فیزیولوژی گیاهان زراعی ـ دكتر پوستينی (دانشگاه تهران)

فیزیولوژی گیاهان زراعی ـ دكتر پوستينی (دانشگاه تهران)

تعدادي از صفحات جزوه

---

عناوين مباحث:

جلسه 1

تعریف فیزیولوژی

آشنایی با چهار فرایند فیزیولوژیکی

مفهوم1: Apical Dorminance: تسلط (غالبیت) اپیکالی (انتهایی) (جوانه انتهایی)

مفهوم 2: Seeding stablishment

مفهوم 3: photo respiration (تنفس نوری)

جلسه 2

جنبه‌های فیزیولوژیکی تکامل گیاهان زراعی physiological aspects of cropevolution

یادآوری مراحل و اولیۀ تکامل گندم:

شروع تغییر گیاهان با بهره برداری انسان اولیه

1. شکنندگی محور خوشه و دوره جمع آوری

-عامل بقا در زمان:

جو وحشی (Hordeum.Spontaneum) Immer

تفاوت T.dicoccum و T.monococum

1. صفات ظاهری

2. تغییر سایر صفات در جریان تکامل

3. تغییر در تسهیم مواد

کاهش امکانات مقابله

افزایش ذخیره ها

قطر آوند آبکش

4. طول دوره پر شدن دانه

تغییر در ترکیبات

مکانیزم‌های کنترل جوانه زدن و گل دهی (واکنش به…)

وزن دانه و مساحت سطح برگ

سرعت استقرار و اندازه دانه Seeding Stablishment

تسلط انتهایی و تعداد پنجه

وزن خوشه (دانه و ساختار) بشکل: تغییر توزیع و بافت آبکش

وزن هر دانه

فتوسنتز واحد سطح برگ

1. تفاوت سطح به حجم

جلسه 3

اشباع نوری

فتوسنتز و مراحل رشد

اثر شوری

گیاهان C4 و CAM در برابر C3

مهم‌ترین تغییرات

اندازه دانه، الگوی انتقال و تسهیم، اندازه برگ

تکامل بیوشیمیایی

سنتز آلکالوئیدها، فلاونوئیدها و…

تکامل مولکولی

سند تاریخ تکاملی

تکامل همراه گونه‌های متعامل

تکامل یا تغییرات Orthogenetic

Ortho = مستقیم

چشم انداز آینده، کدام امکان پذیر است؟

فیزیولوژی بذر و جوانه زدن Physiology of seeds and seed Germination

جلسه 4

ادامه بحث فیزیولوژی و جوانه زدن

دو لپه ای‌ها:

تک لپه ای ها:

اجزا بذر تک لپه ای ها

اجزا بذر دو لپه ای ها

نقش پوست هم در غلات (تک لپه ای ها) و دو لپه ای‌ها:

مراحل تشکیل بذر

1. رشد اولیه، پوست، جنین

2. تجمع مواد – افزایش آندوسپرم

3. رسیدن

ساختمان ذخائر غذایی بذر

دانه‌های استثنائی

بعضی لغات/اصطلاحات

اسمهای دانه گندم

ترکیب شیمیایی بذرها

تفاوت با بافت‌های رویشی

به عنوان هدف در برنامه‌های اصلاح

کربوهیدرات ها

انواع ذخیره ای

انواع ساختاری (پلی ساکاریدها)

لیپیدها

مهم‌ترین اسیدهای چرب

کاهش دما و افزای عدد یدی

روغن غیر خوراکی کلزا – بیودیزل

جلسه 5

پروتئین ها

ارزش غذایی: مربوط به غذاست

ترکیب: پلیمر اسیدهای آمینه، اتصال پپتید:

انواع (گروه ها): 4 نوع (گروه)

1. آلبومین ها Enzymes

2. گلوبولین ها Glycin

3. گلوتلین ها Gluten

4. پرولامین هاGelyadin

-ارزش غذایی اسیدهای آمینه

پروتئین‌های مضر (… مفید)

کمبودها در غلات و حبوبات

سایر ترکیبات

1. مواد معدنی-تفاوت با سایر اندامها

2. Phytin، ترکیب آلی فسفره:

3. آلکالوئیدها، فنول ها، ویتامین‌ها و هورمون ها

جوانه زدن Germination

– تعریف و مراحل جوانه زدن

انتقال انرژی

– انتقال مواد

مراحل جوانه زدن (با تصویر)

-فرایند مولکولی در جوانه زدن

متابولیسم مواد ذخیره شده

جلسه 6

ادامۀ متابولیسم مواد ذخیره شده

بازده انرژی

چند اصطلاح علمی

1. کسر تنفسی: Respiratory Quotienty (R.Q.)

2. استراحت Quiescence

3. خواب (Dormancy)

4. پس از رسیدن (After-ripening)

شاخص‌های کیفی بذر

1. قابلیت حیات بذر (Seed viability)

دو تقسیم بندی بذر

2. قابلیت جوانه زدن بذر (Seed germination)

3. توان رویشی گیاهچه (Seedling vigor)

-Priming و بهبود Vigor

شرایط لازم برای جوانه زنی

الف. شرایط درونی (رسیدن و پس از رسیدن)

ب. شرایط محیطی

1. آب

ظرفیت مزرعه:

ترکیب آب-آب در دسترس و یونها

جذب فیزیکی یا فیزیولوژیکی (Q10)

2. دما

حساسیت جوانه زدن به حرارت

طیف مطلوب

کشت پاییزه و امتیاز آن

جلسه 7

3. گازها:

فیزیک خاک و جوانه زدن

4. نور:

– گروه‌های گیاهی: نیازهای متفاوت

– علف‌های هرز و جنگلی و نقش نور

– تاریکی و مبارزه با علف‌های هرز

– کیفیت و تأثیرات متفاوت

5. مواد خارجی: نیترات پتاسیم، آب اکسیژنه و…

شرایط محیطی و نگهداری بذر (عمر بذر)

در انبار (نگهداری)

رکوردها

– نوموگرام موردی:

خواب بذر: (Seed Dormancy)

خواب بعضی گیاهان زراعی

انواع خواب

1. جنین نارس-گیاهان انگلی-زبان گنجشک

2. water hard، گلومینوزها، شبدر سفید

3. Gas hard، گرامینه ها، پوشینک‌ها و…

4. مقاومت مکانیکی، جلوگیری از ظهور جنین

5. خواب فیزیولوژیکی: خواب جنین- تنظیم کننده ها

3. خواب اولیه و ثانویه

خواب و مزایا

سبز شدن و رشد

اندازه بذر و تراکم

پارامترهای رشد سریع

پارامترهای اندازۀ بذر

اندازه اولیه، ویژگی ها، توان خروج از اعماق

جلسه 8

شاخص کارایی، کیفیت بذر و رشد گیاهچه

رشد و نمو گیاهان

نمو، Development

فرایند پایه: Differentiation/ Specialization در سلول، بافت و اندام

مورفوژنس (Morphogensis)

کاربرد زراعت

مراحل نموی به جای تاریخ تقویمی

روش‌های تعیین مراحل رشد (نمو): (1و2و3و4)

عوامل مؤثر بر نمو

1. دما

2. طول روز

هماهنگی نمو و رشد

1. مکانی

2. زمانی

– عوامل کنترل کننده

رشد

تعریف، فرایند پایه Cell enlargement

تفاوت گیاه و جانور

الگوی رشد با سه مرحله:

الگوی تجمع مواد

جلسه 9

تجزیة رشد Growth analysis

نیاز به شناخت عوامل تعیین کننده

پارامترهای رشد

– تفاوت C3 و C4

– عوامل مؤثر بر CGR

معایب CGR

میزان رشد نسبی RGR: (Relative Growth Rate)

تغییرات با افزایش سن بوته:

میزان فتوسنتز خالص NAR

تفاوت NAR با فتوسنتز

تغییرات با افزایش سن (رقابت و پیری)

معایب

نسبت سطح برگ LAR

تغییرات هماهنگی شاخصها

شاخص سطح برگ، LAI: (Leaf Area Index)

افزایش مقدار و تأثیر روی سایر شاخصها

انواع LAI (دو رقم)

1. بحرانی

2. مطلوب (اپتیمم)

دوام سطح برگ LAD: (Leaf Area Duration)

همبستگی LAD با عملکرد

جلسه 10

کانوپی مطلوب برای جذب نور

کانوپی (Canopy)

تفاوت در LAI

ساختار مطلوب

درجه اشباع نوری

ساختار مطلوب

سن برگ و کارایی کانوپی

جلسه 11

نقش رقابت در کانوپی

1. کشت مخلوط

2. زراعی، هرز- کود

3. چراگاه‌ها

عوامل مؤثر روی رشد

شدت نور

– شدت کم و زیاد نور

دوره نوری (فتوپریود)

– طول ساقه

دما (حرارت)

اپتیمم (OPT) ویژه

ترموپریودیسم: رشد بوته- تشکیل میوه

عوامل مؤثر بر رشد ریشه

عوامل فیزیکی خاک

1. چگالی ظاهری

2. خشکی

3. رطوبت زیاد

4. دمای ریشه

کنترل هورمونی

مبحث بعدی رشد: مربوط به: گیاهان C3، C4 و CAM

C4 و مسیرهای چرخه‌های هاچ اسلک

بازده فتوسنتزی: (باز هم یک تفاوت دیگر)

بازده فتوسنتزی

1. شدت نور

2. حرارت

3. نیتروژن (N)

4. بازده مصرف آب

CAM اجباری و اختیاری

– انتقال ویژگی C4 به C3

تنوع در یک بوته

تنوع در یک سلول: Single-Cell/Cranz-less C4 Photosyntesis

مبحث بعدی: فیزیولوژی تسهیم و ذخیره مواد

کلیات

مفهوم تسهیم Partitioning

ذخیره در اندام‌های اقتصادی (نقطه هدف)

مقدمه

1. شاخص برداشت Harvest Index

2. اجزای عملکرد (Yield Components)

3. انتقال مجدد (Retranslocation)

ترکیبات ساختمانی و ذخیره ای

انتقال مجدد در گیاهان زراعی

1. برنج

2. یونجه

جلسه 13

یولاف، گیاهان غیرزراعی

درختان، گیاهان دائمی

انواع تنفس

تنفس تاریک (واقعی) (True respiration)

تنفس رشد (Growth respiration)

تنفس نگهداری (Maintenance)

تنفس مفرط (wastful.R)

تنفس نگهداری مفرط wastful mentenance. R(w.M.R)

دیدگاه‌های تغییر و تسهیم و بهبود HI

استراتژی‌هایی برای کاهش مسیرهای هدرروی ظرفیت‌های تولیدی گیاه

1. کاهش تنفس:

1-1. مطالعات بیوشیمیایی:

1-2.  اثر میزان CO2 محیط

1-3. مطالعات ژنتیکی

2. (استراتژی دوم: تغییر اجزای عملکرد

2-1. افزایش تعداد دانه

2-2. افزایش اندازه دانه

مثال‌هایی از تغییر الگوی تسهیم مواد

1. از طریق ژنتیکی

2. از طریق محیط

الف) تمشک

ب) گوجه فرنگی

مبحث بعدی: (مخزن) Sink & (منبع) Source

جلسه 14

ادامۀ Sink  وSource

بارگیری آبکشی (phloem loading):

دینامیک بودن

تغییرات داخل برگ، شکل… :

مقررات انتقال بین منبع و مخزن (تئوری Munch) شکل… :

تئوری Munch (نظریه فشار):

استمرار شیب، مکانیزم ها

انتقال فعال Active transport (بارگیری و تخلیه)

هورمون‌ها (محلول پاشی گوجه فرنگی، انتقال در توت فرنگی)

فیتوکروم و الگوی ذخیره مواد

تخصیص (Allocation) دوره ای، مفهوم و انواع

– صدور بلافاصله پس از تثبیت:

– صدور در شب

– هر دو نوع

انواع ذخیره

قندهای قابل انحلال

نقش اکولوژیکی

قدرت منبع (Source Strength)

عوامل کنترل کننده تا اندام مخزن

1. میزان ساکارز تولید شده (در اندام منبع در برگ)

2. نشاسته

3. بارگیری (loading)

4. مسیرهای متابولیکی (de)

اثر پس تغذیه ای (Feed back)

جلسه 15

تسهیم بین مخزن ها

قدرت مخزن Sink Alrength

1. تنفس

2. رقابت

محدودیت‌ها در فعالیت مخزن (منشاء فیزیولوژیکی)

ویژگی‌ها و انواع اندام مخزن

انواع مخزن

انواع مخزن ذخیره ای

1. مخزن قندی

2. مخزن قندی نشاسته ای

3. مخزن نشاسته ای