حاصلخیزی خاک:
رشد گياه و عوامل مؤثر در آن :
منظور از رشد گياه توسعه تدريجي اندامهاي گياه بوده که آنرا مي توان به صورت مختلف از قبيل وزن خشک ، طول، ارتفاع يا قطر اندازه گيري نمود. در اين اندازه گيري ممکن است کل گياه مورد نظر بوده يا تنها يک قسمت نظير برگ، گل ، ميوه يا بذر آن مورد توجه باشد. در کشاورزي علمي مطالعه رشد گياه و عوامل مؤثر بر آن از اهميت خاصي برخوردار است زيرا هدف اصلي از انجام کليه عمليات کشاورزي برداشت هر چه بيشتر محصول به ازاء حداقل منابع به کار رفته است. عوامل مؤثر بر رشد گياه عبارتند از :
A) درجه حرارت : درجه حرارت مناسب براي اغلب گياهان زراعي بين 15 تا 40 درجه سانتي گراد است. در درجه حرارتهاي بالاتر يا پايين تر از اين، مقدار رشد به شدت کاهش مي يابد. حرارت بر فعاليت هاي گياهي نظير فتوسنتز (کربن گيري) ، قابليت نفوذ ديواره يافته، جذب آب و مواد غذايي، تعرق، فعاليت آنزيمي و انعقاد پروتئين تأثير مي گذارد.
B) رطوبت : آب در گياهان براي ساختن کربوهيدراتها، نگهداري شادابي پروتوپلاسم و همچنين براي نقل و انتقال عناصر غذايي لازمست. کمبود آب باعث کاهش تقسيم ياخته اي و کوچک ماندن ياخته ها مي شود. هم خشکي خاک و هم خيسي بيش از حد آن به رشد گياه صدمه مي زند.
انرژي تابشي :
کيفيت، شدت و طول مدت روشنايي بر رشد اثر مي گذارد. منظور از کيفيت نور طول موج غالب آن است. آزمايشات نشان داده که گر چه طيف کامل نور سفيد براي اغلب گياهان مناسب است ولي رنگ هاي مختلف مي تواند اثرات مختلفي بر رشد داشته باشند. ازمايشات در مورد شدت نور روز قادر به رشد کامل خود مي باشند. البته احتياجات گياهان مختلف از اين متفاوت بوده و برخي به شدتهاي نور بيشتري احتياج دارند. طول مدت روشنايي از عواملي ات که به نحو چشمگيري در رشد گياه مؤثر است.
گياهان را از اين نظر به 3 دسته روز بلند، روز کوتاه و حد واسط تقسيم مي کنند. گياهان روز بلند گياهاني هستند که فقط در صورتي به گل مي نشينند که زمان روشنايي مساوي يا درازتر از مدت معيني باشد. اگر زمان روشنايي از اين مدت کوتاهتر باشد، اين گياهان فقط به رشد سبزينه اي خود ادامه مي دهند. شبدر و غلات جزء اين گروه مي باشند.
گياهان روز کوتاه به آن دسته از گياهان اطلاق مي شود که فقط در صورتي گل مي دهند که زمان روشنايي مساوي يا کوتاهتر از مدت معيني باشد. بعضي از ارقام توتون روز کوتاه هستند. از گياهان حد واسط مي توان به پنبه اشاره کرد. با کنترل اين عوامل مي توان گياهان را خارج از فصل يا خارج از نقطه جغرافيايي اصلي وادار به گل دادن نمود.
ترکيب اتمسفر :
گاز کربنيک براي انجام عمل فتوسنتز گياهان لازمست . غلظت اين گاز در اتمسفر حدود 03/0 درصد است. آزمايشات نشان داده اند که به طور کلي غلظت هاي تا چند برابر اين مقدار مي تواند اثر مثبت بر رشد گياه داشته باشند. با کنترل غلظت گاز کربنيک در گلخانه مي توان محصول برخي گياهان را به طور قابل ملاحظه اي افزايش داد.
ترکيب هوااي خاک : غلظت گاز اکسيژن در هواي خاک مي تواند بر رشد ريشه در نتيجه رشد قسمت هاي هوايي گياه تأثير بگذارد. از آنجا که تراکم خاک (ازدياد وزن مخصوص ظاهري) مي تواند در وضعيت تهويه خاک در نتيجه غلظت گاز اکسيژن مؤثر باشد به خوبي مي توان دريافت که عامل ساختمان خاک مي تواند نقش مهمي در رشد گياه داشته باشد. رطوبت خاک نيز با اشغال فضاهاي خالي مي تواند در کاهش غلظت اکسيژن در خاک مؤثر باشد. هر چه رطوبت خاک بيشتر باشد هواي خاک کمتر و سرعت تعويض آن با هواي اتمسفر کندتر است.
البته برخي گياهان نظير برنج در شرايطي که خاک از رطوبت اشباع باشد نيز به رشد خود ادامه مي دهند.
واکنش خاک :
PH خاک به طور قابل ملاحظه اي بر قابليت استفاده عناصر غذايي خاک اثر مي گذارد و از اين طريق مي توان بر رشد گياه مؤثر واقع شود. راجع به اثر PH بررشد گياه در فصل خواص شيمياي خاک صحبت شد.
موجودات زنده :
منظور از موجودات زنده در اين بخش، وجود عوامل بيماري زايي است که در فصل خواص بيولوژيکي درباره آن صحبت شد. اين گونه عوامل بيماري زا مسلماً مي تواند محدوديت زيادي در رشد گياه ايجاد کنند. از طرف ديگر وجود موجودات زنده ريزي که سبب تثبيت ازت و يا بيشتر قابل استفاده شدن فسفر مي شود طبعاً به رشد گياه کمک مي کنند. حشرات وآفات مختلف نيز مي توانند با حمله به گياه مانعي در راه رسيدن به حداکثر رشد گياه ايجاد کنند. وجود علف هاي هرز يا در مزرعه مي تواند با رقابت بر مواد غذايي و آب محدودريت هايي را در رشد گياه سبب شوند.
عناصر غذايي :
حيات گياهان و رشد آنها مستلزم جذب برخي عناصر نظير کربن، هيدروژن، اکسيژن، ازت فسفر و غيره مي باشد.
عدم وجود مواد مانع رشد : به طور کلي مي توان کليه عناصر در صورتي که غلظت شان در محيط ريشه از حد معيني تجاوز نکند مانع رشد گياه مي شوند. البته بعضي عناصر نظير آلومينيوم حتي در غلظت هايکم قادر به جلوگيري از رشد مي باشند. از جمله عناصر سمي ديگر مي توان به نيکل و جيوه اشاره کرد. برخي مواد شيميايي مانند فنل نيز داراي خاصيت سمي مي باشند. بايد توجه داشت که کليه عوامل ذکر شده در بالا در رشد گياه مؤثر بوده و براي رسيدن به حاکثر محصول هر يک از اين عوامل در حد مناسب خود باشند.
در مباحث مربوط به حاصلخيزي خاک فقط به عناصر غذايي و عوامل مؤثر در قابليت استفاده آنان براي گياه صحبت شده و فرض مي شود که ساير عوامل مؤثر در رشد در حد کفايت مي باشد.
عناصر غذايي ضروري گياه :
يک عنصر بايد داراي خصوصيات زير باشد تا به عنوان يک عنصر ضروري گياه شناخته شود.
1) کمبود عنصر تکميل مراحل سبزينه اي يا توليد مثل را غيرممکن سازد
2)علائم کمبود عنصر مورد نياز فقط با دادن آن عنصر برطرف گردد
3) عنصر به طور مستقيم در تغذيه گياه دخيل بوده و اثر آن مربوط به اصلاح شرايط ميکروبيولوژيکي يا شيميايي محيط رشد نباشد.
حداقل 16 عنصر براي رشد گياه ضروري تشخيص داده شده اند.اين شاندزه عنصر عبارتند از :
کربن – هيدروژن – اکسيژن – ازت – فسفر – پتاسيم – کلسيم – منيزيوم – گوگرد – آهن – روي – مس – منگنز – بر – موليبدن و کلر
هم اکنون ضرورت 4 عنصر ديگر يعني سديم، کبالت و اناديوم و سيليسيوم نيز براي برخي گياهان به اثبات رسيده است. عناصري که در ليست عناصر ضروري قرار دارد همگي براي رشد گياهان لازم بوده و اهميت هيچ کدام از ديگري کمتر نبوده ولي مقدار لازم آنها براي رشد با يکديگر تفاوت بسيار دارد. عناصري که در ليست عناصر ضروري قرار دارند همگي براي رشد گياهان لازم بوده و اهميت هيچ کدام از ديگري کمتر نبوده ولي مقدار لازم آنها براي رشد با يکديگر تفاوت بسيار دارد. کربن – هيدروژن – اکسيژن – ازت – فسفر – پتاسيم – کلسيم – منيزيوم – گوگرد در مقادير زياد توسط گياهان مصرف شده اند لذا آنها را عناصر غذايي پرمصرف مي نامند و بقيه را عناصر کم مصرف مي نامند. عنصر کربن به صورت گاز کربنيک از هوا جذب مي شود. اکسيژن و هيدروژن نيز از آب خاک تأمين مي گردند. بقيه عناصر ضروري توسط ريشه از خاک جذب مي شود. مقدار کمي از کربن و اکسيژن ممکنست به صورت کربنات از خاک جذب شود. مقداري گوگرد نيز ممکنست به صورت گاز انيدريد سولفور و از طريق برگها جذب شود.
نقش عناصر غذايي در گياه و علائم کمبود آن :
3 عنصر کربن، هيدروژن و اکسيژن در ساختمان کربوهيدراتها، پروتئين ها، چربيها و ساير ترکيبات آلي دخالت دارد. بنابراين 3 عنصر مذکور تشکيل دهنده اصلي بافتهاي گياهي مي باشند.
ازت : اين عنصر يکي از اجزاء سازنده هر يافته بوده و پروتئين هايي که به منزله آنزيم عمل مي کنند و همچنين در ساختمان مولکول کلروفيل دخالت مستقيم دارد.
مقدار ازت در قسمت هاي جوان در حال رشد به مراتب بيشتر از مقدارآن در بافتهاي گياهي مسن تر مي باشد. ازت مخصوصاً در برگها و دانه ها به مقدار فراوان يافت مي شود. مقدار ازت در بافت هاي گياهي حدود 1 تا 5 درصد وزن خشک آن مي باشد.
شکل هاي قابل جذب آن براي گياهان آنيون نيترات (-NO3) کاتيون آمونيوم (+NH4) و ترکيب اوره co(NH2)2 مي باشد کمبود ازت سبب توقف رشد گياه و زردي رنگ آن مي شود. اين رنگ زرد ابتدا از برگهاي پائيني (برگهاي مسن گياه) شروع مي شود و اين در حالي است که برگهاي بالايي (برگهاي جوان) همچنان سبز مي مانند. زيادي ازت نسبت به عناصر ديگر نظير فسفر، پتاسيم و گوگرد مي تواند سبب طولاني شدن دوره رشد وبه تأخير افتادن بلوغ گياه شود.
فسفر :
اين عنصر جزء مهم ساختماني ترکيباتي نظر اسيد نوکلئيک ها، کوآنزيم ها، نوکلئتيدها، فسفو پروتئين ها و فسفو ليپيدها مي باشد.
مهمترين وظيفه فسفر در گياه نقش آن در ذخيره سازي و انتقال انرژي است. غلظت فسفر در بيشتر گياهان در حدود 1/0 تا 4/0 درصد وزن خشک گياه مي باشد.
وجود مقادير کافي فسفر سبب ازدياد رشد گياه مي گردد. فسفر کافي، همچنين باعث زودرسي محصول به خصوص در غلات مي گردد. فسفر نيز عنصري متحرک مي باشد و کمبود آن سبب کاهش شديد در رشد کلي مي گرد. ظهور رنگ ارغواني در برگهاي مسن يکي ديگر از علائم کمبود فسفر مي باشد.
پتاسيم :
پتاسيم به صورت يون متحرکي در گياه وجود داشته و عمدتاً ماهيت کاتاليزوري دارد. از وظايف آن مي توان به فعال نمودن آنزيمها و تنظيم روابط آبي و گياه، تنظيم روابط انرژي، انتقال مواد ساخته شده گياهي، جذب ازت و فسفر پروتئين و سنتز نشاسته را نام برد. پتاسيم عنصري متحرک بوده و علائم کمبود آن در برگهاي پائيني ظاهر مي شود. اين علائم در اغلب گياهان به صورت سوختگي برگ است که به تدريج از نوک و لبه هاي برگ و به طرف و داخل برگ پيشرفت مي کند.
کلسيم :
نقش مهمي در ساختمان و نفوذ پذيري غشاء ياخته داشته – در تقسيم ياخته و دراز شدن آن ضروري مي باشد ولي در فعال کردن آنزيمها نقش عمده اي ندارد. اين عنصر جذب ازت نيتراتي را زيادتر نموده و در متابوليسم ازت دخيل بوده و مقدار آن در برگ بيشتر است.
به صورت يون کلسيم دو ظرفيتي جذب گياه شده و به همين صورت نيز در شيره ياخته يافت مي شود. کلسيم را به طور کلي عنصري غيرمتحرک مي دانند . کمبود آن از توسعه جوانه انتهايي و نوک ريشه جلوگيري مي کند. به دليل توقف فعاليت مريستمي، رشد گياه در غياب کلسيم متوقف مي گردد. بارزترين علامت کمبود آن اختلال در بافت هاي ذخيره اي ميوه جات و سبزيجات است.
منيزيوم :
جزيي از مولکول کلروفيل مي باشد و قريب 15 تا 20 درصد منيزيوم گياه صرف تشکيل کلروفيل مي شود. در فعال نمودن برخي آنزيم ها دخالت دارد.
منيزيوم در سنتز روغن در گياه نقش دارد. منيزيوم عمدتاً عنصر متحرک بوده و لذا علائم کمبود آن اغلب از برگهاي پاييني گياه شروع مي شود. در بيشتر گونه هاي گياهي کمبود آن سبب از بين رفتن رنگ بين رگبرگها شده ولي خود رگبرگها سبز باقي مي مانند. در مراحل پيشرفته کمبود، تمامي برگ به طور يکنواختي زرد کمرنگ شده سپس قهوه اي شده و مي ميرد.
گوگرد :
شايد مهمترين نقش گوگرد سنتزآمينو اسيدهاي گوگرددار باشد. تقريباً 90 درصد گوگرد در گياه به اين صورت درمي آيد. گوگرد چه جزء ساختمان هاي کلروفيل نيست ولي براي آن لازم است. اين عنصر در توليد روغن گياهي نيز دخيل مي باشد. غلظت گوگرد در گياه بين 1/0 تا 4/0 درصد وزن خشک است. گوگرد ظاهراً عنصر غيرمتحرک مي باشد.
کمبود آن اثر شديدي بر توقف رشد گياه داشته و گياهاني که از کمبود اين عنصر رنج مي برند به طور يکنواختي رنگ پريده و داراي توقف رشد بوده و داراي ساقه هاي نازک دوکي شکل مي باشند. در بسياري از گياهان علائم کمبود آن شبيه علائم کمبود ازت است با اين تفاوت که در مورد گوگرد قسمت هاي جوان بيشتر مبتلا مي باشند.
