خاک و آبیاری
رشد گیاه و عوامل موثر در آن
منظور از رشد گياه توسعه تدريجي اندامهاي گياه بوده که آنرا مي توان به صورت مختلف از قبيل وزن خشک ، طول، ارتفاع يا قطر اندازه گيري نمود. در اين اندازه گيري ممکن است کل گياه مورد نظر بوده يا تنها يک قسمت نظير برگ، گل ، ميوه يا بذر آن مورد توجه باشد. در کشاورزي علمي مطالعه رشد گياه و عوامل مؤثر بر آن از اهميت خاصي برخوردار است زيرا هدف اصلي از انجام کليه عمليات کشاورزي برداشت هر چه بيشتر محصول به ازاء حداقل منابع به کار رفته است. عوامل مؤثر بر رشد گياه عبارتند از :

Aآ) درجه حرارت : درجه حرارت مناسب براي اغلب گياهان زراعي بين ۱۵ تا ۴۰ درجه سانتي گراد است. در درجه حرارتهاي بالاتر يا پايين تر از اين، مقدار رشد به شدت کاهش مي يابد. حرارت بر فعاليت هاي گياهي نظير فتوسنتز (کربن گيري) ، قابليت نفوذ ديواره يافته، جذب آب و مواد غذايي، تعرق، فعاليت آنزيمي و انعقاد پروتئين تأثير مي گذارد.

Bب) رطوبت : آب در گياهان براي ساختن کربوهيدراتها، نگهداري شادابي پروتوپلاسم و همچنين براي نقل و انتقال عناصر غذايي لازمست. کمبود آب باعث کاهش تقسيم ياخته اي و کوچک ماندن ياخته ها مي شود. هم خشکي خاک و هم خيسي بيش از حد آن به رشد گياه صدمه مي زند.
انرژي تابشي :

کيفيت، شدت و طول مدت روشنايي بر رشد اثر مي گذارد. منظور از کيفيت نور طول موج غالب آن است. آزمايشات نشان داده که گر چه طيف کامل نور سفيد براي اغلب گياهان مناسب است ولي رنگ هاي مختلف مي تواند اثرات مختلفي بر رشد داشته باشند. ازمايشات در مورد شدت نور روز قادر به رشد کامل خود مي باشند. البته احتياجات گياهان مختلف از اين متفاوت بوده و برخي به شدتهاي نور بيشتري احتياج دارند. طول مدت روشنايي از عواملي ات که به نحو چشمگيري در رشد گياه مؤثر است.

گياهان را از اين نظر به ۳ دسته روز بلند، روز کوتاه و حد واسط تقسيم مي کنند. گياهان روز بلند گياهاني هستند که فقط در صورتي به گل مي نشينند که زمان روشنايي مساوي يا درازتر از مدت معيني باشد. اگر زمان روشنايي از اين مدت کوتاهتر باشد، اين گياهان فقط به رشد سبزينه اي خود ادامه مي دهند. شبدر و غلات جزء اين گروه مي باشند.

گياهان روز کوتاه به آن دسته از گياهان اطلاق مي شود که فقط در صورتي گل مي دهند که زمان روشنايي مساوي يا کوتاهتر از مدت معيني باشد. بعضي از ارقام توتون روز کوتاه هستند. از گياهان حد واسط مي توان به پنبه اشاره کرد. با کنترل اين عوامل مي توان گياهان را خارج از فصل يا خارج از نقطه جغرافيايي اصلي وادار به گل دادن نمود.
ترکيب اتمسفر :

گاز کربنيک براي انجام عمل فتوسنتز گياهان لازمست . غلظت اين گاز در اتمسفر حدود ۰۳/۰ درصد است. آزمايشات نشان داده اند که به طور کلي غلظت هاي تا چند برابر اين مقدار مي تواند اثر مثبت بر رشد گياه داشته باشند. با کنترل غلظت گاز کربنيک در گلخانه مي توان محصول برخي گياهان را به طور قابل ملاحظه اي افزايش داد.
ترکيب هوااي خاک : غلظت گاز اکسيژن در هواي خاک مي تواند بر رشد ريشه در نتيجه رشد قسمت هاي هوايي گياه تأثير بگذارد. از آنجا که تراکم خاک (ازدياد وزن مخصوص ظاهري) مي تواند در وضعيت تهويه خاک در نتيجه غلظت گاز اکسيژن مؤثر باشد به خوبي مي توان دريافت که عامل ساختمان خاک مي تواند نقش مهمي در رشد گياه داشته باشد. رطوبت خاک نيز با اشغال فضاهاي خالي مي تواند در کاهش غلظت اکسيژن در خاک مؤثر باشد. هر چه رطوبت خاک بيشتر باشد هواي خاک کمتر و سرعت تعويض آن با هواي اتمسفر کندتر است.
البته برخي گياهان نظير برنج در شرايطي که خاک از رطوبت اشباع باشد نيز به رشد خود ادامه مي دهند.
واکنش خاک :
PH خاک به طور قابل ملاحظه اي بر قابليت استفاده عناصر غذايي خاک اثر مي گذارد و از اين طريق مي توان بر رشد گياه مؤثر واقع شود. راجع به اثر PH بررشد گياه در فصل خواص شيمياي خاک صحبت شد.
موجودات زنده :
منظور از موجودات زنده در اين بخش، وجود عوامل بيماري زايي است که در فصل خواص بيولوژيکي درباره آن صحبت شد. اين گونه عوامل بيماري زا مسلماً مي تواند محدوديت زيادي در رشد گياه ايجاد کنند. از طرف ديگر وجود موجودات زنده ريزي که سبب تثبيت ازت و يا بيشتر قابل استفاده شدن فسفر مي شود طبعاً به رشد گياه کمک مي کنند. حشرات وآفات مختلف نيز مي توانند با حمله به گياه مانعي در راه رسيدن به حداکثر رشد گياه ايجاد کنند. وجود علف هاي هرز يا در مزرعه مي تواند با رقابت بر مواد غذايي و آب محدودريت هايي را در رشد گياه سبب شوند.
عناصر غذايي :

حيات گياهان و رشد آنها مستلزم جذب برخي عناصر نظير کربن، هيدروژن، اکسيژن، ازت فسفر و غيره مي باشد.
عدم وجود مواد مانع رشد : به طور کلي مي توان کليه عناصر در صورتي که غلظت شان در محيط ريشه از حد معيني تجاوز نکند مانع رشد گياه مي شوند. البته بعضي عناصر نظير آلومينيوم حتي در غلظت هايکم قادر به جلوگيري از رشد مي باشند. از جمله عناصر سمي ديگر مي توان به نيکل و جيوه اشاره کرد. برخي مواد شيميايي مانند فنل نيز داراي خاصيت سمي مي باشند. بايد توجه داشت که کليه عوامل ذکر شده در بالا در رشد گياه مؤثر بوده و براي رسيدن به حاکثر محصول هر يک از اين عوامل در حد مناسب خود باشند.

در مباحث مربوط به حاصلخيزي خاک فقط به عناصر غذايي و عوامل مؤثر در قابليت استفاده آنان براي گياه صحبت شده و فرض مي شود که ساير عوامل مؤثر در رشد در حد کفايت مي باشد.
عناصر غذايي ضروري گياه :

يک عنصر بايد داراي خصوصيات زير باشد تا به عنوان يک عنصر ضروري گياه شناخته شود.
۱) کمبود عنصر تکميل مراحل سبزينه اي يا توليد مثل را غيرممکن سازد
۲)علائم کمبود عنصر مورد نياز فقط با دادن آن عنصر برطرف گردد

۳) عنصر به طور مستقيم در تغذيه گياه دخيل بوده و اثر آن مربوط به اصلاح شرايط ميکروبيولوژيکي يا شيميايي محيط رشد نباشد.

حداقل ۱۶ عنصر براي رشد گياه ضروري تشخيص داده شده اند.اين شاندزه عنصر عبارتند از :
کربن – هيدروژن – اکسيژن – ازت – فسفر – پتاسيم – کلسيم – منيزيوم – گوگرد – آهن – روي – مس – منگنز – بر – موليبدن و کلر
هم اکنون ضرورت ۴ عنصر ديگر يعني سديم، کبالت و اناديوم و سيليسيوم نيز براي برخي گياهان به اثبات رسيده است. عناصري که در ليست عناصر ضروري قرار دارد همگي براي رشد گياهان لازم بوده و اهميت هيچ کدام از ديگري کمتر نبوده ولي مقدار لازم آنها براي رشد با يکديگر تفاوت بسيار دارد. عناصري که در ليست عناصر ضروري قرار دارند همگي براي رشد گياهان لازم بوده و اهميت هيچ کدام از ديگري کمتر نبوده ولي مقدار لازم آنها براي رشد با يکديگر تفاوت بسيار دارد. کربن – هيدروژن – اکسيژن – ازت – فسفر – پتاسيم – کلسيم – منيزيوم – گوگرد در مقادير زياد توسط گياهان مصرف شده اند لذا آنها را عناصر غذايي

پرمصرف مي نامند و بقيه را عناصر کم مصرف مي نامند. عنصر کربن به صورت گاز کربنيک از هوا جذب مي شود. اکسيژن و هيدروژن نيز از آب خاک تأمين مي گردند. بقيه عناصر ضروري توسط ريشه از خاک جذب مي شود. مقدار کمي از کربن و اکسيژن ممکنست به صورت کربنات از خاک جذب شود. مقداري گوگرد نيز ممکنست به صورت گاز انيدريد سولفور و از طريق برگها جذب شود.

نقش عناصر غذايي در گياه و علائم کمبود آن :
۳ عنصر کربن، هيدروژن و اکسيژن در ساختمان کربوهيدراتها، پروتئين ها، چربيها و ساير ترکيبات آلي دخالت دارد. بنابراين ۳ عنصر مذکور تشکيل دهنده اصلي بافتهاي گياهي مي باشند.
ازت : اين عنصر يکي از اجزاء سازنده هر يافته بوده و پروتئين هايي که به منزله آنزيم عمل مي کنند و همچنين در ساختمان مولکول کلروفيل دخالت مستقيم دارد.
مقدار ازت در قسمت هاي جوان در حال رشد به مراتب بيشتر از مقدارآن در بافتهاي گياهي مسن تر مي باشد. ازت مخصوصاً در برگها و دانه ها به مقدار فراوان يافت مي شود. مقدار ازت در بافت هاي گياهي حدود ۱ تا ۵ درصد وزن خشک آن مي باشد.
شکل های قابل جذب آن برای گیاهان آنیون نیترات کاتیون آمونیوم و ترکیب اوره می باشد. کمبود ازت سبب توقف رشد گياه و زردي رنگ آن مي شود. اين رنگ زرد ابتدا از برگهاي پائيني (برگهاي مسن گياه) شروع مي شود و اين در حالي است که برگهاي بالايي (برگهاي جوان) همچنان سبز مي مانند. زيادي ازت نسبت به عناصر ديگر نظير فسفر، پتاسيم و گوگرد مي تواند سبب طولاني شدن دوره رشد وبه تأخير افتادن بلوغ گياه شود.

فسفر :
اين عنصر جزء مهم ساختماني ترکيباتي نظر اسيد نوکلئيک ها، کوآنزيم ها، نوکلئتيدها، فسفو پروتئين ها و فسفو ليپيدها مي باشد.
مهمترين وظيفه فسفر در گياه نقش آن در ذخيره سازي و انتقال انرژي است. غلظت فسفر در بيشتر گياهان در حدود ۱/۰ تا ۴/۰ درصد وزن خشک گياه مي باشد.
وجود مقادير کافي فسفر سبب ازدياد رشد گياه مي گردد. فسفر کافي، همچنين باعث زودرسي محصول به خصوص در غلات مي گردد. فسفر نيز عنصري متحرک مي باشد و کمبود آن سبب کاهش شديد در رشد کلي مي گرد. ظهور رنگ ارغواني در برگهاي مسن يکي ديگر از علائم کمبود فسفر مي باشد.
پتاسيم :

پتاسيم به صورت يون متحرکي در گياه وجود داشته و عمدتاً ماهيت کاتاليزوري دارد. از وظايف آن مي توان به فعال نمودن آنزيمها و تنظيم روابط آبي و گياه، تنظيم روابط انرژي، انتقال مواد ساخته شده گياهي، جذب ازت و فسفر پروتئين و سنتز نشاسته را نام برد. پتاسيم عنصري متحرک بوده و علائم کمبود آن در برگهاي پائيني ظاهر مي شود. اين علائم در اغلب گياهان به صورت سوختگي برگ است که به تدريج از نوک و لبه هاي برگ و به طرف و داخل برگ پيشرفت مي کند.
کلسيم :

نقش مهمي در ساختمان و نفوذ پذيري غشاء ياخته داشته – در تقسيم ياخته و دراز شدن آن ضروري مي باشد ولي در فعال کردن آنزيمها نقش عمده اي ندارد. اين عنصر جذب ازت نيتراتي را زيادتر نموده و در متابوليسم ازت دخيل بوده و مقدار آن در برگ بيشتر است.
به صورت يون کلسيم دو ظرفيتي جذب گياه شده و به همين صورت نيز در شيره ياخته يافت مي شود. کلسيم را به طور کلي عنصري غيرمتحرک مي دانند . کمبود آن از توسعه جوانه انتهايي و نوک ريشه جلوگيري مي کند. به دليل توقف فعاليت مريستمي، رشد گياه در غياب کلسيم متوقف مي گردد. بارزترين علامت کمبود آن اختلال در بافت هاي ذخيره اي ميوه جات و سبزيجات است.

منيزيوم :
جزيي از مولکول کلروفيل مي باشد و قريب ۱۵ تا ۲۰ درصد منيزيوم گياه صرف تشکيل کلروفيل مي شود. در فعال نمودن برخي آنزيم ها دخالت دارد.
منيزيوم در سنتز روغن در گياه نقش دارد. منيزيوم عمدتاً عنصر متحرک بوده و لذا علائم کمبود آن اغلب از برگهاي پاييني گياه شروع مي شود. در بيشتر گونه هاي گياهي کمبود آن سبب از بين رفتن رنگ بين رگبرگها شده ولي خود رگبرگها سبز باقي مي مانند. در مراحل پيشرفته کمبود، تمامي برگ به طور يکنواختي زرد کمرنگ شده سپس قهوه اي شده و مي ميرد.
گوگرد :

شايد مهمترين نقش گوگرد سنتزآمينو اسيدهاي گوگرددار باشد. تقريباً ۹۰ درصد گوگرد در گياه به اين صورت درمي آيد. گوگرد چه جزء ساختمان هاي کلروفيل نيست ولي براي آن لازم است. اين عنصر در توليد روغن گياهي نيز دخيل مي باشد. غلظت گوگرد در گياه بين ۱/۰ تا ۴/۰ درصد وزن خشک است. گوگرد ظاهراً عنصر غيرمتحرک مي باشد.

کمبود آن اثر شديدي بر توقف رشد گياه داشته و گياهاني که از کمبود اين عنصر رنج مي برند به طور يکنواختي رنگ پريده و داراي توقف رشد بوده و داراي ساقه هاي نازک دوکي شکل مي باشند. در بسياري از گياهان علائم کمبود آن شبيه علائم کمبود ازت است با اين تفاوت که در مورد گوگرد قسمت هاي جوان بيشتر مبتلا مي باشند

فرسايش خاک و کنترل آن
فرسايش خاک عبارتست از انتقال خاک توسط عواملي نظير آب و باد. شايد هيچ پديده ديگري مخرب تر از فرسايش را نتوان در خاک هاي دنيا نام برد. اين عمل منجر به از دست رفتن آب و عناصر غذايي خاک گرديده و از همه بدتر اينکه خود خاک را از بين مي برد. خاک فرسايش يافته از يک محل به محل ديگر منتقل شده و درآنجا نيز سبب تخريب مزارع و پرشدن قلاتها گرديده و مواد محلول آن نظير کودهاي شيميايي و علف کشها و غيره نيز نهايتاً سبب آلوده کردن آبهامي شود.
دو عامل مهم فرسايش يکي آب و ديگري باد مي باشد. از دست رفتن خاک ممکن است به صورت فرسايش سطحي، فرسايش شياري يا فرسايش آبکندي اتلاف خاک به صورتي است که شيارهاي عميق در سطح مزرعه به جاي گذاشته مي شود.
فرسايش آبي :

آب باران پس از رسيدن به سطح زمين قسمتي وارد خاک مي شود و قسمت ديگر در سطح خاک به صورت هرز آب جاري مي گردد. البته قسمتي نيز تبخير مي شود. همين هرز آب سبب فرسايش خاک و در صورت زياد بودن مقدار آن باعث جاري شدن سيل مي گردد.
مضرات فرسايش آبي عبارتند از :

الف)از دست رفتن خاک رو (سطح الارضي) که غني ترين قسمت خاک از نظر مواد غذايي گياهان بوده و مناسب ترين لايه خاک از نظر شرايط فيزيکي رشد گياه است. اين عمل باعث کم شدن حاصلخيزي خاک و کمي رشد گياه شده که خود عللي در تشديد فرسايش آبي و بادي است.
ب) پوشيده شدن مزارع و قات هاي پايين دست توسط گل و لاي

ج) زياد شدن رسوبات در درياچه پشت سدها که باعث کوتاهي عمر سد مي گردد
د) رشد گياهان آبزي درياچه پشت سدها، خاک هاي شسته شده به داخل درياچه پشت سد باعث افزوده شدن مواد غذايي مختلف به آب درياچه گرديده و سبب ازديا رشد گياهان آبزي مثل جلبک ها شده و آلودگي آب و ايجاد اشکال در کانالهاي آبياري را باعث مي گردد.

عمل فرسايش آبي را مي توان شامل دو مرحله دانست. يکي شکسته شدن خاکدانه و جدا شدن ذرات خاک از يکديگر و ديگري که به دنبال مرحله اول مي آيد حمل ذرات جدا شده توسط هرز آب مي باشد. در طي مرحله اول، ذرات ريز رس در نتيجه برخورد قطرات باران متراکم شده و با کم شدن خلل و فرج خاک و يا ريزتر شدن آنها قابليت نفوذ خاک نسبت به آن کمتر شده و اين خود سبب مي شود که بخش بزرگتري از باران وارده به خاک به صورت هرز آب جاري شود. در مرحله دوم ذرات جدا شده با آب حمل شد و فرسايش سطحي يا شياري صورت مي گيرد. حالات شديد و نهايي مرحله دوم ممکنست منجر به ايجاد آبکندها گردد.

روش هاي مبارزه با فرسايش آبي :
الف) ايجاد پوشش گياهي يا تقويت پوشش زنده خاک که بيشتر به منظور پيشگيري مي گيرد. درصورتي که بايد امکاناتي فراهم کرد تا سطح هاي فرسايش يافته ترميم گردد.

ب) سکوبندي : اين روش در نواحي شيب دار صورت مي گيرد و منظور از ايجاد سکو از بين بردن شيب زمين به وسيله پله بعدي است. چون غرض از مبارزه با فرسايش آبي جلوگيري از نشت جريان آب در سطح زمين و نفوذ دادن بيشتر آن در خاک است. دامنه کوهها را که ممکن است شيب ملايم داشته باشد، به صورت پله هاي پهن يا تخت هايي که همانند سکو باشد در مي آورند.

 

ج) چپر سازي و شمع کوبي و سنگ چيني : اين روش بيشتر براي نقاطي از سطح کوه که شيب آن زياد و جنس زمين طوري است که دائم تخريب مي شود و ريزش مي کند مناسب مي باشد. البته در روش سکوبندي هم گاهي به جاي ديواره سنگ چين در پاي سکو، از شمع کوبي استفاده مي شود با اين تفاوت که در آنجا براي جلوگيري از ريزش خاک خاک سکو ولي در اينجا در روش چپر سازي و شمع کوبي که معمولاً امکان ايجاد سکو نيست، وسيله اي براي جلوگيري از ريزش خاک سکو ولي در اينجا در روش چپرسازي و شمع کوبي که معمولاً امکان ايجاد سکونيست، وسيله اي براي جلوگيري از ريزش خاک و سنگ دامنه هاي پرشيب کوه است. چپر و شمع ها را بيشتر سرشاخه هاي درختي تشکيل مي دهد.

د)احداث سدهاي خشکه چين : در نواحي که سنگ زياد است معمولاً براي جلوگيري از فرسايش زمين و همچنين مرمت سطح هاي فرسايش يافته در دامنه کوه ها از سنگ هاي آن محل سدهاي کوچکي در نقاط فرسايش يافته به ويژه در داخل آبراهه ها مي سازند که به سد خشکه چين معروف است. اين سدها مانع از جريان شديد آب مي شود و با ايستادن آب در پشت آن به نفوذ دادن آب در زمين کمک مي کند که در نتيجه مانع از فرسايش خاک هم مي شود. ۵)ا يجاد بانکت : منظور احداث جويها يا حفره هاي در روي خطوط ميزان در سطح دامنه هاي کوه يا نقاط پرشيب است. عمل بانکت ها جمع کردن آبهاي برف و باران و کاهش سرعت آن و همچنين نفوذ دادن آنها به زمين است.
عوامل مؤثر بر فرسايش آبي :
۱) آب و هوا
۲) پستي و بلندي : درجه شيب و طول شيب از عوامل مؤثر بر فرسايش است
۳) پوشش گياهي : وجود پوشش گياهي به خصوص گياهان علفي با ريشه افشان سبب فرسايش کمتر خاک مي گردد.
علت اين موضوع به دلايل زير است :
) جلوگيري از ضربات قطرات بارانA
) گرفتن قسمتي از آب باران روي شاخ و برگ و ممانعت از رسيدن به خاک B
) کم کردن سرعت آب در روي شيبC
) اثر ريشه در گرانول کردن خاک و ازدياد قابليت نفوذ آنD
) خشک کردن خاک در نتيجه تبخير و تعرق آب و ازدياد نفوذ پذيري E
4) خصوصيات خاک مثل نفوذپذيري و مقاومت خاکدانه
فرسايش بادي :
باد نيز قدرت فرسايندگي و حمل کنندگي فوق العاده دارد و لذا مي تواند عامل مهم فرسايش به خصوص در مناطق خشک باشد. مضرات فرسايش بادي :
۱) از بين رفتن خاک سطحي يا همان مضراتي که در مورد فرسايش آبي گفته شد
۲) کم کردن ميزان نقش فتوسنتز (کربن گيري) در نتيجه پوشيده شدن برگ ها يا خاک
۳) پوشانيدن جاده ها، آبادي ها، چاه ها و قنات ها توسط شن روان
۴) زياد کردن ميزان گرد و خاک هوا که سبب بروز بيماري هاي تنفسي و چشمي مي گردد.
۵) اثر روي وسايل صنعتي : گرد و خاک هواي باعث استهلاک سريعتر ماشين آلات، کارخانه ها، اتومبيل ها و غيره مي شود.