2:48 ص المكتبة الزراعية الشاملة

 

كتاب : المرجع الشامل في : إنتاج و فسيولوجيا الذرة الشامية

تأليف : د عبد الحميد محمد حسانين

عدد صفحات الكتاب: 184 صفحة

الذرة (Zea mays L.) هي المحصول الرائد في العالم وتزرع على نطاق واسع كحبوب تم تدجينها في أمريكا الوسطى. وهي واحدة من أكثر المحاصيل الناشئة تنوعًا والتي تتمتع بقدرة أكبر على التكيف. عالميًا، تُعرف الذرة بأنها ملكة الحبوب نظرًا لإمكاناتها الجينية العالية. الذرة هي المحصول الوحيد من الحبوب الغذائية الذي يمكن زراعته في مواسم وبيئات واستخدامات متنوعة. إلى جانب هذا، يوجد العديد من الأنواع مثل الذرة الصفراء/البيضاء العادية، والذرة الحلوة، والذرة الصغيرة، والفشار، والذرة الشمعية، والذرة عالية الأميليز، والذرة عالية الزيت، والذرة عالية البروتين، إلخ. وبصرف النظر عن هذا، تعد الذرة مادة خام صناعية مهمة وتوفر فرصة كبيرة لإضافة القيمة.

التصنيف والأصل والتطور

1. أ. التصنيف

تنتمي الذرة إلى قبيلة Maydeae من عائلة الأعشاب Poaceae. اشتُق اسم "Zea" من الاسم اليوناني القديم لعشب الطعام. يتكون جنس Zea من أربعة أنواع منها Zea mays L. مهمة اقتصاديًا. النوع الآخر من Zea، والذي يشار إليه باسم teosinte، هو في الغالب عشب بري أصلي في المكسيك وأمريكا الوسطى. يبلغ عدد الكروموسومات في Zea mays 2 n = 20. تتألف قبيلة Maydeae من سبعة أجناس معترف بها، وهي مجموعات العالم القديم والجديد. يتألف العالم القديم من Coix (2n = 10/20)، وChionachne (2n = 20)، وSclerachne (2n = 20)، وTrilobachne (2n = 20) وPolytoca (2n = 20)، وتضم مجموعة العالم الجديد Zea وTripsacum. من المتفق عليه عمومًا أن تطور الذرة تم تحديده إلى حد كبير من خلال الجنس الأمريكي Zea وTripsacum، ومع ذلك فمن المقبول أن جنس Coix ساهم في التطور التطوري لنوع Zea mays.

ب. الأصل والتطور

لا يزال تطور الذرة والأنواع التي أسلافها قيد البحث. تشير البيانات الأثرية والجزيئية إلى أن الذرة الحديثة تم تدجينها من نبات التيوسنتي السنوي (Zea mays ssp. parviglumis) في جنوب المكسيك منذ ما بين 6600 و9000 عام. وسرعان ما تبع ذلك الانتقاء: حيث تم تثبيت الأليلات المواتية في المواضع التي تتحكم في مورفولوجيا النبات وجودة التغذية للحبوب منذ ما لا يقل عن 4400 عام، كما سهّل الانتقاء الإضافي من قبل الأمريكيين الأصليين تكيف الذرة مع البيئات المتنوعة.

مراحل النمو (دورة الحياة)

تتطور نباتات الذرة النموذجية من 18 إلى 22 ورقة إجمالية، ويظهر الحرير بعد حوالي 55 يومًا من ظهوره، وينضج في حوالي 125 يومًا بعد ظهوره (ريتشي وآخرون، 1993). ومع ذلك، يمكن أن يختلف الفاصل الزمني المحدد بين الهجائن والبيئات وتاريخ الزراعة والموقع. وبالتالي، فإن طول الوقت بين كل مرحلة نمو يعتمد على هذه الظروف. على سبيل المثال، قد ينتج الهجين المبكر النضج عددًا أقل من الأوراق أو يتقدم خلال مراحل النمو المختلفة بمعدل أسرع مما هو موصوف هنا. وعلى النقيض من ذلك، قد ينتج الهجين المتأخر النضج عددًا أكبر من الأوراق ويتقدم خلال كل مرحلة من مراحل النمو بوتيرة أبطأ.

يتم تحديد المراحل الخضرية للذرة من خلال عدد الياقات الموجودة على نبات الذرة. طوق الورقة هو "الشريط" ذو اللون الفاتح الذي يشبه الطوق ويقع عند قاعدة نصل الورقة المكشوف، بالقرب من المكان الذي تلامس فيه نصل الورقة ساق النبات. لا يتم تضمين الأوراق داخل الدوامة، والتي لم تتوسع بالكامل ولا يوجد بها طوق ورقة مرئي. على سبيل المثال، يُطلق على النبات الذي يحتوي على 3 ياقات اسم نبات V3، ومع ذلك، قد يكون هناك 6 أوراق ظاهرة على النبات.

VE - الظهور

يصل الغمد الزهري إلى سطح التربة ويؤدي التعرض لأشعة الشمس إلى توقف استطالة الغمد الزهري والميزوكوتيل. تقع نقطة النمو، الموجودة فوق الميزوكوتيل مباشرة، على بعد حوالي 0.75 بوصة تحت سطح التربة. تتطور الأوراق الجنينية بسرعة وتنمو من خلال طرف الغمد الزهري. يبدأ نمو الجذر المنوي في التباطؤ وتبدأ الجذور العقدية عند التاج.

V1 - طوق الورقة الأول

الورقة السفلية (قصيرة ذات طرف مدور) لها طوق ورقة مرئي. تبدأ الجذور العقدية في الاستطالة.

V3 – طوق الورقة الثالث

تظل نقطة النمو أسفل سطح التربة حيث حدث استطالة طفيفة للساق. تبدأ الجذور الجانبية في النمو من الجذور العقدية ويتوقف نمو نظام الجذر المنوي. تبدأ جميع الأوراق والبراعم التي ينتجها النبات في هذه المرحلة. نظرًا لأن نقطة النمو تظل أسفل سطح التربة، فقد تؤدي درجات حرارة التربة الباردة إلى زيادة الوقت بين مراحل الأوراق وزيادة العدد الإجمالي للأوراق المتكونة وتأخير تكوين الشرابة وتقليل امتصاص العناصر الغذائية.

V7 – طوق من سبع أوراق

أثناء مرحلتي النمو V7 وV8 تبدأ مرحلة النمو السريع وتحديد صف الحبوب. قد يحدث شيخوخة الأوراق السفلية إذا تعرض النبات للإجهاد، ولكن لا يزال يجب عدها عند إعداد النباتات.

V10 – طوق من عشر أوراق

في مرحلتي النمو V9 وV10، يكون الساق في مرحلة نمو سريع تتراكم فيها المادة الجافة بالإضافة إلى العناصر الغذائية. بدأت الشرابة في النمو بسرعة مع استمرار الساق في الاستطالة. يمكن رؤية العديد من براعم الأذن بسهولة عند تشريح الساق.

VT – Tasseling

تبدأ مرحلة VT عندما يصبح آخر فرع من الشرابة مرئيًا ولم تظهر الحرير. تبدأ هذه المرحلة قبل ظهور الحرير بحوالي 2-3 أيام. يكون النبات في ارتفاعه الكامل تقريبًا ويبدأ تساقط حبوب اللقاح (الإزهار). يحدث تساقط حبوب اللقاح عادةً في الصباح أو المساء.

R1 – Silking

تبدأ هذه المرحلة عندما يكون أي حرير مرئيًا خارج القشرة. يتم التقاط حبوب اللقاح المتساقطة بواسطة الحرير وتنمو على الحرير على مدار فترة 24 ساعة لتخصيب البويضة في النهاية. تصبح البويضة نواة. يستغرق الأمر أكثر من ثلاثة أيام حتى يتم كشف جميع الحرير على سنبلة واحدة وتلقيحها. يتم تحديد عدد البويضات المخصبة في هذه المرحلة. إذا لم يتم تخصيب البويضة، فلن تنتج نواة وتتحلل في النهاية.

R6 – النضج الفسيولوجي

يحدث هذا بعد حوالي 45-50 يومًا من ظهور الحرير، حيث تصل جميع حبات الذرة على السنبلة إلى أقصى وزن جاف لها. وتتكون طبقة سوداء أو بنية اللون حيث تلتصق الحبة بالذرة، مما يشير إلى بلوغ النضج الفسيولوجي. وقد يظل ساق النبات أخضر، ولكن أنسجة الأوراق والقشرة تفقد لونها الأخضر في هذه المرحلة. ويتراوح محتوى الرطوبة في الحبوب من 30 إلى 35% في هذه المرحلة، مع وجود اختلافات كبيرة بين الهجن والظروف البيئية.

3. السمات النباتية

الذرة نبات سنوي طويل ومحدد يتراوح ارتفاعه من <1 إلى >4 أمتار وينتج أوراقًا كبيرة وضيقة ومتقابلة، تنمو بالتناوب على طول ساق صلبة. السمات النباتية لأجزاء النبات المختلفة هي كما يلي:

• الجذر: عادةً ما يكون لنباتات الذرة ثلاثة أنواع من الجذور، (أ) الجذور المنوية - التي تتطور من الجذور وتستمر لفترة طويلة؛ (ب) الجذور العرضية، وهي الجذور الليفية التي تتطور من العقد السفلية للساق تحت مستوى الأرض والتي تعد الجذور الفعالة والنشطة للنبات؛ و (ج) الجذور الداعمة أو الداعمة، التي تنتجها العقدتان السفليتان. تنمو الجذور بسرعة كبيرة وبشكل متساوٍ تقريبًا للخارج وللأسفل. قد تسمح التربة المناسبة بنمو جذور الذرة حتى 60 سم جانبيًا وفي العمق.
• الساق: يبلغ سمك الساق عمومًا من ثلاثة إلى أربعة سنتيمترات. تكون العقد قصيرة وسميكة إلى حد ما عند قاعدة النبات؛ تصبح أطول وأكثر سمكًا أعلى الساق، ثم تتناقص مرة أخرى. إن العقدة التي تحمل السنبلة محززة طوليًا للسماح بوضع رأس السنبلة بشكل صحيح. الأوراق العلوية في الذرة مسؤولة بشكل أكبر عن اعتراض الضوء وهي تساهم بشكل كبير في التمثيل الضوئي للحبوب.
• الزهرة: تنتهي قمة الساق بالشرابة، وهي نورة من الزهور المذكرة والنورات المؤنثة (السنبلة أو السنبلة) تحمل في قمة الفروع الجانبية المكثفة المعروفة باسم السيقان البارزة من محاور الأوراق. تنتج النورة المذكرة (السداة)، وهي سنبلة فضفاضة، أزواجًا من السنيبلات الحرة كل منها محاطة بزهرة خصبة وأخرى عقيمة. تنتج النورة المؤنثة (المؤنثة)، وهي سنبلة، أزواجًا من السنيبلات على سطح محور مركزي مكثف للغاية (أو "سنبلة"). الزهرة الأنثوية مغطاة بإحكام بعدة طبقات من الأوراق، ومغلقة بها على الساق بحيث لا تظهر نفسها بسهولة حتى ظهور الحرير الأصفر الباهت من دوامة الورقة في نهاية السنبلة. الحرير هو وصمات طويلة تبدو وكأنها خصلات من الشعر في البداية ثم تتحول لاحقًا إلى اللون الأخضر أو ​​الأرجواني. كل سنبلة أنثوية تغلف زهرتين خصبتين، ستنضج مبيض واحدة منها إلى حبة ذرة بمجرد إخصابها جنسيًا بواسطة حبوب اللقاح التي تحملها الرياح.

البيولوجيا الزهرية للذرة

الذرة نبات أحادي المسكن، أي أن الجنسين مقسمان إلى أنثوية منفصلة (سنبلة)، الزهرة الأنثوية والسداة (شراشيب)، الزهرة الذكرية. ينتهي البرعم الرئيسي بشراشيب سداة. الذرة عادة ما تكون متفرعة، أي أن الزهرة الذكرية تنضج قبل الزهرة الأنثوية. يوجد داخل كل سنبلة زهرة ذكرية عادة زهرتان وظيفيتان، على الرغم من أن نمو الزهرة السفلية قد يتأخر قليلاً مقارنة بالزهرة العلوية. تحتوي كل زهرة على زوج من الحراشف الرقيقة أي اللمفاوية والبلايا، وثلاثة متكات، واثنان من الجحور والمدقة البدائية. تم الإبلاغ عن أن حبوب اللقاح لكل متك تتراوح من 2000 إلى 7500. في متوسط ​​7000 متك لكل متك وحوالي 3500 حبة لقاح لكل متك، يمكن لكل شرابة أن تنتج حوالي 2.45 كرور من حبوب اللقاح. من حيث نسبة حبوب اللقاح المنتجة لكل بويضة مخصبة، يبدو أنه نظرًا لأن كل سنبلة تتطلب حوالي 1000 حبة لقاح للتخصيب، فهناك حوالي 20000 حبة لقاح لكل حبة زائدة عما هو مطلوب بالفعل إذا كان التلقيح فعالًا بنسبة 100 في المائة. حبوب اللقاح صغيرة جدًا، بالكاد يمكن رؤيتها بالعين المجردة، خفيفة الوزن، ويسهل حملها بواسطة الرياح. تؤدي طبيعة حبوب اللقاح المحمولة بالرياح والتلقيح المتبادل إلى حدوث تلقيح متبادل.

الزهرة الأنثوية صغيرة في البداية ولكنها سرعان ما تتحول إلى نتوءات على شكل صفوف. تتشكل النتوءات القاعدية أولاً ويتقدم التطور نحو طرف الأذنين. يتطور الجزء فوق ارتباط الكربلة إلى بويضة واحدة ثابتة تتكون من نواة ذات غلافين أو غلافين أوليين للبذور. تنمو الكربلات المتحدة، والتي ستشكل جدار المبيض أو غلاف النواة الناضجة، إلى الأعلى حتى تغلف البويضة تمامًا. تشكل الكربلتان الأماميتان، اللتان تواجهان طرف الأذن، نتوءات تتطور إلى القلم أي إلى خيوط طويلة تعرف بالحرير. الحرير مغطى بالعديد من الشعيرات، التي تشكل زاوية مع الحرير حيث توجد حبوب اللقاح. قاعدة الحرير فريدة من نوعها، حيث أنها تطول باستمرار حتى يحدث الإخصاب. تحمل الكيزان العديد من صفوف البويضات التي تكون دائمًا متساوية في العدد. تنمو النورة الأنثوية أو السنبلة من فرع أو أكثر من الفروع الجانبية (السيقان) التي عادة ما تكون محمولة على بعد نصف الساق الرئيسية من براعم البراعم المساعدة. ومع تكثيف العقد الداخلية للسيقان، تظل السنبلة محاطة بشكل دائم بغطاء من العديد من أوراق القشرة. وبالتالي، فإن النبات غير قادر على نشر بذوره على غرار النبات البري وبدلاً من ذلك يعتمد على التدخل البشري لتقشير البذور والتكاثر.

الحبوب: حبة الذرة الفردية هي نباتيًا كاريوبسيس، وهي ثمرة جافة تحتوي على بذرة واحدة مندمجة بالأنسجة الداخلية لغلاف الثمرة. تحتوي البذرة على بنيتين شقيقتين، جرثومة تتضمن الزهرة والجذر والتي سيتطور منها نبات جديد، وسويداء توفر العناصر الغذائية لتلك الشتلة النابتة حتى تنشئ الشتلة مساحة أوراق كافية لتصبح ذاتية التغذية. الجرثومة هي مصدر "الزيت النباتي" للذرة (يبلغ إجمالي محتوى الزيت في حبوب الذرة 4٪ بالوزن). تشغل السويداء حوالي ثلثي حجم حبة الذرة وتمثل حوالي 86% من وزنها الجاف. يمكن أن تكون السويداء في حبات الذرة صفراء أو بيضاء. المكون الأساسي للسويداء هو النشا، إلى جانب 10% من البروتين المرتبط (الجلوتين).

أنظمة التزاوج

يحدث التلقيح عندما تلتقط هذه الحريرات الرطبة الجديدة حبوب اللقاح المتساقطة. في الذرة، لا يكون تساقط حبوب اللقاح عملية مستمرة وعادة ما يبدأ قبل يومين إلى ثلاثة أيام من ظهور الحرير ويستمر لمدة خمسة إلى ثمانية أيام. الحرير مغطى بشعر ناعم ولزج يعمل على التقاط حبوب اللقاح وتثبيتها. يتوقف تساقط حبوب اللقاح عندما تكون الشرابة مبللة أو جافة للغاية ويبدأ مرة أخرى عندما تكون ظروف درجة الحرارة مواتية. في ظل الظروف المواتية، تظل حبوب اللقاح قابلة للحياة لمدة 10 إلى 18 ساعة فقط. درجات الحرارة الباردة والرطوبة العالية تساعد على طول عمر حبوب اللقاح. في ظل الظروف المثلى، تكون الفترة الفاصلة بين الإزهار وظهور الحرير من يوم إلى يومين. يتم تلقيح حوالي 95% من البويضات بشكل متبادل وحوالي 5% يتم تلقيحها ذاتيًا  ، على الرغم من أن النباتات متوافقة ذاتيًا تمامًا.

--------------------

تنزيل الكتاب :

تحميل

رابط التحميل جاهز! انقر على الزر أسفله للتحميل

تحميل

مشاركة