بخشی از مقاله
چکیده
تنش شوری یکی از تنشهای مهم غیر زیستی محدود کننده رشد و عملکرد گیاهان است. روشهای مختلفی برای مدیریت این تنش در خاکها وجود دارد گرچه استفاده از سوپر جاذب تاکنون مورد توجه قرار نگرفته است. به نظر میرسد سوپر جاذب با حفظ ذخیره رطوبت میتواند از افزایش غلظت شدید نمک در خاک در دورههای خشکی و اثرات سوء آن بر گیاهان جلوگیری نماید.
در این تحقیق اثر سوپر جاذب بر کاهش محدودیتهای شوری خاک بر روی دو رقم گندم بررسی شد. نتایج نشان داد که اثر سوپر جاذب بر طول اندام هوایی، وزنتر اندام هوایی، وزن خشک اندام هوایی، سطح برگ، تعداد خوشه، غلظت سدیم، پتاسیم، کلسیم و منیزیم گیاه و اثر متقابل سوپر جاذب و شوری بر طول اندام هوایی، وزنتر اندام هوایی، وزن خشک اندام هوایی و سطح برگ، غلظت کلسیم گیاه در سطح آماری%95 معنی دار شد. در کل میتوان نتیجه گیری نمود کاربرد سوپر جاذب تا حدود زیادی محدودیتهای شوری بر ریشه و عملکرد گیاهان آزمایشی را کاهش داد.
مقدمه
خاکهای شور خاکهایی هستند که املاح محلول در آنها بیش از حد متعارف تجمع یافته و برای رشد گیاه در حد محدودکننده و بحرانی است. بر اساس آمار منتشره به وسیله سازمان محیط زیست ایالات متحده آمریکا EPA ، حدود20 درصد از زمینهای کشاورزی جهان با مشکل تنش شوری مواجه هستند. شوری زیاد خاک، از عوامل مهم محدودکننده عملکرد گیاهان در سراسر جهان به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک به شمار میرود.
برآوردها نشان میدهد که هر دقیقه 3 هکتار از اراضی زراعی جهان به دلیل شوری و سدیمی شدن خاک از بین میرود - . - Abrol etal1988 بیش از800 میلیون هکتار از اراضی کل جهان در معرض شوری قرار دارد که این مقدار بیش از 6 درصد کل خشکیهای جهان را شامل میشود. زمینهای تحت آبیاری تنها 15درصد از کل زمینهای قابل کشت را شامل میشوند .اما چون قدرت تولید آنها حداقل دو برابر زمینهای دیم است، حدود یک سوم از غذای جهان را تولید میکنند. از 230میلیون هکتار زمینهای تحت آبیاری، 45میلیون هکتار آن - حدود - %20 شور میباشند
امروزه اصلاح و مدیریت خاکهای شور و شور - سدیمی مورد توجه خاص محققین علوم خاک قرار گرفته است .اصلاح خاکهای شور نیاز به آبشویی نمکها از ناحیه رشد ریشه دارد - . - Hoffman et.al, 1986 به طور خاص در بسیاری از نواحی خشک جهان نمکهایی که به طور طبیعی در خاک وجود دارند باید با استفاده از آب آبیاری خارج شوند. اگر این نمکها در لایههای زیرین خاک نیز تجمع کنند در نهایت به سطح خاک راه پیدا کرده و خاک را تحت تأثیر نامطلوب خود قرار میدهند
هیدروژل سوپر جاذب، نوعی ماده افزودنی مفید است که امکان استفاده آن در خاکهای مناطق خشک و نیمه خشک به منظور بهینه سازی مصرف آب و افزایش کمی و کیفی محصولات زراعی و همچنین فضای سبز و جنگل کاریها گزارش شده است. یکی از مهمترین مزایای کاربرد سوپر جاذبها کاهش تلفات نفوذ عمقی آب از محیط ریشه است.
هیدروژل سوپر جاذب، پلیمرهای آب دوستی هستند که به دلیل وجود اتصالات عرضی در حلال حل نشده، بلکه جزیی از حلال را در ساختارشان نگه می دارند و میتوانند مقادیر زیادی آب یا محلولهای آبی را جذب کرده و متورم شوند. اوستر و همکاران - 1974 - پلیمرها را از نظر ساختمان مولکولی آنها به دو دسته تقسیم کردند:
گروه اول پلیمرهایی که دارای ساختمان شبکهای هستند و تمایل برای جذب آب به راحتی در هنگام بارندگی و آبیاری داشته و در موقع خشکی با تخلیه آب جذب شده، آن را در اختیار گیاه قرار میدهند .گروه دوم پلیمرهای غیر آب دوست بوده و تمایلی به جذب آب نداشته، بلکه موجب میشوند ذرات خاک به هم بهچسبند - اوستر وهمکاران . - 1374 با توجه به آثار مثبت و متنوع مواد سوپر جاذب بر ویژگیهای رطوبتی خاک، هدف اصلی این پژوهش: بررسی تأثیر کاربرد سوپر جاذب بر کاهش محدودیتهای رشد دو رقم گندم در شرایط مواجهه با تنش شوری بود.
مواد و روشها
پژوهش حاضر در یک آزمایش در قالب طرحکاملاً تصادفی با آرایش فاکتوریل اجرا شد. این آزمایش با سه سطح سوپر جاذب0، 0/5و 1 درصد و چهار سطح شوری - آبیاری با آب شهر به عنوان سطح شوری صفر و همچنین افزودن املاح برای ایجاد ECهای 3 ، 6و 10 دسی زیمنس بر متر - و دو رقم گندم - روشن و سیستان - با سه تکرار در گلخانههای تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی اصفهان انجام شد.
خاک مورد آزمایش، خاک سطحی 30-0 - سانتی متر - از یک زمین زراعی واقع در اصفهان، خمینی شهر- وازیچه-خ اشرفی اصفهانی- ابتدای خیابان نبوی منش با مشخصات عرض جغرافیایی منطقه 32 درجه و 40 دقیقه و 21/63 ثانیه شمالی و طول جغرافیایی51 درجه و 34 دقیقه و 49/3 ثانیه شرقی برداشت شد. تیمارهای شوری آب با افزدن نمکهای کلرید کلسیم، سولفات منیزیم و کلرید سدیم با نسبت مولی به ترتیب 2 :1:1 به آب شهر ایجاد شد. با اعمال جزء آبشوی - LF - برابر 0/15 سعی شد که شوری خاک با رابطه زیر و ضریب 1/5 در تعادل با EC آب - ECw - قرار گیرد:
ECe= 1/5ECw
از گلدانهای پلاستیکی 3 لیتری برای کشت گیاه استفاده شد از خاک مورد آزمایش حاوی نسبت مشخص شده سوپر جاذب در سه تکرار پر شدند. در کف گلدانها نیز در حدود 2 سانتیمتر سنگ ریزه با وزن مشخص برای زهکشی ریخته شد. عناصر کودی N, P و K بر مبنای نتایج آزمون خاک تعیین شده و با توجه به میزان خاک موجود در هر گلدان، K و P در ابتدا اضافه شدند. کودهی نیتروژن در سه قسمت - زمان کاشت، پنجهزنی و ساقه رفتن - انجام شد. به این منظور از کود اوره استفاده شد. بذر گندم از ارقام روشن یا سیستان در هر گلدان در عمق 3 سانتیمتر کشت شده و پس از سبز شدن بذرها، تعداد گیاهان هر گلدان نهایتاً به 4 عدد تنک شد.
در طی دوره رشد گیاهان، آبیاری با آب شور مریوط به هر تیمار در زمانهای لازم پس از مصرف حدود 50 درصد آب قابل استفاده خاک - بر اساس گلدانهای شاهد - و در نظر گرفتن حدود 15 درصد آبشویی انجام شد. در تیمار شاهد نیز گیاهان در کل دوره رشد با آب شهر آبیاری شدند. در مرحله سبزشدن و استقرار گیاهان، گلدانها هر سه روز یک بار با آب شهر آبیاری شدند. سپس اعمال تیمارهای شوری شروع شده به گونهای که در نوبت اول آبیاری کلیه گلدانها به جز شاهد، با آب آبیاری 3 دسی زیمنس بر متر صورت گرفت.
در نوبتهای بعدی شوری آب برای گلدانهای مربوطه افزایش یافته و در نهایت سطح شوری مورد نظر در همه گلدانها اعمال شد. همچنین برای کاهش تبخیر از سطح گلدانها و توزیع یکنواخت نمک در منطقه ریشه، در طول دوره رشد، سطح گلدانها با ضخامت حدود 3 سانتیمتر از پوسته شلتوک برنج پوشانده شد. پارامترهای گیاهی ارتفاع بوته، تعداد پنجه و خوشه در هر گلدان، تعداد و سطح برگ و عملکرد وزن تر و خشک اندام هوایی اندازهگیری شد.
نمونههای خشک شده گیاهی در دمای70درجه سلسیوس، آسیاب شدند و پودر حاصل برای تجزیههای شیمیایی استفاده شد. برای این منظور یک گرم از پودر هر نمونه به بوتههای چینی منتقل و در دمای 550 درجه سلسیوس به مدت 2 ساعت در کوره الکتریکی سوزانده و به خاکستر تبدیل شد. خاکستر حاصل در 10 میلی لیتر اسیدکلریدریک 2 نرمال هضم و بعد از صاف کردن با کاغذ صافی واتمن 42 ، با آب مقطر به حجم نهایی 100 میلی لیتر رسانده شد. عناصر سدیم و پتاسیم این عصاره با کمک دستگاه فلیم فوتومتر، کلسیم و منیزیم با دستگاه جذب اتمی و فسفر با روش رنگ سنجی و با استفاده از دستگاه اسپکتروفوتومتر اندازهگیری شد
در پایان آزمایش پس از برداشت گیاهان، از قسمت مرکز گلدانها، حدود 250گرم خاک نمونه برداری و هوا خشک شده و پس از تهیه عصاره اشباع، شوری - ECe - آنها اندازهگیری شد .کاتیونهای موجد شوری شامل سدیم، پتاسیم، منیزیم و کلسیم نیز در عصاره تهیه شده اندازهگیری شده و نسبت جذب سدیم - SAR - محلول خاک گلدانها محاسبه شد.
تجزیههای آماری دادههای اندازه گیری شده با استفاده از نرم افزار SAS انجام شد و مقایسه میانگینها به روش LSD انجام شد.
نتایج و بحث
اثر تیمارها بر رطوبت و شوری خاک پساز برداشت گیاه بررسی شد. نتایج تغییرات میزان رطوبت و شوری خاک در نمونههای خاک تحت تیمار سوپر جاذب و آب آبیاری شور، پس از اتمام دوره رشد گیاه گزارش و بحث شده است. نتایج مقایسه دادههای درصد رطوبت خاک گلدانها بلا فاصله پس از برداشت گیاهان نشان داد، اثر مقادیر مختلف سوپر جاذب از نظر آماری بر درصد رطوبت خاک در سطح 5 درصد معنی دار بود
جدول- 1 تجزیه واریانس نتایج اثر سوپر جاذب، شوری و رقم بر درصد رطوبت، شوری و - SAR - خاک پس از برداشت گیاه.
با افزایش میزان سوپر جاذب، مقدار رطوبت باقیمانده در خاک افزایش یافت بیشترین مقدار رطوبت خاک در تیمار 1 درصد سوپر جاذب به دست آمد که تقریباً دو برابر مقدار رطوبت خاک تیمار شاهد بود
