انتشار مقالات کشاورزی و علوم وابسته

سطح برگ برنج = طول × بزرگ ترين عرض × ۷۴/۰

به اين وسيله از هيأت دانشجويي بازديد كننده رشته زراعت و اصلاح نباتات دانشگاه زابل به پاس بازديد از آزمايشگاه كيفيت برنج تشكر مي نمايم.

اصلاح برنج باسماتي پرمحصول

تازمان حاضر، ارقام برنج به سه زيرگونه معروف هندي، ژاپني و جاوايي تقسيم مي‌شده اند. برنج‌هاي باسماتي در گروه هندي طبقه بندي م‌شدند. تجزيه زادشناختي 1668 واريته برنج در كشورهاي مختلف آسيايي براساس تجمع آللي در 15 جايگاه آيزوزيم ارقام برنج به 6 گروه تقسيم شدند. معلوم شد كه زيرگونه‌هاي ژاپني و جاوايي به همديگر وابستگي نزديكي داشته و به گروه يكساني تعلق دارند و هردو درگروه VI قرارگرفته اند. ارقام زيرگونه هندي داراي توزيع جهاني در گروه I طبقه بندي شده اند. ارقام زودرس و aus مقاوم به خشكي هندوستان و بنگلادش در گروه II قرار گرفته اند. برنج هاي باسماتي در گروه V طبقه بندي شده اند، كه اين گروه شامل برنج هاي معطر افغانستان به نام هاي براح و لاوانجين هستند. بسياري از ارقام برنج معطر هند، بنگلادش و برمه دراين گروه قرار دارند. ارقام صدري ايران تاكنون در اين گروه قرار داده مي شدند.

 توزيع جغرافيايي برنج هاي باسماتي

  مركز تنوع برنج‌هاي معطر گروه  Vدر كوهپايه‌هاي هيماليا در يكي از استان هندي به نام اولترا‌ پرادش (UP) و مناطق بيجار و ترايي نپال، در شمال غربي پنجاب هندوستان  و پاكستان، افغانستان، ايران، عراق و قسمت‌هاي شمال شرقي بنگلادش، برمه و ايالت هندي بنگال، آسام و مانيپور است. ارقام برنج معطر از بخش‌هاي غربي تا استان‌هاي ديگر هندوستان مانند راجاستان، مادهيا، پرادش، محاراستر، گوجرات و اريزا نيز توزيع شده اند. واريته‌هاي معطر معروف متعلق به گروه V به نام‌هاي مختلفي نظير كاتاريبوك، بدشابوك، پراشابوك، تولسي ماجري، پانخاري، كامود، آمبه موهار، كالانمك، هانسرج، تيلاك كاندان، بيندل، تولسي ماجري و هانسراج معرفي شده اند.

          برنج‌هاي باسماتي واقعي در اولترا پرادش، رجستان، هاريانا، پنجاب و مناطق جامو و كشمير و پنجاب ولايات پاكستان زراعت مي‌شوند.

 سطح زيركشت و ميزان محصول درهكتار و زراعت برنج‌هاي باسماتي

          كل سطح زيركشت واريته هاي باسماتي سال به سال تغيير مي‌كند. در هندوستان يك ميليون هكتار و در پاكستان 750000 هكتار زيركشت اين برنج‌ها قرار دارند. مؤسسات تحقيقاتي برنج ميزان محصول در هكتار اين برنج‌ها را 4-3 تن شلتوك بر هكتار برآورد كرده‌اند، درحالي‌كه كشاورزان به طور متوسط 2 تن شلتوك بر هكتار محصول به دست مي‌آورند. بنابراين، كل توليد برنج‌هاي باسماتي جهان حداكثر حدود چهار ميليون تن شلتوك در سال است. كشور‌هاي هند و پاكستان هرساله 400000 تن برنج سفيد‌شده باسماتي را به كشورهاي ديگر صادر مي‌كنند و بقيه برنج‌هارا به مصرف محلي مي‌رسانند. بيش‌ترين صادرات برنج اين دوكشور به شرق ميانه ( ايران، عربستان سعودي، عراق و عمان )، اروپا ( انگلستان، روسيه، آلمان، نيوزيلند) و آمريكاي شمالي ( كانادا و ايالات متحده ) مي باشد.

 نشانويژگي‌هاي ريخت‌شناختي و كيفيت دانه

          همه ارقام برنج باسماتي محلي قد بلند بوده و ارتفاع آن‌ها به 160-150 سانتي متر مي‌رسند، داراي ساقه‌هاي بسيار ضعيف و رنگ سبز روشن و برگ‌هاي آويزان هستند. اين برنج‌ها داراي دوره رسيدگي مختلف بوده و برداشت آن‌ها مشكل است. به دليل داشتن ساقه ضعيف و قدبلند و كودپذير نيستند. بنابراين، استفاده از كود، ميزان محصول را بيش از 40-30 كيلوگرم بر هكتار نمي‌توان بالا برد. در خاك‌هاي با حاصلخيزي بالا ممكن است در اثر افزايش پوكي دانه‌ها، ميزان محصول كاهش يابد. ضريب برداشت اين برنج‌ها 3/0 – 25/. مي‌باشد. در برنج‌هاي باسماتي تعداد دانه در خوشه‌ 90-80 عدد است. طول دانه آن‌ها 7- 8/6 ميلي متر و نسبت طول به عرض دانه آن‌ها 7/3 – 5/3 مي‌باشد. بعضي از ارقام برنج باسماتي، نظير باسماتي 370 اندكي شكم سفيد هستند.

جدول 1- سطح زير كشت ساليانه ارقام برنج باسماتي

 ارقام برنج باسماتي داراي آميلوز متوسط (22 – 20 ٪) ، درجه حرارت ژلاتيني متوسط، پيوستگي ژل پايين و عطر شديد مي باشند. بيش‌ترين مشخصات اين نوع برنج‌ها، افزايش طول دانه پخته و نرمي پس از سرد شدن آن است. پس از پخت دانه ها سالم باقي مانده و پس از حتي چند روز پس از آن نيز بدون تغيير بوده و نرم باقي مي‌ماند.

 وراثت خصوصيات كيفي دانه برنج باسماتي

محتويات آميلوز داراي نشانويژگي‌هاي تك ژني است. سطوح تغيير آميلوز برنج عبارتند از: واكسي (3-1درصد)، آميلوز خيلي پايين (9-4درصد)، آميلوز پايين (19-10درصد)، آميلوز متوسط (25-20درصد)، آميلوز بالا (29-26درصد) و آميلوز خيلي بالا (34-30درصد) به وسيله آلل‌هاي چند گانه لوكوس واكسي مستقر برروي كروموزوم شماره 6 كنترل مي‌شود. به طور مشابه، درجه حرارت ژلاتيني و پيوستگي ژل  نشاسته نيز داراي صفات تك ژني هستند. بنابراين، در انتقال و تثبيت ژن‌هاي اين صفات مشكلي وجود ندارد. اما عطر برنج يك صفت كمي بوده و در آميزش‌‌هاي بين برنج‌هاي معطر و غير معطر در سطوح مختلف عطر تفرقه مي‌يابد. ماهيت تك ژني يا دوژني عطر نيز گزارش شده است و يك ژني عطر با ماركرهاي مولكولي علامت‌گذاري شده است. امكان وجود يك ژن اصلي و تعدادي ژن‌هاي تعديل كننده يا QTL نيز وجود داشته باشند. از وراثت افزايش طول دانه پس از پخت هيچ‌گونه اطلاعي در دست رس نيست. اما در بروز اين صفت اثر متقابل ژن و محيط دخالت دارد. بهترين كيفيت برنج باسماتي در شمال غربي هندوستان و شمال پاكستان درجايي كه مرحله رسيدگي برنج درمواجه با هواي سرد ماه اكتبر، توليد مي‌شود. نوع خاك در بروز كيفيت باسماتي مؤثر تشخيص داده شده است.

 اصلاح برنج‌هاي باسماتي

برنج‌هاي باسماتي از قديمي ترين ايام در شبه قاره هند زراعت مي‌شده است. نژادهاي متعددي از برنج‌هاي باسماتي در مزارع آزمايشي پنجاب واقع در كالاشكاكو و اكنون در مؤسسه تحقيقات برنج پاكستان مورد بررسي قرار گرفته است. تعدادي از برنج‌هاي انتخابي ساخته شدند و از نظر ميزان محصول در هكتار بررسي گرديده اند. درسال 1933 يكي از ارقام انتخابي به نام باسماتي 370 معرفي شد. اين واريته تازمان اخير در هردو كشور هند و پاكستان در سطح وسيعي زراعت مي شده است. در سال 1968 در استان كالاشاكاكو يك برنج خالص ديگري به نام باسماتي پاكستان معرفي گرديد كه در سطح محدودي در پاكستان مانند استان پنجاب هند زراعت مي‌شود. البته تعدادي از خط‌هاي خالص باسماتي از ايستگاه‌هاي بررسي برنج ناگينا واقع در اولتراپرادش نام‌هاي T3 و T9 به كشاورزان هندي معرفي شده اند. خط‌هاي خالص انتخابي ديگري به نام‌ باسماتي تراوري در منطقه هاريانا به طور چشمگيري زراعت مي‌گردند.

          پس از معرفي واريته‌هاي پر محصول به نام‌ها IR8 و TNI در سال 1960 برنامه‌هاي زادگيري براي اصلاح و معرفي ارقام پر محصول باسماتي در هردو كشور هند و پاكستان به منظور وارد كردن ژن‌هاي قدكوتاهي از IR8 و TNI آغاز شد. مؤسسه تحقيقات برنج كلاشاكو در پاكستان در سال 1968 اين برنامه را شروع كرد. در هند سازمان‌هاي تحقيقاتي متعددي مانند: مديريت تحقيقات برنج ( DRR)، مؤسسه تحقيقات‌كشاورزي حيدر آباد، دانشگاه كشاورزي پنجاب، ايستگاه بررسي برنج كپور طلا و دانشگاه كشاورزي هاريانا برنامه‌هاي جديدي را آغاز كردند. اما هيچ يك از ارقام جديد قدكوتاه معرفي شده در هندوستان نه توسط توليدكنندگان و نه توسط تبديل كنندگان مناسب تشخيص داده نشده اند، زيرا كيفيت آن‌ها از ارقام محلي خوش كيفيت خيلي پايين تر بود. بنابراين، كشاورزان به توليد ارقام محلي مانندگذشته ادامه دادند. اما در پاكستان ارقام باسماتي اصلاح شده جايگزين ارقام محلي زراعي گذشته شدند. در مناطق تحت كشت باسماتي محلي در مركز پنجاب، باسماتي 385 و سوپر باسماتي كشت شدند و در مناطق جنوبي باسماتي 198 زراعت گرديد. اين 3 رقم باسماتي پذيرفته شده توسط كشاورزان قد كوتاه نبوده، بلكه داراي ارتفاع متوسط بودند. باسماتي 385 وسيع‌ترين سطح زير كشت را به خود اختصاص داد. ميانگين ميزان محصول اين ارقام 20 درصد بالاتر از ارقام باسماتي محلي است. با اين حال، سطح عطري آن‌‌ها قابل مقايسه با واريته‌هاي محلي نبوده و اين برنج‌ها به ورس حساسند.

1 – 4 –  پاسخي‌هايي به عدم توانايي در اصلاح واريته‌هاي باسماتي قدكوتاه

در خلال سي سال تلاش زادگيري ( Breeding  ) براي دستيابي به واريته‌هاي باسماتي پر محصول در چند مؤسسه تحقيقاتي برنج تاكنون، نتيجه اي حاصل نشده است. براي اين عدم توسعه عوامل متعددي دخالت دارند:

1 – برنج‌هاي باسماتي از لحاظ زادشناختي با ارقام هندي قدكوتاه پرمحصول متفاوت بوده و به يك گروه خاصّي تعلق دارند. در تلاقي‌هاي بين گروهي برنج سطوح متفاوتي از عقيمي را شاهد خواهيم بودكه به زادهايشان مي‌رسند.

2 – تلاقي بين باسماتي و ارقام قدكوتاه هندي طيف كاملي از تركيبات به وجود نمي آورد. براي مثال، در چنين تلاقي‌هايي، در مقايسه با تفرقه مورد انتظار 3 : 1 بزتركيبي قدكوتاهي به ندرت مشاهده مي‌گردد. يك گامت حذف كننده، جايگاه ژني Sd-l را براي قدكوتاهي مسدود مي‌سارد.

3 – نشانويژگي‌هاي عطر و افزايش طول دانه پس از پخت از صفات كمّي بوده و تركيب كردن همه اين پلي ژن‌ها براي اين صفات در يك خط مشكل است.

4 – براي بررسي شدت عطر و حالت برنج پخته در خط‌هاي درحال اصلاح روش‌هاي رضايت‌بخشي در دسترس قرار ندارند.

2 – 4 – اصلاح برنج‌هاي باسماتي پرمحصول در مؤسسه بين المللي تحقيقات برنج

فعاليت‌هاي زادگيري براي اصلاح برنج‌هاي باسماتي پرمحصول از اوايل  سال‌هاي 1970 در مؤسسه بين المللي تحقيقات برنج شروع شد. تلاقي‌هاي اوليه بين باسماتي 370 و خط‌هاي هندي اصلاح شده با آميلوز متوسط و درجه حرارت ژلاتيني متوسط انجام شد. جمعيت‌هاي متفرق بزرگ كشت شدند و تعداد كمي از خط‌هاي قدكوتاه انتخاب گرديدند. اين خط‌ها داراي عقيمي در سطوح مختلفي بوده و بعضي از آن‌ها تيپ گياهي خوبي نداشتند. اما از تلاقي‌هاي بينابيني اين خط‌ها گياهاني با عقيمي اندك و تيپ گياهي بهتري حاصل گرديدند. اين گياهان از نظر نشانويژگي‌هاي كيفيتي آميلوز، درجه حرارت ژلاتيني و عطر مورد ارزيابي قرار گرفتند. تلاقي‌هاي بينابيني از ميان خط‌هاي انتخابي براي الحاق همه نشانويژگي‌هاي كيفي هرسال انجام مي‌شده است. واريته‌هاي ديگر معرفي شده باسماتي در هندوستان و پاكستان، مانند سابارماتي، باسماتي پنجاب يك، باسماتي پوسا يك و باسماتي385 در تلاقي گيري‌ها به كار گرفته شده اند. هرساله 100 – 50 تلاقي انجام يافته و 5000 – 4000 خط زادگيري كشت مي‌شد. همه اين خط‌ها براي به دست‌آوردن خصوصيت‌هاي كيفي دانه برنج باسماتي در تمام فصول سال ادامه داشته است. انتخاب‌ها براساس قد كوتاهي گياه، بهبود تيپ‌ گياهي، عقيمي‌كم، دوره رويشي كوتاه و تركيبات گوناگون كيفيت دانه برقرار بوده است. خط‌هاي با تيپ‌هاي گياهي بد، عقيم يا پوك، دانه‌هاي نيم پوك، فاقد عطر و افزايش طول ضعيف پس از پخت در هر نسل حذف مي‌شدند. پس از چندين دوره امتزاج جنسي و انتخاب خط‌هاي با تيپ گياهي قدكوتاه و خصوصيات كيفيت دانه مشابه برنج‌هاي باسماتي انتخاب شده اند. اين خط‌ها از نظر ميزان محصول در واحد سطح در IRRI بررسي شده‌اند. انتظار‌مي‌رود، واريته‌هاي باسماتي اصلاح شده با ميزان محصول بالا 3 – 2 سال آينده معرفي شود.          

توجه

این وبلاگ در گذشته توسط نخبگان محترم مورد نقد قرار می گرفته است. اما فرصت برای تغییرات وجود نداشته است. به همین  دلیل نجبگان برای ایجاد تغییرات در مقالات این وبلاگ تنها ۲۴ ساعت فرصت نقد دارند و پس از آن مطالب در اینترنت در دسترس عموم قرار می گیرد و دیگر قابل تغییر نخواهد بود. این رفاقت و روابط را در گذشته با نویسندگاه محترم داشته ام. پچ پچ کردن قبول نیست و بایستی بنویسند و نوشته های آن ها به عنوان سند نگهداری می شود.

مقدمه

                اگرچه تحقیقات برنج در ایران از سال 1338 رسما توسط وزارت کشاورزی پایه گزاری شده بود و در زمینه دورگ گیری ارقام برنج ایرانی کم محصول خوش کیفیت با ارقام پرمحصول فاقد کیفیت مطلوب و تولید لاین های اصلاح شده پرمحصول جدید فعالیت های مستمری جریان یافته بود، به مسأله کیفیت توجه چندانی مبذول نمی گردید. هدف اصلی برنامه های اصلاح برنج دراین دوره متکی بر افزایش محصول در واحد سطح ( تن بر هکتار ) بدون توجه به ارزش کیفیتی برنج بود. غافل ازاین که تولید برای مصرف است و محصولی ارزش مصرفی دارد که کیفیت مناسبی داشته باشد.

                از سال 1360 به بعد تحولات شگرفی در ایستگاه بررسی برنج رشت در زمینه دورگ گیری ارقام برنج صورت گرفت و ارقام خزر و سپیدرود به کشاورزان معرفی گردید که مورد استقبال برنج کاران گیلانی قرار گرفت. اگرچه کیفیت این ارقام به ویژه خزر نامطلوب بود، اما بهره برداری ازآن ها توسط کشاورزان گیلانی ادامه یافت، به طوری که دکتر سیدعلی الهی نیا پس از پايه گذاري موسسه تحقیقات برنج در یکی از سخنرانی های هفتگی خود گزارش داد که 30 درصد مزارع گیلان را کشت ارقام اصلاح شده به خود اختصاص داده است. اما به علت کیفیت پایین ارقام اصلاح شده و خدشه دارشدن روند توسعه کشت ارقام پرمحصول، ايستگاه بررسي برنج سابق رشت را برآن داشت تا راه اندازی آزمایشگاه کیفیت برنج در گروه بهنژادی به منظور کنترل لاین های درحال اصلاح، در دستور کار قرار دهد. از آنجا که برنامه های اصلاح برنج در ایستگاه بررسی برنج با اشکال کنونی تفاوت داشت، ارقام والدین و نسل های متفرق از نسل سوم  به بعد تا حصول لاین های خالص و لاین های پیشرفته در برنامه اصلاح برنج بایستی مورد اندازه گیری عوامل کیفیتی قرار می گرفتند. سرانجام در آذرماه سال 1367 آزمایشگاه کیفیت برنج با استخدام یک نفر تکنسین با تجربه دررشته شیمی به نام فردوس عادلي مسبب و یک نفرمتخصص ژنتیک آن ایستگاه به نام محمد صالح محمد صالحي پایه گذاری گردید.

چکیده

                کیفیت به عنوان موضوعی عام و گسترده در اکثر محصولات کشاورزی مطرح است (محمد صالح محمد صالحی، 1368). اما در برنج وجود مقادیر گوناگونی از دو جزء نشاسته ( آمیلوز و آمیلوپکتین ) سبب تنوع زیادی در پخت شده است. بنابراین، از درصد آمیلوز موجود در برنج می توان به عنوان یک شاخص کیفیتی استفاده کرد. ارقام محلی ایرانی دارای 20 – 25 درصد آمیلوز هستند و این حدود آمیلوز یک معیار بین المللی نیز می باشد. از دوخاصیت دیگر نشاسته برای تعیین کیفیت برنج نيز استفاده می شود که عبارتند از: درجه حرارت ژلاتینی و درجه پیوستگی ژل. بهترین درجه حرارت ژلاتینی 70 تا 74 درجه سانتی گراد و برای درجه پیوستگی ژل 40 تا 60 میلی متر است. اگرچه روش های تعیین کیفیت درآزمایشگاه های مختلف با معیارهای متفاوتی انجام می شود، اما کم و بیش مشابه می باشند. کیفیت و کیفیت مصرفی مهم ترین فعالیت های این آزمایشگاه ها است که عبارتند از: طویل شدن دانه در اثر پخت، جذب آب وافزایش حجم، ازدست رفتن مواد جامد، عطربرنج، سختی یا نرمی پخت پس از سرد شدن، اندازه و شکل دانه و درجه تبدیل شلتوک به برنج سفید. از آنجایی که در کشور ما کیفیت پخت در برنج از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد.

اصطلاحات‌ و تعاريف‌:

 برنج

گياهي يكساله از خانواده غلات  و از جنس‌ Oryzae  مي‌باشد.

 شلتوك

به محصولی از گیاه برنج گفته مي شود كه داراي پوسته بوده و به جزء کاهش رطوبت تغییر دیگری در آن داده نشده باشد.

 برنج قهوه اي

به برنجي گفته مي شود كه پوسته خارجي آن گرفته شده باشد.

 برنج سفيد

به برنجي گفته مي شود كه تمام يا بخشي از سبوس آن (پوسته قهوه اي رنگ چسبيده به دانه ) و جنین آن گرفته شده و به رنگ يكنواخت باشد.

 برنج نيمه سفيد

به برنجي گفته مي شود كه سبوس آن بطور كامل گرفته نشده باشد.

برنج كاملاً سفيد

به برنجي گفته مي شود كه تمام سبوس آن گرفته شده باشد و جنین آن باقی نمانده باشد.

 برنج نيم پز

به برنجي گفته مي شود كه با عمل خيساندن برنج سبوس دار يا برنج سفيد در آب و حرارت دادن و خشك كردن ، نشاسته آن به طور نیمه كامل  ژلاتينه شده باشد.

برنج دانه بلند

به برنجي گفته مي شود كه طول آن بیش از 7 ميليمتر بوده و نسبت طول به قطر آن حداقل 3 باشد.

 برنج دانه متوسط

به برنجي گفته مي شود كه طول آن  7 – 5  ميليمتر بوده و نسبت طول به قطر آن حداقل 2 باشد.

 برنج دانه كوتاه

به برنجي گفته مي شود كه طول آن حداقل 5 ميليمتر بوده و نسبت طول به قطر آن حداكثر2 باشد.

 برنج واكسي

به گونه اي از برنج گفته مي شود كه دانه آن دارای کم تر از 3 – 1 درصد آمیلوز باشد. این نوع برنج ها بیش از 77 در آمیلوپکتین هستند و در هنگام پخت  چسبنده اند.

 برنج عطري

به گونه اي از برنج گفته مي شود كه بعلت داشتن  ترکیب شیمیایی 2 – استیل – 1 – پیرولین  معطر می باشد كه به روش ارزيابي حسي قابل  تشخیص است و بر مبناي شدت و ضعف عطر آن به سه درجه عطر شدید ، متوسط  و ضعيف  گزارش  مي شود.

دانه كامل

به دانه اي گفته مي شودكه فاقدهرنوع شكستگي باشد.

 آفت

هر عاملي كه باعث خسارت یا آسیب به برنج گردد، آفت ناميده مي شود. به انواع حشرات ، كنه ها و ساير عوامل زنده در تمام مراحل زندگي گفته مي شود كه در مزرعه ، طي حمل و نقل و نگهداري در انبارها موجب تقليل كمي و كيفي محصول مي گردد.

  ناخالصي ها

به هر چيزي غير از دانه كامل يا شكسته برنج گفته مي شود.

 نا خالصی های از نوع برنج

شامل  ساير گونه های برنج مي باشد كه ممكن است به صورت شلتوك ،  برنج سفيد و نيم پز با ارقام مورد نظر مخلوط شده باشد.

 دانه خرد

به بخشي از دانه گفته مي شود كه شکسته باشد.

 دانه هاي آسيب ديده

به دانه هاي كامل و يا شكسته اي گفته مي شود كه در اثر رطوبت ،‌آفات زراعي ، آفات انباري ، بيماريها وساير عوامل صدمه ديده باشد.

 دانه هاي باران ديده

به دانه هائي گفته مي شود كه رنگ آن ها در اثر باران مزرعه یا رطوبت بالا و در نتیجه فعالیت حاصل از تغييرات ميكروارگانيسم ها به رنگ زرد يا زرد تيره در آمده باشد.

دانه هاي نارس

به دانه هايی گفته می شود که نارس برداشت شده  باشد.

دانه هاي گچي

به دانه هايي غير از دانه هاي واكسي گفته مي شود كه تمام سطح آن به رنگ مات  باشد.

دانه هاي داراي رگه قرمز

به دانه هائي گفته مي شود كه روي سطح خارجي آن خطوط قرمز رنگ وجود داشته باشد.

دانه هاي زرد

به دانه هائي گفته مي شود كه در اثر عوامل نامساعد محيطي ، ‌برداشت و نگهداري به رنگ زرد  درآمده باشد.

آميلوز

يكي از اجزاء نشاسته بوده كه ساختمان ملكولي آن داراي زنجيره خطي مي باشد.

درجه حرارت ژلاتینی شدن

به درجه حرارتی گفته می شود که دانه های برنج شروع به جذب آب و متورم شدن می کنند.

پیوستگی ژل

به میزان چسبندگی آرد برنج ژلاتینی شده در محلول 2/0 نرمال هیدروکسید پتاسیم گفته می شود.  

نشاسته برنج

بیش از 90 درصد آندوسپرم دانه برنج را نشاسته تشکیل داده است که از دو جزء آمیلوز و آمیلوپکتین می باشد. آمیلوز با بیش از 100 زنجیره گلوکز و به صورت رشته ای، آمیلوپکتین در حدود 20 زنجیره گلوکز به شکل انشعابی از هم متمایز می گردد.

آمیلوز با محلول ید رنگ آبی و آمیلوپکتین با همان ماده شیمیایی رنگ متمایل به قرمز ایجاد می کند. بنابراین آمیلوز را در طول موج 620 نانومتر در یک دستگاه طیف سنج نوری می توان اندازه گیری کرد. آمیلوز بین 33 – 2 درصد آندوسپرم را تشکیل می دهد. برنج های معروف به واکسی فاقد آمیلوز (حدود 3 – 0 درصد آمیلوز) بوده و تا 90 درصد آمیلوپکتین در آندوسپرم ذخیره می نماید.

اندازه گيري آميلوز

روش تهيه محلول‌ها

 1 - محلول هيدروكسيد سديم یک نرمال

مقدار 40 گرم سود خالص را به دقت وزن کرده وارد یک بالن ژوژه 1000میلی لیتری می کنیم و پس از حل کردن آن در آب مقطر تا خط نشانه به حجم می رسانیم.

 2 - الكل اتيليك 95 درصد

3 - اسيد استيك 1 نرمال

مقدار 7/5 میلی لیتر اسید استیک خالص را وارد یک بالن ژوژه 100 میلی لیتری نموده و با آب مقطر به حجم می رسانیم.

 4 - محلول يد و یدور پتاسیم

2 گرم يدورپتاسيم و 2/0 گرم يد را در بالن ژوژه 100 ميلي ليتري ريخته و در مقداري آب مقطر بطور كامل حل نموده و به حجم برسانيد.

 يادآوري  -  محلول يد بايد بصورت تازه تهیه و مصرف شود و در صورت نگهداري حداكثر به مدت يك هفته بايد در شيشه رنگي یا با پوشش آلومينيوم فويل ريخته شده و در يخچال نگهداري شود.

وسايل و دستگاه های لازم

1 - آسياب آزمايشگاهي

اين آسياب بايد قادر به آسياب كردن برنج به اندازه ذرات قابل عبور از الك 250 ميكرون باشد. نوعی آسیاب به نام UD- Cyclone در بازار وجود دارد.

2 - الك با اندازه هاي 250 ميكرونی

3 - بالن ژوژه 100 ميلي ليتري

4 - اسپكتروفتومتر با سل هاي مخصوص و قابليت جذب پذيري در 620 نانومتر

حمام جوش 100 درجه سانتی گراد

 روش كار

مقدار 100 ميلي گرم آرد برنج با رطوبت  12 درصد را به يك بالن ژوژه 100 ميلي ليتري منتقل نمائيد . سپس 1 ميلي ليتر الكل اتيليك و 9 ميلي ليتر محلول هيدروكسيد سديم اضافه نموده و آنرا مدت 10 دقيقه در حمام جوش قرار دهيد. سپس خارج نموده و پس از سرد شدن با آبمقطر به حجم برسانيد.

پس از 24 ساعت 5 ميلي ليتر از محلول را به يك بالن ژوژه 100 ميلي ليتري منتقل نموده و 1 ميلي ليتر اسيد استيك و 2 ميلي ليتر محلول يد به آن اضافه نمائيد و محلول را به حجم برسانيد . پس از 20 دقيقه محلول آماده است تا جذب پذيري آنرا توسط دستگاه اسپكتروفتومتر در 620 نانومتر اندازه گيري نمائيد.

 8-3-1 رسم منحني استاندارد

براي رسم منحني استاندارد مي توان از برنج سفيد با آميلوز معلوم استفاده نمود . براي اين منظور نسبتهاي وزني از برنج سفيد را كه معادل 0 ،  10 ، 20 و 30 درصد آميلوز است را توزين نموده و ميزان جذب  آن ها را  اندازه گيري نمائيد . سپس با استفاده از اعداد بدست آمده و ميزان درصد آميلوز ، منحني استاندارد را رسم نمائيد.

 محاسبه آمیلوز

پس از تعيين جذب  نمونه مورد اندازه گیری را با استفاده از منحني استاندارد ميزان درصد آميلوز آنرا مشخص نمائيد.

توضیح این که دستگاه اسپکتروفوتومتر درصد جذب نور محلول های آمیلوز را نمایش می دهد

 با توجه به این که ارقام با آمیلوز بالا تر از 25 درصد کیفیت بدی دارند بنابراین ، برنج مورد آزمایش از کیفیت مصرفی خوبی برخوردار نیست.

ارقام برنج از نظر آمیلوز به صورت زیر گروه بندی می شوند:

برنج های واکسی:                                       3 – 0  درصد آمیلوز

برنج های آمیلوز خیلی پایین:                    9 – 4  درصد آمیلوز

برنج های آمیلوز پایین:                              19  – 10  درصد آمیلوز

برنج های آمیلوز متوسط:                          25 – 20  درصد آمیلوز

برنج های آمیلوز بالا:                                  30 – 26  درصد آمیلوز

برنج های آمیلوز خیلی بالا:                        34 – 31  درصد آمیلوز

توضیح این که، بسیاری از ارقام محلی خوش کیفیت ایرانی در گروه آمیلوز متوسط قرار دارند.

اندازه گیری درجه حرارت ژلاتینی شدن برنج

 مواد شیمیایی مورد نیاز:

1- هیدروکسید پتاسیم 7/1 درصد

برای تهیه هیدروکسید پتاسیم مقدار 8/19 گرم از ماده شیمیایی خالص آن را در یک لیتر آب مقطر حل می کنند.

 لوازم مورد نیاز:

 1 – دستگاه آون

دستگاه آون بایستی روی 30 درجه سانتی گراد تنظیم شده باشد.

2 – پتریدیش کوچک پلاستیکی

 روش کار:

1 – تعداد 6 دانه برنج خوب سفید شده را در هر پتریدیش ( در دوتکرار ) قرار می دهند.

2 – به هر پتریدیش مقدار 10 میلی لیتر محلول پتاس 7/1 در صد اضافه می کنند.

3 – کلیه پتریدیش ها را به مدت 23 ساعت در دمای 30 درجه آون قرار می دهند.

4 – تعداد دانه ها را برحسب اعداد 7 – 1 بر حسب میزان حل شدن آن ها در محلول هیدروکسی پتاسیم درجه دهی می کنیم.

5 – میانگین درجات را تعیین می کنیم. 

 اندازه گیری پیوستگی ژل

 مواد شیمیایی مورد نیاز:

1 – محلول هیدروکسید پتاسیم 2/0 نرمال

مقدار 33/1 گرم از ماده شیمیایی خالص هیدروکسید پتاسیم را در 100 میلی لیتر آب خالص حل می کنیم.

2 – محلول معرف برمو بلو تیمول

مقدار 25 میلی گرم از این معرف را در 100 میلی لیتر اتانول 96 درجه حل می کنند.

  لوازم مورد نیاز

1 – لوله آزمایش پیرکس به طول 100 میلی متر وقطر دهانه 11 میلی متر.

2 – زمان سنج

3 – حمام آب جوش 100 درجه سانتی گراد

4 – بهم زن لوله آزمایش ( ورتکس میکسچر )

5 – صفحه مدرج میلی متری

6 – ترازوی الکتریکی با دقت 0001/0 گرم

7 – پایه نگهدارنده لوله آزمایش

 روش کار

1 – برای هر رقم مورد آزمایش دو عدد لوله آزمایش انتخاب می کنند.

2 –  مقدار 100 میلی گرم آرد برنج را به طور دقیق وزن کرده و به هر لوله آزمایش وارد می کنند

3 – از آرد ارقام برنج های سپیدرود و خزر بعنوان شاهد استفاده می کنند

4 – به هرلوله آزمایش مقدار 2/0 میلی لیتر معرف برموتیمول بلو افزوده و بر روی بهم زن مخلوط می کنند

5 -  به هرلوله آزمایش مقدار 2 میلی لیتر محلول هیدروکسید پتاسیم 2/0 نرمال افزوده و بر روی بهم زن مخلوط می کنند

6 – لوله هارا بر روی پایه قرار داده در آب در حال جوش غوطه ور می سارند

7 –  پس از مدت 8 دقیقه ژل آرد برنج تشکیل می شود، لوله هارا از آب جوش خارج کرده و در دمای اتاق قرار می دهند تا خنک شود

8 -  لوله های خنک شده را مدت زمان 20 دقیقه در مخلوط آب و یخ غوطه ور می سازند

9 – لوله هارا مدت زمان 60 دقیقه بر روی صفحه مدرج میلی متر به طور افقی ساکت می گذارند

11 – مقدار طول حرکت ژل آرد برنج را در داخل لوله آزمایش برحسب میلی متر اندازه گیری می کنند

 گروهبندی ارقام برنج از نظر میزان پیوستگی ژل:

 ارقام برنج از نظر پیوستگی ژل به سه گروه زیر دسته بندی می گردند:

گروه اول: ارقام با ژل سخت                                  40 – 28 میلی متر

 گروه دوم: ارقام با ژل متوسط                              60 – 41 میلی متر

 گروه سوم: ارقام با ژل نرم                                   100 – 61 میلی متر

 توضیح این که، ارقام محلی برنج های ایرانی دارای پیوستگی ژل متوسط و یا نرم هستند.

ضد عفوني محيط‌هاي غذايي كشت توسط دستگاه اتوكلاو در 1/1 اتمسفر و 120 درجه سانتي‌گراد در حجم‌هاي مختلف.

پروژه:

 اولين دوره کارشناسی زراعت برنج

عنوان:

مديريت زراعي خزانه‌هاي برنج

 تهیه وتنظیم:

  عبد الحسین شیخ حسینیان

استاد راهنما:مهندس اسماعیل پور کاظم

دانشگاه جامع علمی کاربردی موسسه آموزشهای علمی کاربردی کشاورزی مجتمع آموزش  کشاورزی  گیلان

پاییز 1387

فهرست:                                                                             شماره صفحه

مقدمه..........................................................................................................2

ا همیت برنج در تامین غذای مرد م جهان  ...................................................2

تار یخچه مبدا و انتشار برنج...........................................................................3

سازگاری برنج..............................................................................................7

دانه برنج......................................................................................................9

هزینه های تولید برنج در ایران....................................................................13

خزانه برنج...................................................................................................11

انتخاب بذر..................................................................................................12

ضدعفونی بذر .............................................................................................14

خیساندن بذر ..............................................................................................14

آماده سازی زمین خزانه..............................................................................16

بذر پا شی وتهیه گیاهچه..............................................................................18

استفاده از پوشش نايلوني براي خزانه...........................................................21

هوادهي خزانه............................................................................................22

كودپاشي خزانه...........................................................................................23

مبارزه با علف‌هاي هرز خزانه.......................................................................24

روش مبارزه با سوروف در خزانه..................................................................24

زمان كنترل علف هرز سوروف در خزانه......................................................25

مبارزه با حشرات زيان‌آور خزانه برنج...........................................................26

منابع...........................................................................................................28

مقدمه:

       جمعيت جهان هر روزه در حال زياد شدن است و اين جمعيت نياز به غذا دارد. افزايش سريع
و فراوان توليدات كشاورزي براي تأمين نيازهاي هر جامعه، كاري نيست كه بتوان با روش‌هاي
سنتي كشاورزي آن را انجام داد. زيرا با روش‌ها و عمليات سنتي فقط مقدار محدود و كمي
محصول توليد مي‌شود.

        امروزه دستيابي به محصول بيشتر از طريق زياد كردن زمين‌هاي زيركشت امكان‌پذير نيست.
در اغلب كشورهاي جهان، افزايش توليدات كشاورزي از طريق افزايش حاصلخيزي و باروري زمين‌هاي
زيركشت انجام مي‌شود.

ا همیت برنج در تامین غذای مرد م جهان  :

     برنج یکی از قدیمی ترین  دانه ها است . و بیش از ده هزار سال است که که تعداد زیادی از مردم دنیا

به  عنوان غذا از ان استفاده می کنند .امروره برنج  به عنوان غذای بیش از نصف مردم دنیا است . ودر چرخه غذایی جهان نقش مهمی دارد .وحتی در کشور های اروپایی وآمریکایی شمالی برنج به عنوان یک ماده غذایی سالم مورد توجه قرار گر فته و مصرف در حال افزایش است .اهمیت برنج در مراسم ملی ومذهبی مورد توجه قرار گرفته است  .

            در اين خصوص، براي بالا بردن توان و ظرفيت توليد، بايد از پيشرفت‌‌ها و روش‌هاي جديد
و علمي استفاده كرد. مديريت صحيح زراعي مزارع برنج از جمله روش‌هاي اثربخش در افزايش
حاصلخيزي اراضي و به دست آوردن محصول بيشتر است. در اين ميان، مديريت خزانه برنج اهميت
خاصي دارد كه توجه به آن و به كارگيري توصيه‌ها و نكته‌هاي كارشناسي، باعث موفقيت كشاورزان
برنجكار و افزايش توليد خواهد شد.

      در اين پروژه، به توصيه‌ها و نكته‌هاي علمي درباره پوشش خزانه، كوددهي خزانه، روش مبارزه
با علف هرز سوروف و حشرات زيان‌آور پرداخته می شود.

تار یخچه مبدا و انتشار برنج :

   محل جغرافیایی مبدا اصل برنج مشخص نیست .  عمد تا" نظر بر این است که  برنج  به طور مستقل در کشور های چین، هند و  اندونزی اهلی شده است .یافته های باستان شناسی نشان می دهد که برنجهای ایندیکا از 7000 سال قبل  درمنطقه گرمسیری هوموتو استان چیکیا نگ   چین کشت می شده اند.

اخیرا بقایای  برنج ژاپونیکا یا برنج منطقه معتد له به طور همزمان در منطقه لو جیا او و چیکیانگ پیدا شده است.

برنج از  مناطق گرمسیری  و نیمه  گرمسیری سریعا به مناطق جغرافیایی مختلف آسیا  گسترش پیدا کرد وحدود 2300 سال قبل به ژاپن رسید . گسترش برنج به شش مرکز شرق آ فریقا، شمال  امریکا و استرا لیا  ادامه یافت در امریکا حدود سال 1690 میلادی کشت برنج اغاز شد هچنین زراعت برنج در اروپا از 8 مرکز در پرتقال و اسپا نیا و9 مرکز در جنوب ایتالیا آاغاز شد . زر اعت برنج  شاید از قدیمی ترین

            زراعت هادر آسیا با شد وسال‌ها پیش از انکه تاریخی از تمدن بشر وجود داشته داشته باشد برنج غذای اصلی مردم چین و  ژا پن بوده است بر طبق برخی مدارک، پادشاهان هر سال طی مراسمی بزرگ و با شکوه شخصا بذر افشانی برنج  اقدام میکردند . در تمام نوشته های قدیم هندی ار برنج به عنوان هدایای تقدیمی به خداو ندان یاد شده است  واین امر قدمت کشت این گیاه را د این شبه قاره به اثبات می رساند .کشت برنج در آفریقا از زمانهای بسیار دور بوسیله بومیان بدوی شروع شده بود  بطوریکه پرتقالیها در سواحل آفریقای غربی مستقر شدند کشت گونه های برنج بومی سنگال تا مصب رود نیجر رواج داشت. در بالی کشاورزان برنج را به خدای باران تقدیم میکردند .  (یو شیدا 1975) استان گیلان با حدود 230 هزار هکتار اراضی  شالیزاری که حدود 160 هزار هکتار ان در محدوده  شبکه آبیاری سپیدرود قرار دارد . ازمناطق تولید برنج درایران میباشد دراین شبکه آبیاری که برا ساس آبیاری دا ئمی طراحی شده بود. در سالهای اخیر به دلیل بروز مسا ئل از جمله ا فزایش سطح زیر کشت کاه ش حجم مخزن سد سپیدرود به دلیل وجود رسوبات و بروز خشکسالی در بعضی از سالها مسئل آبیاری نوبتی مورد توجه قرار گرفته است. ( یزدانی وتطهیری 1379 )

ولی طریقه کشت بسیار ابتدایی بود .پرتقالیها طرزتهیه برنجزارها وروش کشت برنج را از سیا ه پوستان بومی آموختند. زراعت برنج در آسیای غربی خیلی دیرتر آغاز شد . نویسند گان قدیم یونان از جمله تئوفر است و اریستر بول که در زمان اسکندر مقدونی می زیسته اند درآثار خود  یادآور   شده اند که چهار صد سال قبل از میلاد مسیح کشت برنج در قسمت های شمالی آمودریا، بابل وشوش متداول بوده ا ست . یونانی  ها زراعت برنج را از ایران یاد گرفته اند تئو فراست به زراعت برنج در سال 375 قبل از میلاد درکشور مصر اشاره می کند. کاشتن برنج بوسیله مرا کشی ها در اسپانیا و توسط ترکها در  شبه جزیره   بالکان متداول شد وپرتقالیها زراعت آن را در برزیل معمول کردند . در سال 1685 میلادی زراعت برنج از ماداگا سکار وارد ایالات متحده امریکا شد .درقرن نوزده میلادی اروپایی ها برای توسعه این محصول در  جهان کو شش بسیاری کردند .به علاوه گیاهشناسان و علمای اروپا همگام با دانشمندان ژاپنی در انتخاب و تهیه بذر خوب وتولید محصول بهتر گام های ارزنده و  موثری برداشتند.

در ابتدا زراعت برنج به صورت کشت مستقیم بدون آبیاری و غرقابی در مناطق جنگلی به صورت متناوب انجام میشد که این سیستم کاشت تفاوت اندکی با حالت رویش وحشی برنج داشت. زراعت برنج بصورت سیستم کاشت نشا یی با انجام عملیات خاک ورزی وایجاد شرایط گل آب کردن از چین آغاز شدوبه سایر نقاط دنیا گسترش یافت.

تاریخچه زراعت برنج در ایران :

سابقه کشت برنج در ایران به حدود 400 سال قبل از میلاد بر میگردد .که در ایران قدیم، بابل وشوش کشت میشد .( بی نام1374 )

            زراعت برنج در ایران از سالهای  خیلی دور معمول بوده است  بطوریکه در زمان  هخا منشیان در ایران زراعت انجام می شده است ودر دوره اشکانیان در گیلان ومازندران و خراسان زراعت برنج رواج داشته  است . در دوره ساسانیان نیز در بخش بزرگی از ایران شامل تاشکند وکاشمر زمینهای زیادی زیر کشت بوده اند . ( هادی کریمی 1367 )

سطح زیر کشت برنج در ایران که طی آخرین آمارگیری در سال 1379انجام شد، برآبربا563 هزار هکتار برآورد گردیدکه معادل4/0 درصد کل جهان است .میانگین عملکرد4173کیلو گرم در هکتار واستانهای گیلان و مازندران با  230  هزار هکتار بیشترین سطح زیر کشت را دارا می باشند .(  بی نام 1377 و مجید نحوی 1379)

تئوفراست معتقد است که زراعت برنج در بآبل و شوش ( خوزستان امروز ) از 400 سال قبل از میلاد متداول بوده است . زراعت برنج در کیلان ومازندران از 2000 سال قبل یعنی در زمان اشکانیان رواج داشه است .( بی نام 1374 ومهندس مجید نحوی )

مسئله خشکی همیشه مطرح بوده وامروز ه مشکل جدی تری شده است . این موضوع فقط به خاطر

دگرگونی الگوی آب وهواء زمین وبواسطه اثر گلخا نه ای نیست بلکه بدلیل بهره برداری نادر ست از منابع

آبی نیز میباشد . از جمله در ابتدای فصل در زمان خزانه گیری که در برخی از مناطق خیلی بیش ا زحد مورد نیازآب مصرف میکنند .استفاده ار معیار های فیزیولوزیکی در جهت کمک به انتخاب گیاهانی

با عملکرد بالا در شرایط تحت تنش اولین بار توسط هالز پیشنهاد شد .با وجود اینکه این پیشنهاد قدیمی

می با شد .( مهندس مجید نحوی )

             عبدلغفار خان نجم الدین در کتاب علم فلا  حت می نویسد: برنج در زمان انو شیروان توسط برزیه طبیب همراه با هدایای دیگر از هند به ایران آمده ودر ولایا ت کادوسیان  ( گیلان ومازندران ) کشت گردید ودر زمان اشکانیان  چنک کی ین سفیر وسردار چین(126 سال قبل از میلاد ) به کشت برنج در ترکستان و سرزمین پارت ها وکلده اشاره کرده است .

به نظر میرسد که کشت برنج در استان های شمالی ایران بوسیله پارتی ها در دو هزار سال پیش معمول بوده است . گزارش های چینی در زمان ساسانیان نشان میدهد که در سر زمین خاوری ایران از قبیل‌اشمر، ختن و تاشکند برنج زارهای وسیعی وجود داشته است . ولی تاریخ نویسان اخیر بیش‌تر از کشت

برنج در سرزمین‌های خوزستان،  طبرستان، دیلمان و گیلان یاد کرده اند .

مشخصات گیاه شناسی برنج :

   جنس Oryza ,   به زیر خانوادهBambusoideaeو قبیله Oryzae  تعلق دارد و دارای دو گونه  زراعی o.sativa که منشاء آن آسیا است و o.glaberrima که منشاء آن آفریقا می باشد گونه اول اهمیت بیشتری دارد 0

برنج گیاهی است یکساله دارای ریشه های افشان  وقوی که به عمق خاک نفوذ می کند و درلایه

حدود 25-15 سانتی متر خاک قرارمی گیر د . بر روی ریشه های برنج یک نوع بافت هدایت کننده هوا

برای تأمین اکسیژن وجود دارد . ساقه برنج تو خالی و استوانه ای است وطول آن به تعداد میانگرۀ و برگهای برنج بستگی دارد .ارتفاع ساقه بین 50 تا 200 سانتیمتر   تغییرمی کند . تعداد برگ در برنج بین 10 تا 20 عدد در ارقام زود رس ودیر رس متغیر می باشد .انواع دیر رس وغرقابی تعداد  برگ بیشتری تولید میکنند . قطر ساقه برنج بین 6تا 12 میلیمتر می باشد .برگها بصورت متناوب بر روی ساقه قرار گرفته اند . میانگره در برنج از نظر پهنا یکسسان بوده و هر چه به انتهای ساقه می رسند طول انها  بلندتر  می شود.(خدا بنده 1371 وهادی کریمی 1370) .

برگ ها دارای پهنک باریک و در o.sativaکرکدار بوده و زبانک  ( لیگول )آنها نسبتا بلند می با شد ( خدآبنده 1371 ).

گل آذین برنج خوشه ای و هر خوشچه دارا ی سه گل بایک گل بارور ،6 پرچم ،گلوم و گلومل با ریشک و خود  گشن می باشد . (خدا بنده 1371 وهادی کریمی 1370 ).

    برنج مرطوب low land (که در آب کمتر از یک متر عمق کشت می شود) .(ورگارا 1976 )

  در مناطق گرمسیری بذرها معمولا با 24 تا 48 ساعت جذب آب جوانه زنی مقدماتی دارند .اولین برگ 3 روز بعد از کاشت بذر ظاهر می شود .سپس برگهادر5 تا 3 روز تولید می شوند . (دداتا 1981 )

پنجه زنی در مرحله 4 تا 5 برگی شروع می شود و تولید پنجه ها ممکن است با تولید برگ بر روی ساقه اصلی  همزمان باشد رسیدن به حداکثر تعداد پنجه ممکن است منطبق با گل آغاز باشد، قبل از رشد پانیکول به این حد برسد . سرعت فتو سنتز خالص برگها در گونه های مختلف ا ز 8تا 1/8 میلی گرم در متر مربع در ثانیه و 1/1  تا 2/2 میلی گرم در متر مربع مزرعه در ثانیه می باشد . (یوشیدا 1968 )  ریشه های برنج نسبتا سطحی هستند. دربرنجهای مرطوب 80 در صد وزن ریشه هاممکن است در 20  سانتیمتری فوقانی خاک باشد و در برنج آپلند 40 تا 60 در صد می باشد (ایری 1979 ) عدم ظهورگلها به دلیل درجه حرارت کمتر از 20 درجه  سانتی گراد  (ساتاکه 1978 ) و دمای زیاد هوا یا کمبود بخار آب (ایری  1978 ) ویا به

 د لیل رطوبت کم خاک است.(ایری 1979 ) برنج به تنش آب و همچنین به شرایط بی هوازی مربوط به زیر آب رفتن حساس است. کمبود آب باعث می شودتا پتانسیل آب برگ و سرعت طویل شدن در برنج با سرعت بیشتری کاهش یابد .بطوریکه تجمع ماده خشک وجذب عناصر غذایی کاهش یافته  یا متوقف می شو د . 0(تا نگو یلیک و همکاران 1987 )کمبود آب در طول مرحله رویشی ممکن است اثر نسبتا کمی بر عملکرد دانه داشته باشد .(اوتول ومویا 1981)مطالعات کاوا گوچی وکیو ما( 1974) بر روی زمینها برنج مرطوب در آسیای گرمسیری نشان می دهد . که ا غلب زمینها دارای بافت متوسط لومی ریز تا رسی ریز  هستند .در  سیستیمها یی  که فقط برنج با عمق کم کشت می شود .در اقلیمهای مرطوب واقلیمهای خشک باکمتر از حدود 6 ماه بارندگی با آب جاری دیر هنگام به دلیل محدود بودن آبیاری فقط یک محصول ممکن است در هرسال کشت شود . (مجید نحوی –سال انتشار 1379 – ص 85)

سازگاری برنج:

    سازگاری برنج با اقلیم های مختلف بسیار خوب بوده که بشر توانسته با دستکاری های لازم کشت برنج را در این اقالیم توسعه دهد بطوری که اکنون برنج در سطح وسیعی از مناطق مختلف با شرایط محیطی متفاوت کشت  میگردد  پراکنش جغرافیایی برنج از   شمال شرقی چین در عر ض جغرافیایی 53    د رجه شمالی تا نیوسات ولز استرالیادرعرض 35 درجه جنوبی است همچنین در زمینهای پایین تر از سطح دریای آزاددر کرالا ونقاط شمالی کشورو تا ارتفاع 2000 متری کشمیر ونپال بخوبی رشد میکند وساز گاری آن تا حد ی است که در  هندوستان، پاکستان، اندونزی وبسیاری از نقاط دیگر دنیا بصورت دیم و در نقاطی

دیگر بصورت نیمه غرقابی ودر مناطقی نیز درآبهای به عمق 150 تا 500  سانتیمتررشد کرده ومحصول تولید  مینماید (یو شیدا 1977   مهندس مجید نحوی)

            برنج آسیایی به 3 گروه اکو لوژیکی تقسیم میشود که شامل ژاپونیکا، ایندیکا و جا وانیکا می باشند.  برنج ژاپونیکا سا زگار بااقلیم های سردتر می باشند ودر مناطق معتدله  نظیر  شمال چین ،ژاپن وکره بطور گسترده کشت  می شوند. برنج ایندیکا با مناطق گرمسیر بوده ودر مناطقی مثل جنوب شرقی آسیا در سطح وسیعی کشت می شود.  ارقام مناطق گرمسیری از نوع ایندیکا بوده ودیررس  وحساس به فتو پریود میباشندو توانایی پنجه زنی زیادی د ارند این ارقام دارای سابقه بلند وضعیف وباریک با برگ های افتاده ونازک وسبز کم رنگ می باشند وریزش دانه از خوشه نیز زیاد است. ارقام  ژاپونیکا برگهای کوتاه باریک عمودی وسبز  تیره داشته وارتفاع بوته کوتاه وساقه باریک ولی دارای استحکام  می باشندخو شه کوتاه فشرده با ریزش دانه  کم دارند برنج های جا وانیکا پا بلند با دانه های   بسیاربزرگ ونسبتا بیضی شکل و ضخیم بوده و به برنج های بولو اندونزی یاپونلای مشهورند (یوشیدا-1983- مهندس مجید نحوی  ) ارقام

ژ اپونیکا را  به دلایل زیر در مناطق حاره استفاده  نمی‌کنند   :

1- اغلب واریته های ژاپونیکا خیلی زودرس می باشند وبا  کشت در مناطق حاره زودتر به گل می روند ورشدرو یشی  کا فی  نخوا هند داشت وسبب کوتولگی  بوته هاوکاهش محصول خواهند شد. مردم

 منا طق حاره برنج های خو ش کیفیت ایندیکا را ترجیح   می  دهند  .برنج های ژاپونیکا فاقد خواب بذر میباشند که این  فاکتور در مناطق حاره و گرمسیری به دلیل بارش بارانهای اواخر فصل برای جلوگیری از جوانه زنی بذر لازم میباشد 0 (دای-1981 - مهندس مجید نحوی  )

بررسی ها  نشا ن می دهند که تنشهای ملایم اثرات بر روی پوشش گیاهی میگذارد ودر واقع این خود نوع سازگاری با شرایط موجود   می با شد میتوان کاهش عملکرد دا  نه را در تیمارها با افزایش  دوره های آبیاری بخاطر بسته شدن روزنه هابه مدت طولانی جهت جلوگیری از تعرق دانست .

دانه برنج :

 از  نظر گیاه شنا سی دانه برنج یک میوه حقیقی است که شامل برنج قهوه ای یا گندمه و پوسته است .به

مجموع آن دو شلتوک می گویند .برنج قهوه ای شامل جنین آندو سپرم  وچند لایه سلول است که مجموعا سبوس و کپک را تشکیل می دهند . در برنج های ایند یکا پوسته شامل لمل و  پا  لئا و محور خوشه است .و در ارقام جا پو نیکا پوسته لمایی رشد نیافته وقسمتی از دمگل را در بر می گیرد .پوسته سخت و غیر قابل هضم بوده وباید از روی دانه حذف شود .سبوس وکپک نیز به دلیل فساد پذیری سریع باید با  ماشینهای  مخصوص از دانه جدا شود .وزن یک دانه بدون رطوبت 10- 45 میلی گرم است .طول و عرض وضخامت دانه در وار یته های  مختلف برنج خیلی متفاوت است . وزن پوسته بطور میانگین حدود 20 درصد کل وزن دانه را تشکیل می دهد .وزن هزار دانه شلتوک برنج 25- 45 گرم میباشد .( حسن اخگری –سال 1383  ).

هزینه های تولید برنج در ایران :

هزینه تولید برنج در نظام بهره برداری سنتی کشور علاوه بر تاثیر پذیری از شرایط طبیعی از روند تصاعدی دستمزد ها به ویژه دستمز د  کار گران در هنگام برداشت محصول و خرمنکوبی که مصادف با فصل بارندگی است،متأثر می شود وبه صورت فرآیندی حوضه های تولید وقیمت تمام شده برنج ر ا افزایش می دهد .کوچک بودن واحد های بهره برداری هزینه های اجاره ماشین آلات وتأمین خوراک کارگران ازعوامل دیگری هستند که در افزایش هزینه تولید  موثرهستند .با توجه به ویژگی های هر یک از گونه های برنج اعم از برنج دانه بلند  مرغوب، دانه بلند پر محصول ، دانه متوسط مرغوب، برنج دانه کوتاه مرغوب هزینه  تولید و قیمت انجام   کلیه عملیات زراعی در یک هکتار شالیکا ری بااحتساب تهیه یک صد متر مبع خزانه حدود 1140 تا 1050 ساعت کار نیاز دارد .(حسن اخگری -1383 )

رشد ونمو گیاه برنج :

رشد ونمو فرآیند پیچیده ای هستند که به عوامل درونی و بیرونی بستگی دارد این فرآ یند ها که با جوانه زدن شرع وبعد با یک سلسله عوامل پیچید ه مور فو لوژیکی دنبال می شود ،رشدو نمو نامیده می شود .

(تینگ- 1982 )

برای اینکه بتوان اقدام لازم را برای بهبود محصو ل به عمل آورند ، تشخیص مراحل رشد در خیلی از مطالعات فیزیو لوژیکی بر روی مشخص کردن مراحل بحر انی در طی دوره زندگی گیاه که حساس به‌عوا مل محیطی می باشد، مفید است  .  ( یوشیدا -1972 )

متدا ولترین روش برای مراحل نموی در غلات مقیاس فیکس نام گرفته است .مقیاس فیکس بر مبنای

خصوصیات بیرونی گیاه یا اندامهای ان است و مقیاس فیکس توسط ( زاد وکس و همکاران- 1974  )

تکامل یافته است .

خزانه برنج

    خزانه برنج به قطعه زمین کو چکی اطلاق می شود که در داخل زمین اصلی یا خارج از مزرعه قرار دارد   محل خزانه باید مکانی باشد که خاک ان بخو بی شخم خورده باشد .  ودارای هوموس یا کود دامی کاملا پوسیده باشد .خزانه باید بصورت شمالی وجنوبی احداث شود تا هم بیشترین نور خورشید در یافت

کند .(مجید نحوی،حسین سروش - 1384)

            گیاهانی که در مراحل اولیه زندگی پر توقع بوده ورشدو نمو کندی دارند یا به زمین فقیر آن از لحاظ مواد  غذایی حساسیت  زیاد  دارند ویا طول مدت تابستان برای تکمیل دوره زندگی آنها از کاشت تا رسیدن کامل نباشد به طریق خزانه ونشا کاری کشت و زرع می شوند .همیشه قبل از کندن نشا بایستی خزانه را پر آب کرد تا نشا ها با قدری خاک اطرف ریشه بیرون بیایند . زر اعت برنج در دنیا وکشور ما  عمدتا به روش  نشایی انجام می شود .

فواید این روش عبارتند از:

الف): به علت کوچک بودن مساحت خزانه ان را می توان خوب تهیه کرد وکود مورد نیاز گیاه جوان را در دسترس قرارداد .

ب): عملیات آبیاری، دفع آفات و مبا رزه با بیماری های گیاهی و کنترل علف های هرز در اوایل زندگی گیاه آسانتر است .

ج): در مصرف بذر کاملا صرفه جویی می شود .زیرا بذوری که بسیار ریز هستند وقتی در زمین اصلی کشت شوند از بین می روند  ولی در خزانه با شرایط لازم برای جوانه زنی و رشد اولیه آنهامطابقت

 می گردد .  فرصت  و دقت بیشتری در آماده سازی زمین وجود دارد .با پیشرفتهایی که در ایجاد و ساختمان خزانه برنج در کشور های توسعه یافته در امر برنج و ایستگاههای تحقیقاتی صورت گرفت دامنه خطرات احتمالی خزانه های برنج به حداقل رسیده است .واز پیامد های مهم آن کاهش مصرف بذر بوده

بطوریکه در این مسیر مصرف بذر از 200- 150 کیلو گرم برای هکتار در روش سنتی به حدود 20کیلوگرم در سیستم خزانه جعبه ای (باکس) رسیده است .درحال حاظر شیوه های مختلف خزانه برنج متداول بوده که خزانه های سنتی از متداول ترین شیوه خزانه گیری در ایران می باشد . در این روش قطعه زمینی بسیار کوچک1/90مساحت زمین اصلی با تراکم بذر با لا (بطور متوسط 150 کیلو گرم برای هر هکتار )که می‌توان گفت  2-1 کیلو گرم بذر در هر متر مربع  خزانه پاشیده  می شود . با توسعه روشهای جدید خزانه های حد واسط یا نیمه سنتی بوجود آ مد که در این روش نیز همچنان ابعاد نا منظم و از اصول درست پیروی نمی شود . مصرف بذر بالا بوده و روش آ بیاری خزانه از نوع غرقابی وتغذیه مناسب خاک خزانه صورت نمی پذیرد و فقط از پو شش نایلونی برای خزانه را از خزانه های ژاپنی  یا ایستگاهی گرفته  اند ودر سالهای اخیر خزانه های ژاپنی و ایستگاهی که بترتیب سطحی معادل با 1/25 و 1/45 زمین اصلی را دارا می با شند و مصرف بذر آنها 60-40 کیلو گرم برای هر هکتار است به وسیله کشاورزان پیشرو در حال استفاده می باشد.

انتخاب بذر :

     یک بذر خالص بزرگ، سنگین وقوی می تواند یک گیاه سالم  ایجاد  کند  واین گیاهچه قوی تولید یک گیاه قوی کند . ودر نتیجه عملکرد افزایش می یابد .برای این کار ابتدا باید وزن مخصوص بذرها ی مختلف برنج را تعیین وسپس با به کا رگیری محلولی مناسب وهم چگالی با بذر سنگین اقدام به جدا سازی بذر های سبک که در سطح محلول شناور باقی می مانند کرد .به عنوان مثال در ارقام ایندیکا بامخلوط کردن 65/1کیلو گرم نمک طعام با 10 لیتر آب خالص که وزن مخصوص 08/1 به دست می آید . برای تعیین و اندازگیری وزن مخصوص محلول آ ب نمک می توان از هیدرو متر یا تخم مرغ تازه که وزن مخصوص آ ن یک است استفاده کرد . در حالت سنتی زارعین فقط از آ ب خالص استفاه می کنند که این عمل نمی تواند بطور کامل جدا سازی بذور پوک را انجام دهد . بذور انتخآب شده و جدا کرده از محلول آب نمک را باآب تمیز و تازه شستشو ی کامل می دهند تا نمک های بذر از سطح آن جدا شوند زیرا ممکن است نمک موجود باعث عدم جوانه زنی بذر شود . پس از آن بذرها را در سایه خشک شده و برای انبار کردن یا ضدعفونی کردن آ ماده می شوند .( حسن اخکری- 1374 ).

ضدعفونی بذر :

 به سبب آلودگي بذر و گیاهچه برنج به بیماری های قارچی مانند بلاست،جیبرلاو لکه قهوه ای، عمل ضد عفونی باید انجام شود. بنآبر این می توان باسموم قارچ کش سیستسمیک در دسترس با غلظت 2-1 در هزار محلول تهیه کرد و بذر را برای مدت 6 ساعت در درجه حرارت 18 درجه سانتی گراد قرار داد.

یادآوری : باید توجه کرد که از این محلول برای ضد عفونی بذر ها ی جوانه دار استفاده نگردد. زیرا به گیاهچه آسیب رسانده ومنع رشد جوانه خواهد شد . بعد از این مدت بذر را از محلول سم خارج کرده  و ضمن شستشو ی آن با آ ب خالص جهت خیساندن درآب خالص و طی مراحل بعدی اقدام می شود .

(مجید نحوی،حسین سروش - 1384)

خیساندن بذر :

     سرعت جذب آ ب توسط برنج نسبت به سایر گیاهان بسیار کند است . بنا براین برای تسریع در عمل جوانه زنی، بذرآماده شده را در مدت زمان معین که آ ن بستگی به درجه حرارت آب دارد قرار می دهند در طول این مدت هر6-5 ساعت به تعویض آب ظرف اقدام می نمایند . که طی این مدت بذر هوادهی شده و کمبود اکسیژن آن بر طرف می گردد . بذر خیسانده شده 25 درصد بیشتر از بذر خشک وزن دارد(مجید نحوی،حسین سروش - 1384).

جوانه دار کردن بذر :

  به منظور جوانه دار شدن بذر پیش تیمار شده برنج نیاز به 3 شرط اساسی است که عبارتند از گرما رطوبت اکسیژن در صورتی که این 3 شرط در حد مناسب در اختیار بذر قرار گیرد .طی 48-24ساعت جوانه دار شده و آماده برای پخش در خزانه می شود . در شرایط آ زمایشگاه با قرار دادن بذر در

ژرمیناتور و تنظیم حرارت ورطوبت و هوادهی مناسب بذرها در مدت کوتاهی شروع به جوانه زنی میکنند .

 اگر مقدار بذر زیاد باشد آ نهارا در چند ظرف مختلف گذاشته وروی آن رابا کیسه مرطوب می پوشانند ودر جای سایه قرار می دهند وهر 12 ساعت یک بار بذر ها را با دست به هم می زنند وآن را کاملا مخلوط و زیر و رو می کنند  و مقداری آ ب ولرم به آ ن اضافه می کنند . این عمل باعث می شود که رطوبت و اکسیزن به تمام نقاط بذر رسیده تا حرارت درتمام نقاط توده بذر پخش شود .

درجه حرارت مطلوب برای جوانه زنی 34-30 درجه سانتیگراد است که اگر از درجه حرارت پائین تر یا     بالا تر از این حد باشد باعث عدم یکنواختی جوانه زنی شده وگیاهچه بد شکل می شود .                              

بذور جوانه دار شده

بعداز 48- 24 ساعت وقتی که اندازه ریشه چه 4-3 میلی متر وساقه چه 2-1 میلی متر شد بهترین  زمان اتقال به خزانه است . اگر بیش از این اندازه باشد باعث شکسته شدن جوانه می شود وبذر در خزانه پوسیده می شود وباعث فساد بقیه بذر ها خواهد شد و برای این کار بهتر است ابتدا بذرهای جوانه زده را برای مدت 2-1 ساعت در سایه پهن کرده تا مقداری از رطوبت خود را از دست بدهند تا به راحتی بتوان آنها را در خزانه پخش کرد (مجید نحوی،حسین سروش - 1384).

آماده سازی زمین خزانه :

      به منظور آماده سازی خزانه ابتدا آن را به عمق 20-10 سانتی متر به وسیله بیل یا تیلر شخم می زنند و روی آن را مقداری کود دامی کاملا پوسیده می ریزند  سپس آ ن را با خاک کاملا مخلوط کرده وخزانه را غرقاب می کنند . بعد از این مرحله زمین را با تیلر شخم می زنند . در روش ایستگاهی معمولا بستر ها را به عرض 2/1- 1 متر و به طول حدود 10 متر در نظر می گیرند . فاصله دو بستر حدود 20 سانتی متر و به صورت جوی وپشته در نظر می گیرند . سطح مورد نیاز خزانه برای کشت یک هکتار زمین اصلی برآبر 250 متر مربع است وبرای اینکه بتوان نشاء های وقوی تولید کرد .لازم است که از خزانه مراقبتهای زراعی لازم به عمل بیاید . این مراقبتها شامل استفاده از پوشش نایلونی کود پاش – مبارزه با علف های هرز و کنترول حشرات زیان آور خزانه است . (مجید نحوی،حسین سروش -1384 )

در سیستم خزانه های ژاپنی و ایستگاهی 500 -350 متر مربع خزانه بسته به مقدار بذر مصرفی پیشنهادمی گردد . که در آنها 10 گرم بذر برای هر متر مبع خزانه در نظر گرفته می شود . بر اساس تحقیقات انجام شده در کشور پیشنهاد گردید ه است که 200-  100 متر مربع خزانه برای هر هکتار در نظر گرفته شود . در انتخاب مکان خزانه باید دقت هایی زیلدی به عمل آ ورد . خزانه باید در مکانی قرار گیرد که:

     1-آ بگیری وتخلیه آب آن به آسانی صورت گیرد .    

2-در اثر بارندگی ناگهان پر از آب نشود .

3- آفتاب گیر و گرم باشد و نور کافی داشته باشد

4. در انتخاب ابعاد و حمل ونقل نشاء دچار مشکل نشود

5- خاک آن قوی باشد .

از 35 – 30 روز قبل از بذر پاشی آماده سازی زمین خزانه را شروع کرده و شخم اولیه آن با کمک انسان یا  تیلر با گاو آهن بر گر داندار انجام دهید . تا کاه کالش با قی  مانده از زراعت سال قبل و همچنین علف های هرز به زیر خاک انتقال پیدا کند و پوسیده شود . شخم های ثانوی به فوا صل 10-7 روز از یکدیگر جدا گردید .در بین  فواصل آماده سازی زمین آبگیری شود تا سطح خاک کاملا از آب پوشیده باشد این عمل مانع از خشک شدن وسله بستن و رشد علف های هرز می شود . (مجید نحوی،حسین سروش - 1384).   

در خزانه های ژاپنی و ایستگاهی به منظور تخلیه آب اضا فی سطح خزانه را5تا 4 سانتی متر با لا تر از سطح اولیه خاک آماده می سازند . برای این منظور با چند قطعه چوب و مقداری نخ ویک متر ابعاد خزانه مورد نیاز را به عرض کرت های 5/1 – 1 متر انتخاب می کنند و فاصله بین کرت ها را 40 سانتیمتر در نظر می گیرند . سپس خاک های اطراف کرت ها را به داخل کرت ریخته تا سطح آ ن 5-4 سانتی متر بلند تر گردد . این خاک در سطح خزانه تسطیح شده و در اطراف خزانه نهر کوچکی ایجاد می شود . که در روز های اول می تواند ازهر دو طرف آب خزانه  را خارج کند . عرض خزانه ها باید 5/1-1 متر باشد . زیرا در این عرض کشاورز در هنگام پخش بذر در سطح خزانه دچار مشکل نبوده و وجین دستی در آن به سهولت انجام گیرد . لذا بهترین راه آبیاری خزانه به طریق نشتی با پر کردن نهرهای اطراف خزانه است تا آب به طریق نشتی سطح خزانه را همواره مرطوب نگه دارد . در صورت زیاد بودن عرض خزانه امکان نفوذ ونشت آب تا مرکز خزانه وجود نخواهد داشت  و این عمل باعث از بین رفتن بذر  قسمتها ی میانی خزانه خواهد شد . (مجید نحوی،حسین سروش - 1384)

بذر پا شی وتهیه گیاهچه :

 پس از آماده کردن خزانه باید اجازه داده شود گل سطح خزانه ته نشین شود . تا از فرو رفتن بذر در داخل گل جلوگیری شود . پخش بذر جوانه دار شده بطور یکنواخت به صورت یک لایه نازک در سطح خزانه از اهمیت زیادی بر خور دار است. پخش بذر جوانه نزده در سطح خزانه با عث دیر جوانه زدن و غیر یکنواختی در جوانه زنی می شود . همچنین در صورت تشکیل غلاف ساقه وریشه چه بلند در هم رفتگی بذر ها زیاد شده و پخش یکنواخت بذر در خزانه دچار مشکل می شود . مقدار بذر مصرفی پیشنهادی از سوی موسسه تحقیقات بین الملل برنج 100 گرم در متر مربع است که تقریبا 3- 2 بذردر سانتیمتر مربع برابری می کند . اما بر اساس تحقیقات انجام شده درکشور موسسه تحقیقات برنج کشور  500 – 400 گرم در متر مربع خزانه را ترویج  می کند.

تراکم بالای بذر در واحد سطح خزانه باعث نازکی ساقه نشاء شده و چون نشاها در رقابت شد ید بسر

 می برند. ارتفاع آنها بلند می گردد. که این امر باعث صدمه نشا ء در هنگام کندن وانتقال آن به زمین اصلی می شود .بذر پاشیده شده در سطح خزانه بایدهم سطح با سطح خاک باشد تا نفوذ ریشه و جذب آب برای بذر به آ سانی میسر گردد . برای این منظور می توان از یک ماله سبک وچوبی استفا ده کرد .

     همچنین در بسیاری از نقاط بعداز پخش بذور روی آنها رابا سوخته پوسته یا کلش برنج می پوشانند .

فواید این کار عبارتند از:

الف : باعث تیره شدن سطح خاک و بذر شده و جذب نور را افزایش داده وخزانه زود تر گرم میشود .

ب : بذرهااز حمله پرندگان در امان می باشند .

ج : سرعت رشدجوانه بذربرنج در مقابل نراکم است که با این عمل سرعت جوانه زنی ورشد اولیه گیا هچه  تند تر می شود. (مجید نحوی،حسین سروش - 1384)

    پوشیده شدن سطح خزانه برنج به وسیله ب آب آآ آب آبیاری می تواند باعث خفگی وعدم رشد جوانه های برنج گردد. بنا بر این آبیاری و رسا ندن  رطوبت به بذر در بستر خزانه باید دقت زیادی انجام گیرد . این امر در سیستم آبیاری نشتی در خزانه های تر به آسانی میسر است . آبیاری خزانه به دقت بالایی نیاز دارد .زیرا در رور های  اولیه بعد از بذر پا شی گیا هچه ها با ید از به از حالت غرقاب در امان با شند تا لایه سطحی خزانه بتواند اکسیژن لازم را جذب کرده وبه گیا هچه بر ساند .

در هفته اول بعد از بذر پا شی خزانه سطح آن باید فقط یک لایه آ ب پوشیده باشد ولی بعد از آن برای کنترل علف های هرز به تدریج سطح آب خزانه را افزایش می دهند وتاعمق 5 سانتی متر می رسانند . تا از رشد  علف های هز جلو گیری شود . بذر برنج تا مرحله برگ بذری از نظر تغذیه متکی به ذخیره غذایی آندو سپرم بذر است ولی از این مرحله به بعد به دلیل گسترش ریشه  و نیاز غذایی بالا جذب مواد غذایی از ریشه ها آغاز می شود . از آنجایی که تراکم بذر در خزانه بالا است خاک خزانه از نظر مواد غذایی بسیار غنی می با شد . برای این منظوراستفاده از کود های مختلف ضروری است . برای حفاظت خزانه به طور

کامل می توان با سم حشره کش هفت روز بعد از بذر پا شی خزانه را سمپاشی و در صورت لزوم بعد از 10 روز آن را تکرار کرد . (مجید نحوی،حسین سروش - 1384)

استفاده از پوشش نايلوني براي خزانه:

   اكثر ارقام برنج نسبت به سرما حساس هستند، به نحوي كه سرما موجب از بين رفتن نشاهادر خزانه‌ و حتي در زمين اصلي مي‌شود. براي جلوگيري از خسارت‌هاي سرما در اوايل بهارو كمك به زود رس كردن نشاها، بعد از بذرپاشي، روي بستر خزانه را با نايلون مي‌‌پوشانند.روش كار به اين ترتيب است. كه روي بستر خزانه، كمان‌هاي چوبي، فلزي يا فايبرگلاس به فاصله‌هاي تقريباً 50 سانتي‌متر از هم قرار داده و روي كمان‌ها را با نايلون‌ مي‌پوشانند.مقدار نايلون مورد نياز براي 100 مترمربع خزانه، 55 متر نايلون با عرض 4 متر (به صورت دولا) است.اين نايلون را به ازاي هر دو بستر كنار هم، برش داده و روي كما‌ن‌ها مي‌كشند. (مجید نحوی،حسین سروش - 1384)

نمایی از پوشش پلاستیکی خزانه

هوادهي خزانه:

   پس از قرار دادن پوشش نايلوني، بايد دقت شود كه در زمان‌هاي مناسب عمل هوادهي خزانه
به خوبي انجام شود. در غير اين صورت، اثرات نامطلوب و بدي بر روي نشاها به وجود خواهد
آمد.

تهويه يا هوادهي را به صورت زير انجام مي‌دهند:

تا مرحله دو برگه شدن نشاها، نيازي به هوادهي نيست. پس از اين مرحله، هوادهي در روزهاي آفتابي و گرم انجام مي‌شود. براي اين كار، آبتدا و انتهاي پلاستيك روي بستر را باز
مي‌كنند.

در روزهاي اول، هوادهي به مدت يك تا دو ساعت در روز انجام مي‌شود. بتدريج با گرم‌تر شدن هوا، مدت هوادهي چهار تا پنج ساعت انجام مي‌شود. بعد از مرحله 4-3 برگه شدن نشاها، روزها پلاستيك را برداشته و شب‌ها دوباره پلاستيك را روي خزانه مي‌كشند. حدود يك هفته قبل از انتقال نشاها به زمين اصلي، پوشش نايلوني را به طور كامل از روي خزانه جمع مي‌كنند.

هوا د هی

كودپاشي خزانه:

  در زراعت برنج، كودپاشي با استفاده از كودهاي شيميايي، بويژه كود اوره به دو صورت زيرانجام
مي‌گيرد:

الف- كود پايه كه قبل از بذرپاشي در خزانه مصرف مي‌شود:

زمان استفاده از كود پايه در خزانه، معمولاً بعد از تهيه جوي و پشته و قبل از بذرپاشي
است. مصرف كود به ازاي هر متر مربع خزانه، 15گرم اوره به اضافه 10 گرم كود سوپر فسفات
تريپل است. اگر كود از نوع فسفات آمونيم باشد، مقدار كود اوره 12-10 گرم به ازاي هر
متر مربع خزانه مصرف مي‌شود. علاوه بر اين، در طي چند سال گذشته مصرف كد پتاسه نيز
توصيه شده است. براي اين منظور، مي‌توان مقدار 15 گرم كود پتاسه را به ازاي هر متر
مربع خزانه استفاده كرد.

ب- كود سرك كه بعد از بذرپاشي در خزانه مصرف مي‌شود:

كود سرك معمولاً بين 15 تا 20 روز پس از بذرپاشي خزانه مصرف مي‌شود. هدف از مصرف كود
سرك، رشد كافي نشاها و راحتي در كندن آنها است. زمان مصرف كود سرك، يك هفته قبل از
انتقال نشاها به زمين اصلي و به مقدار پنج گرم اوره براي هر متر مربع زمين خزانه است.                              (مجید نحوی،حسین سروش - 1384).

مبارزه با علف‌هاي هرز خزانه:

    علف‌هاي هرز موجود در خزانه با نشاهاي برنج رقابت مي‌كنند. اين علف‌ها با جذب آب و
مواد غذايي و همچنين نور و اشغال فضا، موجب ضعيف شدن نشاها مي‌شوند. به علاوه، علف‌هاي
هرز موجود در خزانه، همراه نشاهاي برنج به زمين اصلي راه يافته و باعث مشكلات بيشتر
در مزرعه مي‌شوند. زيرا در اين مرحله، علف كش‌ها روي آنها بي‌اثر بوده و بايد حتماً
با دست و جين شوند. در نتيجه هزينه كارگري افزايش مي‌يآبد و سود كمتري به كشاورز مي‌رسد.
در خزانه‌هاي برنج، به ويژه دراستان‌هاي گيلان و مازندران، علف هرز سوروف بيشترين مزاحمت
را ايجاد مي‌كند. ضمناً علف‌هاي هرز ديگري مانند انواع جگن‌ها از جمله اويارسلام يك
ساله‌‌، انواع پيرز، بعضي از پهن برگ‌ها مانند قاشق واش با نشاهاي برنج رقابت مي‌كنند.
از آن جايي كه علف هرز سوروف باعث بيشترين مشكلات در خزانه‌ها مي‌شود، روش مبارزه با
اين علف هرز توضيح داده مي‌شود. (مجید نحوی،حسین سروش - 1384)

روش مبارزه با سوروف در خزانه:

   رويش بعضي از علف‌هاي هرز بويژه سوروف در خزانه، موجب مشكلاتي براي شاليكاران مي‌شود.
البته در خزانه‌هاي سنتي كه مقدار مصرف بذر در واحد سطح خيلي زياد بوده و خزانه‌ها
پوشيده از آب است، مسئله سوروف چندان مهم نيست؛ زيرا به علت زياد بودن بذر و وجود آب،
سوروف كمتر فرصت رويش مي‌يآبد. اما در اين گونه خزانه‌ها نشاهاي ضعيف با قدرت ريشه‌زايي
كم حاصل ميشود. به علاوه، نشاها نسبت به بيماري‌هاي قارچي آسيب‌پذير مي‌شوند. با توجه
به معايب گفته شده و بالا رفتن هزينه تهيه نشا، توصيه مي شود كه خزانه‌ها به صورت جوي
و پشته‌اي احداث شوند.

در خزانه‌هاي جوي و پشته‌اي، توصيه مي‌شود 50 تا 60 كيلوگرم بذر در خزانه‌اي به مساحت
250-200 متر مربع مصرف شود. همچنين دقت شود كه آبياري خزانه، به صورت نشتي انجام شود.
در اين گونه خزانه‌ها، بذرها از كود ، فضا و نور بيشتري بهره‌مند مي‌شوند، در نتيجه
نشاهاي سالم، قوي، با قدرت ريشه‌زايي كافي به دست مي‌آيد. به علاوه، در صورت آماده
نبودن زمين اصلي، مي‌توان نشاها را چند روز بيشتر در خزانه نگهداري كرد تا زمين آماده
شود. در اين روش به علت كاهش مقدار بذر مصرفي و تغيير روش آبياري، فرصت بيشتري براي
بذرهاي علف هرز سوروف فراهم مي‌شود تا رويش يافته و با نشاهاي برنج رقابت كنند. در
اين صورت، لازم است با سوروف مبارزه شود.

 در خصوص جگن‌ها و علف‌هاي هرز پهن برگ كه در بعضي مناطق برنج‌كاري با تراكم  کم ظاهر مي‌شوند،كندن با دست اين گونه علف‌هاي هرز توصيه مي‌شود. مگر اين كه تراكم و تعداد آنها دربعضي خزانه‌هاي برنج زياد باشد و مبارزه شيميايي با آنها لازم باشد. در چنين شرايطي،‌بايدبا انجام آزمايش‌هاي لازم، نوع علف‌كش، مقدار سم و روش مصرف آنها تعيين شود. در اينباره توصيه مي‌شود كه با كارشناسان كشاورزي منطقه مشورت  شود. (مجید نحوی،حسین سروش - 1384)

زمان كنترل علف هرز سوروف در خزانه:

كنترل سوروف در خزانه در دو زمان انجام مي‌شود:

الف- كنترل سوروف قبل از بذرپاشي

حدود سه روز قبل از بذرپاشي، بستر خزانه را كاملاً تسطيح و ماله‌كشي مي‌كنند. سپس علف
كش بنتيوبنكارب (ساترن) به مقدار شش سانتي‌متر مكعب براي ده متر مربع مساحت خزانه و يا علف
كش بوتاكلر (ماچتي) را به مقدار چهار سانتي‌متر مكعب در همان ده متر مربع خزانه مصرف
مي‌كنند و سپس خزانه را آبياري مي‌كنند.

روش ديگر اين است كه ابتدا خزانه آبياري مي‌شود، سپس علف‌كش به صورت قطره پاشي در سطح‌آب ساكن خزانه به عمق حدود پنج سانتي‌‌متر مصرف مي‌شود بعد از مدتي، هنگامي كه بذرها جوانه‌دار شده و آماده استفاده در خزانه شدند آب كرت‌ها را تخليه مي‌كنند. سپس با دست كشيدن در سطح بستر بذرها و اندكي هوا دادن. بذرپاشي راانجام مي‌دهند.

ب- كنترل سوروف بعد از سبز شدن خزانه

چنانچه به عللي فرصت مبارزه با سوروف در مرحله قبل از بذرپاشي از دست رفته باشد، مي‌توان
دو تا سه هفته بعد از بذرپاشي، زماني كه سوروف‌هاي خزانه دو تا سه برگه شدند، با استفاده
از علف كش پروپانيل خزانه را برگپاشي كرد. مقدار مصرف سم 10 تا 12 سانتي‌متر مكعب براي
هر 10 متر مربع خزانه در نظر گرفته مي‌شود. يك روز قبل از سمپاشي، لازم است آبياري
را قطع كرد و يك روز بعد از سمپاشي، دوباره جريان آب را برقرار كرد. با توجه به اين
كه سم پروپانيل، يك علف كش تماسي است، از اين رو هنگام سمپاشي بايد دقت كرد كه سم با
تمام سوروف‌ها تماس پيدا كند تا سم اثر كند.ميزان آب موردنياز براي سمپاشي، براي هر 10 متر مربع خزانه، 30 سانتي‌متر مكعب است.به منظور پرهيز از هرگونه اثر نامطلوب علف‌كش، لازم است حداقل يك هفته قبل از سمپاشي تا يك هفته بعد از سمپاشي، از مصرف سموم حشره‌كش و كودهاي شيميايي خودداري شود. (مجید نحوی،حسین سروش - 1384)

مبارزه با حشرات زيان‌آور خزانه برنج:

    مگس خزانه در بعضي از سال‌ها مي‌تواند در خزانه‌هاي برنج موجب خسارت شود. علائم خسارت
به صورت زردي و ضعيف شدن نشاها و ايجاد كچلي در بعضي از قسمت‌هاي خزانه مشاهده مي‌شود.
براي اطمينان از آلودگي خزانه به اين مگس، مي‌توان نشاهاي ضعيف را كنده و ريشه آنهارا در آب قرارداد، در اين صورت لارو مگس كه كرمي شكل است، مشاهده خواهد شد. همچنين با دست زدن به گياهچه نشاها، مي‌توان مگس‌هاي بالغ را كه به پرواز درمي‌آيند، مشاهده كرد. حشرات زيان‌آور ديگري مثل آبدزدك نيز به خزانه برنج خسارت وارد مي‌كنند. مگس خزانه و آبدزدك، بيشتر در خزانه‌هاي سنتي خسارت مي‌زنند و در خزانه‌هاي جوي و پشته‌اي، اين مشكلات كمتر وجود دارد. به طور كلي براي مبارزه شيميايي با اين حشرات زيان‌آور، از سم مالاتيون يا سوين به نسبت دو در هزار استفاده مي‌شود.بدين صورت كه آبتدا سطح خزانه را به مقدار كمي آب مي‌گيرند، سپس 20 گرم سم مورد نظررا در 10 ليتر آب حل كرده و محلول به دست آمده را در سطح 100 متر مربع خزانه سمپاشي مي‌كنند(مجید نحوی،حسین سروش - 1384).

منابع مورد استفاده:

1-اخوت، س. م و د، وكيلي- 1376- برنج (كاشت، داشت و برداشت)- انتشارات فارآبي
2-اخگری،ح –1374-زراعت برنج – انتشارات دانشگاه آزاد اسلامی  واحدرشت
3-حسيني، س. ك 1374-مديريت تحقيق و توسعه، انتشارات سازمان و تحقيقات و آموزش
4- خدآبنده، ن-1367- زراعت غلات-انتشارات دانشگاه تهران.

5- خواجه پور، م. ر-1376- اصول و مباني زراعت-انتشارات جهاد دانشگاهي فني اصفهان.

6- شريعتي، م- 1370- علف‌هاي هرز مزارع برنج و روش‌هاي مبارزه با آنها- انتشارات سازمان ترويج كشاورزي.

7- شريفي، م- 1380- راهنماي كاربردي علف‌هاي هرز مزارع برنج ايران- انتشارات فني معاونت ترويج.

8- نحوی،م-1379-تعیین مناسبترین فاصله آبیاری بر اساس آنالیز شاخصهای رشد و عملکرد برنج.

پایان نامه کارشناسی ارشد رشته زراعت. دانشکده کشاورزی دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج

به نام خدا

دانشگاه جامع علمي كاربردي

موسسه آموزش‌هاي علمي كاربردي كشاورزي مجتمع آموزش كشاورزي گيلان

 پــــروژه:

دوره كارشناسي زراعت برنج

 عنــوان :

كيفيت دانه در ارقام مختلف برنج

 دانشجو:

صديقه رمضاني شهرستاني

 استاد راهنما: مهندس اسماعيل پوركاظم

پاييز 1387

 فهرست مندرجات

 عنوان                                                                                                                    صفحه

 چكيده .......................................................................................................................  1

مقدمه ........................................................................................................................  1

عوامل كيفيتي برنج ....................................................................................................... 3

اهداف تبديل‌كننده شلتوك به برنج سفيد از نظر راندمان تبديل برنج سفيد............................ 3

خصوصيات فيزيكي كيفيت برنج..................................................................................... 4

راندمان تبديل برنج ......................................................................................................  9

درصد پوست‌كنی........................................................................................................ 11

مراحل تبدیل برنج........................................................................................................ 11

درصد برنج سالم.......................................................................................................... 11

ترکیبات شیمیایی برنج.................................................................................................. 12

رطوبت برنج................................................................................................................ 12

نشاسته برنج................................................................................................................. 12

ساختار درون دانه نشاسته‌اي برنج................................................................................... 13

تغييرات درون دانه نشاسته‌اي در دوره نمو دانه برنج........................................................ 14

كيفيت برنج ................................................................................................................  14

نشاستة برنج و نشان‌ويژگي‌هاي وراثتي آن ......................................................................  15

آميلوز .......................................................................................................................  16

درجه حرات ژلاتيني ...................................................................................................  18

پيوستگي ژل ..............................................................................................................  21

پروتئين....................................................................................................................... 24

عطر برنج.................................................................................................................... 26

كيفيت دانه برنج هاي معطر........................................................................................... 30

عوامل محيطي مؤثر در كيفيت برنج............................................................................... 30

درجه حرارت............................................................................................................. 30

عوامل خاك............................................................................................................... 32

تغذيه گياه و بكار بردن كود نيتروژن خاك...................................................................... 32

بررسي پتاسيم و منيزيم.................................................................................................. 33

گوگرد خاك............................................................................................................... 33

فسفر و روي خاك....................................................................................................... 34

كودهاي زيستي و آلي................................................................................................. 34

عمليات زراعي ...........................................................................................................  34

تلخيص رقم................................................................................................................. 35

انبار كردن و پردازش دانه............................................................................................ 35

رابطه بين مواد غذايي خاك‌هاي مختلف در كيفيت برنج.................................................. 36

كيفيت برنج و مقدار نيتروژن و مادة آلي خاك................................................................ 38

كيفيت برنج و مقدار گوگرد خاك................................................................................ 38

كيفيت برنج و مقدار كلسيم و منيزيم خاك..................................................................... 39

كيفيت برنج و منگنز..................................................................................................... 40

روش‌هاي آزمون........................................................................................................ 41

تعيين راندمان تبديل..................................................................................................... 41

اندازه‌گيري طول و عرض دانه........................................................................................ 42

اندازه‌گيري ميزان آميلوز از طريق دستگاه اسپكتروفتومتر.................................................... 43

اندازه گيري قوام ژل..................................................................................................... 44

اندازه گيري درجه حرارت ژلاتيني................................................................................. 46

اندازه گيري پروتئين خام.............................................................................................. 48

روش اندازه‌گيري آهن و روي....................................................................................... 49

تغييرات آهن و روي در نمونه به كمك دستگاه جذب اتمي .............................................  49

روش اندازه‌گيري چربي تام........................................................................................... 50

بررسي خصوصيات مربوط به پخت دانه.......................................................................... 51

فهرست منابع............................................................................................................... 53

چكيده :

در اصلاح گياه برنج پس از عملكرد به مهم‌ترين مسأله‌اي كه توجه زيادي مي‌شود، كيفيت دانه است. كيفيت دانه به مراحل كاشت، داشت، برداشت، تبديل شلتوك به برنج سفيد و انبارداري آن بستگي زيادي دارد. در اين پرو‍ژه خواص فيزيكي و فيزيكوشيميايي دانه برنج مورد ارزيابي قرار گرفته است. آميلوز به عنوان يكي از مهم‌ترين عامل تعيين كننده كيفيت بوده و خود يكي از اجزاء نشاسته و جزء خطي آن است. جزء ديگر نشاسته آميلوپكتين مي‌باشد كه به تنهايي در كيفيت تأثيري ندارد اما نسبت آن به آميلوز حايز اهميت است. علاوه بر آميلوز، برخي خواص نشاسته نظير درجه حرارت ژلاتيني و پيوستگي ژل در كيفيت دانه تأثير زيادي دارند. از خواص فيزيكي دانه مي‌توان به افزايش طول دانه در اثر پخت اشاره كرد. جالب توجه است كه بسياري از محققين ميزان پروتئين دانه را در برنج  برخلاف گندم از عوامل مؤثر در كيفيت به حساب نمي‌آورند. اما مي‌دانيم كه پروتئين برنج نسبت به گندم داراي ارزش غذايي بالا‌تري بوده و درصد قابل توجه‌اي از انرژي انساني را به ويژه در كشورهاي آسيايي به خود اختصاص داده است. از نظر تأثير عمليات زراعي در كيفيت نيز افزايش عناصر ماكرو و ميكرو تا اندازه‌اي مورد ارزيابي قرار گرفته‌اند كه نشان داده شده است، مقدار نيتروژن مصرفي روي ميزان پروتئين تأثير دارد و همچنين مصرف كود ازته در مرحله رسيدن باعث افزايش مقدار پروتئين دانه مي‌شود.

واژه‌هاي كليدي : برنج، كيفيت دانه، خصوصيات فيزيكي و فيزيكو‌شيميايي

دانشگاه جامع علمي كاربردي

موسسه آموزش‌هاي علمي كاربردي كشاورزي-  مجتمع آموزش عالي جهاد كشاورزي استان گيلان

پــــروژه :

دوره كارشناسي زراعت برنج

عنــوان :

تولید برنج هیبرید

استاد راهنما : مهندس اسماعيل پوركاظم

              ارائه دهنده: محمود صیادی فتمه سري

                                                              پاييز 1387

فهرست                                                                                                         صفحه

مقدمه ................................................................................................................  2

تاریخچه برنج هیبرید .........................................................................................  3

مشخصات گیاهشناسی .......................................................................................  3

هتروزیس در برنج .............................................................................................  4

روشهای نرعقیمی در برنج .................................................................................  5

بذرپاشی لاین های والدینی در خزانه.................................................................. 10

زمانهای مختلف بذر پاشی برای تولید بذر........................................................... 11

مزرعه تولید بذر نرعقیم سیتوپلاسمی و بذر هیبرید برنج....................................... 12

نشاءکاری........................................................................................................... 13

مدیریت مزارع تولید بذر..................................................................................... 16

حذف بوته های خارج از تیپ............................................................................. 17

چیدن برگ های پرچم....................................................................................... 20

کاربرد اسید جیبرلیک........................................................................................ 21

گرده افشانی تکمیلی.......................................................................................... 25

برداشت بذور هیبرید........................................................................................... 28

خرمنکوبی.......................................................................................................... 29

منابع................................................................................................................... 31

مقدمه:

برنج يكي از مهمترين منابع غذايي مردم در سطح جهان مي باشد ودر سطحي بالغ بر 146 ميليون هكتار كشت مي گردد وميزان توليد آن نيز بالغ بر 520 ميليون تن در هكتار مي باشد.دو سوم كالري روزانه مردم در مناطق آسيا ويك سوم كالري مورد نياز مردم در آمريكاي لاتين وآفريقا از طريق مصرف برنج تامين مي شود(3). پس از شناخت ژن هاي پا كوتاهي و وقوع انقلاب سبز، عملكرد برنج در حدود 4/2 درصد در سال افزايش يافته است(6). يكي از مهمترين پيشرفت هاي انجام شده در زمينه اصلاح گياهان زراعي، توليد گياهان هيبريد مي باشد كه براي اولين بار حدود سال 1930 در مورد ذرت انجام پذيرفت.اين امر اصلاح گران را تشويق نمود تا بدنبال پديده هتروزيس در ساير محصولات باشند(4).

     سورگوم، ارزن، پنبه، آفتابگردان، گوجه فرنگي، بادمجان، فلفل، پياز،چغندر قند وبرنج از محصولاتي هستند كه در آنها ازخاصیت هيبريد بطور گسترده اي استفاده مي شود(7). اصلاح برنج هيبريد واستفاده از پديده هتروزيس يكي از راه هاي دستيابي به افزايش توليد برنج، متناسب با نرخ رشد جمعيت مي باشد. اگرچه پديده هتروزيس در برنج از سال 1926 شناسايي شده است، اما استفاده تجاري از آن زماني آغاز شد كه دانشمندان چيني مدعي شدند كه ارقام برنج هيبريد داراي 20 الي 30 درصد افزايش توليد نسبت به ارقام پا كوتاه هستند(2).لازم به ذكر است كه چنين عملكردي در شرايط عادي واعمال مديريت زراعي يكسان بدست آمد.

     سطح زير كشت برنج هيبريد در سال 1991 در چين به 17 ميليون هكتار رسيد واين ميزان مساحت یعنی، 55 درصد سطح زير كشت برنج و66 درصد توليد كل برنج در چين باعث گرديد كه موسسه
بين المللي تحقيقات برنج وساير  مراكز تحقيقاتي برنج در اوايل دهه 1980 فعاليت خود را در زمينه اصلاح واستفاده از تكنولوژي توليد برنج هيبريد آغاز كند(6)    

تاريخچه برنج هيبريد:

      سابقه شناسايي هتروزيس به گياهان دگربارور بر ميگردد و گزارشات در اوايل 1700 ميلادي به صورت بهبود بنيه و نمود حاصل از تلاقي براي تعدادي از گونه ها موجود ميباشد . همچنين مندل(1865)و داروين(1877) نيز در ازمايشات خود ، برتري دورگ را در بسياري از هيبريد ها يافتند . زمينه اصلي براي گسترش تجارتي پديده هتروزيس در سال 1910 در گياه ذرت مهيا گرديد . اين گياه از نخستين محصولاتي بود كه توليد بذر هيبريد در ان مورد توجه قرار گرفت (7) .پديده هتروزيس در برنج از سال 1926 شناسايي شد. اما استفاده تجاري از آن زماني آغاز شد كه دانشمندان چيني مدعي شدند كه ارقام برنج هيبريد داراي 20 الي 30  درصد افزايش توليدنسبت به ارقام پا كوتاه هستند(3). در ايران اولين گام تحقيقات برنج هيبريد در سال 1366 در ايستگاه تحقيقات برنج رشت در گيلان و آمل در مازندران با وارد نمودن دو لاين نر عقيم به نامهاي V20A و W32A توسط صالحي وهمكاران وسري دوم لاين هاي جديد نر عقيم به نام هاي IR58025A وIR28298A نيز توسط درستي ونعمت زاده از ايري(IRRI) در خواست وبه ايران وارد ودر مراكز تحقيقاتي برنج رشت وآمل مورد ارزيابي قرار گرفت(2). در سال 1375 پرو‍ژه ملي برنج هيبريد با تلاش فراوان بصورت مشترك به تصويب دانشكده علوم كشاورزي ساري و موسسه تحقيقات برنج كشور وسازمان تحقيقات، آموزش وترويج كشاورزي رسيد(6).

مشخصات گياه شناسي برنج:

     برنج گياهي است مخصوص مناطق پر آب وگرم از رده تك لپه اي ها متعلق به قبيله لگومي فلوره وتيره گرامينه(poaceae) و زير تيره اوري زوئيده وجنس اوريزا مي باشد. جنس اوريزا داراي 25 گونه مختلف است گياه برنج از كاشت تا برداشت به 80 تا 270 روز زمان نياز دارد برنج گياهي است معمولا روز كوتاه ويكساله ولي بعضي از انواع چند ساله آن نیز موجود مي باشند. برنج داراي ساقه اي راست وتوخالي است كه ارتفاع آن بين 200-50 سانتي متر ، تعداد برگ بين 10 تا 20عدد و. قطر ساقه برنج بين 6 تا 12 ميلي متر متغير است. هر بوته برنج معمولا 4 تا 5 پنجه توليد مي‌كند واصولا توليد پنجه در برنج خيلي زياد مي باشد. برگ برنج شامل پهنك و غلاف بلندي است.زبانك يا ليگول برنج غشايي وبلند بوده ودر موقع رسيدن شكاف بر مي دارد اين زبانك غشايي سه گوش بوده و داراي طولي در حدود 15-10 ميلي متر است.

     گل آذين در برنج به صورت پانيكول بوده ودر انتها واقع شده است. از محل هر گره محور اصلي خوشه يك يا چند انشعاب اوليه بوجود مي آيد. كه بعدا از همين انشعابات اوليه، چندين انشعابات ثانويه توليد مي شود كه بعد از هر يك از اين انشعابات ثانوي يك يا چند خوشه چه يا تك گل بوجود مي‌آيد. گل شامل مادگي، پرچم ها ولوديكول ها مي باشد. مادگي شامل كلاله ها، خامه وتخمدان مي‌باشد. كلاله پري شكل از دو شاخه تشكيل يافته است. تعداد پرچم در برنج برخلاف اکثر غلات 6 عدد مي باشد. ميوه برنج گندمه بوده، بدين معني كه پوسته هاي ميوه وپوسته دانه با هم رشد مي نمايد. دانه برنج داراي رنگ هاي مختلفي از قبيل زرد، سفيد، قرمز وسياه است.وزن هزار دانه برنج در حدود
40-20 گرم است(1).

هتروزيس در برنج:

     تاكنون تنها دو روش موثر براي افزايش پتانسيل عملكرد محصولات از طريق اصلاح شناخته شده است كه يكي از آنها بهبود مورفولوژيكي گياه وديگري استفاده از هتروزيس مي باشد. اصلاح صفات مورفولوژيكي، به تنهايي پتانسيل بسيار محدودي دارد و اگر هم منحصرا از هتروزيس استفاده گردد نتايج نامطلوبي خواهد داشت. هر روش اصلاحي ديگر مانند اصلاح ملكولي نيز بايد به همراه صفات مورفولوژيكي مناسب وهتروزيس قوي باشد(7). هتروزيس را بيشتر مترادف با رشد عالي هيبريد مي‌دانند يعني برتري هيبريد هاي F1 نسبت به والدين آنها. تظاهر هتروزيس فقط در نسل اول (F1) صورت مي گيرد. بنابراين كشاورزان هر سال بايد اقدام به خريد بذر هاي هيبريد كنند(3).

هتروزيس ممكن است مثبت يا منفي باشد که در اصلاح نباتات اهميت زيادي دارد.واهميت آن به هدف اصلاحي بهنژادگر بستگي دارد. به عنوان نمونه هتروزيس مثبت براي عملكرد مفيد است در حالي كه هتروزيس منفي براي زمان رسيدن گياه ويا ارتفاع بوته اهميت دارد(5).

طبق برخي گزارشات عملكرد بالاتر در برنج هاي هيبريد بدليل هتروزيس در تعداد پانيكول و تعداد گلچه ها بود. هر چند محققان متعددي از جمله پي لايي،ويرماني وهمكاران نشان دادند كه هتروزيس در عملكرد، اصولا بدليل گلچه هاي بيشتر در پانيكول وتا حدودي بدليل وزن هزار دانه بالاتر بود وتعداد پانيكول داراي هتروزيس منفي يا غير معني دار بود(8).

روش هاي نر عقيمي در برنج:

     بكار گيري پديده نرعقيمي در توليد بذرهاي هيبريد تجارتي در برنج امري ضروري است. اگرچه روش هاي مختلف نر عقيمي در برنج شناسايي شده اند، از ميان آنها نرعقيمي سيتوپلاسمي در توسعه وتكامل فن آوري توليد بذر هيبريد نقش بيشتري دارد.به تازگي نر عقيمي ناشي از تاثير عوامل محيطي نيز در برنج شناسايي شده وتلاش قابل توجهي در اين زمينه در دست انجام است.

در مواقع خاص نيز از مواد شيميايي (گامت كش ها) در توليد نر عقيمي در برنج استفاده مي شود.

روش هاي نر عقيمي ژنتيكي وغير ژنتيكي شناخته شده براي توليد بذر هيبريد عبارتند از:

الف) نر عقيمي ژنتيكي- سيتوپلاسمي

ب) نر عقيمي ژنتيكي حساس به محيط

ج) نر عقيمي القايي يا ايجاد شده از طريق مواد شيميايي

  الف) نر عقيمي ژنتيكي- سيتوپلاسمي:

     چنين نر عقيمي، با اثر متقابل بين هسته وسيتوپلاسم بوجود مي آيد. علت اصلي آن هم وجود عامل در سيتوپلاسم است.عدم وجود عامل ايجاد كننده نر عقيمي چه در هسته، چه در سيتوپلاسم، لاين‌بارور را ايجاد مي كند.وجود برخي از ژنهاي اعاده كننده در هسته، نتايج هيبريد حاصل از تلاقي يك لاين نر عقيم سيتوپلاسمي با لاين اعاده كننده را بارور مي كند(5).

در روش نر عقيمي سيتوپلاسمي،جهت توليد برنج هيبريد از سه لاين ذيل استفاده مي شود.

1) لاين نرعقيم (A لاين):

     به نوع خاصي از لاين اصلاح شده گفته مي شود كه بساك هاي آن غير طبيعي و فاقد دانه گرده باشند ويااينكه دانه هاي گرده آن عقيم است ولي مادگي طبيعي ونرمال دارد.بنابر اين خود قادر به تشكيل بذر نمي باشد ولي اگر دانه گرده نرمال به آن برسد،توليد بذر مي كند(7).

     خوشه هاي لاين نر عقيم ممكن است بطور كامل از غلاف برگ پرچم خارج شوند ويا قسمتي از آن در غلاف برگ پرچم باقي بماند.كيسه هاي بساك آن ممكن است به رنگ زرد روشن يا سفيد چروكيده باشد ودوره گلدهي آن بيش از هفت روز نمي باشد(6).

     يك لاين نر عقيم سيتوپلاسمي خوب بايد داراي خصوصيات زير باشد:

-        نر عقيمي پايداردر محيطي كه بكار گرفته مي شود

-        سازگاري با محيطي كه در آن بذر توليد مي شود

-        قابليت خوب دگر گشني براي توليد بذر بيشتر

-        قابليت پذيرش باروري نسبت به لاين هاي مختلف يا لاين هاي اعاده كننده باروري (R )

-        قابليت تركيب پذيري خوب

-        كيفيت فيزيكوشيميايي(پخت وخوراك مطلوب) (5).

2) لاين نگهدارنده( Bلاين):

     لاين دهنده گرده مي باشد كه براي گرده افشاني لاين نرعقيم بكار مي رودو توليد بذر مي كند كه گياه حاصل از آن نرعقيم مي باشد.وجود اين لاين جهت حفظ وتكثير لاين نرعقيم ضروري است(7).

3) لاين باز گرداننده باروري( Rلاين):

اين لاين نيز دهنده گرده مي باشد و در صورت تلاقي با لاين نر عقيم توليد بذر بارور مي‌نمايد كه مي تواند در سطوح تجارتي در اختيار زارع قرار گيرد(7).

خصوصيات مطلوب لاين اعاده كننده باروري بشرح ذيل مي باشد:

-        خوشه هاي آن طويل وداراي حد اقل 125 گلچه ويا بيشتر باشد.

-        خوشه ها از برگ پرچم كاملا خارج گردند.

-        براي خروج كامل بساك ها از گلچه، ميله پرچم بايد بلند باشد.

-        بساك ها بايد بزرگ، بسته وداراي دانه گرده زيادي باشند.

-        بساك ها بايد بيشتر دانه هاي گرده را پس از خروج از گلچه آزاد نمايند (6).

ب) نر عقيمي ژنتيكي حساس به محيط يا روش دو لايني[1](EGMS)

     نر عقيمي ژنتيكي، زماني حساس به محيط است كه لاين مورد نظر در يك شرايط خاص محيطي قادر به توليد دانه گرده زنده وبارور نباشد.

انواع نر عقيمي ژنتيكي حساس به محيط:

1) نر عقيمي حساس به طول روز[2](PGMS) :

     اين نوع نر عقيمي ژنتيكي، حساس به طول روز است وبراي بروز عقيمي، به طول روز خاصي نيازمند است.براي نمونه بيشتر لاين هاي نر عقيم حساس به طول روز در شرايط روز بلند(بيش از 75/13ساعت روز) نر عقيم ودر شرايط روز كوتاه(كمتر از 75/13ساعت روز) بارور هستند.

2) نر عقيمي ژنتيكي حساس به درجه حرارت(TGMS)[3] :

     اين نوع نر عقيمي ژنتيكي،به درجه حرارت حساس است وبراي بروز عقيمي به درجه حرارت خاص نياز دارد. براي نمونه بيشتر لاين هاي نرعقيم حساس به درجه حرارت در دامنه هاي بيش از 30 درجه سانتيگراد قرار مي گيرند ودر دماي كمتر از 30 درجه سانتيگراد بارور مي شوند. نقطه بحراني بارور وعقيمي از يك ژنوتيپ به ژنوتيپ ديگر متفاوت است.

     درجه حرارت بحراني باروري در لاين هاي TGMSمتفاوت است.حداقل درجه حرارت بحراني مي تواند از 15 الي 25 روز قبل از خوشه دهي و5 الي 15 روز بعد از شروع تشكيل خوشه باشد(5).

استفاده از لاين هاي EGMS براي توليد بذر هيبريد:

     در سيستم توليد بذر هيبريدبه روش EGMS(روش دو لاين) لاين نگهدارنده وجود نداردو بوته نرعقيم با تغيير شرايط محيطي قابليت توليد بذر رادارا مي باشد بدين ترتيب كه در شرايط طول روز بلند ودرجه حرارت بالا كاملا عقيم بوده ودر طول روز كوتاه ودرجه حرارت پايين، نيمه بارور مي‌باشد. بنابراين اين لاين مي تواند در دوره عقيمي خود به عنوان لاين نر عقيم در توليد بذور هيبريد و در دوره باروري خود جهت تكثير استفاده گردد.

  از زمان شناسايي اين سيستم در كشور چين تاكنون بيش از 20 رقم برنج هيبريد دو لايني توليد ومعرفي شده است كه قابليت عملكرد بالا ومقاومت وكيفيت مطلوبي دارند.

مزاياي روش دو لايني براي توليد بذر هيبريد :

-        مراحل توليد بذر ساده مي باشد چرا كه به لاين نگهدارنده نيازي نمي باشد

 شانس توليد هيبريد هاي دلخواه تا حد زيادي افزايش مي يابد بدليل اينكه در انتخاب والدين، براي توليد هيبريد هاي جديد، آزادي عمل بيشتر است.

مطالعات نشان دادكه در روش دو لايني بيش از 97 درصد واريته هاي همان زير گونه مي توانند نقش باز گرداننده باروري يا والد پدري را ايفا كنند.در حالي كه تنها كمتر از 5 در صد واريته ها مي توانند به عنوان باز گرداننده باروري لاين هاي نر عقيم در سيستم سه لاين بكار روند.

بدليل وراثت هسته اي در عقيمي لاين هاي (TGMS) هيچ اثر منفي ناشي از سيتوپلاسم عقيم وسيتوپلاسم غالب موجود در لاين CMS[4] وجود ندارد.

     ظاهرا توليد برنج هاي هيبريد با عملكرد بيشتر،زودرس تر، كيفيت دانه بهتر ومقاومت بيشتر به آفات به وسيله روش دو لايني آسانتر از روش سه لايني مي باشد وبطور معمول برنج هاي هيبريد دو لايني در مقايسه با برنج هاي هيبريد سه لايني افزايش عملكردي حدود 5 تا 10 درصد دارند(7).

معايب روش دو لايني:

     توليد برنج به روش دو لايني احتمال عدم خلوص بذردر درجه حرارت هاي پايين تردر مرحله حساس به درجه حرارت در لاين هاي TGMSوجود دارد.بنابر اين مهمترين عامل در خلوص بذور، توليد لاين هاي TGMS با درجه حرارت هاي مناسب مي باشد كه معمولا براي مناطق معتدله 23 درجه سانتيگراد وبراي مناطق نيمه گرمسيري 24 درجه سانتيگراد مي باشد(7).

 ج) نر عقيمي ناشي از عوامل شيميايي :

     نر عقيمي ناشي از عوامل شيميايي، روش غير ژنتيكي توليد لاين هاي نر عقيم(Aلاين) است.برخي از مواد شيميايي مانع تشكيل گامت هاي زنده بارور مي شوند. اين مواد شيميايي را اصطلاحا گامت كش((Gameticide مي گويند. اين روش در اصل براي گياهاني كه داراي مكانيسمي با گل هاي دوجنسي هستندوتوليد لاين هاي نر عقيمي سيتوپلاسمي يا ژنتيكي در آنها مشكل است، بكار مي‌رود.

     در اين روش براي توليد بذر هاي هيبريد ، پايه مادري را تحت تاثير مواد شيميايي يا گامت كش قرار مي دهند در نتيجه فقط دانه هاي گرده آنها از بين مي رود وهيچ آسيبي به مادگي گل نمي رسد. براي توليد بذر هيبريد دو والد مورد نظر را به صورت رديف هاي متناوب كاشته، فقط رديف هاي مادري را در معرض گامت كش قرار مي دهند. بذر حاصل از رديف هاي مادري،دانه گرده لازم را از رديف هاي پايه پدري مي گيرد(5).

سيستم تك لايني توليد برنج هيبريد :

     از اواخر دهه 1980 استفاده از روش آپوميكسي در برنج در كشور چين آغاز گرديد وهدف،توليد هيبريدي است كه در نسل هاي آن تفرق ايجاد نگردد.بدين معني كه هتروزيس در آن تثبيت گردد.توليد برنج آپوميكت (apomict ) كه هنوز در مرحله آزمايشي مي باشد، ممكن است نيازمند روش هاي فن آوري زيستي در كنار روش هاي اصلاحي سنتي باشدو شايد تا موفقيت، راه طولاني در پيش باشد.

بذر پا شي لاين هاي والديني در خزانه:

      براي توليد نشاء كافي يك هكتار برنج هيبريد، نيازمند 15 كيلوگرم بذرA لاين و5 كيلو گرم بذر R مي باشيم(6).

     بطور كلي در سيستم سه لايني توليد برنج هيبريد، دو نوع خزانه براي كشت والدين وجود دارد. يكي از خزانه ها، خزانه حفظ وتكثير لاين نرعقيم مي باشد كه در آن لاين هاي نر عقيم ونگهدارنده نر عقيمي بطور متناوب كشت مي گردند.خزانه بعدي، خزانه توليد بذر هيبريد مي‌باشدكه لاين نرعقيم ولاين اعاده كننده باروري در آن كشت ميگردد(7).

موفقيت در تكثير لاينA يا توليد بذر هيبريد،بستگي به همزماني گلدهي لاين هاي والديني دارد. هدف از همزمان نمودن گلدهي آنست كه گل هاي لاين A ولاين B براي توليد بذر نر عقيم ويا گل هاي لاين A ولاينR براي توليد بذر هيبريد بطور همزمان باز شده وآماده پخش دانه هاي گرده سالم ويا دريافت دانه هاي گرده باشند.

هم زمان نمودن گلدهي لاين هاي والديني به دو طريق صورت مي گيرد:

-تنظيم تاريخ بذر پاشي در خزانه بر اساس طول دوره رويشي وشروع مرحله زايشي لاين هاي والديني.

- تنظيم تاريخ گلدهي با اعمال مديريت مزرعه اي (6).

زمان هاي مختلف بذر پا شي براي توليد بذر نر عقيم سيتوپلاسمي :

     لاينA يك بار ولاين  B دو بار بذر پاشي مي شود. آغاز توالي بذر پاشي از روز نخست با بذر پاشي لاين A آغاز مي گردد وبذر پاشي دور اول لاين B سه روز پس از بذر پاشي لاين Aمي باشد وبذر پاشي دور دوم لاين Bسه روز بعد از بذر پاشي دور اول لاين Bصورت مي گيرد.

زمان هاي مختلف بذر پاشي براي توليد بذر هيبريد :

     براي توليد بذر هيبريد معمولا لاين R  را در سه تاريخ متفاوت بذر پاشي مي نمايند. بذر پاشي معمولا با فاصله سه روز در ميان صورت مي گيرد. لاين A را فقط يك بار بذر پاشي مي نمايند وبذر پاشي لاين Aبا نوبت دوم بذر پاشي لاين Rهمزمان مي باشد وبايد توجه داشت كه اين موضوع بستگي كامل به دوره رويشي لاينA ولاين R  دارد وبا دانستن اين دوره بايد تاريخ بذر پاشي را تنظيم نمود.

مثال 1- پايه مادري (A لاين) داراي 10 روز دوره زراعي بيشتر از پايه پدري (R لاين) است.

شروع توالي بذر پاشي از روز نخست با بذر پاشي لاين A مي باشد. مثلا اول ارديبهشت

شروع اولين بذر پاشي لاين R 7 روز پس از بذر پاشي لاين A مي باشد، 8 ارديبهشت.

بذر پاشي دور دوم لاين Rسه روز پس از بذر پاشي دور اول لاينR ميباشد، 11 ارديبهشت.
(یعنی 10روز پس از A )

بذر پاشي دور سوم لاينR  سه روز پس از بذر پاشي دور دوم لاين Rمي باشد،
14 ارديبهشت(5).(یعنی 13 روز پس از A)

[1]- Environment Genetic Male Sterlity

[2] -Photoperiod Genetic Male Sterlity

[3] -Temperature Genetic Male sterlity

[4] -Cytopelasmic Male Sterlity

مزرعه توليد بذرنرعقيم سيتوپلاسمي وبذرهيبريدبرنج:

  روش‌هاي مختلف ايزوله نمودن مزرعه توليد بذر هيبريد :

الف) ايزولاسيون طبيعي : عوامل توپوگرافي نظير دره و رود خانه، بهترين عامل براي حفظ خلوص A لاين مي باشد.

ب) ايزولاسيون مكاني : براي حفظ خلوص A لاين بيش از 700 متر فاصله و براي تكثير A لاين، 500 متر وبراي خلوص وتكثير والد دهنده گرده 200 متر فاصله و براي توليد بذر هيبريد (F1)، 100 متر فاصله قابل قبول مي باشد.

ج) ايزولاسيون زماني : زمان خوشه دهي اوليه يك لاين بايد حداقل 20 روز دير تر يا زودتر از واريته هاي ديگر باشد.

د) ايزولاسيون به وسيله مانع :

1- محصولات پا بلندي همچون ذرت، نيشكر وسورگوم بايد پهنای بيش از 30 متر در اطراف A لاين را پوشش دهد.

2- موانع مصنوعي مانند پارچه ايزولاسيون ويا نايلون كه اين مانع بايد حداقل 5/2 متر ارتفاع داشته باشد(7).

نشاءكاري :

      نشاء كاري بايد به عمق 2 الي 3 سانتي متر در خاك صورت گيرد.كاشت 1یا 2 نشاء در هر كپه هيچگونه تفاوتي در عملكرد گياه ايجاد نمي نمايد، مگر آنكه تك نشاء بميرد واز بين برود.

نشاء يك يا دو بوته از لاين Aدر هر كپه و نشاء كاري دو بوته از لاينB و يا R توصيه مي گردد.

رديف هاي نشاء كاري بايد عمود بر جهت وزش باد در زمان گلدهي باشد.رديف هاي انتهايي لاينB و يا R بايد يك يا دو بوته بيشتر از بوته هاي لاينA داشته باشند. نشاء كاري بايد طوري انجام گيرد كه هر بوته لاينA (در همان رديف خودش) دقيقا در بين فاصله بين دوبوته لاينB و يا R قرار گيرد، فاصله رديف ها وبوته ها كاملا ثابت ويكنواخت باشد.

A لاين

 انتقال نشاء به زمين اصلي، 21 روز پس از بذر پاشي، تاريخ خوشه دهي وگلدهي را مطمئن تر مي سازد. نشاءهاي مسن تر از 21 روز باعث تاخير در گلدهي مي شوند.يعني در حدود نصف روزهاي تاخير كرده مي باشد.نشاء كاري نشاء هاي جوان تر از 21 روز باعث جلو انداختن گلدهي مي گردد.يعني حدود نصف روز هاي جلو افتاده از 21 روز. چنانچه تاريخ نشاءكاري لاين A به تاخير بيفتد، بايد نشاء كاري لاينB و يا R  نيز به همان اندازه به تاخير بيفتد(5).

     انتخاب نسبت مناسب بين رديف هاي والد پدري ومادري اهميت زيادي در ميزان بذر توليد شده از لاين نر عقيم دارد. تعداد بوته هاي والد پدري بايد در حدي باشد كه دانه گرده كافي جهت بارور نمودن لاين مادري را داشته باشد واز طرفي نبايد آنقدر زياد باشد كه عملكرد در واحد سطح بذر هيبريد توليد شده راكاهش دهد.بطور معمول نسبت والد مادري به پدري بين
 8 : 2 تا 12 : 2مي باشد.ولي در خزانه توليد بذر هيبريد در مواردي كه طول دوره رشد والد پدري بيشتر از والد مادري باشد، مي توان تعداد خطوط كشت والد مادري را افزايش داد. زيرا لاين اعاده كننده باروري مدتي  زودتر از لاين نر عقيم كشت مي شود و همين امر موجب پنجه دهي بيشتر و تعداد پانيكول بيشتر ودر نتيجه دانه گرده زياد تر مي شود و هر چه تفاوت  طول دوره رشد لاين نر

عقيم با لاين اعاده كننده باروري  بيشتر باشد مي توان نسبت را بيشتر گرفت. به عنوان مثال در برخي از مزارع كشور چين تفاوت طول دوره رشد والد پدري ومادري به 30 روز مي رسيد به همين دليل نسبت A به R 16 به 2 يا 18 به 2 بود.

     در مزارع ديگر كه لاين اعاده كننده باروري تنها 5 روز دير رس تر از والد نرعقيم بود، نسبت رديفهاي نر به ماده 2 به 12 در نظر گرفته شد. به طور كلي به ازاي هر گلچه والد نر 4-3 گلچه برايوالد ماده در نظر مي گيرند(7).

     فاصله بين رديف نيز يكي از فاكتور هاي موثردر هم زماني گلدهي و توليد بذر مي باشد. معمولا فاصله بين دو رديف لاين نرعقيم را كمتر از فاصله دو رديف لاين پدري در نظر مي گيرند. بدين دليل كه با كاهش فاصله رديفهاي والد مادري ، پنجه هاي كمتري توليد ميشود و خوشه هاي يكنواخت و هم زمان توليد مي گردد. از طرفي با افزايش فاصله بين دو رديف والد پدري ، پنجه هاي بيشتري توليد ميگرددو زمان گلدهي و گرده افشاني طولاني تر مي شود و بالطبع در ميزان توليد بذر از لاين نرعقيم موثراست. در كشور چين معمولا فاصله بين دو رديف لاين نر عقيم را 13 سانتي متر ، فاصله بين دو لاين والد پدري را 25 سانتي متر و فاصله بين لاين نرعقيم ولاين پدري را 20 سانتي متر در نظر مي گيرند(7).

     بابهبود روشهاي توليد بذر و پيشرفت هاي انجام شده در اين زمينه ، نسبت زمين لازم براي والدين برنج هيبريدتغیيرات چشمگيري يافته است. به طوري كه نسبت مزارع F1 : A/R :A/B در دهه 1970 برابر با 1:30:1000 بود كه اكنون اين نسبت به 1:50:6000 تغيير يافته است . بدين معني كه براي 6000 هكتار مزرعه برنج هيبريد ، نياز به 50 هكتار مزرعه توليد بذر هيبريد و يك هكتار مزرعه حفظ و تكثير لاين نرعقيم مي باشد(7).

مديريت مزارع توليد بذر:

الف- مديريت كود و آبياري در برنج هيبريد:

     نبايد كودهاي اصلي (NPK) با هم مخلوط و هم زمان استفاده گردد. بلكه براي بذر هیبريد بايد كودهاي ازته (N) فسفر (P) و پتاسه (K)جداگانه مصرف گردند. همه كودهاي فسفره و پتاسه را در آخرين مرحله شخم و آماده كردن زمين ، بايد مصرف نمود.يك سوم آنرا 5 الي 7 روز بعد از نشاكاري ، يك سوم دوم را 20 الي 25 روز بعد از كود پاشي نوبت اول و سر انجام يك سوم آخر را در زمان حداكثر پنجه دهي(6).

     ارقام هيبريد در مقايسه با واريته هاي معمولي ، به حدود 20 درصد كود اوره و 30-20 درصد

 كود پتاس بيشتري نيازمندند ولی نياز فسفر آنها با هم برابر است. در بلوك هاي تلاقي والدين، در

مرحله تشكيل پانيكولهاي جوان لاين نرعقيم،كود سرك داده نمي شود به دليل آنكه از توليد پنجه

هاي غير بارور زياد، كه مي تواند بر روي همزماني گلدهي تاثير گذارد، جلوگيري گردد. همچنين

در برخي موارد مي توان به كمك كود ازته، زمان خوشه دهي را تا چند روز به تاخير انداخت ويا

بوسيله كود هاي فسفره وپتاسه خوشه دهي را2-1 روز جلو انداخت. البته بايد به خاطر داشت كه
استفاده از اين روش نيازمند دقت زياد وصرف هزينه و وقت مي باشد. چرا كه بايد كود مورد نظر را

منحصرا پاي يكي از والدين پاشيد. براي سهولت اين امر در كشور چين، كشاورزان با مخلوط كردن كود با خاك نرم اين عمل را انجام مي دهند.

     در مزرعه توليد بذر، كنترل آبياري بايد با دقت صورت پذيرد تا تكامل خوشه هاي هر دو والد

در يك زمان واقع گردد.با توجه به اينكه رطوبت نسبي بالا در طول گلدهي در مزرعه نياز مي باشد

،بنابر اين درآب و هواي گرم، آبياري ضروري است. مطالعات نشان داده است كه ميزان خروج كلاله بوته هاي نر عقيم مي تواند با استفاده از نشاء هاي قوي،تكنيك هاي كودي وآبياري مناسب افزايش يابد.در مزرعه توليد بذر هيبريد لاين اعاده كننده باروري نسبت به آب حساس مي باشد بنا براين اگر از نظر گلدهي، R لاين جلوتراز لاين نر عقيم باشد، آب موجود در مزرعه را بايد خارج نمود واگر لاين نر عقيم جلوتر باشد، مزرعه آبياري مي گردد(7).

ب- واكاري كوپه هاي از دست رفته

ج- كنترل علفهاي هرز

د- كنترل بيماريها وآفات

و- حذف بوته هاي خارج از تيپ

     بوته هاي غير تيپ ممكن است از لاينR و يا لاينA باشند.حذف بوته هاي غير تيپ باعث جلو‌گيري از گرده افشاني ناخواسته مي گردد.حذف بوته هاي غير تيپ در هر زماني كه امكان تشخيص آن باشد ضروري است(6). حذف بوته هاي خارج از تيپ از مزرعه توليد بذر قبل از گلدهي،عملي در جهت مطمئن شدن وافزايش خلوص بذر است. اين كار بايد در طول دوره رشد و نمو و در هر زماني كه لازم است صورت گيردتا از دگرگشني احتمالي بوته هاي هتروژنوس ((heterogenus جلوگيري شود(5).

 مهمترين مرحله حذف بوته هاي خارج از تيپ شامل:

-        در زمان حداكثرپنجه زني

-        در زمان گلدهي

-        دقيقا قبل از برداشت

بوته هاي خارج از تيپي كه بايد در زمان حداكثر پنجه زني حذف گردند:

. حذف گياهاني كه خارج از رديف قرار داشته باشند

. حذف بوته هايي كه بلند تر از بوته هاي اصلي و يا كوتاهتر از آنها باشند

. حذف گياهاني كه از نظر شكل واندازه برگ متفاوت باشند

. حذف گياهاني كه از نظر رنگ برگ متفاوت با بوته هاي اصلي هستند.

حذف بوته هاي خارج از تيپ در زمان گلدهي:

. حذف بوته هايي كه خيلي زود ويا خيلي ديرتر از بوته هاي اصلي به گل مي روند

. حذف بوته هاي لاين A كه داراي بساك زرد رنگ وسالم باشند.

. حذف كليه بوته هاي بيمار وآفت زده از رديف لاينA

حذف بوته هاي خارج از تيپ قبل از برداشت:

. حذف بوته هاي لاينA كه داراي دانه بندي طبيعي باشند

.حذف بوته هاي كه داراي خوشه هايي با شكل واندازه دانه متفاوت باشند

. حذف بوته هايي كه داراي ريشك و يا فاقد ريشك يعني غير از تيپ بوته هاي اصلي باشند.

 برآورد تاريخ گلدهي از طريق مراحل تشكيل خوشه(5)

مرحله	مرحله تكامل	تخمين تقريبي روز هاي گلدهي	تخمين طول خوشه
1	نخستين يا آغاز خوشه دهي	30	2/0
2	شاخه اوليه نخستين خوشه	27	4/0
3	شاخه ثانويه نخستين خوشه	24	5/1
4	مادگي واندام نر نخستين خوشه	20	2
5	سلول هاي مادري دانه گرده	17	25-10
6	تقسيم ميوزي	12	80
7	دانه گرده بالغ	6	250-190
8	مرحله رسيدن دانه گرده	4	260
9 و10	گلدهي	2-1	270

 چيدن برگهاي پرچم:

     چيدن برگهاي پرچم در مرحله آبستني گياهان، توليد بذر هيبريد، امري بسيار ضروري است. معمولادر زمان آبستني در حدود يك دوم الي يك سوم برگ پرچم وساير برگها كه هم رديف برگ پرچم هستند بوسيله داس يا قيچي چيده مي شوند (شكل 4). اين عمل (چيدن برگ پرچم) باعث تسريع در حركت دانه گرده شده وبازده دگر گشني را افزايش مي دهد.در نتيجه دانه بندي لاينA بهتر صورت مي گيرد(5).

كاربرد اسيد جيبرليك(GA3) در توليد برنج هيبريد:

     در اغلب لاينهايCMS كه منبع آنها WA است، قسمتي از خوشه درون غلاف برگ پرچم باقي مي ماند.در نتيجه اسپري كردن لاين  Aيا اسيد جيبرليك، باعث تسريع خروج خوشه از غلاف برگ پرچم مي شود. اسيد جيبرليك را بايد در دو نوبت اسپري كرد. نوبت اول وقتي كه
 5 الي 20 درصد پنجه ها شروع به خوشه دهي كردند ونوبت دوم را دو روز بعد از اسپري كردن نوبت اول انجام مي دهند(5). ميزان هورمون داخلي GA3در لاين هاي نر عقيم با سيتوپلاسم WA كمتر ازبوته هاي بارور است. بنا بر اين در اغلب لاين هاي نر عقيم تيپ اينديكا، حدود يك سوم تا يك چهارم گلچه هاي يك خوشه در غلاف برگ پرچم باقي مي مانند وخارج نمي شوند وموجب كاهش توليد بذر F1 مي گردد. دليل عدم خروج كامل خوشه از غلاف، كوتاه بودن سه ميانگره بالايي بخصوص آخرين ميانگره لاين هاي نر عقيم اينديكا نسبت به والد پدري مي باشد.

GA3 يك تنظيم كننده رشد موثر مي باشد كه موجب تغييراتي در متابوليسم هاي فيزيولوژيكي وبيوشيميايي گياه مي گردد. پاشيدن GA3بر روي يك لاين، موجب تحريك طويل شدن سلول هاي جوان مي گردد. اين هورمون در دهه 1970 به ميزان 5/7 الي 45 گرم در هكتار استفاده مي شد و در اوايل دهه1980 به 90-60 گرم در هكتار افزايش يافت.در اواخر اين دهه، اين هرمون به ميزان 375 -300 گرم در هكتار مورد استفاده قرار ميگرفت ودر دهه 1990 نيز 225 -150 گرم در هكتار پاشيدن بوسيله سمپاش پشتي و135-90 گرم در هكتار با سمپاش اتومايزر استفاده مي شد.

 مزاياي كاربرد GA3 :

1- القاي خروج خوشه و كلاله

2- حذف روش قطع برگ پرچم كه اين امر خود موجب مزاياي زير مي گردد.

الف) افزايش وزن هزار دانه

ب) كاهش دانه هاي پوك

ج) كاهش خسارت ناشي از پاتوژن ها

د)بهبود پر شدن دانه ها

و) كاهش هزينه كار گري براي حذف برگ پرچم

ه) افزايش قابل توجه تشكيل بذر وعملكرد

3-تنظيم ارتفاع بوته بذري و والد پدري

4- تسريع رشد پنجه هاي پايين وافزايش تعداد خوشه هاي موثر

5- ايجاد خوشه هاي يكدست وهماهنگ

6- تغيير زمان آغاز خوشه دهي تا دو روز جهت همزماني گلدهي

7- افزايش طول عمر وزنده ماندن كلاله ودانه گرده

     بهترين زمان استفاده از GA3زماني است كه 5-2 درصد خوشه ها به ميزان صفر الي 2 سانتي متر از يقه برگ پرچم خارج شده باشند. توصيه مي شود كه پاشيدن اين هورمون بين ساعت 10-7 صبح يا 7-5 بعد از ظهر صورت پذيرد هر چند اسپري كردن در صبح بهتر است زيرا دماي محيط پس از تيمار كردن اين هورمون بالا مي رود وبالطبع فعاليت گياه افزايش يافته وجذب بهتر صورت مي پذيرد. هورمون GA3را بايد 3-2 بار در روز هاي متوالي در مزرعه بكار بردكه در نوبت اول يك سوم ودر نوبت دوم یعنی 2روز بعد باید دو سوم باقيمانده مصرف شود.

 عوامل مختلفي در ميزان مصرف GA3در مزرعه موثرند :كه از مهمترين آنها مي توان به موارد ذيل اشاره نمود.

1- نوع لاين نرعقيم: بطور مثال ميزان GA3 در لاين نر عقيم V2OAبايد بيشتر ازZS97A باشد

2- تيپ لاينهاي نر عقيم :لاين هاي نر عقيم تيپ ژاپونيكا به ميزان هورمون كمتري نياز دارند.

3- فصل رشد : در برخي مناطق كه چند بار در سال برنج كشت مي گرددميزان مصرف GA3 در فصول سرد بيشتر از فصل گرم مي باشد.همچنين در فصول مشابه، در مناطق گرم ميزان مصرف كمتر است.

4- تعداد خوشه هاي موثر : كه با افزايش خوشه ها، ميزان مصرف بيشتر مي‌شود.

5- مقدار ماده فعال موجود در GA3

6- نحوه پاشيدن

ميزان آب مزرعه در زمان تيمار با GA3بايد 5-3 سانتيمتر باشد. همچنين همراه با اين هورمون 15- 5/7 كيلو گرم در هكتار كود اوره و 3 كيلوگرم در هكتار كود فسفات پتاسيم مصرف مي گردد.گاهي اوقات لازم است جهت تنظيم ارتفاع لاين هاي والديني مقادير متفاوتي از هورمون براي دو لاين بكار برده شود. ولي بايد بخاطر داشت كه مصرف بيش از اندازه اين هورمون موجب بلند ونازك شدن ميانگره آخر و در نهايت ورس خوشه مي شود.

     اگر هورمونGA3 زودتر اززمان توصيه شده مصرف گردد بر روي رشد ميانگره هاي پايين تر تاثير گذاشته و موجب افزايش ارتفاع گياه و ورس بوته مي گردد ومصرف دير هنگام نيز تاثيري بر افزايش طول ميانگره ها ندارد.مصرف در زمان مناسب موجب رشد دو ميانگره آخر مي گردد. در مزرعه توليد بذر هيبريد، در حالي كه R لاين زودتر از لاين نرعقيم كشت شده باشد، بايد منتظر ماند تا A لاين به مرحله مناسب رشد برسد سپس تيمار GA3 را اعمال نمود ولي در برخي موارد جهت چسبندگي بيشتر اين هورمون با گياه ميتوان مقداري شكر با اين هورمون مخلوط نمود ولي بايد توجه داشت از آنجايي كه GA3يك اسيد است با يك تركيب قليايي مخلوط نگردد(7).

جيبرليك اسيد به صورت پودر مي باشد و بصورت صد در صد ويا نود درصد خالص تجارتي به فروش مي رسد. محلول جيبرليك اسيد بصورت PPM (قسمت در يك ميليون) محاسبه مي گردد مثلا اگر سه گرم از  GA3 را در 50 ليتر آب حل كنيد، محلول بدست آمده داراي غلظتي معادل 60 پي. پي ام مي باشد.

پانصد ليتر آب براي يك هكتار براي سمپاش هاي تراكتوري ضروري مي باشد.

پودر GA3 در آب حل نمي شود لذا بايد ابتدا آن را در حجم بسيار كم الكل اتانول 70% حل نمود وسپس با آب مخلوط كرد.

چند قطره مايع ظرفشويي ويا لباسشويي نيز بايد به آن اضافه گردد زيرا مايع پاك كننده باعث چسبيدن GA3 به سطح برگ مي گردد وباعث بالا رفتن كار آيي آن مي شود(6).

گرده افشاني تكميلي :

     گرده افشاني تكميلي در زمان گلدهي وبا تكان دادن گياه (رديف ها) با طناب ويا بايك چوب بلند صورت مي گيرد(شكل 6 و7). اين كار نه تنها باعث گسترش دامنه پراكنش دانه گرده مي شود بلكه باعث تحريك گياه شده و باز شدن لما وپالئا را آسانتر مي كند. سه الي چهار بار گرده افشاني تكميلي در مدت 6 الي 10 روز توصيه مي شود(5).

     پس از گرده افشاني والدين مقداري دانه گرده در پرچم باقي مي ماند كه ممكن است بسته به نوع رقم،ميزان آن متفاوت باشد.هر چه ميزان دانه گرده باقيمانده بيشتر باشد بهتر است.چرا كه درصد گرده افشاني را پس از زمان گرده افشاني معمول افزايش مي دهدمعمولا در درجه حرارت بالا و رطوبت پايين،R لاين دانه هاي گرده را بيشتر وزودتر آزاد مي كند حتي قبل از باز شدن گلوم ها ،ولي در شرايط حرارتي ورطوبتي مناسب،دانه هاي گرده در زمان مناسب آزاد مي گرددو تا مدتي ادامه مي يابد.بهترين زمان گرده افشاني تكميلي موقعي است كه بيشترين تعداد گلوم هاي باز شده را داشته باشيم. اين عمل به فاصله هر نيم ساعت و به تعداد 4-3 بار در روز و به مدت 10 روز انجام مي شود.

روش هاي گرده افشاني تكميلي:

1- با استفاده از طناب : در اين روش دو نفر دو سر طناب را گرفته و در سطح خوشه ها به آرامي حركت ميدهند.

2-با استفاده از چوب بلند ني خيزران (بامبو) : در اين روش چوب را چند بار به آرامي بر روي خوشه ها حركت مي دهند

3- با استفاده از دو چوب كوتاه : در اين روش يك فرد بين دو رديفR لاين حركت ميكند و با چوب به خوشه هاي والد پدري به سمت دو طرف مي زند تا دانه هاي گرده به سمت لاين هاي نر عقيم در دو طرف پراكنده گردد(7).

     گرده افشاني تكميلي در روزهاي آرام (زماني كه سرعت باد1 الي 3 كيلومتر در ساعت است) صورت مي گيرد.زماني كه سرعت باد درحدود 8 الي 10 كيلومتر در ساعت باشد نيازي به گرده‌افشاني تكميلي نيست. گرده افشاني تكميلي در صبح زماني كه گلچه هاي پايه پدري در حال باز شدن و نيز پايه مادري آماده دريافت دانه گرده هستند(معمولا از ساعت 5/9 الي 12 ظهر) صورت مي گيرد.

 برداشت بذور برنج هيبريد :

     برخلاف واريته هاي معمولي، برداشت بذور F1 نيازمند كار پيچيده تري است كه اگر با دقت انجام نشود، خلوص بذر F1 تحت تاثير قرار خواهد گرفت. فر آوري مناسب بذور هيبريد، معيار اصلي براي تضمين كيفيت بذور مي باشد.از طريق فرآوري، بذور علف هاي هرز، مواد زايد، بذور شكسته، بذور چروكيده، كاه وكلش و دانه هاي سنگ جدا سازي مي شود ورطوبت بذر به 13 درصد كاهش مي يابد(7).

     ابتدا بايد لاينR رابرداشت نمودو سپس لاينA برداشت گردد و بايد هر يك را جداگانه نگهداري نمود. زماني كه 90 درصد بذور بر روي ساقه كاملا سفت و رنگ آنها طلايي گرديد، بايد برداشت گردد وزمان برداشت رطوبت بذر بايد كمتر از 20 درصد باشد.

10-7 روز قبل از برداشت بذر هيبريد، مزرعه توليد بذر بايد خشك گردد. ابتدا لاين R وياB بايد برداشت شوند وبرداشت بايد به صورت دستي و با داس صورت گيرد. محصول برداشت شده لاين

R وياB را بايد كاملا از مزرعه خارج نمود و سپس به برداشت لاين A پرداخت. بايد طوري عمل كرد كه حتي يك خوشه از لاين R وياB در مزرعه توليد بذر باقي نماند(6).

معمولا جهت حفظ خلوص بذور استحصالي از لاين هاي نر عقيم، ابتدا R لاين را برداشت نموده وپس از جمع آوري وخروج از مزرعه، اقدام به برداشت Aلاين مي نمايند. با توجه به اينكه هدف اصلي در خزانه توليد بذر، برداشت بذور از لاين هاي نر عقيم است، در بسياري از مناطق چين والد پدري را حتي پس از پايان گلدهي وقبل از رسيدن كامل، برداشت نموده و دور مي ريزند.

در كشور آمريكا، شركت هاي خصوصي كه وظيفه توليد بذر هيبريد را بر عهده دارند، به علت بالا بودن هزينه كارگري، R لاين را برداشت نمي كنند وفقط لاين هاي نر عقيم برداشت مي‌شود(7).

خلوص بذر تا حد زيادي بر پتانسيل عملكرد هيبريد هاي F1 تاثير مي گذارد. مطالعات نشان داده‌است كه عملكرد برنج هيبريد به ازاي هر يك درصد ناخالصي 100-80 كيلوگرم در هكتار كاهش مي يابد در برنامه توليد برنج هيبريد، خلوص لاين هاي والديني وبذور پايه بسيار حياتي مي باشد(9).

خرمنكوبي :

   در طول برداشت، خرمنكوبي، خشك كردن وبسته بندي بذور A لاين و والد پدري بايد كاملا جدا از هم باشند و ادوات خرمنكوبي بايد قبل از شروع كار كاملا تميز باشد(شكل 8).  ضمنا براي هر كيسه بذر، دو برچسب در نظر گرفته مي شود كه يكي درون كيسه وديگري بر روي كيسه قرار داده شود وبر روي آن مشخصاتي از قبيل نام و آدرس توليد كننده، نام  رقم هيبريد، وزن خالص، تاريخ توليد،شماره مجوز توليد ذكر ميگردد. سپس اين كيسه ها در انبار تميز به ميزان حداكثر يك تن در متر مربع قرار داده مي شوند ودر صورت لزوم مي توان از سمومي نظير فسفيد آلومنيوم جهت مبارزه با آفات انباري استفاده نمود(7).

براي ذخيره سازي مطمئن، درصد رطوبت بذر را بايد به 13 درصد رسانيد. ذخيره سازي بذر هاي خشك شده براي حفظ قوه ناميه بذر خيلي مهم است.بذر خشك مانع رشد كپك وساير قارچ ها و باكتري ها مي گردد(6).

منابع مورد استفاده:

1) اله قلي پور، م - بررسي همبستگي بين برخي از صفات مهم زراعي با عملكرد از طريق تجزيه عليت دربرنج - 1376 – پایان نامه کارشناسی ارشد- انتشارات دانشكده كشاورزي دانشگاه تهران.

2) درستي، ح – گزارش نهایی  بررسي توليد بذر هيبريد (F1) -  1385 - انتشارات موسسه تحقيقات برنج كشور.

3) درستي، ح-  گزارش نهایی پروژه اصلاح و معرفي برنج هيبريد تجارتي(F1) - 1385 -انتشارات موسسه تحقيقات برنج كشور.

4) درستي، ح –گزارش نهایی  بررسي مقايسه عملكرد مقدماتي لاين هاي برتر در توليد بذور هيبريد برنج -  1379 - انتشارات موسسه تحقيقات برنج كشور.

5) نعمت زاده، ق و ولي زاده، الف – اصلاح برنج هيبريد – 1382 – انتشارات دانشگاه مازندران.

6) نعمت زاده، ق وتريز، الف- توليد بذر هيبريد برنج – 1381 – انتشارات دانشگاه مازندران.

7) نوري، م – مروري بر مباحث برنج هيبريد – 1382 – انتشارات موسسه تحقيقات برنج كشور معاونت مازندران.

8) Virmany,S.S – 1994 – Hetrosis and hybrid rice breeding – Springer Verlag.

9) Zhou,C – 2001– International training course of Hybrid rice seed production – C

به نام خدا

دانشگاه جامع علمي كاربردي

موسسه آموزش‌هاي علمي كاربردي كشاورزي مجتمع آموزش كشاورزي گيلان

پــــروژه:

دوره كارشناسي زراعت برنج

عنــوان :

بررسي بلاست برنج و روش‌هاي كنترل آن

تهيه و تنظيم:

ابراهيم دودابي‌نژاد

استاد راهنما: مهندس اسماعيل پوركاظم

استاد مشاور: دكتر صديقه موسي‌نژاد

زمستان 1387

مقدمه:

برنج يكي از مهم ترين و قديمي‌ترين محصولات زراعي است كه در دنيا كشت شده و از دانه آن به عنوان غذا استفاده مي‌گردد، بطوري كه غذاي بيش از نيمي از مردمان مناطق گرمسيري و نيمه‌گرمسيري را تشكيل مي‌دهد. برنج در دنيا داراي سابقه پنج هزار ساله بوده كه ابتدا در جنوب شرقي آسيا (هندوچين) كشت آن آغاز گرديده و سپس به ساير نقاط دنيا گسترش يافته است. در حال حاضر 90 درصد برنج دنيا در جنوب‌ شرقي آسيا توليد مي‌گردد و در خارج از آسيا كشورهاي برزيل و ايالات متحده با توليد نيم درصد برنج مصرفي جهان، داراي سابقه دو هزار ساله بوده و استان هاي گيلان و مازندران از مناطق مهم توليد برنج در ايران به شمار مي‌روند، البته غير از اين دو استان در 16 استان ديگر كشور نيز برنج كشت مي‌گردد(3).

گونه زراعي مهم برنج Oryza sativa L.  از خانواده Poaceae بوده كه داراي تنوع ژنتيكي و توان سازگاري بالايي است و گونه زراعي ديگر آن ( oryza glabrima Steud) است كه در جنوب آفريقا كشت مي‌شود(3)

گياه برنج در طول دوره رشد در معرض آسيب عوامل زيان‌آور مختلف قرار مي‌گيرد كه يكي از عمده‌ترين آنها، قارچهاي بيماريزاي گياهي هستند. در بين بيماريهاي قارچي، بلاست بيشترين اهميت اقتصادي را دارد. گرچه تخمين درستي از ميزان كاهش محصول توسط اين بيماري در ايران وجود ندارد، ولي به علت گرايش كشاورزان به كشت ارقام محلي حساس و مساعد بودن شرايط محيطي، همه ساله كشت برنج با كاهش محصول مواجه ميشود(26).

بيماري بلاست كه در اثر قارچPyricularia grisea( Cooke) Sacc ناشي مي‌گردد، به علت گسترش وسيع و بر باد دادن محصول در شرايط مساعد، عموماً به عنوان بيماري اصلي برنج به شمار مي‌رود. اين بيماري تا كنون از 85 كشور جهان گزارش شده است و مي‌توان گفت هر جايي كه برنج بصورت تجاري و وسيع كشت مي‌شود، اين بيماري نيز وجود دارد. (21،19) اگر گياه در مرحله نشائي و يا پنجه زني مورد حمله قرار گيرد، معمولاً از بين مي‌رود.آلودگي گردن خوشه‌ها باعث كاهش محصول مي‌گردد (26). (به عنوان مهمترين بيماري برنج در اكثر كشورهاي برنج‌خيز از جمله ايران بشمار مي‌رود ) به دليل اهميت بيماري بلاست تحقيقات گسترده‌اي براي كنترل آن از جنبه‌هاي مختلف صورت گرفته است، از جمله شناسايي و مصرف انواع قارچكشها، شناسايي منابع ژني مقاومت و تهيه ارقام اصلاح شده مقاوم، معرفي  سيستم‌هاي پيش‌آگاهي و بررسي عوامل اثرگذار در شدت و كاهش بيماري مانند عناصر غذايي، رطوبت، حرارت و....  در سالهاي اخير كنترل بيولوژيكي اين بيماري نيز موضوع تحقيق بسياري از محققين بوده است (20).

 تاريخچه:

بيماري بلاست داراي تاريخچه نسبتاً طولاني است كه به زمان هاي دور يعني نيمه اول قرن هيجدهم ميلادي بر ميگردد(32). سونگ اينگ شين از چين احتمالاً اولين كسي بود كه در سال 1637 در كتاب خود تحت عنوان استفاده از منابع طبيعي راجع به بيماري بلاست بحث كرد و از آن بعنوان سوختگي گياهچه برنج نام برد. درآن زمان  علت اصلي بروز بيماري را گرما يا تب مي‌دانستند و شايد به همين خاطر آنرا بيماري تب برنج (rice fever disease) مي‌ناميده‌اند (26).

هم اكنون بيماري بلاست يكي از گسترش يافته‌ترين بيماري‌هاي گياهي بوده و تا سال 1981 وقوع آن در 85 كشور ثبت شده است. گسترش بيماري چنان است كه در هر جا كه برنج بصورت تجارتي و در مقياس وسيع كشت مي‌شود، بيماري وجود دارد و عامل آن قدرت سازگاري فوق‌العاده‌اي با شرايط محيطي مختلف دارد(32). چنانكه در خاورميانه كه برنج در شرايط حرارتي بالا و رطوبت نسبي پائين به صورت غرقابي كشت ميشود، قارچ عامل بيماري فعال است و گره‌هاي گياه برنج را درست در بالاي سطح آب آلوده مي‌كند، بدون اينكه علائمي از بيماري روي برگها و ساير بافت‌هاي گياه ظاهر شود(26).

در ايران احتمالاً اين بيماري از سالهاي قبل در استانهاي گيلان و مازندران وجود داشته و در اصطلاح محلي به آن پرسوز يا گل خشك گفته مي‌شد ، ولي گزارش مكتوب آن توسط شريف صورت گرفت كه براي اولين بار در سال 1328 از لاهيجان آنرا جمع‌آوري نمود(17و19). هم اكنون اين بيماري در داخل كشور گسترش زيادي دارد و علاوه بر گيلان و مازندران در ساير نقاطي كه كشت و كار برنج در آنها رواج دارد نيز شيوع پيدا كرده است(19) . اين بيماري تا سال 1348 كه خسارت قابل توجهي به محصول برنج در شهرستان رودسر وارد كرد، اهميت چنداني نداشت. علت شيوع اين بيماري در مزارع شمال كشور به احتمال بسيار قوي مربوط به استفاده از كود شيميايي نيتروژنه مي‌باشد كه مصرف  آن از حدود سالهاي 47-1346 در اين مناطق رايج شد. در ايران علاوه بر استان‌هاي شمالي در بسياري از مزارع برنج مناطق ديگر از جمله فارس، خوزستان و كهكيلويه و بوير‌احمد نيز اين بيماري وجود دارد ودر برخي از سالها، با فراهم شدن شرايط مساعد،بصورت  اپيدمي درآمده و سبب كاهش محصول مي‌شود (17،25).

در ايران خسارت بيماري در سال 1353 تقريباً 10 درصد كل محصول برنج گيلان بر‌آورد گرديد.  از آن سال به بعد هر ساله بيماري بلاست سبب كاهش محصول در ارقام محلي مي‌شود و در بعضي از سال‌ها به علت تداوم بارندگي و كاهش دما در تابستان خسارت شديدي در ارقام زود‌رس و زود كاشت، مخصوصاً در شرق گيلان به بار آورده‌است، بطوريكه محصول بعضي مزارع وحتي بعضي روستا‌ها قابل برداشت نبود. در اپيدمي سال 1373 بيماري مذكور در گيلان، بيشترين خسارت در مزارع شهرستان رودسر در زود كشت و درارقام زودرس نظير ارقام رضا‌جو، لاهيجاني‌جو و سنگ‌طارم كه در مرحله ظهور خوشه و خوشه دهي بودند، مشاهده گرديد در حاليكه ارقام اصلاح شده مقاوم مثل سپيدرود و بجار هيچگونه خسارت و علايمي از بيماري نداشتند. بيماري در مزارع قسمت غربي روستاي سوركوه، سوختگي شديد برگها و آلودگي 80 تا 100% خوشه‌ها در رقم رضا‌جو را بدنبال داشت. ميزان آلودگي در مزارع زود كشت روستاي پيش‌بيجار املش 60 تا 70% و در روستاي جورگواسر100%  بود.  خسارت وارده به 200 هكتار از محدوده 400 هكتاري مورد بازديد در اپيدمي سال 1373  در روستاهاي كلان‌كلايه، گرماب‌سرا، كهنه سرا و سيور،  بين 10 تا 100% برآورد گرديد (21).

 عامل بيماري:

قارچ عامل بيماري تحت نام  Pyricularia grisea(Cook) Sacc ناميده مي‌شود. اين قارچ از كلاس قارچهاي ناقص بوده و فرم جنسي قارچ Magnaporthe grisea (Hebert) Barr مي‌باشد(20). ميسليوم قارچ پريكولاريا داراي ديوار عرضي است. كنيديوفرهاي قارچ از ميسليوم منشعب مي‌گردند. روي اين كنيديوفرها، كنيدي‌هاي گلابي شكل كه داراي سه سلول مي‌باشند و به صورت تكي يا گروهي توليد مي‌شوند. كنيدي‌ها بوسيله دنباله‌اي به كنيديوفر چسبيده و از همين محل نيز از آن جدا مي‌گردند. يك تا 20 كنيدي ممكن است روي هر كنيديوفر توليد شود. قسمت پايه كنيديوفر باد كرده زيتوني تا دودي شكل و وقتي به طرف بالا مي‌رود، كم رنگ‌تر مي‌شود. كنيديها از نظر اندازه و شكل قابل تغيير، گلابي شكل تا تخم‌مرغي در پايه پهن و در انتها باريك هستند. كنيديها از سلولهاي پايه و انتهايي و گاه گاهي از سلول وسطي نيز جوانه مي‌زنند. اندازه كنيديهاي قارچ بطور قابل توجهي در ميان ايزوله‌هاو در شرايط محيطي مختلف با هم فرق مي‌كند، ولي بطور كلي در بررسيهاي انجام شده معلوم شده است كه اندازه كنيديهايي كه در درجه حرارت بالا تشكيل مي‌شوند،  بلندتر از آنهايي است كه در درجه حرارت پايين‌تر توليد مي‌شوند. عامل بيماري بلاست روي محيطهاي مصنوعي به سادگي رشد كرده و توليد اسپور مي‌نمايد. رنگ ميسليوم در نژادهاي مختلف قارچ روي محيطهاي مختلف  با هم فرق دارند.بعضي از نژادهاي اين قارچ روي محيطهاي مصنوعي اسپورزائي كمتري داشته و همين‌طور اندازه كنيديها در نژادهاي مختلف روي محطهاي كشت مختلف با هم فرق دارد (19 ، 17 )

علائم بيماري:

بيماري بلاست قادر است به تمام قسمتهاي هوائي بوته برنج حمله نمايد ولي نشانه‌هاي ظاهري آن بيشتر روي برگها قابل رويت است (19).  

قارچ عامل بيماري بلاست به برگ، غلاف برگ، گره‌هاي مياني ساقه، گردن خوشه و خوشه حمله نموده و روي هر يك علايمي را ايجاد مي‌نمايد. شكل و اندازه لكه ها روي برگها با توجه به شرايط محيطي، سن گياه، سن لكه و ميزان مقاومت ميزبان متغير است. روي برگ،  لكه‌ها ابتدا به صورت نقاط آب جذب كرده ظاهر شده و سپس به صورت  لوزي شكل كه در دو انتها نوك‌دار است در مي‌آيند. شكل و رنگ لكه‌ها روي ارقام مختلف وبسته به شرايط آب و هوايي و مقدار كود ازته مصرفي تفاوت دارد. لكه‌هاي موجود روي ارقام حساس و در شرايط مساعد به سرعت بزرگتر شده و به هم متصل مي‌شوند و در نتيجه منتهي به سوختگي برگ مي‌گردند.(شكل 1) (17).

روي گردن خوشه، لكه‌هاي قهوه‌اي رنگ از محل بند گردن شروع شده و در دو طرف پيشروي مي نمايند. در اين حالت كه به بلاست گردن معروف است، گردن خوشه پوسيده شده وخوشه از همين نقطه شكسته وآويزان مي‌شود(شكل 2) و نهايتاً پس از خشك شدن، در مرحله برداشت از ساقه جدا مي‌گردند (17)

خسارت اصلي بيماري بلاست در مرحله خوشه مي‌باشد و  ميزان آن بستگي به زمان آلودگي دارد، به طوريكه اگر آلودگي بلافاصله پس از ظهور خوشه اتفاق افتد، خوشه كاملاً پوك و به رنگ سفيد در مي‌آيد كه مشابه حالت خوشه سفيدي در خسارت نسل دوم كرم ساقه خوار برنج مي باشد، ولي علايم قهوه اي شدن گردن خوشه آن را از خسارت خوشه سفيدي كرم ساقه خوار جدا مي‌كند.  در عوض هر چه آلودگي ديرتر ظاهر شود، خسارت وارده كمتر خواهد بود و دانه‌هاي كمتري پوك مي شوند، ولي اندازه دانه‌ها تا حدود زيادي كوچكتر خواهد شد و حالت شكنندگي دارند كه اين امر در مرحله تبديل منجر به افزايش خرد برنج(نيم دانه) مي‌شود. بنابراين علاوه بر خسارت كمي، خسارت كيفي نيز ايجاد مي‌كند (25).

علايم بيماري روي بند به صورت لكه‌هاي خاكستري مايل به سياه است كه معمولاً روي بندها يا گره هاي پاييني ساقه، نزديك سطح ايست آبي در مزرعه ظاهر مي‌شوند(شكل3  ). بروز شديد اين علايم و پوسيده شدن بندها منجر به ورس يا خوابيدن برنج در مزرعه مي‌شود(17 ).

يكي ديگر از قسمتهاي گياه كه مورد حمله قارچ عامل اين بيماري قرار مي‌گيرد، قسمت يقه برگ است كه collar blast  ناميده مي شود (شكل4). اين علايم نسبت به ديگر علايم ذكر شده خيلي كمتر در مزارع مشاهده‌مي‌گردد(25).

سنبلچه‌ها نيز مورد حمله قارچ عامل بلاست  قرار مي‌گيرند و به سرعت علائم بيماري (5 – 4  روز ) بعد از آلودگي ظاهر مي‌شود و دانه‌هاي سنبلچه را پوك مي‌نمايد. سنبلچه‌هاي آلوده يكي از كانونهاي مهم آلودگي در مرحله خوشه و همچنين براي ارقام ديررس مي‌باشد.(17)

چرخه بيماري:

قارچ عامل بيماري بلاست زمستان را به صورت ميسليوم در بقاياي آلوده برنج و كاه وكلش به سر مي‌برد و يا اينكه به صورت ميسيليوم و اسپور در روي بذور حاصل از مزرعه آلوده وجود دارد. وقتي در بهار آينده شرايط جوي براي رويش ميسيليوم و جوانه زدن اسپور مساعد گرديد، ميسيليوم‌ها در روي كاه وكلش رشد كرده و تشكيل كنيديوفر نموده و روي اين كنيديوفرها،كنيديها تشكيل مي‌شوند. كنيديهاي معلق در هوا روي برگهاي برنج قرار گرفته و در صورتي كه شرايط براي جوانه زدن و نفوذ به داخل ميزبان مساعد باشد، جوانه زده و تشكيل آپروسوريوم مي‌نمايند. سپس از آپروسوريوم لوله تندش بيرون آمده و از طريق روزنه‌ها نيز وارد نبات ميگردد و در صورت حساس بودن ميزبان تعدادي از سلولها از بين رفته و علائم بيماري بصورت لكه‌هاي لوزي شكل روي برگها ظاهر مي‌شود. لكه‌هاي موجود روي برگها در مرحله خوشه مي‌توانند براي آلودگي خوشه‌ها اسپور توليد نمايند. باتوجه به سرعت تكثير اسپورهاي قارچ بلاست، اگر شرايط جوي مناسب ادامه پيدا كند، در يك فاصله زماني كوتاه( تقريباً حدود 15- 10 روز بعد از ظهور بيماري در مزرعه) تراكم بيماري شدت يافته و در ارقام حساس حالت سوختگي بوجود مي‌آورد(17)

توسعه و گسترش بيماري بستگي كامل به عوامل جوي دارد. رطوبت نقش مهمي در گسترش بيماري داشته و كنيديهاي قارچ موقعي روي برگ توليد خواهند شد كه رطوبت نسبي هوا حدود 93% و يا بيشتر باشد و در مواقعي كه رطوبت نسبي هوا كمتر از 88% باشد، اصولاً اسپوري تشكيل نخواهد شد. حرارت نيز مانند رطوبت نقش عمده‌اي در گسترش بيماري دارد. مناسبترين درجه حرارت براي جوانه زدن و تشكيل كنيدي‌ها 28-25 درجه سانتي‌گراد مي‌باشد، مضافاً اينكه اين درجه مناسبترين درجه حرارت براي حمله قارچ به نسوج گياه نيز ذكر گرديده است(17 ، 25 ).

مشاهدات در مزارع شمال ايران نشان مي‌دهد كه علاوه بر حرارت و رطوبت، آفتاب رل مهمي در متوقف كردن فعاليت بيماري دارد، چه آفتاب علاوه بر جلوگيري از تندش كنيدي باعث كم شدن رطوبت و در نتيجه جلوگيري از توسعه بيماري مي‌گردد. بيماري در قسمتي از مزارع كه در سايه و يا پناه درختان قرار گرفته باشند، بشدت گسترش يافته و در نتيجه در روي برگ لكه‌هايي كه حامل تعداد زيادي كنيدي مي‌باشند، تشكيل مي‌گرد (25 ).

در بررسيهاي انجام شده در ژاپن مشخص گرديد كه،  بر روي هر لكه در شرايط آزمايشگاهي هر شب 5000- 4000 كنيدي تشكيل مي‌شود و اين عمل بطور مداوم تا مدت 12-10 روز ادامه دارد. در مواقعي كه بيماري در مزرعه شدت داشته باشد روزانه حدود 15 ميليون كنيدي در سطح يك متر مربع مزرعه مي‌افتند. كنيديها تا ارتفاع 25 متري سطح خاك و بطور افقي تا فاصله 20 كيلومتري مزرعه پرش و قابليت انتقال دارند (19).

باد در شيوع بيماري بلاست نقش متضادي دارد. آسيبهاي وارده به قسمتهاي سطحي گياه توسط بادهاي شديد به نفوذ قارچ عامل بيماري كمك مي‌نمايد. در عوض محرك تبخير در گياه است و در نتيجه سيليسي شدن بافت برگ و تجمع ساير مواد رشدي را در گياه افزايش مي‌دهد كه اين عمل باعث تقويت عكس‌العمل مقاومت گياه مي‌شود. بعلاوه باد شديد عامل مكانيكي رهاسازي كنيدي‌هاي قارچ عامل بيماري مي‌باشد، ولي بادهايي كه كمتر از 5/3 متر در ثانيه باشند،  فقط كنيديفرهاي قارچ عامل بيماري را خشك مي‌كنند. شبنم و بارندگي نيز در تراكم آلودگي مؤثر مي‌باشد. وقتي كه شبنم براي دوره‌هاي طولاني بر روي برگهاي بوته برنج باقي بماند، آلودگي زيادي بر روي برگها ظاهر مي‌گردد. بيماري بلاست معمولاً در مناطق مرتفع‌تر كه شبنم براي مدت طولاني‌تر دوام دارد ( گاهي تا ظهر باقي مي‌ماند) شديدتر بوده، تا مناطق ساحلي كه شبنم براي مدت طولاني باقي نمانده و با نسيم صبحگاهي از بين مي‌رود. باران علاوه بر اينكه درجه حرارت آب شاليزار را پايين آورده،  باعث افزايش رطوبت نيز در طول روز و شب مي‌گردد. ريزش باران با هواي ابري همراه بوده و در نتيجه تعداد سلولهاي سيليسي كاهش يافته و در نتيجه مقاومت برنج نيز كمتر شده و آمادگي بيشتري نسبت به پذيرش بيماري پيدا مي‌كند( 17 ).

نيتروژن يكي از عناصري است كه به منظور افزايش محصول در تغذيه گياه بكار مي‏رود  مصرف زياد نيتروژن بدون توجه به مقدار فسفر و پتاسيم مصرف شده باعث تشديد بيماري بلاست مي‌شود. شدت اثر آن به خاك و شرايط آب و هوايي و روش مصرف بستگي دارد. كودهاي سريع‏الجذب مخصوصا" اگر يكباره  به خاك افزوده شوند، مصرف خيلي دير يا در حرارت پايين درمراحل اوليه رشد و يا در خاكهايي كه ظرفيت نگهداري عناصر غذايي در آنها كم است مانندخاك‌هاي ماسه‏اي يا زمينهاي كم عمق، تاثير بيشتري در توسعه بيماري بلاست دارد.  مصرف بيش از حد نرمال نيتروژن سبب افزايش در جوانه‏زني اسپور، تشكيل آپروسوريوم و اسپوردهي پاتوژن در روي گياه مي‏شود. سيليس به علت اثر مثبتي كه روي رشد برنج دارد يك عنصر ضروري براي آن بشمار مي‏رود. اين عنصر باعث افزايش محصول و جلوگيري از سميت ناشي از آهن منگنز و تسهيل جذب فسـفر توسـط گياه مي‏شود.  برگهاي جوان برنج سيليس كمي دارند و نسبت به بيماري بلاست خيلي حساس هستند برخي محققان در تحقيقات خود به اين نتيجه رسيده‌اند كه بين محتواي سيليس در برگ و ميزان حساسيت به بيماري بلاست همبستگي منفي وجود دارد و هر برگ در مرحله خروج از غلاف بيشترين حساسيت را دارد و با افزايش سن حساسيت آنها كم مي‏شود (25)

خسارت بيماري:

        بيماري بلاست به خاطر پراكندگي وسيع و اثر انهدام كنندگي آن  به عنوان يكي از بيماريهاي مهم و اساسي برنج به حساب مي‌آيد. بوته‌هاي برنج در مراحل پنجه‌زني اغلب به‌طور كامل در اثر اين بيماري از بين

مي‌روند و يا اينكه باعث كوتاه ماندن بوته‌ها و تقليل در تعداد خوشه‌ها مي‌گردد. بيشترين خسارت بيماري در مرحله خوشه كه گاهي باعث نابودي تمام محصول مي‌گردد اتفاق مي‌افتد ( 17 ).هنوز يك شكل واقعي از ميزان خسارت بيماري در دنيا ارائه نشده و ميزان آن در نقاط مختلف  دنيا فرق مي‌كند. در هندوستان طي
 61-1960 خسارت محصول حدود 8/0% كل محصول ثبت شده و در فيليپين، در مناطقي كه همه‌گيري بلاست در آنها وجود داشت، هزاران هكتار از محصول برنج بيش از 50%  خسارت ديده‌اند (32 ). خسارت بيماري در ايران به درستي معلوم نيست و بر اساس گزارشهاي موجود خسارت در بعضي نقاط مانند رودسر بطور متوسط تا 20 % محصول برآورد شده است (19 ). در آزمايشي مشخص شد كه اگر در طول رشد رقم مورد آزمايش (هاشمي) هيچ گونه مبارزه‌اي با اين بيماري نشود، درصد بلاست خوشه  در مرحله برداشت با درصد كاهش محصول همبستگي مثبت دارد.

بيماري بلاست برگي شديد تأثير مستقيم در ميزان رشد برنج دارد و بعد از گلدهي كه عموماً شدت آن كاهش مي‌يابد، برگها (سبزينه) دانه‌ها را پر ميكنند. بنابراين اثر بلاست برگ در محصول دانه برنج غير مستقيم و در يك دوره طولاني است،  لذا  وقتي شدت بيماري بلاست كم باشد و يا اثر آن كوتاه باشد و به عبارتي بيماري  در يك مدت كوتاه ظهور يابد و سپس با محدوديت‌هاي شرايط محيطي نظير كاهش رطوبت  و افزايش درجه حرارت و يا با مصرف قارچكش‌هاي مؤثر متوقف شود، انتظار اين است كه اثر آن در كاهش محصول كمتر باشد، چون گياه در مرحله رشد رويشي  با متوقف شدن بيماري فرصت رشد رويشي مجدد پيدا مي‌كند و سبزينه لازم براي پر كردن دانه‌ را در مرحله بعد از گلدهي خواهد داشت،  هر چند كه ممكن است رسيدن محصول كمي به تأخير بيفتد. اين وضعيت روي ارقام برنج بومي و حساس در شرايط گيلان صادق است و رشد مجدد رويشي با توقف بيماري مخصوصاً در مواقع بلاست برگي شديد بطور معمول در شرايط گيلان ملاحظه مي‌شود. در اين باره، مرحله رشدي گياه در زمان آلودگي به بلاست برگ نيز مهم است،  بطوريكه اگر گياه در مراحل اوليه رشد رويشي آلوده شود و سپس بيماري به هر دليلي متوقف شود، گياه فرصت بيشتري براي رشد مجدد رويشي دارد، اما آلودگي در مراحل آخر پنجه زني و در مرحله شكم، معمولاً فرصتي براي جبران خسارت رشد رويشي باقي نخواهد گذاشت.  بنابراين خسارت به محصول هم جدي‌تر خواهد بود (25).

نژادهای فيزيولوژيک قارچ عامل بيماری بلاست

جدايه های قارچ M. grisea  از نظر بيماریزايی روی ارقام برنج متفاوت بوده و گروههای مختلفی را تشکيل می دهند. بر اساس تعداد زيادی از گزارشها، اين تنوع ممکن است به خاطر توليد مداوم افراد جديد با قدرت بيماريزايی جديد و متفاوت از گذشته باشد. به عبارتی افراد جديد توانايی حمله به ميزبانهايی را دارند که والدين شان قادر به آلوده نمودن آنها نيستند. در طی ساليان گذشته ارقام اصلاح شده مقاوم برنج در مقابل بيماری بلاست چند سال بعد از معرفی شدن حساس شده و مقاومت آنها شکسته شده است. محققين پيدايش نژاد های بيماريزای جديدتر در  جمعيت قارچ را علت اساسی شکسته شدن مقاومتها دانسته‌اند. در صورتی که ارقام اصلاح شده مقاوم قبل از معرفی شدن در مقابل جدايه های نماينده نژاد های موجود در هر منطقه آزمايش نشوند، روند شکسته شدن مقاومت سريعتر خواهد بود. مطالعه روی نژادهای قارچ
M. grisea از اوايل دهه بيستم ميلادی با مشاهده تفاوت جدايه‌ها در بيماریزايی روی يک رقم خاص شروع شد. ساساکی اولين بار اين بيماری را در 1922 مشاهده و گزارش نمود. به هر حال، تعداد  نژادهای شناسايی و گزارش شده از کشورهای مختلف متنوع و زياد بودند و از آنجائيکه طی دهه پنجاه و اوايل دهه شصت ميلادی در هر کشور از گروه خاصی از ارقام  افتراقی برنج برای تشخيص نژادها استفاده می‌کردند ، نژادهای شناخته شده متنوع بوده و قابل مقايسه باهم نبودند. به عبارتی ممکن بود بعضی از نژادها در کشورهای مختلف مشترک باشند ولی با توجه به تفاوت گروه ارقام افتراقی، اثبات آن بسيار مشکل بود. در همين رابطه لاترل و همکاران (1965) بر اين اعتقاد بودند که برای شناسايی نژادها به ارقامی از برنج نياز است که بطور بين‌المللی از آنها استفاده شود و لذا هفده رقم را به عنوان دسته ارقام افتراقی برنج برای شناسايی نژادها پيشنهاد کردند. علاوه برآن جهت يکسان سازی آزمايش‌های شناسايی نژادها محققين ژاپنی و آمريکايی همکاری مشترکی را از سال 1963 برای معرفی دسته مشخصی از ارقام برنج برای استفاده بين‌المللی شروع کردند. آنها طی سه سال تعداد زيادی ازجدايه های جمع آوری شده از ژاپن و آمريکا را روی 39 رقم متمايز آزمايش کردند. اين ارقام در ژاپن، آمريکا، تايوان، پاکستان، چين، هندوستان و فيليپين کشت می شدند. در نهايت هشت رقم Raminad Str.3، Zenith ، Usen ، Np-125 ، Dular ، Kanto 51 ، Sha-tiao-tsao-S و Caloro به عنوان دسته ارقام افتراقی استاندارد بين المللی انتخاب و معرفی شدند. برای نام گذاری نژادها روش  خاصی توسط محققين فوق پيشنهاد گرديد. هشت رقم فوق به عنوان ارقام افتراقی به طور بين المللی از طرف محققين مورد قبول واقع شده و بطور وسيع از آنها در نقاط مختلف دنيا استفاده گرديد و هنوز هم مورد استفاده قرار می گيرند( 25). در ايران تقريباً تمام کارهای انجام شده برای شناسايی نژادهای فيزيولوژيک قارچ M. grisea مبتنی بر استفاده از هشت رقم استانداد بين‌المللي  بوده است (7).

تنوع ژنتيکی عامل بيماري بلاست در شمال ايران کم می باشد که به خودی خود يک استثنا است. دليل تنوع ژنتيکی کم قارچ در شمال ايران را می توان در عوامل زير جستجو نمود. کشت و کار برنج درايران گرچه سابقه طولانی دارد و به بيش از دو هزار سال برمی گردد،  ولی در 40-30 سال اخيروسعت بيشتری پيدا نموده است. در اين چندين سال کشاورزان ترجيح  می دادند از چند رقم محلی و حساس برای کشت استفاده نمايند که يک يا دو مورد آنها کشت غالب را تشکيل می دادند. با توجه به حساس بودن ارقام، وجود ژنهای مقاومت  در آنها يا منتفی بوده و يا تعداد آنها آنقدر کم بود که مقاومتی در مقابل کلونهای موجود بروز نمی کرد. در واقع هيچ فشاری از طرف ميزبان به جمعيت قارچ وارد نمی شد تا به نحوی باعث بروز تغيير در آن گردد. پيدايش ارقام اصلاح شده مقاوم نيز نتوانست نقشی در قضيه داشته باشد، چون به علت عدم استقبال کشاورزان کشت آنها توسعه چندانی پيدا نکرد. علاوه بر وجود ارقام حساس و کشت وسيع آنها، در کشاورزی مدرن از کودهای شميايی بخصوص کودهای ازته برای افزايش راندمان محصول به ميزان زيادی استفاده می شود. اين کودها به نوعی در بالا بردن حساسيت ميزبان تأثيردارند و لذا قارچ نيازی به بروز  تغيير در خود پيدا نمی کند تا با ميزبان سازگاری يابند. علاوه بر اينها کوتاه بودن فصل زراعی نيز يکی از عواملی است که فرصت کافی برای بروز تغييرات ژنتيکی در قارچ را بوجود نمی آورد. گرچه بعلت مساعد بودن تمام شرايط، اپيدمی های کوچکی در بعضی مناطق بروز می کند و اين اپيدمی ها هستند که فشار انتخابی قوی را اعمال کرده، بطوريکه افرادي با شايستگي‌ها و توانايی بيشتر باقی می مانند. درهر صورت بعلت تمام عوامل فوق تنوع ژنتيکی قارچ در شمال ايران در حد پايين نگه داشته شده است. 

توانايی گياه در بروز مقاومت به نوع ژنوتيپ عامل بيماری بستگی دارد. تحقيقات نشان داده اند که  قارچ
M. grisea از نظر ژنتيکی تغييرپذير بوده و با توليد نژادهای بيماريزای جديد قادر است بر مقاومت ميزبان غلبه نمايد و در طی چند سال بعد از بوجود آمدن رقم مقاوم باعث شکسته شدن مقاومت آن گردد. لذا توليد ارقام بدون در نظر گرفتن تغييرپذيری قارچ، باعث شکسته شدن مقاومتها می گردد. به عبارتی مقاومت پايدار وقتی بدست می آيد که لاينهای درحال معرفی در مقابل همه ژنوتيپهای قارچ در هر منطقه آزمايش شده باشند. دانستن تعداد نژادهای فيزيولوژيک و نحوه گسترش آنها در هر منطقه می تواند برای برنامه های اصلاح ارقام برنج جهت بدست آوردن رقم مقاوم در مقابل قارچ عامل بيماری بلاست بسيار مهم باشد.اساساً ايجاد مقاومت پايدار در شرايط محيطی که برای توسعه بيماری بسيار مساعد باشد، در صورتی ممکن است که برنامه های اصلاحی بر پايه درک کاملی از تنوع عامل بيماری در هر منطقه استوار باشد.در آزمايشات انجام گرفته با استفاده از هشت رقم استاندارد بين المللی شش نژاد شناسايی گرديدند که نژاد IC-25 بيشترين جدايه ها را در خود جای داد و نژاد  غالب منطقه را تشکيل داد (26). دو نژاد IA-89 وIA-81 قبلاً گزارش شده بودند (7).

در آزمايشی ديگرتعدادی ارقام ايرانی نيز در کنارارقام استاندارد برای شناسايی نژادهای فيزيولوژيک قارچ در گيلان بکار گرفته شدند. وقتی فقط گروه ارقام استاندارد بعنوان معياری برای تشخيص نژادها بکار رفتند، فقط شش نژاد شناسايی شد وقتی گروه ارقام استاندارد به همراه  ارقام ايرانی ملاک قرار گرفتند، هفت فرم بيماريزايی شناسايی گرديد. در توجيه علت اين پديده می توان گفت که تعدادی از ژن‌های بيماریزايی جدايه های يک نژاد بين المللی که با بکارگيری ارقام افتراقی استاندارد فرصت بروز پيدا نمی‌کنند، وقتی ارقام بيشتری با منبع ژن مقاومت متفاوت بکار می روند،  اين ژنها فرصت بروز پيدا کرده و جدايه های يک نژاد در گروههای جداگانه ای قرار گرفته و در واقع تفکيک می شوند. نتيجه قابل توجه ديگری که از بکارگيری ارقام ايرانی بدست آمد اين است که رقم سنگ طارم که يک رقم محلی محسوب می گردد در مقابل تمام  جدايه های بکاررفته مقاومت نشان داد و بعنوان يک رقم مقاوم به بلاست برگی معرفی گرديد. البته از اين رقم بعنوان يکی از دو والد رقم نعمت در برنامه های اصلاحی استفاده شده است(25).

 روش هاي كنترل بيماري بلاست

بيماري بلاست ‍Pyricularia grisea (Cooke) Sacc. به عنوان مهمترين بيماري برنج در اكثر كشورهاي برنج‌خيز از جمله ايران بشمار مي‌رود و به همين دليل تحقيقات گسترده‌اي براي كنترل آن از جنبه‌هاي مختلف صورت گرفته ‌است،  از جمله تهيه و مصرف انواع قارچكشها، شناسايي منابع ژني مقاومت و تهيه ارقام اصلاح شده مقاوم ، تهيه سيستم‌هاي پيش آگاهي ، بررسي عوامل اثرگذار درشدت و كاهش بيماري همانند عناصر غذايي ، رطوبت و … درسالهاي اخير نيز كنترل بيولوژيكي آن نيز موضوع تحقيق بسياري از محققين بوده‌ است(22).  در مبارزه با بيماري بلاست علاوه بر اينكه بايستي اصول زراعي مناسبي رعايت شود، به علت تنوع ارقام محلي و زودرس يا ديررس بودن آنها و همچنين شرايط جوي گوناگون در سالها و نقاط مختلف مبارزه با اين بيماري بدون در نظر گرفتن عمليات پيش‌آگاهي بسيار مشكل و در بسياري موارد ناموفق بوده است. از طرفي به علت نوسانات قابل توجهي كه از شيوع بيماري و درجه گسترش آن از سالي به سالي، از منطقه‌اي به منطقه‌اي، از رقمي به رقمي، حتي از مزرعه‌اي به مزرعه‌ ديگر وجود دارد. استفاده از قارچ كش‌ها بدون در نظر گرفتن عوامل پيش‌آگاهي مفيد واقع نخواهد شد (17).

 مقاومت به بيماري بلاست در گياه برنج

مقاومت به بيماري در گياه برنج عموماً به توانايي آن به تحمل بيمارگر يا محدودكردن توسعه بيمارگر وابسته است كه شامل مقاومت افقي يا مقاومت مزرعه‌اي، مقاومت عمودي و مقاومت پايدار مي‌باشد. در يك سمينار در مورد مقاومت افقي در برنج در سال 1975 واندرپلانگ  پيشنهاد كرد كه براي تعيين مقاومت افقي (مقاومت مزرعه‌اي) ارقام و لاينهاي برنج را در مزرعه، جايي كه ارقام برنج حساس  هستند در معرض نژادهاي ويرولانس بيمارگر قرار گيرد، مقاومتي كه بدين‌ترتيب كه باقي مي‌ماند به عنوان مقاومت افقي در نظر گرفته شود.  اين ايده منطقي بنظر مي‌رسد اما با توجه به تغييرپذيري بسيار زياد و امكان حضور نژادهاي فيزيولوژيكي در قارچ عامل بيماري، مقاومت افقي تعريف شده توسط واندرپلانك احتمالاً مناسب در سيستم برنج-بلاست (Rice-blast system) نيست و بدنبال سيستم‌هاي ميزبان – پارازيت(host-parasite systems) مختلفي كه در بيماريهاي پژمردگي فوزاريومي گوجه فرنگي و هندوانه، بلايت سيب‌زميني و ديگر محصولات پيدا شد،  بعضي از محققان مقاومت افقي در سيستم برنج-بلاست  را از جنبه‌هاي مختلف مورد مطالعه قرار دادند و نتيجه گرفتند كه نمي‌توان مقاومت ثابتي حتي در تغييرپذيري محدود قارچ عامل بيماري د رگياه برنج تهيه نمود.  بعضي ديگر نيز گزارش كردند كه مقاومت كمي يا مزرعه‌اي به بيماري بلاست را شناسايي كردند و روشهاي اندازه‌گيري در گلخانه و مزرعه را نيز توسعه دادند(24).  همچنين گزارش شد كه مقاومت مزرعه‌اي به بلاست گردن نيز مي‌بايست تعيين شود و اين نوع مقاومت ممكن است حتي در ارقامي كه به بلاست برگ حساس هستند وجود داشته باشد(Rao- 1994).

مقاومت پايدار(Durable resistance) از مقوله‌هايي بود كه مورد توجه محققان زيادي قرار گرفت.  اين نوع مقاومت روي يك جمعيت از بيمارگر در منطقه‌اي مؤثر است كه رقم داراي مقاومت بصورت تجاري در سطح وسيع و براي يك مدت طولاني،  10 سال يا بيشتر، كشت شود.  براي مثال رقم IR36 داراي مقاومت پايدار به بلاست در مناطق مخصوصي مانند كشت آبي(Lowland) در مناطق تروپيك مي‌باشد.  در هر صورت اين نوع مقاومت احتمالا در محيط‌هايي مانند مناطق كشت برنج آپلند كه شرايط براي بيماري بلاست بسيار مستعد است مفيد نخواهد بود(24)

            Ou در سال 1972 نوشته است كه در نيم قرن گذشته،‌ آزمايشات زيادي در كشورهاي مختلف براي تشخيص واريته‌هاي مقاوم به بيماري بلاست انجام شده است(31).  واريته‌هاي مقاوم در برنامه‌هاي دورگ‌گيري با موفقيت محدود استفاده شد و واريته‌هاي جديد براي چندسال مقاوم بودند.  كارهاي انجام شده در فيليپين نيز بيانگر تغيير در واكنش واريته‌ها، مابين مناطق و فصلها بود.  تاريخچه دورگ‌گيري براي مقاومت به بيماريها انباشته از موارد بي‌شماري از شكستن مقاومت واريته‌ها بلافاصله و يا مدتي پس از معرفي آنهاست.  در ژاپن در دو دهه گذشته واريته‌هاي مختلفي به عنوان واريته‌هاي مقاوم معرفي شدند اما پس از چند دوره كشت،‌توسط پاتوژن آلوده شدند.   اين موضوع در ژاپن بطور مكرر تكرار شده است.

در ايران تهيه ارقام مقاوم به دليل اهميت خسارت اين بيماري در شمال كشور از سالهاي گذشته مورد توجه بوده است و ارقام مقاومي مانند خزر، سپيدرود، بجار، نعمت، ندا، آمل 3، فجر، كادوس و درفك معرفي شده‌اند كه در اين فاصله فقط در رقم ندا شكسته شدن مقاومت مشاهده شده است در همه اين ارقام يا منابع ژني مقاومت از ارقام خارجي اخذ شده‌اند و يا اينكه در خود رقم خارجي داشته است و در كشور با آزمايش سازگاري معرفي شده‌اند. در زمينه دست‌يابي به منابع ژني مقاومت در ارقام ايراني از 20 رقم مورد ارزيابي فقط رقم مصباح با تعداد كمي لكه، مقاوم و بقيه ارقام حساس بوده‌اند (6 )،  وپس از آن دريك بررسي 1725 رقم از ارقام بانك ژن گياهي ملي ايران و 157 رقم از ارقام دريافتي از مؤسسه بين‌المللي تحقيقات برنج (ايري) طي سالهاي 81-1379 در يك خزانه بلاست براساس روش استاندارد بين‌المللي كشت و مورد ارزيابي قرار گرفتند (28).

ارزيابي در كرتهايي به ابعاد 2/1×15 متر كه داراي خاك نرم و خشك بود و باكمك ماركر شيارهايي به فواصل 10 ، به عمق تقريبي 5  و به طول 50 سانتي‌متر در مركز كرتها و همچنين دو رديف شيار طولي به اندازه طول كرت در هر دو طرف شيارهاي مركزي و عمود بر آنها ايجاد گرديده و در  هر شيار مركزي حدود 5 گرم بذر از هر يك از ارقام مورد آزمايش كشت گرديد،  بعلاوه به فواصل هر 50 رقم(50 شيار) يك شيار و همچنين شيارهاي طولي با مخلوطي از سه رقم حساس بومي به نامهاي حسن سرايي، بينام و حسني بذرپاشي گرديد. قبل از بذرپاشي در هر كرت به نسبت 50كيلوگرم در هكتار ازت خالص از تركيب اوره و به همين مقدار P₂O₅ به همراه مقدار فراوان كوددامي با خاك مخلوط گرديد.  15 روز پس از بذرپاشي مجدداً همين مقدار كود ازته به صورت سرك در سطح خزانه پاشيده شد.  براي آبياري روزانه دومرتبه يا بيشتر (بسته به شرايط آب و هوايي) در سطح خزانه  بصورت باراني آبپاشي گرديد. بطوري‌كه خاك خزانه هميشه مرطوب بود.هرچند زمان انتخاب شده براي اجراي آزمايش، اسپورهاي طبيعي قارچ عامل بيماري به اندازه كافي در هوا وجود داشت با اين وصف پانزده روز پس از بذرپاشي بتدريج برگ‌هاي برنج آلوده به بيماري بلاست از نقاط مختلف استان گيلان جمع‌آوري و به قطعات 6-3 سانتي‌متري خرد شده، بطور يكنواخت در سطح خزانه پاشيده شد.  بعلاوه از برگهاي آلوده سوسپانسيوني به غلظت يكصدهزار اسپور در هر ميلي‌ليتر تهيه و هنگام غروب روي گياهچه‌ها پاشيده شد. ارزيابي ارقام  مورد آزمايش در مرحله برگي و 30 روز پس از بذرپاشي براساس روش استاندارد بين‌المللي و تيپ آلودگي با درجات صفر تا 9 انجام شد، كه صفر تا 3 به عنوان مقاوم ، 4 الي 5 نيمه مقاوم و 6 الي 9 حساس تلقي شدند. براي ارزيابي واكنش ارقام مقاوم انتخابي در مرحله برگي در مقابل بيماري بلاست در مرحله گردن در سال آخر اجراي آزمايش ارقام انتخابي در گلدان‌هايي كشت شدند و قبل از ظهور خوشه به گلخانه منتقل شدند. براي مايه‌زني در هر رقم پس از ظهور خوشه سوسپانسيوني به غلظت 10⁵×2 كنيديوم از قارچ عامل بيماري در هر ميلي‌ليتر تهيه و 1/0 ميلي‌ليتر از آن به محور گردن هر خوشه تزريق گرديد. 10-7 روز پس از مايه‌زني، براساس علايم ايجاد شده در پايه يا گردن خوشه درجه‌بندي شدند. از 1725 رقم دريافتي از بانك ژن گياهي ملي ايران كه براي اولين بار در خزانه بلاست در مقابل بيماري بلاست در مرحله برگ مورد ارزيابي قرار گرفتند فقط 227 رقم با درجات يك الي سه مقاوم و 36 رقم با درجات چهار الي پنج نيمه مقاوم بودند بقيه ارقام با درجات 6 الي 9 كاملاً حساس بوده‌اند. 

در مرحله دوم ارزيابي، بذر 210 رقم از ارقام مقاوم در مرحله اول در خزانه بلاست رويانده شده و پس از در معرض قرار گرفتن در مقابل آلودگي طبيعي و مايه‌زني با  جدايه‌هاي مختلف جمع‌آوري شده از نقاط مختلف استان گيلان، عكس‌العمل آنها مجدداً درجه‌بندي شدند. نتيجتاً مشخص گرديد 1/68 درصد از آنها كماكان مقاومت خود را حفظ كرده‌اند. 5/23 درصد مقاومت‌شان تنزل يافته و با درجات 4 الي 5 عكس‌العمل نشان داده و بقيه نيز با درجات 6 به بالا كاملاً حساس شدند.

            در مرحله سوم كلاً 177 رقم از ارقام مقاوم و نيمه مقاوم كشت شدند. نتايج اين مرحله گوياي استمرار بيشتر در پايداري مقاومت‌ در ارقام مقاوم مي‌باشد چنانكه از 139 رقم مقاوم تنها 5 رقم مقاومت‌شان كاهش يافت يعني 4/96 درصد از ارقام مقاوم انتخابي همچنان مقاومت‌شان را حفظ كرده‌اند. شش رقم نيز با درجات 6 به بالا حساسيت نشان دادند از بقيه ارقام تعدادي همچنان عكس‌العمل نيمه مقاوم نشان دادند ولي تعدادي ديگر كه قبلاً نيمه مقاوم بودند عكس‌العمل مقاومت نشان دادند كه اين موضوع مي‌تواند ناشي از عكس‌العمل اين ارقام در مقابل نژاد‌هاي خاصي از بيمارگر باشد كه جمعيت‌شان در منطقه كم است. بطور كلي بروز عكس‌العمل‌هاي متفاوت در مقابل بيمارگر در سالهاي مختلف اجراي آزمايش در ارقام مورد آزمايش تقريباً خيلي كم بوده است كه اين موضوع بيانگر محدوديت تعداد نژادهاي بيمارگر در منطقه مي‌باشد. از 157 رقم دريافتي از مؤسسه بين‌المللي تحقيقات برنج (ايري) فقط يك رقم در سال اول ارزيابي، با درجه 7 حساسيت نشان داد بقيه ارقام مقاوم و نيمه مقاوم بودند. در سال دوم بذر 141 رقم از آنها تهيه و مجدداً مورد ارزيابي قرار گرفتند. در اين مرحله 118 رقم با درجات يك الي سه مقاوم و 23 رقم نيمه مقاوم و هيچ رقمي حساسيت شديدي در مقابل بيمارگر نشان ندادند. در مرحله سوم 117 رقم ايري مجدداً براي بار سوم مورد ارزيابي قرار گرفتند كه تنها 7 رقم با درجه چهارنيمه مقاوم بودند. در سال 1381، 160 رقم از بانك ژن گياهي ملي ايران به همراه 88 رقم ار ارقام ايري كه در مرحله برگ مقاوم و يا نيمه مقاوم در مقابل بيماري بلاست بودند به منظور بررسي مقاومت آنها در مقابل بيماري بلاست در مرحله خوشه با تزريق سوسپانسيوني از كنيديومهاي قارچ عامل بيماري مورد ارزيابي قرار گرفتند كه بترتيب 87 و 72 رقم از ارقام بانك ژن گياهي ملي ايران و ارقام ايري مقاومت نشان دادند. استمرار آزمايش براي حصول اطمينان به پايداري مقاومت درارقام برنج در فصول، سالها و مناطق مختلف و در شرايط طبيعي و مزرعه‌اي همچنان مورد توجه و تاكيد بوده و مي‌باشد. در ايري در اولين ارزيابي 8214 واريته از كلكسيون جهاني در خزانه بلاست در هفت آزمايش مكرر مورد ارزيابي مجدد قرار گرفتند كه نتيجتاً تعداد واريته‌هاي مقاوم به 450 واريته كاهش يافت در ادامه اين بررسي اين ارقام در هفت ايستگاه در مناطق مختلف فيليپين چند بار ديگر مورد آزمايش قرار گرفتند. نهايتاً فقط 75 واريته در همه آزمايشات و در همه ايستگاهها مقاومت نشان دادند. بنابراين ارقام مقاوم تعيين شده كه طي سه سال در خزانه بلاست مورد آزمايش قرار گرفته‌اند مي‌بايست داراي مقاومت با ثبات و پايداري در مقابل سوشهاي بيمارگر در گيلان باشند و مي‌توانند به عنوان منابع ژني جديد در برنامه اصلاحي مؤسسه تحقيقات برنج قرار گيرند (24).

پيش‌آگاهي بلاست

 پيش‌آگاهي يك بيماري مي‌تواند به زارع كمك كند كه در مورد استفاده يا عدم استفاده از روش‌هاي مديريت آن بيماري تصميم‌گيري نمايد و در صورت استفاده از روش‌هاي مديريتي، زمان كاربرد صحيح آن روش‌ها را تعيين نمايد. تحقيقات زيادي به منظور پيش‌آگاهي بيماري بلاست برنج در كشورهاي مختلف انجام شده است كه در غالب اين مطالعات از عواملي نظير خصوصيات گياه ميزبان، تعداد اسپورهاي شكار شده يا فاكتورهاي آب و هوايي خصوصاً رطوبت، حرارت، بارندگي و ساعات آفتابي براي پيش‌آگاهي بيماري استفاده شده است (27).

اولين مطالعات در ارتباط با پيش‌آگاهي بلاست در ايران در سال 1359 صورت گرفت. در اين مطالعه وضعيت بيماري بلاست براساس متوسط درجه حرارت، رطوبت نسبي هوا، شبنم و بارندگي در ارقام محلي مختلف مورد بررسي قرار گرفت.  همچنين در مطالعه انجام‌شده توسط ايشان، ارتباط بين ميزان بيماري با تعداد اسپور شكارشده با تله اسپورگيري مشخص گرديد. در اين تحقيق مشخص گرديد كه:

-    قبل از مشاهده علائم بيماري، با مساعد شدن شرايط جوي، مجموع درجه حرارت در طي مدت 7 تا 8 روز به حدود 140 درجه سانتي‌گراد مي‌رسد. 

-    در طول مدت رشد گياه با توجه به متوسط درجه حرارت، رطوبت نسبي هوا و تعداد اسپور قارچ عامل بيماري در هوا مي‌توان چگونگي پيشرفت بيماري را مشخص ساخت. 

-    بروز بيماري بلاست و افزايش ميزان آلودگي با بالارفتن حداكثر رطوبت نسبي هوا (بيش از 90 درصد) همراه است و نكته مهم در اين مورد مجموع ساعات رطوبت نسبي بيش از 90 درصد در طي چند روز متوالي مي‌باشد.

-        بالارفتن رطوبت نسبي هوا موجب افزايش تعداد اسپور در هوا مي‌گردد.

-    تغييرات درجه حرارت، پيوسته موجب نوسان تعداد اسپور موجود در هوا مي‌گردد، طوري كه با پائين‌رفتن متوسط درجه حرارت تعداد اسپور بيشتري شمارش مي‌شود.

-    تغييرات ميزان آلودگي همچنين با ابري‌بودن هوا و بارندگي در ارتباط است. در روزهاي قبل از بارندگي و ابري بودن هوا پيشرفت بيماري كند مي‌باشد، ولي بعد از بارندگي و در صورت كافي بودن ميزان اسپور بر ميزان آلودگي بلاست برگ به طور قابل ملاحظه‌اي افزوده مي‌گردد.  

اسماعيل‌پور همچنين عواملي نظيرتاريخ نشاكاري، تراكم كشت، نوع رقم و زمان ظهور بيماري در مزرعه را در شدت بيماري بلاست مؤثر دانست. همچنين ايشان ذكر كرد كه آلودگي محل اتصال برگ به دمبرگ و ميزان آلودگي بلاست برگ در شدت آلودگي گردن خوشه مؤثر است (1).

ايزديار در مطالعه‌اي در سال 1359 از ميزان رشد ميسليوم قارچ عامل بلاست در سلولهاي غلاف‌‌برگ به عنوان معياري براي پيش‌آگاهي بيماري استفاده كرد. در اين بررسي به منظور تعيين رابطه توسعه بيماري بلاست در مزرعه و رشد ميسليوم قارچ بلاست درداخل سلولهاي غلاف برگ، به كمك روش مايه زني در غلاف جمعاً يازده رقم از برنج‌هاي محلي به دو طريق زير مورد بررسي قرار گرفتند:

1-  از چهار رقم برنج كه در يك مزرعه نمونه كاشته شده بود، به فواصل يك هفته از آغاز پنجه زني نبات لغايت مرحله تورم خوشه نمونه‌برداري شد و نمونه‌ها مورد آزمايش قرار گرفتند. در اين بررسي معلوم شد كه واكنش ارقام آزمايش شده نسبت به سوش شايع در منطقه با هم متفاوت است و از طرف ديگر هر رقم در مراحل مختلف رويش نسبت به قارچ مذكور حساسيت متفاوتي را نشان مي‌دهد.

2-  از مزارع و ارقام مختلف برنج در استان گيلان كه درجات آلودگي در آنها متفاوت بود، به طور تصادفي نمونه‌برداري و با قارچ بلاست همان مزرعه آزمايش شد و به طور كلي معلوم گرديد كه بين درجه رشد ميسليوم در داخل سلول‌هاي غلاف برگ و توسعه بيماري در مزرعه رابطه مستقيمي وجود دارد و به عبارت ديگر در هر نمونه‌اي كه درجه رشد ميسليوم در داخل سلول غلاف برگ بالاترين درجه را نشان داده بود، بيماري در آن مزرعه گسترش و شدت بيشتري داشت.

ايشان در ادامه تحقيقات خود (1372)، فرمول Y=19. 33X – 9.8 را براي اين ارتباط معرفي نمود كه در آن  X درجه رشد ميسليوم در سلول غلاف برگ وY  درصد برگهاي آلوده مي باشد(10).

ايزديار در مطالعه ديگري (1362) رابطه بين شرايط جوي و توسعه بيماري بلاست برگ و خوشه در ارقام مختلف برنج در استان گيلان را مورد مطالعه قرار داد(11). در اين مطالعه سعي گرديد اثر عوامل جوي روي شدت بيماري بلاست با نصب دستگاههاي ترموهيگروگراف و باران‌نگار در مزرعه نمونه‌اي كه به همين منظور تهيه شده بود، مورد مطالعه قرار گيرد. در اين بررسي معلوم شد كه ايجاد و گسترش بيماري بلاست در مزرعه رابطه مستقيمي با  فراهم‌شدن شرايط جوي مطلوب در مراحل حساس اين ارقام دارد و همچنين تا زماني كه حداقل درجه حرارت در شب بيش از 5/19 درجه سانتي‌گراد  نباشد، آلودگي انجام نمي‌گيرد.

ايزديار در تحقيقي ديگر (1372) با تعيين رابطه بين تراكم اسپور در هوا و تراكم بلاست برگ و درصد بلاست خوشه در ارقام مختلف برنج در مزرعه، فرمولهايي را براي پيش‌آگهي شدت بيماري و تعيين زمان دقيق مبارزه تهيه كرد. بدين منظور ارقام مختلف بينام، دم زرد، حسن‌سرائي، سالاري و موسي‌طارم در تاريخهايي به فواصل 7-6 روز در خزانه كاشته شده و با همين فاصله به زمين اصلي منتقل گرديدند. براي بررسي تراكم اسپور در هوا يك دستگاه اسپورتراپ در كنار مزرعه نصب گرديد و تعداد  اسپور شكار شده در 24 ساعت شمارش گرديد. تراكم بلاست برگ به فواصل 5 روز بعد از ظهور اولين علائم بيماري در مزرعه با شمارش لكه‌هاي موجود در روي 50 پنجه يادداشت برداري شد. درصد بلاست خوشه نيز در زمان برداشت محاسبه گرديد(14).

همچنين در مطالعه ديگري كه توسط ايشان صورت گرفت، رابطه بين تعداد روزهاي بعد از نشاءكاري تا آغاز ظهور علائم بيماري در مزرعه با لگاريتم حداكثر بلاست برگ با كشت ارقام مختلف در چهار تاريخ به فواصل 7-6 روز درطول 6 سال و تعيين زمان اولين آلودگي در مزرعه و همچنين شدت بلاست برگ مطالعه شد و معلوم گرديد كه هر چقدر فاصله بين زمان نشاء تا ظهور اولين علائم بيماري بلاست برگ در مزرعه طولاني‌تر باشد شدت بيماري كمتر است. به عبارت ديگر بين فاصله آلودگي بعد از نشاء با تراكم بلاست برگ همبستگي منفي وجود دارد(12). رابطه بين ميانگين حداقل درجه حرارت از زمان نشاء تا آغاز ظهور علائم بيماري در مزرعه با  شدت بلاست برگ نيز توسط ايشان مورد بررسي قرار گرفت و در اين بررسي معلوم گرديد كه هرچقدر ميانگين حداقل درجه حرارت از زمان نشاء تا ظهور اولين علائم بيماري در مزرعه بيشترباشد، شدت بلاست برگ زيادتر خواهد بود و از طرف ديگر فاصله بين زمان نشاء و آغاز ظهور لكه‌هاي بلاست در مزرعه كوتاه‌تر مي‌گردد. به عبارت ديگر بين ميانگين حداقل درجه حرارت و فاصله زمان نشاء تا زمان آغاز آلودگي در مزرعه همبستگي منفي وجود دارد(13).

اخوت نيز به منظور بررسي اثر سنين مختلف رشدي بوته هاي برنج روي شدت بيماري بلاست، مطالعه‌اي را بدين صورت انجام داد:

در چندين سال از اوايل فروردين، خزانه‌گيري به فاصله ده روز يكبار با خيساندن بذر رقم حساس مهر يا موسي طارم انجام شد. نشاء‌كاري هر هفته يك بار در ايستگاه تحقيقات برنج آمل صورت گرفت. براي هر تاريخ نشاء از طرح بلوكهاي كامل تصادفي استفاده گرديد. دو هفته پس از نشاء‌كاري، تعداد لكه‌هاي ايجاد شده روي 100 برگ شمارش شدند و هر 15 روز يكبار شمارش لكه‌ها روي برگها تكرار گرديد. شرايط جوي، وضعيت اسپورزايي، تعداد اسپور قارچ عامل بيماري و چگونگي گسترش بيماري در تمامي ايام شبانه روز فصل زراعي مورد بررسي قرار گرفتند(2).

بررسي‌هاي انجام شده مربوط به تعداد لكه و شدت بيماري بلاست برگ نشان داد كه آلودگي‌ها در اواسط تير ماه و اوايل مرداد كه مصادف با مرحله پنجه‌زني بوته‌هاي برنج است، بيشتر مي‌باشد. تعيين همبستگي بين تعداد لكه و سن بوته‌ها نشان داد كه هر چه سن بوته‌ها (X) افزايش يابد، تعداد لكه روي برگها(Y) و شدت بيماري كاهش مي‌يابد.  در اين ارتباط معادله  X 4/0-288/4=LogY  با 917/0- = r  بدست آمد(27). 

 مبارزه بيولوژيك

         كنترل بيولوژيك بيماريهاي گياهي از سالهاي دور مورد توجه محققان بوده است. بيكروكوك
(Baker& Cook-1974) واژه كنترل بيولوژيك را چنين تعريف كرده‌اند : « كاهش جمعيت يك پاتوژن يا فعاليت بيماريزايي آن بوسيله يك يا چند ميكرو ارگانيزم بجز انسان ». اين تعريف باندازه كافي گسترده بوده و استراتژيهاي جديد كنترل زيستي كه روي جمعيت آنان مؤثرند را نيز شامل مي‌شود اين استراتژي جديد شامل استفاده از ريزوباكتريهاي  افزايش دهنده رشد گياه، مقاومت القايي، سيستمهاي زيستي  كه پاتوژن را از ميزبان محروم مي‌كند و نهايتاً  گياهان تراريخته (transgenic) است. مصرف آفت‌كشها به عنوان آلاينده‌هاي محيطي توجه زيادي را به خود جلب نموده است، مسلم است كه آفت‌كشها نقش مهمي در پايداري توليد غذا و نگهداري آن دارند ولي اين مزايا خطراتي نيز به همراه دارند. تاكاجي ويوجي
(Takagi & Uegi- 1997) اين خطرات را به دو نوع تقسيم كردند :

1-  خطرات انساني كه دراثر سميت آنها بوجود مي‌آيد شامل سميت حاد، مزمن ، سرطان زايي، تغييرات شگفت‌آورو هولناك مادرزادي و تجمع بيولوژيكي .

2- خطرات زيست محيطي كه به دوگروه تقسيم مي‌شود :

 الف  – آلودگيها، كه شامل آلودگيهاي رودخانه‌ها، آبهاي زيرزميني، آبهاي آشاميدني، هوا و خاك مي‌شود. ب – نابودي اكوسيستم كه شامل نابودي حيات وحش و افزايش در مقاومت مي‌شود.

به همين دليل در سالهاي اخير تحقيقات گسترده‌اي در جهت كنترل بيولوژيك آفات ، بيماريها و علفهاي هرز صورت گرفته است. برنج نيز در زمره محصولاتي است كه تحقيقات خوبي در زمينه كنترل بيولوژيك بيماريهاي آن از جمله بيماريهاي پوسيدگي طوقه، لكه‌قهوه‌اي، بلاست و سوختگي غلاف صورت گرفته است. درموسسه بين‌المللي تحقيقات برنج تعداد زيادي از باكتريهاي اكوسيستم برنج جداسازي شدند و باكتريهايي كه در محيط كشت از رشد ميسيليومي قارچ‌هاي عامل بيماري بلاست، سوختگي غلاف و پوسيدگي طوقه جلوگيري كردند در گلخانه و مزرعه نيز  روي اين بيماريها مورد آزمايش قرارگرفتند و در ارتباط با بيماري بلاست بذور رقم Cheong – Cheong – byeبا 16 جدايه تيمار شد و در سيني‌هاي نشا كشت گرديد. 20 روز بعد سوسپانسيون اسپور قارچ عامل بيماري بلاست روي نشاها پاشيده شدند و 10 روز بعد لكه‌هاي بلاست  در تيمارها شمارش گرديدند. تعدادي از باكتريهاي مورد آزمايش تاثيري در كاهش بيماري نداشتند ولي سه جدايه بترتيب با 2/53 ، 4/65 و 7/66 لكه در مقايسه با شاهد با 2/244 لكه ، سبب كاهش بيماري شدند(28) . در تحقيق ديگري 400 جدايه باكتري از مزارع برنج ايري (IRRI) جداسازي و در آزمايشگاه براساس خاصيت آنتاگونيزمي در مقابل قارچهاي عامل بلاست و سوختگي غلاف اسكرين(غربالگري) گرديدند.  دراين بررسي 9 باكتري شامل سه جدايه از Pseudomonas fluorescens ، 5 جدايه از Bacillus spp ويك جدايه از Enterobacter شناسايي شدند. اين باكتريها سپس در مزرعه نيز ارزيابي گرديدند و تيمار كردن بذور با اسپري كردن آنها در مرحله برگي منجر به كاهش 50 الي 73 درصد از شدت بيماري بلاست در مرحله برگي دررقم IR 50 و 34 الي 80 درصد در واريته C-22 در شرايط lowland و 47 الي 57 درصد در واريته UPLRI-5 در شرايط upland شد و در ادامه اين بررسي از يك استراينPseudomonas دوآنتي‌بيوتيك AB1 و AB2 جدا شدند كه در غلظت 1ppm از جوانه زدن اسپورهايP.oryzae جلوگيري‌نمودند و همچنين 92-90 درصد شدت بيماري بلاست برگ را كاهش دادند.

در بررسي ديگر در فيليپين لكه‌هاي بلاست از دو منطقه در مراحل نشاء و پنجه زني جمع‌آوري و سري‌هاي مختلفي‌از محلول حاصل از شستن لكه‌ها كشت گرديدند.  اثر آنتي‌بيوزيس باكتريهاي جداشده در مقابل P.grisea مورد بررسي قرار گرفت  بطوركلي در دومنطقه اختلافي از نظر جنس‌هاي باكتريها وجود نداشت ولي جمعيت Bacillus ها در مرحله پنجه‌زني بيشتر از مرحله نشا و همچنين در لكه‌هاي بزرگتر و يا كهنه‌بيشتر از لكه‌هاي كوچك و جوان بود در عوض جمعيت Pseudomonas در مرحله نشا بيشتر بود بعلاوه بيشتر آنها برخلاف باسيلوسها همراه نمونه‌هاي برگ سالم بودند همچنين مشخص گرديد كه اكثر باكتريهاي آنتاگونيست همراه لكه‌ها بودند و نمونه‌هاي برگ سالم كمترين باكتريهاي آنتاگونيست را داشتند.  در مطالعه ديگري توانايي 20 ميكروارگانيزم آنتاگونيست در جلوگيري از توسعه بيماري بلاست برگ مورد آزمايش مقدماتي قرارگرفت و مشخص گرديد كه Chaetomium globosum ,Micromonospora sp., Trichoderma harzianum بترتيب موثرترين آنها بودند.(22) در آزمايشي در گيلان(موسسه تحقيقات برنج كشور) از نقاط مختلف استان  145 نمونه ريشه گياه برنج(همراه با خاك چسبيده به آن )، ‌برگ‌هاي آلوده به  بيماري بلاست، گردن خوشه‌هاي آلوده به بيماري بلاست(Neck blast) و بذر، جمع‌آوري شده و به آزمايشگاه منتقل گرديدند. نمونه‌هاي جمع‌آوري شده در محيط كشت‌هاي مصنوعي كشت ونمونه‌هايي  جداسازي شده‌اند.

 ارزيابي خاصيت آنتاگونيستي ميكروارگانيزم‌ها

1-آزمايش آنتي بيوزيس (Antibiosis) : Bacterial ring ،.براي اين‌كار باكتري را بصورت چمن در محيط كشتPDA رشد داده، سپس لبه لوله آزمايش با قطر دهانه cm 5/3 را به آرامي روي باكتري قرارداده، پس از آن  باكتريهاي چسبيده به لبه لوله آزمايش را  بصورت حلقه كاملي در مركز تشتك پتري ديگري كشت داده‌شدند. بلافاصله قرصي از كشت 5 روزه قارچ عامل بيماري درمركز حلقه باكتري قرارداده‌شد (هر جدايه باكتري  در 3 تكرار).   پتري‌هاي كشت شده را در انكوباتور با حرارت 28-26 درجه سانتيگراد و نور متناوب فلورسنت 12 ساعته قرارداده، 3 و 5 روز بعد قطر  رويشي پاتوژن اندازه‌گيري شد.
در روش ديگر  قرصي از كشت 5 روزه پاتوژن و هريك از قارچ‌هاي جداسازي شده را به فاصله cm5 از يكديگر روي محيط غذايي PDA كشت داده،  در شرايط فوق‌الاشاره در انكوباتور نگهداري و با فاصله 3  روز شعاع رشد پاتوژن اندازه‌گيري شد. براي همه باكتريها و قارچها ميانگين رشد پاتوژن در سه تكرار اندازه‌گيري و درصد بازداري از رشد  رويشي بيمارگر به كمك فرمول ابوت (Abbott, 1925)
تعيين گرديد.

2-جوانه‌زني كنيديومهاي بيمارگر :  يك لوپ از سوسپانسيون كدر هر يك از باكتري‌هاي آنتاگونيست انتخابي را در 20 ميلي‌ليتر محيط غذايي مايع PS در ارلن 50 ميلي‌ليتري بطور جداگانه كشت داده، 24 ساعت روي شيكر با 180 دور در دقيقه در محيط آزمايشگاه قرار داده شد.  سپس سوسپانسيوني به نسبت يك به يك از كشت  مايع باكتري و كنيديومهاي قارچ عامل بيماري (يكصدهزار كنيديوم در ميلي‌ليتر) در ظرف شيشه ريخته و پس از 4 ساعت نگهداري در دماي 28-26 درجه سانتيگراد، تعداد كنيديومهاي جوانه‌زده در هر تيمار و شاهد در 400 كنيديوم شمارش گرديد و به كمك فرمول ابوت (Abbott, 1925) درصد بازداري از جوانه‌زني كنيديومهاي بيمارگر تعيين گرديد.

3-بلاست برگ : گلدانهاي پلاستيكي به ابعاد 16×10 سانتي‌متر  را با خاك مزرعه پر كرده،  بذور برنج رقم بينام (حساس) جوانه‌دار شده را در آنها كشت نموده در گلخانه قرار داده شد.  همزمان قارچ عامل بيماري بلاست (P.grisea)  روي محيط غذايي PA (Prune Agar) به منظور تهيه كنيديوم كافي كشت گرديد،  قبل از مايه زني 16 جدايه باكتري انتخابي را بطور جداگانه  در ارلن‌‌هاي 50  ميلي‌ليتري حاوي 30 ميلي‌ليتر محيط غذايي PS (عصاره سيب‌زميني و ساكاروز) كشت داده، 24 ساعت روي شيكر با 180 دور در دقيقه در شرايط آزمايشگاه قرار داده،  سپس سوسپانسيوني به نسبت 300 هزار كنيديوم در هر ميلي‌ليتر از بيمارگر در محلول 5/2 درصد ژلاتين تهيه گرديد.  10 ميلي‌ليتر از اين سوسپانسيون را با 20 ميلي‌ليتر از محلول هر جدايه باكتري مخلوط نموده و روي نشاهاي چهاربرگه در چهار گلدان محلول‌پاشي گرديد.  تيمار شاهد فقط با سوسپانسيون كنيديوم بيمارگر مايه‌زني گرديد.  در هر گلدان چهار قطعه چوب نازك فرو نموده و روي هر كدام از آنها يك كيسه پلاستيكي شفاف به منظور حفظ و تأمين رطوبت قرار داده شد.  گلدانها را به اتاقك گلخانه كه با گوني پوشانيده شده و مجهز به دستگاه رطوبت‌ساز بود منتقل گرديد.  10 و 15 روز بعد تعداد لكه‌هاي بلاست در كليه بوته‌‌ها و در تمام تيمارها  شمارش گرديد.  داده‌ها پس از تبديل  به كمك نرم‌افزار MSTATC و براساس طرح كاملاً تصادفي مورد تجزيه و تحليل آماري قرار گرفتند.

كلاً اثر آنتاگونيستي 132 جدايه قارچ و باكتري روي رشد رويشي بيمارگر(Pyricularia grisea) در محيط غذايي PDA مورد بررسي قرار گرفت.

1- قارچ‌ها :  در يك آزمايش اثر 43 جدايه قارچ روي رشد رويشي بيمارگر انجام شد كه ميزان آن بين صفر تا 7/72 درصد متغير است. مشاهده شد كه اكثر قارچهاي مورد ارزيابي (%8/55) در گروهي قرار دارند كه تأثيرشان در جلوگيري از رشد رويشي بيمارگر بين صفر تا 10 درصد است.  در واقع به جز جدايه F.161 با توان بازداري% 7/72 ، تأثير بقيه آنها كمتر از 50 درصد بود. تأثير بعضي گونه‌ها شناخته شده  مانند Trichoderma harzianum (جدايه‌هاي F.42 و F.24) و Gliocladium virens (جدايه F.64)  نيز در حد قابل توجهي نبود.

2- باكتري‌ها :  تأثير 89 جدايه باكتري در جلوگيري از رشد رويشي بيمارگر به فواصل 3 و 5 روز نشان مي‌دهد كه باكتريها از اين نظر خيلي  بهتر از قارچها بوده‌اند.  هر چند انتخاب و جداسازي باكتريها از نمونه‌هاي كشت شده هدف‌دار صورت گرفته است و به همين دليل همه باكتريهايي كه در آزمايش آنتي‌بيوزيس مورد بررسي قرار گرفتند توانايي بازداري از رشد رويشي قارچ عامل بيماري بلاست را داشته‌اند باكتريهاي آنتاگونيست علاوه بر توقف رشد رويشي بيمارگر، سبب تغييرات مرفولوژيك نيز در آن مي‌گردند.  تغييرات عمده حاصل از باكتريهاي جنس باسيلوس، توپي شدن نوك ميسيليوم‌ها است كه گاهي چيزي شبيه خوشه‌هاي انگور را تداعي مي كند در حاليكه علايم بارز تأثير گونه‌هاي جنس پسودوموناس قطعه‌قطعه‌ شدن محتويات داخل ميسليوم‌هاي انتهايي است.  بعلاوه رشد ميسيليوم‌ها بصورت هوايي و به رنگ سفيد از قرص بيمارگر كه در مركز حلقه باكتري قرار گرفته بود در مقابل بسياري از باكتريهاي آنتاگونيست نبز مشاهده گرديد كه بعضاً بصورت توده سفيد رنگي در مي‌آيند.

3- شناسايي باكتريهاي آنتاگونيست :  30 جدايه باكتري كه در آزمايش آنتي‌بيوزيس قادر به كاهش رشد رويشي بيمارگر به ميزان بيش از 90 درصد بودند انتخاب و به روشهاي استاندارد بيوشيميايي شناسايي شدند.  از اين باكتريها 9 جدايه Bacillus circulans ، 8 جدايه B. megaterium ، 4 جدايه B. subtilis،
2 جدايه B.sp. ، 4 جدايه Pseudomonas fluorescens و 3 جدايه P.aeruginosa تشخيص داده شدند

4- اثر باكتريهاي آنتاگونيست در كنترل بيماري بلاست در گلخانه :  ده روز پس از پاشيدن مخلوط سوسپانسيون‌هاي 16 جدايه باكتري با كنيديومهاي بيمارگر روي نشاهاي برنج رقم بينام(حساس)، تعداد لكه‌هاي بلاست شمارش و براساس ميانگين تعداد لكه در يك نشاء  مورد مقايسه قرار گرفتند.  جداول تجزيه واريانس اين ارزيابي پس از 10 و 15 روز نشان داد كه اثر تيمارها در يك درصد معني‌دار است بنابراين باكتريهاي مورد آزمايش در كاهش بيماري مؤثر بوده‌اند.   در اين فاصله باكتريهاي
Bacillus circulans به شماره‌هاي B.125 ، B.11 و  B.28 و Pseudomonas fluorescens  به شماره B.117 و B.subtilis به شماره B.145 با كمترين آلودگي در گروه اول قرار دارند(10)

در آزمايشي ‌ديگردوازده جدايه باكتري شاملBacillus circulans، B. subtilis، B. megaterium، Bacillus sp.  و Pseudomonas fluorescens ، انتخاب شده براساس خاصيت آنتاگونيستي آنها در مقابل قارچ عامل بيماري بلاست (Pyricularia grisea) جهت كنترل بيماري در شرايط مزرعه  در رقم برنج بينام(حساس)  براساس طرح بلوكهاي كامل تصادفي در چهار تكرار به مدت دو سال مورد ارزيابي قرار گرفتند. بوته‌هاي برنج طي مراحل: همزمان با شروع بيماري بلاست در مزرعه، 15 روز بعد از آن و در مرحله خوشه با سوسپانسيوني از كشت 48 ساعته هر باكتري در محلول كاربوكسي متيل سلولز ( يك گرم در ليتر) باكتري پاشي شدند. براي ارزيابي در مرحله برگ، 15 روز پس از هر بار باكتري‌پاشي درصد آلودگي سطح هر برگ (DLA%) در 25 پنجه و در مرحله خوشه، درصد بلاست خوشه در مرحله رسيدن در شرايط آلودگي طبيعي تعيين شدند. نتايج نشان داد كه تعدادي از باكتريها در مقايسه با شاهد بطور معني‌داري سبب كاهش بيماري شدند اما تأثيرشان هميشه كمتر از تيمار قارچكش بوده است. باكتري B. circulans B. 17B كه از قارچ عامل بيماري جداسازي شده بود پايداري بيشتري در كنترل بيماري بلاست در مراحل برگ و خوشه در طول بررسي در مقايسه با بقيه باكتري‌ها داشته است(23)

 اجراي آزمايش در مزرعه :

براي اجراي اين آزمايش از رقم برنج بومي بينام  كه حساس به بيماري بلاست است استفاده گرديد. در اوايل ارديبهشت مقداري از بذر رقم مذكور را پس از جوانه‌دار نمودن، در بستر خزانه پاشيده و به مدت 15 الي 20 روز روي آن با پوشش پلاستيكي پوشانده شد. حدود 30 روز پس از بذر پاشي نشاها آماده نشاكاري گرديد. زمين محل آزمايش پس از آماده‌سازي براساس طرح بلوكهاي كامل تصادفي و با چهار تكرار كرت‌بندي گرديد. اندازه كرتها 2×2 متر و فاصله هر كرت از كرتهاي مجاور يك‌متر در نظر گرفته شد. همه كرتها همزمان در يك روز (دهم خرداد) به فواصل 20×20 سانتي‌متر نشاكاري شدند. در فواصل بين كرتها مخلوطي از سه رقم بومي حساس(بينام، حسني و علي‌كاظمي) در دو رديف و به فواصل 10 سانتي‌متر به عنوان پخش كننده(Spreader) عامل بيماري نشاكاري شدند.

مبارزه با علفهاي هرز در مرتبه اول با علف‌كش بنتيوكارب به نسبت 5 ليتر در هكتار و در مرتبه دوم بصورت وجين دستي انجام شد. كود مصرف شده شامل سوپر فسفات تريپل به نسبت 50 كيلوگرم در هكتار كه قبل از نشاكاري در مزرعه پاشيده شد و كود اوره به نسبت 150 كيلوگرم در هكتار كه طي 3 مرحله(هر بار به نسبت 50 كيلوگرم در هكتار) قبل از نشاكاري، 20 و 40 روز پس از نشاكاري در سطح مزرعه بصورت يكنواخت پاشيده شد. براي مبارزه با كرم ساقه‌خوار برنج از ديازينون گرانول %10 به نسبت 15 كيلوگرم در هكتار براي هر دو نسل آن استفاده شد.

1-    كشت و تكثير باكتريها : همه باكتريها در ارلنهاي حاوي 40 و 80 ميلي‌ليتر محيط غذايــي
 Nutrient glucose broth (عصاره گوشت 3 گرم، پپتون 5 گرم، گلوكز 5/2 گرم و آب مقطر يك ليتر) كشت شده و به مدت 48 ساعت روي شيكر(100 دور در دقيقه) در دماي اتاق نگهداري شدند.

2-    باكتري پاشي در مزرعه : باكتري پاشي روي گياه برنج در سه مرحله به ترتيب دو مرتبه در مرحله برگ، همزمان با شروع آلودگي طبيعي بيماري بلاست در منطقه و 15 روز پس از آن و يك مرتبه در مرحله پس از ظهور تمام خوشه‌ها به هنگام عصر انجام شد. در مرحله اول 40 ميلي‌ليتر از محيط كشت حاوي هر باكتري را با 960 ميلي‌ليتر محلول يك گرم در ليتر كاربوكسي متيل سلولز مخلوط كرده و 250 ميلي‌ليتر از سوسپانسيون بدست آمده در سطح برگهاي گياه در يك تكرار پاشيده شد. در مراحل دوم و سوم به علت رشد بيشتر گياه500 ميلي‌ليتر از سوسپانسيون هر باكتري به كمك افشانه‌هاي يك ليتري براي باكتري پاشي در هر تكرار پاشيده شد.

نمونه‌برداري : براي نمونه‌برداري در مرحله برگ 15 روز پس از هر بار باكتري پاشي، در هر كرت 25 پنجه از 25 بوته كف برشده و درصد آلودگي سطح همه برگها(DLA%) تعيين شدند(Anonymous-1993). در مرحله خوشه پس از رسيدن، 10 بوته كف‌بر شده و درصد خوشه‌ها  و گروه‌هاي مياني آلوده تعيين گرديد.
 براي اندازه‌گيري ميزان عملكرد، كليه بوته‌ها در سطح يك مترمربع از مركز هر كرت برداشت شده، پس از خرمنكوبي، محصول آن توزين گرديد.

 نتايج و بحث

اثر باكتريهاي آنتاگونيست روي بيماري بلاست در هر سه مرحله ارزيابي در هر دو سال معني‌دار بوده است. در مرحله اول ارزيابي در سال 1381 همه باكتري‌ها، بجز دو جدايـــهP. fluorescens B120  و
B. circulans B112 در كاهش بيماري موثر بوده‌اند و 7 جدايه از آنها ضمن وجه اشتراك داشتن با قارچكش تري‌سيكلازول به‌ترتيب بعد از آن قرار گرفتند.

 در مرحله دوم ارزيابي، كنيديومهاي قارچ عامل بيماري از امكان پراكنش نرمال روي كليه بوته‌هاي برنج برخوردار بوده‌اند و مي‌توان براي نتايج ارزيابي در اين مرحله اهميت بيشتري قائل شــــد باكتري
 Bacillus circulans 17B در هر دو سال پس از تيمار قارچكش در بهترين گروه قرار دارد پس از آن، از جدايه 10B از همين گونه در سال دوم بهترين نتيجه حاصل شده است اين دو جدايه باكتري از قارچ عامل بيماري جداسازي شده‌اند كه به احتمال زياد همراه ريسه‌هاي بيمارگر بوده‌اند و به عبارت ديگر جزء فلور خود بيمارگر مي‌باشند و از اين نظر مي‌توانند جز بهترين آنتاگونيست‌ها تلقي شوند. بنابراين پس از كاربرد ديگر مشكل زيادي از نظر استقرار روي ميزبان نخواهند داشت(23). همه باكتريهاي مورد آزمايش در شرايط آزمايشگاه تأثير بسيار خوبي در جلوگيري از رشد رويشي و جوانه‌زني كنيديوم‌هاي بيمارگر داشته‌اند و همه آنها در آزمايش گلخانه‌اي تأثير بسيار معني‌داري در كاهش بيماري بلاست برگ نسبت به شاهد داشته‌اند (22). در سال دوم كه درصد آلودگي بلاست خوشه بيشتر بود درصد آلودگي در تعدادي ازباكتري‌ها به شاهد نزديك شده و از نظر آماري با آن وجه اشتراك پيدا كردند اما باكتري B. circulans 17B و Bacillus sp. B71  اثرشان در كنترل بيماري در مزرعه به قارچكش نزديك شد ضمن اينكه باكتري
B. circulans B118 نيز با شاهد تفاوت معني‌داري از نظر ميزان آلودگي به بلاست گردن داشته است اين باكتري در كنترل بيماري بلاست برگ در مرحله دوم ارزيابي نيز تأثير خوبي داشته است اين باكتري را نيز مي‌توان همانند جدايه 17B جزء فلور برگ برنج محسوب نمود چون از كشت لكه‌هاي بلاست برگ جداسازي شده است. باكتري‌هاي B. circuluns 17B و B. circulans B118  از جهت محل جداسازي همانند باكتري مذكور از ميسيليوم‌هاي بيمارگر جداسازي شده‌اند كه اين صفت مهمي در كاربرد ميكروارگانيزمهاي آنتاگونيست مي‌باشد(12). دوجدايه باكتري موردنظر (B118, 17B) علاوه بر ساكن بودن روي برگ‌هاي برنج و حتي روي ميزبان(بيمارگر)، بشدت در كاهش جوانه‌زني كنيديوم‌هاي بيمارگر در بررسي‌هاي آزمايشگاهي موثر بوده‌اند(22).

 كنترل شيمايي بيماري بلاست

            به منظور كاهش خسارت بيماري تلاش‌هاي فراواني صورت گرفته و  مواد شيميايي زيادي طي سال‌هاي طولاني تهيه و مصرف شده است اما مقاوم شدن عامل اين بيماري در مقابل غالب آنها از مسايل مهم مبارزه با آن شده است.  جستجوي مداوم براي پيدا كردن منابع ژني مقاومت نيز يكي از موارد مهم تحقيقات اين محصول بوده است بطوري‌كه تاكنون 25 ژن « مقاومت ماژور» شناخته شده است(8 و9 ).  اما  شكستن مقاومت ارقام اصلاح شده در مدت كوتاهي پس از كشت آنها در مزرعه از مسايل ديگر مبارزه با اين بيماري است، چنانكه ژاپن به‌طور مكرر با اين پديده روبرو شده است و اين بيماري هنوز مهم‌ترين بيماري در ژاپن است. در چين نيز اين بيماري به همراه بيماري سوختگي غلاف به عنوان مخربترين بيماري برنج محسوب مي‌شودو در امريكا به عنوان دومين بيماري مهم برنج بشمار مي‌رود  اما در هند در سالهاي اخير بيماري بلاست نسبت به بيماري‌هاي بلايت باكتريايي سوختگي غلاف و پوسيدگي غلاف  اهميت كمتري دارد. با وجودي كه در چند دهه، تحقيق در پروژه‌‌هاي ملي كشورهايي مانند كره، چين، هند، ژاپن و موسسه بين‌المللي تحقيقات برنج انجام شده، هنوز اين بيماري به عنوان يك مشكل مرموز در اكوسيستم‌هاي برنج در مناطق استوايي و معتدله تلقي مي‌گردد(21).

اهميت مبارزه شيميايي :

            حدود  35 درصد از توليد غذايي جهان قبل از برداشت توسط حشرات، عوامل بيماري‌زاي گياهي و علفهاي هرز از بين مي‌روند و بعد از برداشت نيز حدود 10 تا 20 درصد ديگر به آن خسارت وارد مي‌شود.  بنابراين حدود48 درصد از توليد بالقوه غذايي جهان توسط آفت‌ها نابود مي‌گردد و اين امر تلاش‌هايي كه براي كنترل آفات توسط آفت‌كشها و روش‌هاي جانشيني غيرشيميايي انجام مي‌گيرد را توجيه مي‌نمايد، اما استفاده از آفت‌كشها اثرات سوء زيست‌محيطي همچون مسموميت انسان‌ها، حيوانات، آلودگي‌هاي غذايي و … را نيز در پي دارد.  هنوز استفاده از آفت‌كشها اهميت ويژه‌اي در مبارزه با عوامل خسارت‌زاي زنده دارند مخصوصاً در شرايطي كه روش‌هاي جانشيني براي آنها پيدا نشده و يا در صورت موجود بودن، بسته به نوع رقم و يا منطقه قابل استفاده نمي‌باشد.  براي مثال در ژاپن ارقام برنج اصلاح شده مقاوم به بيماري بلاست بسرعت مقاومت خود را از دست مي‌دهند و شكستن مقاومت ارقام برنج بطور مكرر در آن كشور اتفاق مي‌افتد و يا در شمال كشورمان به دلايل اقتصادي و فرهنگي هنوز كشت ارقام بومي خوش‌كيفيت و حساس به اين بيماري از جايگاه ويژه‌اي برخوردار است (21) . بنابراين در چنين شرايطي مصرف قارچ‌كش‌ها به دليل اهميت خسارت حاصله در شرايط مساعد الزامي است.  خسارت اين بيماري در اپيدمي سال 1353 در استان گيلان  10درصد برآورد شد(17).  با توجه به اهميت خسارت ناشي از بيماري مصرف قارچكش‌ها در چنين شرايطي براي حفظ محصول بدون توجه به مسايل اقتصادي به‌طور چشمگيري افزايش مي‌يابد. در ويتنام در بعضي مناطق حتي 5 الي 6 مرتبه سمپاشي صورت مي‌گيرد و در كره بطور معمول 5 مرتبه، كه در مواقع اپيدمي بيماري نياز به تكرار سمپاشي مي‌باشد.  در ژاپن مصرف قارچكشها عليه اين بيماري بطور گسترده‌اي صورت مي‌گيرد. اين عمل حتي وقتي كه بيماري شديد هم نباشد از نظر اقتصادي امكان‌پذير است چون ارزش محصول برنج در اين كشور 2 الي 3 برابر قيمت جهاني آن است.  بنابراين واضح است كه چرا توليد برنج بزرگترين تجارت آفت‌كشها در جهان را فراهم نموده است.  از 4/2 ميليارد دلار تجارت آن در سال 1988، 570 ميليون دلار آن مربوط به قارچكشها بوده، كه حدود %92 آن براي كنترل بيماري بلاست برنج مصرف شده است(21).

سابقه مبارزه شيميايي با بيماري بلاست :

به علت اهميت كشت و كار برنج در ژاپن و خسارات ناشي از اين بيماري، اين كشور فعال‌ترين كشور در زمينه تحقيق و توليد مواد شيميايي براي كنترل اين بيماري بوده است.  اولين تركيباتي كه براي اين منظور به‌كار گرفته شد تركيبات مسي بود و از سال 1923 به بعد مخلوط« بردو» و ديگر تركيبات مسي به‌طور وسيع در مناطق خنك ژاپن كه اين بيماري شايع بوداستفاده شدند اما اين تركيبات دو ايراد داشتند يكي اين‌كه باعث گياه‌سوزي در برنج شده و گاهي بجاي افزايش، سبب كاهش محصول مخصوصاً به هنگام كاهش شدت بيماري مي‌شدند، ديگر اينكه در شرايطي كه بيماري بشدت اپيدمي مي‌شد قادر به كنترل آن نبودند.

بعد از جنگ جهاني دوم قارچ‌كش‌هاي مسي مخلوط با « استات فنيل مركوريك»                                                                                                                                                                                                                                                                                      استفاده شد كه هم تأثير بهتري در كنترل بيماري داشتند و هم گياه‌سوزي آنها كمتر بود.  در سال 1950 كشف شد كه مخلوط« استات فنيل مركوريك» با آهك آب‌ديده (آهك كشته) داراي تأثير فراواني است ضمناً گياه‌سوزي آن بسيار كم و ارزانتر است، به ‌همين دليل اين مخلوط به‌طور وسيع استفاده شد. تحقيقات بعدي در ژاپن و هند نشان داد كه بعضي از آنتي‌بيوتيكها مي‌توانند جانشين قارچ‌كش‌هاي فلزي شوند.  بدنبال آن اولين بار گزارش شدكه عصاره فيلتر شده Cephalothecium sp. بطور كامل از جوانه‌زني كنيديهاي قارچ عامل بيماري جلوگيري نمود و سفالوتسين ناميده شد.  پس از اين كشف، آنتي‌بيوتيكهاي زيادي توسط محققان ديگر مورد آزمايش قرار گرفت.  هم‌زمان با معرفي آنتي‌بيوتيك‌ها براي كنترل بيماري بلاست، در دهه 1960 قارچ‌كشهاي جديد ديگري از گروه تركيبات آلي فسفره كشف شدند.  كيتازين‌پي و ادي‌فنفوس از آن جمله‌اند كه بترتيب در سالهاي 1965 و 1967 در ژاپن به ثبت رسيدند. در سال 1970 يك تركيب آلي كلره بنام فتاليد (رابسايد)، در سال 1974 قارچ‌كشهاي ايزوپروتيولان (فوجي‌وان) و پروبنازول (ارويزه‌ميت) و در سالهاي 1981 و 1985 بترتيب قارچكشهاي تري‌سيكلازول و پيروكيلون به ثبت رسيدند.  مبارزه با بيماري بلاست كه ابتدا با قارچ‌كشهاي غيرآلي مسي شروع شده بود در دهه 1950 از تركيبات آلي جيوه‌اي سپس از آنتي‌بيوتيك‌ها و تركيبات آلي فسفره در دهه 1960 ادامه پيدا كرد  و سرانجام در دهه‌هاي 1970 و 1980 از قارچ‌كشهاي سيستميك با تركيبات شيميايي مختلف استفاده شده است.  قارچ‌كشهاي جديد جايگزين قديم‌تر‌ها شدند چون بيماري را بهتر كنترل نموده، داراي خاصيت گياه‌سوزي كم، حداقل سميت براي حيوانات و تأثير كمي روي محيط زيست داشتند.  در حال حاضر در كشورهايي نظير ژاپن، كره و تايلند قارچ‌كشهاي ادي‌فنفوس، ايزوپروتيولان، كيتازين‌پي، تري‌سيكلازول، پيروكيلون، فتاليد، پروبنازول، بلاستي‌سيدين‌اس، كاسوگاميسين، كوسوميرون، فريم‌زون، بنوميل (بنليت)، تيانبدازول(تكتو)، كاربندازيم (باويستين/دروزال)، تيوفانات متيل(توپسين‌ام)، كاروسان و كاسورابي‌سايد براي كنترل اين بيماري توصيه شده است(21).

در ايران قارچكشهاي« ادي‌فنفوس»،« بنوميل»،« توپسين‌ام»، «كاربندازيم»، «كيتازين» و «كاسومين» در گيلان مورد آزمايش قرار گرفتند كه اثر قارچكش« ادي‌فنفوس» بهتر از بقيه تشخيص داده شد،  ضمن اينكه بقيه قارچكشها نيز در جلوگيري از اين بيماري مؤثر بوده‌اند (5). ايزديار(7) نيز قارچكشهاي ادي‌فنفوس و تري‌سيكلازول و اخوت و شريفي‌تهراني(4) تري‌سيكلازول را مؤثر‌تر از ساير قارچ‌كشهاي مورد آزمايش براي كنترل بيماري بلاست تشخيص دادند.  قارچكش پيروكيلون (گرانول %5) نيز در سالهاي اخير در گيلان مورد آزمايش قرار گرفت.  نتايج حاصله نشان داد كه قارچ‌كش مذكور تأثير خوبي در جلوگيري از بروز بيماري در هر دو مرحله برگ و خوشه داشته است(9).

مشخصات برخي قارچكشهاي مهم ثبت شده عليه بيماري بلاست :

1-بلاستي سيدين‌اس : اين سم اولين آنتي‌بيوتيك مورد مصرف در كشاورزي است كه در سال 1961 در ژاپن كشف شد.  نحوه مصرف آن بصورت گردپاشي و محلول‌پاشي روي برگ‌ها است.  اين قارچكش فعاليت بازدارندگي شديدي روي رشد ميسيليوم در بافتهاي مورد حمله دارد.  همچنين از جوانه‌زدن اسپورها و تشكيل آپرسوريوم جلوگيري مي‌كند اما دز مؤثر آن در گياه دوام زيادي ندارد.  مقاوم شدن قارچ عامل بيماري بلاست در مقابل آن در مناطقي كه مورد استفاده قرار گرفت گزارش شده است.  عمل اين آنتي‌بيوتيك و آنتي‌بيوتيكهاي كاسوگاميسين و سيكلوهگزايميد مسدود كردن سنتز پروتئين در سطح ريبوزوم است.

2-كاسوگاميسين : اين آنتي‌‌بيوتيك در سال 1965 در ژاپن به ثبت  رسيد.  كاسوگاميسين فعاليت بازدارندگي شديدي روي رشد ميسيليومي دارد اما فاقد خاصيت جلوگيري‌كنندگي از جوانه‌زدن اسپورها و تشكيل آپرسوريوم مي‌باشد.  اين قارچكش به آساني از سطح برگها و ريشه جذب مي‌شود و خاصيت سيستميك دارد.  مقاومت به اين قارچكش در مناطق زيادي گزارش شده است به همين دليل كاسوگاميسين اكثراً بصورت مخلوط با« فتاليد» مصرف مي‌شود.

3-كيتازين‌پي : كيتازين‌پي يك قارچكش فسفره آلي است كه در سال 1965 در ژاپن به ثبت رسيد.  اين قارچ‌كش خاصيت ممانعت‌كنندگي در مقابل جوانه‌زني اسپور، نفوذ، رشد ميسيليومي و اسپورزايي قارچ عامل بيماري بلاست دارد، به همين دليل مي‌توان از آن براي اهداف پيشگيري و معالجه استفاده كرد.  بعد از كشف فعاليت زياد سيستميكي آن، بصورت گرانول تهيه و در مزرعه مصرف مي‌شود،  اگر چه مصرف آن بيشتر بصورت محلول‌پاشي در سطح برگها توسعه يافته است.  مقاومت به آن در قارچ عامل بيماري بلاست گزارش شده است و تعداد زيادي از جدايه‌هاي مقاوم به اين قارچ‌كش در مقابل قارچ‌كشهاي ادي‌فنفوس و ايزوپروتيولان نيز مقاوم بوده‌اند.

4-ادي‌فنفوس : ادي‌فنفوس يك تركيب فسفره آلي است كه در سال 1967 به ثبت رسيد.  فعاليت بازدارندگي آن مشابه كيتازين است ولي خاصيت معالجه‌كنندگي آن عالي‌تر از كيتازين و تأثير باقيمانده آن به مدت طولاني دوام دارد اما فعاليت سيستميكي آن ضعيف است.  اين قارچكش تأثير خوبي در كاهش اسپورزايي و توسعه لكه‌هاي بيماري بلاست دارد ولي پايداري آن در مقابل شستشو در اثر بارندگي كم است.  مصرف آن روي برگها در كنترل  پوسيدگي ساقه و لكه‌برگي ناشي از قارچ« هلمينتسپوريوم » نيز مؤثر است.

5- ايزوپروتيولان : اين قارچكش كه در سال 1974 به ثبت رسيده براي محلول‌پاشي در
 سطح برگ‌ها و پاشيدن در آب مزرعه و جعبه‌هاي نشاء مصرف مي‌گردد.  اين قارچكش
 بشدت از نفوذ و طويل‌شدن هيف عفوني قارچ عامل بيماري حتي در غلظت كم جلوگيري
مي‌كند.  علاوه بر آن از جوانه‌زني اسپور و تشكيل آپرسوريوم  ممانعت مي‌كند.  اين قارچكش مخصوصاً تأثير خوبي در كنترل بلاست خوشه دارد و بهترين زمان مصرف آن دو تا سه هفته قبل از خوشه‌دهي است.  نقطه اثر اين قارچكش و قارچكشهاي ادي‌فنفوس و كيتازين در بيوسنتز فسفوليپيد غشاي سلولي است.

6-فتاليد : اين قارچكش در سال 1970 به عنوان يك تركيب كلره آلي به ثبت رسيد.  خاصيت گياه سوزي  روي برنج و ساير محصولات ندارد و فعاليت حفاظتي پايداري در مقابل بيماري بلاست برنج دارد. خاصيت ممانعت‌كنندگي آن در مقابل نفوذ به داخل سلولهاي اپيدرم برگ بسيار قوي مي‌باشد.  بعلاوه از اسپورزايي قارچ عامل بيماري بلاست در سطح لكه‌ها در حد قابل اطميناني جلوگيري مي‌كند.  فتاليد بطور گسترده در ژاپن بصورت محلول پاشي در سطح برگها مصرف مي‌شود و اثر كنترل‌كنندگي آن بعد از مصرف چندان تحت تأثير باران قرار نمي‌گيرد. 

7- پروبنازول : پروبنازول در سال 1974 در ژاپن به ثبت رسيد.  اين قارچكش بطور چشمگيري از نفوذ قارچ عامل بيماري ممانعت بعمل مي‌آورد.  مصرف آن محرك توليد مواد ضدقارچي در برنج است كه از رشد قارچ عامل بيماري جلوگيري كرده و تأثير بسيار زيادي در كنترل بيماري دارد بعلاوه اثر باقي‌مانده آن نيز بسيار طولاني است.  اين تركيب براي كنترل بيماري سوختگي باكتريايي برگ برنج نيز قابل استفاده است.

8- تري‌سيكلازول: تري‌سيكلازول قارچكشي سيستميك است كه در سال 1981 در ژاپن به ثبت رسيد.  تأثير اين قارچكش روي رشد ميسيليومي و جوانه‌زني اسپور، ضعيف و روي تشكيل آپرسوريوم و اسپورزايي متوسط است ولي اثر آن در جلوگيري از نفوذ و بيماريزايي پاتوژن بسيار زياد است. مصرف اين قارچكش در سبدهاي نشا و محلول‌پاشي در سطح برگها تأثير بالايي در كنترل بيماري بلاست دارد.  بهترين زمان مصرف آن براي كنترل بلاست خوشه چند روز قبل يا بعد از ظهور اولين خوشه‌ها است.  تأخير در مصرف آن تا ظهور كامل خوشه‌ها، ممكن است موفقيتي در كنترل بيماري خوشه‌هاي اوليه بدست نيايد.  مقدار مصرف آن بصورت پودر وتابل، 250-150 گرم ماده مؤثره در هكتار است. يكبار مصرف آن بصورت محلول‌پاشي در سطح برگها 20 روز گياه را از بيماري بلاست محافظت مي‌كند.  در تايوان از مصرف سوسپانسيون پودر وتابل %75 تري‌سيكلازول در خزانه به نسبت 2-5/0 گرم ماده مؤثره در متر مربع، 24-0 ساعت قبل از انتقال نشاها و با ميانگين 3 ليتر آب در متر مربع نتايج مثبتي بدست آمده است اما نتايج آن در ژاپن موفقيت‌آميز نبود كه علت آن انتقال خاك حاوي تري‌سيكلازول چسبيده به ريشه نشاها در زمان نشاكاري در تايوان است، در حاليكه در ژاپن نشاها هنگام انتقال بدون خاك هستند.

پوشش‌دهي بذور با تري‌سيكلازول به نسبت 3-1 گرم ماده مؤثره در كيلوگرم بذر در كشت مستقيم، بيماري بلاست برگي را در اوايل فصل كنترل مي‌كند اما اگر اين نشاها، نشاكاري شوند اثر آن از بين خواهد رفت. شسته شدن تري‌سيكـلازول از سطح برگها در اثر باران كم است.  بنابراين علي‌رغم بارندگي در مدت كوتاهي پس از محلول‌پاشي آن در سطح برگها، فعاليت آن دوام خواهد داشت.  علت آن جذب سريع از طريق برگها است كه چيزي در سطح برگها براي شسته شدن باقي نمي‌ماند.

9- پيروكيلون: پيروكيلون يك قارچكش سيستميك است كه در سال 1985 در ژاپن به ثبت رسيد.  نحوه عمل اين قارچكش ممانعت از بيوسنتز ملانين در آپرسوريوم قارچ عامل بيماري بلاست است كه در نتيجه سبب جلوگيري از نفوذ آن در اپيدرم  ميزبان مي‌شود، بعلاوه توليد كنيدي از لكه‌هاي موجود نيز كاهش مي‌يابد دوام اثر باقي‌مانده آن نيز بسيار طولاني است.   اين نحوه اثر بسيار شبيه اثر تري‌سيكلازول و كلوبنتيازون است ولي بررسيهاي اخير تفاوتهايي بين اين قارچكشها با قارچكش فتاليد را پيشنهاد نموده است.

پيروكيلون با نامهاي كوراتوپ بصورت گرانول 2 و 5 درصد و فونگورن  به صورت پودر 50WP و 50WS عرضه شده است.  كوراتوپ 2% عمدتاً  قبل از بذرپاشي با خاك سيني نشا (به نسبت 10-5 گرم در cm²1800 سطح سيني) مخلوط مي‌شود، كوراتوپ 5%  بصورت پاشيدن در آب مزرعه براي كنترل بيماري بلاست در مرحله برگ به نسبتkg/ha30 و 10-5 روز قبل از ظهور علايم بيماري (با پيش‌بيني) و به نسبت kg/ha40  15-10 روز قبل از خوشه‌دهي براي كنترل بيماري بلاست در مرحله خوشه توصيه شده است.  عمق آب در مزرعه نيز حداقل بايد cm3 بوده و مدت 4-3 روز نيز به همين نسبت حفظ شود.  فونگورن 50wp بصورت محلول‌پاشي در سطح برگها براي كنترل هر دو مرحله بيماري (برگ و خوشه) عرضه شده است. توصيه مي‌شود،  براي كنترل بلاست برگ با ظهور اولين علائم بيماري و براي بلاست خوشه با ظهور اولين‌ خوشه‌ها با اين تركيب به نسبت kg/ha 1-6/0 سطح مزرعه محلول‌پاشي گردد

 فونگورن:

 فونگورن 50ws براي ضدعفوني بذر به منظور كنترل بيماري بلاست در مرحله برگ در كشت مستقيم (آبي) و كشت خشك و آپلند ساخته شده است.  مقدار مصرف آن براي كشت مستقيم 8-4 گرم و براي كشت خشك 4-2 گرم به ازاي هر كيلوگرم بذر است.  بدين منظور هر كيلوگرم بذر با 20-10 ميلي‌ليتر آب خيس شده و سپس قارچكش به آن اضافه و در ظرفي بخوبي تكان داده مي‌شود تا تمام قارچكش بطور يكنواخت به بذر بچسبد.

در روش ديگر 20-10 ميلي‌ليتر آب را به مقدار قارچكش مورد نظر به ازاي يك كيلوبذر اضافه و مخلوط كرده و سپس  به يك كيلو بذر خشك اضافه مي‌شود و در ظرفي بخوبي تكان داده تا قارچكش بطور يكنواخت به بذور بچسبد.  اين روش مخصوصاً براي مصرف در سطح وسيع، نسبت به روش قبلي ترجيج داده شده است. قارچكش پيروكيلون به همراه قارچكشهاي تري‌سيكلازول، فتاليد و پروبنازول به گروه غير قارچكشهاي كنترل‌كننده بيماري معروف هستند كه از نظر نحوه اثر دو نوع هستند، دسته اول شامل تري‌سيكلازول، فتاليد و پيروكيلون كه از بيوسنتز ملانين جلوگيري مي‌كنند و دسته دوم شامل پروبنازول يا اوريزه‌ميت است كه عامل اوليه براي تحريك برنج جهت مقاوم شدن در مقابل پاتوژن است (21).

 در بررسي ديگر اثر قارچكشهاي كار پروپاميد (Win) و تري‌سيكلازول هر يك در دو دز روي بيماري بلاست در مرحله برگ و خوشه و ميزان محصول در مزرعه و بصورت ضدعفوني بذر، ضدعفوني نشاء برنج و محلول پاشي در مرحله برگ و خوشه بصورت طرح اسپليت پلات در سه تكرار مورد ارزيابي قرار گرفت. در نتيجه مشخص گرديد كه هيچ يك از تيمار قارچكشها در كاهش بيماري بلاست در مرحله برگ بصورت ضدعفوني بذر مؤثر نبوده‌اند در حاليكه اثر همه آنها بصورت ضدعفوني نشاء در كاهش بيماري مشابه  با محلول پاشي در مرحله برگ بوده و تأثيري معني‌داري نسبت به شاهد داشته‌اند. يعني اينكه اگر نشاها را در محلول سم غوطه‌ور نمائيم و بعد بكاريم، تأثيري كه در كاهش بيماري بلاست برگ دارد مشابه با محلول‌پاشي قارچكش‌هاي مذكور در مزرعه است بنابراين بسيار مقرون بصرفه و سهل‌تر است كه از روش غوطه‌وركردن استفاده شود و اين به لحاظ مشقت كار زارع بسيار با اهميت است. در روش غوطه‌ور كردن، ريشه نشاهاي  مورد نياز در 18 ليتر محلول هر يك از دو قارچكش كارپروپاميد و تري‌سيكلازول به ترتيب به نسبت‌هاي 4 ميلي‌ليتر و دو گرم در ليتر به مدت 3 ساعت و دو ساعت قرار داده و سپس نشاءكاري گرديد. 

 همه تيمارهاي قارچكش‌ها در كاهش بيماري بلاست در مرحله خوشه و جلوگيري از كاهش محصول موثر بوده‌اند(18).

مقاومت به قارچكشها

            شتاب و تلاش گسترده بشر در جهت مبارزه شيميايي با عوامل زنده زيان‌آور براي بدست آوردن سهم بيشتري از محصولات غذايي جهان كه خود آنرا توليد كرده و به همين دليل خود را صاحب و مستحق مالكيت آن مي‌داند، عاملي در محدودكردن اين روند تماميت‌خواهي بشر شده است.  مسلم است كه آفت‌كشها نقش مهمي در پايداري توليد غذا و نگهداري آن دارند اما خطراتي را به دنبال داشته است از جمله خطرات انساني :  شامل سميت حاد، مزمن، سرطان‌زايي، تغييرات شگفت‌آور و هولناك مادرزادي و تجمع بيولوژيكي.  خطرات زيست‌محيطي شامل آلودگيهاي رودخانه‌ها، آبهاي زيرزميني هوا و خاك و نابودي اكوسيستم كه نابودي حيات وحش و افزايش در مقاومت را شامل مي‌شود. ظهور مقاومت در آفات  در مقابل سمومي كه عليه آنها بكار گرفته مي‌شوند يكي از عوامل توقف و يا كاهش رشد فزاينده مصرف آنها شده است.  پس از معرفي DDT و مصرف آن، هفت گونه حشره مقاوم به آن در سال 1938 شناخته شد و تعداد آنها تا سال 1984 بطور نگران‌كننده‌اي به 450 گونه افزايش يافت(21).

اولين گزارش مقاومت در قارچ عامل بيماري بلاست برنج در مقابل استات فنيل مركوريك در سال 1958 و در مقابل سولفات مس، اسيدبوريك و كلرايد جيوه در سال 1964 انتشار يافت.  بدنبال معرفي آنتي‌بيوتيكهاي بلاستي‌سيدين‌اس و كاسوگاميسين تفاوت‌هايي در حساسيت قارچ عامل بيماري بلاست نسبت به آنها پيدا شد. اهميت اين مشكل تا سال 1971 كه اثر كاسوگاميسين در مزارع ياماگوتاي ژاپن كاهش يافت آشكار نشده بود ولي نژادهاي مقاوم در مناطقي كه كاسوگاميسين در تلفيق با فتاليد و يا در تناوب با قارچكشهاي فسفره آلي مصرف مي‌شد مشاهده نشد(32).

ميورا و همكاران(30) در گزارشي آورده‌اند كه كاسوگاميسين در ژاپن از سال 1969 تا سال 1971 چهار تا پنج بار در هر فصل زراعي استفاده شد و كلاً %90 كل سموم مصرفي براي كنترل بيماري بلاست را به خود اختصاص داد و در پايان فصل زراعي سال 1971 جمعيت جدايه‌هاي مقاوم به 90 درصد رسيد به همين دليل توصيه شد كه از سال بعد بجاي آن از يك قارچكش فسفره آلي استفاده گردد.  چند سال پس از بكار بستن اين توصيه جمعيت جدايه‌هاي مقاوم به %20 كاهش يافت.  قارچكش كيتازين (IBP) در سال 1967 بعنوان كنترل‌كننده بيماري بلاست برنج معرفي شد و در سال 1976 اولين گزارش مقاومت به آن در مناطق توياما¹ و نيگاتا² انتشار يافت و بطور كلي مقاومت به قارچكشهاي فسفره آلي شامل كيتازين، هينوزان و فوجي‌وان در مناطقي كه تداوم مصرف داشت بكرات گزارش شده است(21). 

از زمان معرفي و كاربرد اولين مواد شيميايي براي كنترل بيماري بلاست تاكنون تنها يك گروه از آنها كماكان بدون اينكه مقاومتي به آنها گزارش شده باشد همچنان در تناوب با گروه‌هاي ديگر قارچكشها استفاده مي‌شود.  اين گروه به كنترل‌كننده‌هاي غيرقارچكش معروف مي‌باشند كه شامل تري‌سيكلازول، فتاليد و پيروكيلون كه از بيوسنتز ملانين جلوگيري مي‌كنند و ديگري پروبنازول است كه باعث مقاوم شدن گياه در مقابل پاتوژن مي‌شود اين گروه قارچكشها علي‌رغم  بيش از ده سال استفاده از آنها هنوز مقاومتي به آنها گزارش نشده است(21)

بررسي مقاومت قارچ عامل بيماري بلاست برنج‌ درمقابل قارچكشهاي مورد مصرف در گيلان

در استان گيلان قارچكشهاي « ادي‌فنفوس و تري‌سيكلازول » سالهاي نسبتاً طولاني عليه بيماري بلاست برنج استفاده شده است به همين دليل در اين آزمايش اثر دزهاي مختلف اين دو قارچكش به اضافه قارچكش بنوميل كه قبلاً در سطحي وسيعتر و در شرايط فعلي در سطحي كمتر عليه اين بيماري استفاده مي‌شوند در جلوگيري از رشد ميسليومي50 جدايه از قارچ عامل بيماري كه از نقاط مختلف استان جمع‌آوري و جداسازي شدند مورد مطالعه قرار گرفت.  براي اين كار دزهاي 100، 150، 200 و 250پي‌پي‌ام از ماده موثره تري‌سيكلازول 1، 10، 20 و 30 پي‌پي‌ام از ماده موثره ادي‌فنفوس و 1/0 ، 1، 2 و 4 پي‌پي‌ام ماده مؤثره بنوميل در محيط كشت PDA داخل تشتكهاي پتري تهيه گرديد(هر دز در سه تكرار).  سپس قرصي به قطر 7 ميلي‌متر از چهار جدايه مختلف از قارچ عامل بيماري در چهار گوشه تشتك كشت داده و در انكوباتور با حرارت 27 درجه سانتي‌گراد با نور متناوب 12 ساعته نگهداري گرديد.  ميزان رشد كلني جدايه‌ها به فواصل 5 و 7 روز اندازه‌گيري شد.  جدايه‌هايي كه در اين فاصله رشدي نداشته و يا در غلظت‌هايي از هر قارچكش رشد كمي داشتند پس از 14 روز مورد بازبيني و اندازه‌گيري قرار گرفت.  هر جدايه كه رشد آن در فاصله 14 روز در دزهاي مورد آزمايش به علت رشد بيشتر و ادغام جدايه‌ها در يكديگر قابل اندازه‌گيري نبود مجدداً و بطور جداگانه در مركز تشتك پتري حاوي محيط كشت PDA  و غلظت مورد نظر قارچكش كشت و مورد اندازه‌گيري قرار گرفت.  در مرحله بعد جدايه‌هايي كه بالاترين غلظت ذكر شده قارچكش ادي‌فنفوس قادر به رشد بودند به غلظتهاي بالاتر آن منتقل شدند، اين روند بررسي و اندازه‌گيري تا دز 140 پي‌پي‌ام ادامه يافت (21).

 نتايج:

مناطق نمونه‌برداري براي جداسازي قارچ عامل بيماري بلاست برنج در استان نشان مي‌دهد كه اين مناطق از تنوع و گستردگي لازم برخوردار بوده و مخصوصاً مناطقي كه اين بيماري بيشتر شايع و اپيدمي مي‌شود يعني مزارع اطراف شهرستانهاي رودسر، لنگرود، لاهيجان، آستانه و رشت را تحت پوشش قرار داده است. از سالهاي گذشته تاكنون در اطراف شهرستانهاي لاهيجان و آستانه مبارزه شيميايي با بيماري بلاست برنج در هر دو مرحله برگ و خوشه بطور گسترده‌تري پي‌گيري شده است و از زمان توصيه قارچكش
«ادي‌فنفوس» براي اين امر از سال 1355 مورد مصرف قرار مي‌گيرد.  همانطور در اين جدول آمده است از 50 جدايه جمع‌آوري شده در سطح استان، دو جدايه قادر به رشد در دز 140 پي‌پي‌ام از ماده مؤثره اين قارچكش بوده‌اند كه متعلق به اين دو شهرستان مي‌باشند در حاليكه در شهرستانهاي فومن، شفت و صومعه‌سرا كليه جدايه‌ها در غلظت كمتري از اين قارچكش كنترل شده‌اند(21).

مقاومت به قارچكش‌هاي فسفره آلي شامل « كيتازين»، « ادي‌فنفوس» و« فوجي‌وان» كه از بيوسنتز ليپيد در غشاي سلولي جلوگيري مي‌كنند در مناطقي از نواحي برنج‌خيز جهان كه تداوم مصرف داشته‌اند بكرات گزارش شده است.  ايزديار ( 7) در بررسيهاي خود نشان داد كه قارچ عامل اين بيماري هيچگونه رشدي در 50 پي‌پي‌ام از اين قارچكش نداشته است در حاليكه در دز 25 پي‌پي‌ام قادر به رشد بوده است.

            در اين بررسي كل جدايه از نظر مقاومت به قارچكش ادي‌فنفوس به چهار گروه تقسيم شدند.  گروه اول جدايه‌هايي كه حداكثر تا 10 پي‌پي‌ام از قارچكش مذكور قادر به رشد بودند كه به نام گروه حساس تعيين شدند.  انتخاب اين گروه بر اساس جدايه رستم‌آباد صورت گرفت كه بيماري بلاست در قسمت جنوبي اين شهر اهميت چنداني ندارد و مبارزه شيميايي با آن نيز انجام نمي‌شود.  بنابراين اين جدايه را مي‌توان به عنوان جدايه وحشي محسوب نمود و ساير جدايه‌ها از مناطق ديگر كه حساسيت مشابه اين جدايه نسبت به اين قارچكش داشتند در گروه حساس قرار گرفتند.  گروه‌هاي ديگر شامل نيمه‌حساس، نيمه‌مقاوم و مقاوم كه بترتيب حداكثر تا 4، 8 و 14 برابر از غلظت مورد تحمل در گروه حساس قادر به رشد بوده‌اند(21).

همان‌‌طور كه ذكر شد قارچ‌كش ادي‌فنفوس در سال 1355 براي كنترل بيماري بلاست توصيه شده است (5) و از آن زمان تا‌كنون به‌طور مداوم مصرف مي‌شود،  بنابراين بروز مقاومت در قارچ عامل بيماري در مقابل آن، دور از انتظار نبوده است و چنانچه روند مصرف آن بر همين منوال همچنان ادامه يابد بايد منتظر افزايش جمعيت جدايه مقاوم به اين قارچ‌كش نيز بود. در اين شرايط لازم است به مديريت كنترل شيميايي اين بيماري در منطقه توجه بيشتري مبذول شود. اين قاچ‌كش براي كشاورزاني كه در تماس با آن هستند بسيار خطرناك است و از نظر مخاطراتي كه ماده موثر آن ايجاد مي‌كند از سوي سازمان بهداشت جهاني در گروه IB يعني بسيار خطرناك طبقه‌بندي شده است و شايد به همين دليل تا‌كنون در انگلستان به ثبت نرسيده است. ولي هنوز در بعضي از كشورهاي توليد كننده برنج نظير ژاپن، تايلند و كره، براي مبارزه با بيماري بلاست توصيه مي‌شود. اما در اين كشورها به منظور جلوگيري از بروز مقاومت در قارچ عامل بيماري، تكرار سمپاشي و مصرف بي‌رويه سموم، قارچ‌كشهاي متنوعي مخصوصاً از جنبه مكانيزم تاثير روي پاتوژن ثبت شده و در دسترس كشاورزان قرار گرفته است چنانكه در تايلند 12 نوع و در ژاپن 10 نوع قارچ‌كش كه از نظر مكانيزم اثر، در چهار گروه قرار دارند براي اين منظور مورد استفاده قرار مي‌گيرد و بدين ترتيب مشكل  بروز مقاومت در پاتوژن را تحت كنترل در آورده‌اند. بنابراين لازم است در كشور ما نيز به منظور كاهش حجم مصرف قارچ‌كش «ادي‌فنفوس»، جلوگيري از بروز مقاومت بيشتر در پاتوژن و اپيدمي شدن بيماري، كاهش جمعيت استرين‌هاي مقاوم و ممانعت از تكرار عمليات سمپاشي تسهيلاتي فراهم شود تا با در دسترس قرار دادن قارچ‌كش‌هاي متنوع‌الاثر و مصرف متناوب آنها از بروز مشكلات جدي در آينده جلوگيري به عمل آيد (21).

 منابع:

1-  اسماعيل پور، م، ح- 1359- مطالعه عوامل مؤثر محيطي در روي بيماري بلاست برنج (2)-. نشريه آفات و بيماريهاي گياهي، جلد 48، شماره 2، 118- 105.

2-  اخوت، م- 1375- تأثير تاريخ كاشت در كنترل بيماري بلاست برنج- چكيده مقالات چهارمين كنگره علوم زراعت و اصلاح نباتات ايران، ص 31.

3-    اخوت، م. ؛ دانش‌وكيلي- 1376- برنج ( كاشت، داشت، برداشت )- انتشارات فارابي. 212 صفحه.

4-  اخوت ، م .  ؛ ع. شريفي‌تهراني - 1374 - بررسي اثر چند قارچ‌كش روي بيماري بلاست برنج و تعيين زمان مناسب كاربرد آنها- مجله بيماريهاي گياهي جلد 20 : 45 – 35 .

5-    اخويزادگان، م- 1335-  مقايسه چند قاچكش عليه بيماري بلاست. مجله بيماري گياهي جلد 12 (2-1) :8-1

6-  ايزديار ، م‌ - 1357-  بررسي مقاومت ارقام مختلف برنج محلي نسبت به قارچ بلاست در مزرعه . مجله بيماريهاي گياهي ، جلد چهاردهم.

7-  ايزديار ، م‌ -1361- معرفي تعدادي از نژادهاي فيزيولوژيك قارچ بلاست برنج
(Pyricularia oryzea Cav.) در استان گيلان- نشريه بيماريهاي گياهي 18: 57-52

8-    ايزديار، م- 1363-  مقايسه تأثير چندقارچكش در مبارزه با بلاست برنج-  مجله بيماريهاي گياهي جلد 20 :45-35.

9-  ايزديار، منوچهر ؛ ف، پاداشت-  1374-  مقايسه تأثير دو قارچكش گرانول در كنترل بيمار  بلاست برنج-  خلاصه مقالات دوازدهمين كنگره گياهپزشكي ايران. كرج، ص 81..

10-ايزديار، م- 1359- رابطه بين رشد ميسليوم قارچ Pyricularia oryzae CAV.در سلولهاي غلاف برگ با توسعه بيماري بلاست در ارقام مختلف برنج در مزرعه - مجله بيماريهاي گياهي، جلد 16، ص 22-15.

11-ايزديار، م- 1362- رابطه بين شرايط جوي و توسعه بيماري بلاست برگ و خوشه در ارقام مختلف برنج در استان گيلان- خلاصه مقالات هفتمين كنگره گياهپزشكي ايران، ص 85.

12- ايزديار، م- 1372- بيماري بلاست و روش هاي پيش‌آگاهي آن در استان گيلان- خلاصه مقالات يازدهمين كنگره گياهپزشكي ايران، ص 64.

13-ايزديار، م- 1372- روش هاي پيش آگاهي جهت مبارزه با بيماري بلاست برنج- چكيده مقالات اولين كنگره علوم زراعت و اصلاح نباتات ايران، ص 104.

14-ايزديار، م- 1372- رابطه بين تراكم اسپور در هوا و تراكم بلاست برگ(leaf blast) و درصد بلاست خوشه  (panicle blast) در ارقام مختلف برنج- خلاصه مقالات يازدهمين كنگره گياهپزشكي ايران، ص 63. 

15-ايزديار، م. ؛ ف. پاداشت ؛ م. بهرامي – 1376- گزارش نهائي طرح انتخاب دزهاي  پائين‌تر قارچكشهاي هينوزان و تريسكلازول روي بيماري بلاست برنج -  مؤسسة تحقيقات برنج كشور.

16-ايزديار، م. ؛ ف. پاداشت- 1374-  مقايسه تأثير دو قارچكش گرانول در كنترل بيماري بلاست برنج-  خلاصه مقالات دوازدهمين كنگره گياهپزشكي ايران، كرج، ص 81.

17-ايزديار، م- 1377-  بيماري بلاست برنج.  انتشارات نشر آموزش كشاورزي، 20 صفحه.

18-ايزديار، م. و همكاران- 1380- بررسي اثر قارچ‌كش win در مقايسه با قارچ‌كشهاي توصيه شده روي بيماري بلاست-

19-       بهداد، ا- 1359- بيماريهاي گياهان زراعي ايران - چاپ نشاط اصفهان . 424 صفحه .

20-    پاداشت، فريدون وهمكاران- 1382- مطالعه روي كنترل بيولوژيكي بيماري بلاست برنج- گزارش نهايي پروژه، شوراي پژوهشهاي علمي كشور، 39 صفحه.

21-پاداشت، ف- 1379 - كنترل شيميايي بيماري بلاست برنج و مقاومت قارچ عامل بيماري در مقابل قارچ‌كش‌ها- مؤسسة تحقيقات برنج كشور.

22-پاداشت، ف- 1380 - گزارش نهايي شناسايي عوامل بيولوژيك كنترل كننده بيماري بلاست برنج-  مؤسسة تحقيقات برنج كشور.

23-پاداشت، ف- 1384 - مطالعه تأثير چند باكتري آنتاگونيست در كنترل بيماري بلاست در شرايط مزرعه -  مؤسسة تحقيقات برنج كشور.

24-پاداشت، ف. و همكاران - 1383 - جستجوي منابع مقاومت به بيماري بلاست در كلكسيون برنج-  مؤسسة تحقيقات برنج كشور. ، گزارشات نهايي طرح تحقيقاتي.

25-پاداشت، ف. و م. ايزديار - 1386 - بررسي رابطة شدت بيماري بلاست با ميزان خسارت محصول برنج -  مؤسسة تحقيقات برنج كشور.، گزارشات نهايي طرح تحقيقاتي.

26-جوان نيكخواه ، م- 1380 - تحقيق روي تنوع ژنتيكي جمعيت قارچ عامل بيماري بلاست برنج ، با استفاده از خصوصيات مولكولي ، بيماريزايي و سازگاري رويشي در استان گيلان - دانشكده كشاورزي ، دانشگاه تهران.

27-موسي‌نژاد، ص- 1387-  معرفي يك مدل پيش‌آگاهي براي بيماري بلاست برنج و ارزيابي خسارت ناشي از اين بيماري در استان گيلان- رساله دوره دكتري رشته بيماري‌شناسي گياهي، دانشكده كشاورزي، دانشگاه تربيت مدرس. 157 ص.

28-  IRRI- 1989-  Biological control ; Blast control-  Annual Report for 1988.  The Philippines.  231-232.

29-  IRRI- 1994-  Association of biological control agent with blast and sheath blight lesions- Program Report for 1994.  The Philippines,  172.173

30-  Miura, H., & et al – 1973- Resistance of rice blast fungus to Kasugamycin.  Ann. Phytopathol.  Soc.  Jap.  39:239

31-  Ou, S.H-  1972-  Studies on stable resistance to rice blast disease.  In Rice  breeding- IRRI, The philippines, pp. 227-237.

32-  Ou, S. H- 1985-  Rice diseases-  380pp. Second Edition, C.A.B. UK

بسمه تعالي

دانشگاه جامع علمي كاربردي

موسسه آموزش‌ عالي علمي كاربردي – مجتمع آموزش عالي جهاد كشاورزي استان گيلان

پروژه:

دوره كارشناسی زراعت برنج

عنوان:

نقش كشت بافت در توسعه تحقيقات برنج

دانشجو: فردوس عادلی مسبب

استاد راهنما: مهندس اسماعيل پور کاظم

پاييز 1387

پیش‌گفتار

برنج غذای اصلی بیش از نیمی از جمعیت جهان است. تداوم اصلاح گیاه برنج هسته مرکزی برنامه های بهنژادی تشکیلات تحقیقات برنج همه کشورهاست. در حال حاضر توسعه تحقیقات برنج براساس ارزیابی ژنتیکی و بهره برداری گیاه برنج از راه برنامه هایی انجام مي شود كه توسط ایری در دسترس همه کشورها قرار گرفته است و عبارتند از:

 1 -  برنامه ریزی مشترک از راه هماهنگی در توسعه ارقام برنج مناسب در شرایط آب و هوایی مختلف.

 2  – توسعه متدولوژی.

3 - طبقه بندی و حفاظت ذخایر ژنتیکی برنج جهان.

4 - غربال گیری کلکسیون جهانی برنج برای یکسان سازی والدین دورگ گیری.

 5 - درک ماهیت و علل مقاومت و تحمل شرایط نامطلوب مختلف.

 6 - ارزیابی ژنتیکی مقاومت و تحمل برنج نسبت به معضلات گوناگون.

 7 - توسعه منابع اصلاح مقاومت و تحمل نسبت به عوامل نا مساعد.

 8 - ارزیابی زراعی و انتخاب لاین های اصلاح شده با عملکرد بالا (7).

از طرف دیگر، قد کوتاهی، ظرفیت پنجه زنی بالا، رنگ سبز تیره برگ و راست بودن آن، ویگوریتی رویشی خوب، زود رسی، کیفیت دانه مناسب، محتویات پروتیین بالا، مقاومت به اثرات خشک سالی، سرما و تحمل شرایط آب عمیق نیز در برنامه IRRI قراردارد (3 ). تا سال 2020 تولید جهانی برنج بایستی به 760 مگاتن برسد تا جواب گوی افزایش جمعیت کره زمین گردد. برای دست یابی به این اهداف بزرگ، به روش های جدیدی نیاز است. از آن جا که هر برنامه اصلاح گیاهان زراعی به گستردگی تغییرات ژنتیکی گیاه پایه بستگی دارد، نه تنها ایجاد این تنوع بلکه به حفظ و نگاهداری ذخایر ژنتیکی نیز بیش تر باید توجه شود. به همین دلیل، توسعه تحقیقات برنج با پیشرفت های بیوتکنولوژی همگام شده است. از طرف دیگر، استفاده از این روش ها برنامه های زادگیری مرسوم ( تلاقی ارقام به روش سنتی ) برای ایجاد تنوع ژنتیکی امکان پذیر گردیده است. بعضی از موفقیت های کشت بافت برنج عبارتند از:

1 - تولید‌ هاپلوییدها که موجب صرفه جویی زمانی و معرفی سریع تعدادی از ارقام برنج شده است.

2 - پدیده سوماکلون ها نشان دهنده تحمل در مقابل عوامل شوری و بیماری ‌زایی.

3- جداسازی لاین‌های سلولی جهش یافته با افزایش اسیدهای آمینه.

 4 - باززایی گیاهان کامل از پروتوپلاست‌های مجزّای فعّال تغییر ژنتیکی یافته و مطالعات دورگ گیری بدنی ( سوماتیک).

 5 - نگهداری کشت‌های آزمایشگاهی به حالت انجماد یا حفظ ذخایر ژنتیکی (5).

چکیده:

          تاسال 1967 تحقیقات برنج در سراسر جهان عمدتا به روش دورگ گیری انجام می شده است. این روش با مشکلات زیادی مواجه بود. اما با کشف روش کشت بساک نه تنها امکان بروز ژن های مغلوب فراهم گردید، بلکه عرصه های دیگری به روی تحقیقات برنج گشوده شد. برای مثال می توان روش های مختلف انتقال ژن را نام برد. کالوس زایی اولین و مهم ترین زیربنای پیشرفت و توسعه تحقیقات جدید گردید. به طوری که انتقال ژن به سلول های کالوس بهتر و آسان تر انجام می شد. برای تهیه سوسپانسیون سلولی نیاز به تولید کالوس است که در این سوسپانسیون ها تقسیم و ازدیاد سلول با سرعت زیادی انجام می گردد. از طرف دیگر، برای تهیه پروتوپلاست بایستی از سوسپانسیون سلولی استفاده کرد. البته برای باززایی و تولید گیاه هم، سوسپانسیون سلولی ماده اولیه مناسبی است. در ایران، با این که دولت هزینه سنگینی را در بیوتکنولوژی متحمل شده است اما به ندرت پیش رفت کاری در معرفی ارقام اصلاح شده جدید ملاحظه می شود. عملیات کشت مصنوعی در محیط های غذایی توانمندی های فراوانی را برای انسان به ویژه برای جوانان گشوده است تا قدرت خلاقه خود را در این میدان بزرگ به کار گرفته و بی محابا بتازند. این پروژه در سطح کارشناسی برنج ارائه شده و به چگونگی تأثیر کشت بافت در توسعه تحقیقات برنج می پردازد و هدف آن توضیح روش کار نیست. اگرچه، کارهای بزرگی در پشت آن پنهان است که از جمله تولید برنج C₄ می باشد که همیشه کاری نشدنی قلمداد می گردیده است.        

تاریخچه

یکی از مهم ترین رویدادهای بیولوژیکی در چرخه حیات موجودات زنده لقاح یعنی امتزاج گامت های جنسی متضاد و تشکیل سلول تخم است. هابرلند (1898 ) اولین کسی بود که به کشت سلول کاملا تمایز یافته اهتمام ورزید. با این که تلاش های او ناموفق بود، پیشقراول چنین آزمایش هایی بوده است. پس از هابرلند، در سال 1922 دوتن به نام های روبین ( آمریکایی ) و کوت ( یکی از شاگردان هابرلند در آلمان ) تحقق کشت بافت ریشه را به طور مستقل از هم گزارش کردند. روبین و مانوال ( 1929 ) در کشت مریستم انتهای ریشه موفقیت هایی کسب کردند، اما واضح ترین گزارش به وایت ( 1934 ) در کشت انتهای ریشه گوجه فرنگی تعلق داشت. وایت ابتدا از  محیط مصنوعی کشت شامل نمک های معدنی، عصاره مخمر و ساکارز استفاده کرد، و لی بعدا ( 1937 ) ویتامین های B، پیرودوکسین، تیامین و اسید نیکوتنیک را به جای عصاره مخمر به کار برد. محیط غذایی مصنوعی وایت یک محیط پایه برای کشت سلول و بافت تازمان مرگ او در سال 1968 پابرجا ماند. در دهه 1930 دوکشف مهم رخ داده بود:

الف- شناسایی اکسین به عنوان یک نوع تنظیم کننده طبیعی رشد  

ب - شناسایی اثر ویتامین های B در رشد گیاه.

در سال 1934 کاترت سلول های کامبیوم تعدادی از گونه های درختی را بر روی محلول نوپ حاوی گلوکز و سیستین هیدرو کلرید کشت کرده و اعلام کرد که آن ها پس از چند ماه تکثیر شدند. افزودن ویتامین B و IAA رشد کامبیوم را به میزان قابل توجهی ترقی می دهد. اولین بار کشت کامبیوم ریشه  هویج به وسیله گاترت در سال 1939 تداعی یافت. در همین سال وایت ( 1939 ) در آمریکا کشت بافت مشابه ای را از بافت تومور هیبرید توتون گزارش کرد. اگرچه کشت هایی در سال 1939 به طور مداوم انجام شده بود، اما این کشت ها موفقیت هایی را در کشت سلول های مریستمی شامل می شد. برای القای تقسیم در سلول های تمایز یافته و بالغ به کشف تنظیم کنندگان رشد دیگری نیاز داشت. اسکوک ( 1944 ) و اسکوک و تسویی ( 1951 ) ثابت کردند که در کشت بافت مغز توتون با افزودن آدنین و مقدار زیادی یون فسفات به محیط کشت غذایی آن موجب تشکیل و رشد کالوس شده و حتّی حضور IAA باعث تشکیل جوانه های رویشی می شود. ارزش سودمندی کاربرد روش های عاری از ویروس سازی، اولین بار توسط مورل و مارتین در سال 1952 برای اولین بار با تولید گیاهان عاری از ویروس از بوته های آلوده به ویروس به روش کشت بافت انتهای شاخه اثبات شد. این روش در زراعت و باغبانی مورد استفاده قرار گرفت. با این که ازاین روش برای تهیه و ازدیاد  بوته های عاری از ویروس گیاه زینتی ارکیده استفاده‌می‌شد، اما مورل در سال 1960 این روش را برای ازدیاد سریع این گیاه به‌کاربرد. به طوری که با استفاده از این روش از یک جوانه انتهایی به مدت یک سال 4 میلیون گیاه خالص ژنتیکی ( هموزیگوس ) تولید می شود(2). در غلات لورو(1949) در میان اولین غلات از جنین دانه ذرت کالوس تهیه کرد. در سال 1950 کشت بافت ریشه توسط فوجیوا تحقق یافت. در سال 1967برای اولین بار کشت بساک برنج توسط نی ای زیکی و اونو در کشور ژاپن انجام شد و مجله رسمی وزارت کشاورزی ژاپن آن را اعلام کرد. حدود 10 سال بعد دانشمندان چینی عملا آن را در تحقیقات برنج مورد استفاده قرار دادند. کشت بساک در مسیر ترقّی‌خود موجب‌توسعه‌تحقیقاتی در بیوتکنولوژی گردید که تحقیقات برنج را بیش از پیش توسعه داد (3).

خلاصه روش های گوناگون کشت بافت و کابرد آن در جدول زیر مورد اشاره قرار می گیرد:

كشت بافت عبارت است از تغيير و تبديل اجزاء گياهي در شرايط رشد مصنوعي و گندزدايي شده مانندكشت ياخته، بافت، پروتوتوپلاست(protoplast) و اندام‌هاي گياهي ديگردر شرايط گندزدايي شده و در محيط غذايي مصنوعي در داخل لوله آزمايش. اكنون اين فناوري به عنوان يك روش پايه‌اي و يك ابزار محوري بسيار عالي در تكثير و اصلاح نژاد گونه‌هاي گياهي مهم اقتصادي موقعيت ويژه‌اي‌را كسب كرده است. كشت بافت گياهي در كشاورزي و باغباني نيز كاربردهاي عملي فراواني دارد. آزمايشگاه‌هاي ريزازديادي ساليانه ميليون‌ها نهال درختان و گياهان زينتي را توليد و به بازار عرضه مي‌كنند. كشت انتهاي شاخه يا مريستم به منظور توليد گياهان عاري از ويروس به طور گسترده‌اي در حال اجراست. كشت بساك، تخمك و همجوشي پروتوپلاست‌هادر به‌نژادي با كاهش مدت زمان لازم و افزايش كارايي انتخاب، سرعت عمل را زياد كرده است و علاوه بر اين روش خوبي در درك فرايندهاي ژنتيكي (Genetic)، فيزيولوژيكي (Physiology)، زيست شيميايي و زيست شناسي مولكولي به شمار مي‌رود. از طرف ديگر گياهان تراريخت كه از انتقال DNA خارجي به ياخته‌ها و پس‌از باززايي گياهي حاصل مي‌شوند، به سرعت در حال پيشرفت است  و تأثير اين محصولات در سلامت انسان در كشورهاي اروپايي و آمريكايي ترديدهايي را برانگيخته است.اگرچه دامنه‌ي چنين جنبش هايي به آسيا و آفريقا كشيده نشده است امّا به منزله‌ي هشداري براي همه‌ي ملل جهان تلقي مي گردد. اهداف اصلي اين تحقيق برمبناي تكوين گياهان تراژني مقاوم به حشرات، بيماري‌ها، خطر سرما و علف‌كش‌ها استواراست. همجوشي پروتوپلاسمي(ياخته‌هاي فاقد ديواره) امكان تلاقي بين گونه‌اي را مقدور مي‌سازد. اين روش براي تلاقي‌هاي بين گونه‌اي اهلي و وحشي اهميت زيادي دارد، زيرا نسل اول آن‌ها فاقد رويان تكامل يافته و غير قابل رويشند و گونه‌هاي وحشي معمولاً داراي ژن‌هاي كنترل كننده مقاومت به آفات و بيماري‌ها و شرايط محيطي مي‌باشند. علاوه بر اين در بعضي از روش‌هاي انتقال ژن‌ و تهيه پروتوپلاسم يك مرحله‌ي ضروري بوده و دريچه‌ي تازه‌اي در اصلاح نژادي گياهان زراعي گشوده است. جدول 1 روش‌هاي مختلف كشت بافت و كاربرد آن را نشان مي‌دهد(10 ).

          روش‌هاي كشت بافت مبتني بر دو مرحله تمايز زدايي و تمايزيابي مي‌باشد. ياخته‌ها، بافت‌ها و اندام‌هاي گياهي در طي مرحله تمايز زدايي، توده‌هاي ياخته‌اي بي‌شكل و متراكمي به نام پينه يا كالوس را توليد مي‌نمايند و سپس در شرايط غذايي و محيطي مناسب تمايز يافته و بافت‌هاي مختلفي را ايجاد نموده و گياهان كاملي را به وجود مي‌آورند. به همين دليل كشت بافت در مسائل مربوط به رشد و تمايزيابي تحت شرايط باز توليدي به آزمايش‌هاي گياهي كمك گرانبهايي كرده است. كشت بافت در كشاورزي و باغباني نه تنها به منظور تكثير گياهان بلكه اهداف مربوط به جذب مواد غذايي خاك، مقاومت به شوري خاك، حذف عوامل بيماري‌زا، حفظ ذخاير گياهي ارزشمند در كشت‌ها و در درجه حرارت‌هاي پايين و اصلاح گياهان كاربردهاي عملي بسيار وسيعي پيدا كرده است. اهميت كشت بافت گياهي به اندازه‌اي است كه بسياري از دانشگاه‌هاي دنيا آن را در دوره‌هاي آموزشي پيشرفته و مقدماتي خود گنجانيده‌اند و حتي در بعضي از كشورها دوره‌هاي تخصصي ريزازديادي را در سطح توليد سازماندهي كرده‌اند.

          نظريه بس‌تواني (Totipotency) كه در سال 1838 توسط شليدين و شوآن پيشنهاد شد، نيروي محركه‌ي اصلي توسعه‌ي اين شاخه‌ي زي فن شناسي (Biotechnology ) بوده است. بس تواني ياخته‌اي عبارت است از اين كه ياخته‌هاي گياهي در وظايفشان خود سازند و در اصل استعداد باززايي و توليد گياه كامل را در خود دارند. در ابتدا اين نگرش فقط در ياخته‌هاي تخم و هاگ تأييد شد. پس از گذشت مدت زمان طولاني براي ياخته‌ها‌ي بدني نيز به اثبات رسيد. بنابراين، بس‌تواني به عنوان يكي از ويژگي‌هاي ياخته‌هاي گياهي، توان بالقوه‌ي بزرگي در به دست آوردن نوتركيب‌هاي ژنتيكي محسوب مي‌گردد كه با صرف زمان و دشواري‌هاي بسياري با روش‌هاي به‌نژادي سنتي امكان‌پذير نبوده است. اكنون كشت بافت گياهي براساس چنين اصولي استوار گرديده و به سرعت در حال گسترش و ترقي مي‌باشد (3).

رواج و كارآيي بالقوه‌ي روش‌هاي كشت بافت در اصلاح نژاد گياهي عبارت است از:

1-تكثير گروهی.

2- حذف عوامل بيماري‌زا.

3- نگهداري ذخايرتوارثي به‌مدت زمان‌ طولاني.

4-توليد گياهان تك لاد (هاپلوييد).

5- ايجاد و انتخاب تغييرات ژنتيكي.

6- توليد محصولات ثانويه.

7- انتقال ژن.

8-دورگ‌گيري بين گونه‌‌‌اي و بين جنسي.

9- مهندسي ژنتيك- مولكولي گياهي(3).

جدول 1- روش‌هاي كشت بافت برحسب كاربرد و نوع کشت آن در تكثير و اصلاح گياهان (3) 

 تمايززدايي و باززايي

درسال‌هاي اخير، تلاش‌هاي تازه اي در برنامه‌هاي تحقيقاتي با هدف به‌كارگيري روش‌هاي مهندسي ياخته در اصلاح نژاد گونه‌هاي‌گياهي انجام يافته‌است. در مقايسه با روش‌هاي مرسوم كه به منظور توسعه گوناگوني هاي ژنتيكي توسط نوتركيب‌هاي ژن از طريق تكثير جنسي صورت مي گيرد، اين روش با شكستن موانع بين گونه اي، قادر به ايجاد گوناگوني هاي بسيار وسيعي شده‌است. به طور تخصّصي ترمي‌توان گفت كه اين روش مي تواند يك صفتي يا ژني را از جنس‌ها يا گونه هاي مختلفي انتقال دهد، در نتيجه مشكلات جدّي موجود در توليد مثل جنسي را بر طرف سازد. در اين فعّاليت‌ها، روش كشت بافت نقش بسيار با اهميّتي را برعهده دارد . كاربرد آن در اصلاح نژاد گياهي شامل استفاده از گوناگوني‌هاي با فراواني بالا به‌وسيله‌ي گياهان باززايي شده از كشت ياخته؛ انتخاب از طريق كشت ياخته هاي حاصل از تمايززدايي؛ وهمجوشي ياخته اي وروش DNA نوتركيب است . به هرحال، هنوز مسايل متعدّدي وجود دارد كه بايستي در هر مرحله پيش از به‌كار گيري عملي روش كشت بافت حل شود (10).

الف -  تمايززدايي

در سال 1838 ، شليدين و شوآن به‌طور مستقل از هم نظريه‌ بس‌تواني ياخته‌اي (Cell Totipotency)را پيشنهاد كردند و تعريف آن عبارت بود از : ياخته هاي گياهي در وظايف خود خودكارند و در اصل ، استعداد باززايي و توليد گياه كامل را در خود دارند. هم اكنون اين پيشنهاد علمي در مطالعات مربوط به كشت بافت گياهي يك اصل پايه اي شده‌است. اعتقاد بر اين است كه اوّلين كشت بافت گياهي در سال 1902 توسّط هاربرلنت با استفاده از ميان برگ (مزوفيل) و بشره برگ گياه ترادسكانتيا(Tradescantia ) انجام شده باشد كه باشكست روبرو گرديده بود. در حقيقت، اوّلين موفقيّت در كشت بافت در سال 1922 توسط كوتل يكي از شاگردان هابرلنت كه ريشه جوان نخود و ذرت را كشت داده بود، به اجرا در آمد . روبين(1922) با كشت ريشه جوان و محور زير لپه ترب آن را مورد تصديق قرار داد . هيچ‌كدام از اين آزمايش‌ها نتوانستند درمدت زمان طولاني پابرجا بمانند. در سال 1934وايت وگوآرت جدا از يكديگر اقدام به كشت ريشه كردند. علاوه بر اين ، گوآرت و همكاران از ريشه هويج، پينه هايي را توليد كردند. اين دستاوردها راه را براي توسعه بيشتر مطالعات كشت بافت هموار كرد. با اين وصف، تاجايي كه به القاي پينه و كشت گياهان تك لپّه اي مربوط است، هنوز مشكلات جدّيي وجود دارد كه بدون حل باقي مانده است (4).

اوّلين‌كار‌موفقيّت‌آميزالقاي‌پينه‌و‌واكشت(Subculture)گياهان‌در‌برنج‌توسّط‌فروهاشي و ياتازاوا در سال 1964 با القاي پينه از گره ساقه فراهم گرديد. آن‌ها در محيط غذايي بر پايه مواد معدني هلر(Gautheret-1959) كه محتوي 3 ميلي گرم گلايسين ، 60 ميلي گرم دي ال ـ تريپتوفان ، 5/0 ميلي گرم اسيد نيكوتنيك ، 5/0 ميلي گرم پيرويدوكسين، 5/0 ميلي گرم تيامين، 2 ميلي گرم توفوردي‌در هر ليتر و 5/0 % مخمّر، 2 % ساكارز و 6/0 % آگار بود، گره ها وريشه هاي جوان را كشت دادند. اين مواد در القاي پينه مؤثّر واقع گرديد . لازم به توضيح است كه پينه‌‌هاي گياهان تك لپّه اي عموماً با 2,4-D مي توانند توليد شوند(4).

      مايده (1965) اثر NAA و 2,4-D در القاي پينه از كشت بذور را آزمايش كرد. به اين ترتيب نشان دادكه در محيط غذايي محتوي‌2,4-D پينه توليد مي‌شود ولي NAA در آن تاثيري ندارد.او نتيجه‌گرفت‌كه براي‌القاي پينه‌وجود 2,4-D ضروري‌است و نيزيادآورشد، هنگامي كه همراه با 2,4-D از عصارة مخمّر استفاده مي شود رشد پينه تشديد خواهد گرديد. از اين گذشته، او ويژگي‌هاي ريخت شناختي هسته‌ي ياخته هاي پينه‌ي توليد شده و اثر كولشي سين در آن‌ها را نيز گزارش كرد. در ارتباط با ياخته هاي آزاد حاصل از پينه بذر، او مشاهده كرد كه اين ياخته ها گوناگوني هاي وسيعي از نظر شكل، شامل ياخته هاي مدوّر، زاويه دار، دراز و بزرگ، وموج داري را حايزند. اين ياخته هاي آزاد از نظر اندازه متغيّرند (جدول 1-1). در اين مورد، مايده (1967) پروره هاي مختلفي را از نظر تشكيل پينه مطالعه كرد. اودر 15 پروره‌ي برنج شامل انواع زيرگونه‌هاي ژاپني و هندي كه پينه تشكيل مي‌شد، تفاوت‌هاي معني داري رادر صفات ريخت شناختي، الگوي رشد و وزن تر مشاهده كرد.پينه بعضي از پروره ها افزايش سريعي در وزن تر، ساختار فشرده يا بافت كوچك و ترد را نشان مي‌دادند . علاوه بر اين، مشاهده‌هاي وي بر روي هسته‌ي ياخته ها، تفاوت‌هاي معني داري را در پروره هاي برنج نشان داد، كه عموماً ريخت زايي هسته‌‌هاي درشت با فراواني تقريباً 5/0 درصد همراه بود(10). تصویر شماره 3 بساک برنج را در حال تشکیل کالوس نشان می ده

جدول1- 1  اندازه‌ي ياخته‌هاي توليد شده دركشت سوسپانسيون ياخته اي پينه‌ي برنج  (مايده،1965).

ب - تمايزيابي )باززايي‌گياه)

همان‌طور كه اشاره شد، تشكيل پينه در برنج با حضور 2,4-D امكان پذير مي گردد. از طرف ديگر، باززايي اندام‌ها و گياهچه هاي منفرد با كاهش غلظت 2,4-D يا جايگزين سازي آن با IAA  و NAA انجام مي شود. اين مطالعه ايجاب مي كند كه براي باززايي برنج هميشه وجود سيتوكنين ضروري نيست . مايده (1965) گزارش داد كه در انتقال پينه به محيط غذايي محتوي كينتين، 2,4-D و عصاره‌ي مخمّر، ريشه هاي نا بجا توليد مي شوند. نيش وهمكاران (1968) اوّلين كساني بودند كه در باززايي‌برنج موفقيّت كسب كردند. آنها بذور برنج را بر روي محيط غذايي Ls  با غلظت 10 – 5  مولار تو فور دي كشت كردند. پينه هايي كه از ريشه هاي جوان توليد شدند به محيط غذايي فاقد اكسين انتقال يافتند، به طوري‌كه در روشنايي باززايي‌كردند (جدول1 - 2).

  جدول1-2  تمايزيابي گیاهان در پينه برنج برروي محيط‌هاي غذايي فاقد اكسين (نيش و همكاران 1998).

توضيح: (1) زمان اولين شمارش يك ماه پس از انتقال کالوس،  (2) زمان دومين شمارش دو ماه پس از انتقال کالوس و (3) زمان سومین شمارش سه ماه پس از انتقال کالوس. 

قابليّت باززايي، معمولاً با تكرار واكشت‌ها كاهش مي يابد. اينو و مايده (1980) كاهش سرعت تشكيل اندام‌هاي مختلف و ناهنجاري‌هاي متعدّد گياهان باززايي شده را در مقايسه با بذورشان، از طريق كشت‌هاي پي‌درپي بررسي كردند. براي غلبه بر اين مشكل، اينو و مايده(1981) روش خاصّي را كه مشتمل بر دو مرحله كشت بود، مورد استفاده قرار دادند. محيط غذايي مرحله اوّل يا مرحله پيش كشت داراي اسيدآبسزيك بود، در حالي كه در مرحله دوم يا كشت پاياني، كينتين اضافه شده بود. آن‌ها گزارش دادند، چنين تركيبي تشكيل شاخه‌، ساقه‌ و برگ‌ها را به نسبت زيادي تشديد مي نمايد.آبه(Abe) و فوتسوهارا در سال 1984 آزمايش‌هايي را انجام دادند كه تشكيل ريشه از پينه و باززايي گياهچه برنج را در پروره‌هاي ژاپني و هندي و دورگ‌هايشان هدف قرار مي داد. نتايج نشان داد كه تفاوت‌هاي معني داري در اين گياهان از نظر فراواني باززايي وجود دارد: همه واريته‌هاي  ژاپني به خوبي باززايي كردند در حالي كه بعضي از ارقام زيرگونه هندي كاملاً با شكست مواجه گرديدند. از اين گذشته، بيشتر پينه‌هاي برنج باقابليّت باززايي‌كم، هنگامي كه در محيط غذايي باززايي كشت شدند در اثر بافت مردگي(Necrosis) از بين رفتند (10).

 از نتايج تحليل دورگ‌ها، تصوّر شد كه قابليّت باززايي ،يك نشانويژگي وراثتي است و توسّط ژن‌هايي هدايت مي شود. تاكنون پروره هايي وجود داشتند كه در ريخت شناختي پينه نيز مانند پاسخ به محيط‌هاي باززايي متفاوت بودند. بنابر اين تصوّر مي شد كه ممكن است آن‌ها ازنظر مقدار و موازنه هورمون‌هاي داخلي با هم تفاوت‌هايي داشته باشند و از اين راه تفاوت الگوي باززايي را در اين پروره ها موجب شده‌ باشد. در گونه‌هاي گياهان گندمه، معمولاً براي تشكيل اندام‌هاي نابجا (جوانه‌ها و رويان‌هاي نابجا ) روش باززايي خاصّي شناخته شده‌است. آن‌ها با اين آزمايش تشكيل رويان‌هاي نابجا را به‌خوبي مشاهده كردند(باززايي رويان هاي نابجاي دو قطبي داراي ريشه و جوانه تازه). درکولتیوارهاي ژاپني، عموماً تشكيل اندام‌هاي نابجا وقوع مي يافت. اگرچه آن‌ها همانندي اين دو روش باززايي را ملاحظه كردند امّا گاه‌گاهي اين‌ها به‌خوبي نمي توانستند تشخيص داده شوند. در پروره هاي هندي تشكيل نوعي رويان‌هاي نابجا و نمو آن در بعضي پروره ها مشاهده شد. اين تفاوت تشكيل پينه در ميان گونه هاي ديگر جنس اوريزا نيز گزارش شده‌است. تعداد نقطه‌هاي سبز، شاخه‌ها و ريشه‌ها در 20 ظرف كشت، 24 ساعت پس ازكشت پينه در محيط هاي غذايي اندام زا‌ يي تعيين شدند (10) . تصویر شماره 4 گیاهی را در حال باززایی از کالوس برنج نشان می دهد.

 جدول1-3  اثر واكشت‌هاي مكرر پينه‌هاي برنج در تشكيل اندام  (اينو و مايده،1980).

                     * مراحل انتقال به محيط غذايي اندام زايي یا گیاه زایی

ج - رويان زايي نا بجا 

  قطع نظرازموفقيت در باززايي پينه برنج، آبه و فوتسوهارا (1986) درزمينه‌ي باززايي گياهان از سوسپانسيون ياخته اي نيز به مؤفقيّت‌هايي دست يافتند. بذور ضدعفوني شده برنج در محيط غذايي MS  با 2 ميلي گرم برليتر 2,4-D كشت داده شد. دو ماه بعد پينه‌ي حاصل به محيط كشت سوسپانسيون انتقال داده شد. سپس در محيط غذايي داراي 5/0 ميلي گرم برليتر كنيتين، 2گرم برليتر اسيد كازيين، 3 % ساكارز و بدون 2,4-D كشت شد. با اين روش كار، پينه رويان‌زاي متراكم و زرد كم رنگ و يا سفيدي حاصل شد. پس از كشت بر روي همان محيط فوق الذّكراين پينه‌ها رويان‌هاي نا بجايي راتوليد نمودند كه بعداً باززايي يافتند . آن‌ها  به نموّ رويان نابجا از پيش رويان به روش باززايي كشت سوسپانسيون به طور مستقيم قادر نبودند. با وجود اين، ثابت كردند كه رويان‌هاي نابجا حتّي از كشت دراز مدّت مطابق مراحل زير به طور موفقيت‌ آميزي مي‌توانند توسعه يابند: القاي پينه از بذور ضد عفوني شده، كشت توده هاي ياخته‌اي بر روي محيط‌هاي غذايي باززايي، القاي پينه رويان زا، و جابجايي مكرّر آن ها بر روي محيط باززايي (10) .

د - پينه رويان زا و نارويان زا

ياخته هاي كشت شده از نظر خواصشان با هم فرق دارند. اين شرايط داراي ارتباط نزديكي با مشكل نسبي باززايي گياهي برنج است. هيسر(Heyser) و همكاران(1983) پينه را به دو نوع رويان زا و نا‌رويان‌زا تقسیم بندی كرد‌ه‌اند. اما چنین پينه های رويان زایی مي‌توانند گياهان باروری را توليد كنند.درحالي‌كه، پينه نارويان‌زا، گاه‌گاهي، جوانه‌هايي را به وجود مي‌آورند كه نمي‌توانند ريشه‌دارشوند(جدول1-4) .

حتّي در كشت‌هاي 50 هفته اي نيز تقريباً 20% پينه هاي رويان زا ، جوانه توليد كردند. اين دو نوع پينه به وضوح مي توانستند از يكديگر تميز داده شوند: پينه رويان زا سفيد و متراكم، و داراي رويان‌هاي نسبتاً نموّ يافته بودند، پينه نارويان زا از زرد كم رنگ تا قهوه اي متغير بودند. همان طور كه در بالا اشاره شد، ياخته‌هاي كشت شده دو نوع پينه را شامل مي شوند:يكي پينه رويان زا كه قابليّت باززايي دارد و ديگري پينه نارويان‌زا كه باززايي آن به سختي وقوع مي يابد. به اين دليل، فرآيند باززايي در كشت بافت، اغلب با مشكلات شديدي مواجه است. در مورد اين كه آيا چنين روندي بر گشتي يا غير برگشتي رخ مي‌دهد، همواره پيشنهاد‌هايي وجود داشته است(10).

در اين زمينه، براي تشخيص پينه با قابليّت هاي باززايي بالا با استفاده از روش‌هاي زيست شيميايي، كوشش هايي صورت گرفته است. آبه و فوتسوهارا (1989) پينه انتخاب شده با قابليّت باززايي بالا و غير انتخابي آن را به روش تجزيه آيزوزايم پراكسيداز با هم مقايسه كردند. آن‌ها در نوارهاي بحراني تفاوت‌هاي معني داري را تشخيص دادند. علاوه بر اين ، با استفاده از الگوي نوار بندي پروتئين به وسيله PAGE ـ SDS (لايه يا صفح‍ة SDS) آن‌ها  فقدان نوار پلي پپتيدي داراي جرم مولكولي kd24 و kd42 را شناسايي كردند

جدول1-4  تعداد گياهچه هاي حاصل از 10 سانتي متر مكعب پينه پس از 5 هفته در چهار رقم برنج.

.

       اغلب در كشت ياخته‌اي گوناگوني‌هايي در كروموزوم‌ها رخ مي دهد. اين تفاوت‌ها ممكن است به علت گوناگوني‌هاي ريخت شناختي وكروموزومي در گياهان حاصل از باززايي باشد. سان و همكاران (1983) گياهان باززايي مشتق از پينه بذر و نسل هاي بعدي آن‌ها را در بيش از 2000 عدد، آزمايش كردند. آن‌ها دامنه وسيعي از گوناگوني هايي را مشاهده كردند كه نوع قد كوتاه را توسّط يك ژن منفرد مغلوب هدايت مي كرد، مانند: سبزدش‌هاي (كلروپلاست‌) غير طبيعي، گوناگوني در ارتفاع گياه، تعداد خوشه، وزن دانه و زمان رسيدن. انتظار مي رود اين گوناگوني‌هاي زادشناختي براي اصلاح نژاد گياهي سودمند باشد. هر چند، موانع زيادي وقوع اين گوناگوني‌ها را متوقّف مي‌سازد. تمايززدايي و باززايي دركشت ياخته ها براي همه‌ي بافت‌هاي گياهي و همه‌ي کولتیوارها و ارقام، هميشه كارآيي ندارند. اميد است با پيشرفت فعّاليت‌هاي تحقيقاتي در اين عرصه، استفاده مؤثّراز روش‌هاي كشت بافت گياهي در گسترش تنوّع زادشناختي امكان پذير گردد (9) .

 كشت انتهايي شاخه

    امروزه مطالعات فراواني در باره‌ي كشت انتهاي شاخه وجود دارد. تاناكا (1983) نشان داد كه با يك باردسترسي به گياه برنج هتروزيس براي تكثيربا استفاده از روش كشت انتهاي شاخه، مي توان از آن تعداد زيادي نشاء تهيّه كرد.

          ازمحيط پايه شامل محيط غذايي  B5پيشنهادي گامبورگ و محيط غذايي MS  به پیشنهاد موراشیج و اسکوگ استفاده شد. انتهاي شاخه به طول 5/0 ميلي متر از نشاهاي در حال رشد را قطع كرده و در 25 نوع محيط غذايي مختلف كه مطابق جدول 1-5 سيتوكنين و اكسين به آن‌ها اضافه شده بود، كشت گرديد. اين نوك شاخه‌ها در لوله‌آزمايش‌هاي به قطر 27 ميلي متر و طول200 ميلي متر كشت شدند و در معرض كشت دوراني با سرعت 2 دور بر دقيقه و درجه حرارت 22 درجه سانتي گراد قرارگرفتند. در طول كشت، شدّت نور در حدود1000تا2000 لوكس برقرارگرديد. يك ماه پس از كشت، توده هاي نخستين شاخه سبز رنگ به قطر 5 ميلي متر حاصل شد. در اين آزمايش با توجه به جدول1-5 محيط غذايي شماره 7 بهترين نتيجه را به دست داد. هرماه پس از اين كه توده هاي نخستين شاخه حاصل مي گرديدند، آن‌ها به‌نوبت به قطعاتي با قطر 4-3 ميلي متري تقسيم مي شدند و براي تكثير با همان شرايطي كه اشاره شد، در محيط هاي تازه كشت مي گرديدند (6).

 محيط غذايي شاخه زايي كه درتوليد گياهچه از توده‌هاي نخستين شاخه به كار مي رفت، يك محيط نيمه جامدي با pH برابر 8/5-7/5 در نظر گرفته مي‌شد. براي تهيّه اين محيط غذايي نيمه جامد، محيط B5 فاقد ساكارز را به نسبت 1 به 5 رقيق كرده و 20 گرم بر ليتر ساكارز و 8 گرم برلیتر ماده شیمیایی نيمه‌جامد‌كننده‌ آگار به آن اضافه گرديد. براي كشت، 80 ميلي ليتر از اين محيط غذايي را در داخل ارلن 300 ميلي ليتري ريخته و سپس يك توده نخستين شاخه به قطر 2-1 ميلي متر با دقت در آن كشت گرديد. اين كشت تحت شرايط حرارتي 20 درجه سانتي گراد و شدّت نوري 4000 لوكس نگاهداري گرديدند و براي اين كه اولين شاخه‌ها ظاهر شوند، در 16 ساعت روشنايي و 8 ساعت تاريكي قرار داده شدند. 2 تا 3 هفته پس از كشت، بنه ها(Corms) پديدار شدند و ريشه ها از مجاورت پايه ها ظاهرگرديدند. نشاء ها شروع به رشد كردند و پس از دو ماه كشت ساكن (Static) به ارتفاع حدود 70 ميلي متري رسيدند در مسير رشد و تكثيرشان، نوشاخه‌هاي نخستين برنج، اغلب اندام‌هاي پهن‌برگ مانندي را تشكيل مي دادند. در هر دو لايه، دانه‌هاي پلاستيدي مشاهده شدند، در هر حال سبزدش‌ها در لايه داخلي توسعه يافته تر از لايه خارجي بودند (10) .

نوشاخه نخستين مركب از دولايه بود: يك لايه‌ي خارجي با يك رديف از ياخته هاي منفرد و يك لايه‌ي داخلي چندين ياخته‌اي داراي بافت نرم. ديواره ياخته‌هاي لايه خارجي ضخيم‌تر از لايه داخلي بود. تكثيرگياهچه‌ها خيلي سريع انجام شد: افزايش سرعت تعداد درهرماه 5 برابر ماه پيش مي گرديد، يعني در سال بالغ بر 14/2 ضربدر 10 به توان 8 گياه‌بود. معني آن اين است،  يك گياه اوليه مستعد توليد بيش از 240 ميليون گياه درسال است(10) .

زمینه ژنتیکی كشت انتهايي نو شاخه برنج

 وانگ (1987)كشت انتهايي شاخه برنج هاي وحشي O. rufipogon O. perennis,  , O. nivara , , O. sativa X O. latiforia F1, O. sativa X O. perennis F1, O. sativa X O. rufipogon F1, O.atiforia به اضافه دو زيرگونه‌ي‌ برنج زراعي هندي و ژاپني را بررسي كرد. تقريباً در همه مواد حاصل از كشت انتهاي شاخه( حدود 2/0 ميلي متر طول) در ششمين مرحله برگي عمل تمايزيابي رخ داد. در نتيجه تأثيرگذاري زمينه ژنتیکی تشكيل جوانه‌ي گل در گياهان باززايي شده ، ميزان تشكيل جوانه گل در برنج وحشي بيشتر از برنج زراعي بود و سرعت آن در ارقام هندي عمومأ بيشتر از ژاپني شد. تجزيه تركيبات اصلي محيط‌هاي غذايي مورد استفاده در اين كشت‌ها نشان داد كه زآتين در شتابدهندگي تشكيل نخستين خوشه تأثير بسزايي دارد، در حالي كه اسيد آبسزيك ظاهراً تمايز خوشه را شتاب مي‌دهد. در ضمن معلوم شد كهNH₄)₂SO₄ ) از تمايز خوشه‌ها جلوگيري به عمل مي آورد(10) .

كشت بساك ياگرده نارس

تا سال 1968 كه براي اوّلين بار گياهان تك لاد توسّط" ني اي زيكي و اونو" از كشت بساك برنج توليد شد ، تحقيقي انجام نشده بود. بعد از آن، هم در ژاپن و هم در كشورهاي ديگر براي توسعه اين شاخه از علم تحقيقاتي انجام يافت . مطابق گزارش گردهمايي كشت بساك در سال 1978 و نيز مقالاتي كه توسّط شن و همكاران (1983)، شن (1986) و اكسو (1988) به چاپ رسيد مي توان پي برد كه مطالعات گسترده‌اي در چين انجام شده‌است . در اين نوشته، بيش تر از منابعي استفاده خواهد شد كه توسّط شن در سال 1978 نگارش يافته است.

جدول1-5 نتايج كشت انتهايي شاخه برنج در محيط هاي غذايي با تركيبات مختلف اكسين و سيتوكنبن (ميلي گرم بر ليتر)  (تاناكا،1983).

   توضيح: محيط پايهB5 و هورمون‌ها شامل)  NAAاسيد آلفا- نفتالن استيك ) و 2,4-D (اسيد 2،4-دي كلروفنوكسي استيك) و BAP ( 6- بنزيل آمينوپورين) و K ( كينتين).

 فرآيند باززايي گياهي در برنج

    پيش از توليد تك لاد برنج ، با استفاده از تاتوره و توتون گياهان تك لادي حاصل گرديده بود. در اين گونه‌هاي گياهي، از ريز هاگ‌ها، رويان‌هايي تهيّه گرديد و سپس از آن‌ها گياهچه هايي باززايي شدند. در رابطه با گياه برنج، معلوم شد كه گياهچه‌ها از پينه‌ي حاصل از ريزهاگ‌ها تمايز مي‌يابند(10). سپس اين فرآيندكه به موجب آن ريزهاگ‌ها از راه پينه، گياهان تك لاد را توليد مي كنند براي بسياري از گونه هاي گياهي به كار رفت. اگرچه در گياه برنج دنبال كردن چنين روندي كه با ريزهاگ آغاز و با رويان‌ها ادامه مي يابد و سپس تك لادها توليد مي گردند، رسميّت يافته است (شن وهمكاران،1982) امّا سرعت عمل آن بسيار كم مي باشد(10).

عوامل مؤثّر در القاي پينه‌