گندم

 

فرمانرو: گیاهان

راسته: Poales

تیره: Poaceae

سرده: Triticum

 

گندم از مهم‌ترین غلات است. این گیاه در دو گونه وحشی و اهلی موجود است. گندم یک ساله و از خانواده گرامینه‌ها (گندمیان) است.

گندم به خانواده گندمیان ( گرامینه یا پوآسه ) ، طایفه هوردیه و جنس تریتیکوم تعلق دارد . گونه های اهلی و وحشی آن از لحاظ تعداد کروموزوم به سه گروه دیپلوئید ، تتراپلوئید و هگزا پلوییدتقسیم می شود .


گونه های تتراپلوییدها ، آمفی پلوئیدی از تلاقی دو دیپلوئید هستند و و هگزاپلوئید ها ، آمفی پلوئیدی از تلاقی یک گونه دیپلوئید و یک گونه تتراپلوئید می باشند. گندم گیاهی است تک لپه ، خودگشن ، یکساله ومعمولا روز بلند ، از خانواده گندمیان که دارای گونه های بسیار زیاد اهلی و وحشی است . نمونه های وحشی آن غالبا بصورت علف های هرز خودنمایی کرده و مزاحم کشت و کار می گردند ( بهینا ، 1376 و خواجه پور ، 1373 و Anders et al 1996 ) حدود 90 درصد از تولید جهانی گندم از سه گونه زیر حاصل می شود ( Sarafi et al ., 1986 ) .


1ـ Triticum aestivum
2ـ Triticum compactum Host
3ـ Triticum durum Dest

گندم معمولی یا گندم نان به نان علمی T.aestivum که در سال 1853 توسط واویلف نامگذاری گردیده است، جز گروه گندم‎های هگزاپلوئید بوده و دارای گسترش و پراکندگی زیادی در جهان می‎باشد و غالبترین گونه به حساب می‎آید. این گونه دارای چندین هزار رقم زراعی است که در مناطق مختلف دنیا و تحت شرایط اقلیمی متفاوت کشت می‎شوند ( خدابنده ، 1369 وHeyne ,1987 ).


دانه:

دانه گندم در واقع میوه گندم است که در اصطلاح گیاهشناسی آنرا گندمه می‎نامند. دانه شامل جنین، آندوسپرم، لایه آلورن، پوسته و پریکارپ می‎باشد. دانه گندم سخت و بدون پوشش است و طول آن در ارقام مختلف بین 5 تا 5/8 میلیمتر و ضخامت آن بین 5/1 تا 5/3 میلیمتر و وزن هزار دانه آن بین 15 تا 52 گرم متغییر است. رنگ دانه در انواع مختلف از سفید مایل به زرد تا قرمز متغییر است ( آراسته 1375 و خدابنده 1369) .


مراحل رشد دانه:


پر شدن دانه به فرایندهای فتوسنتز، بارگیری عناصر آبکشی، انتقال مواد پرورده، تخلیه آبکش و تبدیل قندها به نشاسته وابسته است (Felker et al., 1983).رشد دانه شام سه مرحله است (Van Sanford, 1985).

1ـ مرحله کند که در آن سرعت رشد دانه به تدریج در حال افزایش است.

2ـ مرحله رشد خطی که در آن سرعت رشد دانه تقریباً ثابت و در بالاترین مقدار خود است. در این مرحله که طولانی‎ترین مرحله نیز می‎باشد، قسمت اعظم وزن خشک دانه، تقریباً 92% (Mogenson, 1980)، تشکیل می‎شود.


3ـ مرحله کند ثانویه که در این مرحله سرعت رشد به تدریج کاهش پیدا می‎کند تا به رسیدگی فیزیولوژیک (حداکثر وزن خشک) می‎‎رسد.


از دیدگاهی دیگر رشد دانه را می‎توان به دو مرحله «بزرگ شدن دانه» و «پر شدن دانه» تقسیم نمود (Jenner et al., 1991).در مرحله اول که شامل «مرحله رشد کند اولیه» نیز می‎باشد پتانسیل رشد دانه تعیین می‎شود. این پتانسیل به تعداد سلول‎های اندوسپرم که در این مرحله تشکیل شده بستگی دارد. این مرحله در گندم 15 تا 20 روز پس از گلدهی به طول می‎انجامد (امام و نیک‎نژاد، 1373 ؛ (Jenner et al., 1991 و در جو طولانی‎ترین است (امام و نیک‎نژاد، 1373). البته باید توجه داشت که هر نوع تقسیم‎بندی مراحل رشد دانه، مدت هر مرحله به شدت تحت تأثیر شرایط محیطی و نیز عواملی ژنتیکی قرار دارد. نشان داده شده است که وزن دانه نسبت به حذف تعدادی از دانه (Brocklehurst, 1977: Simmons et al., 1982) و یا برگ‎ها(Simmons et al., 1982) در زمان گلدهی، در مقایسه با انجام این تیمارها در 14 روز بعد، واکنش شدیدتری نشان می‎دهد. بروکلهارست ( 1997 ) نشان داد که این حالت مربوط به تعداد سلول‎های اندوسپرم تشکیل شده در مدت دو هفته پس از گلدهی است. به هر حال امام و نیک‎نژاد (1373) خاطر نشان کردند که علاوه بر شیره پرورده نقش عوامل دیگر از جمله نقش هورمون‎ها را نباید نادیده گرفت. مرحله «پر شدن دانه» مرحله ذخیره‎سازی فراورده‎های پلیمری در سلول‎ها و اندامک‎هایی است که طی مرحله بزرگ شدن دانه ایجاد شده‎اند. این مرحله قبل از اتمام مرحله بزرگ شدن دانه (در گندم 1 تا 15 روز پس از گلدهی) آغاز می‎شود (Jenner et al., 1991).

در یک مطالعه بر روی جو، در شرایط گلخانه‎ای حداکثر تعداد سلول‎های اندوسپرم 14 روز پس از گلدهی مشاهده شد در حالی که درصد نشاسته از روز پنجم پس از گلدهی افزایش یافت و 12 روز پس از گلدهی به حداکثر خود رسید (Djarot and Peterson, 1991). رشد خطی دانه در مرحله «پر شدن دانه» واقع می‎گردد.در محدوده شرایط معمولی محیط‎های زراعی، مقدار نشاسته تشکیل شده در دانه‎ها در واکنش به مقدار کربوهیدرات‎های فراهم شده برای دانه در حدود مقادیر بحرانی قرار دارد (به عبارت دیگر با افزایش کربوهیدرات‎ها مقدار نشاسته به حداکثر خود نزدیک شده، واکنش ملایمی نشان می‎دهد)؛ این در حالی است که مقدار پروتئین نسبت به مقدار مواد نیتروژنی که در اختیار دانه قرار می‎گیرند به صورت خطی واکنش نشان می‎دهد (Jenner et al., 1991).عمده کربوهیدرات‎های موجود در دانه محصول فتوسنتز پس از گلدهی است. مگر در شرایطی که فتوسنتز در این دوره محدود می‎شود؛ در حالی که عمده نیتروژن موجود در دانه از انتقال نیتروژن جذب شده قبل از گلدهی تأمین می‎گردد (Spiertz et al., 1985). نیتروژنی که در دوره رشد دانه جذب می‎شود مستقیماً به دانه‎ها انتقال پیدا می‎کند و میزان انتقال نیتروژن بافت‎های دیگر عمدتاً به نیاز سنبله‎ها بستگی دارد (Mattson et al., 1993) و از آنجا که معمولاً در این مرحله تقاضای نیتروژن دانه‎ها بیشتر از جذب ریشه‎ای آن است، انتقال مجدد نیتروژن از اندام‎های دیگر ضرورت پیدا می‎کند و این امر موجب کاهش فتوسنتز قسمت‎های سبز می‎گردد (Spiertz et al., 1985). سهم نیتروژن جذب شده، پس از گلدهی (یا انتقال مجدد از ریشه‎ها) در پروتئین دانه، با درصد نیتروژن اندام‎های هوایی در زمان گلدهی رابطه منفی دارد (Vos, 1985).رشد دانه را می‎توان حاصلضرب دو مؤلفه «مدت» و «سرعت» رشد دانه دانست. چون بیشتر پروتئین و نشاسته دانه طی مرحله رشد خطی در دانه انباشته می‎شوند، عملاً می‎توان رشد نهایی دانه را محصول این مرحله دانست. لذا سرعت پر شدن دانه در این مرحله را «سرعت پر شدن خطی دانه» و مدتی که با این سرعت رشد، وزن نهایی دانه تشکیل می‎شود، «مدت مؤثر پر شدن دانه» می‎نامند (Van Sanford, 1985).اگر چه ممکن است مؤلفه‎های رشد دانه در دوره خطی با میانگین اعداد مربوطه به تمام دوره گلدهی تا رسیدگی فیزیولوژیک تفاوت داشته باشد، پر شدن خطی دانه به دلیل استفاده از مواد پرورده ذخیره شده در منابع ثانویه رشد دانه «مثل ساقه‎ها» کم و بیش ثابت مانده و از نوسان‎های مربوط به تغییرات روزانه شرایط محیطی به دور می‎ماند، لذا محدود کردن بررسی رشد دانه به این مرحله از رشد کلی آن، موجب شناخت دقیق‎تر اثر تیمارها بر فرایندهایی است که رشد اصلی دانه را بر عهده دارد.


فیزیولوژی سرعت و مدت رشد دانه:


پتانسیل سرعت رشد خطی دانه به تعداد سلول‎های اندوسپرم، تشکیل شده بستگی دارد (Brocklehurst, 1977)، که به نوبه خود در درجه اول به ژنوتیپ و پس از آن به شرایط محیطی حاکم بر گیاه تا زمان تثبیت تعداد سلول‎های اندوسپرم مربوط می‎گردد (Vos, 1985).سرعت رشد دانه بیشتر تحت تأثیر ژنوتیپ قرار دارد، در حالی که مدت رشد دانه به شرایط محیطی وابستگی بیشتری نشان می‎دهد (هاشمی دزفولی و مرعشی، 1374 ؛ Bruckner and Frohberg, (1987; Wiegand and Cuellar, 1981 . همچنین سرعت رشد دانه به میزان فراهم بودن کربوهیدرات‎ها (و نیز مواد نیتروژنه مورد نیاز دانه‎ها) بستگی دارد، لذا اظهار شده است که سرعت رشد دانه با افزایش تشعشع (Wiegand and Cuellar, 1981) و (Wheeler et al., 1995) CO2 زیاد می‎شود.


اسپیرتز و وس ( 1985 ) بیان کردند که گرچه فاصله بین گلدهی تا رسیدگی دانه تحت کنترل دما قرار دارد، مدت عملی پر شدن دانه را کربوهیدرات‎ها تعیین می‎کنند. بین مدت رشد دانه و سرعت رشد آن در مرحله خطی رابطه عکس برقرار است، بدین ترتیب اگر افزایش سرعت رشد دانه پس از گلدهی با میزان مواد ذخیره‎ای جبران نشود، موجب کوتاه شدن مدت رشد دانه می‎گردد. با افزایش دما سرعت انتقال مواد پرورده از برگ‎ها به سنبله زیاد می‎شود (Bruckner and Frohberg, 1987)، اما در همین حال تنفس نیز افزایش می‎یابد (Bruckner and Frohberg, 1987; Mitchell et al., 1991) و ذخیره‎سازی کربوهیدرات‎ها در ساقه‎ها و غلاف‎ها کاهش پیدا می‎کند (Vos, 1985) این در حالی است که در محدوده دماهای عادی، واکنش فتوسنتز به افزایش دما ناچیز است و یا کاهش می‎یابد (امام و نیک‎نژاد، 1373). بنابراین با افزایش دما سرعت رشد دانه افزایش یافته، ولی طول دوره رشد دانه کاهش شدیدتری نشان می‎دهد. لذا افزایش دما موجب کاهش مقدار نشاسته و وزن نهایی دانه می‎شود. مدت انتقال نیتروژن نیز در واکنش به دمای بیشتر، کوتاه می‎شود ولی این حالت با افزایش سرعت انتقال ازت به دانه به طور کامل (Vos, 1985) و یا نسبت به کربوهیدرات‎ها به نحو بهتری Triboi and Leblevenec, 1995) جبران می‎شود، زیرا در مورد نیتروژن برخلاف کربوهیدرات‎ها، اتلاف تنفسی وجود ندارد، بنابراین افزایش دما موجب افزایش درصد پروتئین دانه می‎شود (Jenner. 1991; Triboi and Leblevenec, 1995; Vos, 1985).در منابع مختلف گزارش شده است که به ازای یک درجه سانتیگراد افزایش دما در دوره پر شدن دانه گندم، مدت رشد دانه حدود سه روز و وزن دانه حدود 5/1 تا 8/2 میلی‎گرم (Wiegand and Cuellar, 1981) و یا 3% تا 5%(Stapper and Fisher, 1990 c; Wardlaw and Moncor, 1995) کاهش نشان داده است.


اثر تنش گرما (مثلاً دماهای بالاتر از Cْ 35) هر قدر زودتر شروع شود بیشتر خواهد بود (Stone and Nicolas, 1995). در تنش‎های اولیه کاهش دانه‎بندی و تشکیل دانه‎های غیرعادی بروز می‎کند (Tashiro and Wardlaw, 1990b).تأثیر سرعت و مدت رشد دانه در وزن نهایی دانه متبلور می‎شود و بسته به این وزن دانه با عملکرد دانه همبستگی داشته باشد یا خیر، نقش آن نیز ممکن است فرق کند. ایوانز و همکاران (1369) مدت پر شدن دانه را در تعیین عملکرد دانه مؤثرتر از سرعت رشد آن دانسته‎اند. جـیـبـیحو و همکاران (1982) نیز در منابع خود سهم مدت پر شدن دانه را در عملکرد دانه موثر یافتند، اما منابعی نیز سرعت رشد دانه را مهم‎تر اعلام کرده بودند، به هر حال در تحقیق خود ایشان، در ارقام گندم دوروم هر دو مؤلفه با وزن دانه همبستگی بالایی نشان دادند. معمولاً در بسیاری از این گزارش‎ها مدت رشد دانه، مدت زمان بین گلدهی تا رسیدگی فیزیولوژیکی دانه بوده است و سرعت رشد دانه از تقسیم وزن نهایی دانه بر طول این دوره بدست آمده است و مدت مؤثر و سرعت خطی پر شدن دانه مورد نظر نبوده است. واضح است که طول مدت گلدهی تا رسیدگی فیزیولوژیکی (طول دوره زایشی) در موارد متعدد با عملکرد دانه همبستگی نشان داده است، اما این نگرش برای تعیین این که در طول این دوره، کدامیک از این دو مؤلفه مدت مؤثر یا سرعت رشد خطی دانه نقش تعیین کننده‎تری در پر شدن دانه داشته‎اند کافی نمی‎باشد. در مقایسه سرعت و مدت پر شدن دانه، در بین ارقام گندم گزارش شده است که سرعت رشد دانه با وزن دانه (Bruckener and Frohberg, 1987) و سرعت رشد خطی دانه با وزن دانه و عملکرد Van Sanfond, 1985) همبستگی بیشتری نشان دادند.در تیمارهای حذف تعدادی از برگ‎ها یا دانه‎های گندم نیز در هر رقم، سرعت رشد خطی دانه، واکنش مشخص‏تر و همبستگی بالایی با وزن دانه نشان داد (Simmons et al., 1983). با این حال هاشمی دزفولی و مرعشی (1374) در دستکاری سطح برگ پرچم و تراکم بوته گندم رقم چناب مدت مؤثر پر شدن دانه را در تعیین وزن مؤثرتر نشان داده‎اند.در بین ژنوتیپ‎ها گزارش شده است که بین سرعت و مدت رشد دانه همبستگی معنی‎داری وجود نداشت (Dofing, 1995; Bruckener and Frohberg, 1987) و یا ضعیف بود (Gebeyhou et al., 1982). نتیجتاً بر روی هر یک از این دو مؤلفه می‎توان کار به نژادی انجام داد، بدون این که اثر سوئی بر دیگری داشته باشد. افزایش ژنتیکی مدت پر شدن دانه در جو بهاره، در حالی که طول دوره رشد ژنوتیپ‎ها مشابه نگه داشته شده بود منجر به افزایش عملکرد نشد؛ احتمالاً به این دلیل که با این روش تأثیر سوئی بر طول دوره رویشی، که نقش مهمی در تشکیل پتانسیل مخزن دارد، اعمال شده بود (Metzger et al., 1991) . این مطالعه نشان داد که کار بر روی مدت مؤثر یا سرعت رشد خطی دانه، از توجه صرف به «طول دوره زایشی» مفیدتر خواهد بود. به همین ترتیب در فصول کوتاه یا محدودیت رشد دانه در دمای بالا و به دلیل وابستگی بیشتر مدت رشد دانه به شرایط محیطی، می‎بایست بر روی اصلاح سرعت رشد دانه همت گماشت (Bruckener and Frohberg, 1987; Wiegand and Cuellar, 1981). واردلار و مانکور (Wardlaw and Moncor) نیز نشان دادند که بین ارقام گندم مقاوم‎ترین رقم به گرماهای پس از گلدهی رقمی بود که با افزایش دما، بیشترین وافزایش را در سرعت رشد خطی دانه نشان داد.

خصوصیات گیاه گندم

گندم، گل آذین سنبله‌ای دارد. از هر گره آن یک برگ به وجودمی آید سنبلچه گندم متشکل از دو گلوم و سه گلچه بوجود می‌آید. گاهی تعداد گلچه‌ها به ۹ هم می‌رسد. دانه گندم بین دو پوشش قاشق مانند به نامهای پوشک بیرونی (لما) و پوشک درونی (پالئا) قرار گرفته‌است. برگهای گندم مانند برگهای سایر غلات (به جز ذرت و ارزن)، نازک و کم عرض بوده و زبانه‌های کوچکی دارند.

میوه گندم

دانه گندم از این مواد تشکیل شده‌است: ۷ تا ۱۸ درصد پروتئین (بستگی به نوع گندم دارد)، ۶۰ تا ۷۰ درصد نشاسته، ۲ تا ۲/۵ درصد سلولز (فیبر خام)، ۱/۵ تا ۲ درصد چربی و مابقی مرکب از رطوبت و مواد کانی[۲]. ظاهر فیزیکی دانه‌های گندم بسیار متنوع است. طول دانه‌های گندم از ۵ تا ۸ میلیمتر، پهنایشان از ۲/۵ تا ۴/۵ میلیمتر و وزنشان از ۲۰ تا ۶۰ میلی‌گرم متغیر است. گستره رنگ گندم از بژ یا نخودی (معروف به گندم سفید) تا قرمز قهوه‌ای (معروف به گندم سرخ) است. بسته به عوامل مختلف اجزای تشکیل دهنده اندوسپرم دانه‌ها می‌توانند بافت نرم یا سفتی داشته باشند. ساختار دانه گندم مرکب است از اجزای زیر:

گیاهک:(نامهای دیگر گیاهک عبارتند از: جوانه، جنین و رویان) تقریباً ۵/۲ درصد وزن دانه را تشکیل می‌دهد و سرشار از چربی و ویتامینها به خصوص ویتامینهای گروه بی است. ویژگی منحصر به فرد جوانه میزان بالای چربی می‌باشد. اما به دلیل سهم کم جوانه از کل دانه، درصد چربی کل موجود در دانه کم و بین ۱تایک و نیم درصداست. از آنجایی که این بخش را معمولاً در تهیه آرد گندم همراه با سبوس جدا می‌کنند، سبوس را نمی‌توان مدت زیادی انبار کرد.

سبوس: همان پوسته دانه‌است و تقریباً ۱۴ درصد از وزن دانه را تشکیل می‌دهد. سبوس را هم همچون گیاهک در مرحله آرد سازی از دانه جدا می‌کنند و معمولاً برای خوراک دام مورد استفاده قرار می‌گیرد.سبوس سرشار از سلولز می‌باشد. عملا از ۷لایه مجزا تشکیل شده‌است که مهمترین آنها لایه تستا می‌باشد. تستا محل حضور رنگریزه‌ها به خصوص کارتنوئیدها می‌باشد، از این جهت این لایه از اهمیت فوق العاده بالایی برخوردار می‌باشد.

آندوسپرم: حاوی مواد نشاسته‌ای دانه گندم است و تقریباً ۸۳ تا ۸۷ درصد از کل دانه را شامل می‌شود. آندوسپرم دارای دانه‌های نشاسته‌ای و مواد پروتئینی می‌باشد که دانه‌های نشاسته آن به‌وسیله گلوتن که یکی از پروتئینهای موجود در دانه‌است، بهم چسبیده‌اند به طوری که ماتریکس پروتئین-نشاسته را تشکیل می‌دهند. میزان گلوتن موجود در دانه بر حسب نوع و نژاد گندم تفاوت می‌کند.لایه‌ای از آندوسپرم درست زیر سبوس واقع شده‌است که آلورون نام دارد.این لایه تک سلولی است که این لایه در فرآیند آرد سازی جدا می‌شود.آندسپرم بین ۱۰ تا ۱۵ درصد پروتئین دارد و بخش قابل توجهی از آن نشاسته می‌باشد.

میزان گلوتن گندم است که مرغوبیت آن را تعیین می‌نماید. گندمهای قرمز سخت بهاره و پاییزه گلوتن بیشتری دارند و به همین دلیل، ارزش تهیه نان از آنها بیشتر است. چون خمیر حاصل از آردی که از لحاظ گلوتن غنی است، به دلیل داشتن حالت کشدار، قادر است که گازهای ناشی از تخمیر را بیشتر در خود نگهدارد و برای همین، خمیر بهتر ورآمده و حجمش بیشتر می‌گردد. کیفیت پخت نان به طور عمده به دو فاکتور بستگی دارد : کیفیت وکمیت گلوتن خمیرنان.

کمیت گلوتن در ری کردن وافزایش حجم نان موثر است.گندمهایی که دارای مقدار بیشتری گلوتن هستند، از لحاظ نانوایی نیز کیفیت مطلوبتری دارند. کیفیت گلوتن نمی‌تواند جانشین کمیت آن شود، زیرا گندمهایی با کیفیت خوب گلوتن ممکن است آردی که از نظر نانوایی ناپایدار و سست باشد بوجود آورند. میزان گلوتن گندم بستگی فراوانی به شرایط آب وهوایی دارد، ولی به کمک اصلاح بذر گندم می‌توان کمیت آنرا افزایش داد. شرایط جوی بیش از ارقام مختلف گندم در تغییر میزان مواد سفیده‌ای موثر و حداکثر میزان گلوتن را می‌توان در نواحی گرم به دست آورد. آب وهوا به میزان ۷۰ درصد ونوع رقم به میزان ۳۰درصد در مقدار گلوتن دانه موثر می‌باشد. در نانوایی کیفیت گلوتن نیز مانند کمیت آن قابل اهمیت می‌باشد. کیفیت گلوتن به استقامت آن در برابر فشار گازهای ایجاد شده از تخمیر و همچنین پایداری آن در مقابل ازدیاد حجم و شل شدن خمیر (بدون آنکه پاره شود) بستگی دارد. به عبارت دیگر خمیر بایستی هنگام خمیرگیری مدتی پایداری کرده وبزودی شل نشود. بدین ترتیب جدار حبابهای هوای داخل خمیرزود پاره نشده و بالنتیجه نان حجم بیشتری پیدا می‌کند. درورآمدن خمیر بایست تخمیرزیادی صورت گیرد تا مقدارگازهای حاصله فراوانترشده وحجم نان افزایش یابد.

کیفیت گلوتن گیاه عمدتا به وسیله پیشینه ژنتیکی آن تعیین می‌شود: کیفیت گلوتن نمی‌تواند بوسیله تغییرات در شرایط محیط یا با استفاده از کودها تغییر یابد. سطوح بالاتر پروتئین که عمدتا سبب افزایش کیفیت نانوایی می‌شود، از خوب بودن کیفیت گلوتن حکایت دارد. سطوح بالاتر N دررقم با کیفیت پائین پروتئین، فقط سبب پیشرفت بسیار محدودی در کیفیت نانوایی می‌شود. جهت افزایش کیفیت نانوایی آرد باید از یک طرف درصد رشد و نمو را که موجب بهبود کیفیت گلوتن می‌گردد زیاد نمود (مانند کیفیت گندم Manitoba)و از طرف دیگر کمیت گلوتن را با کمک روشهای به نژادی فزونی داد (برای نمونه در آلمان غربی میزان گلوتن از ۱۹درصد به۲۵ -۲۳ درصد افزایش یافته‌است) و بالاخره باید درصد بلغوریا سبوس را کاهش داد(۶٪). همچنین در اثر افزودن نمک طعام(به مقدارکم) به خمیر، ثبات و استحکام گلوتن زیاد می‌شود وتحمل خمیر در هنگام زدن و مخلوط کردن افزایش می‌یابد (غلظت زیاد نمک سبب تضعیف پایداری و استحکام خمی‌رمی گردد). گلوتن از دو جزء گلوتنین(محلول در باز ضعیف) و گلیادین(محلول در الکل نسبتاقوی) تشکیل یافته‌است که گلوتنین عامل چسبندگی خمیر و گلیادین عامل الاستیسیته(کشش) خمیر می‌باشد، برای جداسازی گلوتن از نشاسته از دستگاه گلوتن شوی گلوتامیک استفاده می‌شود و جداسازی گلوتنین و گلیادین با سانتریفیوژ گلوتن در دورهای بالا انجام می‌شود . خمیر خوب خمیری است که دارای مقادیر متناسبی از هر دو جزء باشد. بنابرنظر ایرانی (۱۳۸۵) درصد گلوتن مرطوب باید از۲۷ کمترنباشدو شاخص گلوتن( عددکیفیت گلوتن) باید دررنج ۹۰-۵۰ باشد. به‌نظر می‌رسد که در شرایط تنش، بدلیل افزایش شدید انباشت پروتئین‌های گلیادین(پروتئین‌های گلیادین، پروتئین‌های شبه شوک حرارتی بوده و مقاومت گیاه را در برابر تنش‌های غیر زنده بالا می‌برند)و کاهش اندک مقادیر پروتئین‌های گلوتنین، شاخص گلوتن(نسبت گلوتنین به کل گلوتن) با کاهش مواجه شده و در نتیجه قدرت و کیفیت خمیر کاهش یابد.

 

آب و هوای مناسب برای رشد گندم

شرایط ایده‌آل برای رشد گندم، آب و هوای خنک در دوره رشد رویشی، آب و هوای معتدل در دوران تشکیل دانه و آب و هوای گرم و خشک در زمان برداشت محصول می‌باشد. بنابراین در مناطقی که زمستانهای سخت دارند، کشت گندم با مشکلاتی از قبیل سرمازدگی زمستانی مواجه می‌شود. البته باید بدانیم که گندم در برابر خشکی مقاومت چندانی ندارد و نمی‌تواند به مدت طولانی، خشکی و کم آبی را تحمل نماید. اما قادر است خود را با شرایط خشک تا حدی تطبیق داده و با تشکیل یاخته‌های کوچک‌تر که در نهایت سبب تشکیل برگهای کوچک شده و در نتیجه روزنه‌ها کوچک‌تر می‌شود، سطح تعریق را کاهش دهد و از اثرات سوء کم آبی تا حدی محفوظ بماند

انواع گندم

از لحاظ گیاه‌شناسی گندم عضوی از گونه‌های تریتیکوم است که به سه گروه متمایز تقسیم می‌شود و هر گروه تعدادی مشخص کروموزم دارد که تمام خصوصیات ژنتیکی خانواده را با خود دارند. این سه گروه عبارتند از: الف- دیپلوئیدها که تنها در مناطق جنگلی و بیابانی هستند و گندمهای تک دانه زراعی نیز در این گروه قرار دارند. ب- تتراپلوئیدها که به حالت وحشی هستند و گندمهای امر و دوروم زراعی در این گروه هستند. ج- هگزاپلوئیدها که شامل گندم نان می‌شوند.از لحاظ نوع کشت معمولاً گندمها را به دو دسته کلی گندم بهاره و گندم پاییزه تقسیم بندی می‌کنند. این دو نوع علاوه بر آن که دانه‌هایشان از نظر رنگ، بافت، شکل و ... باهم فرق دارد شرایط رشد و نمو آنها نیز باهم تفاوت می‌کند. این دو نوع گندم را در دو زمان مختلف در سال کشت می‌نمایند. دانه گندم، دارای شیاری است که در طول دانه قرار می‌گیرد. عمق این شیار در گندمهای پاییزه زیاد و در گندمهای بهاره کم است. طرفین این شیار در گندمهای بهاره گرد و در گندمهای پاییزه گوشه‌دار می‌باشد.

گندم بهاره

در اوایل بهار کاشته می‌شود. پس از جوانه زدن، گیاه جوان در بهار و اوایل تابستان رشد نموده و محصول آن را تا اواخر تابستان برداشت می‌کنند. گندم بهاره را معمولاً در نواحیی کشت می‌کنند که گندم پاییزه نمی‌تواند در برابر سرمای سخت زمستانی آن مناطق، مقاومت نماید. البته میزان محصول‌دهی گندم پاییزه از بهاره بیشتر است. معمولاً پس از تهیه بذر و زمانی که دمای خاک به یک درجه سانتیگراد بالای صفر رسید، گندم بهاره را می‌کارند.

 

اگر شرایط آب و هوایی اجازه دهد می‌توان گندم را زودتر هم کاشت تا دوره رشد آن طولانی‌تر شده و میزان محصول دهی آن بیشتر شود. گندم پاییزه برای آن که به مرحله گلدهی برسد، باید به مدت طولانی در معرض هوای سرد قرار گیرد. اگر گندم پاییزه را در بهار بکارند، چون دوره سرما را پشت سر نمی‌گذارد، نمی‌تواند گل آذین خوبی تشکیل دهد.

گندم پاییزه

این نوع گندم در نیم کره شمالی، در فصل پاییز موقعی که دمای خاک از ۱۳ درجه سانتیگراد کمتر باشد کشت می‌شود. ابتدا بذر گندم پاییزه جوانه می‌زند. سپس در فصل زمستان، گیاه به صورت گیاه جوان کوچکی باقی می‌ماند و با آغاز فصل بهار، مجدداً رشد و نمو خود را آغاز می‌کند. معمولاً در یکی از ماههای خرداد، تیر یا نهایتا مرداد، دانه می‌رسد و آماده برداشت می‌شود. گندمهای پاییزه به نسبت گندمهای بهاره ریشه‌های عمیق‌تر و پرپشت‌تری دارند که تا ۲۰۰ سانتیمتر در خاک نفوذ می‌کنند. این امر ناشی از آن است که گندمهای پاییزه فصل رشد طولانی‌تری دارند.

شرایط مناسب برای رشد گندم

خاک شنی و رسی عمیق با زهکشی خوب، برای رشد گندم مناسب است. اصولا میزان عملکرد گندم در شرایط دیم (آبیاری با باران)، در خاکهای ریز بافت بیشتر است. چون این قبیل خاکها قادرند آب را بهتر و به مدت طولانی‌تر در خود نگهدارند. اما در شرایط آبی (که کشاورز خود گیاه را آبیاری می‌کند)، معمولاً گندم زیاد تحت تأثیر بافت خاک خود قرار نمی‌گیرد. گندم هم مانند سایر گیاهان نمی‌تواند در خاک خشک جوانه بزند.

 

گندم بهاره به دلیل ذخیره شدن رطوبت زمستانی در خاک، همواره رطوبت مورد نیاز خود را دارد. اما رطوبت خاک گندمهای پاییزه معمولاً فرایند جوانه‌زنی را با مشکل مواجه می‌نماید. اگر برای جوانه زنی یا رشد اولیه جوانه، خاک رطوبت کافی نداشته باشد بذرها ممکن است بپوسند یا در معرض صدمات ناشی از سرما قرار گیرند.

 

آفات و بیماریهای گیاه گندم

سن گندم

سن گندم(Eurygaster integriceps) پس از ملخ یکی از خطرناکترین آفات گندم می‌باشد و سالیانه خسارت زیادی به مزارع گندم وارد می‌سازد.

خسارت سن در دو مرحله مختلف صورت می‌گیرد : درنخستین مرحله و در فصل بهار حشرات کامل به مزارع غلات مخصوصا گندم روی می‌آورند و با مکیدن شیره سلولی گیاه باعث پژمردگی آن می‌گردند. در مرحله دوم پوره‌ها پس ازخروج از تخم روی خوشه‌ها می‌روند و دانه‌ها را نیش زده واز محتوای دانه تغذیه می‌کنند و سبب کوچک شدن دانه می‌شوند. این حشره با نیش زدن دانه‌ها آنزیم پروتئازرا وارد آنها نموده ودر نتیجه پروتئین گندم در محل نیش تجزیه شده وگلوتن سیال وآبکی می‌شود که این امر سبب ریختن وضایع شدن خمیر در هنگام پخت می‌شودواگر نان به صورت حجیم تهیه شود، چون گلوتن قدرت نگهداری گازکربنیک حاصل ازتجزیه گلوتن را ندارد و درمغز نان خلل وفرج تشکیل نمی‌شود، مغز اینگونه نانها اغلب نپخته‌است وحالت پوکی نان سالم را ندارد و در صورت دیدن حرارت بیشتر، سخت و استخوانی می‌شود. بررسیها نشان می‌دهد که بیشترین مقدار تغذیه سن ازگندم در زمان ظهور سن‌های نسل جدید بوده و خسارت کیفی سن در مرحله زایشی (عمدتا در مراحل شیری وخمیری دانه وبا شدت کمتری در مرحله سخت شدن دانه) وارد می‌شود. همچنین گفته می‌شود که زودرسی گیاه و متعاقب آن امکان برداشت زودهنگام محصول، چنانچه سبب عدم همزمانی زمان رسیدگی گیاه با ظهور نسل جدید سن گردد می‌تواند سبب کاهش خسارت کمی وکیفی سن به سنبله‌های گندم گردد . بطورکلی درصد سن زدگی گندم از۲تا۳ درصد نباید تجاوز کند. گندمهای با درصد سن زدگی بیش از این مقدار به تنهایی قابل مصرف نبوده و باید با نمونه‌های با کیفیت بالا مخلوط شوند و یا اینکه مواد بهبود دهنده مثل اسیداسکوربیک ویا گلوتن به آنها اضافه شود و سپس مورد استفاده قرار گیرند.

امروزه اثبات شده‌است که بین مقدارسختی دانه و درصد سن زدگی دانه‌ها ارتباط معکوس وجود دارد، یعنی هرچه سختی دانه‌ها بیشتر باشد درصد سن زدگی کمتراست، همچنین تنش سبب افزایش درصد سن زدگی می‌شود. برای تعیین درصد سن زدگی ابتدا۱۰۰گرم دانه گندم را وزن کرده، سپس دانه‌های سن زده را جدا و با توزین آنها درصد سن زدگی نمونه را محاسبه می‌کنیم. شایان ذکر است که محل نیش حشره به صورت یک لکه کوچک که اطراف آن به رنگ کرم روشن درآمده، قابل مشاهده و شناسایی است

زنگ گندم

زنگ گندم را، قارچی به نام Puccinia ایجاد می‌کند. مهم‌ترین بیماری گندم به شمار می‌رود که شامل زنگ ساقه، زنگ برگ، زنگ خطی و زنگ نواری می‌شود. شرایط محیطی مساعد برای ایجاد این نوع آفت، آب و هوای گرم تا گرم مرطوب می‌باشد. تشکیل حفره‌های قرمز یا سیاه که حاوی اسپورهای تولید مثل در سطح ساقه، برگ، غلاف و ... از علائم این بیماری می‌باشند. این قارچها از کارآیی گیاه در مصرف آب می‌کاهند، بافتهای گیاه را تخریب می‌کنند و تعداد دانه‌های موجود در سنبله را مانند زمانی که گیاه به کمبود آب دچار شده، کاهش می‌دهند.

سیاهک گندم

سیاهک گندم یکی از بیماریهای قارچی گندم است که می‌تواند به صورت سیاهک آشکار، سیاهک برگ، سیاهک پنهان معمولی و ... ظاهر گردد. سیاهک پنهان، مهم‌ترین و رایج‌ترین و در عین حال، مخرب‌ترین نوع سیاهک است که خسارت زیادی مخصوصا به گندم پاییزه وارد می‌آورد.

پوسیدگی جوانه و ریشه

بیماریهایی هستند که قارچها آنها را بوجود می‌آورند. این بیماریها هم خسارات زیادی را به محصول گندم وارد می‌کنند. در گذشته، ضدعفونی نمودن بذر با ترکیبات جیوه‌ای تا حدی از این بیماریها جلوگیری می‌نمود. اما امروزه اغلب از کاربامات و هگزا کلرو بنزن برای نابودی این بیماریها استفاده می‌کنند.

زمان برداشت محصول

زمان برداشت گندم تحت تأثیر عواملی از جمله بارندگی، رطوبت نسبی، دمای هوا و همچنین رسیدن دانه قرار می‌گیرد. برداشت گندم در ایران از اوایل بهار (در مناطق گرمسیری) آغاز شده و تا اواخر تابستان (در مناطق سردسیری) ادامه دارد. امروزه در سراسر جهان از وسایل مکانیکی خاصی برای برداشت گندم استفاده می‌نمایند، ولی هنوز هم گندم به طریق سنتی که کند و پر هزینه‌است، برداشت می‌شود. در روش سنتی، بوته‌های گندم را از فاصله چند سانتی سطح خاک، درو نموده و به صورت دسته‌های کوچک درمی‌آورند. سپس این دسته‌ها را به خرمنگاه منتقل نموده و طی مراحل خاصی می‌کوبند. زمان صحیح برداشت گندم، وقتی است که رطوبت دانه بین ۱۴ تا ۱۶ درصد باشد.