گزارش کارآموزی بررسی ارقام مختلف پنبه در مزرعه آموزشی و تحقیقاتی دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرری

فصل اول:

زراعت پنبه

تاریخچه و کلیات

پنبه (cotton) دارای چند گونه زراعی می باشد که به نظر می رسد منشاء اولیه آنها آفریقای استوایی باشد. ظاهراً پنبه از این منطقه و در زمانی که تمام قاره ها به هم وصل بوده‌اند، به سایر مناطق جهان شامل جنوب غربی و جنوب شرقی آسیا، استرالیا و آمریکا راه یافته است. پس از جدا شدن قاره ها از یکدیگر (در حدود 100 میلیون سال پیش و در دوره مزوزوئیک)، گروه های ژنتیکی مستقل در آمریکای جنوبی، آمریکای مرکزی، جنوب غربی آسیا، شمال شرقی آفریقا و هند تکامل یافتند. ظاهراً دو گونه دیپلوئید (26=n2) گوسیپیوم آربوریوم (Gossypium arboreum) و گوسیپیوم هر باسیوم (G.herbaceum) در اتیوپی و مناطق عرب نشین از G.herbaceum race africanum بوجود آمده اند. سابقه تولید و مصرف الیاف این گونه ها در مناطق فوق به حدود 5000 سال پیش می رسد. بعضی عقیده دارند که این دو گونه دیپلوئید در هند و آسیای شرقی اهلی شده و از هند به مصر، چین و جنوب اقیانوس آرام رفته است. سابقه مصرف پنبه در هند و پاکستان به حدود 3000 سال پیش از میلاد مسیح می رسد.

دو گونه زراعی پنبه دنیای جدید شامل گوسیپیوم هیرسوتوم (G.hirsutum)، که بنام پنبه آپلند (upland cotton) شناخته می شود، در آمریکای مرکزی و مکزیک و گوسیپیوم باربادنز (G.Barbadense) که بنام پنبه پی ما (Pima cotton) شناخته می شود در آمریکای جنوبی و از تلاقی نژادی از G.herbaceum با (G.raimondii) یا (G.thuberi) و یا هر دوی آنها حاصل شده اند. در نتیجه دو گونه زراعی پنبه دنیای جدید آلوتتراپلوئید (52= n2) می باشند. تلافی های بین دو گونه ای و انتخاب انسانی سبب اختلاط گونه ها شده و ارقام پرتولیدی بوجود آمده است.

سابقه کشت و کار پنبه آپلند در مکزیک و کشت پنبه پی ما در آمریکای جنوبی به حدود 3500 سال پیش از میلاد مسیح می رسد. در حال حاضر قسمت اعظم (حدود 90 درصد) سطح زیر کشت پنبه در جهان به پنبه آپلند تعلق دارد. بذر ارقام این گونه توسط انگلیسی ها و در جریان جنگ داخلی آمریکا، در مستعمرات انگلیس توزیع شد و کشت آن ترویج گردید تا الیاف پر کیفیت مورد نیاز صنایع بافندگی انگلیس تأمین گردد. تولید پنبه به عنوان یک گیاه لیفی پس از اختراع دستگاه جین (جدا کننده الیاف از وش) توسط وتیتی در سال 1793 گسترش زیادی یافت. بر اساس اطلاعات موجود، در سال 1998 میلادی حدود 45 میلیون تن الیاف در سراسر جهان مصرف شده است که حدود 20 میلیون تن آن از پنبه استخراج شده است. چین، آمریکا، هند، پاکستان و ازبکستان مهمترین تولید کنندگان پنبه در جهان به شمار می روند.

الیاف پنبه، بعنوان یک فیبر سلولزی طبیعی، دارای خصوصیاتی انحصاری می باشد و هیچ فیبر مصنوعی دیگری تمامی این خصوصیات را به طور یکجا ندارد. نرمی و لطافت، توان جذب و انتقال رطوبت و عرق بدن، قابلیت انعطاف، دوام، استحکام، مقاومت در مقابل فساد شیمیایی، قابلیت شستشو با آب معمولی و نیز خشک شوئی، رنگ گیری و چاپ پذیری، قابلیت تا کردن و سهولت خیاطی از مهمترین خصوصیات پارچه های حاصل از الیاف پنبه می باشند. قابلیت جذب و انتقال رطوبت، الیاف پنبه را برای صنعت لباس سازی بسیار مطلوب ساخته است. پشم عرق بدن را جذب می کند، اما هدایت نمی نماید، الیاف مصنوعی عرق بدن راحتی جذب هم نمی کنند. اما پارچه های پنبه ای عرق بدن را جذب می کنند و به سمت دیگر خود انتقال می دهند تا تبخیر شود. به این طریق، بدن خنک شده و پارچه خشک می گردد که باعث آرامش جسم و جان می شود.

تا اواخر قرن نوزدهم، تولید الیاف بعنوان تنها هدف تولید پنبه محسوب می گردید و دانه را محصول زاید به حساب می آوردند که به طور عمده به مصرف تغذیه نشخوار کنندگان می رسید. تا اینکه پیدایش روشهای اقتصادی روغن گیری به مصرف پنبه دانه بعنوان یک دانه روغنی نیز اهمیت بخشید. با این حال، هنوز هم استحصال الیاف مهمترین هدف تولید پنبه است. زیرا دانه های روغنی زیادی وجود دارند که اهمیت و کیفیت روغن آنها بهتر از روغن پنبه دانه است.

تولید پنبه در ایران قدمت زیادی دارد. براساس گزارش فائو در سال 2000، سطح زیر کشت پنبه در ایران حدود 240000 هکتار با عملکرد حدود 08/2 تن در هکتار وش بوده است. از این مقدار حدود 30000  هکتار آن به پنبه دیم تعلق دارد. عملکرد پنبه دیم در ایران بین 900 تا 1600 کیلوگرم در هکتار وش طی سالهای مختلف گزارش شده است. استانهای گلستان، مازندران و خراسان مهمترین تولید کنندگان پنبه دیم در ایران به شمار می روند. عملکرد وش در واحد سطح در استانهای فوق از پتانسیل عملکرد محصول (بیش از 5 تن در هکتار وش) بسیار کمتر است. عملکرد های بیش از 3 تن در هکتار وش تحت شرایط کشت آبی و بیش از 2 تن وش تحت شرایط دیم مطلوب می باشد.

اهمیت اقتصادی پنبه:

پنبه به علت آنکه در دنیای امروز موارد مصرف گوناگون دارد، از نظر اقتصادی و تجارتی دارای اهمیت فوق العاده است و به علت احتیاج به انواع وسایل و لوازمی که از فراورده های این گیاه تهیه می شود. روز به روز بر اهمیت و سطح زیر کشت آن افزوده می گردد. و هر گاه در کاشت و عملیات داشت و برداشت این گیاه دقت کافی مبذول شود محصول قابل توجهی تولید خواهد نمود و چون مردم جهان به آن احتیاج مبرم دارند و به عنوان لباس، مبلمان و غیره از آن استفاده می کنند. به آن طلای سفید هم می گویند. هر چه تمدن پیشرفت کند به همان نسبت احتیاج مردم دنیا به فرآورده های مختلف این گیاه زیادتر می شود. گرچه الیاف مصنوعی تا اندازه ای در صنایع نساجی جای پنبه را گرفته اند لکن هنوز پنبه ارزش و مقام خود را حفظ کرده است و مهم ترین و پر مصرف ترین الیاف صنعتی است، زیرا الیاف پنبه محکمتر از سایر الیاف است و بخصوص در مقابل رطوبت بیشتر از سایر الیاف مقاومت دارد. به تجربه ثابت شده است طول و عرض پارچه های غیر پنبه ای در اثر شستشو کم و بیش تغییر می کند، در صورتیکه پارچه های پنبه ای بدون تغییر باقی می مانند. از طرفی قدرت و خاصیت رنگ پذیری الیاف پنبه بیش از الیاف مصنوعی است، همچین خاصیت جذب گرمای آنها بیشتر از سایر پارچه ها است و کمتر چروک می خورند. به طور کلی الیاف پنبه به عنوان محصول اصلی و درجه اول و دانه پنبه به عنوان محصول فرعی درجه دوم، نقش مهمی در صنعت و تجارت دارند. در ایران الیاف پنبه از نظر صادرات در درجه دوم و بعد از نفت قرار دارد.

خصوصیات گیاهی:

پنبه گیاهی است ذاتاً چند ساله که به صورت گیاهی یکساله مورد زراعت قرار می گیرد. پنبه از تیره پنیرک (Malvaceae) و جنس گوسیپیوم تعلق دارد. به نظر می رسد که منشاء تمام گونه ها از آفریقای استوای باشد. بیشتر ارقام زراعی از گونه G.hirsutum می باشد.

پنبه دارای یک ریشه اصلی است که در شرایط مختلف محیط، عمق نفوذ و طول آن در خاک متفاوت می باشد. طول ریشه در انواع مختلف و شرایط متفاوت جوی معمولاً بین 40 تا 60 سانتی متر و گاهی اوقات 20/1 و تا حداکثر 3 متر می رسد. پوست ریشه خیلی قوی تر و قطور تر از پوست ساقه است و ریشه تقریباً بطور عمودی در خاک فرورفته، خیلی سریع توسعه یافته و ریشه های فرعی ایجاد می کند. در خاکهای خشک و شنی ریشه به طور کاملاً عمودی در خاک دارد شده و طول آن زیاد می شود ولی در مناطق مرطوب و خاکهای سنگین، ریشه تقریباً در سطح خاک قرار می گیرد.

ساقه اصلی در امتداد ریشه اصلی قرار دارد. در بیشتر انواع فقط یک ساقه اصلی وجود داشته و در اطراف ساقه ‌اصلی تعدادی شاخه فرعی بوجود می آید. رنگ ساقه قهوه ای مایل به زرد است که هر چه سن نبات زیادتر می شود رنگ ساقه سبز مایل به قرمز شده و چوب ساقه محکمتر و قویتر می شود. طول ساقه در انواع مختلف و شرایط محیط کشت متفاوت است و بین 60 تا 130 سانتی متر تغییر می نماید.

از ساقه اصلی پنبه دو نوع شاخه فرعی خارج می شوند که عبارتند از:

شاخه های رشد کننده که حامل برگ بوده و معمولاً به تعداد 3 تا 4 شاخه از روی ساقه اصلی بوجود می آیند. شاخه های رشد کننده یا تولید کننده برگ Vegetativ Branch نام دارند.

 شاخه های مولد میوه (Branches fructiferes) که خیلی ناز کند و معمولاً به صورت افقی قرار می گیرند و در انتهای این شاخه ها گل بوجود می آید که پس از تلقیح و رشد کافی تبدیل به میوه می گردند. در روی هر شاخه مولد میوه یک گل و گاهی اوقات دو گل بوجود می آید.

روی ساقه و برگهای پنبه از کرکهای ظریف و نسبتاً سفید رنگی پوشیده شده است. برگهای پنبه از روی شاخه ها به طور منظم ظاهر شده و در روی هر شاخه معمولاً تعداد 8 برگ که به طور متناوب قرار گرفته اند وجود دارد و توسط دمبرگی به شاخه متصل شده اند. رنگ برگ در اکثر نژادهای پنبه سبز و در بعضی دیگر سبز مایل به قرمز است. شکل برگ در نژادهای مختلف متفاوت است، همچنین سطح و اندازه برگها نیز تغییر می نماید و در روی یک نبات نیز شکل و اندازه برگها نیست. برگهای پنبه دارای چندین بریدگی است که تعداد آنها بین 3 تا 5 و گاهی 7 عدد می رسد. به طور کلی اکثر واریته ها؛ برگهایی با به پنج بریدگی دارند. هر برگ دارای 2 تا 5 رگبرگ اصلی و تعدادی رگبرگ فرعی است. برگها دارای تعداد زیادی روزنه بوده که تعداد آنها در قسمت زیرین برگ زیادتر است.

حدود 8 تا 11 هفته پس از کشت بذر، گل ها ظاهر می شوند. دوران گلدهی نبات 45 تا 60 روز ادامه می یابد. کاسه گل مرکب از 5 کاسبرگ نامنظم به هم چسبیده و جام گل از 5 گلبرگ به رنگهای سفید، کرم مایل به سفید، زرد و صورتی تشکیل شده که گلها پس از تلقیح در خاتمه روز تغییر رنگ داده و روز بعد قرمز رنگ می شوند. مادگی دارای 3 تا 5 برچه و پرچم ها حدود 10 عدد می باشند که گرده آنها (پلن) زرد رنگ است و به شکل لوله ای مادگی را احاطه نموده اند و پس از رشد و نمو کافی به میوه تبدیل می گردند. گلبرگها در روز سوم پژمرده شده و می افتند.

میوه پنبه که به قوزه یا کپسول پنبه معروف می باشد، در حقیقت تخمدان گیاه است که پس از تلقیح به سرعت رشد کرده و بزرگ می شود. قوزه ها پس از رشد کامل در انواع مختلف بین 2 تا 5 و گاهی اوقات 6 سانتی متر طول داشته و به رنگهای سبز تا قرمز تغییر می نمایند. شکل و اندازه میوه در واریته های مختلف تغییر می کند.

انتهای بعضی از قوزه ها کروی و در برخی نوکدار می باشد. همچنین روی سطح میوه در بعضی از نژادها تعدادی برجستگی وجود دارد. میوه یا قوزه ها معمولاً تخم مرغی شکل هستند و در بعضی از نژادها پس از آن که میوه رسید خود بخود باز شده و محتویات داخل میوه (الیاف) از آن تقریباً خارج می شود.

در داخل میوه یا قوزه پنبه، الیاف و دانه های پنبه وجود دارند که دانه ها اصطلاحاً تخم پنبه نامیده می شوند. مجموع الیاف و دانه های داخل هر قوزه را؛ وش می گویند. قوزه ها چند خانه ای (3 تا5) هستند و در داخل هر خانه تعداد 3 تا 6 و حتی 9 عدد دانه وجود دارد که تعداد کل دانه در هر قوزه بین 9 تا 18 و حداکثر تا 45 عدد می باشد. دانه های پنبه دارای 7 تا 12 میلیمتر طول و 4 تا 6 میلیمتر عرض بوده و تخم مرغی یا گلابی شکل هستند. وزن هزار دانه آن در واریته های مختلف بین 70 تا 170 گرم تغییر می نماید.

پوست دانه پنبه کلفت و خشبی است که معمولاً 25 تا 33 درصد وزن دانه پنبه را تشکیل می دهد و این بذر اگر در شرایط مساعد نگهداری شود تا 7 سال می تواند قوه نامیه خود را حفظ نماید. سطح خارجی دانه اغلب واریته ها از کرکهای ریزی پوشیده شده که آنها را لینتر یا FUZZ می نامند، بعضی از واریته ها بدون لینتر و سطح دانه صاف می باشد که آن را اصطلاحاً دانه لخت می گویند و رنگ پوست دانه ها سیاه است. لینتر ها عموماً به رنگ سفید و گاهی به رنگهای خاکستری، سبز و یا قهوه ای و بین 5/0 تا 2 میلیمتر طول دارند.

رنگ الیاف پنبه های اصلاح شده معمولاً سفید است و در بعضی واریته ها به رنگهای مختلف دیده می شود، مانند LambertaSakel که قهوه ای و یا واریته هندی “coqanadas” که قرمز حنایی است. طول الیاف از 15 تا 45 میلیمتر تغییر نموده و قطر آنها بین 20 تا 30 میکرون می باشد.

روی ساقه و دمبرگ و میوه (بجز ریشه) اکثر واریته های پنبه (به استثنای پنبه گلاندلس) نقاط سیاهرنگ و یا غده هائی وجود دارد که اصطلاحاً گلاند نام دارند.

ترکیبات پنبه:

دانه پنبه که در داخل قوزه قرار دارد، پس از آنکه از الیاف جدا شد حدود 25 تا 33 درصد وزن پنبه را تشکیل می دهد و هر دانه از مواد زیر ترکیب یافته است.

لینتر حدود                                  1/6 درصد

پوست                                         1/27 درصد

روغن خام                                    6/15 درصد

مواد تفاله ای و آرد              2/45 درصد

سایر مواد                         6 درصد

روغن خام موجود در دانه پنبه قهوه ای رنگ و شبیه روغن زیتون بوده و شامل: 45 تا 50 درصد اسید اولئیک، 25 تا 30 درصد لینولئیک، 20 تا 25 درصد اسیدهای سفت مانند اسید پالمتیک و اسید استاریک (به مقدار کم) می باشد که در کارخانجات مارگارین سازی به مقدار زیاد به کار می رود و در صابون سازی نیز برای تهیه صابون استفاده می شود. روغن موجود در دانه پنبه در 2 درجه سانتی گراد سفت می شود. تفاله و آرد آن دارای مقدار زیادی ماده از ته است که در قنادی می توان از آرد آن استفاده نمود و از تفاله آن برای تغذیه گاوهای شیری به عنوان بهترین ماده غذایی استفاده می نمایند.

پنبه از محصولاتی است که می توان آن را طی چند سال مداوم در یک زمین کاشت بدون آن که عملکرد آن نقصان یابد.

مثالهایی از تناوب پنبه عبارتند از:

یونجه – پنبه – ذرت – گندم – آیش

کود سبز (خلر، منداب، شنبلیله، لوبیا روغنی و یا شبدر)، پنبه – حبوبات – گندم

کودسبز (خلر، چاودار، ماشک)، پنبه

پنبه – آیش – گندم

پنبه – آیش

مواد غذائی مورد نیاز پنبه:

پنبه برای تولید محصول کافی، که از نظر کمیت و کیفیت دارای ارزش زیادی باشد، به مواد غذایی کامل و کافی نیاز دارد. از طرف دیگر زمین پنبه در صورتی که به طور مناسب آماده شود به ریشه های آن اجازه می دهد که به خوبی در خاک گسترش یافته و به طور کامل و بهتر و بیشتر از مواد معدنی موجود در اطراف ریشه توسط آب استفاده نماید، همچنین حرکت آب در خاک ساده تر خواهد شد.

مقدار مصرف مواد مختلف بستگی کامل به نوع خاک، مقدار مواد موجود در خاک تناوب، واریته و شرایط جوی دارد. در خاکهای غنی نباید منحصراً به خواص خاک متکی شد و از اضافه کردن مواد لازم به خاکی که در آن پنبه کشت می شود خودداری نمود، بلکه برای رسیدن به یک نتیجه عالی و بازدهی حداکثر، باید موادی را که گیاه به آن احتیاج دارد به خاک اضافه کرد. از طرف دیگر دوره رشد نبات از کاشت تا برداشت نیز در تعیین مواد مورد نیاز این گیاه موثر است. پنبه در دوره زندگی مانند تمام گیاهان زراعتی به عناصر سه گانه ازت، فسفر، پتاس نیاز فراوان دارد، همچنین وجود عناصری مانند گوگرد، مس، آهک، روی . سایر مواد مورد نیاز در خاک به تولید محصول خوب کمک نموده و کمبود هریک از آنها اختلالی در گیاه بوجود می آورد.