21-2 دقع Na به خارج از ریشه 30
1-21-2 کنترل میزان برداشت خالص 30
2-21-2 کنترل بارگیری آوند چوب 31
22-2 عوامل موثر در مقاومت گیاهان به شوری 31
23-2 مطالعات سلول شناختی و ژنتیکی 31
24-2 آنزیم فنیل آلانین آمونیا- لیاز 32
25-2 روش های ارزیابی بیان ژن 34
1-25-2 روش لکه گذاری نورترن 35
2-25-2 ارزیابی حفاظت در برابر R-Nase 35
3-25-2 هیبریدیزاسیون درجا 36
4-25-2 روش RT-PCR 36
5-25-2 روش PCR در زمان حقیقی 36
6-25-2 اصول PCR در زمان حقیقی 37
7-25-2 روش های مختلف آزمون PCR در زمان حقیقی 39
1-7-25-2 روش مبتنی بر کاربرد رنگ های فلئورسنت آزاد 39
2-7-25-2 روش های مبتنی بر پروب 40
3-7-25-2 پروب های هیدرولیز شوند یا TaqMan 40
4-7-25-2 پروب های هیبرید شونده 41
26-2 اصول کاربرد PCR در زمان حقیقی در ارزیابی های کمی 42
27-2 روش عمومی برای محاسبه ی نسبت سنجش نسبی بیان ژن 43
فصل سوم: مواد و روشها 44
1-3 وسایل مورد استفاده 45
2-3 مواد مورد استفاده 45
3-3 روش کار 45
1-3-3 نمونه گیری 45
2-3-3 استخراج RNA 46
1-2-3-3 محلولهای مورد نیاز 46
4-3 واکنش سنتز CDNA (RT) 47
1-4-3 روش ساخت CDNA 47
5-3 واکنش زنجیره ای پلیمراز (PCR) 48
1-5-3 روش تهیه محلول (PCR) 48
2-5-3 تهیه ی ژل و ارزیابی محصول PCR 49
3-5-3 روش تهیه ی محلول TAE 49
4-5-3 ساخت رنگ بارگذاری 49
5-5-3 بارگذاری نمونه ها 49
6-3 ارزیابی مقایسه کارایی تکثیرژن کنترل داخلی (GaPDH) و ژنPAL 50
7-3 واکنش PCR در زمان حقیقی 50
1-7-3 روش انجام PCR در زمان حقیقی 50
2-7-3 روش تهیه محلول PCR در زمان حقیقی 50
8-3 بررسی مقایسه ای بیان ژن ها 51
9-3 آنالیز آماری داده ها 51
فصل چهارم: نتایج 52
1-4 تعیین کارایی تکثیر ژن PAL و GAPDH 53
فصل پنجم: بحث 60
پیشنهادات 65
منابع فارسی 66
منابع خارجی 67
چکیده :
آنزیم فنیل آلانین (PAL) یکی از مهمترین آنزیمها در مسیر تولید پروپانوئیدها در گیاهان می باشد که نقش کلیدی در تولید این ترکیبات دارد. بیان ژن PAL در پاسخ به طیف وسیعی از محرک های محیطی شامل اشعه ی فرابنفش، دمای بالا و سایر شرایط تنشی افزایش می یابد. در این مطالعه تغییرات بیان ژن و فعالیت آنزیم PAL در ریشه، ساقه و برگ در نیشکر تحت 3 تیمار تنشی ds/m 5/3-5/2 و 6/3-6 و 1/6-8 ارزیابی شد. بمنظور ارزیابی بیان ژن PAL از روش PCR زمان حقیقی رنگ SyberGreen و روش مقایسه ای ΔΔCt استفاده شد. همچنین ژن GAPDH بعنوان کالیبراتور در نظر گرفته شد. میزان فعالیت آنزیم بر اساس تغییر فنیل آلانین به ترانس سینامیک اسید و با استفاده از روش اسپکتروفتومتری سنجیده شد.
نتایج این تحقیق نشان داد که با افزایش میزان شوری میزان بیان ژن PAL و فعالیت آن در بافت ریشه افزایش یافت. تغییرات یکسانی در بافت برگ و ساقه در پاسخ به شوری در بیان ژن و فعالیت آنزیم مشاهده گردید. در مجموع نتایج این تحقیق نشان داد که با افزایش میزان شوری میزان بیان ژن PAL و فعالیت آن در بافتهای مختلف نیشکر افزایش می یابد.
واژه های کلیدی: فنیل آلانین آمونیا لیاز، تنش شوری، نیشکر
فصل اول
مقدمه
نیشکر (Saccharum officinarum L.)از گونه Andropogoneae و جزء خانواده گندمیان و جزء گیاهان C4 بطور وسیعی در اطراف زمین در مناطق گرمسیری و نیمه گرمسیری کشت می شود. نیشکر بعنوان منبع شکر و بسیاری فراورده های دیگر دارای اهمیت اقتصادی بالائی است و در مقایسه با سایر محصولات کشاورزی از نقطه نظر راندمان تثبیت انرژی در واحد سطح در درجه اول اهمیت قرار دارد. نیشکر حدود 45 تن وزن خشک و 22 تن شکر در هکتار در سال تولید می کند.
بخش جلگه اى خوزستان به علت دارا بودن شرايط مناسب از جمله: خاكهاى رسوبى(علی رغم وجود املاح شور)آب كافي، آفتاب درخشان روزهاى طولانى تنها منطقه در ایران است که نیشکر در آنجا بصورت انبوه کشت می شود، بنا به گفته بسيارى از مورخين رواج كشت نيشكر در ايران از زمان اشكانيان شروع شده است و اوج اهميت نيشكر در خوزستان را قبل از اسلام و دوره ساسانيان بايد جست.
اجرای طرح توسعه نیشکر در خوزستان آثار اقتصادىازجمله تامين شكر، كاغذ، تخته صنعتى (MDF)، فراهم آوردن امكانات توليد گوشت قرمز با استفاده از خوراك دام توليدى، توليد محصولات بيوتكنولوژى ( مانند خمير مايه، الكل و غيره ) و اشتغال زائی را در پی داشته است.
یکی از مشکلات کشاورزی ایران شوری اراضی است. حدود 10 درصد خاکهای ایران را خاکهای شور و سدیمی تشکیل میدهند.افزایش میزان هدایت الکتریکی خاک به بیش از 2 دسی زیمنس بر متر به عنوان شاخص شوری آب مطرح می باشد. گیاهان مقاوم به شوری در طبیعت به طرق مختلفی نسبت به این مشکل سازگاری یافته اند که شامل دامنه ای از تغییرات ریخت شناسی آناتومیکی و فیزیولوژیک می باشد. غالبا گیاهان باساخت ترکیبات مختلف بویژه ترکیبات پلی فنولی فشار اسمزی را تنظیم و در مقابل شوری مقاومت می کنند (برزگر و همکاران 1379).
کاهش آب رودخانه کارون در سالهای اخیر توام با افزایش سطح شوری خاکهای منطقه اثرات زیانباری بر صنعت کشت نیشکر بویژه کاهش تولید داشته است. اثر شوری بر عملکرد نیشکر با تفاوتهای نسبت به واریته های مختلف در مناطق جهان امری قطعی و بدیهی است. در گیاه نیشکر نیز شرایط مشابهی حاکم است. ساخت املاحی چون تری متیل سولفونیو پروپیونات،. فری پولین و برخی ترکیبات فنولیک در برگهای نیشکر تحت تنش اسمزی گزارش شده است. نیشکر در ردیف گیاهان حساس به شوری قرار گرفته و حد آستانه آن ds/m 7/1 است.بین افزایش شوری و رشد و تولید محصول نیشکر ارتباط معکوس وجود دارد. تنش شوری در نیشکر تمایز و طویل شدن میانگره ها و ذخیره قند را در آنها تحت تاثیر قرار می دهد. نتایج تحقیقات اخیر نشان می دهد که به ازا هر واحد افزایش در EC (ds/m) سبب کاهش 9/5 تنی محصول در هکتار میشود. در تحقیقات انجام شده درهفت تپه ایران مشخص شده استکه درمحدوده شوری بین 4-2 افت شدید عملکرد نیشکر اتفاق میافتد. با این حال تفاوت گستردهای در پاسخ واریته های مختلف به شوری و میزان حساسیت و مقاومت آنها در ایران بدست آمده است (شکوه فر و همکاران، 1388) .
با توجه به اینکه آنزیم pal یک آنزیم تنشی و یکی از مهمترین آنزیم های مهم گیاه در تولید فرآورده های فنولی تنظیم کننده فشار اسمزی هستند. به نظر میرسد شناسایی تغییرات بیان ژن این انزیم در برابر تغییرات شوری بتواند شاخص دقیقی از پاسخ میزبان به این تنش را ایجاد نماید و بتوان بر اساس تغییرات بیان این آنزیم نسبت به شناسایی ارقام مقاوم اقدام نمود.
آنزیم فنیل آلانین آمونیالیاز (PAL, EC4.3.1.5) اولین واکنش درمسیر بیوسنتز فنیل پروپانوئید را کاتالیز می کند و ال- فنیل آلانین را بصورت غیر اکسیداتیو دآمینه می کند. طی آن ترانس سینامیک اسید و یون آمونیم شکل می گیرد که ترانس سینامیک اسید پیش ساز ترکیبات متعددی مانند ترکیبات محافظ اسمزی می باشد.
در گیاهان پیشرفته ترانس سینامیک اسید پیش ساز طیف وسیعی از مشتقات فنیل پروپانوئیدها از قبیل فلاونوئید، استیلبن ها، کومارین ها، چوبها، چوب پنبه ها، سایر ترکیبات فنلی دیواره، استرها و آمیدهای محلول و برخی از آلکالوئیدها می باشد PAL ، سنتز و تجمع این ترکیبات در بافتها و گیاهان مختلف را تنظیم می کند و به این دلیل بطور مستقیم در تنظیم سیستم گردش، تجمع چوب و پاسخ در مقابل تخریب مکانیکی و عوامل بیماری زا دخالت دارد. این آنزیم به عنوان آنزیم اساسی در پدیده چوبی شدن دارای بیشینه مطالعات آنزیمی در ارتباط با متابولیسم ثانویه در گیاهان است و حدود یک درصد از کل پروتئین سلول گیاهی را تشکیل می دهد.
PALدر بسیاری گیاهان به عنوان یک ترکیب تترامر که توسط خانواده ژنی کوچکی با چهار عضو در آرابیدوپسیس (4PAL -1PAL) کد می شود. PAL یکی از اولین ژنهای تدافعی گیاهان تشخیص داده شده است که بوسیله تنش های محیطی و عوامل بیماری زا تحریک می شود، همچنین نور، فیتوکروم و تنظیم کننده های رشد بیان این ژن را تحت تاثیر قرار می دهند.
میزان آنزیم PAL در گندمیان ازجمله ذرت غلظت بالائی در مقایسه با سایر گیاهان دارد.
نظربه اهمیت اقتصادی و صنعتی نیشکر در کشور و مشکلات اخیر این صنعت در ارتباط با افزایش شوری آب کارون در سالهای اخیر توام با کاهش تولید ناشی از این تنش ارزیابی شاخص های بیولوژیک پاسخ و شناسایی واریته های مقاوم بر اساس تفاوتهای بیولوژیک مولکولی ضروری می باشد. با توجه به اهمیت انزیم PAL در رشد و نمو و تولید ترکیبات بیولوژیک متعدد بویژه اسمو محافظ ها و عدم وجود اطلاعاتی در این خصوص بویژه در مورد گیاه نیشکر مطالعه مذکور طراحی گردید.
در این تحقیق تغییرات بیان ژن انزیم PAL در بافت ریشه واریته های نیشکر مقاوم به شوری مورد مطالعه قرار خواهد گرفت که به منظور مطالعه ی گسترده تر این تحقیق سنجش تغییرات بیان این انزیم در بافت های ساقه و برگ نیز مورد بررسی قرار گرفت که احتمالا نتایج حاصل از این تحقیق را می توان به منظور شناسایی ارقام مقاوم به شوری استفاده کرد.
فصل دوم
تاریخچه نیشکر در ایران و جهان
2. تاریخچه نیشکر در ایران و جهان
1-2. تاریخچه نیشکر در جهان
در رابطه با خاستگاه اولیۀ نیشکر، نظرات مختلفی وجود دارد. بعضی ها خاستگاه اولیۀ نیشکر را شرق هندوستان و قسمت های شمالی خلیج بنگال و برخی نخستین پایگاه آن را چین و تعدادی نیز زادگاه آن را جزایر اقیانوس آرام ( جزایر گینۀ نو) می دانند. انتقال اولیۀ نیشکر از قسمت های جنوبی اقیانوس آرام به جزایر گینه و کالدونیای جدید بوده، در حالیکه انتقال ثانویۀ آن از جنوب اقیانوس آرام به غرب و شمال غرب آسیا تا هندوستان و شبه جزیرۀ مالی و برمه صورت گرفت. بطور کلی یک منطقۀ مشترک آسیائی- استرالیائی برای منشا نیشکر قابل ارائه است. حد فاصل این منطقۀ مشترک از برونئو و جاوه در اسپانیا تا گینۀ نو در استرالیا است. حوزۀ آسیائی معرفی شده برای منشا نیشکر، بزرگترین حوزۀ ژنتیکی این گیاه بشمار می رود که شامل جزایر سوماترا، سواندا، جاوه، برونئو و جزایر متعدد اقیانوس آرام بوده که تا شرقی ترین نقطۀ جزیرۀ مالی امتداد دارد، در حالیکه مهمترین منطقه در حوزۀ استرالیائی تنوع ژنتیکی نیشکر جزیرۀ گینۀ نو است. مطالعات نشان داده که حوزۀ فیلیپین- مالزی نیز از مناطق مهم تنوع ژنتیکی نیشکر در محدودۀ مشترک آسیائی- استرالیائی آن بشمار می آید. به هر حال شواهد تاریخی دال بر آن است که این گیاه از 1500 سال پیش از میلاد مسیح در هندوستان کشت می شده و این هندی ها بوده اند که برای اولین بار توانسته اند شکر سرخ غیر متبلور( گور) را از نیشکر بدست آورند. زراعت نیشکر از هندوستان به سمت شرق تا چین توسعه یافت و در حدود قرن چهارم قبل از میلاد مسیح به سمت غرب هند تا ایران گسترش پیدا نموده و از همان زمان کشت آن در خوزستان مرسوم گشت. از اوائل قرن هشتم میلادی مقارن با اواخر قرن اول هجری، نیشکر از ایران به مصر برده شد و از این طریق به سوریه نیز وارد گشت. این گیاه در حدود اواسط قرن هشتم میلادی توسط مسلمانان به اسپانیا برده شد و از آنجا به سایر مناطق تحت تصرف مسلمانان در جنوب اروپا توسعه یافت. پس از خروج مسلمانان از اروپا، نیشکر به جزایر آزوور و قناری در اقیانوس اطلس برده شد. در اواخر قرن پانزدهم میلادی، کریستف کلمب در دومین سفر دریائی خود به آمریکا، نیشکر را از جزایر قناری به سنت دومنیکن برد و بدین طریق این گیاه به قارۀ امریکا نیز راه پیدا نمود (راهدار، 1383 ).
2-2 تاریخچه نیشکر در ایران
استان خوزستان از دیرباز مهد کشت نیشکر ایران بوده و نام فعلی آن نیز که به معنی شکرستان می باشد، برگرفته از سوابق دیرینه کشت این گیاه است. از جمله دلایلی که باعث استقرار این گیاه در منطقه شده، وجود خاک های حاصلخیز، آب فراوان، درجه حرارت مناسب و نور کافی می باشد (میرشکاری، 1381). بعضی از مورخین عقیده دارند که برای اولین بار نیشکر در زمان داریوش اول در اوایل قرن هفتم قبل از میلاد مسیح از هندوستان به ایران انتقال یافته است. نکته جالب آنکه استخراج شکر خام از نیشکر و تصفیه آنرا نیز به ایرانیان نسبت می دهند. بر این اساس شکر ایران، عربستان، حجاز و حتی ترکستان از طریق منطقه خوزستان تأمین می‌گشت. پس از ورود اسلام به ایران و تخریب هایی که در واحدهای زیر بنایی از جمله سد معروف شادروان شوشتر وارد آمد، کشت این گیاه رو به افول گذاشت و اوج این فاجعه در زمان استقرار حکومت عباسیان در ایران حادث شد که در عمل بسیاری از مزارع نیشکر کاری به شوره زار مبدل گشت و کار به جایی رسید که شکر ایران در قرن پنجم از مصر تأمین می شد. احیای مجدد کشت نیشکر ایران به سال 1316 هجری شمسی برمی گردد که دولت ایران تصمیم به احیای این زراعت نمود. برای استقرار این گیاه در منطقه خوزستان قلمه هایی از کشورهای اندونزی، هند و مصر وارد و در منطقه آهودشت، اهواز و حمیدیه کشت شدند. در سال 1320 مساحت تحت کشت نیشکر ایران به 300 هکتار رسید و آنالیز کیفیت شربت آنها نیز امیدوار کننده بود که متأسفانه بدلیل کارشکنی شرکت سابق نفت ایران – انگلیس و شروع جنگ جهانی دوم باعث شد که مبادرت به احداث کارخانه تولید شکر نگردد. در سال 1328 سازمان برنامه و بودجه مجدداً در صدد انجام آزمایش نیشکر در خوزستان گردید. از کشورهای صاحب نام نیشکر کار از جمله آمریکا ، برزیل ، آرژانتین ، کوبا و … قلمه هایی را وارد و در اراضی شمال خوزستان کشت نمود. این اقدامات در سال 1330 با همکاری سازمان خواروبار کشاورزی جهانی (FAO) تکمیل و نتیجه گرفته شد که خوزستان محل مناسبی جهت کشت نیشکر می باشد . در نهایت اولین کارخانه قند نیشکری ایران در سال 1340 در هفت تپه به بهره برداری رسید (بنی عباسی و پور مرعشی ،1366).
به استناد نتایج قابل قبولی که از فعالیت کشت و صنعت هفت تپه به دست آمد، کار مطالعات دومین واحد کشت و صنعت نیشکر ایران در سال 1350 آغاز و پس از چند سال، فعالیت اجرایی آن در سال 1354 شروع شد. اولین بهره برداری این شرکت که کشت و صنعت کارون نامیده شد در سال 1356 اتفاق افتاد. در حال حاضـر بزرگترین واحـد کشت و صنعت نیشکر خاورمیانه به حساب می آید. با عنایت به آثار مثبت وجود شرکت های کشت و صنعت در رونق اقتصادی و ارتقاء شرایط اجتماعی منطقه بخصوص بحث اشتغال زایی آن که به نحوی مدیون صنایع جانبی آن نیز می باشد. مطالعات دیگری جهت توسعه نیشکر در قالب 7 واحد کشت و صنعتی جدید، 2 واحد در شمال اهواز و 5 واحد در جنوب آن، از سال 1365_1363توسط صندوق مطالعات نیشکر انجام پذیرفت .در نهایت منجر به آغاز عملیات اجرایی این واحدها بتدریج از سال 1370 گردید. در حال حاضر 6 واحد از آنها به نام های کشت وصنعت امام خمینی (ره)، امیرکبیر، سلمان فارسی، دعبل خزائی، میرزاکوچک خان و فارابی به بهره‌برداری رسیده اند. فعالیت کشت و صنعت دهخدا نیز که از سال 1389 با جدیت آغاز شده، منتج به شروع بهره برداری آن در سال 1390 گردیذ. از طرفی همزمان با آغاز فعالیت های اجرائی شرکت توسعه نیشکر، واحدی دیگر بنام کشت و صنعت میان آب در سطحی معادل 5000 هکتار به بهره برداری رسیده، منتهی در حال حاضر فاقد کارخانه بوده و سالانه حدود 3 تا 2 هزار هکتار از اراضی خود را به زیر کشت نیشکر و مابقی را تحت کشت سایر محصولات کشاورزی برده و در نهایت محصول نیشکر خود را به کشت و صنعت های کارون و هفت تپه تحویل می دهد(راهدار، 1383).
3-2 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 نیشکر می شود (خواجه پور،1385).
4-2. مورفولوژی نیشکر
1-4-2 ریشه:
ازدیاد نیشکر بصورت قلمه میباشد. پس از آنکه قلمه در شرایط مناسب محیطی قرار گرفت ریشه های نازک و یکنواخت سفید رنگ از آن خارج می شود پس از آنکه ساقه رشد کرد ریشه های ساقه بوجود می آید. این ریشه ها خیلی محکم تر از ریشه های قلمه ای می باشند در داخل خاک معمولا سه نوع ریشه بوجود می آید.
1-1-4-2- ریشه های سطحی:
که دارای انشعابات زیادی میباشند طول آنها وابسته به رقم و بین 250 تا 50 سانتیمتر است.
2-1-4-2- ریشه های میانی:
این ریشه ها را ریشه های پشتیبان نیز می گویند و نقش آن تثبیت گیاه می باشد. رنگ آنها سفید و دارای سرعت رشد زیادی می باشند و عمیق تر از ریشه های سطحی هستند.
3-1-4-2- ریشه های عمیق:
این ریشه ها بطور مستقیم در خاک فرو می روند و ممکن است تا عمق چند متری نفوذ کنند در مناطق حاره در صورتی که رطوبت کم باشد این ریشه ها بسرعت در زمین فرو می روند. بعضی از ارقام نیشکر دارای قدرت تولید ریشه های زیاد بوده و عواملی مانند واریته و حرارت و رطوبت و جنس خاک و… روی وضع پخش و نمو ریشه تاثیر دارد(خواجه پور، 1385).
2-4-2 ساقه:
ساقه نیشکر به شکل استوانه ای و دارای مغز است که ذخایر ساکارز بیشتر در قسمت های مرکزی و پایینی آن می باشد. قسمت فوقانی ساقه همانند قسمت فوقانی چغندر غنی از عناصر معدنی و فروکتوز و گلوکز است. ساقه از گره ها و میان گره ها تشکیل شده است. معمولا قسمتی از ساقه زیر خاک است. طول ساقه در انواع مختلف متفاوت است و حدود 2 و حداکثر تا 6 متر به قطر 6تا2 سانتیمتر می باشد. در هر گره حداقل یه جوانه مولد ساقه و حلقه ای از جوانه های مولد ریشه های نابجا وجود دارد. جوانه های گره های سطح خاک و زیر خاک فاقد خواب بوده و توانایی تولید پنجه های زیادی دارند. در بعضی از مزارع نیشکر از گره های نزدیک سطح خاک ریشه هایی خارج می شود. علت این امر مربوط به رطوبت زیاد در سطح زمین است. در قسمت پایین جوانه های جانبی یک برآمدگی وجود دارد که محل اتصال غلاف به ساقه است. کار غلاف محافظت از جوانه های جانبی می باشد.
3-4-2 برگ:
برگها بصورت متناوب روی ساقه از محل گرهها خارج میشوند. هر برگ از پهنک و غلاف تشکیل شده است. طول برگها ممکن است به یک متر حتی بیشتر نیز برسد. رنگ برگها در قسمت بالایی سبز تیره و در محل غلاف سبزروشن میباشد. البته رنگ برگها از سبز مایل به زرد تا سبز تیره در ارقام مختلف متفاوت است. پهنک دارای یک رگبرگ اصلی است برگ نیشکر دارای زبانک و گوشوارک می باشد.
4-4-2 گل:
نیشکر بعد از 24 تا 12 ماه رشد رویشی چنانچه تحت شرایط روزهای بسیار کوتاه قرار بگیرد تولید گل میکند گلآذین نیشکر بصورت خوشهای مرکب و دارای انشعاب زیاد به طول100 تا30 سانتیمتر و از انتهای ساقه بوجود میآید. گلدارای3 پرچم و مادگی میباشد. بسیاری از ارقام زراعی نر عقیم بوده و بذر تولید نمیکنند. گلهای انتهایی بارور و گلهای پایین تر عقیم هستند. بذر نیشکر شبیه دانه گندم است . دانه قدرت حیاتی کمی داشته و بعد از رسیدن پس از مدت کوتاهی از بین می رود. هنگام گل کردن مقدار قند ساقهها کاهش مییابد. در مزارع برای جلوگیری از به گل رفتن نیشکر میتوانیم با پاشیدن علف کش دای کوات مانع به گل روی نیشکر شویم. بعد از گلدهی رشد طولی ساقه متوقف میشود.(خواجه پور،1385).
5-2 زمان کاشت قلمه‌هاى نیشکر
زمان مناسب کاشت نیشکر در شرایط آب و هوائى خوزستان از نیمه دوم مرداد تا اواخر مهرماه مى‌باشد. باید توجه داشت که کشت‌هائى که با تأخیر انجام شود در سال بعد کاهش محصول خواهد داشت.
کشت نیشکر معمولا از اواسط مردادماه تا اواسط مهرماه بصورت کشت دو ردیفه روى پشته (پاین اپل مستقیم) و کشت داخل فارو (پاین اپل معکوس) با فاصله مرکز به مرکز فاروها ۱۸۳ سانتیمتر انجام مىگیرد. کشت نیشکر در واحدهاى هفت‌تپه و کارون بصورت جوی، پشته و کشت در کف فارو انجام میگیرد. در این روش فاصله مرکز به مرکز فاروها ۱۵۰ سانتیمتر است.
6-2. محصولات جانبی نیشکر
نيشكر 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).
7-2 ارقام تجاری نیشکر
1-7-2 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).
2-7-2 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).
3-7-2 رقم Cp65-315:
این رقم از ارقامی است که در ایستگاه کانال پوینت ایالت فلوریدا آمریکا بدست آمده است. این رقم جزء ارقام زود رس- میان رس با درصد قند متوسط و عملکرد بالاست. درصد فیبر آن مناسب بوده و کیفیت شربت خود را تا آخر فصل حفظ میکند. جوانه زنی و رشد بسیار سریع دارد. حساس به سرما میباشد. به ویروس موزاییک نیشکر نسبتاً مقاوم، مقاوم به سیاهک ساقه نیشکر، حساس به بیماری کوتولگی ساقه نیشکر و ساقه خواران نیشکر میباشد. یکی از معایب آن ایجاد ساقه های جانبی زیاد میباشد. سطح زیر کشت این رقم در اراضی نیشکر کمتر از 1درصد است (پرویزی آلمانی و همکاران، 1390).
4-7-2 رقم Cp69- 1062:
به احتمال زیاد این رقم فقط در ایران در سطح تجاری کشت میگردد. رقمی است میانرس متمایل به زودرس که از قند و عملکرد خوبی برخوردار است. میزان فیبر آن کم بوده و مورد توجه کارخانجات نیشکری به ویژه در فصل رسیدگی کامل آن میباشد. این رقم به سرما حساس بوده و در درجات کمتر از 2- درجه سانتیگراد کیفیت شربت آن کاهش مییابد. در شرایط بادهای بسیار گرم خوزستان سبزینگی برگهای خود را حفظ نموده و به غالب بیماریهای موجود مقاوم است. به دلیل وجود فیبر کمتر ساقه به ساقه خواران نیشکر حساس میباشد. کشت این رقم در سالهای اخیر در کشت و صنعت های نیشکری به ویژه در جنوب خوزستان افزایش چشمگیری داشته است. در حال حاضر حدود 42 درصد اراضی زیر کشت از این رقم می باشد (پرویزی آلمانی و همکاران، 1390).
5-7-2 رقم Cp70-321:
این رقم از تلاقی Cp57-614 و Cp61-039 در ایستگاه کانال پوینت ایالت فلوریدا آمریکا بدست آمد. جزء ارقام زودرس با قند بالا و عملکرد خوب است. درصد فیبر آن مناسب بوده و کیفیت شربت خود را تا آخر فصل حفظ میکند. برگها عریض، برافراشته و به رنگ سبز تیره است. ساقه به صورت استوانه ای و میانگره ها به شکل مخروط وارونه دیده میشوند. دارای جوانه زنی متوسط، رشد سریع و حساس به سرما میباشد. به ویروس موزاییک نیشکر، سیاهک ساقه نیشکر مقاوم بوده ولی به بیماری کوتولگی ساقه نیشکر نیمه حساس میباشد. به بادزدگی در تابستان نسبتاً مقاوم و در سرمای زمستان کمتر از 2- درجه سانتی گراد خسارت میبیند. ولی در مقایسه با Cp57-614 به سرمازدگی مقاوم است. این رقم عملکرد خوبی را بخوبی در بازویی ها حفظ میکند. سطح زیر کشت این رقم در اراضی نیشکر کمتر از 1 درصد است (پرویزی آلمانی و همکاران، 1390).
6-7-2 رقم Sp70-1143:
این رقم از تلاقی IAC48-65 * PCدر مرکز اصلاح نیشکر برزیل بدست آمده است. به خشکی مقاوم بوده و دارای درصد قند مناسبی است. در شرایط آب و هوایی خوزستان از عملکرد خوبی برخوردار است. کیفیت خود را تا اواخر فصل برداشت حفظ میکند. با توجه به اینکه دارای رشد سریع بویژه در اوایل دوره رشد است، جزء رقمهای زودرس طبقه بندی میگردد. نسبت به بادهای گرم نسبتاً مقاوم بوده و سبزینگی خود را حفظ میکند. این رقم نسبت به بیماری سیاهک ساقه نیشکر مقاوم و نسبت به ساقه خواران نیشکر نسبتاً مقاوم میباشد. پنجه زنی آن متوسط و در بین ارقام تجاری نسبت به سرما از همه مقاومتر است. شیوع بیماری کوتولگی راتون نیشکر در این رقم متوسط میباشد. سطح زیر کشت این رقم در اراضی نیشکر حدود 3 درصد است (پرویزی آلمانی و همکاران، 1390).
7-7-2 رقم Cp73-21:
رقم Cp73-21 از ارقامی است که در ایستگاه کانال پوینت ایالت فلوریدا آمریکا بدست آمده است. این رقم جزء ارقام زودرس با درصد قند بالا و عملکرد خوب است. درصد فیبر آن مناسب بوده و کیفیت شربت خود را تا آخر فصل حفظ میکند. دارای جوانه زنی متوسط، رشد سریع و نیمه حساس به سرما می باشد. به ویروس موزاییک نیشکر نیمه مقاوم، به سیاهک ساقه نیشکر مقاوم، به بیماری کوتولگی ساقه نیشکر نیمه حساس و به ساقه خواران نیشکر مقاوم می باشد. به بادهای گرم منطقه حساس می باشد. سطح زیر کشت این رقم در اراضی نیشکر حدود 3 درصد است(سلطانی حویزه و همکاران ،1383، پرویزی آلمانی و همکاران، 1390).
8-7-2 رقم IRC99-01:
این رقم از تلاقی Cp48-103 و Cp52-258 در موسسه تحقیقات و آموزش توسعه نیشکر و صنایع جانبی خوزستان بدست آمده است. بذور این تلاقی در سال 1377 وارد کشور گردید. بعد از انجام عملیات برنامه اصلاحی بر روی تلاقی فوق، کلون های برتر در مقایسه با ارقام تجاری فعلی انتخاب گردیدند. به عنوان اولین رقم نیشکر ایرانی به صورت تجاری معرفی گردید. در شرایط کشورمان زودرس و از درصد قند بالایی برخوردار است. که به ویروس موزاییک نیشکر نیز مقاوم است. به بادزدگی در تابستان و آفت کنه نسبتاً مقاوم و به سرما در زمستان نسبتاً حساس می باشد. این رقم دارای قابلیت روتونینگ مناسبی میباشد. همانند رقم Cp57-614 باید قبل از سرمای زمستانه برداشت شود (پرویزی آلمانی و همکاران، 1390).
8-2 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:
بيماريهاي قلمه‌زاد
بيماريهاي خاكزاد
بيماريهاي هوازاد
در يك مزرعه معمولي كه سالم بنظر مي‌رسد، بيماريهاي سياهك ساقه نيشكر ، 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 شيوع مي‌يابند ميتواند تا 70 درصد محصول را از بين ببرد. در هندوستان گاهي اوقات خسارت ناشي از بيماري پوسيدگي قرمز نيشكر آن قدر شديد است كه كل مزرعه را از بين مي‌برد (موسوی جورف و همکاران، 2006).
9-2 . بيماريهاي نيشكر ايران
1-9-2- بيماريهاي عفونی :
تا به حال 16 بيماري انگلي نيشكر در ايران گزارش و مشاهده شده است. این بیماری ها شامل 2 بيماري ويروسي شامل موزائيك و زردي برگ نيشكر، 2 بيماري فيتوپلاسمايي شامل سفيد برگي نيشكر و زردي برگ نيشكر، 4 بيماري باكتريايي شامل بيماري كوتولگي راتون نيشكر، برگ سوختگي نيشكر ، بيماري مخططي و نوار قرمز نيشكر ، و 8 بيماري قارچي شامل لکه برگي آلترناريايي نيشکر ، پوسيدگي سيتوسپورائي غلاف نيشكر ، بيماري آناناسي نيشكر ، بيماري پوكابونگ (چاقو بريدگي) ، پوسيدگي قرمز غلاف نيشكر، پوسيدگي قرمز رگبرگ اصلي نيشكر، سياهك، بيماري دوده (فوماژين) ، و بيماري پژمردگي می باشد.(ضرابی و روستایی، 1390).
2-9-2- بيماريهاي غير عفونی :
بیماری های غیرعفونی عموما ناشی از عوامل فیزیکی و شیمیایی در محیط می باشند که شامل موارد زیر هستند:
عوارضي كه در اثر درجه حرارت هاي پائين بوجود مي آيد از قبيل سرمازدگي، يخ زدگي و تشکيل باندهاي كلروزه شده در پهنك برگ.
نارسائي هايي كه در اثر وزش بادهاي گرم بوجود مي‌آيند از قبيل سوختگي نوك برگ و يا زوال قسمت فوقاني گياه (سرني) آسيب‌هاي مكانيكي، پوكابونگ دروغين و ناهنجاري‌هاي قسمت فوقاني گياه .(ارشاد و ایزد پناه، 1389).
كمبود مواد غذايي و ايجاد مسموميت ناشي از مصرف زياد كودهاي شيميايي. عمليات نامناسب زراعي از قبيل كف برنكردن بوته‌هاي نيشكر در هنگام برداشت و باقي ماندن قسمتي از ساقه در بوته نيشكر.
مسموميت‌هاي شيمايي ناشي از مصرف بي‌رويه علف‌كش‌ها، رسيده كننده‌ها و مواد سمي ديگر.سرمازدگي مهمترين بيماري ناشي از عوامل محيطي در نيشكر است و وقتيكه دما به زير 4 درجه سانتي‌گراد مي‌رسد باعث خسارت اقتصادي در مزارع تازه كشت نيشكر و ني‌هاي قابل آسياب مي‌شود. ( ارشاد و ایزد پناه، 1389).
10-2 تنشهای گیاهی :
تنش به مفهوم تغییر شرایط طبیعی و بهینه فیزیولوژی گیاه است. که باعث کاهش رشد ونمو میگردد. گیاهان همانند سایر موجودات زنده تحت تنشهای مختلف از جمله شوری، تنش آبی، سرما ، یخ زدگی، دمای بالا ، فلزات سنگین، تنش غرقابی، تابش پرتوهای فرابنفش و آسیب‌های ناشی از کمبود و یا افزایش برخی از عناصر خاک قرار می‌گیرند. افزایش جمعیت جهان و نیاز روز افزون به فرآورده‌های غذایی برای مردم جهان از یک سو و سرعت فوق العاده زیاد توسعه علمی و ورود صنایع و تکنولوژی صنعتی و استفاده از سوخت‌های فسیلی از سوی دیگر زمینه پیدایش انواع تنش برای گیاهان را فراهم نموده است. مجمو عه این تنش‌ها رشد و توسعه گیاهان را به شدت کاهش داده و در صورتی که بطور اصولی و با یک برنامه منظم در این زمینه مطالعه نشود خطرات جدی حیات همه موجودات زنده و به ویژه زندگی انسان‌ها را در مخاطره جدی قرار خواهد داد(کافی و دامغانی، 1379).
11-2 فیزیولوژی تنشهای گیاهی
فیزیولوژی گیاهی علمی است که گیاهان را از نظر مکانیزم های عملکردی در سطح سلول تا تمام پیکره گیاه مورد مطالعه و بررسی قرار میدهد. از آنجایی که برای مقابله با اثرات تنش‌ها شناخت عملکرد تنش در گیاه در سطوح مختلف از سلول تا گیاه کامل ضروری است. بنابراین مطالعه فیزیولوژی تنشهای گیاهی اولین و مهم ترین قدم در شناخت اثر تنش برگیاه می باشد.
ابتدا مکانیزم اثر این تنش‌ها را در گیاه شناخته و عکس العمل گیاه بررسی می گردد. سپس ژن‌هایی که مسئول پاسخ دهی به چنین تنش‌هایی است بررسی شوند. علاوه بر این مطالعه بیان ژنهای مختلف یا به عبارت دیگر پروتئین‌هایی که در گیر با چنین تنشهای هستند نیز راه کار مناسبی برای درک مکانیزمهای تحمل و یا مقابله با تنش در گیاهان است. برای بسیاری از محققین ثابت شده که تنشهای گیاهی در تغییر ساختار سلول، تراکم اسمولیت‌ها، فعالیت پمپ ها، پروتئینها، تغییر در سیستم فتوسنتزی ، تغییر در سیستم‌های آنتی اکسیدانت موثرند. مطالعه و درک چنین تغییراتی به لحاظ علمی چه از دیدگاه درک مکانیزم ها در علوم پایه و چه از نظر کاربردی برای دست یابی به راه کارهایی که بتوان اثرات نامطلوب تنش‌ها را کاهش داد بسیار با ارزش است (بزی و همکاران، 1387).
12-2 تنشهای گیاهی از نظر موقعیت جغرافیایی وزیست محیطی در ایران
ایران از نظر جغرافیایی در منطقه نسبتا خشک جهان قرار دارد و در نتیجه بسیاری از استان های ایران از جمله اصفهان، یزد و کرمان واهواز در امتداد یک مسیر تنشی ناشی از شوری، خشکی، دما، و آلاینده‌های فلزی قرار دارند. متاسفانه تغییرات آب و هوا و اقلیم به ویژه گرم شدن هوا در سطح جهان و درسطح منطقه ای وکاهش بارندگی در سالهای اخیر بارها منجر به خشک شدن رودخانه‌های مختلف شده که خطر جدی برای حیات محیط زیست این استان‌ها بشمار می رود. عدم بارندگی مناسب در سالهای اخیر باعث شده تا گیاهان و مراتع به شدت آسیب ببیند و تولید محصولات کشاورزی نیز با آفت شدید روبرو شود. از طرف دیگر شرایط نامطلوب زیست محیطی باعث پیشروی کویر و حرکت شن‌های روان از شرق به طرف شهر ها گردیده و این پدیده نیز منجر به افزایش تنش خشکی و شوری بر گیاهان گردیده است. نظیر چنین مشکلی در نقاط متعددی از ایران به وضوح قابل مشاهده است منابع آلاینده مثل کارخانجات و معادن فلزات و سنگ. باعث آلودگی خاک و آب و هوا به انواع فلزات سنگین و خطرناک شده و طبیعتا بطور مستقیم و غیرمستقیم گیاهان زراعی، باغی و غیره را آلوده می نماید و آنها را در معرض تنشهای ناشی از این نوع آلودگی قرار میدهد. تنش شوری، خشکی و فلزات سنگین به عنوان مهمترین تنش گیاهان در بسیاری از نقاط ایران محسوب میشود و بطور جدی حیاتگیاهان را در معرض نابودی قرار داده است. شناخت فیزولوژی این تنش‌ها در گیاهان اولین و مهمترین قدم در راه کاهش اثرات سوء ناشی از چنین تنش‌هایی بر گیاهان می باشد. بدون شناخت سازوکارهای عمل این آلاینده ها و تنش‌ها در گیاهان و چگونگی پاسخ گیاهان به این تنش‌ها نمیتوان به یک جمع بندی منطقی و علمی در زمینه اثر آنها دست یافت (میر محمدی و همکاران، 1381).
13-2 . تنش شوری و مکانیسم های تحمل آن
تنش شوری از تنش های غیره زنده مهم است که اثرات زیان باری بر عملکرد گیاه و کیفیت محصول دارد. تنش شوری بسیار پیچیده است که از نظر نوع(ترکیب گرما و خشکی یا سدیمی و شور بودن)، زمان بندی تنش در رابطه با مرحله رشد گیاه و شدت تنش قابل بررسی می باشند. تحمل به شوری یک صفت پیچیده و چند ژنی است. از مشخصه های یک خاک شور، سطوح سمی کلریدها و سولفات های سدیم می باشد. مساله شوری خاک در اثر آبیاری، زهکشی نامناسب، پیشروی دریا در مناطق ساحلی تجمع نمک در نواحی بیابانی و نیمه بیابانی در حال افزایش است. شوری برای رشد گیاه یک عامل محدود کننده است بدان سبب که باعث ایجاد محدودیتهای تغذیه ای از طریق کاهش جذب فسفر،پتاسیم، نیترات . کلسیم افزایش غلظت یونی درون سلولی و تنش اسمزی می گردد (مون و تستر 2008).
در شرایط وقوع شوری، یونهایی مثل Na+ و Cl – به داخل لایه های هیدراسیونی پروتئینها نفوذ کرده، سبب اختلال در کار این پروتئینها می گردند. مسمومیت یونی تنش اسمزی و کمبود مواد مغذی که در شرایط وقوع شوری رخ می دهد سبب به هم خوردن توازن متابولیکی و در پی آن تنش اکسیداتیو می گردند. مکانیزم های تحمل شوری را میتوان به هموستازی (شامل هموستازی یونی و تنظیم اسمزی)کنترل صدمات ناشی از تنش(جبران صدمات و خنثیسازی مسمومیت) و تنظیم رشد دسته بندی کرد. تلاشهای زیادی برای درک مکانیزمهای تحمل شوری صورت گرفته است. موفقیت برنامه های اصلاحی با هدف نهایی بهبود عملکرد محصول، بخاطر فقدان درک روشنی از اساس ملکولی تنش شوری تا کنون چندان چشمگیر نبوده است پیشرفت های اخیر در زمینه آنالیز موتان های غیر متحمل به شوری در گیاه مدل اربیدوپسیس و کلونه سازی ملکولی لوکوس های ژنی مربوطه، تا حدودی به روشن شدن مکانیزم پیغام دهی تنش شوری و تحمل شوری در عالم گیاهی کمک نموده است(توتجا، 2007).
بيش از 800 ميليون هكتار از اراضي جهان متاثر از شوري هستند كه 397 ميليون هكتار از آن شور و 434 ميليون هكتار شور و قليا هستند. اين سطح معادل 6 درصد از كل اراضي جهان است. بخش عمده اي از اين شوري و يا قليائيت بطور طبيعي ايجاد شده است، ولي با اين حال آنچه در سده هاي اخير به آن اضافه شده و سبب اضمحلال اراضي زراعي گرديده، عمدتا از طريق روشهای آبياري غلط همچون روش های آبیاری سنتی کرتی و غرقابی بوده است (توتجا، 2007).
تاثير شوري خاك بر توليدات كشاورزي بسيار شگرف است. حل مشكلات زراعي حاصله از تنش شوري بوسيله تغيير عمليات زراعي در جهت جلوگيري از شور شدن مزارع مانند زهكشي اراضي، كاشت گياهان چندساله و كم آبياري مزارع امكان پذير است. مكمل اين عمليات، افزايش تحمل گياهان زراعي از طريق عمليات سنتي بهنژادي يا دستورزيهاي ژنتيكي است. غلظت انواع مختلف نمك بسته به نوع عمليات زراعي و نحوه تيمار زمين زراعي ميتواند مختلف باشد. براي مثال، آبياري ميتواند املاح كربنات كلسيم و منيزيم را افزايش دهد درحاليكه در زمين هايي كه از نظر زمين شناسي مربوط به باقي ماند دريا و يا درياچهها بوده و يا به مدت بسيار طولاني در معرض انباشت نمك هاي باد رفت دريايي بودهاند و ميزان بارندگي هم به اندازه لازم براي شستشو املاح كافي نبوده، خاك منطقه ممكن است حاوي مقادير بسيار بالايي از NaCl باشد. علاوه بر اين چنين خاكهايي داراي غلظتهاي سمي از اسيدهاي ضعيف مانند اسيد بوريك كه هنوز نحوه انتقال و سميت آنها آشكار نشده است، ميباشد(اختر و همکاران، 2001).
تمامي نمك ها قادرند بر رشد گياه تاثير بگذارند، ولي همه آنها رشد را محدود نميكنند . علاوه بر اين هرچند نمكها بهطور انفرادي در خاك عمل مي كنند، ولي تواماً نيز با داشتن اثر متقابل بر گياه اثر گذار هستند. بعضي از اين اثرات متقابل ساده بوده ( مانند اثر متقابل Na+ و Ca2+) و برخي بسيار پيچيده هستند (مانند تاثيرات كربوناتها و اثر آنها بر افزايش pH خاک) (نیکل، 1977).
در ميان عموميترين تاثيرات شوري در رشد گياهان، محدوديتي است كه Na+ و Cl- در رشد و نمو گياهان ايجاد ميكنند. براي بعضي از گياهان، خصوصاً گياهان چوبي چند ساله (مانند مركبات و انگور)، Na+ در ريشه هاي چوبي باقي مي ماند در حاليكهCl- به اندام هوايي در حال رشد انتقال يافته و سبب بروز خسارت مي گردد ( غالباً سبب بروز اختلال در سازوكار فتوسنتز مي شود). بهرحال براي بسياري از گياهان (مانند گياهان زراعي خانواده غلات) Na+ مهمترين يون خسارتزا است (اختر و همکاران، 2001).
14-2. علائم خسارت زای شوري
