تولید برنج هیبرید - ارائه دهنده: محمود صیادی فتمه سری

به نام خدا

دانشگاه جامع علمی کاربردی

موسسه آموزش‌های علمی کاربردی کشاورزی-  مجتمع

آموزش کشاورزی گیلان

پــــروژه :

دوره کارشناسی زراعت برنج

عنــوان :

تولید برنج هیبرید

استاد راهنما : مهندس اسماعیل پورکاظم

  ارائه دهنده: محمود صیادی فتمه سری

  پاییز 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 یکی از مهمترین منابع غذایی مردم در سطح جهان می باشد ودر سطحی بالغ بر 146 میلیون هکتار کشت می گردد ومیزان تولید آن نیز بالغ بر 520 میلیون تن در هکتار می باشد.دو سوم کالری روزانه مردم در مناطق آسیا ویک سوم کالری مورد نیاز مردم در آمریکای لاتین وآفریقا از طریق مصرف برنج تامین می شود(3). پس از شناخت ژن های پا کوتاهی و وقوع انقلاب سبز، عملکرد برنج در حدود 4/2 درصد در سال افزایش یافته است(6). یکی از مهمترین پیشرفت های انجام شده در زمینه اصلاح گیاهان زراعی، تولید گیاهان هیبرید می باشد که برای اولین بار حدود سال 1930 در مورد ذرت انجام پذیرفت.این امر اصلاح گران را تشویق نمود تا بدنبال پدیده هتروزیس در سایر محصولات باشند(4).

     سورگوم، ارزن، پنبه، آفتابگردان، گوجه فرنگی، بادمجان، فلفل، پیاز،چغندر قند وبرنج از محصولاتی هستند که در آنها ازخاصیت هیبرید بطور گسترده ای استفاده می شود(7). اصلاح برنج هیبرید واستفاده از پدیده هتروزیس یکی از راه های دستیابی به افزایش تولید برنج، متناسب با نرخ رشد جمعیت می باشد. اگرچه پدیده هتروزیس در برنج از سال 1926 شناسایی شده است، اما استفاده تجاری از آن زمانی آغاز شد که دانشمندان چینی مدعی شدند که ارقام برنج هیبرید دارای 20 الی 30 درصد افزایش تولید نسبت به ارقام پا کوتاه هستند(2).لازم به ذکر است که چنین عملکردی در شرایط عادی واعمال مدیریت زراعی یکسان بدست آمد.

     سطح زیر کشت برنج هیبرید در سال 1991 در چین به 17 میلیون هکتار رسید واین میزان مساحت یعنی، 55 درصد سطح زیر کشت برنج و66 درصد تولید کل برنج در چین باعث گردید که موسسه
بین المللی تحقیقات برنج وسایر  مراکز تحقیقاتی برنج در اوایل دهه 1980 فعالیت خود را در زمینه اصلاح واستفاده از تکنولوژی تولید برنج هیبرید آغاز کند(6)    

تاریخچه برنج هیبرید:

      سابقه شناسایی هتروزیس به گیاهان دگربارور بر میگردد و گزارشات در اوایل 1700 میلادی به صورت بهبود بنیه و نمود حاصل از تلاقی برای تعدادی از گونه ها موجود میباشد . همچنین مندل(1865)و داروین(1877) نیز در ازمایشات خود ، برتری دورگ را در بسیاری از هیبرید ها یافتند . زمینه اصلی برای گسترش تجارتی پدیده هتروزیس در سال 1910 در گیاه ذرت مهیا گردید . این گیاه از نخستین محصولاتی بود که تولید بذر هیبرید در ان مورد توجه قرار گرفت (7) .پدیده هتروزیس در برنج از سال 1926 شناسایی شد. اما استفاده تجاری از آن زمانی آغاز شد که دانشمندان چینی مدعی شدند که ارقام برنج هیبرید دارای 20 الی 30  درصد افزایش تولیدنسبت به ارقام پا کوتاه هستند(3). در ایران اولین گام تحقیقات برنج هیبرید در سال 1366 در ایستگاه تحقیقات برنج رشت در گیلان و آمل در مازندران با وارد نمودن دو لاین نر عقیم به نامهای V20A و W32A توسط صالحی وهمکاران وسری دوم لاین های جدید نر عقیم به نام های IR58025A وIR28298A نیز توسط درستی ونعمت زاده از ایری(IRRI) در خواست وبه ایران وارد ودر مراکز تحقیقاتی برنج رشت وآمل مورد ارزیابی قرار گرفت(2). در سال 1375 پرو‍ژه ملی برنج هیبرید با تلاش فراوان بصورت مشترک به تصویب دانشکده علوم کشاورزی ساری و موسسه تحقیقات برنج کشور وسازمان تحقیقات، آموزش وترویج کشاورزی رسید(6).

مشخصات گیاه شناسی برنج:

     برنج گیاهی است مخصوص مناطق پر آب وگرم از رده تک لپه ای ها متعلق به قبیله لگومی فلوره وتیره گرامینه(poaceae) و زیر تیره اوری زوئیده وجنس اوریزا می باشد. جنس اوریزا دارای 25 گونه مختلف است گیاه برنج از کاشت تا برداشت به 80 تا 270 روز زمان نیاز دارد برنج گیاهی است معمولا روز کوتاه ویکساله ولی بعضی از انواع چند ساله آن نیز موجود می باشند. برنج دارای ساقه ای راست وتوخالی است که ارتفاع آن بین 200-50 سانتی متر ، تعداد برگ بین 10 تا 20عدد و. قطر ساقه برنج بین 6 تا 12 میلی متر متغیر است. هر بوته برنج معمولا 4 تا 5 پنجه تولید می‌کند واصولا تولید پنجه در برنج خیلی زیاد می باشد. برگ برنج شامل پهنک و غلاف بلندی است.زبانک یا لیگول برنج غشایی وبلند بوده ودر موقع رسیدن شکاف بر می دارد این زبانک غشایی سه گوش بوده و دارای طولی در حدود 15-10 میلی متر است.

     گل آذین در برنج به صورت پانیکول بوده ودر انتها واقع شده است. از محل هر گره محور اصلی خوشه یک یا چند انشعاب اولیه بوجود می آید. که بعدا از همین انشعابات اولیه، چندین انشعابات ثانویه تولید می شود که بعد از هر یک از این انشعابات ثانوی یک یا چند خوشه چه یا تک گل بوجود می‌آید. گل شامل مادگی، پرچم ها ولودیکول ها می باشد. مادگی شامل کلاله ها، خامه وتخمدان می‌باشد. کلاله پری شکل از دو شاخه تشکیل یافته است. تعداد پرچم در برنج برخلاف اکثر غلات 6 عدد می باشد. میوه برنج گندمه بوده، بدین معنی که پوسته های میوه وپوسته دانه با هم رشد می نماید. دانه برنج دارای رنگ های مختلفی از قبیل زرد، سفید، قرمز وسیاه است.وزن هزار دانه برنج در حدود
40-20 گرم است(1).

هتروزیس در برنج:

     تاکنون تنها دو روش موثر برای افزایش پتانسیل عملکرد محصولات از طریق اصلاح شناخته شده است که یکی از آنها بهبود مورفولوژیکی گیاه ودیگری استفاده از هتروزیس می باشد. اصلاح صفات مورفولوژیکی، به تنهایی پتانسیل بسیار محدودی دارد و اگر هم منحصرا از هتروزیس استفاده گردد نتایج نامطلوبی خواهد داشت. هر روش اصلاحی دیگر مانند اصلاح ملکولی نیز باید به همراه صفات مورفولوژیکی مناسب وهتروزیس قوی باشد(7). هتروزیس را بیشتر مترادف با رشد عالی هیبرید می‌دانند یعنی برتری هیبرید های F1 نسبت به والدین آنها. تظاهر هتروزیس فقط در نسل اول (F1) صورت می گیرد. بنابراین کشاورزان هر سال باید اقدام به خرید بذر های هیبرید کنند(3).

هتروزیس ممکن است مثبت یا منفی باشد که در اصلاح نباتات اهمیت زیادی دارد.واهمیت آن به هدف اصلاحی بهنژادگر بستگی دارد. به عنوان نمونه هتروزیس مثبت برای عملکرد مفید است در حالی که هتروزیس منفی برای زمان رسیدن گیاه ویا ارتفاع بوته اهمیت دارد(5).

طبق برخی گزارشات عملکرد بالاتر در برنج های هیبرید بدلیل هتروزیس در تعداد پانیکول و تعداد گلچه ها بود. هر چند محققان متعددی از جمله پی لایی،ویرمانی وهمکاران نشان دادند که هتروزیس در عملکرد، اصولا بدلیل گلچه های بیشتر در پانیکول وتا حدودی بدلیل وزن هزار دانه بالاتر بود وتعداد پانیکول دارای هتروزیس منفی یا غیر معنی دار بود(8).

روش های نر عقیمی در برنج:

     بکار گیری پدیده نرعقیمی در تولید بذرهای هیبرید تجارتی در برنج امری ضروری است. اگرچه روش های مختلف نر عقیمی در برنج شناسایی شده اند، از میان آنها نرعقیمی سیتوپلاسمی در توسعه وتکامل فن آوری تولید بذر هیبرید نقش بیشتری دارد.به تازگی نر عقیمی ناشی از تاثیر عوامل محیطی نیز در برنج شناسایی شده وتلاش قابل توجهی در این زمینه در دست انجام است.

در مواقع خاص نیز از مواد شیمیایی (گامت کش ها) در تولید نر عقیمی در برنج استفاده می شود.

روش های نر عقیمی ژنتیکی وغیر ژنتیکی شناخته شده برای تولید بذر هیبرید عبارتند از:

الف) نر عقیمی ژنتیکی- سیتوپلاسمی

ب) نر عقیمی ژنتیکی حساس به محیط

ج) نر عقیمی القایی یا ایجاد شده از طریق مواد شیمیایی

  الف) نر عقیمی ژنتیکی- سیتوپلاسمی:

     چنین نر عقیمی، با اثر متقابل بین هسته وسیتوپلاسم بوجود می آید. علت اصلی آن هم وجود عامل در سیتوپلاسم است.عدم وجود عامل ایجاد کننده نر عقیمی چه در هسته، چه در سیتوپلاسم، لاین‌بارور را ایجاد می کند.وجود برخی از ژنهای اعاده کننده در هسته، نتایج هیبرید حاصل از تلاقی یک لاین نر عقیم سیتوپلاسمی با لاین اعاده کننده را بارور می کند(5).

در روش نر عقیمی سیتوپلاسمی،جهت تولید برنج هیبرید از سه لاین ذیل استفاده می شود.

1) لاین نرعقیم (A لاین):

     به نوع خاصی از لاین اصلاح شده گفته می شود که بساک های آن غیر طبیعی و فاقد دانه گرده باشند ویااینکه دانه های گرده آن عقیم است ولی مادگی طبیعی ونرمال دارد.بنابر این خود قادر به تشکیل بذر نمی باشد ولی اگر دانه گرده نرمال به آن برسد،تولید بذر می کند(7).

     خوشه های لاین نر عقیم ممکن است بطور کامل از غلاف برگ پرچم خارج شوند ویا قسمتی از آن در غلاف برگ پرچم باقی بماند.کیسه های بساک آن ممکن است به رنگ زرد روشن یا سفید چروکیده باشد ودوره گلدهی آن بیش از هفت روز نمی باشد(6).

     یک لاین نر عقیم سیتوپلاسمی خوب باید دارای خصوصیات زیر باشد:

-        نر عقیمی پایداردر محیطی که بکار گرفته می شود

-        سازگاری با محیطی که در آن بذر تولید می شود

-        قابلیت خوب دگر گشنی برای تولید بذر بیشتر

-        قابلیت پذیرش باروری نسبت به لاین های مختلف یا لاین های اعاده کننده باروری (R )

-        قابلیت ترکیب پذیری خوب

-        کیفیت فیزیکوشیمیایی(پخت وخوراک مطلوب) (5).

2) لاین نگهدارنده( Bلاین):

     لاین دهنده گرده می باشد که برای گرده افشانی لاین نرعقیم بکار می رودو تولید بذر می کند که گیاه حاصل از آن نرعقیم می باشد.وجود این لاین جهت حفظ وتکثیر لاین نرعقیم ضروری است(7).

3) لاین باز گرداننده باروری( Rلاین):

این لاین نیز دهنده گرده می باشد و در صورت تلاقی با لاین نر عقیم تولید بذر بارور می‌نماید که می تواند در سطوح تجارتی در اختیار زارع قرار گیرد(7).

خصوصیات مطلوب لاین اعاده کننده باروری بشرح ذیل می باشد:

خوشه های آن طویل ودارای حد اقل 125 گلچه ویا بیشتر باشد.

خوشه ها از برگ پرچم کاملا خارج گردند.برای خروج کامل بساک ها از گلچه، میله پرچم باید بلند باشد.

بساک ها باید بزرگ، بسته ودارای دانه گرده زیادی باشند.

بساک ها باید بیشتر دانه های گرده را پس از خروج از گلچه آزاد نمایند (6).

ب) نر عقیمی ژنتیکی حساس به محیط یا روش دو لاینی[1](EGMS)

     نر عقیمی ژنتیکی، زمانی حساس به محیط است که لاین مورد نظر در یک شرایط خاص محیطی قادر به تولید دانه گرده زنده وبارور نباشد.

انواع نر عقیمی ژنتیکی حساس به محیط:

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

     این نوع نر عقیمی ژنتیکی، حساس به طول روز است وبرای بروز عقیمی، به طول روز خاصی نیازمند است.برای نمونه بیشتر لاین های نر عقیم حساس به طول روز در شرایط روز بلند(بیش از 75/13ساعت روز) نر عقیم ودر شرایط روز کوتاه(کمتر از 75/13ساعت روز) بارور هستند.

2) نر عقیمی ژنتیکی حساس به درجه حرارت(TGMS)[3] :

     این نوع نر عقیمی ژنتیکی،به درجه حرارت حساس است وبرای بروز عقیمی به درجه حرارت خاص نیاز دارد. برای نمونه بیشتر لاین های نرعقیم حساس به درجه حرارت در دامنه های بیش از 30 درجه سانتیگراد قرار می گیرند ودر دمای کمتر از 30 درجه سانتیگراد بارور می شوند. نقطه بحرانی بارور وعقیمی از یک ژنوتیپ به ژنوتیپ دیگر متفاوت است.

     درجه حرارت بحرانی باروری در لاین های TGMSمتفاوت است.حداقل درجه حرارت بحرانی می تواند از 15 الی 25 روز قبل از خوشه دهی و5 الی 15 روز بعد از شروع تشکیل خوشه باشد(5).

استفاده از لاین های EGMS برای تولید بذر هیبرید:

     در سیستم تولید بذر هیبریدبه روش EGMS(روش دو لاین) لاین نگهدارنده وجود نداردو بوته نرعقیم با تغییر شرایط محیطی قابلیت تولید بذر رادارا می باشد بدین ترتیب که در شرایط طول روز بلند ودرجه حرارت بالا کاملا عقیم بوده ودر طول روز کوتاه ودرجه حرارت پایین، نیمه بارور می‌باشد. بنابراین این لاین می تواند در دوره عقیمی خود به عنوان لاین نر عقیم در تولید بذور هیبرید و در دوره باروری خود جهت تکثیر استفاده گردد.

  از زمان شناسایی این سیستم در کشور چین تاکنون بیش از 20 رقم برنج هیبرید دو لاینی تولید ومعرفی شده است که قابلیت عملکرد بالا ومقاومت وکیفیت مطلوبی دارند.

مزایای روش دو لاینی برای تولید بذر هیبرید :

-        مراحل تولید بذر ساده می باشد چرا که به لاین نگهدارنده نیازی نمی باشد

-        شانس تولید هیبرید های دلخواه تا حد زیادی افزایش می یابد بدلیل اینکه در انتخاب والدین، برای تولید هیبرید های جدید، آزادی عمل بیشتر است.

مطالعات نشان دادکه در روش دو لاینی بیش از 97 درصد واریته های همان زیر گونه می توانند نقش باز گرداننده باروری یا والد پدری را ایفا کنند.در حالی که تنها کمتر از 5 در صد واریته ها می توانند به عنوان باز گرداننده باروری لاین های نر عقیم در سیستم سه لاین بکار روند.

بدلیل وراثت هسته ای در عقیمی لاین های (TGMS) هیچ اثر منفی ناشی از سیتوپلاسم عقیم وسیتوپلاسم غالب موجود در لاین CMS[4] وجود ندارد.

     ظاهرا تولید برنج های هیبرید با عملکرد بیشتر،زودرس تر، کیفیت دانه بهتر ومقاومت بیشتر به آفات به وسیله روش دو لاینی آسانتر از روش سه لاینی می باشد وبطور معمول برنج های هیبرید دو لاینی در مقایسه با برنج های هیبرید سه لاینی افزایش عملکردی حدود 5 تا 10 درصد دارند(7).

معایب روش دو لاینی:

     تولید برنج به روش دو لاینی احتمال عدم خلوص بذردر درجه حرارت های پایین تردر مرحله حساس به درجه حرارت در لاین های TGMSوجود دارد.بنابر این مهمترین عامل در خلوص بذور، تولید لاین های TGMS با درجه حرارت های مناسب می باشد که معمولا برای مناطق معتدله 23 درجه سانتیگراد وبرای مناطق نیمه گرمسیری 24 درجه سانتیگراد می باشد(7).

ج) نر عقیمی ناشی از عوامل شیمیایی :

     نر عقیمی ناشی از عوامل شیمیایی، روش غیر ژنتیکی تولید لاین های نر عقیم(Aلاین) است.برخی از مواد شیمیایی مانع تشکیل گامت های زنده بارور می شوند. این مواد شیمیایی را اصطلاحا گامت کش((Gameticide می گویند. این روش در اصل برای گیاهانی که دارای مکانیسمی با گل های دوجنسی هستندوتولید لاین های نر عقیمی سیتوپلاسمی یا ژنتیکی در آنها مشکل است، بکار می‌رود.

     در این روش برای تولید بذر های هیبرید ، پایه مادری را تحت تاثیر مواد شیمیایی یا گامت کش قرار می دهند در نتیجه فقط دانه های گرده آنها از بین می رود وهیچ آسیبی به مادگی گل نمی رسد. برای تولید بذر هیبرید دو والد مورد نظر را به صورت ردیف های متناوب کاشته، فقط ردیف های مادری را در معرض گامت کش قرار می دهند. بذر حاصل از ردیف های مادری،دانه گرده لازم را از ردیف های پایه پدری می گیرد(5).

سیستم تک لاینی تولید برنج هیبرید :

     از اواخر دهه 1980 استفاده از روش آپومیکسی در برنج در کشور چین آغاز گردید وهدف،تولید هیبریدی است که در نسل های آن تفرق ایجاد نگردد.بدین معنی که هتروزیس در آن تثبیت گردد.تولید برنج آپومیکت (apomict ) که هنوز در مرحله آزمایشی می باشد، ممکن است نیازمند روش های فن آوری زیستی در کنار روش های اصلاحی سنتی باشدو شاید تا موفقیت، راه طولانی در پیش باشد.

بذر پا شی لاین های والدینی در خزانه:

      برای تولید نشاء کافی یک هکتار برنج هیبرید، نیازمند 15 کیلوگرم بذرA لاین و5 کیلو گرم بذر R می باشیم(6).

     بطور کلی در سیستم سه لاینی تولید برنج هیبرید، دو نوع خزانه برای کشت والدین وجود دارد. یکی از خزانه ها، خزانه حفظ وتکثیر لاین نرعقیم می باشد که در آن لاین های نر عقیم ونگهدارنده نر عقیمی بطور متناوب کشت می گردند.خزانه بعدی، خزانه تولید بذر هیبرید می‌باشدکه لاین نرعقیم ولاین اعاده کننده باروری در آن کشت میگردد(7).

موفقیت در تکثیر لاینA یا تولید بذر هیبرید،بستگی به همزمانی گلدهی لاین های والدینی دارد. هدف از همزمان نمودن گلدهی آنست که گل های لاین A ولاین B برای تولید بذر نر عقیم ویا گل های لاین A ولاینR برای تولید بذر هیبرید بطور همزمان باز شده وآماده پخش دانه های گرده سالم ویا دریافت دانه های گرده باشند.

هم زمان نمودن گلدهی لاین های والدینی به دو طریق صورت می گیرد:

-تنظیم تاریخ بذر پاشی در خزانه بر اساس طول دوره رویشی وشروع مرحله زایشی لاین های والدینی.

- تنظیم تاریخ گلدهی با اعمال مدیریت مزرعه ای (6).

زمان های مختلف بذر پا شی برای تولید بذر نر عقیم سیتوپلاسمی :

     لاینA یک بار ولاین  B دو بار بذر پاشی می شود. آغاز توالی بذر پاشی از روز نخست با بذر پاشی لاین A آغاز می گردد وبذر پاشی دور اول لاین B سه روز پس از بذر پاشی لاین Aمی باشد وبذر پاشی دور دوم لاین Bسه روز بعد از بذر پاشی دور اول لاین Bصورت می گیرد.

زمان های مختلف بذر پاشی برای تولید بذر هیبرید :

     برای تولید بذر هیبرید معمولا لاین R  را در سه تاریخ متفاوت بذر پاشی می نمایند. بذر پاشی معمولا با فاصله سه روز در میان صورت می گیرد. لاین A را فقط یک بار بذر پاشی می نمایند وبذر پاشی لاین Aبا نوبت دوم بذر پاشی لاین Rهمزمان می باشد وباید توجه داشت که این موضوع بستگی کامل به دوره رویشی لاینA ولاین R  دارد وبا دانستن این دوره باید تاریخ بذر پاشی را تنظیم نمود.

مثال 1- پایه مادری (A لاین) دارای 10 روز دوره زراعی بیشتر از پایه پدری (R لاین) است.

-        شروع توالی بذر پاشی از روز نخست با بذر پاشی لاین A می باشد. مثلا اول اردیبهشت

-         شروع اولین بذر پاشی لاین R 7 روز پس از بذر پاشی لاین A می باشد، 8 اردیبهشت.

-         بذر پاشی دور دوم لاین Rسه روز پس از بذر پاشی دور اول لاینR میباشد، 11 اردیبهشت.
(یعنی 10روز پس از A )

-        بذر پاشی دور سوم لاینR  سه روز پس از بذر پاشی دور دوم لاین Rمی باشد،
14 اردیبهشت(5).(یعنی 13 روز پس از A)

مزرعه تولید بذرنرعقیم سیتوپلاسمی وبذرهیبریدبرنج:

  روش‌های مختلف ایزوله نمودن مزرعه تولید بذر هیبرید :

الف) ایزولاسیون طبیعی : عوامل توپوگرافی نظیر دره و رود خانه، بهترین عامل برای حفظ خلوص A لاین می باشد.

ب) ایزولاسیون مکانی : برای حفظ خلوص A لاین بیش از 700 متر فاصله و برای تکثیر A لاین، 500 متر وبرای خلوص وتکثیر والد دهنده گرده 200 متر فاصله و برای تولید بذر هیبرید (F1)، 100 متر فاصله قابل قبول می باشد.

ج) ایزولاسیون زمانی : زمان خوشه دهی اولیه یک لاین باید حداقل 20 روز دیر تر یا زودتر از واریته های دیگر باشد.

د) ایزولاسیون به وسیله مانع :

1- محصولات پا بلندی همچون ذرت، نیشکر وسورگوم باید پهنای بیش از 30 متر در اطراف A لاین را پوشش دهد.

2- موانع مصنوعی مانند پارچه ایزولاسیون ویا نایلون که این مانع باید حداقل 5/2 متر ارتفاع داشته باشد(7).

نشاءکاری :

      نشاء کاری باید به عمق 2 الی 3 سانتی متر در خاک صورت گیرد.کاشت 1یا 2 نشاء در هر کپه هیچگونه تفاوتی در عملکرد گیاه ایجاد نمی نماید، مگر آنکه تک نشاء بمیرد واز بین برود.

نشاء یک یا دو بوته از لاین Aدر هر کپه و نشاء کاری دو بوته از لاینB و یا R توصیه می گردد.

ردیف های نشاء کاری باید عمود بر جهت وزش باد در زمان گلدهی باشد.ردیف های انتهایی لاینB و یا R باید یک یا دو بوته بیشتر از بوته های لاینA داشته باشند. نشاء کاری باید طوری انجام گیرد که هر بوته لاینA (در همان ردیف خودش) دقیقا در بین فاصله بین دوبوته لاینB و یا R قرار گیرد، فاصله ردیف ها وبوته ها کاملا ثابت ویکنواخت باشد.

A لاین

 انتقال نشاء به زمین اصلی، 21 روز پس از بذر پاشی، تاریخ خوشه دهی وگلدهی را مطمئن تر می سازد. نشاءهای مسن تر از 21 روز باعث تاخیر در گلدهی می شوند.یعنی در حدود نصف روزهای تاخیر کرده می باشد.نشاء کاری نشاء های جوان تر از 21 روز باعث جلو انداختن گلدهی می گردد.یعنی حدود نصف روز های جلو افتاده از 21 روز. چنانچه تاریخ نشاءکاری لاین A به تاخیر بیفتد، باید نشاء کاری لاینB و یا R  نیز به همان اندازه به تاخیر بیفتد(5).

     انتخاب نسبت مناسب بین ردیف های والد پدری ومادری اهمیت زیادی در میزان بذر تولید شده از لاین نر عقیم دارد. تعداد بوته های والد پدری باید در حدی باشد که دانه گرده کافی جهت بارور نمودن لاین مادری را داشته باشد واز طرفی نباید آنقدر زیاد باشد که عملکرد در واحد سطح بذر هیبرید تولید شده راکاهش دهد.بطور معمول نسبت والد مادری به پدری بین
 8 : 2 تا 12 : 2می باشد.ولی در خزانه تولید بذر هیبرید در مواردی که طول دوره رشد والد پدری بیشتر از والد مادری باشد، می توان تعداد خطوط کشت والد مادری را افزایش داد. زیرا لاین اعاده کننده باروری مدتی  زودتر از لاین نر عقیم کشت می شود و همین امر موجب پنجه دهی بیشتر و تعداد پانیکول بیشتر ودر نتیجه دانه گرده زیاد تر می شود و هر چه تفاوت  طول دوره رشد لاین نر

عقیم با لاین اعاده کننده باروری  بیشتر باشد می توان نسبت را بیشتر گرفت. به عنوان مثال در برخی از مزارع کشور چین تفاوت طول دوره رشد والد پدری ومادری به 30 روز می رسید به همین دلیل نسبت A به R 16 به 2 یا 18 به 2 بود.

     در مزارع دیگر که لاین اعاده کننده باروری تنها 5 روز دیر رس تر از والد نرعقیم بود، نسبت ردیفهای نر به ماده 2 به 12 در نظر گرفته شد. به طور کلی به ازای هر گلچه والد نر 4-3 گلچه برایوالد ماده در نظر می گیرند(7).

     فاصله بین ردیف نیز یکی از فاکتور های موثردر هم زمانی گلدهی و تولید بذر می باشد. معمولا فاصله بین دو ردیف لاین نرعقیم را کمتر از فاصله دو ردیف لاین پدری در نظر می گیرند. بدین دلیل که با کاهش فاصله ردیفهای والد مادری ، پنجه های کمتری تولید میشود و خوشه های یکنواخت و هم زمان تولید می گردد. از طرفی با افزایش فاصله بین دو ردیف والد پدری ، پنجه های بیشتری تولید میگرددو زمان گلدهی و گرده افشانی طولانی تر می شود و بالطبع در میزان تولید بذر از لاین نرعقیم موثراست. در کشور چین معمولا فاصله بین دو ردیف لاین نر عقیم را 13 سانتی متر ، فاصله بین دو لاین والد پدری را 25 سانتی متر و فاصله بین لاین نرعقیم ولاین پدری را 20 سانتی متر در نظر می گیرند(7).

     بابهبود روشهای تولید بذر و پیشرفت های انجام شده در این زمینه ، نسبت زمین لازم برای والدین برنج هیبریدتغییرات چشمگیری یافته است. به طوری که نسبت مزارع F1 : A/R :A/B در دهه 1970 برابر با 1:30:1000 بود که اکنون این نسبت به 1:50:6000 تغییر یافته است . بدین معنی که برای 6000 هکتار مزرعه برنج هیبرید ، نیاز به 50 هکتار مزرعه تولید بذر هیبرید و یک هکتار مزرعه حفظ و تکثیر لاین نرعقیم می باشد(7).

مدیریت مزارع تولید بذر:

الف- مدیریت کود و آبیاری در برنج هیبرید:

     نباید کودهای اصلی (NPK) با هم مخلوط و هم زمان استفاده گردد. بلکه برای بذر هیبرید باید کودهای ازته (N) فسفر (P) و پتاسه (K)جداگانه مصرف گردند. همه کودهای فسفره و پتاسه را در آخرین مرحله شخم و آماده کردن زمین ، باید مصرف نمود.یک سوم آنرا 5 الی 7 روز بعد از نشاکاری ، یک سوم دوم را 20 الی 25 روز بعد از کود پاشی نوبت اول و سر انجام یک سوم آخر را در زمان حداکثر پنجه دهی(6).

     ارقام هیبرید در مقایسه با واریته های معمولی ، به حدود 20 درصد کود اوره و 30-20 درصد

 کود پتاس بیشتری نیازمندند ولی نیاز فسفر آنها با هم برابر است. در بلوک های تلاقی والدین، در

مرحله تشکیل پانیکولهای جوان لاین نرعقیم،کود سرک داده نمی شود به دلیل آنکه از تولید پنجه

های غیر بارور زیاد، که می تواند بر روی همزمانی گلدهی تاثیر گذارد، جلوگیری گردد. همچنین

در برخی موارد می توان به کمک کود ازته، زمان خوشه دهی را تا چند روز به تاخیر انداخت ویا
بوسیله کود های فسفره وپتاسه خوشه دهی را2-1 روز جلو انداخت. البته باید به خاطر داشت که
استفاده از این روش نیازمند دقت زیاد وصرف هزینه و وقت می باشد. چرا که باید کود مورد نظر را

منحصرا پای یکی از والدین پاشید. برای سهولت این امر در کشور چین، کشاورزان با مخلوط کردن کود با خاک نرم این عمل را انجام می دهند.

     در مزرعه تولید بذر، کنترل آبیاری باید با دقت صورت پذیرد تا تکامل خوشه های هر دو والد

در یک زمان واقع گردد.با توجه به اینکه رطوبت نسبی بالا در طول گلدهی در مزرعه نیاز می باشد

،بنابر این درآب و هوای گرم، آبیاری ضروری است. مطالعات نشان داده است که میزان خروج کلاله بوته های نر عقیم می تواند با استفاده از نشاء های قوی،تکنیک های کودی وآبیاری مناسب افزایش یابد.در مزرعه تولید بذر هیبرید لاین اعاده کننده باروری نسبت به آب حساس می باشد بنا براین اگر از نظر گلدهی، R لاین جلوتراز لاین نر عقیم باشد، آب موجود در مزرعه را باید خارج نمود واگر لاین نر عقیم جلوتر باشد، مزرعه آبیاری می گردد(7).

ب- واکاری کوپه های از دست رفته

ج- کنترل علفهای هرز

د- کنترل بیماریها وآفات

و- حذف بوته های خارج از تیپ

     بوته های غیر تیپ ممکن است از لاینR و یا لاینA باشند.حذف بوته های غیر تیپ باعث جلو‌گیری از گرده افشانی ناخواسته می گردد.حذف بوته های غیر تیپ در هر زمانی که امکان تشخیص آن باشد ضروری است(6). حذف بوته های خارج از تیپ از مزرعه تولید بذر قبل از گلدهی،عملی در جهت مطمئن شدن وافزایش خلوص بذر است. این کار باید در طول دوره رشد و نمو و در هر زمانی که لازم است صورت گیردتا از دگرگشنی احتمالی بوته های هتروژنوس ((heterogenus جلوگیری شود(5).

مهمترین مرحله حذف بوته های خارج از تیپ شامل:

-        در زمان حداکثرپنجه زنی

-        در زمان گلدهی

-        دقیقا قبل از برداشت

بوته های خارج از تیپی که باید در زمان حداکثر پنجه زنی حذف گردند:

. حذف گیاهانی که خارج از ردیف قرار داشته باشند

. حذف بوته هایی که بلند تر از بوته های اصلی و یا کوتاهتر از آنها باشند

. حذف گیاهانی که از نظر شکل واندازه برگ متفاوت باشند

. حذف گیاهانی که از نظر رنگ برگ متفاوت با بوته های اصلی هستند.

حذف بوته های خارج از تیپ در زمان گلدهی:

. حذف بوته هایی که خیلی زود ویا خیلی دیرتر از بوته های اصلی به گل می روند

. حذف بوته های لاین A که دارای بساک زرد رنگ وسالم باشند.

. حذف کلیه بوته های بیمار وآفت زده از ردیف لاینA

حذف بوته های خارج از تیپ قبل از برداشت:

. حذف بوته های لاینA که دارای دانه بندی طبیعی باشند

.حذف بوته های که دارای خوشه هایی با شکل واندازه دانه متفاوت باشند

. حذف بوته هایی که دارای ریشک و یا فاقد ریشک یعنی غیر از تیپ بوته های اصلی باشند.

برآورد تاریخ گلدهی از طریق مراحل تشکیل خوشه(5)

مرحله	مرحله تکامل	تخمین تقریبی روز های گلدهی	تخمین طول خوشه
1	نخستین یا آغاز خوشه دهی	30	2/0
2	شاخه اولیه نخستین خوشه	27	4/0
3	شاخه ثانویه نخستین خوشه	24	5/1
4	مادگی واندام نر نخستین خوشه	20	2
5	سلول های مادری دانه گرده	17	25-10
6	تقسیم میوزی	12	80
7	دانه گرده بالغ	6	250-190
8	مرحله رسیدن دانه گرده	4	260
9 و10	گلدهی	2-1	270

 چیدن برگهای پرچم:

     چیدن برگهای پرچم در مرحله آبستنی گیاهان، تولید بذر هیبرید، امری بسیار ضروری است. معمولادر زمان آبستنی در حدود یک دوم الی یک سوم برگ پرچم وسایر برگها که هم ردیف برگ پرچم هستند بوسیله داس یا قیچی چیده می شوند (شکل 4). این عمل (چیدن برگ پرچم) باعث تسریع در حرکت دانه گرده شده وبازده دگر گشنی را افزایش می دهد.در نتیجه دانه بندی لاینA بهتر صورت می گیرد(5).

کاربرد اسید جیبرلیک(GA3) در تولید برنج هیبرید:

     در اغلب لاینهایCMS که منبع آنها WA است، قسمتی از خوشه درون غلاف برگ پرچم باقی می ماند.در نتیجه اسپری کردن لاین  Aیا اسید جیبرلیک، باعث تسریع خروج خوشه از غلاف برگ پرچم می شود. اسید جیبرلیک را باید در دو نوبت اسپری کرد. نوبت اول وقتی که
 5 الی 20 درصد پنجه ها شروع به خوشه دهی کردند ونوبت دوم را دو روز بعد از اسپری کردن نوبت اول انجام می دهند(5). میزان هورمون داخلی GA3در لاین های نر عقیم با سیتوپلاسم WA کمتر ازبوته های بارور است. بنا بر این در اغلب لاین های نر عقیم تیپ ایندیکا، حدود یک سوم تا یک چهارم گلچه های یک خوشه در غلاف برگ پرچم باقی می مانند وخارج نمی شوند وموجب کاهش تولید بذر F1 می گردد. دلیل عدم خروج کامل خوشه از غلاف، کوتاه بودن سه میانگره بالایی بخصوص آخرین میانگره لاین های نر عقیم ایندیکا نسبت به والد پدری می باشد.

GA3 یک تنظیم کننده رشد موثر می باشد که موجب تغییراتی در متابولیسم های فیزیولوژیکی وبیوشیمیایی گیاه می گردد. پاشیدن GA3بر روی یک لاین، موجب تحریک طویل شدن سلول های جوان می گردد. این هورمون در دهه 1970 به میزان 5/7 الی 45 گرم در هکتار استفاده می شد و در اوایل دهه1980 به 90-60 گرم در هکتار افزایش یافت.در اواخر این دهه، این هرمون به میزان 375 -300 گرم در هکتار مورد استفاده قرار میگرفت ودر دهه 1990 نیز 225 -150 گرم در هکتار پاشیدن بوسیله سمپاش پشتی و135-90 گرم در هکتار با سمپاش اتومایزر استفاده می شد.

مزایای کاربرد GA3 :

1- القای خروج خوشه و کلاله

2- حذف روش قطع برگ پرچم که این امر خود موجب مزایای زیر می گردد.

الف) افزایش وزن هزار دانه

ب) کاهش دانه های پوک

ج) کاهش خسارت ناشی از پاتوژن ها

د)بهبود پر شدن دانه ها

و) کاهش هزینه کار گری برای حذف برگ پرچم

ه) افزایش قابل توجه تشکیل بذر وعملکرد

3-تنظیم ارتفاع بوته بذری و والد پدری

4- تسریع رشد پنجه های پایین وافزایش تعداد خوشه های موثر

5- ایجاد خوشه های یکدست وهماهنگ

6- تغییر زمان آغاز خوشه دهی تا دو روز جهت همزمانی گلدهی

7- افزایش طول عمر وزنده ماندن کلاله ودانه گرده

     بهترین زمان استفاده از GA3زمانی است که 5-2 درصد خوشه ها به میزان صفر الی 2 سانتی متر از یقه برگ پرچم خارج شده باشند. توصیه می شود که پاشیدن این هورمون بین ساعت 10-7 صبح یا 7-5 بعد از ظهر صورت پذیرد هر چند اسپری کردن در صبح بهتر است زیرا دمای محیط پس از تیمار کردن این هورمون بالا می رود وبالطبع فعالیت گیاه افزایش یافته وجذب بهتر صورت می پذیرد. هورمون GA3را باید 3-2 بار در روز های متوالی در مزرعه بکار بردکه در نوبت اول یک سوم ودر نوبت دوم یعنی 2روز بعد باید دو سوم باقیمانده مصرف شود.

 عوامل مختلفی در میزان مصرف GA3در مزرعه موثرند :که از مهمترین آنها می توان به موارد ذیل اشاره نمود.

1- نوع لاین نرعقیم: بطور مثال میزان GA3 در لاین نر عقیم V2OAباید بیشتر ازZS97A باشد

2- تیپ لاینهای نر عقیم :لاین های نر عقیم تیپ ژاپونیکا به میزان هورمون کمتری نیاز دارند.

3- فصل رشد : در برخی مناطق که چند بار در سال برنج کشت می گرددمیزان مصرف GA3 در فصول سرد بیشتر از فصل گرم می باشد.همچنین در فصول مشابه، در مناطق گرم میزان مصرف کمتر است.

4- تعداد خوشه های موثر : که با افزایش خوشه ها، میزان مصرف بیشتر می‌شود.

5- مقدار ماده فعال موجود در GA3

6- نحوه پاشیدن

میزان آب مزرعه در زمان تیمار با GA3باید 5-3 سانتیمتر باشد. همچنین همراه با این هورمون 15- 5/7 کیلو گرم در هکتار کود اوره و 3 کیلوگرم در هکتار کود فسفات پتاسیم مصرف می گردد.گاهی اوقات لازم است جهت تنظیم ارتفاع لاین های والدینی مقادیر متفاوتی از هورمون برای دو لاین بکار برده شود. ولی باید بخاطر داشت که مصرف بیش از اندازه این هورمون موجب بلند ونازک شدن میانگره آخر و در نهایت ورس خوشه می شود.

     اگر هورمونGA3 زودتر اززمان توصیه شده مصرف گردد بر روی رشد میانگره های پایین تر تاثیر گذاشته و موجب افزایش ارتفاع گیاه و ورس بوته می گردد ومصرف دیر هنگام نیز تاثیری بر افزایش طول میانگره ها ندارد.مصرف در زمان مناسب موجب رشد دو میانگره آخر می گردد. در مزرعه تولید بذر هیبرید، در حالی که R لاین زودتر از لاین نرعقیم کشت شده باشد، باید منتظر ماند تا A لاین به مرحله مناسب رشد برسد سپس تیمار GA3 را اعمال نمود ولی در برخی موارد جهت چسبندگی بیشتر این هورمون با گیاه میتوان مقداری شکر با این هورمون مخلوط نمود ولی باید توجه داشت از آنجایی که GA3یک اسید است با یک ترکیب قلیایی مخلوط نگردد(7).

جیبرلیک اسید به صورت پودر می باشد و بصورت صد در صد ویا نود درصد خالص تجارتی به فروش می رسد. محلول جیبرلیک اسید بصورت PPM (قسمت در یک میلیون) محاسبه می گردد مثلا اگر سه گرم از  GA3 را در 50 لیتر آب حل کنید، محلول بدست آمده دارای غلظتی معادل 60 پی. پی ام می باشد.

پانصد لیتر آب برای یک هکتار برای سمپاش های تراکتوری ضروری می باشد.

پودر GA3 در آب حل نمی شود لذا باید ابتدا آن را در حجم بسیار کم الکل اتانول 70% حل نمود وسپس با آب مخلوط کرد.

چند قطره مایع ظرفشویی ویا لباسشویی نیز باید به آن اضافه گردد زیرا مایع پاک کننده باعث چسبیدن GA3 به سطح برگ می گردد وباعث بالا رفتن کار آیی آن می شود(6).

گرده افشانی تکمیلی :

     گرده افشانی تکمیلی در زمان گلدهی وبا تکان دادن گیاه (ردیف ها) با طناب ویا بایک چوب بلند صورت می گیرد(شکل 6 و7). این کار نه تنها باعث گسترش دامنه پراکنش دانه گرده می شود بلکه باعث تحریک گیاه شده و باز شدن لما وپالئا را آسانتر می کند. سه الی چهار بار گرده افشانی تکمیلی در مدت 6 الی 10 روز توصیه می شود(5).

     پس از گرده افشانی والدین مقداری دانه گرده در پرچم باقی می ماند که ممکن است بسته به نوع رقم،میزان آن متفاوت باشد.هر چه میزان دانه گرده باقیمانده بیشتر باشد بهتر است.چرا که درصد گرده افشانی را پس از زمان گرده افشانی معمول افزایش می دهدمعمولا در درجه حرارت بالا و رطوبت پایین،R لاین دانه های گرده را بیشتر وزودتر آزاد می کند حتی قبل از باز شدن گلوم ها ،ولی در شرایط حرارتی ورطوبتی مناسب،دانه های گرده در زمان مناسب آزاد می گرددو تا مدتی ادامه می یابد.بهترین زمان گرده افشانی تکمیلی موقعی است که بیشترین تعداد گلوم های باز شده را داشته باشیم. این عمل به فاصله هر نیم ساعت و به تعداد 4-3 بار در روز و به مدت 10 روز انجام می شود.

روش های گرده افشانی تکمیلی:

1- با استفاده از طناب : در این روش دو نفر دو سر طناب را گرفته و در سطح خوشه ها به آرامی حرکت میدهند.

2-با استفاده از چوب بلند نی خیزران (بامبو) : در این روش چوب را چند بار به آرامی بر روی خوشه ها حرکت می دهند

3- با استفاده از دو چوب کوتاه : در این روش یک فرد بین دو ردیفR لاین حرکت میکند و با چوب به خوشه های والد پدری به سمت دو طرف می زند تا دانه های گرده به سمت لاین های نر عقیم در دو طرف پراکنده گردد(7).

     گرده افشانی تکمیلی در روزهای آرام (زمانی که سرعت باد1 الی 3 کیلومتر در ساعت است) صورت می گیرد.زمانی که سرعت باد درحدود 8 الی 10 کیلومتر در ساعت باشد نیازی به گرده‌افشانی تکمیلی نیست. گرده افشانی تکمیلی در صبح زمانی که گلچه های پایه پدری در حال باز شدن و نیز پایه مادری آماده دریافت دانه گرده هستند(معمولا از ساعت 5/9 الی 12 ظهر) صورت می گیرد.

 برداشت بذور برنج هیبرید :

     برخلاف واریته های معمولی، برداشت بذور F1 نیازمند کار پیچیده تری است که اگر با دقت انجام نشود، خلوص بذر F1 تحت تاثیر قرار خواهد گرفت. فر آوری مناسب بذور هیبرید، معیار اصلی برای تضمین کیفیت بذور می باشد.از طریق فرآوری، بذور علف های هرز، مواد زاید، بذور شکسته، بذور چروکیده، کاه وکلش و دانه های سنگ جدا سازی می شود ورطوبت بذر به 13 درصد کاهش می یابد(7).

     ابتدا باید لاینR رابرداشت نمودو سپس لاینA برداشت گردد و باید هر یک را جداگانه نگهداری نمود. زمانی که 90 درصد بذور بر روی ساقه کاملا سفت و رنگ آنها طلایی گردید، باید برداشت گردد وزمان برداشت رطوبت بذر باید کمتر از 20 درصد باشد.

10-7 روز قبل از برداشت بذر هیبرید، مزرعه تولید بذر باید خشک گردد. ابتدا لاین R ویاB باید برداشت شوند وبرداشت باید به صورت دستی و با داس صورت گیرد. محصول برداشت شده لاین

R ویاB را باید کاملا از مزرعه خارج نمود و سپس به برداشت لاین A پرداخت. باید طوری عمل کرد که حتی یک خوشه از لاین R ویاB در مزرعه تولید بذر باقی نماند(6).

معمولا جهت حفظ خلوص بذور استحصالی از لاین های نر عقیم، ابتدا R لاین را برداشت نموده وپس از جمع آوری وخروج از مزرعه، اقدام به برداشت Aلاین می نمایند. با توجه به اینکه هدف اصلی در خزانه تولید بذر، برداشت بذور از لاین های نر عقیم است، در بسیاری از مناطق چین والد پدری را حتی پس از پایان گلدهی وقبل از رسیدن کامل، برداشت نموده و دور می ریزند.

در کشور آمریکا، شرکت های خصوصی که وظیفه تولید بذر هیبرید را بر عهده دارند، به علت بالا بودن هزینه کارگری، R لاین را برداشت نمی کنند وفقط لاین های نر عقیم برداشت می‌شود(7).

خلوص بذر تا حد زیادی بر پتانسیل عملکرد هیبرید های F1 تاثیر می گذارد. مطالعات نشان داده‌است که عملکرد برنج هیبرید به ازای هر یک درصد ناخالصی 100-80 کیلوگرم در هکتار کاهش می یابد در برنامه تولید برنج هیبرید، خلوص لاین های والدینی وبذور پایه بسیار حیاتی می باشد(9).

خرمنکوبی :

   در طول برداشت، خرمنکوبی، خشک کردن وبسته بندی بذور A لاین و والد پدری باید کاملا جدا از هم باشند و ادوات خرمنکوبی باید قبل از شروع کار کاملا تمیز باشد(شکل 8).  ضمنا برای هر کیسه بذر، دو برچسب در نظر گرفته می شود که یکی درون کیسه ودیگری بر روی کیسه قرار داده شود وبر روی آن مشخصاتی از قبیل نام و آدرس تولید کننده، نام  رقم هیبرید، وزن خالص، تاریخ تولید،شماره مجوز تولید ذکر میگردد. سپس این کیسه ها در انبار تمیز به میزان حداکثر یک تن در متر مربع قرار داده می شوند ودر صورت لزوم می توان از سمومی نظیر فسفید آلومنیوم جهت مبارزه با آفات انباری استفاده نمود(7).

برای ذخیره سازی مطمئن، درصد رطوبت بذر را باید به 13 درصد رسانید. ذخیره سازی بذر های خشک شده برای حفظ قوه نامیه بذر خیلی مهم است.بذر خشک مانع رشد کپک وسایر قارچ ها و باکتری ها می گردد(6).

منابع مورد استفاده:

1) اله قلی پور، م - بررسی همبستگی بین برخی از صفات مهم زراعی با عملکرد از طریق تجزیه علیت دربرنج - 1376 – پایان نامه کارشناسی ارشد- انتشارات دانشکده کشاورزی دانشگاه تهران.

2) درستی، ح – گزارش نهایی  بررسی تولید بذر هیبرید (F1) -  1385 - انتشارات موسسه تحقیقات برنج کشور.

3) درستی، ح-  گزارش نهایی پروژه اصلاح و معرفی برنج هیبرید تجارتی(F1) - 1385 -انتشارات موسسه تحقیقات برنج کشور.

4) درستی، ح –گزارش نهایی  بررسی مقایسه عملکرد مقدماتی لاین های برتر در تولید بذور هیبرید برنج -  1379 - انتشارات موسسه تحقیقات برنج کشور.

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

6) نعمت زاده، ق وتریز، الف- تولید بذر هیبرید برنج – 1381 – انتشارات دانشگاه مازندران.

7) نوری، م – مروری بر مباحث برنج هیبرید – 1382 – انتشارات موسسه تحقیقات برنج کشور 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 – CNHRRDC – China.

[1]- Environment Genetic Male Sterlity

[2] -Photoperiod Genetic Male Sterlity

[3] -Temperature Genetic Male sterlity

[4] -Cytopelasmic Male Sterlity

اولین دوره کارشناسی زراعت برتج در دانشگاه علمی کاربردی به پایان رسید

برگزارکننده این دوره مجتمع آموزش عالی جهاد کشاورزی استان گیلان بود و با پذیرش 27 نفر دانشجو از بهمن ماه سال 1385 شروع شده بود. 14 نفر از فارغ- التحصیلان از کاکنان وزارت جهادکشاورزی هستند. مدیریت لایق این دوره را جناب آقای مهندس پورکاظم برعهده داشتند که در ارتقاء این دوره نقش اساسی داشته‌اند. ریاست محترم مجتمع آموزشی، بخش‌های آموزش، معاونت، امور فرهنگی و عملیات آزمایشگاهی و مزرعه‌ای برای اجرای هرچه بهتر این دوره کوشیدند تا روابط صمیمانه ای را در محیط آموزشی فراهم نمایند. در‌این دوره اولین گروه متخصصان زراعت برنج دانشنامه مهندسی زراعت برنج دریافت می‌کنند و در سال‌های آینده بر تعداد آن‌ها افزوده خواهد‌شد. دانشجویان پروژه‌هایی را به دانشگاه ارائه داده اند که براساس مسائل اصلی برنج استوار است و در صورتی که وضعیت مالی مجله برنج مناسب باشد، انتشار خواهند یافت.    

قیمت واقعی برنج چیست؟

بيماري هاي عمومي گياه برنج-1

             بيماري هاي عمومي گياه برنج-1

                                Shu – Huang Ou and Fausto L. Nugue

توضيحات مترجم با اين رنگ مشخص شده است. هنگام كپي برداري اول آدرس وبلاگ را بنويسيد. با تشكر فردوس عادلي مسبب. Fadeli22.blogfa.com .

بيماري هاي عمومي برنج را مي توان برحسب عوامل بيماريزايي مانند قارچ، باكتري، ويروس و نماتد گروهبندي نمود. پنج گروه بيماري هاي تنكارشناختي يا فيزيولوژيكي وجود دارند كه همراه با بينظمي هاي غذايي بوده و اختصاص به اندام خاصي ندارند.

  اين بيماري هاي مختلف ممكن است با ايجاد علائم خاصي در برگ ها، ساقه ها، غلاف برگ ها، خوشه گل ها و دانه ها همراه  باشند. بيماري هاي باكتريايي و قارچي معمولا با لكه هاي سوختگي برگ، غلاف برگ و ساقه تشخيص داده مي شوند. بيماري هاي ويروسي عموما سيستيميك بوده و با توقف رشد، كاهش و يا افزايش غير عادي پنجه زني مشخص مي گردند. برگ ها از سبز به سبز روشن، زرد يا نارنجي تغيير رنگ مي دهند. بيماري هاي تنكارشناختي نيز با بيرنگ شدن برگ ها و يا ايجاد لكه هاي رنگي ( معمولا به رنگ هاي قهوه اي و ارغواني ) مشخص مي شوند. گياهان آلوده به ويروس معمولا به طور تصادفي در مزارع يافت مي شوند و اين امركشاورزان مارا متقاعد مي سازد كه اين بيماري ها اهميت زيادي ندارند. با اين حال، در قطعات آلوده مجزا شده، حدود 80 تا 90 درصد گياهان مبتلا بوده اند. بيماري هاي باكتريايي و ويروسي در مراحل اوليه آلودگي به طور تصادفي يافت مي شوند. بعدا در صورت جدّي بودن آلودگي، بيماري ويروسي سراسر مزرعه را فرا حواهد گرفت. بيماري هاي تنكارشناختي به دليل اين كه وابسته به شرايط خاك هستند، وسعت زيادي را مبتلا مي سازند.

                بيماري هاي قارچي برنج

1 – بيماري بلاست برنج

        بلاست برنج يا زنگ گردن به وسيله قارچ پيريكولاري اوريزا ايجاد مي شود. اين بيماري در همه كشورهاي توليد كننده برنج وجود دارد. حضور اين بيماري در 60 كشور جهان گزارش شده است. در كشورهاي ژاپن، هند، تايوان، آمريكا و غيره مدت زمان زيادي به عنوان يك مشكل اصلي در توليد برنج مورد بررسي بوده است. ده سال پيش، در كشورهاي گرمسيري آسيب هاي فراواني وارد مي كرد. در مناطق گرمسيري به دليل استفاده از ارقام اصلاح شده خالص كه به آساني به اين بيماري مبتلا مي گردند و به كابردن مقادير زيادي كودهاي نيتروژني كه رشد و تكثير آن را زياد مي كند، بيش تر مورد توجه قرار گرفته است.

          در سال 1964 طغيان بيماري بلاست در فيليپين گزارش گرديد. در سال 1962 محصول رقم تجرما در سان رامون، لاگونوي در ناحيه بيكول شديدا مورد حمله قرار گرفت و 50 تا 95 درصد كاهش يافتند. محصول پتا در سراسر منطقه وسيعي از ليت را در سال 1963 تا 60 كاوان بر هكتار كاهش داد. در سال 1963 بيماري بلاست رقم BPI – 76 را در ليت نيز آلوده كرد.

نشانه هاي بيماري بلاست برنج

        اين بيماري ها تمام قسمت هاي گياه برنج ازقبيل: برگ ها، گره ها، گردن ها ( پايه خوشه گل ها) و خوشه ها را مبتلا مي كند. واضح ترين نشانه هاي بلاست برنج در برگ ها و گردن خوشه گل ها پديدار مي گردند. نشانه هاي روي برگ ها در طول دوره رويشي گياه به وجود مي آيند. روي برگ ها، معمولا در مرحله نشاء، لكه هايي ايجاد مي گردد كه ميله اي شكل و در دو انتها نوك تيز بوده و اغلب با حاشيه متمايل به قهوه اي و با مركز خاكستري مي باشند. اندازه، رنگ و شكل لكه ها، مطابق شرايط و ميزان مقاومت به بيماري رقم تفاوت دارد. در ارقام مقاوم به بلاست يا در شرايط نا مساعد براي توسعه اين بيماري، اين لكه ها كوچك تر، قهوه اي تر و باريك تر مي شوند. گاهي اوقات لكه هاي كوچك قهوه اي رنگي ديده مي شوند. شرايط مساعد بيماري بلاست باعث مي شود، اين لكه ها بزرگ تر، عريض تر و به رنگ خاكستري در آيند.

اشكال ترجيحي كودهاي نيتروژني براي برنج كاري

اشكال ترجيحي كودهاي نيتروژني براي برنج كاري

     معمولا، گياهان نيتروژن را به دوشكل معدني، يون هاي آمونيومي ( NH₄⁺ ) و نيتراتي (NO₃⁺ ) جذب مي كنند. شواهد نشان مي دهد، رابطه نزديكي بين حد اكثر رشد گياه و مقدار ثابت كاتيون - آنيون (C-A) بر واحد ماده خشك، برقرار است.

     به طوري كه: C = اكي والان مجموع كاتيون ها ( K⁺ + Na⁺ + ‍Ca⁺² + Mg⁺² )  و A  = اكي والان مجموع آنيون ها ( NO₃^- + H₂PO₄^- + SO₄^-2 + Cl^- ) باشد.

     مقدار C-A ثابت اسيد آلي در بافت هاي گياهي را نشان مي دهد. مطابق نظر بعضي افراد، كود N با توليد يون آمونيوم رشد گياه را كاهش مي دهد، زيرا به دليل رقابت بين NH₄⁺  و كاتيون هاي ديگر و آزادشدن يون هاي H⁺ در حين تشكيل N آلي، مقدار ثابت كاتيون – آنيون (C-A ) تحت تأثير قرار مي گيرد.

     درمحصولات ديمي مانند: برنج ديم، چاودار، ارزن ايتاليايي و سيب زميني شيرين، N به صورت آمونيوم ترجيح داده مي شود. از طرف ديگر، گياهان زراعي مانند: ذرت، سورگوم، پنبه، نيشكر، گندم، جو و سيب زميني سفيد، اين كود را به فرم نيتراتي مي پذيرند. چنين اختلاف پذيرش در شكل كود نيتروژني به گونه گياه و تنكار شناسي آن، خاك و شرايط بوم شناختي كشاورزي در هر ناحيه اي بستگي دارد. در هندوستان، براي تعيين بهترين شكل استفاده از كود هاي N تلاش هاي فراواني انجام شده است.

     محيط اطراف ريشه برنج در پاسخ اين گياه به اشكال مختلف كود N نقش پر اهميتي دارد. در شرايط بي هوا زي، بلورهاي ريز آسپاراژين در ريشه برنج با به كاربردن سولفات آمونيوم پيدا شد، در حالي كه، با كود نيتراتي نمي توانست تشخيص داده شود. تصور مي شود، N آمونيومي برخلاف نيتراتي آن مستقيما به آسپراژين تبديل گردد. از نظر جذب، يون هاي آمونيوم 20 – 5 برابر يون هاي نيتراتي سريع تر جذب مي شوند. در محيط اطراف ريشه ممكن است، حضور H₂S موجب مخفي ماندن اثر ⁺NH₄  شده باشد. معمولا گياه برنج جذب نيتروژن ⁺NH₄  را در مرحله آغازرشد و NO₃^- آن را در مراحل پاياني آن ترجيح مي دهد، زيرا پروتئين هاي بافت برنج از سمت قليايي نقطه ايزو – الكتريك خودشان با يون هاي بازي آمونيوم پيوند مي يابند. در مرحله توليد مثل يا باززايي، اين پروتئين هاي بافت داراي جهت اسيدي مي شوند و به سهولت با يون هاي داراي بار منفي تركيب شده و جذب NO₃^- را افزايش مي دهند. نشاء جوان برنج، هنگامي كه با كود نيتراتي كودپاشي شود، به دليل آسيميلاسيون شكل NO₃^- در آن به زردي مي گرايد.

معايب استفاده ازكودهاي نيتروژني به شكل نيتراتي

     براي برنج آبي به دلايل زير كود هاي نيتراتي منابع نسبتا مهمي به شمار نمي روند:

·       در خاك هاي باتلاقي، NO₃^-  نا پايدار است.

·       با احيائي شدن محيط عمل، نيتروژن زدايي انجام مي گردد.

·       معدني شدن N در خاك هاي باتلاقي فعاليت شكل آمونيومي آن را متوقف مي نمايد.

       اهميت جذب نيتروژن به شكل NH₄⁺ و NO₃^- به واكنش هاي شيمي فيزيكي و بيولوژيكي ( زيستي ) خاك، سازگان غذايي و زراعي بستگي دارد. به طوركلي، شكل آمونياكي در مدت زمان مرحله رويشي گياه برنج و شكل نيتراتي آن در طول مرحله زايشي يا باززايي ترجيح داده مي شود.

برنامه كودهاي نيتروژني برطبق مسائل منطقه اي

مسأله 1 : خاك هاي داراي مواد آلي يا نيتروژن كم.

 راه حل: در زمان شخم زني مقدار 10 تن برهكتار كود پوسيده گياهي به خاك اضافه مي شود. زمان نشاء كاري به مقدار لازم كود نيتروژني اضافه مي گردد.

مسأله 2 : خاك هاي داراي ماده آلي و نيتروژن كافي.

راه حل : درزمان شخم زني مقدار كمي كود نيتروژني اضافه مي گردد و در صورت نياز، مقدار بيش تري از اين كود به صورت سرك پاشيده مي شود.

مسأله 3 : اگر خاك سبك و خيلي نفوذ پذير باشد.

راه حل: از به كاربردن مقدار زياد N در يك زمان خودادري شود و براي جلوگيري از اتلاف اين كود تعداد دفعات كوددهي افزايش يابد.

مسأله 4 : افزايش رشد ارقام كم پنجه.

راه حل : در مرحله آغاز رشد برنج از كود N زيادي استفاده شود. نصف كود N محابه شده را مي توان در موقع شخم زني به كاربرد.

مسأله 5 : رشد ارقام دير رس ( با دوره رشد 150 روز ).

راه حل : مقدار كم تري از كود  Nرا درمرحله شخم زني و بيش تري را به صورت سرك مي پاشند. يك سوم يا يك چهارم در مرحله نشاء كاري مي توان افزود.

مسأله 6 : براي مقابله با سرماي هوا يا درجه حرارت پائين شب.

راه حل : مقدار كود N بيش تري در مرحله شخم زني براي مقابله با تأثير هواي سرد در رشد كم اوليه، داده مي شود. نصف كود را مي توان در اين مرحله به كار برد.

مسأله 7 : ارقام برنج زودرس.

راه حل : مقدار نسبتا بيش تري از كود N را مي توان در موقع شخم زني و كم تري را به صورت سرك به كار برد.

مسأله 8 : گياه زراعي در خاك هاي با مرغوبيت متوسط، بذرپاشي مستقيم.

راه حل : از به كاربردن كود در مرحله شخم زني اجتناب كرده و كود سرك را 15 روزبعد اضافه مي نمايند.

مسأله 9 : نشاء كاري با نشاء هاي مسن.

راه حل : دوسوم كود N را بايستي در مرحله شخم زني افزود.

مسأله 10 : رقم برنج زراعي به بيماري باكتريايي برگ حساس است.

راه حل : بيش تر كود N در مرحله شخم زني يا سرك داده شود. كودپاشي نيتروژني را مي توان 3 الي 4 بار انجام داد.

مسأله 11 : برنج زراعي در شرايط آب عميق رشد مي كند.

راه حل : همه كود N را در مرحله شخم زني مي توان داد و استفاده از كودهاي آلي نيتروژن دار مانند پهن پوسيده احشام و پرندگان و كمپوست خيلي خوب است.

مسأله 12 : آب گيري مزرعه پس از كود سرك امكان پذير نباشد.

راه حل : مقدار زياد كود N را در حالت شخم زني و كم تري را به صورت سرك افزود و نوع كود نيتروژني، آمونياكي را به كاربرد.

پنجه زني برنج - فردوس عادلی مسبب

2 – پنجه زني برنج

          يك زادمون پرپنجه نسبت به تغيير تراكم و فاصله كشت داراي قابليت سازگاري است، يعني، با جبران كمبود كپه يا ترميم پنجه هاي آسيب ديده و نموّ آن،  سطح پهنك مطلوب حاصل مي گردد. به طور كلي، كولتيوارهاي قد بلند، تمايل به داشتن تعداد كم تر پنجه را نشان مي دهند و كولتيوارهاي قد كوتاه تعداد زيادي پنجه را توليد مي كنند. تعداد پنجه و خوشه با هم رابطه مثبتي دارند. كولتيوارهاي قد بلند نواحي گرمسيري و زير گرمسيري تمايل به داشتن نسبت خوشه به پنجه پائيني دارند. در تلاقي بين كولتيوارهاي قد بلند، كم پنجه و قد كوتاه، پرپنجه، موري شيما پيشنهاد كرد، خط هاي قد كوتاه F₃ در هر بوته تعداد خوشه هاي بيش تر از خط هاي قد بلند توليد مي نمايند، ولي خط هاي قد كوتاه بين فصل خشك و مرطوب از نظر تعداد خوشه بيش تر متغير بودند. به علاوه، ارتباط بين قد بلند و نسبت خوشه به پنجه كم تر، تنها در خط هاي قد بلند ديده مي شود. كولتيوارهاي ژاپني، تحت شرايط گرمسيري تعداد پنجه هاي كم تري را توليد مي كنند و هنگامي كه در شرايط معتدل رشد نمايند، پنجه هاي بيش تر و قوي تري را توليد مي كنند. كولتيوارهاي هندي كه در شرايط گرمسيري قويند، در شرايط معتدل، پنجه هاي كم تري را نشان مي دهند. به هرحال، اغلب محققان ژاپني نشان دادند، تعداد پنجه ها در درجه حرارت پائين ، بيش تر از بالا افزايش مي يابند. كاكي زاكي اين واقعيت را از نظر شدت نور پائين در اتاقك هاي رشد كاملا كنترل شده مورد تأييد قرار داد.

ويژگي هاي مهم ديگرطبقه بندي تيپ هاي بومي برنج

  سويه هاي برنج نسبت به محيط هاي تنكارشناختي، مانند: رطوبت، دما، نور، باد، عناصر كم مصرف، نمك ها و غيره و نسبت به محيط هاي زيستي كه مشتمل بر تمام ارگانيسم هاي ناحيه بوم شناختي هستند، سازگاري يا تحملي را نشان مي دهند. توزيع هر سويه توسط تغيير تحمل به تفاوت در هريك از عوامل محيطي تعيين مي گردد. هر سويه سازگار به عنوان يك سويه متحمّل درجه حرارت پائين، دوره نوري تعديل يافته، متحمّل كم آبي، متحمل باتلاقي، متحمّل شوري و سويه مقاوم نسبت به عوامل بيماري زا، تعريف مي شود.

          اين سويه ها، معمولا با توجه به چنين ويژگي هايي به صورت كولتيوار طبقه بندي مي گردند. ولي، نه به صورت بوم شناختي، زيرا توزيع ويژگي هايشان به يك منطقه بوم شناختي خاصّي محدود نمي شود. به هرحال، برنج آبي، ديم، آب عميق و شناور مي توانند به صورت تيپ هاي بومي تعريف شوند.

سازگاري زيست محيطي رشد برنج

سازگاري عبارت از ماهيت ارگانيسمي است كه آن را در محيط پيرامونش پايدار مي سازد. بنابراين، سازگاري خودش امري نسبي است. سازگاري از تكامل تيپ هاي بومي و گونه هاي بومي نژادي در جهت بعضي شرايط مطلوب از قبيل استفاده هرچه بهتر از منابع زيست محيطي، قدرت توليدي بالاتر در واحد سطح يا ازبوم سازگان هاي پايدار تر حاصل مي گردد.

          عوامل متعددي نظير: باد، آب، نور، درجه حرارت، غذا، عوامل بيماري زا، رقابت و غيره وجود دارند كه توزيع يك تيپ بومي را محدود مي سازد. بعضي از جزئيات كاركرد گياه برنج، يعني، عكس العمل دوره نوري، اثر متقابل درجه حرارت پائين و وابستگي آبي را به عنوان مهم ترين عوامل محدود كننده تمايز يابي تيپ بومي مورد بررسي قرار مي دهيم.

عكس العمل مرحله رشد رويشي برنج به درجه حرارت

          معلوم شده است، گياهان معتدله و گرمسيري نسبت به درجه حرارت به همان اندازه تأثير نور تفاوت وسيعي از نظر عكس العمل رشد دارا مي باشند. درجه حرارت بهينه رشد در گونه هاي معتدله در حدود 25 – 20 درجه سانتي گراد و در درجه حرارت هاي پائيني مانند: 10 – 5 درجه سانتي گراد، فعّال است. اگرچه، درجه حرارت زير 15 درجه سانتي گراد در بسياري از گونه هاي گرمسيري سبب مي شود، به طور نسبنا زيادي ميزان جذب كاهش يابد و جلوگيري از رشد و نموّ اصلي مانند: نموّ اندامك درون ياخته اي، تقسيم ياخته اي، دراز شدن آن ها رخ دهد.

جوانه زني و رشد نشاء برنج در درجه حرارت پائين

          ناگا ماتسو عمل جوانه زني را در درجه حرارت پائين در تعداد زيادي از كولتيوارها مطالعه كرد. در درجه حرارت پائين، كولتيوارهاي مناطق با عرض جغرافيايي كم با سرعت كم تر از نواحي عرض جغرافيايي زياد، جوانه زدند. ولي، در يك شيب عرض جغرافيايي كه در آن حساسيت نوري به روشني ديده مي شود، اثر درجه حرارت در جوانه زني معلوم نشد. هارا ( 1964 ) گزارش داد، بعضي از كولتيوارهاي كره اي، مي توانند سريع تر از ژاپني جوانه زنند. لي و تاگوش جوانه زني و رشد نشاء را در درجه حرارت پائين از نظر نژادي مطالعه كرد. در سري مطالعات تأثير درجه حرارت پائين در جوانه زني بذر برنج، ساساكي بذر پاشي مستقيم در مزارع آبي را نواحي سرد مانند هوكائيدو در ژاپن آزمايش كرد. او امكان وجود كولتيوارهاي نژادي با قابليت جوانه زني و سرعت رشد اوليه نشاء در درجه حرارت پائين را پيشنهاد كرد. نيروي زيستي نشاء، كه به وسيله ارتفاع و زردي برگ هاي آن تعيين مي شود، يك شاخص مناسب مقاومت به سرما ست. نتيجه خسارت سرما در ميزان محصول كم نتنها در مناطق با عرض جغرافيايي زياد، بلكه در نواحي با عرض جغرافيايي كم مانند بنگال شرقي نيز رخ مي دهد. اثر درجه حرارت بر روي جوانه زني و رشد نشاء نيز بعدا تشريح خواهد شد.

          اوكا ثابت درجه حرارتي را محاسبه كرد و درجه حرارت كمينه ( مينيمم ) جوانه زني را از نتايج آزمايش هاي جوانه زني بذر در درجه حرارت هاي مختلف اندازه گيري نمود. عموما كولتيوارهاي هندي مقادير ثابت درجه حرارت بالا تر از ژاپني دارند و كولتيوارهاي حساس به دوره نوري داراي مقادير بيش تري نسبت به انواع غير حساسند. اين نكته پيشنهاد مي كند، ثابت درجه حرارت بزرگ، حساسيت حرارتي بالا تري را در جوانه زني نشان مي دهد. درجه حرارت كمينه جوانه زني ( پائين ترين درجه حرارتي كه در طول 20 روز 50 درصد جوانه زني انجام شود )، بر پايه نتايج آزمايش جوانه زني بررسي شد. اين اختلاف نشان داد، زيرگونه هندي براي جوانه زني، درجه حرارت بالاتري  را نسبت به ژاپني گرمسيري و معتدله نياز دارد.

          همان طور كه گفته شد، وقتي كه كولتيوارهاي هندي در درجه حرارت پائين جوانه بزنند و رشد كنند، تعداد زيادي از آن ها زردي شديد برگ ها را نشان مي دهند. تقريبا تمام كولتيوارهاي ژاپني تحمل بالاتري را نسبت به زردي نشاء در درجه حرارت هاي پائين دارند. كولتيوارهاي جاوايي نيز داراي تحملند، ولي اغلب كولتيوارهاي هندي به استثناي تيپ بومي بورو زردي شديدي را نشان مي دهند. برو در بنگلادش در فصل زمستان كشت مي شود. زردي آن نشان واسطه بين بولو جاوانيايي و اوس يا تجره هندي است. برنج وحشي در آسيا زردي قابل ملاحظه اي را نشان داد. درحالي كه برنج زراعي و وحشي آفريقايي مقاومت بيش تري نسبت به درجه حرارت پائين دارند. از طرف ديگر، حتّي در زيرگونه ژاپني از مناطق با عرض جغرافيايي بالا، در درجه حرارت پائين، كولتيوارهاي متعددي زردي را نشان دادند.

          ما پيشنهاد كرديم، زردي كه توسط بران به عنوان كمبود كلروفيل برگ ها به كار رفت، بايستي مطابق اختلاف عمل تنكارشناختي به دو نوع تقسيم شود: يك نوع به علت جلوگيري از تشكيل كلروفيل و نوع ديگر به دليل تخريب كلروفيل كه قبلا تشكيل شده مي آيد.

          تخريب نوري ساده كلروفيل در درجه حرارت پائين و شدت نور بالا تحريك مي شود، درحالي كه زردي به علت ممانعت از تشكيل كلروفيل در موقعي كه پريمورديوم برگ در قاعده شاخه در معرض درجه حرارت پائين قرار گيرد، بروز مي نمايد. اولي، ناشي از تخريب كلروفيل ممكن است در اثر متلاشي شدن كلروپلاست برگ تحت درجه حرارت پائين و شدت نور بالا باشد، كه ما اين نوع زردي را " سفيد شدگي " مي ناميم. زردي نوع دوم ناشي از ممانعت تشكيل كلروفيل تحت درجه حرارت پائين است و ما اين نوع زردي را " زردي القائي درجه حرارت پائين " مي ناميم.

          در شرايط طبيعي، هواي سرد و آب آبياري سرد باعث بروز زردي مي شود. در مرحله پنجه زني و تشكيل جوانه گل در نواحي گرمسيري، علائم كمبود كلروفيل با زردي و سفيد شدگي تحت درجه حرارت پائين تحريك مي شود. كمبود كلروفيل برگ هاي پائين يك نوع عادي خسارت سرما است. گاهي اوقات برگ هاي بالا به دنبال سفيد شدگي بيش تر برگ به زرد نارنجي تغيير مي يابند. اين آثار زردي در توليد دانه شناخته نشده اند. مقاومت به زردي در درجه حرارت پائين، به نظر مي رسد نتيجه سازش گياه برنج در زيست محيط هاي حرارت پائين باشد. اين پديده سازگار تاكنون روشن نشده است. به هرحال تغييرات سازشي فعاليت استراز مشاهده شده است.              

ويژگي هاي تيپ هاي بومي برنج

ويژگي هاي تيپ هاي بومي برنج

          تيپ هاي بومي متعدد برنج نسبت به هريك از گونه هاي بومي ژاپني، جاوايي و هندي تمايز بيش تري يافته اند. عوامل هم القاء كنندگي تمايزيابي گونه هاي بومي و تيپ هاي بومي بايستي وابسته به عوامل محيطي زيستگاه هاي گياهي شان باشد. تفاوت حساسيت نوري و حرارتي در گل دهي، مقاومت به كم آبي در رشد، مقاومت به مقدار زياد كود و نمك هاي محيط كشت، مقاومت به تحمل غرقابي، مقاومت به درجه حرارت بالا و پايين و غيره در گونه هاي بومي مشخص شده اند. به علاوه، ويژگي ريخت شناختي ابعاد و اندازه دانه به عنوان يك شاخص موثق اوليه گونه هاي بومي در نظر گرفته مي شوند. تمايزات چنين ويژگي هايي را در ميان شش تيپ بومي ذكر شده مي توان شناخت. درحال حاضر، اگر چه يك محقق اعلام كرده است كه اين شاخص هميشه براي طبقه بندي سه گونه بومي كافي نيست.

1 – ابعاد دانه برنج و اندازه آن

          به طور كلي، يكي از تفاوت هاي برجسته كولتيوارهاي هندي، جاوايي و ژاپني، شكل دانه است. با پيگيري گزارش كاتو ( 1930 ) در باره شكل دانه در هندي و ژاپني، ماتسو سه تيپ دانه: A) كوتاه، B) بزرگ و C) بلند را تأييد كرد. اين سه تيپ دانه به ترتيب به صورت ژاپني، جاوايي و هندي نشان داده شدند. عموما، هندي، دانه باريك و جاوايي دانه بزرگ، در صورتي كه كولتيوارهاي ژاپني دانه كوچك و كوتاه كه در مقطع عرضي گردند. بيش تر كولتيوارهاي هند، هندوچين، چين جنوبي، تايوان و فيليپين از هندي اند ( تيپ C ). تعداد زيادي از كولتيوارهاي جاوا، چين شمالي و غربي، اروپا، آمريكا و بيش تر برنج ديم ژاپني متعلق به جاوايي ( تيپ B ) است. برنج آبي ژاپن و كولتيوارهاي منچوري خيلي شبيه ژاپني اند ( تيپ A ). وتب و آكي هاما شكل دانه هاي برنج باستاني كه در برمه، تايلند و كلمبيا كشت شده بود، بررسي كردند. آن ها وجود كولتيوارهاي اوليه را در دامنه كوه هاي هيماليا كه به هندي و ژاپني تمايز نيافتند، پيشنهاد كردند. آن ها به منشأ برنج زراعي نيز مي انديشيدند.

          همان طور كه در بالا اشاره گرديد، در نوع بومي هندي كولتيوارهاي دانه كوتاه مانند بورو تأييد شده است. يك تئوري وجود دارد كه تمايز يابي اختصاصي شكل دانه را در انواع بومي برنج آسيايي نشان مي دهد كه ممكن است در نتيجه پاسخ به اختلاف درجه حرارت در آن ها باشد.

2 – اثردوره نوري و درجه حرارت بر روي گل دهي برنج

          تحت شرايط كنترل مصنوعي، در درجه حرارت مناسب و با يك سري دوره هاي نوري، دو جزء رشد رويشي، مرحله رويشي اصلي (BVP ) يا Basic  Vegetative Phaseو مرحله حساسيت نوري ( PSP ) يا Photoperiod Sensetive Phase ، مي توانند شناسايي شوند.

          در كولتيوارهاي برنج، مرحله رشد رويشي را مي توان مطابق طول مرحله تنكارشناختي به چهار گروه به صورت زير طبقه بندي نمود:

          1 – PSP كوتاه و BVP كوتاه: در مدت زمان رشد تحت تأثير دوره نوري قرار ندارند و با BVP كوتاه تعيين مي گردند.

          2 – PSP بلند و BVP كوتاه: مدت زمان رشد با دوره نوري، مدت زمان رشد دراز شود.

          3 – PSP كوتاه و BVP بلند: مدت زمان رشد با دوره نوري تغيير نمي كند ولي بوسيله BVP كنتل مي شود.

          4 – PSP بلند و BVP بلند: مدت زمان رش به وسيله دراز شدن دوره نوري و با BVP طويل، كنترل مي شود.

BVP حداقل تعداد روزهاي ضروري از بذرپاشي تا آغاز تشكيل جوانه گل است و بنابراين، حسايت نوري را مي توان به صورت PSP بيان نمود. PSP به وسيله تفريق كوتاه ترين مدت زمان رشد ( ازبذرپاشي تا آغاز تشكيل جوانه گل يا خوشه ) از طولاني ترين مدت زمان آن محاسبه مي شود.

          تشكيل خوشه كولتيوارهاي برنج معمولا با افزايش درجه حرارت هوا شتاب مي گيرد. تأثير متقابل دوره نوري و درجه حرارت هوا بر روي گلدهي داراي اهميت است. بسياري از محققان حساسيت گرمايي، حساسيت نوري و مرحله رويشي اصلي را برروي تنظيم مرحله رشد رويشي يعني، روي ظهور گل مطالعه كرده اند.

          موري ناگا و كري ياما (1958) گزارش دادند كه واريته اوس ( برداشت پائيز ) و بورو ( برداشت بهار ) مشابه كولتيوارهاي شمال ژاپن داراي BVP و  PSP كوتاه اند. در كولتيوارهاي ژاپني (انواع شمالي )، اوس و بورو، درجه حرارت پايين در تشكيل خوشه تأثير نداشت.

          از طرف ديگر، موريناگا و كوري ياما ( 1958 ) تشخيص دادند كه در آزمايش هاي تحت درجه حرارت هاي بالا، انواع برنج نواحي گرمسيري، اوس ( هندي ) و بولو ( جاوايي )، هردو تمايل به داشتن حساسيت نوري و حرارتي پايين بودند. به هرحال، بولو در اندونزي، در درجه حرارت بهينه داراي PSP كوتاه و BVP بلند بود، PSP آن ها تحت درجه حرارت پايين مانند كولتيوار هاي حساس نوري بلند شد. در امان، از هند و تجره اندونزي، PSP تحت درجه حرارت پائين بي نهايت بلند گرديد. تاكاهاشي و همكاران نيز حساسيت گرمايي را براي ظهور خوشه و آغاز تشكيل گل در شش نوع بومي آسيايي آزمايش كرد، تغيير درجه حرارت 32 – 18 درجه سانتي گراد بود. كولتيوارهاي ژاپني در درجه حرارت بهينه ( 32 درجه سانتي گراد )، تقريبا به دو گروه شمالي و جنوب شرقي تقسيم شدند. اولي BVP كوتاه و PSP كوتاه ( ويژگي معمولي ) و دومي BVP كوتاه ولي PSP بلند ( حسايت نوري شديد ) را نشان داند.

3 – بازتاب اثر درجه حرارت نسبت به رشد

          بازتاب حرارتي كولتيوارهاي گرمسيري، مانند: جوانه زني بذر، پنجه دهي، رشد نشاء، مدت زمان رشد و طول ساقه، به طوري كه تا كنون شناخته شده است، نسبت به كولتيوارهاي مناطق معتدل تفاوت بسياري دارند. به هرحال، روابط بين تيپ هاي بومي و بازتاب درجه حرارت در رشد، روشن نيست.

          ظرفيت پنجه دهي در شش تيپ بومي كولتيوارهاي هندي و ژاپني در تركيبات مختلف نور و درجه حرارت در اتاقك هاي رشد كاملا كنترل شده، مورد مطالعه قرار گرفت. كاكي زاكي، پيشنهاد كرد كه در شدت نور پايين و در درجه حرارت پايين بدون توجه به تيپ بومي، ميزان پنجه دهي در درجه حرارت پايين بيش تر از درجه حرارت بالاست.

آيزوزيم هاي گياه برنج

          به خوبي معلوم شده است كه آيزوزيم هاي خاص جداشده از گونه هاي تيپ هاي بومي مختلف داراي گوناگوني وسيعي در خواص كاتابوليكي و فيزيكي اند و در يك گونه منفرد نيز دو يا جند شكل يك آنزيم مي تواند وجود داشته باشد. چنين آنزيم هايي كه داراي منشأ متفاوتي اند، " هتروآنزيم " ناميده مي شوند.

          اصلاح " آيزوزيم " در سال 1959 توسط ماركرت و مولر رايج گرديد، اشكال مولكولي پروتئين هاي مختلفي را در بردارد كه خصوصيت آنزيمي يكساني را نمايش مي دهد. اشكال مولكول گوناگون آنزيم هاي اختصاصي را از اتصال هاي چندگانه نشان دهنده فعاليت آنزيم در تجزيه الكتروفورزي مي توان تشخيص داد. گزارش هاي متعددي وجود دارد كه آيزوزيم ها را از نظر علم زادشناسي، تبارزايي، تكامل، نموّ و تمايزيابي، مكانيزم هاي تنظيم كننده، و بيماري شرح مي دهد، ولي اطلاعات مربوط به مفهوم تنكارشناختي آيزوزيم نا مشخص است.

          چو (1967 ) ابتدا تغييرات آيزوزيم هاي پراكسيداز برگ هاي اوريزا – پرنيس و اوريزا – ساتيوا را آزمايش كرد و سپس نشان داد كه گونه هاي اوليه  داراي توانايي تغيير پذيري بيش تر از گونه بعدي اند. چو و اوكا ( 1967 ) نيز تشابه گوناگوني پراكسيداز بين سري هاي پرنيس – ساتيوا و برويلي گولاتا – گلابريما را گزلرش كردند. شاهي و همكاران ( 1969 ) تغيير پراكسيداز، فسفاتاز اسيد، و استراز در داخل و بين گونه ها را مطالعه كرد، پراكندگي وسيع گونه هاي وحشي تعداد زيادي زيموگرام هاي مختلفي داشت، درحالي كه، هردو گونه وحشي استقرار يافته و گونه هاي زراعي آن ها اختلاف محدودي را نشان دادند. آن ها پيشنهاد كردند، در جمعيت اوريزا پرنيس حضور ژن غالب جلوگيري كننده نوار 4C، مي تواند يك ژن تنظيم كننده باشد.

          ناكاگارا و همكاران (1975 ) گزارش كردند، سويه هاي اوريزا ساتيوا تفاوت وسيعي را در آيزوزيم هاي استراز و پراكندگي جغرافيايي كلينال زادمون هاي استراز ممكن است به عنوان نشانه هاي زادشناختي جهت تخمين مركز گوناگوني زادشناختي برنج زراعي مورد استفاده قرار گيرد. از طرف ديگر، تجزيه ژن هاي كنترل كننده آيزوزيم برنج توسط شاهي و همكاران مطرح شد. در بررسي كنترل زادشناختي تفاوت هاي پراكسيداز، زيموگرام دورگ هاي بين سويه اوريزا ساتيوا و اجداد وحشي آن ها، مشاهده شدند. نتايج آن ها حضور يك ژن تنظيم كننده  و ژن هاي آللي و غير آللي اختصاص نوارهاي آيزوزيم را نشان دادند.

          آيزوزيم هاي استراز پهنك برگ نيزبين سويه هاي پدري متعددي در كولتيوارهاي معروف برنج و گياهان دورگ آزمايش شدند. ناكاگارا در سال 1977 پيشنهاد كرد كه آلل هاي استراز در گروه هاي واريته اي گوناگون توزيع مي شوند و به عنوان نشانه هاي ژني مفيد نه تنها براي شناسايي كولتيوارها بلكه براي مطالعات تمايز يابي واريته اي به كار مي روند.

ويژگي هاي ديگر طبقه بندي گونه هاي بومي برنج

1 – تأثير مواد قليايي بر روي آندوسپرم دانه برنج

          تأثير مواد قليايي برروي آندوسپرم برنج، عملا به عنوان شاخص معتبري در شناسايي تفاوت بين گونه هاي بومي به كار مي ود، هرچند تاكنون مفهوم بوم شناختي اين شاخص مبهم و پيچيده بوده است. به طور كلي تمايز گياهان زراعي نه تنها به وسيله شرايط طبيعي بلكه به توسط تحولات محيطي نيز كنترل مي شود. شاخص اثر مواد قليايي مي تواند به شرايط محيطي معيني بستگي داشته باشد، مانند: مزه دانه برنج، يا به شرايط طبيعي نظير درجه حرارت نيز بستگي دارد. ماهيت كيفي آندوسپرم در زيرگونه برنج هندي و ژاپني كاملا متفاوت است. هنگامي كه برنج پخته مي شود، دانه هاي برنج ژاپني به هم چسبيده مي شوند و در محلول هيدروكسيد پتاسيم ( غلظت 2 درصد ) بهتر از زيرگونه هندي حل مي گردند. آزمايش اثر قليايي توسط تعداد زيادي از دانشمندان به كار گرفته شده است ( جونز، 1938؛ كازا هارا، 1941؛ ليتل و همكاران، 1958؛ اوكا، 1953؛ كودو، 1968 ). موري ناگا و كوري ياما ( 1958 ) اثر مواد قليايي را بر روي آندوسپرم 5 تيپ بومي برنج، آزمايش كردند. در ميان آن ها برنج هاي نژاد ژاپني در محلول پتاس بهتر حل شدند. برنج بولو اندونزي ( جاوايي ) سريع تر از تجره اندونزي ( هندي ) در محلول پتاس تجزيه شد، ولي نه به خوبي ژاپني. برنج اوس و امان ( هندي ) در اين محلول بيش ترين پايداري را داشتند و اندك يا به طور كلي تفاوتي بين آن ها پيدا نشد.