پایان نامه اصول تکثیر، نگهداری و پرورش کاکتوس

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی

چکیده

در حدود ده هزار گونه از گیاهان گلدار یعنی حدود 3 درصد کل گونه های شناخته شده و 12 درصد از کل خانواده های گیاهی تحت عنوان گیاهان گوشتی معرفی شده اند. یکی از گروههای جذاب و مورد توجه گیاهان گوشتی را کاکتوسها تشکیل می دهند.

کاکتوسها به دلیل تنوع زیاد در شکل ظاهری، طرز آرایش خارها و تیغ ها، گوناگونی رنگ و اندازه گلها، رشد کند و نامحسوس به عنوان گیاهان گلخانه ای و پرورشی مورد توجه بسیاری از کلکسیونرها می باشند و به طور کلی شرایط گرم و خشک را می پسندند.

سعی شد با ایجاد شرایط مناسب گلخانه ای مجموعه ای از گیاهان گوشتی و کاکتویها از نظر مشخصات مورفولوژیکی و روش کشت و پرورش و تکثیر مورد مطالعه قرار گیرد. به خصوص گونه هایی از جنس Mammillaria که به خوبی در شرایط گلخانه ای رشد نموده و در بیشتر مواقع سال به گل بودند از نظر مورفولوژیکی و آناتومی مورد مطالعه قرار گرفتند.

بنام خدا

مقدمه

کاکتوس از واژه یونانی آن Kaktos به معنای گیاه خاردار یا سوزش دار گرفته شده است. کاکتوسها از گروه گیاهان گوشتی و از رده دو لپه ایهای جدا گلبرگ که سر دسته تیره ویژه ای بنام CACTACEAE می باشند و با تیره های دیگر دو لپه ایها، تفاوتهای کلر دارند. زیرا ساقه این گیاهان بسیار ضخیم و از حالت استوانه خارج و برگها نیز شکل اصلی خود را از دست داده اند و بصورت خارها و تیغهای کوچک در نقاط گوناگون درآمده اند.

کاکتوسها در زبان فارسی از دیدگاه شکل ساقه ها به نامهایی چون: گل مار، زبان مادر شوهر و ... نیز معروف هستند. زادگاه و رویشگاه آنها قاره آمریکاست و پس از رده ارکیده ها، بزرگترین تیره گیاهان را پدید آورده اند.

کاکتوسها تیره بزرگی از گیاهان را تشکیل می دهند که از آمریکا منشاء گرفته اند و بعدا در سایر نقاط پرانده گردیده اند. برخی بومی گستره گرم و سوزان آمریکای مرکزی و جنوبی و در پاره ای پهنه های جهان که آب و هوایی همانند آمریکا دارند، نیز دیده می شوند. در دشتهای بزرگ و جنگلهای آفریقای جنوبی، استرالیا، مکزیک، پاراگوئه که در بیشتر سال دارای آب و هوای خشک هستند نیز کاکتوسها را در گستره های بزرگی می توان دید.

کاکتوسها در اندازه و شکلهای گوناگون دیده می شوند. برخی بسیار کوتاه و در ماسه های بیابانی پنهان بوده و از برخی گونه های آن نیز درختان غول پیکری پدید می آید که بلندی آنها گاه به 15-20 متر هم می رسد.

همگی این گیاهان نیز دارای شیره هستند و از همین رو است که مقدار فراوانی رطوبت را در خود نگاه می دارند و گاه همین ویژگی، تشنگانی را که در بیابانهای و دشتهای بزرگ و خشک و سوزان، به دام افتاده اند از مرگ رهانیده است، تفاوت بزرگ و پایه ای کاکتوسها از سایر گیاهان به سبب توانایی و استواری شگفت انگیز آنها در برابر دگرگونیها و شرایط سخت و نامساعد طبیعی است چرا که این گیاهان در نامناسب ترین و دشوارترین شرایط رشد نموده و برای بقاء نسل و زندگی، پایداری نشان داده و شکلهای گوناگون به خود می گیرند.

این گیاهان اهمیت اقتصادی و کاربردهای فراوان دارند. در برخی مناطق پوشش گیاه اصلی را تشکیل می دهند و در زمینه های مختلفی همچون تأمین غذا، سوخت، از انواع درختی به عنوان چرب، از میوه و ساقه برخی از انواع گوشتی مخصوصا آپونتیاسه ها به عنوان خوراک دام استفاده می کنند.

بیشتر جذابیت کاکتوسها این است که ساقه آن با شکل عجیب بدون برگ با خارهای زیاد باید گلهائی به آن زیبایی تولید کند.

بسیاری بر این باور بوده و هستند که خارهای کاکتوس سمی است ولی این تصور غلطی است. فراوانی گلهای رنگی و خارها یک مجموعه جالب و تقریبا باور نکردنی را به وجود می آورد و رایج ترین جنبه حیایت آنها مقاومتشان را به دوره های طولانی بی آبی و کم آبی است.

این گیاهان به آسانی در کنار پنجره ها، ایوانها یا در گوشه ای از باغچه قابل استقرار بوده، گلدهی آنها با حداقل توجه و رسیدگی صورت می گیرد.

تنوع روزافزون کاکتوسها به واسطه دو رگ گیریهای مداوم همه روزه بر تعداد علاقه مندان می افزاید و علاقه جمع آوری کنندگان را تداوم می بخشند.

تاریخچه

نام کاکتوس اولین بار توسط theopherastuls برای گیاهان خاردار به کار برده شد. در سال 1653 لیند نام علمی کاکتوس را برای جنس کاکتوس انتخاب کرده، ولی امروزه جنسی تحت عنوان کاکتوس وجود ندارد. کاکتوس را می توان به شتر دنیای گیاهان تشبیه کرد.

با کشف قاره آمریکا، گونه هایی از کاکتوس به وسیله کریستف کلمب به قاره اروپا برده شد، اولین کاکتوس منتقل شده ملئوکاکتوس بود که با شکل بسیار زیبا، خیلی زود در بین اعیان و اشراف آن زمان جای خود را باز کرد و به صورت گیاه تزئینی بسیار با ارزشی درآمد. اما به دلیل عدم شناخت و ناتوانی در تولید و تکثیر این گیاه و همچنین گرانی آن، کم کم ارزش خود را از دست داد. از صد و پنجاه سال پیش با افزایش مطالعات درباره کاکتوسها و شناخت روشهای تولید و کشف گونه های جدید آنها در نقاط مختلف جهان، این گیاه دوباره به صحنه گیاهان زینتی بازگشت.

در بیابانهای قاره آمریکا، به تنهایی بیش از 1000 گونه کاکتوس با ساختاری متفاوت و در شکلها اندازه ها و رنگهای گوناگون در حال رستن و رشد و نمو یافت می شوند. جایگاه رویش این گونه ها نیز کشورهای آرژانتین، برزیل، پرو، شیلی و بولیوی شناخته شده و از همین نقاط به دیگر کشورهای جهان رفته و پراکنده گردیده اند.

در جنگلهای برزیل گروهی از کاکتوسها بصورت اپی فیت در تنه های درختان زندگی می کنند. شماری از گونه ها که در بیابانهای خشک و سوزان رشد و نمو می کنند، نسبت به گیاهان دیگر شکلهای عجیب و شگفت انگیز یافته اند. چنین روندی با گذشت میلیونها سال تکامل پدید آمده و خود بخود، شرایط نامساعد محیطی را همراه با دگرگونی شکل و اندازه پذیرفته اند.

به خاطر خصوصیت ریخت شناسی (مرفولوژی) به مناطق خشک و نیمه خشک سازگار شده و توزیع طبیعی آن از شمال آمریکا و مرز کانادا به سمت آمریکای مرکزی و جنوبی پیشرفته و به محدوده های جنوبی برزیل و آرژانتین می رسد و جمعیتهای بومی نیز از جنسهای (Ripsalis) در قسمتهای جنوبی آفریقا، ماداگاسکار و سیلان یافت شده است. انواع آپونیتا نیز در آفریقا، مدیترانه و استرالیا پراکنده اند و در استرالیا بصورت علف هرز متشکل آفرینی می کنند.

بدون تردید در عالم گیاهی، شگفت انگیزتر، جالب تر و در بسیاری موارد زیباتر از کاکتوسها و گیاهان گوشتی، گیاهی را نمی توان یافت. در این گیاهان، گلهای رنگین و بسیار لطیف و زیبا از میان مشتی ها و چنان سر در می آورند که هر بیننده را به حیرت وامیدارند. همیشه این گیاهان نظر عاشقان طبیعت را بخود جلب کرده و می کنند مردم با ذوق کشورهای پیشرفته مجموعه های بزرگی از این گیاهان را فراهم آورده اند که در خور تحسین است. در کشور ما هم علاقمندان به این گیاهان دل انگیز روز به روز زیادتر می شوند.

فصل اول :  گیاه شناسی

1-1 آشنایی با کاکتوسها و مرفولوژی آنها

کاکتوسها یکی از گروههای اصلی و مشخص گیاهان گوشتی به شمار می روند. اما آنچه که کاکتوسها را از سایر گیاهان گوشتی (ساکولنت succulent) جدا می سازد وجود دسته تارهای آرئول در روی ساقه آنهاست که در بیشتر کاکتوسها به روشنی دیده می شود. آرئولها برجستگیهایی هستند که خارها بر روی آنها تشکیل می شود. آرئولها مناطقی بر روی ساقه یا شاخه کاکتوسها که جای تولید گلها و خارها می باشند و به شکل چین خورده و بالشک مانند هستند. اجتماع خارها بیشتر به گونه ردیفی در روی آرئول و گاهی ینز خود آرئول ها، بدون ترتیب پخش گردیده اند در حالی که در دیگر گیاهان گوشتی خاردار، تیغها یا خارها منفرد بوده و کمتر بصورت مجتمع یا خوشه ای پدیدار می گردند.

کاکتوسها به سبب نداشتن برگ کار اصلی برگ یعنی: فتوسنتز و غذاسازی، تعریق و تعرق را به وسیله ساقه های خرد که بندبند نیمه گوشتی و دارای سبزینه اند، انجام می دهند.

روی ساقه ها با کوتیکول پوشیده شده که دارای ماده مومی است. همچنین در گونه های مختلف پوشش سفید رنگی، روزنه های ساقه را می پوشاند و موجب جلوگیری از تعریق و تعرق زیاد می شود. در شماری از کاکتویهای جوان، برگهای زبانی شکل، گوشتی و ضخیم دیده می شود که به مرور زمان می ریزند. ولی همواره به سبب روند فرگشتی (تکاملی) کاکتوسها و همچنین گذشت زمان، برگها تبدیل به خار و تیغ می گردند.

خارها یکی از ویژگیهای شناخته شده کاکتوسها به شمار می روند که در رنگهای گوناگون مسئولیت نگه داشت و حفاظت گیاه را بر عهده دارند. افزوده بر این هرگونه حفاظت گیاه در برابر عوامل بیرونی و محیطی چون جوندگان، جانداران دیگر و یا تابش شدید خورشید را انجام می دهند.

خارها سبب جذب رطوبت هوا در طول شب و هدایت آب در آوندهای گیاه و از آنجا به ریشه ها شده و همچنین کاهش تبخیر آب را نیز یاری می نمایند.

خارها، افزون بر وظایف زیر بنایی خود، موجب زیبایی و جذابیت کاکتوسها و همچنین شناخت گونه ها و واریته های گوناگون را فراهم می سازد و بدینسان طبیعت آنها را پس از مبارزه ای پردامنه، به مرور زمان امروزه بصورت گیاهان زیبا و چشم نواز به ما ارمغان داشته است.

در کاکتوسهای خاردار، هر خار از میان گروهی از آرئول ها بیرون می آید. ساقه های آنها ضخیم و گوشتی و محل انباشت و نگاه داشت مقدار زیادی آب در بافتها، بوده همچنین عمل کربن گیری در ساقه ها انجام می گیرد.

گل های کاکتوس بسیار چشم گیر، عموما درخشان و بزرگ هستند ولی عمری بسیار کوتاه دارند. گلها عموما منفرد، منظم و کامل هستند. شماره کاسبرگها، گلبرگها، پرچم های آنها زیاد و رویه هم رفته بر روی یک خط مارپیچی جای دارند و در بیشتر موارد همگی مراحل تبدیل کاسبرگها به گلبرگها در آنها به خوبی مشهود است.

گلها کم و بیش بزرگ و به رنگهای گوناگون چون: سرخ، صورتی، ارغوانی، زرد طلایی، زرد مایل به سبز و بیشتر در فصل بهار و تابستان باز می گردند. چهار تا هشت (8-4) برچه دارند که بر روی هم تخمدانی یک خانه با تخمکهای فراوان با تمکن جانبی را پدید می آورند.

اندازه گل تا حدود زیادی بستگی به جنس و گونه های مختلف دارد. دوره گلدهی پاره ای از جنسها مانند مامیلاریا (Mammillaria)، لوبی ویا (Lobiviia)، اپی فیلوم (Epiphyllum) و اکینوکاکتوس (Echinocactus) در دو سالگی و یا دو سال پس از قلمه زدن می باشد ولی در سرئوسها (Cereus) این دوره بسیار طولانی تر می باشد.

ریشه کاکتوسها سطحی ولی تا اندازه ای نیرومند و گسترده اند. پاره ای ریشه ها غده ای و برخی دارای ریشه های ژرف می باشند. پرزها و کرکهای سطحی کاکتوس نیز در جلوگیری از تابش آفتاب سوزان و تنه کوه در ارتفاعات و همچنین جذب پرتوهای فرابنفش، احتمال سوختگی را از میان برده و به ویژه در نگاهداری رطوبت بسیار کارساز هستند.

کاکتوسها از گیاهان صرفه جو در کاربرد و مصرف کربن هستند، به گونه ای که در اثر تنفس گیاهی، انواع اسیدهای آمینه را ساخته و در اندامهای گیاهی پخش می نمایند. ولی هنگامی که دوباره، نور به گیاه بتابد این اسیدهای آمینه در روند واکنشهای کربن گیری به مواد قندی مبدل گشته و این خود در رشد و فراهم سازی انرژی گیاه نقش پایه ای دارد.

کاکتوسها به سبب ساختار ویژه و اندامهای گوشتی و آبدار در برابر دگرگونیهای محیطی پایداری بیشتری نشان می دهند. ضخامت اپیدرم، کم شدن سطح گیاه (سطح تبخیر) به علت عدم وجود برگ، کم شدن تعداد روزنه ها (استوماتها) برخی از آنها ماهها بدون هیچگونه مراقبت و نگهداری به رشد و نمو خود ادامه خواهند داد.

کاکتوسها به هوای سالم همراه با ترکیبات متعادل همانند یک سرچشمه طبیعی غذا و برای ادامه زندگی، نیاز خواهند داشت. افزایش گازکربنیک تا اندازه ای کم ولی آشکار، سبب افزایش رشد آنها می شود. از دیگر گازهای ترکیبی هوا که در زندگی گیاهان و به ویژه کاکتوسها نقش شناخته شده ای را به عهده دارند بخار آب می باشند با این تفاوت که گیاهان، عموما در رطوبت نسبی زیاد، رویشی با طراوات و شاداب گونه نشان می دهند ولی بیشتر کاکتوسها در محیطهایی که بخار آب زیاد داشته باشند می پوشند. دگرگونی شکل ظاهری آنها که بیشتر در محیطهای باز و کم درخت با بخار و رطوبت آب، رشد و نمو اندکی داشته به خوبی دیده می شود.

هر گاه کاکتوسها را در هوای آزاد نگهداری نماییم شادابی و سلامت آنها بیشتر می شود. کاکتوسهای پوشیده از خار، مانند انواع فروکاکتوسها و اکینوگرازونی، چنانچه در فضای آزاد و بیرون از گلخانه نگهداری شوند با برخورداری از آفتاب به مرور زمان بسیار زیباتر و همچنین در برابر گزند بیماریها و آفات استوارتر می گردند.

در پهنه هایی از ایران که زمستانها دمای هوا از 1- درجه سانتیگراد پایین نرود می توان بیشتر کاکتوسها را در فصل زمستان نیز در فضای آزاد نگهداری نمود این کار سبب می شود که کاکتوسها با پایین آمدن درجه دما به مرور زمان به خواب زمستانی فرو رفته و با آغاز فصل بهار رشد خود را از سر بگیرند. در نقاطی مانند تهران و شهرهایی با آب و هوای مشابه کاکتوسهایی را که می خواهند در هوای آزاد پرورش دهند از نیمه اردیبهشت ماه که خطر یخ زدگی کاهش می یابد آنها را باید از گلخانه ها شاسی ها یا از درون خانه ها و پاسیوها به هوای آزاد بیرون آورد.

کاکتوسها طی سالهای طولانی با شرایط خشک، نامساعد و کمی تعرق سازگار شده و دارای خصوصیات فیزیولوژیکی پیشرفته ای شده اند. این سازگاری باعث شده است که این گیاهان رطوبت کمتری را از دست داده و در مناطقی که رطوبت کم و امید برای زنده ماندن گیاهان دیگر ناچیز است مراحل رشد رویشی و زایشی خود را انجام دهند. روزنه های برگ این گیاه در روز و در شرایط کم رطوبت بسته شده و هنگام شب باز می شوند و Co2 را جذب کرده و مراحل کربن گیری و سنتز مواد را انجام می دهند. شدت تعرق در این گیاهان بسیار ناچیز است این گیاهان در روز و شرایط نامساعد روزنه هایشان را می بندند و عمل تنفس نوری نیز صورت نمی گیرد.

از خصوصیات مهم این گیاهان این است که در شرایط مساعد مثل سایر گیاهان اعمال حیاتی را انجام داده و به سرعت به رشد خود ادامه می دهند.

در شرایط نامساعد مدتها در حالت رشد کم و سکون قرار می گیرند و با استفاده از مواد ذخیره ای خود و تجزیه مواد (گلیکولیز نشاسته) انرژی و مواد غذایی خود را تأمین می کنند. به این ترتیب کاکتوس از قابلیت رشد در محیط مناسب و نامناسب برخوردار است و همین مسأله باعث افزایش پراکنش این گیاه از گرمترین و خشک ترین مناطق دنیا تا خوش آب و هواترین مناطق شده است. حتی بعضی از گروههای کاکتوس در شرایط سرما و یخبندان نیز قادر به رشد و ادامه حیات هستند.

2-1 تفاوت کاکتوسها با گیاهان گوشتی

در بیشتر موارد چنین پنداشته می شود که هر گیاهی با اندامهای گوشتی کاکتوس می باشد در صورتی که این گونه نیست، البته همگی کاکتوسها دارای اندامهای آبدار و گوشتی هستند ولی باید دانست همه گیاهان گوشتی کاکتوس نیستند. افزودن بر کاکتوسها گیاهان دیگری که از تیره های کاکتوسها نیستند دارای برگها و اندامهای آبدار و گوشتی می باشند مانند: شیر سگ (Euphorbia) از تیره Euphorbiaceae صبر زرد (Aloe) از تیره Liliaceae آکمه آ: (Aechmea) از تیره Bromelidaceae آگاو (Agave) از تیره Amarillidaceae چه از تیره کاکتوسها و یا دیگر تیره های نامبرده با اندامهای گوناگون خود مانند برگها، ساقه های هوایی یا زیرزمینی ریشه و ... توانایی آن را دارند که بیش از اندازه معمول آب و مواد کافی را جذب و در بافتها و یافته های خود انباشته سازند. بیشتر این گیاهان بومی نواحی خشک و گرم هستند و خود را با محیط زندگی سازگار نموده و در برابر شرایط نامساعد محیطی مانند کم آبی و خشکی، بردباری شگفت انگیزی از خود نشان می دهند.

گیاهان گوشتی شامل تیره های گوناگون می شود. برخی از این تیره ها مانند نازها (Crassulacea) کاکتوسها (Cactacea) و گیاهان سنگسازی همگی گونه ها یا واریته هایشان گوشتی هستند. شماری از تیره های گیاهان گوشتی (Succuleat) نیز عبارتند از: سوسن (Liliaceae)، آناناس (Bromelidaceae) شیر سگ (Euphorbiaceae) با وجود دارا بودن اندامهای گوشتی با کاکتوسها وابستگی ندارند.

اندازه آبی که کاکتوسها درون بافتهای خود انباشته می کنند بسیار زیاد و با اندک خراش یا زخمی در سطح آنها شیره نباتی با آب اضافی قطره قطره بیرون می چکد. به جز چند مورد استثنائی بیشتر کاکتوسها برگ واقعی ندارند و ساقه آنها ضخیم و شاخه ها گوشتی گردیده و به شکلهایی گرد دگمه ای برجسته قلوه سنگ راکتی شکل و مانند آنها دیده می شود. همچنین خار کاکتوسها که کم و بیش همیشه وجود دارد، دارای اشکال اندازه ها و رنگهای متفاوت می باشد. بافتهای کاکتوس دارای سبزینه (=کلروفیل) بوده و با دریافت نور خورشید مواد کانی جذب شده از خاک را پرورده و غذای یاخته های خود را فراهم می سازد.

ساختمان گل در گیاهان تیره کاکتوس با دیگر تیره های گیاهان گوشتی متفاوت بوده و بیشتر رنگین، زیبا، درخشان و زینتی ولی کم دوام اند گلهای کاکتوس از درون آرئول بیرون آمده و به شکلهای بیضی، قیفی شکل و یا با دهانه گشاد دیده می شوند. گلها دارای پرچهای نامعین، بلند و گاهی شمار آنها به بیش از 50 تا می رسد.

نشانه های گویا و بارز کاکتوسها و ویژگیهایی که آنها را از گیاهان گوشتی (Succulent) جدا می سازد عبارتند از:

1- ساقه ها در پاره ای از جنسها همانند درختان بلند و کشیده و در برخی کوتاه و چند سانتیمتر است.

2- تخمدان کاکتوس همیشه زیرین اپی ژن (Epigen) بوده به گونه ای که همیشه زیر سایز بخشهای گلها جای دارد (تخمدان کاملا روی جایگزین شده است).

3- میوه، ممکن است آبدار یا خشک باشد ولی دارای تیغه های جداکننده ای که دانه یا گروه دانه ها را از هم جدا کند نیست.

4- همگی کاکتوسها دارای آرئول هستند (مجموعه یاخته هایی که گاه در اثر رشد زیاد تولید یا شکلهایی کرده و به شیوه ای منظم روی سطح پراکنده اند) و بیشتر با تیغه ها و کرک ها زینت یافته اند.

5- کاکتوسها بیشتر دارای خار بوده و برخی تیغها باریک و ظریف و کوچک و شماری از آنها بزرگ و بلند می باشند.

6- کاکتوسها دارای گلهایی زیبا، منفرد منظم ولی کامل و کم دوام هستند.

در کاکتوسهایی چون اکینوکاکتوس (Echinocactus) خازها پس از ورود به دستگاه گوارش جانوران تغییر شکل یافته و پس از قرار گرفتن در جایی مناسب، رشد و نمو را آغاز می کنند. گاه نیز شاخه های قطع شده که روی زمین افتاده باشند، پس از چندی ریشه دار و کاکتوس تازه ای پدید می آورند. میوه کاکتوسها، سته مانند و خشک می باشند، دارای دانه های فراوان و کم و بیش آلبومن دار است. بیشتر کاکتوسها در زادگاه خود میوه دهی داشته که خوراکی نیز هستند مانند اپونتیا (Opuntia).

میوه حاوی بذر کاکتوسها نیز چنانچه به زمین بیفتد پس از چندی کاکتوس جوانی را پدید می آورد.

3-1 فیزیولوژی و متابولیسم گیاه

کاکتوسها در زمره گیاهان (Crassulation Acid metabdism) CAM قرار داشته و با کم کردن تعرق خود به شرایط خشک سازگار شده اند. روزنه های این گیاهان در شب باز شده Co2 جذب می کنند و در روز بسته می شوند. لذا شت تعرق گیاه خیلی پایین خواهد بود. این گیاهان شبیه گیاهان دیگر Co2 را با PEP کربوکسیلاز تثبیت می کنند. با این تفاوت که این کار را در شب انجام می دهند و انرژی لازم را نیز از واکنش گلیلولیز تأمین می کنند. این گیاه در روز نور را جذب کرده و Co2 مورد نیاز را که در شب تثبیت شده است توسط اسید چهارکربنه PEP کربوکسیلاز آزاد می کند تا عمل فتوسنتز انجام گیرد. فعالیت روزنه ها و عمل کربوکسیلانسیون گونه های CAM در شرایط مرطوب و مساعد ممکن است بصورت گیاهان C4 تغییر پیدا کند.