X
تبلیغات
رایتل
دسته‌بندی آب وخاک - سبز نیوز
مطالب کاربردی گیاهان زینتی.گیاهان دارویی.کشت قارچ.کشت گلخانه ای.تراریوم و بونسای
گرفتن وام گلخانه
اثر فرسایش بر حاصلخیزی خاک
سه‌شنبه 24 اردیبهشت‌ماه سال 1392 ساعت 03:09 ب.ظ | نوشته ‌شده به دست علیزاده | ( 1 نظر )

تفاوت زراعی و تنوع نتیکی از دیر باز به عنوان ارکان سیستمهای تولید کشاورزی سنّتی و موفق به شمار می آمده اند. در نیمه اول قرن بیستم، تفاوت زراعی مورد توجه بسیار قرار داشت و تا چند دهه پیش نیز پژوهشهای مربوط به تناوب همچنان ادامه داشت با پایان گرفتن جنگ جهانی دوم، کودها ازته نسبتاً ارزان قیمت به بازار معرفی شدند و بدین ترتیب جاذبه ای اقتصادی موجب جای گزینی کودها با تناوب زراعی گردید و تحقیقات و ترویج نیز بر همین مبنا متمرکز شدند. این امر تا بدین جا پیش رفت که امروزه بسیاری از زراعین، حاصلخیزی خاک را با میزان مصرف کود برابر می دانند.

     قبل از معرفی کودهای شیمیایی، استفاده از بقولات در تناوب برای بهبود حاصلخیزی خاک به عنوان یک شیوه مهم و رایج مدیریتی به شمار می آمد. به منظور افزایش ازت و در نتیجه بهبود حاصلخیزی خاک، از دو نوع بقولات استفاده می شد. در بقولات یکساله دانه ای و بقولات علوفه ای چند ساله به عنوان کود سبز.

     آنچه که اجرای تناوب زراعی را در حال حاضر پیچیده می سازد وجود برخی عوامل اقتصادی است که مزایای بیولوژیک این شیوه مدیریتی را تحت الشعاع قرار می دهند، یقیناً هیچ کشاورزی راضی به جای گزین کردن محصولات پر بازده خود مثل غلات با دیگر گیاهان به نسبت کم بازده نیست. البته در نظام هایی که تناوب اجرا می شود در مقایسه با نظام های تک کشتی حتّی اگر کود ازت در آن ها به اندازه کافی مصرف شده باشد. عملکرد محصولات غالباً 10 تا 40 درصد بیشتر است.

     حاصلخیزی پایدار خاک به مفهوم قابل دسترس بودن دائمی عناصر غذایی برای گیاه است. حاصلخیزی پایدار هنگامی تحقق می یابد که تمامی عناصر غذایی جذب شده توسط گیاهان به خاک برگردد به طوری که این عناصر بتوانند مجدداً مورد استفاده این گیاهان قرار گیرند در چنین وضعیتی است که چرخه عناصر غذایی شکل می گیرد. تناوب اساسی نظام های طبیعی و زراعی در آن است که در نظام های زراعی مقدار نسبتاً زیادی از عناصر غذایی از طریق برداشت محصول از سیستم خارج می شود. بنابراین در صورت استفاده مداوم از نظام های مذکور لازم است. که عناصر غذایی مصرف شده در آن ها به طریقی جای گزین شوند. در سیستمهای فعلی چرخه عناصر غذایی به طور کامل بسته نمی شوند، زیرا این عناصر دائماً به چرخه یاد شده اضافه شده و یا از آن خارج می شوند. به حداقل رساندن تلفات حاصل خیزی خاک در نظام های کشاورزی پایدار است.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فرسایش خاک و دامنه گسترش آن

     یکی از مشکلاتی که بشر از آغاز زراعت بر روی زمین با آن مواجه بوده، فرسایش سریع خاکها توسط باد و آب است. هر چند امروزه با این مسأله نسبت به روزهای وقوع طوفانهای شن در امریکا ـ که در سالهای 1930 اتفاق افتاد ـ کمتر احساسی برخورد می شود ولی باز هم از اهمیت آن کاسته نشده است. فرسایش خاک هنوز هم در امریکا و بسیاری از مناطق حاره ای و نیمه خشک دنیا از معضلات به شمار می رود و در کشورهایی که آب و هوای معتدل دارند ـ از جمله انگلستان، بلژیک، و آلمان ـ به عنوان یکی از مسائل خطرناک تلقی می شود. این مشکل در ایران که بخش وسیع آن را کویرها در بر گرفته و خاک از پوشش مناسبی برخوردار نیست بسیار بارز و چشمگیر است.

     جلوگیری از فرسایش خاک که در واقع معنی آن کاهش میزان تلفات خاک است، به حدی که سرعت فرسایش تقریباً برابر سرعت طبیعی تلفات خاک گردد، بستگی به انتخاب استراتژیهای مناسب در حفاظت خاک دارد. این امر مستلزم شناخت تمامی فرایندهای فرسایش است. عواملی که بر میزان فرسایش مؤثرند عبارتند از: بارندگی، رواناب، باد، خاک، شیب، پوشش گیاهی، وجود یا عدم وجود تمهیدات حفاظتی و چندین عامل دیگر.

فرآیندها و مکانیسمهای فرسایش

     فرسایش خاک شامل دو مرحله است: یکی جدا شدن ذرات از توده خاک و دیگری انتقال مواد توسط یک عامل فرسایشی مانند جریان آب یا باد. هنگامی که انرژی برای انتقال مواد کافی نباشد مرحله سومی بنام ته نشینی نیز ظاهر می شود.

     تصادم قطرات باران با زمین مهمترین عامل جدا کننده ذرات خاک است. در اثر برخورد قطرات باران با یک خاک لخت ذرات خاک از جا کنده و تا شعاع چند سانتی متری در هوا پراکنده می شوند. برخورد مداوم قطرات شدید باران به سطح زمین ـ موجب تضعیف خاکدانه ها می گردد. علاوه بر این، فرایندهای هوازدگی، چه به صورت مکانیکی از راه خشک و مرطوب شدن متناوب یا گرم و سرد شدن و یا یخ زدگی ـ و چه به صورت بیوشیمیایی، موجب تخریب خاک می شود. خاک از یک طرف با عملیات شخم زیرورو و از طرف دیگر توسط انسان و دام فشرده می شود. جریان آب نیز یکی از عوامل جدا کننده ذرات خاک است. کلیه این عوامل باعث شل شدن ذرات خاک می شوند به نحوی که به آسانی توسط عوامل انتقال دهنده به حرکت در می آیند.

     عوامل انتقال دهنده خود به دو دسته تقسیم می شوند: یکی عواملی که قبلاً عمل نموده و باعث جدا شدن لایه های یکنواخت ذرات خاک شده اند و دیگری عواملی که نقش خود را در آبراهه ها متمرکز می سازند. از عوامل گروه اول می توان تصادم قطرات باران و یا باد و رواناب سطحی را نام برد. منظور از رواناب لایه بسیار نازک جریان آب در سطح زمین است. عامل دوم جریان آب در آبراهه هاست. آبراهه ها ممکن است شیارهای کوچکی باشند که در اثر هوازدگی یا شخم به وجود آمده اند یا جویهای بزرگ دائمی تر مانند خندقها و رودخانه ها. به این عوامل، که به صورت خارجی عمل نموده و در واقع مواد را از نقطه ای برداشت و در سطح زمین جابجا می کند، باید حرکات توده ای خاک از قبیل جریانهای خاک، زمین لغزه ها و خزشها را نیز اضافه نمود. در فرایندهای مذکور آب در داخل خاک اثر کرده و باعث کم شدن مقاومت آن می گردد. به همین دلیل آن را فرسایش داخلی می نامند.

شدت فرسایش به مقدار موادی که از جا کنده می شود و توان عامل فرسایشی در انتقال این مواد بستگی دارد. اگر توان عوامل انتقال دهنده بیش از مقدار ماده ای باشد که از جا کنده می شود در این صورت فرسایش از نظر جدا کردن ذرات در محدودیت خواهد بود و اگر مقدار مواد جدا شده از بستر بیش از مقداری باشد که انتقال داده می شود در این صورت فرسایش از لحاظ انتقال دارای محدودیت خواهد بود.

     تشخیص این که کدام یک از این عوامل (جدا شدن یا انتقال) محدود کننده است بسیار حائز اهمیت است زیرا موفقیت یا شکست برنامه های حفاظت خاک متکی بر عملیاتی است که در آن باید یکی از این فاکتورها اصلاح شود.

اثرات فرسایش در کاهش حاصلخیزی خاک

اصول حفاظت خاک

     طبق تخمین متخصصان سازمان خواروبار جهانی بیش از 40 درصد اراضی زیر کشت کشورهای خاور میانه تحت تأثیر عوامل فرسایش آبی و بادی می باشند.

     تخریب خاک از دو نظر قابل اهمیت است تخریب از نظر کمی و تخریب از نظر کیفی. تخریب کمی همان کاهش ضخامت خاک و از بین رفتن مواد می باشد. تخریب کیفی عبارت است از شور شدن، کاهش تدریجی حاصلخیزی ـ مدفون شدن خاک توسط شنهای روان و غیره است.

     واحدها و معیارهای تخریب خاک را می توان بر حسب مشخصات زیر تعیین نمود.

نوع تخریب               واحدهای اندازه گیری

فرسایش آبی             از بین رفتن خاک بر حسب تن در هکتار

فرسایش بادی           از بین رفتن خاک بر حسب تن در هکتار

شور شدن                افزایش شوری بر حسب میلی موس در سانتیمتر و در سال

قلیائی شدن             افزایش قلیائیت بر حسب درجه اشباع سدیم تبادلی در سال

اسیدی شدن            کاهش درجه اشباعی بازها در سال

مسمومیت               افزایش مواد معدنی سمی بر حسب PPm. در سال

تخریب فیزیکی         افزایش وزن مخصوص ظاهری بر حسب گرم در سانتیمتر مربع

     پس متوجه می گردیم که تخریب خاک مسئله کوچکی نیست و در حقیقت حاصلخیزی خاک فقط مسئله کود شیمیایی و آلی نیست بلکه به هزار و یک عامل بستگی دارد.

     خاکها را می توان از چند نظر یا از چند بعد مورد مطالعه قرار داد. طبقه بندی خاک یا رده بندی خاکها برای حفاظت خاک در حقیقت بیشتر از نظر کاربردی قابل اهمیت است.

     خاکها را از نظر تخریب می توان مثلاً به چها مورد مطالعه قرار داد:

     تخریب فرسایشی ـ تخریب شیمیائی ـ تخریب فیزیکی ـ تخریب بیولوژیکی

 

تخریب فرسایشی

    تن در هکتار                          ضخامت از بین رفتن

و در سال                                خاک در سال

I- بدون تخریب یا       کمتر از 10<                           کمتر از 6ر. میلیمتر mm

    خیلی ناچیز

II- کم                     10 تا 50                                  6ر. تا 6ر3        «

III- قوی                  50 تا 200                                 3ر3 تا 3ر13    «

IV- خیلی قوی            200>                                     13 >            «

 

تخریب شوری برای تخریب شوری و قلیائی طبقه بندی زیر را پیشنهاد نموده اند

 

                          افزایش شوری بر حسب میلی موس                   قلیائیت بر حسبدرصد

                                  در سانتیمتر و در سال                               E.S.P در سال

بدون شوری یا کم              <mmoh / cm                                 کمتر از یک درصد

خیلی کم                                 3-2                                                 2-1

قوی                                        5-3                                                3-2

خیلی قوی                                5>                                                    3<

 

تخریب فیزیکی تخریب فیزیکی بیشتر شامل افزایش وزن مخصوص ظاهری خاک و کاهش نفوذپذیری می گردد.

 

افزایش وزن مخصوص ظاهری خاک (درصد تغییرات بر حسب گرم در سانتیمتر مکعب)

 

                               g/cm3             g/cm3               g/cm3               g/cm3

حدود یا سطح اولیه         0ر1 در سال              25ر1-1             4ر1-25ر1         6ر1-4ر1

خیلی ناچیز یا سبک               5                     %5ر2                   %5ر1                +%1

متوسط                           10-5                   5-5ر2                5ر2-5ر1             2-1

قوی                              15-10                  5ر7-5                 5-5ر2               3-2

خیلی قوی                         %15                    5ر7                       5                     3

     مواد آلی و شیمیایی خاک نیز در این رابطه دارای اهمیت می باشند. زیرا این مواد بر پایداری خاکدانه ها مؤثرند. مثلاً خاکهایی که کربن آلی در آنها از 2 درصد ـ معادل 5/3 درصد مواد آلی ـ کمتر باشد جزء خاکهاب قابل فرسایش به حساب می آیند. در اغلب خاکها مقدار مواد آلی کمتر از 15 درصد و در خاکهای لوم شنی کمتر از 2 درصد است. ورنی، وان وین، پال ثابت کرده اند که با افزایش مواد آلی در خاک در محدوده صفر تا 10 درصد قابلیت فرسایش بطور خطی کاهش می یابد. البته این رابطه را نمی توان برای بیش از 10 درصد صادق دانست زیرا برخی خاکها مانند پیت که محتوی مقدار زیادی مواد آلی هستند در مقابل باد و آب سریعاً فرسایش پذیرند. هم چنین برخی خاکها که مقدار مواد آلی آنها کم است بسیار محکم شده و لذا در شرایط خشک نسبت به فرسایش مقاومت زیادی نشان می دهند.

     کوششهای زیادی به عمل آمده است تا بر اساس خصوصیتهای خاک که در آزمایشگاه یا صحرا اندازه گیری می شود و یا عکس العمل خاک در قبال بارندگی و باد شاخص ساده ای را برای قابلیت فرسایش به دست آورد.

                            کلاسهای قابلیت اراضی (سیستم امریکایی)

 


کلاس                 خصوصیتها و توصیه برای بهره برداری از زمینها

 


I            خاکهای عمیق، حاصلخیز، قابل کار، و زمینهای نسبتاً مسطح، مواجه با خطر

              فرسایش روی زمینی نیستند، پس از کاشت با خطری مواجه نمی شوند، استفاده از     

             کود و آهک و تناوب برای حفظ حاصلخیزی و ساختمان خاک لازم است.

II           شیب ملایم و خاکهای حاصلخیز، عمق متوسط، تا اندازه ای تحت تأثیر جریان روی

             زمینی می باشد، ممکن است به زه کش نیاز داشته باشند، پس از کشت مواجه شدن

             با خطرات مختلف در آن متوسط است، باید تناوب زراعی و سیستمهای کنترل آب و

             اقدامات موضعی کنترل فرسایش در آنها به عمل آید.

III             شیب نسبتاً زیاد، حاصلخیزی متوسط، با خطر فرسایش شدیدتر مواجه هستند،

        گیاهان پس از کاشت با خطرات مختلف روبرو می شوند بهتر است بجای گیاهان

       ردیفی زیر کشت گیاهان علوفه ای قرار گیرند.

IV          خاکهای خوب روی شیبهای تند، خطر فرسایش شدید، اگر مراقبت به عمل آید

               مورد استفاده زراعت هم می تواند قرار گیرد، بهتر است به عنوان مرتع استفاده شود

               ولی هر 5 تا 6 سال یکبار غلات هم می توان کشت کرد.

V           خاک ممکن است بسیار مرطوب و یا برای کشاورزی سنگلاخی باشد، ولی شیب این

              اراضی نسبتاً کم است. خطر فرسایش در آنها اندک می باشد. از این زمینها بایستی به

              عنوان مرتع و جنگل استفاده شود. در هنگام چرا باید پوشش گیاهی از نظر فرسایش

              تحت کنترل قرار گیرد.

VI         خاکهای کم عمق روی شیبهای تند، مورد استفاده مرتع یا جنگلکاری، چرای دام باید

              با کنترل صورت گیرد، اگر پوشش گیاهی از بین رفت تا استقرار مجدد آن از چرا

              جلوگیری شود.

VII        زمینهای پرشیب، ناهموار، فرسایش پذیر، هم چنین مشتمل بر زمینهای باتلاقی. حتی

              اگر برای مرتع استفاده شود خطراتی در بر خواهد داشت، محدودیت چرای دام.

VIII       زمینهای بسیار ناهموار، حتی برای چرای دام نا مناسب است. بهتر است برای استفاده

               حیات وحش اختصاص داده شود.

کلاس I تا IV مناسب برای کشاورزی

کلاس V تا VIII نامناسب برای کشاورزی

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

استراتژیهای کنترل فرسایش خاک

     هدف از عملیات حفاظتی خاک آن است که میزان تلفات خاک از حد معینی پایین تر نگهداشته شود تا امکان بهره برداری از زمین به مدت طولانی فراهم گردد. به لحاظ نظری این حد برابر سرعت طبیعی تولید خاک است. به عبارت دیگر عملیات حفاظت خاک باید شرایطی را ایجاد کند که در آن سرعت تشکیل خاک و سرعت فرسایش خاک برابر باشد. یکی دیگر از هدفهای حفاظت خاک جلوگیری از هدر رفتن مواد غذائی زمین و جلوگیری از آلودگی آبهاست. ممانعت از پر شدن سریع مخازن سدها و کانالهای آبیاری از رسوب نیز از هدفهای دیگر کنترل فرسایش است. البته فرسایش خاک یک پدیده طبیعی است و جلوگیری از آن امکان پذیر نمی باشد ولی می توان آن را تا حد معینی پایین نگهداشت. تصمیمگیری در مورد این که این حد تا چه اندازه باید باشد بستگی به نیازها و هدفهای پروژه های آبخیزداری دارد.

روشهای حفاظت خاک

    ـ محافظت خاک در مقابل اثر تخریبی قطرات باران.

   ـ افزایش ظرفیت نفوذ آب در خاک به منظور کاهش رواناب

  ـ بهبود بخشیدن به پایداری خاکدانه ها.

 ـ افزایش زبری سطح خاک به منظور کاهش سرعت آب یا باد.

     برای رسیدن به هدفهای فوق انواع روشها به کار گرفته می شود که می توان آنها را در سه گروه عملیات زراعی، عملیات مدیریت خاک و عملیات مکانیکی طبقه بندی کرد.

     در روشهای زراعی یا بیولوژیکی سعی بر این است تا از نقش پوشش گیاهی در جلوگیری از فرسایش سود جسته شود. در عملیات مدیریت خاک روشهایی دنبال می شود تا در اثر اجرای آنها ساختمان خاک بهبود یابد، و امکان رشد گیاه به نحوی که منجر به پوشش انبوه گیاه گردد فراهم آید. روشهای فیزیکی یا مکانیکی به خ9صوصیتهای پستی و بلندی سطح زمین بستگی دارد. مثلاً با احداث تراس و بادشکن از سرعت جریان آب یا باد کاسته می شود. بطور خلاصه روشهای مکانیکی به روشهایی گفته می شود که به منظور کاهش انرژی موجود برای فرسایش به کار می رود. در روشهای مدیریت خاک مقاومت زمین نسبت به فرسایش افزایش داده می شود و در ورشهای زراعی سطح خاک در مقابل فرسایش محافظت می شود.

     در هنگام تصمیمگیری برای انجام عملیات حفاظت خاک همیشه اولین اولویت به عملیات زراعی داده می شود. زیرا این روشها نسبتاً ارزان بوده و اثر مستقیم آنها کاهش اثر تخریبی باران، افزایش نفوذ آب در خاک، کاهش دادن حجم رواناب و تقلیل سرعت باد یا باران است. علاوه بر این کاربرد عملیات زراعی در هر شرایطی امکان پذیر می باشد. از طرف دیگر روشهای مکانیکی نسبتاً غیر مؤثرند زیرا نقشی در جلوگیری از جدا شدن ذرات خاک از بستر ندارند. نقش اصلی این عملیات کمک به روشهای زراعی است. بدین ترتیب که از سرعت بخشیدن به جریان آب یا باران ممانعت به عمل می آورند. اجرای عملیات مکانیکی معمولاً پر هزینه و نگهداری آنها مشکل است. گذشته از این برای زارعین معمولی ایجاد تراس یا کارهای مشابه با آن آسان نیست.

مدیریت خاک

     هدف از انجام عملیات مدیریتهای خاک حاصلخیز نگهداشتن و حفظ ساختمان خاک است. حاصلخیز بودن خاک یعنی تولید بیشتر، پوشش گیاهی مناسب و به حداقل رساندن اثر مخرب قطرات باران، رواناب و باد. چنین خاکهایی معمولاً دارای ساختمانی پایدار و دانه ای بوده و در اثر عملیات کشاورزی از نفوذ پذیری آن کاسته نمی شود. بنابراین حاصلخیزی خاک را باید به عنوان کلید حفاظت خاک تلقی کرد.

مواد آلی خاک

     یکی از راههای حاصلخیز کردن زمینها، دادن مواد آلی به آن است. مواد آلی چسبندگی ذرات خاک را افزایش می دهد، ظرفیت نفوذ آب به داخل خاک را بهبود بخشیده و عملی مطلوب در جهت حفظ پایداری خاکدانه هاست.

     دادن مواد آلی به خاک می تواند به صورتهای مختلف باشد، مانند اضافه کردن کود سبز به خاک، دادن کود حیوانی تخمیر شده و پخش کاه و کلش در سطح زمین. مفید بودن مواد آلی در خاک از روی ضریب ایزوهومیک آنها سنجیده می شود. ضریب ایزوهومیک عبارت است از مقدار هوموس تولیدی به ازای هر واحد ماده آلی. کودهای سبز که معمولاً از علوفه های لگومینوز تشکیل شده است و همراه با شخم به خاک اضافه می شود در پایداری خاکدانه ها بسیار مؤثر است. ضریب ایزوهومیک این کودها کم و در نتیجه دوام آنها کوتاه است. بر عکس کاه به کندی تجزیه می شود ولی ضریب ایزوهومیک آن زیاد است. کودهایی که قبلاً تخمیر شده باشند نیز مدتی طول می کشد تا بتوانند در پایداری خاک مؤثر واقع شوند اما ضریب ایزوهومیک آنها بالاست.

 

 

 

 

 

نتیجه گیری:

     با توجه به مطالب فوق و با بررسیهائی که تا کنون درباره اهمیت فرسایش چه در کشورهای جهان و چه در ایران انجام داده اند متوجه می شویم اهمیت جلوگیری از تخریب خاک در حفظ و حراست آن که بزرگترین ثروت ملی یک مملکت است باید در رأس تمام مسائل قرار گیرد.

     برای حفظ خاک در مقابل عوامل تخریبی مسلماً روشهای متعددی وجود دارد ولی قبل از وارد شدن به اصل مطلب لازم است یادآوری نمائیم که در تمام برنامه ریزیها مسئله ای را که می باید به آن توجه نمود نگهداری و حراست عوامل مهم محیط یا اکولوژیکی است. هر زمان بدون مطالعه و بدون بررسیها بخواهیم یکی از عوامل محیط را تغییر بدهیم مسلماً تخریب خاک شروع می شود.

     روشهای جلوگیری از فرسایش بادی یا آبی که پیشنهاد می نمایند برای جانشین نمودن پوشش گیاهی است. مسلماً اگر استفاده از پوشش گیاهی با دقت انجام گیرد مسئله فرسایش از اهمیتش فوق العاده کاسته خواهد گردید.

چاپ این مطلب: کلیک کنید

خاکورزی نواری Strip Til
سه‌شنبه 24 اردیبهشت‌ماه سال 1392 ساعت 03:08 ب.ظ | نوشته ‌شده به دست علیزاده | ( 0 نظر )

خاکورزی نواری Strip Till

خاک‌ورزی نواری چیست؟

در این روش تمام قسمتهای  خاک تخریب نمی‌شود بلکه بخشهایی از خاک بصورت نواری و موازی با هم خاک‌ورزی می‌شوند. در این روش عملاً یک چهارم یا کمتر از خاک، مورد خاک‌ورزی قرار می‌گیرد و بقیة قسمتها دست نخورده باقی می‌مانند.

هدف اصلی از خاک‌ورزی نواری این است که ضمن ایجاد بستر مناسب برای بذر، با حفظ بقایا در اطراف شیارها مانع از فرسایش خاک می‌شود.

اسامی متعددی برای خاک‌ورزی نواری نامگذاری شده اند که برخی از آنها عبارتند از:

خاک‌ورزی ناحیه‌ای(Zone-tillage)، و خاک‌ورزی ردیفی (Row Clearing) و منطقه عمیق (Deep zoning) .

اغلب عملیات خاک‌ورزی نواری در پاییز انجام می‌شود ولی با این‌حال برخی از ردیفکارها طوری تنظیم شده‌اند که در بهار نیز می‌توانند توسط این روش بذرکاری نمایند. در بذرکارهای جدید همراه با بذر کود نیز می‌ریزند.

با توجه به ادوات قابل استفاده و نوع خاک‌ورزی می‌توانیم سه نوع خاک‌ورزی نواری را معرفی کنیم:

1- ردیف‌ها یا بقایای پاک شده(Row or residue clearing) که در آن:

- بقایا در بخشی از ردیف‌ها کنار زده می‌شوند.

* پیش‌بر انگشتی(Finger coulter)، دیسک‌ها، و بیلچة پااردکی (Sweeps) و یااختلاط پیش‌بر انگشتی با کاردگاوآهن برشی(Finger coulter+cutting coulter).

2-خاک‌ورزی نواری(سطحی)- (Strip-tillage (shallow):

-برش و کنار زدن بقایا، آماده‌سازی بستر بذر، جاگذاری کود در زمین،

*پیش‌بر چین‌دار (fluted coulter)

3-خاک‌ورزی نواری(عمقی)( Strip-tillage (deep)

- برچیدن بقایا، از بین بردن فشردگی، کاشت کود در عمق پایین‌تر، ایجاد پشته

*کولترها(پیش‌برها)، چاقوها، شاخه‌های زیرشکنی، دیسک‌های پوشاننده

مزایای خاک‌ورزی نواری(Strip-tillage):

یکی از مشکلات  بی‌‌خاک‌ورزی این است که در این روش سرعت رشد اولیة بذر پایین آمده و ممکن است که زارعین به این سیستم ناامید شوند ولی در سیستم خاک‌ورزی نواری سرعت رشد به دلیل گرمتر شدن شیارها،  و مقدار محصول نهایی بسیار بهتر از بی‌خاک‌ورزی می‌باشد.

شکل زیر نمودار دمایی دو سیستم را در عمق 2 اینچی مقایسه می‌کند.

همانطور که در شکل مشاهده می‌شود، دمای بخش نواری شبیه حالت چیزلی بوده و حدوداً 5 درجه گرمتر از سیستم بی‌خاک ورزی می‌باشند. نتیجتاً جوانه‌زنی و رشد اولیة بذر در سیستم بی‌خاک‌ورزی دیر‌تر از این دو سیستم خواهد بود.

یکی از مزایای مهم خاک‌ورزی نواری نسبت به خاک‌ورزی‌های رایج، کاربرد ادوات و زمان کمتر است که می‌تواند توجیه اقتصادی این روش باشد.

عملیات خاک‌ورزی نواری یکبار بر روی مزرعه انجام شده(one-pass tillage) و نحوة کاشت نیز بستگی به سیستم انتخاب شده دارد. در مواقعی که زمان کاشت کوتاه می‌باشد، کشاورزان می‌توانند مقدار بیشتری از زمینهایشان را به این سیستم اختصاص دهند. نکتة دیگر اینکه ادوات این سیستم کوچکتر بوده و هزینه‌های نگهداری ادوات پایین می‌آید.

- نمودار بررسی مقدار بقایا در مرکز ردیف‌ها در هر دو سیستم(بی‌خاک‌ورزی و خاک‌ورزی نواری)

انتخاب سیستم خاک‌ورزی نواری:

قبل از تبدیل سیستم خاک‌ورزی به نوع نواری بایستی سیستم خاک‌ورزی خود را بررسی نمائید. زیرا اغلب اصلاح یا تعویض یک سیستم نیاز به امکانات خاصی دارد(از قبیل کولتر یا پیش‌برها، ردیف‌کارها و و...).

قبل از تغییر به این سیستم سوالات سادة زیر را از خودتان بپرسید:

  • آیا اهداف ثابت و پایداری دارید؟

  • آیا خاک‌ورزی شما وقت‌گیر بوده و هزینة تاخیر(Timeliness) متقبل می‌شوید؟

  • آیا پایداری و رشد اولیة گیاه در مزرعة شما رضایت‌بخش است؟

  • آیا مشکل فشردگی خاک دارید؟

انتخاب سیستم‌خاک‌ورزی نواری بستگی به سیستم برداشت، نوع خاک، و سیستم مدیریتی دارد. برای مثال:

در خاک‌های سرد و خیس، بایستی بقایا را کنار زد تا باعث سایه یا بازتابش نور نشده و زمین گرمتر شود.

جدول 2 سطح بقایای گیاهی را نشان می‌دهد که در ردیف‌های هر دو سیستم  توسط پیش‌برهای انگشتی خاک‌ورزی شده‌اند. قابل ذکر است که در هر دو سیستم مقادیر زیادی از بقایا در سطح زمین حفظ شده‌اند تا مقدار فرسایش کنترل شود.

خاک‌هایی که رس زیادی دارند، ممکن است که واکنش بیشتری نسبت به این سیستم داشته و در اثر خاک‌ورزی سطحی نوارها (shallow in-row tillage) این بخش از خاک بهتر خشک شود. در این حالت تماس بذر با خاک بیشتر شده و همچنین بستر بذر و شرایط بهتری برای رشد فراهم می‌شود. اگر در مزرعه مشکل فشردگی خاک را نیز داشته باشیم، بایستی خاک‌ورزی نواری را به صورت عمیق‌تر انجام دهیم(deep strip tillage). قابل ذکر است که در این گونه مواقع شناسایی لایة سخت و مناطق فشرده شده از اهمیت خاصی برخوردار است تا بتوان از روی آن عمق خاک‌ورزی را تخمین زد. ابزارها و ادواتی که برای این منظور بکار می‌روند بایستی طوری تعبیه شوند که علاوه بر کار در عمق بالا، بقایا را بیش از حد مجاز زیرورو نکنند.

بررسی اقتصادی یک سیستم کاری بسیار مشکل و پیچیده است. در این بررسی هزینه‌های ابتدایی، ادوات، سایز تراکتور، افت و استهلاک ادوات، هزینه‌های مربوط به کود و سم و ... بایستی مورد محاسبه قرار گیرند. زارعین در انتخاب یک سیستم بایستی تمام جوانب آن را بسنجند. برای مثال در زمینی ممکن است که تمام سیستم کاشت ذرت به سیستم خاک‌ورزی نواری اختصاص یابد ولی گاه نیز ممکن است که در مزرعه‌ای(برای مثال سویا) این سیستم مردود اعلام گردد.

چکیده:

خاک‌ورزی نواری تنها راه‌حل همة مشکلات مزارع نیست! این سیستم نیز همانند سیستم بی‌خاک‌ورزی مشکلات مربوط به مدیریت علف‌های هرز، آفتها، PHخاک و ... را دارد. در این سیستم بقایای گیاهی بیشتری نسبت به سیستم‌های رایج در سطح مزرعه باقی می‌ماند، بطوریکه تفاوت این سیستم را با سیستم‌های رایج به چشم می‌توان در سطح مزرعه مشاهده نمود

Drivers effecting development and sustainability of no-till systems for smallholders

at watershed level in Brazil.

Summary

The adoption of the no-till conservation system in Brazil can be considered as a Bright spot of

improved land and water management for tropical soils prone to soil and water losses under

conventional land preparation methods. This system has contributed to enhancing the productivity

and sustainability of annual cropping systems of both large and small farming units of the

southern and Cerrados regions of the Brazil. Smallholders adopting the systems have benefited

through reductions in labor and increased profits produced by the system. Widespread adoption of

no-till in Brazil is associated with strong participation by farmers in the development and

implementation of the system and to policies and incentives to improve environmental land and

water quality at the watershed level. The case study included in this paper illustrates the positive

linkages that were developed between farmers, local goverment and the private sector to improve

public health, control soil erosion and reduce water pollution at the watershed level.

Background and justification of the study

The concept of no-till in agriculture is not new. It evolved during the last 100 years in temperate

areas of the world and was successfully adopted by large-scale farmers in many European

countries and the U.S. The expansion of this system was largely supported by the agribusiness

sector, which developed planting machines, effective weed control methods and cropping systems

to reduce labor and land preparation costs.

The adoption of no-till systems in Brazil has been remarkable. It is estimated that today, 20

million ha are routinely planted under this system in the southern part and the Cerrado regions of

the country. The system is under rapid expansion and adoption in flat areas of Argentina and

Paraguay.

Although a large proportion of the area under no-till in Brazil is confined to large-scale farming

enterprises that have the technical and financial capacity to effective adopt this changed

management system, there is an increasing number of smallholders using no-till systems.

The purpose of this paper is to illustrate the importance of smallholder agriculture in Brazil and to

describe the process by which they are adopting/adapting no-till within their own unique technical

and financial constraints. The paper also attempts to demonstrate the impact of programs of

improved land and water management at the watershed level on the adoption of no-till systems. A

case study from the Paraná region in Brazil was selected to illustrate these benefits and to identify

the exogenous and endogenous factors that motivated the adoption of no-till at the watershed

level.

Methodological approach

The present study started in October 2003 as part of the IWMI-led effort to identify examples of

Bright Spots of improved land and water management and to identify the main driving forces

associated with their development. The study commenced with a rapid assessment of the

importance of smallholder agriculture in Brazil. An initial constraint to this was the lack of a clear

identification of this group within the context of the Brazilian agriculture. Consequently, the first

Comprehensive Assessment Bright Spots Project Final Report

204

step included a survey among research and extension agents involved in rural development in

different regions of the country to identify these characteristics. This was followed by a review of

secondary information to determine the extent of smallholder agriculture in the country.

The study continued with the description of the evolution of no-till systems in Brazil and the

process of adoption by smallholders. Collected information was validated through visits and

interviews with small farmers in the southern region of Paraná, Brazil.

The last part of the document describes the impact of improved soil and water conservation at the

watershed level. To do this, we selected the Rio do Campo watershed, in Paraná Brazil. This

watershed has an area of 7,076 ha and it is located in the municipality of Campo Mourão, Paraná.

The municipality has a total population of 82,318 inhabitants, with 88% of them living in the

urban area. All water consumed by population is supplied by the Rio do Campo River watershed

that comprises of the Rio do Campo and Rio das Barras Rivers respectively.

The watershed has 182 farms and 167 households. The topography is mostly hilly with smooth

slopes. Almost the entire agricultural area of the watershed is under no-till. Soils are mostly

classified “Latossolos Vermelhos” in the Brazilian soil classification and as “Oxisols” according

to the FAO system. Mean annual rainfall is 1730mm.

Results

Characteristics of smallholders in Brazil

The definition of smallholders in Brazil is generally applied to farmers that: i) own small parcels

of land; ii) the dominant source of labor on the farm is from family members; iii) live on their

own properties; iv) have little access to credit; v) explore soils of low fertility and; 6) have more

diversified production systems. They are also known as small family farms or family producers.

The results of the survey revealed that in spite of the great diversity of climate, soil and

socioeconomic conditions of the country there are an increasing number of small farmers using

no-till systems, particularly those agrarian communities in the southern region of the country.

This region was strongly influenced by European and Japanese communities that migrated to the

country to settle after the Second World War. They brought with them a set of cultural traits that

have profoundly influenced smallholder agriculture in this part of the country. Most of these

farmers have practiced diverse forms of soil conservation in the past. During the last ten to twenty

years some of these communities have move to the Cerrado region contributing to the

dissemination of improved soil and water practices.

Importance of smallholder agriculture in Brazil

According to the Brazilian Institute of Statistics (IBGE, 2003) there were 353 million ha under

agricultural production on 4.8 million farms in 1996. Almost 50% of the total number of these

farms had less than 10 ha (Table 1). More recent reports indicate that small farms contribute 35%

of the total production output of the agribusiness sector in Brazil, own 25% of cultivated land and

involve approximately 14 million people (EMBRAPA, 2003). Overall, they contribute 11% to the

total Brazilian GDP. In the State of Paraná, that produces 23% of total soybean crop of Brazil,

41% of farms are less than 10 ha (Iapar, 2004).

Comprehensive Assessment Bright Spots Project Final Report

No-till was adopted in temperate regions of the world (i.e. Europe and the US) as a means of

reducing fuel consumption and labor costs associated with land preparation. In contrast, Brazilian

farmers adopted no-till to counteract soil erosion problems caused by conventional land

preparation methods. The first machinery used for this purpose in Brazil was a planter introduced

in 1972 by a farmer called Herbert Bartz. He was interested in planting annual crops with

minimum soil disturbance on his farm. Since then, hundreds of farmers have abandoned

conventional land preparation methods and adopted new planting machines, cover crops and

weed control methods without soil disturbance.

The adoption of no-till production systems by farmers paved the way for the formation of the

farmer-led clubs and associations devoted to the dissemination of the information on the no-till

systems at the regional and national level. Figure 1 shows these linkages with research and policy

groups. These linkages gave farmers a stronger voice with respect to initiatives at the country

level. Simultaneously, there was strong support from the agro-industrial sector through the

manufacture of new planters, sprayers and harvesters for no-till management systems. On the

other hand, research institutions developed new crop components for improved rotation systems

and selected green manure and cover crops species adapted to no-till systems (Borges Filho,

2001). New maize, sorghum and wheat varieties were developed for improved rotation systems

with soybeans as the main crop. This change improved profitability of the system and reduced risks

of mono-cropping systems dominating the agricultural landscape.

A key factor favoring the adoption of no-till systems by small farmers was the development of

animal traction machines for planting, fertilization and herbicide application. The Instituto

Agronomico do Parana (IAPAR) was one of the institutions developing this type of machinery.

Numerous field days were organized by staff of the institution to demonstrate to small farmers the

feasibility of this system even on sloping lands. Later in the process other research institutions

including the French institution CIRAD and the Brazilian Institution EMBRAPA continued

improving the system. More recently, several commercial enterprises in Brazil started assembling

and distributing small tractor-mounted implements adapted to no-till operations on small farms.

These equipments are able to perform land preparation and herbicide applications at low cost

resulting in improved labor efficiency. Farmers are currently purchasing these implements

through small farmer cooperatives. More innovative farmers are purchasing commercial no-till

planters to plant soybeans in their own fields. In one of the visited municipalities of Paraná we

Comprehensive Assessment Bright Spots Project Final Report

206

found a group of smallholder farmers that had combined their capital reserves and efforts to

purchase and share a no-till planter and harvester. This has resulted in a greater degree of

participation in the soybean market, less labor and greater income. Family members are now

engaged in other on-farm business to increase income.

Southern region Cerrado region

Farmers Farmers

Associations Associations

(clube amigos da terra) (clube amigos da terra)

Research and technical assistance

Agroindustry and private sector

(Grupo de Plantio Direto)

APDC

(Associação Plantio Direto no Cerrado)

FEBRAPDP

(Federação Brasileira de Plantio Direto na Palha)

CAAPAS

(Confederação das Associações Americanas para uma Agricultura Sustentável)

Figure 1. Development model of no-till in Brazil (Borges Filho, 2001).

Example of improved land and water management at the watershed scale: the Rio do

Campo case study.

Evolution of the production systems in the watershed

During late 70´s agricultural activities in the State of Paraná expanded relatively rapidly due to

the growing importance of the soybean crop in the international market. New soybean varieties,

coupled with intensive use of conventional tillage and fertilizer made it possible to develop

profitable production systems in the region. However, this led to the generation of high soil

erosion loses and contamination of water sources due to the extensive use of insecticides and

herbicides. Farmers commonly reported cases of intoxication. Because of this, local government

and urban population started to perceive the potential hazards of this problem on the general

health of the community (Folha de Londrina, 1984). Municipalities then, started discussing

alternatives to preserve the quality of water of the watershed. However, it was realized that to

solve the problems, farmers had to be included in the development of solutions. State research

and development agencies started to develop a soil and water conservation program with the

active participation of farmers. The program consisted initially of the construction of contour

terraces to control soil erosion and the implementation of biological control programs to reduce

Comprehensive Assessment Bright Spots Project Final Report

207

use of agrochemicals. Lately, no-till systems were introduced by farmers to reduce even further

degradation problems.

In 1984, the municipality of Campo Mourão made an important step towards the reduction of soil

erosion and contamination in the watershed. All local loans provided to farmers by the Banco do

Brasil were tied to the use of soil conservation practices. This motivated farmers to adopt no-till

practices.

Collective action to improve land and water management

Farmer-led organizations and local authorities of the municipality of Campo Mourão initiated

discussions in ways of improving environmental quality of the watershed without compromising

profits to farmers. Successes and lessons learnt from similar experiences in other countries were

analyzed collectively. This resulted in a plan that included the following activities:

Construction of sixteen water supply systems for chemical sprayers. These facilities reduced

contamination of clean water from pesticide residues and eliminated their discharge into the

river. In some cases farmers used their own resources to build these structures.

Implementation of a biological control program to control pests of soybean and maize. By

1998 there were 16 private enterprises in the region devoted to the multiplication of natural

enemies and to the monitoring of pest and diseases dynamics in soybean and maize crops.

Development of riparian zones along major rivers to reduce water contamination. Farmers

gradually adopted this practice as they became aware of the need to have buffer zones to

counteract contamination problems associated with the use agro-chemicals in their own

fields. As a result of this activity buffer zones increased from 5 to 30 m wide have been

constructed.

Government support

In 1974 the government of Paraná State initiated a program to control soil erosion. This was

followed by the launching of the National Program for Soil Conservation in 1975. Between 1984

and 1987 the State Government invested US$ 1,921 million to implement soil conservation

programs in 680 micro watersheds. Sixty percent of the resources were allocated to improve onfarm

machinery, 15% to support aspects of soil fertility, and 15% to improve road infrastructure,

7% to reforestation initiatives and 1% to the adoption of green agricultural systems. During the

period 1989 to 1997 the State of Paraná allocated an additional US$ 148 million to implement

soil conservation practices on 7.1 million ha including the Rio do Campo watershed. The

following activities were undertaken:

1. Improvement of 79.8 km of roads and construction of rainfall outlets (culverts).

2. Construction of contour terraces on 6,127 ha.

3. Incentives to adopt cover crops and no-tillage systems.

4. Incentives to improve soil fertility.

5. Reforestation of 380 ha.

Private support to improved land and water management

Besides efforts undertaken by farmers and local government to improve land and water

management there was also strong support from the private sector to support adoption of

improved practices. Cooperatives, retail outlets of agrochemicals and machinery factories met

regularly with farmer associations and extension agents to understand farmer needs and demands

to reduce soil erosion and water contamination risks. They also visited farmer fields to identify

individual problems. This led to the development of appropriate machinery and technical

assistance.

Comprehensive Assessment Bright Spots Project Final Report

208

Overall impact

The management of Rio do Campo watershed has been recognized as an appropriate model for

watershed management in Brazil. It has produced the following outputs: 1) installation of farm

demonstrations units to continually updated producers and extension personnel in new

technologies; 2) resulted in an increase of 12% in the productivity of water during the last 10

years; 3) Reduction of flood risk; 4) a steady reliable water supply to the city; 5) a reduction of

water turbidity from 286 to 33 NTU in 12 years; 6) expansion of no-till activities in the

watershed; 8) expansion of the area under agriculture (16% for soybeans and 63% for maize); and

9) an increase by 7% in the am the forested area within the confines of the catchment.

Lessons learnt

Widespread adoption of no-till systems and soil and water conservation practices by large and

smallholders in the Rio do Campo watershed was possible because of the synergy between

different sectors involved in the development of agricultural activities in the region. A key

component in the process of adoption was the development of strong farmer associations. They

served as the melting pot of issues and constraints for large and small-scale farmers to adopt

improved practices of soil and water management. Besides, they served to promote and

disseminate technologies and to mobilize support from the government and private sectors. This

in particular was a useful mechanism to improve the visibility of smallholders. For these reasons

it is important that every project of rural development spend time and resources stimulating the

creation/strengthening of farmer organizations.

Technical and extension personnel from national, private enterprises and NGO´s were also

important sources of knowledge for farmers. They developed technical solutions to solve

bottlenecks that inhibited the implementation of soil conservations programs. Many times

scientific experience can anticipate effects of practices to be adopted and reduce the time of

response of the projects

Although short-term profits is the main driving force for most of enterprises providing inputs and

machinery for the agricultural sector, they were instrumental in the adoption process since they

adapted their products to the demands of small and large scale farmers. There were clear

examples of the development of appropriated machinery for no-till systems for smallholders. The

most difficult part of any initiative on soil and water conservation is to get resources for its

implementation. However, when agricultural problems are connected to issues that are of interest

of urban population, then the chances for funding are improved. Projects on agricultural

sustainability have wide effects on a diverse range of components within the community and

therefore close interaction between all of these components is required. In this case, improved

land and water management was strongly related to public health concerns.

General conclusions

The adoption of improved soil and water conservation practices by large and small-scale farmers

in the Rio do Campo watershed was a response to pressure from urban populations and local

authorities to reduce soil erosion and potential health hazards due to water contamination with

agro-chemicals. Research institutions developed improved soil conservation practices and

alternatives to reduce the magnitude of the problem. Farmers started to evaluate these practices

by themselves and adapted them to their own conditions. Collective action also was fundamental

Comprehensive Assessment Bright Spots Project Final Report

209

in the control of soil erosion and pollution of water bodies by agro-chemicals. No less important

was the placement of incentives and enforcement actions to promote land use change. No-till

systems provided direct benefits to large scale and small-scale farmers. They improved water

availability for crops, enhanced soil fertility and therefore increased agricultural productivity.

Risks of crop failures and unstable crop productivity yields were significantly reduced. This

ensured a more constant income to farmers. Adoption of new land management systems was

facilitated through the catalytic role of farmer associations. Eventual resistance to change was

counteracted by the development of the collective consciousness to attain community rather than

individual goals. More innovative farmers were encouraged to test and adapt no-till practices

with the support of research institutions and agribusiness enterprises.

Although adequate policies and economic incentives accelerated the adoption of no-till systems

at the landscape level, the system itself was initially tested and implemented by farmers almost

independently of governmental initiatives. The greatest asset in the process of change is the local

capacity and knowledge of local people. However, there must be an incentive for collective

participation.

Smallholders have benefited from technological advances brought about through the adoption of

no-till systems. They also shared with large scale farmers the benefits of reduced soil erosion,

improved crop productivity and reduced labor. Technical and financial support played a key role

in the development of feasible options for small scale agriculture. Smallholders indicated that the

adoption of animal traction and appropriate technologies allowed family members more time to

engage in other income generation activities and social events.

References

1. Amado. T.J.C. 2000. Manejo da palha, dinâmica da matéria orgânica e ciclagem de

nutrientes em plantio direto. In: Proceedings of the ENCONTRO NACIONAL DE

PLANTIO DIRETO NA PALHA, Foz de Iguaçu. Resumos. Ponta Grossa: Federação

Brasileira de Plantio Direto na Palha. p. 105.

2. Borges Filho. E.L 2001. O desenvolvimento do plantio direto no Brasil – a conjunção de

interesses entre agricultores, indústrias e o Estado. Ms Thesis. Universidade Estadual de

Campinas, Campinas.

3. Calegari, A. 2000. A. Rotação de culturas e uso de plantas de cobertura: dificuldades para

sua adoção. In: Proceedings of the ENCONTRO NACIONAL DE PLANTIO DIRETO

NA PALHA, , Foz de Iguaçu. Resumos. Ponta Grossa: Federação Brasileira de Plantio

Direto na Palha. p. 145.

4. EMBRAPA. 2003; Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária; www.cna.org.br

5. FEBRAPDP, 2003; Federação Brasileira de Plantio Direto na Palha; www.febrapdp.org.br

6. IBGE, 2003; Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística; www.ibge.gov.br

7. IAPAR, 2004, Instituto Agronômico do Paraná; www.iapar.br

Comprehensive Assessment Bright Spots Project Final Report

210

8. MIYASAKA, S. et al. 1983. Adubação orgânica, adubação verde e rotação de culturas no

Estado de São Paulo, Campinas: Fundação Cargill, 138 p.

9. RABELO, R.R. 1992. Levantamento da situação de rotação de culturas e adubação verde na

região centro-sul. In: ENCONTRO NACIONAL DE ROTAÇÃO DE CULTURAS, II,

1.992, Campo Mourão. ANAIS. Campo Mourão: Associação de Engenheiros Agrônomos de

Campo Mourão, p. 60-80

 

چاپ این مطلب: کلیک کنید

فـرسایش بادی
سه‌شنبه 24 اردیبهشت‌ماه سال 1392 ساعت 03:04 ب.ظ | نوشته ‌شده به دست علیزاده | ( 0 نظر )

فـرسایش بادی و وزش گرد وغبار مرسوم ، بر زمین هایی که مورد خاکورزی گندم زمستانه- آیش تابستانه ، در واشنگتن شرقی ایالات متحده ی آمریکا قرار دارند، باروری خاک را کاهش می دهند و می توانند با کیفـیت نا مطلوب هوا همکاری کنند.خاکورزی حفـاظتی در طول آیش، برای کاهش دادن فـرسایش و گرد و غبار شناخته شده است اما خاکورزی سنتی(CT) هنوز بر بیش از 80 درصد زمینهای این منطقه به کار برده می شود. این مقاله نتایج اقتصادی یک دوره ی 5 ساله (سالهای زراعی 1995 تا 1999 ) سیستم خاکورزی را که در منطقه ی لیند واشنگنتن پژوهش شده است گزارش می دهد. میانگین بارش سالانه پایگاه 224 و خاک لومی سیلتی شانو ( سیلتی زبر، مخلوط شده، فـوق العاده فـعال، مرطوب Xeric Hapolcambids )است. سیستم های خاکورزی هستند: 1- خاکورزی سنتی(CT توضیح در روبرو)-2-حداقل خاکورزی (MT:کشت وعلفـ کشها)-3- حداقل خاکورزی تاخیری(DMT:علفـ کشها وکشت تاخیری). محصول دانه ای گندم در میان این سالها بین 79/1 تا 20/5 در هکتار برآورد شده است. اما بین محصول دانه ای سیستم های خاکورزی در هر سال یا هنگام تحلیل میان سالها اختلافـی وجود ندارد. سیستم خاکورزی ، به طور اقتصادی ، بر اساس برگشتی بازار نسبت به هزینه های کل تولید مشابه بودند، اما DMA از CT براساس برگشتی بازار نسبت به هزینه های متغیر ، سود آوری کمتری داشت (البته این سودآوری کمتر، چندان محسوس نبود).تحلیل گران اقتصادی نشان می دهند که هیچ کمک مالی مورد نیاز نمی باشد تا تولید کنندگان را برای تغییر از شیوه ی سنتی به شیوه ی آیش با شخم کمتر ترغیب کند، زیرا این سیستم ها در مجموع سود آور هستند. چون هیچ طعمه و دلیل اقتصادی بلند مدت و کوتاه مدتی برای تبدیل کردن CT به MT ( که خاک را حفـظ می کند) وجود ندارد ، این یک راه حل پیروزمندانه و موفـقیت آمیز برای کشاورزان و محیط زیست می باشد.

هنگامی که مساحت زمین تحت آیش تابستانه(بهاره) در آمریکا در طول سه دهه ی گذشته کاهش پیدا کرد، تناوب گندم-آیش زمستانه(پاییزه)، سیستم مسلط و عمده ی کاشت در مناطقی که بارندگی سالانه یکمتر از 350 میلیمتر  دارند، باقی ماند. در ایالت واشنگتن شرقی و مناطق شمال مرکزی ، آیش بهاره- گندم پاییزه ، سیستم مسلط و عمده ی کاشت بر تقریبا 2 میلیون هکتار می باشد. کشاورزان در گریت پلین شمالی به طور مشخص فـرسایش بادی را در زمین های آیش شده کاهش دادند با پذیرفـتن سیستم خاکورزی کمینه (MT) و تمرین سیستم های بدون خاکورزی و شواهد تازه ای کاهش مشابه را در فـرسایش بادی و تحمل در برابر گرد و غبار باد در پاسیفـیک نوثوست نشان می دهد.

مرکز اطلاعات خاکورزی حفـاظتی(CTIC) گزارش داد که کشاورزان در ایالات های گریت پلین غربی و پاسیفـیک روشهای MT و بدون خاکورزی را بر 34 درصد زمینهای زراعی بکار بردند. اگرچه در ایالت واشنگتن فـقط 26 درصد زمینهای زراعی در روش MT و بدون خاکورزی بودند. در واشنگتن شرقی- مرکزی که بارش سالانه معمولا بین 150 تا 300 میلی متر است، حتی آیش MT کمیاب است. برای مثال ، در حومه آدامز قلب منطقه گندم- آیش واشنگتن ، خاکورزی سنتی هنوز بر 88 درصد زمینهای زراعی بکار برده می شود.

بیشترین مطالعات اخیر اقتصادی روشهای بدون خاکورزی و MT در سیستم گندم- آیش به منطقه ی گریت پلین آمریکا و پریریس کانادا مربوط می شود. بازنگری این کار نشان داده است که سودبخشی مرتبط به این سیستم های خاکورزی در مناطق نسبتا کم آب، با تغییر موقعیت تغییر کرده است، اگرچه ، کاهش خاکورزی عمدتا برگشتی خالص را افـزایش می دهد وقتی شدت کشت زراعتی هم افـزایش یابد. وقتی پیشنهاد این سیستم ها برای خاک و هوا مفـید تشخیص داده شدند، برخی پژوهشگران گزارش دادند که برای روش بدون خاکورزی هزینه تولید بالاتر است. اسمیت و همکارانش گزارش دادند که حضور غیر قابل کنترل علفـهای هرز در روش بدون خاکورزی در مناطق نسبتاکم آب می تواند به طور عمده هزینه ی علفـ کشی و تولید کل را با ببرد. اگرچه پژوهش های اخیر کشاورزانی که روش بدون خاکورزی را در یک منطقه نسبتا کم آب واشنگنتن شرقی آزمایش کرده اند، آشکار می کند که هزینه ی تولید آنها برای کشت هایی که بذرپاشی آنها در بهار انجام می شود کمتر از روش CT بوده است. خاکورزی سنتی که در طول آیش به کار برده می شود شدید است و اغلب خاک را نسبت به فـرسایش آسیب پذیر می کند.کمبود پس مانده های گیاهی،کلوخه و زبر خاک بر سطح خاک می تواند یک تهدید فـرسایش بادی خطرناک را بوجود آورد و مطرح سازد. سیستم خاکورزی حفـاظتی در پاسیفـیک نوثوست عموما ابزار بدون برگردان را به کار گرفـت مانند تیغه پهن V شکل برای خاکورزی مقدماتی بهاره ، به همراه استفـاده از علفـ کشها بجای یک یا دو عملیات خاکورزی. این کار مقادیر بیشتری پس مانده های سطحی و زبری خاک را در طول آیش در مقایسه با روش CT حفـظ می کند. لی خبر داد که ذرات گرد وغبار معلق که 10 میکرو متر (PM-10) و کوچکتر بودند در اسپوکان ایالت WA  به 31 تا 54 درصد کاهش خواهند یافـت، اگر خاکورزی حفـاظتی یا روش بدون خاکورزی جایگزین آیش بهاره سنتی شود.

هر دو منطقه ی اسپوکان و تری سیتیز اوربان در مواجهه با استانداردهای دولتی کیفـیت هوا برای PM-10 در چندین مورد رد شدند. یکی از این موارد، در طول یک توفـان غبار (شن) بزرگ در 25 سپتامبر 1999 بود، وقتی که PM-10 به 405 میکرو گرم رسید که تقریبا سه برابر استاندار مجاز ملی 150 می باشد. در آن روز، در تصادفـ چند اتومبیل در نزدیک پندلتون هفـت سرنشین کشته و22 نفـر مجروح شدند. بله ، تخلفـ از فـرمان استاندارد های دولتی کیفـیت هوا، که نمایندگان کیفـیت هوا طرحها را گسترش می دهند تا این مشکل را حل کنند.

چرا بیشتر کشاورزان گندم- آیش در پاسیفـیک نوثوست درون مرزی خاکورزی حفـاظتی را کار نمی برند؟ برخی کشاورزان میزان دانه آب ناکافـی برای استقرار موقعیت گندم پاییزه ، مشکلات در کنترل دم روباهی کلاهی (bromus tecnicum ) و دیگر علفـهای هرز ، به علاوه ی شیارباز کن دانه به علت پس مانده بیش از حد را دلیل این موضوع می آورند.

همچنین مواردی درباره ی خطر سرمایه گذاری در ابزار های خاکورزی حفـاظتی نمایان و آشکار می شود تا برای برخی کشاورزان واشنگتن شرقی زمینه ی بی میلی شود وآنها سیستم های آیش خاکورزی حفـاظتی را قبول نکنند این مقاله عملکرد محصول دانه ای و سودبخشی روش خاکورزی کمینه (حداقل خاکورزی:MT ) و روش خاکورزی کمینه ی تاخیری (حداقل خاکورزی تاخیری :DMT) را در مقایسه با خاکورزی سنتی (CT) گزارش می دهد( برای کشت گندم آیش در واشنگتن شرقی نسبتا کم آب).

وسایل و روشهای آزمایش

آزمایش سیستم خاکورزی تناوب گندم- آیش از آگوست 1993 تا جولای 1999 در ایستگاه پژوهشی آیشی دانشگاه ایالت واشنگتن در لیند واشنگتن انجام شد. اگرچه اولین عملیات آیش در سال 1993 رخ داد ، اما پژوهش به مانند یک تحقیق 5 ساله تولید گندم انجام شد که از 1995 تا 1999 طول کشید(جدول 1) خاک لومی سیلتی شانو بیشتر از 2 متر عمق با شیب کمتر از 2 درصد داشت. این طرح آزمایشی یک بلوک کامل تصادفـی از سه سیستم خاکورزی بود که چهار دفـعه تکرار شد. قطعات مستقل 46×18 متر بودند ، که اجازه می داد تا تجهیزات کشاورزی در حد و اندازه ی صنعتی و تجاری استفـاده شود . بخشهای نزدیک به هم وهم جوار زمین استفـاده شدند برای اینکه بتوانیم داده ها را از هر  دو بخش محصول و آیش پژوهش در هر سال جمع آوری کنیم .سه سیستم مدیریتی خاکورزی عبارت بودند از:

ا- خاکورزی سنتی (CT ) :تکرار و زمان بندی استاندار عملیات خاکورزی و استفـاده از ابزار های معمول مورد استفـاده کشاورزان

2-  خاکورزی حفـاظتی (MT): تکرار و زمان بندی استاندارد عملیات خاکورزی ، علفـ کش ها به جای خاکورزی جایگزین شدند و یک خیش V شکل ، بدون آنکه خاک را برگرداند با چنگک غلتان همراهش برای خاکورزی مقدماتی بهاره استفـاده شد.

3- خاکورزی خفـاظتی تاخیری (DMT): شبیه به روش MT ، بجز خاکورزی مقدماتی بهاره با خیش V شکل که دست کم تا اواسط ماه مه به تاخیر انداخته شد. سیستم DMT شامل تحقیق شده است تا تاثیرش بر نگه داری رطوبت خاک ،  کنترل فـرسایش بادی و به علاوه ، امکان پذیر و عملی بودن اقتصادی آن ، آزمایش و بررسی شود.یک فـهرست کامل عملیات و زمان بندی کشت برای هر سیستم خاکورزی در سراسر پژوهش در جدول 1 دیده می شود. توصیفـ جزئی خاکورزی و دیگر عملیات کاشت برای همه سیستم های خاکورزی در شیلینگر(2001) گزارش شده اند.

تحلیل اقتصادی

روشهای استاندارد بودجه بندی فـعالیت ها (سرمایه گذاری ها) به کار گرفـته شدند تا متوسط هزینه های ثابت و متغیر تولیدات را برای هر سیستم خاکورزی تخمین بزنند. هزینه های ثابت شامل استهلاک ، بهره، مالیاتها، مسکن(تهیه جا) و بیمه بر دستگاهها و یک هزینه ی سرجمع کشت هستند. هزینه های زمین براساس قانون محلی دوسوم مستاجر و یک سوم موجر از محصول سهم می برند می باشد که با بازده سالانه سالانه تغییر می کند. هزینه های متغیر شامل بذر ، کود ، علفـ کش ، بیمه آتش سوزی و تگرگ ، سوخت ، تعمیرات و نیروی کار می باشد. هزینه های تولید برای هر سیستم خاکورزی براساس ترتیب حقیقی عملیات که در آزمایش انجام شده است می باشد( جدول 1) اما دستگاههای مخصوص مقیاس کشت در منطقه را مورد فـرض قرار دادیم. خیش V شکل تیغه پهن تنها ابزار اضافـی ای بود که برای تغییر از سیستم CT  به MT  یا DMT مورد نیاز بود. میزان کود ، علفـ کش و بذر آن مقادیری هستند که در آزمایش لیند استفـاده شدند(جدول 1). میزان محصولات دانه ای ، میانگین سالهای 1995 تا 1999 هستند که از این آزمایش بدست آمده اند (جدول 2) . همه ی مقدار های هزینه و سود برای هر هکتار تناوبی جمع آوری شدند. برای مثال ، هزینه ها و سود های آیش گندم پاییزه- آیش بهاره برای نیم هکتار گندم پاییزه و نیم هکتار آیش محاسبه شدند. این گونه محاسبه به درستی میانگین بازده هر هکتار در هر سال را برای یک کشاورز که نصفـ زمین را در آیش و نصفـ دیگر را در کشت گندم پاییزه قرار داده است، توصیفـ می کند. برای تحلیل گران اقتصادی ، فـرض می شود کشاورزان در این منطقه از هزینه ی دوباره ی کاشت محصول گندم پاییزه شان برای گندم بهاره در یک سال از پنج سال کشت خسارت خواهند دید که این به علت جوانه نزدن گندم پاییزه به اندازه کافـی یا مرگ زمستانه می باشد. این مورد در آزمایش لیند برای همه ی سیستم های خاکورزی به علت آب ناکافـی ناحیه کشت برای کشت گندم پاییزه در سپتامبر 1994 رخ داد.

قیمت گندمی که استفـاده شده ، تنی 02/144 دلار برای گندم سفـید و نرم و تنی 3/187 دلار برای گندم بهاره سخت و قرمز ، معیار منطقه ای است برای تعیین قیمت فـروش و بازاریابی سالانه محصولات بدست آمده در منطقه پژوهش. یک تحلیل حساسیت شامل نشان دادن تاثیرات محدوده ی مرزی تولیدات و قیمت گندم می شود ، در ضمن شامل می شود قیمت های کمتر از تنی 110 دلار که در سالهای 1998و 1999 دیده شده است. برگشتی خالص بازار نسبت به هزینه تولید تعریفـ می شود.پرداختهای دولتی مربوط به کسری در آمد ( پرداخت های متحول کننده ، کامل کننده و قرضی) که در سال 1998 مهم و قابل توجه بودند در نظر گرفـته نشدند.افـزودن پرداختهای دولتی به تحقیق بر رتبه بندی سیستم های خاکورزی تاثیری نخواهد داشت چنانچه پرداختهای متحول کننده وکامل کننده ی تفـکیک شده در سیستم های خاکورزی تغییر نکند( یعنی باید پرداختها برای همه خاکورزی ها مساوی باشد). هرچند ، صرفـ نظر از انتخاب خاکورزی ، این پرداختها بر رای درباره ی پویایی اقتصادی تاثیر خواهند گذاشت.

نتایج وبحث. محصولات ، پس مانده و ذخیره ی آب

محصول دانه ای گندم پاییزه از سال 1995 تا 1999 محدود بین 79/1 تا 20/5 تن در هکتار بود. اختلافـ آماری قابل توجهی در محصول دانه ای میان سیستم های خاکورزی در هر سال یا در میانگین 5 سال وجود ندارد(جدول 2) . در صورتی که آمار قابل توجهی نیست اما در هر سال محصول MT متجاوز یا مساوی محصول CT است. پس مانده های بجا مانده بر سطح خاک در پایان دوره ی آیش mo-13 به طور میانگین برابر 770 ، 1390 و 1440 کیلو گرم بر هکتار برای CT ، MT و DMT می باشد. براساس برنامه ی کشاورزی دولتی در مورد حداقل مقدار پس مانده ی سطحی مورد نیاز برای خاکهایی با فـرسایش زیاد (390 کیلو گرم بر هکتار ) ، استفـاده از روش CT در

یک سال این قانون را نقض کرد و مقدار پس مانده کمتر از 390 کیلو گرم بر هکتار شد. در دیگر سالها هم این موضوع فـقط به صورت حدی رعایت شد. با در نظر گرفـتن اینکه در همه ی سالها در سیستم های MT و DMT مقدار پس مانده بیش از اندازه وجود داشت. در مجموع ، هر دو پارامتر حجم کلوخ و سطح ناهموار با مقایسهMT وDMT با  CTبررسی شد. به طور میانگین در همه ی چرخه های آیش ، حجم آب خاک در عمق 0 تا 15 سانتی (منطقه ی حضور بذر) همچنین در تمام برش عمودی 180 سانتی خاک بوسیله سیستم های خاکورزی تحت تاثیر قرار نگرفـت. بنابراین CT سود زراعی بیشتری از MT ،  DMT در این آزمایش نداشت ، اما روش CT زیانهای کاملا مشخصی برای محیط دارد.

سود بخشی و تحلیل حساسیت

متغیر بودن برگشتی خالص بازار ، هزینه محصولات مختلفـ و هزینه تولید را در طول آزمایش 5 ساله بازتاب می کند. همچنان که در بالا گفـته شد ، در طول زمان و در میان سیستم های خاکورزی بهای گندم برای آزمایش 5 ساله ثابت نگه داشته شد و برگشتی خالص بازار نسبت به هزینه های کل برای سه سیستم خاکورزی به طور آماری به میزان قابل توجهی (5 درصد) متفـاوت نبود(جدول 3). با اندازه گیری برگشتی خالص نسبت به هزینه های متغیر ، DMA از دیگر سیستم های خاکورزی در مقدار قابل توجه 05/0 سود آوری کمتری داشت. براساس میانگین قیمت ها و محصولات ، برگشتی بازار هر سه سیستم خاکورزی کمتر از آن است که هزینه های کل را پوشش دهد و مقدار 27 تا 40 دلار را نمی تواند پاسخگو باشد. هزینه های کل شامل :1- دستمزد برای کارگر -2- هزینه زمین -3- استهلاک دستگاهها -4- هزینه ی بهره - 5- هزینه ی متغیر های از دست رفـته می شوند. منفـی بودن برگشتی خالص بازار نسبت به هزینه های کل به طور روشن و واضح در تولید دانه ای عادی هستند ، وقتی پرداختهای دولتی شامل کار نشده باشد( پرداختهای دولتی شامل پژوهش نشده اما هزینه زمین به صورتی است که انگار پرداخت ها حساب شده است). این دلیل اهمیت پرداختهای دولتی است که تبدیل به سرمایه شده و ارزش زمین را بالا می برد ، متناسبا هزینه ها هم افـزایش می یابد. در نبود پرداختهای دولتی ، هزینه های زمین برای مالک کاهش خواهش یافـت و برگشتی بازار شاید با دقت بیشتری هزینه ها را پوشش دهد.

نتایج در جدول 3 براساس میانگین قیمت ها و محصولات می باشد، هر چند قیمت های بازار و میزان محصولات کشاورزی به طور گسترده نسبت به زمان متغیرند. برای مثال ، میانگین قیمت 5 ساله در این تحلیل 02/144 دلار به ازای هر تن گندم سفـید نرم ، استفـاده شد. اما قیمت گندم در منطقه تا تنی 18/88 و 22/110 در سالهای 1998 و 1999 به شدت سقوط کرد. به طور مشابه محصول گندم دیم در این منطقه اساسا از سالی به سال دیگر متغیر است ، به طوری که در جدول 2 نشان داده شده است. برای توضیح دادن تاثیر اختلافـ قیمت و محصول دانه ای مختلفـ بر برگشتی خالص بازار ، جدول 4 میزان حساسیت برگشتی خالص را برای ترکیب های قیمت و محصول دانه ای مختلفـ در روشهای CT ، MT و DMT نشان می دهد. نتایج میزان حساسیت برای MT رقابتی سیستم خاکورزی ، برای توضیح دادن تاثیرات تغییر پذیری قیمت و محصول اینجا مطرح می شود. اگر میانگین گندم MT ، 03/4 تن در هکتار باشد و قیمت 96/146 دلار برای هر تن دریافـت می شود ، برگشتی بازار نسبت به هزینه های کل مساوی 83/9 دلار می شود. قیمت های 59/128 دلار پایین تر به ازای هر تن ، برای همه ی محصولات 37/4 تن بر هکتار و کمتر. وجود ضرر و زیان را قبل از پرداخت دولتی نشان می دهد(جدول 4) . مقدار میانگین محصولات دانه ای سالهای 1996 تا 1999 آزمایش ، برای سیستم MT که 89/3 تن بر هکتار است ر به گونه ای می توان محاسبه کرد که یک قیمت 19/147 دلار برای هر تن داشته باشیم تا هزینه کل 29/286 دلاری در هر هکتار تناوبی را پوشش دهد. جدول 4 نشان می دهد که اگر محصول دانه ای برای MT تا زیر 03/3 تن در هکتار سقوط کند ، چنانچه در سال 1999 رخ داده (جدول 2) کشاورز برای پرداخت هزینه های کل از محل فـروش بازار درمانده خواهد شد ، حتی اگر قیمت گندم در بالاترین میزان خود یعنی 70/183 دلار برای هر تن باشد.

نتیجه گیری

نتیجه گیری از این پژوهش 5 ساله اختلافـ آماری در مقدار محصول سیستم های آیش CT ، MT و DMT را نشان نمی دهد.سه سیستم خاکورزی از نظر اقتصادی معادل هستند که براساس برگشتی بازار نسبت به هزینه ی تولید می باشد. سیستم کاهش خاکورزی بوسیله ی کنترل فـرسایش باد، تولیدات بیشتر در آینده را وعده می دهد. از این گذشته سیستم های کاهش خاکورزی خطر تکذیب پرداختهای دولتی را کاهش می دهد ، بخاطر اینکه حتی بیشتر از آنچه دولت خواسته پس مانده ی سطحی باقی می گذارد. تحلیل گران اقتصادی نشان می دهند که هیچ کمک مالی یا حتی کمترین کمک مالی مورد نیاز نمی باشد تا تولید کننده ها را برای تغییر از شیوه ی سنتی به شیوه ی آیش با شخم کمتر ترغیب بکند، چرا که این سیستمها در مجموع سود آور هستند. این موضوع به ویژه برای سیستم MT صادق است که سودبخشی آن به طور آماری برای هر دو برگشتی بازار نسبت به هزینه های متغیر وکل با CT برابر است. چون یک طعمه و دلیل «اقتصادی» کوتاه مدت یا بلند مدت قابل توجه برای تبدیل به سیستم آیشMT که محافـظ خاک است ، وجود ندارد

چاپ این مطلب: کلیک کنید

آزمایش خاک
سه‌شنبه 24 اردیبهشت‌ماه سال 1392 ساعت 03:04 ب.ظ | نوشته ‌شده به دست علیزاده | ( 0 نظر )

نمونه برداری خاک:

هدف:تجزیه وشناخت خاک و در نتیجه مورد استفاده قرار دادن آن است

1.تقسیم بندی زمین:بر اساس نوع زمین ونوع گیاه وشیب یا مسطح بودن

2.نمونه برداری:

روشهای نمونه برداری:

الف: روش محور مختصات      ب: روش شبکه بندی     

ج: روش چند ضلعی:چند ضلعی نا مشخص را در نظر گرفته ومحل تلاقی را علامت می زنیم 

د: روش زیگزاگی:

براس گیاهان زراعی وصیفی(گل وگیاه) از عمقcm 30-0  نمونه برداری می کنیم ولی برای درختان از عمق   cm120-0  نمونه برداری می کنیم.

تعداد نمونه ها در 3-1 هکتار برابر با 25-20  نمونه باید باشد (هر نمونه kg 5/1-1 )

انواع نمونه: ساده ,مرکب ,دست نخورده ,دست خورده

25-20 نمونه را با هم مخلوط کرده وسپس به میزان   kg  5/1 -1  نمونه برداشته

نمونه ساده:اگر هر یک از نمونه های  برداشت شده جداگانه  مورد تجزیه قرار دهیم به آن نمونه ساده گویند

نمونه مرکب:اگر تعدادی  نمونه ساده را مخلوط کرده ویک نمونه برداریم به آن نمونه مرکب گویند

نمونه دست نخورده: اگر نمونه حالت وساختارطبیعی خاک را برای ما حفظ کند

نمونه دست خورده: اگر نمونه حالت وساختارطبیعی خاک را برای ما حفظ نکند

زمان نمونه برداری: موقعی که خاک ما رطوبت گاورو را داشته باشد یا رطوبت ظرفیت زراعی مزرعه باشد معمولاًنمونه ها را در پاییز بعد ازبرداشت محصول ودر بهار قبل از کاشت انجام می دهند.

وسایل نمونه برداری: بیل و بیلچه(برای نمونه دست خورده)استوانه های نمونه برداری، سوند یا       ا وگر Augerیا آ لر(نمونه دست نخورده،عمق نمونه برداری بیشتر)

روش کار:       

ابتدا استوانه را بر روی خاک قرار می دهیم وبا پتک پلاستیکی به آن ضربه وارد می کنیم وبه درون زمین می رود سپس در پوش را قرار می دهیم وکناره های ظرف را خالی می کنیم بیلچه را در زیر استوانه قرار می دهیم ودست خود را روی در پوش قرار می دهیم وظرف را بر می گردانیم هر نمونه ای که از سر زمین بر می داریم داخل کیسه های پلاستیکی ریخته ومشخصات کامل محل، زمان جمع آوری،عمق نمونه برداری ونام شخص نمونه بردار را در یک کارت تشریح می نویسیم ودر داخل نایلون قرار می دهیم وسپس در آزمایشگاه در سینی های پلاستیکی ریخته ودر جای خشک بدور از نور خورشید خشک قرارمی دهیم (به دلیل اینکه نور میکرارگانیسم را از بین می برد وبعضی فعالیتهای فیزیکی وشیمیایی روی خاک انجام می گیرد)

بعد از خشک شدن با خودکار پلاستیکی پودر کرده واز الک mm2 عبور می دهیم. در خاکشناسی ما به ذرات کوچکتر از mm 2، خاک می گوییم وآزمایشها را در ظرفهای mm 2 انجام می دهیم.

بعد نمونه ها را درون ظروف چوبی یا پلاستیکی قرار می دهیم ودرش را می بندیم ودر جای خشک وتاریک وبدور از آفتاب نگهداری می کنیم.اگراین نمونه ها برای تجزیه های شیمیایی وفیزیکی باشد حداکثر برای یک تا دو سال می توانیم نگه داریم اما برای تجزیه های بیولوژیکی باشد ما بایستی داخل یخچال در دمای c4حداکثر به مدت 6 ماه نگه داری کنیم  نتایج حاصل در مورد جمعیت درست نخواهد بود.

تعیین بافت خاک بروش لمسی: بافت خاک یکی از خصوصیات فیزیکی خاک می باشد همچنین از خصوصیات ثابت است و کم تغییرپذیر است.

عواملی که تحت تاثیر بافت خاک می باشند: نفوذ پذیری ، زه کشی ، تهویه، سله بندی خاک و.....

بافت خاک: فراوانی نسبی ذرات رس، شن، سیلت است.   شن mm 05/0» x> 2                سیلت mm 002/0>x » 05/0         رس mm 002/0 x <        کلوئید  mm 0002/0

x

 

هر چه میزان شن بیشتر ، نفوذپذیری بیشتر، زه کشی بیشتر، تهویه بیشتر، مواد غذایی کمتر خواهد بود

هر چه میزان رس بیشتر ، نفوذپذیری کمتر، زه کشی کمتر، تهویه کمتر، مواد غذایی بیشتر خواهد بود   

مخلوطی از رس وشن برای خاک مناسب است.

بعضی از قلمه ها در خاکهای شنی وسیب زمینی بیشتردر زمین های شنی حاصل می دهد(به دلیل سبک بودن شن غده سیب زمینی خوب رشد کرده وبزرگ می شود)

انواع خاک بر اساس نوع  رسی ، شنی و سیلتی:

1-sand     2-loamy sand     3- sandy loam    4-loam           5-silty loam                6-silt    7-sandy clay loam                   8-clay loam                 9-silty clay loam      10-sandy clay              11-silty  clay             12-clay          روش کار: بعد از اینکه خاک مورد نظرمان را از محوطه دانشگاه به وسیله استوانه فلزی (نمونه دست نخورده)یا به وسیله سوند یا اوگر یا آ لر(نمونه دست خورده) تهیه کردیم  باید کمی آب برداشته و باgr 50 خاک ( دست خورده) مخلوط کرده تا گِلی که در حد فیلت کپسیته باشد درست کنیم بعد از اینکه به حالت خمیری در آمد طبق جزوه عمل می کنیم ونوع خاک را تشخیص می دهیم.

در استوانه فلزی باید وزن استوانه وخاک وقطروارتفاع  استوانه را به وسیله ترازو وکولیس محاسبه کنیم.

وزن استوانه بدون در: gr186

وزن در استوانه: gr 4/8

وزن کل استوانه حاوی خاک دست نخورده: gr 7/164

قطر ظرف استوانه:cm 5/5

ارتفاع ظرف استوانه:cm 3/3

تعیین بافت خاک به روش هیدرومتری:

هیدرومتر:چگالی سنجی است که از سه بخش تشکیل شده است                                                                          اولین بخش شاخک که از 60-0 درجه بندی شده است.

دومین بخش:حبابی شکل     سومین بخش:جسم سنگینی که از سرب پر شده است

هیدرومتر در دمای c20کالیبره شده است وغلظت را بر حسب gr/lنشان می دهد.

تعیین در صد شن، رس، سیلت:( به روش فیزیکی یا شیمیایی) خاکدانه ها را از بین می بریم وذرات کوچک باقی می ماند. روش فیزیکی مثل: الک کردن وکوبیدن یاهم زدن، روش شیمیایی مثل:استفاده از نمک سدیم که در آن از نمک هگزا متا فسفات سدیم استفاده میشود.    ph=8/5بدست آمده در آزمایش.

  روش کار:ابتدا سوسپانسیون خاک را تهیه می کنیمgr50 خاک برداشته وداخل ارلن یا بشری می ریزیم سپس حدودcc250 آب به آن اضافه می کنیم و  مخلوط می کنیم علاوه بر مخلوط کردن وهمزدن به وسیله دست به صورت دورانی نیز هم می زنیم سپس حدود cc100 نمک هگزا متا فسفات سدیم  ( ده در صد ) می ریزیم ودو باره هم می زنیم حداقل باید12ساعت نمونه را به همان حال قرار داده تا آماده برای استفاده باشد بعد از مدت تعیین شده نمونه را در یک استوانه یک لیتری می ریزیم وبا آب مقطر به حجم یک لیترمی رسانیم.

برای حذف اثر نمک یک استوانه شاهد نیز تهیه می کنیم بدین صورت که این استوانه شاهد حاوی cc 100 نمک هگزا متا فسفات سدیم است که به حجم یک لیتر رساندیم که غلطت نمک را به ما نشان می دهد.سپس با استفاده از همزن میله ای شیشه ای کاملاً سوسپانسیون را به هم زده وبه محض بیرون آمدن همزن کرومتر را می زنیم سر چهل ثانیه باید غلظت داخل سوسپانسیون خوانده شود همزمان با قرائت هیدرومتر با دماسنج دما را نیز اندازه می گیریم اگر دما بیشتر یا کمتر از       c 20باشد باید تصحیح دمایی صورت گیرد.

بعد از دوساعت نیز دمای سوسپانسیون را اندازه گیری کرده و با هیدرومترغلظت را اندازه می گیریم.

در مدت s40(اندازه گیری اول)فقط ذرات شن رسوب می کنند پس ازدو ساعت (اندازه گیری دوم)رس وسیلت رسوب می کندو با استفاده از مثلث بافت خاک ودراختیارداشتن در صد رس وشن وسیلت می توان نوع خاک را تعیین کرد.                                         

تعیین رطوبت خاک :

آب نگهداری شده در داخل منافذ خاک را آب خاک یا رطوبت خاک می گویند.

یکی از مهمترین نقشی که آب در خاک ایفا می کند تامین رطوبت برای گیاه است. اگرخاک را در آون به مدت24 ساعت در دمای c 105 قرار دهیم آن خاک را خاک خشک آون می گویند.

روش کار:برای انجام این آزمایش وبدست آوردن در صد رطوبت جرمی خاک، ابتدا حدود           gr50-40خاک را بر می داریم داخل بوته چینی که قبلاً وزن آنرا بدست آورده ایم می ریزیم،سپس بتدریج آب را با پیست اضافه می کنیم ورطوبت ظرفیت زراعی واشباع را تهیه می نماییم، رطوبت ظرفیت زراعی حالتی است که خاک حالت خمیری به خود می گیرد ولی وقتی بین دو انگشت قرار می دهیم به انگشتانمان نمی چسبد.

خاک اشباع: خاکی است که وقتی، سطح آن را نگاه می کنیم حالت براق وصیقلی دارد.همچنین وقتی با کاردک بر می داریم با کمی کج کردن کاردک گل به آرامی می ریزد وسوم اینکه اگر شیاری درگل اشباع ایجاد بکنیم این شیار به تدریج بسته شود.

سپس نمونه ها را درداخل آون قرار می دهیم بعد از بیرون آوردن  صبر می کنیم خاکمان خنک شود و دوباره خاک را وزن می کنیم اختلاف وزن اولیه وثانویه، وزن آب را نشان خواهد داد وزن خشک آون را با کم کردن وزن بوته چینی از وزن ثانویه بدست می آوریم نتیجه می گیریم که حجم آب با جرم آب برابر است     .

برای بدست آوردن حجم کل خاک با استفاده از استوانه های نمونه برداری که قبلاً قطر وارتفاع آنها را با کولیس اندازه گرفتیم محاسبه می کنیم شایان ذکراست که وزن استوانه ودر پوش آن نیز قبل ازنمونه برداری باید اندازه گیری شود حجم استوانه را بدست می آوریم نمونه های برداشت شده با استوانه را بلافاصله با ترازو وزن کرده وسپس در داخل آون قرار داده می شوند پس از خشک شدن دوباره وزن ثانویه اندازه گیری می گردد ازاختلاف وزن اولیه و ثانویه جرم آب و در نتیجه حجم آب بدست می آید. بنابراین                             

تعیین  B.dجرم مخصوص ظاهری خاک :

برای انجام این آزمایش با استفاده از استوانه های نمونه برداری که نیاز به نمونه دست نخورده  است بدین صورت که، ابتدا قطر داخلی و ارتفاع استوانه های نمونه برداری را اندازه می گیریم سپس سر  زمین رفته پس از صاف نمودن و حذف پوشش گیاهی از سطح خاک با استفاده از استوانه ها،نمونه دست نخورده را بدست می آوریم ( باید استوانه روی سطح زمین قرار داده وبوسیله پتک ضربه وارد کنیم وقتی هم سطح زمین شد ضربه زدن را متوقف می کنیم چون ممکن است خاک داخل ظرف متراکم  شود) سپس به مدت 24 ساعت در دمای c 105 داخل آون قرارمی دهیم تا کاملا خشک شود .   

دستگاه آون یا اتووoven   : دستگاهی است که دمای آن از صفر  تا200 درجه قابل تنظیم است معمولاً برخی از انها به سیستم تهویه ای یادستگاه خشک کننده متصل هستند که این سیستم  به خشک شدن سریع نمونه خاک کمک می کند خشک کردن خاک به مدت 24 ساعت و دمای c105 صورت می گیرد و اگر سیستم تهویه ای داشته باشد حدود 10 تا 12 ساعت برای خشک کردن کافی می باشد نقطه  مورد نظراین است که بعد از خشک شدن نمونه ها بعد از 24 ساعت نباید نمونه ها را بلافاصله خارج کرد(بعلت دارا بودن پتانسیل ماتریک bar 10000- زیرا رطوبت راسریعاً جذب می کند) برای همین نمونه ها را باید داخل دسیکاتور قرار دهیم                 و معمولاً داخل آن یک جاذب رطوبت مثل سیلیکاژن(که در دوربین عکاسی کاربرد دارد)یا سولفات مس قرار می دهیم  بعد از اینکه نمونه ها خنک شدند آنها را وزن می کنیم  و چون قبلا وزن استوانه ها را داشتیم  بنابراین می توان وزن خاک خشک را بدست بیاوریم.                             

نمونه برداری با استوانه های نمونه برداری در خاکهای گلی و شنی  امکان پذیر نمی باشد و معمولا در خاکهای سطحی که رطوبتشان کم می باشد هنگام نمونه برداری مقداری رطوبت اضافه می کنیم اما اگر از عمق های پایینتر نمونه ها را بدست بیاوریم زمین را بصورت پله پله در آورده و نمونه ها رااستخراج می کنیم.

روش های تعیین جرم مخصوص حقیقی خاک:(Bd)

1-  اختلاف حجم در داخل استوانه: در این روش بااستوانه حجم مشخصی آب برداشته سپس بر روی آن جرم مشخصی خاک خشک آون ریخته اختلاف حجم در داخل استوانه به ماحجم خاک خشک را نشان خواهد داد.(این روش، روش دقیقی به شمار نمی آید)

زیراممکن است حبابهای هوا بین ذرات باقی بماند.

2-پیکنومتر: یک بالون شیشه ای کوچک که درپوش آن در قسمت وسط دارای یک سوراخ می باشد این مجرا یا سوراخ برای خروج آب اضافی است تا حجم آب داخل شیشه همیشه ثابت بماند.در این روش ابتدا پیکومتر و درپوش بدقت وزن می کنیم سپس حدود   gr10  خاک خشک آون را برداشته و داخل پیکومتر می ریزیم و دوباره پیکنومتر و درپوش را وزن می کنیم سپس قطره قطره با آب مقطر به خاک آب اضافه کرده تا چند لایه آب روی خاک قرار بگیرد سپس پیکنومتر را روی شعله قرار داده تا حباب های موجود داخل آن خارج شود نمونه نبایستی بجوشد .سپس پس از چند دقیقه پیکنومتر را گذاشته تا سرد بشود و پس از خنک شدن به حجم می رسانیم بعد از آن پیکنومتر را به همراه آب و خاک وزن می کنیم.سپس کلیه محتویات داخل پیکنومتر را خالی کرده و پیکنومتر را کاملا شسته و نهایتا با آب مقطر پر می کنیم سپس سطح بیرونی پیکنومتررا خشک کرده و دوباره وزن می کنیم

تعیین رنگ خاک:                                                                           

روش کار: ابتداcm 10  کاغذسفید رنگ انتخاب کرده و حدود gr 10 خاک روی ان می ریزیم و سپس بالای دفترچه مانسل قرار داده یکی یکی صفحه ها را برگردانده خاک ما رنگش نزدیک به هر صفحه باشد آن صفحه را انتخاب کرده سپس chip که نزدیک رنگ خاک ما است انتخاب کرده و هیو و کروما را یادداشت کرده و سپس مقداری رطوبت به این خاک  اضافه کرده پس از اضافه کردن رساندن به ظرفیت زراعی دوباره رنگ خاک را اندازه گرفته که در این حالت ولیو کاهش ، کروما کاهش یا افزایش می یابد و دوباره فرمول رنگ را ثبت می کنیم و همچنین نام علمی آن را یادداشت می کنیم بیشتر خاکهای کشور ما و آذربایجان فهوه ای رنگ است.

اندازه گیری PH خاک:

یکی از مهمترین خصوصیات شیمیایی خاک است که اهمیت آن مربوط به اسیدی یا قلیایی بودن محیط است محدودهPH بین 14- 0  متغیر است .7 حالت خنثی است و بالاتر از 7 قلیایی و پایین تر از 7 اسیدی به حساب می آید  PH بیانگر میزان یا شدت بازی یا اسیدی بودن محیط های آبی می باشد. PHخاک نشان دهنده نوع کاتیون های جذب شده در سطح کلوئید ها نیز می باشد.برای اندازه گیریPH دو روش موجود است یکی مقایسه رنگ توسط برخی از معرف ها یا کاغذ تورنسل و دومی دستگاه PH متر است.

PH متر : وسیله ای است که دارای یک الکترود شیشه ای است که این الکترود به غلظت   حساس است اساس دستگاهPH متر الکتروشیمیایی است این دستگاه در نوک الکترود که جنس آن از سیلیکات سدیم می باشد اگر غلظت هیدروزن در داخل و خارج الکترود یکسان نباشد این اختلاف را به صورت اختلاف پتانسیل به دستگاه  گزارش می دهد و همچنین بر حسب PH نشان می دهدکه قبل از کار با دستگاه باید کالیبره (تنظیم) شود، در خاکهای اسیدی با تامپون های شماره 7-4 کالیبره می کنیم در صورتی که در خاکهای قلیایی با تامپون های 9-7 کالیبره می کنیم.

روش کار: ابتدا  حدود gr100 خاک برداشته وگل اشباع تهیه می کنیم پس از تهیه گل اشباع  آن را حدود 10-5 دقیقه به حال خود رها کرده ،پس از آن ابتدا به وسیله کاغذهای تورنسل یاPH متر،PHخاک را  به صورت تقریبی بدست می آوریم سپس با قرار دادن الکترود PH متر ، در گل اشباع PHرا تعیین می کنیم.       

اندازه گیری کربن آلی:(مواد آلی خاک)

برای اندازه گیری مواد آلی، از دو طریق استفاده می کنیم:احتراق به روش تر ، احتراق به روش خشک.

در احتراق به روش خشک، نمونه را در کوره قرار می دهیم ومی سوزانیم اختلاف کاهش وزن نشانگر سوختن کربن آلی است که به صورت CO2خارج می شود اما روش معمول سوزاندن به روش تر است در این روش میزان ماده آلی خاک را با بی کرومات پتاسیم در مجاورت اسید سولفوریک اکسید می شود باقیمانده بی کرومات و دی کرومات با فروآمونیوم سولفات از طریق نیتراسیون در مجاورت معرف ارتو فنان ترولین اندازه گیری و با محاسبه مقدار دی کرومات مصرف شده برای اکسیداسیون کربن آلی مقدار آن را در خاک محاسبه می کنیم در این آزمایش کربن آلی به CO2 یا گاز کربنیک تبدیل می شود                                  .

روش کار:  ابتدا مقداری از خاکمان را بر می داریم ودر آون چینی می کوبیم سپس حدود یک گرم از نمونه خاکمان را بر می داریم و در ارلن مایر cc250 می ریزیم وبه آرامیcc 10 دی کرومات پتاسیم به آن اضافه می کنیم سپس cc10 اسید سولفوریک غلیظ به آن اضافه می کنیم این مرحله را زیر هود انجام میدهیم (بخاطر وجود بخارات اسید وCO2) سپس ارلن را از زیر هیتر یا چراغ الکلی به مدتmin 20حرارت می دهیم پس از حرارت باید دقت کرد دما ازc165 تجاوز نکند ،سپس نمونه  را از روی هیتر برداشته واجازه می دهیم خنک شود پس از خنک شدن حدود cc100تاcc150آب مقطر به آن اضافه می کنیم و نمونه را با فرو آمونیوم سولفات تیتر می کنیم به محض  اینکه  به رنگ سبز لجنی در آمد تیتر را قطع کرده وحجم مصرفی فرو آمونیوم سولفات را بدست می آوریم همیشه در اندازه گیری کربن آلی از نمونه شاهد یا blankاستفاده می کنیم به این صورت که همه محلولها یا عصاره هایی را که گفتیم می ریزیم.

به محض رویت رنگ سبز لجنی در آمد تیتر را قطع کرده وحجم مصرفی را یادداشت می کنیم نهایتاً درصد ماده آلی را از کربن آلی بدست می آوریم.

وزن خشک خاک به مقدار یک گرم

عدد88/0 ضریب تبدیل درجه اکسیداسیون مواد آلی است .

اندازه گیری هدایت الکتریکیEC خاک:     Soil electrical  conductivity               هدایت الکتریکی در محیط های آبی ،مثل آب آبیاری یا آب خاک  بیانگر مقدار املاح معدنی محلول می باشدو معیار دقیقی از میزان املاح وشوری در خاک وآب است به طوری که کیفیت و طبقه بندی آب وخاک از نظر شوری از روی EC مشخص می شود ECبوسیله دستگاهی بنام EC سنج اندازه گیری می شود کار دستگاه  بر مبنای قانون اهم است وشکل زیر اساس دستگاه ECسنج می باشد که حاوی یک مقاومت سنج ، یک منبع جریان یا نیروی محرکه،یک الکترود شیشه ای می باشد.

الکترود شیشه ای ساحتمان  ساده ای دارد که ته آن باز می باشد.

در انتهای الکترود شیشه ای دو صفخه پلاتینی روبروی هم قرار گرفته اند به فاصله یک سانتیمتری که یکی به قطب مثبت ودیگری به قطب منفی متصل می باشد این الکترود را تا حدی داخل محلول قرار می دهیم که سطح پلاتین ها کاملاً پوشانده شود.همچنین سطح پلاتین یک سانتیمتر مربع می باشد.

برای شروع کار با ECسنج ، آن را کالیبره کرده برای این کار از محلولهای استاندارد KCLبا غلظت های زیر دمای c25 استفاده کرد. بایستی توجه کرد که این دستگاه در دمای 25cکالیبره شده است واگر دما بیشتر یا کمتر از آن باشد تصحیح را باید انجام دهیم.

روش کار : ابتدا مقدارgr50 خاک را وزن کرده وداخل بوته چینی ریخته وسپس گل اشباع  را تهیه می کنیم سپس بعد از 24 ساعت  توسط دستگاه سانتریفوژ یا قیف بوخنر عصاره خاک را جدا می کنیم سپس زیر الکترود دستگاه ECسنج که قبلاً کالیبره شده است قرار داده ومیزان ECرا     می خوانیم.

تهیه های محلول های مولار ، مولال ، نرمال:

  10% ، به میزان 10گرم وزن کرده درون بالون ریخته و 100cc آب اضافه می کنیم.

مولاریته یک مولار : برای بدست آوردن محلول یک مولار هر ماده ای کافی است جرم مولکولی ماده را بدست آورده به همان مقدار نمک وزن کرده و در بالون یک لیتری ریخته و حجم آن را به یک لیتر می رسانیم . ( برای 0/1مولال جرم مولکولی تقسیم بر ده  )

مولالیته : یک مولال: اگر حجم مولکولی نمک یا ماده را بدست بیاوریم و داخل آن به حجم 1000ccآب بریزیم به آن مولالیته یا یک مولال می گوییم .

یک نرمال : برای بدست آوردن محلول یک نرمال کافی است اکی والان گرم هر ماده ای را بدست آورده همان مقداراز ماده را وزن کرده و به حجم یک لیتر برسانیم

                                   

چاپ این مطلب: کلیک کنید

تنش محیطی
سه‌شنبه 24 اردیبهشت‌ماه سال 1392 ساعت 03:02 ب.ظ | نوشته ‌شده به دست علیزاده | ( 0 نظر )


تنش یا استرس Stress ، واژه‎ای است که اولین بار توسط دانشمندان علوم بیولوژیک در مورد موجودات زنده بکار برده شد. بعدها این واژه از علم فیزیک گرفته شده و آن را به عنوان هر عاملی که امکان بالقوه وارد آوردن صدمه به موجودات زنده را دارد تعریف نمودند. تنش، نتیجه روند غیرعادی فرآیندهای فیزیولوژیکی است که از تأثیر یک یا ترکیبی از عوامل زیستی و محیطی حاصل می‎شود. همان طوری که در تعریف آمده، تنش دارای توان آسیب‎رسانی می‎باشد که به صورت نتیجه یک متابولیسم غیرعادی روی داده و ممکن است به صورت افت رشد، مرگ گیاه و یا مرگ بخشی از گیاه بروز کند (حکمت شعار، 1372).

تنش‎های محیطی را معمولاً به دو دسته تقسیم کرده‎اند: تنش‎های بیولوژیکی Biotic stress و تنش‎های فیزیکوشیمیایی Physiochemical stress.

تنش‎های بیولوژیکی شامل حمله آفات و امراض به گیاهان می‎باشد که در محدوده بحث ما نیست. تنش‎های فیزیکوشیمیایی به پنج گروه تقسیم می‎شوند که از بین آن‎ها، خسارت وارده به گیاهان زراعی در اثر تنش‎های کمبود آب، شوری و دما در سطح جهان گسترده‎تر بوده و به همین جهت بیشتر مورد مطالعه قرار گرفته‎اند (Levitt, 1980).

خشکی و وضعیت جهانی آن
واژه خشکی یک اصطلاح هواشناسی بوده و بیان‎گر دوره‎ای است که در آن مقدار بارندگی کمتر از مقدار تبخیر و تعرق بالقوه شود. چون کمبود باران باعث تنش کمبود آب خواهد شد، لذا واژه تنش خشکی Drought stress برای مواردی که تنش در اثر عدم وقوع بارندگی مفید ایجاد شده است بکار می‎رود و بعبارت دیگر، در این حالت تنش کمبود آب[1] به طور طبیعی مد نظر است. اگر گیاه به طور مصنوعی تحت شرایط تنش رطوبتی قرار گیرد در این صورت واژه تنش کمبود آب بکار برده می‎شود. چنانچه در اثر خشکی هوا، رطوبت داخلی گیاه به کمتر از 50% مقدار عادی خود برسد در این صورت گیاه دچار آبکشیدگی Water deficit stress شده و چنانچه رطوبت داخلی گیاه کمتر از مقدار عادی ولی بالاتر از 50% باشد پسآبیدگی Evaporative dehydration گویند (سرمدنیا، 1374).میزان خسارت وارده به گیاه در اثر تنش خشکی، بسته به طول مدت خشکی، زمان وقوع تنش، فراوانی وقوع تنش، نوع گیاه و خصوصیات ذاتی خاک متفاوت است.در حدود یک سوم اراضی جهان با کمبود بارندگی مواجه ا ند و نیمی از این اراضی دارای بارندگی سالیانه کمتر از 250 میلیمتر می‎باشند که یک چهارم تبخیر و تعرق بالقوه این مناطق است. به طور کلی مناطق خشک و نیمه خشک جهان در محدوده‎های بین عرض‎های جغرافیایی 15 تا 30 درجه شمالی و جنوبی قرار گرفته‎اند و وسعتی در حدود 7/44 میلیون کیلومتر مربع را شامل می‎شوند. حدود 39% از این مساحت جزء مناطق خشک محسوب می‎گردد که قسمت عمده آن برای زراعت مساعد نیست (کوچکی و نصیری محلاتی، 1373).در مناطق خشک و نیمه خشک علاوه بر میزان بارندگی کم، توزیع بارندگی از فصلی تا فصل دیگر و از سالی به سال دیگر متغیر بوده و بنابراین پیش‎بینی میزان و توزیع آن بسیار مشکل است (اهدایی، 1372).در کشور ما نیز به جز سواحل دریای خزر و قسمت‎های کوچکی از شمال غربی کشور بقیه مناطق تماماً جزء نقاط خشک و نیمه خشک محسوب می‎گردند و این در حالی است که مناطق خشک کشورمان نسبت به مناطق نیمه خشک آن، از وسعت بیشتری برخوردار است (اهدایی، 1372).

تنش خشکی
به طور کلی به هر عامل خارجی که نتیجه‎اش نرخ رشد کمتر از حد معمول باشد، تنش گرفته می‎شود یعنی هر عاملی که مراحل متابولیک طبیعی یک گیاه را به وقفه می‎اندازد، محدود می‎کند یا به طور زیان‎آوری تسریع می‎کند (Guriu et al ., 1996) .تنش آبی هم به عدم وجود آب کافی هم به وجود آب اضافه در اطراف گیاه گفته می‎شود. در حالت اول که در نتیجه خشکی و یا کمبود آب بوجود می‎آید تحت عنوان تنش کمبود آب شناخته می‎شود که با تنش خشکی مترادف است (سرمدنیا ، 1372) .

کرامر (1983) خشکی را تحت عنوان نبود یا کمبود بارندگی مراحل حساس رشد گیاه، تعریف نموده است، به عقیده وی طول دوره بدون بارندگی که موجب صدمه به گیاه می‎شود، تابع نوع گیاه، ظرفیت نگهداری آب، خاک و همچنین شرایط اتمسفری است که بر میزان تبخیر و تعرق تأثیر می گذارد .

وینز ( 1990 ) خشکی را دورهای که کمبود آب چه بصورت حاد و چه بصورت مزمن رشد گیاه را تحت تاثیر قرار می دهد و مانع رشد نرمال آن می‎شود، تعریف می‎نماید.

گیبس (1975) خشکی را معادل کمبود آب در نظر گرفته و آن را به مفهوم عدم توزان بین عرضه و تقاضا آب برای گیاه تلقی می‎کند.

رایج‎ترین تعریف خشکی در کشاورزی توسط آدمیدس و همکاران (1989) مطرح شده است. آنها معتقدند که کمبود یا تنش رطوبت هنگامی افزایش می‎یابد که تقاضای تبخیر اتمسفر بالای برگها (یعنی تبخیر و تعرق پتانسیل) ETP از ظرفیت و توانایی ریشه‎ها برای استخراج آب از خاک (یعنی تبخیر و تعرق واقعی) ETA تجاوز نموده و فراتر می‎رود. در کشاورزی منظور از خشکی کمبود آب بصورت طبیعی است. اگر گیاه بطور مصنوعی در معرض تنش آب قرار داده شود، واژه «تنش کمبود آب» ETA بکار می‎رود. در نهایت در مورد گیاه زراعی خشکی را می‎توان بعنوان عدم تعادل بین عرضه و تقاضای آب تعریف کرد . چنانچه در اثر خشکی هوا رطوبت داخلی گیاه کمتر از 50 درصد مقدار عادی خود شود، گویند گیاه دچار «کمبود آب» Water Dessication یا از دست دادن آب شده است و چنانچه رطوبت گیاه کمتر از مقدار عادی خود ولی بالاتر از 50 درصد مقدار عادی باشد «گیاه پسابیده» Evaporative Dehidration شده است. تنش خشکی که موجب از دست دادن آب بصورت مایع شود را تنش اسمزی گویند. بنابراین تنش خشکی به تنهایی مفهوم دقیقی ندارد. (سرمدنیا ، 1372 ) .

انواع خشکی
نوع خشکی در مناطق مختلف در طول فصل زراعی متفاوت است و ممکن است :

1ـ پیوسته بوده و شدت آن دائماً زیاد شود.

2ـ فقط در اوایل فصل باشد .

3ـ فقط در اواخر فصل مصادف با دوره دانه‎بندی گندم باشد (ارزانی ، 1375 ) .

اثرات استرس خشکی در مراحل مختلف رشد گندم
اثرات استرس خشکی در مراحل مختلف رشد روی کاهش عملکرد دانه گندم را نشان می‎دهد فعالیت بذر بعد از جذب آب و خیس شدن شروع می‎شود میزان جذب آب بوسیله بذر بستگی به مقدار آب در خاک و تفاوت بین گونه‎های گیاهی دارد. حداقل مقدار رطوبت برای جوانه‎زنی 34 الی 45 درصد وزن خشک دانه می‎باشد. جوانه‎ها در مراحل اولیه رشد مقاوم به خشکی هستند ولی این مقاومت با تشکیل اولین برگ به مقدار زیادی کاهش می‎یابد. جوانه‎زنی به عنوان یک معیار مناسب در عملکرد دانه می‎تواند در پتانسیل آب پائین‎تر از 4- بار تحت تأثیر قرار گیرد. بذور سبز شده یا جوانه‎های خیلی جوان توانایی زیادی برای تنظیم اسمزی دارند که شاید دلیل مقاومت آنها در برابر استرس و خشکی باشد.معمولاً قبل از اینکه فتوسنتز متأثر شود، توسعه و تقسیم سلولی می‎تواند بطور نسبی تحت تأثیر استرس خشکی قرار گیرد. این مسئله اثر عمیقی روی توسعه برگها و ساقه‎های گیاه رشد یافته می‎گذارد. خشکی بطور نسبی تا مرحله پنجه‎زنی اثرات شدیدی ندارد. دلیل این تفاوت در زمان توسعه پنجه‎ها در مزرعه و در توزیع مجدد آب ذخیره شده در گیاه در زمان خشکی می‎باشد اما استرس خشکی اثر قابل ملاحظه‎ای روی رشد بعدی پنجه‎ها دارد. تعداد پنجه‎های باقی مانده بستگی به فراهم بودن آب دارد (Musick et al ., 1980).پس بطور کلی کمترین اثر استرس آبی و حرارت در طی مرحله پنجه‎زنی و بیشترین اثر آن در طی مدت بین طویل شدن ساقه و مرحله آنتزیز (ظهور پرچم) است ( Johanson et al , 1982 ). استرس در طی مراحل اولیه ایجاد سنبله می‎تواند تعداد سنبله‎های تشکیل شده را کاهش دهد. اثر استرس آب در اغلب مراحل رشد بین شروع سنبل‎‎دهی و رسیدن، در کاهش معنی‎دار عملکرد دانه مشابه می‎باشد (Musick et al ., 1980).

تنش خشکی در طی 12 هفته آخر قبل از ظهور سنبله می‎تواند همچنین تعداد دانه در هر سنبله را کاهش دهد که این حالت در نتیجه کاهش آسیمیلاتهای قابل دسترس جهت توسعه گلدهی می‎باشد. در طی پر شدن دانه اگر خشکی وجود نداشته باشد ممکن است بواسطه افزایش اندازه بذر چند درجه از کمبودها جبران شود. عملکرد دانه براساس مقدار رشد و استفاده از آب قبل و بعد از مرحله ظهور پرچم متفاوت است. در شرایطی که خشکی قبل از مرحله ظهور پرچم تقویت شود، ژنوتیپها شاخص سطح برگ را کاهش می‎دهند، تا آب بیشتری برای استفاده مراحل بعد از ظهور پرچم ذخیره شده تا شاخص برداشت و عملکرد دانه بالا رود، در خشکترین شرایط بیش از 60% وزن خشک از ذخایر موجود در مرحله ظهور پرچم تأمین می‎شود بعد از پریود ظهور پرچم حساسیت توسعه دانه گندم به کمبود آب کاهش می‎یابد (Musick et al ., 1980). بعد از مرحله باروری زمانیکه ماکزیمم تعداد بذر تثبیت شد، استرس آب در تعداد نهایی و اندازه بذر که عملکرد بذر را مشخص می‎کند تأثیر می‏گذارد. بیشتر اثرات خشکی در طی این مدت باعث کاهش ذخائر آسیمیلات به علت کاهش میزان فتوسنتز و کوتاه شدن دوره رشد بذر می‎باشد .


--------------------------------------------------------------------------------




انواع مکانیسم‎های مقاومت به خشکی
بیشتر متخصصین اصلاح نباتات از پنج اصلاح در ارتباط با مقاومت بر خشکی استفاده می‎کنند :

1ـ مقاومت به خشکی : (drought resistance )توانایی یک گیاه در زنده ماندن، رشد و تولید عملکرد رضایتبخش با مقدار محدود عرضه آب و یا تحت شرایط کمبود متناوب آب.

2ـ فرار از خشکی :توانایی گیاه در بالغ شدن پیش از آنکه تنش آبی تبدیل به یک عامل محدود کننده جدی شود.

3ـ اجتناب از خشکی:گیاه در طول دوره خشکی خود مقادیر بالای آب را حفظ می‎کند.

بنظر لویت اجتناب کنندگان از خشکی خود به دو دسته ذخیره‎کنندگان آب و مصرف کنندگان آب تقسیم می‎شوند. گیاهانی که از خشکی اجتناب می‎کنند سازشهایی نشان می‎دهند که منجر به حصول حداکثر مقدار آب می‎گردد یا اینکه فعالیتهای خود را به دوره‎های در دسترس بودن آب محدود می‎کنند (فرار از خشکی )(Malik et al , 1988).

4ـ تحمل خشکی :توانایی گیاه در تحمل کمبود آب که بوسیله درجه و دوام پتانسیل پایین آب گیاه اندازه‎گیری می‎گردد. در واقع مکانیسم تحمل به خشکی زمانی صورت می‎گیرد که از نظر ترمودینامیکی گیاه با تنشی به حالت تعادل می‎رسد، بدون اینکه آسیبی را متحمل شود و یا در صورت آسیب‏‎دیدگی قابلیت ترمیم را داراست (.,1997 et al Gavuzzi And .,1993 Ehdaie et al ). با این مکانیسم گیاه ممکن است با وجود رطوبت داخلی کم زنده بماند. گیاهی که دارای این مکانیسم باشد قادر است تا با تأمین رطوبت، مجدداً بهبود یافته و رشد کند. در مجموع لویت مکانیسم‎ مقاومت به خشکی را به مکانیسم‎های گریز از خشکی، اجتناب از خشکی و تحمل به خشکی تقسیم نمود (, 1980. Musick et al ) .

5- بازیافت (بهبود ) : توانایی گیاه برای از سرگیری رشد و عملکرد بعد از استرس خشکی البته با یک min خسارت عملکرد است .

مکانیسم‎های گریز از خشکی :

1 ـ زودرسی یا دوره رشد کوتاه
احتمالاً زودرسی معمولترین و ساده‎ترین صفت برای اصلاح مقاومت به خشکی است. زودرسی این قابلیت را به گیاه می‎دهد که عملکرد خود را پیش از شروع خشکی ارائه نماید (.,1989 et al Arraudeau Laing et Al ., 1983 And ). وقوع تنش خشکی باعث زودرسی نسبی می‎گردد. بطور کلی ژنوتیپ‎های بومی دیررس‎تر از ارقام اصلاح شده‎اند ولیکن با افزایش شدت تنش این اختلاف کاهش می‎یابد ( Fischer And R. Maurer . 1978 ) . ژنوتیپ‏های زودرس که رشد سریعتری دارند، بیشتر آبهای در دسترس را مصرف می‎کنند و لذا کمتر از ژنوتیپ‎های کند رشد و دیررس در معرض تنشهای محیطی قرار می‎گیرند. و بخاطر این کمتر تحت تأثیر اثر نامطلوب تنش خشکی قرار می‎گیرند که این موجب تولید زی توده بیشتری می‎گردد. تولید ارقام زودرس آسان است، زیرا که عموماً وراثت‎پذیری بالایی دارد و ارزیابی آن نیز آسان است.

2 - حساسیت به طول روز
حساسیت به طول دوره نوری ویژگی دیگری است که به شدت وراثت‎پذیر است و انتخاب برای آن نیز آسان است حساسیت به طول روز یک مکانیسم انطباقی برای تاریخهای کاشت است. نامتحمل است که بتوان در یک برنامه اصلاحی حساسیت به طول روز را بطور موفقیت‎آمیزی به یک گیاه زراعی وارد کرد. مسئله بسیار مهمتر این است که سازش حساسیت به فتوپریود در گیاه، در طی برنامه اصلاحی از بین نرود ( Bidinger et al . 1978 ).

3ـ کنترل پنجه‎دهی
پنجه‎دهی تحت کنترل ژنتیکی است و دیده شده که بیشتر ژنوتیپ‎های غلات تنوع زیادی برای این صفت دارند. اگر با استفاده از فضای زیاد کشت و کنترل متغیرهای محیطی، مثل رطوبت و حاصلخیزی که روی پنجه‎دهی اثر می‎گذارند، به این صفت اجازه دهیم تا خود را بیان کند، در اینصورت منطقاً پنجه‎دهی وراثت‎پذیری بالایی دارد( Bidinger et al . 1978 ). در گندم و جو میزان محصول بالاتر و ثابت‎تر از ژنوتیپ‎های یا پنجه‎دهی بالا بدست آمده است. بنظر می‎رسد پنجه‎دهی از حساسیت عملکرد نسبت به تراکم بوته می‎کاهد (سرمدنیا ، 1372). هارد (1971) عقیده دارد که در نواحی خشک توان‎ پنجه‎دهی را یک عاملی ناخواسته است. زیرا باعث هدر رفتن رطوبتی می‎شود که ممکن است بعداً در مراحل بحرانی مورد نیاز باشد. البته دو ویژگی دیگر یعنی مراحل نموی کوتاه (مانند دوره رشد دانه یا سایر دوره‎های رشدی گیاه) و انعطاف‎پذیری فنوتیپی هم از جمله مکانیسم‎های گریز از خشکی می‎باشد.

مکانیسم‎های اجتناب
1ـ سیستم ریشه‎ای توسعه یافته :

سیستم ریشه‎ای هر چقدر که فعالتر و توسعه یافته‎تر باشد باعث می‎گردد که میزان آبی که در کل در دسترس گیاه و اندامهای آن قرار می‎گیرد، افزایش یابد، و بهمین خاطر است وقتی گیاهان در تحت شرایط تنش قرار می‎گیرد نسبت وزن خشک ریشه به ساقه افزایش می‎یابد که علت این پدیده بخاطر تخصیص بیشتر ماده خشک به ریشه، جهت دوری گیاه از خشکی می‎باشد. افلاطونی (1369) در طی انجام یک تحقیق به منظور یافتن ارقام مقاوم به خشکی در مرحله گیاهچه‎ای، مشاهده کرد که ارقام مقاومتر به تنش خشکی طول و وزن خشک ریشه بیشتری داشتند ( افلاطونی ، 1369).گسترش ریشه بستگی به تأمین مواد جهت رشد آن، حفظ رطوبت به اندازه کافی، تأمین اکسیژن کافی، درجه حرارت مناسب و کمی موانع مکانیکی دارد (راشد و کوچکی ، 1373) .

2ـ هدایت روزنه‎ای :

روزنه‎ها از جمله عوامل مهم در از دست دادن آب گیاه می‎باشند، بطوریکه در هنگامی که گیاه تحت شرایط تنش قرار می‎گیرد گیاه با بستن روزنه‎هایش تلفات کاهش آب از طریق روزنه‎ها را کاهش می‎دهد. عمل بسته شدن روزنه‎ها بوسیله عوامل مختلف در گیاه کنترل می‎گردد بنحویکه یکی از مهمترین این عوامل آبسیزیک اسید (ABA) است. این هورمون تنظیم کننده رشد گیاهی در اثر تنش خشکی تحریک و میزان آن افزایش می‎یابد. بعد از افزایش این هورمون در بافتها و سلولهای گیاهی یکی از مسیرهایی که این هورمون جهت مقاومت گیاه یا تحمل گیاه به خشکی طی می‎کند، مسیری است که موجب کنترل و بسته شدن روزنه‎ها توسط ABA می‎گردد.باز شدن روزنه‎ها نتیجه افزایش پتانسیل فشاری سلولهای محافظ روزنه‎ها نسبت به سلولهای اطراف آن می‎باشد. تعرق هنگامی صورت می‎گیرد که بخار آب از طریق روزنه به بیرون منتشر شود. تنش آب می‎تواند موجب کاهش اندازه شکاف روزنه شود. برخی موارد شیمیایی مانند آترازین، سیمازین و دیدرون نیز باعث مسدود شدن روزنه می‎گردند. این مواد موجب کاهش مصرف آب و رشد می‎گردند (راشد و کوچکی ،1373 ).

از آنجا که وراثت‎پذیری میزان هدایت روزنه‎ای معلوم نیست، اندازه‎گیری آن مشکل است و حتی مقدار آن در طول روز تغییرات زیادی دارد، بعید است در برنامه‎های اصلاحی کاربرد زیادی پیدا کند( Bidinger et al . 1978 ).

3ـ اندازه و فراوانی روزنه‎ها
بسیاری از گیاهان زراعی که تحت شرایط نور مستقیم خورشید رشد می‎کنند در هر دو سطح برگ دارای روزنه هستند، لیکن در بسیاری از گونه‎های سایه‎زی، روزنه‎ها تنها در سطح زیرین برگ وجود دارند. بعلت نفوذناپذیری نسبی کوتیکول نسبت به آب حدود 90 درصد تعرق از راه روزنه‎ها صورت می‎گیرد. تعداد و اندازه روزنه‎ها که متأثر از ژنوتیپ و محیط‎اند، در مقایسه با باز و بسته شدنشان تأثیر کمتری بر میزان کل تعرق می‎گذارند (سرمدنیا و کوچکی ، 1374). تراکم روزنه‎ها در سطح رویی برگ گندم 33 و برای سطح زیرین آن 14 روزنه بر میلیمتر مربع می‎باشد (سرمدنیا و کوچکی ، 1374). اهدائی (1372) تراکم کم روزنه‎ها را صفتی با تنوع ژنتیکی و سهولت انتخاب متوسط می‎داند.

4ـ تجمع آبسیسیک اسید
اسید آبسیسیک از طریق مسیر موالونیک اسید در برگها (کلروپلاست و سایر پلاسیتدها) ساخته شده و این فرآیند با تنشهای محیطی بویژه تنش خشکی تحریک می‎گردد. ABA مانند علامت دهنده عمل کرده و در فرآیند عادی فیزیولوژیکی نیز دخالت می‎کند.فرآیندهایی که تحت تأثیر آبسیسیک اسید قرار می‎گیرد عبارتند از:

الف ـ باعث بسته شدن روزنه‎ها در تحت شرایط تنش می‎شود.

ب ـ بعنوان علامت دهنده تنش خشکی عمل می کند.

ج ـ مقاومت در برابر تنشهای خشکی، شوری و سرما را موجب می‎گردد. موجب رکود، ریزش، رشد و زمین‎گرایی می‎شود (Anders And Busk . 1996).افزایش میزان آبسیسیک اسید، فرآیندی است که عموماً پس از تنشهای محیطی غیرزنده از جمله تنش خشکی، شوری و سرما به چشم می‎خورد، بطوریکه این افزایش احتمالاً رابطه‎ای با تحمل به خشکی دارد و در جلوگیری از پسابیدگی سلولها در گیاهان دخالت می کند (Kazuo And Yamaguehi . 1999 ).بسیاری از سازشهای مرفولوژیکی و فیزیولوژیکی در مقابل تنش خشکی در تحت کنترل هورمون گیاهی ABA می‎باشد (28). بیشتر ژنهایی که تا به امروز مطالعه و بررسی شده‎اند، آنهایی که در اثر تنش خشکی تحریک می‎گردند، اکثراً تحت تأثیر ABA قرار می‎گیرند که به این ژنها، ژنهای وابسته به آبسیسیک اسید می‎گویند. بنظر می‎رسد که پسابیدگی و کاهش تورژسانی سلولها سبب تولید ABA متعاقباً تأثیرABA در تجلی ژنهای گوناگونی می‎شود (Anders And Busk . 1996). مطالعات نشان داده‎اند که نحوه توراث این صفت بصورت کمی است. اکسین و سیتوکینین تأثیری خلاف اثر ABA دارند و موجب باز شدن روزنه‎ها می‎شوند.

5ـ ضخامت کوتیکول و قشر مومی روی برگ
قشر مومی روی برگ نفوذپذیری آنرا برای آب ودی‎اکسیدکربن کاهش می‎دهد. و نیز میزان تابش جذب شده را کم می‎کند. بسیاری از گیاهان در نواحی خشک، از نظر تشریحی برگهایی با بشره ضخیم دارند. کوتیکول ضخیم بصورت عایقی در برابر تشعشع ورودی عمل می‎کند و در نتیجه تعرق را کاهش می‎دهد و بهمراه آن از تبخیر کوتیکولی نیز می‎کاهد (راشد و کوچکی ، 1373). مومی بودن در گندم بوسیله یک ژن بزرگ اثر کنترل می‎شود و ژنهای کوچک اثر روی شدت آن تأثیر می‎گذارند . کلارک و همکاران (1991) گزارش کردند که مومی بودن سطح برگ بطور مثبتی با عملکرد تنش خشکی همبسته بوده و کارائی مصرف آب را بالا می برد. قاعدتاً وراثت‎پذیری صفت مومی بودن باید بالا باشد. موم برگ تحت تأثیر عوامل بیرونی مانند تنش آب، دمای بالاو تشعشع زیاد نیز قرار می‎گیرد.

مکانیسم‎های تحمل به خشکی
1ـ تنظیم فشار اسمزی :

تنطیم اسمزی متضمن افزایش تعداد مولکولهای محلول درون سلولها در پاسخ به کاهش پتانسیل آب خارجی است. اثر این عمل، کاهش جریان خروجی آب از سلول و از این طریق باعث کاهش تلفات تورژسانسی می‎شود( Bidinger et al . 1978 ). تنظیم فشار اسمزی یکی از خصوصیات مهم تحمل گیاهان به خشکی است که در طی 15 سال اخیر به آن توجه زیادی شده است و مفهوم آن عبارتست از پائین رفتن پتانسیل اسمزی در پاسخ به تنش آب است که این امر ممکن است به دو طریق ذیل صورت گیرد:

الف ـ تنظیم غیر فعال: که در نتیجه تحمل مقدار آب نسبی بافت است.

ب ـ تنظیم فعال: که بوسیله تجمع املاح یا متابولیت‎ها یا بوسیله کاهش گسترش حجم سلول صورت می‎گیرد. بطور کلی، تحت شرایط تنش آب، فتوسنتز نسبت به مصرف آسمیلات‎ها در طول رشد کمتر تحت تأثیر قرار می‎گیرد و بنابراین قندها (اغلب به جزء نشاسته) و بقیه محصولات متابولیکی انباشته می‎شوند، هر چند که اهمیت نسبی آنها در تنظیم اسمزی بستگی به گونه، بافت و سرعت خشکی دارد. شواهد غیرمستقیمی در زمینه نقش تنظیم اسمزی در مقاومت به خشکی و تولید محصولات گیاهی از منابع متعدد در دست است. مورگان (1983) دست به انتخاب گندمهائی زد که در شرایط تنش، تنظیم اسمزی بالا و یا پایینی داشتند. طبق بررسیهای عملکرد ژنوتیپ‎های واحد تنظیم اسمزی بالا در شرایط خشکی بهتر از ژنوتیپ‎های کم پتانسیل بود (عبد میشانی و بوشهری ، 1374) . گزینش برای حفظ آماس و یا تعرق بوسیله تنظیم اسمزی و یا سایر عوامل گیاهی قابل انجام است و در حال حاضر توسط چند روش سریع و غیرمستقیم عملی می‎شود.

2ـ تجمع پرولین
تجمع پرولین آزاد در واکنش به تنش آبی در سلولهای بسیاری از گیاهان زراعی صورت می‎گیرد. ساربی و همکاران (1995) گزارش کردند که تحت تنش خشکی بوته‎های گندم به تجمع گلیسین، سوکروز، بتائین، والین، پرولین، آسپارژین و گلوتامین پرداختند که در این میان میزان تجمع پرولین بیشتر از بقیه بود. تجمع پرولین صفتی است که کارهای زیادی روی آن برای انتخاب این صفت بعنوان یک معیاری برای مقاومت صورت گرفته است که متأسفانه جواب مطلوبی در مجموع بدست نیامده است.اندریو و همکاران (1977) در آزمایش بر روی دو رقم، یکی مقاوم و دیگری حساس به خشکی، نتیجه گرفتند که احتمال دارد در گزارشات مبتنی بر وجود همبستگی مثبت بین پتانسیل تجمع پرولین و مقاومت به خشکی در جو نادرست باشد. در مطالعه دیگری بر روی گندم نیز همبستگی معنی‎داری بین مقاومت به خشکی و غلظت پرولین برگ در زمان پر شدن دانه وجود نداشت ( Guiru et al . 1996).

3ـ جابجایی مواد پرورده
قبل از گلدهی گندم مقدار زیادی کربوهیدراتهای غیرساختمانی در ساقه آن بویژه در دو میانگره انتهایی (پدانکل) و میانگره ماقبل پدانکل ذخیره می‎شود که پس از اینکه گیاه وارد مرحله رشد زایشی و تشکیل دانه می‎گردد، این مخازن نقش زیادی در پر شدن دانه ایفا می‎کنند. چگونگی ظرفیت ذخیره‎ای ساقه و بازدهی انتقال کربوهیدراتهای ذخیره شده قبل از گلدهی به دانه، هنوز در گندم مطالعه نشده است.سه مکانیسم، گریز، اجتناب و تحمل به خشکی باعث ایجاد مقاومت گیاهان به تنش خشکی می‎گردند که این مقاومت، ممکن است حاصل مجموع این سه مکانیسم یا یکی یا دو تا از آنها باشد.

انتخاب برای مقاومت به خشکی:

صفاتی مانند ممانعت در از دست دهی آب و تحمل به از دست‎دهی آب بطور مثبت با عملکرد تحت استرس ژنوتیپهای گندم و جو ارتباط دارند (Acevedo et al , 1989). ممانعت در از دست‎دهی آب به عنوان توانایی ژنوتیپها برای نگهداری بالای پتانسیل آبی برگ موقعی که تحت کمبود آب خاک رشد می‎کنند تعبیر می‎شود. تعدادی از صفات که در این فرآیند دخالت دارند عبارتند از: لوله‎ای شدن برگ، بهترین سیستم ریشه سازگار، افزایش کرک اندامهای هوایی، افزایش انعکاس تشعشع ورودی خورشید، افزایش پراکندگی گرما به واسطه کاهش مقاومت لایه مرزی در سطح اندام (برگهای باریک و ریشکها) و غیره.شکل مهم تحمل به استرس خشکی تحمل به استرس بعد از گلدهی است. در گندم و همانطور در غلات دیگر پرشدن دانه‎ قسمتی به طول مدت فتوسنتز واقعی و قسمتی به کربوهیدراتهای ذخیره شده در طول دوره قبل از گلدهی که از اندامهای رویشی گیاه جابجا می‎شوند بستگی دارد. تحت شرایط استرس خشکی انتهائی فتوسنتز خالص بطور معنی‎داری کاهش می‎یابد و سهم انتقال کربوهیدراتهای قابل حل ذخیره شده به عنوان منبع برای پر کردن دانه در گندم بیشتر می‎شود (Austin , 1977).مقدار 60-40% از وزن نهایی دانه از کربوهیدراتهای ذخیره شده قبل از گلدهی منشأ می‎گیرند که بوسیله محققان گزارش شده است . تنوع ژنتیکی در داخل گونه‎های گیاهی غلات در توانایی برای نگهداری رشد دانه بوسیله تحرک مجدد منابع کربوهیدراتی وجود دارد (Acevedo et al , 1989 And Austin , 1977). بلام و همکاران (1983) یک تکنیک اسکرین را برای این صفت در گندم توسعه دادند، آنها به طور کامل گیاهان آبداده را با منیزیم کلرات در آغاز مرحله فاز خطی رشد دانه (تقریباً 14 روز بعد از گلدهی) موقعیکه تعداد سلول‎ نهایی دانه مشخص شده بود اسپری کردند. این ماده خشک کننده همه بافتهای فتوسنتز کننده شامل برگها و غلافهای برگ، گلوم و ریشک را از کار انداخت. وزن دانه در پلاتهای تیمار شده با پلاتهای تیمار نشده مقایسه شد.

شاخصهای انتخاب برای مقاومت به خشکی
1ـ بررسی شاخصهای پیشنهاد شده
معیارهای انتخاب زیادی که برای افزایش مقاومت به خشکی گیاهان زراعی پیشنهاد شده‎اند اگرچه به طریقی با پیشبرد عملکرد این گیاهان در نواحی خشک ارتباط دارند ولی اکثراً ناموفق بوده‎اند. دلایل این عدم موفقیت عبارتند از:

الف ـ معیارهای پیشنهاد شده بیشتر با مکانیسم‎های زنده ماندن گیاه تحت شرایط تنش خشکی رابطه دارند تا با تولید محصول.

ب ـ معیارها مناسب محیط هدف نیستند.

ج ـ معیارهای خاصی مراحل رشدی معین بوده و بنابراین کمتر با رشد و تولید عملکرد در طول سیکل کامل زندگی گیاه ارتباط دارند. از طرفی برخی از آنها به خوبی تعریف نشده و اندازه‎‎گیری آنها مشکل می‎باشد (ریچارد 96). بلوم (1988) بیان می‎کند که ژنوتیپ‎هایی که عملکرد بالا دارند ممکن است مقاوم به تنش خشکی نباشند و بالا بردن عملکرد آنها ممکن است صرفاً به دلیل پتانسیل بالای عملکرد آنها باشد نه دارا بودن مکانیسم‎های تحمل. ولی ریچارد (1989) عقیده دارد که انتخاب برای عملکرد در غیاب خشکی راه بسیار مؤثری برای اصلاح و پیشبرد عملکرد در نواحی خشک می‎باشد. دلیل آن این است که پتانسیل عملکرد بالا که در مناطق مطلوب بروز می‎کند، می‎تواند عملکرد خوب در مناطق نامطلوب را باعث شود. همچنین انتخاب برای عملکرد در محیطهای مطلوب بصورت مشخصی مؤثرتر از نواحی نامطلوب است چرا که تنوع ژنتیکی به دلیل کوچک شدن خطاها ماکزیمم بوده و اثرات متقابل ژنوتیپ و محیط نیز به دلیل تکرار پذیری بیشتر محیطها کوچکتر است. علاوه بر این ریچارد عقیده دارد که انتخاب برای عملکرد بصورت اتوماتیک تمامی فاکتورهای ناشناخته‎ای را که برای افزایش مقاومت به خشکی مهم هستند در گیاه جمع می‎کند. 2ـ شاخص‎های نشان دهنده مقاومت به خشکی براساس عملکرد ژنوتیپ‎هاخصوصیات مهم یک شاخص جهت اینکه معیار خوبی برای بررسی و بیان مقاومت به خشکی باشد عبارتست از:

الف ـ بین شاخص مورد نظر و عملکرد همبستگی بالایی وجود داشته باشد.

ب ـ وجود تنوع ژنتیکی زیادی برای صفت مورد نظر در جمعیت مورد مطالعه یا بعبارت دیگر صفت دارای توارث پذیری بالایی باشد.

ج ـ صفت مورد نظر مشخص و تعریف شده و اندازه گیری آن راحت، دقیق و سریع باشد، بطوریکه عمل جداسازی مقدار زیادی ژنوتیپ بر اساس آن با سرعت و به راحتی صورت بگیرد.فرناندز (1992) در بررسی عملکرد ژنوتیپ‎ها در دو محیط تنش و بدون تنش تظاهر گیاهان نسبت به دو محیط را به 4 گروه تقسیم نمود:

1ـ ژنوتیپ‎هایی که تظاهر یکسانی در محیط تنش و غیر تنش دارند (گروه A).

2ـ ژنوتیپ‎هایی که فقط تظاهر خوبی در محیط بدون تنش دارا هستند (گروه B).

3ـ ژنوتیپ‎هایی که در محیط تنش عملکرد بالایی دارند (گروه C).

4ـ ژنوتیپ‎هایی که تظاهر ضعیفی در هر دو محیط دارند (گروه D).

به عقیده فرناندز مناسبترین معیار انتخاب برای تنش معیاری است که بتواند گروه A را از سایر گروهها تشخیص دهد. اصطلاحات مربوط به شاخص‎های مقاومت به خشکی عبارتند از:

128.jpg


بر اساس این اصطلاحات شاخص‎های متفاوت را بدین صورت تجزیه و تحلیل می‎نمائیم:


اولین شاخص مورد نظر، «شاخص حساسیت به تنش

Susceptibility Index) Stress= SSI) است که در سال 1978 توسط فیشر و مورو محاسبه و پیشنهاد گردید و بصورت رابطه زیر است:

213.jpg

در فرمول فوق SI معادل شدت تنش Stress Index می‎باشد. که هر چقدر SI مقدار کمتری داشته باشد SSI مقدار بیشتری خواهد داشت. بطورکلی هرچه میزان این شاخص کمتر باشد یعنی حساسیت ژنوتیپ به تنش کمتر است و مقاومت آن بیشتر می‎باشد. انتخاب بر اساس شاخص SSI باعث گزینش ژنوتیپ‎هایی با عملکرد پایین در شرایط عادی ولی عملکرد بالا در شرایط محیط تنش می‎گردد. پس عیب عمده‎ای که این شاخص دارد قادر به شناسایی گروه A از گروه C نیست.

رزبل و هامبلین در سال ( 1981 ) شاخص تحمل


314.jpg



هرچه اختلاف بین YPو YS بیشتر باشد مقدار TOL افزایش می‎یابد و این نمایانگر حساسیت بیشتر به خشکی بوده و هر قدر مقادیر این شاخص پایین‎تر باشد، مطلوب‎تر خواهد بود. گزینش براساس این شاخص سبب انتخاب ژنوتیپ‎هایی با عملکرد بالقوه پایین تحت شرایط بدون تنش و عملکرد بالا تحت شرایط تنش می‎گردد. پس این شاخص هم قادر به جداسازی گروه A از C نمی‎باشد. شاخص محصول دهی متوسط (MP) نیز باعث گزینش ژنوتیپ‎هایی می‎شود که عملکرد بالایی در شرایط مطلوب دارند ولی از عملکرد کمی در شرایط نامطلوب برخوردارند.

در سال ( 1992 ) فرناندز شاخص STI = Stress Tolerance Index) را تحت عنوان شاخص تحمل به تنش را پیشنهاد کرد تا جهت شناسایی ژنوتیپ‎هایی با عملکرد بالا تحت هر دو محیط تنش و بدون تنش مورد استفاده قرار گیرد این شاخص بصورت زیر محاسبه می‎گردد:


513.jpg




هر چقدر مقدار STI بالاتر باشد، نشان دهنده تحمل به خشکی بالاتر آن ژنوتیپ ویژه است که این امر موجب بالا رفتن عملکرد بالقوه بیشتر آن ژنوتیپ می‎گردد. در این شاخص ژنوتیپ‎های گروه A از گروه B و C تفکیک می‎شود.
میانگین هندسی محصول دهی نیز بعنوان شاخص

( GMP = Geometric Mean Productivity )


در سال ( 1992 ) توسط فرناندز معرفی گردید که عبارتست از:

152.jpg

GMP حساسیت کمتری به مقادیر بسیار متفاوت YS و YP دارد در حالیکه شاخص MP که بر اساس میانگین حسابی می‎باشد، هنگامیکه اختلاف نسبی زیادی بین YS و YP باشد دارای اریبی به طرف بالا خواهد بود. بنابراین شاخص GMP در مقایسه با شاخص MP قدرت بالاتری در تفکیک گروه A از سایر گروهها دارد و بر همین اساس بود که فرناندز شاخص STI خود را بر اساس GMP بنا گذاشت.
611.jpg

بدینگر و همکاران (1978)، شاخص پاسخ به خشکی


(DRI= Drought Response Index )

را پیشنهاد نمودند که بر اساس رابطه زیر می‎باشد.
YA= تخمین عملکرد از طریق رگرسیون تحت شرایط تنش
YES= عملکرد حقیقی تحت شرایط تنش
SES= اشتباه استاندارد رگرسیون چند متغیره

DRI= ( YA- YES) / SES

در این روش یک رگرسیون چند متغیره از عملکرد دانه تحت شرایط تنش روی عملکرد دانه تحت شرایط بدون تنش و همچنین تعداد روز تا گلدهی برای تمامی کولیتوارها بسته می‎شود و سپس DRI برای هر رقم با استفاده از رابط فوق محاسبه می‎شود. ارزشهای مثبت DRI نشانگر تحمل به خشکی بوده که مستقل از اثرات عملکرد بالقوه و تاریخ گلدهی است. DRI متناسب با 1ـSI در فرمول فیشر و مورو می‎باشد.


فیشر و همکاران ( 1983)، مفهوم شاخص خشکی یا

(DI = Dorought Index )


را به عنوان معیاری برای غربال ژنوتیپ‎های ذرت معرفی کرد. DI نسبت وزن بذر لاینهای تحت تنش به شرایط بدون تنش می‎باشد. به منظور تعیین وجود ژنوتیپ‎های متحمل در داخل گروهی از لاینها شاخص خشکی نسبی( = Relative Dorought Index (RDI بر اساس رابطه زیر قابل محاسبه است که DI شاخص خشکی می‎باشد.

711.jpg


پس ژنوتیپ‎هایی که دارای RDI بزرگتر از یک می‎باشند، دارای مقاومت نسبی به خشکی بوده و

اگر ارزش فوق کوچکتر از یک باشد، ژنوتیپ مربوطه دارای حساسیت نسبی به خشکی می‎باشد

چاپ این مطلب: کلیک کنید

تعداد کل صفحات: 49


برای عضویت در خبرنامه ایمیل خود را وارد کنید