بخشی از مقاله
چکیده
قابلیت دسترسی کلسیم و منیزیم و جذب آنها به وسیله گیاه بطور چشمگیری به مقدار این عناصر و همچنین غلظت کاتیونهای دیگر موجود در محیط ریشه گیاه وابسته است. هدف از انجام این پژوهش بررسی تاثیر آهک بر غلظت کلسیم و منیزیم گیاه تحت تغذیه چهار نوع محلول غذایی بود. این پژوهش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با چهار نوع محلول غذایی و سه تکرار انجام شد.
اثر آهک و اثر متقابل آهک و محلول غذایی بر میانگین غلظت کلسیم و منیزیم شاخساره در سطح احتمال آماری یک درصد معنیدار بود. بیشترین غلظت کلسیم و منیزیم شاخساره مربوط به گیاهان با 25 درصد آهک در بستر کشت و محلول غذایی بدون پتاسیم و آهن و کمترین آن مربوط به گیاهان با بستر کشت بدون آهک تغذیه شده با محلول غذایی کامل بود. با افزایش آهک در بستر کشت غلظت منیزیم شاخساره افزایش نشان داد. میزان افزایش غلظت منیزیم در شاخساره با افزایش آهک کمتر از غلظت کلسیم بدست آمد.
مقدمه
قابلیت دسترسی کلسیم و منیزیم، و جذبشان به وسیله گیاه بطور چشمگیری به مقدار غلظت خودشان و غلظت کاتیونهای دیگر موجود در محیط ریشه گیاه وابسته است
کربناتها که در مناطق خشک و نیمهخشک از اجزاء متداول تشکیل دهنده خاکها میباشند، تاثیر قابل توجهی بر خواص فیزیکی و شیمیایی خاکها دارند که میتوان به جذب و نگهداری و آزاد سازی کاتیونها و آنیون ها، و واکنش خاک اشاره کرد
آهک دارای ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاصی میباشد . وجود آهک pH خاک را بین 8/2 تا 7/6 حفظ میکند. همچنین فعالیت ریز موجودات زنده به pH خاکهای آهکی بستگی دارد. آهک بر شرایط فیزیکی خاک نیز موثر است
کلسیم یک کاتیون دوظرفیتی نسبتاً بزرگ با انرژی آبپوشانی کم است. بخشی از کلسیم در ساختمان آپوپلاسم1 و بخش دیگر، به صورت تبادلی در سطح خارجی غشاء وجود دارد. مقدار زیادی کلسیم در واکوئلها قرار داشته ولی غلظت آن در سیتوپلاسم، بسیار کم است. به همین دلیل، حرکت سیتوپلاسمی کلسیم از یک سلول به سلول دیگر و نیز داخل آوند آبکش کم اهمیت است. کلسیم به سبب ظرفیت بالای هماوری، در ساختمان ملکولهای درشت قرار دارد. منیزیم یک کاتیون دو ظرفیتی کوچک با انرژی بالای آبگیری است. سایر کاتیونها نظیر پتاسیم، آمونیوم، کلسیم، منگنز و هیدروژن جذب منیزیم را کاهش میدهند. بنابراین یکی از عوامل مهم کمبود منیزیم رقابت سایر کاتیونها میباشد
مقادیر بزرگتر از از 3 درصد کلسیم در خاکها در صورت حضور کربنات کلسیم رخ میدهد. مثلا کلسی سولها ممکن است کل کلسیم بالای 25 درصد نیز داشته باشند. ممکن است این خاکها یک سخت لایه کربنات کلسیم و یا سیلیکات کلسیم در سطح پروفیل خاک داشته باشند. کلسیم در خاکها از کانیهای انورتیت، پیروکسن، آمفیبول2و آلبیت ناشی میشود. در خاکهای آهکی کلسیت مهمترین منبع کلسیم خاک میباشد .
منیزیم نیز در خاک از کانیهای بیوتیت، فلوگوپیت، اولیوین و سرپانتین ناشی میشود. در خاکهای آهکی، زمانی که دولومیت حضور دارد، مهمترین منبع منیزیم خاک میباشد. کلسیم و منیزیم هر دو به شکلهای محلول، تبادلی و غیرتبادلی در خاک حضور دارند و دو شکل آخر در یک تعادل دینامیکی باقی میمانند. درجه اشباع کلسیم فضای تبادلی مورد نیاز رشد بهینه گیاه به نوع محصول وابسته است و اغلب تغییرات زیادی میان ارقام مختلف از یک گیاه وجود داشته است
کلسیم قابل تبادل در خاکها میتواند مقداری کمتر از 25 میلیگرم در کیلوگرم تا بیشتر از 5 هزار میلیگرم برکیلوگرم داشته باشد. کلسیم محلول در خاک ممکن است مقداری بین 68 تا 778 میلیگرم بر کیلوگرم داشته باشد
منیزیم قابل تبادل قادر است 4 تا 20 درصد ظرفیت تبادل کاتیونی خاک را تشکیل دهد و ممکن است غلظت منیزیم در محلول خاک مقداری بین 50 تا 120 میلیگرم بر کیلو گرم داشته باشد. زمانی که کلسیم یا منیزیم محلول خاک به وسیله آبشویی یا جذب گیاه کاهش مییابد، کلسیم و منیزیم بیشتری از فاز جامد خاک آزاد میشود
بنابراین یکی از عوامل مهم کمبود و جذب کلسیم و منیزیم رقابت سایر کاتیونها میباشد. عمده خاکهای ایران در گروه شدیداً آهکی قرار دارند از جمله فراوانترین عناصر این خاک ها کلسیم و منیزیم میباشد که در سیستم شیمیایی خاکهای آهکی از اهمیت زیادی برخوردار اند. کلسیم و منیزیم، دو عنصر ثانویه تغذیه گیاهان، چندین خصوصیت مشترک دارند که در حضور و عدم حضور کاتیونها در ریزوسفر گیاه میتوانند میزان جذب متفاوتی توسط گیاهان داشته باشند.
این پژوهش با هدف بررسی تاثیر آهک بر غلظت کلسیم و منیزیم گیاه تحت تغذیه چهار نوع محلول غذایی انجام شد..
مواد و روشها
این پژوهش به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار انجام شد. فاکتورهای آزمایش شامل چهار نوع محلول غذایی - کامل، بدون پتاسیم، بدون آهن و بدون پتاسیم و آهن - و مقدار آهک در پنج سطح - 0، 2، 5، 12 و - % 25 با اندازه بین60 تا 200 مش 0/04-0/01 - سانتیمتر - بود. آزمایش در گلدانهای 700 گرمی حاوی مخلوط شن کوارتزی - به عنوان پرکننده - همراه با کانی فلوگوپیت انجام شد.
شن کوارتزی از معدنی در همدان و کانی فلوگوپیت از معدنی در ارومیه تهیه شد و به منظور بررسی امکان استفاده از شن کوارتزی و کانی فلوگوپیت تجزیه عنصری توسط دستگاه فلورسانس پرتو ایکس - - XRF قبلا انجام شده بود. با توجه به ناچیزبودن عناصر تغذیهای در شن کوارتزی به عنوان ماده پرکننده گلدانها استفاده شد. از شن کوارتزی در اندازه بزرگتر از 140 مش و کانی فلوگوپیت در اندازه کوچکتر از 140 مش استفاده شد . در محیط کشت علاوه بر شن کوارتزی و کانی فلوگوپیت از آهک در پنج سطح - 0، 2، 5 ،12 و - %25 استفاده شد. آهک از نمونه سنگ آهک تراورتن نمونهبرداری شده از نطنز اصفهان که بالای 98/5 درصد آهک داشت انتخاب شد.
جهت انجام کشت از یونجه رقم رهنایی استفاده شد. در طول دوره کشت از آب مقطر برای آبیاری استفاده شد. در طول فصل رشد سه الی چهار بار شاخسار گیاه از دو سانتی بالای طوقه برداشت و با آب مقطر شسته شده و در پاکت کاغذی قرار داده شده و به مدت 24 ساعت در دمای 75 درجه سانتیگراد در خشککن تهویهدار خشک شده و وزن خشک آن اندازهگیری شد. عصاره گیری با روش خاکستر خشک انجام و سپس مقدار کلسیم و منیزیم نمونهها توسط دستگاه جذب اتمی اندازهگیری شد.
نتایج و بحث
نتایج تجزیه واریانس میانگین غلظت کلسیم شاخساره نشان میدهد که اثر آهک و اثرمتقابل آهک و محلول غذایی بر میانگین غلظت کلسیم شاخساره در سطح احتمال آماری یک درصد معنیدار است
میانگین غلظت کلسیم شاخساره گیاه در پنج سطح آهک در بستر کشت و تغذیه شده با چهار نوع محلول غذایی در شکل 1 نشان داده شده است. بیشترین غلظت کلسیم شاخساره مربوط به گیاهان با 25 درصد آهک در بستر کشت و محلول غذایی بدون پتاسیم و آهن و کمترین آن مربوط به گیاهان با بستر کشت بدون آهک تغذیه شده با محلول غذایی کامل میباشد. حد کفایت کلسیم برای گیاه یونجه بین 3-1/8 درصد ، حد بحرانی آن 1 تا 1/7 درصد میباشد و حد زیاد بود کلسیم 3 تا 4 درصد میباشد
افزایش غلظت کلسیم در گیاهان تغذیه شده با محلولهای غذایی بدون پتاسیم میتواند ناشی از حضور نداشتن پتاسیم در محلول غذایی و کاهش رقابت با کلسیم باشد. محققان دیگری نیز بر این نکته تاکید کرده بودند که در کمبود پتاسیم کلسیم بیشتری توسط گیاه جذب میشود
شکل 1 غلظت کلسیم شاخساره یونجه تحت تاثیر مقادیر متفاوت آهک و نوع محلول غذایی میانگینهای دارای حروف مشترک در سطح 5 درصد اختلاف معنیدار آماری ندارند.
نتایج تجزیه واریانس میانگین غلظت کلسیم ریشه گیاه نشان میدهد که اثر آهک و اثر متقابل آهک و محلول غذایی بر غلظت کلسیم ریشه گیاه در سطح احتمال آماری پنج درصد معنیدار شده است. میانگین غلظت کلسیم گیاهان در پنج سطح آهک و چهار نوع محلول غذایی در شکل - 2 - نشان داده شده است. بیشترین غلظت کلسیم ریشه مربوط به گیاهان با 25 درصد آهک در بستر کشت و محلول غذایی بدون پتاسیم و آهن میباشد. با افزایش آهک در بستر کشت غلظت کلسیم در ریشه گیاه افزایش یافته است. غلظت کلسیم در ریشه گیاهان تغذیه شده با محلول غذایی کامل در تمامی بسترهای کشت کمتر از سایر محلولهای غذایی میباشد. غلظت کلسیم در گیاهان تغذیه شده با محلولهای غذایی بدون پتاسیم بیشتر از سایر گیاهان افزایش یافته است.
جدول 1 جدول تجزیه واریانس میانگین غلظت کلسیم شاخساره و ریشه گیاه بر حسب درصد
