مهم ترین مراکز تحقیقاتی در زمینه اصلاح گیاه گلرنگ در کشورهای هندوستان، مکزیک، ایلات متحده، چین، کانادا و استرالیا مستقر است. گلرنگ به طور گسترده در هند، خاور نزدیک و چین کشت می شود. در دهه های اخیر کشت این گیاه در کشورهای آمریکای جنوبی و استرالیا نیز متداول گردیده است. در حال حاضر این گیاه در بیش از ۶۰ کشور جهان و عمدتاً در کشورهای هند، مکزیک، ایالات متحده آمریکا، اتیوپی، اسپانیا و استرالیا مورد کشت و زرع قرار می گیرد (Dajue, 1999).
۱-۳: مشخصات گیاه شناسی:
گلرنگ (Carthamus tinctorius L.) از خانواده Compositeae است. جنس Carthamus حدود ۲۵ گونه مهم دارد که بسیاری از آنها بومی منطقه مدیترانه هستند (احمدی و امیدی، ۱۳۸۰). در زمینه مبدأ گلرنگ اتفاق نظر وجود ندارد و به عقیدهی واویلوف گونه زراعی گلرنگ (Carthamus tinctorius L) به همراه دو گونه (C.palaestinus L, C.oxyacanth L) در یک گروه جای دارند. هر سه گونه یکساله، قابل تلاقی با یکدیگر بوده و۱۲ جفت کروموزوم دارند (احمدی، ۱۳۷۱). وی سه ناحیه را به عنوان مبدأ، برای گونه زراعی گلرنگ پیشنهادکرده است که اولی در هند، دومی در افغانستان وسومی در اتیوپی قرار دارد (Knowles, 1979). نولز (Knowles, 1980) پیشنهاد کرد که برای سهولت کار بهتر است به چندین مرکز کشت و مصرف گلرنگ در دنیای قدیم اشاره نمود. این نه مراکز مبدأ هستند و نه مراکز تنوع و در واقع کاربرد واژهی مراکز متشابه مناسب تر می باشد. نولز این مراکز را در ۷ گروه قرار داده که عبارتند از:
الف) خاور دور : چین، ژاپن و کره
ب) هند – پاکستان و بنگلادش
ج) خاورمیانه : افغانستان، ایران تا ترکیه، بخش های جنوبی اتحاد جماهیر شوروی سابق تا اقیانوس هند.
د) مصر: کناره رودنیل در شمال سودان، جنوب مصر.
ﻫ ) سودان : کناره های رود نیل در شمال سودان ، جنوب مصر
و) اتیوپی
ز) اروپا: اسپانیا، پرتغال، فرانسه، رومانی، مغرب (مراکش) و الجزایر
بر اساس تقسیم بندی فوق ایران در مرکزخاورمیانه قرار می گیرد (Knowles, 1979).
در پاکستان و افغانستان و سایر کشورهای خاورمیانه، کشت گلرنگ محدود و اکثراً برای استخراج رنگ از گل های آن کشت می شود. در بعضی از مناطق پاکستان، گلرنگ به مصرف علوفه می رسد. ژاپن سطح کمی از اراضی خود را به زراعت گلرنگ اختصاص داده و در جنوب فرانسه گلرنگ از سال ۱۹۴۳ به عنوان یک گیاه زراعی مورد توجه قرار گرفت، اما تولید آن در سال ۱۹۴۹ به دلیل خسارت لارو مگس گلرنگ به طور کلی متوقف گردید (Dajue, 1999). ظهور ارقام پر محصول با محتوای روغن بالا که بعد از جنگ جهانی دوم اصلاح شدند، باعث شد که سطح زیر کشت گلرنگ در جهان افزایش یابد (Salankhe and Kesai, 1986). مطالعات باستان شناسی مشخص کرده که مصریان باستان از ۴۰۰۰ سال پیش این گیاه را شناسایی کرده اند و در مصر کشت می شده و از آن به منظور استفاده از رنگ، روغن گیاهی و مصارف دارویی سود می جسته اند. این محصول احتمالاً از ناحیهی فرات به مصر برده شده، اما روغن کشی واستفاده از روغن آن بعدها درآنجا متداول شده است. دسته ای از گل های مجزای گلرنگ که در میان پاکتی از برگ های بید بود با جسد مومیایی آمنوفیس اول از سلسله هجدهم (۱۶۰۰ قبل از میلاد) کشف شد. بنا بر نوشته پلینی(قرن اول پس از میلاد) روغن گلرنگ در مصر به عنوان جانشینی ملایم تر، به جای روغن کرچک استفاده می شد، اما مصرف خوراکی نداشت و در آن زمان برای رومیان شناخته شده نبود (Ashri et al., 1974). ابن ماسریه (۱۰۰۰ میلادی) که در بغداد زندگی می کرد، کتابی بزرگ درباره علم طب عرب ها و یونانیان معاصر خویش نوشت. وی که این گیاه را سنیسوس می نامید، اشاره می نماید که در خاورمیانه به صورت خودرو و اهلی رشد می کند و واریته بزرگ دانه سفید آن ارزشمندترین واریته های آن است.
احتمالا این گیاه در قرن سوم از چین به ژاپن رفت، اما به مقدار کمی کشت شد و تا قرن بیستم گلرنگ درمصارف غذایی ژاپن استفاده نمی شد. اما اکنون یک قلم وارداتی عمده در این کشور است. در رابطه با موارد استفاده از گیاه گلرنگ باید به این نکته توجه نمود که این گیاه دارای موارد مصرف گوناگون می باشد و همان گونه که ذکر شد گشت گلرنگ در قدیم بیشتر به دلیل تهیه رنگ از گل آن بوده است. از گلچه های این گیاه دو ماده رنگی به دست می آید که عبارتند از:
کارتامیدین که زرد رنگ بوده و رنگ آن نامرغوب و در آب محلول است و کارتامین که به رنگ قرمز پرتقالی است و محلول در قلیا بوده که همان رنگ های اصلی مورد استفاده می باشند و پس از استخراج در رنگرزی البسه و رنگ های خوراکی از آنها استفاده می شود (ناصری، ۱۳۷۰؛ Heaton and Knowles, 1980 ; Knowles, 1979 ; Saite and Miyakawa, 1994). در قدیم قالی بافان ایرانی برای رنگ آمیزی نخ از گلرنگ استفاده می نمودند و لیکن امروزه با معرفی رنگ های مصنوعی ارزان قیمت، کمتر از گلرنگ جهت تهیه رنگ استفاده می شود. همچنین از گل های لوله ای شکل این گیاه به عنوان جانشین زعفران برای رنگ برنج، سوپ وسس های معمولی نیز استفاده می شود (ناصری، ۱۳۷۰).
گل های آن به رنگ های زرد و قرمز و بذرهای آن شبیه به بذرهای کوچک آفتابگردان است (ناصری، ۱۳۷۰). ساقهی اصلی در گلرنگ، ایستاده، خشن و چوبی شده، استوانه ای و دارای خطوط باریک طولی، توپر و کرک دار یا بدون کرک و در منطقه یقه تا حدودی ضخیم می باشد و با افزایش شاخه دهی نازک تر شده و در زمان رسیدگی ترد و شکننده است. رنگ ساقه از خاکستری روشن تا سفید و یا مایل به زرد بوده (Esendal et al., 1992; Martin and Leonard, 1967) قطر ساقه آن ۱۲-۳ میلی متر متغیر بوده و با عملکرد دانه همبستگی دارد (فروزان، ۱۳۷۸). ارتفاع ساقهی گیاه تابعی از رقم، خصوصیات اقلیمی منطقه و روش کشت می باشد. زاویهی شاخه ها با ساقه در ارقام مختلف معمولاً بین ۶۰-۲۰ درجه (پراکنده) و در بعضی، زاویهی فوق به بیش از ۹۰ درجه (خوابیده) می رسد. به طوری که این زاویه تابعی از عوامل محیطی و ژنتیکی است (فروزان، ۱۳۷۸).
ساقه های گلرنگ پیش از مرحله طویل شدن دارای مرحله ای از رشد به صورت روزت می باشند که این حالت یکی از مشخصات اغلب گیاهان خانواده کاسنی است (Arnon, 1982). به طورکلی هنگامی که ارتفاع ساقه به ۴۰-۲۰ سانتی متر می رسد، شاخه های فرعی از آن منشعب می شوند (خواجه پور، ۱۳۷۰؛ Arnon, 1982 ; Dedio, 1985). ارتفاع نهایی ساقه توسط عوامل ژنتیکی ومحیطی مثل آب و هوای منطقه، تراکم بوته، تاریخ کاشت، حاصلخیزی، شوری و رطوبت خاک کنترل می شود (Knowles, 1980). برگ ها در گلرنگ قلبی شکل، بدون دمبرگ، دندانه دار به رنگ سبز تیره، براق و بدون کرک است. شکل برگ ها در قسمت های مختلف ساقه متفاوت است. بزرگترین برگ ها در وسط ساقه اصلی ظاهر می شوند. در بررسی آماری که بر روی ۲۰۴۶ نمونه از ژرم پلاسم های جهانی گلرنگ به عمل آمده ۵ نوع برگ مشاهده گردیده است (فروزان، ۱۳۷۸).
الف) برگ های تخم مرغی شکل (۱درصد)
ب) برگ هایی به شکل تخم مرغ واژگون (۳درصد)
ج) برگ های نیزه ای وارونه (۷درصد)
د) برگ های تخم مرغی دوک مانند (۱۷درصد)
ه) برگ های دوک مانند (۷۴درصد)
اندازه برگ ها بسته به رقم دارای طول ۱۵-۱۰ سانتی متر و عرض ۵-۵/۲ سانتی متر می باشد. برگ های پائین معمولاً بدون خار هستند ولی با رشد ساقه، خارها رشد کرده و در مرحله گل کامل، خارها سخت می شوند. حاشیه برگ ها نیز به صور مختلف نظیر مضرس، بدون بریدگی یا بریدگی عمیق و ناقص دیده می شوند. خارها معمولاً بر روی براکته های خارجی ۷۶ درصد توده ها دیده می شود و ۲۳ درصد آنها معمولاً بدون خار می باشند (فروزان، ۱۳۷۸). گلرنگ یک ریشه عمودی کاملاً مشخص و غالباً گوشتی دارد و معمولاً ریشه های جانبی نازک متعددی تولید می کند. ریشه عمودی معمولا ًتا عمق ۳-۲ متر در خاک نفوذ می کند و این ویژگی نفوذ عمیق ریشه به گیاه امکان می دهد رطوبت و موادغذایی را از زیر توده قابل توجهی از خاک جذب نماید. به همین دلیل، گیاه گلرنگ نسبت به سایر گیاهان به خشکی متحمل تر است (فروزان، ۱۳۷۸). به عنوان مثال در استرالیا ریشه های گلرنگ تا عمق۲۲۰ سانتی متر پیش رفتند. در حالی که ریشه های گندم در قطعه زمین مجاور فقط تا عمق ۴۰ سانتی متری خاک نفوذ کردند. در گلرنگ ریشه های جانبی می تواند تا عمق ۹۰-۶۰ سانتی متری توسعه پیدا کنند (خواجه پور، ۱۳۷۰؛ کوچکی و همکاران، ۱۳۷۲). در مطالعه ای که در زمینه بازدهی مصرف آب در گلرنگ انجام شد، چنین گزارش شد که ریشه های گلرنگ تا عمق حدود۲۵۰ سانتی متر در خاک نفوذ کرده و از رطوبت موجود تا این عمق استفاده می نمایند (Alessi et al., 1981). گل آذین گلرنگ از گلچه های متعدد تشکیل شده است که روی یک نهنج مشترک نسبتاً هموار، مدور و نزدیک به هم قراردارند. نهنج گل به وسیله چندین برگ گل (براکته) گریبان دار یا پوشش دار احاطه شده و به طور خیلی فشرده به هم چسبیده اند و به صورت حفاظ کاملی جهت تکامل گل آذین درآمده اند (ناصری، ۱۳۷۰).
گل های گل آذین گلرنگ به دو صورت لوله ای یا زبانه ای است. بعضی ارقام هر دو نوع تیپ گل را دارند و بعضی فقط یک نوع آن را دارند. گل های لوله ای جلب کننده حشرات هستند (کریمی، ۱۳۷۵). در این گیاه ساقه اصلی و ساقه های فرعی در انتهای آزاد خود، هر کدام به یک گل آذین منتهی می شوند. گل آذین گلرنگ، طبق نامیده شده و از نوع کلاپرک می باشد. هر طبق ۲۰ تا ۱۲۰ گلچهی لوله مانند را دربر دارد که هر یک می تواند مولد یک دانه باشد. تعداد و اندازه طبق در هر بوته به عواملی همچون رقم، فضای رشد بوته، حاصلخیزی خاک و تأمین سایر عوامل محیطی بستگی دارد. علاوه بر این عوامل، اندازه طبق به موقعیت آن بر روی بوته نیز بستگی دارد. طبق های نخست (اصلی) و دوم بزرگ ترین طبق ها می باشند در حالی که طبق های سوم معمولاً کوچک ترند. طبق های نخست (اصلی) به طبق انتهای ساقه اصلی و طبق دوم به طبق انتهای ساقه فرعی انشعاب یافته از ساقه اصلی اطلاق می شود و به طبق انتهای شاخه فرعی دوم (شاخه ای که از شاخه فرعی منشعب می شود) طبق سوم گفته می شود (اسمی، ۱۳۷۶؛ محمدی نیکپور، ۱۳۷۴). گلرنگ از تیرهی لوله گلی ها بوده و جام گل های آن که به گلچه مصطلح هستند پیوسته و «لوله مانند» میباشند. گل های لوله ای در غوزه منظم بوده و دارای ۵ گلبرگ بهم پیوستهی لوله ای شکل هستند. گل دارای ۵ پرچم با بساک های به هم پیوسته می باشد که به صورت یک لوله در می آیند. بساک ها توسط سوراخ های انتهایی با شکاف داخلی باز شده و دانه های گرده به درون لولهی بساک می ریزند. تخمدان گلرنگ از متحد شدن دو حفره به وجود می آید که تحتانی بوده و دارای یک تخمدان یک برچه ای می باشد (بهنیا، ۱۳۸۷؛ فیروزه، ۱۳۸۲؛ ناصری، ۱۳۷۰؛ Kipps, 1970 ؛Knowles, 1980). تخمدان یک حفره ای و محتوی یک تخمک است. بساک های گلرنگ قبل از رسیدن و آماده شدن مادگی برای باروری گرده های خود را آزاد می نمایند و به اصطلاح گل ها پروتاندری می باشند و لذا گرده افشانی غیرمستقیم به وسیله حشرات صورت می گیرد، ولی چون گلهای مجاور در یک غوزه می توانند همدیگر را بارور سازند از نظرژنتیکی اساساً گلرنگ گیاهی خودگشن است و درصد دگرگشنی آن به فعالیت حشرات بستگی دارد (عمارت پرداز، ۱۳۶۷ ؛Able, 1972 Dunphy et al., 1979;).
باد در انتقال گرده ها نقشی ندارد و برای باروری مطلوب و برای حداکثر بازدهی معمولاً وجود زنبورها و سایر حشرات ضروری است (ناصری، ۱۳۷۰). رنگ گل های گلرنگ در ارقام مختلف این گیاه و نیز در یک رقم در مراحل مختلف رشد گل ها (مرحله جوانه، شکوفایی و پژمردگی) فرق دارد. به طور کلی گل های گلرنگ را می توان به رنگ های سفید، زرد روشن، زرد، نارنجی، نارنجی مایل به قرمز، قرمز تیره مشاهده نمود. تا موقعی که گلچه ها تازه هستند گل های زرد و گل های نارنجی به رنگ زرد دیده می شوند اما در اثر پژمردگی گل های زرد به رنگ زرد مایل به قهوه ای می گرایند، درحالی که گل های نارنجی پس از پژمردگی به رنگ قرمز- نارنجی دیده می شوند (Dedio, 1985). میوه در گلرنگ مثل آفتابگردان از نوع فندقه است و همان چیزی است که از قدیم به نام دانه (بذر) گلرنگ مصطلح گردیده و در این متن نیز از همین اصطلاح عام استفاده شده است. دانهی گلرنگ به شکل یک دانهی کوچک آفتابگردان می باشد. پوستهی بذر معمولاً به رنگ کرم و کرم مایل به سفید است (خواجه پور، ۱۳۷۰؛ Dedio, 1985 Knowles. 1980;) و از نظر گیاه شناسی فندقه بوده ولی پوستهی آن فیبر بیشتری داشته و ضخیم تر است. وزن هزار دانه آن بین ۳۰ تا ۵۰ گرم است (خواجه پور، ۱۳۷۰؛ ناصری، ۱۳۷۰؛ Arnon, 1982) بذر بسیاری از ارقام گلرنگ به شکل هرم واژگون با چهار خط برجسته مشخص است که این برجستگی ها موجب لوزی شکل شدن مقطع عرضی بذر می شوند. به طور کلی دانه گلرنگ متشکل از ۴۰-۲۵ درصد روغن و در ارقام جدید تا ۴۵ درصد روغن، ۵۵-۳۰ درصد پوسته، ۲۲-۱۲ درصد پروتئین و ۱۰-۳ درصد رطوبت می باشد. روغن عمدتاً در لپه ها ذخیره می گردد زیاد بودن درصد پوسته از نظر تجاری یک نقص محسوب می شود زیرا باعث کاهش مقدار روغن و میزان پروتئین کنجالهی دانه می شود (یزدی صمدی و عبدمیشانی، ۱۳۷۰؛ِDedio, 1985 ). طول فصل رشد ارقام مختلف و همچنین در تاریخ های کاشت مختلف، متفاوت است. و علاوه بر سایر عوامل محدود کننده مثل حساسیت به آفات و امراض و عدم دسترس بودن ارقام زودرس مناسب برای مناطق با فصل رویش کوتاه مانند عرض های جغرافیایی بالا یکی از محدود کننده ترین عوامل کشت گلرنگ در گذشته بوده است (رنجبر و همکاران، ۱۳۷۶؛Bassiri et al., 1975). کم ترین دما برای جوانه زدن بذر گلرنگ در حدود ۵ درجه سانتی گراد گزارش شده است (خواجه پور، ۱۳۷۰؛ Alessi et al., 1981). میزان تأثیر درجه حرارت و طول روز بسته به درجه حرارت و نوع ژنوتیپ، فرق دارد. همچنین در یک درجه حرارت ثابت، افزایش طول روز مدت دوره روزت را کاهش می دهد. مقاومت بوته های گلرنگ به سرما و یخبندان در طول دوره روزت که فعالیت رشد و نموی بوته بطئی است زیاد می شود و به عبارت دیگر گلرنگ در این دوره بیشترین مقاومت به سرما و یخبندان را نشان می دهد.
بیشتر ارقام گلرنگ سرمای حدود ۷- درجه سانتی گراد را در این مرحله تحمل می کنند و برخی ارقام حتی در سرمای ۱۲- درجه سانتی گراد به حیات خود ادامه می دهند. یزدی صمدی و زالی تیپ های سرمادوستی را از ایران شناسایی کرده اند که قادر هستند سرمای ۱۴- درجه سانتی گراد را تحمل کرده و بقاء داشته باشند (خواجه پور، ۱۳۷۶). با پیشرفت مراحل رشد، حساسیت به سرما بیشتر خواهد شد به طوری که در آغاز مرحله زایش یا بعد از آغاز گل دهی درجه حرارت پائین تر از صفر درجه سانتی گراد باعث خسارت شدید خواهد شد. به طور کلی تحمل سرما در گلرنگ به رقم و مرحله رشد بستگی دارد (خواجه پور، ۱۳۷۰؛ Kipps, 1970 Knowles and Miller, 1989;). در صورت فراهم بودن رطوبت کافی در خاک، گلرنگ از درجه حرارت زیاد تابستان آسیب نخواهد دید. در چنین شرایطی گلرنگ می تواند در دوره گل دهی تا دمای ۴۴ درجه سانتی گراد را بدون اثرات منفی محسوس تحمل کند. به همین دلیل گلرنگ را گیاهی متحمل به گرما دانسته اند (Knowles and Miller, 1989; Kipps, 1970). طی دوره تشکیل طبق درجه حرارت زیاد و رطوبت نسبی بالا موجب کاهش عملکرد دانه می شود. در درجه حرارت بالا علاوه بر کاهش تعداد دانه در طبق، به تشکیل دانه های کوچک تر منتهی خواهد شد و این گیاه در رطوبت نسبی زیاد به زنگ ها، بیماری های برگی و پوسیدگی جوانهی گل بسیار حساس است (Urie et al., 1996). در گلرنگ نیز مانند سایر محصولات زراعی بین دمای زیاد و رطوبت خاک رابطه ای وجود دارد. بدین معنی که کمبود رطوبت خاک اثرات زیان آور دمای زیاد را افزایش می دهد و از طرف دیگر کافی بودن رطوبت خاک، تأثیر سوء دمای زیاد را کاهش می دهد.
در بین مراحل تکامل طبق، مرحله گرده افشانی و پیش از گرده افشانی به تنش حرارتی بسیار حساس است. تحت شرایط رطوبت زیاد و حرارت، تمام طبق ها اعم از طبق های نخست (اصلی)، دوم، سوم و آن هایی که در رأس ساقه های فرعی تر تشکیل می شوند به حرارت حساسیت نشان دادند و دانه بندی آن ها ۵۶ تا ۷۸ درصد در مقایسه با طبق هایی که در شرایط حرارت ۳۱ درجه سانتی گراد و رطوبت زیاد قرار داشتند کمتر بوده است (Zimmerman, 1972). گلرنگ نسبت به تنش های کم آبی مقاوم است زیرا همان گونه که گفته شد به سبب دارا بودن ریشه عمیق و توسعه یافته از سطوحی که برای اکثر گیاهان جذب آب ممکن نیست رطوبت را به دست می آورد (ناصری، ۱۳۷۰). با این حال مقاومت به خشکی گلرنگ نسبت به جو کمتراست. کشت دیم گلرنگ درمناطقی با بیش از ۳۰۰ میلی متر بارندگی و در طی فصل رشد امکان پذیر است. در صورتی که میزان بارندگی به ۶۰۰ میلی متر برسد و بخش عمدهی آن نیز قبل از گل دهی گیاه باشد انتظار می رود که حداکثر عملکرد تحت شرایط دیم حاصل گردد (ناصری، ۱۳۷۰). گلرنگ نسبت به شرایط غرقابی و کمبود تهویه حساس بوده و پوسیدگی ریشه و بوته میری در این شرایط توسعه می یابد به طوری که می توان گفت گلرنگ گیاه نواحی خشک است و برای نواحی مرطوب چندان مناسب نیست. رطوبت نسبی زیاد هوا در هنگام گل دهی علاوه بر اختلال در باروری گل ها و تشکیل بذر، باعث هجوم شدید عوامل بیماری زا می شود (Arnon, 1982; Delio, 1985; Zimmerman, 1972 ). بهترین خاک برای کشت گلرنگ خاک های لومی- رسی و لومی- شنی است. اما گلرنگ در طیف وسیعی از خاک های مختلف رشد کرده و محصول قابل توجهی تولید می نماید (ناصری، ۱۳۷۰). عمق نفوذ ریشه گلرنگ در خاک تحت تأثیر خصوصیات خاک قرار می گیرد. سطحی بودن خاک زراعی و به عبارت دیگر وجود لایه های سخت در اعماق نفوذ ریشه پرقدرت و قوی گلرنگ به اعماق پائین تر را محدود می سازد. به همین دلیل در خاک های کم عمق، بازدهی گیاهان زراعی با ریشه سطحی و افشان مثل گندم و جو بیش از گلرنگ است. اما در خاک های عمیق با شرایط مناسب جهت نفوذ ریشه به خصوص در زراعت دیم، عملکرد دانه و سودمندی گلرنگ از جو بیشتر است (Dedio, 1985; Kipps, 1970; Knowles, 1979). گیاه گلرنگ تحمل زیادی به شوری نشان می دهد. تحمل این گیاه به شوری کمی کمتر از پنبه است. شوری بیش از حد تحمل گیاه، عملکرد دانه را از طریق کاهش تعداد بذر در هر طبق و تعداد طبق های حاوی دانه کاهش می دهد. با این وجود تأثیر شوری بر طبق های واقع در موقعیت های مختلف بوته یکسان نیست. معمولاً با افزایش شوری خاک از سهم طبق های سوم در عملکرد دانه کاسته شده و بر سهم طبق های نخست و دوم افزوده می شود. شوری خاک، ارتفاع گیاه و قطر ساقه را کاهش می دهد و گل دهی و رسیدگی را تسریع می نماید (Dedio, 1985).
۱-۴: مراحل نموگلرنگ:
طول هر یک از مراحل رشد و نمو توسط عوامل محیطی متعدد از جمله: دما، طول روز، رطوبت خاک،
تراکم بوته، تاریخ کاشت و عوامل ژنتیکی تعیین می گردد (Able, 1976; Ashri, 1971; Beech and Norman, 1986). تراکم بوته از عوامل مؤثر بر طول دوره رشد گیاه است و کارایی جذب انرژی تابشی بستگی به میزان سطح برگ و توزیع برگها در داخل کانوپی دارد. فاصلهی زمانی از کاشت تا سبز شدن به رطوبت و درجه حرارت لایهی سطحی خاک بستگی دارد (محمدی نیکپور، ۱۳۷۴؛ Hashim et al., 1998). به طور کلی رشد و نمو گیاه فرآیندی تدریجی است که از زمان جوانه زدن آغاز و تا هنگام رسیدن و بلوغ بذر ادامه می یابد (Gubbles and Dedio, 1986). تعیین مراحل نمو در بسیاری از مطالعات فیزیولوژیک برای مشخص کردن مراحل بحرانی و حساس چرخهی رشد و نمو گیاه به عوامل محیطی، مفید می باشد (ناصری، ۱۳۷۰). اما بررسی دقیقی که به طور جامع، مراحل رشدو نمو و ملاک های تشخیص آن را تعیین نماید درمورد گلرنگ صورت نگرفته است ولی به طور پراکنده و به تناسب موضوع تحقیقاتی درباره این مسئله انجام شده است. مراحل فنولوژی گلرنگ را شامل: جوانه زنی، روزت تا طویل شدن ساقه، شاخه دهی، گل دهی و رسیدگی فیزیولوژیک بیان نموده و در منطقه ای با شرایط آب و هوایی اصفهان برای ارقام گلرنگ بهاره مراحل نمو را شامل: سبز شدن، ساقه دهی، ظهور جوانه، غنچه زایی، کامل شدن طبق ها، گل دهی و رسیدگی فیزیولوژیک دانسته است (Knowles, 1980). باقری(۱۳۷۴) در آزمایشی مراحل نمو گلرنگ را شامل سبز شدن، ساقه دهی، تکمه دهی، گل دهی و رسیدگی فیزیولوژیک دانسته است. وی مراحل مختلف فوق را از ساقه دهی به بعد به ترتیب حدود ۴۳، ۶۲، ۱۰۱ و ۱۳۳روز پس از کاشت ثبت کرده است.
در بررسی خصوصیات مرفولوژیکی، فیزیولوژیکی و عملکرد دانهی ارقام گلرنگ بهاره در اصفهان، مراحل نمو گلرنگ را شامل سبزشدن، ساقه دهی، ظهور جوانه های زایشی، غنچه زایی، کامل شدن طبق ها، گل دهی و رسیدگی فیزیولوژیک دانسته اند و مراحل فوق الذکر را به ترتیب در حدود ۱۴، ۵۰، ۶۶، ۹۴، ۷۸ و ۱۲۴ روز پس از کاشت ذکر کردهند (نژادشاملو، ۱۳۷۵). سبز شدن را از زمانی محسوب می دارند که لپه ها در ۵۰ درصد از نقطه های کاشت سر از خاک بیرون آورده، از یکدیگر کاملاً جدا شده و به حالت افقی قرار گرفته باشند. بنابراین، دوران کاشت تا سبز شدن برابر فاصلهی زمانی کاشت مؤثر تا ۵۰ درصد سبز شدن می باشد. این دوره در شرایط مساعد کمتر از یک هفته و در شرایط نامساعد به حدود ۳ هفته می رسد. وقوع تنش رطوبتی، سردی و سلهی خاک سبب طولانی شدن این دوره می گردند. پس از سبز شدن، میان گره های ساقه رشد نکرده و برگها به حالت افقی روی سطح زمین قرار می گیرند. این مرحله از رشد را روزت می گویند. زمان به ساقه رفتن را با مشاهده اولین میانگره به طول ۱ سانتی متر مشخص می سازند. طول دوران رشد روزت در کشت بهاره ۲ تا ۴ هفته می باشد. تنش رطوبتی، افزایش دمای هوا و افزایش طول روز (در ارقام حساس به طول روز) سبب کوتاهی این دوره می گردند. از آنجایی که تعیین دقیق زمان به ساقه رفتن در مزارع مشکل است، تعیین دقیق طول دوران رشد روزت نیز مشکل می باشد. طی دوران رشد روزت و رشد طولی ساقه، ریشه ها گسترش زیادی در خاک می یابند. همراه با رشد طولی ساقه، ریشه ها گسترش زیادی در خاک می یابند. همراه با رشد طولی ساقه و ارتفاع گرفتن مریستم انتهایی بوته از خاک، به حساسیت گیاه به تنش های محیطی افزوده می شود. همراه با افزایش رشد طولی ساقه، مریستم انتهایی برگ به صورت گل آذین در می آید. در یک مطالعه، بوته ها در مرحله تشکیل جوانهی گل ۱۰ برگی بودند و ارتفاع بوته ها تا رأس مریستم انتهایی ساقه حدود ۷ سانتی متر بود. طی حدود ۲ تا۴ هفته پس از شروع رشد طولی ساقه، افزایش قطر گل آذین و رشد براکته های کناری آن سبب می شود که گل آذین به صورت یک تکمه در انتهای ساقه اصلی مشاهده گردد. پیدایش تکمه در رأس ساقهی اصلی در ۵۰ درصد از بوته ها را مرحله رویت طبق یا تکمه دهی می گویند. طول این دوران به تاریخ کاشت، رقم، دمای هوا و رطوبت خاک بستگی داشته و از ۴۰ تا ۹۰ روز در کاشت بهاره می رسد. در یک مطالعه، بوته ها در مرحله رؤیت طبق در وضعیت ۱۵ برگی بودند. طی دوران رشد طولی ساقه تا گل دهی شاخه های جانبی در نیمهی فوقانی گیاه به تدریج تشکیل و در انتهای هر ساقه فرعی نیز یک طبق بوجود می آید. پیدایش ساقه های فرعی ممکن است تا اوخر دوره رشد گیاه ادامه یابد. شروع تا خاتمهی گل دهی هر طبق غالباً ۳ تا ۵ روز می باشد. طول دوران از کاشت تا گل دهی با گرم شدن هوا و افزایش تنش رطوبتی کاهش یافته و در ارقام زودرس کوتاه تر از ارقام دیررس می باشد. غالباً گلرنگ تا مرحله گل دهی حدود دو سوم از کل طول دوره رشد خود را طی نموده است.
رشد دانه ها بین ۲۰ تا ۳۵ روز و غالباً حدود ۴ هفته پس از گرده افشانی تکمیل می شود. تفاوت زمانی بین رسیدگی اولین تا آخرین دانه در یک طبق ۳ تا ۷ روز و بین اولین تا آخرین طبق حدود ۲ تا ۳ هفته می باشد. زمان رسیدگی فیزیولوژیک هنگامی است که طبق زرد شده و فقط آثار سبزی روی براکته ها مشاهده شود. زمان رسیدگی فیزیولوژیک مرزعه هنگامی است که ۷۵ درصد طبق ها به مرحله رسیدگی فیزیولوژیک رسیده باشند. کل طول دوره رشد گیاه را از تاریخ کاشت مؤثر تا رسیدگی فیزیولوژیک محسوب می دارند. طول این دوره بسته به رقم و کلیه عوامل محیطی، در تاریخ کاشت پاییزه ۲۰۰ تا ۳۰۰ روز و در تاریخ کاشت بهاره ۱۰۰ تا ۱۵۰ روز می باشد. گلرنگ طی حدود ۲ هفته پس از رسیدگی فیزیولوِژیک به مرحله رسیدگی کامل می رسد و آمادهی برداشت است. در این مرحله حداقل ۷۵ درصد طبق ها کاملاً قهوه ای شده و دانه ها به سهولت از طبق جدا می شوند.
| جدول ۱-۲٫ سطح زیر کشت و عملکرد گلرنگ در آسیا و جهان |
| سال |
منطقه |
سطح زیر کشت
( هکتار ) |
عملکرد بذر در هکتار
(کیلوگرم در هکتار) |
