بخشی از مقاله
چکیده
عواملی همچون رشد جمعیت، نیاز به تولیدات کشاورزی بیشتر، ضرورت ارتقای سطح بهداشت و رفاه اجتماعی، توسعه صنعتی و حفاظت اکوسیستمها، تقاضای آب را روز به روز بیشتر میکند. با صرفه جویی آب در بخش کشاورزی از طریق افزایش کارایی مصرف آب، محدودیت آب شرب نیز کاهش مییابد. پژوهشی در دانشگاه شهرکرد به منظور بررسی تاثیر سطوح هوادهی بر عملکرد و کارایی مصرف آب میوه و گیاه فلفل تحت سطوح مختلف شوری و بافت در تابستان 1393 با روش آبیاری قطره ای زیر سطحی اجرا گردید.
سطوح هوادهی در این پژوهش شامل کنترل - صفر - ، 4 و 6 ساعت و سطوح شوری 0/4، 1/5 و 3 دسی زیمنس بر متر در دو نوع بافت خاک لوم سیلتی و لوم رسی اعمال گردید. نتایج نشان داد که هوادهی، شوری ، بافت و عملکرد تاثیر معنیداری بر عملکرد و کارایی مصرف آب داشته است. با افزایش سطوح هوادهی کارایی مصرف آب میوه و گیاه و عملکرد محصول به ترتیب 7/98، 10/78 و 8/18 درصد افزایش داشته است. اما سطوح بالاتر شوری بر این تیمارها اثر کاهش داشته است. همچنین با سنگین تر شدن بافت خاک صفات مورد بررسی سیر نزولی داشته اند.
واژههای کلیدی: بافت، شوری، فلفل، کارایی مصرف آب، عملکرد، هوادهی
مقدمه
رشد جمعیت و نیاز جهانی به توسعه، ضرورت استفاده بهینه از منابع مختلف را در راستای تامین نیازهای اولیه بشر تشدید کرده است. با توجه به آمار منتشر شده توسط سازمان ملل در سال 1990، جمعیت دنیا در سال 2025 برابر 8/5 میلیارد نفر خواهد بود. این افزایش جمعیت نیاز به افزایش تولیدات کشاورزی در حدود 40-50 درصد را در طی 30 تا 40 سال آینده ضروری میسازد. بر اساس پیش بینی-های انجام شده توسط سازمان خوار بار و کشاورزی - FAO - میزان تقاضا برای غذا سالانه حدود 2/5 درصد در دنیا در حال افزایش است که این افزایش در کشورهای در حال توسعه مانند ایران 3/7 درصد است.
با وجود اینکه بیش از 80 درصد مصرف آب شیرین دنیا در بخش کشاورزی است، هنوز متوسط بازده آبیاری سطحی و سنتی در دنیا از 34 درصد تجاوز نمیکند. اگر تنها 10 درصد بازده آبیاری افزایش یابد بدون سرمایه گذاری در توسعه منابع جدید آب قادر خواهیم بود تمام آب مورد نیاز شرب و صنعت دنیا را تامین کنیم - علیزاده، . - 1372 پذیرش شیوههای جدید آبیاری و استفاده از فنآوریهای مناسب برای پیاده کردن این روشها از جمله راههای افزایش بازده آب آبیاری و کارایی مصرف آب میباشد. امروزه روش آبیاری قطرهای به عنوان روشی مناسب برای افزایش راندمان آب مورد استفاده قرار میگیرد.
در مقایسه با سیستم آبیاری سطحی، SDI تبخیر سطحی و نفوذ عمقی را کاهش میدهد و کنترل دقیقی از کاربرد آب آبیاری به عمل میآورد و خطرات آلودگی آب در این روش کاهش مییابد - لم و کمپ، . - 2007 روشهای آبیاری کلاسیک باعث بروز شرایط ماندابی و مسائل مربوط به شوری میشوند. علاوه بر کیفیت آب آبیاری و روشهای بهینه ی آبیاری، اصلاح تهویهی منطقهی ریشه میتواند نقش بسزایی در بهبود عملکرد محصول داشته باشد.
تنفس ریشه نیرو محرکهی بسیاری از فرایندهای متابولیسم ریشه است که به طور مستقیم عملکرد هوایی محصولات را کنترل میکند - میک و همکاران، . - 1983 کمبود اکسیژن توانایی ریشه را در جذب آب کاهش داده و از طریق کاهش کارایی مصرف آب باعث ایجاد حجم بیشتر آب زهکشی، نشت و آلودگی آبهای زیرزمینی میشود. با پیشرفت تکنولوژی در سالهای اخیر با روشهای مختلف مانند تزریق اکسیژن یا هیدروژن پراکسید به سیستم آبیاری زیرسطحی مشکل کمبود تهویه در خاکها رفع شده است.
روش ونتوری در کالیفرنیا - گوراهو و همکاران، - 2008 و تزریق هیدروژنپراکسید در آلمان - هوبرگر و همکاران، - 2001 مزیت استفاده از این روش را آشکار کرده است. هیدروژن پروکسید - HP - یک ماده شیمیایی غیر پایدار است که توسط آنزیم کاتالاز موجود در خاک به آب و اکسیژن مولکولی تجریه میشود - پتیگارا و همکاران، . - 2002 هوادهی به سه صورت هوادهی به ریزوسفر، همراه با آبیاری و هوادهی پس از آبیاری صورت میگیرد. اولین گزارشیکه استفاده از هیدروژن پروکسید را به عنوان یک اصلاح کننده خاک نشان داد توسط مسلند ارائه شد .
کاهش غلظت اکسیژن در منطقهی ریشه به دلیل شرایط شوری تراکم خاک - اگنیو و کارو، و آبیاریر، در انواع مختلف خاک به عنوان محدودیتهای عمده برای دستیابی به عملکرد پتانسیل شناخته شده اند. با اعمال هوادهی به منطقه ریشه امکان رشد بهتر ریشه فراهم شده و متعاقب آن موجبات بهبود عملکرد محصول فراهم میگردد. هوادهی باعث رشد بهینه ریشه، فعالیت میکروبی و انتقال مواد معدنی و منجر به افزایش عملکرد محصول و افزایش کارایی مصرف آب میشود.
این روش باعث رشد رضایت بخش محصول، جبران بعضی از اثرات نامطلوب تنشهای خاک مانند شوری خواهد شد. کاهش هزینههای سرمایه گذاری، بازده اقتصادی رضایت بخش از طریق جلوگیری از خسارت به محیط زیست، کاهش عملیات زهکشی، جلوگیری از آلودگی آبهای زیرزمینی، افزایش کارایی مصرف مواد معدنی مورد نیاز برای گیاه و کاهش تقاضای بخش کشاورزی به آب طی فرایند هوادهی قابل استحصال است.
مواد و روشها
پژوهش حاضر به منظور بررسی تاثیر هوادهی بر عملکرد و کارایی مصرف آب گیاه فلفل قلمی در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه شهرکرد انجام شد. این پژوهش به صورت کشت گلدانی در پایه فاکتوریل و در قالب طرح کاملا تصادفی در 18 تیمار و 3 تکرار در یک دوره رشد گیاه فلفل قلمی صورت گرفت. در تیمار هوادهی - A - سطوح صفر - شاهد - ، 4 و 6 ساعت، در تیمار شوری - S - سطوح 0/3 ، 1/5 و3 دسی زیمنس بر متر و در تیمار بافت خاک - T - دو بافت لوم سیلتی و لوم رسی در نظر گرفته شد.
برای تهیهی خاک های مورد استفاده در این پژوهش، مخلوطی از خاک پشت گلخانه و خاک پشت دانشکده کشاورزی دانشگاه شهرکرد با خاک برگ و کود حیوانی سرند شده به ترتیب با درصدهای 50، 25 و 25 تهیه گردید. جهت انجام آزمایش از گلدانهای پلاستیکی قهوه ای رنگ، به قطر 25 و ارتفاع 30 سانتیمتر استفاده گردید. در این پژوهش 54 عدد بذر فلفل قلمی در گلخانه درون خاک غنی از مواد آلی در اوایل خرداد ماه کاشته شد. پس از 7 هفته که نشاء به حد کافی رشد کرد و به مرحله 8 تا 10 برگی رسید به گلدانهای اصلی انتقال داده شدند.
در هر گلدان 3 نشاء کشت گردید. به منظور انتقال آب به گلدانها از لولههای مینیاتوری استفاده شد. برای نصب این لولهها روی لوله 16 میلیمتری از پانچ استفاده شد سپس رابطها را درون لوله تعبیه کرده و لولههای مینیاتوری با فشار دست درون سوراخها قرار داده شدند. انتهای هر خط لوله توسط بست عینکی بسته شد. در این پژوهش به منظور آبیاری از یک منبع ذخیره آب به حجم 60 لیتر استفاده گردید. به منظور هوادهی، دستگاه کمپرسور هوا کنار گلدانها تعبیه شد. 12 انشعاب از کمپرسو هوا به درون مخزنهای آبیاری وارد شد. در این پژوهش فشار کارکرد دستگاه روی 0/8 تا 0/9 اتمسفر تنظیم گردید. تجزیه تحلیل داده ها با نرم افزار SAS و در سطح احتمال 5 درصد صورت پذیرفت.
نتایج
با بررسی نتایج مشاهده شده که سطوح هوادهی، شوری و نوع بافت اثر معنیداری - p<0.01 - بر وزن تر و خشک میوه داشته است - جدول . - 1 اما اثرات متقابل تیمارها تفاوت معنیداری بر مقادیر وزن تر و خشک میوه نشان نداده است. بیشترین مقدار وزن تر و خشک میوه در سطح هوادهی 6 ساعت، به ترتیب 120/35 و 10/25 گرم و کمترین مقدار وزن تر و خشک در سطح هوادهی کنترل - بدون هوادهی - به ترتیب 108/84 و 9/25 گرم رویت شده است.
بیشترین مقدار وزن تر میوه گیاه در سطح شوری 0/4، 1/5 و 3 دسی زیمنس بر متر به ترتیب به مقادیر 124/09، 114/57 و 105/56 گرم و همچنین مقادیر وزن خشک میوه طی اعمال سطوح شوری نامبرده به 10/61، 10/14 و 8/47 گرم کاهش یافته است. در تیمار نوع بافت، با اعمال بافت سنگین به جای بافت متوسط خاک مقدار وزن تر میوه به ترتیب از 118/08 به 111/401 گرم و وزن خشک آن از 10/16 به 9/31 گرم کاهش یافته است. نتایج تجزیه وارانس نشان میدهد سطوح هواهی و شوی اثر معنیداری - p<0.01 - بر کارایی مصرف آب میوه داشته است اما بافت خاک اعمال شده تاثیر متفاوت و معنیداری بر کارایی مصرف آب میوه نداشتهاست.
نتایج تجزیه واریانس حاکی از عدم تاثیر متقابل معنیدار تیمارهای اعمال شده طرح میباشد. بیشترین کارایی مصرف آب میوه در تیمار A3 با سطح هوادهی 6 ساعت، 2/84 کیلوگرم بر متر مکعب و کمترین مقدار آن در تیمار A1 با سطح هوادهی صفر - شاهد - ، 2/63 کیلوگرم بر مترمکعب بوده است. مقادیر کارایی مصرف آب میوه در سطوح هوادهی A1 و A2 اختلاف معنیداری نداشته است. همچنین بیشترین مقدار کارایی مصرف آب در تیمار S1 و کمترین آن در تیمار S3 به ترتیب با مقادیر 2/9 و 2/54 کیلوگرم بر متر مکعب بهدست آمدهاست. مقدار تیمار مورد نظر در دو نوع بافت خاک در سطح آماری یکسانی قرار گرفتهاند.
