خا کهای شور و سدیمی3-2

خا کهای شور و سدیمی3-2

_4_ عکس العمل گیاه نسبت به شوری

3_4_1 علائم گیاهی

اولین اثر شوری بر رشد گیاهان زراعی عدم یکنواحتی در جوانه زدن بذر است به طوری که در سطح مزرعه لکه های لخت و بدون بوته به چشم می خورد بقیه بوته ها نیز به رنگ سبز متمایل به آبی تیره در می آیند. ولی اگر شوری به اندازه ای نباشد که لکه های لخت مزرعه به وجود می آید باز هم رشد بوته ها یکسان نخواهد بود. البته عوامل دیگری از قبیل  عدم یکنواختی آبیاری و کمبود مواد غذایی نیز موجب ناهماهنگی رشد بوته ها و تغییر رنگ آنها می گردد که باید با اثر شوری تمیز داده می شود و وجه تمابز آنها همان رنگ سبز متمایل به آبی است که در برگها به وجود می آید.

از غلائم دیگر شوری پیدایش سوختگی در  حاشیه برگها و نکروزه شدن و ریزش برگها است ولی باید توجه داشت که این علائم زمانی مشاهده می شود که شوری از حد مشخص تجاوز کند، در غیر این صورت بدون هیچ گونه علامتی شوری فقط اثر خود را که کاهش محصول است ظاهر می سازد. بنابراین اندازه گیری شوری در ارتباط با نوع گیاهی که کشت میشود میتواند به عنوان معیاری برای ارزیابی مسئله مورد استفاده قرار گیرند.

3_4_2_ مکانیسم اثر نمک

همانطوریکه گفته شد با تبخیر آب از سطح خاک و جذب آن توسط ریشه ها غلظت نمک در محلول خاک افزایش یافته و مقدار آن به 2 تا 5 برابر غلظت آب و آبیاری می رسد. در نتیجه عمل پتانسیل اسمزی آب در محلول خاک کاهش یافته(بیشتر منفی می گردد) و غلظت یونها ممکن است به حدی برسد که برای گیاه اثر سمی داشته باشد اگر کاهش رشد گیاه در اثر پایین رفتن پتانسیل اسمزی باشد گوییم شوری اثر اسمزی دارد(Osmotic effect) و اگر کاهش محصول به دلیل اثر سمی یونها باشد در این صورت اثر اختصاصی یون (Specific ion effect) در کار بوده است.

الف_اثر اُسمزی

اثر اُسمزی به شکلهای گوناگون نشان داده شده است. مثلاً ثابت گردیده است که محلول نمکهای مختلف، اگر از نظر اسمزی پتانسیل یک سانی داشته باشند اثرشان بر کاهش رشد گیاه یکسان است اثر پتانسیل اسمزی بر رشد گیاه مشابه اثر پتانسیل ماتریک خاک بوده و مکمل آن لسا هم چنین با کاهش پتانسیل اسمزی در محلول خاک جذب آب توسط ریشه و تعرق گیاه تقلیل پیدا می کند.

مقدار جذب آب توسط ریشه به دو عامل بستگی دارد: یکی شیب پتانسیل آب و دیگری مقاومت ریشه ها. اگر پتانسیل اسمزی محلول خاک کاهش یابد، بدون این پتانسیل اسمزی آب داخل ریشه کاهش یابد نتیجه آن کاهش جذب آب توسط ریشه ها است این یکی از مکانیسمهای اثرات اسمزی بر رشد گیاه است. در بسیاری از مواقع با کاهش پتانسیل  اسمزی محلول خاک پتانسیل اسمزی آب داخل گیاه نیز کاهش پیدا کرده و گیاه خود را با شرایط وفق دهد لازم است مقداری مواد آلی و معدنی در شیره گیاهی تجمع پیدا کند. انجام این عمل توسط گیاه موجب صرف انرژی و در نتیجه کاهش رشد می شود. برای تجمع این مواد در شیره گیاهی سرعت تنفس گیاه زیاد می شود که این خود با کاهش رشد همراه است.

اثر دیگر شوری، در ارتباط با پتانسیل اسمزی، دارد به هم خوردن توازن هورمونی در گیاه است این امر موجب از بین رفتن سلولهای گیاهی گردد.

ب_ اثرات اختصاصی یونها

اثرات سمی برخی از عناصر را می توان در گیاهان چوبی به خوبی مشاهده کرد این وضعیت عمدتاً به دلیل غلظت زیاد Na و Cl  رخ می دهد. گیاهان علفی از این قاعده مستثنا هستند ولی به ندرت ممکن است گیاهان علفی را نیز مشاهده کرد که تحت تاثیر اثرات سمی سدیم و کلر قرار گرفته باشند البته استثناهایی نیز در ایت مورد وجود دارد مثلاً اگر گیاهانی از قبیل فلفل و گوجه فرنگی، که نسبت به Na و Cl حساسیت دارند با آبی که محتوری 20_10 میلی اکی والان در لیتر Na⁺ یا Cl⁺⁺ است آبیاری شوند آثار سوختگی در برگ آنها مشاهده خواهد شد.

مکانیسم اثر سمی یونها می توان در بهم خوردن سیستم تنظیم کننده گیاه دانست. مثلاً جمع شدن کلروسدیم در برگ باعث اختلال در باز و بسته شدن روزنه ها میگردد. البته باید قبول کنیم که هنوز بسیاری از جنبه های اثر شوری بر رشد گیاه شناخته نشده است و در این راه نیاز به تحقیقات بسیار زیادی است.

3_4_3_ شوری خاک و رشد گیاه

درجه شوری خاک در منطقه ریشه ها نسبت به عمق متغیر است. علاوه بر این شوری خاک در زمانهای مختلف نیز متفاوت است. اگر جز آبشویی (LF) بیش از 3/0 باشد، هدایت الکتریکی محلول خاک (EC_sw) در تمام اعماق خاک یکنواخت خواهد بود. ولی اگر آبشویی کمتر از مقدار فوق باشد، هدایت الکتریکی محلول خاک در لایه زیر ریشه ها به چندین برابر هدایت الکتریکی در سطح خاک خواهد رسید. شوری خاک در فاصله بین دو آبیاری نیز متغیر است. میزان این تغییرات بستگی به مقدار آبیاری و فاصله بین دو آبیاری و یکنواختی پخش آب در مزرعه دارد.بنابراین در آبیاری جوی پشته ای و قطره ای، به دلیل جمع شدن نمک در حد فاصل بین شیاره و یا حد فاصل قطره چکانها، تغییرات موضوعی EC_sw در سطح مزرعه بسیار زیاد است.

تجربه نشان داده است که حداکثر جذب آب توسط ریشه ها از خاک از مکانهایی است که شوری آن کمتر باشد.مثلاً در آبیاری قطره ای بیشترین مقدار آب از  قسمت زیر قطره چکانها جذب می شود. برخی تحقیقات ثابت کرده اند که عکس العمل  گیاه نسبت به شوری متناسب با متوسط وزنی شوری آبی است که توسط ریشه ها دریافت می شود و فقط بخش اندکی از آن از قسمت پایین این منطقه جذب می شود و از طرف دیگر شوری در قسمت بالا زیاد و در لایه پایین کم است. بنابراین متوسط وزنی شوری آب حذب معیار بهتری در ارزیابی اثر شوری  بر رشد گیاه است چون محلول خاک در لایه بالایی مشابه EC در آبیاری است . لذا در ارزیابی شوری EC آب آبیاری بهای بیشتری داده می شود.

3_5_عوامل موثر بر تحمل گیاهان نسبت به شوری

در تحمل گیاهان مختلف نسبت به شوری مجموعاً سه عامل مهم دخالت دارند که عبارتند از عوامل گیاهی، عوامل مربوط به خاک و شرایط آب و هوایی.

3_5_1_ عوامل گیاهی

اثر شوری در مورد بسیاری از گیاهان زمانی مشهود است که گیاه مدت نسبتاً طولانی در معرض نمک قرار گیرد. از آن گذشته، مقاومت گیاه در مقابل شوری بشته به این است که گیاه در چه مرحله ای از رشد خود در معرض  شوری قرار گرفته است (Shalhevet, 1970) گیاهانی مثل جو، برنج، گندم و ذرت در مراحل اولیه رشد نسبت به نمک حساس بوده سپس در مقابل آن مقاومت نشان می دهند. برنج در مرحله گل دهی نیز به نمک حساس است. چغندرقند و آفتاب گردان در مرحله جوانه زدن نسبت به شوری حساسیت نشان می دهند بنا به توصیه برنشتاین (Bernstien) حداکثر شوری محلول خاک در مرحله ای از رشد کیاه نسبت به شوری حساسیت نشان می دهد نباید از 8 میلی موس بر سانتی متر تجاوز کند(Bernstien , 1974).

شوری معمولاً موجب کاهش کلی رشد گبیاه می شود لذا تخمین تولید بذر یا میوه از منحنی ها و جداول شوری دقیق نخواهد بود. مثلاً اثر شوری بر رشد بوته های گندم، جو و پنبه به مراتب بیش از اثر آن بر تولید دانه و الیاف استو. عکس این قضیه در مورد برنج و ذرت صادق است، یعنی اثر شوری در کاهش دانه بیش از اثر آن بر رشد بوته هاست.در مورد گیاهان غده ای شوری بیشتر بر ردش غده موثر است تا بر رشد برگها.

نوع پایه در گیاهان خشبی از نظر مقاومت در برابر شوری بسیار مهم است مثلاً ارقام حساس، غلظتهای بیش از 5 میلی اکی والان در لیتر کلر نمی تواند تحمل کنند، ولی ارقام مقاوم تا  30 میلی اکی والان در لیت را نیز تحمل می کنند. موضوع مهمی که در مورد این گیاهان باید در نظر داشت مسئله ابیاری بارانی است. در هنگام پخش آب روی درختان اگر آب محتوری یون کلر باشد موجب سوختگی برگها می شود. مقدار غلظت کلر در آب آبیاری، برای درختان میوه ای که به روش بارانی ابیاری می شوند نباید از 2 تا 5 میلی اکی والان در لیتر تجاوز کند. حداکثر غلظت مجاز کلر در عصاره اشباع خاک برای لیمو شیرین 10، لیمو ترش15، نارنج 25، انگور و درختان میوه و هسته دار 10 تا 25 و انگور و توت فرنگی 5 میلی اکی والان در لیتر گزارش شده است.

علاوه بر شوری کل سدیم قابل تبادل نیز بر رشد گیاه موثر است در جدول شماره 3_3 درجه تحمل گیاهان مختلف نسبت به آن نشان داده شده است. اثر سدیم معمولاً به صورت غیر مستقیم است، زیرا سدیم یا خصوصیات فیزیکی خاک را تخریب می نماید و یا آنکه تغذیه گیاه را مختل می سازد. در خاکهای شوری که هدایت الکتریکی آن تقریباً یک میلی موس بر سانتی متر و درصد سدیم قابل تبادل 15 یا بالاتر است، غلظت  کاتیونهای کلسیم و منیزیم حدوداً یک میلی اکی  والان در لیتر می باشد و این مقدار برای برخی از گیاهان بسیار کم است بطوری که علائم کمبود  CA در این خاکها مشاهده می گردد.

درجه حساسیت		نوع گیاه
a_ بسیار حساس	ESP=2-10	درختان میوه مرکبات
b_ حساس	ESP=10-20	لوبیا
c_ نیمه مقاوم	ESP=20-40	شبدر درختان میوه
d_ مقاوم	ESP=40-60	مرکبات لوبیا شبدر گندم پنبه یونجه جو گوجه فرنگی چغندر
e_ بسیار مقاوم	ESP>60	برخی از گیاهان علوفه ای

a_ بسیار حساس: به گیاهانی گفته می شود که حتی در ESP های خیلی کم نیز سمی بودن سدیم ظاهر می شود.

b_ در مقدار کم ESP نیز اکه های اثر سمی بودن سدیم مشاهده می شود ولی هنوز خصوصیات فیزیکی خاک بهم نخورده است.

c_ در این حالت سدیم هم اثر سمی خود را ظاهر می سازد و هم شروع به تخریب خصوصیات فیزیکی خاک می کند در این وضعیت آثار سدیم به صورت لکه لکه در سطح مزرعه مشاهده می شود.

d_ در این شرایط خصوصیات خوب فیزیکی خاک از بین رفته.

e_ خصوصیات مطلوب فیزیکی خاک شدیداً از بین می رود.

بطور کلی حداکثر مجاز درصد سدیم قابل تبادل برای گیاهان حساس 10، برای گیاهان نیمه مقاوم 25 و برای گیاهان مقاوم 50 است ولی باید در نظر داشت که اگر ESP بیش از 15 باشد ساختمان فیزیکی خاک بهم خورده، این موضوع یکی از عواملی است که عدم ر شد گیاه را به دنبال خواهد داشت.

3_5_2_ عوامل مربوط به خاک

درصد رطوبت خاک و فاصله بین دو آبیاری از عوامل موثر بر تحمل گیاه نسبت به شوری می باشند هرچه خاک خشک تر باشد، پتانسیل اسمزی و ماتریک محلول خاک پایین تر خواهد بود و برای جلوگیری از اثرات نامطلوب آن لازم است که فاصله بین آبیاریها را کوتاه تر گرفت.

حاصلخیزی خاک نیز می تواند یکی از عوامل ظاهری مقاومت گیاه نسبت به شوری باشد. مقاومت ظاهری گیاهانی که در زمینهای حاصلخیزی می رویند در واقع به این دلیل است که عامل محدود کننده رشد در چنین شرایط حاصلخیزی خاک است نه شوری زمین. البته مشاهده شده است که در برخی شرایط، دادن کود به زمین مقاومت گیاه را نسبت به شوری کاهش می دهد به عقیده برنشتاین نیز دادن کود اضافی به زمین، مقاومت گیاه را به شوری افزایش نخواهد داد مگر آنکه شوری موجب اختلال در تغذیه گیاهی شده باشد.

3_5_3_عوامل آب و هوایی

آب و هوا نیز به تحمل گیاه نسبت به شوری موثر است در شرایط خشک و گرم، مقاومت گیاه کاهش می یابد. این موضوع در مورد گیاهانی مثل چغندر، پنبه، لوبیا، شبدر،یونچه و گوجه فرنگی به اثبات رسیده است. در اطراف شهرهای بزرگ که آلودگی هوا(از نوع اوزون) زیاد است، شوری خاک اثر نامطلوب آلودگی را از بیم می برد. به تجربه ثابت شده است که گیاه در شرایط هوای آلوده مقاومت بیشتری نسبت به شوری از خود نشان دهد.

3_6_ تغذیه گیاه در خاکهای شور و سدیمی:

علاوه بر اثرات نامطلوب شوری و سدیمی بر میزان آب قابل استفاده گیاه (اثر اسمزی املاح) تخریب خصوصیات فیزیکی (در اثر وجود سدیم تبادلی زیاد) و مسمومیتهای ویژه یونی، محدودیتهای حاصلخیزی خاکهای شور سدیمی نیز، باید مد نظر قرار گیرد. وقتی که شوری خاک در حد متوسط باشد، گیاهان به خاطر جذب نکردن یونهای نامطلوب،(تا جایی که امکان داشته باشد) قادر خواهند بودعناصر غذایی را جذب کنند ولی با افزایش غلظت املاح جذب سدیم و کلر توسط گیاه به مقدار قابل توجهی افزایش می یابد. افزایش جدب بعضی از یونها باعث کاهش جذب بعضی از عناصر غذایی می شود.تحقیقات نشان داده است که زیادی غلظت املاح  در خاکهای شور باعث کاهش جذب کلسیم و پتاسیم توسط گیاه می شود (Finck, 1977)  در نتیجه در اضافه کردن کود به خاکها، با شوری کم تا متوسط باید دو نکته را در نظر داشت:

الف_ تامین عنصر غذایی که به میزان کافی در خاک وجود ندارد.

ب_تامین عناصر غذایی که به میزان کافی در خاک وجود دارد ولی به علت اثر آنتاگونیسمی(همانند پتاسیم در مقابل سدیم، یا فسفات در مقابل کلراید) مانع از جذب آنها توسط گیاه می شود(Chhabra et al , 1976).

همچنین در شوری زیاد ممکن است مانع فعالیت موجودات زنده ذره بینی خاک شود و در نتیجه بطور غیر مستقیم در انتقال عناصر و قابلیت استفاده آنها مانع ایجاد کند. مثلاً ریزوبیوم که باعث تثبیت ازت می شود، فقط می تواند تا EC  برابر 5/4 دسی زیمنس بر متر را تحمل کند(Gratam and Parker , 1964) یکی دیگر از عوامل در کمبود میزان ازت قابل استفاده گیاه در خاکهای شور و سدیمی، کاهش نیتریفیکاسیون بر اثر زیادی شوری است افزایش غلظت فسفر باعث کاهش جذب یون کلراید توسط گیاه می شود.شکل 3_1

همچنین بالا بودن pH خاکهای سدیمی باعث کاهش انتقال بسیاری از عناصر به گیاه و در نتیجه بروز علایم کمبود آنها در گیاه می شود مثلاً در pHبالای 5/8 میزان قابلیت استفاده عناصری همچون، ازت، آهن، منگنز، مس، روی کاهش می یابد.

کمبود مواد آلی خاک در خاکهای سدیمی باعث می شود  که میزان ازت این خاکها کم  باشد. به علاوه زیادی سدیم تبادلی، باعث ایجاد خصوصیات فیزیکی نامطلوب در این خاکها می شود  که در نتیجه تهویه آنها و انتقال آب  به گیاه دچار مشکل می گردد. همچنین باید در نظر داشت که در فاصله بین دو آبیاری سطح خاک به مدت طولانی غرقاب می ماند(شرایط غیر هوازی) و سپس بر اثر خشک شدن خاک شرایط هوازی به وجود می آید؛ چنین شرایطی برای از دست رفتن ازت مناسب است. همچنین تصعید ازت به شکل آمونیم از خاکهای سدیمی شدید می باشد(Rao and batra , 1983)  اسیدیته بالا نامناسب بودن خصوصیات فیزیکی خاکهای سدیمی تاثیر نامطلوب بر انتقال و قابلیت استفاده از گیاه از ازت کودهای ازته دارد در نتیجه به علل فوق خاکهای سدیمی در مقایسه با خاکهای  غیر سدیمی به کود ازته بیشتری نیاز دارند.