آشنایی با شکل ظاهری برنج,مورفولوژی (ریخت شناسی) گیاه برنج

برنج تنها گیاه غلاتی است که برای رشد در هر دو خاک سیلابی و غیر سیلابی سازگار است.

برنج یک گیاه یکساله با ساقه های توخالی و بند بند، برگهای صاف و کشیده و خوشه گل انتهایی است.

البته در شرایط مطلوب، این گیاه ممکن است بیش از یک سال رشد کند.

این گیاه تک لپه ای، با ریشه افشان و برگ های کشیده با رگبرگ های موازی است.

در این مطلب مختصراً به معرفی بخش های فیزیکی گیاه برنج خواهیم پرداخت که گیاه شناسان آن را مورفولوژی گیاهی می نامند.

مورفولوژی چیست؟

اصطلاح مورفولوژی یک کلمه یونانی است که از دو بخش (morph) به معنی شکل و یا فرم و (ology) به معنی مطالعه چیزی است.

می توان مورفولوژی را مطالعه ساختار و شکل یک چیز معنی کرد.

جالب است بدانید که اولین بار در سال ۱۸۵۹ زبان شناس آلمانی به نام آگوست شلیچر از اصطلاح مورفولوژی برای مطالعه شکل کلمات استفاده کرد و از آن به عنوان رشته ای فرعی در زبان شناسی نام برد.

اما مورفولوژی گیاه (یا فیتومورفولوژی) اصطلاح کلی برای مطالعه مورفولوژی (فرم بدنی و ساختار خارجی) گیاهان است.

تفاوت مورفولوژی با آناتومی گیاهی در این است که مورفولوژی به مطالعه ساختارهای خارجی می پردازد اما در آناتومی گیاهی به بررسی ساختارهای درونی گیاه مخصوصا در سطح میکروسکوپی پرداخته می شود.

اجداد برنج:

گیاه برنج را در واقع می توان نوعی چمن دانست.

گیاه برنج به تبار Oryzeae در زیر خانواده Pooideae در خانواده گندمیان به نام (Gramineae Poaceae) تعلق دارد که خود شامل چندین جنس از گیاه برنج است.

جنس Oryza از خانواده گندمیان مربوط به برنجهای معمولی است که خود به چندین گونه تقسیم می شود.

Oryza sativa یکی از گونه های معروف جنس Oryza است و در واقع همان گیاه برنج بومی آسیا است و خوراک اصلی بسیاری از مردم جهان است.

O. sativa یک گونه دیپلوئیدی است که دارای ۲۴ کروموزوم است (۲n = 24). و فرمول ژنومی آن AA است.

به زبان ساده تر برنج (Oryza sativa) به همراه گندم، ذرت، ارزن، جو دوسر، جو، چاودار و بسیاری دیگر به خانواده گندمیان تعلق دارد.

برنج از کجا آمده است (تاریخچه برنج)

Oryza sativa یا همان برنج معمولی تقریبا از ۱۰۰۰۰ تا ۱۴۰۰۰ سال پیش از چمن وحشی (Oryza rufipogon) انشقاق یافته است.

شواهد ژنتیکی نشان می دهد که بعد از اولین انشقاق، دو زیر شاخه اصلی برنج به نام های Indica (برنج رشد یافته در مناطق گرمسیری) و japonica (در مناطق نیمه گرمسیری و معتدل شرق آسیا) رشد یافتند.

گونه دیگری نیز به نام O. glaberrima وجود داشت که کمی بعد تر در غرب آفریقا رشد یافت.

شواهد ژنتیکی نشان می دهد که شروع کشت تمام اشکال برنج آسیایی، تقریبا از ۸۰۰۰ سال پیش در منطقه دره رود مروارید چین بوده است.

در چین ، شواهد باستان شناسی بسیاری وجود دارد که نشان می دهد رودخانه های یانگ تسه و Huai به عنوان دو مکان اولیه کشت برنج در این کشور بوده اند.
در چین وسایل کشت برنج با قدمت حداقل ۸۰۰۰ سال پیدا شده است.

تاریخچه اولین برنج پیدا شده در ایران به قبری در شوش بر می گردد که حاوی دانه ای برنج بوده و قدمت آن به قرن اول میلادی باز می گردد.

اجزای گیاه برنج:

اجزای گیاه برنج به صورت زیر تقسیم می شود:

۱٫ اندام های رویشی

• ریشه
• ساقه
• برگ

۲٫ اندام های زایشی

• خوشه
• سنبلچه

۳٫ دانه

مورفولوژی ریشه گیاه برنج:

ریشه قسمت زیرزمینی گیاه است که به عنوان تکیه گاه گیاه عمل می کند.

غذا و آب را از خاک بیرون آورده و به ساقه منتقل می کند و حتی می تواند مواد غذایی را ذخیره کند.

ریشه گیاه برنج از نوع افشان بوده و دارای تار کشنده و ریشه های فرعی است.

ریشه های جنینی گیاه هنگام جوانه زدن از بذر خارج می شوند و انشعاب کمی دارند.

ریشه های جنینی طول عمر کوتاهی دارند و مدت کمی بعد از جوانه زنی گیاه از بین می روند.

ریشه های بسیار منشعب ثانویه، ریشه هایی هستند که از گره های زیرزمینی جوانه بیرون می آیند و جایگزین ریشه های جنینی می شوند.

ریشه های ثانویه انشعابت زیادی دارند و این انشعابات الگوی منظمی ندارند.

ریشه ثانویه می تواند تا عمق ۱۵ سانتی متری زمین رشد کند اما در زمین های سیلابی این ریشه ها در سطح زمین پخش شده و با ریشه سایر گیاهان یک شبکه گسترده و متراکم را تشکیل می دهند.

مورفولوژی ساقه گیاه برنج:

نقش ساقه حمایت از برگها و ساختارهای تولید مثل و انتقال مواد مغذی بین ریشه ها، برگ ها و ساختارهای تولید مثل است.

ساقه برنج از یک سری گره های متناوب ساخته شده است.

گره (همانند مفصل بین دو بخش ساقه است) دارای برگ و جوانه ای است که اگر در پایین ترین قسمت گره قرار داشته باشد ممکن است به یک پنجه تبدیل شود.

داخل گره بالغ تو خالی و نازک است.

قسمتی از ساقه که بین دو گره قرار گرفته است را اصطلاحا میان گره می گویند.

قسمت پایینی هر میان گره قطر و ضخامت بیشتری نسبت به قسمت بالایی میان گره دارد.

طول ساقه برنج متغیر است و علت افزایش طول ساقه رشد مداوم میان گره ها است که تا ثمر دادن گیاه ادامه دارد.

میان گره های پایینی که در پایه ساقه گیاه برنج قرار گرفته اند به مرور ضخیم می شوند و بعد از مدتی در بخش توخالی آنها موادی رسوب می کند که باعث سفتی پایه گیاه می شود.

در زمین های سیلابی که عمق آب زیاد است، میان گره ساقه گیاه برنج می تواند طویل تر شود و بیشتر رشد کند تا بخش های فتوسنتز کننده گیاه را روی سطح آب نگه دارد.

در محل هر گره یک جوانه وجود دارد که این جوانه می تواند باعث ایجاد پنجه شود.

ساقه اصلی برنج دارای بیشترین برگ است.

مورفولوژی برگ گیاه برنج:

برگها به عنوان ارگانهای اصلی فتوسنتز و تنفس یک گیاه عمل می کنند آنها سلول های کلروفیل داری هستند که نور خورشید را به انرژی شیمیایی تبدیل می کند.

برگ ها علاوه بر فتوسنتز ترکیبات معدنی که توسط ریشه و ساقه منتقل شده اند را به سوخت آلی مورد نیاز گیاه تبدیل می کنند.

در هر گره ساقه برنج یک برگ می روید.

برگهای گیاه برنج کشیده و دارای رگبرگ های موازی است و به صورت متناوب در دو طرف ساقه قرار گرفته اند.

برگهای گیاه برنج از غلاف و تیغه برگ تشکیل شده است.

رگبرگ های برگ برنج به صورت موازی از غلاف تا نوک برگ قرار گرفته اند.

تیغه یا همان قسمت طولانی برگ، توسط غلاف برگ به گره متصل می شود و باعث نگه داشتن برگ روی ساقه می شود.

در دو طرف پایه برگ جایی که برگ به ساقه متصل شده است یک جفت زائده کوچک گوش مانند وجود دارد که اصطلاحا به آن (Auricles) گفته می شود. که ممکن است در برگ های قدیمی تر وجود نداشته باشند.

درست در بالای (Auricles) یک ساختار مثلثی مانند وجود دارد که به آن زبانک (Ligule) گفته می شود.

در هر میان گره یک زبانک وجود دارد.

همه گیاهان برنج دارای هر دو قسمت (Auricles) و زبانک هستند. این یک ویژگی بسیار مهم است که برای تشخیص علف هرز از گیاه برنج استفاده می شود.

علف هرز فقط یکی از قسمت های (Auricles) و زبانک را روی ساقه خود دارد اما در گیاه برنج همواره هر دو قسمت روی ساقه گیاه قابل مشاهده است.

بالاترین برگ زیر خوشه گل گیاه را اصطلاحا برگ پرچم می نامند که هنگام تولید مثل بیشترین انرژی را برای فتوسنتز فراهم می کند.

مورفولوژی اندام زایشی گیاه برنج:

۱٫ مورفولوژی خوشه برنج

خوشه یا خوشه گل آذین، حاوی اندام تولید مثلی گیاه برنج است.

خوشه در روی بالاترین گره ساقه متولد می شود.

خوشه می تواند به شاخه های اولیه و ثانویه تقسیم شود و گاهی اوقات شاخه های سومی ایجاد می شوند که دارای سنبلچه ها هستند.

شاخه ها ممکن است به صورت جداگانه یا به صورت جفتی تشکیل شوند.

هنگام شکوفه دادن گیاه برنج، خوشه ها به حالت مستقیم در می آیند.

وقتی سنبلچه ها بالغ شده و پر شده باشند تبدیل به دانه می شوند و سر خوشه ها نیز خم می شود.

واریته های مختلف برنج از نظر طول، شکل و زاویه شاخه های اولیه و همچنین در وزن خوشه تفاوت زیادی با هم دارند.

۲٫ مورفولوژی سنبلچه برنج

هر سنبلچه حاوی مجموعه ای از قطعات گل است که توسط دو پوسته سخت به نام های (Lemma) و (Palea) احاطه شده اند.

گل گیاه برنج از ۶ پرچم و یک مادگی تشکیل شده است.

پرچم های گل که شامل گرده هستند از بساک های دو سلولی تشکیل شده که بر روی رشته های باریکی قرار گرفته اند.

مادگی گل شامل تخمدان (که حاوی تخمک است)، خامه و کلاله است.

در هنگام تولید مثل کلاله گیاه گرده ها را از پرچم می گیرد. گرده ها توسط خامه به تخمدان منتقل می شوند و در تخمدان گرده و تخمک با هم لقاح می دهند و تخم تشکیل می شود.

مورفولوژی گل گیاه برنج:

گل در گیاه برنج به طور کلی تغییر یافته است.

گل برنج فاقد گلبرگ های رنگی و معطر است و به طور مشخص با ظاهر گل معمولی که در ذهن داریم کاملا متفاوت است.

شاخه انتهایی گیاه برنج شامل خوشه گل آذین است که هر خوشه گل آذین شامل تعدادی سنبلچه است.

در واقع سنبلچه ها معادل گل در گیاه برنج هستند.

اجزای گل برنج (سنبلچه ها) شامل:

• Lemma
•  Palea
• ۶ عدد پرچم: دارای بساک های دو بخشی که روی یک پایه قرار گرفته اند. بساک ها حاوی گرده (سلول جنسی نر) هستند.
• ۱ عدد مادگی: دارای کلاله ، خامه و تخمدان است که تخمک (سلول جنسی ماده) درونش قرار گرفته است.

می توان Lemma و Palea معادل گلبرگ گل در گیاه برنج قرار داد.

هنگام فصل گرده افشانی، Lemma و Palea از هم باز شده و پرچم ها رشد کرده به طوری که خارج از محفظه داخل گل قرار می گیرند.

در این حالت گرده افشانی توسط باد انجام می شود و گرده ها را پراکنده می کند.

بعد از فصل گرده افشانی و بارور شدن تخمک Lemma و Palea به همدیگر نزیک شده و دور تخمدان حاوی جنین گیاه را احاطه می کنند.

مورفولوژی دانه های گیاه برنج:

دانه های برنج تک لپه ای است.

دانه های گیاه برنج اصطلاحا حالت خواب ندارند به این معنی که بلافاصله بعد از رسیدن (بارور شدن) می توانند جوانه بزنند.

حالت خواب برای دانه ها یک دوره استراحت قبل از جوانه زنی است که با روش های خاصی مانند حرارت دادن، مرطوب کردن و… دوره خواب در دانه ها را می شکنند.

دانه گیاه برنج یک تخمک بارور شده و رسیده، حاوی جنین زنده است که قادر به جوانه زنی برای تولید گیاه جدید است.

دانه برنج شامل کل تخمدان به همراه تخمک رسیده، پوسته های (Lemma) و (Palea)، محور سنبله و ریشک تشکیل شده است.

البته ریشک در همه انواع گیاه برنج وجود ندارد و دانه بعضی از انواع برنج فاقد ریشک است.

(Lemma) و (Palea) که گلبرگ های گل بودند حالا تبدیل به پوسته دانه برنج می شوند.

این همان پوسته ای است که در روند فرآوری کردن برنج جدا می شود و با لایه سبوس فرق دارد.

لایه سبوس برنج در واقع پوسته تخمدان گیاه برنج است.

در بیشتر انواع برنج، دیواره تخمدان قهوه ای رنگ است به همین دلیل برنج سبوس دار به رنگ قهوه ای است.

هر چند برنج هایی هم وجود دارند که لایه سبوس آنها به رنگ قرمز و… است.

رنگ و ضخامت لایه سبوس برنج مربوط به دیواره تخمدان گونه برنج است.

جنین دانه در قسمت انتهایی سنبله در کنار پوسته (Lemma) قرار دارد و حاوی ریشه جنینی است.

بیشترین حجم دانه برنج از آندوسپرم (قسمت خوراکی) تشکیل شده است که حاوی نشاسته، پروتئین، قند، لیپیدها، فیبر خام و مواد معدنی است.

اینها موادی است که با مصرف برنج به بدن ما می رسد ولی در واقع به عنوان منبع تغذیه ای برای جنین گیاه است تا زمانی که بتواند رشد کند و قادر به فتوسنتز باشد.

جالب است بدانید که در انواع برنج چسبنده بخش نشاسته آندوسپرم به طور کامل از آمیلوپکتین تشکیل شده و اگر برنج را با محلول پتاسیم یدیدین رنگ آمیزی کینم به رنگ قرمز مایل به قهوه ای در خواهد آمد.

اما در برنج های غیر چسبنده و معمولی بخش نشاسته ای علاوه بر آمیلوپکتین حاوی آمیلوز هم هست و با محلول پتاسیم یدیدین به رنگ آبی تیره در خواهد آمد.

همانطور که گفته شد جنین گیاه تا قبل از جوانه زنی و رشد قسمت های سبز گیاه نمی تواند فتوسنتز و غذاسازی کند.

برای حل این مشکل در هر دانه مواد مغذی مورد نیاز برای دانه قرار گرفته شده است تا جنین گیاه بتواند قبل از جوانه زنی از آن استفاده کرده و رشد کند.

به بخشی که حاوی مواد مغذی است اصطلاحا آندوسپرم گفته می شود.

آندوسپرم گیاه را می توان تقریبا با سفیده تخم در تخم پرندگان مشابه دانست.

مورفولوژی میوه گیاه برنج:

میوه برنج اصطلاحا caryopsis است.

این نوع از میوه ها کوچک، تک دانه و خشک هستند و بیشتر در خانواده گندمیان مانند برنج، گندم، جو و… دیده می شود.

این میوه ها در گیاهانی که دارای تخمدان monocarpellary هستند ایجاد می شود.

در این میوه ها پوسته تخمدان به پوسته دانه متصل شده و یک لایه را تشکیل می دهند.

مورفولوژی جوانه زنی گیاه برنج:

زمانی که دانه را در یک محیط آبی قرار می دهید اولین نشانه جوانه زنی ظهور (coleoptile) است.

در واقع coleoptile از آسیب دیدن بخش های حساس گیاه مانند جوانه اولیه و ساقه در برابر سنگ و خاک محافظت می کند.

بعد از آن ریشه های اولیه ظاهر می شود که ریشه هایی راست و با انشعاب کم هستند.

به تدریج با رشد گیاه، coleoptile که برگهای جوان را احاطه کرده است، بعد از مدتی خمیده شده و باز می شود تا ساقه اصلی رشد کند.

رنگ coleoptile می تواند سبز، سبز کمرنگ باشد.

با خم شدن coleoptile در طول محور آن و روی دانه مزوکوتیل ظاهر می شود.

ریشه های ثانویه از زیر مزوکوتیل منشا گرفته و رشد می کنند. این ریشه منشعب تر از ریشه اولیه هستند.

بعد از باز شدن coleoptile، برگ اولیه شروع به رشد از درون coleoptile می کند.

برگ اولیه استوانه ای شکل بوده و فاقد تیغه برگ است.

سپس از درون برگ اولیه، برگ ثانویه رشد می کند که همه ویژگی های معمولی برگ گیاه برنج را دارد.

جنسیت گیاه برنج:

گیاه برنج یک گیاه تک پایه است.

به این معنی که هر دو اندام زایشی نر و ماده در یک گیاه وجود دارد و گیاهان نر و ماده از همدیگر جدا نیستند.

تولید مثل گیاه برنج:

تولید مثل جنسی گیاه برنج از طریق گرده افشانی توسط باد انجام می شود.

با پراکنده شدن گرده ها، کلاله ها این گرده ها را جذب کرده و گرده از طریق خامه به تخمدان گیاه می رسد.

در تخمدان گرده با تخمک لقاح می کند.

البته همیشه نیاز به گرده افشانی نیست و گیاه برنج می تواند خود لقاحی هم انجام دهد. یعنی تخمک گیاه با گرده های خودش لقاح دهد و بارور شود.

بعد از لقاح، تخمک بارور شده، دانه را تشکیل می دهد. در انتهای هر دانه برنج نقطه ریز سفید رنگی وجود دارد که همان جنین دانه برنج است.

البته جنین برنج همیشه سفید رنگ نیست و در بعضی از انواع مختلف برنج می تواند زرد یا حتی سیاه رنگ باشد.

منابع waikato و semanticscholar و ricepedia و biocyclopedia