[Zohreh Gholami]

مقاله ای کامل در خصوص تکنولوژی برنج هیبرید

تکنولوژی برنج هیبرید نزدیک به سه دهه پیش در کشور چین توسعه پیدا کرد و در حال حاضر حدود 15 میلیون هکتار از اراضی برنجکاری دنیا را پوشش داده است. ارقام برنج هیبرید به مقدار 30- 20 درصد بیشتر از ارقام اصلاح شده نیمه پا کوتاه محصول تولید می کند. بکار گیری این تکنولوژی در کشورهایی نظیر ویتنام، هند، فیلیپین، بنگلادش، میانمار، آمریکا و چین موجب افزایش عملکرد دانه و نیز افزایش درآمد کشاورزان و ایجاد فرصتهای شغلی فراوانی شده است.

بر اساس آمارهای موجود تقاضا برای مصرف برنج در کشور علت افزایش جمعیت و تغییرات در رژیم غذایی مرتباً رو به افزایش است، به طوری که هر ساله برای تامین نیازداخلی مجبور به وارد کردن برنج از خارج هستیم. تامین کمبود برنج از طریق کاشت و برداشت ارقام بومی قابل حصول نیست زیرا ارقام بومی عمدتا از نوع ارقام پا بلند، با خاصیت کودپذیری کم و حساس به بیماری ها و خوابیدگی می باشند بنابراین عملکرد پایینی دارند. لذا تهیه ارقام پر محصول با خاصیت کودپذیری بالا و نیز با کیفیت پخت مناسب بسیار مهم است.

ارقام برنج هیبرید می تواند جایگزین مناسبی برای عملکرد بیشتر برنج و گامی موثر در کاهش واردات برنج گردد. البته برنج هیبرید نیز قابل اصلاح است ولی روش آن با روش کلاسیک برای اصلاح ارقام خالص فرق دارد و نیازمند مهارت های خالص است.


تعریف برنج هیبرید ([wiki]Hybrid[/wiki])
هیبرید دو رگه ای است که از والدین ( پایه ها ) کاملا خالص بدست آید یا به عبارت دیگر هیبرید نتیجه نسل اول تلاقی دو فرد است که در یک یا تعدادی ژن با یکدیگر تفاوت دارند. برنج هیبرید یک رقم تجارتی محسوب می شود و حاصل تلاقی دو والدی است که از نظر ژنتیکی متفاوت هستند. بذر هیبرید خوب، نسبت به بهترین ارقام اصلاح شده منطقه 20 تا 30 درصد افزایش عملکرد نشان می دهد.


تولید بذر هیبرید
برای تولید هیبرید برنج روش های مختلفی نظیر روش دولاین (دو والدی)، سه لاین (سه والدی) وجود دارد. به طور مثال در روش سه والدی از سه لاین (سه والد) استفاده می شود: لاین (والد) A، لاین (والد) B، لاین (والد) R.

الف – والد A  ( رقم نر عقیم):
این رقم، رقمی است که بساک غیر طبیعی دارد یا اصلا دانه گرده تولید نمی کند و یا دانه گرده غیر فعال تولید می کند ولی مادگی طبیعی دارد و اگر با یک رقم برنج معمولی تلاقی داده شود، بذر تولید می نماید. این رقم به تنهایی قادر به تکثیر نیست و باید آن را حفظ و تکثیر نموده. کیسه بساک در این رقم به رنگ صورتی تا سفید و چروکیده است و دوره ی گلدهی معمولا 7 روز است.

ب – والد B ( رقم نگهدارنده نر عقیم):
این رقم به طور طبیعی بذر تولید می کند و کاملا شبیه والد A است ولی دانه گرده طبیعی و نرمال داشته و بذر تولید می کند. این والد در واقع به عنوان دهنده دانه گرده برای نگهداری والد نر عقیم  ( والد A ) به کار می رود. در این رقم بساک ها به رنگ زرد و تو پر و طبیعی هستند. وقتی والد A  با والد B  تلاقی داده شود، باروری به نسل اول بر نمی گردد یعنی به بذور بدست آمده از تلاقی پس از کشت نر عقیم هستند و بذر تولید نمی کنند پس تلاقی والد B با والد A  به هدف تکثیر و حفظ والد A صورت می گیرد نه تولید بذر هیبرید. گلدهی والد B زودتر از والد B صورت می گیرد ( 2 تا 3 روز )و دوره ی گلدهی آن 5 روز است.

ج – والد R ( والد اعاده کننده باروری):
والد رقمی است که با والد نر عقیم ( والد A ) تلاقی داده می شود و باروری را به نسل حاصل از تلاقی بر می گرداند دوره ی رشد این رقم ممکن است با رقم والد نر عقیم یکسان یا متفاوت باشد. بساک های آن زرد و طبیعی هستند و دوره ی گلدهی 5 روز طول می کشد.


مراحل تولید بذر هیبرید:
تولید بذر هیبرید دارای دو مرحله مجزااست:
الف – تکثیر والد نر عقیم
ب – تولید بذر هیبرید

زارعین و یا شرکت های تولید کننده بذر می بایست هر ساله اقدام به تکثیر والد نر و تولید بذر هیبرید نمایند.

الف – تکثیر والد نر عقیم
برای این کار باید لاین های A و B را در کنار یکدیگر کاشت. ابتدا را یکبار بذرپاش می کنند. سپس لاین B را دوبار به فاصله 5 روز از هم در خزانه بذر پاشی می کنند. در موقع نشاکاری نشاهای دو تاریخ را با هم مخلوط کرده تا مدت زمان بیشتری دانه گرده در دسترس باشد. نسبت ردیف های  A و B  معمولا 6 به 2 است.

ب: تولید بذر هیبرید
برای این کار باید لاین های A و R را در کنار یکدیگر کاشت تا دانه های گرده فعال لاین R روی لاین A قرار گرفته و آن را بارور سازند.


کنترل و مواظبت از مزرعه تولید بذر هیبرید
کنترل و مواظبت از مزرعه تولید بذر هیبرید باید با مدیریت خاصی صورت گیرد:

1. واکاری بوته های از دست رفته
در ابتدا باید مزرعه را 2 تا 3 روز در حالت اشباع نگه داشت تا نشاهای جوان استقرار یابند سپس تا حدود 5 سانتیمتر اقدام به آبگیری نمود و در صورت مشاهده بوته های از دست رفته اقدام به واکاری کرد.

2. کنترل علف های هرز
کنترل علف های هرز توسط وجین دستی یا علف کش های شیمیایی صورت می گیرد.

3. کنترل آفات و بیماری ها
چون برای تولید بذر هیبرید بیشتری پرداخت می شود پس باید به شدت تحت کنترل باشند.

4. مدیریت کوددهی
کودهای p.k ( پتاسه و فسفره ) برای مزرعه باید درست قبل از آخرین مرحله خاک ورزی به کار رود، کود N ( نیتروژنه ) برای هر یک از سه والد A و B  و R در سه مرحله به کار می رود. 6 – 5 روز پس از نشاکاری، 25 – 20 روز پس ازاولین مرحله کود پاشی، در مرحله حداکثر پنجه زنی.

5. حذف برگ پرچم
آخرین برگ در گیاه برنج، برگ پرچم نام دارد. چون برگ پرچم بالاتر از خوشه قرار دارد مانعی برای انتقال دانه گرده از لاین B و R به لاین A است. بنابراین باید برگهای پرچم را در مرحله ای که پنجه های اولیه در مرحله آبستنی هستند و نوک خوشه ها ازغلاف برگ پرچم بیرون زده باشد قطع کرد. با حذف برگ پرچم لاین های ( A وB ) و (  A و R ) در دو مزرعه انتقال دانه گرده و پخش آن در مزرعه و ایجاد بذر آسان تر می گردد.

6. گرده افشانی تکمیلی
یعنی تکان دادن والد گرده دهنده در زمان گلدهی به منظور افزایش گرده افشانی. در گرده افشانی تکمیلی لاین R در زمان گلدهی توسط دو نفر با کشیدن طناب یا توسط یک نفر با استفاده از چوب بامبو صورت می گیرد. این عمل در روزهای آرام و سرعت بسیار کم باد صورت می گیرد.

7. برداشت و خرمنکوبی
برداشت مزرعه بذر هیبرید با مزارع معمولی متفاوت است. در این جا پس از اینکه 90 درصد دانه ها روی خوشه های اصلی به مرحله رسیدگی رسید و رطوبت دانه کمتر از 20 در صد شد، عملیات برداشت آغاز می گردد. ابتدا والد R را برداشت نموده و سپس با حداکثر دقت اقدام به برداشت لاین A می نمایند. خرمنکوبی لاین A ، B ، R جداگانه و با نهایت دقت به طوری که احتمال بذر به صفر برسد صورت می گیرد.


مزایای کاشت برنج هیبرید
1. با افزایش جمعیت تقاضا برای برنج در کشور های کمتر توسعه یافت به سرعت در حال افزایش است.
2.  به علت محدودیت زمین بایستی برنج بیشتری در واحد سطح تولید کنیم.
3. ارقام برنج هیبرید 20 تا 30 درصد افزایش عملکرد نسبت به ارقام اطلاح شده را دارد.
4. قابلیت تحمل و سازگاری برنج هیبرید نسبت به تنش های محیطی مانند خشکی و شوری نسبت به ارقام اصلاح شده بیشتر است.
5.  باعث ایجاد توان مدیریتی بالا در کشاورزان و شغل های جدید برای روستائیان می گردد.


گزارشی از کاشت برنج هیبرید
هم اکنون در کشور ما در استان های زیادی کاشت برنج هیبرید آغاز شده است. در استان های گیلان و مازندران نیز با برگزاری کلاس های آموزشی برای کشاورزان و مدیران ترویجی در زمینه کاشت برنج هیبرید اراضی بسیار زیادی به کشت برنج هیبرید اختصاص داده شده اند. در شهرستان چالوس در حدود 5 هزار متر مربع از اراضی شالیزاری به این امر اختصاص داده شده و میانگین عملکرد این رقم 4 برابر ارقام محلی ذکر شده. در شهرستان گرگان نیز بذر هیبرید حاصل از تلاقی دو بذر نعمت و ندا استفاده می شود که مهمترین خصوصیت آن مقاومت در مقابل بلاست، شایع ترین بیماری شالیزارهای برنج، است.

همچنین پس از تحقیقات صورت گرفته 10 بذر هیبرید به موسسه تحقیقات و آموزش جهاد کشاورزی با هدف معرفی آن به کشاورزان، معرفی شد که از آن میان می توان به بذر هیبرید ( بهار – 1 ) اشاره کرد. در آستانه اشرفیه هم که مهد برنج مرغوب بومی به حساب می آید 12 مزرعه به مساحت 10 هزار متر مربع در سالجاری ( 85 ) به کشت برنج هیبرید رقم HRHR اختصاص یافت.

دانشمندان چینی در سال 1974 نخستین برنج هیبرید جهان را تهیه و تکثیر کردند. عملکرد انواع برنج هیبرید حدود 15 تا 20 درصد بالاتر از بهترین انواع برنج اصلاح شده و پرمحصول است. به همین علت هم در حال حاضر 15 میلیون هکتار (نصف سطح زیر کشت برنج در چین) زیر کشت ارقام هیبرید قرار دارد و متوسط عملکرد برنج چین را از سطح 5/3 تن به 5/6 تن در هکتار افزایش داده است.

برنج هیبرید قابلیت زیادی برای ارتقای امنیت غذایی کشورهای فقیری که زمین مستعد کشاورزی آنها کم، جمعیت آنها در حال افزایش و نیروی کار آنها ارزان است؛ دارد. چنانچه طبق برآوردها در سال 2001 تا 2002، 800 هزار هکتار در کشورهای آسیایی( غیر از چین) زیر کشت برنج هیبرید رفت.

به‌طورکلی در به نژادی محصولات زراعی، استفاده از قدرت هیبریدی بذرهای نسل اول(1(F بخوبی شناخته شده است. با این همه، تا حدود 30 سال پیش، کاربرد آن در برنج به دلیل خصلت خود گرده‌افشانی گیاه محدود بود. سپس در 1974، دانشمندان چینی با موفقیت ژن عقیم نر را از برنج وحشی برای ایجاد یک لاین و ترکیب هیبرید انتقال دادند. نسل اول انواع برنج هیبرید، هیبریدهای سه لاینی هستند و عملکرد آنها حدود 15 تا 20 درصد بیشتر از انواع اصلاح شده یا پرمحصول با طول مدت رشد مشابه است. تکامل فناوری برنج هیبرید منجر به ایجاد هیبریدهای دو لاینی با عملکرد 5 تا 10 درصد بالاتر از هیبرید‌های سه لاینی شد. اکنون در چین، سطح زیر کشت برنج هیبرید به 15 میلیون هکتار میرسد. در سال 1995 نیمی از کل سطح زیر کشت برنج چین به کشت ارقام هیبرید اختصاص یافت. در دیگر کشورهای آسیایی نیز این روند در حال گسترش است.


چرا برنج هیبرید؟
فرصتی جدید: توجه زیادی به تکامل نسل جدید واریته‌های برنج شامل برنج هیبرید، انواع گیاهی جدید و برنجهای تراریخت مبذول شده است. در حال حاضر، فناوری برنج هیبرید در کشت کلان حدود 15 تا 20 درصد بازدهی بیشتر به بار می‌آورد. به عبارت صحیح‌تر بیش از یک تن شلتوک در هکتار که از بهترین انواع اصلاح شده بالاتر است. کشت برنج هیبرید در مقیاس وسیع، کشور چین را قادر ساخته تا نسبت به کشت متنوع میلیونها هکتار از اراضی کشاورزی اقدام کند.

اگرچه اراضی برنجکاری چین با آهنگی ثابت در حال کاهش است و از 5/36 میلیون هکتار در 1975 به 5/30 میلیون هکتار در سال2000 (یعنی به میزان 6/0 درصد در سال) رسیده است، اما این کشور می‌تواند بیش از یک میلیارد نفر را تغذیه کند و این را مرهون برنامه کشت برنج هیبرید است که متوسط عملکرد کشور را از 5/3 تن در هکتار به 2/6 تن در هکتار رسانده است.


افزایش تقاضا برای برنج:
برنج مهمترین غذای مصرفی بیش از نصف جمعیت جهان است. طبق پیش بینی‌ها افزایش تقاضای برنج در بسیاری از کشورهای آسیا، آفریقا و امریکای لاتین از تولید آن پیشی خواهد گرفت. بنابراین تولید برنج در جهان باید افزایش یابد. این در حالی است که منابع زمین، آب و نیروی انسانی همگی در حال کاهش هستند.


کاهش رشد عملکرد:
تولید برنج از سال 1961 پیوسته (اما با آهنگی متفاوت) افزایش یافته است. سرعت رشد سالانه عملکرد از 5/2 درصد در دهه 1960 به حدود 1/1 درصد در دهه 1990 رسید. دلیل این قضیه، دشواری پایداری تولید در کنار افزایش عملکرد است. متخصصان برنج در سال 1996 در نشستی در تایلند از رکود و کاهش عملکرد برنج در بسیاری از کشورهای آسیایی خبر دادند.


اشتغال در روستا و ایجاد درآمد:
فشردگی نیروی انسانی، دستکاری بذر1F و تولید برنج هیبرید، فرصت‌های شغلی جدیدی در روستا ایجاد کرده و درآمد کشاورزان را بیشتر کرده است. تولید بذر برنج هیبرید در مقایسه با تولید بذر انواع اصلاح شده به 30 درصد نیروی انسانی بیشتر (یا 100 روز کار در هکتار) احتیاج دارد. در شمال ویتنام، تولید بذر1 F به 400 تا 500 روز کار در هکتار نیاز دارد.


برنج هیبرید برای زیست بوم های ناجور:
در برخی کشورها، استفاده از برنج هیبرید، سازگاری بهتری در خاک و آب و هوای نامطلوب (مانند خاکهای شور و کوهستانی) نسبت به شرایط مطلوب برنج آبی آشکار ساخته است. در مصر، برنج هیبرید در شرایط خاک شور عملکرد خوبی داشت. عملکرد آن، 35 درصد بیشتر از انواع دیگر بود.


زمین کم، جمعیت زیاد و نیروی کار ارزان:
به دلیل مزایای عملکرد برنج هیبرید، فناوری برنج هیبرید برای امنیت غذایی بسیار مهم است. مخصوصاً برای کشورهایی که مصرف کننده برنج هستند و زمین مستعد کشت آنها کم، جمعیتشان به طور مداوم در حال ازدیاد و نیروی انسانی آنها ارزان است.


همگام با دنیا
یکی از مهم‌ترین پیشرفت‌های انجام شده در زمینه اصلاح گیاهان زراعی، تولید گیاهان هیبرید بود که در سال 1930 در مورد گیاه ذرت اتفاق افتاد. این امر متخصصانی را که در زمینه‌های به نژادی گیاهان و نباتات فعالیت می‌کردند را تشویق کرد تا بدنبال ارقام هیبرید در دیگرمحصولات از جمله برنج باشند.

در ایران نیز چندین سال است که موسسه تحقیقات برنج فعالیت گسترده‌ای را در خصوص تولید بذر هیبرید و تحقیقات مربوط به آن را انجام می‌دهد و از سال 1380 آزمایشات On Farm (آزمایش در شرایط مزرعه) در مناطق مختلف استان‌های شمالی را به انجام رسانده‌اند که همگی نتایج بسیار خوبی را نشان می‌دهند. از آنجایی که نشاء‌های جوان دارای قدرت رشد بالاتر وگیاهان بالغ نیز صفات زایشی بهتری از خود نشان می‌دهند، لذا این فاکتورها باعث عملکرد بیشتر در مقایسه با برنج‌های معمولی و حتی لاین‌های این بورد (خالص) می‌شوند. بنابراین با کشت برنج هیبرید و با اعمال مدیریت زراعی صحیح می‌توان عملکرد را تا 25 درصد افزایش داد.

بکارگیری تکنولوژی برنج هیبرید یکی از راههای افزایش تولید در واحد سطح می‌باشد. برنج هیبرید با ۲۵-۲۰درصد افزایش عملکرد نسبت به ارقام اصلاح شده در شرایط محیطی یکسان می‌تواند یکی از راههای دستیابی به افزایش تولید برنج متناسب با نرخ رشد جمعیت باشد.

برنج هیبرید یک رقم تجارتی است و در واقع بذر نسل اول حاصل از تلاقی دو والدی است که از نظر ژنتیکی متفاوت می‌باشند. به عبارت دیگر،زمانیکه اندام ماده (تخم) یک گیاه برنج بوسیله اندام نر( دانه گرده) گیاه برنجی که متعلق به واریته یا لاین متفاوت دیگری است بارور می گردد، برنج هیبرید تولید می‌شود. بذر هیبرید از پدیده شناخته شده هتروزیس بهره می گیرد که باعث افزایش عملکرد آنها نسبت به لاین های والدینی می‌گردد.

بذر هیبرید تنها برای یک سال قابل استفاده است، در صورت استفاده از آن برای سال‌های دیگر ، دانه‌های پوک تولید خواهدشد. بنابراین، در صورت علاقه به کشت برنج هیبرید، بذر هیبرید می‌بایست هر ساله در منطقه‌ای جداگانه با اعمال تکنیک‌های خاص تولید گردد و در اختیار کشاورزان قرار داده شود.

آزمایشات مختلف در سال‌های متفاوت نشان داده است که یکی از هیبرید های تولید شده ( IRH۱) علاوه بر داشتن عملکرد بالا و سازگاری خوب با شرایط استان گیلان از کیفیت پخت مناسبی برخوردار می‌باشد که خصوصیات آن به شرح زیر می‌باشد.


● مشخصات رقم جدید هیبرید
رقم جدید هیبرید حاصل ترکیب IR۵۸۰۲۵A بعنوان والد مادری و IR۴۲۶۸۶R بعنوان والد پدری می باشد. اولین تلاقی بین دولاین فوق در سال ۱۳۷۴ انجام شد ودر بررسی اولیه باروری خوب ، رسیدگی یکنواخت و برتری عملکرد آن نسبت به والدین مورد توجه قرار گرفت . این رقم معطر بوده و از کیفیت پخت خوبی نسبت به رقم اصلاح شده خزر برخوردار است.

برخی از خصوصیات این رقم به شرح زیر می باشد.
ـ ۱۱۴ سانتی متر ارتفاع بوته
ـ ۱۸ عدد تعداد پنجه
ـ ۱۳۰ – ۱۲۵ روز دوره رشد از خزانه تارسیدن کامل
ـ ۵ /۷ – ۷ تن در هکتار متوسط عملکرد
ـ ۵/۲۱ درصد میزان آمیلوز
ـ ۵۴ درصد قوام ژل
ـ ۲/۴ درجه حرارت ژلاتینی شدن
ـ ۴/۷۳ درصد راندمان تبدیل
ـ ۵۴ درصد میزان برنج سالم
ـ مقاوم مقاومت به ورس
ـ مقاوم مقاومت به بیماری بلاست
ـ خوب سازگاری با شرایط گیلان و مازندران