5313990599444

-245561-458

نشریه حفاظت منابع آب و خاك، سال سوم، شماره چهارم، تابستان 1393

مدل سازي پاسخ گیاه به تنش هاي شوري و کمبود ازت خاك**

آرزو اختري1، مهدي همایی2* و یعقوب حسینی3

دانشجوي دکتري؛ دانشگاه آزاد اسلامی؛ واحد علوم و تحقیقات؛ گروه خاکشناسی؛ تهران؛ ایران
[email protected] :نویسنده مسئول مکاتبات*
استاد؛ گروه خاك شناسی؛ دانشگاه تربیت مدرس؛ دانشکده کشاورزي؛ 336-14115، تهران، ایران
استادیار پژوهشی؛ مؤسسه تحقیقات خاك و آب؛ بندرعباس؛ ایران

19703334191

تاریخ دریافت: 27/08/1392 تاریخ پذیرش: 31/06/1393

چکیده
بررسی اثرات متقابل شوري و عناصرغذایی اهمیتی فراوان در مدیریت بهینه منابع آب و خاك در مناطق خشک و نیمه خشک دارد. هدف از این پژوهش، مدل سازي واکنش گیاه کلزا( Brassica napus L.) به شوري به هنگام وجود کمبود نیتروژن بود. بدین منظور، مدل هاي مبنایی باروري خاك شامل لیبیگ- اسپرنگل( LS) و میچرلیخ- بال( MB) که تنها براي پاسخ گیاه به یک عامل محدودکننده غذایی پیشنهاد شده اند، به گونه اي اشتقاق یافتند که بتوان از آنها براي تنش هاي توأمان شوري و کمبود ازت استفاده کرد .به منظور دستیابی به داده هاي مورد نیاز و آزمون مدل هاي پیشنهادي، آزمایشی پنج سطح شوري آب آبیاري شامل آب غیرشور ،3، 6، 9 و 12 دسی زیمنس بر متر و چهار سطح کود ازتی شامل 0، 75، 150 و 300 میلی گرم ازت در کیلوگرم خاك در سه تکرار انجام شد. نتایج حاصل از خروجی مدل ها با استفاده از آماره هاي خطاي بیشینه( ME)، ریشه میانگین مربعات خطا( RMSE)، ضریب تبیین( CD)، کارآیی مدل( EF) و ضریب خطاي تجمعی( CRM) با یکدیگر مقایسه شدند. تجزیه و تحلیل این آماره ها نشان داد که مدل پیشنهادي LS براي برآورد عملکرد نسبی دانه در سطوح نیتروژن خاك نسبت به سایر مدل ها مناسب تر است. حال آنکه مدل پیشنهادي MB در سطوح شوري آب آبیاري و ترکیب سطوح شوري و نیتروژن توانست نسبت به دیگر مدل ها برآوردي بهتر ارائه دهد. بدین ترتیب می توان نتیجه گرفت که مدل هاي پیشنهادي با دقتی مناسب قادر به پیش بینی اثرات متقابل شوري و کمبود نیتروژن می باشند.

کلید واژه ها: شوري؛ مدل سازي؛ نیتروژن
مقدمه
بهره وري بهینه از خاك هاي شور، اهمیت زیادي در حفاظت از منابع آب و خاك دارد .**تنش شوري پس از کم آبی مهم ترین عامل کاهش تولید فرآورده هاي کشاورزي
340289452529

** برگرفته از رساله دکتري گروه خاکشناسی، دانشـگاه آزاد اسـلامی،واحد علوم و تحقیقات تهران
67763138089443

سال

سوم

/
شماره

4
/

تابستان

سال

سوم

/

شماره

4

/

تابستان

در سراسر جهان است. پهنه اراضی شور در جهان دقیقاً مشخص نیست، لیکن تا 960 میلیون هکتار تخمین زده شده است. شوري خاك بر فرآیندهاي رشد و نمو گیاهان اثري کاهنده دارد. با وجود پژوهش هاي گسترده اي که از چند دهه گذشته تاکنون در بسیاري از کشورها انجام شده، هنوز درك کاملی از مبانی بیوشیمیایی و فیزیولوژیک مقاومت به شوري توسط گیاهان وجود ندارد(2006 ,.Munns et al). واکنش معمول گیاهان به افزایشغلظت املاح محلول در ناحیه رشد ریشه شامل اثراسمزي، سمیت ویژه یونی و عدم تعادل تغذیه اي می باشد(همایی ،1381؛ جلالی و همکاران ،1389). گیاهان زراعی، باغی و دارویی از نظر تحمل نسبت به املاح محلول موجود در ناحیه رشد ریشه تا حد زیادي با هم متفاوتند. این تحمل به عواملی همچون میزان تجمع یون ها در بافت، ممانعت از ورود برخی از یون ها به درون گیاه و قابلیت تولید ترکیبات سازگارکننده براي فرآیند تطبیق اسمزي بستگی دارد( 2008 Esmaeili et al.,). یکی از اثرات اصلی تنش شوري بر گیاهان بر هم خوردن تعادل تغذیه اي و اختلال در جذب عناصر غذایی است (2009Homaee and Schmidhalter, ). پژوهش ها نشان داده که شوري از جذب بسیاري از عناصر پر مصرف و کم مصرف در گیاهان می کاهد (اسماعیلی و همکاران ،1384؛ حسینی و همکاران ،1387). در این بین نیتروژن یکی از عناصر پرمصرف بسیار ضروري است که کمبود آن باعث اختلال فراوان در رشد و نمو گیاهان می شود (1995Marschner, ). لیکن در خاك هاي شور، بنا به دلایلی چند کمبود ازت تشدید می شود (همایی ،1381).
این عوامل شامل کمبود مواد آلی، عدم رشد ناکافی ریشه ،رقابت یون هايCl و 3NO با یکدیگر براي جذب توسط ریشه، آبشویی یون 3NOاز ناحیه رشد ریشه و نبود شرایط مناسب براي تشکیل غده هاي تثبیت کننده نیتروژن در بقولات در خاك هاي شور می باشند (همایی ،1381).
معمولاً در خاك هاي شور افزون برتنش شوري، کمبود نیتروژن نیز وجود دارد. بنابراین دانستن پاسخ گیاه به هریک از عوامل محدود کننده رشد و نیز اثر متقابل این عوامل ضروري است (جلالی و همکاران) ،. بدیهی استچنانچه چگونگی پاسخ گیاه به تنش هاي هم زمان شوريو کمبود نیتروژن مشخص نباشد، ممکن است کاربردنامناسب نیتروژن باعث کاهش عملکرد و یا آلوده شدنآب هاي زیرزمینی به نیترات شود (حسینی و همکاران ،1387). Massa و همکاران (2009) اثر محیط شور ریشه را بر جذب نیترات و پتاسیم گیاه رز مورد ارزیابی دادند .یافته هاي آنان نشان داد که جذب نیترات توسط گیاه به گونه اي منفی تحت تأثیر غلظت NaCl قرار می گیرد. با این حال ،جذبK تحت تأثیر غلظت شوري قرار نگرفت. Jun-Feng و همکاران( 2010) اثرات شوري و3NO را بر رشد، مورفولوژي ریشه و جذب نیتروژن یک گیاه نمک دوست ( suaeda physophora) مورد بررسی قرار دادند. اضافه کردن 10 میلی مول بر لیتر 3NO به گونه اي معنی دار رشد ساقه و ریشه را بهبود داد و تأثیر3NO به جز در غلظت زیاد NaCl در وزن خشک ریشه چشمگیر نبود. برخی از پژوهشگران رقابت بین یون هاي Cl و 3NO براي جذب توسط گیاه را بررسی کرده اند
(2000 ,.Xu et al). رقابت بین این دو یون به پتانسیل منفی سلول هاي ریشه و بار منفی این دو یون( Cl و 3NO) و جذب آنها از طریق سیستمهاي ناقل یکسان
نسبت داده شده است (1990(Pope and Leigh., . بنابراین به هنگام وجود شوري، در شرایط شور، جذب نیتروژن کاهش و سپس رشد گیاه نیز کاهش می یابد. بدین ترتیب با افزایش ازت نیتراتی، جذب یون کلر کاهش و از اثرات زیان بار شوري کاسته می شود.
در پژوهشی Siddiqui و همکاران( 2010) گزارش کردند تحت شرایط تنش شوري، کاربرد نیتروژن باعث بهبود معنی داري در دو نوع ژنوتیپ در رابطه با صفات رشد مانند وزن خشک، پارامترهاي فیزیکوبیوشیمیایی و ویژگیهاي عملکرد می شود. ژنوتیپ هاي مقاوم به شوري ،ماکزیمم عملکرد در رشد و خصوصیات فیزیکوبیوشیمیایی را در 60 میلی گرم بر کیلوگرم نیتروژن نسبت به ژنوتیپ حساس به شوري نشان دادند.
Ramos و همکاران( 2012) تأثیر استفاده ترکیبی آبشور و کود نیتروژنی را بر روي گیاه سورگوم طیآزمایشی مورد بررسی قرار داده و بازده نزولی زیستتوده خشک و عملکرد قند بر اثر تغییرات افزاینده نیتروژنرا گزارش کردند. همچنین، استفاده از آب آبیاري شور باعث کاهش عملکرد گیاه گردید. از دیگر یافته هاي این پژوهش آن بود که افزایش جزء آبشویی باعث کاهش تنش شوري، افزایش تعرّّق، جذب نیتروژن و عملکرد زیست توده می گردد.
بدلیل گستردگی خاك ها و آب هاي شور در جهان پژوهش هاي پرشماري درباره جنبه هاي مختلف شوري با دیدگاههاي متفاوت بوسیله پژوهشگران انجام شده است .برخی از این پژوهش ها، به اصلاح این خاك ها و شوري زدایی از آنها به منظور ایجاد بستر مناسبی براي رشد گیاه پرداخته اند (پذیرا و همایی ،1385؛ اسدي و همکاران ،1391؛ 2013 Asadi et al.,). در برخی دیگر از این پژوهش ها، واکنش گیاهان به شوري یا طی کل دوره رشد و یا در مراحل مختلف رشد مورد بررسی قرار گرفته است (جلالی و همکاران 1386 الف، ب؛ 1387؛ 1388؛ سعادت و همکاران ،1384). برخی از پژوهشگران نیز موضوع شوري و سطوح مختلف آب کاربردي را مورد مطالعه قرار داده اند (کیانی و همکاران 1382؛ 1383؛ 1384 الف، ب، ج). عده اي دیگر از پژوهشگران نیز واکنش گیاهان به شوري را به صورت یک جزء از اجزاي معادله عمومی جریان آب در خاك غیراشباع از دیدگاه مدل سازي مورد مطالعه قرار داده اند( Homaee and
Schmidhalter, 2008., Homaee et al., 2002a, b, c, d). مطالعات مربوط به واکنش گیاهان به سطوح مختلف عناصر غذایی به ویژه نیتروژن در شرایط متغیر رطوبتی نیز بطوري گسترده مورد توجه پژوهشگران بوده است (همایی ،1381). در سال هاي اخیر به دلیل زیاده روي درمصرف کودهاي ازتی و اثرات زیان بار زیست محیطیناشی از آن، موضوع آبشویی نیترات و پیوستن آن بهآب هاي زیرزمینی و یا آب هاي سطحی بوسیلهپژوهشگران زیادي مورد کنکاش قرار گرفته است(قیصري و همکاران ،1385). در برخی پژوهش ها نیزشیوه بهینه کوددهی مورد بررسی قرار گرفته است (واعظی و همکاران ،1381؛ کریمی و همکاران 1384،
4273278132115

سال

سوم

/
شماره

4
/

سال

سوم



قیمت: تومان

دسته بندی : منابع آب خاک

دیدگاهتان را بنویسید