شوری خاک و تراکم فیزیکی آن، با اختلال در جذب نیتروژن، فسفر و پتاسیم، به طور هم افزا توان تغذیه ای گندم را کاهش داده و عملکرد گیاه را محدود می کنند.
چکیده
کاربرد مکرر ماشین آلات سنگین و عدم رعایت اصول صحیح در مدیریت زراعی، در بسیاری از مناطق زراعی منجر به شکل گیری لایه های فشرده در خاک شده است که نه تنها تهویه و نفوذ آب را محدود می کند، بلکه جذب مواد غذایی توسط ریشه ها را نیز با اختلال مواجه می سازد. از سوی دیگر، شوری فزاینده در خاک ها و منابع آبی، به عنوان یکی از مهم ترین عوامل محدودکننده رشد گیاهان، اثرات منفی قابل توجهی بر عملکرد آن ها و همچنین توان سازگاری شان با تنش های محیطی به جای می گذارد.
با وجود مطالعات متعدد در زمینه اثرات هر یک از این دو عامل به صورت مجزا، بررسی هم زمان تاثیر تراکم خاک و شوری بر توان جذب عناصر غذایی حیاتی، به ویژه در گیاهان زراعی حساس، کمتر مورد توجه قرار گرفته است. به منظور بررسی دقیق این موضوع، پژوهشی گلدانی بر پایه طرح فاکتوریل و در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. در این مطالعه، از خاک لومی بهره گرفته شد و دو سطح شوری شامل خاک شور (با هدایت الکتریکی برابر با ۶ دسی زیمنس بر متر) و خاک غیرشور در نظر گرفته شد.
همچنین پنج سطح مختلف تراکم شامل شاهد (بدون تراکم)، تراکم های ۵، ۱۰، ۱۵ و ۲۰ درصد اعمال گردید. ایجاد تراکم در خاک از طریق سقوط وزنه ای به وزن دو کیلوگرم از ارتفاع ۳۰ سانتی متری بر سطح خاک درون گلدان ها در شرایط رطوبتی ۱۵ درصد انجام شد. برای ایجاد شرایط شور نیز از آب شور طبیعی استفاده گردید. پس از برداشت محصول گندم، نمونه گیری جهت سنجش مقدار سه عنصر اصلی تغذیه ای گیاه شامل نیتروژن، فسفر و پتاسیم انجام و داده ها مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفتند.
یافته ها حاکی از آن است که افزایش تراکم خاک، تاثیر معناداری بر کاهش میزان جذب نیتروژن، فسفر و پتاسیم در دانه های گندم داشته است (در سطح احتمال یک درصد). همچنین، اثرات منفی شوری بر غلظت این عناصر در دانه گندم تایید شد؛ به طوری که در تیمارهای شور، میزان نیتروژن، فسفر و پتاسیم به ترتیب در سطوح آماری پنج، یک و یک درصد کمتر از تیمارهای غیرشور گزارش شد.
افزون بر این، بررسی اثرات متقابل دو عامل مورد مطالعه نشان داد که هم افزایی منفی بین شوری و تراکم خاک موجب کاهش شدیدتر جذب نیتروژن و پتاسیم گردیده است (سطح معنی داری یک درصد)، اما این تعامل در مورد جذب فسفر از نظر آماری قابل استناد نبود. به طور کلی، نتایج این تحقیق بر اهمیت مدیریت توامان ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک در بهینه سازی تغذیه گیاهان در مناطق دارای خاک های شور تاکید دارد.
واژه های کلیدی:
- تراکم خاک
- عناصر پرمصرف
- گندم
- شوری خاک
مقدمه
تراکم خاک پدیده‌ای پیچیده و چندوجهی است که در اثر وارد شدن فشارهای مکانیکی خارجی، نظیر عبور و مرور مداوم ماشین آلات کشاورزی سنگین یا عملیات خاک ورزی تکراری، بر ساختار طبیعی خاک تحمیل می‌شود. این فرآیند منجر به افزایش چگالی ظاهری خاک (Bulk Density) و در نتیجه کاهش چشمگیر در ویژگی های فیزیکی حیاتی خاک مانند تخلخل کل، تخلخل هوادهی، ظرفیت نگه داری آب، نفوذپذیری و همچنین افزایش مقاومت مکانیکی می گردد. تغییر در این خصوصیات فیزیکی می تواند به شدت عملکرد ریشه ها را محدود کرده، از توسعه آن ها جلوگیری کرده و در نهایت جذب عناصر غذایی ضروری برای رشد گیاه را با اختلال مواجه سازد. برزگر (۱۳۸۰) در مطالعات خود به این نکته اشاره کرده که افزایش چگالی ظاهری، رابطه مستقیمی با کاهش پوکی خاک و افزایش مقاومت فیزیکی دارد.
شواهد تجربی متعددی نشان داده‌اند که حتی تغییرات جزئی در سرعت حرکت ماشین آلات می‌تواند به تفاوت قابل توجهی در میزان تراکم خاک منجر شود. به عنوان نمونه، پژوهش سوان و همکاران (۱۹۸۱) حاکی از آن بود که سرعت پایین حرکت چرخ های ماشین آلات کشاورزی با افزایش قابل ملاحظه جرم مخصوص ظاهری در عمق های بیشتر خاک همراه است. در این تحقیق، مشخص شد که تراکم حاصل از حرکت با سرعت پایین، در حدود دو برابر تراکم ایجاد شده در سرعت های بالاتر است، که این امر نشان دهنده حساسیت شدید خاک به شرایط بارگذاری تدریجی و زمان‌بر است.
از سوی دیگر، شوری خاک ها نیز به عنوان یکی از چالش های اساسی در نظام های کشاورزی مناطق خشک و نیمه خشک مطرح بوده و آثار زیان باری بر متابولیسم گیاهی بر جای می گذارد. خاک های شور عمدتاً شامل غلظت های بالایی از یون های سدیم، کلسیم، منیزیم، کلرید، سولفات و بی کربنات هستند که در محلول خاک حل شده اند و موجب کاهش پتانسیل اسمزی می شوند.
کاهش پتانسیل اسمزی، نخستین و بارزترین تاثیر شوری بر گیاهان است که با محدود ساختن توان جذب آب از سوی ریشه ها، فشار مضاعفی بر تعادل فیزیولوژیک گیاه وارد می کند. افزون بر این، غلظت بیش از حد برخی یون ها ممکن است به سمیت یونی منجر شود، که این موضوع در ترکیب با اختلال در تعادل تغذیه ای، می تواند فرآیندهای رشد و فتوسنتز را به شدت مختل سازد (ملکوتی و همکاران، ۱۳۸۱).
در مجموع، زمانی که عوامل فیزیکی نظیر تراکم با عوامل شیمیایی مانند شوری هم زمان در یک سیستم خاک-گیاه عمل می کنند، اثرات آن ها نه تنها به صورت جمعی بلکه به صورت هم افزا می تواند عملکرد گیاه را به مراتب بیشتر از اثر هر کدام به تنهایی کاهش دهد. از این رو بررسی و درک دقیق این تعامل های پیچیده، ضرورتی انکارناپذیر برای بهینه سازی مدیریت خاک و دستیابی به عملکرد پایدار در نظام های زراعی به شمار می رود.