بخشی از مقاله
ازت
مقدمه :
به دليل اهميت ازت در توليدات كشاورزي، انتخاب عاقلانة نوع و مقدار كود ازته جهت برداشت حداكثر محصول الزامي است . ارائه مقدار متناسب ازت نه تنها سبب وصول حداكثر درآمد مي گردد، بلكه از تجمع زيادي نيترات در پروفيل خاك جلوگيري مي كند و آبشويي را نيز به حداقل ميزان ممكن خواهد رسانيد .
مقدار كود ازته مورد نياز براي نيل به عملكردهاي بهينه با توجه به نوع محصول، خاك، آب و هوا و شرايط زراعي مشخص مي گردد . نياز و زمان مصرف ازت براي گياهان مختلف، متفاوت است . اغلب نيتروژن موجود درخاك به تدريج به نيترات (NO3) تبديل مي شود . براي كاهش آبشويي نيتروژن سيستم هاي زراعي و مديريتي بايد NO3 اضافي در خاك و قابليت نفوذ زير منطقة ريشه را كاهش دهند .
هر گاه قدرت تأمين ازت قابل استفاده خاك براي تغذيه گياهي كافي نباشد، بايد ازت قابل استفادة خاك را افزايش داد . براي يك توصية كودي دقيق بايد از ميزان عناصر قابل استفادة گياه مطلع باشيم .
روشهاي تخمين ازت قابل استفاده :
اين روشها به دو گروه كلي آناليز خاك و تجزية بافت گياه تقسيم مي شوند كه آناليز خاك متداول ترين مورد است. اما عيب اين روش اين است كه مقادير اندازه گيري شده در آزمايشگاه همان مقاديري نيستند كه از نقطه نظر توليد محصول داراي اهميت باشند چرا كه ميزان عناصر غذايي قابل استفادة گياه در طول دورة رشد تنها تابع خصوصيات خاك نيست بلكه نوع گياه، توسعة ريشه، شرايط محيطي و مديريت مزرعه در آن دخيل است . مشكلاتي در نمونه برداري،
تجزيه و تفسير نتايج حاصله نيز بوجودمي آيد، بنابراين، اين روش به تنهايي مفيد نيست .
روشهاي آناليز خاك عبارتند از :
1- اندازه گيري مقدار ازت معدني خاك قبل از كاشت كه در اكثر موارد نيترات اندازه گيري شده به دليل حضور آمونيوم نسبتاً كم است .
2- اندازه گيري مقدار نيترات در نيمرخ خاك به روش بودجه اي : در اين روش، مقدارازتي كه توسط مقدار معيني محصول برداشت مي شود، محاسبه مي گردد . اين روش همبستگي خوبي را در مورد تعيين نياز واقعي تضمين نمي كند . زيرا در اين روش براي انجام محاسبات بايد فرضيات و تخمين هاي زيادي در نظر گرفته شود .
3- تعيين جزء قابل معدني شدن ازت آلي به روش شيميايي . اكثر روشهاي شيميايي ازت آمونيومي يا ازت كل را در عصاره خاك اسيدي يا بازي اندازه گيري مي كنند . همچنين از طريق جوشاندن يا گذاشتن نمونه هاي خاك در اتوكلاو ـ كه در آب يا محلول نمكهاي رقيق شده قرار گرفته اند ـ اندازه گيري صورت مي گيرد .
4- مقدار بهينه ازت مورد نياز بر مبناي ظرفيت خاك در تأمين ازت قابل استفاده و كل تعداد ازت برداشت شده توسط گياه از خاك فرمولي به صورت زير ارائه گرديده است :
Nf = (Ng-Ns)/Ef
Nf = مقدار كود ازته كه بايد مصرف شود .
Ng = مقدار ازت گياه
Ns = مقدار ازتي كه توسط گياه از خاك برداشت مي شود .
Ef = بخشي از كود ازته است كه توسط گياه مورد استفاده قرار مي گيرد .
بزرگترين محدوديت براي هر يك از فرمولها، ظرفيت قابل معدني شدن ازت است كه در هيچ يك از موقعيتهاي مزرعه به طور دقيق نمي توان آنرا تعيين كرد . زيرا معدني شدن يك فرآيند ميكروبي است و مقدار آن درمزرعه تحت تأثير درجه حرارت، رطوبت و تهويه مي باشد . بنابراين براي تخمين ميزان ازتي كه ازطريق معدني شدن عايد مي شود بايد تمامي اين عوامل را درنظر گرفت .
استفاده از ميزان ازت گياه به جاي ازت خاك روش ديگري براي تخمين ميزان ازت قابل استفاده گياه است . مقدار نيترات جذب شده توسط گياه به مقدار ازت قابل استفاده درخاك بستگي دارد . البته تجزية بافتهاي گياه به شرطي كه گياه در شرايط كمبود شديد نباشد، مي تواند تخمين نسبتاً دقيقي از وضعيت تغذيه اي را ارائه دهد .
معرفي SPAD :
تشخيص زمان كاربرد كود نيتروژن اضافي طي فصل رشد با استفاده از تست بافت معمولي، انجام پذير است . البته تأخير چند روزه تا يك هفته بين جمع آوري نمونه هاي بافت و تكميل آناليز شيميايي، غيرقابل قبول مي باشد .
مشكلات مرتبط با يافته هاي تست بافت سنتي ممكن است بر طرف نشدني به نظر آيد ولي معرفي اخير كلروفيل سنج قابل حمل تجاري، فائق آمدن بر بسياري از اين مشكلات را ممكن مي سازد . كلروفيل سنج SPAD soil plant Analyses Development)) توسط شركت Minolta براي تخمين سطوح كلروفيل در گياه ساخته شد . اين دستگاه ميزان كلروفيل را توسط اندازه گيري مقدار نور عبور يافته از برگ، مشخص مي كند و مي تواند اطلاعات لازم را در محل مربوطه و درحالت غير تخريبي ارائه دهد . با استفاده از SPAD ، مزارع در طول سال قابل كنترل كردن هستند .
البته شايان ذكر است كه روش استاندارد براي تعيين ميزان كلروفيل در نمونة برگ، همگون كردن بافت برگ در استون 80% ، اندازه گيري جذب در 663 و 645 نانومتر و سپس محاسبة غلظت كلروفيل با استفاده از فاكتورهاي خاص جذب براي كلروفيل a و b مي باشد . گرچه اين روش خوب عمل مي كند اما دو عيب دارد . اول اينكه روشي وقت گير است خصوصاً وقتي كه
نمونه هايي كه بايد آناليز كنيم زياد باشد . دوم اينكه نمونة برگي كه بايد ميزان كلروفيل آن تعيين شود، تخريب مي گردد پس مطالعة بيشتر روي اين نمونه ها غير ممكن شود . اما SPAD معايب مذكور را ندارد .
به دليل اينكه اغلب نيتروژن برگ در مولكولهاي كلروفيل وجود دارد، ارتباط نزديكي بين نيتروژن برگ و محتواي كلروفيل برگ وجود دارد . اين ارتباط مثبت قوي، پاية پيش بيني وضعيت ازت گياه توسط اندازه گيري محتواي نسبي كلروفيل برگ است . كلروفيل اندازه گيري شده توسط SPAD سنجش بدون واحد محتواي كلروفيل برگ را نشان مي دهد . كلروفيل از نور قرمز استفاده مي كند و كار SPAD بر اساس ارتباط بين ميزان نور قرمز جذب شده و ميزان نور انتقال يافته از ميان برگ است . به طور كلي هر چه نور قرمز بيشتري وجود دارد و علي القاعده گياه سبزتري را نشان مي دهد .
SPAD بالاترين حساسيت را در دامنة كمبود تا كفايت نيتروژن داراست . اما نمي تواند مقدار نيتروژن اضافي براي گياه را مشخص كند . قدرت SPAD در اندازه گيري تفاوت نسبي در وضعيت نيتروژن گياه و قابليت تشخيص آغاز تنش نيتروژن قبل از قابل رويت شدن توسط انسان مي باشد .
مديريت فراهمي ازت براي گياهاني مثل ذرت و سورگوم به طور نسبي آسان است زيرا افزايش ناچيز، به طور معكوس، عملكرد و كيفيت دانه را تحت تأثير قرار نمي دهد . فراهمي ازت اضافي براي گياهان ديگر مثل پنبه، چغندرقند، گندم و جو مي تواند به طور عكس، سلامت گياه، عملكرد و ارزش محصول نهايي را تحت تأثير قرار دهد . بنابراين كاربرد تكنولوژيكي SPAD نياز به سنجش خصوصيات رشدي گياه و اهداف مديريت ازت دارد .
استراتژي نمونه گيري براي استفاده از SPAD نياز به تطابق دهي با هر گياه و هر نوع برگ دارد . مرحلة رشد نسبي برگهاي نمونه گيري شده و موقعيت در يك برگ بايد با مطالعة ما متناسب باشد .
:SPAD انواع
1 2 3
4 5
موارد فوق به ترتیب پیشرفته شدن چیده شده اند و دستگاه شماره 5 به GIS مجهز می باشد.
تمام دستگاه هایی که تصویرشان آورده شده است میزان کلروفیل برگ را در کمتر از دو ثانیه به کار بر اعلام می کنند.
بخش هاي مختلف SPAD :
اين دستگاه انرژي فركانس راديويي را توليد، استفاده و ساطع مي كند و اگر مطابق با دستورالعمل نصب و استفاده نگردد، ممكن است موجب تداخل مضري براي ارتباطات راديويي شود .
قسمتهاي مختلف اين دستگاه عبارتند از :
1- كليد روشن و خاموش
2- بخش اندازه گيري كننده : وقتي كه بسته است اندازه گيري انجام مي شود .
3- خط مركزي : مركز منطقة اندازه گيري شونده را تعيين مي كند .
4- sliding depth stop : براي اطمينان يافتن از اينكه اندازه گيري هاي تمام نمونه ها در فاصلة مشابهي از لبة نمونه انجام شده باشد، قابل تنظيم است .
5- LCD : داده ها و اطلاعات را نمايش دهد .
6- كليد Average : متوسط داده ها را در حافظه محاسبه مي كند .
7- كليد All data clear : تمام داده ها در حافظه را پاك مي كند .
8- كليد Data recall : داده هاي ذخير شده قبلي را نمايش مي دهد. (بازخواني داده ها )
9- كليد data delet 1 : اطلاعات نمايش داده شده را پاك مي كند .
10- پوشش جايگاه باتري
11- strap eyelet : براي آويزان كردن آن توسط بند به گردن استفاده مي شود .
12- شكاف نمونه : نمونه ها براي اندازه گيري در اين قسمت وارد مي شوند .
13- finger rest : اين قسمت براي بسته شدن بخش اندازه گيري كننده بايد لمس شود . مواردي كه در LCD نمايش داده مي شوند عبارتند از :
ـو قتي N نمايش داده شود يعني تعداد داده ها و وقتي NO نمايش مي يابد، شمارة داده هاي نمايش داده شده مورد نظر است .
ـ شاخص قدرت پايين باتري، وقتي قدرت باتري تقريباً تحليل رفت و باتريها نياز به تعويض دارند، ظاهر مي شود.
- نمايش متوسط داده ها
ـ اطلاعات يا پيام عمليات
اصول كار SPAD :
مقاديري كه توسط SPAD- 502 بدست مي آيد، براساس ميزان نور عبور يافته از برگ در دو منطقة طول موجي كه جذب كلروفيل در آن دو متفاوت است، محاسبه مي گردد .
نمودار فوق خصوصيات جذب نوري كلروفيل استخراج يافته از دو برگ را با استفاده از استون 80% نشان مي دهد . محتواي كلروفيل برگ B كمتر از برگ A مي باشد . نمودار همچنين نشان مي دهد كه حداكثر جذب كلروفيل در مناطق قرمز و آبي است و كمترين جذب در ناحية سبز رخ مي دهد و البته هيچ گونه جذبي در ناحية مادون قرمز وجود ندارد . بر اساس اين مطالب دامنة طول موج انتخاب شده براي اندازه گيري، ناحية قرمز( كه بيشترين جذب را دارد توسط كاروتن تحت تأثير قرار نمي گيرد .) و ناحية مادون قرمز ( كه جذب آن بسيار كم است ) هستند .
نمودار زير مراحلي كه تا نمايش ارزش SPAD طي مي شود را نشان مي دهد . ابتدا در سيستم نوري، نور قرمز و مادون قرمز ساطع مي شود . نوري كه از نمونة برگ عبور مي كند به گيرنده مي رسد كه نور عبور يافته را به سيگنالهاي الكتريكي مشابه تبديل مي نمايد و اين
سيگنالهاي همسان توسط آمپلي فاير تقويت شده و سپس توسط تبديل كنندة A / D به سيگنالهاي ديجيتالي تغيير پيدا مي كند . در ادامه سيگنالهاي ديجيتالي، با انتخاب كليدهاي مختلف دستگاه بوسيلة مايكروپرو سسور براي محاسبة ارزشهاي SPAD مورد استفاده قرار مي گيرند كه نتيجه در صفحه نمايشگر پيدا مي شود به طور خودكار در حافظه ذخيره مي گردد . اطلاعات موجود در حافظه قابل بازخواني يا حذف است و ميانگين تمام اطلاعات حافظه با
استفاده از كليد مناسب، قابل محاسبه مي باشد .
تصويرزیر نشان مي دهد كه وقتي بخش اندازه گيري كننده بسته مي شود، نور ساطع مي گردد و از نمونة برگ موجود در بخش مذكور عبور كرده و به بخش دريافت كننده وارد مي شود . سپس به گيرنده ميرسدوبه سيگنالهاي الكتريكي همسان تبديل ميشود
