بخشی از مقاله
چکیده
این پژوهش با هدف بررسی تاثیر سطوح مختلف رطوبت خاک در زمان آبیاری بر رشد و توسعه ریشه خیار گلخانهای در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با 6 تیمار و 3 تکرار اجرا گردید. تیمارها بر اساس فاکتور کسر رطوبت ظرفیت زراعی در زمان آبیاری در 6 سطح شامل تیمار شاهد صفر درصد کسر رطوبت - I - FC، تیمار10 درصد - I1 - ، تیمار 20 درصد - I2 - ، تیمار 30 درصد - I3 - ، تیمار 40 درصد - I4 - و تیمار 45 درصد کسر رطوبت - I5 - FC بودند. شاخصهای اندازهگیری شده در این پژوهش شامل طول ریشه، وزن تر ریشه، وزن خشک ریشه و نسبت ساقه به ریشه بود. نتایج نشان داد که سطوح مختلف رطوبت خاک در زمان آبیاری بر خصوصیات ریشه خیار در سطح %1 اثر معنیداری داشت. نتایج نشان داد که تیمار 45 درصد کسر رطوبت ظرفیت زراعی، بیشترین طول و وزن تر و خشک ریشه را به خود اختصاص داده در حالی که حداقل این شاخصها از تیمار شاهد به دست آمد. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد هرچه میزان رطوبت خاک بالاتر باشد، رشد طولی ریشه کندتر شده و سبب محدود شدن رشد ریشه در عمقهای مختلف خاک میگردد.
کلمات کلیدی: خیارگلخانهای، ظرفیت زراعی، ریشه
مقدمه
ریشه به عنوان یک اندام رویشی مهم، تأمین آب و مواد معدنی لازم برای رشد و نمو گیاه را برعهده دارد. ریشه ها قابل رؤیت نبوده و این امر سبب شده است تا با وجود نقش حیاتی ریشه در بسیاری از مواد به حساب نیایند Eric and 2007 - . - Robert., محصولات سبزی و صیفی به آب و کود فراوان و بهموقع نیازمند هستند .آب در کشاورزی یکی از مهمترین عوامل محیطی و تنشهای رطوبتی یکی از شایعترین تنشهای غیر زیستی است که اثرات آن به مدت زمان، دوام و شدت تنش بستگی دارد - et al.,2001 Pandey - توسعه ریشه گیاه یکی از ویژگیهایی است که بهصورت طبیعی تحت تأثیر مدیریت آبیاری و تنشهای ناشی از آن قرار دارد. رشد و عملکرد اندام هوایی گیاه بازتابی از توزیع و فعالیت ریشه گیاه در مراحل مختلف رشد است.
بنابراین، چگونگی توسعه ریشه گیاهان کشت شده از نظر وضعیت، گسترش و فعالیتهای منجر به جذب آب و عناصر غذایی در تولید محصولات بسیار مهم میباشد - . - Lebowski et al., 1988 هر یک از شاخص رشد گیاه از جمله طول ریشه، حجم ریشه، وزن خشک ساقه و وزن خشک ریشه در تنش آبیاری تحت تأثیر قرار می گیرد. خیاربسیار حساس به شرایط نامساعد محیطی است و حتی تغییرات جزئی در محتوای رطوبت خاک هم اثر سوء قابل ملاحظهای بر رشد وعملکرد آن دارد . - An and Liang., 2013 - ریشه خیار سطحی بوده و حالت افشان دارد و سطحی بودن ریشه آن باعث حساسیت این گیاه به خشکی گردیده است. خیار به دلیل رشد سریع به خصوص در مراحل اولیه رشد و داشتن برگهای بزرگ و سیستم ریشهای سطحی به مقدار زیادی آب برای رشد و نمو نیاز دارد . - Korkmaz et al., 2007 -
تنشهای آبی سبب بروز تغییرات زیادی از قبیل تغییر نسبت پراکنش ریشهها، کاهش سطح برگ یا تعداد برگها و در نهایت سبب کاهش رشد گیاه و عملکرد آن می-گردد. افزون بر این میزان پراکنش ریشه در سطح خاک و یا عمق خاک بستگی به میزان رطوبت و نحوه تأمین آن دارد - Mao - Lebowski et al., 1988 - . - et al., 2003 بیان کردند که وقتی توزیع ریشه توسط عوامل دیگر محدود نشود، مقدار رطوبت خاک عمق ریشه دوانی را کنترل می کند. به عقیده این محققان مقدار کافی رطوبت در ناحیه ریشه، عامل مهمی برای استفاده کارآمد از عناصر غذایی موجود به شمار میBآید. - ضیائیان و ملکوتی - 1380 بیان کردند زمان، روش و مقدار آب آبیاری روی چگونگی توزیع ریشه موثر است. - Bingru and Hongwen., 2000 - بیان کردند که تنش خشکی ریشه دوانی را در لایه های 0 -20 ، 20- 40 و 40 تا 60 سانتی متری خاک افزایش میدهد.
مطالعات الیس و بارنز - 1980 - نشان میدهد که در شرایط خاک مرطوب، رشد طولی ریشه کندتر خواهد شد. آبیاری با فراوانی زیاد مانند آبیاری قطره ای که محیط را اشباع نگه می دارد، عامل محدود شدن رشد ریشه به عمق های مختلف خاک می باشد. بررسیاثر تنش خشکی بر گیاه آویشن حاکی از کاهش وزن تر و خشک ریشه و طول ریشه در مقایسه با تیمار آبیاری کامل بوده است - بابایی و همکاران - 1389 در بررسی دیگر، اثر آبیاری کامل، کم آبیاری و عدم انجام آبیاری بر گیاه نعناع فلفلی کاهش طول ریشه در شرایط تنش آبی را نشان داده است . - Alkire et al., 1993 - از سوی دیگر - صادقی و همکاران - 1390 گزارش نمودند که اعمال تنش رطوبتی در مراحل ابتدایی رشد گیاهان فلفل دلمهای، خیار و کدو، موجب بهبود رشد ریشهها و عملکرد این محصولات شد. بنابراین هدف این مطالعه رابطه بین پویایی رشد ریشه و سطوح مختلف رطوبت خاک در زمان آبیاری با استفاده از روش آبیاری قطرهای میباشد. لذا این آزمایش به منظور بررسی اثر سطوح مختلف رطوبت خاک در زمان آبیاری بر رشد ریشه و اجزای آن نظیر طول ریشه، وزن تر و خشک ریشه و نسبت ساقه به ریشه در فضای گلخانهای طرح ریزی و اجرا گردید.
مواد و روشها
این پژوهش در مرکز تحقیقات گلخانهای دانشگاه آزاد اصفهان با طول جغرافیایی 51 درجه و 46 دقیقه شرقی و عرض جغرافیایی 32 درجه و 44 دقیقه شمالی و ارتفاع 1517 متر از سطح دریا، در مساحت 120 متر مربع انجام شد. اندازه گیری-های فیزیکی خاک قبل از شروع آزمایش، شامل تعیین نقطه FC و نقطه پژمردگی دائم - PWP - که توسط دستگاه صفحه فشار اندازهگیری گردید. همچنین بافت خاک به روش هیدرومتری و وزن مخصوص ظاهری خاک به روش نمونه گیری با سیلندر فلزی تعیین شد. برخی از خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک محل آزمایش در جدول - 1 - ارائه شده است.
طرح آزمایشی در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با 6 تیمار و 3 تکرار اجرا گردید . تیمارها بر اساس فاکتور کسر رطوبت از ظرفیت زراعی - Fc - در زمان آبیاری در 6 سطح شامل تیمار شاهد صفر درصد کسر رطوبت - I - FC، تیمار10 درصد کسر رطوبت - I1 - ، تیمار 20 درصد کسر رطوبت - I2 - ، تیمار 30 درصد کسر رطوبت - I3 - ، تیمار 40 درصد کسر رطوبت - I4 - و تیمار 45 درصد کسر رطوبت - I5 - FC بودند. به منظور تعیین درصد رطوبت حجمی خاک در زمان آبیاری، لولههای دستگاه1 TDR در هرتیمار تا عمق یک و نیم متری از سطح خاک نصب گردید تا با خاک تبادل حاصل کند. سیستم آبیاری به صورت قطرهای با دبی 2/5 لیتر در ساعت و هدایت الکتریکی و pH آب آبیاری به ترتیب برابر dsm-1 0/31 و 7/8 بود.
بذر خیار رقم یلدا ابتدا در سینی نشا حاوی پیت ماس کشت شد سپس نشاها بعد از گذشت 14 روز، به زمین اصلی منتقل و در فواصل 40 سانتی متر روی ردیف و 70 سانتی متر بین ردیف کشت شد. عملیات انتقال نشا به زمین اصلی در فروردین 1395 انجام و دوره کشت به مدت 140 روز به طول انجامید. حداقل و حداکثر دمای گلخانه محل آزمایش در طول شبانه روز بین 18 تا 28 درجه سانتیگراد کنترل گردید. به منظور استقرار یافتن گیاه، آبیاری در همهی تیمارها تا رسیدن به نقطه FC انجام شد به این صورت که عمق ریشه در آبیاریهای اولیه را معادل 30 سانتی متر در نظر گرفته و توسط دستگاه TDR مدل - DIVINER - 2000 SERIES II درصد رطوبت حجمی آن اندازه گیری و تا رسیدن به FC آبیاری شد.
حجم آب مورد نیاز برای هر بوته ازVI - mFC - mi - × b × Drz × A - 1 - که در آن VI بیانگر حجم آب مورد نیاز برای هر بوته بر حسب - cm3 - ، mi درصد رطوبت وزنی خاک در عمق مورد نظر، mFC درصد رطوبت وزنی در نقطه FC، b جرم مخصوص ظاهری خاک بر حسب گرم بر سانتی متر مکعب، Drz عمق ریشه گیاه بر حسب سانتی متر، و A سطحی به طول و عرض 40 سانتی متر - 40 × 40 - میباشد. با در نظر گرفتن دبی قطره چکانها، حجم آب به دست آمده برای هر بوته اعمال گردید. عمق توسعه ریشه نسبت به زمان در طول دوره رشد تعیین شده و ملاک عمل قرار گرفت. به این صورت که در کنار تکرارها، بوتههای اضافی نیز کشت گردید و در هر ماه پس از آنکه رطوبت خاک اطراف بوته به مقدار مناسب میرسید، بوته از خاک خارج شده و حداکثر عمق توسعه ریشه اندازه گیری میگردید.
به طوری که عمق توسعه ریشه در زمان 60، 90 و 120 روزگی به ترتیب معادل 40 ، 50 و 60 سانتی متر در نظر گرفته شد. پس از گذشت 20 روز از انتقال نشاء به زمین اصلی و استقرار گیاه، تیمارهای رطوبت خاک در زمان آبیاری، اعمال گشت. پس از اتمام فصل رشد، به منطور بررسی طول و وزن تر و خشک ریشهها ، محیط ریشه را تا عمق 60 سانتیمتری کاملا اشباع نموده به گونهای که ریشهها سالم از خاک خارج شده و میزان وزن تر ریشه، وزن خشک ریشه و رشد طولی آنها بررسی شد. به منظور توزین وزن تر ریشهها، از ترازوی دیجیتالی با دقت 0/01 گرم استفاده شد. در مرحله بعد، ریشهها درون آون در دمای 70 درجه سانتی گراد به مدت 72 ساعت قرار گرفته و وزن خشک آنها به دست آمد. تجزیه و تحلیل آماری دادههای اندازهگیری شده توسط نرم افزارSPSS ver 16 انجام شد و مقایسه میانگینها به روش آزمون توکی در سطح یک درصد صورت گرفت.
نتایج و بحث
نتایج تجزیه واریانس متغیرهای وزن تر و خشک ریشه، طول ریشه و نسبت ساقه به ریشه در جدول - 2 - آمده است.
وزن تر ریشه: نتایج به دست آمده از تجزیه واریانس جدول - 2 - نشان میدهد که سطوح مختلف رطوبت خاک در زمان آبیاری، بر وزن تر ریشه اثر معنیداری در سطح %1 داشته است به طوری که بیشترین وزن تر ریشه - 58/99 گرم - مربوط به تیمار I5 و کمترین آن 42/36 - گرم - مربوط به تیمار شاهد میباشد. نکته حائز اهمیت این است که سطوح مختلف رطوبت خاک در زمان آبیاری تاثیر چشمگیری در افزایش وزن ریشه نداشته به طوریکه تیمارهای I، I1 و I2 اختلاف معنیداری در سطح %5 با یکدیگر ندارند. ولی کاهش رطوبت خاک در زمان آبیاری به میزان 40 و 45 درصد کسر رطوبت FC سبب شده تیمار I5 و I4 با سایر تیمارها اختلاف معنیداری در سطح %5 نشان دهند .
به منظور تفسیر این موضوع میتوان گفت مهمترین نتیجه حساسیت رشد سلول به کمبود رطوبت، کاهش قابل توجه در رشد برگ و در نتیجه مساحت برگ است - Rouphael andGiuseppe., 2005،Bagheri et al., 2001 ، . - Amer et al., 2009 در اثر کاهش گسترش برگ، از مصرف کربن و انرژی کاسته شده و میزان بیشتری از ذخایر گیاه در اختیار ریشه قرار میگیرد تا ریشه به منظور جذب بیشتر آب به سمت لایههای مرطوب خاک رشد کند .وزن خشک ریشه: نتایج به دست آمده از تجزیه واریانس جدول - 2 - نشان میدهد که سطوح مختلف رطوبت خاک در زمان آبیاری بر وزن خشک ریشه اثر معنیداری در سطح %1 داشته است به طوری که بیشترین وزن خشک ریشه 5/01 - گرم -
