ديمكاري

كلمه ديم در اصل عربي است و در فرهنگ لغت تعريف آن اين است :
باراني كه هميشه مي بارد در آرامش ، بدون رعد و برق يا درنگ مي كند ۵ يا ۶ روز .
در فارسي هم اين كلمه را به شكلهاي مختلف داريم . ديمي ، ديمه و …. كه به كار گرفته مي شوند . كلا ديمكاري به معناي زراعت خودرو يا زراعتي كه از آب باران استفاده نمايد و برعكس زراعت آبي آورده شده است . در اصطلاح عاميانه از كلمه ديمي در معني بي مطالعه و الكي انجام دادن يك كار است كه اين معني شايد براي اكثر ديمزارهاي كشور ما نيز صادق باشد و كشاورزان هم ديمكاري را با ديمي كاري اشتباه گرفته اند .

در انگليسي اصطلاحي كه براي ديمكاري در نظر گرفته اند است .
اختلاف بين بارندگي و آب باران :
بارندگي كليه نزولات آسماني است ، برف ، بارن ، تگرگ و … و اصطلاح آن Pereipitation است .
باران : كلمه Rain fall اصطلاح آن است و تعريف آن فقط همان باران تنهاست .
كل متوسط بارندگي در جهان ۸۶۰ ميلي متر مي باشد . ميانگين بارندگي ساليانه در آسيا ۶۴۵ ميلي متر و ميانگين بارندگي ساليانه در ايران ۲۲۴ ميلي متر است . به آمار كه توجه نماييم ميانگين بارندگي ايران يك چهارم جهان بوده و جزء مناطق خشك جهان است . كل نزولات ساليانه در ايران ۳۳۵ ميليارد متر مكعب بارندگي است .
ميزان تبخير ۲۴۲ ميلياردمتر مكعب و نفوذ در خاك ۲۱ ميليارد متر مكعب و بقيه آن هرزآب و روان آب است . هدف اين است كه از تبخير جلوگيري شود كه آب كمتري از دسترس خارج شود . از نظر فرسايش ايران دومين كشور در جهان بعد از اتيوپي مي باشد . ( فرسايش خاكي ) اين مشكل و فاجعه اي است ، چرا كه خاك مدت زمان زيادي را براي تشكيل شدن نياز دارد . متوسط راندمان آبياري در كشور ما ۳۰ درصد است و به همين دليل ديمكاري يعني استفاده مفيد از آب باران براي ما بسيار مهم بوده و مشكل اصلي ديمكاري در ايران نحوه غلط استفاده ازآب و نزولات جوي مي باشد .

كل اراضي قابل كشت در ايران ۳/۲۶ ميليون هكتار است . كل اراضي كشت آبي حدود ۷/۱۱ ميليون هكتار و كل اراضي كشت ديم ۶/۱۴ ميليون هكتار است . از اين مقدار كل اراضي زير كشت رفته ۶/۱۵ ميليون هكتار مي باشد . اراضي آبي زير كشت ۸/۶ ميليون هكتار و اراضي ديم زير كشت رفته ۸/۸ ميليون هكتار است . كل اراضي آيش ۹ ميليون هكتار و باغات ۷/۱ ميليون هكتار است.
در ديم كاري در ايران ، گندم و جو در درجه اول كشت مي شوند . حبوبات مثل نخود و عدس و هندوانه ، زيره سبز ، آفتابگردان و …. در رده هاي بعدي هستند . كمترين مقدار عملكرد ديم گندم در بندر بوشهر به ميزان ۲۵۰ كيلوگرم در هكتار گزارش شده است ، در حاليكه متوسط عملكرد ديم در استراليا ۲۰۰۰ كيلوگرم در هكتار است .
براساس ميزان بارندگي ساليانه اقليم ها را تقسيم بندي نموده اند . به شرح زير :
۱ – مناطق خشك : متوسط بارندگي ساليانه كمتر از ۲۵۰ ميلي متر .
۲ – مناطق نيمه خشك : متوسط بارندگي ساليانه بين ۲۵۰ ميلي متر تا ۵۰۰ ميلي متر .
۳ – مناطق نيمه مرطوب : متوسط بارندگي بين ۵۰۰ تا ۷۰۰ ميلي متر .
۴ – مناطق مرطوب : متوسط بارندگي بيش از ۷۰۰ ميلي متر .
بر اساس همين تقسيم بندي در ايران ۷۴ درصد مساحت كل آن در مناطق خشك ، مثل كوير مركزي و … ۱۷ درصد مساحت كشور جزء مناطق نيمه خشك است مثل خراسان و ۶ درصد مساحت آن جزء مناطق نيمه مرطوب است مثل قسمتي از حاشيه درياي مازندران طرف شرق و حاشيه كوههاي زاگرس و ۳ درصد مساحت كشور جزء مناطق مرطوبند ، كه در حاشيه درياي مازندران هستند . با بارندگي كمتر از ۲۰۰ ميلي متر هيچ محصولي شانس موفقيت نداشته و

عمليات ديمكاري در مناطقي كه ميانگين بارندگي بين ۲۵۰ تا ۵۰۰ ميلي متر باشد انجام مي گيرد .
( پشت صفحه ۱ : بارشها براساس مدت طبقه بندي مي كنند . بطور كلي بارشها به انواع كوتاه ، متوسط و دراز مدت تقسيم مي شوند . بارانهاي كمتر از ۶ ساعت كوتاه مدت ، بين ۶ تا ۲۴ ساعت بارانهاي با مدت متوسط و به بارانهايي كه بيش از يك روز دوام داشته باشند دراز مدت گفته مي شود )
دلايل و علل پيدايش مناطق خشك در جهان :
۱ – دور بودن از درياها و اقيانوس ها

۲ – وجود موانع فيزيكي مثل كوهها كه اجازه نمي دهند ابرهاي باران زا به قسمتهاي ديگر كشور بروند .
۳ – وجود بادهاي گرم كه باعث خروج توده هاي هوا از منطقه مي شوند .
۴ – وجود توده هاي خشك و پايدار هوا كه مانع از جريانهاي كنوكسيون مي شوند .
در كشور ما دو عامل اول از موانع اصلي اند .
رطوبت نسبي : ميزان رطوبت موجود در هوا تقسيم بر ميزان حداكثر رطوبتي كه همان حجم هوا در يك درجه حرارت ثابت مي تواند داشته باشد .
نقطه شبنم : وقتي كه ظرفيت رطوبت هوا به حدي كاهش مي يابد كه مقداري از بخار آب موجود در آن به صورت قطرات آب ريزش كند مي گوييم هوا به نقطه شبنم رسيده است .
به كوههاي مانند البرز كه در مجاورت مناطق مرطوب آبي باشند و از حركت توده هاي هوا اشباع از بخار آب به مناطق پشت خود جلوگيري كنند سايبان بارندگي گفته مي شود .

خصوصيات بارندگي در ايران :
پر باران ترين مناطق ايران در شمال و غرب كشورمان است . پر باران ترين منطقه كشور بندر انزلي با ميانگين ساليانه ۲۰۰۰ ميلي متر در سال و كم باران ترين منطقه كشور كوير مركزي با ميانگين بارندگي ساليانه كمتر از ۵۰ ميلي متر است . هرچه از طرف غرب به طرف شرق برويم از ميزان بارندگي كاسته مي شود و هر چه از شمال به سمت جنوب حركت كنيم باز هم بارندگي كمتر مي گردد . مناطق شمالي كشور داراي ثبات بارندگي بيشتر هستند .
ضريب تغيير :
ضريب تغيير بارندگي در شمال چيزي حدود ۱۵ درصد مي باشد ولي در مناطق ديگر حدود ۴۵ درصد است . هرچه اين ضريب كمتر باشد به بارندگي بيشتر اعتماد پيدا مي كنيم و هرچه مقدار cv بيشتر شود اعتماد به بارندگي كمتر است . مثل تغييرات بارندگي در بندر انزلي كه بين ۱۷۰۰ تا ۲۳۰۰ ميلي متر است .

پس cv كمتر ثبات بارندگي بيشتر و cv بيشتر ثبات بارندگي كمتر كه در بندر انزلي cv آن ۳۰۰ ميلي متر است .(۳۰۰ تا ۲۰۰۰ )
Cv هرچه كمتر ميزان تغييرات بارندگي از يك سال به سال ديگر كمتر و هرچه cv بيشتر باشد تغييرات بارندگي از يك سال به سال ديگر بيشتر است .
بارندگي چهار خصوصيت دارد :
۱- مدت بارندگي ۲ – مقدار بارندگي ۳ – شدت بارندگي ۴ – احتمال وقوع بارندگي
۱ – مدت بارندگي : عبارت است از شروع بارندگي تا پايان بارندگي ( شروع تا اتمام يك بارندگي )
۲ – مقدار بارندگي : مقدارآب نازل شده طي مدت بارندگي را مقدار آب بارندگي مي گويند . (برحسب mm)
3 – شدت بارندگي : مقدار ارتفاع بارش به مدت زمان بارندگي :

شدت بارندگي خصوصيت مهم يك بارندگي است . حال اين شدت تا چه مقداري مناسب است يا تا چه مقدار نامناسب ؟ اگر شدت بارندگي كمتر يا مساوي نفوذ آب در خاك باشد مناسب ولي اگر بيشتر شد باعث فرسايش يا روان آب مي شود . (منحني توضيح داده شود)
۴ – احتمال وقوع بارندگي : برآورد احتمال وقوع مقدار مشخصي بارندگي در يك منطقه بر حسب درصد را احتمال بارندگي گويند .بايد ديد محصولي را كه ديم مي كاريم با چه درصدي مي شود روي آن حساب كرد و با چه درصدي نمي شود . حال بايد برآورد كنيم كه در مشهد در فروردين ماه چقدر باران خواهد باريد .

در ۱۹ سال مثلا بارندگي فروردين مشهد را به ترتيب از بيشترين به كمترين مرتب مي كنيم :
۱- ۸۶ ۱۱- ۶۸ تعداد سالها = n
2- 85 12- 68 احتمال وقوع بارندگي = P
3- 84 13- 66 تعداد سالهاي استفاده شده از باران =
۴- ۷۹ ۱۴- ۶۴
۵- ۷۸ ۱۵- ۶۰
۶- ۷۸ ۱۶- ۶۰
۷- ۷۶ ۱۷- ۵۹
۸- ۷۵ ۱۸- ۵۹
۹- ۷۴ ۱۹- ۵۸
۱۰- ۷۴
مثلا ميخواهيم بدانيم احتمال اينكه ۷۹ ميلي متر يا بيشتر در مشهد باراندگي داشته باشيم چقدر است ؟
پس احتمال ۲۰% خواهد بود .
استفاده از احتمال وقوع بارندگي اين است كه مي توانيم گياهي را مناسب با ميزان آبي كه در مشهد به صورت بارندگي موجود است بكاريم . مثلا گياه ما بايد گياهي باشد كه با احتمال ۷۵% بتواند با ۶۰ ميلي متر آب بسازد . ( در ديمكاري بهتر است كه احتمال ۷۵ % درصد را در نظر بگيريم يعني ۷۵ سال موفقيت و ۲۵ سال شكست ) .

ست چرا كه ممكن است در يك سال باران زماني ببارد كه گياه ما به آب نيازي نداشته باشد و يا يك سال زماني ببارد بيشتر براي گياه ما مفيد باشد . پس يك مشخصه مناسبي نيست .
باران موثر : مقدار باران نازل شده كه مورد استفاده قرار گيرد كه معمولا به بارندگي كه حداقل ۱۰ تا ۱۵ سانتي متر خاك را خيس كند باران موثر مي گوئيم و يا ميزان بارندگي در هر نوبت ۲۰ تا ۵۰ ميلي متر باشد .
درجه تاثير بارندگي : رابطه بين زمان نزول باران و رشد گياه را مشخص مي كند يعني تاثير بارن در رشد گياه چقدر است . يعني در هر مرحله از رشد گياه چقدر تاثير دارد كه باعث بهبود عملكرد گياه مي شود .
شدت بارش وقتي بيشتر از سرعت نفوذ آب در خاك باشد مناسب نيست و شدت بارشي مطلوب است كه كمتر و يا حداكثر مساوي با سرعت نفوذ آب در خاك باشد . علاوه بر وضعيت آب و هوايي و ميزان بارندگي ساليانه كه از مهمترين عوامل افزايش توليد در زراعت ديم هستند عوامل ديگري كه مي تواند در افزايش توليد در زراعت ديم موثر باشند عبارند از :
۱-خصوصيات خاك زراعي
۲- ماشين آلات و ادوات كار در ارتباط با زراعت ديم
۳- طرز تهيه زمين و روش كار در زراعت ديم به منظور ذخيره سازي رطوبت در خاك
۴ – استفاده صحيح و به موقع از نهاده ها در زراعت ديم
۵ – مبارزه با علفهاي هرز

قبل از بيان خصوصيات خاك زراعي بي مناسب نيست كه ذكر شود كه خاك يكي از منابع طبيعي بسيار مهم براي زندگي و بقاء انسان و حيوان به شمار مي آيد و بجز هوا و گرما آنچه كه در اختيار بشر است از خاك حاصل مي شود . خاك از تجزيه و تخريب سنگهاي مادر تحت تاثير عوامل مختلف محيطي مانند آب و هوا ، پستي و بلندي و فعاليت موجودات زنده با گذشت زمانهاي بسيار طولاني بري زيست و حيات بوجود آمده است . دانشمندان علوم خاكشناسي معتقدند كه براي تشكيل يك سانتي متر خاك زراعتي ۷۰۰ تا ۱۰۰۰ سال زمان لازم است و بنابراين دوام و بقاء انسان به اين چند سانتي متر خاك بستگي دارد و در واقع خاك اساس و بنيان كشاورزي است .
خصوصيات خاك در مناطق خشك و نيمه خشك :
همانطور كه گفتيم آب نقش حياتي و حساس در توسعه و تكامل خاك دارد . بنابراين در مناطق خشك و نيمه خشك كه با كمبود آب روبرو هستيم فرآيند خاكزايي به كندي صورت مي گيرد . فعاليتهاي خاكزايي كه عوامل متعددي در آنها دخالت دارند سبب مي شود كه تجزيه و تخريب سنگهاي مادري و تبديل آنها به خاك انجام پذيرد . در فعاليتهاي خاكزايي دو عامل اساسي بايد وجود داشته باشد . يكي آب و يكي درجه حرارت مناسب . در مناطق خشك و نيمه خشك به علت اينكه در بيشتر مواقع آب كافي در دسترس نيست طول مدت فعاليتها كوتاهتر و در نتيجه توسعه خاك كندتر صورت مي گيرد . اين مسئله باعث بوجود آمدن ويژگي تمام خاكهاي مناطق خشك يعني كم بودن عمق خاك مي گردد . از طرفي به علت عدم رطوبت كافي و نبودن پوشش گياهي مناسب فرسايش در اين مناطق شديدتر انجام مي گيرد و همان خاك كم عمق تر هم در معرض فرسايش و نابودي قرار مي گيرد . به همين دليل توصيه مي كنيم كه خاكهاي اين مناطق شخم خيلي عميق نخورند . از نظر شيميايي كانيهاي رسي سازنده اين خاكها از نوع ايليت و مونت موريلونيت كه كانيهاي اصلي رسها در مناطق خشك هستند مي باشند . اين كانيها ظرفيت تبادل كاتيوني زيادي دارند . در اين خاكها به علت كمبود بارندگي شستشوي املاح خيلي كند انجام مي

شود و در نتيجه اين كاتيونهاي تبادلي در سطح خاك باقي مانده و مقدار آنها در خاك زياد مي شود . اين مسئله موجب بالا رفتن اسيديته ( ) خاك مي شود و خاك قليايي مي گردد . البته معمولا PH آنقدر زياد نيست كه مشكلي از نظر رشد گياهان ايجاد كند ولي بالا رفتن PH تاثيرش بر روي قابليت دسترسي به عناصر توسط گياه مي شود . اكثر عناصر كم مصرف مثل آهن ، روي ، مس و بعضي از عناصر پر مصرف مثل فسفر در PH هاي قليايي غير قابل جذب هستند . اگر PH اسيدي باشد املاح پتاسيم ، شسته شده از دسترس گياه خارج مي شود ، در حالي كه در PH هاي قليايي مقدار پتاسيم در خاك زياد بوده و حتي در مقابل آبشويي مقاومت نشان مي دهند .

طبق نمودار هرقدر بارندگي كم شود خاك زياد مي شود . نمودار :
از نظر مواد آلي عمدتا مواد آلي منبعشان در خاك است . در مناطق خشك و نيمه خشك كه ميزان بارندگي كم است پوشش گياهي نيز ناچيز و بازگشت بقاياي گياهي به خاك هم اندك خواهد بود ، در نتيجه ميزان مواد آلي نيز كم خواهد بود . از مشكلات ناشي از كمبود مواد آلي ، كم شدن مواد غذايي با منشا آلي ، با كمبود ازت ، فسفر و گوگرد روبرو هستيم . كمبود فسفر و ازت بسيار مهم و قابل تعمق است . طبق نمودار با بارندگي كم مواد آلي كم است . نمودار
مسئله ديگري كه در مناطق خشك داريم مشكل درجه حرارت زياد است كه به تجزيه مواد آلي شدت مي بخشد و تلفات مواد غذايي موجود در مواد آلي در اين مناطق بالا است . كمبود مواد آلي سبب تاثير منفي روي خصوصيات فيزيكي خاك مثل كاهش تهويه و كاهش نفوذپذيري مي گردد . در خاكهاي با نفوذپذيري كم اكثر آب باران به صورت روان آب درآمده و ايجاد فرسايش مي كند . مواد آلي بر روي ساختمان خاك نيز موثر است . مواد آلي بيشترين سهم در اتصال خاكدانه ها به هم دارند . كمبود مواد آلي اتصال ذرات تشكيل دهنده خاك را سست و ناپايدار نموده و در نتيجه در اثر ريزش باران و برخورد قطرات آب با سطح خاك خاكدانه ها از هم جدا شده و متلاشي مي شوند و در بسياري از موارد ايجاد لايه نازكي به نام سله در خاك مي گردد كه اين سله بندي خاك نفوذپذيري خاك را كاهش داده و باعث جاري شدن آب مي شود . سله بندي يكي از مشخصه هاي مهم خاكهاي مناطق خشك مي باشد .
پتانسيل اسمزي :
بر طبق قوانين ترموديناميك هر جزئي از يك سيستم داراي مقاديري انرژي است كه به آن توانايي انجام كار مي گويند . اين انرژي را انرژي آزاد يا ناميده و هرچقدر مقدار آن بيشتر باشد توانايي انجام كار مكانيكي در سيستم نيز بيشتر خواهد بود و بطور كلي جهت حركت يا انجام كار از نقطه اي داراي انرژي بيشتر به سمت نقطه اي داراي انرژي كمتر مي باشد . ( حداقل منفي و حداكثر صفر )
در سيستمهاي شيميايي انرژي آزاد را اصطلاحا پتانسيل شيميايي مي ناميم و در مورد آب پتانسيل آب جهت نشان دادن انرژي آزاد آب بكار برده مي شود . ( واحد پتانسيل آب اتمسفر يا بار است ) .

بنا به تعريف پتانسيل آب مقطر صفر در نظر گرفته مي شود . چنانچه يك ماده حل شدني در آب خالص حل شود متناسب با تعداد مولكولهاي ماده حل شده پتانسيل آب كاهش مي يابد . ميزان كاهش حاصله در پتانسيل آب را اصطلاحا فشار يا پتانسيل اسمزي محلول مي ناميم .
فرمول قانون وانت هوف :
اجزاي پتانسيل آب سلولهاي گياه :
۱ – پتانسيل اسمزي ( توضيح داده شد ) .
۲ – پتانسيل فشاري : منشا اين پتانسيل فشاري است كه از طرف سيتوپلاسم به ديواره سلول وارد مي شود . در هنگامي كه سلول در حالت پلاسموليزم باشد مقدار آن صفر در نظر گرفته مي شود . با ورود آب به سلول به تدريج مقدار آن افزايش مي يابد تا زماني كه تورژسانس كامل در سلول ايجاد شود . در اين حالت تعادل بين ورود و خروج آب برقرار شده است . ( حداقل صفر و حداكثر مثبت ) .
اجزاي پتانسيل آب در خاك :
يكي پتانسيل اسمزي است كه مربوط به حل شدن املاح در داخل آب موجود در داخل خاك مي باشد . مقدار اين پتانسيل در خاكهاي شور و قليايي به مراتب بيشتر است .
پتانسيل بعدي پتانسيل ماتريك است كه منشا اين پتانسيل نيروي نگهدارنده آب در داخل خاك است . در واقع نيرويي كه ذرات آب به خاك وارد مي كنند و خود را در داخل خاك نگه مي دارند .اين پتانسيل هميشه منفي و در خاكهاي اشباع صفر است .
پتانسيل بعدي خاك پتانسيل فشاري است و آن ارتفاع ستون آب بر روي نقطه مورد نظر روي خاك است . پتانسيل بعدي پتانسيل ثقلي است كه از اختلاف ارتفاع نقطه با ارتفاع سطح مبنا بدست مي آيد .
پتانسيل كل يا هيدروليك : پتانسيل اسمزي + پتانسيل فشاري + پتانسيل ماتريك + پتانسيل ثقلي

اصطلاح : لگاريتم نيروي نگه دارنده آب در خاك در شرايطي كه بر حسب ارتفاع ستون آب بيان مي شود مي باشد .
شرايط فيزيكي مناسب خاك در ديمكاري :
خاك هر منطقه تحت تاثير آب و هوا ، پوشش گياهي ، پستي و بلندي ، سنگ مادر و غيره در طول زمان تشكيل شده است . بسته به تاثير هر يك از اين عوامل خاك يك منطقه بخصوص تعيين مي گردد . خاك ديمزارهاي جهان با وجود تفاوتهايي كه دارند خصوصيات مشابه زيادي نيز دارند در قسمت خصوصيات خاكهاي مناطق خشك و نيمه خشك عنوان گرديده است .
يكي از مهمترين خصوصيت خاك بافت خاك Soil Texture است . بافت خاك مقدار نسبي ذرات شن ، سيلت و رس در هر خاك را مشخص مي كند . شناسايي بافت خاك در ارزيابي خاك اهميت فراواني دارد . بافت خاك معمولا شبيه بافت مواد حاوي آن است .
معمولا بهترين خاكهاي زراعي حدود ۱۰ تا ۲۰ درصد شن ( ۵ تا ۱۰ درصد ماده آلي ) مقادير مساوي شن و سيلت مي باشند . در ديمكاري خاكهايي مناسب هستند كه داراي بافت رسي تا رسي شني يا ليموني باشد . چون اين خاكها ظرفيت نگهداري آب و مواد غذايي زياد دارند .
خاكهاي با بافت درشت و شني به دليل قدرت كمي كه در نگه داري آب در خاك دارند و همچنين تبخير زياد و فقر مواد غذايي براي ديمكاي مناسب نيستند .
مسئله ديگري كه در رابطه با خاك مطرح است ساختمان خاك است Soil Stracture .
ساختمان خاك ترتيب قرار گرفتن ، توجيه و سازمان ذرات شن و سيلت و رس در خاك مي باشد .
چگونگي بهم پيوستن ذرات معدني و آلي خاك به يكديگر كه فرم و شكل خاصي به آن مي بخشد را ساختمان خاك مي گويند . در خاك سه نوع ساختمان داريم :
۱- ساختمان تك دانه اي ۲ – ساختمان توده اي ۳ – ساختمان خاكدانه اي است كه حدواسط ساختمان اول و دوم مي باشد و از نظر كشاورزي بسيار خوب است . بطور كلي ساختمان در انتقال و جذب و هدايت آب نقش مهمي دارد . بهترين انواع ساختمان خاك دانه اي ريز تا كمي درشت و بدترين انواع ساختمان بشقابي و استوانه اي است . براي حفظ ساختمان خاك بايد زماني شخم زد كه رطوبت خاك مناسب باشد و در غير اينصورت ساختمان خاك آسيب زيادي مي بيند .

ساختمان خاك از نظر نگهداري آب نيز اهميت زيادي دارد . خاك داراي خلل و فرجي به اندازه هاي مختلف است كه توسط هوا و آب پر شده اند . گياه براي رشد و نمو نياز به آب و هوا دارد كه در اختيار ريشه قرار گيرد و اين موقعي صورت مي گيرد كه خلل و فرج ريز خاك بوسيله آب و خلل درشت خاك (بافت شني) درشت تر بوسيله هوا پر شده باشد .
مسئله بعدي مواد آلي خاك است كه باز اين هم در قسمت خصوصيات خاكهاي مناطق خشك

و نيمه خشك آورده شده است . كاهش مقدار مواد آلي در خاكهاي زراعي بصورت يك مشكل بروز كرده است . تلفات مواد آلي در ديمزارها نيز مربوط به درصد مواد آلي اوليه و تعداد سالهايي كه خاك زير كشت بوده مي باشد . گياهان اكثر خاكهاي زراعي مناطق نيمه خشك عمدتا علفهاي چمني نيمه كوتاه هستند . دليل اصلي كم بودن ماده آلي در مناطق نيمه خشك نيز همين است .
كم شدن مواد آلي در ديمزارهاي كشورمان ممكن است دلايل مختلفي داشته باشند كه از آن جمله :
۱ – وضعيت نامناسب آب و هوايي ، خشكي ، حرارت زياد و رطوبت كم (به استثناء نواحي شمال وشمال غربي)
۲ – استفاده از كودهاي حيواني براي سوخت جهت پختن نان و توليد دارو .
۳ – جمع آوري كامل بقايا محصولات زراعي براي غذاي دام يا چراي بيش از حد بوسيله دامها و يا سوزاندن كاه و كلش باقي مانده .
اين عوامل و عوامل مختلف ديگر باعث شده است كه ساليانه از ميزان مواد آلي و يا حاصلخيزي خاكهاي زراعي بخصوص زمينهاي ديم كاسته شود .
مسئله بعدي كه در رابطه با خاك مطرح است عمق خاك است Soil Depth .
عمق خاك از دو طبقه سطح الارض و تحت الارض تشكيل شده است . ضخامت لايه سطح الارض ۱۵ تا ۲۵ سانتي متر بوده و اين قسمت است كه معمولا شخم مي خورد و موجودات زنده در اين قسمت وجود دارند و هر چه ضخامت اين طبقه بيشتر باشد خاك مرغوبتر است . طبقه زيرين خاك را تحت الارض گويند كه معمولا شخم نمي خورد و موجودات زنده در آن وجود ندارند ( مرده خاك ) و بطور كلي به اين دو طبقه خاك ، عمق خاك مي گويند . چون در زراعت ديم هدف حفظ و ذخيره رطوبت است هرچه عمق خاك بيشتر باشد براي ديمكاري مناسب است . اگر عمق اين دو طبقه بيش از ۱۲۰ سانتي متر باشد خاك را عميق مي گويند و براي زراعتهاي ديم بسيار مناسب است ولي در عمل با توجه به مطالب گفته شده در مورد خصوصيات خاكهاي مناطق خشك و نيمه خشك اين عمق در بسياري از جاها وجود ندارد . در هر حال عمق بين ۱۲۰ – ۸۰ سانتي متري مناسب ، ۹۰ – ۶۰ سانتي متري متوسط و ۶۰ – ۳۰ سانتي متري كم عمق و عمق كمتر از ۳۰ سانتي متري هم بعلت نداشتن قدرت نگهداري آب براي زراعت ديم مناسب نيست و بهتر است به گياهان مرتعي اختصاص يابد .
مسئله بعدي كه مطرح است شيب زمين است .
در ديمكاري اراضي نسبتا مسطح و هموار و عميق با بافت نسبتا رسي تا رسي شني مناسب است . هر چقدر شيب زمين زيادتر باشد مرغوبيت آن براي زراعت ديم كاهش مي يابد . چون آب با سرعت بيشتري جاري شده و كمتر در داخل خاك نفوذ مي كند . معمولا زمينهايي كه داراي

شيبهاي بيش از ۱۲% هستند نبايد به زراعت ديم اختصاص يابند و بهتر است همان حالت مرتعي داشته باشد . در اراضي شيبدار بايد جهت شخم ، كمي عمود و يا كمي مورب جهت شيب باشد تا آب باران و آب حاصل از ذوب برفها —— بخوبي در خاك نفوذ كند و چون آب باران در سطح زمين حركت نمي كند طبعا فرسايش ايجاد نشده و حاصلخيزي خاك حفظ مي شود .
تبخير و تعرق در ديمكاري :
تعريف چند اصطلاح مربوط به تبخير و تعرق :

تبخير سطحي Evaporation : اگر مقداري آب در يك ظرف روباز بريزيم ملاحظه مي شود پس از مدتي بتدريج سطح آب در درون ظرف پايين مي رود چون مولكولهاي آب بصورت بخار از ظرف خارج شده و وارد هوا مي گردند . اين تبخير را تبخير سطحي گويند . ازسطح خاك مرطوب نيز چنين تبخيري صورت مي گيرد . مقدار تبخير سطحي از سطح خاك به عواملي مانند زبري سطح خاك ، فشار هوا ، گرما ، رطوبت نسبي هوا ، باد ، تابش خورشيد ، رطوبت خاك و پوشش گياهي سطح خاك دارد .
تعرق Transpiration :عمل دفع آب بصورت بخارازراه روزنه هاي برگ وبشره نازك گياهان راتعرق گويند.
تبخير و تعرق Evapotranpiration : چون در عمل و بخصوص در كشاورزي تشخيص تبخير و تعرق از هم مشكل است لذا اين دو پديده را تواما تخمين زده و با علامت ET نمايش مي دهند .
تعريف : مجموع تبخير از كليه سطوح و تعرق حاصله از گياه را تبخير و تعرق گويند .
بجز مقدار بسيار كمي (۱%) از آب كه در فعاليتهاي متابوليسمي مصرف مي شود تبخير و تعرق با مقدار آب مصرفي گياه برابر است .
تبخير و تعرق حقيقي Actual Evapotranspiration :
مجموع تعرق و آبي را كه سطح خاك بصورت بخار به اتمسفر منتقل مي شود تبخير و تعرق حقيقي مي نامند . ( يعني تبخير و تعرقي كه در عمل وجود دارد ) . مقدار تبخير و تعرق حقيقي براي گياهان مختلف هميشه از مقدار پتانسيل تبخير و تعرق كمتر و يا حداكثر برابر با آن است . در اكثر روشهاي محاسبه تبخير و تعرق معمولا ، پتانسيل تبخير و تعرق با استفاده از اطلاعات هواشناسي محاسبه شده و در يك ضريب گياهي ضرب مي شود تا تبخير و تعرق حقيقي بدست آيد .
( در اينجا لازم است كه چند اصطلاح مربوط به مصرف ميزان آب توسط گياه را بيان كنيم )
آب مصرفي : عبارت است از مقدار آبي كه توسط گياه به صورت تعرق و رشد و نيز از محيط ا

طراف آن بصورت تبخير تلف مي شود و بر حسب ارتفاع آب در واحد زمان مثلا سانتي متر بر روز بيان مي شود .
نياز رطوبتي گياه : مقدار آب مورد نياز گياه در طول فصل رشد هر عامل كه براي رشد گياه نا مطلوب باشد باعث افزايش نياز رطوبتي مي گردد و معمولا بر حسب مقدار آب مصرفي به ازاء هر واحد ماده خشك توليدي مثلا سانتي متر بر كيلوگرم بيان مي شود .راندمان مصرف آب بر عكس نياز رطوبتي است و عبارت است از نسبت مقدار ماده خشك توليدي به مقدار آب مصرفي كه معمولا بر حسب كيلوگرم بر سانتي متر بيان مي شود . هرچقدر راندمان بيشتر باشد بهتر است .
روشهاي اندازه گيري تبخير و تعرق :
براي محاسبه ي مقدار تبخير و تعرق مطلق روشهاي مختلفي وجود دارد :
يكي از اين روشها استفاده از تشت تبخير كلاس A يا Class A Evaporation Pan مي باشد . اين تشت به شكل استوانه بوده و قطر آن ۷۵/۱۱۸ سانتي متر و ارتفاع يا عمق آن ۲۵ سانتي متر مي باشد . جنس آن از آهن گالوانيزه يا آلياژي از نيكل و مس ، آهن منگنز مي باشد . اين تشتك در ارتفاع ۱۰ سانتي متري بر روي يك سكوي چوبي قرار مي گيرد و بايد اطراف آن مسطح و چمن كاري شده باشد .
ميزان تبخير را مي توان روزانه با اندازه گيري تغيير ارتفاع آب بدست آورد كه اين عمل بايد در سري ساعت معين انجام گيرد . ( در بعضي مناطق ممكن است )
روش ديگر استفاده از لايسي متر Lysimeter است كه ظروف مكعبي يا استوانه اي بزرگي هستند كه پر از خاك مي باشند و در شرايط نزديك به شرايط مزرعه در آنها گياه مي كارند و در زمانهاي مختلف آن را وزن نموده و مقدار تلفات آب را بدست مي آورند . لايسيمترهاي بزرگ دقت زيادي دارند ولي كار گذاشتن آنها در مزرعه مشكل و گران است .( وزن ۴۵ تن )
در فصول مرطوب (باراني) تبخير و تعرق مطلق پتانسيل معمولا ۵ – ۴ ميلي متر بر روز ولي در فصول خشك حدود ۱۰ ميلي متر در روز يا بيشترمي باشدكه اين بخاطرگرماي زيادخورشيدوعبورهواي گرم وخشك مي باشد.
در گياهان زراعي مقدار تبخير و تعرق واقعي يا حقيقي معمولا كمتر از تبخير و تعرق پتانسيل يا مطلق است . چون در حالت طبيعي گياه از نظر دسترسي به آب محدوديت دارد و در نتيجه گياه با بستن روزنه ها از تعرق بيش از حد جلوگيري مي كند . با بدست آوردن ETP مي توان تبخير و تعرق حقيقي را از اين رابطه محاسبه نمود .

Kc * PET = ET حقيقي
تبخير و تعرق در چند گياه زراعي در طي فصل رشد عبارتند از :
نام گياه ET m.mحقيقي
يونجه ۱۵۰۰-۶۰۰
لوبيا ۴۰۰-۲۵
پنبه ۹۵۰-۵۵۰
غلات دانه ريز ۴۵۰-۳۰۰
ذرت ۷۰۰-۴۰۰
برنجي ۹۵۰-۵۰۰
سورگوم ۶۵۰-۳۰۰
سويا ۸۲۵-۴۵۰
چغندرقند ۸۵۰-۴۵۰
نيشكر ۱۵۰۰-۱۰۰۰
سبزيجات ۵۰۰-۲۵۰
در مناطق مرطوب كه معمولا باران هميشه از تبخير و تعرق بيشتر است كشت محصولات در تمام سال امكان پذير است . البته به شرط مناسب بودن درجه حرارت . ولي در مناطق خشك كه داراي يك فصل مرطوب مي باشند كاشت محصولات تابعي از ميزان كافي بودن رطوبت در خاك است .
نمودار
روشهاي كم كردن تبخير و تعرق :
۱ – كاهش تبخير از سطح خاك : در مراحل اوليه تبخير با سرعت انجام گرفته اتلاف آب سريع مي باشد كه در اين مرحله ميزان تبخير بستگي به عواملي چون سرعت باد ، درجه حرارت ، رطوبت نسبي ، انرژي تابشي دارد سپس با كم شدن ميزان رطوبت در خاك ديگر شرايط —– سطح خاك اهميت كمتري دارند و عوامل طبيعي خاك نقش عمده اي در كنترل سرعت حركت آب به سطح خاك ايفا مي كنند و بعد از آن هم كه تبخير بسيار كند انجام مي گيرد و سرعت آن توسط نيروهاي جذب سطحي موجود بين مولكولها كنترل مي شود . استفاده از موادي چون مالچ ها و يا بادشكن ها مي تواند ظرفيت نگهداري آب را در خاك بالا مي برد .
مالچها انواع مختلفي دارند كه يكي از آنها مالچ خاكي است كه يك لايه سطحي از خاك خشك به ضخامت ۵ تا ۶ سانتي متر است كه با بستن لوله هاي كامپيلاري از بالا آمدن آب به سطح خاك جلوگيري مي كند و در نتيجه مي تواند مقداري از تلفات آب را كاهش دهد يك نوع مالچ ، مالچ كلش است كه اين مالچ نسبت به مالچ خاكي موثرتر است و عبارت از پوششي است كه توسط بقاياي گياهي باقيمانده در سطح خاك بوجود مي آيد . در مناطقي كه از اين مالچ استفاده شده تبخير با مقدار بيشتري كاهش پيدا كرده است . تخمين زده شده كه در هواي خشك يك مالچ كلش معادل ۵۰ تا ۷۵ ميلي متر بارندگي را در خاك ذخيره مي نمايد . ——

 


هدف از مصرف مالچها در مناطق خشك و نيمه خشك عبارتند از :
۱ – افزايش آب قابل استفاده گياه . مالچها با جلوگيري از تبخير و كاهش روان آب باعث افزايش آب قابل استفاده براي گياه مي شوند . ( در اين حالت رنگ مالچها اهميت دارد كه رنگ روشن بهتر است )
۲ – كاهش فرسايش : ثابت شده كه مالچها فرسايش آبي و بادها را كم مي كنند . هرچقدر فشردگي مالچ به خاك بيشترباشدفرسايش كمترمي شود.همچنين مالچ هاباكاهش روان آب ازفرسايش جلوگيري بعمل مي آورند.
( كاه strow كاه سهم بيشتري در كنترل فرسايش آبي دارد . كلش sable كلش سهم بيشتري در كنترل فرسايش بادي دارد ) . مالچ بايستي در جهت مخالف جريان آب در محل تماس خاك با آب قرار گرفته باشد تا خاك را از نظر فرسايش آبي حفظ نمايد و بايد با خاك در تماس كامل باشد .
۳ – كاهش صدمات شوري : مالچها چون جلوي تبخير را مي گيرند باعث مي شوند كه آب كمتري از قسمتهاي پايين به بالاي خاك بيايد و در نتيجه خاك زياد شور نمي شود . و همچنين چون شدت نفوذپذيري را حفظ مي كنند مي توانند از شوري خاك كم كنند . چون خسارت نمكها در مراحل جوانه زني و سبز شدن بسيار شديد است هر عملي كه مقدار نمكها را در عمق بذر كاهش دهد بايد جهت استقرار گياه مفيد باشد . در مناطقي كه پوشش كامل سطح خاك گران و غير عملي است مالچهاي نواري مقدار زيادي آب در خاك ذخيره كرده و خطر شوري را كاهش مي دهند .
۴ – بهبود ساختمان خاك : در اثر ضربات باران ذرات خاك سطحي خرد شده و خلل و فرج سطح خاك را سريعا پر كرده و باعث مي شود كه نفوذپذيري خاك كم شده و روان آب جاري مي شود . اما مالچ اين مشكل را حل مي كند . جلوگيري از سله بستن ، جلوگيري از متراكم شدن خاك در اثر عبور و مرور ماشين آلات ، بهبود ساختمان خاكدانه .

(پشت برگه ۹ ) : اثرات مفيد مالچهي سطحي بر ساختمان خاك عمدتا بعلت جذب انرژي قطرات باران در حال ريزش مي باشد و بدينوسيله پراكندگي ذرات دانه دار منافذ سطح خاك را كاهش مي دهند . بدين ترتيب شدت نفوذپذيري حفظ شده و تشكيل سله در مراحل بعدي كاهش مي يابد . از ساير مزاياي احتمالي مالچ فعاليت بيشتر ميكروارگانيسم ها و تكثير بيشتر ريشه و اثر بالش مانندي مالچ كه باعث كاهش فشردگي ناشي از عبور و مرور تراكتور و حيوانات مي شود مي باشد .

۵ – تاثير بر درجه حرارت خاك : بطور كلي مالچهاي تيره بعلت جذب بيشتر نور خاك را گرمتر مي كنند و ما بيشتر مالچهاي روشن را توجيح مي دهيم . تيره ) شفاف ) روشن
( پشت برگه ۹ ) : رنگ مالچها تاثير عمده اي بر درجه حرارت خاك دارد مالچهاي تيره باعث جذب بيشتر نور و گرم شدن خاك مي شود . در مورد مالچهاي پلاستيكي مي توان اظهار داشت پلاستيك سفيد با منعكس كردن نور خورشيد درجه حرارت خاك را كاهش مي دهد . پلاستيكهاي شفاف موجب افزايش درجه حرارت خاك مي شوند چون در اين حالت خاك مستقيما اكثر انرژي ورودي اشعه خورشيد را دريافت مي كند . ( در مورد پلاستيك هاي سياه گزارشات مختلفي شده است ولي عمدتا گفته شده بدليل اينكه در پلاستيك سياه خاك تنها قسمتي از انرژي خورشيد ر كه توسط ورقه پلاستيك جذب مي شود دريافت مي كند . ) بطور كلي مالچهاي تيره بعلت جذب بيشتر نور خاك را بيشتر گرم مي كنند . البته ما بيشتر مالچهاي روشن را ترجيح مي دهيم .
مهمترين مشكلي كه ممكن است مالچهاي كاه و كلش بوجود بياورند بالا بردن نسبت كربن به نيتروژن است .
مقدار مطلوب مصرف مالچ ۶ – ۵ تن در هكتار كاه و كلش و براي صرفه جويي مي توان از مالچ نواري استفاده كرد كه در نتيجه مقدار آن به ۳ – ۲ تن در هكتار كاهش مي يابد . توزيع مالچها در مزرعه ممكن است توسط ماشينهايي كه شبيه به ريك مي باشند . نوارهاي مالچ در جهت عمود بر شيب گذاشته مي شود .
انواع ديگر مالچها : پلي اتيلني ، فيبر ، پلاستيك ، سرشاخه هاي هرس شده گياهان ، كاغذ روزنامه ، خاك اره .
دراينجا بد نيست اشاره اي هم به مسئله باد و بادشكن داشته باشيم :
باد به طرق مختلف فيزيولوژيكي و مكانيكي روي گياه تاثير مي گذارد . گياهانيكه بمدت طولاني در معرض بادهاي شديد قرار گرفته اند تغييرات مرفولوژيكي و آناتوميكي در آنها مشاهده شده است

كه از جمله اين تغييرات مي توان توليد برگهاي ضخيم و افزايش نسبت ريشه به تاج را نام برد . از نظر مكانيكي باد در اثر شكستن اندامهاي گياهي خسارت عمده اي وارد مي نمايد . باد وقتي حال ذرات خاك باشد بوسيله عمل ساييدگي ذرات خاك موجود خسارت وارده را تشديد مي كند . باد باعث شدت تبخير مي شود . هرقدر شديدتر باشد بر ميزان تبخير افزوده مي شود . از اينرو دامنه هايي كه مشرف به باد هستند معمولا خشكتر از ساير دامنه ها مي باشند .
باد باعث ازدياد تعرق در گياه نيز مي شود چون در اثر وزش باد هواي اطراف گياهان انتقال مي يابد و در نتيجه خلائي كه بوجود مي آيد مقداري بخار آب از فضاي زير روزنه ها خارج مي گردد و به هوا پراكنده مي شود .( وزش باد در نقاط مرطوب كمتر از نقاط خشك باعث تعرق مي گردد ) .
بادشكن : بطور كلي چنين تعريف مي شود : ديوارهايي از درختان يا سرشاخه ها يا ديگر مصالح كه در مقابل باد احداث مي شوند تا سرعت آن را كاهش دهد . گياه در مقابل وزش باد ايستادگي مي كند و از شدت آن مي كاهد حتي نباتات علفي كه پوشش سبز سطح زمين را تشكيل مي دهند باعث كاهش شدت باد مي شوند و از فرسايش خاك و بلند شدن گرد و غبار جلوگيري مي كنند . بادشكن ضمن كاهش سرعت باد با اثري كه در ميكروكليماي محيط خود ايجاد مي كند در شرايط اكولوژي منطقه تاثير مي گذارد اين عمل با كاهش تبخير و تعرق و تغيير درجه حرارت خاك و هواي مجاور آن تاثير در رطوبت خاك و بالاخره افزايش مقدار محصول در هكتار صورت مي گيرد .
انواع بادشكن گفته شود .
صفحه ۱۰ :
باد ملايم يا نسيم نتنها آسيبي به گياه نمي رساند بلكه جهت رشد بهتر گياهان نيز مطلوب است . اما بادهاي شديد مشكلاتي را بوجود مي آورند كه عبارتند از :
۱ – آسيب مكانيكي ۲ – تشديد خطر ورس ۳ – تشديد خطر بادزدگي ۴ – در صورت حمل شن با باد صدمات شديدي به گياه وارد مي آيد ۵ – افزايش تبخير و تعرق ۶ – در زمستان بادهاي سرد خسارت سرما يخ زدگي روي گياه بوجود مي آورند .
براي جلوگيري از خطر بادهاي شدد مخصوصا در مناطقي كه اين نوع بادها زياد هستند بايد از بادشكن استفاده نمود . ( Wind Broken ) بادشكن جلوي باد را گرفته و مانع خسارت رسيدن به گياه مي شوند . نحوه عمل آنها بصورت زير است . شكل
۱ – بادشكن متراكم ( نفوذناپذير) Dense كه براي اهداف ساختماني است و نه كشاورزي
۲ – بادشكن هاي نفوذپذير Permeble براي كشاورزي زياد قابل استفاده نيست .
۳ – بادشكن نيمه نفوذپذير Semi Permeble در اين بادشكن حدود ۷۰% باد از قسمت بالاي بادشكن عبور مي كند و حدود ۳۰% از داخل يا قسمت پايين بادشكن عبور مي كند و اين براي كشاورزي بهتر است . شكل
۴ – بادشكن بسيار نفوذپذير Loose براي كشاورزي زياد قابل استفاده نيست .
خصوصيات گياهان مناسب براي بادشكن :
۱ – به شرايط نامساعد محيطي سازگار باشد . ( خشكي ، سرما و … )
۲ – نياز آبي آن كم باشد .
۳ – نسبت به آفات و بيماريها مقاوم باشد .
۴ – خود گياه در مقابل صدمات بادهاي شديد مقاوم باشد .
از گياهاني كه مي توانند به عنوان بادشكن مورد استفاده قرار گيرند مي توان از تاغ ، گز ، ارس ، صنوبر ، كاج و سرو نام برد . سروناز در شمال ايران و در لاهيجان در اطراف باغات چاي به كشت درختان صنوبر مي پردازند .
براي مناطقي كه داراي چند بار غالب باشد لازم است شبكه بادشكن درست كنيم .
در مناطق خشك كه تغيير جهت كلي باد به طور مكرر صورت نمي گيرد بادشكن هاي موازي خوب است . به هر صورت در طراحي يك سيستم بادشكن و چگونگي احداث آن بايد جهت باد مورد توجه قرار گيرد .
اگر باد جهت مشخصي داشته باشد احداث بادشكن به صورت رديفي و عمود به امتداد باد غالب انجام مي گيرد ولي در مناطقي كه باد داراي چند جهت است بادشكن اصلي را عمود بر امتداد باد غالب گرفته و بادشكن هاي فرعي ديگر عمود بر بادشكن اصلي ساخته مي شوند و يا اينكه الگوي شطرنجي مورد استفاده قرار مي گيرد .
جهت باد غالب و زاويه وزش آن به بادشكن نيز از عوامل مهم در چگونگي كاهش سرعت باد است .

زاويه برخورد كاهش قدرت بادشكن
۹۰ ۰
۷۵ ۵%
۶۰ ۲۰-۱۵%
۴۵ ۵۰%
۳۰ ۷۰-۶۰%
مساحت منطقه حفاظت شده بستگي به ارتفاع بادشكن دارد . تقريبا حدود ۲۰ برابر طول بادشكن طول منطقه حفاظت شده متوسط بادشكن خواهد بود . يعني اگر ارتفاع بادشكن ۵ متر باشد طول منطقه حفاظتي آن حدود ۱۰۰ متر خواهد بود .
مساحت منطقه محافظت شده
زميني كه در اثر وجود ديوار سبز از صدمات باد محفوظ مي ماند تقريبا مثلثي است كه قاعده آن طول بادشكن بوده و ارتفاعش با ارتفاع درختان بادشكن متناسب است و راس آن با جهت باد متغير است . شكل
مسئله بعدي روشهاي كاهش تعرق است . يكي از روش هاي كاهش تعرق افزايش انعكاس از سطح برگ مي باشد كه اين بوسيله پاشيدن مواد شيميايي خنثي يا دوغاب ( دوغ+آب ) بر روي گياه انجام مي شود و البته چون اين مواد بسياري از طول موجهاي مورد نياز گياه را منعكس مي كند مضر است زيادي دارند ولي اگر ماده اي بتواند طول موج ۴ بالاتر از ۷۵۰ نانومتر را منكعس كند مفيد خواهد بود . ( طول موج ۷۰۰-۴۰۰ نانومتر ) جذب گياه براي فتوسنتز مي شود .
روش بعدي استفاده از مواد ضد تعرق : كه اين مواد ضدتعرق به دو صورت عمل مي كنند .
الف : مواد ضد تعرقي كه با ايجاد موانع فيزيكي باعث كاهش تعرق مي شوند مثل مواد مومي شكل و پلاستيكي .
اشكالاتي كه اين مواد دارند :

۱ – دوام زياد روي گياه دارند و جذب برگ را كم مي كنند .
۲ – درجه حرارت برگ را بالا مي برند كه در حالت براي رفع اين مشكل بايد پوشش زيادي ندهيم .
ب : مواد بازدارنده متابوليكي ضد تعرق : كه در اين قسمت موادي هستند كه باعث مي شوند روزنه ها بسته شده و تعرق كمتر انجام شود . در اين رابطه بايد پمپ پتاسيم را شرح دهيم .
در روزنه هاي برگها شبها مواد فتوسنتزي بصورت نشاسته هستند و در روز اين مواد به قندهاي ساده تبديل مي شوند . وقتي كه قندها بصورت ساده هستند پتانسيل سلول روزنه منفي تر شده و در نتيجه روزنه آب بيشتري جذب كرده و روزنه باز مي شود . در روز پتاسيم وارد روزنه ها شده و PH را قليايي مي كند و در نتيجه آنزيم ها فعال شده و باعث تبديل نشاسته به قندهاي ساده مي شوند و در شب عكس اين عمل صورت مي گيرد يعني پتاسيم از محيط روزنه ها خارج شده و نشاسته تشكيل مي شود كه به اين جريان تئوري پمپ پتاسيم گويند .
خروج و ورود پتاسيم بوسيله انرژي متابوليكي انجام مي شود . اين انرژي از طريق فسفوريلاسيون نوري بدست مي آيد . تبديل AMP و ADP به ATP را فسفوريلاسيون نوري گويند و يا اينكه اتصال يك مولكول فسفر معدني به يك ماده شيميايي را فسفوريلاسيون مي گويند و آنزيم هايي كه مسئول اين كار هستند را فسفوريلاز گويند كه انرژي اين كار توسط نور تامين مي شود .
حال هر ماده اي كه باعث شود پمپ پتاسيم از از كار بيافتد باعث بسته شدن روزنه ها مي شود . يكي از اين مواد هورمون ABA با متوقف كردن فسفوريلاسيون باعث مي شود كه پمپ پتاسيم از كار بيافتد و در نتيجه روزنه ها بسته شوند . يكي ديگر از اين مواد PMA ( فنيل مركوريك استات ) مي باشد كه در غلظتهاي كم روزنه ها را مي بندد و تنها در قسمتي كه اين ماده بكار برده شده باعث بسته شدن روزنه ها مي شود و به قسمتهاي ديگر منتقل نمي شود و حدود ۴ روز مانع باز شدن روزنه ها مي شود ( مسموميت ندارد ) .
علف كشهايي مثل آترازين و سيمازين نيز در غلظتهاي كم در بستن روزنه ها و كاهش تعرق موثراند .
( ۶۰ گرم PMA ، ۱۲۰ گرم آترازين و يا سيمازين )
مواد ديگري نيز ساخته شده كه از تجزيه نشاسته جلوگيري كرده كه به نوبه خود باعث مي شود كه روزنه ها تورژسانس نكرده و بسته باشند مانند هيدروكسي سولفات .

۳ – با افزايش غلظت CO2 اگر بتوانيم به نحوي غلظت گاز كربنيك را در هوا افزايش دهد باعث بسته شدن روزنه ها و كاهش تعرق مي شويم . البته اين روش در گلخانه ها و بصورت محدود قابل استفاده است .
۴ – از روشهاي ديگري كه براي جلوگيري از مصرف زياد آب بوسيله گياه و كاهش تعرق پيشنهاد شده مي توان به موارد زير اشاره نمود . استفاده از مواديكه باعث كم كردن نسبت شاخه به ريشه مي شوند مثل كلروكلين كلايد . روشهاي زراعي مثل تغيير تراكم بوته توسط تغيير در فاصله رديفها و بوته ها .
عمده ترين كاربردهاي مواد ضد تعرق :
۱ – در تهيه قلمه از گياهان زينتي و درختان ميوه . ۲ – در نشا كاري گياهان زراعي
۳ – در آبخيزداري ۵ – كاربرد در مناطق ديم
در شرايط تنش شديد استفاده از مواد بازدارنده متابوليكي تعرق باعث مي شود كه هم عملكرد و هم تبخير و تعرق با هم كاهش يابند و تاثير بيشتر بر روي تبخير و تعرق خواهد بود و چون اين مواد چند روزي باعث بسته شدن روزنه ها مي شوند . بايد در شرايط بحراني از آنها استفاده نمود .
پايين صفحه ۱۴ :
تنش آب هنگامي ايجاد مي شود كه رطوبت موجود در اطراف ريشه به نقطه پژمردگي دائم P.W.P و يا كمتر از آن كاهش يابد در نتيجه گياه قادر به جذب آب كافي نبوده و در سلولها فرآيند آب كشيدگي Dehydration ايجاد مي گردد كه در اثر اين حالت گياه بتدريج آب خود را از دست مي دهد . از دست رفتن آب گياه تا مرحله معيني قابل برگشت Elastic ولي با ادامه اين حالت صدمات وارده به گياه غير قابل برگشت مي باشد Plastic . گياهان خانواده غلات از نظر تحمل آب كشيدگي مقاومترين و بقولات و دانه هاي روغني در رتبه هاي بعدي قرار دارند .
اثرات خشكي بر گياهان :
اثرات خشكي بر گياهان بعلت بروز تنش آب Water Stress در محيط گياه ظاهر مي شود .
علل بروز تنش آب عبارتند از :

۱ – كم شدن ميزان آب موجود در محيط رشد ريشه
۲ – افزايش سرعت تعرق نسبت به سرعت جذب آب
۳ – بروز هر دو حالت ( بطور دائم )
اثرات تنش آب به صورتهاي زير ظاهر مي شود .
۱ – اثرات ظاهري تنش آب ( قابل رؤيت )
الف : كاهش فشار تورژسانس سلولها يا كاهش آماس سلول ( كاش رشد ) كه به دو صورت پژمردگي موقت Elastic و پژمردگي دائم Plastic ديده مي شود .
ب : كاهش رشد .
۲ – افزايش متابوليكي تنش آب :
الف : كاهش فتوسنتز كه بخاطر بسته شدن روزنه ها ، كاهش سطح برگها و ريزش برگها مي باشد . بسته شدن روزنه ها به خاطر كاهش ميزان آب سلولها و تشكيل هورمون ABA مي باشد .
ب : عدم انتقال مواد فتوسنتزي از برگها .
۳ – اثرات آناتوميكي :
الف : افزايش ضخامت ديواره سلولي
ب : افزايش ميزان بافتهاي نگهدارنده و استحكامي .
عمل هورمون ABA :
وقتي گياه در معرض خشكي قرار گيرد مقدار هورمون ABA به شدت افزايش مي يابد كه باعث بسته شدن روزنه ها مي شود . با آبياري مجدد اين هورمونها تجزيه شده و سبب باز شدن روزنه هاي هوايي مي گردد . نمودار
گياهان از نظر حساسيت به خشكي به سه گروه تقسيم مي شوند :
۱ – گياهان آبدوست . Hydrophytes
2 – گياهان نسبتا خشكي دوست Mesophytes
3 – گياهان خشكي پسند Xerophutes
گياهان گرده اول و دوم قادر به تحمل دوره هاي خشكي نبوده و به سرعت از خشكي آسيب مي بينند . ولي گياهان خشكي پسند به دليل داشتن ويژگي هاي خاص قادر به مقاومت در مقابل خشكي مي باشند .
مكانيسمهاي مقاومت به خشكي در گياهان Mechanisms of Drought Resistance :
1 – فراراز خشكي Drought Scaping :
فرار از خشكي ساده ترين راه سازگاري گياهان به شرايط خشك است . دوره زندگي گياهان در بين فصل مرطوب مي باشد و قبل از فرا رسيدن فصل خشك مي ميرند . بسياري از گياهان كويري كه به آنها گياهان زودگذر Ephemeral مي گويند مثل ارزن ، لاله كوهي و شقايق كوهي بدين طريق عمل مي كنند كه بذر اين گياهان مانند يك باران سنج عمل مي كند . وجود مواد بازدارنده جوانه زني در بذر اين گياهان به عنوان يك باران سنج داخلي عمل مي كنند كه وقتي ميزان باران از حد معيني بگذرد اين مواد شسته شده و بذرها جوانه زده و شروع به رشد مي كنند . دوره رشد اين گياهان بسيار كوتاه و حدود ۶-۵ هفته مي باشد .
۲ – اجتناب از خشكي Drought Avoidance :
اجتناب از تنش عبارت است از توانايي گياه در حفظ بيلان آبي و آماس مناسب سلولي در شرايط كمبود آب .
بيلان آب در گياه :
تعرق – آب جذب شده = بيلان آب در گياه
كه در اينجا تعرق بر حسب مقدار آب تلف شده در واحد وزن گياه ( معمولا وزن تازه گياه ) بيان مي شود . بيلان آب گياه را مي توان بطور مستقيم از طريق تعيين جذب آب و ميزان تعرق محاسبه نمود ولي روشهاي غير مستقيمي نيز براي تعيين كردن آن وجود دارد . براي محاسبه بيلان آب بايد با اصطلاحات زير آشنا بود .
محتوي آب گياه :
محتوي آب گياه در هر زمان مشخصي كه ميزان آب نسبي گياه Relative Water Content ناميده مي شود از رابطه زير بدست مي آيد :

مقدار واقعي آب درون گياه در هر زمان معين
مقدار آب برگها در شرايط اشباع
كمبود آب بوسيله پارامتري بنام كمبود آب اشباع Water Saturation Defficiet اندازه گيري مي شود .
اين پارامتر نشان مي دهد كه چه مقدار از آب بافتها در مقايسه با حالت اشباع كامل تلف شده است .

در شرايطي كه بيلان آبي گياه منفي باشد ( تعرق بيشتر از جذب ) WSD افزايش يافته و RWC كاهش مي يابد . به اين ترتيب به كمك اين دو پارامتر مي توان وضع بيلان آب در

گياه را برآورد نمود .
( كاهش مقدار آب گياه بر غلظت شيره سلولي و پتانسيل آب سلول تاثير مي گذارد )
بنابراين گياهان با كمك مكانيزمهاي اجتناب از خشكي دوره هاي خشكي را بدون اينكه صدمه اي ببينند پشت سر مي گذارند . يعني گياه وارد مرحله خشكي مي شود ولي از آن دوري مي كند و نمي گذارد خشكي بر آن تاثير گذارد . يعني گياه بيلان مناسب آب در شرايط خشك را بدست مي آورد كه اين عمل به دو طريق انجام مي گيرد .
الف : ذخيره آب از طريق كاهش تعرق قبل يا به محض بروز تنش كه گياهاني كه به اين نحو عمل مي كنند را گياهان ذخيره كننده آب Water Savers گويند .
ب : تسريع جذب آب بطوري كه آب از دست رفته مجددا تامين شود كه در اين رابطه گياهان مصرف كننده آب Water Spenders مطرح هستند .
مكانيسم سوم مقاومت به خشكي :
۳ – تحمل خشكي Drought Tolerance :
گياه وارد فصل خشك مي شود ذخيره آب هم ندارد و بنابراين تمام اثرات خشكي بر گياه اعمال مي شود . در گياهان متحمل به خشكي تمام خسارات خشكي به آنها وارد مي شود ولي آنها مقاومت كرده و موفق مي شوند دوره خشكي را بگذرانند .
اجتناب از خشكي بهترين صفت براي گياهان زراعي است .

خصوصيات گياهان ذخيره كننده آب :
۱ – گوشتي بودن برگها : گياهان گوشتي بدليل ذخيره بيشتر آب در برگهاي خود قادر به تحمل دوره خشكي مي باشد . در اين گياهان سطح مخصوص برگ SLA كاهش يافته است .
SLA = سطح برگ ( برحسب مترمربع) بر وزن تازه برگ ( برحسب گرم)
سطح مخصوص برگ در واقع برآوردي از ضخامت برگ مي باشد . چون هرچه سطح برگ كمتر و وزن تازه آن بيشتر باشد سطح مخصوص برگ كمتر بوده و به قطر آن اضافه مي شود . گياهان گوشتي با افزايش ضخامت برگ و همچنين بدليل كاهش سطح برگ و در نتيجه تعرق مي توانند آب بيشتري ذخيره نمايند .
درجه گوشتي بودن = مقدار آب برگ در حالت اشباع به سطح برگ (دسي متر)
پشت صفحه ۱۷ :
با شرايط نامناسب – كم شونده با شرايط زير اپتيمم كم مي شود – گياهان ذخره كننده كاكتوس ، خرفه – كارايي سرعت بالا – بسته بودن Crasuleae – گياهان مصرف كننده سورگوم ، سويا ، ذرت – ذرت كارايي مصرف يونجه بالاتر است – كارايي مصرف با عملكرد رابطه نيست – كارايي در مصرف سالهاي پر باران بيشتر يا نه – تابع بارندگي نيست -درزراعت ديم بالاتراز زراعت آبي است -راندمان مصرف آب به ژنوتيپ ومديريت.

ب : بستن روزنه ها
ج : بالا بردن راندمان فتوسنتزي كه گياهان بر اين اساس به سه دسته C3 ، C4 ، CAM تقسيم مي شوند .
مكانيسم گياهان CAM : گياهاني كه قادرند در روز روزنه هاي خود را ببندند و در شب روزنه هايشان باز شود كه در اين حالت اسيد ماليك به اندازه كافي در شب جمع شده و در روز با نور قند مي سازند . مهمترين گياه زراعي از اين گياهان آناناس است .
د : كم كردن سطح برگ : كم كردن سطح برگ بوسيله كوچك كردن برگ و لوله كردن برگ ممكن است اتفاق بيافتد .
ه : كاهش تعرق كوتيكولي كه با تجمع مواد مومي و پري در سطح بشره انجام مي شود ( كاكتوس ، سويا )
و : تغييرات ساختماني برگ : كه شامل افزايش انعكاس نور ، توليد خار و كرك درسطح اندامهاي گياه مي باشد.
خصوصيات گياهان مصرف كننده آب :
الف : توليد ريشه هاي باراني Rainy Root : اين ريشه ها با نازل شدن باران سريعا بوجود آمده و قادرند كه حتي بارندگي هاي خيلي كم را نيز مورد مصرف قرار دهند .
ب : توليد سيستم ريشه اي گسترده و عميق كه با توسعه سيستم ريشه و عميق بودن ريشه ها گياه مي تواند رطوبت بيشتري از خاك جذب كند .
ج : افزايش نسبت ريشه به ساقه : با كاهش اندامهاي هوايي گياه از تلفات آبي خود مي كاهد و يا با افزايش ريشه قادر است كه آب بيشتري از خاك جذب كند . ( Avistida در اويل رشد ، ريشه به عمق ۱ متر )
د: قرار گرفتن در فاصله نسبتا زياد از همديگر كه اين مسئله باعث كم كردن رقابت در بين گياهان مي شود .

ه : تجمع در مناطق داراي آب بيشتر كه معمولا در گوديها كه آب بيشتري مي ايستد تراكم گياهان بيشتر است .
و : استفاده از شبنم : كه اين گياهان مي توانند از رطوبت شبنم استفاده كنند .
ز : در شرايط خشكي شديد از حالت خرج كننده به حالت پس انداز كننده تبديل مي شوند .
تحمل تنش :
گياهاني كه به خشكي متحمل اند با صرف هزينه هاي متابوليكي خشكي را تحمل مي كنند .
( پشت برگه : تعداد ريشه هاي فرعي در هر واحد طول ريشه اصلي براي سورگوم دو برابر ذرت است كه يكي از دلايل مقاومت به خشكي آن است . Avistida مواد چسبنده ترشح كرده كه باعث چسبيدن ذرات خاك در اطراف ريشه و جلوگيري از خشك شدن مي شود .
گياهان زراعي با پتانسيل اسمزي ۲۰-۱۰ اتمسفر ، خشكي پسند ۴۰-۳۰ اتمسفر ، و نمك دوست تا ۱۰۰ اتمسفر
( خارشتر Alhagi sp. كهورك Prosopsis ريشه به عمق ۱۵ متر يا بيشتر)
۱ – جلوگيري از پلاسموليز يا نابودي سلول از طريق افزايش بافت هاي استحكامي .
۲ – بالا بردن غلظت شيره سلولي به منظور حفظ تورژسانس در بافتهاي گياهي .
۳ – تحمل در مقابل گرسنگي كه اين عمل از طريق كاهش تنفس يا جذب آب از سلولهاي اپيدرمي مجاور و باز نگه داشتن سلولهاي روزنه جهت ادامه فتوسنتز صورت مي گيرد .
۴ – جلوگيري از كاهش ذخاير پروتئيني كه اين امر از طريق افزايش سرعت سنتز مجدد پروتئين و يا بوسيله جلوگيري از تخريب آنها ميسر مي شود .
۵ – در صورت اينكه گياه در تحمل كردن خشكي موفق نباشد بطور موقتي بصورت پژمرده در مي آيد و پس از رفع تنش رشد خود را مجددا آغاز مي كند .
براي مقايسه ميزان مقاومت خشكي در گياهان از كميتي به نام زمان بقاي ويژه يا
( Speciefic Suruival Time ) استفاده مي شود كه نشان مي دهد كه از زمان بسته شدن روزنه ها در اثر خشكي تا زمان بروز خسارتهاي ناشي از خشكي گياه چه مدت قادر است مقاومت كند .
= زمان بقاي ويژه
كه در اين رابطه Wav مقدار آب قابل استفاده موجود در گياه بعد از بسته شدن روزنه ها و Ec تعرق كوتيكولي است چون بعد از بسته شدن روزنه ها تلفات آب از طريق تعرق وكوتيكولي انجام مي گيرد . بنابراين تعرق كوتيكولي در فرمول وارد مي شده است . گياهاني كه به محض روبرو شدن با خشكي سريعا روزنه هاي خود را مي بندند داراي Wav بيشتري بوده و زمان بقا طولاني تر خواهد بود .
مسئله ديگر كه در زمان بقا موثر است شدت تعرق كوتيكولي و درجه گوشتي بودن گياهان است . گياهان گوشتي معمولا داراي بيشترين زمان بقا بوده و بعضي از آنها قادرند بعد از بسته شدن روزنه ها حدود ۱۰۰۰ ساعت بدون آسيب مقاومت نشان دهند بنابراين اين پارامتر ميزان موفقيت گياهان را از نظر مقاومت به خشكي نشان مي دهد .

ذخيره سازي رطوبت در خاك هاي ديم :
مي دانيم كه آب يكي از اجزا عمده ي بافتهاي گياهي در فرآيندهاي فتوسنتز و تجزيه ، به عنوان يك معرف شيميايي براي انتقال مواد و عناصر معدني داخل گياه بعنوان يك حلال و وجود آن براي رشد و افزايش اندازه سلول گياهي ضروري است . بسياري از مراحل فيزيولوژيكي كه در ارتباط با رشد هستند تحت تاثير كاهش آب قرار گرفته و كمبود شديد آب موجب مرگ گياه مي شود . با توجه به رشد جمعيت در جهان نياز به آب هر ۳۵ سال دو برابر مي شود و اين نياز در مناطق خشك و نيمه خشك جهان بيشتر از مناطق مرطوب مي باشد . البته هميشه كمبود آب در مناطق خشك به معني عدم وجود آب در اين مناطق نيست چون در مناطق خشك منابع آبي وجود دارد كه بايد شناسايي و مورد بهره برداري قرار گيرد . علاوه بر اين افزايش راندمان مصرف آب از منابع موجود توزيع عادلانه آب بين تقاضاهاي مختلف و اولويت دادن مي تواند به مقدار زيادي در صرفه جويي آب موثر باشد . زراعت در مناطقي كه آب از حدي معين كمتر باشد نمي تواند انجام گيرد و ممكن است با افزايش جزئي در رطوبت افزايش زيادي در عملكرد بدست آيد بنابراين كاهش تلفات آب هرچند به صورت جزئي ميتواند اثرات مهمي بر عملكرد بگذارد .
در زراعت ديم حفظ و بهره برداري از رطوبت ذخيره شده در خاك اهميت زيادي دارد . حفظ رطوبت خاك به معني ذخيره نمودن حداكثر مقدار نزولات در خاك و حفظ آن در منطقه ريشه است .
خاك بعنوان يك مخزن رطوبتي در كشاورزي اهميت حياتي دارد . آب مي تواند تا مدتها در اين مخزن باقي مانده و ذخيره شود . مقدار آبي كه مي تواند در خاك ذخيره شود به ميزان نفوذ پذيري خاك ( ساختمان بافت خاك ) Soilinfilteration و رواناب Runoff بستگي دارد . با كاهش رواناب و افزايش ميزان نفوذپذيري مي توان مقدار ذخيره رطوبت در خاك را افزايش داد .
كاهش و كنترل رواناب يكي از عوامل موثر در افزايش رطوبت خاك است . اكثر عملياتي كه براي حفاظت خاك انجام مي شود مانند توليد تولد پوشش گياهي و يا روش هايي كه براي كاهش رواناب اجرا مي گردد مثل تراس بندي و …. هه مي توانند در كاهش رواناب و افزايش بيشتر نفوذ آب در خاك تاثير بگذارند . در تحقيقاتي كه در هندوستان براي حفظ رطوبت در منطقه اي كه داراي خاك كم عمق و لومي با ميانگين بارندگي ساليانه ۴۰۰ ميلي متر بوده صورت گرفته نشان داده كه احداث خاك ريز رطوبت خاك را بين ۵۰ تا ۱۰۰% افزايش داده و در نتيجه زياد شدن رطوبت عملكرد حدود ۷۰۰% افزايش يافته است . نفوذپذيري زياد خاك باعث كاهش رواناب و در نتيجه بالا بردن كارآيي بارندگي مي گردد و همچنين فرسايش خاك را به حداقل مي رساند . عواملي كه در سرعت نفوذ آب به داخل خاك دخالت دارند متعدد بوده و از آنجمله مي توان به پوشش گياهي ، ساختمان خاك ، شدت و مدت بارندگي ، درصد رطوبت خاك را نام برد .

پوشاندن سطح زمين بوسيله كاه و كلش و بقاياي گياهي از برخورد قطرات باران به سطح خاك جلوگيري كرده و در نتيجه سرعت نفوذ آب به داخل خاك افزايش مي يابد . ( مالچها همچنين باعث كاهش رواناب مي شود ) . بطور كلي تمام عواملي كه باعث از بين بردن ساختمان خاك مي شوند نفوذپذيري را كاهش مي دهند و برعكس . البته بايد به اين نكته توجه كرد كه اگر خاكي داراي لايه غير قابل نفوذ در طبقات زيرين باشد حتي اگر لايه سطحي خاك نفوذپذيري خوبي داشته باشد باز هم رواناب ايجاد خواهد شد . سرعت نفوذ آب در خاك داراي يك مقدار حداكثر و يك مقدار حداقل است .