بخشی از مقاله
چکیده:
وقوع تنش آبی در گیاه باعث کاهش کمیت و کیفیت محصول میشود. ولی با آبیاری به موقع، بازده مصرف آب افزایش مییابد. روش متداول برای تعیین رطوبت خاک برای آبیاری، اندازهگیری وزنی یا حجمی رطوبت است. ولی این روش دارای مشکلات زیادی از قبیل وابستگی به عوامل مختلف - مانند بافت و میزان مواد آلی - ، آزمایشگاهی بودن روش و غیر قابل استفاده بودن برای کاربردهای لحظه به لحظه در طول دوره رشد میباشد.
در این تحقیق سعی بر پیدا کردن روندی بین ضریب دیالکتریک برگ گیاه، رطوبت برگ و رطوبت خاک بود تا از این طریق نیاز آبی گیاه مستقیًما از میزان آب داخل برگ تشخیص داده شود. به این منظور یک حسگر خازنی طراحی گردید و برگ گیاهان زینتی قلب ارغوانی، یوکا، فردوسن، آگلونما و هورتانسیا در داخل این حسگر قرار داده شد تا رابطه ضریب دی- الکتریک و رطوبت برگ تعیین شود. ضمناً هم زمان رطوبت خاک نیز اندازهگیری شد.
نتایج به دست آمده نشان داد که رابطه ضریب دیالکتریک برگ نسبت به زمان، درصد وزنی رطوبت خاک و درصد وزنی رطوبت برگ به ترتیب برای گیاه فردوسن نمایی، توانی و لگاریتمی، آگلونما لگاریتمی، توان 2 و لگاریتمی، قلب ارغوانی لگاریتمی، نمایی، لگاریتمی و هورتانسیا لگاریتمی، خطی و نمایی میباشد. تغییرات ضریب دیالکتریک برگ یوکا نسبت به پارامترهای مذکور محسوس نبود. در هر پنج گیاه، با کاهش رطوبت خاک و برگ، ضریب دیالکتریک برگ گیاه نیز کاهش یافت. بنابراین میزان آب موجود در گیاه و تنش آبی در آن با اندازهگیری ضریب دی الکتریک و واسنجی آن برای هر گیاه قابل تشخیص میباشد و میتوان بدین طریق زمان آبیاری را تعیین نمود. این آزمایش را برای گیاهان زراعی نیز می- توان انجام داد.
مقدمه:
الف - رابطه گیاه و آب: آب در گیاه دارای وظایف متعدد و حیاتی از قبیل حل کردن مواد غذایی و ورود و انتقال آنها در گیاه، محیطی برای انجام واکنشهای متابولیک، شرکت در واکنشهای فتوسنتز و تثبیت درجه حرارت میباشد . - 3 - بهترین روش برای نشان دادن میزان نیاز آبی گیاه، استفاده از اندازهگیری پتانسیل آب در گیاه است. پتانسیل آب را از روشهای متعددی مانند تعادل بخار، غوطهوری در بخار، غوطهوری در مایع و اتاقک فشار که متداولترین روش است، میتوان اندازه گرفت . - 3 - ولی با این حال میزان آب گیاه با پتانسیل آب دارای رابطه نزدیک است. رابطه بین این دو در گیاه به دما و فشار محیط، غلظت ماده محلول و فشار هیدرواستاتیک وابسته است. به طور کلی روشهای مرسوم اندازهگیری درصد وزنی رطوبت و پتانسیل آب گیاه قابل استفاده در کاربردهای لحظه به لحظه نیست.
ب - روشهای اندازهگیری رطوبت خاک: برای اندازهگیری رطوبت خاک وسایل و روشهای زیادی موجود است. عمومیترین روش برای اندازهگیری درصد وزنی رطوبت خاک استفاده از آون و اندازهگیری وزن مرطوب و خشک خاک است. TDR و روش NIR - نزدیک زیر قرمز - نیز قابل استفاده برای اندازهگیری درصد وزنی رطوبت خاک هستند 8 - و . - 9 ولی این روشها به میزان ماده آلی موجود در خاک وابستهاند.
علاوه بر این TDR به بافت و میزان مواد معدنی خاک نیز وابستگی نشان میدهد. بلوک گچی و تانسیومتر را میتوان برای اندازهگیری پتانسیل آب خاک استفاده کرد . - 5 - تانسیومتر فقط در خاکهای مرطوب و پتانسیل بین صفر تا -0/8 بار قابل استفاده است. برای به کارگیری هر بلوک گچی نیاز به واسنجی آن است. همچنین با گذشت زمان منحنی واسنجی بلوک گچی تغییر میکند. حساسیت این وسیله در رطوبت زیاد وهمچنین در اثر گذر زمان کاهش مییابد.
پ - ضریب دیالکتریک: هر مادهای دارای ضرب دیالکتریک خاص خود میباشد. این ضریب برای خلأ یک و برای هر ماده دیگری بیش از یک است 1 - ، 2، 6 و . - 10 ضریب دیالکتریک هوا بسیار نزدیک به یک میباشد. ولی ضریب دیالکتریک آب از ضریب بسیاری از مواد بیشتر است. در این روابط N تعداد مولکول، K ضریب دی الکتریک، ε0 ضریب گذردهی خلأ، α قابلیت قطبی شدن اتمی، P0
گشتاور دو قطبی مولکول، T دما بر حسب کلوین و K′ ضریب گرمایی مولکول بر حسب ژول بر کلوین است.
مواد و روشها:
برای اندازهگیری ضریب دیالکتریک، دو صفحه بیضی شکل با قطرهای 3 و 4 سانتیمتر ساخته شد که روی دو صفحه فلزی بزرگتر که به وسیله پیچ و مهره به هم نزدیک و ثابت میشوند قرار میگیرند. بین این دو صفحه تکیهگاه، قطعاتی قرار داده شده که فاصله بین دو صفحه بیضی شکل حداقل 0/3 میلیمتر باشد. برگ گیاه در فاصله دو صفحه بیضی شکل قرار میگیرد، با این شرط که تمامی صفحه بیضی شکل را پوشش دهد.
گیاهان مورد استفاده در این تحقیق گیاهان گلخانهای زینتی با نامهای قلب ارغوانی - Setcreasea purpurea - ، یوکا - Yucca sp. - ، فردوسن - Euphorbia sp. - ، آگلونما - Aglaonema crispum - و هورتانسیا - Hydrangea sp. - بود. در روز اول آزمایش یک ساعت قبل از شروع، به گلدان هر کدام از گیاهان مذکور تا حد اشباع خاک آب داده شد و تا پایان آزمایش هیچ گونه آبیاری مجدد انجام نشد تا آنها تحت تنش آبی قرار گیرند.
