بخشی از مقاله
چکیده
یکی از مهترین مشکلات کشاورزی ایران شوری اراضی است. نیشکر در ردیف گیاهان حساس - s - تا نیمه حساس - Ms - به شوری قرارگرفته با حد آستانه 1700 میکرموس است. واریتههای نیشکر در خصوص کاهش پارامترهای رشد و تأثیر متقابل شوری و واریته اختلافات معنیداری از خود نشان میدهند. مطالعات انجامشده ازلحاظ سن نشان میدهدکه معمولاً مزارع بازرویی حساس ترهستند. این تحقیق در مزارع کشت و صنعت امیرکبیر در سالهای زراعی 1397 - 98 اجرا گردید در اقلیمهای گرم و خشک که بخش بزرگی از آب موردنیاز گیاه بهوسیله آبیاری تأمین میشود و آب دارای مقادیر زیادی نمک نامحلول میباشد کمبود آب و افزایش شوری، موضوع مهمی در مدیریت آبیاری میباشد و به مدیریت آبیاری بهینهای نیاز میباشد. در این تحقیق همبستگی مثبت بین کاهش شدید در رطوبت غلاف برگ نیشکر - رشد ساقه نی - و کاهش آب آبیاری مشاهده شد بهعبارتدیگر همبستگی منفی بین رشد و کاهش حجم آب آبیاری بسیار قویتر از همبستگی منفی بین کاهش رشد و افزایش شوری آب آبیاری میباشد. لذا با توجه به کمبود شدید منابع آب رودخانه کارون پس کسب نتایج اولیه این تحقیق کشت و صنعت اقدام به اختلاط زهاب مزارع نیشکر - با شوری میانگین 6100 میکرو موس - با آب آبیاری رودخانه کارون - با شوری میانگین 3200 میکرو موس - نمود - میانگین شوری آب مصرفی 4200 میکرو موس - . نتایج نشانگر بهبود درصد رطوبت غلاف برگ نیشکر میباشد. لذا اگرچه نیشکر جزء گیاهان نیمه حساس به شوری میباشد ولی گیاه تنش شوری را بهتر از تنش خشکی مدیریت میکند.
مقدمه
با عنایت به گسترش کشت نیشکر در اراضی شور استان خوزستان و افزایش شوری آب رودخانه کارون لازم است مطالعات تنش شوری و کم آبیاری گسترش بیشتری یابد. بر اساس مطالعات انجامشده در کشورهای امریکا و استرالیا - 1998-2001 - بحث شوری از عوامل فزاینده در اراضی نیشکر کاری است که از آب آبیاری استفاده میشود . اثر شوری بر عملکرد نیشکر با تفاوتهای نسبت به واریته های مختلف در مناطق جهان امری قطعی و بدیهی میباشد . - 16 - علت اصلی شوری در اراضی آبی تجمع فزاینده یونها و در اراضی بایر، نسبت کم بارندگی به تبخیر است. تجمع یونهای سمی در اطراف ریشه به سیستم ریشهای صدمه زده متابولیسم گیاه، رشد و تولید محصول را کاهش میدهد. شوری رابطه معکوسی با هدایت روزنهای و سرعت فتوسنتز خالص دارد که منجر به کاهش تولید ماده خشک میشود. خاک بسیاری از مناطق نیمهخشک و خشک جهان که در آن نیشکر - Saccharum officinarum L. - کشت و کار میشود به دلیل بالا آمدن سطح آب زیرزمینی شور، کاربرد آب آبیاری شور و تجمع نمک در سطح خاک با مشکل شوری مواجه شده است .این در حالی است که بسیاری از محققین معتقدند که نیشکر گیاهی نیمه حساس به شوری است و حد آستانه آن ds/m 1/7 است 6 - و. - 7 گیاهان مقاوم به شوری در طبیعت به طرق مختلفی نسبت به این مشکل سازگاری یافتهاند که شامل دامنهای از تغییرات ریختشناسی، آناتومیکی تا فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی است . - 15 - گیاهان مقاوم به شوری ممکن است به نسبت Na+/k+ در سلول بیشتر از غلظتNa+ وابسته باشند . - 18 - گیاه مقاوم با ساختن موادی باقابلیت انحلال زیاد که خاصیت اسمزی داشته باشند همانند گلسین بتائین، فری پرولین و قندهایی با وزن مولکولی کوچک فشار اسمزی خود را تنظیم کرده تا بتواند فشار تورژسانس را حفظ کنند - تعدیل اسمزی - - . - 10 این واقعیت در مورد نیشکر نیز مطرح است. ساخت املاح مناسبی مانند فری پولین در برگهای نیشکر تحت تنش اسمزی گزارششده است . - 19 - بین افزایش شوری و رشد و تولید محصول نیشکر رابطه معکوس وجود دارد . - 11 - تنش شوری در نیشکر تمایز و طویل شدن میانگینها و ذخیره قند در آنها را تحت تأثیر قرار میدهد . - 8 - کاهش رشد نیشکر ممکن است ناشی از اثرات توأم یا منفرد دو جزء اسمزی و یا سمیت ناشی از شوری باشد . - 14 - جوانهزنی و رشد گیاه نیشکر در هر زمان میتواند تحت تأثیر انواع مختلفی از نمکهای مضر تغییر یابد . - 11 - نلسون و هام 2000 معتقدند که نیشکر گیاهی نیمه حساس به شوری است .این مطلب بهخوبی در بازنگری مقالات منتشرشده صدسال اخیر نیز توسط روزف 1995 بیانشده است .برخی از محققین طیفی از حساسیت تا تحمل را در ارقام مختلف نیشکر گزارش کردهاند .بهعنوانمثال بلک بارن - Blackburn, 1984 - نیشکر را متحملتر از بسیاری از گیاهان زراعی معرفی کرد .پرامنه و همکاران - Prammanee et al1999 - نیشکر را در مقایسه با گیاهان دیگر نیمه متحمل به شوری میدانند، درحالیکه نور و همکاران - Nour et al., 1989 - و وحید و همکاران - - Wahid et al., 1997 نیشکر را در مراحل مختلف رشد حساس به شوری ذکر کردهاند نور - 1986 - در مصر گزارش داد که به ازای هر واحد افزایش EC معادل - تن/هکتار - 5/45 - بارگریسون - -0/88 افت نی وجود داشته است. البته سگال در عراق با EC=2/6ds/m کاهش حدود 0/25 را مشاهده کرده است . - 12 - معیار اساسی انتخاب در اصلاح گیاهان، میانگین عملکرد و پایداری عملکرد در محیطهای مختلف است. مطالعات کینگ استون و آنیک - 2001 - و هوفمن - 1997 - نشان داد که نیشکر گیاهی حساس تا نیمه حساس به شوری ازلحاظ عملکرد میباشد. ولی تفاوتهای با یافتههای برنستین - 1966 - در امریکا که اثر کاهشی عملکرد نیشکر به ازاء افزایش هر واحد - ds/m - EC را که 5/9 تن در هکتار برآورد کرده بود داشت. این مطالعات جدید میزان کاهش را 7/5 تا 16/9 تن در هکتار برای واریته های پلنت Q136 و Q51-24 و -101 CP44 نشان داده است - . - 2 اما مطالعات انجامشده در مورد اثر شوری بر محصول نیشکر در هفتتپه - 1962-5 - بهوسیله شوجی و ساندو بعدها بهوسیله مهرداد بر روی واریته های NCO310و CP44-101 که جزء اولین بررسیهای انجامشده در مورد اثر شوری بر روی نیشکر در جهان میباشند. نشان داد که رشد نیشکر در شوری خاک EC=2 دچار کاهش نگردیده ولی در محدوده بین -4ds/m EC 2 تأثیرگذار و ازEC 4 ds/m به بالاتر سبب افت شدید عملکرد گردیده است بهطوریکه در EC حدود 2 به بالا %17 و از EC 4ds/m به بالا حدود 30 تا %40 افت عملکرد دیدهشده است . - 2 - بر طبق محاسبات آزمایشگاه آبوخاک ایالاتمتحده آستانه شوری 1/7 ds/m برای نیشکر میباشد . - 2 - شوری بهشدت بر رشد نیشکر اثر سوء داشته، شکر قابل استحصال را کاهش داده و ملاس تولیدی را افزایش میدهد. بههرحال اثر شوری بر عملکرد نیشکر در مناطقی که آبیاری نیشکر لازمه تولید مناسب در آن منطقه است همواره مسئلهساز بوده است. مشکل شوری و یا بالا آمدن آب زیرزمینی و ایجاد اراضی باتلاقی در اراضی با زهکشی نامناسب نیز از پدیدههای نامساعد در جهت کاهش عملکرد نیشکر در این مناطق میباشد . - 14 - نتایج تحقیقات عبدالحمید - 2003 - به حساسیت بالای نیشکر در مراحل مختلف رشد به شوری اشاره دارد. ایشان دریک بررسی دو واریتهP71 - 3002, CP4333 - مقاوم و حساس به شوری - را انتخاب کرده و اجازه داده شد تا واریتهها تا مرحله آغاز رشد اصلی 180 - روز بعد از کشت - رشد کنند و سپس محلول نمکی کلروسدیم را بهصورت تدریجی و در سطوح 120 ،80 و 160 میلی مول بر لیتر طی چهار روزبه خاک اضافه کرد . - 18 - واریتههای نیشکر در خصوص کاهش پارامترهای رشد - وزن خشک، تعداد و سطح برگها و ظرفیت پنجهزنی - و تأثیر متقابل شوری و واریته اختلافات معنیداری در سطح آماری %1 از خود نشان دادند. اگرچه پارامترهای رشد هر دو واریته کاهشیافتهاند اما واریته CP4333 به شوری مقاومتر بوده است. اثرات نامناسب شوری خاک بر روی گیاهان، به دلیل تأثیر شوری روی فرایند تقسیم سلولی، طویل شدن سلولی و کارایی فتوسنتز میباشد. که منجر به عدم تعادل در وضعیت هورمونی، باز شدن روزنهها و درنتیجه تأثیر بر روی رابطه آب و گیاه میگردد . - 3 - رشد و عملکرد بهتر واریته CP4333 به دلیل تعداد و سطح بیشتر برگها بوده که این دو فاکتور با هم کنترل مؤثر یونها را در برگها به عهدهدارند. لینگل - 2000 - نیز در مورد ساقههای نیشکر تنش دیده با آبشور یک چنین روندی را گزارش کرده است. این نتیجهگیری به دلیل وابستگی قوی پتاسیم و نه نسبت K/Na با پارامترهای رشد برگ تأیید میشود. بنابراین قدر مطلق پتاسیم در مقایسه با نسبت K/Na شاخص محتملتری برای ارزیابی تحمل به نمک در نیشکر محسوب شده چراکه این عامل نقش قاطعی در کنترل فعالیت روزنهها، وضعیت اسمزی و واکنشهای آنزیمی گیاه دارد . - 20 - بیشترین اثر معنیدار - سطح NaCl - %1 روی مقدار عصاره قابلاستخراج بوده است و کمترین مقدار استخراج قند و بالاترین ویسکوزیته شربت برای واریته CP71-3002 اتفاق افتاده استاِلزَم. و اپستین - - 1969 معتقد بودند که عمل یون سدیم، خارج کردن یون کلسیم از غشا و افزایش قابلیت نفوذپذیری غشا و فضای بین سلولی نسبت به ورود یون سدیم به داخل ریشه و افزایش غلظت سدیم در گیاه میشود. کاهش در مقدار کلسیم و پتاسیم و افزایش در مقدار سدیم در واریته های حساس ممکن است دلیلی برای کاهش در رشد و عملکرد این واریته ها باشد و این در حقیقت یک ویژگی ژنتیکی در واریته ها است که تحمل و مقاومت آنها را برای مقابله با شرایط شوری نشان میدهد . - 5 - مطالعات توماس - 1969 - در امریکا در خصوص اثر آبیاری با آبشور بر عملکرد نیشکر نشان داد که یک رابطه خطی بین کاهش عملکرد و افزایش EC وجود دارد. این بررسی بر روی دو رقم NCO 310و CO413 تحت سه نوع آب جهت آبیاری انجامشده است.-1 آب از رودخانه محل با -2 EC=1/4 آب ترکیبی با درصدهای از املاح -3 آبشور .EC > 6 dS/m کاهش عملکرد با افزایش شوری یک رابطه خطی داشته که شدت این رابطه در مزارع پلنت کمتر از بازرویی یک و در مزارع بازرویی یک کمتر از بازرویی 2 و 3 بوده است. حداکثر عملکرد با آبیاری از آب رودخانه محل 180نی بوده است و حداقل تولید 75 - تن/هکتار - نی در محصول بازرویی 3 با آبشور بوده استضمناً. در این تحقیق حداقل تجمع املاح در عمق فعالیت ریشه با آبیاری از آب رودخانه محل صورت گرفته است
مواد و روشها
این تحقیق در مزارع کشت و صنعت امیرکبیر در سال زراعی 1397-8 اجرا گردید. کشت و صنعت امیرکبیر در 45 کیلومتری جنوب اهواز، غرب رودخانه کارون و شرق جاده اهواز به خرمشهر، قرارگرفته است. آب آبیاری از طریق ایستگاه پمپاژ اصلی که در حاشیه رودخانه کارون میباشد تأمین میشود. به جهت تعیین زمان شروع آبیاری، درصد رطوبت غلاف برگ نیشکر نسبت به منحنیهای استاندارد کراب لاگ هر واریته ملاک عمل میباشد . - 4 - فاصله خطوط کشت از هم 183 سانتیمتر میباشد. عمق فاروها 15 - 18 سانتیمتر و عرض فارو 110-100 سانتیمتر هست - شکل . - 1 مهمترین واریته های تجاری آن در خوزستان عبارت اند از
شکل :1 تصویر شماتیک ابعاد جوی و پشته
جهت تعیین کیفیت آب آبیاری نمونهبرداریهای روزانه از اول فروردین لغایت 10 مردادماه از آب کارون در محل ایستگاه پمپاژ امیرکبیر انجامشده است نتایج حاصل از این بررسیها در جدول 1 ارائهشده است. بر این اساس کیفیت آب آبیاری کارون در کلاس C3-S1 قرار میگیرد . . - 1 - جهت بررسی روند تغییرات پارامترهای رشد، میزان رشد و درصد رطوبت غلاف برگ نیشکر نسبت به منحنیهای استاندارد کراب لاگ 1هر واریته ملاک عمل میباشد. کراپ لاگ عبارت است از یک سیستم کنترل، نظارت و جمعآوری اطلاعات مربوط به گیاه نیشکر جهت اتخاذ تصمیم صحیح بهمنظور حفظ و نگهداری سطح مطلوب و عملکرد مناسب از نیشکر میباشد. بدین منظور جهت بررسی رشد گیاه نیشکر اقدام به ایجاد ایستگاه رشد مینمایند. برای این کار در هر منطقه یک مزرعه را بهعنوان قطعه کراپ لاک انتخاب و 5 ایستگاه رشد در آن در نظر گرفته میشود که 3 ایستگاه در قسمت آبخوری و دو ایستگاه در سمت انتهایی مزرعه و بین ایستگاههای 3،2،1 است.
