فهرست مطالب:

مقدمه................................................................................................... 9

فصل اول............................................................................................ 11

گياهان زراعي...................................................................................... 11

جدول 1-1: بيست گياه زراعي مهم بر حسب سطح زير كشت.............................. 12

گياهان مهم زراعي................................................................................. 13

جدول 2-1: تركيبات 100 گرم از مهمترين غلات در مقايسه با گياهان غده‌اي حبوبات و سبزيجات 14

غلات................................................................................................. 16

جدول 3-1: گياهان زارعي عمده................................................................ 17

بقولات................................................................................................ 23

شكل 1-1(a)....................................................................................... 25

شكل 1-1(b)....................................................................................... 26

گياهان ريشه‌اي و غده‌اي........................................................................... 26

فصل دوم............................................................................................. 30

اقليم زراعي و عوامل موثر بر رشد و نمو گياهان زراعي................................... 30

شدت نور............................................................................................. 31

آب:................................................................................................... 33

شكل 1-2: تاثير عوامل محيطي مختلف بر محدودكردن رشد گياهان زراعي نسبت به شرايط اپتيمم رشد. 35

شكل 2-2: سرونوشت باران در اين طرح بيلان آب در خاك و جامعه گياهي نشان داده شده است. 36

نقش آب به عنوان كنترل‌كننده سير انرژي در گياهان......................................... 37

شكل 3-2............................................................................................ 40

مشخصات باران.................................................................................... 42

طبقه‌بندي باران‌ها بر اساس عواملي است كه سبب ريزش آنها مي‌شود:................... 42

باران‌هاي كنوكتيو.................................................................................. 43

باران‌هاي كوهستاني................................................................................ 44

خصوصيات بارندگي............................................................................... 44

شكل 4-2: منحني شدت ـ مدت براي يك باران ايده‌آل........................................ 46

شكل 5-2: منحني مقدار كل باران نسبت به زمان براي يك باران ايده‌آل.................. 46

بازگردش مواد در اكوسيستم‌هاي طبيعي........................................................ 46

فصل سوم............................................................................................ 48

اهميت بعضي از عوامل خاكي................................................................... 48

شكل 1-3: نمايش نفوذ رطوبت و خشكي معين در سه نوع خاك........................... 53

ارزش گياهان به عنوان معرف خاك‌هاي شور و قليايي....................................... 55

بعضي از گياهان معرف خاك‌هاي شور و قليايي............................................... 56

جغجغه:.............................................................................................. 56

لارآتري دنتانا (Larrea tridentata):................................................... 57

ارتمي زياتري دنتانا (Artemisia tridentata):........................................ 57

اوروتيالاناتا (Eurotia lanata):............................................................ 57

فصل چهارم......................................................................................... 58

اكولوژي جمعيت گياهي در كشاورزي.......................................................... 58

توليدات كشاورزي به عنوان يك فرايند جمعيتي................................................ 59

مرحله بذري......................................................................................... 60

شكل 1-4: چرخه زندگي گياه.................................................................... 61

جوانه‌زني............................................................................................ 62

مرحله نونهالي...................................................................................... 63

شكل 2-4:........................................................................................... 65

شكل 3-4:........................................................................................... 67

توليد مثل............................................................................................. 70

تفاوتهاي موجود در جمعيت گياهان زراعي.................................................... 71

رقابت علفهاي هرز................................................................................. 72

جدول 1-4 تفاوتهاي موجود در اكولوژي جمعيت گياهان زراعي يكساله و جمعيت‌هاي طبيعي مرتبط با‌ آنها. 73

تحقيقات كشاورزي و بيولوژي جمعيت گياهي................................................. 77

كشاورزي از ديدگاه مديريت جمعيت گياهي.................................................... 78

اصلاح محصولات زراعي از نظر اكولوژيكي................................................ 83

مناطق اكولوژيكي زراعي ايران................................................................. 85

منطقه خوزستان:.................................................................................... 85

شكل a4-4:......................................................................................... 85

پيشنهاد جهت بهبود توليد گياهان زراعي در اين منطقه...................................... 86

منطقه ساحلي جنوب:............................................................................... 86

منطقه فلات مركزي (نمكزار):................................................................... 87

منطقه فلات مركزي بدون نمكزار:.............................................................. 87

منطقه كوهستاني مديترانه‌اي بري:............................................................... 88

منطقه كوهستاني معتدله سرد:.................................................................... 88

منطقه ساحلي درياي خزر:........................................................................ 89

مناطق اكولوژيكي هفتگانه مذكور روي نقشه ايران........................................... 89

پيشنهادات............................................................................................ 91

منابع و ماخذ......................................................................................... 92

فهرست موضوعی:

مقدمه

فصل اول

گياهان زراعي

گياهان مهم زراعي

غلات

بقولات

گياهان ريشه‌اي و غده‌اي

فصل دوم

اقليم زراعي و عوامل موثر بر رشد و نمو گياهان زراعي

شدت نور

آب

نقش آب به عنوان كنترل‌كننده سير انرژي در گياهان

مشخصات باران

باران‌هاي كنوكتيو

باران‌هاي كوهستاني

خصوصيات بارندگي

بازگردش مواد در اكوسيستم‌هاي طبيعي

فصل سوم

اهميت بعضي از عوامل خاكي

فقر خاك و انبوهي پوشش گياهي جنگل‌هاي حاره مرطوب

تناقظي كه در «ساوان» مستتر است

تاثير بافت خاك بر روي گياهان

ارزش گياهان به عنوان معرف خاك‌هاي شور و قليايي

بعضي از گياهان معرف خاك‌هاي شور و قليايي

فصل چهارم

اكولوژي جمعيت گياهي در كشاورزي

توليدات كشاورزي به عنوان يك فرايند جمعيتي

مرحله بذري

جوانه‌زني

مرحله نونهالي

توليد مثل

تفاوتهاي موجود در جمعيت گياهان زراعي

رقابت علفهاي هرز

تحقيقات كشاورزي و بيولوژي جمعيت گياهي

كشاورزي از ديدگاه مديريت جمعيت گياهي

افزايش شاخص برداشت از طريق تغيير استراتژي زراعي

اصلاح محصولات زراعي از نظر اكولوژيكي

فصل پنجم

مناطق اكولوژيكي زراعي ايران

منطقه خوزستان

منطقه ساحلي جنوب

منطقه فلات مركزي (نمكزار)

منطقه فلات مركزي بدون نمكزار

منطقه كوهستاني مديترانه‌اي بري

منطقه كوهستاني معتدله سرد

منطقه ساحلي درياي خزر

پيشنهادات

منابع و ماخذ

مقدمه

به نام خداوند لوح و قلم حقيقت نگار وجود عدم

خدايي كه داننده رازهاست نخستين سرآغاز آغازهاست

ثبات توليد در كشاورزي يكي از جنبه‌هاي مهم كشاورزي پايدار Agriculture Sustainable مي‌باشد. گرچه مفاهيم پايداري توليد در كشاورزي ديدگاه‌هاي همه‌جانبه‌اي را دربر دارد و جنبه‌هاي مختلفي را شامل مي‌شود. اقليم و خاك از مهمترين عوامل توليد مي‌باشند و بهره‌برداري از زمين عمدتاً بر اساس كيفيت اين دو عامل استوار است.

پراكنش و توزيع گياهان طبيعي در عرض‌هاي جغرافيايي مختلف و همچنين در ارتفاعات متفاوت متفاوت در رابطه با عوامل محيطي و بخصوص بارندگي و درجه حرارت و در مرحله بعد شرائط فيزيكي و شميايي خاك مي‌باشد. اين موضوع در ارتباط با گياهان زراعي نيز صادق است و بدين‌ترتيب شناخت عوامل مختلف محيطي و انتخاب گياهان مناسب براي شرايط متفاوت از مهمترين عوامل موثر در توليد است. حفظ ثبات با آگاهي از نيازهاي محيطي و تامين شرايط مناسب براي هرمحصول امكان‌پذيري است و به همين دليل در شرايط ديم به علت نوسانات شرايط اقليمي و عدم امكان تامين همه نيازهاي گياه توليد از ثبات كمتري برخوردار است.

امروز روابط عوامل محيطي و توليد با كمك مدل‌هاي رياضي براي اكوسيستم‌هاي مختلف زراعي بيان مي‌شود و اين روابط به صورت كمي درآورده شده است.

بدين ترتيب امكان پيش‌بيني توليد با توجه به شرايط مختلف اقليمي در هر منطقه بيشتر شده است. اين اكوسيستم‌ها چون ساخته‌ي دست بشر هستند و بر اساس نيازهاي انسان بوجود آمده‌اند، قاقد تنوع لازم بوده و از نظر اكولوژيكي حساسيت بيشتري به نوسانات محيطي دارند و به همين دليل براي حفظ ثبات توليد، شناخت عوامل محيطي در رابطه با نيازهاي اين اكوسيستم‌ها از اهميت خاصي برخوردار است. در همين رابطه آگاهي از اثرات تنش‌هاي محيطي بر رشد و توليد اين اكوسيستم‌ها نيز جهت حفظ ثبات محصول ضروري مي‌باشد. بدين ترتيب به منظور بهره‌گيري هرچه بيشتر از منابع محيطي و كاهش خسارت وارده به محيط از طريق به كارگيري اصول صحيح اكولوژيكي در اكوسيستم‌هاي زراعي و نيز كاربرد روش‌هاي منطقي توليد بحث اكولوژي گياهان زراعي مطرح مي‌شود. (منبع شماره1)

فصل اول

گياهان زراعي

تعداد گياهان و حيواناتي كه مورد استفاده انسان قرار مي‌گيرد، در مقايسه با آن چه كه در دسترس اوست، ناچيز است. براي مثال تنها در حدود 3000 گونه از 350000 گونه گياهان گلدار، داراي ارزش اقتصادي هستند. علاوه بر آن انتقال از مرحله‌ي شكارچي‌گري به مرحله‌ي دامداري يا كشاورزي ساكن و از كشاورزي معيشتي به تجاري، مقدار گونه‌ها كاهش قابل ملاحظه‌اي يافته است. غذاي انسان‌هاي اوليه خيلي متنوع‌تر از امروزه بوده است. هارلن (1976) معتقد است كه در دوران گذشته هزاران گياه و صدها حيوان براي استفاده غذايي مورد استفاده قرار مي‌گرفته است. در آزمايشي با آناليز محتويات معده انسان عصر فلز (انسان تولوند) (هل بك، 1950) ملاحظه شد كه آخرين غذاي او شامل هفده گياه مختلف بود كه فقط دو عدد از آنها، يولاف و جو كشت مي‌شدند و بقيه علف‌هاي هرز گياهاني بودند كه كشت شده بودند.

امروزه دوازده گياه زراعي و سه تيپ دام اهلي عمده‌ي كشورهاي جهان را تامين مي‌كنند. توسعه‌ي كشاورزي واقعه‌اي جديد در تاريخ تكاملي انسان محسوب مي‌شود. اين واقعه بستگي به انتخاب و تكثير و به عبارت ديگر، اهلي‌كردن گونه‌هاي گياهاي و حيوانات با مشخصات دلخواه و مطلوب براي انسان دارد. اين موضوع نه فقط تركيب نسبي جمعيت گياهان و حيوانات را تغيير داد، بلكه حدود ده درصد از زمين‌هايي كه پوشش گياهي طبيعي داشته‌اند، به وسيله گياهان زراعي جايگزين شده‌اند و بخش عمده‌اي از زمين‌هاي باقيمانده نيز به سبب چراي دام‌ها تغييرات زيادي حاصل كرده‌اند. اكوسيستم كشاورزي ساختمان و تركيب ساده‌تري نسبت به اكوسيستم طبيعي داراست. در اين اكوسيستم كم و بيش سه تيپ موجودات غلبه دارند:

1. گياهان زراعي يا گياهاني كه قابل زراعت هستند.
2. دام‌هاي اهلي
3. علف‌هاي هرز، آفات و بيماري‌ها

حيوانات و گياهان اهلي شامل آنهايي هستند كه تكثير و اصلاح آنها كم و بيش توسط انسان كنترل مي‌شود. انتخاب و به‌نژادي كه اساساً روي اعاب وحشي صورت گرفته است، از يك طرف باعث حذف ويژگي‌هاي نامطلوب براي انسان شده است كه اين ويژگي‌ها براي بقاي آنها مفيد بوده است و از طرفي ديگر ويژگي‌هايي كه داراي ارزش زراعي بوده‌اند، توسعه داده شده است. (جدول 1-1) در مورد گياهاني كه اهلي شده‌اند، رابطه‌ي همزيستي آنها با انسان طوري است كه فقط تعداد معدودي از آنها بدون محافظت انسان مي‌تواند به صورت وحشي بقاء داشته باشند.

جدول 1-1: بيست گياه زراعي مهم بر حسب سطح زير كشت

گياهان مهم زراعي

ارزش گياهان زراعي بسته به توانايي آنها در توليد هرچه بيشتر توليدات مفيد، نسبت به اجداد وحشي آنهاست. يكي از تفاوت‌هاي مشخصي كه بين گياهان زراعي و اجداد وحشي آنها وجود دارد، رشد زيادتر آنهاست (شوانيتز، 1960) كه اين تغيير در اندام‌هايي كه به عنوان محصول برداشت مي‌شوند و نسبت آنها در كل گياه مشخص است.

براي مثال در غلات بخش بيشتري از مواد ساخته شده در طول دوره فتوسنتز، به دانه مي‌رود و مقدار كمتري از آن به برگ‌ها اختصاص داده مي‌شود. برعكس در سيب‌زميني منبع اصلي ذخيره مواد غده است. ويژگي مهم ديگري كه در تفاوت گياهان زراعي و اجداد وحشي آنها وجود دارد، كاهش انتشار طبيعي بذر به وسيله انتخاب ساقه‌هاي محكم و غيرشكننده در غلات و بسته‌بودن نيام و ميوه در نخود، لوبيا، فلفل و غيره است. همزمان با كاهش انتشار بذر بعضي از صفت‌هاي مطلوب مثلاً اندازه بذر افزايش يافته است. به طور مثال بذر لوبيا (Phaseolus Vulgaris) 5 تا 8 برابر بزرگتر از اجداد وحشي آن است.

اندام‌هايي كه براي برداشت انتخاب مي‌شود، تركيب و فرم آنها نسبت به گذشته تغيير كرده است. مواد سمي يا تلخ در يام و لوپن كاهش و يا حذف شده است و نسبت موادي كه براي انسان باارزش و مفيد هستند، مانند پروتئين، روغن، شيريني، دارويي يا معطر به طور قابل‌ملاحظه‌اي افزايش يافته است.

گياهان زراعي اغلب بر حسب استفاده ويژه‌اي كه دارند، طبقه‌بندي مي‌شوند كه البته اين موضوع از تغييرات زيادي برخوردار است. طبقه بندي جامع‌تر و عمومي‌تر براساس اندام‌هايي كه برداشت مي‌شوند، صورت گرفته است كه در جدول 2-1 نشان داده شده است:

غلات (دانه) بذر

حبوبات بذر

گياهان ريشه‌اي و غده‌اي ريشه و ساقه متورم

سبزيجات (محصول سبز) برگ‌ها و ساقه‌ها

ميوه‌ها بذرهاي داراي پوشش يا كپسول

دانه‌ي غلات و حبوبات يكي از منابع اوليه تامين كربوهيدرات‌ها، چربي، پروتئين، ويتامين‌ها، مواد معدني ضروري براي تغذيه انسان‌ها و دامهاست. (جدول 2-1)

جدول 2-1: تركيبات 100 گرم از مهمترين غلات در مقايسه با گياهان غده‌اي حبوبات و سبزيجات

دانه غلات به سبب داشتن آب نسبتاً كم و دوره‌ي خواب طولاني، علاوه بر اينكه به آساني حمل و انبار مي‌شوند، منبع غذايي فشرده نيز مي‌باشند.

ريشه و غده‌ها اندام‌هاي حجيمي هستند كه به سبب داشتن (بيشتر از 75 درصد) ساير اندام‌ها متمايز گشته است و اين موضوع عامل محدودكننده‌ براي انبارشدن بوده است، ولي عامل افزايش عملكرد در واحد سطح است. گياهان غده‌اي (به جز سيب‌زميني) بيشتر دو ساله هستند و در اواخر فصل اول رشد كه اندام‌هاي ذخيره شونده به حداكثر اندازه خود رسيدند، برداشت مي‌شوند.

سبزيجات شامل آندسته از گياهاني مي‌شوند كه ارزش آنها در برگها و ساقه‌هاي تازه و جوان است. مقدار زياد سلولز و فيبر در آنها سبب محدوديت در مصرف غذايي آنهاست. اين گياهان منبع اصلي ويتامين‌ها، مواد معدني، مواد دارويي مانند نيكوتين، تانن و كافئين هستند. به سبب حجم زياد و درصد آب بالا ذخيره‌سازي آنها بستگي به خشك‌كردن، سيلوكردن يا يخ‌زدن سريع دارد.

ميوه از نظر زراعي به مواد گوشتي و آبدار كه بذر را دربر مي‌گيرد (ميوه‌هاي انگوري، سيب و گلابي) يا ميوه‌هاي بذري (نارگيل، گيلاس و گوجه) اطلاق مي‌گردد. برخي مانند موز، ممكن است حاوي مقدار زيادي كربوهيدرات باشند. در اكثر ميوه‌ها ارزش اقتصادي آنها به سبب خوشمزه بودن و داشتن مقدار زيادي ويتامين c مي‌باشد. همانند سبزيجات به سبب داشتن مقدار زيادي آب نگهداري آنها نياز به نوعي ذخيره‌سازي دارد.

سهولت در كشت و كار، بستگي به فرم رشد و يا عادت رشد و سيكل زندگي هر گياه زراعي دارد. در گياهاني كه از طريق بذر تكثير مي‌شوند، مساله عمده در موفقيت گياهان زراعي، توليد بذرهايي با قدرت جوانه‌زني بالا مي‌باشد. البته پيشرفت‌هايي كه در زمينه توليد بذرهاي هيبريد بخصوص در غلات شده است، باعث شده است كه تكثير بذر مستلزم كشت گياهان خاصي باشد. توليد و تكثير غيرجنسي در اكثر گياهاني كه داراي ريشه و يا غده هستند، مانند سيب‌زميني، سيب‌زميني شيرين، كاساوا و يام كه غذاي عمده‌ي مناطق حاره‌اي مرطوب را تشكيل مي‌دهند، صورت مي‌گيرد، چون شرايط محيطي براي كشت غلات مناسب نيست و كشت اين قبيل گياهان در مناطق حاره‌اي رايج است و همچنين براي بعضي از گياهاني كه ميوه توليد مي‌كنند، مانند موز، توت‌فرنگي، آناناس و نيشكر تكثير غيرجنسي لازم است.

اكثر گياهان زراعي و بويژه آنهايي كه دانه توليد مي‌كنند، يك ساله و بقيه دوساله هستند. مانند گياهان ريشه‌اي كه اغلب به عنوان يك‌ساله كشت شده است و فقط براي توليد بذر، به آنها اجازه داده مي‌شود به گل بروند.

بسياري از گياهان چندساله براي دوره‌هاي كوتاه كشت مي‌شوند و يا مانند پنبه حتي به عنوان يك ساله كشت مي‌شوند. تيپ رشد محدود، استحكام و مستقيم‌بودن ساقه و غيرشكننده بودن آنها و عدم پراكندگي بذر سبب تسهيل در برداشت مي‌شود.

بنابراين تعجب‌آور نيست كه در غلات كه عمده‌ترين گياهان اهلي را تشكيل مي‌دهند، داراي بيشترين ويژگي‌هاي لازم براي يك گياه زراعي بوده است و بيشترين توجه از نظر برداشت مكانيزه را به خود معطوف كرده‌اند. بزرگترين مشكل در مورد گياهان ريشه‌اي، ميوه‌ها و سبزيجات است كه در آنها برداشت مكانيزه به سادگي باعث خسارت به آنها شده، رشد نامحدود در آنها امكان پراكنش بذر نيز مشكل‌آفرين است.

غلات

طبق نظريه هارلن (1976) مهمترين گياهان زراعي (جدول 3-1) از نظر ارزش، توليد و سطح زير كشت گياهاني هستند كه مصرف غذايي دارند و داراي بازده زيادي از نظر مواد ذخيره‌اي به ازاء هر واحد كار دارند و از نظر نمود بيولوژيكي (نسبتاً با ثبات هستند) بي‌خطر هستند و نيازهاي غذايي عمده انسان و دام‌ها را تامين مي‌كند.

در ميان اينها غلات از لغت سرس يا الهه غذايي گرفته شده است و داراي ارزش بالايي هستند (شكل 1-1). اين گياهان شامل غلات دانه‌ريز (گندم، جو، برنج، چاودار، يولاف) و يا غلات دانه درشت (ذرت، سورگوم، ارزن) مي‌شوند و جمعاً 50 درصد انرژي و پروتئين مورد نياز جهان را تامين مي‌كنند (بيش از هفتاد و پنج درصد زماني كه غذايي كه براي تغذيه دام‌ها استفاده مي‌شوند نيز محسوب شود) و دو سوم زمين‌هاي زير كشت را شامل مي‌شوند. غلات اولين گياهان اهلي شده بودند كه از ديرباز منبع غذايي انسان بوده‌اند.

شامل ورد 90 ص