کشاورزی
کشاورزی
کشاورزی به تولید مواد غذایی و کالا از راه زراعت و جنگل داری و دامداری است. کشاورزی همان چیزی است که به ظهور تمدن منجر شد. مطالعهٔ کشاورزی به نام علم کشاورزی شناخته می‌شود.
کشاورزی شامل طیف وسیعی از تخصص‌ها و فنون، از جمله راه‌هایی برای گسترش زمین‌های مناسب برای زراعت گیاه، حفر کانال‌ها و فرم‌های مختلف آبیاری می‌باشد.
در دنیای امروز با نگرانی‌های موجود و کمبود منابع، نیاز است تا کشاورزی را به سوی کشاورزی پایدار (مثلا کشاورزی زیستی) یا کشاورزی فشرده (مثلا صنعتی) پیش ببریم تا بتوانیم نیازها را در آینده برطرف نماییم.
زراعت مدرن، اصلاح نباتات، سموم، دفع آفات و کود و پیشرفت‌های تکنولوژیک به شدت باعث افزایش بازده محصول می‌شوند ولی باید در نظر داشت که این محاسن در کنار عیوبی چون آسیب گسترده زیست محیطی و اثرات منفی سلامت انسان حاصل می‌شوند
شیوه‌های مدرن در دامپروی نیز به همین گونه‌است یعنی با افزایش تولید گوشت ما مشکلاتی چون ستم به حیوانات و تبعات بهداشتی ناشی از آنتی بیوتیکها، هورمون رشد، و سایر مواد شیمیایی که معمولاً در تولید گوشت‌های صنعتی استفاده می‌شود را داریم.
محصولات کشاورزی را می‌توان به صورت عمده به غذاها، الیاف، سوخت، مواد اولیه، دارو و زینت آلات تقسیم نمود.
غذاهای عبارتند از غلات، سبزیجات، میوهها، و گوشت. الیاف عبارتند از پنبه، پشم، کنف، ابریشم و کتان. مواد خام مانند چوب.
مخدره عبارتند از تنباکو، الکل، تریاک، کوکائین. از دیگر مواد مفید توسط گیاهان، از رزین می‌توان نام برد. سوخت‌های زیستی شامل متان از زیست توده‌ها، اتانول و بیودیزل.
در سال ۲۰۰۷، حدود یک سوم از کارگران جهان در بخش کشاورزی شاغل بودند. اگرچه در سال ۲۰۰۳ تعداد کمتری در بخش کشاورزی مشغول بودند اما به دلیل آگاهی کشاورزی در سال ۲۰۰۸ این آمار به سرعت افزایش یافته.
همچنین در بخش‌های دیگر کشاورزی مانند اقتصاد کشاورزی هم تعداد قابل ملاحظه‌ای مشغول به کار اند.
با این که بیش از یک سوم جمعیت جهان در این بخش مشغول اند ولی این بخش تنها ۵٪ از سود خالص جهانی را به خود اختصاص داده‌است.
تاریخچه
از آنجا که قدمت کشاورزی به۱۰،۰۰۰
سال پیش باز می‌گردد دارای گستره وسیعی در سراسر جهان می‌باشد.
روشهای مختلف در کشاورزی از قبیل آبیاری، تناوب زراعی، کودها و سموم دفع آفات مدتها پیش توسعه داده شده بود، اما گام‌های بزرگ در قرن گذشته برداشته شد.
در جوامع اولیه افرادی که تولید کشاورزی آنهابیش از نیاز خانواده شان بود قادر بودند تا افراد دیگر را به طرف خود جذب نمایند. برخی از تاریخ دانان بر این عقیده‌اند که توسعه کشاورزی باعث به وجود آمدن تمدنها گردید.
کشاورزی گذرا (نوبتی)
در بعضی از مناطق کره زمین، بعضی از قبایل درختان جنگل‌ها را می‌سوزانند و یا قطع می‌کنند و فضایی را که قبلا جنگل بوده‌است، به زمین‌های کشاورزی تبدیل کرده و در آن کشاورزی می‌کنند. البته این نوع کشاورزی چندان دوام نداشته و خیلی زود به دلیل رویش سریع درختان و گیاهان هرز دیگر و کم قوت بودن زمین، دست از کشاورزی می‌کشند و آن مکان را ترک می‌کنند و به محل دیگری می‌روند و در آن مکان هم همین کار را تکرار می‌کنند و این نوع کشاورزی کم‌کم باعث تخریب زیست بومهای جنگلی می‌شود. به این نوع کشاورزی در اصطلاح کشاورزی گذرا یا نوبتی گویند.
سیستم‌های تولید دام
حیواناتی مانند قاطر، لاما، اسب، شتر، گاو، گوسفند و خوک و سگ را برای استفاده از گوشتشان و یا محصولات دامی (مانند شیر، پشم و …) پرورش می‌دهند. یک نوع پرورش، پرورش دادن دام در مراتع می‌باشد و آن در صورتی است که نتوان از آن زمین استفاده دیگری نمود که در این صورت دام را در مراتع رها می‌کنند تا از علوفه موجود در مراتع تغذیه نماید در عوض کود دامی حاصله می‌تواند برای مرتع مفید می‌باشد.
تقریبا ۶۸ ٪ از مراتع دائمی مورد استفاده دام هستند.
فرایند تولید
خاکورزی: عمل شخم خاک را برای آماده‌سازی کاشت و یا برای اختلاط مواد مغذی و یا برای کنترل آفات انجام می‌دهند.
بهره‌وری توسط با افزودن کود شیمیایی و کنترل علفهای هرز افزایش می‌یابد و خاک را بیشتر مستعد فرسایش، تجزیه مواد آلی آزاد، دی اکسید کربن و کاهش فراوانی و تنوع موجودات زنده می‌کند.
مبارزه با آفات: شامل مدیریت علفهای هرز، حشرات و بیماری می‌شود.
برای این کار از روشهای شیمیایی (حشره کش)، بیولوژیکی (کنترل بیولوژیکی)، مکانیکی (کشت)، و روشهای فرهنگی استفاده می‌شود. روشهای فرهنگی شامل تناوب کشت، وجین، پوشش محصولات زراعی، به زراعی، کمپوست، پیشگیری و مقاومت می‌باشد. روشهای غیر شیمیایی و پیشگیری بهتر است به این دلیل که باعث کاهش محصول نمی‌گردد و روشهای پیشگیرانه‌است و روش شیمیایی تنها زمانی توصیه می‌شود که راه دیگری باقی نمانده باشد.
مدیریت: شامل هر دو منبع ورودی‌های مواد مغذی هم برای تولید محصولات زراعی و هم دام است، و همچنین شامل روش استفاده از کود تولید شده توسط دام است.
ورودی‌ها می‌توند شامل، عناصر شیمیایی، کودهای آلی، کود سبز، کمپوست و مواد معدنی باشد.
همچنین تناوب و یا دوره آیش را باید در مدیریت در نظر گرفت.مدیریت آب: در دنیا این که آب باران کافی است یا نیاز به منابع دیگری هم هست بسته به منطقه متفاوت می‌باشد.
علم کشاورزی
علم کشاورزی دانشی گسترده‌است که از بخشهایی شامل علوم طبیعی، دقیق، اقتصادی و نوعی از روابط اجتماعی است که در درک درستی از کشاورزی به کار می‌رود (دامپزشکی بنا به تعریف جزء این شاخه نیست)
گیاه‌شناسی
گیاه‌شناسی یا علوم گیاهی یکی از رشته‌های زیست‌شناسی است که به مطالعه و بررسی زندگی و رشد و نمو گیاهان می‌پردازد. گیاه‌شناسی دربرگیرنده شاخه‌های بسیاری از علوم زیستی است که به بررسی گیاهان، جلبکها و قارچها می‌پردازند. از زیرشاخه‌های گیاه‌شناسی می‌توان به ریخت‌شناسی، فیزیولوژی، سیستماتیک و گرده‌شناسی اشاره نمود.
تاریخچه
اولین اقدامات مربوط به گیاه‌شناسی که در حدود ۳۰۰ سال قبل از میلاد نوشته شده دو رساله بزرگ توسط تئوفراستوس (فیلسوف یونانی) دیده می‌شود: درباره تاریخچه گیاهان (Historia Plantarum) و درباره اهداف گیاهان. این دو کتاب روی هم بیشترین تأثیر را در دوران باستان و قرون وسطی در علم گیاه‌شناسی داشته‌اند. Dioscorides نویسنده رومی شواهد مهمی مبنی بر دانش یونانیان و رومیان درباره گیاهان دارویی ارائه می‌دهد.
رابرت هوک در سال ۱۶۶۵ با استفاده از یک میکروسکوپ ابتدایی، سلول را در چوب پنبه و اندک زمانی بعد در بافت گیاه زنده کشف کرد. او با نگاه به یک برش باریکی از چوب پنبه نوشت : من توانستم تعداد بسیار زیادی منفذ و سوراخ در آن مشاهده کنم که بیشتر شبیه کندوی عسل هستند. این روزنه‌ها یا سلولها عمق زیادی نداشتند اما تعداد بسیار زیادی جعبه کوچک محسوب می‌شوند. (Leonhart Fuchs) نویسنده آلمانی ، (Conrad Gessner) نویسنده سوئیسی و (Nicholas Culpeper) و (John Gerard) نویسندگان انگلیسی یک کتاب گیاهی منتشر کردند که اطلاعاتی را درباره گیاهان داروئی ارائه می‌کرد.
تاکسونومی: یا سیستماتیک گیاهی با نامگذاری و تقسیم بندی گیاهان سرو کار دارد.
ریخت‌شناسی گیاهی: شکل و ساختمان و توسعه آنها همراه با روابط قسمت‌های گیاهان با یکدیگر را بررسی می‌کند. و شامل مطالعه کالبدشناسی، سیتولوژی و جنین‌شناسی گیاهی است.
ریخت‌شناسی گیاهی: اعمال این عیسم و تولید مثل در گیاهان است.
بیماری‌شناسی گیاهی: با امراض نباتی سروکار دارد.
بوم‌شناسی: علم بررسی روابط موجودات زنده با محیط اطرافشان می‌باشد.
ژنتیک گیاهی: با مطالعه توارث در گیاهان سروکار دارد.
قارچ‌شناسی: علم مطالعه قارچها می‌باشد.
جلبک‌شناسی: علم مطالعه جلبکها
سبزی
به گیاهان خوراکی معمولاً سبز رنگ که در تهیه خوراکها، دسرها و سایر خوردنی‌ها به کار می‌رود، اصطلاحاً سبزی می‌گویند. از سبزی‌ها در پخت برخی غذاها مثل: قرمه سبزی، انواع کوفته، انواع کوکو و انواع آش و هم چنین تهیه انواع ترشی استفاده می‌شود. علاوه بر این، در ایران و برخی کشورهای آسیای میانه، برخی از این سبزی‌ها را به صورت خام و در قالب دسر همراه غذا میل می‌کنند که به سبزی خوردن شناخته می‌شود.
غلات
غَلات گیاهانی از خانواده گندمیان هستند که گیاهان علفی تک لپه‌ای بوده و دانه‌های ریز آنها، مصرف خوراکی دارد. غلات گیاهانی یک ساله هستند، یعنی چرخهٔ زندگی خود را در یک فصل زراعی به پایان می‌رسانند.
گونه‌های سردسیری غلات (گندم، جو و چاودار) در فصل پاییز و اوایل بهار کشت شده و در اواسط تا اواخر تابستان هم برداشت می‌شوند. گونه‌های گرمسیری غلات (برنج، ذرت، ذرت خوشه‌ای و ارزن) نیز با توجه به شرایط آب و هوایی در اواخر بهار یا اوایل تابستان کشت شده و اواخر تابستان یا اوایل پاییز هم برداشت می‌شوند.
تاریخچه
هزاران سال است که این گونه گیاهان، در تأمین غذای بشر نقش حیاتی ایفا می‌کنند. باستان شناسان جوامع ابتدایی توانسته‌اند از ویرانه‌های قدیمی مراکز سکونت انسان، دلایلی به دست آورند که نشان می‌دهد غلات در تمدن‌های اولیه بشری هم کشت می‌شده‌اند و برای مثال، گندم در سرزمین حاصلخیز میانرودان به عمل می‌آمده است. میانرودان امروزه بخشهایی از ترکیه، عراق، سوریه و ایران را تشکیل می‌دهد. شواهد به دست آمده نشان می‌دهد که در ۱۶٫۰۰۰ تا ۱۰٫۰۰۰ سال قبل از میلاد، انسان ما قبل تاریخ در این ناحیه گندم تولید می‌کرده است.
همچنین هر جا که جامعه‌ای تشکیل شده، یکی از انواع غلات در پیدایش آن نقش داشته اند. مثلاً برنج در تشکیل جوامع نخستین کشور چین و ذرت هم در تشکیل جوامع آفریقایی مؤثر بوده اند.
اهمیت امروزی غلات
در بسیاری از کشورهای آسیایی و آفریقایی، بیش از ۸۰ درصد غذای مردم از غلات تأمین می‌گردد. سهم غلات در غذای مردمان اروپایی ۴۵ تا ۵۵ درصد بوده و در ایالات متحده آمریکا تقریباً ۲۰ تا ۳۰ درصد می‌باشد.
امروزه نزدیک به ۷۰ درصد سطح زیر کشت یک میلیارد هکتاری جهان را غلات اشغال نموده اند. تقریباً نیمی از کل نیازهای غذایی انسان به ویژه در آسیا به طور مستقیم از غلات تأمین می‌گردد.
همچنین تولید غلات در مقایسه با دیگر فراورده‌های غذایی از جمله گوشت، تخم مرغ، شیر و... بسیار بیشتر است. تولید سالانه غلات در جهان، بیش از یک میلیارد و هفتصد میلیون تن می‌باشد. گندم، برنج و ذرت سه محصول مهم هستند که هر کدام تقریباً یک چهارم تولید سالانه غلات را تشکیل می‌دهند.
برنج، غذای عمده و روزمره مردم نواحی گرم و مرطوب است. این غله معمولاً در زمین‌هایی تولید می‌شود که بتوان آنها را در برخی فصول سال غرقاب یا گل- آب نمود. گندم به عنوان غله‌ای سازگار، عمدتاً در زمین‌های چمن طبیعی و همچنین در مناطقی که آب و هوا برای کشت ذرت مناسب نیست، به عمل می‌آید. گندم از غلاتی است که در نواحی سرد هم کشت می‌شود. این غله در سراسر جهان در فصول مختلفی کشت می‌شود، به طوریکه در هر ماه از سال، گندم در یکی از نقاط جهان در حال برداشت می‌باشد. ذرت هم به عنوان یک گیاه گرمسیری، در مناطقی که رطوبت و حرارت کافی در فصل زراعت فراهم باشد، رشد می‌نماید.
ارزش غذایی غلات
غلات منبع انرژی برای انسان هستند. در کشورهای در حال توسعه، این دسته مواد تمام رژیم غذایی را در بر می‌گیرند. غلات حاوی هیدرات کربن، پروتئین، چربی، مواد معدنی و انواع ویتامین هستند که البته ضمن مراحل مختلف نگهداری و تهیه، ممکن است بخشی از مواد مغذی مذکور از بین برود.
دانه غلات که کاریوپس یا گندمه نام دارد، منبع خوبی برای تغذیه انسان می‌باشد. میزان پروتئین برنج از گندم کمتر است. میزان ویتامین‌های ضروری (از جمله تیامین) برنج صیقل داده شده هم از برنج قهوه‌ای کمتر می‌باشد، چون سبوس خود دارای ویتامین‌های گوناگونی است که در مرحلهٔ صیقل دهی از برنج جدا می‌گردد.
البته به خاطر داشته باشید که با وجود همهٔ موادی که ذکر شد، غلات غذای کاملی بشمار نمی‌آیند. مصرف این مواد به تنهایی نمی‌تواند یک رژیم غذایی متعادل و کامل محسوب گردد. میزان پروتئین و در واقع اسیدهای آمینه غلات و همچنین ویتامین موجود در آنها محدود است. برای این که یک فرد بالغ بتواند ۶۵ تا ۸۰ گرم پروتئین مورد نیاز خود را تنها از طریق غلات تأمین کند، باید مقدار بسیار زیادی از این دسته مواد بخورد که در عوض، به دلیل این که غلات حاوی هیدرات کربن هستند، فرد ممکن است چاق شود. بسیاری از پروتئین‌های گیاهی به همین دلیل که اسیدهای آمینه کافی ندارند نمی‌توانند به تنهایی در رژیم غذایی افراد مورد استفاده قرار گیرند، بلکه در کنار آنها باید از پروتئین‌های حیوانی و سبزیجات و حبوبات هم استفاده نمود. البته پروتئین‌های حیوانی که از انواع حیوانات تأمین می‌شوند، خود متکی بر منابع گیاهی و از جمله غلات هستند. چون اغلب از انواع گیاهان و غلات، به عنوان خوراک دام استفاده می‌شود.
امروزه مهندسین ژنتیک سعی می‌کنند تا با اصلاح نباتات، غلاتی با پروتئین‌هایی که اسیدهای آمینهٔ ضروری بیشتری داشته باشند، تولید نمایند. مقدار دو اسید آمینه ضروری به نام‌های لیسین و ایزولوسین در غلات کم است و تمام متخصصین اصلاح نباتات تلاش می‌کنند غلاتی که میزان بیشتری از این دو نوع اسید آمینه داشته باشند را تولید نمایند.
غلات بیشترین شکل انرژی خود را به صورت نشاسته عرضه می‌کنند. استفاده از دانه کامل غلات، منبع خوبی برای فیبر گیاهی و اسیدهای چرب ضروری می‌باشد. از برنج به صورت پخته یا آرد برنج استفاده می‌شود. معمولاً غلات را برای استفاده تبدیل به آرد می‌کنند. گندم یکی از این غلات است که بیشتر آرد آن به کار می‌رود. از انواع غلات آرد شده در تهیهٔ نان، پاستا، دسر، پیراشکی، کلوچه و... استفاده می‌کنند. البته آرد را گاهی از سیب زمینی، شاه بلوط، حبوبات و... هم تهیه می‌کنند.
آب و هوای مناسب برای رشد غلا
عوامل مختلف آب و هوایی قادرند طرز رشد، میزان عملکرد و همچنین کیفیت محصول را تحت تأثیر قرار دهند. بنابراین تولید اقتصادی هر نوع غله در هر ناحیه، کاملاً تابع شرایط آب و هوایی می‌باشد. گندم، جو و چاودار که به دلیل کوچک بودن بوته‌شان، غلات کوچک نام می‌گیرند، به بارندگی سالیانه ۳۰۰ تا ۱۳۰۰ میلیمتر نیاز دارند و به صورت دیم هم کشت می‌شوند.
برنج به حرارت و بارندگی کافی (یا آبیاری کافی) نیاز دارد. معمولاً برنج در نواحی که سالانه نزدیک به ۱۰۰۰ میلیمتر یا بیشتر بارندگی دارند کشت می‌شود. ذرت هم با این که یک گیاه گرمسیری است در آب و هوا و ارتفاعات مختلف از نواحی پست تا ارتفاع ۳۰۰۰ متری از سطح دریا کشت می‌گردد.
جو از همهٔ غلات مقاوم تر است و می‌توان آن را حتی در کشور سیبری هم کاشت. گندم از همهٔ غلات رایج تر است. معمولاً گیاهان سردسیری را در نواحی گرمسیری، البته در نواحی بلند و خنک کوهستانی می‌کارند که در این صورت، کشاورزان می‌توانند به دلیل شرایط مساعد و خنکی کوهستان‌های نواحی گرمسیر، هر ساله چند بار غلات بکارند.
غلات گرمسیری را در نواحی پست گرمسیری که آب و هوای معتدلی دارند می‌کارند و همچنین می‌توان این غلات را در نواحی معتدل، البته در فصل‌هایی که سرما و یخبندان نباشد کشت نمود. معمولاً این دسته انواع بهاره و زمستانی دارند.
ساختمان دانه غلات
دانه غلات، میوه خشکی است که اصطلاحاً به آن گندمه و به زبان عامیانه دانه یا غله می‌گویند. این دانه دارای چندین لایه خارجی بوده که خارجی‌ترین لایه را پریکارپ می‌نامند و همچنین دو قسمت به نام‌های آندوسپرم و گیاهک دارد. غشای تخمدان، پوست دانه و لایه آلورون که در مجموع سبوس را تشکیل می‌دهند، در مرحلهٔ تهیه آرد از غلات جدا می‌شوند. حتی گاهی گیاهک را هم از دانه جدا نموده و با سبوس مخلوط می‌نمایند. سبوسی که گیاهک داشته باشد، پروتئین بیشتری نسبت به آندوسپرم نشاسته‌ای دارد. چون پروتئین گیاهک از هر قسمت دیگری در دانه بیشتر است. آردی که در تهیهٔ آن از تمام قسمت‌های دانه غلات استفاده نموده باشند نسبت به آرد سفید، که برای تهیه آن سبوس و گیاهک را جدا نموده‌اند دارای مواد مغذی بیشتری می‌باشد.
مراحل رشد غلات
دوره رشد غلات شامل مراحل جوانه زنی، پنجه زنی، تشکیل روزت، ساقه رفتن، تشکیل گل و تشکیل میوه است که هر کدام از این مراحل را به اختصار در اینجا توضیح می‌دهیم:
جوانه زنی: این مرحله با نفوذ ریشه در پوست دانه و غشای تخمدان آغاز می‌شود. ریشهٔ اولیه چندان پر پشت نیست، اما ریشه‌های ثانویه که شامل ریشه‌های نا بجا هم می‌شود، در مراحل اولیه رشد به وجود خواهند آمد که این ریشه‌های ثانویه قوی تر بوده و قدرت کافی برای نگه داشتن گیاه در خاک را دارند.
پنجه زنی: پس از آن که اولین برگ‌های گیاه سطح خاک را شکافت و ساقه اصلی شروع به رشد نمود، مرحله پنجه زنی آغاز می‌گردد؛ یعنی جوانه‌های موجود در محل اتصال برگ‌های پایینی به ساقه، فعال شده و شروع به رشد می‌کنند.
تشکیل روزت: برگ‌های گیاه در فاصلهٔ دو مرحله پنجه زنی و ساقه رفتن رشد نموده و بلند می‌شوند و مجموعه‌ای برگ را در ابتدای ساقه ایجاد می‌کنند. این مرحله را تشکیل روزت می‌نامند.
ساقه رفتن: در این مرحله ساقه طویل می‌شود. در اوایل این مرحله، گل آذین هم تشکیل می‌شود. تشکیل گل آذین: در این مرحله گل آذین بوته از داخل غلاف خارج می‌شود. گل کردن غلات معمولاً زمانی که گل آذین داخل غلاف است یا بلافاصله پس از تشکیل گل آذین صورت می‌گیرد. گل‌های گیاهان خانواده گرامینه، به صورت گروهی به وجود می‌آیند. منظور از گل آذین، آرایش گل یا طرز قرار گرفتن گل روی ساقه است. مجموع چند گلچه که روی محور گل آذین است را سنبلچه می‌گویند.
میوه: زمانی که میوه می‌رسد، غشای تخمدان نازک شده و به پوست دانه می‌چسبد. این گونه میوهها را گندمه گویند، مثل دانه گندم، ذرت و چاودار. دانه بعضی غلات حتی پس از برداشت هم داخل غلاف باقی می‌ماند، مثل برنج و جو.
برداشت محصول
برداشت غلات باید به موقع صورت گیرد. برداشت زودتر یا دیرتر از موقع محصول، موجب کاسته شدن کیفیت آن می‌شود. تأخیر در برداشت غلات دانه ریز، سبب ریزش دانه، خوابیدگی یا شکستن بوته‌ها در کشتزار و بالاخره کاهش میزان ماده خشک می‌گردد. برداشت زود هنگام محصول هم موجب پایین آمدن کیفیت غلات می‌گردد.
وزن دانه‌ها تا زمان رسیدن دانه افزایش می‌یابد، ولی پس از آن رو به کاهش می‌گذارد. همچنین دانه‌های نارسی که زود هنگام برداشت می‌شوند، چه در کشتزار و چه در انبار بیشتر در معرض آسیب‌های ناشی از گرما و آفات از جمله کپک زدگی قرار می‌گیرند. زمان مناسب برای برداشت دانه، هنگامی است که آندوسپرم دانه‌های غلات سفت شده و میزان رطوبت آن هم به ۱۸ درصد رسیده باشد.
در کشورهای توسعه یافته برای دروی محصول تنها از وسایل مکانیکی همچون کمباین استفاده می‌شود. اما در کشورهای در حال توسعه از روشهای گوناگونی همچون استفاده از داس برای برداشت محصول استفاده می‌نمایند.
گوجه فرنگی
گوجه فرنگی (نام علمی: Solanum lycopersicum) میوه‌ای سرخ‌رنگ و آبدار است. این گیاه بومی آمریکای جنوبی و مرکزی است که طی دورهٔ استعماری اسپانیا به سایر نقاط جهان منتقل شد. انواع مختلف این گیاه امروزه در سراسر جهان پرورش داده می‌شود.
گوجه فرنگی سرشار از ویتامین سی و لیکوپن است. این میوه امروزه به روشهای محتلفی، به طور خام یا به‌عنوان یکی از مواد لازم برای تهیهٔ غذا، انواع سس و نوشیدنی مصرف می‌شود و بخش مهمی از رژیم غذایی مردم بسیاری از کشورها را تشکیل می‌دهد. کشت و پرورش این گیاه به طور کلی، مساحتی حدود سه میلیون هکتار را به خود اختصاص داده است، که نزدیک یک‌سوم کل مساحت مختص به کشت تره‌بار در جهان است.
با وجود این که گوجه فرنگی در علم گیاه‌شناسی یک میوه تلقی می‌شود، اغلب به‌عنوان تره‌بار شناخته می‌شود.
گوجه فرنگی به تیرهٔ سیب‌زمینیان تعلق دارد و از گیاهان چندساله است.
به علت اهمیت اقتصادی، این گیاه موضوع تحقیق و پژوهش‌های بسیاری قرار دارد و در علم ژنتیک به‌عنوان یکی از گیاهان الگو شناخته می‌شود. تحقیقات انجام‌شده بر این گیاه در سال ۱۹۹۰ به تولید نخستین نوع تراریختهٔ مجاز برای مصرف و تجارت در ایالات متحده آمریکا انجامید.
گیاه‌شناسی
تاریخچه
خاستگاه گوجه فرنگی آمریکای جنوبی می‌باشد. شواهد ژنتیکی نشان می‌دهند که اجداد گوجه فرنگی گیاهانی خودرو و علفی بودند که میوه‌های کوچک سبزرنگی داشتند و در نقاط کوهستانی پرو می‌روییدند. این گیاهان گونه‌های مختلفی از سرده پیشین Lycopersicon بودند. یکی از این گونه‌ها با نام علمی Solanum lycopersicum به مکزیک منتقل شد و پس از مدتی در آنجا توسط بومیان پرورش یافت.
تاریخ دقیق پرورش گوجه فرنگی برای اولین بار مشخص نیست. به نظر می‌رسد نخستین گوجه فرنگی پرورش‌یافته نوعی میوهٔ زردرنگ به اندازهٔ گوجه فرنگی‌های ریز گیلاسی بوده که توسط آزتک‌ها کشت می‌شده است. نوشته‌های برجامانده از این تمدن نشان می‌دهند که این میوه همراه با فلفل، ذرت و نمک آماده و مصرف می‌شد.
گوجه فرنگی حدوداً از ۵۰۰ سال پیش از مسیح در جنوب مکزیک پرورش داده می‌شد. بومیان پوئبلو بر این باور بودند که کسانی که دانه‌های گوجه فرنگی را مصرف می‌کردند با نیروهای خدایان متبرک می‌شدند.
در مورد انتقال گوجه فرنگی به اروپا نظریه‌های متفاوتی وجود دارد. برخی از تاریخ‌دانان بر این عقیده هستند که ارنان کورتس، مکتشف اسپانیایی، این میوه‌های کوچک زردرنگ را پس از تصرف شهر تنوکتیتلان، پایتخت آزتک‌ها در سال ۱۵۲۱، به اروپا منتقل کرد. نظریهٔ دیگر این است که کریستف کلمب در سال ۱۴۹۳ نخستین فردی بود که این گیاه را به اروپا منتقل کرد. قدیمی‌ترین مدرک که از وجود گوجه فرنگی در اروپا اطلاع می‌دهد کتابی در مورد گیاه‌شناسی است که در سال ۱۵۴۴ توسط پیِترو آندرئا ماتیولی، پزشک و گیاه‌شناس ایتالیایی نوشته شده است. وی در دست‌نوشتهٔ خود از این میوه با عنوان pomo d’oro، به معنای سیب طلایی یاد کرده است.
توزیع توسط اسپانیایی‌ها
پس از ساکن شدن در آمریکای لاتین، اسپانیایی‌ها گوجه‌فرنگی را در اوایل قرن شانزدهم در مستعمره‌های مختلف خود در کارائیب توزیع کردند. آنها همچنین آن را به اروپا و جزایر فیلیپین منتقل کردند که از آنجا به آسیای جنوب شرقی و سپس سراسر آسیا انتقال داده شد. گوجه فرنگی به آسانی در آب‌وهوای مدیترانه‌ای رشد کرد و از حدود سال ۱۵۴۰ در این منطقه پرورش داده شد.
این میوه در همان ابتدا پس از توزیع به اروپا مورد مصرف خوراکی قرار گرفت و در اوایل قرن هفدهم میلادی برای تهیهٔ غذا در اسپانیا استفاده می‌شد. نخستین کتاب آشپزی کشف شده که شامل دستورهایی برای پخت غذا با گوجه فرنگی بوده است در سال ۱۶۹۲ در ناپل منتشر شد. به نظر می‌رسد نویسندهٔ این کتاب این دستورها را از منابع اسپانیایی به‌دست آورده باشد. با این وجود این میوه در برخی نقاط چون فلورانس صرفاً مصرف تزئینی داشت و تنها در اواخر قرن هفدهم یا اوایل قرن هجدهم برای مصرف خوراکی مورد استفاده قرار گرفت.
بریتانیا
گوجه فرنگی تنها در اوایل سال ۱۵۹۰ در بریتانیا پرورش داده شد. یکی از نخستین کسانی که آن را کشت کرد جراحی به نام جان جرارد بود که در سال ۱۵۹۷ کتابی در مورد گیاه‌شناسی منتشر کرد که به موضوع این گیاه نیز می‌پرداخت. وی می‌دانست که گوجه فرنگی در اسپانیا و ایتالیا خورده می‌شود؛ با این وجود اعتقاد داشت که این میوه سمی است. در واقع این گیاه حاوی میزان کمی توماتین، نوعی گلیکوآلکوئید سمی است که معمولاً خطرناک نمی‌باشد. دیدگاه جرارد بر افکار عمومی تأثیر گذاشت و این گیاه در بریتانیا و مستعمره‌های آن در آمریکای شمالی به عنوان خوراکی ناسالم شناخته شد.
در اواسط قرن هجدهم، گوجه فرنگی به طور گسترده در بریتانیا خورده می‌شد. در همین قرن دانشنامه بریتانیکا دربارهٔ این میوه چنین نوشت که از گوجه فرنگی به طور روزانه در سوپ‌ها و نیز به‌عنوان چاشنی استفاده می‌شود. در عصر ویکتوریا، میزان پرورش گوجه فرنگی در گلخانه به حد صنعتی رسید.
آمریکای شمالی
قدیمی‌ترین مدارک مربوط به کشت گوجه فرنگی در شمال آمریکا به سال ۱۷۱۰ در کارولینای جنوبی برمی‌گردد. ممکن است این گیاه از طریق کارائیب به آمریکای شمالی رسیده باشد. در اواسط این قرن، برخی از مردم هنوز بر این باور بودند که گوجه فرنگی سمی است، و به طور کلی این گیاهان بیشتر جنبهٔ زینتی داشتند تا مصرف خوراکی. توماس جفرسون، از بنیادگذاران ایالات متحده آمریکا مقداری از دانه‌های گوجه فرنگی را که در پاریس خورده بود به آمریکا فرستاد.
به‌علت شرایط آب‌وهوایی، برخی ایالات چون فلوریدا و کالیفورنیا عمدتاً تبدیل به تولیدکنندگان گوجه فرنگی شدند. دانشگاه کالیفرنیا در دیویس به یکی از مراکز اصلی پژوهش در مورد گوجه فرنگی تبدیل شده است.
خاورمیانه
گوجه فرنگی در اوایل قرن نوزدهم در خاورمیانه توزیع شد و غالباً به عنوان یکی از مواد لازم برای پخت غذا مصرف می‌شد.
ایران
این گیاه از دو طریق وارد ایران شد: راه اول از طریق ترکیه و ارمنستان، و راه دوم از طریق سفرهای مکرر خاندان قاجار به فرانسه بود. نام اولیهٔ گوجه فرنگی در ایران بادمجان ارمنی یا
رومی بود.در دوره قاجاریه، افراد خاندان معیری برای نخستین بار گوجه‌فرنگی را در مزرعه‌ای (که محوطهٔ فرودگاه مهرآباد کنونی است) پرورش دادند.
کشاورزی به تولید مواد غذایی و کالا از راه زراعت و جنگل داری و دامداری است. کشاورزی همان چیزی است که به ظهور تمدن منجر شد. مطالعهٔ کشاورزی به نام علم کشاورزی شناخته می‌شود.
کشاورزی شامل طیف وسیعی از تخصص‌ها و فنون، از جمله راه‌هایی برای گسترش زمین‌های مناسب برای زراعت گیاه، حفر کانال‌ها و فرم‌های مختلف آبیاری می‌باشد.
در دنیای امروز با نگرانی‌های موجود و کمبود منابع، نیاز است تا کشاورزی را به سوی کشاورزی پایدار (مثلا کشاورزی زیستی) یا کشاورزی فشرده (مثلا صنعتی) پیش ببریم تا بتوانیم نیازها را در آینده برطرف نماییم.
زراعت مدرن، اصلاح نباتات، سموم، دفع آفات و کود و پیشرفت‌های تکنولوژیک به شدت باعث افزایش بازده محصول می‌شوند ولی باید در نظر داشت که این محاسن در کنار عیوبی چون آسیب گسترده زیست محیطی و اثرات منفی سلامت انسان حاصل می‌شوند
شیوه‌های مدرن در دامپروی نیز به همین گونه‌است یعنی با افزایش تولید گوشت ما مشکلاتی چون ستم به حیوانات و تبعات بهداشتی ناشی از آنتی بیوتیکها، هورمون رشد، و سایر مواد شیمیایی که معمولاً در تولید گوشت‌های صنعتی استفاده می‌شود را داریم.
محصولات کشاورزی را می‌توان به صورت عمده به غذاها، الیاف، سوخت، مواد اولیه، دارو و زینت آلات تقسیم نمود.
غذاهای عبارتند از غلات، سبزیجات، میوهها، و گوشت. الیاف عبارتند از پنبه، پشم، کنف، ابریشم و کتان. مواد خام مانند چوب.
مخدره عبارتند از تنباکو، الکل، تریاک، کوکائین. از دیگر مواد مفید توسط گیاهان، از رزین می‌توان نام برد. سوخت‌های زیستی شامل متان از زیست توده‌ها، اتانول و بیودیزل.
در سال ۲۰۰۷، حدود یک سوم از کارگران جهان در بخش کشاورزی شاغل بودند. اگرچه در سال ۲۰۰۳ تعداد کمتری در بخش کشاورزی مشغول بودند اما به دلیل آگاهی کشاورزی در سال ۲۰۰۸ این آمار به سرعت افزایش یافته.
همچنین در بخش‌های دیگر کشاورزی مانند اقتصاد کشاورزی هم تعداد قابل ملاحظه‌ای مشغول به کار اند.
با این که بیش از یک سوم جمعیت جهان در این بخش مشغول اند ولی این بخش تنها ۵٪ از سود خالص جهانی را به خود اختصاص داده‌است.
تاریخچه
از آنجا که قدمت کشاورزی به۱۰،۰۰۰
سال پیش باز می‌گردد دارای گستره وسیعی در سراسر جهان می‌باشد.
روشهای مختلف در کشاورزی از قبیل آبیاری، تناوب زراعی، کودها و سموم دفع آفات مدتها پیش توسعه داده شده بود، اما گام‌های بزرگ در قرن گذشته برداشته شد.
در جوامع اولیه افرادی که تولید کشاورزی آنهابیش از نیاز خانواده شان بود قادر بودند تا افراد دیگر را به طرف خود جذب نمایند. برخی از تاریخ دانان بر این عقیده‌اند که توسعه کشاورزی باعث به وجود آمدن تمدنها گردید.
کشاورزی گذرا (نوبتی)
در بعضی از مناطق کره زمین، بعضی از قبایل درختان جنگل‌ها را می‌سوزانند و یا قطع می‌کنند و فضایی را که قبلا جنگل بوده‌است، به زمین‌های کشاورزی تبدیل کرده و در آن کشاورزی می‌کنند. البته این نوع کشاورزی چندان دوام نداشته و خیلی زود به دلیل رویش سریع درختان و گیاهان هرز دیگر و کم قوت بودن زمین، دست از کشاورزی می‌کشند و آن مکان را ترک می‌کنند و به محل دیگری می‌روند و در آن مکان هم همین کار را تکرار می‌کنند و این نوع کشاورزی کم‌کم باعث تخریب زیست بومهای جنگلی می‌شود. به این نوع کشاورزی در اصطلاح کشاورزی گذرا یا نوبتی گویند.
سیستم‌های تولید دام
حیواناتی مانند قاطر، لاما، اسب، شتر، گاو، گوسفند و خوک و سگ را برای استفاده از گوشتشان و یا محصولات دامی (مانند شیر، پشم و …) پرورش می‌دهند. یک نوع پرورش، پرورش دادن دام در مراتع می‌باشد و آن در صورتی است که نتوان از آن زمین استفاده دیگری نمود که در این صورت دام را در مراتع رها می‌کنند تا از علوفه موجود در مراتع تغذیه نماید در عوض کود دامی حاصله می‌تواند برای مرتع مفید می‌باشد.
تقریبا ۶۸ ٪ از مراتع دائمی مورد استفاده دام هستند.
فرایند تولید
خاکورزی: عمل شخم خاک را برای آماده‌سازی کاشت و یا برای اختلاط مواد مغذی و یا برای کنترل آفات انجام می‌دهند.
بهره‌وری توسط با افزودن کود شیمیایی و کنترل علفهای هرز افزایش می‌یابد و خاک را بیشتر مستعد فرسایش، تجزیه مواد آلی آزاد، دی اکسید کربن و کاهش فراوانی و تنوع موجودات زنده می‌کند.
مبارزه با آفات: شامل مدیریت علفهای هرز، حشرات و بیماری می‌شود.
برای این کار از روشهای شیمیایی (حشره کش)، بیولوژیکی (کنترل بیولوژیکی)، مکانیکی (کشت)، و روشهای فرهنگی استفاده می‌شود. روشهای فرهنگی شامل تناوب کشت، وجین، پوشش محصولات زراعی، به زراعی، کمپوست، پیشگیری و مقاومت می‌باشد. روشهای غیر شیمیایی و پیشگیری بهتر است به این دلیل که باعث کاهش محصول نمی‌گردد و روشهای پیشگیرانه‌است و روش شیمیایی تنها زمانی توصیه می‌شود که راه دیگری باقی نمانده باشد.
مدیریت: شامل هر دو منبع ورودی‌های مواد مغذی هم برای تولید محصولات زراعی و هم دام است، و همچنین شامل روش استفاده از کود تولید شده توسط دام است.
ورودی‌ها می‌توند شامل، عناصر شیمیایی، کودهای آلی، کود سبز، کمپوست و مواد معدنی باشد.
همچنین تناوب و یا دوره آیش را باید در مدیریت در نظر گرفت.مدیریت آب: در دنیا این که آب باران کافی است یا نیاز به منابع دیگری هم هست بسته به منطقه متفاوت می‌باشد.
علم کشاورزی
علم کشاورزی دانشی گسترده‌است که از بخشهایی شامل علوم طبیعی، دقیق، اقتصادی و نوعی از روابط اجتماعی است که در درک درستی از کشاورزی به کار می‌رود (دامپزشکی بنا به تعریف جزء این شاخه نیست)
گیاه‌شناسی
گیاه‌شناسی یا علوم گیاهی یکی از رشته‌های زیست‌شناسی است که به مطالعه و بررسی زندگی و رشد و نمو گیاهان می‌پردازد. گیاه‌شناسی دربرگیرنده شاخه‌های بسیاری از علوم زیستی است که به بررسی گیاهان، جلبکها و قارچها می‌پردازند. از زیرشاخه‌های گیاه‌شناسی می‌توان به ریخت‌شناسی، فیزیولوژی، سیستماتیک و گرده‌شناسی اشاره نمود.
تاریخچه
اولین اقدامات مربوط به گیاه‌شناسی که در حدود ۳۰۰ سال قبل از میلاد نوشته شده دو رساله بزرگ توسط تئوفراستوس (فیلسوف یونانی) دیده می‌شود: درباره تاریخچه گیاهان (Historia Plantarum) و درباره اهداف گیاهان. این دو کتاب روی هم بیشترین تأثیر را در دوران باستان و قرون وسطی در علم گیاه‌شناسی داشته‌اند. Dioscorides نویسنده رومی شواهد مهمی مبنی بر دانش یونانیان و رومیان درباره گیاهان دارویی ارائه می‌دهد.
رابرت هوک در سال ۱۶۶۵ با استفاده از یک میکروسکوپ ابتدایی، سلول را در چوب پنبه و اندک زمانی بعد در بافت گیاه زنده کشف کرد. او با نگاه به یک برش باریکی از چوب پنبه نوشت : من توانستم تعداد بسیار زیادی منفذ و سوراخ در آن مشاهده کنم که بیشتر شبیه کندوی عسل هستند. این روزنه‌ها یا سلولها عمق زیادی نداشتند اما تعداد بسیار زیادی جعبه کوچک محسوب می‌شوند. (Leonhart Fuchs) نویسنده آلمانی ، (Conrad Gessner) نویسنده سوئیسی و (Nicholas Culpeper) و (John Gerard) نویسندگان انگلیسی یک کتاب گیاهی منتشر کردند که اطلاعاتی را درباره گیاهان داروئی ارائه می‌کرد.
تاکسونومی: یا سیستماتیک گیاهی با نامگذاری و تقسیم بندی گیاهان سرو کار دارد.
ریخت‌شناسی گیاهی: شکل و ساختمان و توسعه آنها همراه با روابط قسمت‌های گیاهان با یکدیگر را بررسی می‌کند. و شامل مطالعه کالبدشناسی، سیتولوژی و جنین‌شناسی گیاهی است.
ریخت‌شناسی گیاهی: اعمال این عیسم و تولید مثل در گیاهان است.
بیماری‌شناسی گیاهی: با امراض نباتی سروکار دارد.
بوم‌شناسی: علم بررسی روابط موجودات زنده با محیط اطرافشان می‌باشد.
ژنتیک گیاهی: با مطالعه توارث در گیاهان سروکار دارد.
قارچ‌شناسی: علم مطالعه قارچها می‌باشد.
جلبک‌شناسی: علم مطالعه جلبکها
سبزی
به گیاهان خوراکی معمولاً سبز رنگ که در تهیه خوراکها، دسرها و سایر خوردنی‌ها به کار می‌رود، اصطلاحاً سبزی می‌گویند. از سبزی‌ها در پخت برخی غذاها مثل: قرمه سبزی، انواع کوفته، انواع کوکو و انواع آش و هم چنین تهیه انواع ترشی استفاده می‌شود. علاوه بر این، در ایران و برخی کشورهای آسیای میانه، برخی از این سبزی‌ها را به صورت خام و در قالب دسر همراه غذا میل می‌کنند که به سبزی خوردن شناخته می‌شود.
غلات
غَلات گیاهانی از خانواده گندمیان هستند که گیاهان علفی تک لپه‌ای بوده و دانه‌های ریز آنها، مصرف خوراکی دارد. غلات گیاهانی یک ساله هستند، یعنی چرخهٔ زندگی خود را در یک فصل زراعی به پایان می‌رسانند.
گونه‌های سردسیری غلات (گندم، جو و چاودار) در فصل پاییز و اوایل بهار کشت شده و در اواسط تا اواخر تابستان هم برداشت می‌شوند. گونه‌های گرمسیری غلات (برنج، ذرت، ذرت خوشه‌ای و ارزن) نیز با توجه به شرایط آب و هوایی در اواخر بهار یا اوایل تابستان کشت شده و اواخر تابستان یا اوایل پاییز هم برداشت می‌شوند.
تاریخچه
هزاران سال است که این گونه گیاهان، در تأمین غذای بشر نقش حیاتی ایفا می‌کنند. باستان شناسان جوامع ابتدایی توانسته‌اند از ویرانه‌های قدیمی مراکز سکونت انسان، دلایلی به دست آورند که نشان می‌دهد غلات در تمدن‌های اولیه بشری هم کشت می‌شده‌اند و برای مثال، گندم در سرزمین حاصلخیز میانرودان به عمل می‌آمده است. میانرودان امروزه بخشهایی از ترکیه، عراق، سوریه و ایران را تشکیل می‌دهد. شواهد به دست آمده نشان می‌دهد که در ۱۶٫۰۰۰ تا ۱۰٫۰۰۰ سال قبل از میلاد، انسان ما قبل تاریخ در این ناحیه گندم تولید می‌کرده است.
همچنین هر جا که جامعه‌ای تشکیل شده، یکی از انواع غلات در پیدایش آن نقش داشته اند. مثلاً برنج در تشکیل جوامع نخستین کشور چین و ذرت هم در تشکیل جوامع آفریقایی مؤثر بوده اند.
اهمیت امروزی غلات
در بسیاری از کشورهای آسیایی و آفریقایی، بیش از ۸۰ درصد غذای مردم از غلات تأمین می‌گردد. سهم غلات در غذای مردمان اروپایی ۴۵ تا ۵۵ درصد بوده و در ایالات متحده آمریکا تقریباً ۲۰ تا ۳۰ درصد می‌باشد.
امروزه نزدیک به ۷۰ درصد سطح زیر کشت یک میلیارد هکتاری جهان را غلات اشغال نموده اند. تقریباً نیمی از کل نیازهای غذایی انسان به ویژه در آسیا به طور مستقیم از غلات تأمین می‌گردد.
همچنین تولید غلات در مقایسه با دیگر فراورده‌های غذایی از جمله گوشت، تخم مرغ، شیر و... بسیار بیشتر است. تولید سالانه غلات در جهان، بیش از یک میلیارد و هفتصد میلیون تن می‌باشد. گندم، برنج و ذرت سه محصول مهم هستند که هر کدام تقریباً یک چهارم تولید سالانه غلات را تشکیل می‌دهند.
برنج، غذای عمده و روزمره مردم نواحی گرم و مرطوب است. این غله معمولاً در زمین‌هایی تولید می‌شود که بتوان آنها را در برخی فصول سال غرقاب یا گل- آب نمود. گندم به عنوان غله‌ای سازگار، عمدتاً در زمین‌های چمن طبیعی و همچنین در مناطقی که آب و هوا برای کشت ذرت مناسب نیست، به عمل می‌آید. گندم از غلاتی است که در نواحی سرد هم کشت می‌شود. این غله در سراسر جهان در فصول مختلفی کشت می‌شود، به طوریکه در هر ماه از سال، گندم در یکی از نقاط جهان در حال برداشت می‌باشد. ذرت هم به عنوان یک گیاه گرمسیری، در مناطقی که رطوبت و حرارت کافی در فصل زراعت فراهم باشد، رشد می‌نماید.
ارزش غذایی غلات
غلات منبع انرژی برای انسان هستند. در کشورهای در حال توسعه، این دسته مواد تمام رژیم غذایی را در بر می‌گیرند. غلات حاوی هیدرات کربن، پروتئین، چربی، مواد معدنی و انواع ویتامین هستند که البته ضمن مراحل مختلف نگهداری و تهیه، ممکن است بخشی از مواد مغذی مذکور از بین برود.
دانه غلات که کاریوپس یا گندمه نام دارد، منبع خوبی برای تغذیه انسان می‌باشد. میزان پروتئین برنج از گندم کمتر است. میزان ویتامین‌های ضروری (از جمله تیامین) برنج صیقل داده شده هم از برنج قهوه‌ای کمتر می‌باشد، چون سبوس خود دارای ویتامین‌های گوناگونی است که در مرحلهٔ صیقل دهی از برنج جدا می‌گردد.
البته به خاطر داشته باشید که با وجود همهٔ موادی که ذکر شد، غلات غذای کاملی بشمار نمی‌آیند. مصرف این مواد به تنهایی نمی‌تواند یک رژیم غذایی متعادل و کامل محسوب گردد. میزان پروتئین و در واقع اسیدهای آمینه غلات و همچنین ویتامین موجود در آنها محدود است. برای این که یک فرد بالغ بتواند ۶۵ تا ۸۰ گرم پروتئین مورد نیاز خود را تنها از طریق غلات تأمین کند، باید مقدار بسیار زیادی از این دسته مواد بخورد که در عوض، به دلیل این که غلات حاوی هیدرات کربن هستند، فرد ممکن است چاق شود. بسیاری از پروتئین‌های گیاهی به همین دلیل که اسیدهای آمینه کافی ندارند نمی‌توانند به تنهایی در رژیم غذایی افراد مورد استفاده قرار گیرند، بلکه در کنار آنها باید از پروتئین‌های حیوانی و سبزیجات و حبوبات هم استفاده نمود. البته پروتئین‌های حیوانی که از انواع حیوانات تأمین می‌شوند، خود متکی بر منابع گیاهی و از جمله غلات هستند. چون اغلب از انواع گیاهان و غلات، به عنوان خوراک دام استفاده می‌شود.
امروزه مهندسین ژنتیک سعی می‌کنند تا با اصلاح نباتات، غلاتی با پروتئین‌هایی که اسیدهای آمینهٔ ضروری بیشتری داشته باشند، تولید نمایند. مقدار دو اسید آمینه ضروری به نام‌های لیسین و ایزولوسین در غلات کم است و تمام متخصصین اصلاح نباتات تلاش می‌کنند غلاتی که میزان بیشتری از این دو نوع اسید آمینه داشته باشند را تولید نمایند.
غلات بیشترین شکل انرژی خود را به صورت نشاسته عرضه می‌کنند. استفاده از دانه کامل غلات، منبع خوبی برای فیبر گیاهی و اسیدهای چرب ضروری می‌باشد. از برنج به صورت پخته یا آرد برنج استفاده می‌شود. معمولاً غلات را برای استفاده تبدیل به آرد می‌کنند. گندم یکی از این غلات است که بیشتر آرد آن به کار می‌رود. از انواع غلات آرد شده در تهیهٔ نان، پاستا، دسر، پیراشکی، کلوچه و... استفاده می‌کنند. البته آرد را گاهی از سیب زمینی، شاه بلوط، حبوبات و... هم تهیه می‌کنند.
آب و هوای مناسب برای رشد غلا
عوامل مختلف آب و هوایی قادرند طرز رشد، میزان عملکرد و همچنین کیفیت محصول را تحت تأثیر قرار دهند. بنابراین تولید اقتصادی هر نوع غله در هر ناحیه، کاملاً تابع شرایط آب و هوایی می‌باشد. گندم، جو و چاودار که به دلیل کوچک بودن بوته‌شان، غلات کوچک نام می‌گیرند، به بارندگی سالیانه ۳۰۰ تا ۱۳۰۰ میلیمتر نیاز دارند و به صورت دیم هم کشت می‌شوند.
برنج به حرارت و بارندگی کافی (یا آبیاری کافی) نیاز دارد. معمولاً برنج در نواحی که سالانه نزدیک به ۱۰۰۰ میلیمتر یا بیشتر بارندگی دارند کشت می‌شود. ذرت هم با این که یک گیاه گرمسیری است در آب و هوا و ارتفاعات مختلف از نواحی پست تا ارتفاع ۳۰۰۰ متری از سطح دریا کشت می‌گردد.
جو از همهٔ غلات مقاوم تر است و می‌توان آن را حتی در کشور سیبری هم کاشت. گندم از همهٔ غلات رایج تر است. معمولاً گیاهان سردسیری را در نواحی گرمسیری، البته در نواحی بلند و خنک کوهستانی می‌کارند که در این صورت، کشاورزان می‌توانند به دلیل شرایط مساعد و خنکی کوهستان‌های نواحی گرمسیر، هر ساله چند بار غلات بکارند.
غلات گرمسیری را در نواحی پست گرمسیری که آب و هوای معتدلی دارند می‌کارند و همچنین می‌توان این غلات را در نواحی معتدل، البته در فصل‌هایی که سرما و یخبندان نباشد کشت نمود. معمولاً این دسته انواع بهاره و زمستانی دارند.
ساختمان دانه غلات
دانه غلات، میوه خشکی است که اصطلاحاً به آن گندمه و به زبان عامیانه دانه یا غله می‌گویند. این دانه دارای چندین لایه خارجی بوده که خارجی‌ترین لایه را پریکارپ می‌نامند و همچنین دو قسمت به نام‌های آندوسپرم و گیاهک دارد. غشای تخمدان، پوست دانه و لایه آلورون که در مجموع سبوس را تشکیل می‌دهند، در مرحلهٔ تهیه آرد از غلات جدا می‌شوند. حتی گاهی گیاهک را هم از دانه جدا نموده و با سبوس مخلوط می‌نمایند. سبوسی که گیاهک داشته باشد، پروتئین بیشتری نسبت به آندوسپرم نشاسته‌ای دارد. چون پروتئین گیاهک از هر قسمت دیگری در دانه بیشتر است. آردی که در تهیهٔ آن از تمام قسمت‌های دانه غلات استفاده نموده باشند نسبت به آرد سفید، که برای تهیه آن سبوس و گیاهک را جدا نموده‌اند دارای مواد مغذی بیشتری می‌باشد.
مراحل رشد غلات
دوره رشد غلات شامل مراحل جوانه زنی، پنجه زنی، تشکیل روزت، ساقه رفتن، تشکیل گل و تشکیل میوه است که هر کدام از این مراحل را به اختصار در اینجا توضیح می‌دهیم:
جوانه زنی: این مرحله با نفوذ ریشه در پوست دانه و غشای تخمدان آغاز می‌شود. ریشهٔ اولیه چندان پر پشت نیست، اما ریشه‌های ثانویه که شامل ریشه‌های نا بجا هم می‌شود، در مراحل اولیه رشد به وجود خواهند آمد که این ریشه‌های ثانویه قوی تر بوده و قدرت کافی برای نگه داشتن گیاه در خاک را دارند.
پنجه زنی: پس از آن که اولین برگ‌های گیاه سطح خاک را شکافت و ساقه اصلی شروع به رشد نمود، مرحله پنجه زنی آغاز می‌گردد؛ یعنی جوانه‌های موجود در محل اتصال برگ‌های پایینی به ساقه، فعال شده و شروع به رشد می‌کنند.
تشکیل روزت: برگ‌های گیاه در فاصلهٔ دو مرحله پنجه زنی و ساقه رفتن رشد نموده و بلند می‌شوند و مجموعه‌ای برگ را در ابتدای ساقه ایجاد می‌کنند. این مرحله را تشکیل روزت می‌نامند.
ساقه رفتن: در این مرحله ساقه طویل می‌شود. در اوایل این مرحله، گل آذین هم تشکیل می‌شود. تشکیل گل آذین: در این مرحله گل آذین بوته از داخل غلاف خارج می‌شود. گل کردن غلات معمولاً زمانی که گل آذین داخل غلاف است یا بلافاصله پس از تشکیل گل آذین صورت می‌گیرد. گل‌های گیاهان خانواده گرامینه، به صورت گروهی به وجود می‌آیند. منظور از گل آذین، آرایش گل یا طرز قرار گرفتن گل روی ساقه است. مجموع چند گلچه که روی محور گل آذین است را سنبلچه می‌گویند.
میوه: زمانی که میوه می‌رسد، غشای تخمدان نازک شده و به پوست دانه می‌چسبد. این گونه میوهها را گندمه گویند، مثل دانه گندم، ذرت و چاودار. دانه بعضی غلات حتی پس از برداشت هم داخل غلاف باقی می‌ماند، مثل برنج و جو.
برداشت محصول
برداشت غلات باید به موقع صورت گیرد. برداشت زودتر یا دیرتر از موقع محصول، موجب کاسته شدن کیفیت آن می‌شود. تأخیر در برداشت غلات دانه ریز، سبب ریزش دانه، خوابیدگی یا شکستن بوته‌ها در کشتزار و بالاخره کاهش میزان ماده خشک می‌گردد. برداشت زود هنگام محصول هم موجب پایین آمدن کیفیت غلات می‌گردد.
وزن دانه‌ها تا زمان رسیدن دانه افزایش می‌یابد، ولی پس از آن رو به کاهش می‌گذارد. همچنین دانه‌های نارسی که زود هنگام برداشت می‌شوند، چه در کشتزار و چه در انبار بیشتر در معرض آسیب‌های ناشی از گرما و آفات از جمله کپک زدگی قرار می‌گیرند. زمان مناسب برای برداشت دانه، هنگامی است که آندوسپرم دانه‌های غلات سفت شده و میزان رطوبت آن هم به ۱۸ درصد رسیده باشد.
در کشورهای توسعه یافته برای دروی محصول تنها از وسایل مکانیکی همچون کمباین استفاده می‌شود. اما در کشورهای در حال توسعه از روشهای گوناگونی همچون استفاده از داس برای برداشت محصول استفاده می‌نمایند.
گوجه فرنگی
گوجه فرنگی (نام علمی: Solanum lycopersicum) میوه‌ای سرخ‌رنگ و آبدار است. این گیاه بومی آمریکای جنوبی و مرکزی است که طی دورهٔ استعماری اسپانیا به سایر نقاط جهان منتقل شد. انواع مختلف این گیاه امروزه در سراسر جهان پرورش داده می‌شود.
گوجه فرنگی سرشار از ویتامین سی و لیکوپن است. این میوه امروزه به روشهای محتلفی، به طور خام یا به‌عنوان یکی از مواد لازم برای تهیهٔ غذا، انواع سس و نوشیدنی مصرف می‌شود و بخش مهمی از رژیم غذایی مردم بسیاری از کشورها را تشکیل می‌دهد. کشت و پرورش این گیاه به طور کلی، مساحتی حدود سه میلیون هکتار را به خود اختصاص داده است، که نزدیک یک‌سوم کل مساحت مختص به کشت تره‌بار در جهان است.
با وجود این که گوجه فرنگی در علم گیاه‌شناسی یک میوه تلقی می‌شود، اغلب به‌عنوان تره‌بار شناخته می‌شود.
گوجه فرنگی به تیرهٔ سیب‌زمینیان تعلق دارد و از گیاهان چندساله است.
به علت اهمیت اقتصادی، این گیاه موضوع تحقیق و پژوهش‌های بسیاری قرار دارد و در علم ژنتیک به‌عنوان یکی از گیاهان الگو شناخته می‌شود. تحقیقات انجام‌شده بر این گیاه در سال ۱۹۹۰ به تولید نخستین نوع تراریختهٔ مجاز برای مصرف و تجارت در ایالات متحده آمریکا انجامید.
گیاه‌شناسی
تاریخچه
خاستگاه گوجه فرنگی آمریکای جنوبی می‌باشد. شواهد ژنتیکی نشان می‌دهند که اجداد گوجه فرنگی گیاهانی خودرو و علفی بودند که میوه‌های کوچک سبزرنگی داشتند و در نقاط کوهستانی پرو می‌روییدند. این گیاهان گونه‌های مختلفی از سرده پیشین Lycopersicon بودند. یکی از این گونه‌ها با نام علمی Solanum lycopersicum به مکزیک منتقل شد و پس از مدتی در آنجا توسط بومیان پرورش یافت.
تاریخ دقیق پرورش گوجه فرنگی برای اولین بار مشخص نیست. به نظر می‌رسد نخستین گوجه فرنگی پرورش‌یافته نوعی میوهٔ زردرنگ به اندازهٔ گوجه فرنگی‌های ریز گیلاسی بوده که توسط آزتک‌ها کشت می‌شده است. نوشته‌های برجامانده از این تمدن نشان می‌دهند که این میوه همراه با فلفل، ذرت و نمک آماده و مصرف می‌شد.
گوجه فرنگی حدوداً از ۵۰۰ سال پیش از مسیح در جنوب مکزیک پرورش داده می‌شد. بومیان پوئبلو بر این باور بودند که کسانی که دانه‌های گوجه فرنگی را مصرف می‌کردند با نیروهای خدایان متبرک می‌شدند.
در مورد انتقال گوجه فرنگی به اروپا نظریه‌های متفاوتی وجود دارد. برخی از تاریخ‌دانان بر این عقیده هستند که ارنان کورتس، مکتشف اسپانیایی، این میوه‌های کوچک زردرنگ را پس از تصرف شهر تنوکتیتلان، پایتخت آزتک‌ها در سال ۱۵۲۱، به اروپا منتقل کرد. نظریهٔ دیگر این است که کریستف کلمب در سال ۱۴۹۳ نخستین فردی بود که این گیاه را به اروپا منتقل کرد. قدیمی‌ترین مدرک که از وجود گوجه فرنگی در اروپا اطلاع می‌دهد کتابی در مورد گیاه‌شناسی است که در سال ۱۵۴۴ توسط پیِترو آندرئا ماتیولی، پزشک و گیاه‌شناس ایتالیایی نوشته شده است. وی در دست‌نوشتهٔ خود از این میوه با عنوان pomo d’oro، به معنای سیب طلایی یاد کرده است.
توزیع توسط اسپانیایی‌ها
پس از ساکن شدن در آمریکای لاتین، اسپانیایی‌ها گوجه‌فرنگی را در اوایل قرن شانزدهم در مستعمره‌های مختلف خود در کارائیب توزیع کردند. آنها همچنین آن را به اروپا و جزایر فیلیپین منتقل کردند که از آنجا به آسیای جنوب شرقی و سپس سراسر آسیا انتقال داده شد. گوجه فرنگی به آسانی در آب‌وهوای مدیترانه‌ای رشد کرد و از حدود سال ۱۵۴۰ در این منطقه پرورش داده شد.
این میوه در همان ابتدا پس از توزیع به اروپا مورد مصرف خوراکی قرار گرفت و در اوایل قرن هفدهم میلادی برای تهیهٔ غذا در اسپانیا استفاده می‌شد. نخستین کتاب آشپزی کشف شده که شامل دستورهایی برای پخت غذا با گوجه فرنگی بوده است در سال ۱۶۹۲ در ناپل منتشر شد. به نظر می‌رسد نویسندهٔ این کتاب این دستورها را از منابع اسپانیایی به‌دست آورده باشد. با این وجود این میوه در برخی نقاط چون فلورانس صرفاً مصرف تزئینی داشت و تنها در اواخر قرن هفدهم یا اوایل قرن هجدهم برای مصرف خوراکی مورد استفاده قرار گرفت.
بریتانیا
گوجه فرنگی تنها در اوایل سال ۱۵۹۰ در بریتانیا پرورش داده شد. یکی از نخستین کسانی که آن را کشت کرد جراحی به نام جان جرارد بود که در سال ۱۵۹۷ کتابی در مورد گیاه‌شناسی منتشر کرد که به موضوع این گیاه نیز می‌پرداخت. وی می‌دانست که گوجه فرنگی در اسپانیا و ایتالیا خورده می‌شود؛ با این وجود اعتقاد داشت که این میوه سمی است. در واقع این گیاه حاوی میزان کمی توماتین، نوعی گلیکوآلکوئید سمی است که معمولاً خطرناک نمی‌باشد. دیدگاه جرارد بر افکار عمومی تأثیر گذاشت و این گیاه در بریتانیا و مستعمره‌های آن در آمریکای شمالی به عنوان خوراکی ناسالم شناخته شد.
در اواسط قرن هجدهم، گوجه فرنگی به طور گسترده در بریتانیا خورده می‌شد. در همین قرن دانشنامه بریتانیکا دربارهٔ این میوه چنین نوشت که از گوجه فرنگی به طور روزانه در سوپ‌ها و نیز به‌عنوان چاشنی استفاده می‌شود. در عصر ویکتوریا، میزان پرورش گوجه فرنگی در گلخانه به حد صنعتی رسید.
آمریکای شمالی
قدیمی‌ترین مدارک مربوط به کشت گوجه فرنگی در شمال آمریکا به سال ۱۷۱۰ در کارولینای جنوبی برمی‌گردد. ممکن است این گیاه از طریق کارائیب به آمریکای شمالی رسیده باشد. در اواسط این قرن، برخی از مردم هنوز بر این باور بودند که گوجه فرنگی سمی است، و به طور کلی این گیاهان بیشتر جنبهٔ زینتی داشتند تا مصرف خوراکی. توماس جفرسون، از بنیادگذاران ایالات متحده آمریکا مقداری از دانه‌های گوجه فرنگی را که در پاریس خورده بود به آمریکا فرستاد.
به‌علت شرایط آب‌وهوایی، برخی ایالات چون فلوریدا و کالیفورنیا عمدتاً تبدیل به تولیدکنندگان گوجه فرنگی شدند. دانشگاه کالیفرنیا در دیویس به یکی از مراکز اصلی پژوهش در مورد گوجه فرنگی تبدیل شده است.
خاورمیانه
گوجه فرنگی در اوایل قرن نوزدهم در خاورمیانه توزیع شد و غالباً به عنوان یکی از مواد لازم برای پخت غذا مصرف می‌شد.
ایران
این گیاه از دو طریق وارد ایران شد: راه اول از طریق ترکیه و ارمنستان، و راه دوم از طریق سفرهای مکرر خاندان قاجار به فرانسه بود. نام اولیهٔ گوجه فرنگی در ایران بادمجان ارمنی یا
رومی بود.در دوره قاجاریه، افراد خاندان معیری برای نخستین بار گوجه‌فرنگی را در مزرعه‌ای (که محوطهٔ فرودگاه مهرآباد کنونی است) پرورش دادند.
فیزیولوژی ورزشی
فیزیولوژی ورزشی به ۴ بخش فراگیر تقسیم می‌شود: آمادگی جسمانی، فیزیولوژی ماهیچه‌ها، فیزیولوژی گردش خون،
فیزیولوژی تنفس
بدن انسان برای اینکه بتواند نقش خود را به طور مؤثر در زندگی ایفا کند باید از آمادگی جسمانی خوبی برخوردار باشد یعنی به طور مداوم انرژی لازم را در اختیار داشته باشد تا بتواند وظایف خود را به نحو احسن انجام دهد. وقتی سخن از آمادگی جسمانی به میان می‌آید مقصود از آن داشتن چنان قلب، رگ‌های خونی و ششها و ماهیچه‌هایی است که بتوانند وظایف خود را به خوبی انجام دهند و با شور و نشاط تمام در فعالیت‌ها و تفریحات سالمی شرکت کنند که افراد عادی و غیر فعال از انجام آنها ناتوانند. عوامل متعددی در آمادگی جسمانی مؤثر است اما چهار عامل بیش از عوامل دیگر در این میان ایفای نقش می‌کنند این عوامل عبارت‌اند از (نیروی ماهیچه، استقامت ماهیچه، انعطاف ماهیچه و استقامت قلبی ریوی) می باشد.
نیروی ماهیچه
همانطور که می‌دانید حدود ۴۰ درصد وزن بدن را ماهیچه تشکیل می‌دهد این ماهیچه‌ها در خود تولید انرژی می‌کنند که این نیرو، نیروی ماهیچه نامیده می‌شود که البته قابل اندازه‌گیری نیز هست. مهم‌ترین عامل شناخته شده در آمادگی جسمانی استعداد و توانایی ماهیچه‌ها در وارد کردن نیرو یا مقاومت در برابر آن است. تمرینات قدرتی از عواملی است که سبب حجیم شدن تارهای ماهیچه‌ای می‌شود و توانایی فرد را در تولید نیروی بیشتر افزایش می‌دهد، این افزایش می‌تواند به دلایل عصبی (فراخوانی تارهای بیشتر و تحریک واحدهای عصبی-ماهیچه‌ای بزرگتر)باشد یا به دلیلی مثل افزایش رها سازی یون کلسیم یا افزایش تماس تارهای اکتین و می‌وزین. قدرت ماهیچه اهمیت بسیاری در ورزشهای مختلف و البته فعالیتهای روزانه دارد بسیاری از مردان و حتی زنان از ماهیچه‌ها بازو و سرشانه ضعیفی برخوردار هستند که باعث ضعف در فعالیتهای ورزشی و روزانه و ایجاد درد و بیماری در سنین بالا می‌شود..
استقامت ماهیچه
ماهیچه‌ها در خود انرژی ذخیره می‌کنند. این عمل به ماهیچه‌ها امکان می‌دهد که مدت زیادی به فعالیت خود ادامه دهند. این عمل ماهیچه‌ها را استقامت ماهیچه‌ای گویند. استقامت ماهیچه‌ای عبارت است از ظرفیت یک ماهیچه یا گروهی از ماهیچه‌ها برای انقباض مداوم. معمولاً استقامت ماهیچه را با قدرت ماهیچه‌ای اشتباه می‌گیرند ولی باید توجه کرد که معمولاً استقامت ماهیچه‌ای عبارت است از توانایی در کاربرد قدرت و نگهداری این توانایی برای مدت نسبتاً طولانی. برای مثال در فعالیتهایی چون: برف پارو کردن، چمن زدن، نظافت و یا حرکات ورزشی چون دراز و نشست، بالا کشیدن بدن در حالت بارفیکس و... استقامت ماهیچه‌ای نقش اساسی دارد که می‌شود با تمرینات منظم ورزشی آن را افزایش داد.
انعطاف ماهیچه
توانایی در کاربرد ماهیچه‌ها در وسیعترین دامنه حرکت آنها به دور مفصلها را انعطاف پذیری گویند. این عامل در آمادگی جسمانی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. با تمرینات ورزشی میزان توانایی مفاصل بدن در خم شدن و چرخیدن بیشتر می‌شود و در نتیجه کارایی ماهیچه‌ها بهبود می‌یابد اگر مفاصل از انعطاف کمی برخوردار باشند محدودیت حرکتی برای بدن ایجاد می‌شود. انعطاف پذیری در فعالیتهای روزانه چون باغبانی، خانه داری، فعالیتهای ورزشی که احتیاج به نرمی و انعطاف پذیری دارند مؤثر است. که البته این نقش در فعالیتهای ورزشی چون ژیمناستیک، دو و میدانی و... پر رنگ تر می‌شود.
استقامت قلبی و ریوی
بسیاری از دانشمندان و صاحب نظران ورزشی عقیده دارند که عامل استقامت قلبی ریوی در آمادگی جسمانی بیش از عوامل دیگر اهمیت دارد و بعضی دیگر دقیقاً بر عکس این نظریه مهر تأیید زدند. اما تجربه نشان داده‌است که استقامت قلبی ریوی از عوامل اساسی آمادگی جسمانی است و با تمرینات استقامتی شدید و سنگین می‌توان آن را ارتقاء بخشید.
فیزیولوژی ماهیچه
ماهیچه‌ها دستگاهی هستند که مواد غذایی را از صورت شیمیایی به صورت انرژی مکانیکی یا کار تبدیل می‌کنند. می‌دانیم که حرکات بدن از انقباض ماهیچه‌ها حاصل
در بخش ماهیچه‌ها مخطط ۲ مطلب را بررسی می‌کنیم: ۱- انقباض ماهیچه، ۲- منابع انرژی ماهیچه.
انقباض ماهیچه: اگر طول ماهیچه به هنگام انقباض تغییر نکند این انقباض را (هم طول) می‌گویند. در این نوع انقباض جسم مقاوم جابه جا نمی‌شود تمام انرژی حاصل از انقباض به حرارت تبدیل می‌شود. ولی اگر انقباض ماهیچه به کوتاه شدن آن منجر شود آن انقباض را (هم تنش) می‌گویند که باعث می‌شود جسمی که در برابر ماهیچه قرار می‌گیرد جابه جا شود. سرعت انقباض ماهیچه با مقدار وزنه‌ای که در مقابل آن قرار می‌گیرد رابطه عکس دارد. اگر هیچ نیرویی در برابر ماهیچه قرار نگیرد ماهیچه سریعاً منقبض می‌شود ولی اگر به تدریج نیروی مخالف افزایش می‌یابد از سرعت انقباض کاسته می‌شود. تا اینکه اگر میزان نیروی مخالف برابر با نیروی ماهیچه شود سرعت کوتاه شدن یا انقباض به صفر خواهد رسید.
منابع تامین انرژی
ماهیچه برای آنکه به حالت انقباض درآید احتیاج به انرژی دارد. منبع اصلی انرژی ماهیچه آدنوزین تری فسفات است که به مقدار کمی در ماهیچه وجود دارد ولی به مقدار زیادی انرژی آزاد می‌کند. کراتین فسفات منبع انرژی دیگری است که در سلولهای ماهیچه‌ای ذخیره می‌شود. اگر مقدار آدنوزین تری فسفات در سلول بیش از اندازه لازم باشد انرژی اضافی صرف تولیدکراتین فسفات می‌شود و در نتیجه مقدار بیشتری از انرژی ذخیره خواهد شد. به مجرد ذخیره آدنوزین تری فسفات در ماهیچه کراتین فسفات موجود به سرعت و سهولت به آدنوزین تری فسفات تبدیل می‌شود و در نتیجه کراتین فسفات باعث ثابت ماندن مقدار آدنوزین تری فسفات ماهیچه می‌شود. انرژی حاصل از کراتین فسفات و آدنوزین تری فسفات برای مدت کوتاهی انرژی لازم را تأمین می‌کنند پس در فعالیتهای شدید بدنی که بیش از چند دقیقه طول می‌کشد باید منبع دیگری از انرژی وجود داشته باشد. این انرژی از تجزیه گلیگوژن حاصل می‌شود و چون این واکنش در مجاورت اکسیژن قرار می‌گیرد آن را هوازی یا (با اکسیژن) می‌گویند. اگر اکسیژن به اندازه کافی برای این واکنش‌های شیمیایی وجود نداشته باشد در ماهیچه اسیدلاکتیک تولید می‌شود. قسمت اعظم این اسیدلاکتیک مجدداً به گلوکز و گلیگوژن تبدیل می‌شود و مقداری از آن در ماهیچه بر جای می‌ماند. در ورزشهای سخت و طولانی و مخصوصاً افرادی که از آمادگی جسمانی کمی برخوردارند خستگی ماهیچه‌ها بعد از ورزش مربوط به اسیدلاکتیک باقی‌مانده در ماهیچه‌است، میزان خستگی با مقدار اسیدلاکتیک موجود در ماهیچه رابطه مستقیم دارد.
تولید انرژی در بدن به ۳ طریق انجام می‌گیرد که ۲ طریق آنها برای تولیدآدنوزین تری فسفات نیاز به اکسیژن ندارند (بی هوازی) و در سومین طریقه وجود اکسیژن کاملاً ضروری است که به آن (هوازی) گویند:
سیستم تامین انرژی فسفاژن ATP-Pc
در ورزشهایی چون: پرتاب نیزه، پرتاب دیسک، دو ۱۰۰ متر و شیرجه یا فعالیتهایی که زمان اجرای آن بسیار کم است (حدود ۱۰ ثانیه) و با حداکثر شدت انجام می‌شوند انرژی مورد نیاز را از این سیستم تأمین می‌کنند. آدنوزین تری فسفات وکراتین فسفات موجود در ماهیچه به صورت ذخیره وجود دارند و به هنگام فعالیت انرژی مورد لزوم را تهیه می‌کنند. در این سیستم برای تأمین انرژی احتیاجی به حضور اکسیژن نیست (بی هوازی)
سیستم تامین انرژی بی هوازی(اسیدلاکتیک)
در ورزشهایی که زمان اجرای آنها بین ۱ تا ۳ دقیقه طول می‌کشد انرژی مورد نیازشان را از این طریق تأمین می‌کنند مثل دوهای ۴۰۰ و۸۰۰ متر وکشتی. هنگام اجرای این فعالیت‌ها اکسیژن به قدر کافی در ماهیچه موجود نیست از اینرو گلوکز موجود در ماهیچه به اسیدلاکتیک و آدنوزین تری فسفات تبدیل می‌شود. در حقیقت در این سیستم گلوکز عامل اصلی تأمین کننده انرژی ماهیچه‌است.
سیستم تامین انرژی هوازی
هر موجود زنده‌ای برای ادامه زندگی و فعالیت احتیاج به اکسیژن دارد. بعد از چند دقیقه که اکسیژن به بدن نرسد، نه آدنوزین تری فسفات در بدن ساخته می‌شود و نه انرژی وجود دارد و در نتیجه زندگی پایان می‌یابد. در ورزشهایی که بیش از ۳ دقیقه طول می‌کشد ماهیچه‌ها انرژی مورد نیاز را از تجزیه مواد غذایی در مقابل اکسیژن بدست می‌آورند. در دوهای ماراتن، کوهنوردی و... آدنوزین تری فسفات مورد نیاز ماهیچه‌ها از این طریق تأمین می‌گردد. پروتئین‌ها، گلیگوژن و چربیها از جمله مواد غذایی هستند که در این سیستم مورد استفاده قرار می‌گیرد و بیشترین مقدار تولید آدنوزین تری فسفات را نیز دارد.
برگشت به حالت اولیه و وام اکسیژن
همانطور که گفته شد برای اینکه بدن از حالت استراحت به حالت فعالیت درآید واکنش‌های متعددی در ماهیچه صورت می‌گیرد تا انرژی لازم کسب شود. همچنین برگشت بدن از حالت فعالیت به حالت استراحت نیز بسیار مهم است که آن را برگشت به حالت اولیه یا تجدید قوا (Recovery) گویند. ذخیره اکسیژن بدن هنگام فعالیتهای شدید به مصرف سوخت و ساز بدن می‌رسد؛ در نتیجه هنگام استراحت مقدار اکسیژنی که از ذخیره بدن گرفته شده‌است باید دوباره به بدن باز گردد و اسیدلاکتیک جمع شده در ماهیچه‌ها نیز باید از سلولهای ماهیچه‌ای خارج شودکه البته هر دو نیز هوازی هستند. انرژی از دست رفته بدن را وام اکسیژن (Oxygen Debt) گویند. مقدار وام اکسیژن برابر است با مقدار اکسیژن مورد نیاز در هنگام فعالیت؛ اگر نوع فعالیت شخص ملایم، طولانی و یکنواخت باشد بدن می‌تواند انرژی مورد نیاز را از هوا بگیرد و وام اکسیژن به وجود نمی‌آید والی اگر فعالیت شخص شدید باشد به طوری که او مجبور باشد با کمبود انرژی به فعالیت خود ادامه دهد مبتلا به وام اکسیژن می‌شود. مدت زمانی که طول می‌کشد تا بدن به حالت اول برگردد بستگی به مدت، شدت و آمادگی جسمانی فرد دارد؛ بعد از فعالیت‌ها در ۲ یا ۳ دقیقه اول مصرف اکسیژن به شدت پایین می‌آید اما از این شدت به تدریج کاسته می‌شود تا به حالت یکنواخت برسد. اگر شخص بعد از فعالیت ورزشی خود، به جای استراحت، کار ساده‌ای مثل راه رفتن یا دویدن آرام (سرد کردن) را انجام دهد اسیدلاکتیک موجود در بدن زودتر از بین می‌رود (در این مورد در فصل علم تمرین به طور کامل توضیح داده شده‌است)
فیزیولوژی دستگاه گردش خون
دستگاه گردش خون از رگها و قلب تشکیل شده که خون تیره و روشن در آنها جریان دارد. قلب به صورت تلمبه‌ای قوی خون روشن را از راه سرخرگ آئورت و سرخرگ ششی به بدن می‌فرستد و از طرفی سیاهرگهای اجوف فوقانی و تحتانی خون تیره را از بدن به قلب بر می‌گردانند. به استثنای سیاهرگ ششی که خون روشن و تیره را از ششها به قلب بر می‌گرداند. یاخته‌های بدن پیوسته در حال فعالیت اند و برای ادامه حیات و فعالیت خود موادی را می‌سوزانند و مواد دیگری را دفع می‌کنند دستگاه گردش خون عهده دار رساندن مواد سوختنی به سلولها و خارج کردن مواد زائد است. قلب از چهار حفره تشکیل شده‌است. دو حفره در طرف راست و دو حفره در طرف چپ. دو حفره بالایی را دهلیز و دو حفره پایینی را بطن می‌گویند. بطن باعث به حرکت درآمدن خون در بدن می‌شود و اگر بطن از انقباض بیفتد خون از گردش خواهد ایستاد. شکل قلب شبیه مخروطی است که قاعده آن در بالا و نوک آن در پایین در انتهای بطن‌ها است. در موقع ضربان دو دهلیز با هم منقبض می‌شوند و بعد از مدت نسبتاً کوتاهی دو بطن منقبض می‌شوند بعد از این انقباض توقف بیشتر و طولانی تری وجود دارد که به منزلة استراحت قلب است. مدت انقباض بطن‌ها در افراد بالغ ۳/۰ ثانیه و مدت انبساط آنها ۵/۰ ثانیه طول می‌کشد روی هم رفته یک دوره کامل قلبی ۸/۰ ثانیه طول می‌کشد بنابراین در هر دقیقه تقریباً ۷۰ دورة قلبی صورت می‌گیرد و این رقم را تعداد ضربان قلب گویند. همانطور که می‌دانید در حدود 8 درصد وزن بدن را خون تشکیل می‌دهد یعنی یک شخص معمولی با وزن در حدود۷۰ کیلوگرم دارای ۵ تا ۶ لیتر خون است قسمت اعظم خون را گلبولهای قرمز تشکیل می‌دهند. کمبود اکسیژن معمولاً موجب افزایش گلبولهای قرمز خون می‌شود به همین دلیل است که در ارتفاعات زیاد ورزشکاران استقامتی قادر نیستند رکوردهای جهانی از خود به جا بگذارند چون در مکان‌های مرتفع فشار نسبی اکسیژن در هوای تنفسی کم است و شخص ورزشکار قادر نیست به راحتی اکسیژن مورد نیاز را در هنگام ورزش از هوا کسب کند لذا این امر در کارایی او اثر نامطلوب می‌گذارد.
فیزیولوژی دستگاه تنفسی
طبق تعاریف کتاب‌های فیزیولوژی، تنفس عبارت است از جذب اکسیژن و دفع انیدریدکربنیک به وسیله سلول زنده، خواه این سلول حیوانی باشد، خواه نباتی.
عمل تنفس طی ۲ مرحله متمایز انجام می‌شود: تنفس خارجی: که عبارت است از حرکت هوا به داخل ریه‌ها، انتقال اکسیژن از ریه‌ها به خون و انتقال انیدریدکربنیک از خون به ریه‌ها. تنفس سلولی یا داخلی: که شامل جذب اکسیژن و تولید انیدریدکربنیک توسط سلولها می‌شود. انقباض حجاب حاجز یا دیافراگم و پایین آمدن در محوطه شکم باعث بزرگ شدن قفسه سینه از بالا به پایین می‌شود. هم‌زمان با این عمل ماهیچه‌ها شکم بتدریج شل می‌شود و با انقباض ماهیچه‌ها بین دنده‌ای، دنده‌ها به بالا کشیده می‌شود و استخوان جناغ را به جلو می‌راند این عمل قفسه سینه را از جلو به عقب می‌برد و از طرفین بزرگ می‌کند؛ با بزرگ شدن حجم قفسه سینه فشار موجود در ریه‌ها از فشار جو کاهش می‌یابد و باعث حرکت هوا به داخل ریه‌ها می‌شوند این عمل آنقدر ادامه پیدا می‌کند تا فشار هوا در ریه‌ها با فشار جو برابر گردد. کلیه اعمال بالا را دم گویند. اما عمل بازدم در حالت استراحت نتیجه شل شدن ماهیچه‌ها دمی و بازگشت ریه‌ها به حالت قبل صورت می‌گیرد با بالا رفتن ماهیچه دیافراگم و بازگشت حجم قفسه سینه به حالت استراحت، فشار هوا در ریه‌ها از جو بیشتر می‌شود و آن قدر هوا از ریه‌ها خارج می‌شود تا فشار ریه‌ها دوباره با فشار جو برابر گردد،عمل بازدم در حالت ورزش کاملاً تغییر کرده واز یک حرکت پاسیو(غیر فعال) به یک حرکت اکتیو(فعال)تبدیل می شود.
حجم جاری و تهویه ریوی
حجم هوایی که با هر بار حرکت به داخل ریه‌ها جریان می‌یابد را حجم جاری می‌نامند و مقدار آن بین ۴۰۰ تا ۵۰۰ میلی لیتر است و تهویه ریوی عبارت است از حجم جاری ضرب در تعداد حرکات تنفسی در دقیقه که معمولاً بین ۱۰ تا ۲۰ بار در حالت استراحت است. در هنگام ورزش تعداد حرکات تنفسی افزایش پیدا می‌کند و عمیق تر می‌شود تا جایی که در فعالیتهای شدید ورزشی ماهیچه‌ها دمی و بازدمی فعال می‌شوند و تهویه ریوی تا حدود ۱۰۰ لیتر در دقیقه افزایش می‌یابد. حداکثر تهویه ریوی ممکن است به ۱۵۰ لیتر در دقیقه هم برسد ولی افزایش تهویه ریوی اگر از ۱۰۰ لیتر در دقیقه بیشتر شود به افزایش جذب اکسیژن کمکی نمی‌کند زیرا به نظر می‌رسد که انتقال اکسیژن بیش از این مقدار به بافتها، توسط ماهیچه‌ها قلب و ماهیچه‌ها تنفس محدود می‌شود.
ورزش حرفه‌ای
ورزش حرفه‌ای به ورزشی گفته می‌شود که در آن ورزشکاران برای فعالیت خود دستمزد دریافت می‌کنند. ورزش حرفه‌ای در نقطه مقابل ورزش آماتور قرار می‌گیرد که در آن ورزشکاران فقط برای علاقه شخصی به ورزش می‌پردازند.
اغلب ورزشهایی که به صورت حرفه‌ای دنبال می‌شوند، ورزشکاران آماتوری نیز دارند که تعداد آنها بسیار بیشتر از همتایان حرفه‌ای خود است. طرفداران ورزش آماتور معمولاً ورزش حرفه‌ای را در تضاد با اصول اخلاقی ورزش می‌دانند و معتقدند رقابت‌های ورزشی نباید وسیله امرار معاش باشد. این گروه در برخی رشته‌های ورزشی تا مدتها توانستند در مقابل جاذبه‌های مالی و تبلیغاتی ورزش حرفه‌ای مقاومت کنند. برای مثال اتحاد راگبی برای سال‌ها یک ورزش نیمه‌وقت مخصوص آماتورها باقی‌مانده بود.
ورزشکارانی که در سطح اول ورزش حرفه‌ای فعالیت می‌کنند درآمدهای بسیار بالایی را دریافت می‌کنند. تایگر وودز بازیکن گلف اهل آمریکا پردرآمدترین ورزشکار دنیاست و بر اساس گزارش سال ۲۰۰۹ نشریه فوربز مجموع جوایز و دستمزدهایی که وی از فعالیتهای ورزشی خود دریافت کرده از یک میلیارد دلار فراتر رفته‌است. مایکل جردن بازیکن بسکتبال آمریکایی با ۸۰۰ میلیون دلار و میشاییل شوماخر راننده فرمول یک آلمانی با حدود ۷۰۰ میلیون دلار درآمد از ورزش در رتبه‌های بعدی قرار می‌گیرند.
ده بازیکن برتر تنیس دنیا به طور میانگین سالانه ۳ میلیون دلار دریافت می‌کنند و میانگین درآمد بازیکنان لیگ برتر بیسبال آمریکا ۳ میلیون و ۴۴۰ هزار دلار بوده‌است. در فصل ۱۱-۲۰۱۰ میانگین دستمزد بازیکنان لیگ برتر فوتبال انگلستان ۷ میلیون پوند، بازیکنان سری آ فوتبال ایتالیا ۵ میلیون یورو و بازیکنان بوندسلیگا ۳.۳ میلیون یورو بوده‌است.
فیزیولوژی ورزشی به ۴ بخش فراگیر تقسیم می‌شود: آمادگی جسمانی، فیزیولوژی ماهیچه‌ها، فیزیولوژی گردش خون،
فیزیولوژی تنفس
بدن انسان برای اینکه بتواند نقش خود را به طور مؤثر در زندگی ایفا کند باید از آمادگی جسمانی خوبی برخوردار باشد یعنی به طور مداوم انرژی لازم را در اختیار داشته باشد تا بتواند وظایف خود را به نحو احسن انجام دهد. وقتی سخن از آمادگی جسمانی به میان می‌آید مقصود از آن داشتن چنان قلب، رگ‌های خونی و ششها و ماهیچه‌هایی است که بتوانند وظایف خود را به خوبی انجام دهند و با شور و نشاط تمام در فعالیت‌ها و تفریحات سالمی شرکت کنند که افراد عادی و غیر فعال از انجام آنها ناتوانند. عوامل متعددی در آمادگی جسمانی مؤثر است اما چهار عامل بیش از عوامل دیگر در این میان ایفای نقش می‌کنند این عوامل عبارت‌اند از (نیروی ماهیچه، استقامت ماهیچه، انعطاف ماهیچه و استقامت قلبی ریوی) می باشد.
نیروی ماهیچه
همانطور که می‌دانید حدود ۴۰ درصد وزن بدن را ماهیچه تشکیل می‌دهد این ماهیچه‌ها در خود تولید انرژی می‌کنند که این نیرو، نیروی ماهیچه نامیده می‌شود که البته قابل اندازه‌گیری نیز هست. مهم‌ترین عامل شناخته شده در آمادگی جسمانی استعداد و توانایی ماهیچه‌ها در وارد کردن نیرو یا مقاومت در برابر آن است. تمرینات قدرتی از عواملی است که سبب حجیم شدن تارهای ماهیچه‌ای می‌شود و توانایی فرد را در تولید نیروی بیشتر افزایش می‌دهد، این افزایش می‌تواند به دلایل عصبی (فراخوانی تارهای بیشتر و تحریک واحدهای عصبی-ماهیچه‌ای بزرگتر)باشد یا به دلیلی مثل افزایش رها سازی یون کلسیم یا افزایش تماس تارهای اکتین و می‌وزین. قدرت ماهیچه اهمیت بسیاری در ورزشهای مختلف و البته فعالیتهای روزانه دارد بسیاری از مردان و حتی زنان از ماهیچه‌ها بازو و سرشانه ضعیفی برخوردار هستند که باعث ضعف در فعالیتهای ورزشی و روزانه و ایجاد درد و بیماری در سنین بالا می‌شود..
استقامت ماهیچه
ماهیچه‌ها در خود انرژی ذخیره می‌کنند. این عمل به ماهیچه‌ها امکان می‌دهد که مدت زیادی به فعالیت خود ادامه دهند. این عمل ماهیچه‌ها را استقامت ماهیچه‌ای گویند. استقامت ماهیچه‌ای عبارت است از ظرفیت یک ماهیچه یا گروهی از ماهیچه‌ها برای انقباض مداوم. معمولاً استقامت ماهیچه را با قدرت ماهیچه‌ای اشتباه می‌گیرند ولی باید توجه کرد که معمولاً استقامت ماهیچه‌ای عبارت است از توانایی در کاربرد قدرت و نگهداری این توانایی برای مدت نسبتاً طولانی. برای مثال در فعالیتهایی چون: برف پارو کردن، چمن زدن، نظافت و یا حرکات ورزشی چون دراز و نشست، بالا کشیدن بدن در حالت بارفیکس و... استقامت ماهیچه‌ای نقش اساسی دارد که می‌شود با تمرینات منظم ورزشی آن را افزایش داد.
انعطاف ماهیچه
توانایی در کاربرد ماهیچه‌ها در وسیعترین دامنه حرکت آنها به دور مفصلها را انعطاف پذیری گویند. این عامل در آمادگی جسمانی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. با تمرینات ورزشی میزان توانایی مفاصل بدن در خم شدن و چرخیدن بیشتر می‌شود و در نتیجه کارایی ماهیچه‌ها بهبود می‌یابد اگر مفاصل از انعطاف کمی برخوردار باشند محدودیت حرکتی برای بدن ایجاد می‌شود. انعطاف پذیری در فعالیتهای روزانه چون باغبانی، خانه داری، فعالیتهای ورزشی که احتیاج به نرمی و انعطاف پذیری دارند مؤثر است. که البته این نقش در فعالیتهای ورزشی چون ژیمناستیک، دو و میدانی و... پر رنگ تر می‌شود.
استقامت قلبی و ریوی
بسیاری از دانشمندان و صاحب نظران ورزشی عقیده دارند که عامل استقامت قلبی ریوی در آمادگی جسمانی بیش از عوامل دیگر اهمیت دارد و بعضی دیگر دقیقاً بر عکس این نظریه مهر تأیید زدند. اما تجربه نشان داده‌است که استقامت قلبی ریوی از عوامل اساسی آمادگی جسمانی است و با تمرینات استقامتی شدید و سنگین می‌توان آن را ارتقاء بخشید.
فیزیولوژی ماهیچه
ماهیچه‌ها دستگاهی هستند که مواد غذایی را از صورت شیمیایی به صورت انرژی مکانیکی یا کار تبدیل می‌کنند. می‌دانیم که حرکات بدن از انقباض ماهیچه‌ها حاصل
در بخش ماهیچه‌ها مخطط ۲ مطلب را بررسی می‌کنیم: ۱- انقباض ماهیچه، ۲- منابع انرژی ماهیچه.
انقباض ماهیچه: اگر طول ماهیچه به هنگام انقباض تغییر نکند این انقباض را (هم طول) می‌گویند. در این نوع انقباض جسم مقاوم جابه جا نمی‌شود تمام انرژی حاصل از انقباض به حرارت تبدیل می‌شود. ولی اگر انقباض ماهیچه به کوتاه شدن آن منجر شود آن انقباض را (هم تنش) می‌گویند که باعث می‌شود جسمی که در برابر ماهیچه قرار می‌گیرد جابه جا شود. سرعت انقباض ماهیچه با مقدار وزنه‌ای که در مقابل آن قرار می‌گیرد رابطه عکس دارد. اگر هیچ نیرویی در برابر ماهیچه قرار نگیرد ماهیچه سریعاً منقبض می‌شود ولی اگر به تدریج نیروی مخالف افزایش می‌یابد از سرعت انقباض کاسته می‌شود. تا اینکه اگر میزان نیروی مخالف برابر با نیروی ماهیچه شود سرعت کوتاه شدن یا انقباض به صفر خواهد رسید.
منابع تامین انرژی
ماهیچه برای آنکه به حالت انقباض درآید احتیاج به انرژی دارد. منبع اصلی انرژی ماهیچه آدنوزین تری فسفات است که به مقدار کمی در ماهیچه وجود دارد ولی به مقدار زیادی انرژی آزاد می‌کند. کراتین فسفات منبع انرژی دیگری است که در سلولهای ماهیچه‌ای ذخیره می‌شود. اگر مقدار آدنوزین تری فسفات در سلول بیش از اندازه لازم باشد انرژی اضافی صرف تولیدکراتین فسفات می‌شود و در نتیجه مقدار بیشتری از انرژی ذخیره خواهد شد. به مجرد ذخیره آدنوزین تری فسفات در ماهیچه کراتین فسفات موجود به سرعت و سهولت به آدنوزین تری فسفات تبدیل می‌شود و در نتیجه کراتین فسفات باعث ثابت ماندن مقدار آدنوزین تری فسفات ماهیچه می‌شود. انرژی حاصل از کراتین فسفات و آدنوزین تری فسفات برای مدت کوتاهی انرژی لازم را تأمین می‌کنند پس در فعالیتهای شدید بدنی که بیش از چند دقیقه طول می‌کشد باید منبع دیگری از انرژی وجود داشته باشد. این انرژی از تجزیه گلیگوژن حاصل می‌شود و چون این واکنش در مجاورت اکسیژن قرار می‌گیرد آن را هوازی یا (با اکسیژن) می‌گویند. اگر اکسیژن به اندازه کافی برای این واکنش‌های شیمیایی وجود نداشته باشد در ماهیچه اسیدلاکتیک تولید می‌شود. قسمت اعظم این اسیدلاکتیک مجدداً به گلوکز و گلیگوژن تبدیل می‌شود و مقداری از آن در ماهیچه بر جای می‌ماند. در ورزشهای سخت و طولانی و مخصوصاً افرادی که از آمادگی جسمانی کمی برخوردارند خستگی ماهیچه‌ها بعد از ورزش مربوط به اسیدلاکتیک باقی‌مانده در ماهیچه‌است، میزان خستگی با مقدار اسیدلاکتیک موجود در ماهیچه رابطه مستقیم دارد.
تولید انرژی در بدن به ۳ طریق انجام می‌گیرد که ۲ طریق آنها برای تولیدآدنوزین تری فسفات نیاز به اکسیژن ندارند (بی هوازی) و در سومین طریقه وجود اکسیژن کاملاً ضروری است که به آن (هوازی) گویند:
سیستم تامین انرژی فسفاژن ATP-Pc
در ورزشهایی چون: پرتاب نیزه، پرتاب دیسک، دو ۱۰۰ متر و شیرجه یا فعالیتهایی که زمان اجرای آن بسیار کم است (حدود ۱۰ ثانیه) و با حداکثر شدت انجام می‌شوند انرژی مورد نیاز را از این سیستم تأمین می‌کنند. آدنوزین تری فسفات وکراتین فسفات موجود در ماهیچه به صورت ذخیره وجود دارند و به هنگام فعالیت انرژی مورد لزوم را تهیه می‌کنند. در این سیستم برای تأمین انرژی احتیاجی به حضور اکسیژن نیست (بی هوازی)
سیستم تامین انرژی بی هوازی(اسیدلاکتیک)
در ورزشهایی که زمان اجرای آنها بین ۱ تا ۳ دقیقه طول می‌کشد انرژی مورد نیازشان را از این طریق تأمین می‌کنند مثل دوهای ۴۰۰ و۸۰۰ متر وکشتی. هنگام اجرای این فعالیت‌ها اکسیژن به قدر کافی در ماهیچه موجود نیست از اینرو گلوکز موجود در ماهیچه به اسیدلاکتیک و آدنوزین تری فسفات تبدیل می‌شود. در حقیقت در این سیستم گلوکز عامل اصلی تأمین کننده انرژی ماهیچه‌است.
سیستم تامین انرژی هوازی
هر موجود زنده‌ای برای ادامه زندگی و فعالیت احتیاج به اکسیژن دارد. بعد از چند دقیقه که اکسیژن به بدن نرسد، نه آدنوزین تری فسفات در بدن ساخته می‌شود و نه انرژی وجود دارد و در نتیجه زندگی پایان می‌یابد. در ورزشهایی که بیش از ۳ دقیقه طول می‌کشد ماهیچه‌ها انرژی مورد نیاز را از تجزیه مواد غذایی در مقابل اکسیژن بدست می‌آورند. در دوهای ماراتن، کوهنوردی و... آدنوزین تری فسفات مورد نیاز ماهیچه‌ها از این طریق تأمین می‌گردد. پروتئین‌ها، گلیگوژن و چربیها از جمله مواد غذایی هستند که در این سیستم مورد استفاده قرار می‌گیرد و بیشترین مقدار تولید آدنوزین تری فسفات را نیز دارد.
برگشت به حالت اولیه و وام اکسیژن
همانطور که گفته شد برای اینکه بدن از حالت استراحت به حالت فعالیت درآید واکنش‌های متعددی در ماهیچه صورت می‌گیرد تا انرژی لازم کسب شود. همچنین برگشت بدن از حالت فعالیت به حالت استراحت نیز بسیار مهم است که آن را برگشت به حالت اولیه یا تجدید قوا (Recovery) گویند. ذخیره اکسیژن بدن هنگام فعالیتهای شدید به مصرف سوخت و ساز بدن می‌رسد؛ در نتیجه هنگام استراحت مقدار اکسیژنی که از ذخیره بدن گرفته شده‌است باید دوباره به بدن باز گردد و اسیدلاکتیک جمع شده در ماهیچه‌ها نیز باید از سلولهای ماهیچه‌ای خارج شودکه البته هر دو نیز هوازی هستند. انرژی از دست رفته بدن را وام اکسیژن (Oxygen Debt) گویند. مقدار وام اکسیژن برابر است با مقدار اکسیژن مورد نیاز در هنگام فعالیت؛ اگر نوع فعالیت شخص ملایم، طولانی و یکنواخت باشد بدن می‌تواند انرژی مورد نیاز را از هوا بگیرد و وام اکسیژن به وجود نمی‌آید والی اگر فعالیت شخص شدید باشد به طوری که او مجبور باشد با کمبود انرژی به فعالیت خود ادامه دهد مبتلا به وام اکسیژن می‌شود. مدت زمانی که طول می‌کشد تا بدن به حالت اول برگردد بستگی به مدت، شدت و آمادگی جسمانی فرد دارد؛ بعد از فعالیت‌ها در ۲ یا ۳ دقیقه اول مصرف اکسیژن به شدت پایین می‌آید اما از این شدت به تدریج کاسته می‌شود تا به حالت یکنواخت برسد. اگر شخص بعد از فعالیت ورزشی خود، به جای استراحت، کار ساده‌ای مثل راه رفتن یا دویدن آرام (سرد کردن) را انجام دهد اسیدلاکتیک موجود در بدن زودتر از بین می‌رود (در این مورد در فصل علم تمرین به طور کامل توضیح داده شده‌است)
فیزیولوژی دستگاه گردش خون
دستگاه گردش خون از رگها و قلب تشکیل شده که خون تیره و روشن در آنها جریان دارد. قلب به صورت تلمبه‌ای قوی خون روشن را از راه سرخرگ آئورت و سرخرگ ششی به بدن می‌فرستد و از طرفی سیاهرگهای اجوف فوقانی و تحتانی خون تیره را از بدن به قلب بر می‌گردانند. به استثنای سیاهرگ ششی که خون روشن و تیره را از ششها به قلب بر می‌گرداند. یاخته‌های بدن پیوسته در حال فعالیت اند و برای ادامه حیات و فعالیت خود موادی را می‌سوزانند و مواد دیگری را دفع می‌کنند دستگاه گردش خون عهده دار رساندن مواد سوختنی به سلولها و خارج کردن مواد زائد است. قلب از چهار حفره تشکیل شده‌است. دو حفره در طرف راست و دو حفره در طرف چپ. دو حفره بالایی را دهلیز و دو حفره پایینی را بطن می‌گویند. بطن باعث به حرکت درآمدن خون در بدن می‌شود و اگر بطن از انقباض بیفتد خون از گردش خواهد ایستاد. شکل قلب شبیه مخروطی است که قاعده آن در بالا و نوک آن در پایین در انتهای بطن‌ها است. در موقع ضربان دو دهلیز با هم منقبض می‌شوند و بعد از مدت نسبتاً کوتاهی دو بطن منقبض می‌شوند بعد از این انقباض توقف بیشتر و طولانی تری وجود دارد که به منزلة استراحت قلب است. مدت انقباض بطن‌ها در افراد بالغ ۳/۰ ثانیه و مدت انبساط آنها ۵/۰ ثانیه طول می‌کشد روی هم رفته یک دوره کامل قلبی ۸/۰ ثانیه طول می‌کشد بنابراین در هر دقیقه تقریباً ۷۰ دورة قلبی صورت می‌گیرد و این رقم را تعداد ضربان قلب گویند. همانطور که می‌دانید در حدود 8 درصد وزن بدن را خون تشکیل می‌دهد یعنی یک شخص معمولی با وزن در حدود۷۰ کیلوگرم دارای ۵ تا ۶ لیتر خون است قسمت اعظم خون را گلبولهای قرمز تشکیل می‌دهند. کمبود اکسیژن معمولاً موجب افزایش گلبولهای قرمز خون می‌شود به همین دلیل است که در ارتفاعات زیاد ورزشکاران استقامتی قادر نیستند رکوردهای جهانی از خود به جا بگذارند چون در مکان‌های مرتفع فشار نسبی اکسیژن در هوای تنفسی کم است و شخص ورزشکار قادر نیست به راحتی اکسیژن مورد نیاز را در هنگام ورزش از هوا کسب کند لذا این امر در کارایی او اثر نامطلوب می‌گذارد.
فیزیولوژی دستگاه تنفسی
طبق تعاریف کتاب‌های فیزیولوژی، تنفس عبارت است از جذب اکسیژن و دفع انیدریدکربنیک به وسیله سلول زنده، خواه این سلول حیوانی باشد، خواه نباتی.
عمل تنفس طی ۲ مرحله متمایز انجام می‌شود: تنفس خارجی: که عبارت است از حرکت هوا به داخل ریه‌ها، انتقال اکسیژن از ریه‌ها به خون و انتقال انیدریدکربنیک از خون به ریه‌ها. تنفس سلولی یا داخلی: که شامل جذب اکسیژن و تولید انیدریدکربنیک توسط سلولها می‌شود. انقباض حجاب حاجز یا دیافراگم و پایین آمدن در محوطه شکم باعث بزرگ شدن قفسه سینه از بالا به پایین می‌شود. هم‌زمان با این عمل ماهیچه‌ها شکم بتدریج شل می‌شود و با انقباض ماهیچه‌ها بین دنده‌ای، دنده‌ها به بالا کشیده می‌شود و استخوان جناغ را به جلو می‌راند این عمل قفسه سینه را از جلو به عقب می‌برد و از طرفین بزرگ می‌کند؛ با بزرگ شدن حجم قفسه سینه فشار موجود در ریه‌ها از فشار جو کاهش می‌یابد و باعث حرکت هوا به داخل ریه‌ها می‌شوند این عمل آنقدر ادامه پیدا می‌کند تا فشار هوا در ریه‌ها با فشار جو برابر گردد. کلیه اعمال بالا را دم گویند. اما عمل بازدم در حالت استراحت نتیجه شل شدن ماهیچه‌ها دمی و بازگشت ریه‌ها به حالت قبل صورت می‌گیرد با بالا رفتن ماهیچه دیافراگم و بازگشت حجم قفسه سینه به حالت استراحت، فشار هوا در ریه‌ها از جو بیشتر می‌شود و آن قدر هوا از ریه‌ها خارج می‌شود تا فشار ریه‌ها دوباره با فشار جو برابر گردد،عمل بازدم در حالت ورزش کاملاً تغییر کرده واز یک حرکت پاسیو(غیر فعال) به یک حرکت اکتیو(فعال)تبدیل می شود.
حجم جاری و تهویه ریوی
حجم هوایی که با هر بار حرکت به داخل ریه‌ها جریان می‌یابد را حجم جاری می‌نامند و مقدار آن بین ۴۰۰ تا ۵۰۰ میلی لیتر است و تهویه ریوی عبارت است از حجم جاری ضرب در تعداد حرکات تنفسی در دقیقه که معمولاً بین ۱۰ تا ۲۰ بار در حالت استراحت است. در هنگام ورزش تعداد حرکات تنفسی افزایش پیدا می‌کند و عمیق تر می‌شود تا جایی که در فعالیتهای شدید ورزشی ماهیچه‌ها دمی و بازدمی فعال می‌شوند و تهویه ریوی تا حدود ۱۰۰ لیتر در دقیقه افزایش می‌یابد. حداکثر تهویه ریوی ممکن است به ۱۵۰ لیتر در دقیقه هم برسد ولی افزایش تهویه ریوی اگر از ۱۰۰ لیتر در دقیقه بیشتر شود به افزایش جذب اکسیژن کمکی نمی‌کند زیرا به نظر می‌رسد که انتقال اکسیژن بیش از این مقدار به بافتها، توسط ماهیچه‌ها قلب و ماهیچه‌ها تنفس محدود می‌شود.
ورزش حرفه‌ای
ورزش حرفه‌ای به ورزشی گفته می‌شود که در آن ورزشکاران برای فعالیت خود دستمزد دریافت می‌کنند. ورزش حرفه‌ای در نقطه مقابل ورزش آماتور قرار می‌گیرد که در آن ورزشکاران فقط برای علاقه شخصی به ورزش می‌پردازند.
اغلب ورزشهایی که به صورت حرفه‌ای دنبال می‌شوند، ورزشکاران آماتوری نیز دارند که تعداد آنها بسیار بیشتر از همتایان حرفه‌ای خود است. طرفداران ورزش آماتور معمولاً ورزش حرفه‌ای را در تضاد با اصول اخلاقی ورزش می‌دانند و معتقدند رقابت‌های ورزشی نباید وسیله امرار معاش باشد. این گروه در برخی رشته‌های ورزشی تا مدتها توانستند در مقابل جاذبه‌های مالی و تبلیغاتی ورزش حرفه‌ای مقاومت کنند. برای مثال اتحاد راگبی برای سال‌ها یک ورزش نیمه‌وقت مخصوص آماتورها باقی‌مانده بود.
ورزشکارانی که در سطح اول ورزش حرفه‌ای فعالیت می‌کنند درآمدهای بسیار بالایی را دریافت می‌کنند. تایگر وودز بازیکن گلف اهل آمریکا پردرآمدترین ورزشکار دنیاست و بر اساس گزارش سال ۲۰۰۹ نشریه فوربز مجموع جوایز و دستمزدهایی که وی از فعالیتهای ورزشی خود دریافت کرده از یک میلیارد دلار فراتر رفته‌است. مایکل جردن بازیکن بسکتبال آمریکایی با ۸۰۰ میلیون دلار و میشاییل شوماخر راننده فرمول یک آلمانی با حدود ۷۰۰ میلیون دلار درآمد از ورزش در رتبه‌های بعدی قرار می‌گیرند.
ده بازیکن برتر تنیس دنیا به طور میانگین سالانه ۳ میلیون دلار دریافت می‌کنند و میانگین درآمد بازیکنان لیگ برتر بیسبال آمریکا ۳ میلیون و ۴۴۰ هزار دلار بوده‌است. در فصل ۱۱-۲۰۱۰ میانگین دستمزد بازیکنان لیگ برتر فوتبال انگلستان ۷ میلیون پوند، بازیکنان سری آ فوتبال ایتالیا ۵ میلیون یورو و بازیکنان بوندسلیگا ۳.۳ میلیون یورو بوده‌است.
ساعت : 8:09 am | نویسنده : admin
|
کلوپ ورزشی |
مطلب قبلی