مقاله بررسی روابط خاك و گیاه در 31 صفحه ورد قابل ویرایش
فراهم بودن مواد غذایی در خاك ها
تجزیه‌ی شیمیایی خاك
سرراست ترین راه تعیین فراهم بودن مواد غذایی در خاك، اندازه گیری واكنش های رشد گیاه، با استفاده از آزمایش های كوددهی در مزرعه است. اما این روش وقت گیر بوده یافته های آن به آسانی قابل تعمیم از یك جا به جایی دیگر نیست. برعكس، تجزیه‌ی شیمیایی خاك، آزمایش خاك روشی به نسبت سریع و با صرفه برای دریافت اطلاعات درباره‌ی فراهم بودن غذا در خاك، به عنوان مبنای تجویز استفاده از كودهاست. روش آزمایش خاك سالهای سال در كشاورزی و باغبانی با موفقیت نسبی به كار گرفته شده است. كارایی این روش با میزان همخوانی و هماهنگی اطلاعات به دست آمده با آزمایش های كوددهی مزرعه و نیز با شیوه‌ی بیان و تفسیر تجزیه انجام شده، پیوند نزدیك دارد. در بیشتر موارد، انتظارات، بیشتر از اندازه‌ی كارایی آزمایش های خاك است. در این فصل از دلایل این دوگانگی با تكیه بر فسفر و پتاسیم، به تفصیل گفت و گو خواهد شد.
روش آزمایش خاك از گستره ای وسیع از روش های متداول عصاره گیری مانند اشكال گوناگون اسیدهای رقیق، نمك ها یا عواملی بهره می گیرد، كه تركیبات پیچیده ایجاد می‌كنند. بسته به روش مورد استفاده، میزان كاملا متفاوت از مواد غذایی گیاه استخراج می شود. همچنان كه در مورد فسفر، در جدول 1-13 آمده است. به عنوان راهنما، یك میلی گرم فسفر در 100 گرم خاك می تواند برابر حدود 30 كیلوگرم فسفر در هكتار در یك پروفیل با ژرفای 20 سانتی متر در نظر گرفته شود (وزن مخصوص خاك 5/1 = 3 میلیون كیلوگرم خاك در هكتار). كدام روش باید برای تشخیص فراهم بودن یك ماده‌ی غذایی كانی و به وسیله‌ی آزمایش های رشد برای پیش بینی واكنش گیاه در برابر كود ارزیابی شود.
جدول 1
در بیشتر موارد، چند روش به یك میزان برای آزمایش خاك در مورد یك گونه‌ی ویژه‌ی غذایی كانی مناسب هستند (1921). برای نمونه، برای فسفر، با وجود میزان گوناگون فسفر استخراج شده، روش های استخراج آبی می تواند به همان میزان برای تعیین مناسب باشد كه روش استخراج با اسیدهای رقیق شده (1637). به هر حال، به دلایل گوناگون، پیش بینی واكنش در برابر كود، بر پایه‌ی تجزیه‌ی شیمیایی خاك به تنهایی رضایت بخش نیست: به این دلیل كه تنها ظرفیت بالقوه‌ی یك خاك را برای ذخیره‌ی غذاهای گیاه بیان می كند؛ به اندازه‌ی كافی و به طور خاص، تحرك مواد را در خاك نشان نمی دهد، هیچ اطلاعاتی را در رابطه با عوامل گیاهی، مانند رشد ریشه و تغییراتی كه در فضای مجاور ریشه به وسیله‌ی ریشه به وجود می آید و نقش تعیین كننده در جذب غذاها در شرایط مزرعه دارند، بیان نمی كند. در سه بخش زیر، از این عوامل چكیده وار گفت و گو می شود. در آغاز، از میزان فراهم بودن مواد غذایی در رابطه با تحرك و رشد ریشه گفت و گو می شود.
حركت مواد غذایی به سطح ریشه
اصول محاسبات
اهمیت تحرك مواد غذایی در خاك در مهیا بودن آنها برای گیاهان، نخستین بار از سوی باربر (1962) تاكید شد. برداشت او بر پایه‌ی سه جزو استوار بود: برخورد ریشه‌ها با مواد غذایی، حركت توده ای و انتشار (نگاره‌ی 1). با نفوذ ریشه ها به درون خاك، ریشه به درون فضاهایی حركت می‌كند كه بیشتر از سوی خاك با عناصر غذایی آماده اشغال بوده است. برای نمونه، بر سطوح رس چسبیده اند. سطوح ریشه در این فرایند جابه جایی با مواد غذایی تماس نزدیك پیدا می‌كنند (برخورد می كنند). فنی و آوراستریت (1939)، فرایند داد و ستد تماسی را برای جذب كاتیون بدون جابه جایی از درون محلول خاك ارایه دادند. باربر (1966)، این فرایند جابه جایی را به شیوه ای كلی تر، به عنوان عاملی بیان می كند، كه می تواند در رفع نیاز همه‌ی غذاهای كانی گیاهان نقش داشته باشد.
محاسبات برخورد ریشه ها بر پایه‌ی:
الف- میزان مواد غذایی آماده در حجمی از خاك كه به وسیله‌ی ریشه ها اشغال شده اند.
ب- حجم ریشه، به عنوان درصدی از كل حجم خاك- به طور میانگین یك درصد از حجم خاك سطحی.
پ- نسبتی از كل حجم خاك، كه به وسیله حفره های خاك اشغال شده است (به طور میانگین 50 درصد).
نگاره‌ی 1- نمودار نمایی حركت عناصر كانی به سطح ریشه گیاهان خاكزی. (1) برخورد: جایگزینی حجم خاك به وسیله حجم ریشه (جذب بدون ترابری). (2) جریان توده ای: ترابری توده‌ی محلول خاك در جهت شیب پتانسیل آب (كشیده شده به وسیله‌ی تعرق). (3). انتشار: ترابری مواد غذایی در جهت شیب غلظت . 0 = مواد غذایی آماده (آنطور كه برای نمونه به وسیله‌ی آزمایش خاك تعیین شده است)
جزو دوم حركت توده ای آب و غذاهای محلول به سطح ریشه، كه به وسیله‌ی جریان تعرقی گیاهان انجام می شود. براورد كمیت غذاهایی كه با حركت توده ای برای گیاهان فراهم هستند، بر پایه‌ی غلظت ماده‌ی غذایی در محلول خاك و میزان آب تعرق بر مبنای واحد وزن بافت های بخش هوایی گیاه (ضریب تعرق، برای نمونه 300 تا 600 لیتر آب بر كیلوگرم وزن خشك ساقه) یا در هر هكتار فراورده. نقش انتشار برای رساندن غذاها به سطح ریشه قابل اندازه گیری مستقیم نیست، اما بایستی با محاسبه‌ی تفاضل میان كل مواد غذایی جذب شده به وسیله‌ی گیاهان و میزانی، كه از راه برخورد ریشه ها و حركت توده ای جذب می شود تعیین می گردد.
نمونه ای از این محاسبه، در جدول 2-13، ارایه شده است. آشكار است كه در این خاك، حركت توده ای سهم اصلی را در فراهم كردن كلسیم و منیزیوم داراست، در حالی كه فراهم كردن پتاسیم و فسفر، عمدتا به انتشار وابسته است. افزون بر این، فراهم آوری كلسیم و منیزیوم با حركت توده ای بیشتر از میزان جذب شده است، و بنابراین انتظار می رود این مواد غذایی در سطح ریشه انباشته شده باشند. یافته های همانند آنچه كه در جدول 2 ارایه شده، به وسیله‌ی دیگر نگارندگان به دست آمده است (مانند منگل و همكاران[1]. 1969)
نقش انباشتگی ریشه زایی
گرچه انباشتگی زیاد ریشه و تارهای كشنده‌ی دراز، عوامل مهم در جذب موادغذایی كه به وسیله ی انتشار مهیا شده‌اند به شمار می‌آیند، اما رابطه‌ی میان انباشتگی ریشه‌زایی و میزان جذب، چنانكه در نگاره‌ی 8 نشان داده شده است، خطی نیست.
اصولاً رابطه ی خمیده خطی همانند میان میزان جذب فسفر و انباشتگی تارهای كشنده‌ی ریشه، به دلیل رقابت میان تارهای كشنده موجود بایستی وجود داشته باشد (861). این رقابت، هنگامی كه تلاش در ایجاد رابطه میان انباشتگی ریشه‌زایی، در لایه‌ها یا افق مختلف خاك و نقش آنها در فراهم آوری مواد غذایی می‌شود بایستی در نظر گرفته شود.
فراهم بودن مواد غذایی و توزیع آب در خاك
در شرایط مزرعه، میزان موادغذایی فراهم، از نظر شیمیایی، معمولاً در خاك‌های سطحی به مراتب بیشتر از خاك‌های عمقی است. به طور كلی، انباشتگی ریشه زایی از الگویی همانند پیروی می‌كند و لگاریتم انباشتگی ریشه زایی در برابر افزایش ژرفا، سیر خطی نزولی طی می كند (677). اما تفاوت در ذخایر آب، هم توزیع ریشه ها و هم جذب مواد غذایی از عمق‌های مختلف خاك را، تغییر می دهد. اثر میزان آب بر توزیع و پراكندگی ریشه‌ها در جو بهاره، در طی دو سال پیاپی، به خوبی نشان داده شده است (1676). در سال نخست، با بارندگی زیادی (82 میلی متر) كه یك ماه پس از كاشت رخ داد، بیشتر از 70 درصد كل جرم ریشه در خاك سطحی (5/2- 5/12 سانتی متر) دو ماه پس از كاشت مشاهده شد و تنها در حدود 10 درصد از ریشه‌ها به عمق بیشتر از 5/22 سانتی‌متر نفوذ كرده بودند؛ برعكس، درسال بعد، با كاهش بارندگی (24 میلی‌متر)، در طول یك ماه نخست پس از كاشت، میزان همانند توزیع ریشه، به ترتیب در حدود 40 و 30 درصد بود. این گونه تغییر در توزیع ریشه، پی‌آمدی مهم را در جذب موادغذایی از افق‌های مختلف خاك داراست. در گندم بهاره در خاك لوئیس، به طور میانگین در حدود 50 درصد از كل پتاسیمی كه در اواخر فصل رشد جذب شده بود از قسمت عمقی زمین فراهم شد. اما بسته به بارندگی در طول فصل رشد (یعنی میزان آب جذب شدنی در خاك سطحی)، این درصد به میزانی قابل توجه، میان سالهای گوناگون تغییر كرد، به طوری كه، در طول سال خشك، در حدود 60 درصد و در طول سال مرطوب، در حدود 30 درصد بود (543).
از سوی فاكس ولیپز[2](1960)، نشان داده شده است كه در حدود سه درصد كل پیكر ریشه‌ی یونجه، بیشتر از 60 درصد كل موادغذایی را در طول دروه‌های خشكی از خاك عمقی جذب می‌كند. اما حتی زمانی كه پراكندگی باران در طول فصل رشد یكنواخت باشد، برای نمونه، برای فراهم بودن فسفر در مناطق نیمه مرطوب اروپای مركزی، میزان رطوبت خاك سطحی، عامل محدودكننده به شمار می‌آید. با وجود فراهم بودن زیادتر فسفر در خاك سطحی (به طوری كه با آزمایش خاك آشكار شده) در مراحل بعدی رشد، میان 40 و 30 درصد كل جذب فسفات از خاك عمقی فراهم می‌شود.
جدول 6
تغییرات فراهم كردن مواد به وسیله‌ی حركت توده‌ای و انتشار، در هنگام مراحل گوناگون رشد و نمو
میزان نسبی مواد غذایی كه به وسیله‌ی حركت توده ای و انتشار فراهم می‌شود در مورد نیترات كه توانایی تامپونی پایینی در خاك دارد، به میزانی قابل توجه تغییر می‌كند. غلظت در خاك سطحی در آغاز فصل رشد معمولاً بالاست، اما از آن پس در نتیجه‌ی جذب از سوی گیاه، به سرعت كاهش می‌یابد. در گندم بهاره، تغییر غلظت نیترات محلول خاك، هماهنگ باسیر نزولی در میزان نیترات فراهم شده به وسیله‌ی حركت توده‌ای و با سیر صعودی در فراهم آوری به وسیله‌ی انتشار ارتباط دارد، كه بیشتر از 50 درصد همه‌ی نیترات را فراهم می‌كند (1792).
فراهم آوری موادغذایی برای چغندر قند به وسیله‌ی حركت توده‌ای در گذر فصل رشد، حتی كمتر از اینهاست به طور میانگین 32 كیلوگرم ازت نیتراته در مقایسه با 181 كیلوگرم كه به وسیله‌ی انتشار فراهم شده است (1793). یك بررسی زمان بندی شده (نگاره‌ی 9)، نشان داد كه فراهم آوری به وسیله‌ی حركت توده‌ای به آغاز فصل رشد منحصر است؛ در طول این مدت نیترات از خاك سطحی، جذب می‌شود كه غلظت بالایی از نیترات در محلول خود دارد. از این پس، نیترات در خاك سطحی كاهش پیدا می‌كند و در اثر نفوذ ریشه به درون خاك عمقی، به اندازه‌ی فراوان با انتشار فراهم می‌شود. این نمونه آشكار روشن می‌كند كه میانگین اطلاعات مربوط به مشاركت حركت توده‌ای و انتشار (همچنین افق‌های گوناگون خاك) باید به دقت تفسیر شود، زیرا چنین اطلاعاتی تا اندازه ای بیانگر تغییرات زیاد و پویایی این فرایندهاست.
نگاره‌ی 9 آزادسازی ازت نیتراته به بوته‌های چغندر قند، به عنوان تابعی از ژرفای خاك (سانتی متر) و زمان. خاك: لووی سول مشتق از لوئس (منبع 1793).
جهت دریافت فایل مقاله بررسی روابط خاك و گیاهلطفا آن را خریداری نمایید