بخشی از مقاله
مقدمه
از دیدگاه رشد گیاه و تولید محصول، مقدار بهینهای برای درجه تراکم خاک وجود دارد که در مقادیر بالاتر و پایینتر از آن رشد گیاه کاهش مییابد - هکنسون، . - 1990 مقادیر کم درجه تراکم خاک به دلیل تماس ضعیف ریشه-خاک و در نتیجه کاهش جذب آب و عناصر غذایی و حمایت مکانیکی ناکافی، و مقادیر زیاد درجه تراکم خاک عمدتاً به علت افزایش مقاومت مکانیکی - در دامنه خشک - و تهویه ضعیف - در دامنه مرطوب - باعث کاهش رشد ریشه و گیاه میشوند.
از این رو آگاهی از مقادیر بحرانی و بهینه درجه تراکم و میزان فشردگی خاک می- تواند برای مدیریت و بهبود کیفیت فیزیکی خاک مفید باشد. چگالی ظاهری BD - کمّیتی - رایج برای بیان درجه تراکم خاک است. به علت وابستگی مقادیر بحرانی و بهینه آن به بافت و مقدار ماده آلی خاک، BD کارایی چندانی برای بیان درجه تراکم نداشته و گاهی اوقات تفسیر آن گمراهکننده است - دکستر و همکاران، . - 2007 از این رو ازکمّیت دیگری به نام چگالی ظاهری نسبی - RBD - که مستقل از نوع - بافت - خاک بوده و مقادیر آن مستقیماً قابل مقایسه در تمامی خاکها است برای بیان درجه فشردگی خاک استفاده میشود.
این. کمّیت بیبعد بوده و برابر نسبت BD طبیعی به چگالی ظاهری مرجع - BDref - میباشد - هکنسون، . - 1990 کارتر - 1990 - از چگالی ظاهری بیشینه بدستآمده از آزمون پروکتور - BDProctor - به عنوان BDref استفاده کردند. با این حال از چگالی ظاهری خاک تحت تنشهای محوری 200، 400، 800 و 1600 kPa در فشردگی محصور نیز به عنوان استفاده میشود - هکنسون، 1990؛ ریچرت و همکاران، . - 2009 از آنجاییکه مقدار تحت تنش محوری محصور - BD200kPa - 200 kPa کوچکتر از BDref بدستآمده از آزمون پروکتور است، مقدار RBD محاسبهشده با به عنوان حدود 7 الی 17 درصد کوچکتر از RBD محاسبهشده با بدست میآید - هکنسون، . - 1990 گیاهان مختلف به علت تفاوت در سیستم ریشهای واکنشهای متفاوتی به افزایش فشردگی خاک نشان میدهند - گوماراس و همکاران، . - 2002 مقدار بهینه RBD برای گیاه گندم کمتر از گیاهان سویا و ماش سیاه گزارش شده است - ریچرت و همکاران، . - 2009 شرایط آب و هوایی و فصل رشد از دیگر عوامل موثر بر مقادیر بهینه و بحرانی RBD میباشند. هدف از این پژوهش تعیین مقادیر و دامنه بهینه RBD برای گیاه گندم بهاره با توجه به تغییرات صفات رویشی آن است.
مواد و روشها
از دو خاک کشاورزی استان آذربایجان غربی با کلاس بافتی لوم سیلت و درصد رس 15 و 25 برای آزمایش استفاده شد. برای هر خاک 10گلدان - مجموعاً 20 گلدان - با ابعاد 40 cm × 50 cm و عمق 50 cm تهیه شد. پس از افزودن عناصر غذایی NPK، رطوبت خاکها به 80 درصد حد خمیری - 0.8PL - رسانده شد. درجات مختلف فشردگی خاک در گلدانها توسط غلطکهایی با طول 40 cm و جرمهای 1، 3، 6 و 12 kg ایجاد شد. برای اطمینان از یکنواختی فشردگی، خاک به صورت لایه لایه و در مقادیر 5 kg به گلدانها افزوده شده و سپس 30 بار غلطک بر روی آنها غلطانده شد. برای ایجاد درجات بیشتر فشردگی، مقادیر خاک افزودهشده در هر مرحله به 2 kg کاهش داده شده و همچنین تعداد دفعات غلطاندن غلطکها به 50 بار افزایش یافت. در نهایت دامنهای از BD از مقدار 1/18 تا 1/76 Mg m-3 در دو خاک ایجاد شد.
در فرودین 1392 گندم بهاره - رقم پیشتاز - در شیارهایی به عرض 3 cm و عمق 5 cm به فاصله 20 cm از هم کاشته شد. تمام گلدانها در فضای باز قرار گرفته و در طول آزمایش مقدار آب یکسانی توسط بارندگی و آبیاری دریافت کردند. در طول آزمایش میانگین ارتفاع گیاه و در انتهای آزمایش میانگین صفات رویشی گیاه مانند وزن خشک شاخساره - ساقه و برگ - و تعداد سنبلچه برای هر گلدان اندازهگیری شد. پس از پایان آزمایش مقادیر BD طبیعی خاک گلدانها در رطوبت نزدیک گنجایش زراعی با استفاده از سیلندرهای نمونهبرداری با حجم cm3 100 با 3 تکرار اندازهگیری شده و از آنها میانگینگیری شد. برای محاسبه BDref از رابطه، 0/00857Clay% BDref = 1/985 استفاده شد - جونز، 1983؛ دکستر، - 2004 که در این رابطه BDref بر حسب Mg m-3 و رس بر حسب درصد میباشند. در نهایت برای محاسبه RBD از رابطه RBD=BD/BDref استفاده شد.
برای تعیین دامنه بهینه RBD، شرایط بهینه رشد گیاه زمانی در نظر گرفته شد که صفات رویشی - نسبی - گیاه بزرگتر یا معادل 95 درصد مقدار بیشینه پیشبینیشده با معادله برازشیافته بر دادههای نسبی میانگین وزن خشک شاخساره هر بوته، میانگین ارتفاع هر بوته در زمان گلدهی - روز 50ام - و میانگین تعداد سنبلچه هر بوته در برابر RBD بود. مقادیر نسبی از تقسیم میانگین صفات مذکور در هر گلدان - دو ردیف - بر بیشینه مشاهدهشده در میان تمام گلدانها بدست آمد. به علت مشکل زهکشی خاک و آفتزدگی گیاه در دو گلدان و از بین رفتن گیاه، تنها از دادههای 18 گلدان برای بدستآوردن روابط استفاده شد.
نتایج و بحث
وزن خشک نسبی شاخساره گندم رابطه چندجملهای درجه 2 قویی p < 0/001 - ، - R2 = 0/85 با RBD به عنوان شاخص کیفیت فیزیکی و وضعیت ساختمان خاک - هکنسون، - 1990 ایجاد کرد - شکل . - 1 شایان ذکر است که دادههای مربوط به دو خاک روند یکسانی داشتند که بیانکننده توانایی RBD برای بیان درجه تراکم مستقل از نوع خاک میباشد. بر اساس رابطه بدستآمده، مقدار این صفت با افزایش RBD از 0/66 افزایش یافته و در RBD برابر با 0/77 به بیشینه مقدار خود - 0/96 - رسیده و با افزایش بیشتر کاهش یافته و در RBD برابر با 0/95 به 0/40 رسید. مقدار بهینه - 0/77 - RBD با برابر صفر قراردادن مشتق رابطه درجه 2 بدستآمده محاسبه شد. بیوتلر و همکاران - 2005 - مقدار بهینه RBD برای رشد سویا در یک خاک اکسیسول را برابر 0/80 گزارش کردند که قدری بزرگتر از مقدار بهینه بدستآمده برای رشد گندم بهاره در این آزمایش است.
با فرض مقادیر وزن خشک نسبی شاخساره برابر یا بزرگتر از 95 درصد پیشبینیشده توسط رابطه بدستآمده - برابر 0/91 که با خطچین افقی نشان داده شده است - ، دامنه بهینه 0/72 - RBD تا - 0/82 برای رشد گندم بدست میآید که حدود آن با خطوط خطچین عمودی روی شکل 1 نشان داده شده است. کارتر - 1990 - دامنه بهینه RBD - با BDProctor به عنوان چگالی ظاهری مرجع - برای تولید محصول گندم را 0/775 تا 0/840 گزارش کرد. مقدار بهینه RBD علاوه بر نوع گیاه - ریچرت و همکاران، - 2009 به عوامل دیگری مانند شرایط آب و هوایی و فصل رشد نیز وابسته است.
چگالی ظاهری نسبی
رابطه وزن خشک نسبی شاخساره گندم با چگالی ظاهری نسبی در خاکهای مورد بررسی.
ارتفاع گندم در روز 50ام پس از کاشت - زمان ظهور سنبله - نیز تحت تاثیر مقدار RBD قرار گرفت - شکل . - 2 ارتفاع نسبی گندم با افزایش RBD از 0/66 افزایش یافته و در RBD برابر 0/76 به بیشینه مقدار خود رسید. این صفت با افزایش بیشتر RBD کاهش یافته و در RBD برابر با 0/95 به 0/48 - کمتر از نصف بیشترین ارتفاع مشاهدهشده - رسید. حد پایینی و بالایی دامنه بهینه RBD بدستآمده برای این صفت به ترتیب برابر 0/70 و 0/82 بدست آمد - شکل . - 2
چگالی نسبی
رابطه ارتفاع نسبی گندم با چگالی ظاهری نسبی در خاکهای مورد بررسی.
تعداد نسبی سنبلچه که ارتباط تنگاتنگی با عملکرد گندم دارد، رابطه معنیداری p < 0/001 - ، = 0/67 - R2 با RBD برقرار کرد.
