مقاله در مورد تاثیر اب و هوا بر روی گیاهان زراعی

بخشی از مقاله

تاثیر اب و هوا بر روی گیاهان زراعی

پيشگفتار
با وجود اينكه افزايش قابل ملاحظه اي در طي بيست سال گذشته در توليد گياهان زراعي به ويژه غلات به دست آمده است با اين حال متوسط عملكرد اكثر گياهان زراعي هنوز كمتر از حد پتانسيل بالقوه آنها است . عملكرد بالقوه تنها با استفاده از ارقام پر محصول در شرايط مدريتي ايده آل و همراه با محيط فيزيكي و شيميايي مطلوب بدست خواهد آمد تاًمين مقدار مناسب عناصر غذايي معرفي مورد نياز رشد گياهان يكي از راههايافزايش عملكرد گيهان زراعي است

اين كتاب روابط خاك وگياه كه موثر در رشد گياه وتغذيه عناصر معدني
عمده ترين گياهان زراعيمناطق گرم ومعتدل ميباشد را مورد بررسي قرار مي دهد. در اين مجموعه تاكيد خاصي به خاك به عنوان مادهً اوليه براي رشد گياه شده است جنبه هاي جديد زراعت گياهان واصول اوليه پيشرفتهاي دهه كه به وسيله دانشمدان خاك شناس ، زراعت وفيزيولوژيستها بدست آمده است، مورد بحث قرار گرفته است . در اين كتاب به تاجزيه وتحليل اين اصول از نظر عمليات كشاورزي مدرن به عنوان الگويي ويژه توجه شده است . بيشتر مباحث مطرح شده با توجه به مشاهدات محيطي عنوان شده است تا كتاب جنبة كاربردي داشته است . در اين مجموعه اطلاعات بنيادي و كاربردي مورد نياز بخش كشاورزي براي مهمترين گياهان زراعي از خانوادة غلات ،حبوبات وگياهان مرتعي براي مديريت بهتر گياهان زراعي آورده شده است . ما اميدواريم كه اين پروژه اطلاعات مفيدي را براي دانشجويان زراعت ، مروجين كشاورزي ومحققين علاقه مند به حاصلخيزي خاك ،تغذيه گياهي ،به نژادي ،فيزيولوژي، فيزيولوژي وتوليد گياهان زراعي فراهم سازد . (1)

مقدمه :
با روند سريع ازدياد جمعيت در جهان وآهنگ نسبتاً كندي كه توليد مواد غذايي دارد روز به روز كمبود مواد غذايي بيشتر وتعداد افراد گرسنه وكم غذا روبه افزايش است . از پيشنهادهائ

ي كه براي افزايش توليد مواد غذايي در جهان مطرح مي شود يكي افزايش زمين هاي زير كشت وديگري افزايش محصول در واحد سطح است . به طور تقريب حدود 11 درصد از كل اراضي سطح كرة زمين ( تقريباً 1730 ميليون هكتار ) زير كشت وآيش محصولات مختلف و19 درصد ( حدود3210ميليون هكتار)مراتع و70 درصد باقيمانده سهم اندكي در توليد غذاي انسان دارند وزير كشت درآوردن همه آنها امكان پذير نبود ومستلزم هزينه بسيار است ودر نتيجه چاره اي

جز توسل به پيشنهاد دوم نيست در كشور ما نيز با وجود گستردگي زمين وتنوعي كه توليد
گياهان دارد با مشكل كمبود محصول در واحد سطح رو به رو هستيم وتوليدات كشاورزي كمتر از نياز ماست به طوري كه ناچاريم مقداري از مواد غذايي مورد نياز خود را از ساير كشورها تهي

ه نمائيم با توجه به رشد جمعيت در كشور كه بيش از دو برابر نرخ رشد متوسط جهان بوده وهر 18 سال يك بار جميعت كشورمان دو برابر مي شود در حال حاضر ورود حدود 35 درصد از مايحتاج غذايي از خارج الزامي است و چنانچه توليدات داخلي در سطح فعلي باقي بماند در سال 1380 درجه وابستگي كشور به مواد غذائيوارداتي به 85 درصد خواهد رسيد كه براي نجات خود و رفع مشكل ورهائي از قيد اين وابستگي ها چارهاي جز تلاش در جهت افزايش توليدات كشاورزي در كشور نخواهيم داشت وتحقيق اين مهم نيز با ايجاد تحول در بنيان كشاورزي كشوراز طريق بهره گيري موثر از منابع آب وخاك موجود مقدور نخواهد بود و لازم است با استفاده از تكنيك هاي پيشرفته و شيوه هاي صحيح زراعت توليدات كشاورزي خود را تا حد ممكن افزايش دهيم .زراعت عبارتست از علم و فن كشتكار و بهره برداري از آب و گياه ، آشنائي با تكنيك هاي علمي و صحيح زراعت و شناخت روش هاي موفقي كه در جهان براي توليد بيشتر مورد استفاده قرار مي گيرد ميتواند ما را در بهره گيريهر چه بيشتر از آب وخاك و تامين امكانات لازم براي به كار گيري منابع بالقوه ياري نموده وباعث رشد اقتصادي و بهبود زندگي مردم شود(3)

اقليم مطلوب گياهان
محيطي كه حيوان و گياه در آن زندگي مي كند تا كنون تحت نفوذ انسان قرا رنگرفته است با استثناي بعضي اتفاقات سوء مانند قطع جنگلها و سوزانيدن آنها بوسيله انسان در قرون پيش كه باعث تغيير آب وهوا ي پاره اي از نقاط گرديده و يا مقدمه ايجاد باران مصنوعي كه ممكن است آب وهوا را تغيير دهد و هنوز در آزمايش است و نتيجه قطعي از آن عايد نگرديده است در مواردي انان قادر به تغيير آب وهوا نشده ودر آتيه نزديك هم چنين امري پيش بيني نمي شود بنا بر اين زارع بايد

كما كان در مقابل محيط سر تسليم فرود آورد وبا محيط در توليد كشاورزي به مبارزه نپردازد به عبارت ديگر در كشتكار گياهان موافقت محيط را شرط اساسي زراعت قرار دهد تا محصول با هزينه كمتر توليد شود زيرا مبارزه با محيط در عمل آوردن محصولات كشاورزي سبب زياد شدن هزينه توليد مي گردد كه در اكثر موارد صرف نمي كند .در رشد گياهان و طي مراحل مختلف نحو آنان مانند مراحل توسعه شاخ وبرگ و بارور شدن و ميوه دادن و غيره هميشه محيط بوسيله عواملي مانند حرارت نور و رطوبت تاًثيراتي اعمال مي نمايد كه ما در اينجا به بررسي هر يك از آنها مي پردازيم.(3)

آب به عنوان فاكتور رشد

آب به عنوان فاكتور رشد
اصطلاح «فاكتور رشد»در توليدات گياهيد نقش بزرگي دارد . فاكتو ررشد ميتواند يك ماده

مثلاآب،يك فرم انرژي مانند گرما و يا نور و هم چنين خصوصيات ژنتيكي گياه باشد كه براي رشد و توليد محصول اهميّت دارند براي
« فاكتورهاي ژنتيكي از اصطلاح «فاكتورهاي دروني»نيز استفاده ميشود كه در مقابل آن «فاكتورهاي خارجي»قرار دارند و توسط محيط زيست اعمال مي شوند در بعضي از فاكتورهاي خارجي مانند كوددهي بهآساني ميتوان تاًثير گذاشت ولي برخي ديگر مانند قدرت ذخيره سازي آب در خاك و يا گنجايش تعويض كاتيوني يك محيط را به ندرت ميتوان تغيير داد.(9)

چنين فاكتورهاي غير قابل كنترلي قدرت بازدهي خاك را محدود ميكند در بسياري از مواقع آب از جمله فاكتورهاي محدود كننده است كه به دليل بارش كم باران در اثناي دوره رويشي ويا عدم قدرت ذخيره سازي آب قابل استفاده در خاك موجب تاًمين نشدن گياه ميگردد تاًمين و مصرف آب گياه توسط جذب ودفع آن تعيين ميشود كمبود آب در گياه هميشه زماني ايجاد ميشود كه دفع آب زيادتر از جذب آن باشد مثلادر ترانسپيراسيون شديد و كمبود آب قابل جذب در خاك ويا در زماني كه متابوليسم ريشه بلوكه شده باشد . وقتي استرس آبي ايجاد ميشود ،گياه ابتدا مهمترين آبهاي خود را از دست ميدهد اين آبهاي از دست رفته بيشتر ابهاي اسخري هستند و آبهايي كه به ماتريكس متصل ا ند كمتر از دست ميروند زيرا آنها اغلب با نيروي زيادي به ديواره سلولي، پروتئين ها، پلي ساخاريدهاو موارد مشابه آنها متصل مي باشند با شروع كمبود آب ،گياه اغلب آبهاي واكوئولي خود را از دست ميدهد .با هدر رفتن مقدار كمي آب ،يعني فقط با از دست دادن درصد كوچكي از كل آب موجود در گياه ،پتانسيل آبي در بافت ها تقريباً برابر mpa ارو كاهش مي يابد ،زيرا حتي بسيار كم آب و اكوئولي به مفهوم كاهش شديد فشار هيدرو استاتيكيسلول است . فشار هيدرواستاتيكي ،يعني از اهميت فيز يو لوژيكي زيادي برخوردار است چون اين فشار هيدرواستاتيكي (=تورگور)در طويل شدن سلول مؤثر است و اگر از حد معيني كمترشود طويل شدن سلول واز آن طريق رشد سلول نيز متوقف ميشود.(9)
در واقع تور ژسانس سلول نيست كه طويل شدن سلول را هدايت ميكند بلكه فرايندهايي هستند كه در سست شدن ديواره سلولي تاًثير مي گذارند دراين حالت است كه جذب آب اسمزي سلول زياد ميشود و براي اين كار سلول بايد از طريق جذب آب تا حد معين آماس كند و تور ژسانس از ورز معيني كه ميزان آن به وضعيت ديواره سلولي بستگي دارد،فراتر رود (BOYER 1985) . چنانچه در اثركم آبي اين حد معين حاصل نشود رشد متوقف ميش

ود.آسيميلاسيون CO2،مانند رشد،در مقابل استرس آبي حساس نيست.(9)

شكل 1-تاًثير كاهش پتانسيل آبي را درشد برگ و آسيميلاسيون CO2 د ر برگهاي آفتاب گردان (1bar =1kpa) (9)

با افزايش استرس آبي مقاومت در برابر ديفوزيون co2در برگ به علت تنگ وبسته شدن روزنه ها افزايش مي يابد.بسته شدن روزنه ها با كاهش آسيميلاسيحمل NO3 داراي اهميت زيادي است. پتانسيل آبي كوچك فتورسپيراسيون (تنفس نوري)را كم ميكند ولي در واكنش تاريكي تاًثيري ندارد. بهره برداري از نور ميتواند كاهش يابد و فتوفسفري ليزاسيون حلقوي د رپتانسيل آبي كوچك متوقف ميشود.ضعيف شدن فعاليت نيترات ردكتاز كه در استرس آبي اغلب به وجود ميايد،نميتواند تاًثير مستقيم پتانسيل آبي كوچك باشد،چون نيترات در مواقع كم آبي قادر نيست به محلهايي كه نيترات ردكتاز د رآنها ساخته ميشود حمل گردد.(9)گياه قادر است در مقابل استرس آبي از خود دفاع كند .اين قابليت در گياهان مختلف متفاوت است و توسط مكانيزمهاي متفاوتي نيز انجام ميشود مثلاُ از دست دادن برگهاي پير كه موجب كاهش سطح ترانسپيراسيون ميگردد خود يك نوع حفاظت از آب استبستن روزنهها نيز نوع ديگري حفا ظت از آب محسوب ميشود.مهمترين عمل دفاعي در مقابلاسترس آبي تطبيق اسمزي است (=تنظيم اسمزيDsmoregulation) ، يعني گياهان در كمبود آب تركيبات مؤثر اسمزي بيشتري در سلول جمع مي كنند.
استرس آبي باعث تجمع شديد پرولين در سلول ميشود با وجود بر اين كه به عقيده هانسون و هيتس افزايش توليد پرولين يك تطبيق مستقيم نيست . در مقابل آن توليد ABA اسيد افزايش سنتزگليسيرين بتائين يك نوع تطبيق با ارزش در مقابل استرس آبي است آبسيسيك در بسته شدن روزنه ها موثر است و نستز آن با كاهش تورژسانس بتائين اسموتيكاي قابل تحملي است كه در سيتوپلاسم تجمع مي نمايد . تعادل اسمزي را در مقابل واكوئل برقرار مي سازد .
شدت استفاده از آب مصرف شده براي توليد مواد ، در گياهان مختلف و همچنين در آب و هواي مختلف متفاوت اتس . مسلما يك گاه براي خاص براي توليد يك كيلوگرم ماده خشك در مناطق آريد نسبت به مناطق هوميد به آب زيادتري نيازمند است . مقدار آب مصرفي براي توليد ي

ك كيلوگرم ماده خشك را ضريب ترانسپيراسيون مي نامند (= آب مصرف شده براي توليد يك كيلوگرم ماده خشك )(9)

رابطه آب و توليد:
آب بزرگترين عامل زندگي است و مهمترين ماده ايست كه تمام موجودات زنده و ا زجمله انسان بدان نيازمند ميباشد وشايد هيچ موجود زندهاي نباشد كه بتواند بيش از چند روز بدون آب زندگي كند ويا به طور يقين در اين مدت كوتاه نيز از آب ذخيره بدن خود استفاده خواهد كرد به طوريكه ميتوان گفت در جائي كه آب نيست زندگاني مفهوم نداردنباتات زراعي حتي قارچه

ا و آلگها نمي توانند بيش از چند روز بدون آب زنده بمانند از طرف ديگر همين آب كه حيات بخش تمام جانداران اعم از حيواني و نباتي است هر گاه به صورت سيلاب سرازير گردد بسيار خطرناك و بزرگترين دشمن زندگي موجودات نبا تي و حيواني است.وهر چه در مسير خود بيابد منهدم وويران ميكند كه البته بشر متمدن از نيروي آب حتي در موقع طغيان نيز استفاده و با كنترل اين نيروي عظيم آن را به نيروي مفيد برق ومكانيك تبديل ويا از ذخائر آن درامر كشاورزي د رآب

ياري استفاده ميكند به طور خلاصه آب از نظر كشت وزرع واز نظر مكانيكي در هر كشوري بزرگترين عامل پيشرفت در زندگاني است و به موازات پيشرفت تمدن و ترقي ملل روز به روز از نظر شرب وبهداشت نيز اهميت ويژهاي ميابد با كمي دقت در تاريخ جوامع بشري ملاحظه ميشود كه بشر براي زيستن مسير رودخانه ها و چشمه سارها را انتخاب نموده وميتوان گفت جوامورد نياز گياه است و در تمام اعمال حياتي گياه ضروري است در عين حال آب فراوان ترين ماده روي زمين است وكمبود آن مهمتريين عامل محدوديت توليد محصولات كشاورزي در جهان است.(4)

استفاده مفيد از آب در آبياري :
استفاده مفيد از آب در آبياري عبارت ازاين است كه اولاًنگذاريم تنش رطوبت خاك د رمنطقه توسعه ريشه ها از حد معيني بيشتر شود (اين عمل كه د رنتيجه برنامه ريزي نا صحيح زمان آبياري صورت ميگيرد موجب كاهش مقدار محصول ميشود)ديگر آنكه مقدار آبياري در هر نوبت به اندازهاي باشد كه رطوبت خاك را در تمام منطقه ريشه ها به حد ظرفيت نگهداري برساند.(8)

جلوگيري از تنش زياد خاك :
مطالعه متعدد نشان داده است كه ميتوان رطوبت خاك را بدون اينكه مقدار وكيفيت محصول از نظر اقتصادي كاهش يابد تا حد مشخص تخليه كرد اين حد بستگي به نوع گياه،نوع محصولي كه به بازار عرضه ميشود و عمق توسعه ريشه ها دارد تنش بحراني رطوبت خاك بستگي به نوع گياه و به خصوص تاًثير تنش رطوبت بر آن قسمت از گياه كه قرار است براي فروش به بازار عرضه شود . تنش بحراني رطوبت مقدار ثابتي نبوده و براي هر گياه در طول دوره رشدمتغير است تطبيق زمان آبياري بادورههاي بحراني رشد، به نحوي كه از پائين آمدن رطوبت از حد بحراني جلوگيري به

عمل آورد،بر مقدار محصول ومصرف آب تاًثير بسيار مهمي دارد.د رعمليات كشاورزي معمولاتمايل بر اين است كه در دوره رشد رويشي (رشد شاخ وبرگ)بيش از اندازه آبياري شود و بر عكس نياز آبي در مراحلي كه گياه نسبت به كم آبي بسيار حساس است (مثلا در دوران گل دهي ومي

وه دهي)كمتر تاًمين مي شود.آبيار يزياد در دوران رشد رويشي بدون اينكه محصول را افزايش يا بهبود بخشد باعث عقب افتادن مرحله رسيدگي به گياه ميشود در هر صورت تاُمين آب براي گياه بايد مطابق با نيازهاي فيزيولوژيكي آن باشد اطلاعات موثق در مورد اينكه حد مطلوب رطوبت خاك براي هر گياه چقدر بايد باشد فقط با تجربه هاي صحرائي حاصل ميشود كه در آن عكس تاعمل هر گياه در قبال رژيم رطوبتي خاك سنجيده ميشود .(8)
تنش جمعي رطوبت:

بنا به پيشنهاد دتيلر رژيم رطوبت خاك را نميتوان فقط با اندازه گيري رطوبت در زمان آبياري،آن هم د ريك لايه مشخصي از خاك به دست آورد،بلكه لازم است كليه تغييرات زماني ومكاني رطوبت خاك در سرتاسر منطقه توسعه ريشه ها و در طول دوره رشدگياه مورد نضر قرار گيرد.بدين ترتيب وي ضريبي را به نام «شاخص جمعي رطوبت»I.M.S ) )تعريف نمود كه بتواند كليه مقادي

ر رطوبت خاك را در زمانهاي مختلف و در سرتاسر پروفيل خاك در برگيرد.(8)

بازدهي آبياري:
نياز آبي و نياز آبياري
به مقدار آبي كه لازم است به زمين داده شود تا تلفات ناشي از تبخير و تعرق را جايگزين نمايد «نياز آبي» يا «آب مصرفي» گويند ولي مقدارآبي كه عملاًبه زمين داده ميشود به مراتب بيشتر از نياز آبي است زيرا تلفاتي كه در حين انتقال،توزيع ومصرف آب صورت گرفته يا مقداري كه به اعماق زير ريشه نفوذ ميكند نيز در نظر گرفته ميشود به مقدار كل آبي كه با در نظر گفتن تمام تلفات فوق بايد به زمين داد تا نياز آبي گياغه را برطرف سازد «نياز آبي » گويند.(8)
بازدهي آبياري درعمليات كشاورزي
نسبت بين نياز آب به نياز آبيار ي را راندمان يا بازدهي آبياري مي نامند.در عمليات كشاورزي بازدهي آبياري 100درصد وجود نداردبه غير از برخي تلفات كه وقوع آنها معمولاًاجتناب ناپذير است ديگر تلفات بستگي به روشهاي آبياري دارد عدم توزيع يكنواخت آب د رسطح زمين،نفوذ عمقي، نشت آب د ربدنه نهرها،چكه كردن آب از شيرها،لوله ها،اتصالات،و غيره همگي از عوامل تلفات آب هستند كه باعث پائين آوردن بازدهي آبياري ميشوند.بازدهي آبياري در سطح دنيا به طور كلي بسيار كم ودر حدود30درصد ميباشد دليل آن عدم وجود شبكه هاي آبياري،ن

ب

ودن تكنولوژي خوب وعدم توزيع صحيح آب است.(8)

تلفات آب در حين آبياري
تلفات آب در طي آبياري به دليل توزيع نامناسب آب در سطح خاك ايجاد جريان سطحي در سطح زمين و نفوذ عمقي آب به زير ريشه ها ا ست اگر فاصله بين دو آبياري زياد با

شد،تلفات ناشي از تبخير نسبتاً كم است ولي چنانچه فاصله آبياري ها كم باشد مقدار تبخير نيز قابل ملاحظه مي باشد.به خصوص در آبياري باراني اين تلفات مي تواند بسيار زياد باشد.

عوامل موثر در بازدهي آبياري
بازدهي ابياري بستگي به عوامل متعددي دارد. از جمله مي توان پستي و بلندي خاك ، بافت و ساختمان خاك ، پوشش گياهي ، چگونگي تسطيح زمين ، مهارت ابياري ، عمق توسعه ريشه ها و غيره را نام برد . بازدهي آبياري سطحي معمولا بين 40 تا 80 درصد متغيير است . البته بازدهي هاي 20 درصد نيز گزارش شده است .

در اين نوع ابياري بازدهي 60 درصد يك رقم خوب به شمار مي آيد .
در آبياري باراني بازدهي به 70 تا 80 درصد مي رسد . لازم به تذكر است كه نفوذ عمقي ، آبي را كه از منظقه توسعه ريشه ها مي گذرد نمي توان همواره تلف شده به حساب آورد زيرا براي شستن نمك ها لازم است مقداري آن از اين منظقه بگذرد (8 ) .
فرسايش آبي :
فرسايش آبي را مي توان با در نظر گرفتن بارندگي سالانه ، شدت بارندگي فصلي و خصوصيات شيب ، توضيخ داد. نواحي هموار كه داراي شيب مي باشند ممكن است به عنوان نواحي احتمالي فرسايش آبي در نظر گرفته شوند . اما نواحي كه عمدتا هموار هستند . به علت عدم وجود شيب و ناهمواري زياد ، استعداد زيادي براي فرسايش آبي ندارند .
فرسايش آبي شامل فرايندهاهائي چون ايجاد جويبار آبراهه ، و شستشوي لايه اي ، محدود به كوهستانها ، تپه ها ، فرايندهاي ريزش و لغزش خاك قابل چشم پوشي هستند . در نواحي خاصي در طول سواحل رودخانه ها ، خصوصا در نواحي كوهپايه اي كه به ريزش خاك صورت مي گيرد ، و تحت تاثير سيلابهاي اتفاقي شديد قرار مي گيرد . زمين هاي قابل كشت كاهش مي يابد .(6)
فرسايش آبي را مي توان طرق زير كنترل كرد:
1- محصور كردن سر آبراهه با بندهاي سنگي به طريقي مه اب به منظور آبياري تراسها از طريق جويچه ها منحرف شود.
2- ايجاد بندهاي سنگي در طول مسير گذر آب به منظور كنترل جريان آب و نگهداري آن جهت اهداف آشاميدني و آبياري مزارع :
3- كاشت بوته ها و درختچه ها در طول كانالهاي مسير ، به گونه اي كه بتوان خاك را حفظ نموده و جريان آب را به آهستگي و با حداقل فرسايش به سمت پائين شيب هدايت كرد.
4- ايجاد موانعي با زاويه 45 درجه به منظور جلوگيري از فرسايش حاشيه اي .
5- كاشت گياهان تثبييت كننده خاك در حاشيه مسيرهاي آب جهت كنترل فرسايش
6- احداث جويچه ها روي خطوط تراز به منظور جلوگيري فرسايش ورقه اي ( ^)

منابع آب :
اهميت استفاده از منابع آب در توسعه اقتصاد منطقه اي نياز به تاكيد بيشتري دارد نياز فزاينده به آب كه ناشي از توسعه كشاورزي مي باشد، ممكن است از طريق بهره داري فشرده و گسترده از منابع موجود تامين ميگردد .
استفاده فشرده و گسترده از منابع موجود تامين مي گردد.استفاده فشرده مربوط به مواردي از قبيل ابياري در سطح كوچك ، يا به وسيله چاه تامين مي شود.
حال آنكه استفاده گسترده جنبه هاي منطقه اي آبياري مانند آب

ياري كانالي را شامل شود.
بنابر اين يكي از اهداف اهداف عمده بررسي منابع آب ، تعريف مشخص كردن الگو هاي زماني و منطقه اي كميت و كيفيت گروهاي سطحي و زيرزميني به منظور

پيش بيني عملكرد آب زير زميني در مكانها و زمانهاي خاص و مطالعه نوسانات مقدار آب زيرزميني و جريان فصلي يا ماهانه آب سطحي ، مي باشد.(6)
زراعت در زمين خشك و بدون انجام آبياري عملي مخاطره آميز و غير اقتصادي است.
در چنين شرايطي ، در دسترس بدون آب تنها عامل جبران كننده ميباشد ذخيرة نا كافي و كم آب در زمين هاي خشكي كه از جهات ديگر حاصلخيز و توسط كشاورزان تحت كشت قرار مي گيرند، صرفاً منجر به ايجاد كشاورزي معيشتي شده و زندگي محقرانه اي به همراه مي آورد از طرف ديگر موجودي آب كافي و مطمئن در سيستم هاي زراعي باعث ايجاد كشاورزي برتر،پايدار،متنوع،وسود آورتر از نظر تجاري شده و استاندارد زندگي خوب را براي خرده مالكينبه ارمغان مي آورد در ن

واحي كه داراي بارندگي كم هستند ، بارندگي هاي متمركز و بيسار نا منظم مي باشند استقرار كشاورزي پر رونق با بهره برداري از منابع آبي ، آغاز ميشود ذخيره مطمئن و منظم آب كشاورزي نشات گرفته از منابع اب زيرزميني و سطحي بعد اصلي آب و اساسي است كه برنامه ريزي آتي آبياري بدان بستگي دارد. در واقع چها ر منبع اصلي آب در دسترس انسان عبارتند از : آب س آب سطحي جهت آبياري برخوردار است . قابليت يا عدم قابليت و كار آئي يا عدم كارآئي آب زيرزميني بستگي به عمق ، كيفيت و كميت ان دارد .

استفاده از آب خالص به دست آمده به طور مصنوعي از اتمسفر

و اقيانوس ها زماني مهم تلقي مي گردد كه پيشرفت هاي تكنولوژيك آن را به مقادير بسيار زياد و مقرون به صرفه از لحاظ اقتصادي در دسترس قرار دهد .( كانتور 1967 )
خوشبختانه بسياري از نقاط دنيا بهره مند از منابع وسيع آن آبياري (از منبع يعني آب و ز ير زميني و آب سطحي ) به همراه يك اقليم گرمسيري يا نيمه گرمسيري هستند كه با پتانسيل رشد گياهان زراعي در سراسر سال و امكان پيشبرد كشاورزي تجاري با استفاده از آبياري ، همراه مي باشد( 6)

تعين نياز آب آبياري براي توليد 75% و 5% محصولات زراعي:
در اين مرحله با معرفي ضريب فصلي حساسيت گياه به آبياري ky ،استفاده از معادله (1) نياز آبي (تبخير و تعرق)گياه در مواقع كم آبي تعيين شده است (5)

كه در آن : y aميزان محصول واقعي ، y p ميزان محصول پتانسيل، Eta
ميزان تبخير و تعرق واقعي، etpميزان تبخير و تعرق پتانسيل و ky ضريب حساسيت گياه به آبياري ميباشد مقادير ky (فصلي)مورد استفاده براي گياهان مختلف در جدول (1)درج

شده است پس از تعيين ETA براي 75%و50% محصول با كم نمودن باران مؤثر از آن نياز آب آبياري خالص فصلي براي توليد 75% و50% محصول محاسبه گرديده است
جدول (1)- متوسط مقادير KY (فصلي) مورد استفاده براي گياهان مختلف اقتباس از FAO

محصول گندم و جو درت يونجه و شبدر پنبه چغندرقند نيشكر
Ky 1 25/1 1 85/0 1/1 2/1
محصول نخود لوبيا سيب زميني توتون و تنباكو آفتابگردان سويا
Ky 15/1 15/1 1/1 90/0 95/.. 85/0

لازم به ذكر است براي محصولاتي كه ضريب KY براي آنها موجود نبوده محاسبات اين مرحله در مورد اين محصولات انجام نگرفته است.(5)

«(فصل دوم)»
هـــوا

هوا :
هوا گازهاي مورد نياز گياه مانند اكسژن و گاز كربنيك را تاُمين مي كند، كشش لازم براي تعرق گياه را ايجاد مي نمايد با حرارت خود بر وضعيت حرارتي گياه تاثير مي گذارد و با جابه جايي خود موجب تغييرات وسيعي در محيط رشد گياه مي شود
گازهاي موجود در هوا :
ازت ، اكسيژن و گاز كربنيك سه گاز مهم هوا مي باشند ازت حدود 78 درصد حجم هوا را تشكيل داده و منبع اصلي ازت هوا از طريق تثبيت توسط باكتريهاي مختلف مانند ريز وبيوم ، كلوسته يديوم واز توباكتر و همچنين از طريق تبديل به كودهاي شيميايي مانند اوره به فرم هاي قابل استفاده گياه درمي آيد اكسيژن حد.د M در صد حجم هوا را تشكيل داده و براي تنفس گياه ضرورت دارد معمولاً در هوا به اندازة كافي اكسيژن وجود داشته و محدود كنندة رشد نيست اما ممكن است طي شبها در اعماق اجتما عهاي گياهي بسيار متراكم كمبود آن وجود داشته و رشد گياه را محدود سازد غلظت گاز كربنيك در هوا حدود 3%درصد مي باشد گاز كربنيك،كر

بن مورد نياز فتو سنتز را در اختيار گياه مي گذارد عدم جريان هوا ميتواند باعث پائين رفتن غلظت اين گاز در ميان اجتما عهاي گياهي متراكم شده و ازميزان فتوسنتز بكاهد از گازهاي فوق،وجود گازهاي سمي مثل اكسيد ننيترون (NO)،اكسيد دي نيتروژن (N2O) ،سولفيد هي

دروژن (M2S) ، دي اكسيد گوگرد (SO2) و فلوئوريد هيدروژن (HF) در هواي مناطق صنعتي ويا تركيبات آلي تصعيد شده از جمله علف كشها در هوا ممكن است براي بعضي محصولات خطراتي به بار آورد.(2)

رطوبت هوا :
هوا تمايل زيادي براي جذب رطوبت دارد .هر چه حرارت هوا با لاتر رود ظرفيت جذب و نگهداري رطوبت آن نيز بيشتر خواهد شد هر گاه حرارت هواي مرطوب به شدت كاهش يا بد، ظرفيت نگهداري رطوبت آن به ميزان زيادي نقصان يافته و مازاد رطوبت هوا به صورت مه يا شبنم در مي آيد هوايي را كه بخار آب آن به حد اكثر ظرفيتش رسيده باشد هواي اشباع از

بخار آب گويند هوا هميشه از بخار آب اشباع نيست نسبت بخار آب موجود در هوا را بهئ كل ظرفيت آن (وضعيت اشباع) رطوبت نسبي هوا گويند هر چه رطوبت نسبي هوا كمتر باشد قدرت جاذبة هوا براي آب بيشتر بود و ميزان تبحير آب از سطوح تبخير مثل خاك،برگ ويا سطح آزاد آب زيادتر ميشود تبحير از سطوح گياه را تعرق گويند تعرق عامل مهمي در دفع حرارت گياه است.در شرايط خشك (هواي گرم با رطوبت نسبي پائين ويا كمبود رطوبت در خاك )به گياهاني نياز است كه قدرت جذب آب زيادي از خاك داشته و تعرق كمي داشته باشند اين گونه گياهان را مقاوم بهئخشكي گويند،مانند گندم، جو، گلرنگ،آفتا بگردان،و نخود .بعضي ديگر از گياهان تعرق زياد و يا قدرت جذب آب كمي دارند مثلاًچاي به آب وهواي مرطوب سازگار است ويا برنج به خاك اشباع از آب نياز دارد.
رطوبت هوا اثرات ديگري نيز بر رشد گياه داردرطوبت هوا تعيين كننده دورة رشد گياه مي ناشدبطور كلي،هواي خشك سب كوتاهي و هواي مرطوب باعث طولاني دورة رشد گياه مي گردد رطوبت هوا عامل بسيار مهمي در توسعه امراض گياهي وحشرات است. در كشت هاي متراكم رطوبت هوا بين بوته ها زياد بوده و اين وضع رشد بعضي آفتاب و امراض را تسهيل مي نمايد بعلاوه در محيط هاي مرطوب ، بافت هاي گياهي لطا فت بيشتري داشته و حساسيت زياد

ي در مقابل آفات و امراض دارند رطوبت در جذب سموم گياهي نيز مؤثر مي باشد در هواي مرطوب،لايه كوتيكول برگها نفوذ پذيري بيشتري داردو اين امر نفوذ سموم را تسهيل مي نمايد.(4)
مواد آلايندة هوا AIR POLLUTANTS :
با افزايش مصرف سوخت هاي فسيلي بوسيله كارخانجات صنعتي ،اتومبيل ها وسائل حمل ونقل، مصرف انواع مواد شيميايي در كشاورزي و ساير وامور ، انسان مواد سمي بنام مواد آلاينده موسومند . عمده ترين اين مواد آلوده كننده
محيط كه به ويژه براي گياهان مضر مي باشند عبارتند از : ا نندريد سولفور (SO

2)، هاليد هاي هيدروژن (MCL, HF) و اوزون (O3) و هم چنين مواد آلودگي زائي كه از طريق اتمسفر به گياهان مي رسند شامل اكسيد هاي ازت،آمونياك،هيدرو كربورها،دوده،قطران و برخي از فلزات سنگين مثل سرب مي باشند به عنوان نمونه ميزان طبيعي ازون در اتم

سفر 01/0 تا PPM است وجود اوزن در لايه هاي فوقاني اتمسفر مفيد است زيرا اشعه ماوراء بنفش را جذب كرده و مانع از رسيدن آن به سطح كره زمين مي شود ولي تج

مع اين گاز در سطوح پائين اتمسفر براي گياهان و جانوران زيان آور است در الود

گي متوسط غلظت آن به يك دهم يا دو دهم قسمت به ازون حداكثر 2 0/0 قسمت در ميليون را تحمل مي نمايند . و گياهان مقاوم تا 35/0 قسمت در ميليون صدمه اي نمي بيند

.انيدريد سولفور SO 2 : كه منابع توليد آن سوخت هاي فسيلي است در اثر مصر

اير مصارف سوختي توليد مي شود حلاليت آن در آب بسيار زياد است و در اثر حسفر به صورت به H2SO4 در اطراف كارخانجات و شهر هاي صنعتي زياد بوده و باعث ايجاد بار

ان هاي اسيدي مي شود كه براي گياهان بسيار زيان آور است منا بع توليد گاز فلور F تصفية مواد فلور دار در حرارت زياد است نظير تصفية آهن و آلو مينيم،كار خانجات توليد كننده كودهاي سوپر فسفات،كارخانجات شيشه سازي و آجر سازي. تجمع آن در داخل گياه بوده و زماني كه غلظت آن به آستانةسميت برسد علائم مسموميت به شكل سو ختگي انتهائي و حاشية برگها ظاهر ميشود اكسيد هاي ازت مثل NO2, NOكه اكسيد كنند هاي بسيار قوي مي

باشند از كارخانجات تهية اسيبد نيتريك،سوختن زغال سنگ،نفت،گازهاي طبيعي و بنزين وسائل نقليه توليد مي شوند به يكديگر قابل تبديل بوده و NO2 در اتمسفر به ازون تبديل مي شود و علا ئم خسارت آنها مثل صدمات SO2 است در جدول شمارة 2 فهرست برخ

جدول شماره 2 : فهرست آلاينده ها هوا و منشا آن (4)
نام آلاينده منشاء نام گياهان حساس نام واريته هاي مقاوم علائم ظاهري مسموميت درگياهان ملاحظات
دي اكسيد ازت
no2 احتراق گرم مثل : احتراق آزاد و دودكش ها انواع لوبيا و گوجه فرنگي

سوختگي بافت حاشيه بين رگبرگ ها غلظت 20 تا 30 قسمت در ميليون بروز سوختگي مي گردد .
ازون o3 عمدتا از اگزوز اتومبيل با احتراق دروني يونجه ، انواع لوبيا و غيره مركبات ، فلفل بروزخال هاي تيره رنگ روي سطح فوقاني برگ غلظت 40 % در ميليون ممكن است باعث خسارت شود
فلوئوريدها HF دودكش كارخانجات كود شيميائي و سراميك جو ،

ذرت ، زردآلو ،زنبق پنبه ،كدو گوجه فرنگي، گل رز سوختگي برگ ها نوك چمن ها و سوزني برگ ها در غلظت هاي بسيار كم در برگ ها انباشته شده
كلريدها دودكش كارخانجات يونجه ، پياز ، خيار ، گيلاس پنبه ، كدو ، گل ، سرخ گوجه فرنگي سوختگي حاشيه و بين گلبرگ ها و ريزش برگ ها در اعلب گياهان حساس در مدتي كمتر از يك ساعت است در حاشيه غلظت 5%تا 7/4 قسمت در ميليون باشد علائم م

سموميت ظاهر مي شود.

اثرات مستقيم افزايش غلظت CO2 بر رشد و عملكرد گياهان زراعي:
اساس كشاورزي بر رشد و عملكرد هاي گياهان زراعي استوار است كه رشد و توليد ماده خشك آنها وابسته به فتو سنتز مي باشد گياهان با جذب نور خورشيد و تثبيت كربن كه به آن فرايند تغذيه كربن نيز گفته مي شود طي پرو سه هاي پيچيده اي توليد ماده آلي ساخته شده طي فرايند واكنش تاريكي فتوسنتز به گياهان C4 ,C3 تقسيم مي شوند (3). البته گروهي با مسير فتوسنتزي حد واسط به نام CAM نيز در برخي از گونه ها وجود دارد كه از اهميت كمي در كشاورزي برخوردار هستند در گياهان C3 فرآيتد تثبيت كربن به نام چرخه كالوين منجر به احياي زO2 توسط آنزيم ريبو لوز –بي فسفات كربوكسيلاز يا رابيسكو مي شود اين آنزيم علاوه بر احياء CO2 ممكن است تحت شرايطي نقش در احياء O2 وانجام عمل تنفس نوري داشته باشد (3). طي فرآيند تنفس نوري بخشي از
توليد خالص يا كرين تثبيت شده (در حدود 25 درصد ) در گياهان c3 به صورت گرما يا توليد مواد و.اسطه به هدر مي رود . تركيب دوگانه رابيسكو يا دي اكسيد كربن يا اكسژن وابسته به غلظت هر يك از گازها بالاخص دي اكسيد كربن و همچنين درجه حرارت ، منجر به كاهش تنفس نوري در گياهان c3 شده و در نهايت رشد و عملكرد آنها افزايش مي يايد نتيج تحقيقات ( 16 ) نشان مي دهد كه د.و برابر شدن غلظت co2 در گياهاني با مسير فتوسنتزي c3 با توجه شرايط محيطي و رطوبتي مناسب منجر به افزايش 30 تا 100 درصد سرعت فتوسنتز مي شود . همچنين برخي محققان (7، 10، و 16 )گزارش دادند كه افزايش غلظت co2 در گياهان مناطق گرمسيري افزايش ميزان فتوسنتز خالص ، كارآيي فتوسنتز ، افزايش شاخص سطح برگ ، طول دوره رشد ، تجمع بيشتر ماده خشك و در نهايت افزايش عملكرد را در پي خواهد داشت .
در حالي ديگر از محققان ( 8و13 و 16) بيان نمودند كه غني شدن Co2 به دليل بسته شدن روزنه هاي گياهي ممكن است منجر به كاهش فتوسنتز شود .
در مقابل گياهان با مسير فتوسنتزي C4 علاوه بر داشتن چرخه كا

لوين مانند گياهان c3 دوره رشد تجمع بيشتر ماده خشك و در نهايت افزايش عملكرد را در پي خواهد داشت در حالي كه برخي از محققان (8.، 13، 16 ) بيان نم

ودند كه غني شدن CO2 به دليل بسته شدن روزنه هاي گياهي ممكن منجر به كاهش فتوسنتز شود .
در مقابل گياهان با مسير فتو سنتزي c4 علااوه بر داشتن چرخه كالي به نام غلاف آوندي يا كرانز انجام مي شود كه CO2 توسط انزيمي به نام فسفو انول پيروات كربوكسيلاز ( PEP carboxylase ) جهت توليد تركيبهاي الي 4 كربنه ثبيت مي شود. به دليل وجود اين هان c4
بر خلاف گياهان c3 تنفس نوري انجام نمي شود .(3و5) نقطه جبران co2 حاصل كنش متقابل فتوسنتز و تنفس نوري در گياهان c4و زc3 به ترتيب صفر و 50 قسمت در ميليون مي باشد.بنا براين افزايش ميزان غلظت C o2 بدون در نظر گرفتن ساير اثرات افزايش دي

اكسيد كربن بر تغيير اقليم چندان تاثير بر فتوستنتز رشد و عملكرد آنها

نخواهد داشت .
نتايج تحقيقات (12 ) انجام شده در ايتاليا در رابطه با اثر دوبر ابر شدن غ

لظت دي اكسيد كرين ( 700 قسمت در ميليون ) بر نظامهاي كشت گياهان زراعي حاكي از آن بود كه باافزايش غلطت CO2 ميزان فتوسنتز گياهان c3 از 15 به 35 درصد افزايش يافت در حالي كه تغيير محسوسي در فتوسنتز گياهان C4 حاصل نشد . همچنين هدايت روزنه اي CO2 در گياهان c4وC3از 40 به 15 درصد كاهش يافت .
نتايج تحقيقات مورسيون و گيفورد (1984) در رابطه با اثر دوبرابر شدن غلظت CO2 بر روابط آبي گياه در شرايط ازمايشگاهي نشان داد كه افزايش غلظت دي اكسيد كربن با اثر بسته شدن روزنه ها منجر به كاهش معني دار تبادل روزنه اي 18 گونه زراعي (متوسطظ در حدود 36 درصد ) شد و تعرق را در اين گياهان به ميزان 23 تا 46 درصد كاهش داد (13 ) پترسون (1995 ) گزارش داد كه افزايش غلظت CO2 از 300 تا 600 ميليون در قسمت منجر به افزايش كارآئي مصرف آب در افتابگردان (55 % ) ذرت (54 % ) سويا (48%) و برخي علفهاي هرز مانند گاو پنبه ( 87% ) تاتوره (76% ) و تاج خروس (76%) شد (اقتباس از 1) در هر حال اكثر تحقيقات مويد اين مطلب است كه افزايش CO2 منجر به افزايش راندمان مصرف آب (wUe) بالاخص در گياهان C3 مي شود.
باد :
وجود با دهاي شديد بر انتخاب محصول و يا رقم تاثير مي گذارد در محث باد به تاثير بادهاي خشك بر تبخير و تعرق و بادهاي شديد بر خوابيدگي گياهان اشاره گرديد .
در شرايط وقوع بادهاي خشك به گياهان مقاوم خشكي و در شرايط وزش بادهاي شديد به گياهان مقاوم به خوابيدگي نياز است.

در شرايط اخير محصولات مرتفعي مانند ذرت و افتابگر دان ممكن است به شدت اسيب ببينند و يا توليد محصول حساس به بادي مانند كنجد غير ممكن باشد. نيام در بسياري از ارقام كنجد از نوع شكوفا است .

بادشديد ممكن است موجب تكان شديد ساقه و در نتيجه ريزش دانه ها از روي بوته شده و يا بوته هاي خزمن شده را با خود برد و محصول بر باد رود ارقامي از گندم نيز كه داراي ريشكهاي بزرگ و كم و بيش عمود بر سنبله هستند كه مناسب نواحي باد خيز نمي باشند . باد باعث درگيري ريشكهاي سنبله گشته و دانه ها ريزش مي نمايند . خسارت ناشي از ريزش دانه ها مي تواند بسيار زياد باشد .( 2)
فرسايش باد :
در بسياري از نقاط دنيا ، باد به عنوان عامل اصلي فرسايش عمل كرده و نيروي قدرتمندي در جابه جائي مواد سطحي مي باشد كه به فرسايش خاك در مقياس بسيار وسيعي منتهي مي گردد .
در طول ماهاي خشك و گرم ، بادي كه با سرعت قابل توجي در حال وزيدن است خاك حاصلخيز قابل كشت و نرمي را كه سبب تبخير بيش از حد دچار كمبود شديد رطوبت گرديده با خو.د مي برد و شن هاي درشتر باد آورده را بر روي زمين هاي زراعي به جاي مي گذارد بدين ترتيب با روشي دوگانه در يك ناحيه عمل مي كند. اين موضوع بدين مفهوم است كه كشاورزان نيزبايد روشهاي د.وگانه اي را براي نجات لايه خاك روبي زمين قابل كشت از خظر فرسايش بادي و جلوگيري از ته نشت مواد غير مفيد از نظر كشاورزي به كار گيرند .
فعاليت باد در زمين هاي هموار تا نيمه هموار و در شرايط عدم وجود پوشش گياهي تشديد مي گردد .
چراي بيش از حد نيز خاك را نسبت ببه فرسياش بادي حساستر مي كند بارندگي اندك ، محتواي نمك زياد و هوموس كم در لايه بالاي خاك ، مانع ايجاد پوشش گياهي شده و در نهايت خاكهاي فقير از قبيل خاكهاي شني و لوم شني دائما در معرض فعاليت باد قرار دارند . در بسياري از نقاط كشور هندوستان پس از برداشت محصولات زراعي زمستانه زماني كه سطح خاك بيشتر در معرض شرايط خشك واقع ميشود،خصوصاًاز اواسط آوريل تا اواسط ژوئن فعاليت باد جلوةبيشتري پيدا مي كند قسمت عمدةخاك معمولاُتوسط فر آيند هاي خيزش و پرش سطحي در مسير وزش حركت پيدا مي كند و ذرات ريز تر به به طور معلق همراه طوفانهاي غبار آلود به جا هاي

دور تر حمل مي گردند در مقياس كم وجود سطوح صيقلي و چاله دار در شيجهاي تپه اي حاكي از سائيده شدن آنها توسط باد است در مناطق نباباني هندوستان و مناطقي كه تپه هاي شني وجود دارد،باد گودالهايي را ايجاد مي كند كه به آن «تال» مي گويند .(6)

علاوه بر اين فرآيند،بادهاي معمولي،تند بادهاي شديد و گردبادهاي روزانه نيز نقش خود را ايفا مي كنند در دشت هاي شني هندوستان گرد بادها در فصل خشك داغ مي تا ژوئن بسيار متاول بوده و تاُثير كمي آنها بر روي فرسايش خاك،قابل توجه مي باشد با توجه به مباحث پيشين ملاحظه مي شود كه شناسايي نواحي فرسايش آبي و فرسايش بادي،وظيفة اصلي محقق است در عين حال به منظور جلوگيري از فرسايش آبي و فرسايش بادي،روشها ي حفاظت خاك در مقياس وسيع مورد نياز هستند روش اصلي حفظت خاك،حفظ رطوبت خاك بطور مؤثر و كار آمد مي باشد.(6)

پايداري جوي :
يك اتمسفر حنثي براي يك برش عمودي هوا جايي است كه در آن درجة حرارت،فشار جوي و توزيع سرعت باد از شرايط آديا بتيك(بدون تبادل حرارتي) تبعيت مي كند ايدة پايداري جوي تا حد زيادي بر پايةنظرية «شناوري»
استوار است معمولاً معيارهايي با اندك تفاوت به منظور تعيين پايداري اتمسفر به كار مي رود در هواشناسي ارتفاعات بالا ميزان خطاي يك دماي مشده شده با مورد مشابهي كه با استفاده از قانون گاز ايده آل با فرض شرايط آديا باتيك (بي در رو)محاسبه گرديده،مقايسه مي گردد. در مطالعات دقيق هوا شناسي خرد،عدد ريچارد سون به كمك اندازه گيري ها تعيين مي شود عدد ريچاردسون توسط بارتوليك و همكاران(1970) تعريف شده است اشكال ديگري از معادله نيز وجود دارند كه براي نمونه مي توان به بروتسائرت (1982) مراجعه نمود كه در آن Riعدد ريچارد سون، Tدماي هوا بر حسب سانتي گراد، gشتاب نقل بر حسب ،انديس O نشان دهندهةشرايط سطح بوده و a به معني هوا است مقادير عددي Ri نشانگر ناپايداري آن ميباشد شكل 2 نشان ميدهد كه قانون لگاريتمي صرفاً در شرايط جوي خنثي داراي كاربرد مي باشد منطق حكم مي كند كه امكان دارد هواي بالاي پوشش گياهي در اواسط روز تحت تاُثير گرمايش گياه يا سطح خاك كه موجب شناوري مي گردد،قرار گيرد به دليل مشابه انتظار مي رود هواي نزديك سطح زمين در صبحگاه سرد و از اين رو تا حدي سنگين باشد وجود چنين شرايطي شناوري را متوقف خواهد كرد از اين رومي توان پرو فيل هاي سرعت باد كه از يك توزيع لگاريتمي تبعيت مي كند را تخت همان عنوان اتمسفر خنثي طبقه بندي نمود شكل (2)
بخش اعظم توابع باد كه در تخمين ET به كار مي روند براي شرايط اتمسفر
نا پايدار تصحيح نمي گردند هر چند تصحيحات معيني برا ي پايداري در معادلات تخمين به كار نمي روند ولي هر يك ار اعدادپابت تجربي كه در توابع باد ظاهر ميگردند دقيقاًبيانگر شرايط خاصي هستند كه طي مرحلة وا سنجي (كاليبراسيون) رخ داده و از اين رو مي توانند مبين هر دو شرايط جوي پايدار وناپايدار باشند ارزيابي صحيح روش هاي تخمين ETقطعاًمتضمن ملاحظاتي در مورد شرايط پايداري جوي باشد .(7)

شكل(2): سرعت باد در بالاي گياهان،پروفيل لگاريتمي ايده آل (7)

«(فصل سوم)»
نــــور

نور :

نور از امواج الكترو مغنا طيسي است كه داراي انرژي مي باشد كيفيت،كميت و طول دورةنوري سه خصوصيت مهم نور مي باشند
در اينجا به بررسي اثر كيفيت و كميت نور بررشد گياهان پرداخته مي شود حدود 99درصد نوري كه از خورشيد به سطح زمين ميرسد داراي طول موجي بين 200 تا 400 ميليميكرون مي باشد كلية عكس العمل هايگياه مثل فتوسنتز،تروپيسم گلدهي و غيره تحت تاُثير نور با طول موجهايي بين 200تا 1000 ميلي ميكرون انجم مي شوند طول موجهاي بالاتر از 1000 ميلي ميكرون فقط از طريق افزايش حرارت بر روي گياه مؤثرند كيفيت نور سهم مهمي در رشد گياه دارد فتوسنتز در طول موجهاي 400تا 700 ميلي ميكرون انجام مي شود طول موجهاي 435و 675ميلي ميكرون بيش از ساير نورها در فتوسنتز مؤثرند نورهاي قرمز و مادون قرمز در شروع گلدهي و خواب گياه و نيز برجوانه زدن بعضي بذرها مؤثرند نورماوراي بنفش باعث كوتاهي و افزايش قطر ساقه و ضخيم شدن برگها مي گردد و همچنين عكس العمل فتو تروپيسم را در گياه موجب مي شود. نور آبي ، نيز به خصوص در طول موج هاي 445 و 475 ميلي ميكرون ، در فتو تروپيسم عمل مي نمايد پس كسفيت نوري كه به داخل اجتماع گياهي وارد مي شودتعيين كننده ميزان و نحوه رشد گياه است (2)
شدت نوري كه در يك روز روشن تابستاني و در سطح دريا به زمين مي رسد حدود 950 وات بر متر مربع مي باشد حدود 50 % از اين مقدار مي تواند براي فتوسنتز مفيد باشد تمامي نوري كه سطح بالائي يك مزرعه مي رسد به داخل يك اجتماع گياهي نفوذ نمي كند ، بلكه برگهاي فوقاني بخش قابل توجهي از آن را جذب مي كند مقدار نوري كه به داخل يك اجتماع گياهي نفوذ مي كند از دو منبع مي باشد اول نور مستقيم خورشيدي كه از لابه لاي برگها به سطوح زير ين اجتماع گياهي نفوذ مي نمايد دوم نور پراكنده از آسمان و منعكس شده از سطح زمين و برگها كه به داخل اجتماع گياهي وارد مي شود ( 2) .
نياز گياهان مختلف،به شدت نور يكسان نيست گياهان سايه دوست و C 3 شدت هاي پائين نور بهتر از گياهان C4 تحمل مي كنند تراكم كاشت گياهان C4 را مي بايستي كمتر از گياهان C3 و سايه دوست گرفت تا نور كافي به بخشهاي ياييني اين گياهان برسد شدت نور در كيفيت مصرفي برگ بعضي از گياهان نيز مؤثر است مثلاً بعضي از انواع توتون را در ن

ور كم رشد مي دهند تا كيفيت برگهاي آن مطلوبتر گردد (2)
نور خورشيد منبع اصلي حرارت زمين است كل انرژي حرارتي خورشيد كه در يك روز روشن تابستان به سطح زمين مي رسد آنقدر زياد است براي تبخير لايهاي از آب صفر درجه به ضخامت يك سانتي متر كفايت دارد مقدار حقيقي تبخير با سرعت باد،رطوبت نسبي هوا،حرارت هوا،شدت نوري كه به سطح زمين مي رسد تغيير مي نمايد نقش مستقيم نور خورشيد در گرم كردن هوا زياد نيست زيرا هوا نسبت به طول موجهاي مرئي شفاف است ولي طول موجهاي بلند هوا ر

ا گرم مي سازند خاك وگياه گرماي خود را از طريق تشعشع،جا به جايي هواي گرم مجاور آنها و تبخير آب دفع مي كنند ميزان تبخير آب از سطوح تابع شدت باد،رطوبت هوا و خاك،فشار هوا،حرارت هوا و خاك،عرض جغرافيايي،ارتفاع از سطح دريا و غيره مي باشد ساختار رشد گياه مي تواند به نحوي از طريق به نژادي انتخاب گردد كه گياه دفع حرارت را بهتر انجام داده و با عدم جذب بيش از حد انرژي نوراني كمتر گرم شود.
اين خصوصيات را مي توان بطور خلاصه شامل برگهاي كم عرض و كم رنگي كه زاويه تنگي با ساقه مي سازند و برگهايي كه داراي سطح نقرهاي يا سطح براق مي باشند دانست گياه قسمت زيادي از حرارت خود را از طريق تعرق دفع مي كند وجود رطوبت كافي در خاك براي تاُمين رطوبت مورد نياز گياه جهت تعرق نقش مهمي در تعادل حرارتي گياه دارد (2)
منبع نور :
داستان حيات روي زمين مانند داستان خود زمين با خورشيد شروع مي شود بغير از نيروي اتمي،خورشيد تنها منشاء انرژي براي تقريباًهر شكلي از حيات است منبع نور لازم براي اعمال حياتي گياه نيز نور خورشيد است تابش خورشيد دو نياز عمده گياه را بر طرف مي سازد الف-تاُمين نور كه براي فتوسنتز و ديگر فعاليت هاي گياه از قبيل جوانه بذر ،توسعه برگها ، رشد شاخ و برگ ،گل دهي ،ميوه دهي و حتي خواب گياهان مورد احتياج است ب- تاُمين شرايط حرارتي كه براي انجام وظايف معمولي فيزيولوژي گياه به آن نياز است پس با توجه به اينكه خور

شد منبع اصلي تاُمين انرژي براي تمامي اعمال حياتي كره است آشنائي با خورشيد و به ويژه رابطة آن با زمين اهميت بسزائي دارد خورشيد كه يكي از ميليونها ستاره ي موجود در كهكشان راه شيري به شمار مي رود همانند كرةگازي ملتهبي است كه به علت گرماي فوق العاده زياد درونيش،وجود مواد به شكل جامد يا مايع در آن امكان پذير نيست و تمامي مو

اد موجود در آن به يون هستند مي دانيم كه بعد از جنگ جهاني دوم و انفجار املين بمب هاي اتمي،بشر بطور روز افزون به مقادير فوق العاده زيادي انرژي كه از طريق فعل و انفعال هاي هسته هاي اتمي آزاد مي گردد آشنا شد و بدين ترتيب عصر اتمي با پيداش فعل و انفعال هاي شكافتن اتم (Fission) آغاز شد كه طي آن اتم هاي بزرگ از قبيل اورزانيوم به اتم هاي كوچكتر و ذرات ريز اتمي است كه آن واحد هاي كوچك از قبيل پروتون به هم پيوند يافته و به صورت واحدهاي

بزرگتر از قبيل ذرات آنها (اتم هاي هليوم)در مي آيد اين فعل و انفعال كه اساس بمب هيدروژني است يكي از كوشش هاي بشر براي دستيابي به حرارت هسته اي قابل كنترل به عنوان منبع انرژي تجاري است خورشيد در واقع نوعي بمب هيدروژني است كه در راكتور حرارت هسته اي آن چهارماتم هيدروژن با جرم تقريبي 1 با هم تر كيب شده اند به صورت هليوم به جرم تقريبي

4 در مي آيد هر يك از چهار اتم هيدروژن با جرمي برابر 008/1 دارد در حاليكه جرم اتم هليوم توليد شده 003/4 است يعني جرم جرم بيشتري032/4 در فعل و انفعال واردبرجرم كمتري 003/4 خارج مي گردد و تفاوت جرم 29% واحد طبق معادلة انيشتن (E=MC2)به انرژي تبديل مي گردد در اين معادله E انرژي توليد شده بر حسب ارگ M جرم ماده تبديل شده برحسب گرم و C سرعت نور برحسب سانتي متر بر ثانيه است 3*1010) سانتي بر ثانيه)آرگ واحد بساركوچكي است ولي چون مقدار Cبزرگ است از تبديل مقدار بسيار كمي جرم انرژي عظيمي به وجود مي آيد كه بعضاًتشعشع مي يابد
درجه حرارت :
تغيير سالانه درجة حرارت در مقايسه با تغييرات بارندگي به مراتب از نظم كمتري برخوردار است اما ممكن است ، تغييرات عمده سالانه در مناطق مختلف تاثير بسزائي داشته باشد ، بدينگونه كه باعث ايجاد دو و يا چند فصل زراعي شود به همين دلائل ، به ويژه در كشور هندوستان ، دامنه وسيعي از گياهان زراعي يعني گرمسيري ، نيمه گرمسيري و متعدله مي گويند بدون وجود شرايط مساعد حرارتي جوانه زدن بذرها و رشد گياهان به تعويق مي افتد درجه حرارت تمامي فرايندهاي فيزيكي و شيميائي متابوليسم گياهي را تنظيم مي كند فرايندهاي متابلويك در درجه حرارت حد اقل معيني آغاز شده و با بالا رفتن درجه حرارت تا رسيدن به درجه حرارت اپتيم ، گفته ميشود افزايش مي يابد علاوه بر اين با بالا رفتن درجه حرارت بيشتر از اپتيمم فعاليت متابوليك كند شده ، و تا درجه حرارتي كه درجه حرارت ماكزيمم خوانده مي شود ، متوقف مي شود هر گونه اي داراي درجه حرارت مينيمم و ماكزيمم متعلق به خود مي باشد كه در فراتر از آن فعاليت حياتي اش متوقف مي شود ( كوچار –1967)

درجه حرارت اتمسفر با حركت از استوا به سمت قطبين كاهش مي يابد بنا بر اين از كمربند استوا به سمت قطب شمال دامنه متنوعي از گياهان زراعي رشد مي كنند ) زيرا براي رشد خود ميان نيازمند شرايط حرارتي متفاوتي مي باشند هر گياهي احتياج به تعدادي واحد گرمائي معيني جهت جوانه زني ، رشد ، به ساقه رفتن ، بلوغ و رسيدن دارد اين تعداد واحد گرمائي معين را ثابت حرارتي مي نامند . كه از گياهي به گياه ديگر فرق مي كند بنا بر اين درجه حرارت بالاتر از درجه حرارت مينيمم ، در تسريع بخشيدن رشد گياه به سمت مراحل بلوغ و رسيدگي موثر است درجه حرارت بحراني كه در آن و بالاتر از آن گياه رشد مي كند،6 درجه سانتي گراد

مي باشد (شيمپر،19032) . اين درجة حرارت هم چنين به نام محدودةبحراني نيز شناخته مي شود به عبارت ديگر در اين درجه حرارت هوا جوانه زني و رشد فعال اكثر گياهان زراعي آغاز مي شود شرايط مطلوب حرارتي براي توليد محصول زراعي بين 3/18و 9/23 درجةسانتي گراد مي باشد دجةحرارت پائين در بهترين حالت صرفاًامكان رشد آهسته اي را براي گياه فراهم مي كند درجة حرارت و رطوبت تشكيل دهنده عناصر اصلي اقليمي هستند كه داراي بيشترين تاُثير بر روي كشاورزي در سراسر جهان مي باشد شرايط حرارتي بيانگر مقدار انرژي موجود در محيط جهت تبديل شدن عناصر معدني به بافت هاي گياهي هستند.(6)
براي متخصص جغرافياي كشاورزي دو شاخص مهم تفاوت هاي منطقه اي از نظر درجةحرارت كه در حال حاضر موجود بوده و يا به راحتي استخراج مي گردند عبارتنداز 1- طول فصل رويش 2-مجموع درجه حرارت هاي بالاتر از مينيمم براي رشد گياه.(6)
به استثناي ايالت هاي كوهستاني هندوستان طول فصل رويش و درجه حرارت جزء عوامل محدود كنندة كشت گياهان زراعي محسوب نمي شود و در طول
سال براي زراعت مناسب هستند زيرا درجة حرارت بالاتر از حد پذيرفته شده به عنوان درجةحرارت آستانه1 مي باشد وجود دامنه هاي وسيع حرارتي اغلب مر بوط به وسعت غاره اي و تفاوت ها در خصوصيات توده هاي هوا مي باشد تغيير حالت از فصل گرما به دورةسرما از ويژگي هاي اساسي اقليم است كه بدين وسيله نواحي داراي استعداد كشاورزي توانائي پيدا تا گياهان زراعي متنوعي را پرورش دهد درجة حرارت آستانة صرفاً شاخصي نسبي از مطلوب بودن و

استعداد يك ناحيه براي توليد محصول زراعيست ،زيرا سرعت سرعت رشد گياه زراعي تحت تاُثير دامنةدرجةحرارت هاي بالاتر از درجةحرارت بحراني قرار مي گيرد يكي از مشخصات اين دامنةحرترتي درجه – روز ،يعني ،مجموع درجاتي كه در نتيجة آن ميانگين درجات روزانه از حداقل درجةحرارت مورد نياز براي رشد گياه افزون تر مي شود در طول فصل رميش تعداد درجةروزهاي بالاتر از ميزان آستانة آن حدود 2/7 درجة سانتي گراد است به عنوان يك گياه 150روزه در نظر بگيريم نياز به 1080 درجه –روز دارد كه حدود 7/2 سانتي گراد بالاتر از درجةحرا

رت بحراني است (1080 = 150 * 2/7 ) براي تعيين نواحي مسعد جهت كشت گياهان زراعي خاص بايد علاوه بر آزمايش هاي مزرعهاي براي نقشه هاي درجة حرارت هاي كمي ،ارزش زيادي قائل شد به منطور رشد ،ساقة رفتن ،رسيدن و برداشت موفقيت آميز گياه زراعي به به شرايط مطلوب حرارتي با درجه حرارتهاي بسيار بالاتر از درجه حرارت بحراني نياز مي باشد،در غير اين صورت درجه حرارت پائين باعث تاُخير در برداشت مي گردد كه اين نيز متعاقباً بر كشت گياه زراعي بعدي تاُثير مي گذارد از نقاط به خصوصي از دنيا كه مي تواند در هر قاره اي نيز صادق باشد به علت وجود درجات پائين حرارتي غير معمول ،يخ زدگي در زمستان مكرراً اتفاق مي افتد.(6)
تشعشع خوررشيدي :
تشعشع خورشيدي يكي از مهمترين عوامل اقليمي در رشد و نحو گياه است مدت تشعشع خورشيد بسته به عرض جغرافيائي و فصل متغير است در استوا طول روزو شب در تمام سال يكسان است ساليانه بيشترين تشعشع خورشيدي وارد شده در نواحي نيمه استوايي در عرض جغرافيايي 20 تا 30 درجه اتفاق مي افتد كه در اين عرض اقليم هايي وجود دارد كه در آنها بارندگي كم وتراكم پوشش ابر بسيار محدود و نا چيز است در مقايسه در نواحي مرطوب استوايي ،نوسانات فصلي انرژي ورودي كم بوده و ميزان 400تا 500 در روز غالباً به تجربه ثابت شده (كوپر1970) در نواحي گرمسيري و نيمه گرمسيري ،ميزان اسيميلات خالص و سرعت رشد نسبي بسيار بالاتر از نواحي سرد مي باشد و اين تفاوت ها ناشي از آفتاب زدگي و درجه حرارت مي باشد تشعشع خورشيدي بر فتوسنتز و در نتيجه،توان توليد گياه زراعي

مؤثر است هنگاميكه تشعشع خورشيدي از طريق اتمسفر به سطح زمين ميرسد مقداري از انرژي آن به وسيله بخار آب ،ذرات گردو غبار ، CO2 واوزون جذب و يا منعكسي 1360
ژول بر متر مربع بر ثانيه است،كه شامل طول موج هاي ماوراء بنفش و مادون قرمز است از اين مقدار حدود 900 ژول بر متر مربع بر ثانيه به گياهان مي رسد كه اين مقدار به عرض جغرافيايي مدت روز و ارتفاع و عوامل ديگر وابسته مي باشد در حدود نيمي از اشعه در ناحيه مادون قرمز طيف نوري قرار دارد حدود 5% آن اشعه ماوراءبنفش است و باقيمانده كه تقريباً 400 ژول بر متر مربع بر ثانيه است . در طول موج هاي بين 700-400 نانومتر مي باشد كه فتوستنتز در اين طيف صورت مي پذيرد كه بدان تشعع فعال فتوسنتزي مي گويند جدول مقدا
مي دهد از اين جدول چنين استفاده مي شود كه مقدار رشد گياه زر

اعي نسبت مستقيم با كل تشعع ورودي دارد و فقط حدود 4 تا 10 % تشعع فعال فتوسنتزي در فرايند فتوسنتز به كار مي رود .(1)

جدول شماره 3 : حداكثر سرعت رشد و انرژي خورشيدي مورد استفاده برخي گياهان زراعي . (1)‌

گياه زراعي محل مقدار رشد
(g/m2/day )‌ كل انرژي وارده درصد استفاده شده
(cal /cm2 /day )‌ ‍PARa منبع
جو بريتانيا 23 484 3/4 بلاك من وبلاك 1959

جو هلند 7/17 450 7/3 سيبما، 1968
گندم هلند 5/17 450 7/3 سيبما ، 1968
ذرت هلند 1/17 350 6/4 سيبما ، 1968
ذرت نيويورك 52 500 8/9 رايت ولي مون ، 1966
ذرت كاليفرنيا 52 736 4/6 ويليان و همكاران ، 1968
ذرت زلاندنو 2/29 450 1/6 يور گهام ،‌1960

سورگوم كاليفرنيا 51 690 7/6 لوميس و ويليام ، 1963
سيب زميني هلند 23 400 4/5 سيبما ، 1968
ارزن استراليا 54 510 5/9 بيگ ، 1965

تأثير حرارت در اعمال گياهي :
سرعت نحوه گياه دردرجه حرارت مطلوب حداكثر است . ولي سرعت نحو خود نتيجه شدن فعاليت اعمال گياهي مانند تنفس ، تعرق ، فتوسنتز ، جذب مواد غذايي و غ

يره مي باشد و چون پاره اي از اين اعمال در توليد و مقدار محصول دخالت دارند اطلاع از رابطه آنها با حرارت ضروري است .
1- تاثير حرارت در تنفس گياهان :
وقتي حرارت محيط بالا مي رود شدت تنفس زياد مي شود و در نتيجه مصرف مواد گلو سيدي تشديد پيدا مي كند . در گياهاني كه در حال رشد هستند مواد گلوسيدي حاصل از فتوسنتز اين مصرف را جبران مي كند ولي در بضعي گياهان مناطق معتدل وقتي حرارت محيط زياد بالا برود فتوسنتز نقصان حاصل نموده ، اما شدت تنفس در درجات حرارت بالاتر هم كماكان ادامه مي يابد و نتيجه اين مي شود كه مصرف مواد گلوسيدي بر مقدار تشكيل شده آن فزوني مي يابد و نحوه اين گونه گياهان در سالهاي خيلي گرم كند مي شود از طرف ديگر تنفس توليد CO2 مي كند كه شدت آن در انبار هاي غلات گرچه از لحاظ مسموم شدن محيط باعث از بين رفتن حشرات انبار مي شود ولي ناحيه بذر را كم مي كند . 7
2- تاثير حرارت در تبخير و تعرق :
بالا رفتن درجه حرارت بر شدت تبخير مي افزايد . و در نتيجه اگر مقدار آب لازم براي جبران تبخير به وسيله ريشه ها جذب نشود گياه به طور موقت پژمرده گي حاصل مي نمايد كه پس از پايين آمدن درجه حرارت رفع مي شود و در صورت ادامه تشنگي گياه از بين مي رود .

3- تاثير حرارت بر فتوسنتز :
اگر حرارت از حد معيني بالاتر رود عمل فتوسنتز كند تر شده و امكان ساختن گلوسيد ها كمتر مي گردد كه در نتيجه رشد گياه مواجه با ركود گردديه يا در بعضي موارد متوقف مي شود . جذب CO2 در كنترل و تابعيت حرارت است . حد مطلوب آن براي گياهان مناطق معتدل به طور متوسط در حدود 18 تا 27 سانتي گراد مي باشد در در جات حرارت بلا مانند 40 تا 50 در جه سانتي گراد عمل فتوسنتز متوقف مي گردد.4

4- تاثير زيان آور درجه حرارت كم :

پرتو پلاسم سلول هاي زنده گياهان فقط در يك محدوده يا دامنه از حرارت قادر به ادامه فعاليت هاي خود مي باشند و در صورتي كه درجه حرارت به حدود نقطه انجماد برسد هيچ گونه رشد گياهي كه از نظر كشاورزي حائز اهميت باشد صورت نمي

پذيرد .
در درجه حرارت 5 درجه سانتي گراد بسياري از مناطق گرم سير ،‌نيمه گرمسير ، ممكن است از بين برود . و بسياري از گياهان سرد سير ممكن است در حرارت هاي پايين بدون اينكه صدمه اي ببينند منجمد شوند . و هر چه اندازه سلول بزرگتر باشد احتمال خسارت بيشتر است . هنگامي كه بنات و بافت هاي آن در معرض سرماي شديد قرار گيرند در پرتوپلاسم سلولهاي آنها ذرات يخ به وجود مي آيد كه باعث اختلاف و در نتيجه پژمردگي و مرگ گياه مي شود .