پایان نامه تحصیلی کارشناسی مهندسی کشاورزی
چکیده :
نوسانات تولید متأثر از عوامل مختلفی از قبیل تغییرات اقلیمی ، آفات و بیماریها ، علفهای هرز و ... می باشد .
درمیان این عوامل ، نماتد چغندر قند علاوه بر دامنه گسترش بالا بعنوان یکی از مهمترین عوامل محدود کننده کاهش عملکرد در منطقه چناران می باشد .
متأسفانه تکنیکهایکنترل که تا به حال مورد استفاده قرار گرفته اند، سازگاری و پایداری کافی در کاهش اثرات سوء نماتد چغندر در شرایط و فرهنگ کشاورزی منطقه به همراه نداشته اند.
یافتن ارقام مقاوم یکی از راههایی است که هر چند تولید آن نیاز به زمان طولانی دارد ، لیکن دانشمندان اصلاح نبات مصمم به یافتن آن می باشند. دراین راستا شرکت سوئدی نوارتیس نوید تولید رقم مقاوم به نماتد به نام نماکیل (Nemakill) را داد.
با هدف بررسی مقاومت رقم نماکیل به نماتد آزمایش در ده مزرعه که دارای آلودگی بالایی بودند ، اجرا گردید . رقم ایرانی BR1 نیز به عنوان شاهد در قطعات دارای آلودگی بالا در مجاورت آن کشت گردید.
میانگین آلودگی اولیه در مزارعی که رقم نماکیل کشت گردید 2326 تخم و لارو در یکصد گرم خاک بود. متوسط آلودگی اولیه مزارعی که رقم BR1 کشت شده بودند نیز 1591 تخم و لارو در یکصد گرم خاک بود.
نتایج بررسیها حاکی از وجود نکات جالب توجه و امید بخش در مبارزه با نماتد چغندر است . جمعیت نهایی آلودگی در رقم نماکیل به 960 عدد تخم و لارو در یکصد گرم خاک کاهش یافت . در حالیکه جمعیت نهایی در رقم BR1 به 3953 تخم و لارو در یکصد گرم خاک افزایش یافته است .یعنی در رقم BR1 جمعیت تقریباً 48/2 برابر شده است . متوسط عملکرد ریشه در رقم BR1 بابر 58/15 تن در هکتار و متوسط عیار آن 99/16 درصد بود.
متوسط عملکرد ریشه رقم نماکیل 08/19 تن در هکتار با متوسط عیار 76/17 بود. تجزیه کیفی خمیر ارقام چغندر نیز انجام گردید.
مقدار پتاسیم رقم نماکیل 8/5 و رقم BR1 برابر 97/4 میلی اکی والانت بود. مقدار سدیم رقم نماکیل 64/2 و رقم BR1 برابر 62/2 میلی اکی والانت گزارش شد.
مقدار ازت رقم نماکیل 69/3 و رقم BR1 معادل 16/4 میلی اکی والانت بود. راندمان شکر قابص استحصال (YIELD) در رقم BR1 برابر 41/8 درصد و در رقم نماکیل 94/82 درصد بود.
همچنین مقدار قند تلف شده در ملاس رقم نماکیل 03/3 و در رقم BR1 برابر 67/2 درصد بود. با توجه به اینکه متوسط آلودگی اولیه مزارع رقم نماکیل 19/46 درصد بیش از رقم BR1 بود، با این وجود عملکرد ریشه آن 46/22 درصد بیشتر از رقم BR1 بود. قند ناخالص آن 92/27 درصد بیش از رقم BR1 و در نهایت از نظر قند خالص تولیدی 26 درصد عملکرد بیتشری نسبت به رقم ایرانی BR1 تولید نمود.
در عین حال دلایل پائین بودن عملکرد در مزارع در ذیل آمده است :
دریافت دیر بذر رقم نماکیل و در نتیجه تأخیر در کاشت مزارع به گونه ای که اولین آبیاری مزارع به طور متوسط در اوایل خرداد انجام شده است .
عدم توجه و دقت کافی کشاورزان در مزارع کشت شده با وجود توصیه و تأکیدهای مکرر به آنها .
با این حال در بین ده مزرعه کشت شده ، دو مزرعه که دقت و رسیدگی مناسبی داشته اند، عملکرد نیز قابل قبول می باشد . نتایج این دو مزرعه در زیر آمده است :
ریشه با عیار 4/18 تولید نمود در حالیکه رقم نماکیل این مزرعه در آلودگی اولیه 2700 تخم و لارو در یکصد گرم خاک ، عملکرد ریشه 29/29 تن در هکتار با عیار 8/18 تولید نمود.
در مزرعه دیگری رقم ایرانی در آلودگی اولیه 530 تخم و لارو در یکصد گرم خاک کشت و در نهایت عملکرد ریشه 21/31 تن در هکتار با عیار 95/16 تولید نمود. در حالیکه دراین مزرعه رقم نماکیل که در آلودگی اولیه 960 تخم و لارو در یکصد گرم خاک کشت شده بود عملکرد ریشه آن 51/43 تن در هکتار با عیار 12/19 درصد بود.
نتیجه این که دراین دو مزرعه از نظر قند ناخالص بطور متوسط رقم نماکیل 14/39 درصد عملکرد بیشتری از رقم BR1 تولید نمود، با وجود اینکه آلودگی اولیه در مزارع رقم نماکیل 95/30 درصد بیشتر از BR1 بود.
نماتد چیست ؟
نماتدها کرم های نخی شکل و رطوبت پسندی هستند که می‌توانند در طیف زیستی وسیعی در اکثر مناطق جهان یافت شوند. نماتدها در آبهای شیرین، آبهای شور، خاک، مواد پوسیده، گیاهان، جانوران و انسان مشاهده می‌شوند.
تغذیه نماتدها به اشکال متعدد از زیستگاهشان صورت می گیرد. آنها روی باکتریها و قارچها درمواد آلی مرده زندگی می‌کنند، به صورت شکارچی از دیگر نماتدها نیز تغذیه کرده و در بدن بسیاری از جانوران تکامل یافته ( مانند کرمهای trichina ) و یا گیاهان به صورت انگل به سر می برند.
نماتدها در زیستگاهشان با پیچ و تاب خوردن جابجا می‌شوند. قبل از این نیز به اسم کرمهای زالویی نامگذاری شده‌اند. گونه های خسارت زا در گیاهان به طور متوسط یک میلی متر طول دارند. این گونه نماتدها دارای خرطوم دهانی ( استایلت ) هستند که به وسیله آن سلولهای گیاهی را سوراخ می‌کنند و ضمن ترشح بزاق، جذب محتویات سلولی انجام می گیرد.
بیش از 15000 گونه نماتد شناسایی شده است که حدود 3000 گونه با گیاهان زندگی می‌کنند و از این تعداد، حدود 100 گونه می‌توانند خسارات قابل توجهی در گیاهان زراعی ایجاد نمایند. نماتد مولد سیست چغندرقند ( Heterodera schachtii ) یکی از گونه هایی است که از بیشترین اهمیت اقتصادی برخوردار است.
تاریخچه
مبداٌ، تاریخچه و پراکنش
برای اولین بار حدود 130 سال پیش از این، نماتد مولد سیست چغندرقند ( H. schachtii) در آلمان به عنوان یک آفت شناسایی شد. در اواسط قرن نوزدهم میلادی، تولید چغندرقند در اروپا با یک روند افزایشی همراه بود و در همان زمان نیز بیماری چغندرقند در خاک شروع شد. خصوصاٌ آنکه در خاکهای تیره با پتانسیل بالا در منطقه ماگد بورگر بورد عملکرد چغندرقند به طور قابل ملاحظه ای کاهش یافت.
در سال 1859 پروفسور گیاهشناس بن، دکتر H. Schacht، عامل بیماری چغندرقند را شناسایی کرد : کرمهای کوچکی متعلق به خانواده نماتدها که انگل ریشه های چغندرقند می‌باشند. در سال 1871، A. Schmidt تحقیق کاملتری در مورد این آفت انجام داد و به افتخار کاشفش آن را Heterodera schachtii نامگذاری کرد. این نماتد از اهمیت اقتصادی در تاریخ برخوردار است. در قرن گذشته 24 کارخانه قند در آلمان به خاطر خسارت نماتدها که کاهش عملکرد چغندرقند را در پی داشت، تعطیل شدند.
امروزه نماتد چغندرقند تقریباٌ در تمام اراضی اروپا که کشت چغندرقند متمرکز است، شناسایی شده است و اغلب به عنوان یک عامل محدود کننده عملکرد محسوب می‌شود. نماتد چغندرقند در سایر نقاط جهان از جمله آسیا، آمریکای شمالی و استرالیا نیز مشاهده شده است.
نشانه های بیماری
توصیف نماتد
خسارت نماتد چغندرقند بسیار شبیه به علایم آلودگی به ویروس بیماری ریزومانیا است (ریش دار شدن ریشه ها )، یعنی خسارت این نماتد به چغندرقند ممکن است با علایم خسارت ریزومانیا اشتباه گرفته شود. زیرا که نماتد چغندرقند در تمام اراضی عمده چغندرکاری مشاهده می‌شود و سطح اینها با اراضی آلوده به ریزومانیا یکسان می‌باشد ، بنابراین خطر اشتباه بین این دو بیماری وجود دارد.
خسارت زود هنگام این نماتد منجر به پژمردگی بوته های جوان چغندرقند می‌شود، بنابراین این مشخصه کلاسیک آلودگی از اوایل خردادماه به بعد در مزرعه مشاهده می‌گردد. دیگر نشانه مشخص آلودگی به نماتد چغندرقند، پژمردگی موضعی در اندامهای هوایی چغندرقند بخصوص در هوای بسیار گرم است.
در طی ساعات شب یا پس از بارندگی، بیشتر بوته ها بهبود می یابند. گیاهانی که آلودگی شدیدتری دارند از رشد باز می مانند. برگهای بیرونی زرد رنگ شده و در پایان می میرند. اندازه برگهای جدید نیز به طور واضحی کاهش می‌یابد.
علایم ویژه آلودگی در غده چغندرقند به این صورت است که ریشه اصلی به شکل قابل توجهی کوتاه شده و تشکیل ریشه های جانبی نیز افزایش می‌یابد. زیرا چغندرقند برای جبران خسارت این نماتد ریشه های جانبی اش را توسعه داده و درنتیجه آن شکل تیپیک ریش دار شدن ریشه حاصل می‌شود.
علایمی که تا اینجا توصیف شدند ممکن است مشابه آلودگی به ریزومانیا باشند، بنابراین تنها نشانه تشخیص آلودگی به این نماتد وجود جانورهای ماده سفید رنگی به اندازه ته سنجاق با سیست های قهوه ای رنگ بر روی ریشه ها می‌باشد. این ماده های سفید رنگ نماتد که کمک بزرگی به تشخیص قطعی آلودگی می‌کنند، با چشم غیر مسلح نیز دیده می‌شوند.
زیست شناسی
جنبه های توسعه بیماری
این نماتد به صورت خفته در داخل یک سیست باقی می ماند. یک سیست حدوداٌ به اندازه ته سنجاق و محتوی 300 عدد تخم و لارو می‌باشد. با کشت گیاهان میزبان، لاروهای زنده در داخل سیست فعال می‌شوند.
نماتود مولد سیست چغندر قند
Heterodera schachtii Schmidt
نماتود چغندر قند ابتدا در آلمان در سال 1859 توسط هرمان شاخت ( Herman Schacht) در مزارع چغندر کشف شده و بعداٌ در سال 1871 شمیدت ( Schmidt ) این انگل را به نام شاخت تحت عنوان Heterodera schachtii Schmidt نامگذاری کرد. در ایران این نماتود اولین بار در سال 1348 توسط اسماعیل پور از مزارع چغندرقند تربت حیدریه جمع آوری گردیده است. مناطق انتشار نماتود مزبور استان های خراسان، اصفهان، فارس، آذربایجان و کرمانشاه می‌باشد. درمورد میزان خسارت نماتود چغندرقند مطالعاتی در استان خراسان به عمل آمده و در بیش از 80 درصد خاک اراضی چغندرکاری خراسان نماتود وجود دارد و متوسط خسارت نماتود حدود 54 الی 5 درصد کل محصول سالیانه تخمین زده شده است. در اروپا مقدار کاهش قند تا 23 درصد نیز تعیین گردیده است. نماتود مزبور علاوه بر چغندر به بعضی از گیاهان زراعی نیز حمله می‌کند و در ایران انواع کلم، ترب، تربچه ،شلغم، شاهی و اسفناج نیز از میزبان های آن تعیین و شناخته شده است ( کلالی، فریور مهین، 1358، خیرخواه، 1352 ).
علائم بیماری
اولین نشانه های آلودگی در اوائل فصل تابستان و در هنگام تابش آفتاب به صورت پژمردگی برگ های بوته چغندر بروز می‌کند و در هنگام شب و در هوای خنک برگها مجدداٌ حالت عادی و شادابی خود را باز می یابند. شکل عمومی بوته توسری خورده و عقب افتاده و زرد کم رشد است. ریشه های کوچک و بدشکل و دارای ریشک های فرعی زیاده از حد و افشان است. روی ریشه های فرعی مبتلا، سیست ( Cyst ) های سفید رنگ به اندازه حدود یک میلیمتر با ته سنجاق با چشم عادی و غیر مسلح قابل رویت هستند. اولین سیست در خراسان در اواخر خرداد ماه مشاهده شده است. در مزرعه نشانه های آلودگی ابتدا به طور لکه ای ظاهر شده و لکه ها متدرجاٌ در اثر تکرار کاشت چغندر گسترش یافته و پس از چند سال تقریباٌ سطح مزرعه را فرا می‌گیرند. اگر به بوته هائی که در داخل این لکه ها قرار دارند از نزدیک توجه کنیم علائم ظاهری کمبود غذایی را نشان می‌دهد. در شرائط آب و هوائی خراسان نشانه های بیماری در تیرماه و مردادماه ظاهر می‌شود. بوته های مبتلا به نماتود استعداد بیشتری در برابر حمله بیماری هادارند.
مشخصات نماتود
نماتود چغندر قند دارای دو شکل جنسی ماده و نر می‌باشد. ماده های جوان و کامل به طور معمول لیموئی شکل و در ابتدای امر رنگ آنها سفید شیری است که به آسانی و با چشم غیر مسلح روی ریشه گیاه میزبان دیده می‌شود و معمولاٌ بین 60 تا 80 میلیمتر طول و 40 تا 50 میلیمتر عرض آن می‌باشد. رنگ سفید ماده های جوان پس از افتادن در خاک بدون گذراندن مرحله زرد تبدیل به قهوه ای می‌گردد و در این موقع به آنها سیست اطلاق می‌شود. هر سیست محتوی تعداد 5-300 تخم ( لاورسن یک داخل تخم است ) و لاروسن دوم می‌باشد که بسته به شرائط این تعداد متفاوت است. نماتود نر بر خلاف ماده کرمی شکل می‌باشد و طول آن بین 31 تا 61 میلیمتر واسپیر ( Spear ) آن گره دار و قوی است. طول اسپیر درنرها بین 25 تا 28 میکرون می‌باشد. اندازه لاروهای سن دو یا لارو نوزاد که به تازگی از تخم خارج شده متفاوت و بین 450550 میکرون است. تخم بشگه ای شکل، به طول 110 و عرض 43 میکرون می‌باشد.
چرخه بیماری
نماتود چغندر قند از مرحله سن دوم لاروی وارد ریشه میزبان می‌گردد و ایجاد خسارت می‌کند. شرائط فعالیت و تعداد نسل این نماتود بستگی زیادی به عوامل جوی، محیط خاک، تاریخ کشت چغندر قند و غیره دارد و بنابراین در مناطق مختلف متفاوت می‌باشد. زیست شناسی این نماتود را در شرائط آب و هوائی مشهد مطالعه نموده و به طور کلی دوره زندگی یک نسل 40-70 روز به طول می انجامد. با توجه به آزمایشات انجام شده، نماتود چغندر قند در شرائط خراسان، چهار نسل در سال دارد و نسل چهارم انگل معمولاٌ مصادف با برداشت محصول چغندر می‌باشد و چون قسمت اعظم محصول در آبانماه از زمین برداشت می‌شود، لذا در چغندرهای برداشتی قبل از آذرماه امکان تکمیل نسل چهارم موجود نیست ولی در صورت مساعد بودن شرایط چنانچه چغندرها تا آذرماه در زمین باقی بمانند، نسل چهارم انگل فرصت کافی برای تکامل را پیدا خواهد نمود. حداکثر خسارت انگل مربوط به نسل دوم و پس از آن نسل سوم است. عواملی که در انتشار نماتود چغندرقند مؤثر هستند عبارتند از :
انتقال خاک و بقایای گیاهی از کامیونهای حامل چغندر قند به اراضی غیر آلوده.
استفاده کشاورزان از فاضلاب کارخانجات قند برای آبیاری زمستانه.
انتشار نماتود از آب رودخانه های مجاور کارخانه های قند که محتوی بقایای آلوده چغندر می‌باشد به اراضی سالم و غیر آلوده.
انتشار نماتود توسط ابزار وماشین آلات کشاورزی.
انتقال به وسیله باد، حیوانات، بذر و غیره.