گیاهشناسی
آفتابگردان گیاهی یکساله، دیپلوئید (۲n=34)، با رشدی مستقیم، برگهایی بزرگ و پهن است. ریشههای آفتابگردان به خوبی در عمق خاک گسترش مییابند و توانایی زیادی در جذب آب و مواد غذایی دارند، به طوری که میتواند تا عمق بیش از ۲ متری خاک و با انشعابات خیلی زیادی نفوذ کنند. در مراحل آغازین رشد رویشی، سیستم ریشهای با یک ریتم خیلی شدیدتر از ساقه تا مرحله ۱۰ برگی گسترش مییابد. در شرایط معمول، بیشترین حجم ریشههای آفتابگردان تا عمق ۵۰ تا ۷۰ سانتیمتری دیده میشود (۵۰ تا ۷۰ درصد وزن کل) که در مواقع خشکی در اعماق بیشتری تشکیل میشود و در نتیجه از ذخایر رطوبتی خاک در اعماق خاک به خوبی استفاده میکند.
ساقهها در اوایل فصل مدور هستند که در ادامْ فصل رشد به صورت زاویهدار و چوبی درمیآیند که معمولاً بدون انشعاب و شاخه جانبی خواهند بود. رشد ساقههای آفتابگردان در ابتدا کند است ولی پس از مدتی تا مرحله گلدهی با سرعت زیادی دنبال میشود. افزایش رطوبت و کودهای شیمیایی نیترو=ندار سبب افزایش معنیدار رشد ساقهها میشود.
آفتابگردان ۲۵ تا ۴۰ برگ دارد. گسترش برگها تا ظهور گلآذین (۳۸ تا ۵۰ روز پس از کاشت) ادامه دارد، اما رشد شدیدی تا مرحله گلدهی دارد. شاخص سطح برگ آفتابگردان در شرایط معمول حدود ۳ واحد است که با افزایش رطوبت قابل دسترس خاک تا ۴ واحد افزایش مییابد. برگهای آفتابگردان نورگرا (Phototropic) هستند و نور خورشید را دنبال میکنند. این ویژگی باعث میشود تا جذب نور و در نتیجه فتوسنتز به طور معنیداری افزایش یابد.
گلهای آفتابگردان در انتهای ساقهها تشکیل میشود. گلهای زیبای آفتابگردان در بخش انتهایی ساقه یک گل منفرد نیست، بلکه به صورت گلآذینی متشکل از ۱ تا ۲ هزار گل در یک کاسه گل مجتمع هستند. این ساختار گلآذین را در اصطلاح «طبق» میگویند. گلهای اطراف محیط طبق بدون پرچم یا مادگی هستند و فقط گلبرگهایی زردرنگ دارند، در حالی که بقیه گلها کامل هستند. گدرهافشانی از محیط گلآذین شروع میشود و به سمت مرکز آن ادامه مییابد. به دلیل اینکه بسیاری ارقام آفتابگردان تا درجاتی خودناسازگاری (self-incompatibilituy) دارند، بنابراین انتقال دانههای گرده به وسیله حشرات بین بوتههای آفتابگردان بسیار مهم است. بنابراین، وجود کندوهای زنبور در اطراف مزرعه آفتابگردان عملکرد دانه را افزایش خواهد داد. البته در بسیاری ارقام تجاری آفتابگردان نیز خودسازگاری ایجاد شده است و در نتیجه نیازی به گردهافشانی توسط حشرات در آنها وجود ندارد.
میوهها در طبقها در آرایشی دایرهوار قرار گرفتهاند. نوکِ تیزِ میوه به طرف داخل طبق و انتهای گِرد آن به طرف بالا قرار دارد. لایه بیرونی، پریکرب و سیاهرنگ است. در زیر پریکارب لایه سفیدرنگ و نازک تستا وجود دارد. دانه (مغز) آفتابگردان شامل دو لپه است که ریشه اولیه برآمده و جنین به آن چسبیده استن. ۶۰ تا ۷۰ درصد وزن میوه را دانه (مغز) تشکیل میدهد. طول دانه از ۶ تا ۲۵ میلیمتر و عرض آن از ۳ تا ۱۵ میلیمتر و ضخامت آن از ۳ تا ۸ میلیمتر متغیر است. وزن هزار دانه رقمهای تیپ روغنی به ۴۰ تا ۶۰ گرم و رقمهای آجیلی تا ۱۰۰ گرم بالغ میشود.
در مناطق معتدل، حدود ۱۱ روز از کاشت تا سبز شدنن، ۳۳ روز از سبز شدن تا ظهور گلآذین، ۲۷ روز از ظهور گلآذین تا آغاز گردهافشانی، ۸ روز از آغاز گردهافشانی تا پایان گردهافلشانی و ۳۰ روز از پایان گردهافشانی تا رسیدگی نیاز خواهد بود. تفاوت طول رسیدگی در بین ارقام آفتابگردان معمولاً به دلیل نفاوت در طول دوره رویشی قبل از ظهور گلآذین است.
حاصلخیزی
نیتروژن: آفتابگردان علیرغم ریشه عمیق و گسترده در خاک، واکنش خوبی به کودهای نیتروژن، فسفر و پتاسیم نشان میدهد. مصرف کودن نیتروژن سبب افزایش سطح برگها و در نتیجه فتوسنتز کل سایهانداز میشود و از این طریق اجزای عملکرد آفتابگردان به ویژه تعداد دانه در طبق و در نهایت عملکرد دانه آفتابگردان را افزایش میدهد. مشاهده شده است که نیتروژن، محتوی پروتئین دانه را افزایش و بالعکس روغن دانه را کاهش میدهد. نیز مشاهده شده است که مصرف کودهای نیتروژن تعادل اسیدهای آمینه و نیز اسیدهای چرب دانه آفتابگردان را تغییر میدهد.
پژوهشگران بیان میدارند که میتوان توصیههای کودی در مورد نیتروژن را در مناطق خشک بر اساس نیتروژن نیتراتی خاک انجام داد. در حالی که در مناطق مرطوب این کار امکانپذیر نیست. همچنین در شرایط خشک نیاز به مصرف کود نیتروژندار بیشتری در مقایسه با شرایط مرطوب وجود خواهد داشت. ثابت شده است که این موضوع به مقاومت و گذراندن شرایط تنشزای محیطهای خشک و یا فصول خشک کمک میکند. همچنین نیاز کمتر به نیتروژن در شرایط مرطوب معمولاً به تجزیه مطلوب مواد آْلی بیشتر خاک و در نتیجه تأمین بخشی از نیاز نیتروژن در آن مناطق است.
برخی آزمایشها در مناطق مختلف کشور نشان داده است که افزایش مصرف کودهای نیتروژندار به میزان ۱۵۰ تا ۲۰۰ کیلوگرم در هکتار، عملکرد دانه و روغن آفتابگردان را به طور معنیداری افزایش میدهد. در حالی که صالحی و بحرانی (۱۳۷۹) اظهار داشتهاند که آفتابگردان به دلیل ریشههای عمیق و گسترده در خاک به مراتب نیاز کمتری به کود نیتروژن در مقایسه با غلات دارد. ایشان حدود ۷۰ کیلوگرم نیتروژن در هکتار را جهت حصول عملکرد مطلوب کافی دانستهاند. به طور کلی حقیقت این است که با وجودی که آفتابگردان جزو گیاهان مهم روغنی در سراسر جهان است و در ایران نیز میتواند به صورت گسترده مورد بهرهبرداری قرار گیرد، بر خلاف بسیاری گیاهان زراعی دیگر پژوهشهای اندکی در ارتباط با مدیریت کود نیتروژن در کشور انجام شده است. به هر حال، متأسفانه در ارتباط با تفاوت مشاهدهشده در نتایج پژوهشهای انگشتشمارِ انجامشده نمیتوان به آسانی قضاوت کرد.
فسفر: واکنش محصول آفتابگردان به فسفر در خاکهایی که میزان فسفر قابل استخراج اندکی دارند قابل انتظار است. در خاکهایی که کمتر از ۱۰ پیپیام فسفر قابل دسترس دارند، مصرف ۷۵ کیلوگرم فسفر در هکتار موجب افزایش معنیدار عملکرد آفتابگردان میگردد. همچنین گزارش شده است که چنانچه فسفر به صورت نواری و هنگام کاشت در نزدیکی ردیفهای کاشت به کار برده شود، کارآیی بیشتری دارد و در نتیجه نیاز به مصرف کودهای فسفردار تا پنجاه درصد در مقایسه باه پخش سطحی آن کمتر میشود.
همانطور که در بخشهای قبلی نیز گفته شد، همزیستی مایکوریزایی به دلیل افزایش سطح جذب ریشهها میتواند سهم عمدهای در جذب عناصر کمتحرک در خاک بهویژه فسفر داشته باشد. سلیمانزاده (۲۰۱۰) نشان داد که آفتابگردان واکنش بسیار خوبی به تلقیح مایکوریزایی از خود نشان میدهد و در نتیجه امکان کاهش مصرف کودهای فسفردار به یکچهارم را نیز فراهم میکند.
پتاسیم: آفتابگردان واکنش ضعیفتری به مصرف پتاسیم در مقایسه با بقیه عناصر از خود نشان میدهد. تجمع پتاسیم بیشتر در اندامهای رویشی گیاه صورت میگیرد. در شرایط خشکی و شوری، مصرف پتاسیم به گیاه در تحمل تنش کمک میکند. در بسیاری از خاکهای محتوی پتاسیم خاک، نیاز آفتابگردان به این عنصر را برطرف میکند. با این حال چنانچه کمبود پتاسیم مشاهده شد، مصرف پتاسیم به میزان ۵۰ کیلوگرم در هکتار میتواند در رفع این کمبود مؤثر باشد.
بُر: بُر یک عنصر مهم از بین عناصر کممصرف در زراعت آفتابگردان است. مقادیر کافی این عنصر سبب افزایش تلقیح گلهای آفتابگردان در هر طبق میشود که در نهایت تعداد دانه در طبق را افزایش میدهد. در خاکهای شنی و نیز در خاکهای رسی دارای pH بالا، کمبود بُرِ قابل دسترس رخ میدهد و به این دلیل لازم است تا مقدار اندکی کود محتوی بُر مورد استفاده قرار گیرد. برای این کار لازم است تا بسته به شدت کمبود بُر و همچنین ویژگیهای خاک، مقدار مطولب کودهای بُر در هر منطقه تعیین شود.
کنترل علفهای هرز
عملکرد آفتابگردان ممکن است به دلیل حضور علفهای هرز تا اندازهای کاهش یابد. علفهای هرز بر سر رطوبت، مواد غذایی و برخی اوقات نیز بر سر نور با آفتابگردان رقابت میکنند. آفتابگردان رقیبی توانمند در برابر علفهای هرز به ویژه از نظر کسب نور است. با این حال در مراحل اولیه رشد (تا ۶ برگی) رشدی کُند دارد و سطح زمین را به خوبی نمیپوشاند. از این رو، در ۲ هفته اول پس از سبز شدن، کنترل علفهای هرز ضروری است. علفهای هرزی که بعد از این مرحله سبز میشوند اغلب، به دلیل رشد سریع آفتابگردان مغلوب میشوند و اثر چندانی بر رشد و عملکرد محصول نخواهند شد.
به طور کلی علفهای هرز یکساله بیشترین سهم را در پژوهشهای علف هرزِ مزارع آفتابگردان به خود اختصاص دادهاند. در زراعت آفتابگردان نیز، کنترل موفقیتآمیز علفهای هرز شامل تلفیق روشهای زراعی و شیمیایی است. قبل از کشت (Pre-Planting) میتوان با استفاده از اختلاط علفکشهای ترفلان یا سونالان با خاک، علفهای هرز در حال سبز شدن را از بین برد. لازم است اختلاط این علفکشها به وسیله دو دیسک عمود بر هم و با عمق یکسان در مدت زمان کوتاهی انجام شود. علفکشهای گالانت و سوپرگالانت (باریکبرگکش) را نیز میتوان پس از سبز شدن آفتابگردان (Post-Emergence) با کارآیی کافی مورد استفاده قرار داد. برخی علفکشها را نیز میتوان به صورت پس از کاشت و البته قبل از سبز شدن (Pre-Emergence) آفتابگردان برای کنترل علفهای هرز به کار گرفت.
با کشت ردیفی آفتابگردان و در نتیجه امکان استفاده از کولتیواتور تا قبل از مرحله ۶ تا ۸ برگی، میتوان علفهای هرز را بدین وسیله کنترل نمود. این روش جایگزین مناسبی برای علفکشها به ویژه در مواردی است که علفکشها قادر به کنترل علفهای هرز نیستند.
آفات
آفتابگردان در مراحل مختلف رشد ممکن است تحت حمله آفات قرار گیرد. خسارت بعضی آفات ممکن است به اندازهای باشد که عملکرد آفتابگردان را به طور معنیداری کاهش دهد. حشرات آفت زیادی ممکن است بر رئی آفتابگردان فعالیت کنند. در این بخش تعدادی از آنها معرفی میشوند.
کرمهای مفتولی (Wireworms): کرمهای مفتولی لاروهای سوسکهای خانواده Coleoptera یا Elateridae هستند. این موجودات اغلب از میزبانهای اختصاصی و در اوایل فصل تغذیه میکنند. بذرهای در حال جوانه زدن یاه گیاهچههای جوان و ریشهها غذای مورد علاقه آنها به شمار میرود. بعد از آن به اعماق خاک که شرایط ادامه زندگی از نظر دما و رطوبت مهیا است میروند. چرخه زندگی لارو به سوسک حدود سه تا چهار سال طول میکشد که بیشتر اینمدتخ را به صورت لارو (کرم) میگذرانند. کرمهای مفتولی باریک هستند و سطح بدنشان سخت و صاف است. طول بدن کرمهای مفتولی در انتهای دوره لاروی به ۴۰ تا ۵۰ میلیمتر میرسد. این کرمها مسیرنگ و دارای سه جفت پای کوچک و لاغر در پشت سر خود هستند.
کرمهای مفتولی اغلب در مناطقی نمو مییابند که محصولات قبلی، گیاهان دانهای باشند. گیاهی که تحت تغذیهالی این موجودات قرار میگیرد، سریعاً پژمرد میشود و از بین میرود. در نتیجه پوشش غیریکنواختی در مزرعه پدید میآید که واکاری (Reseeding) گیاهان را ضروری میسازد.
تناوب زراعی با گیاهان غیرمیزبان در کاهش جمعیت این آفات مؤثر است. تصمیمگیری در مورد مصرف حشرهکشها نیز باید قبل از کشت انجام شود. در این حال لازم است تا از خاک نمونهبرداری شود تا چنانچه جمعیت کرمهای حلقوی از آستانه اقتصادی بالاتر است، نسبتخ به سمپاشی خاک اقدام گردد.
شپشه ساقه آفتابگردان (Sunflower Stem Weevil): شپشه ساقه آفتابگردان در برخی مناطق آفت مهمی برای این گیاه محسوب میشود. این موجود ۵ تا ۵ میلیمتر طول دارد و به رنگ خاکستری با لکههای سفیدرنگ، و چشمها و خرطوم سیاه است. شپشه درونه ساقه آفتابگردان تخمگذاری میکند. تخمهای آن بسیار ریز با طول ۵/۰ میلیمتر و عرض ۳۳/۰ میلیمتر است که به سختی دیده میشود. لاروهایا ین حشره بدون پا و سفیدرنگ به طول ۶ میلیمتر از تخمها سر درمیآورند.
تغذیه شپشههای بالغ از برگها و ساقههای آفتابگردان آسیب کمی بر جا میگذارد. در حالی که اگر تعداد لاروها بر روی یک گیاه زیاد باشد، به دلیل ایجاد شکافها و حفرههای فراوان در ساقه ممکن است سبب شکستن ساقه و در نتیجه افتادنه و از دست رفتن طبقها قبل از برداشت شود. برخی تحقیقات نشان دادهاند که چنانچه تعداد لاروهای موجود در ساقههای آفتابگردان به طور میانگین حدود ۲۰۹ تا ۲۵ عدد باشد، ساقهها در معرض شکستگی و قطع شدن هستند و در نتیجه تلفات شدید عملکرد روی خواهد داد. خوابیدگی بوتهها از مهمترین علایم حمله لارو این شپشه است که بر خلاف خوابیدگی ناشی از بیماریهای ساقه، اغلب در نزدیکی سطح خاک اتفاق میافتد. مشاهده شده است که وجود این لاروها میتواند از طریق انتقال عامل بیماریزا و همینطور از طریق ضعیف نمودن بوتهها، سرایت بیماریهای ساقه را نیز تسریع بخشد.
تأخیر در کاشت تا اوایل تابستان میتواند تخمگذاری درون ساقهها را کاهش دهد. تراکم کم بوتههای آفتابگردان نیز به دلیل اینکه ساقههای قطورتری ایجاد میشود، موجب کاهش صدمه و شکستگی ساقهها در اثر حمله لاروها میگردد. زنبورهای پارازیت که هم از لاروها و هم از تخمهای شپشه تغذیه میکنند، میتواند در مدیریت این آفت مؤثر واقع شود. استفاده از سموم حشرهکش نیز در مراحل اولیه رشد آفتابگردان و در صورت لزوم تخمگذاری درون ساقهها را کاهش میدهد.
سوسک برگخوار (Palestriped Flea Beetle): این سوسک با نام علمی Sysena blanda از خانواده Coleoptera به رنگ سیاه با دو نوار سفید در بخش پشتی و به طول تقریباً ۳ میلیمتر است که از برگها و لپههای آفتابگردان تغذیه میکند و سبب پژمردگی و مرگ گیاهچههای آفتابگردان میشود.
برگهای صدمهدیده سوراخ سوراخ میشوند و حتی ممکن است ظاهری تورمانندن (Lacy) بیابند. آفتابگردان از مرحله سبز شدن (VE) تا مرحله چهاربرگی (V4) به حمله این آفت حساسیت دارد. در صورت حمله شدید آفت، تلفات زیادی در پوشش سبز مزرعه آفتابگردان در این مراحل رشد روی میدهد.
استفاده از حشرهکشها در تیمار بذرها قبل از کاشت و نیز به صورت محلولپاشی بر روی برگها در طی فصل رشد میتواند بوتههای آفتابگردان را در مراحل حساس اویه در برابر برگخوارها محافظت کند. توصیه میوشد که سمپاشی برگهای آفتابگردان در صورتی که جمعیت آفت به حد آستانه اقتصادی رسید انجام گیرد. آستانه اقتصادی خسارت این آفت، حدود ۱ تا ۲ سوسک و ۱۰ تا ۱۵ لارو بر روی هر بوته تخمین زده شده است. تأخیر در کاشت در کاهش جمعیت این آفت مؤثر است، در حالی که ممکن است همزمان خسارت حشرات آفت دیگری مانند سوسکهای بذرخوار که در اواخر فصل حمله میکنند را افزایش دهد. دشمنان طبیعی این آفت شامل حشرات پارازیت و شکاگرها به خوبی لاروها و تخمها را از بین میبرند و قابلیت استفاده در مدیریت این حشرات را دارا هستند.
سوسک طبق آفتابگردان (Sunflower Headclipping Weevil): آفات زیادی به طبق آفتابگردان حمله میکنند. یکی از آنها سوسک طبق آفتابگردان با نام علمی Halplorhynchites aeneus از خانواده Coleoptera است. این آفت سوسکی سیاه و براق با طول بدنی حدود ۸ میلیمتر از نوک خرطوم تا انتهای شکم است. لارو آن هم کِِرِمیرنگ و به شکل حرف C با طول ۴ تا ۶ میلیمتر است.
خسارت این آفتخ به وفور در اطراف مزرعه آفتابگردان دیده میشود. این سوسک سبب برش طبق آفتابگردان میشود که به ندرت خسارت شدیدی خواهد بود. هرچند برخی گزارشها احتمال خسارت تا ۲۵ درصد را نیز تأیید کردهاند.
آبیاری
همانگونه که پیشتر گفته شد، کارآیی مصرف آب در آفتابگردان بر خلاف بسیاری گیاهان بهاره و تابستانه مانند ذرت بسیار پایین است. این موضوع به دیل مسیر سهکربنه فتوسنتزی آفتابگردان همانند آنچه معمولاً در گیاهان پاییزه و زمستانه وجود دارد، در مقایسه با مسیر فتوسنتزی چهارکربنه گیاهی مانند ذرت است. ضریب تعرق بالا در آفتابگردان نیز گواه این مدعا است. با این حال نیاز آبی آفتابگردان به دلیل سیستم ریشهای گسترده در عمق خاک در مقایسه با بسیاری گیاهان تابستانه نسبتاً کمتر است.
حساسترین مراحل رشد آفتابگردان به کمبود رطوبت شامل مراحل جوانهزنی، گردهافشانی و پرشدن دانهها است و در طول دوره رویشی پس از سبز شدن تا اندازه زیادی به خشکی مقاوم است. کمبود آب در سه هفت قبل تا سه هفته بعد از گلدهی سبب کاهش معنیدار عملکرد ناشی از کاهش تعداد دانه در طبق میشود و روغن دانه را نیز به طور معنیداری کاهش میدهد.
بنابراین در اوایل دوره رشد و نیز در هنگام گلدهی و بعد از آن در مرحله پر شدن دانهها باید آب کافی در اختیار گیاه قرار گیرد. در غیر این صورت از طرفی جوانهزنی و استقرار گیاه ضعیف میشود، و از طرف دیگر پوکی دانهها به دلیل اختلال در گردهافشانی افزایش مییابد و وزن دانهها نیز کاهش مییابد. با ظهور اولین لکه قهوهای در پشت طبق آفتابگردان در مرحله رسیدگی (قبل از رسیدگی فیزیولوژیک) باید آبیاری را قطع کرد تا فرایند رسیدگی تسریع یابد. نیاز آبی آفتابگردان را تا حدود ۳۶۰ میلیمتر در هکتار در مناطق گرمسیری برآورد کردهاند.
برداشت
رسیدی فیزیولوژیک دانههای آفتابگردان هنگامی روی میدهد که بوتهها رطوبت زیادی دارند و هنوز برای برداشت با کمباین مناسب نیستند. رسیدگی بذرهای آفتابگردان هنگامی است که پشت طبقها زرد شده است، در حالی که رطوبت بذرها حدود ۳۰ تا ۳۵ درصد است و طبق آبدار آفتابگردان زمان زیادی برای خشک شدن لازم دارد. رطوبت مناسب بذرهای آفتابگردان برای دورههای نگهداری کوتاهمدت کمتر از ۱۲ درصد، و برای انبارداری طولانیمدت کمتر از ۱۰ درصد است. بنابراین در انتخاب زمان برداشت لازم است توجه شود که رطوبت دانه به اندازه کافی کاهش یافته باشد.البته در برداشت با کمباین، اگر انتظار زیادی کشیده شود تا دانهها به رطوبت انبارداری برسند، تلفات ریزش بذرها در هنگام برداشت به طور معنیداری افزایش مییابد و نیز خطر هجوم پرندگان وجود خواهد داشت.
به طور کلی هنگامی که طبقها به رنگ قهوهای تا سیاه درآیند و رطوبت دانهها حدود ۱۴ تا ۱۵ درصد باشد، زمان مناسبی جهت برداشت مستقیم به وسیله کمباین است. رطوبت دانه برداشتشده را میتوان بعداً در خشککنها به میزان مناسب انبارداری (۱۰ تا ۱۱ درصد) رساند. در برداشت مستقیم به وسیله کمباین، هر نوع هِدِ کمباین قابل استفاده است. اما بهتر است از هد محصولات ردیفی استفاده شود، زیرا دیگر نیازی به تنظیمات اضافی ندارد.
برداشت دستی آفتابگردان زمانی انجام میشود که رطوبت دانهها حدود ۱۵ تا ۱۷ درصد است. پس از برداشت لازم است تا رطوبت دانههای آفتابگردان قبل از انبارداری به حدود ۱۰ تا ۱۱ درصد کاهش یابد.
