محصولات غله اي از نظر تئوري و عملي

با محاسبه کارايي فتوسنتز ممکن است تا بيشينه محصول گياهان غله اي را بصورت تئوري تخمين بزنيم. آنگاه اينها با محصولات واقعي بدست آمده در مطلوب ترين شرايط ثبت شده در کشورهاي مختلف مقايسه شود. هچنين امکان دارد واکنش محصول ميانگين به کودهاي نيتروژني را تخمين بزنيم و از آنجا کارايي آن را بدست آوريم با توجه به شرايط محيطي. محصولات غله اي مشابه بقيه از طريق فتوسنتز تشکيل مي شوند اساسا تشکيل کربوهيدرات از آب و کربن دي اکسيد جوي بوسيله انرژي خورشيدي واکنش اصلي فتوسنتز به اين صورت نمايش داده مي شود

انرژي نور
کارايي نظري (تئو.ريک) اين واکنش به صورت زير محاسبه مي شود. تشکيل يک مستلزم شکافته شدن دو مولکول و يک مولکول مي باشد. براي شکافتن دو مولکول چهار کوانتا از طول موج و براي شکافتن يک مولکول چهار کوانتا از طول موج مورد نياز است.[۱] بنابراين انرژي مورد نياز براي تشکيل يک مي باشد. که ثابت
پلانک

Cسرعت نور جرم يک
بدين ترتيب انرژي نوري مورد نياز براي تشکيل ۱ کيلوگرم گلوکزJ/kg107* 623/4 مي باشد. گرماي سوختن گلوکز برابرcal/g 3720 معادلJ/kg 107* 10226 مي باشد.

بدين ترتيب کارايي تبديل انرژي نوري (خورشيدي) به انرژي شيميايي ۳۳۷/۰ مي باشد. اين کارايي تنها وقتي کاربرد دارد که منبع نور تعداد کواتاي برابر رد طول موج مشخص تابش کند. باند موج تابش خورشيدي بصورت فتوسنتزيnm700- 400 مي باشد ، انرژي ساطع شده بر طبق نورتک رنگ از طول موجnm 575 [2]
کارايي تبديل اشعه فعال فتوسنتزي (PAR) به گلوکز مي باشد.

طيف انرژي خورشيدي در سطح زمين هم بالاتر ازnm 700 و هم پايين تر از ۴۰۰nm گسترش مي يابد.

PAR ميانگين براي ۴۵ درصد از اشعه لازمه کل را توجيه مي کند. (TAR) اين درصد با عرض جغرافيايي تغيير مي کند ، در عرض جغرافيايي بالاتر نور از ميان لايه اوزون عبور مي کند و تعداد (بخش) بيشتري از اشعه ماوراء بنفش جذب مي شود . کارايي تبديل TIR با انرژي گلوکز ۱۲۶/۰ مي باشد.

محدوديت نظري (ظاهري ) براي محصول غله اي محدوديت نظري براي محصول غله اي نامشخص است همانند اندازه هاي بازدارنده ضايعات فيزيولوژيکي گياهي در طول دوره جوانه زدن که بطور دقيق شناخته شده نيستند . اين ضايعات که شامل انعکاس ، تنفس، (بازگشت CO2 به اتمسفر) اشباع نور در برگ هاي بالاتر ، جذب توسط بافت هاي غير فعال و تبديل گلوکز به کبوهيدرات هاي پيچيده تر مانند پروتئين هاي و اسيدهاي چرب کارايي را به پايين تر از ۶/۱۲ درصد فتوسنتز کاهش مي دهد.

از اطلاعات داده شده توسط L.T. EVANS اين طور نتيجه گيري مي شود که بيشينه کارايي در گياهان غله اي C4 (ذرت، ذرت خوشه اي ، ارزن) دقيقا ۵/۴ درصد است. و در گياهان C3 (گندم ، برنج ، جو ، چاودار) ۳ درصد است. [۳] مورتا و ماتسوشيما بيشينه کارايي براي برنج را در مناطق معتدل ۴ درصد محاسبه مي کنند در حالي که رقم ۳ درصد براي مناطق معتدل و فصل مرطوب استوايي و ۵/۲ درصد براي فصل خشک استوايي(حاره اي) محاسبه مي کنند. دوره جوانه زدن در مناطق استوايي (گرمسير) در حدود ۳۰ روز و در مناطق معتدل در حدود ۴۰ روز است.

TIR در طول دوره جوانه زدن ازcal/cm2/day 300 در فصل حاره اي مرطوب تاcal/cm2/day 550 در فصل خشک تفاوت مي کند[۵] ميزان محتواي انرژي ماده خشک گياهان غله اي حدودا ۸۹۰۰ است. همانطور که بعد از خشک شدن دانه غله اي داراي ميان رطوبت در حدود ۱۵ درصد مي باشد و ميزان انرژي غله مي تواندcal/g 3300 گرفته شود.

از اطلاعات ذکر شده در بالا برآوردهايي براي بيشينه محصولات برنج ، گندم، و ذرت مي توان بدست آورد. هملنطور که در جدول شماره يک نشان داده شده است. در عمل ، اين ظرفيت ذخيره انواع غلات است که عامل بازدارنده است. اگر چه ، تفاوت عمده نيست ، بيشترين ميزان محصول اندازه گيري شده براي برنج در ۱۹۸۱ در اسکاتلند ، تنها ۱۰ درصد کمتر از حد محصول در جدول ۱ مي باشد.

محصولات غله اي بي سابقه
اطلاعات درباره بعضي محصولات برنج گندم و ذرت بدست آمده در زمين ها و مزارع تکي در جدول ۲ داده شده است. محصول بازده اين بي سابقه ترين براي هر غله اي است . در رطوبت ۱۵٫۵ درصد محاسبه شده و در قطعه زمنين ۴۴درصد هکتاري بدست آمد. ۴۷۵ ميلي متر بارش در دوره رشد توسط ۳۵۰ ميلي متر

آبياري تکميل شد در آفت کش و در علف کش مورد استفاده قرار گرفت. علاوه بر کودهاي شيميايي waraw 4 تن کود حيواني در هر هکتار بکار برده در ۱۹۸۳ ديکسون ۴۴۸ کيلوگرم استعمال کرد. از طريق تزريق محصول ۲۰ درصدي تيزاب آمونياک در عمق ۲۵۰ ميلي متري قبل از بهار گندم زمستاني هوپرت هفت باز ازآپريل تا پولاي آبياري شد. آب در مقادير بيشتري از معمول استفاده شد. زمين ۱۷ هکتاري rennie در سال قبل از کاشت غله بي سابقه تحت کشت علف بود. مقادير زيادي از کود گوسفندي و گاوي به طيور (مرغي) تکنيل شد. علف کش ها و قارچ کشهاي متعددي استفاده شد. رني همچنين ۱۲۰۷ تن در هکتار گندم

زمستاني درو کرد (رطوبت ۱۴درصد) از يک مزرعه ۵ هکتاري در همان سال محصول محاسبه شده کود و ۱۰۵۵۲ کيلوگرم برنج در هکتار در رطوبت ۱۴درصد بوده بازده شاليزار در جدول ۲ بر اين فرض محاسبه شده است که ۱۰۰ کيلوگرم شلتوک معادل (اکيوالانت) برابر با ۸۰ کيلوگرم برنج سبوس دار است. نيتروژن

شيميايي (بيشتر بصورت اوره ) توسط ۲۲ تن کود در هر هکتار تکميل شد. محصولات شاليزاري در ايستگاههاي تحقيقاتي ژاپن در محدده ۲/۱۰- ۳/۹ تن در هکتار مي باشند يک محصول شاليزاري با ۹/۱۰ تن در هکتار با رطوبت ۱۴ درصد در يک شاليزار ۱۲ هکتاري در کاليفرنياي در ۱۹۷۹ بدست آمد.

کشت متمرکز با مقياس وسيع محصولات

بيشترين محصولات ذرت و گندم بدست آمده به عنوان متوسط هاي ايالتي يا ملي در سال ۱۹۸۲ در جدول ۳ آورده شده اند که همچنين بيشترين محصولات شاليزاري در سالهاي اخير را نيز نشان مي دهد.

به علت منطقه وسيع درو شده ، محصول ذرت ايالات متحده چشم گيرترين دستاورد در کشاورزي نوين و مدرن مي باشد. ميانگين سالهاي ۵۲-۱۹۴۸ ، ۴۵٫۲ تن در هکتار بود. ۳ تن در هکتار براي اولين بار در سال ۱۹۵۷ بدست آمد. ۴ تن د رهکتار در ۱۹۶۲ ، ۵ تن در هکتار در ۱۹۶۷ ، ۶ تن در هکتار ۱۹۷۲ و ۷ تن در هکتار در ۱۹۸۲ اين افزايش با گسترش استفاده از آفت کشها و قارچ کشها براي گونه هاي دو رگه هاي جهش يافته ، کشت شده (پرورش يافته ) در خاکهاي مرغوب (درجه يک ) و در آب و هواي مرطوب ، بدست آمد.

 

محصولات غذايي جهاني:
متوسط محصول جهاني منطقه درو شده و ميزان محصول براي هر غله در ۱۹۸۲ در جدول ۴ داده شده اند. گندم و برنج و ذرت ۷۰درصد از منطقه گياهان غله اي و ۸۰ درصد از مححصول به حساب مي آيند. بازده پايين ارزن به علت کاشت و پرورش در مناطق کم آب است. در جايي که ارزن آبياري و آفت کشي شده است، بازدهي و محصولات با ديگر بازدهي ها (محصولات) غلات ديگرقابل مقايسه هستند.

براي مثال بازدهي ارزن سال ۱۹۸۲ در مصر در ۱۷۴۰۰۰ هکتار، ۶۵/۳ تن در هکتار بوده ميزان جذب نيتروژن و کاربرد.
ميزان جذب نيتروژن گياهان غله اي از ۱۸ کيلوگرم در هر تن غله براي برنج و ذرت تا ۲۴ کيلوگرم براي گندم و جو متغير است. همانند مقدار برنج وذرت نيمي از محصولات غله جهان، ميانگين ميزان جذب ۲۱ کيلوگرم در تن مي باشد. در حدود موسوم ۳/۲ نيتروژن براي پروتئين غله است تعادل پروتئين در ريشه برگها و

ساقه مساحت منطقه اي درو شده گياهان غله اي جهان ۷۳۵ ميليون هکتار مي باشد. مساحت براي تمام ديگر محصولات (شامل محصولات غير خوراکي) ۳۴۰ ميليون هکتار راست در حدود ۱۰ ميليون هکتار علف هاي (چمن) گردشي بر روي زمين هاي مزروعي و ۱۰۰ ميليون هکتار مرتع هاي (چراگاه) دائمي که آفت

کش نيتروژني نيز دريافت مي کند مساحت کشت گياهان غله اي ۵۵ درصد از مجموع اين مناطق است. ميزان متوسط کاربرد نيتروژن در ۲۵۰ ميليون هکتار علفزارها (مراتع) احتمالا بطور قابل ملاحظه اي از مناطق زير کشت غلات بيشتر است، از طريق ديگر ۱۲۰ ميليون هکتار از دانه هاي روغني (سويا) و حبوبات مقدار بسيار کمي نيتروژن دريافت مي کند.