بخشی از مقاله
چکیده
کاشت و تولید محصولات گلخانهای در سالهای اخیر مورد استقبال فراوانی قرار گرفته و در کشورهایی که با محدودیت آب کشاورزی مواجهاند، میتواند به عنوان یکی از مؤثرترین راهها برای مصرف بهینه آب کشاورزی باشد. پرورش گیاهان درشرایط گلخانه به دلیل مزایای متعدد، نظیر کنترل تغذیه گیاه، کاهش بروز آفات و بیماریها موجب افزایش رشد، عملکرد و کیفیت محصول نسبت به کشت مزرعهای میشود.
با رشد جمعیت و افزایش فعالیتهای صنعتی در دو قرن اخیر هر روزه مقادیر قابل توجهی گازهای دیاکسیدکربن ، متان ، کلرو فلوروکربن ، اکسیدهای نیترو و غیره به موجودی گازهای طبیعی در جو اضافه میشود و تغییر کلی گازهای گلخانهای در جو ، موجب افزایش یا کاهش تشعشعات ورودی کره زمین خواهد شد . یکی از مهمترین گازهای گلخانهای که توسط انسان به جو رها میشود، دیاکسیدکربن است افزایش دیاکسیدکربن به میزان زیادی بر بهره دهی جهانی بخش کشاورزی اثر می گذارد .
یکی از عوامل مهمی که در کشت گلخانهای مورد بررسی قرار میگیرد افزایش و یا کاهش غلظت دیاکسیدکربن است. آنچه مسلم است واکنش متفاوت گیاهان در شرایط تغییر غلظت دیاکسیدکربن است. هرچند دیدگاه کلی نسبت به افزایش دیاکسید کربن منفی است با این وجود نتایج پژوهشهای متعدد نشان داده است که استفاده کنترل شده و علمی از این گاز در محیطهای کنترل شده همچون گلخانهها میتواند منجر به افزایش بهرهوری اقتصادی و بهبود کارایی مصرف نهادهها شود. در مقاله حاضر به برخی از مهمترین اثرات مثبت و کاربردهای این گاز اشاره شده است.
.1 مقدمه
یکی از جنبههای محیطی که توجه بسیاری از محققان را در دهه گذشته به خود جلب کردهاست، موضوع تغییر اقلیم است - میری و رستگار، . - 1391 غلظت دیاکسیدکربن در حال حاضر در مقایسه با ابتدای قرن بیستم بیش از 30 درصد افزایش یافتهاست و بیشترین میزان این افزایش از دهه 1950 به بعد اتفاق افتادهاست
پیش بینیها نشان میدهد که تا سال 2050 غلظت دیاکسیدکربن به حدود 550 پیپیام خواهدرسید - جاگارد و همکاران، . - 2010 به دنبال این تغییر، میزان درجه حرارت نیز افزایش خواهدیافت. بنابراین آگاهی از این اثرات افزایش دیاکسیدکربن بر فتوسنتز و متابولیسم گیاهان اهمیت زیادی دارد. گزارش شدهاست که افزایش دیاکسیدکربن باعث افزایش رشد و نمو در بیش از 100 گونه گیاهی شدهاست
گیاهان گلدانی، شاخه بریده، سبزیها و حتی گیاهان جنگلی آثار مثبتی از افزایش دیاک سیدکربن را ن شان دادهاند. پژوه شگران مختلفی در سرا سر جهان گزارشهایی مبنی بر واکنش گیاهان مختلف نسبت به افزایش غلظت دیاکسیدکربن اظهار داشتهاند که از جمله این واکنشها می توان به افزایش وزن خشک، ارتفاع، تعداد برگ و شاخههای جانبی اشاره نمود. همچنین غلظت دیاکسیدکربن بر میزان ریشهزایی قلمهها اثر تحریککننده داشتهاست - مورتن سن، . - 1987 بر همین اساس در پژوهش حاضر به بررسی اثرات کمی و کیفی افزایش غلظت دیاکسیدکربن بر گیاهان مختلف می پردازیم.
.2 مروری بر منابع
.2,1 اثرات کمی
1.2,1,1 وزن خشک گیاه
ماده خشک گیاه در قسمتهای مختلف یک گیاه مثل ریشه، ساقه، برگ و گل آن میتواند دچار تغییر شود. گزارش شده است که با افزایش غلظت دیاکسیدکربن ماده خشک تولید شده در ریشه، ساقه و برگ گیاه سویا افزایش یافت - بوکر و همکاران، . - 2005 افزایش غلظت دیاکسید کربن باعث افزایش 18 درصدی ماده خشک در کنجد و همچنین افزایش 13 درصدی نسبت ریشه به اندام هوایی شد - زواره و همکاران، . - 2006 افزایش غلظت دیاکسیدکربن باعث افزایش وزن خشک در گلهای جعفری، ابری و رعنا زیبا شد
افزایش غلظت دیاکسیدکربن از 380 به 750 و 1050 قسمت در میلیون باعث افزایش وزن خشک ریشه و همچنین وزن خشک ساقه در گل لیزیانتوس شد - نیکو و همکاران، . - 1396 افزایش غلظت دیاکسیدکربن از 335 به 900 قسمت در میلیون موجب افزایش وزن خشک در گل بنفشه آفریقایی شد - مورتنسن، . - 1987 پژوهشگران با بررسی اثرات افزایش غلظت دیاکسیدکربن در شرایط تنش خشکی مشاهده کردند که افزایش غلظت دیاکسیدکربن باعث افزایش وزن خشک گیاه آفتابگردان هم در شرایط تنش و هم در شرایط بدون تنش شد
به نظر میر سد که اثرات مثبت افزایش میزان دیاک سید کربن در گیاهان سه کربنه بی شتر از سایر گیاهان ا ست. افزایش غلظت دی اکسید کربن باعث افزایش 50 درصدی وزن خشک برگ در گیاه سه کربنه توق و کاهش 0/5 درصدی وزن خشک برگ در گیاه چهار کربنه سورگوم شد - زی سکا، - 2001 میری و ر ستگار - 1391 - گزارش کردند که ازدیاد میزان دیاک سیدکربن در محیط باعث افزایش وزن خ شک ری شه در گیاهان سهکربنه سویا و سلمهتره و عدم تغییر وزن خ شک ری شه در گیاهان چهارکربنه تاجخروس و ارزن شد، ای شان همچنین م شاهده کردند که هرچند در اثر تغییر میزان دیاک سید کربن وزن خ شک برگ در همه گیاهان افزایش یافت ولی اثر مشاهده شده در گیاهان سهکربنه بیشتر از سایر گیاهان بود.
.2,1,2 ارتفاع
ارتفاع نهایی یک گیاه تحت تاثیر تعداد گرههای تولید شده و همچنین میزان رشد میانگرهها میباشد. تغییر در غلظت دیاکسیدکربن روی این پارامترهای ذکر شده تاثیرگذار خواهد بود. افزایش غلظت دیاک سیدکربن از 380 به 1050 ق سمت در میلیون باعث افزایش میانگین سطح و حجم ریشه و همچنین افزایش طول میانگره و در نهایت افزایش 12 درصدی ارتفاع بوته در گل لیزیانتوس شد - نیکو و همکاران، . - 1396 گلدانی و همکاران - 2011 - نیز گزارش کردند که با دوبرابر شدن غلظت دیاک سید کربن ارتفاع بوته، تعداد و طول میانگره کنجد به صورت معنیداری افزایش یافت.
علاوه بر اثرات مثبت بر روی طول ساقه مشاهده شده است که دیاکسید کربن میتواند موجب افزایش رشد و طول ریشه شود.
تغییر و افزایش غلظت دیاکسیدکربن باعث افزایش رشد طولی ریشه در بگونیا، کامپانولا، ماگنولیا و پپرومیا شد و درصد ریشهزایی در میخک، داوودی، عشقه و پلارگونیوم را افزایش داد - مورتنسن، . - 1986 افزایش غلظت دیاکسیدکربن باعث افزایش طول، قطر و حجم ریشه گیاهچههای گوجهفرنگی شد
اثرات افزایش غلظت این گاز بر روی ریشه همه گیاهان مشابه نیست. افزایش غلظت دیاکسیدکربن باعث افزایش تولید و سرعت رشد ری شه در گیاهان سهکربنه - به دلیل تخ صیص کربن به ری شه - و باعث کاهش طول، حجم و ر شد ری شه در گیاهان چهارکربنه ای مثل سورگوم شد - پریتچارد و همکاران، . - 2006 افزایش غلظت دیاک سیدکربن باعث افزایش ر شد اندام هوایی ن سبت به ری شه در گیاهان سهکربنه سویا و سلمهتره شد
.2,1,3 ویژگیهای برگ
با توجه به این که برگ گیاهان به دلیل فعالیت فتوسنتزی کارخانه غذاسازی محسوب میشود و مواد مورد نیاز برای غذاسازی گیاهان آب و دیاکسیدکربن بوده و محصول آن مواد قندی و اکسیژن میباشد بنابراین میتوان اظهار داشت که همزمان با افزایش غلظت دیاک سیدکربن، شدت فرایند فتو سنتز در برگ افزایش یافته در نتیجه مواد ذخیرهای بی شتری در گیاه سنتز می شود و از این طریق رشد رویشی گیاه افزایش مییابد بنابراین به نظر میرسد که افزایش غلظت دیاکسیدکربن از طریق افزایش سرعت رشد گیاه منجر به افزایش تعداد برگها میشود
شور و همکاران - 1388 - گزارش کردند که سه برابر شدن غلظت دیاکسیدکربن باعث شد سطح برگ در گلهای جعفری، ابری و رعنا زیبا بیش از 60 درصد زیاد شود. . افزایش غلظت دیاکسیدکربن باعث افزایش تعداد و سطح برگ در گل تکمهای - کمالی و همکاران، - 1390 و همچنین موجب تولید برگهای بیشتر و بزرگتر در گل بنف شه آفریقایی شد
افزایش غلظت دیاک سیدکربن تا حد 1050 ق سمت در میلیون باعث افزایش 86 در صدی تعداد برگها، افزایش 27 درصدی سطح برگ و کاهش هدایت روزنهای در گل لیزیانتوس شد - نیکو و همکاران، . - 1396 افزایش غلظت دیاکسیدکربن باعث افزایش 35 درصدی سطح برگ در گیاه سهکربنه توق وکاهش 2/4 درصدی آن در گیاه چهارکربنه سورگوم شد - زیسکا، . - 2001 افزایش غلظت دیاکسیدکربن باعث کاهش 50 درصدی هدایت روزنه در گیاهان چهارکربنه ذرت و سورگوم شد - زیسکا و بونس، . - 1997 افزایش غلظت دیاکسیدکربن باعث کاهش میزان کلروفیل چه در گیاهان سهکربنه و چه در گیاهان چهارکربنه میشود
.2,2 اثرات کیفی
افزایش غلظت دیاک سیدکربن باعث افزایش فتو سنتز و نمو برگهای ضخیم و سنگین در گیاه چهارکربنه سورگوم شد - کا سینس و همکاران، . - 2001 افزایش غلظت دیاکسیدکربن باعث افزایش مقدار آب بافتها در کلم شد - میشرا و همکاران، . - 1999 افزایش غلظت دیاکسیدکربن باعث تشدید اثر نور و رشد جوانه جانبی در گل داوودی شد اما طی تغییر غلظت از 1000 تا 1600 پیپیام تاثیری بر ر شد و عملکرد آن م شاهده ن شد - شاکری و فرزانه، . - 1388 غنی سازی دی اک سیدکربن تا حد 900 ق سمت در میلیون باعث کاهش زمان گلدهی در بنفشه آفریقایی شد
در ارتباط با اثر افزایش دیاکسید کربن بر رنگیزههای گیاهی و به ویژه رنگیزههای فتوسنتزی نتایج متفاوتی وجود دارد. افزایش غلظت دیاکسیدکربن باعث افزایش 13 درصدی رنگیزه آنتوسیانین گل لیزیانتوس شد این رنگیزه موثر بر بستر رنگ قرمز، بنفش و آبی در این گلها است - نیکو و همکاران، . - 1396 اگرچه افزایش غلظت دیاکسیدکربن باعث افزایش کلروفیل برگ در پنبه - پینتر و همکاران، - 1993 شد با این وجود گزارش شده است که غنی سازی دیاکسیدکربن تاثیر منفی بر محتوای کلروفیل در برگهای گندم نان - سیچر و بونس، - 1997 همچنین گندم دوروم داشت - بلوچی و همکاران، . - 1387 گزارشهایی مبنی بر اثر منفی دیاک سیدکربن بر کلروپلا ست و همچنین تخریب آن وجود دارد، علاوه بر این تغییر غلظت این گاز میتواند ساختار پوشش گیاهی را تحت تاثیر قرار دهد
.3 نتیجهگیری
با توجه به یافتهها و بررسی منابع افزایش غلظت دیاکسیدکربن در گیاهان سهکربنه باعث افزایش وزن خشک برگ، افزایش ماده خشک ریشه، افزایش سرعت رشد ریشه، افزایش رشد اندام هوایی نسبت به ریشه، افزایش سطح برگ و کاهش میزان کلروفیل میشود و در گیاهان چهار کربنه باعث کاهش وزن خشک برگ، عدم تغییر در وزن خشک ریشه، کاهش سرعت رشد ریشه، کاهش سطح برگ، کاهش هدایت روزنه و کاهش میزان کلروفیل میشود.
این افزایش غلظت در برخی از گلهای زینتی و فصلی باعث افزایش ماده خشک گیاه شده و همچنین در گیاهان زراعی، چه در شرایط تنش و چه در شرایط بدون تنش، افزایش ماده خشک گیاه را در پی داشت که بی شترین میزان این افزایش به ترتیب در اندامهای ری شه، ساقه و برگ م شاهده شد. در رابطه با ارتفاع گیاه به خ صوص در برخی از گلهای زینتی و روزکوتاه با افزایش غلظت دیاکسیدکربن ارتفاع بوتهها، طول ساقهها، طول گرهها و میانگرهها، ضخامت ساقهها و طویلتر شدن شاخههای جانبی بیشتر شد.
در گلهای زینتی و آپارتمانی افزایش به غلظتهای بالای 1000 پیپیام باعث طویلتر شدن ری شه و ق سمتهای زیر زمینی گیاه می شود. افزایش غلظت دیاک سیدکربن در برخی از سبزیجات باعث افزایش طول، قطر و حجم ری شه و در اغلب گلهای ف صلی و زینتی باعث افزایش تعداد و سطح برگ، بزرگ شدن برگ و کاهش هدایت روزنه می شود. از نظر کیفی، در گیاهان افزایش غلظت دیاک سیدکربن باعث ضخیم و سنگین شدن برگهای گیاه می شود که در نهایت ممکن ا ست محصول تولیدی کیفیت کمتری داشته باشد.
در برخی از گلهای زینتی، فصلی و روز کوتاه این افزایش غلظت باعث کاهش زمان گلدهی و برداشت زودتر میشود که میتواند از نظر اقتصادی به صرفه باشد علاوه بر این باعث میشود اثر نور و رشد جوانههای جانبی افزایش یابد و گیاه شادابتر و پرجوانهتر شده و در نهایت تولید در مدت زمان کمتری صورت بگیرد.
در گلهای رنگی افزایش غلظت دیاک سیدکربن باعث افزایش رنگیزههایی مانند آنتو سیانین می شود که در کیفیت رنگ گلها موثر ا ست. همچنین این افزایش غلظت باعث افزایش کلروفیل برگ در بی شتر گیاهان سهکربنه می شود که در نتیجه فتو سنتز بهتر صورت گرفته و ر شد و عملکرد گیاهان با کیفیت بیشتری خواهد بود. افزایش غلظت دیاکسیدکربن همانطور که در بعضی از سبزیجات افزایش آب در بافتها و عملکرد مثبت را در پی داشتهاست در بعضی از گیاهان نیز باعث تخریب کلروپلاست میشود که میتوان آن را یک عملکرد منفی دانست.
