اهمیت گیاه توتون

توتون از دیرباز در قالب تولید دخانیات، ارزش اقتصادی زیادی برای بسیاری از کشورها در دنیا داشته­است. امروزه نگرش دارویی به این گیاه، مسیر تازه­ای را برای استفاده بهینه از توتون در دنیا فراهم کرده­است، به ­طوریکه توتون در آینده به­عنوان محصول مهم تولید پروتئین نوترکیب و از منابع ارزشمند گیاهی به دنیا معرفی خواهد شد (Fischer and Emans, 2000).
عکس مرتبط با اقتصاد
از یک دهه قبل تاکنون، توتون از منابع مهم تولید پروتئین­های دارویی در دنیا محسوب می­ شود. امروزه تولید پروتئین­های نوترکیب مثل آنتی­بادی­ها، واکسن­ها، پروتئین­های تنظیم­کننده و آنزیم­ها یک صنعت دارویی رو به رشد در دنیا محسوب می­شوند (Garber, 2001).
همچنین بر اساس نتایج به­دست آمده، از عصاره برگ توتون برای رفع کچلی، سودا و زخم­های عفونی نیز استفاده می­ شود (Berenji, F. et al. 2013).
۱-۲-۱تاریخچه توتون
توتون گیاهی است که به­ طور بومی در شمال و جنوب امریکا رشد می­ کند. گفته می­ شود که ۶۰۰۰ سال قبل از میلاد مسیح توتون در امریکا رشد کرد. بطوریکه سرخپوستان امریکایی از توتون در بسیاری از اعمال مذهبی خود استفاده می­کردند و اعتقاد داشتند که توتون مسکن مناسبی برای دردهاست (Gunn, 1887).
در ۱۵ اکتبر ۱۴۹۲، کریستف کلمب توتون خشک را بعنوان یک هدیه از سرخپوستان امریکایی دریافت کرد. بلافاصله پس از آن ملوانان توتون را به اروپا آورده و کارخانه­­های تولید توتون در سراسر اروپا تاسیس شد. دلیل اصلی محبوبیت رشد توتون در اروپا، خواص درمانی آن بود. اروپایی ها بر این باور بودند که توتون می ­تواند تقریبا هر چیزی، از بوی بد دهان تا سرطان را درمان کند (Grzybowski 2005).
اما کشت توتون نخستین بار در سال ۱۵۴۸ میلادی توسط پرتغالی ها در کشور برزیل صورت گرفت، آنگاه در سال ۱۵۵۶میلادی توسط سفیر فرانسه در پرتغال به نام ژان نیکوت به فرانسه برده شد و به افتخار این شخص جنس توتون، نیکوتیانا و آلکالوئید آن نیکوتین نام گرفت. سپس در سال ۱۵۵۹ به اسپانیا راه یافت، در سال ۱۵۶۴ سیاحی بنام سرجان هاوکینز و همکارانش از آمریکای شمالی به انگلستان مراجعت نموده و توتون و استعمال آنرا به مردم انگلستان معرفی نمودند. در سال ۱۵۸۰ میلادی نخستین بار اروپائیان توتون را در کوبا کشت کردند و در همین سال توتون به ترکیه و لهستان نیز راه یافت (Benedict, 2005).
۱-۲-۲ مناطق تولید توتون در جهان
از سال ۱۹۶۰ بخش عمده­ای از تولیدات توتون از امریکا به آفریقا و آسیا نقل مکان کرد. در آن زمان نیمی از زمین­های کشت توتون در امریکا، کانادا و مکزیک بود; اما امروزه در چین، مالاوی و تانزانیا کشت توتون ۲ برابر شده است (Benedict, 2005).
کشت توتون در بیش از ۱۲۵ کشور دنیا افزایش یافت و بیش از ۴ میلیون هکتار زمین را به خود اختصاص داده است که تنها ۳/۱ هکتار آن در چین است. محصول توتون در امریکا به ارزش حدود ۲۰ میلیارد دلار، بخش کوچکی از فروش محصولات توتون در جهان می­باشد (lizars, 1883).
۱-۲-۳ مناطق مستعد کشت توتون در ایران
مناطق کشت توتون در ایران شامل استان­های آذربایجان غربی (شهرهای سردشت، قره ضیا الدین، ارومیه، مهاباد، بوکان، اشنویه و خوی) ، کردستان (شهرهای مریوان، بانه و سقز )، گلستان (شهرهای علی آباد، گرگان، مینودشت و دوزین)، گیلان (شهرهای تالش، آستارا و صومعه سرا ) و مازندران (شهرهای بهشهر، ساری، سورک و نکا) است (Kavoosi, 2006).

برای دانلود متن کامل پایان نامه به سایت 40y.ir مراجعه نمایید.

مشخصات گیاه­شناسی توتون

توتون با نام علمی Nicotiana tabacum L از تیره سیب­ زمینی، روزکوتاه، خودگشن و ۴۸n=2 کروموزومی است. این گونه به همراه توتون شرقی (Nicotiana rustica) و ایرانی (Nicotiana persica) در ایران کشت می­ شود (McCants and Woltz 2006).
توتون گیاهی است یک­ساله به ارتفاع یک تا ۲ متر (گاهی بیشتر) و پوشیده از تارهای چسبنده بسیار کوتاه که از کلیه اندام­های آن بوی قوی و ناپسند استشمام می­ شود. این گیاه ریشه راست دارد که طول آن با توجه به شرایط اقلیمی محل رویش بین ۵۰ تا ۶۰ سانتی­متر بوده که در مناطق خشک به ۲۰۰ سانتی­متر هم می­رسد. برگ­های توتون نسبتاً بزرگ و فاقد دمبرگ و به اشکال قلبی شکل، تخم مرغی شکل، نیزه­ای شکل، خمیده (وسط برگ انحنا دارد) و یا صاف دیده می­ شود. ساقه­ بیضوی و به رنگ سبز دارد. گل­های آن نر – ماده است. کاسه گل آن لوله­ای شکل، منتهی به ۵ تقسیم نوک­تیز (غالباً نامساوی) و جام گل آن قیفی شکل و ۳ مرتبه بزرگ­تر از کاسه گل است. پنج پرچم دارد. میوه­اش پوشینه ، بیضوی و محتوی دانه­ های (بذر) بسیار است. بذر بسیار کوچک و کم و بیش بیضی شکل و رنگ آن قرمز تیره­ است. چنان­چه بذرها در شرایط مناسبی نگهداری شوند تا ۱ سال قوه رویشی خود را حفظ خواهند کرد (McCants and Woltz 2003).
۱-۲-۵ نیازهای اقلیمی
توتون در اقلیم­های مختلف قابلیت رشد دارد، ولی به­منظور افزایش عملکرد آن باید از مناطق گرم استفاده کرد. درجه حرارت خاک نقش عمده­ای در رویش بذر توتون دارد. دمای مطلوب برای جوانه­زنی بذر توتون ۲۵ تا ۲۷ درجه سانتی ­گراد است. میانگین دما در مرحله رشد و نمو برگ­ها ۲۰ درجه سانتی ­گراد مناسب است. در این مرحله تغییرات درجه حرارت نباید از ۱۰ درجه سانتی ­گراد بیشتر باشد. گیاه توتون به سرما حساس است، ولی نشاءهای قوی برای مدتی قادر به تحمل ۱- درجه سانتی ­گراد می­باشد. نور سبب افزایش مقدار آلکالوئیدهای برگ توتون می­ شود. کشت این گیاه در مناطق ابری و یا زیر سایه درختان سبب کاهش شدید آلکالوئیدها به­خصوص نیکوتین خواهد شد. آب فراوان و همچنین آبیاری کم سبب کاهش کیفیت توتون می­ شود. آب فراوان اگر چه سبب افزایش عملکرد برگ می­ شود، ولی با کاهش نیکوتین و پروتئین برگ­ها همراه است. مناطقی که مقدار بارندگی سالانه آن زیاد است، گیاهان را باید در مناطق شیب­دار کشت کرد. در طول رویش گیاهان به ۳۶۰ تا ۴۵۰ میلی­متر آبیاری نیاز دارند. ارقام مختلف توتون به خاک­های متفاوتی نیاز دارند. مثلاً خاک­های شنی حاوی مقادیر کم یا متوسط ترکیبات هوموسی، خاک­های مناسبی برای کشت توتون رقم ویرجینیا (virginia) است. خاک­های شنی حاوی مقادیر فراوان ترکیبات هوموسی، خاک­های مناسبی برای کشت ارقام بارلی و هاوانا است. خاک­های خنثی یا کمی اسیدی برای کشت گیاهان رقم ویرجینیا و خاک­های خنثی یا کمی قلیایی برای کاشت رقم بارلی مناسب­تر است. pH خاک برای توتون بین ۲/۵ تا ۷ مناسب است (Xiaobing et al., 2005).
۱-۳ نقش پتاسیم در گیاه
عنصر پتاسیم به­عنوان عنصر کیفیت در گیاهان مطرح بوده و جزء عناصر ضروری پرمقدار به­شمار می­رود و بعد از ازت پرمصرف­ترین عنصر مورد نیاز گیاهان است. به دلایل مختلفی مثل: نوع و میزان رس­های خاک، مقدار ماده آلی، آبشویی و …، میزان پتاسیم قابل جذب در خاک برای رشد بهینه گیاهان کافی نمی ­باشد و نیاز به تامین پتاسیم برای تولید انبوه ضروری به نظر می­رسد (Cakmak, 2005).
مقدار متوسط پتاسیم پوسته خاک حدود ۳/۲ درصد و عمده پتاسیم در ۱۵ سانتی متری قشر سطحی خاک قرار گرفته است. از آنجایی که کشور ایران در مناطق خشک و نیمه خشک واقع شده است و به دلیل وجود کانی­های خاص مانند میکا، رس، ایلیت و … که غنی از پتاسیم می­باشند، در اثر بهره ­برداری مداوم از خاک­ها و برداشت پتاسیم فراوان توسط محصولات کشاورزی و عدم رایج بودن مصرف کودهای پتاسیمی، پتاسیم خاک رو به تخلیه رفته و در بیشتر مناطق کشور، کمبود پتاسیمی وجود دارد. گیاهانی مانند: یونجه، نیشکر، پیاز، گل کلم، ذرت، زیتون، سیب زمینی، توتون، چغندر، گوجه و … به میزان پتاسیم بیشتری نیاز دارند ( Kavoosi, 2006).
پتاسیم دارای نقش­های مهمی در گیاه بوده که عمده آن­ها عبارت است از: افزایش مقاومت گیاهان در برابر خشکی، آفات، بیماری­ها، شوری، افزایش غلظت کلروفیل و عمل کربن­گیری در گیاه، تشکیل و انتقال نشاسته، قند و چربی­ها و ساخت پروتئین­ها، متابولیسم گیاه و تعادل بار الکتریکی غشاهای سلولی، فعال­سازی آنزیم­ها و … (Azizi, 1998).

کمبود پتاسیم در گیاه

کمبود پتاسیم فورا به نشانه­ های قابل دیدن منجر نمی­ شود. ابتدا فقط کاهشی در میزان رشد ایجاد می­ شود و در ادامه کمبود یا تشدید آن، زردی (کلروز) و سوختگی (نکروز) رخ می­دهد. نشانه­ های کمبود پتاسیم عموما از برگ­های مسن­تر شروع می­ شود. زیرا این برگ­ها یون پتاسیم را در اختیار برگ­های جوان­تر قرار می­دهند. گیاهانی که کمبود پتاسیم در آن­ها مشاهده می­ شود عموما از شادابی کمتری برخوردار هستند و در شرایط کم آبی به سهولت پژمرده می­شوند. در این گیاهان به­علت کاهش پتانسیل اسمزی ناشی از کمبود پتاسیم، مقاومت به خشکی ضعیف بوده و حساسیت بیشتری نسبت به شوری، آسیب به سرما و حمله بیماری­های قارچی مشاهده می­ شود (Cakmak, 2005).
۱-۴ تنش­های گیاهی
رشد گیاهان و محصولات آنها تحت تاثیر اثرات مضر تنش های زنده و غیر زنده است. گیاهان به کرات تحت تاثیر شرایط تنش زا ازجمله دمای پایین، شوری، خشکی، غرقابی، گرما، تنش اکسیداتیو و سمیت زایی فلزات سنگین قرار می گیرند. فلزات سنگین و املاح در خاک و سفره های آب زیرزمینی ذخیره می شوند که ممکن است میزان آن ها به حد سمی برسد؛ گیاهان باید با پاتوژن ها (باکتری ها و قارچ ها) و گیاه خواری مبارزه کنند. تمام این عوامل مانع رسیدن گیاه به تمام پتانسیل ژنتیکی اش شده و عامل محدود کننده محصولات کشاورزی می باشند. تنش های غیر زنده مسئول اصلی آسیب به محصولات کشاورزی در کل جهان است، به­ طوریکه باعث کاهش ۵۰ درصدی بازده محصولات کشاورزی می­ شود (Bray et al., 2000).
درپاسخ به علایم تنش، گیاه مسیرهای گوناگون برای مبارزه و تحمل در مقابل آنها ایجاد کرده است. این مسیرها به شکل تعاونی عمل کرده تا اثر تنش را کم کنند (مسعودیان و همکاران ۱۳۹۱).
در شکل زیر پاسخ کلی گیاهان به تنش­های زیستی نشان داده شده است (Wang, 2003).

تعریف تنش
تنش (استرس) در اصطلاح فیزیکی به معنی نیروی مکانیکی اعمال شده در واحد سطح نمونه می­باشد.
۱-۴-۱-۱ تنش آب
تنش آبی در صورتی بروز می­ کند که مقادیر آب موجود به اندازه­ای نباشد که بتواند نیاز آبی گیاه را مرتفع سازد. وقوع دوره موقت یا طولانی مدت خشکی، باعث کاهش مقدار آبی می­ شود که گیاه طی دوره رشد خود از آن استفاده می­ کند. تنش آبی نه تنها اندازه برگ­های منفرد را محدود می­سازد، بلکه در گیاهان با رشد نامحدود، تعداد برگ­ها نیز به علت کاهش تعداد و سرعت رشد شاخه­ها محدود می­ شود (Wang, 2003).
مقاومت به خشکی در نتیجه مجموعه ­ای از مکانیسم­ها و عکس المعل­های پیچیده به­وجود می­آید. تنها دو مکانیسم اساسی، یعنی اجتناب و تحمل، در مقاومت به خشکی مهم تلقی می­شوند. گیاهان برای مقابله با صدمات ناشی از تنش خشکی از سه مکانیسم بهره می­گیرند: فرار از خشکی، اجتناب از خشکی و تحمل خشکی. هر کدام از این مکانیسم­ها به روش­های مختلفی ممکن است تظاهر داشته باشند (سرمدنیا و کوچکی، ۱۳۷۴).
۱-فرار از خشکی:
توانایی گیاه در تکمیل رشد قبل از وقوع خشکی، فرار از خشکی نامیده می­ شود. ادامه حیات در بقیه فصل رشد با تشکیل دانه (غلات، گیاهان علوفه ای یکساله) و یا به حالت خواب، نیمه خواب یا کمون (درختان، درختچه ها و گیاهان علوفه ای چند ساله) نیاز چندانی به وجود آب نخواهد داشت. فرار از خشکی ساده­ترین و مفیدترین راه سازگاری گیاه با شرایط خشکی است، زیرا گیاهان می­توانند قبل از محدودیت شدید آب به مرحله تولید محصول برسند (سرمدنیا و کوچکی،۱۳۷۴).
۲- مقاومت به خشکی:
به معنی توانایی رشد و تولید محصول تحت شرایط خشک می­باشد. گیاهانی که نمی­توانند از دوره­ های خشکی فرار کنند به دو طریق نسبت به این شرایط مقاومت نشان می­ دهند (سرمدنیا و کوچکی، ۱۳۷۴).
۲-۱- اجتناب از خشکی