سرمازدگی و روشهای مقابله با آن

سرمازدگی و روشهای مقابله با آن

سرمازدگی و یخبندان

سرمازدگی پدیده ای است که درجه حرارتهای پایین سبب ایجاد خسارت و یا از بین رفتن اندامهای گیاهی می شود. این عارضه در درختان میوه در فصل زمستان و یا اوایل بهار حادث می شود و هر ساله خسارتهای زیادی بر جای می گذارد. بر اساس آمارهای ارائه شده تنها حدود 10 درصد از کل زمین های قابل کشت دنیا ممکن است بدون تنش سرمازدگی باشند.

خسارت سرمازدگی در آمریکا سالانه حدود 4-3 درصد و در برخی مناطق نظیر برزیل و نیمکره جنوبی حدود 5 درصد و در ایران حدود 3-2/5 درصد گزارش شده است. خسارت سرمازدگی و یخبندان اسفند 75 در مناطق مختلف استان خوزستان بالغ بر 300 میلیارد ریال تخمین زده شده است. همچنین خسارت سرمازدگی فروردین 76 باغهای استان چهارمحال وبختیاری بالغ بر 50 میلیارد برآورد شده است. بر اساس آمار وزارت جهاد کشاورزی در سال زراعی 82-81 سطح کل باغهای کشور 2369632 هکتار بوده است. و از این سطح حدود 13756495 تن محصول تولید شده است. د رسال 1384 سطح حسارت دیده ناشی از سرمازدگی دیررس بهاره در درختان میوه حدود 569320 هکتار یعنی حدود 25 درصد از باغات کشور بوده است و در نتیجه به خسارت 1077170 تن میوه انجامیده که ارزش ریالی آن حدود 8450 میلیارد ریال برآورد شده است

سرمازدگی و یخبندان و راهکارهای مبارزه با آن

جهت توضیح مطلب ابتدا به تعریف تنش و در ادامه به انواع سرما نامطلوب گیاه و روشهای پیشگیری از آن اشاره میگردد.در گیاهان تنش یا استرس برابر است با تحریکاتی که منجر به برهم خوردن تعادل زیستی گیاه شود.حالت تنش در شرایطی پیش می آید که یک عامل محیطی خارج از حد نرمال بر گیاه اثر گذارد. تنش به دو دسته تقسیم می شوند:

1)زیستی  Biotic stress    

2 )غیر زیستیAbiotic stress

از جمله تنش های غیرزیستی می توان به تنش دما (temperature stress) اشاره نمود که این نوع تنش نیز خود به 3 بخش تقسیم می شود.

1)تنش سرما Chilling stress

2)تنش یخبندان Freezing

3)تنش حرارت بالا Heat stress

تنش سرما

سرمازدگی به شرایطی اطلاق می گردد که گیاه در نتیجه بروز درجه حرارتهای بین صفر تا 10 درجه سانتی گراد (بسته به گونه و رقم) خسارت می بیند .تنش سرما بر حالت عادی گیاه اثری ندارد.

آثار اولیه این تنش عبارتند از : کاهش عمومی رشد ،تغییر رنگ،کلروز، ،تخریب بافت های سلولی،عدم جوانه زنی بذور،عدم انتقال مواد فتوسنتزی،عدم جذب عناصر غذایی …برخی از آثار این تنش برگشت پذیر و برخی از آثار دیگر این تنش مانند فتوسنتز در اثر تخریب کلروپلاست ها و پیری زودرس گیاه غیر قابل برگشت می باشند

تنش یخبندان

خسارت مربوط به تنش یخ زدگی در نتیجه بروز درجه حرارتهای زیر صفر درجه سانتی گراد می باشد (نیلسن و ارکات 1996) یخبندان: عبارت است از کاهش دما تا چند درجه زیر صفر( یخبندان زمستانه و بهاره) که بر اثر آن آب درون سلولی و برون سلولی منجمد شده و به دلیل متلاشی شدن آوندهای چوبی و آبکش و قطع جریان مواد غذایی، مرگ سلول را باعث میگردد.

درجه حرارت های بحرانی:

حداقل درجه حرارتی که گیاه میتواند با تداوم 30 دقیقه تحمل کند و در بیشتر از این مدت و کمتر از این درجه حرارت خسارت می بیند. این درجه حرارت برای گیاهان مختلف و مراحل مختلف فنولوژی متفاوت است

شرایط یخبندان و سرما به دو شکل ایجاد  می شود که عبارتند از:

1-یخبندان جبهه ای  یا جابجایی Advective forst

 2- یخبندان  تشعشعی Radiational forst

یخبندان و سرمازدگی جبهه ای در اثر عبور یک جبهه هوای سرد از روی  یک منطقه بروز می کند  به طوریکه دمای آن  کمتر یا در حد دمای بحرانی برای محصولات خاص منطقه می باشد.

یخبندان های جبهه ای به علت جابه جایی توده های هوای سرد مثل تودهای هوایی که از سیبری منشاء می گیرند، حادث می شوند.

ضخامت لایه هوای سرد در این نوع یخبندان ممکن است چندین کیلومتر باشد.

این نوع یخبندان می تواند روند شبانه روزی داشته باشد.

مقابله با آن بسیار مشکل و تقریبا غیرممکن است.

در شرایط خاص نظیر سرمازدگی دی و بهمن 1386 خسارت این نوع سرمازدگی شدید می شود.

یخبندان تشعشعی در شرایط  آسمان صاف  و بدون  ابر واقع می گردد در هنگامیکه  تشعشع  خالص منفی باشد سطح  خاک و گیاه  سرد تر از  هوای اطراف  می شود در نتیجه  هوا در اثر  برخورد با این سطوح سرد تر و متراکم تر می گردد  هوای متراکم در سطح زمین باقی می مانند  و مرحله انتقال  حرارت ادامه می یابد  حاصل این امر پدیده ای بنام وارونگی  حرارت  می باشد.

به عبارت دیگر هنگامی که در طول شب تا قبل از طلوع آفتاب، حرارت زمین سریع از دست می رود و گرما با توجه به سبکتر بودن به سطوح بالایی رفته و هوای سرد جای آن را روی زمین و اطراف گیاه می گیرد که در چنین شرایطی با توجه به آغاز رشد اولیه گیاه وحساس بودن آن باعث وارد آمدن خسارت میشود. این نوع سرمازدگی اصطلاحا سرمازدگی تشعشعی نامیده می شود.

بیشترین خسارت هایی که در شرایط کشور رخ می دهد، ناشی از این نوع سرمازدگی است.

این نوع یخبندان منحصراً در طول شب بوجود می آید

علایم سرمای تشعشعی

سرمایی است که در اثر تشعشع از سطح زمین در یک محل بوجود می آید.

کاملا منطقه ای و محلی بوده .

در زمان فعال بودن گیاه ( اواخر پاییز و اوایل بهار) اتفاق می افتد.

در شب های آرام و آسمان صاف و غیر ابری اتفاق می افتد .

احتمال موفقیت در محافظت از گیاه وجود دارد.

در زمان وقوع این نوع سرمازدگی وارونگی دمایی وجود داشته و احتمال سرما و یخ زدگی در طول روز وجود ندارد.

تشخیص این نوع سرمازدگی توسط کشاورزان مشکل است.

روشهای مقابله با خسارت های ناشی از سرما زدگی تشعشعی

1-روشهای غیر فعال(دراز مدت): به کلیه فعالیت هایی که از زمان کاشت تا برداشت در مزرعه برای کاهش خسارت سرمازدگی انجام می شود را مقابله غیر فعال گویند.

2-روشهای فعال ( کوتاه مدت)

روشهای غیر فعال مقابله با سرمازدگی

انتخاب محل مناسب کاشت

نوع خاک

انتخاب پایه های مقاوم

مدیریت کوددهی گیاه

مدیریت کف مزرعه

استفاده از تنظیم کننده های رشد گیاهی

رنگ کردن تنه درخت                                                                                                                                         

انتخاب محل مناسب کاشت

• تحقیق از مردم محلی در مورد محصولات و ارقام مناسب منطقه
• توجه به توپوگرافی منطقه
• خودداری از کشت گیاهان در چاله های سرد
• کاشت گیاهان برگ ریز در شبیب هایی که با نور خورشید مواجه نیستند.
• در شبهای صاف و آرام که یخبندان نوع تشعشعی رخ می دهد منطقه بالای کوه زودتر از دامنه انرژی خود را از دست داده و سرد تر می شود در نتیجه هوای مجاور آن نیز سرد تر و سنگین تر می شود و به طرف کف دره سرازیر شده و در کف دره جمع و حالت وارونگی دمایی را به وجود می آورد بنابراین کف دره نسبت به دامنه خیلی سرد تر است و در سطح دامنه هوا به خوبی جریان دارد اما کف دره مثل مخزنی از هوا یسرد عمل می کند که مانع جریان هوا می شود در نتیجه زمینهای شیبدار در مناطقی که خطر یخبندان زیاد است بهترین زمینها هستند .
• 
  در مناطقی که خطر یخبندان وجود ندارد زمینهایی که در دامنه ها ی جنوبی قرار دارند برای کشت محصولات زود رس مناسب می باشند اما از آنجایی که زمینهایی که در دامنه های جنوبی هستند انرژی بیشتری کسب می کنند و گیاهانی که در آنها کشت میشود انرژی بیشتری در دسترس دارند نسبت به گیاهان دامنه شمالی ویا مناطق مسطح قبل از وقوع یخبندان شکوفه می کنند وبه همین دلیل در معرض خطر سرمای بیشتری هستند .زمینهایی که در کنار یک منبع آب مثل دریا و غیره هستند به علت بالا بودن ظرفیت حرارتی آب نسبت به زمینهای دیگر کمتر با احتمال یخبندان مواجه هستند .

نوع خاک

• خاکهایی که بتوانند در طول روز حرارت زیادی را در خود ذخیره کنند ودر شب آن را ساطع کنند برای رشد محصولات در مناطقی که خطر یخبندان وجود دارد مناسب می باشد اما خاکی که در طول روز حرارت را به آهستگی به سطح زمین منتقل کند سطح آن در طول شب زودتر و بیشتر سرد می شود .
• خاک های شنی سبک گرما را بهتراز خاک های رسی سنگین انتقال می دهند. در اراضی که  خاک هوموسی و شنی  و اصولا بافت سبک دارند  خطر سرما زدگی تشعشعی  بسیار بالا است  لذا در چنین  اراضی توصیه می شود  سه روز قبل  بروز سرمازدگی  زمین آبیاری می شود  تا در زمان  وقوع  سرما خاک در مرحله ظرفبت مزرعه باشد.
• 
  
• خاک های سنگین با رنگ سیاه نسبت به خاک های سبک با رنگ روشن تر در زمستان گرمای بیشتری را جذب کرده و از طرفی در آخر زمستان گیاه دیرتر فعال می شود.
• 
  
•  خاک هنگامی که رطوبت آن در حد ظرفیت زراعی است، برای انتقال گرما و ذخیره بسیار مناسب می باشد.

مدیریت کوددهی گیاه

 کوددهی باعث افزایش سلامت گیاه ودر نتیجه افزایش مقاومت آن به سرما می شود.

 درختانی که به طور مناسب کوددهی نشده اند، در پاییز خیلی زود دچار ریزش برگ می شوند و در بهار زودتر از موقع به شکوفه می نشینندو در نتیجه به سرمازدگی حساس تر می شوند.

 فسفر باعث بهبود دوباره گیاه پس ازخسارت سرمازدگی می شود.

به منظور افزایش مقاومت گیاهان، باید ازبه کاربردن کود ازته در اواخر تابستان یا اوایل پاییز اجتناب نمود.

مدیریت کف مزرعه

اجتناب از خاک ورزی

مرطوب کردن خاک های خشک : بهترین کار  مرطوب کردن مناسب  خاکهای خشک   پیش از و قوع یخبندان است به طوری که  خورشید بتواند  خاک را گرم نماید.

استفاده از پوشش های پلاستیکی شفاف ( مرطوب کردن خاک پیش از استفاده از پلاستیک خیلی مؤثر است.)

هرس دور تنه درختان

حذف گیاهان پوششی

استفاده از تنظیم کننده های رشد گیاهی: اتفن و پاکلوبوترازول با به تأخیر انداختن 4 تا 7 روز در خطر سرمای بهاره مؤثر شناخنه شده.

رنگ کردن تنه درخت: رنگ سفید موجب کاهش اثرات یخ زدگی می شود.

روشهای فعال در زمان بروز سرما  برای مقابله با سرما زدگی 

کنترل سرمای بهاره توسط بخاری ها

استفاده از بخاری به منظور گرم کردن موقت محیط موثر می باشد و بیشتر برای مبارزه با یخبندان نوع تابشی که تنها در طول شب اتفاق می افتد و تداوم شبانه روزی ندارد به کار می رود.

روش سوخت جامد شامل ککهای نفتی یا مومهای جامد است . مزیتی که این گونه سوختها نسبت به سوخت مایع دارند این است که بر خلاف بخاریهای معمولی که با سوخت مایع کار می کنند و نمی توان آنها را زیر درختان قرار داد این سوختها را می توان زیر درختان قرار داد بعلاوه جابه جا کردن و روشن کردن این سوختها آسان است

 روش استفاده از بخاری 

• بخاری ها باید زمانی که دمای هوا یک یا دو درجه بالاتر از دمای کشنده برای برگ ها، شکوفه ها و یا جوانه ها است، روشن شوند.
• بخاری های نواحی سرد باغ باید زودتر روشن شوند.
• به کارگیری بخاری های بزرگ در باغ به هیچ وجه توصیه نمی شود.
• توزیع بخاری در باغ یکنواخت و تقریبا به ازای هر دو درخت یک بخاری ( 120-100 بخاری در هکتار) نصب شود.
• در قسمتی که باد سرد وارد باغ می شود از بخاری های بیشتری استفاده کنیم و این بخاری ها را زودتر از سایر بخاری ها روشن کنیم.

دستگاه بخاری متحرک با سوخت پروپان و گاز طبیعی

• سیستم بخاری متحرک شامل 4 مخزن 45 کیلوگرمی پروپان است.
• پروانه سانتریفیوژی که هوای گرم شده را به صورت افقی و در جهت عمود بر مسیر حرکت تراکتور به بیرن می دهد.
• تراکتور هر ده دقیقه یک بار از یک گیاه عبور می کند.
• یک تراکتور 5 تا7 هکتار را پوشش می دهد.
• نسبت به طرح های دیگر ارزان تر است.

کنترل سرمای بهاره توسط چاهک معکوس انتخابی

q  با چرخش پروانه ای در داخل یک چاهک فلزی یا سیمانی، هوای سرد تجمع یافته در سطح باغات به لایه های بالایی و خارج از تاج درختان انتقال داده می شود.

q  تا 4 درجه سانتیگراد هوای باغ را گرمتر می کند.

q  این دستگاه می تواند توسط برق ، موتور دیزل و یا محور PTO تراکتور راه اندازی شود.

دستگاه ماشین مولد باد

ü  ماشین های باد شامل یک برج فولادی بلند و یک پروانه گردان بزرگ هستند.

ü  هنگامی که پروانه ماشین باد می چرخد، هوا را از بالا به پایین کشیده و باعث پایین آوردن هوای گرم بالای سطح وارونگی می شود.

ü  مشکل عمده این سیستم بالا بودن هزینه اولیه تهیه آن می باشد

کنترل سرمای بهاره توسط دستگاه مولد مه 

• مه باعث کاهش از دست رفتن گرما از سطح خاک وگیاه به جو می شود.
• ایجاد مه مصنوعی به عنوان سدی در برابر هدر رفتن گرما از طریق تشعشع می شود.
• مه می تواند تا 4 درجه سانتی گراد گرما تامین نماید.

 

استفاده از دود

دود در شب هایی که وارونگی حرارتی ایجاد شده است، گرمایی که به صورت طول موج بلند از زمین خارج می شود را از خود عبور داده وهمچنین در روز بعد نور خورشید را که به صورت طول موج کوتاه است ، ازخود عبور نمی دهد.

ایجاد دود از نظر محیط زیست زیان آور می باشد.

بنابراین استفاده از دود امروزه توصیه نمی شود.

مواد شیمیایی در به تأخیر انداختن گلدهی  

• یکی از روشهای کنترل سرمای بهاره در باغات به تأخیر انداختن گلدهی و فرار از خطر سرمای بهاره می باشد
• استفاده از اتفون، جیبرلین، روغن ولک و روغن های طبیعی در زمان مناسب می تواند زمان گلدهی را به عقب بیاندازد.

آب پاش ها

• آب باید به طور پیوسته و به مقدار کم در سطح گیاه ریخته شود.
• قسمت های مختلف گیاه باید با آب پوشیده شوند.
• تا زمانی که درجه حرارت به یک درجه بالای درجه حرارت بحرانی نرسیده، باید آب پاش ها را قطع نکنیم.
• آب پاش های زیر درختی برای حفاظت درختان خزان دار در مناطقی که دمای حداقل خیلی پایین نباشد، استفاده می شود.
• معایب آبیاری بارانی
• هزینه بالای نصب
• مقدار بسیار زیاد آب مورد نیاز
• در گیاهانی که ساختار شاخه ای آنها ضعیف است(مانند درخت بادام) نمی توان از این روش استفاده کرد.

آبیاری قطره ای

• استفاده از این سیستم نتایج متنوعی را به دنبال داشته است.
• اگر آب روی زمین به صورت مخلوط آب ویخ با دمای صفر درجه وجود داشته باشد، نشانه عملکرد مؤثر سیستم است.
• اگر تمام آب یخ بزند و ظاهر یخ شیری رنگ و مات باشد، به این معنی است که سیستم مورد استفاده در آن شرایط از کارایی مؤثری برخودار نیست.
• این سیستم اگردر زمان های یخبندان های بسیار شدید کار کند، ممکن است یخ بزند و شدیدا آسیب بیبند.

آبیاری سطحی

• یکی از رایج ترین روش های حفاظت در برابر یخبندان است.
•  این روش بهترین کارایی را برای درختان کم رشد و مو در زمان یخبندان تشعشعی دارد.
• هر چه آب گرمتر باشد، پس از سرد شدن گرمای بیشتری را آزاد می کند.
• بیشترین حفاظت در شب اول پس از جاری کردن آب تأمین می شود و به مرورزمان که خاک از آب اشباع می شود، کارایی این روش کاهش می یابد.
• آبیاری یک باغ مرکبات با آب 23 درجه سانتیگراد، دمای هوای باغ را 1 درجه سانتی گراد افزایش میدهد.

غرقاب کردن

• از مزایای این روش هزینه نسبتا پایین میباشد
• اگر آبیاری غرقابی قبل از وقوع یخبندان انجام شود         
• حفاظتی معادل 4 درجه سانتی گراد
• آبیاری شیاری
• شیارها باید مستقیماً در زیر قسمت های تحت حفاظت گیاه قرار داشته باشند.
• شیارها باید عریض باشند.
• تشکیل یخ بر روی سطح آب باعث ممانعت از انتقال گرما از آب به هوا و کاهش حفاظت می شود.
• آب سرد خارج شده از شیارها نباید مجدداً وارد مسیر جریان شود.
• شیارها نباید کاملاً در فضای زیر درخت یا در فضای بین درختان قرار داشته باشند.
• شیارهای محل جریان آب باید در حاشیه ردیف های درختان باشد.
• آبیاری باید زمانی آغاز شود که قبل از این که دمای هوا به پایین تر از حد بحرانی برسد، جریان آب به انتهای زمین رسیده باشد. 

پیش بینی وقوع سرما واحتمال خطر سرمازدگی

• برقراری ارتباط مستمربا ادارات هواشناسی
• اطلاع رسانی باید حداقل 3 روز قبل از سرما انجام گیرد.
• نصب دستگاه سرمابان در شب هایی که احتمال وقوع سرما پیش بینی شده است.
• این دستگاه زمان مناسب برای شروع اقدامات لازم برای مقابله با سرمازدگی را بوسیله علایم صوتی و پیامک اعلام می نماید.

نمونه ایی از دستگاه سرمابان

ایستگاه هواشناسی کشاورزی

دستگاهی است که 26  پارامترهواشناسی را اندازه گیری و تجزیه تحلیل می کند.

این دستگاه قابلیت شبکه سازی دارد.

روش حفاظت به وسیله پوشش

این روش یکی از متداولترین روشهای حفاظت در برابر خسارات ناشی از یخبندان می باشد .در بعضی مناطق مانند جنوب کشور درختچه ها را توسط پوششی از شاخ وبرگ درختان نخل می پوشانند ودر بعضی مناطق دیگر تنه درختچه های حساس و جوان را با خاک متراکم می پوشانند و بعداز برطرف شدن سرما در اولین فرصت خاکها را کنار می زنند .در مورد گیاهان یکساله در شبهای سرد که احتمال یخبندان زیاد است از کلاهکهای مخروطی شکل پلاستیکی استفاده می کنند چون خطر یخبندان نوع تشعشی فقط در هنگام شب می باشد ، در طول روز برای برخورداری از نور آفتاب و انجام عمل کربن گیری کلاهک را بر می دارند.

یکی از جدیدترین روش های مبارزه با این عارضه که جدیداً به بازار معرفی شده است استفاده از ضد یخ طبیعی می باشد

ضد یخ طبیعی کراپ اید ، کمک می کند تا از گیاهان در مقابل سرما و یخ زدگی محافظت شود. به دلیل جذب سریع این ماده توسط برگ ها، ساقه و ریشه درمدت کمی، گیاهان شروع به فعالیت شدید متابولیکی کرده و محتویات آمینو اسیدها، پروتئین ها، قند، روغن، ویتامین و مواد معدنی بویژه پروتئین های ضد یخ در پیکره گیاه افزایش می یابد. کراپ اید مقاوم به یخ زدگی است و نقطه انجماد را در گیاهان پائین تر می آورد. این ویژگیها به کراپ اید کمک می کند تا گیاهان را در مقابل تاثیرات نا مطلوب محافظت کند. همچنین گیاه را به ساختن پروتئین ضد یخ و آمینو اسید ضد یخ تحریک می کند. بنابراین گیاه در مقابل سرمای ناگهانی و یخ زدگی به مدت (20-15) روز مقاومتر می شود. این ویژگیها در تمام درختان مشابه نیست. بعضی از گیاهان می تواند برخی از پروتئین های ضد یخ را بسازند و برخی می توانند همه پروتئین ها را بسازند که این امر بستگی به ویژگیهای ژنتیکی گیاه دارد. برخی از گیاهان هم نمی توانند هیچ نوع پروتئین و یا اسید آمینه ای بسازند .

 بنابر این محصول فوق چندین مزیت عمده را برای گیاهان دارد از جمله:

1- مقاومت گیاهان را در برابرسرما و یخ زدگی تا حد قابل قبولی افزایش می دهد. در حین فصل رشد، مقدار و زمان مصرف صحیح موجب می شود که گیاه تولید پروتئین ضدیخ (AFP) و آمینواسیدهای ضدیخ (AAA) کرده که همین امر سبب افزایش مقاومت گیاه دربرابر آسیب های ناشی از سرمازدگی و یخ زدگی می گردد. در صورتیکه در ابتدای شروع نمو جوانه های گل، شکوفه زدن و مراحل ابتدایی تشکیل میوه از این ماده استفاده شود، موجب مقاومت بیشتر گیاه در برابر سرمای احتمالی اواخر بهار می شود و می تواند نقطه خسارت حاصل از انجماد گیاهان را تا 7 درجه سانتیگراد بالا برد.

2-این ماده، مقاومت داخلی و خارجی گیاه در مقابل انواع تنش ها را افزایش می دهد.

3- اگر در فصل پاییز استفاده شود، این ماده مقاومت گیاه در برابر آسیب ناشی از سرمای زودرس پاییزی را افزایش می دهد.

4-در اثر استفاده از این ماده میوه ها بزرگتر، سنگین تر، براق تر و خوشمزه تر می شود.

5- این ماده توانایی انجام فتوسنتز بیشتری را به گیاهان می دهد بنابراین موجب افزایش فشار اسمزی و افزایش مکش آب و مواد غذایی از طریق ریشه گیاه خواهد شد و برگ ها نیز ضخیمتر و سالمتر می شوند و به این دلایل گیاه می تواند در برابر گرما و محیط خشک نیزاز خود مقاومت بیشتری را نشان دهد.

6-در صورت مخلوط شدن با خاک، می تواند PH خاک را پایین بیآورد. باکتری spp Thiobacillus نیتروژن آزاد را از هوا جذب کرده و وارد خاک می کند. مقدار نیتروژن خالص اضافه شده به خاک بر اثر استفاده ازاین ماده حدود kg 80-60 در هر هکتار در یک سال است.

7-در گلخانه ها، مقاومت گیاه در برابر تنش ناشی از گرما و سرما را افزایش می دهد. بنابراین تنش حرارتی در گیاهان توسط این فرآورده پایین آورده می شود و در برخی موارد نیاز به سیستم گرمایش در گلخانه کاملا رفع میشود.

ضد یخ گیاهی از چه ساخته شده است؟

این ماده شامل 3 نوع از انواع گوناگون باکتری تیوباسیلوس (Thiobacillus) است که در طبیعت نیز وجود دارند(T.Thiooxidans, T. Thioparus, T. Ferrooxidans)، همچنین حاوی حدود 60 نوع ماده معدنی به همراه اسید Piruvic، اسید Oxaloacetic و Rusticyanin تولید شده توسط باکتریها که طبیعی و بی خطر برای محیط زیست هستند می باشد. 

سرمازدگی در گیاهان یکی از دغدغه های باغداران به خصوص گلخانه داران می باشد. تاکنون راههای گوناگونی جهت مبارزه با این مشکل مورد ارزیابی قرار گرفته است. یکی از جدیدترین روش های مبارزه با این عارضه که جدیداً به بازار معرفی شده است ضد یخ طبیعی کراپ می باشد که توانسته کرسی کشاورزی را در سراسر دنیا متحول کند.

تنش یا استرس در گیاهان

تنش یا استرس در گیاهان

مقدمه  

تنش معمولا به عنوان یک عامل خارجی که اثرات سوء بر گیاه به جای می‌گذارد، تعریف می‌شود. در بیشتر موارد ، تنش در ارتباط با رشد (تجمع بیوماس) یا فرایندهای اولیه اسیمیلاسیون (جذب CO₂ و مواد معدنی) ، مرتبط با رشد کلی گیاه اندازه‌گیری می‌شود. گیاهان تحت شرایط طبیعی و زراعی ، بطور پیوسته در معرض تنش هستند.بعضی عوامل محیطی مانند دمای هوا در مدت چند دقیقه می‌توانند تنش‌زا شوند در صورتی که اثر سایر عوامل محیطی ممکن است روزها تا هفته‌ها مانند رطوبت خاک یا حتی ماهها مانند مواد معدنی به طول بینجامد، از جمله تنشهایی که گیاه در مقابل آنها عکس‌العمل نشان می‌دهند عبارتست از کمبود آب ، سرمازدگی ، گرما ، شوری ، کمبود اکسیژن در منطقه ریشه و آلودگی هوا.  

 کمبود آب و مقاومت به خشکی 

عملکرد گاهان در شرایط کمبود آب بستگی به کل آب قابل دسترسی و راندمان مصرف آب گیاه دارد. گیاهی که توانایی کسب آب بیشتر یا راندمان مصرف آب زیادتری دارد، مقاومت بیشتری به تنش خشکی خواهد داشت و سازگاری بعضی گیاهان مانند گیاهانی که مسیر متابولیسمی آنها C₄ ‍و CAM است، به آنها اجازه بهره برداری از محیطهای خشک را می‌دهد، به علاوه گیاهانی نیز دارای مکانیسمهای تطابق می‌شوند که در پاسخ به تنش آب فعال می‌شوند.

 کاهش سطح برگ یک واکنش اولیه به کمبود آب است

در شروع تنش آب ، ممانعت از رشد سلولی منجر به کاهش توسعه برگها می‌شود. سطح برگ کمتر موجب جذب آب کمتر از خاک و کاهش تعرق می‌شود. مقداری آب به شکلی موثر برای استفاده یک دوره طولانی‌تر در خاک نگهداری می‌شود. محدودیت سطح برگ می‌تواند اولین خط دفاعی برای مقابله با خشکی باشد.

کمبود آب ریزش برگ را تحریک می‌کند

اگر گیاهان بعد از کامل شدن سطح برگ با تنش آب مواجه شوند، برگها پیر شده و در نهایت ریزش می‌کنند. این تنظیم برگ تغییر طولانی مدت مهمی است که موجب بهبود در سازگاری گیاه در محیطهای مواجه با کمبود آب می‌شود. فرآیند ریزش برگ در طول تنش آب تا حدود زیادی حاصل افزایش سنتز و حساسیت به هورمون اتیلن در درون گیاه است.

روزنه‌ها در طول تنش آبی در واکنش به اسید آبسیزیک بسته می‌شوند

اسید آبسیزیک به شکل مستمر و در مقادیر کم در سلولهای مزوفیل برگ ساخته می‌شود و بیشتر در کلروپلاست تجمع می‌یابد. وقتی مزوفیل دچار پسابیدگی ملایم می‌شود دو اتفاق می‌افتد. اول ، مقداری از اسید آبسیزیک ذخیره شده در سلولهای مزوفیل به آپوپلاست آزاد می‌شود که امکان دارد جریان تعرق مقداری از آن را به سلولهای محافظ منتقل کند.دوم ، سرعت ساخت خالص اسید آبسیزیک افزایش می‌یابد. بسته شدن روزنه با توزیع مجدد اسید آبسیزیک ذخیره شده از کلروپلاست مزوفیل به داخل آپوپلاست شروع می‌شود. ساخت اسید آبسیزیک بعد از بسته شدن روزنه آغاز شده و به نظر می‌رسد که موجب تشدید و یا طولانی شدن اثر مسدود کنندگی اولیه توسط اسید آبسیزیک ذخیره شده می‌گردد.

کمبود آب رسوب موم را در سطح برگ افزایش می‌دهد

یک اثر عمومی تکاملی در طول تنش آب ، تولید یک کوتیکول ضخیم‌تر است که از دست دادن آب را از اپیدرم کاهش می‌دهد. کوتیکول ضخیم جذب CO₂ را نیز متوقف می‌کند، ولی این روی فتوسنتز برگ تاثیری ندارد، زیرا سلولهای اپیدرمی زیر کوتیکول فتوسنتز نمی‌کنند. به هر حال تعرق کوتیکول فقط 5 تا 10 درصد کل تعرق برگ است، بنابراین تعرق کوتیکولی در صورتی مهم می‌باشد که تنش خیلی شدید و یا کوتیکول خسارت دیده باشد.

سرمازدگی و انجماد

خسارت سرمازدگی در گونه‌های حساس در درجه حرارت‌هایی اتفاق می‌افتد که از حد طبیعی برای رشد گیاه کمتر بوده، اما آنقدر نیست که باعث شکل‌گیری یخ شوند. در واقع خسارت سرمازدگی در گونه‌های نواحی گرمسیر اتفاق می‌افتد در میان محصولات زراعی ، ذرت ، لوبیا ، برنج ، گوجه فرنگی ، خیار ، سیب زمینی شیرین و پنبه حساس هستند. گل ساعتی و کلم مثالهایی از گیاهان زینتی حساس هستند. سازگاری ژنتیکی به دماهای پایین در ارتفاعات باعث افزایش مقاومت به سرمازدگی می‌شود.به علاوه گیاهان اگر ابتدا در معرض سرما و سرمای خسارت‌زا قرار گیرند سفت شده و مقاومت آنها افزایش می‌یابد. اگر گیاهان آهسته و به تدریج در معرض سرما قرار گیرند، خسارت سرمازدگی می‌تواند به حداقل کاهش یابد. خصوصیات غشایی از طریق خسارت سرما تغییر می‌کند. برگها در مقابل خسارت سرما خودداری از فتوسنتز و انتقال کربوهیدراتها ، تنفس آهسته‌تر ، جلوگیری از ساخت پروتئین و تلفات پروتئینهای موجود را نشان می‌دهند. تمام این واکنشها احتمالا بستگی به مکانیسم اولیه مشترکی دارد که سبب تغییر خصوصیات غشا در طول سرمازدگی می‌شود.

تنش و شوک گرمایی

تعداد کمی از گونه‌های گیاهان عالی در درجه حرارت ثابت بیشتر از 45 درجه سانتیگراد زنده می‌مانند. سلولها یا بافتهای گیاهان عالی که آب خود را از دست داده و در حال رکود رشد هستند، می‌توانند در درجه حرارتهای خیلی بالاتر نسبت به بافتهای آبدار سبزینه‌ای و در حال رشد زنده بمانند. بافتهایی که بطور فعال رشد می‌کنند به ندرت در درجه حرارتهای بالاتر از 45 درجه سانتیگراد زنده می‌مانند.ولی بذرهای خشک دمای 120 درجه سانتیگراد و دانه‌های گرده دمای 70 درجه سانتیگراد را می‌توانند تحمل کنند. برخی گیاهان عالی گوشتی (CAM) مانند انجیر هندی به شرایط گرما سازگار شده‌اند و بافتهای آنها درجه حرارتهای بین 60 تا 65 درجه سانتیگراد را در تابستان و در طی تابش شدید خورشید می‌توانند تحمل کنند. 

شوری

در کشاورزی مشکل بزرگتر شوری به علت تجمع نمک در اثر آبیاری است . تبخیر و تعرق ، آب خالص را به صورت بخار از خاک خارج کرده و املاح باقی مانده محلول خاک را تغلیظ می‌کند. زمانی که کیفیت آبیاری پایین باشد (یعنی غلظت املاح زیاد است) و زمانی که سیستم مناسب زهکشی برای خارج نمودن نمک تجمع یافته در اثر آبیاری وجود نداشته باشد تجمع نمکها می‌تواند به سرعت به سطحی از شوری برسد که برای گونه‌های حساس زیان آور باشد و در میان گیاهان ذرت ، پیاز ، مرکبات ، درخت گردوی آمریکایی ، کاهو ، لوبیا حساسیت زیادی به شوری دارند. پنبه و جو بطور متوسط شوری را تحمل کرده و چغندر قند و خرما تحمل زیادی به آن نشان می‌دهند.

کمبود اکسیژن

ریشه‌ها معمولا اکسیژن کافی برای تنفس هوازی خود را مستقیما از خاک می‌گیرند منافذ پر شده از گاز در خاکی که دارای زهکشی و ساختمان خوبی است، اجازه نفوذ O₂ را تا عمق چندین متر می‌دهد. در نتیجه ، غلظت O₂ در عمق خاک شبیه غلظت آن در هوای مرطوب است. به هر حال ، خاک می‌تواند از آب اشباع شود و آن زمانی است که زهکشی ضعیف بوده و یا اینکه آبیاری خیلی زیاد باشد، پس آب منافذ را پر کرده و از انتشار O₂ در قسمت گازی جلوگیری می‌کند. اکسیژن حل شده آنچنان به آرامی در آب منتشر می‌شود که تنها در چند سانتیمتر خاک نزدیک سطح زمین باقی می‌ماند.زمانی که درجه حرارت پایین است و گیاهان در حالت رکود می‌باشند، تخلیه اکسیژن بسیار کند و نسبتا بی‌ضرر می‌باشد. اگر چه زمانی که دما بالا می‌رود (بیشتر از 20 درجه سانتیگراد) مصرف اکسیژن توسط ریشه گیاهان ، جانوران موجود در خاک و میکروارگانیسمهای خاک می‌تواند اکسیژن را در مدت کمتر از 24 ساعت بطور کامل از آب و خاک تخلیه کند. رشد و بقای بسیاری از گیاهان تا حد زیادی تحت چنین شرایطی تنزل می‌کند و عملکرد به شدت کاهش می‌یابد. عملکرد نخود فرنگی تنها با 24 ساعت اشباع بودن از آب ، به نصف کاهش می‌یابد. به هر حال گیاهان طبیعی سازگار شده به کمبود اکسیژن (گیاهان مردابها و باتلاقها) و گیاهانی مانند برنج به خوبی نسبت به کمبود اکسیژن در محیط ریشه مقاوم هستند.

آلودگی هوا

سوختن هیدروکربنها در موتورها و وسایل نقلیه باعث افزایش CO ، NO₂ ، SO₂ ، CO₂2 اضافی به جو می‌شود. کارخانجات صنعتی ، مانند کارخانجات مواد شیمیایی و کارخانجات تصفیه فلز ، SO₂ ، H₂S ، NO₂ و HF را به داخل اتمسفر رها می‌کنند لوله بلند دودکشها ممکن است برای حمل گازها و ذرات به ارتفاع بالا استفاده شوند و بنابراین از آلودگی موضعی اجتناب می‌شود.ولی آلودگی گاهی از صدها کیلومتر در تراز از منبع اصلی به زمین برمی‌گردد. دودهای متراکم فتوشیمیایی محصول واکنشهای شیمیایی انجام شده توسط نور خورشید است و در برگیرنده NO₂ موجود در صنایع شهری و صنعتی و ترکیبات آلی ناشی از فعالیت گیاهان و فعالیتهای بشری می‌باشد. ازن (O₃) و پراکسی استیل نیترات تولید شده در این واکنشهای پیچیده برای گیاهان و سایر اشکال حیات مضر است.

بشری امین

مراحل جذب آب در گیاهان

مراحل جذب آب در گیاهان

نظر به اینکه آب مهمترین ماده زیستی برای تمام موجودات است در گیاهان نیز عامل اساسی زندگی و رشد و نمو است.

آب در ساختار کلوئیدی پروتوپلاسم شرکت می‌کند و برای انجام فعالیتهای متابولیسمی ضروری است. در گیاه نیروی مکش موجب جذب و انتقال آب به قسمتهای مختلف می‌گردد این نیرو به نام پتانسیل آبی گیاه نامیده می‌شود که در اثر وجود یونهای آلی و کانی و کلوئیدهای موجود در یاخته حاصل می‌گردد. پتانسیل آبی در گیاه نیز مانند خاک منفی است و در مقایسه با پتانسیل آبی خاک منفی‌تر است.

جذب آب توسط ریشه‌ها

سیستم ریشه‌ای گیاهان اغلب بسیار گسترده است. میزان گستردگی ریشه ها در زیرزمین بیش از میزان گستردگی ساقه‌ها در هواست. تارهای کشنده ریشه سطح ریشه‌ها را بطور قابل ملاحظه‌ای افزایش می‌دهند. اگر مساحت تارهای کشنده بطور جداگانه محاسبه گردد معلوم می‌شود که سطح تارهای کشنده 7/1 برابر قسمتهای دیگر ریشه است. در سایر گونه‌ها سطح تار کشنده ریشه بالغ بر 8 تا 12 برابر بقیه سطح ریشه گزارش شده است.تارهای کشنده ریشه نه تنها سطح جذب را افزایش می‌دهند بلکه تماس نزدیکی با خاک پیدا می‌کنند و باعث خرد کردن ذرات خاک و نفوذ به داخل شکافها می‌شوند. بیشتر جذب آب در نزدیکی نوک ریشه و منطقه رشد صورت می‌گیرد یعنی در جایی که یاخته‌های اپیدرمی دارای دیواره نازک هستند به تدریج که بافت ریشه بالغ می‌شود اپیدرم و تارهای کشنده آن بوسیله پریدرم چوب پنبه‌ای شده غیر قابل نفوذ جایگزین می‌گردد.

افزایش جذب موثر آب

به منظور افزایش جذب موثر آب ، رشد ریشه باید مرتبا منطقه جذب را که بالاتر از راس رویش ریشه است بازسازی کند. همچنین رشد ریشه برای نفوذ آن در خاک مرطوب ضروری است و این امر در شرایط کمبود آب می‌تواند بسیار باشد. پس از افزودن آب به خاک ، حرکات آب بیشتر به سمت پایین است و به سوی ریشه‌ها حرکت نمی‌کند و تنها راهی که دسترسی ریشه را یه آب زیاد می‌کند رشد و آبدوستی مثبت ریشه است که به سوی محلهای مرطوب و آبدار خاک رشد می‌کند .

سرعت رشد ریشه زیاد است و در مورد گیاهان علفی این سرعت 10 میلیمتر در روز بطور عادی است.

سیستم ریشه‌ای گیاه ذرت بطور متوسط روزانه 50 تا 60 میلیمتر رشد می‌کند. گرچه منطقه تارهای کشنده مهمترین سطح جذب آب به شمار می‌آید مناطق پیرتر هم در این عمل نقش قابل ملاحظه‌ای دارند. این امر بویژه در زمستانها که رشد ریشه کم است و یا در مواقع کمبود آب بیشتر صورت می‌گیرد نقاط خروج ریشه‌های جانبی لایه‌های چوب پنبه‌ای شده را شکسته و ورود آب را امکان‌پذیر می‌سازد.

عوامل موثر در جذب آب

برای اینکه آب از خاک وارد ریشه گیاه شود باید نیروی جاذبه‌ای در ریشه وجود داشته باشد که به سطح آورده شود و مثل یک فشار منفی عمل کند در عین حال خاک یا محلول غذایی نیز مکش یا جاذبه‌ای در جهت عکس دارد. تفاضل این نیرو مکش خالصی است که منجر به ورود آب در گیاه می‌شود. فزونی نیروی مکش گیاه بر نیروی مکش خاک موجب حرکت آب به سوی گیاه می‌گردد. نیروی مکش خاک به مقدار کلوئید (رس و هوموس) و درجه خشکی آن بستگی دارد.

عوامل موثر در نیروی مکش گیاه

در سطح تارهای کشنده ، فشار اسمزی شیره واکوئلی تار کشنده بیش از فشار اسمزی محلول خاک است این فزونی فشار موجب کشش و جذب آب می‌شود.

بافتهای درونی نیز مکش ایجاد می‌کنند که مربوط به فشار اسمزی واکوئلهای این بافتها و نیروهای آغشتگی کلوئیدی آنها و اندام هوایی است که تعرق انجام می‌دهند.

ریشه آب را هنگامی جذب می‌کند که تهویه شده باشد. در خاک خیلی سنگین مثل خاک رس یا خاک بسیار مرطوب ، ریشه‌ها دچار خفگی می‌شوند چنانچه در مورد گیاهانی که ریشه‌های راست و عمیق دارند وقتی ریشه‌ها به سفره آب زیرزمینی می‌رسند علایم خشک شدن را نشان می‌دهند به استثنای گیاهان مانگرو که در این گیاهان ریشه‌های هوایی هدایت گاز را به عهده دارند.

آبیاری نباید در فاصله بسیار نزدیک صورت گیرد بویژه اگر خاک سنگین باشد باید به خاک فرصت داد تا تهویه در آن انجام پذیرد

جذب آب بوسیله برگ

آب جوی می‌تواند در بعضی مناطق که مه فراوان دارند توسط گیاه جذب شود. جذب مستقیم رطوبت مه بیشتر بوسیله برگها صورت می‌گیرد و آزمایش مربوطه بر روی دو گونه گیاه ساحل صحرای نامیبیا انجام شده است. یکی از این گونه ها به نام تریانقاهردوآنسیس از تیره ایزوله آله است و گونه دیگر ولوتیشیا میزابیلیس است. در بروملیاسه نیز جذب آب بوسیله برگها شناخته شده است. بویژه در تیلاندیسا مکانیسم جذب آب در این گیاه شناخته نشده است.

اما چون در گیاه مردهع نیز مانند گیاه زنده صورت می‌گیرد لذا به نظر می‌رسد که پدیده‌ای فیزیکی باشد. ثعلبهای اپی‌فیت می‌توانند آب جوی را جذب کنند. برگهای نهاندانگان متعددی از تک لپه‌ایها و دو لپه‌ایها در شرایط خشکی و نیمه خشکی هوا می توانند آب جوی را جذب کنند. در بعضی سرخسها مانند پلی‌پودیوم پلی‌پوئیدس و سوراک اوفیسیناروم نیز جذب آب بوسیله برگها مشاهده شده است.

میکوریزها

میکوریزها به معنای قارچ ریشه است. این قارچها از ارتباط متقابل و سودمندی با ریشه‌های گیاهان برخور دارند. ریشه‌های گیاه مواد مترشحه خود را به قارچ منتقل می‌کند و قارچ هم در انتقال مواد غذایی و آب به ریشه گیاه کمک می‌کند. ریشه‌هایی که در خارج ریشه‌های گیاه رشد می‌کنند به مناطق عمقی خاک می‌رسند و به جذب مواد غذایی و انتقال آنها به گیاه بویژه در انتقال یونهای کم تحرک مثل فسفات ، روی ، مس ، مولیبدن کمک می‌کنند. میکوریزها نوعی پوشش حفاظتی بوجود می‌آورند.

جذب عناصر با جوامع گیاهی :

اساس روش اکتشافات بیوژئوشیمیایی برمبنای توجه به رشد گیاه و عناصر جذب شده گیاه است. معمولأ گیاه عناصر را از آب و خاک و هوا جذب می کند. نسبت جذب عناصر توسط گیاهان به طبیعت و مقدار کانی های رسی، مقدار و ترکیب مواد آلی، PH و Eh خاک و مقدارمواد محلول در آب بستگی دارد. به طور عمومی بخشی از خاک که در آن آب باران به راحتی جریان می یابد، حرکت آب سبب هوازدگی سریع خاک می شود. این فرآیند سبب می شود که اغلب عناصر تحرک بیشتری پیدا نمایند. در چنین بخشی از خاک است که  ریشه گیاهان مواد غذایی وعناصر موجود در خاک را جذب می کند، زیرا خاک در اطراف ریشه محیطی بسیار اسیئی و خورنده ایجاد می کند که باعث می شود گیاهان توانایی استحصال و تجزیه شیمیایی عناصر را از کانی ها داشته باشند. به صورت عادی تصور می شود که اغلب کانی های خاک پایدار هستند، در حالی که گیاهان مواد مورد نیاز خود را از همین کانی ها حتی کانی های سولفوره و سیلیکاته پایدار جذب می کنند. وقتی که عنصر کمیاب توسط گیاهان جذب شود یک حالت تهی شدگی از این عناصر در اطراف ریشه ایجاد می شود. ولی فرآیند های بیوژئوشیمیایی بعدآ می توانند این تهی شدگی را پر نمایند.

مهمترین این فرآیندها عبارتند از :

-         حرکت مواد محلول در خاک که باعث جانشینی محلول های جذب شده می گردد.

-         اجزاء محلول خاک در بخش ریشه ای به صورت اجزای یونی، نمک ها و سایر اجزای محلول انتشار می یابد.

-         اگرچه نحوه جذب عناصر توسط گیاهان تفاوت دارد، آنها عمدتأ به صورت یونی جذب می گردند.

با این حال عناصر به صورت های دیگری نیز به وسیله گیاهان جذب می شوند که مهمترین آنها عبارتند از :

1-  به صورت یون های قابل تبدیل در کمپلکس های معدنی- آلی که توسط نمک های طبیعی مانند استات آمونیوم قابل استخراج است.

2-    به صورت یون های پایدار و کمپلکس های آلی- معدنی قابل استحصال توسط اسید استیک رقیق.

3-  به صورت نمک های غیرقابل حل آلی یا کانی آلی قابل دسترس توسط محلول های حاوی اسیدهایی مانند اتیلن دیامین تترا استیک اسید (EDTA).

4-  به صورت ترکیبی از اکسیدهای ته نشست شده یا به صورت  سایرنمک های غیر قابل حل و قابل استحصال توسط عوامل قوی مانند اکسالات آمونیوم.

5-    به صورت جزئی از ترکیب کانی های ثابت ثانویه.

همچنین توانایی جوامع گیاهی در جذب عناصر متفاوت است که آن ها را بر این اساس به گروه های مختلف زیر تقسیم می کنند (Brooks, 1972) :

الف) جوامع گیاهی کلسیم خواه

ب) جوامع گیاهی نمک خواه

ج)جوامع گیاهی سلنیم خواه

د) جوامع گیاهی سرپانتین خواه

ه) جوامع گیاهی روی خواه

الف) جوامع گیاهی کلسیم خواه:

گیاهان کلسم خواه حاوی ژیپس، آهک و دولومیت به خوبی رشد می کنند. در چنین زمین هایی مقدار کانی کلسیت یا دولومیت بیش از 80 درصد است. معمولأ خاک های تشکیل شده در این محیط ها را که منشا آهکی – دولومیتی دارند، خاک های کلسیک می گویند. اصولأ سازند های آهکی محیط مناسب برای ایجاد آبراهه ها و نفوذ آب و هادی خوبی برای آب و حرارت هستند و معمولأ دارای اجزای کلوئیدی هستند. بنابراین گیاهان مخصوص مناطق خشک در این مناطق کلسیک با چنین ویژگی هایی حالت مقاوم پیدا می کنند. معمولأ در این جوامع گیاهانی مانند کرب، دربین، برگ نو، اقاقیا و فتوکا دویریسیکا رشد می کنند (یزدی،1372).

ب) جوامع گیاهی نمک خواه :

گیاهان نمک خواه در خاک های دارای املاح نسبتأ زیاد رشد می کنند که حاوی ترکیباتی مانند نمک، کربنات سدیم، سولفات سدیم و ژیپس هستند. این خاک ها را خاک شور نیز می گویند که در نزدیکی مناطق خشک و کویری مانند کویر مرکزی ایران و حاشیه دریاچه نمک قم، یافت می شود.

ج) جوامع گیاهی سلنیم خواه :

گیاهان سلنیم خواه در طول رشد خود تمایل به جذب عنصر سلنیم (Se) دارند و معمولأ در خاک های حوالی کانسار اورانیوم رشد می یابند. معمولأ در آب و هوای مرطوب عنصر سلنیم یک ترکیب بازی با عنصر آهن تشکیل می دهد که غیر قابل حل است و در خاک می ماند و گیاه نمی تواند آنرا جذب نماید. در چنین محیطی برای اکتشاف عنصر سلنیم بهتر است از روش ژئوشیمیایی اکتشافات ژئوشیمیایی استفاده کرد. از این گیاهان به عنوان گیاه معرف برای اکتشاف اورانیوم در سنگ های رسوبی نیز استفاده می شود. وجود کانی کارنولیت [K₂(UO₂)₂(VO₄).3H₂O] که حاوی مقدار زیادی سلنیم است، عامل اصلی افزایش سلنیم در خاک ها و سنگ های رسوبی می شود. در چنین خاک هایی گیاهان سلنیم خواهی مانند گون، اونوپسیس، یک گونه از گل مینا، آسترر اکسیلوریزا و استنلیا رشد می کنند.

د) جوامع گیاهی سرپانتین خواه :

گیاهان سرپانتین خواه درواحدهای سنگی حاوی کانی سرپانتین رشد می کنند. این نوع سنگ ها غنی از عناصری مانندFe,Cr,Ni,Mg و فقیر از عناصری مانند Ca هستند و با نسبت زیاد مشخص      می شوند. بنابراین گیاهانی که روی این سنگ ها رشد می کنند باید توانایی استخراج کافی عنصر Ca را از این سنگ ها داشته باشند و نسبت Mg/Ca نیز در آنها زیا د باشد. همچنین این گیاهان باید بالا بودن غلظت عناصری مانند Cr  و Ni را بتوانند تحمل کنند. معمولأ در نواحی پوشیده از سنگ های سرپانتینیتی عالبأ گونه های کاج، خزه ها، گلسنگ ها، سرخس ها ، جنس های معینی از درخت غاز، چیکرود و خانواده گاوزبان رشد می کنند. گونه های مختلف گیاهی مانند کاج در مناطق سرپانتینیتی کوتاه قدند که از آن برای اکتشاف کانسارهای کرومیت می توان استفاده کرد (یزدی، 1372).از گیاهان دیگر گروه سرپانتین خواه می توان از گیاهانی چون  آلیسوم برتولونی، سافروتیکوزوم، افیولیتیکا، سراتیوم آرونس، مینوارتیا لاریسیفولیا، بیسکو تلا لاویگاتا و پرینز را نام برد. خاک های سرپانتینیتی معمولأ محل رشد چنین گیاهانی و محل تجمع عناصری مانند Mg,Ni,Cr,Co,Ca,K,P هستند. از این میان گیاه آلیسوم برتولونی یکی از گیاهان جمع کننده قوی نیکل محسوب می شود (Lombini et al,1998).

ه) جوامع گیاهی روی خواه :

گیاهان روی خواه در واحد های سنگی حاوی کربنات و سیلیکات روی رشد می کنند. جوامع گیاهی این مجموعه در مناطقی یافت می شوند که کانی سازی سولفیدی وجود داشته باشد. از آنجا که روی (Zn) عنصر اصلی و شاخص در این مجموعه گیاهی است، بدین نام معروف شده است. عنصر روی (Zn) یک عنصر اساسی در سوخت و ساز گیاهان است و اگر در سنگ های یک منطقه سنگ های حاوی عنصر روی مانند اسفالریت داشته باشیم ، گیاهان روی مورد نیاز خود را به دست می آورند. معمولأ کانی هایی مانند اسفالریت سریعأ هوازده و متلاشی می شوند، بنابراین عنصر روی (Zn) به سهولت در دسترس گیاه قرار می گیرد. این عنصردر گیاهانی مانند گلسنگ ها نیز به خوبی تجمع می یابد. بنابراین برای اکتشاف کانسارهای مدفون حاوی روی (Zn) نمونه برداری از این نوع گیاهان بسیار مفید است. عنصر روی معمولأ متحرک است و در کانی های رسی موجود در خاک نیز به راحتی تمرکز می یابد و سپس می توان با گیاهانی مانند کالامینریای بنفش به راحتی جذب شود. این نوع گیاه در اروپا بیشتر یافت می شود.

استفاده از روش بیوژئوشیمیایی برای اکتشاف عنصر روی کاربرد دارد، اما برای عنصر سرب مفید نیست. اگرچه عنصر سرب (Pb) معمولأ همراه عنصر روی در طبیعت یافت می شود، از نظر ژئوشیمیایی نسبتأ غیر متحرک است. بدین جهت این عنصر به راحتی در سطح رسوبات سریعأ ته نشین یا جذب مواد آلی می شود و بنابراین به ندرت به ریشه گیاه می رسد. البته در یک محیط آب و هوای قاره ای (محیط شیمیایی کلریدی) عنصر سرب (Pb) نسبتأ متحرک می شود و می تواند جذب گیاهان شود. در چنین مناطقی می توان از این شیوه برای اکتشاف سرب نیز سود جست.

مقدار جذب عناصر شیمیایی در بخش های مختلف اندام گیاهی تفاوت می کند که به ترتیب اهمیت به قرار زیر است ( از راست به چپ):

ریشه – تنه – شاخه – پوست – میوه – بوته – برگ – دانه

مقدار خاکستر حاصل از سوزاندن اجزاء نیز به همین ترتیب است، یعنی مقدار عنصر موجود در خاکستر ریشه بیش از همه بخش های دیگر است. برخی از عناصر در بخش های مختلف گیاه به صورت خاصی تمرکز می یابند. مثلأ غلظت عنصر آرسنیک (As) در ساقه گیاه داگلاس نسبت به بخش های دیگر آن زیادتر است. تغییرات فصلی نیز در جذب فلزات توسط گیاهان تاثیر دارد. مثلأ جذب فصلی فلزات در ترکه گیاهان کمتر از برگ ها، میوه ها و سایر بخش های آنهاست. حتی مقدار جذب هر عنصر با عنصر دیگر در گیاه فرق می کند.

میزان جذب عناصر به عمق نفوذ ریشه گیاه در خاک بستگی دارد که با سطح ایستابی آب های زیر زمینی مرتبط است. بر این اساس گیاهان را به 3 گروه تقسیم می کنند:

الف ) فراتوفیت ها  ب ) گزروفیت ها  ج) مزوفیت ها

الف ) فراتوفیت ها  :

فراتوفیت ها گیاهانی هستند که آب را از بخش اشباعی خاک به صورت مستقیم و یا به شکل جذب مویینه استحصال می کنند. فراتوفیت ها معمولأ گیاهانی با ریشه عمیق هستند که معمولأ آب را از عمق 1 تا 5/1 متر و گاهی حتی از عمق 4 تا 5 متر جذب می کنند. به همین دلیل این گیاهان می توانند برای اکتشاف کانسارهای نسبتأ عمیق مفید باشند.

ب ) گزروفیت ها  :

گزروفیت ها گیاهانی هستند که ریشه خیلی عمیقی ندارند و به سطح آب زیرزمینی معمولأ نزدیک نیستند و اغلب با آب باران تغذیه می شوند. به همین دلیل این گیاهان نمی توانند برای اکتشاف کانسارهای عمیق مفید باشند.

ج) مزوفیت ها :

مزوفیت ها معمولأ گیاهانی بیابانی هستند و عمق ریشه آنها بین دو گروه اول و دوم قرار دارد. به همین دلیل رشد آنها به سطح آب زیرزمینی بستگی ندارد. این گیاهان برای اکتشاف کانسارهای عمیق مناسب نیستند و اغلب برای پی جوئی کانسارهای سطحی می توانند مفید باشند.

در زمان های متفاوت میزان جذب عناصر نیز در گیاهان فرق می کند. معمولأ جذب عناصر در طول دوره رشد گیاهان بیشتر از زمان های دیگر است. معمولأ در بهار و تابستان که دوره رشد گیاه است، مقدار این جذب حداکثر است. اصولأ در سال های اول و دوم گیاهان از سرعت رشد زیادی برخوردارند و بیشترین جذب نیز در همین دوره سنی گیا صورت می گیرد. همچنین عواملی مانند سن گیاه، زاویه تابش نور آفتاب، رطوبت نسبی و… نیز در این مورد نقش دارند.

عناصر و نقش آنها در رشد جوامع گیاهی :

در روش اکتشافات بیوژئوشیمیایی اساس مطالعات اکتشافی بر مبنای میزان رشد گیاه و عناصر در برگیرنده گیاه است. جوامع گیاهی به عواملی مانند PH خاک، نوع خاک، مواد غذایی و شرایط اقلیمی بستگی دارد. هر قدر مقدار PH خاک کمتر باشد، شرایط احیایی در خاک کمتر ( شرایط اسیدی بیشتر) است و در این حالت مقدار انحلال فلزات زیاد و درنتیجه جذب عناصر بیشتر است. همچنین مقدار اکسایش عناصر در خاک با توجه به مقدار PH  و Eh محیط تغییر می کند. مثلأ آهن در حالت Fe⁺² قابل جذب در گیاه است. از آنجا که مقدار آهن موجود در خاک در شرایط معمولی به صورت Fe⁺³ است؛ در شرایط بالا بودن PH خاک، آهن با گرفتن یک الکترون به Fe+2 تبدیل می شود         

                            (Fe⁺³ + e —>2Fe⁺²). به هر حال عناصر یا در حالت اکسایش و یا در حالت احیایی جذب گیاهان می شوند.

فلوبوند ذخیره کننده آب برای کشاورزی

فلوبوند

فلوبوند ذخیره کننده آب برای کشاورزی

کشاورزی عمده ترین مصرف کننده آب روی زمین است. 70% از آب سبک قابل مصرف در دنیا برای آبیاری اراضی کشاورزی مورد استفاده قرار می گیرد. از مجموع 3600 کیلو گرم بر متر مکعب آبی که سالانه استخراج می گردد حدود 3/2 آن از طریق تبخیر و تعریق و نفوذ سریع به لایه های غیر قابل دسترس گیاهان به هدر می رود پیش از این، در زمینه کشاورزی، تغییرات بسیاری به منظور استفاده کمتر از آب و محافظت از این منبع در معرفی خطر به اجرا گذاشته شده است. در میان این روشها استفاده از سوپر جاذب پلی اکریلامید در آبیاری امکان صرفه جویی بیش از 30% در مصرف آب را فراهم کرده است .

فلوبوند                اصلاح کننده خاک

ساختمان فلوبوند از کو پلیمرهای پلی آکریل آمید با پایه ارگانیک ساخته شده است، که ویژگیهی آنها از قبیل وزن مولکولی، حلالیت در آب و آنیونیک بودن آنها سبب شده که این مواد به عنوان نرم کننده های بسیار مناسب برای بافت خاک محسوب شوند .

 

فواید                    دسترسی بهتر به آب

فلوبوند می تواند بر اساس نوع خاک و روش آبیاری مورد نظر، میزان آبی را که در دسترس ریشه ها قرار می گیرد افزایش دهد، به طوری که مصرف کلی آب مورد نیاز برای آبیاری کهش داده و هدر رفت و فرسایش خاک و آبشویی را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد و باعث صرفه جویی محصولات تکمیلی مثل کودها و سایر افزودنیها می شود .

کاربرد                   تنها جند قطره کافیست

تزریق فلوبوند هم به صورت ساده در آب های جاری صورت می گیرد و هم با حل کردن قرص های فلوبوند انجام می شود و می توان تنها با استفاده چند میلی گرم در لیتر از این مواد چسبندگی آب به خاک را سبب شد .

نتایج                    بیش از 30% ذخیره آب

تحت اغلب شرایط آبیاری، حدود 2/1 آب از طریق نفوذ به لایه های زیرین و آب شویی هدر می رود مطالعات مستقل و آزمایشات کامل بسیاری در این زمینه نشان داده است که استفاده پلی اکریل آمیدها بویژه در استرالیا و آمریکا، باعث کاهش دوره های آبیاری و استفاده کمتر از آب شده است. همچنین فلوبوند هدر رفتن آب از طریق آبشویی عناصر مغذی را کاهش می دهد و سبب می شود که این کودها و مواد مغذی در نزدیکی ریشه باقی بمانند .

اجرا                              پودری، مایع و قرص

محصول فلوبوند به صورت های مختلف اعم از پودری، مایع و قرص موجود است. شرکت SNF برای هر نوع سیستم آبیاری، قابلیت کاربرد مناسب، ایمن و آسان در نظر گرفته است .

محیط زیست                 اثرات سوء زیست محیطی ندارد

فلوبوند در خاک تحت تاثیر اشعه ماوراء بنفش و حملات میکروبیولوژیکی به آب، CO2 و نیترات آمونیوم تجزیه می شود. باکتریهای موجود در خاک، گروه نیتروژنی موجود در ساختمان این مواد را به سرعت مصرف می کنند و به همین دلیل هیچ سمیتی در خاک و آب دیده نمی شود. این محصول در آمریکا (FDA) و فرانسه به عنوان افزودنی به آب های نوشیدنی و همچنین گندزدایی فاضلاب مورد تائید قرار گرفته است .

فیزیولوژی گیاهی

فیزیولوژی گیاهی

فیزیولوژی دانشی است که وظیفه اش بررسی عملکرد (Function) موجودات زنده است. ماهیت بررسی در این علم ، وظیفه و کارکرد اندامهاست. نام قدیمی فیزیولوژی وظایف الاعضا بوده است. فیزیولوژی گیاهی ، مطالعه اعمال حیاتی گیاه ، فرایندهای رشد و نمو ، متابولیزم و تولید مثل گیاهان است.

کشف قوانینی که بر تغذیه گیاه و رشد و نمو آن حکومت می کند، شناخت توانایی واقعی سلولها در انجام فعالیتهای بیولوژیک و همچنین ارائه روشهایی که ظهور یکی از توانائیهای سلولی را امکان پذیر می سازد، هدف اساسی فیزیولوژی گیاهی محسوب می شود. همانطور که مسیر روشن بسیاری از اکتشافات نظری ، منشا پیشرفتهایی در یکی از شاخه های تجربی علوم است، نتایج حاصل از مطالعاتی که در همه شئون علمی بالاخص در فیزیولوژی گیاهی صورت گرفته، باعث توسعه و پیشرفت واقعی کشاورزی شده و آن را از صورت ابتدایی خود در نخستین روزهای ظهور انسان به صورت کاملا پیشرفته امروزی ، مبدل ساخته است.

از طرف دیگر ، ترقیات سریع فیزیولوژی گیاهی نیز خود مدیون ترقیات علوم دیگری مانند فیزیک و شیمی است، زیرا عملا کلیه اعمال متابولیزم سلولها بر اساس قوانینی تفسیر می شوند که در مورد عالم بیجان شناخته شده اند. شک نیست که علم فیزیولوژی گیاهی ، علمی است تجربی و همه کوششهایی که در این زمینه صورت می گیرند، به شناسایی بیش از پیش ماده زنده منجر می شوند. به علاوه فیزیولوژی گیاهی ، علم پایه مستقلی است که دارای مفاهیم خاصی بوده، شیوه مخصوصی در تجربیات آن مشاهده می شود.

● موضوعات مطرح شده در فیزیولوژی گیاهی

فیزیولوژی گیاهی را می توان مطالعه اعمال حیاتی گیاه ، فرایندهای چرخه ای متحرک رشد ، متابولیزم و تولید مثل دانست. مباحث زیادی در فیزیولوژی گیاهی بحث می شود و در هیچ علمی ، نحوه پیشرفت واضح تر از زمینه فیزیولوژی گیاهی نیست. از مباحثی که در فیزیولوژی گیاهی بحث می شود، می توان به موارد زیر اشاره کرد.

۱) تغذیه و جذب در گیاهان

انجام صحیح فرایندهای متابولیزمی مستلزم وجود عناصری است که باید به صورت اکسید شده یا احیا شده ، معدنی و یا آلی جذب سلولها شده، احتیاجات آنها را از نظر ماده و انرژی تامین کنند. مقدار و نوع این احتیاجات تابعی از شدت و نوع واکنشهای متابولیزمی بوده و به همین مناسبت هر موجودی از نظر قدرت سنتز و طریقه تحصیل انرژی با موجود دیگر متفاوت است.

موجودات زنده را از نظر قدرت سنتز و همانند سازی به دو دسته اتوتروف و هتروتروف تقسیم می کنند. موجودات اتوتروف موجوداتی را گویند که از ترکیبات ساده ای نظیر دی اکسید کربن و ترکیبات معدنی مختلف مانند نیتروژن معدنی ، می توانند کلیه احتیاجات خود را برطرف سازند که گیاهان در این گروه قرار می گیرند.

۲) احتیاجات گیاهان نسبت به انرژی

سلولهای گیاهی انرژی موجود در مواد تشکیل دهنده خود را به صور مختلف زیر از دست می دهند.

ـ به صورت انرژی حرارتی که در بعضی موارد مانند گل آذین گل شیپوری کاملا آشکار است.

ـ به صورت انرژی نورانی مانند فلورسانس کلروفیل

ـ به صورت انرژی مکانیکی مانند سیکلوز در سیتوپلاسم

ـ به صورت انرژی الکتریکی که نتیجه آن برقراری اختلاف پتانسیل بین اعضای مختلف گیاهان است.

۳) احتیاجات گیاهان نسبت به مواد

میزان این احتیاجات در نمونه های مختلف گیاهی ، متفاوت است. رفع احتیاجات یک گیاه بالغ در درجه اول به منظور جبران موادی است که این گیاه در طول حیات از دست می دهد. در درجه دوم ، رشد و نمو یک گیاه احتیاجات احتمالی دیگری بوجود می آورد. کلیه این احتیاجات بوسیله منابع طبیعی مختلفی تامین می شوند که عبارتند از: خاک ، هوا ، آب و محیطهای آلی.

بطور کلی در بخش تغذیه و جذب مباحث مختلفی بحث می شود: احتیاجات گیاهان ، نقش عمومی و اختصاصی عناصر و علائم کمبودهای آنها ، محلولهای غذایی و کودهای شیمیایی ، تغذیه نیتروژن معدنی و آلی ، چرخه متابولیزمی نیتروژن ، گوگرد و فسفر ، رابطه آب و خاک ، گردش مواد در گیاه ، جذب مواد معدنی ، مکانیزم جذب مواد و…. .

▪ فتوسنتز

فتوسنتز (photosynthesis) از نظر لغوی به معنای تولید با استفاده از نور خورشید است. فتوسنتز شامل دو دسته واکنش است که هردو در کلروپلاستها صورت می گیرند. طی فتوسنتز انرژی و آب و اکسیژن تولید می شود.

زندگی در روی کره زمین به انرژی حاصل از خورشید وابسته است. فتوسنتز (photosynthesis) از نظر لغوی به معنای تولید با استفاده از نور خورشید است. فتوسنتز شامل دو دسته واکنش است که هردو در کلروپلاستها صورت می گیرند. طی فتوسنتز انرژی و آب و اکسیژن تولید می شود.

در فتوسنتز ، انرژی خورشیدی برای اکسید کردن آب ، آزاد شدن اکسیژن و نیز احیا کردن به ترکیبات آلی و در نهایت قند بکار می رود. فتوسنتز شامل دو دسته از واکنشهاست: واکنشهای نوری و واکنشهای تاریکی.

▪ بطور کلی در بخش فتوسنتز مباحث مختلفی بحث می شود:

مفاهیم کلی در مورد فتوسنتز ، عملکرد کوانتومی نور ، ساختمان دستگاه فتوسنتزی ، ساختار تیلاکوئیدها در کلروپلاست ، گیرنده های نوری ، فتوسیستم های I و II ، مکانیزم انتقال الکترون و پروتون در کلروپلاستها ، ژنوم کلروپلاست ، چرخه احیای فتوسنتزی ، تنفس نوری ، چرخه احیای فتوسنتزی ، چرخه احیای کربن در گیاهان CAM(کراسولاسه) ، سنتز نشاسته و ساکارز در گیاهان و … .

▪ رنگدانه های فتوسنتزی

انرژی نور خورشید ابتدا بوسیله رنگدانه های نوری گیاهان جذب می شود. همه رنگدانه هایی که در فتوسنتز فعالیت دارند در کلروپلاست یافت می شوند. کلروفیلها و باکترو کلروفیلها که در بعضی از باکتریها یافت می شوند رنگدانه های رایج موجودات فتوسنتز کننده هستند. البته همه موجودات فتوسنتز کننده دارای مخلوطی از بیش از یک رنگدانه هستند که هر کدام عمل خاصی را انجام می دهند. از دیگر رنگدانه ها می توان به کاروتنوئیدها و گرانتوفیل اشاره کرد.

کلروپلاست محلی است که در آن فتوسنتز صورت می گیرد برجسته ترین خصوصیت ساختمانی کلروپلاست ، سیستم فشرده غشاهای درونی است که به تیلاکوئید معروف است. کل کلروفیل در این سیستم غشایی که محل واکنش نوری فتوسنتز است قرار گرفته است. واکنشهای احیای کربن یا واکنشهای تاریکی در استروما (ناحیه ای از کلروپلاست که بیرون تیلاکوئید قرار گرفته است) صورت می گیرند. تیلاکوئیدها خیلی نزدیک به یکدیگر قرار دارند که به تیغه های گرانا موسومند.

▪ مکانیزم جذب نور در گیرنده های نوری

موجودات فتوسنتز کننده دارای دو مرکز نوری متفاوت هستند که پشت سر هم آرایش یافته اند و سیستمهای نوری ۱ و ۲ نامیده می شوند. سیستمهای گیرنده در رده های مختلف موجودات فتوسنتز کننده تفاوت قابل ملاحظه ای دارند. در صورتی که مراکز واکنش حتی در موجوداتی که نسبتا اختلاف دارند یکسان است. مکانیزمی که از آن طریق انرژی تحریک کننده از کلروفیل به مرکز واکنش می رسد، اخیرا به صورت انتقال رزونانس از آن یاد شده است. در این فرایند فوتونها به سادگی از یک مولکول کلروفیل دفع و توسط مولکول دیگر جذب نمی شوند. بیشتر انرژی تحریک کننده از طریق فرایند غیر تشعشعی از یک مولکول به مولکول دیگر منتقل می شود.

یک مثال مناسب برای درک فرایند انتقال رزونانس ، انتقال انرژی بین دو رشته سیم تنظیم شده (کوک) است. اگر یکی از رشته ها ضربه بخورد و درست نزدیک دیگری قرار گیرد رشته تنظیم شده دیگر مقداری انرژی از اولی دریافت نموده و شروع به ارتعاش می کند.

کار آیی انتقال انرژی بین دو رشته تنظیم شده به فاصله آنها از یکدیگر ، جهت گیری نسبی آنها و نیز تواترهای ارتعاشی بستگی دارد که مشابه انتقال انرژی در ترکیبات گیرنده است.

▪ واکنشهای نوری فتوسنتز

موجودات فتوسنتز کننده از طریق اکسید کردن آب به مولکول اکسیژن و احیای نیکوتین آمید آدنین دی نوکلئوتید فسفات ، الکترون را به صورت غیر چرخه ای منتقل می کنند. بخشی از انرژی فوتون از طریق اختلاف PH و اختلاف پتانسیل الکتریکی در دو طرف غشای فتوسنتزی به صورت انرژی پتانسیل شیمیایی آدنوزین تری فسفات ذخیره می شود. این ترکیبات پر انرژی انرژی لازم برای احیای کربن در واکنشهای تاریکی فتوسنتز را تامین می کنند.

ـ آدنوزین تری فسفات

ـ آدنوزین تری فسفات (ATP)

ـ اطلاعات اولیه

فقدان اکسیژن یکی از خواص مهم جو اولیه به شمار می آید. چنانچه در آن آمیزش برق آسای عناصر اکیسژنی وجود می داشت، مولکولهای ناپایدار حاصل ، به سادگی بر اثر احتراق نابود می شدند. اگر حیات بدون استعانت از اکسیژن حادث شده باشد، باید تخمیر آن را تامین کرد و باشد، که لولی پاستور ، شیمیدان فرانسوی نیز آن را حیات بدون آزمایش های مربوط به هوا توصیف کرد. عمل تخمیر بر اثر شکستن مولکولهای آلی)ترکیبات حاوی کربن) انرژی لازم را در اختیار یاخته قرار می دهد، فسفاتهای پر انرژی از قبیل آدنوزین تری فسفات را رها می کند.

برخی از اشکال تخمیر ، مانند تخمیر های مواد الکل ، به عنوان فرآورده فرعی ، دی اکسید کربن تولید می کنند. رها شدن این گاز در جو به وسیله اشکال بی هوازی حیات ، که به اکسیژن نیاز دارند، در تکامل فرایند های سوخت و ساز بعدی ، از جمله عمل تنفس سهیم اند.

▪ آدنوزین تری فسفات در مرحله دوم سوخت و ساز

بعد از عمل تخمیر ، پیشرفت بعدی سوخت و ساز عبارت بود از چرخه مونوفسفات ششگانه (HMP). این عمل اساسا فرایندی بی هوازی است که به کمک انرژی حاصل از آدنوزین تری فسفات ، هیدروژن را از قند آزاد می کند. دی اکسید کربن نیز به عنوان فراورده فرعی به دست می آید. نیمی هیدروژن مربوط به چرخه HMP از آب به دست می آید. این چرخه معرف مرحله ای نسبتا پیشرفته (طی میلیونها سال) است، زیرا ، از دشوارترین راه به هیدروژن می رسد، نمایشگر دو روای است که عملا تمامی هیدروژن آزاد از سیاره ها فرار کرده است.

▪ منبع خورشیدی آدنوزین تری فسفات

سومین مرحله در این جریان تکاملی (سوخت و ساز) ، احتمالا تغییر ماده آلی به فسفات آلی به کمک نور (فرایندی که طی آن گیاهان سبز انرژی نورانی را به انرژی شیمیایی تبدیل می کنند) ، یعنی استفاده مستقیم در تولید ATP است. انجام این عمل مستلزم وجود ماده رنگی کلروفیل(پوروفیرین منیزیم) برای جذب نور ، حضور مواد رنگین یاخته)پروتئینهای آهن دار) برای تبدیل انرژی خارجی ، یعنی نور خورشید ، به انرژی ذخیره ای موسوم به (ATP) است.

▪ جذب انرژی خورشیدی

همه موجودات زنده انرژی خود را از نور خورشید کسب می کنند، اما فقط گیاهان سبز می توانند نور خورشید را مستقیما به کار گیرند و با کمک مواد اولیه ساده ای،مانند دی اکسید کربن ، آب و آمونیاک ترکیبات یاخته ای بوجود آورند. این فرایند نور ساخت نامیده می شود. قسمت اعظم موجودات دیگر باید محصولات حاصل ار نور ساخت را به صورت غذا مورد استفاده قرار دهند، یعنی گیاهان استفاده کنند، یا موجوداتی را بخورند که خود با گیاهان تغذیه می شوند.

▪ دلایل واکنشهای شیمیایی ترکیبات غذایی

واکنش های شیمیایی مربوط به ترکیبات غذایی ، شامل پروتئینها ، قندها ، چربیها ، به دو منظور صورت می گیرد، یعنی اینکه مواد پیچیده را به ترکیبات ساده تر تبدیل می کند و ضمن این عمل انرژی مورد نیاز برای انجام فعالیتهای موجودات زنده را فراهم می آورند. موجودات زنده نیز با جذب یا ذخیره انرژی ، مواد پیچیده تری تولید می کنند. فرایند اضمحلال مواد را کاتابولیسم و فرایند ساخت آنها را آنابولیسم می گویند. مجموعه این دو فرایند را متابولیسم می گویند.

▪ نقش موجودات زنده در فرایند تولید انرژی

موجودات زنده نه می توانند انرژی را مصرف کنند نه می توانند آن را به وجود آورند، فقط قادرند انرژی را از حالتی به حالت دیگر تبدیل کنند. انرژی قابل استفاده ، به صورت گرما به طبیعت باز گرداننده می شود. آزمایش های مربوط به گرما نمی تواند در سیستم های زیستی)هیدروژیکی) کار انرژی را انجام دهد، زیرا همه قسمتهای یاخته اساسا دما و فشار یکنواختی دارند.

نقش آدنوزین تری فسفات در تبدیل انرژی

آدنوزین فسفات که ترکیب شیمیایی خواصی است، در تمام موجودات زنده برای تبدیل انرژی به کار می رود. این ترکیب ، تنها در حالت قابل انرژی در یاخته است. هر یاخته ای را از هر نوع که باشد، می توان همچون یک لامپ برق دانست. انرژی لازم برای روشن کردن این لامپ می تواند از نفت یا زغال سنگ ، یا هسته اتم ، یا آبشار تامین شود، اما این انرژی چه به حالت گرمایی ، هسته ای یا جنبشی باشد، ناگزیر باید به انرژی الکتریکی تبدیل شود.

بشری امین

فرسایش خاک

فرسایش خاک

مقدمه

فرسایش که به آلمانی  Abtrag وبه فرانسه وانگلیسی Erosion گفته  می‌‌شود، از کلمه لاتین Erodere  گرفته شده وعبارت است از فرسودگی و از بین رفتگی مداوم خاک سطح زمین (انتقال یا حرکت آن از نقطه ای به نقطه دیگر در سطح زمین) توسط آب یا باد.

خاک یکی از مهمترین منابع طبیعی هر کشور است. امروزه فرسایش خاک به عنوان خطری برای رفاه انسان و حتی برای حیات او به شمار می‌رود. در مناطقی که فرسایش کنترل نمی‌شود، خاک ها به تدریج فرسایش یافته، حاصلخیزی خود را از دست می دهند.

فرسایش نه تنها سبب فقیر شدن خاک و متروک شدن مزارع می گردد و از این راه خسارات زیاد و جبران ناپذیری را به جا می گذارد، بلکه با رسوب مواد در آبراهه ها، مخازن سدها، بنادر و کاهش ظرفیت آبگیری آنها نیز زیانهای فراوانی را سبب می‌گردد. بنابر این نباید مساله حفاظت و حراست خاک را کوچک و کم اهمیت شمرد. 

اگر استفاده خاک بر اساس شناسایی استعداد و قدرت تولیدی آن ومبتنی بر رعایت اصول صحیح و علمی باشد، خاک از بین نمی رود. فقط در سایه حمایت پوشش نباتی(درختان یا سایر گیاهان) بوده که فرسایش خاک بسیار کند شده و تعادلی در تشکیل و فرسایش خاک ایجاد گردیده است.

این تعادل مساعد که تحت تاثیرشرایط طبیعی حکمروا شده بود،از زمانی که بشر زمین را به منظور تهیه  محصول وبدست آوردن غذا و دیگر مایحتاج خود ،موردکشت و زرع قرار داد تا از آن به عنوان مرتع استفاده کرد، بر هم خورد و زمین ها در معرض فرسایش شدید و وسیع قرار گرفت .

بنابراین فرسایش قبل از آنکه مورد بهره برداری انسان قرارگیرد  نیز اتفاق می‌افتاده(فرسایش طبیعی) ولی از وقتی‌که انسان در آن به کشت و زرع پرداخت باعث فرسایش بیش از حد(فرسایش سریع وشدید) خاک شده است.

اهمیت فرسایش

درست است که از خاک هایی که در نتیجه‌ فرسایش آبی شدید ازنقاط مرتفع‌تربه نقاط پست‌تر یا چاله‌ها وپشت سد‌ها منتقل می‌شود، باز زمین به وجود می­آید واین گونه زمین‌ها اغلب امکان دارد زمین‌های رسوبی یا آبرفتی حاصلخیزی باشد(کما‌‌‌ اینکه زمین‌های حاصلخیز را در اکثر موارد همین زمین‌های رسوبی یا آبرفتی تشکیل می‌دهد) ولی از آنجا که مقدار زمینی‌که بر اثر رسوب و تجمع مواد بوجود می‌آید در مقابل سطح‌هایی‌که خاک آن فرسایش یافته است، ویران می‌شود، تا این رسوبات را بوجود آورد،آنقدر ناچیز و بی‌ارزش است،که به منظور جلوگیری از تخریب و زیان‌های بیشتر و همچنین حفظ تعادل طبیعت باید با اقدامات سریع وجدی تا آنجا که ممکن است مانع از فرسایش خاک شد. 

طبق محاسباتی که صورت گرفته است، بطورکلی برای تشکیل یک سانتی‌متر‌خاک 500 تا 800 سال زمان لازم است، و‌ اگر حساب کنیم که خاک زراعتی 25 سانتی‌متر عمق داشته باشد پس این ضخامت خاک، طی 20 هزار سال‌کارمداوم طبیعت بوجود آمده است.

انواع فرسایش 

بر اساس انواع عوامل فرسایشی

در طبیعت دو نیرو، یا دو عامل وجود دارد که باعث جابجایی خاک یا به عبارت دیگر فرسایش خاک می‌شود: آب و باد.

یکی از  مهمترین فرایندهای طبیعی در مناطق خشک و نیمه‌خشک و فرا خشک فرسایش بادی است.این فرایند در شرایطی رخ می‌دهد که علاوه بر وجود خاک حساس، باد دارای حاکمیت و سرعت قابل توجه باشد. انتقال ذرات خاک به صورت‌های مختلف معلق، جهشی و خزشی انجام می‌گیرد وباعث خسارت‌های جدی به محیط زیست می‌شود. فرسایش آبی در بند 8 مفصلا شرح داده خواهد شد.

بر اساس تاثیر طبیعت و دخالت انسان

فرسایش طبیعی یا بطئی که فرسایش عادی هم نامیده می‌شود  پیوسته در طبیعت بوسیله آب یا باد صورت گرفته و می‌گیرد و نتیجه قوه ثقل، سرازیری دامنه ها، جریان آب سطحی روی زمین،وجود نهرها و رودها و یخچال‌ها وغیره است.

عمل این نوع فرسایش کند و هماهنگ با تولید خاک است بدین معنی که از یک طرف خاک تشکیل می‌شود و از طرف دیگر امکان دارد فرسایش یابد.عوامل طبیعی مؤثر در فرسایش سبب فرسایش یافتن قلل مرتفع وکاهش ارتفاع آنها و همچنین پر کردن دره‌ها و چاله‌ها می‌شود که نتیجه آن صاف و هموار شدن سطح زمین است.

در این نقل وانتقال خاک، در صورتی که عمل خاکسازی بیش از فرسایش باشد، موجب افزوده شدن وگسترش خاکها می‌شود، اگر متعادل باشد،یک هماهنگی بین فرسایش  و خاکسازی  بوجود می‌آید ولی چنانچه تخریب سریع و شدید وعمل خاکسازی ضعیف باشد، تعادل طبیعی بر هم می‌خورد.

در چنین وضعی که زمین بشدت فرسایش می‌یابد سنگهای مادر ظاهر می‌گردد وچهره زمین به صورت لخت و بایر درمی‌آید. مبارزه بااین فرسایش بسیار مشکل و در بسیاری از موارد غیر ممکن است. فرسایش سریع یا مخرب همانطور که ذکر شد نتیجه تاثیر اعمال بشر است.

مراحل مختلف فرسایش

فرسایش چه توسط باد صورت گیرد چه توسط آب، خواه عادی باشد خواه سریع، دارای سه مرحله است: مرحله کنده شدن خاک، مرحله انتقال خاک و مرحله انباشته شدن و تجمع خاک.

مرحله کنده شدن خاک از جای خود

در این مرحله، ابتدا خاکدانه­ها بر اثر از بین رفتن هوموس و کلوئیدهای خاک، چسبندگی خود را از دست می­دهند و از هم می­پاشند. در نتیجه خاک آماده فرسایش می­شود. در چنین وضعی، خاک سطح­الارض که حاصلخیزترین قسمت خاک است، به طور ناگهانی یا بتدریج بوسیله آب یا باد از جای خود کنده می­شود.

مرحله حمل یا انتقال خاک بوسیله آب یا باد

چون ذرات خاک چسبندگی خود را از دست داده­اند، نمی­توانند در مقابل جریانهای شدید آبها یا بادهای تند مقاومت کنند، در نتیجه از جای خود کنده می­شوند و به نقطه دیگر منتقل می­گردند.

در مورد فرسایش آبی معمولا مواد از منطقه مرتفع­تر به محل پست­تر منتقل می­گردند. مسافتی را که آب یا باد مواد را با خود می­برد به عوامل مختلفی بستگی دارد، از آن جمله می­توان در مورد آب، شدت آب، شیب زمین، ریز و درشتی آبرفت­ها( شن، رس و غیره)، و در مورد فرسایش بادی شدت باد، قطر بادرفتها و همچنین مسطح و وسیع بودن جلگه­ها و دشتها را نام برد.

مرحله تجمع و انباشته شدن مواد

بادرفتها (موادی که توسط باد حمل می­گردند) هر جا به مانعی (گیاه، دیوار، سنگ و غیره) برخورد کند فورا بر روی زمین می­افتد و درآنجا رویهم انباشته می­شوند. این مواد در شرایط فوق­العاده تشکیل تپه­های بزرگ و حتی توده­های عظیم شنی یا ماسه­ای شبیه کوه را میدهد.

 آبرفتها بتدریج که از شدت جریان آب و شیب زمین کاسته می­شود از حرکت بازمی­ماند و در سطح زمین رسوب می­کند (ابتدا ذرات درشت­تر و بعد ذرات ریزتر). در بعضی موارد تجمع مواد آبرفتی بقدری زیاد است که یک طبقه رسوبی قابل توجهی را تشکیل می­دهد.

اشکال مختلف فرسایش

شکل ظاهری فرسایش آبی با شکل ظاهری فرسایش بادی فرق دارد. بعلاوه فرسایش آبی یا بادی خود بر اثر شدت و ضعف عوامل فرسایشی و مساعد بودن یا نامساعد بودن شرایط محیطی برای فرسایش به اشکال مختلف در می­آید. روی همین اصول است که در نقاط مختلف و در شرایط مختلف، زمین به درجات مختلف و به اشکال مختلف فرسایش یافته است. 

 فرسایش سطحی یا سفره­ای

عمل عامل فرسایشی در این فرسایش، در تمام سطح زمین است. این شکل فرسایش بیشتر منشا بادی دارد، ولی طبیعی است که فرسایش آبی نیز ابتدا به طور سطحی اتفاق می­افتدکه به علت فرسایش یکنواخت در تمام سطح کمتر محسوس می­گردد.

این نوع تخریب با ظهور لکه­های سفید و روشن در سطح نمودار می­شود و نشان دهنده تخریب و از بین رفتن سطحی­ترین قسمت زمین، آن هم به صورت لکه­لکه است. اختلاف رنگ بین قسمتهای فرسایش یافته و فرسایش نیافته علامت این تخریب است، زیرا قسمت رویی به علت دارا بودن مواد آلی، غالبا تیره رنگ می­باشد. علامت دیگر این فرسایش وجود ریگ و سنگریزه­های آزاد در سطح زمین است. در این نقاط باد ذرات ریز را با خود برده و ریگ و سنگریزه در سطح زمین باقی مانده است.

فرسایش شیاری یا آبراهه­

منشا این تخریب اغلب باران است و در پیدایش آن عامل، شیب بسیار موثر می­باشد. فرسایش شیاری یا آبراهه­ای، در دامنه کوهها و حتی در سطح زمینهای کم شیب نیز به سهولت دیده می­شود. این شکل فرسایش، پیشرفته­تر از فرسایش سفره­ای بوده و ممکن است به صورت خطوط موازی نیز ظاهر شود که ابتدا کم عمق است ولی به سرعت عمیق­تر می­شود. این شکل فرسایش، تا زمانی که سنگ مادر ظاهر نشده است، بنام فرسایش شیاری خوانده می­شود.

 فرسایش چاله­ای

این شکل فرسایش بیشتر منشا بادی دارد. چاله­ها در نتیجه توسعه فرسایش سطحی و بزرگتر شدن چاله­های کوچک نخستین، بوجود می­آید. در بسیاری از نقاط دشت لوط و حواشی دشت کویر سطح­های وسیعی از زمین دیده می­شود که بر اثر باد بصورت چاله چاله در آمده است. این چاله­ها نشانه فرسایش بادی شدید در این نواحی است. بادهای شدید موادی را که از کندن این چاله­ها بدست می­آورد، کیلومترها با خود می­برد.

 فرسایش خندقی یا نهری

منشا این فرسایش، آب است. در این فرسایش عمق و عرض زمینهای فرسایش یافته بیشتر از فرسایش شیاری است.

این شکل فرسایش، بر اثر پیشرفت فرسایش شیاری بوجود می­ید، به این نحو که شیارها به هم می­پیوندند، در نتیجه زمین بیشتر شسته می­شود و نهرها یا خندقهایی در سطح زمین تشکیل می­گردد. در این تخریب، سنگ مادر ظاهر می­شود و آنقدر عمیق و عریض است که گاوآهن قادر به عبور از آنها نیست. این خندقها یا نهرها تدریجا عمیق­تر می­شوند. عمق خندقها به یک متر یا بیشتر می­رسد و بتدریج شکل آنها تغییر می­کند. این عمل در صخره­های سست، خاکهای رسی و رسی آهکی بیشتر دیده می­شود. این فرسایش اغلب در محدوده آب و هوای خشک و در نواحی که تغییرات درجه حرارت در فصول مختلف در آنجا شدید است ظاهر می­گردد. البته این شکل تخریب در زمینهای جنگل­کاری شده نیز دیده می­شود و ساختمان زمین­شناسی خاک هم در این فرسایش بی­تاثیر نیست.

با توسعه خندقها و عریض­تر شدن آنها، آب علاوه بر خاک سطح­الارضی، خاک زیری و خاک تحت­الارضی را نیز از جا می­کند و با خود می­برد. فرسایش خندقی علاوه بر ویرانی خاک زراعتی، سبب وارد آمدن خسارات زیادی به راهها،‌ جاده­ها، خطوط ارتباطی و  مجاری آبها و همچنین موجب افزایش هزینه نگهداری تاسیسات مزبور نیز می­شود. شخم زدن شیبهای تند و چرای بیش از حد و لگدکوب شدن خاک مراتع طبیعی توسط احشام، باعث از بین رفتن پوشش نباتی و کنده شدن خاک و در نتیجه پیدایش آبراها­ها و خندقها می­گردد.

فرسایش سیلابی 

 فرسایش سیلابی یک تخریب ساده نیست. در مناطق کوهستانی و حتی در زمینهای سست جلگه­ای فرسایش شیاری و خندقی ممکن است به فرسایش سیلابی تبدیل گردد. در این فرسایش جریان آب بویژه آبهای گل­آلود، حامل ریگ و شن و غیره، موجب شسته شدن اطراف آن و حمل مواد بیشتر با خود می­گردد. با این عمل، زمینهای دیواره بستر، استحکام و قدرت خود را از دست می­دهد و بتدریج و در مواقع جاری شدن سیلابهای شدید حتی به طور ناگهانی ریزش می­کند و امکان دارد که موجب تخریب و ویرانی مزارع و دهاتی که در جوار این مسیل­ها واقع شده­اند، بشود. با افزایش مواد خاکی در آب، وزن مخصوص آن بیشتر و قدرت و نیروی درهم کوبنده آن زیادتر می­گردد.

فرسایش توده­ای

این نوع فرسایش در روی زمین اغلب به شکل عوارض زمین که معرف حرکات خاک در گذشته است ظاهر می­گردد. این حرکات عبارتست از تورم و بالا آمدن خاک، سرخوردگی، خزیدن زمین و ریزش خاک (حرکت یخچالها).

در فرسایش توده­ای قسمتی از خاک دامنه کوهها به حرکت در می­آید که یا ممکن است بر اثر اشباع شدن خاک طبقه رویی از آب و نفوذپذیری خاک طبقه زیری، خاک رویی به حرکت در آید، یا ممکن است بر اثر لغزش این عمل اتفاق افتد، به این معنی که توده­ای از کوه از محل اولیه خود جدا می­شود و در محل دیگری قرار می­گیرد، یا ممکن است در نتیجه ریزش باشد که در این حالت قسمتی از کوه ریزش می­کند و در سطح­های پایین­تر روی هم انباشته می­شود.

فرسایش تونلی

یکی از جالبترین و نادرترین ای فرسایشها، فرسایش تونلی می باشد. این فرسایش در این ناهمواری اشکالی را شبیه به لانه روباه بوجود آورده است که به نام اشکال فرسایش تونلی معروف هستند. اشکال فرسایش تونلی مطالعه شده در منطقه ساختاری ساده داشته و شامل تعدادی حفره یا گودالهای قیفی شکل با ابعاد گوناگون و یک شبکه زهکشی زیرزمینی بوده که این شبکه توسط خروجی هایی به شکبه زهکشی سطحی متصل است. علیرغم ساختمان فیزیکی ساده این اشکال، مکانیسم تشکیل آنها بسیار پیچیده می باشد.

اثر و نتیجه فرسایش

فرسایش دارای اثرات نامطلوب و عواقب شومی است که در زمینه­های مختلف باعث خسارات و ناراحتیهای فراوان می­گردد.

اثر فرسایش در کاهش حاصلخیزی خاک

بر اثر فرسایش، خاک رو که از نظر کشاورزی فعالترین و بارخیزترین قسمت پوسته جامد زمین است، فرسوده می­شود و از بین می­رود و در نتیجه حاصلخیزی آن کاهش می­یابد. فرسایش چنانچه شدید باشد، بکلی بارخیزی خاک را از بین می­برد.

چنانچه قابلیت نفوذ آب یا هوا در خاک، بر اثر کم شدن یا از بین رفتن ماده آلی و تاثیر سایر عوامل کاهش یابد، خاکدانه­ها متلاشی و از هم جدا می­شود، در نتیجه، ساختمان خاک متراکم می­گردد. در چنین حالتی در فصل مرطوب، محیط نامساعد و خفه­کننده­ای در خاک بوجود می­آید. چون در این صورت هوا و آب نمی­تواند در خاک نفوذ کند و همچنین خاک قادر نیست آّب را برای فصل خشکی در خود ذخیره نماید، از نظر شیمیایی و بیولوژیکی شرایط در خاک بسیار نامساعد می­گردد. در چنین محیطی بتدریج موجودات کوچک خاک­زی (میکروارگانیزم­ها) از بین می­روند و هوموس خاک تلف می­شود. بر اثر از بین رفتن مواد آلی (هوموس)، کمبود مواد ازتی خاک نیز ظاهر می­گردد. با از بین رفتن هوموس و موجودات زنده، خاک حاصلخیزی خود را بکلی از دست می­دهد.

چنانچه فرسایش بسیار شدید و عمیق باشد، ترمیم خرابی­ها مستلزم صرف وقت و هزینه زیاد است و در شرایط فوق­العاده حتی بعید به نظر می­رسد.

حاصلخیزی خاک نه تنها بر اثر فرسایش کاهش می­یابد،بلکه بر اثر تجمع آبرفتهای نامرغوب و بادرفتهای شور در سطح زمینهای دایر نیز در معرض خطر قرار می­گیرد. اغلب مشاهده شده است که زمین بسیار حاصلخیز بوده ولی بر اثر جاری شدن سیلاب یا سیلابهای شور یا بادرفتهای شور در سطح آن، حاصلخیزی خود را از دست داده است.

اثر فرسایش بر روی کاهش آبهای زیرزمینی

پوشش گیاهی نه تنها خاک را حفظ می­کند و مانع از فرسایش آن می­شود، بلکه در حفظ آب نیز بسیار موثر است. در نقاطی که زمین پوشش گیاهی دارد (که این پوشش مانع از فرسایش آن می­شود)، به هنگام بارندگی قطرات آب به هنگام فرود آمدن ابتدا به اندام گیاه برخورد می­کند و بصورت ذرات ریز در می­آید که بهتر جذب زمین می­گردد. از طرف دیگر ریشه­های گیاه و هوموس موجود در خاک، آبی را که به زمین می­رسد جذب می­کند و به این طریق مانع از جاری شدن آن در سطح زمین می­گردد. آبی که به طریق مذکور در خاک حفظ می­شود بعدها بصورت آب چشمه­سار از کف دره­ها بیرون می­آید و آبهای دائمی را تشکیل می­دهد یا به عنوان آب زیرزمینی در آن محل یا نقاط دورتر از آنها بهره­برداری می­شود.

بعکس، کوهها یا زمینهای شیبداری که پوشش گیاهی ندارد و فرسایش یافته است، قادر نیست آبهای برف و باران را در خود نگه دارد. چون به همین علت منابع آبهای زیرزمینی تغذیه کافی نمی­شود، در فصول خشکی قناتها دچار کم آبی و در شرایط فوق­العاده حتی خشک می­گردد

اثر فرسایش در پر شدن سریع سدها

در حفظ خاکهای حوزه آبریز رودهایی که بر روی آنها سد بسته شده است، نسبت به رودهایی که بر روی آنها سد بسته نشده است باید بیشتر دقت بشود و عملیات حفاظتی به منظور جلوگیری از فرسایش خاک سریع­تر و جدی­تر و موثرتر باشد، زیرا وجود سد خود در واقع در حکم یک صافی است که مانع عبور مواد محموله آب می­شود. هرچه خاکهای حوزه آبریز رود مربوط بیشتر فرسایش یابد، به همان نسبت مواد بیشتری در پشت سدها جمع و روی هم انباشته می­شود و در نتیجه عمر سد یعنی مدت بهره­برداری از آن کوتاهتر می­گردد.

اثر فرسایش در ایجاد سیلابهای خطرناک

در مناطقی که زمین پوشش گیاهی کم دارد یا بکلی فاقد آن است، در موقع بارندگی­های شدید یا ذوب شدن برفها، آب زیادی در دامنه کوهها جاری می­شود که اغلب تشکیل سیلهای خطرناکی را می­دهد. با فرسایش خاک و گل­آلود شدن آب و وجود مواد دیگری از قبیل ریگ و قلوه­سنگ و سنگ در سیلابها، قدرت خراب کننده آب فرسایش می­یابد و با نیروی زیادتری باعث کنده شدن بستر رودخانه­ها و کناره­های مسیل می­گردد و حتی خانه­های مجاور رودخانه­ها و مسیلها را نیز ویران می­کند و از این راه خسارات زیادی وارد می­سازد.

 مبارزه با فرسایش خاک

همانطور که قبلا شرح داده شد، خاک توسط آب و باد فرسایش می­یابد. پوشش گیاهی و هوموس در جلوگیری از هر دو نوع فرسایش (آبی و بادی) بسیار موثر است.

برای جلوگیری از فرسایش خاک در درجه اول باید هدف ایجاد پوشش گیاهی باشد. اما بدیهی است که در بعضی نقاط، شرایط طبیعی طوری است که امکان روییدن گیاه نیست ولی در هر حال باید اقداماتی در زمینه جلوگیری از فرسایش خاک صورت گیرد. در این شرایط بایستی از فکر ایجاد پوشش گیاهی در آن منطقه منصرف شد و روشهای دیگری را برای نفوذ دادن آب در زمین (در فرسایش آبی) و تثبیت خاک در فرسایش آبی و بادی در پیش گرفت. به عنوان مثال حفر جویها یا بانکت­ها در دامنه کوهها در جلوگیری از فرسایش آبی و استعمال مالچ نفتی در تثبیت ماسه­های روان و دیگر اقدامات که ذیلا به شرح آنها خواهیم پرداخت.

لازم به ذکر است که اقدامات لازم درباره جلوگیری از فرسایش خاک و انتخاب روش و بکار بردن وسیله صحیح برای مبارزه با آن باید با مطالعات و بررسیهای دقیق و توجه به وضع اقلیمی و جغرافیایی و حتی اجتماعی منطقه مربوطه صورت گیرد نه آنکه یک فرمول و یک دستورالعمل برای مبارزه با فرسایش بادی برای کلیه نقاط بکار برده شود.

مبارزه با فرسایش آبی

مبارزه با فرسایش خاک در آبخیزها (آبخیزداری)

 معمولا برای حفظ خاک و مبارزه با فرسایش دو راه وجود دارد: مبارزه مستقیم و    مبارزه غیر مستقیم. این دو روش مبارزه نمی­توانند جایگزین یکدیگر شوند، بلکه بصورت مکمل می­باشند. استفاده از فعالیتهای مدیریتی (Best Management Practices)، در قالب مدیریت جامع حوزه­های آبخیز، روشی مناسب در کنترل و کاهش میزان فرسایش و رسوب است.

1-   مبارزه غیر مستقیم:

در مبارزه غیر مستقیم هدف ایجاد پوشش گیاهی یا بیشتر کردن آن است. برای نتیجه گیری بهتر، بایستی روش بهره­برداری از زمین با حفظ خاک متناسب باشد و به جهت ایجاد تعادل بین خاک و گیاه و زمینهای مرتعی و جنگلی و زراعتی مشخص گردد تا نقاطی که استعداد جنگل را دارد، جنگل­کاری، و قسمتهایی که برای مرتع­داری مناسب است، در آنجا پوشش مرتعی ایجاد یا توسعه داده شود و خلاصه سطح­هایی که برای کشاورزی مستعد است، گیاهان زراعتی مناسب با آن محل بویژه از خانواده لگومینوز کاشته بشود. هر چند گیاهان زراعتی خاک را به خوبی مرتع و جنگل در برابر عوامل فرسایشی حفظ نمی­کنند، اما چون خاک استعداد کشاورزی دارد، چنانچه از روی اصول صحیح کشت و زرع گردد، هم از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه است و هم خاک حفظ خواهد شد.

در بهره­برداری صحیح از خاک در نقاط کوهستانی معمولا باید نکات ذیل مراعات بشود:

زمینهایی که شیب آنها زیاد و صخره­ای است و همچنین سطحهایی که خاکش کم است، مانند قله کوهها را باید به احداث جنگل اختصاص داد تا حساسیت خاک در مقابل فرسایش کم شود و زمینهایی که دارای خاک نرم و مرطوب و کوهپایه­ای است و نسبت به زمینهای جنگلی شیب کمتری دارد در آنها مرتع بوجود آورد و خلاصه اراضی که خاکش خوب و شیب آن کم است و دسترسی به آب آبیاری لازم هم هست، با احتیاط و از روی اسلوب صحیح کشاورزی بشود.

 در اینجا قابل ذکر است که بسیاری از کارشناسان که برنامه آبخیزداری را اجرا می­کنند معتقدند در نقاطی که منظور حفظ خاک است،‌ به هیچ وجه نباید زراعت بشود، کمااینکه در ایران در کلیه حوزه­های آبخیزداری بکلی مانع بهره­برداری از زمین بصورت کشاورزی و برای دامداری می­شوند، زیرا شخم زدن زمین و همچنین بدون پوشش گیاهی ماندن آن برای مدتی از سال به فرسایش خاک کمک می­کند.

2- مبارزه مستقیم:

      مبارزه غیر مستقیم یعنی ایجاد پوشش گیاهی یا تقویت پوشش زنده خاک بیشتر به منظور پیشگیری صورت می­گیرد، در صورتیکه مبارزه مستقیم هنگامی شروع می­شود که خاک فرسایش یافته باشد و باید اقداماتی انجام داد که خاک بیش از این فرسایش نیابد و امکاناتی فراهم کرد تا سطوح فرسایش یافته ترمیم گردد. بنابراین در مبارزه مستقیم وضع خاک از نظر فرسایش از مرحله پیشگیری به مرحله استعلاجی می­رسد که انجام این امر مستلزم صرف هزینه زیاد است و اصل اقتصادی آن بایستی مراعات گردد.

فرسایش آبی موقعی اتفاق می­افتد که سرعت آبهای جاری از سرعت آستانه فرسایش تجاوز کند. سرعت آستانه فرسایش، حداقل سرعتی است که آب بتواند ذرات خاک را با خود حمل کند. در مبارزه مستقیم با فرسایش آبی، هدف نفوذ دادن آب بیشتر در زمین، یا هدایت آبهای اضافی به طرف مجاری خروجی و خلاصه جلوگیری از سرعت آبهای جاری در سطح زمین است تا به سرعت آستانه فرسایش نرسد که موجب فرسایش خاک گردد.

مبارزه مستقیم با فرسایش را معمولا از طریق ایجاد بانکت­های افقی در امتداد خطوط تراز و ایجاد سکوهای محافظ و حایل و دیگر اقداماتی که ذیلا به آنها اشاره خواهد شد، انجام می­دهند.

الف) شخم حفاظتی

شخم مناسب، زبری سطح زمین را افزایش داده، سبب نفوذپذیری و کاهش میزان رواناب می­شود. اثر شخم به میزان رطوبت موجود نیز بستگی دارد. شخم حفاظتی بستر کشتی است که حداقل 30 درصد سطح خاک با بقایای گیاهی برای کاهش فرسایش آبی، بعد از کشت پوشیده شود.

 شخم حفاظتی دارای انواع گوناگونی می­باشد: شخم مالچی، شخم نواری، شخم مرزی و شخم شکافی.

شخم­های مرزی و نواری و شکافی از انواع روشهای شخم در مزرعه در امتداد ردیف­هاست که درهم ریختگی بقایای کشت بین ردیف­ها را به حداقل می­رساند. مزیت اصلی شخم حفاظتی، حفاظت خاک با استفاده از بقایای کشت است.

در طی تحقیقات مشخص شده که با 9 تا 16 درصد افزایش در پوشش بقایای گیاهی، فرسایش به میزان 50 درصد کاهش یافته است . منافع دیگر شخم حفاظتی عبارتست از: افزایش نفوذپذیری، حفاظت از فرسایش بادی، کاهش تبخیر، افزایش مواد آلی خاک و … .

ب) کشت روی خطوط تراز

کشت روی خطوط تراز یک روش موثر جهت کنترل فرسایش در زمینهایی با شیب کم تا متوسط می­باشد و به مبنای کشت روی زمین شیب­دار است، که آماده­سازی زمین، کشت و برداشت گیاه بر روی خطوط تراز انجام می­گیرد.

این کشت سبب حفاظت در برابر فرسایش ورقه­ای و شیاری می­شود و در مواقعی دارای بهترین عمل حفاظتی است که رگبارهایی با شدت کم تا متوسط بر روی شیبهای ملایم پدید آیند.

این روش، روشی مدیریتی است. کشت کنتوری سبب افزایش نفوذ و کاهش رواناب سطحی می­شود و سبب نگهداری آبهای دریافت شده با حفظ منابع خاک می­شود که در تولید محصول ضروری است. در مواقع وقوع رگبارهایی با شدت بالا و بر شیبهای تند، این روش دارای کمترین حفاظت است. موقعی که شدت رگبار بیشتر از میزان نفوذ شود، تجمع آب در پشت فاروها، سبب سرریز شدن می­شود و آب از یک فارو به فاروی دیگر می­رود و سبب تخریب زمین می­گردد. این تخریب ممکن است سبب فرسایش موضعی شدید به شکل گالی­ها شود.

کشت روی خطوط تراز نیازمند توسعه نقشه­های توپوگرافی جزیی است که خطوط کنتوری را روی زمین مشخص کنند. کشاورزان از این اطلاعات برای ایجاد ردیفهای کشت بر زمین استفاده می­کنند. ایجاد ردیفهای کشت بستگی به اندازه زمین و عرض تجهیزات دارد. توجه اصلی کشاورز باید منوط به کاهش ردیفهای نشانه باشد. ردیفهای نشانه مناطقی در زمین هستند که عرض  آنها کمتر از عرض تجهیزات است.

کارایی این روش به خصوصیات خاک، بارندگی و توپوگرافی بستگی زیادی دارد. کارایی آن در خاکهای با زهکشی ضعیف، بارندگی­های شدید و شیب­های زیاد کم است. شیب مناسب معمولا بین 3 تا 8 درصد است. نتایج 12 سال آزمایش در مورد کشت روی خطوط تراز نشان داد که این کشت نسبت به کشت در جهت شیب حدود 21 درصد افزایش محصول داشته است.

ج) کشت نواری

برای تکمیل کشت کنتوری می­توان از کشت نواری استفاده نمود. برای استفاده از کشت نواری دو روش وجود دارد: کشت نواری در امتداد تراز که محصولات بر نوارهای در امتداد خطوط تراز در مزرعه کاشته می­شود در امتداد خطوط تراز در مزرعه کاشته می­شود؛ روش دوم کشت نواری در مزرعه است که به معنای کشت محصولات در نوارهایی است که به صورت عمودی بر شیب عمومی مزرعه جای گرفته­اند.

هر دو روش کشت نواری سبب حفاظت در برابر فرسایش می­شوند، اما کشت نواری بر خطوط تراز حفاظت بیشتری نسبت به کشت نواری در مزرعه دارد. پتانسیل سرریز شدن رواناب در کشت نواری روی خطوط تراز کمتر است. هر دو روش بصورت مدیریتی طبقه­بندی می­شود و عمل آنها کاهش منبع رسوب است و انتقال رسوب در مزرعه را متوقف می­کنند.

در این نوع کشت نیز مشکل ردیف­های نشانه وجود دارد که با کشت نواری در مزرعه تعدیل می­شود. انتخاب یکی از این دو روش بستگی به شاخصهای ویژه موجود در مزرعه دارد. عموما کشت نواری بر روی خطوط تراز در مناطقی که شیب مزرعه تند باشد مورد استفاده قرار می­گیرد. کشت نواری سبب نفوذ رواناب سطحی می­شود و رسوبات مازاد در نوارهای کشت نهشته می­شوند. بیشترین اثر کشت نواری در کاهش فرسایش خاک است. طبق بررسی­های انجام شده، کشت نواری نسبت به کشت روی خطوط تراز، فرسایش را حدود 50 درصد کاهش می­دهد.

د) تناوب کشت حفاظتی

تناوب کشت حفاظتی می­تواند سبب افزایش منافع اقتصادی و حفظ محیط­زیست شود. تناوب کشت حفاظتی ، عملکرد مدیریتی کاهش منبع می­باشدکه به معنای کشت انواع مختلف محصول در ترتیب­های مشخص در مزرعه است که چندین منفعت دارد. تناوب محصول عمدتا برای کاهش فرسایش خاک، بخصوص فرسایش ورقه­ای طرح­ریزی می­گردد. تناوب محصول سبب نگهداری مواد آلی خاک می­شود. انتخاب گیاهان جهت کنترل فرسایش خاک بر اساس مقدار بیومس موجود می­باشد. تناوب کشت حفاظتی بستگی به شرایط محلی مانند نوع خاک و یا توپوگرافی دارد.

تغییر تناوب کشت سبب تشخیص کمبود یا ازدیاد مواد غذایی در مزرعه می­شود. اثرات اقتصادی و زیست محیطی این روش بستگی زیادی به نوع محصول انتخاب شده دارد. باید مدنظر داشت که کشت تناوبی برای جلوگیری از فرسایش خاک، به تنهایی کافی نیست و این تناوب باید از مدیریت صحیح نیز برخوردار باشد. در صورت استفاده مناسب از علفها و گیاهان مرتعی در تناوب، فرسایش خاک به مقدار قابل ملاحظه­ای کاهش می­یابد.  

 ه) نواحی بافر

نواحی بافر از بهترین فعالیتهای مدیریتی می­باشند که سبب کاهش انتقال رسوب می­شوند و بمعنای کشتها یا تیپهای طبیعی یا مصنوعی پوشش گیاهی است که بین منبع برداشت رسوب و منطقه تجمع یا انتقال قرار می­گیرند. عمل اصلی این نوارهای علفی، کاهش سرعت رواناب و ته نشینی رسوبات است. ممکن است بصورت ترکیبی از نوارهای باریک بافر باشد که بطور متناوب با نوارهای عریض محصول کشت می­شوند. نوارهای بافر عرض متفاوتی دارند و معمولا زیر کشت گیاهان دائمی مقاوم به فرسایش، مانند گراسها و لگومها قرار می­گیرند و ممکن است در آنها درخت کاشته شود. عرض نوارها را طوری انتخاب می­کنند که میزان تلفات خاک به کمترین مقدار برسد. بطور کلی عرض نوارها بر حسب شرایط محلی متفاوت است و به درجه، طول شیب، فرسایش­پذیری خاک، نوع گیاه کشت شده در نوارها و خصوصیات بارندگی بستگی دارد. همچنین سرعت جریان در نوارهای بافر باید متناسب باشد.

نمونه­ای از نوارهای بافر، بافرهای حاشیه رودخانه­ها می­باشد که منافع زیست­محیطی زیادی همراه با بهبود کیفیت آب دارند. این بافرها انتقال رسوب از زمینهای کشاورزی حاشیه رودخانه­ها را قطع می­کنند. به­هرحال تاثیر بافرها در جریانهای سطحی کوتاه مانند جریان ورقه­ای بیشتر است].

و) سکوبندی

سکوبندی در نواحی شیبدار صورت می­گیرد و منظور از ایجاد سکو، از بین بردن شیب زمین بوسیله پله­بندی است. چون غرض از مبارزه با فرسایش آبی، جلوگیری از شدت جریان آب در سطح زمین و نفوذ دادن بیشتر آن در خاک است، دامنه کوهها را که ممکن است شیب ملایم داشته باشد، بصورت پله­های پهن یا تخت­هایی که همان سکوها باشد در می­آورند و سطح هر پله را هموار می­کنند تا آبهای جاری نتواند به کمک شیب زمین، بشدت جریان یابد. به این وسیله آبها در سکوها یا زمینهای تخت شده جمع می­شود که در نتیجه بهتر و بیشتر در زمین آن نفوذ می­کند. در روی همین سکوها که به حفظ خاک و استفاده بیشتر از آب کمک می­کند، درخت یا گیاه دیگری می­کارند.

دیواره سکوها را معمولا سنگ­چین می­کنند، اما در نقاطی که سنگ کم است به طریق دیگر نیز می­توان عمل کرد. به عنوان مثال می­توان دیواره سکوها را از خاکهایی که از کندن دامنه کوه حاصل می­شود، ساخت. در این روش باید گیاهان (درخت یا بوته) را با فاصله کم از هم در روی دیواره پایین و تکیه­گاه سکو کاشت تا به این طریق از تخریب خاک و شسته شدن دیواره خاکی جلوگیری به عمل آید.

ز) چپرسازی و شمع­کوبی و سنگ­چینی

این روش بیشتر برای نقاطی از سطح کوه که شیب آن زیاد و جنس زمین طوری است که دائم تخریب می­شود و ریزش می­کند (مثل تشکیلات شیستی) مناسب می­باشد. البته در روش سکوبندی هم گاهی بجای دیواره سنگ­چین در پای سکوها از شمع استفاده می­­شود؛ با این تفاوت که در آنجا برای جلوگیری از ریزش خاک سکو، ولی در اینجا (در روش چپرسازی و شمع­کوبی) که معمولا امکان ایجاد سکو نیست، وسیله­ای برای جلوگیری از ریزش خاک و سنگ دامنه­های پرشیب کوه است. چپر و شمعها را بیشتر سرشاخه­های درختان تشکیل می­دهد. بر اثر ریزش کوه و جمع شدن مواد در پشت این چپرها و شمعها، بطور طبیعی تقریبا یک سکو بوجود می­آید که سطح آن مثل سطح سکوهای ساخته شده صاف نیست.

ح) احداث سدهای خشکه­چین

در نواحی که سنگ زیاد است معمولا برای جلوگیری از فرسایش زمین و همچنین مرمت سطح­های فرسایش یافته در دامنه کوهها از سنگهای آن محل، سدهای کوچکی در نقاط فرسایش یافته بویژه در داخل آبراهه­ها می­سازند که به سد خشکه­چین معروف است. در لابلای سنگها مواد چسبنده از قبیل گل یا گچ یا آهک و غیره نمی­ریزند، از این­رو آنها را خشکه­چین می­گویند. این سدهای کوچک که فقط با قرار دادن سنگها بر روی هم در روی خطوط میزان احداث می­شوند، مانع از جریان شدید آب می­شود و با ایستادن آب در پشت آن به نفوذ دادن آب در زمین کمک می­کند که در نتیجه مانع از فرسایش خاک هم می­شود.

برآورد اقتصادی فرسایش در ایران

 فرسایش خاک در ایران

   در دهه های اخیر ، رشد جمعیت ،مهاجرت روستاییان به شهرها و سطح پایین فناوری تولید محصولات کشاورزی ، زمینه های فرسایش ، تخریب منابع خاک را فراهم اورده است.عوامل تهدید کننده ی خاک در ایران را باید در کمبود بارندگی ، کاهش مواد آلی خاک ، افزایش شوری و قلیائیت خاک ،تبدیل کاربری اراضی و آلاینده های صنعتی جستجو کرد . توزیع ناموزون بارندگی در سطح کشور باعث شده است که در رگبارهای ناگهانی با جاری شدن سیل در مناطق مختلف زمیته فرسایش خاک فراهم آید . به طوریکه هرساله مقادیری از خاکهای حاصلخیز از چرخه تولید خارج شود . از سوی دیگر ،خشکی هوا و آب با افزایش تبخیر ،شرایط شوری خاکرا به وجود می آورد . مواد آلی خاک نیز به دلیل مدیریت های زراعی نامناسب کاهش یافته و باز تولید مواد آلی در خاک کم شده است . همچنین این روندبه افزایش شوری خاک ومواد قلیایی در منجر شده است . افزایش کاربری های مسکونی و صنعتی که در اثر توسعه سریع شهرها به وجود آمده باعث کاهش هزینه های زمین های زراعی و مراتع شده و به کاهش کیفیت خاک و ناپایداری آن منجر شده است . فاضلابهای صنعتی و شهری با وارد ساختن عناصر سنگین مانند کادمیم،سرب و روی از کیفیت خاک می کاهند.

براساس برآوردهای انجام شده فرسایش خاک کشور در سال 1355 معادل یک میلیارد تن بوده که ده سال بغد به 1.5 میلیارد تن و در سال 1375 به2.5 میلیارد تن افزایش یافته است .

براساس برآورد دیگری فرسایش خاک از ده تن در هکتار در دهه شصت به بیست تن در هکتار در دهه هفتاد رسیده است . تبعات فرسایش خاک در کشور ما به طور کلی به شکل انباشت رسوبات در پشت سدها ، از بین رفتن پوشش گیاهی ، افزایش وقوع سیلاب و آلودگی خاک می باشد .

برآورد هزینه های فرسایش خاک در ایران

الف) محاسبه اثرات مستقیم فرسایش خاک در ایران :

برای برآورد هزینه های مستقیم فرسایش خاک ازنظر اقتصادی دو روش کلی وجود دارد که عبارت است از:

1) روش هزینه ی جایگزینی مواد مغذی (NRCM) : این روش که به هزینه های تخلیه مواد مغذی هم معروف است به دنبال احیای خاک فرسایش یافته به سطح قبل از فرسایش است در این روش هزینه خرید کود شیمیایی لازم برای حفظ واحیای بهره وری خاک محاسبه می شود . در این روش هزینه های جایگزینی مواد غذایی به صورت مستقیم و بر مبنای تخلیه NPK(نیتروژن-فسفر-پتاسیم) با در نظر گرفتن مواد غذایی و قیمت خرده فروشی کود شیمیایی برآورد می شود .

2) روش ارزش کاهش بهره وری (VLPM) : این روش که به افت تولیدات زراعی معروف است کاهش تولیدات زراعی را در اثر فرسایش به قیمت بازار اندازه گیری می کند البته امکان سنجش کامل ارزش تمام محصولات زراعی به قابلیت دسترسی به داده های آماری برمیگردد ولی محاسبه ی این کاهش ارزش برای مهمترین محصولات منتخب به نسبت برآورددقیقی از فرسایش مستقیم را دارد .

در اینجا برای محاسبه ی اثرات مستقیم ، روش اول را بکار می گیریم ، می دانیم که خاک زراعی حاصلخیز دارای مقادیرN,P,K,Mg,Ca,S و برخی املاح شیمیایی است که گیاه به آن نیاز دارد این عناصر طبق بررسی های انجام شده به شرح زیر هستند .

جدول شماره 1-مقدار برخی عناصر مورد نیاز گیاه به درصد خاک زراعی

نیتروژن	0.3-0.03	منیزیم	1-0.1
فسفر	1-0.01	کلسیم	1.5-0.2
پتاسیم	3-0.2	گوگرد	0.1-0.01

جدول شماره2-حداقل میزان کود شیمیایی از دست رفته

کود اوره (هزار تن )	1630
کود سوپر فسفات (هزار تن )	1042
کودسولفات پتاسیم(هزار تن )	11905
کود سولفات منیزیم(هزار تن )	15625
جمع کود شیمیایی لازم برای احیای خاک(هزار تن )	30202

به این ترتیب چنانچه متوسط قیمت هر تن انواع کود شیمیایی را در سال 1379 معادل 688000ریال در نظر بگیریم ، میزان فرسایش مستقیم خاک کشور 20779 میلیارد ریال خواهد بود . مفهوم هدر رفت ثروت ملی مشخص می شود . در مقایسه بایستی گفت که میزان صادرات نفت و فرآورده های نفتی در سال 1379 به طور متوسط 921990 هزار بشکه و با احتساب قیمت متوسط 26.7 دلار در هر بشکه وبانرخ برابری 1752.5 ریال به ازای هر دلار ، معادل 43141.5 میلیارد ریال بوده است .

به عبارت دیگر در این سال با حد پایین رقم فرسایش خاک 48.2درصد صادرات نفتی به شکل تخریب اراضی حاصلخیز از چرخه اقتصادی خود را از دست داده است .

ب) اثرات غیر مستقیم فرسایش خاک : در ایران مطالعات کمی در مورد اثراتغیر مستقیم به صورت اقتصادی انجام نشده است فقط در سال 1378 در مورد سد اکباتان واقع در استان همدان در مجموع 1449.9میلیون ریال به ازای هر متر مکعب در سال 1378 ومعادل 895 ریال و با احتساب نرخ تورم 17.6 درصد درسال 1379 معادل 1052 ریال به دست می آید. با در نظر گرفتن حداقل جرم حجمی رسوب که 1500 کیلو گرم بر متر مکعب می باشد و هزینه لایروبی و تخلیه ی هر تن رسوب 702 ریال برآورد می شود.

فرمول محاسباتی برای برآورد هزینه لایروبی عبارت است از:

سطح حوزه سد*هزینه واحد تخلیه رسوب *میزان رسوب=هزینه لایروبی

(هکتار)       (ریال بر تن)     (تن در هکتار در سال)          (میلیارد ریال)

نتیجه­ گیری 

همانطور که گفته شد خاک یکی از مهمترین منابع طبیعی هر کشور است و امروزه فرسایش خاک به عنوان خطری برای رفاه انسان و حتی برای حیات او به شمار می‌رود. در مناطقی که فرسایش کنترل نمی‌شود، خاک ها به تدریج فرسایش یافته، حاصلخیزی خود را از دست می دهند.

برای مبارزه با فرسایش هدف اول معمولا ایجاد پوشش گیاهی است ولی در شرایطی که امکان ایجاد پوشش گیاهی نیست برای مبارزه با فرسایش آبی در مناطقی با شیب کم تا متوسط از کشت روی خطوط تراز و در مناطق پر شیب ازسکوبندی و کشت نواری  استفاده می‌کنیم.

نتایج کشت روی خطوط تراز، نشان داد که این کشت نسبت به کشت در جهت شیب حدود 21 درصد افزایش محصول داشته است و همچنین کشت نواری نسبت به کشت روی خطوط تراز، فرسایش را حدود 50 درصد کاهش می­دهد.

میتوان با جمع بندی این محاسبات نتیجه گرفت که کل هزینه های فرسایش خاک در کشور ما رقمی در حدود 22590 میلیارد ریال در سال 1379 بوده است . مقایسه این ارفام با ارزش افزوده بخش کشاورزی ، شکار وجنگلداری در این سال که معادل 73170 میلیارد ریال به قیمت های جاری است نشان می دهد که تقریبا 31درصد این ارزش افزوده به نابودی کشیده می شود .تحلیل اقتصادی روشهای مبارزه با فرسایش آبی:

از نظر اقتصادی مبارزه ی غیر مستقیم مقرون به صرفه است زیرا علاوه براینکه فرسایش را کاهش میدهد از فرسایشهای بعدی  هم پیشگیری می کند از طرفی هزینه های اقتصادی برای ایجاد پوشش گیاهی در مقایسه با هزینه های  معمول  مبارزه ی مستقیم  مانند سکوبندی ،چپرسازی، شمع کوبی،سنگ چینی  وتهیه عکسهای هوایی برای  ترسیم نقشه های توپوگرافی بسیار کمتر است . عیب عمده  ی مبارزه ی غیرمستقیم این است که خاکهای ایران در بسیاری از مناطق فرسایش یافته یا در حال فرسایش است و روشهای پیشگیری در این مناطق به دلیل محدودیت رشد پوشش گیاهی جوابگو نمی باشد. بنابراین بایستی در این مناطق از مبارزه ی مستقیم استفاده گردیده و از بین روشهای  آن اقتصادی ترین روش انتخاب  شود.

در روش شخم حفاظتی با استفاده از بقایای کشت میتوان فرسایش را تا50درصد کاهش داد و از نظر اقتصادی فقط هزینه های مربوط به ماشین آلات کشاورزی وجود دارد ودر مناطق با شیب کم مناسب است .   کشت روی خطوط تراز نیازمند توسعه نقشه های توپوگرافی است که خطوط کنتوری را در زمین مشخص کنند همچنین برای تکمیل کشت کنتوری از کشت نواری استفاده می شود وفرسایش تا 50 درصد کاهش می یابد بنابراین در این روش باید عکسهای هوایی مناطق تهیه شده و نقشه های توپوگرافی رسم شود درنتیجه هزینه های اقتصادی به نست زیاد خواهد بود .

تناوب کشت حفاظتی می تواندسبب افزایش منافع اقتصادی وکاهش فرسایش شود این روش نیاز به مدیریت صحیح داشته وبایستی در کنار آن از روش دیگری نیز استفاده شود .  

                                                             نواحی بافر از بهترین فعالیتهای مدیریتی است که با کشت گیاهان دائمی مقاوم فرسایش را کاهش داده وازهزینه های اقتصادی آن هم میتوان به هزینه های کشت و تهیه ی بذر این گیاهان اشاره کرد تنها عیب این روش آن است که تاثیر آن در جریانهای سطحی کوتاه مانند جریان ورقه ای بیشتر است و در کنار رودخانه ها کابرد دارد.

در مناطق با شیب زیاد به ترتیب چپرسازی ،شمعکوبی ،سدخشکه چین وسکوبندی مقرون به صرفه است . در چپرسازی و شمعکوبی از سرشاخه هایی استفاده می شود که ارزش اقتصادی ندارد اما مقومت کمتری نسبت به سکو و گابیون دارند.

گابیون هم در مقایسه با سکو اقتصادی تر می باشد زیرا در ساخت آن از سنگهای منطفه استفاده شده ونیاز به مصالح ساختمانی ندارد.

متوان نتیجه گرفت اقتصادی ترین روش مبازه با فرسایش آبی  در مناطقی که مستعد فرسایش هستند ایجاد پوشش گیاهی است اما در مناطقی که فرسایش وجود دارد از میان روشهای مبارزه ی مستقیم ، در مناطق با شیب کم تا متوسط تناوب کشت حفاظتی و در مناطق پرشیب سد خشکه چین اقتصادی تر میباشند.  

10- منابع و مراجع

1- کردوانی، پرویز(1376)، حفاظت خاک، انتشارات دانشگاه تهران،صفحه169-97 .

2- ندافی، علی (1384)، فرسایش و روش مبارزه با آن، پروژه درس خاکشناسی، دانشگاه امام خمینی، صفحه 18-1 .

3- عاقلی کهنه شهری، لطفعلی،.صادقی، حسین (1384)، برآورد آثار اقتصادی فرسایش خاک در ایران، فصلنامه پژوهش های اقتصادی، شماره10، صفحه98-93 .

بشری امین

تکثیر گیاهان

تکثیر گیاهان

هدف علم ازدیاد گیاهان ، افزودن به تعداد گیاهان با حفظ ویژگیهای ارزشمند آنها می‌باشد. برای این منظور گیاهان به روشهای و یا غیر جنسی تکثیر می‌شوند. اکثرا در طبیعت ، گیاهان از طریق بذر به ادامه نسل می‌پردازند. هر کدام از بذرها از نظر ژنتیکی ساختار منحصر به فرد خود را دارند که ناشی از آمیختگی والدین می‌باشد.

برای تولید مثل موفق گیاهان توسط انسان سه جنبه مختلف مورد نظر می‌باشد. داشتن اطلاعات عملی و مهارتهای لازم جهت ازدیاد گیاهان ، نظیر کشت بذر ، نهال و نشا ، پیوند زدن ، تهیه قلمه و ریشه‌دار کردن آن هنر ازدیاد نباتات بشمار می‌آید، داشتن اطلاعات لازم در مورد رشد و نمو ساختار گیاه و شرایط رشد که علم ازدیاد گیاهان محسوب می‌شود. جنبه سوم ، داشتن اطلاعات کافی در مورد روشهای ازدیاد گونه‌های مختلف گیاهی می‌باشد.

 تکثیر جنسی گیاهان

تکثیر جنسی گیاهان شامل ترکیب یاخته‌های جنسی نر و ماده و تشکیل بذر می‌باشد. تکثیر جنسی با نصف شدن و کاهش کروموزومی گامتهای نر و ماده، آغاز می‌شود و بعد از لقاح تعداد کروموزومها به تعداد اولیه افزایش می‌یابد و با بوجود آمدن (ژنوتیپهای) جدید همراه است. شکل ظاهری )فنوتیپ( گیاه و انتقال صفات از نسلی به نسل دیگر توسط ژنها تعیین می‌شود.

فرآیند زایشی گیاه

 فرآیند زایشی گیاه با تشکیل گل ، آغاز می‌شود و این تغییرات شامل گل انگیزی ، گل آغازی ، اختصاصی شدن و تشکیل گل و شکوفایی است. از ترکیب گامتهای نر و ماده ابتدا تخم حاصل می‌شود و تخمک تلقیح یافته به دانه تبدیل می‌شود. تخم دارای خاصیت “خود تولیدی” بوده و حاوی اطلاعات ژنتیکی مورد نیاز برای تولید یک گیاه کامل می‌باشد. عواملی همچون دما ، طول روز ، هورمونهای گل انگیزی و تغذیه گیاه در تمایز و تشکیل گل ، دخالت دارند.

تشکیل بذر

دانه‌های گرده بعد از جوانه زدن بر روی کلاله ، لوله گرده را حاصل می‌کنند. لوله گرده پس از عبور خامه وارد تخمدان شده و در نهایت به کیسه جنینی رسیده و عمل لقاح صورت می‌گیرد. لوله گرده حاوی دو هسته جنسی میباشد. یکی از هسته‌ها با تخمزا ترکیب شده و تخم دیپلوئید حاصل می‌شود. هسته دیگر با هسته ثانویه کیسه جنینی ترکیب شده و آندوسپرم ترپپلوئید را بوجود می‌آورد. پوششهای تخمک بعد از لقاح و در حین رشد و نمو بذر ، تغییر حالت داده و پوسته بذر را حاصل می‌کنند . بذر شامل جنین ، مواد غذایی و پوسته بذر می‌باشد.

جوانه زدن بذر

بذر تخمک لقاح یافته است و در هنگام جدا شدن از پایه مادر ، حاوی جنین ، مواد غذایی و پوسته می‌باشد. بذرهایی که از پایه مادر جدا می‌شوند رطوبت آنها کاهش می‌یابد و فعالیت حیاتی آنها در حد پایین می‌باشد. فعال شدن ماشین متابولیکی جنین موجب جوانه زنی بذر و رویش گیاه جدید می‌شود. جوانه‌زنی شامل پاره شده پوسته بذر ، ظاهر شده چند میلیمتر از ریشه‌چه می‌باشد. در جوانه‌زنی بذر نوع ویژه‌ای از مولکولهای mRNA دخالت دارند، تعادل هورمونی کنترل می‌شود و میزان اسید جیبرلیک در بذر افزایش می‌یابد. و با تولید ساقچه و برگها ، گیاه جدید تولید می‌شود.

مزایای ازدیاد جنسی

امکان انبار کردن بذر در شرایط مناسب و کشت آن در سالهای بعد ، ارزان و اقتصادی بودن ازدیاد توسط بذر ، عدم انتقال بیماریهای ویروسی توسط بذر ، سازگار بودن بذر به شرایط متغیر محیطی ، امکان ازدیاد اکثر گیاهان زراعی ، تکثیر پایه‌های بذری برای درختان میوه ، ازدیاد کلونهای اصلاح شده توسط بذر و … از مزایای تکثیر جنسی گیاهان محسوب می‌شوند.

تکثیر غیر جنسی گیاهان

در تولید مثل غیر جنسی ، تقسیم یاخته‌ای بدون کاهش کروموزومی )میوز( اساس کار می‌باشد. بطوریکه گیاهان تولید شده حاوی اطلاعات ژنتیکی پایه مادر می‌باشند. تقسیم یاخته‌ای توسط سلولهای غیر جنسی (سوماتیک) انجام می‌گیرد. تقسیم مستقیم یاخته‌ای عامل تشکیل بافت پینه در محل زخم و باززایی و بهبود زخم است و تکثیر رویشی را بوسیله قلمه  پیوند و خوابانیدن شاخه ممکن می‌سازد. این روش تکثیر در کشت بافت نیز مطرح بوده و می‌توان گیاهان جدید را از این طریق تولید نمود. سلول رویشی زنده گیاهان ، دارای قدرت تولید یک گیاه کامل می‌باشد و این پدیده را قدرت خودسازی (Totipotency) می‌نامند و گیاه تولید شده بطور کامل اطلاعات ژنتیکی یاخته های مادری را خواهد داشت.

روشهای ازدیاد غیر جنسی گیاهان

 قلمه زدن

قلمه قسمتی از گیاه است که معمولا حاوی جوانه بوده و بعد از جدا کردن از پایه ، در محیط کشت ریشه‌دار می‌گردد. قلمه زدن معمولترین روش ازدیاد غیر جنسی بوده که آسانتر و ارزانتر از دیگر روشهای غیر جنسی می‌باشد. گیاهان تولید شده از طریق قلمه گیری شبیه پایه مادر و شبیه یکدیگر بوده و در آنها تفرقه صفات حاصل نمی‌شود.

خوابانیدن شاخه

در این روش شاخه مورد نظر را قبل از جدا کردن از پایه مادر ، در محیط کشت ریشه‌دار نموده، سپس از پایه مادر جدا می‌کنند و به عنوان گیاه جدید مورد استفاده قرار می‌دهند. در شاخه‌هایی که به عنوان وسیله ازدیاد بکار برده می‌شوند، ریشه‌های نابجا حاصل می شود.

پیوند زدن

پیوند عبارت است از اتصال دو قطعه از بافت زنده گیاه بر روی یکدیگر که منجر به تشکیل یک گیاه مستقل می‌گردد. قسمت بالای محل پیوند را پیوندک می‌نامند. پیوندک وظیفه عمل فتوسنتز و تشکیل محصول را به عهده می‌گیرد. پایه بخش پایین محل پیوند است که قسمتی از تنه و سیستم ریشه را بوجود می‌آورد.

ازدیاد بوسیله ساختارهای رویشی

برخی از گیاهان نظیر گیاهان چند ساله علفی دارای ساختارهای ویژه رویشی می‌باشند که می‌توان گیاه مورد نظر را توسط این نوع ساختارها ، زیاد کرد. از این ساختارها می‌توان به پیاز ، ساقه غده‌ای ، ریزوم ، پاجوش و … اشاره کرد.

ریزازدیادی

 این روش شامل تولید گیاه با استفاده از قسمتهای بسیار ریز گیاه نظیر بافتها و یاخته‌ها در شرایط ضد عفونی شده و در محیط کشت مصنوعی با استفاده از سیستم درون شیشه‌ای می‌باشد. این روش را بطور کلی ، کشت بافت می‌گویند.

مزایای تکثیر غیر جنسی گیاهان

تولید گیاهان یکدست و متجانس و شبیه پایه مادر ، کوتاه کردن دوره نونهالی ، ازدیاد گیاهان بکربار ، کنترل شکل و مراحل رشد و گوناگونی روشهای غیر جنسی ، از مزایای این روش تکثیر محسوب می‌شود.

معایب ازدیاد غیر جنسی گیاهان

از معایب ازدیاد غیر جنسی پر هزینه بودن و امکان انتقال عوامل بیماریزا توسط این روش می‌باشد. از عوامل بیماریزا می‌توان به قارچها ، باکتریها و ویروسها اشاره کرد

ساختمان گیاه

ساختمان گیاه

مقدمه

از مجموع چند بافت یک اندام پدید می‌آید. در گیاهان دانه‌دار اندامهای رویشی و زایشی وجود دارند. اندامهای رویشی شامل ریشه ، ساقه ، برگ و اندامهای زایشی شامل گل ، میوه و دانه است. ریشه و ساقه را از آن جهت اندامهای رویا می‌نامیم که با جذب آب و نمکها و انجام فتوسنتز سبب ماده سازی ، رشد و رویش گیاه می‌شود. در گیاهان دانه‌دار محصول فعالیت اندامهای زایا تشکیل سلول تخم و سپس دانه است.

 

ریشه

به استثنای خزه گیان و چند گونه از نهانزادان آوندی که فاقد ریشه‌اند در بقیه گیاهان این اندام به شکلهای مختلف وجود دارد. در ریشه و ساقه نهاندانگان دولپه‌ای دو نوع ساختار ممکن است وجود داشته باشد. ساختار نخستین و ساختار پسین. ساختار نخستین ، ساختمانی است که در ابتدا در ریشه و ساقه وجود دارد و ساختار پسین ، ساختاری است که در نتیجه رشد قطری ساقه و یا ریشه در این اندامها بوجود می‌آید. در واقع در گیاهان چوبی (غیر علفی) در نتیجه رشد و نمو قطری ، بافتهای جدیدی ساخته و به بافتهای قبلی ضمیمه می‌شود. این بافتهای جدید در مجموع ساختار پسین نامیده می‌شود. رشد پسین ریشه مربوط به فعالیت دو لایه زاینده کامبیوم و فلوژن است.

نقش ریشه

نقش اصلی ریشه در زندگی گیاه ، جذب آب و نکهای کانی و نگاهداری گیاه در خاک است.

انواع ریشه

بر حسب منشا تشکیل ریشه دو نوع ریشه راست و افشان تشخیص داده می‌شود. اگر منشا ریشه ، ریشه‌چه گیاه نباشد، چنین ریشه‌ای را نابجا گویند. ساختار ریشه در ارتباط با نقش آن تغییر می‌کند و در نتیجه انواع ریشه ایجاد می‌شوند که عبارتند از: ریشه‌های ذخیره‌ای یا غده‌ای، ریشه‌های هوایی (مانند ریشه‌های نگاهدارنده ، ریشه‌های بالارونده یا چسبنده) ، ریشه‌های انگلی و ریشه‌های تنفسی.

آناتومی ریشه

ساختار بیرونی ریشه در پایین بخش تارهای کشنده به‌ ترتیب از بالا به پایین عبارتند از: منطقه نمو ، منطقه مریستمی و کلاهک . در دو‌لپه‌ایها ، بافتهای مختلف ریشه از تکثیر سه یاخته بنیادی تشکیل می‌شوند. در بازدانگان ، بافتها از تکثیر دو یاخته بنیادی و در تک‌لپه‌ایها از تکثیر پنج گروه یاخته بوجود می‌آیند.

ساقه

وظیفه ساقه

ساقه بخشی از محور اصلی گیاه است که نقشهای نگهداری ، هدایت ، تولید بافتهای جدید ، اندوختن مواد و فتوسنتز را به عهده دارد.

انواع ساقه

ساقه را از نظر محیط زندگی به سه گروه: ساقه‌های آبی ، ساقه‌های هوایی و ساقه‌های زیرزمینی تقسیم می‌کنند. ساقه‌های هوایی و زیرزمینی را به حسب طول عمر ، نوع گیاه و نحوه رشد به چهار گروه: ساقه‌های بازدانگان و دولپه‌ایهای چوبی ، ساقه‌های گیاهان دولپه‌ای علفی ، ساقه‌های گیاهان تک‌لپه‌ای و ساقه‌های تغییر شکل یافته تقسیم می‌کنند.

بخشهای مختلف ساقه

در روی ساقه بخشهایی دیده می‌شوند که عبارتند: جوانه انتهایی ، جوانه‌های جانبی مولد برگ و گل ، اثر برگ ، اثر دسته آوند ، گره ، میانگره و عدسک (در شاخه‌های مسن) . جوانه‌ها را بر حسب محل استقرار آنها بر روی ساقه به جوانه‌های انتهایی ، جانبی ، فرعی و نابجا تقسیم می‌کنند.

تغییر شکل ساقه

تغییر شکل ساقه اغلب با تغییر نقش آن همراه است. مهمترین ساقه‌های تغییر شکل یافته عبارتند از: ساقه‌های خزنده ، ساقه‌های زیرزمینی ، ساقه پیچنده ، ساقه‌های برگ نما ، ساقه‌های گوشتی و ساقه خارنما.

رشد ساقه

رشد ساقه به دو صورت طولی و قطری است. در قسمت انتهایی هر ساقه مریستم انتهایی قرار دارد که در اثر تقسیم و تمایز یاخته‌های آن سه نوع بافت مریستم نخستین به نامهای پروتودرم ، مریستم زمینه‌ای و پروکامبیوم بوجود می‌آیند. پروتودرم بشره را تولید می‌‌کند. بافتهای نخستین پوست مغز و گاهی اشعه مغزی از مریستم زمینه‌ای بوجود می‌آیند. پروکامبیوم از خارج آوندهای آبکش و از داخل آوندهای چوبی را ایجاد می‌کند.

برگ

بیشتر برگها دارای پهنک و دمبرگ هستند و در برخی نیام و گوشوارک نیز دیده می‌شود. نیام به بخش نسبتا پهن پایین دمبرگ گفته می‌شود که کم و بیش ساقه را دربرمی‌گیرد. گوشوارکها ضمایمی هستند که در محل اتصال دمبرگ به ساقه در بعضی گیاهان دیده می‌شوند. در ساختار پهنک سه بخش مشخص وجود دارند که عبارتند از: روپوست ، میانبرگ و دسته‌های آوندی . روپوست زبرین و زیرین پهنک را پوشانده است. این سلولها در بعضی نهانزادان آوندی مانند سرخسها دارای کلروپلاست‌ هستند و به خاطر زیستن در ناحیه مرطوب لایه کوتینی نازکی دارند.

سلولهای روپوست خاستگاه انواع کرکها هستند. میانبرگ به پارانشیمی که بین روپوست زیرین و زبرین وجود دارد گفته می‌شود. در میانبرگ اکثر برگها دو نوع پارانشیم نرده‌ای و اسفنجی وجود دارد. سلولهای میانبرگ اسفنجی بطور معمول کروی و سلولهای استوانه‌ای زیر اپیدرم و در زیر آن سلولهای اسفنجی قرار می‌گیرند. در تک‌لپه‌ایها میانبرگ معمولا اسفنجی است. دسته‌های آوندی رگبرگهای برگ را می‌سازند. هر دسته آوندی بوسیله غلاف آوندی احاطه می‌شوند. دمبرگ و نیام ساختاری مشابه پهنک برگ دارند.

انواع برگ

برگ گیاهان دو لپه‌ای

برگ گیاهان دو لپه‌ای ممکن است ساده یا مرکب باشد برگ ساده فقط از یک قطعه تشکیل شده حال آن که برگ مرکب از چند قطعه کوچک به نام برگچه بوجود آمده است. در قاعده برگ گیاهان دو لپه‌ای یک جفت گوشوارک و یک جوانه جانبی قرار دارد. گسترش رگبرگها معمولا شبکه‌ای است.

برگ گیاهان تک لپه‌ای

برگ گیاهان تک لپه‌ای از دو بخش پهنک و نیام تشکیل شده است گسترش رگبرگهای آنها موازی است. در محل اتصال نیام به پهنک زبانک وجود دارد. در بعضی گونه‌های غلات در محل اتصال پهنک به نیام یک جفت گوشواره وجود دارد.

برگ بازدانگان

برگ اکثر بازدانگان سوزنی یا پولک مانند است. برای مثال برگ سوزنی در کاج و پولک مانند در سرو وجود دارد. برگهای سوزنی فقط یک رگبرگ دارند و به نوک تیزی ختم می‌شوند.

گل

گل اندامی است که اعمال تولید مثلی گیاه در آن صورت می‌گیرد. هر گل از اندامهای پوششی و زایشی تشکیل شده است. کاسبرگها و گلبرگها اندامهای پوششی گل هستند که حفاظت همه بخشهای گل را بر عهده دارند. نافه و (مادگی و ساختمان آن|مادگی)) اندامهای زایشی گل‌اند. نافه گل مجموعه‌ای از پرچمهاست که هر یک از پرچمها از میله و بساک تشکیل می‌یابند.

دانه گرده در اثر تقسیم میوز بوجود می‌آید و دارای دو هسته روینده زاینده است. مادگی از سه بخش تخمدان ، خامه و کلاله تشکیل شده است گلها از نظر ساختار متنوع‌اند و به صورت کامل ، ناقص ، نر و نرماده دیده می‌شوند. طرز قرار گرفتن گلها را روی شاخه‌ها گل آذین می‌نامند تشکیل گل طی سه مرحله صورت می‌گیرد که یکی از علل تشکیل آن برداشته شدن عوامل خواب از روی مریستمهای خفته است.

منبع:

danshnameh.roshd.ir

میوه

فرآیند تولید مثل گیاهان گلدار با ظهور گل آغاز می‌شود و با تشکیل دانه پایان می‌یابد.پس از لقاح تخمک به دانه و دیواره‌های تخمدان به صورت میوه تغییر شکل می‌دهند. تغییر شکل تخمدان به میوه ممکن است بدون عمل لقاح نیز صورت گیرد. تخمدان رشد یافته را میوه گویند. در بسیاری از میوه‌ها بخشهای دیگر گل همراه با تخمدان رشد می‌کنند. تشکیل میوه عموما پس از گرده افشانی و لقاح آغاز می‌شود. بافت دیواره تخمدان ضمن تحولاتی فرا بر میوه را بوجود می‌آورد. که از سه لایه درون‌بر ، میان‌بر و برون‌بر تشکیل شده است. میوه گیاهان اصولا دو نوع هستند. میوه‌های ساده که از رشد یک تخمدان حاصل می‌شود و میوه‌های مرکب از رشد چند تخمدان حاصل می‌شوند.

دانه

بعد از لقاح مضاعف تخمک به دانه تبدیل می‌شود. دانه رسیده از سه بخش تشکیل شده است.

• پوشش دانه: که از یک یا دو پوسته تخمک بوجود می‌آید.
• آندوسپرم: که ممکن است به مقدار زیاد یا کم وجود داشته باشد.
• جنین: که از رشد آن گیاه جوان بوجود می‌آید. دانه پس از تشکیل وارد زندگی می‌شود تا شرایط لازم برای رویش آن فراهم گردد

منبع: بشری امین

گرمازدگی در گیاهان

                   گرمازدگی در گیاهان

منابع اصلی گرما، خورشید،گرمای حاصله از زمین (ژئو ترمال )و آتش می باشد . گاهی حرارت ناشی از متابولیسم گیاهی را هم به عنوان منبع گرما ذکر می کنند و خورشیدمهمترین منبع گرما می باشد. در 22% از نواحی خشک زمین حداکثر دمای بالای 40 درجه سانتی گراد قابل تصورمی باشد.حداکثر دمایی که تا کنون در مناطق خشک ثبت و گزارش شده در صحرا هائی نظیر شمال آفریقا ، مکزیک، هند و آمریکا و حتی اخیراً بخشی از کویر ایران که دمای حدود 60 درجه سانتی گراد  گزارش گردیده است . در آمریکا دره ای به نام دره مرگ وجود دارد که آنقدر گرم و خشک است که به آن Death Valey  گویند و در چند ماه از سال دما بالای 50 درجه سانتی گراد بوده و در برخی از نقاط به صورت نقطه ای دما افزایش  بیشتری نیز داشته وحتی تا 70 و 75  درجه سانتی گراد در مناطق صخره ای یا در شیب های جنوبی مشاهده و ثبت شده است .

در بعضی از چشمه های آب گرم با دما تا  C?100 (درجه سانتی گراد) برخی موجودات زنده مثل باکتری های خاصی قادر به رشد هستند . شاید بتوان گفت که بیشترین دما در سطح زمین در مجاور لایه سطحی زمین به ویژه جاهایی که سنگریزه، آسفالت ،بتن و شن وجود داردرویت شده و حتی گاهی دمای سطح خاک در این مناطق تا C?80 هم مشاهده شده است .هرچند که در نگاه اول ممکن است این تصور به وجود اید که این دماها برای گیاه مشکل ساز نباشد ولی برای گیاهچه هایی که در سطح زمین در حال رشد هستند و پوشش گیاهی آنها کامل نشده و گیاهانی که دارای تیپ روزت یا بالشتکی هستند خطرناک است .در بعضی از مناطق که هنوز پوشش گیاهی کامل نیست در مقایسه با مناطقی که پوشش گیاهی کامل است  دما در سطح زمین بالاتر است و حتی تا C?75 هم مشاهده شده ولی در مناطق جنگلی دما به ندرت به C?40 تا C  ?50 می رسد . اگر گیاهان را براساس تحمل به گرما تقسیم بندی کنیم شاید کمی مشکل باشد چون تعریف کمی از تنش گرما مشکل است، به دلیل اینکه حداکثر دما در اندام های مختلف گیاه متفاوت است در حالی که در صورت بروز سرما، دمای گیاه حالت یکنواختی دارد و بطور کلی تحمل اندام های مختلف نسبت به گرما  در مقایسه با سرمابسیار متنوع تر است  . در یک تقسیم بندی کلی ، گیاهان را به 3 دسته : سرما دوست ، گرما دوست  و حدواسط تقسیم بندی می کنند .

در زمان وقوع تنش  گرما وجود آب در بافت های گیاهی خیلی مهم است  وبه دو دلیل عمده با از دست دادن آب ، تحمل به گرما در گیاه کم می شود :

1- غالباً وقتی گیاه آب را از دست می دهد یا در حال خواب است و به سمت غیر فعال شدن می رود و یا از طریق مکانیزم تنظیم اسمزی و برخی ترکیبات محافظت کننده از اجزای سلولی محافظت می شود خسارت کمتری می بیند.

2-وقتی بافت های گیاه آب دارد غشاءهای و اجزا ء سلول در حال فعالیت هستند و گرما باعث اختلال در فعالیت هایشان می شود ،ارگانیزم های آبگیری شده بیشترین مقاومت را دارند. بافت هایی که آبگیری شده اند مثل دانه های گرده ، بذر ها هیف ها و برخی گلسنگ ها تا C?140 را تحمل می کنند .

در اغلب مطالعات سعی می شود که دمای برگ ذکر شود چون دقیق تر است .از دمای C?40 به بالا فتوسنتز برگ  صفر می شود. اگر بذر یونجه را به مدت نیم ساعت در دمای C?120 بجوشانند باز هم بقا ء دارد که به دلیل پوسته سخت بذر می باشد ولی وقتی بذر رااسکاریفیکاسیون کردندو به مدت 10 دقیقه جوشاندند بقاء بذر از بین رفت که این موضوع به دلیل نفوذ آب به درون بافت های بذر می باشد .

عوامل مختلف بر تحمل گیاه به گرما مؤثر است. بطور کلی دمایی که سبب بروز خسارت در گیاه می شود بسته به نوع گیاه و منطقه تکامل گیاه متفاوت است .گیاهانی که در نواحی گرم تکامل یافته اند تحمل به گرمای بیشتری نسبت به گیاهان تکامل یافته در مناطق سرد دارند. در نواحی تروپیک به دلیل رطوبت نسبی بالاتر و دمای نسبتاً یکنواخت و کمتر بودن حداکثر دما ،میزان حداقل حداکثرتحمل در گیاهان تروپیک کمتر از نواحی شبه تروپیک می باشد. کمترین میزان تحمل به گرما در گیاهان آبزی وجود دارد. با افزایش ارتفاع هم تحمل به گرما در گیاهان کاهش پیدا می کند .

درجه حرارت محیط و گیاه

در اغلب موارد دمای گیاه بالاتر از دمای محیط است. اگر منبع گرما را خورشید در نظر بگیریم 5% انرژی صرف فرآیندهای بیوشیمیایی می شود. برای اینکه گیاه تنش گرما نداشته باشد باید انرژی خروجی با ورودی برابر باشد و اگر گیاه نتواند این انرژی ورودی را خارج کند دما تا C?100 هم افزایش می یابد .بخشی از انرژی خروجی اصطلاحاً از گیاه گسیل می شود به این نحو که وقتی گیاه امواج کوتاه را  می گیرد (700-400)بخش زیادی از آن با طول موج بالاتر از خود گسیل می کند .

اثرات تنش گرما برگیاه

خسارت اولیه به صورت مستقیم در گیاه بروز می کند اثرات این تنش بسیار سریع و در حد چند ثانیه تا حداکثر 30 دقیقه در گیاه ظاهر می شود. بارزترین مشخصه آن اختلال درجریان سیتوپلاسمی و اختلال در فعالیت پروتوپلاسم و غشاء سلولی می باشد به عنوان مثال در توتون مشاهده شده که وقتی  گیاه در دمای C?5/47 حتی به مدت 2 دقیقه قرار گرفت، نشت الکترولیت ها از سلول های برگ شروع شده و با افزایش دما نشت الکترولیکی بیشتر شده و در دوره بازیافت توانایی سلول ها برای جذب این مواد کاهش یافته است. در بعضی گیاهان وقتی بذر ها در مرحله آبنوشی در معرض تنش گرما قرار می گیرند ( حتی دمایC?35 ) نشت اسیدهای آمینه مشاهده شد. نشت الکترولیت ها در وهله اول به اختلال در غشاء سلولی برمی گردد.

خسارت مستقیم :

دناتوره شدن پروتئین ها، افزایش سیالیت غشاء، افزایش انرژی فعال سازی آنزیم ها ]، تجزیه و اختلال در فعالیت های شیمیایی گیاه از خسارات  مستقیم ناشی از گرما می باشد.

یکی از عوامل مؤثر برنشت الکترولیت ها سیالیت فوق العاده غشاء است. در سرما نشت الکترولیت ها ناشی از سخت شدن غشاء است .دردناتوره شدن پروتئین ها ساختمان چهارم پروتئین مختل می شود . مهمترین پیوند درون پروتئین ها پیوند های دی سولفیدS-S است که ناشی از اسید امینه پرولین است. در دناتوره شدن پیوندهای داخل پروتئین دچار اختلال می شودواز پیوند های هیدروژنی S-H ، هیدروژن خارج می شود و پیوند مختل می شود و انسجام پروتئین به هم می خورد .

افزایش انرژی فعال سازی آنزیم ها: هر آنزیمی برای شروع فعالیت نیاز به یک انرژی اولیه دارد وقتی در اثر تنش گرما ساختار پروتئین به هم می خورد انرژی فعال سازی آن افزایش می یابد و به انرژی بیشتری برای فعالیت نیاز دارند .

تجزیه و اختلال در فعالیت های  شیمیایی گیاه :

اثر  عمد ه  گرما   روی اسیدهای نوکلئیک  DNA)،  (RNA است .  DNA و RNA برای ساخت پروتئین و لیپید جدید لازم است. وقتی فعالیت آن ها مختل می شود در گیاه اختلالات بیوشیمیایی به وجود می آید .

خسارات غیر مستقیم :

1- اختلال در رشد و نمو گیاه ،مثلاً در یونجه مشاهده شده که بعد از تنش گرما تعداد و طول اندام های هوایی نسبت به شاهد کاهش پیدا کرده و تا 6 هفته بعد باز یافت گیاه به تأخیر افتاد.

2- گرسنگی : به طور کلی حساسیت فتوسنتز به افزایش دما نسبت به سایر فعالیت های حیاتی گیاه بیشتر است . در دمای بالا فتوسنتز زودتر از تنفس متوقف می شود و این امر باعث گرسنگی گیاه می شود .

اثر دما بر انتقال مواد فتوسنتزی

در بررسی ها مشاهده شده که افزایش دما سبب اختلال در ساخت کلروفیل و کارتنوئیدها می شود حتی در مواردی افزایش دما کلروفیل و کارتنوئید ها را از بین می برد در چنین مواردی برگ کلروزه می شود . در برنج ارقام Japonica وقتی که گیاه در دمای بالاتر قرار گرفتند زودرس شدند و وزن هزار دانه آنها کاهش یافت در صورتیکه از نظر مقدار مواد اسیلیت شده در برگ ها تفاوتی با شاهد نداشتند . این نشان می دهد که مواد فتوسنتزی از برگ ها نتوانسته به دانه ها انتقال یابد.گرما علاوه برتجزیه پروتئین ها سبب تولید ترکیبات سمی در درون گیاه می گردد.

خسارت ثانویه

مهمترین خسارت گرما برگیاه خشکی است که سبب افزایش تعرق می شود که این افزایش تعرق به دو دلیل صورت می گیرد یکی به دلیل افزایش شیب فشار بخار آب بین برگ و محیط و عامل دوم افزایش تعرق باز شدن روزنه ها است که به منظور خنک نمودن گیاه صورت می گیرد .

خطر خشکی ناشی از تنش گرما وقتی شدید است که آب در زمین کم باشد که معمولاً علائم آن با پلاسمولیز برگ همرا ه است .

مقاوم ساز کراپ اید راهکاری مطمئن در کاهش خسارتهای گرما زدگی و خشکسالی

این ماده توانایی انجام فتوسنتز بیشتری را به گیاهان می دهد بنابراین موجب افزایش فشار اسمزی و افزایش مکش آب و مواد غذایی از طریق ریشه گیاه خواهد شد و برگ ها نیز ضخیمتر و سالمتر می شوند و به این دلایل گیاه می تواند در برابر گرما و محیط خشک نیزاز خود مقاومت بیشتری را نشان دهد.

انواع کودهای شیمیایی ، آلی (ارگانیک ) و زیستی (بیولوژیک ) در کشاورزی

انواع کودهای شیمیایی ، آلی (ارگانیک ) و زیستی (بیولوژیک ) در کشاورزی

تعریف کود:

به هر نوع ماده معدنی یا آلی یا بیولوژیک که دارای عناصر غذایی باشد  و باعث بالا بردن حاصل خیزی خاک و همچنین با تیمار گیاهی باعث افزایش عملکرد کیفی و کم محصول شود کود اطلاق میشود.

کود ها به چند دسته تقسیم میشوند که عبارتند از :

شیمیایی  -  آلی یا ارگانیک  -  بیولوژیک یا زیستی

کود های شیمیایی 

که برخی از آنها جز عناصر پر مصرف گیاه یا ماکرو المنت و برخی نیز جز عناصر عناصر کم مصرف گیاه ( میکرو المنت ) میباشد.

عناصر پر مصرف (ماکرو) شامل: ازت – فسفر – پتاس – کلسیم -  منیزیم

عناصر کم مصرف (میکرو) شامل : آهن – روی – منگنز – مس – بر
به کود هایی که مجموع عناصر فوق را با هم و به نسبت متناسب دارا باشد اصطلاحا کود کامل اطلاق میشود.

گیاهان مختلف بر حسب نیاز و با توجه به نتایج آزمایش برگ و خاک به کود های فوق نیازمند خواهند بود .

ترکیب شیمیایی و درصد خلوص کودهای مختلف حاوی یک عنصر، بسیار متفاوتند. این تفاوتها بر مورد مصرف، نحوه پخش، زمان کوددهی و اثر بخشی کودها تاثیر بسیار مهمی دارند.بنابراین شناخت کافی از انواع کودهای شیمیائی قبل از انتخاب و یا مصرف آنها ضرورت دارد.

کودهای ازت

 ازت به صورت های نیترات ،یون آمونیم و اوره قابل جذب گیاه است. نیترات آمونیم ۳۳ درصد ازت داشته و هر دو فرم ازت آن قابل جذب گیاه می باشند. چون دارای بار منفی است جذب کلوئیدهای خاک نشده و در معرض شستشو از خاک است. اما چون دارای بار مثبت است جذب کلوئیدهای خاک می گردد. اوره رایج ترین کود ازت در ایران است. اوره از ترکیبات آلی بشمار رفته و به همین فرم قابل جذب گیاه می باشد. از محلول اوره در محلول پاشی برگ گیاهان نیز استفاده میشود. اوره نیترات آمونیم را می توان قبل از کاشت محصول و یا بصورت سرک و بعد از آن که گیاه مقداری رشد نمود به خاک داد. سولفات آمونیم علاوه بر ازت دارای ۲۴ درصد گوگرد است. هیدرات آمونیم را که از حل شدن آمونیاک در آب بدست می آید قبل از کاشت بوسیله سرنگهای مخصوص در زیر لایه ای از خاک قرار می دهند.

نیترات کلسیم و نیترات پتاسیم درصد ازت کمی داشته وکمتر بعنوان منبع کود ازت در خاک مصرف می شوند. این کودها غالباً در محلول های غذائی بعنوان منابع کلسیم یا پتاسیم مورد استفاده قرار می گیرند.

کودهای فسفر

غالباً درصد فسفر کودهای شیمیائی را بصورت درصد اکسید فسفر ذکر می نمایند. اسید فسفریک که از تجزیه مواد آلی خاک حاصل می شود قابل جذب گیاه است، اما بصورت کود شیمیائی مصرف نمی شود.  قسمت اعظم کود فسفره ای که به خاک داده می شود. بوسیله کلسیم در خاک های قلیائی و بوسیله آهن و آلومینیم در خاکهای اسیدی تثبیت می گردد. معمولاً تا کود فسفره ای که به خاک داده می شود در سال اول بصورت قابل جذب گیاه باقی می ماند و بخش کمی نیز طی سالهای آینده قابل جذب گیاه می گردد.میزانهای فوق الذکر با روش کوددهی، بافت و ترکیب خاک ، سوابق مصرف کود فسفره در خاک و مقدار کود فسفری که مصرف می شود بستگی دارد. چون میزان محلول بودن و حرکت کود فسفره در خاک بسیار محدود است می بایستی کودهای فسفره را قبل از کاشت به خاک داد و آنها را مستقیماً در ناحیه توسعه ریشه قرار داد. حداکثر میزان محلول فسفر در pH 6 تا ۵/۶ مشاهده می شود. بنابراین رساندن pH خاک به این حدود می تواند در افزایش محلول بودن و جذب فسفر موثر باشد. تغییر pH خاک در خاکهای اسیدی با اضافه کردن آهک و در خاکهای قلیائی با اضافه کردن گوگرد یا کودهای اسیدی انجام پذیر است. مصرف مقدار زیادی کود حیوانی نیز می تواند در نقصان pH خاک مفید باشد. میزان محلول بودن کودهای فسفره نیز متغیر است

کودهای پتاسیم

کمبود پتاسیم بیشتر در خاک های اسیدی و خاک های شنی دیده می شود، اما کمبود آن در سایر خاک ها تحت شرایط آبیاری و برداشت مقدار زیادی محصول (بخصوص یونجه) نیز مشاهده می گردد. اغلب کودهای پتاسیم در آب محلول هستند و نحوه اضافه آنها به خاک نقش زیادی در اثر بخشی کود ندارد کلرورپتاسیم فراوانترین ترکیب پتاسیم در طبیعت است. کلرورپتاسیم دارای مقدار زیادی (۶۰ تا ۶۲ درصد) می باشد با این حال مصرف کلرورپتاسیم در مواردی که به مقدار زیادی پتاسیم نیاز است چندان مطلوب نیست، زیرا احتمال مسمومیت ناشی از فراوانی کلر پیش می آید با این که مقدار کمی کلر برای محصولاتی مانند توتون و پنبه لازم است، اما زیادی کلر در خاک موجب آبدار شدن غده سیب زمینی و نقصان کیفیت توتون می گردد. نیترات پتاسیم دارای ۴۴% اکسید پتاسیم است، اما کودی گران قیمت می باشد. سولفات پتاسیم معمولترین کود پتاسیم است که در زراعت مصرف می شود پتاسیم از تجزیه اولیه بقایای گیاهی نیز به خاک اضافه می شود، اما هوموس خاک بعنوان منبع قابل توجه پتاسیم بشمار نمی رود، زیرا پتاسیم بوسیله مواد آلی تثبیت نمی گردد. خاکهائی که مقدار زیادی رس از نوع ورمی کولایت و ایلیت دارند پتاسیم را تثبیت می کنند. پتاسیم واقع در محلول خاک در حال تعادل است و بعنوان ذخیره پتاسیم خاک محسوب می شود در صورتی که شدت تثبیت زیاد است می بایستی پتاسیم را بصورت نواری و قبل از کاشت در خاک قرار داد.

کودهای گوگرد

کمبود گوگرد در خاک هایی که به شدت در معرض شستشو قرار دارند مشاهده می شود. در این صورت می بایستی گوگرد را بصورت کود به خاک اضافه کرد. مقدار گوگرد کودها را بصورت درصد عنصر گوگرد (s) ذکز می کنند انتخاب نوع کود گوگرد دار به pH خاک بستگی دارد. در خاک های اسیدی می توان از سولفات کلسیم یا جیپس بعنوان منبع گوگرد استفاده نمود. این ترکیب دارای ۱۸ درصد گوگرد و ۲۲ درصد کلسیم است جیپس علاوه بر تامین گوگرد و کلسیم باعث افزایش pH خاک نیز می گردد.

از پودر گوگرد نیز می توان بعنوان کود گوگرد استفاده کرد. عنصر گوگرد در اثر فعالیت باکتریهای اکسید کننده بصورت اسید سولفوریک سرانجام سولفاتها در می آید. هر چه ذرات عنصر گوگرد ریزتر و توزیع آن در خاک یکنواخت تر باشد، سرعت اکسیده شدن گوگرد بیشتر خواهد بود. اکسیداسیون عنصر گوگرد موجب اسیدی شدن خاک گشته و به همین دلیل از آن دراصلاح خاکهای قلیائی استفاده می شود. اکسیده شدن گوگرد در حرارت و رطوبت مناسب حدود ۳ تا ۴ هفته طول می کشد. بعضی از کودهای گوگرد را (مانند So2 و پلی سولفیدها) در آب آبیاری حل و به خاک اضافه می کنند

کودهای کلسیم و منیزیم

کلسیم و منیزیم کمتر بعنوان کود مصرف می شوند، زیرا کمبود آنها در بسیاری از خاکها (به استثنای خاکهای نواحی مرطوب) دیده نمی شود. خاکهای نواحی مرطوب اسیدی بوده و برای اصلاح آنها از کلسیم و منیزیم استفاده می شود. در خاکهای اسیدی مقدار زیادی کربنات کلسیم، کربنات مضاعف کلسیم و منیزیم و یا سولفات کلسیم برای اصلاح خاکهای اسیدی مصرف می شود. درنتیجه کمبود احتمالی کلسیم و منیزیم نیز مرتفع می گردد. در صورتیکه تغییر pH خاکهای اسیدی مورد نظر نباشد و صرفاً تامین کلیسم مورد نیاز گیاه هدف باشد می توان از کودهای فسفره حاوی کلسیم استفاده نمود. برای رفع کمبود منیزیم از سولفات منیزیم و یا سولفات مضاعف منیزیم و پتاسیم استفاده می شود.

کودهای مخلوط

عناصر ازت، فسفر و پتاسیم بیش از سایر عناصر بعنوان کود مصرف می گردند. گاهی کودهای تجارتی را بصورت مخلوطی از عناصر فوق تهیه می کنند.درصد عناصر این کودها معمولاً پایین است و قسمت اعظم حجم را مواد دیگری به غیر از عناصر فوق تشکیل می دهند. ترکیب این گونه کودها را با درصد ازت (N)، اکسید فسفر و اکسید پتاسیم و به همین ترکیب ذکر می کنند مثلاً کود ۱۰-۱۰-۲۰ دارای ۲۰ درصد ازت، ۱۰ درصد اکسید فسفر و ۱۰ درصد اکسید پتاسیم می باشد گاهی درصد گوگرد (S) را بصورت عدد چهارم ذکر می نمایند مانند ۵-۱۰-۱۰-۱۵ که ۵ درصد گوگرد دارد. کود مخلوط ممکن است فاقد یکی از سه عنصر اصلی باشد. مانند ۴۴-۰-۱۳ که فاقد فسفر است و در حقیقت همان نیترات پتاسیم است و یا فسفات دی آمونیم که می توان آن را بصورت ۰-۴۶-۱۸ بیان نمود.

کودهای عناصرکم مصرف

در خاک های نواحی خشک کمبود آهن، مس، منگنز و روی و در خاکهای نواحی مرطوب کمبود مولیبدن، کلر و بر محتمل است. گاهی نیز مقداری زیادی کلر و بر در خاکها و آب آبیاری نواحی خشک وجود داشته و می توانند باعث مسمومیت گیاه گردند. نکته مهم در مصرف کودهای عناصر کم مصرف آن است که مرز بین میزان مورد نیاز و حد مسموم کننده گیاه بسیار باریک است. به عبارت دیگر مصرف زیاد این کودها باعث مسمومیت گیاه می گردد.

در اغلب موارد مقدار عناصر مس، آهن، منگنز و روی در خاک بیش از نیاز گیاه است، اما به فرم قابل جذب گیاه نیستند. از طرف دیگر چون این عناصر عمدتاً به صورت کاتیون به خاک اضافه می گردند، احتمال تثبیت آنها توسط خاک زیاد است.کاتیونها را بهتر است بر روی برگها محلول پاشی نمود.

در صورتی که این کاتیونها بصورت ترکیبات معدنی به خاک داده می شوند می بایستی بصورت نواری در خاک قرارداده شوند و یا همراه با کودهای دارای واکنش اسیدی به خاک اضافه گردند. در صنعت این کاتیونها را با مواد کلات کننده ترکیب و آنها را بصورت غیر قابل تثبیت در آوردنده اند. کلاتها به سهولت در خاک حرکت کرده و عنصر را در دسترس گیاه قرار می دهند. در صورت عدم دسترسی به کلاتها ، از سولفاتهای کاتیونها بعنوان کود استفاده می شود.

از گروه آنیون ها، کمبود کلر بندرت مشاهده می شود. زیرا معمولاً مقدار کافی کلر همراه با آب باران (بخصوص در نواحی ساحلی)، کودهای شیمیائی عناصر اصلی (به صورت ناخالصی) و آب آبیاری به خاک اضافه می شود. در صورت لزوم می توان از کلرورپتاسیم برای رفع کمبود کلر استفاده نمود. برای رفع کمبود بر از بورات سدیم یا بوراکس استفاده می کنند. بوراکس در آب بسیار محلول بوده و در خاک به سهولت حرکت می کند و می بایستی مواظب شسته شدن آن از خاک بود. بوراکس را مستقیماً به خاک اضافی می نمایند.

برای اضافه کردن مولبیدن از مولیبدات سدیم یا مولیبدات آمونیم استفاده می شود. مولیبدات را ممکن است با مواد دیگری مخلوط و به خاک اضافه کرد و یا آن را محلول پاشی نمود. در صورتی که عناصر کم مصرف بصورت نواری در خاک قرار داده می شوند مقدار مصرف آنها چند کیلوگرم (از هر یک) در هکتار خواهد بود. در صورتی که این کودها را بر سطح خاک پخش می نمایند و با خاک مخلوط می کنند، مقدار آنها را چند برابر می گیرند در این روش سولفات کاتیونها رابه میزان ۳۰ تا ۵۰ کیلوگرم در هکتار می پاشند. مقدار معمول مصرف بورات حدود ۵ کیلوگرم در هکتار است. مولیبدات به مقدار حدود ۱ تا ۲ کیلوگرم در هکتار پاشیده می شود. در صورتی که از روش محلول پاشی عناصر بر روی برگها استفاده میشود، می بایستی غلظت محلول را مورد دقت قرار داد. پا شش سولفات عناصر کم مصرف با غلظت ۲ تا ۳ در هزار معمول است.

در بازار ایران مخلوطی از کودهای عناصر کم مصرف به نامهای تجاری مختلفی وجود دارند. محلول تهیه شده از این کودها را می توان روی برگ پاشید و یا با سموم مختلف مخلوط کرد و همزمان با سمپاشی مصرف نمود.

کود های شیمیایی موجب تقویت رشد گیاه می شوند و از طریق فرایند های شیمیایی این کود ها تولید می گردند.کود های شیمیایی در مقایسه با کود های آلی حجم کمتری دارند. انواع زیادی کود های شیمیایی وجود دارند که به شکل های پودی , گرانوله , مایع و گاز تولید می شوند.

کود های شیمیایی عبارتند از:

نیترات سدیم این کود 16 در صد ازت دارد و برای خاک های اسیدی مفید هستند.

نیترات کلسیم این کود 16 درصد ازت دارد و به تلفات از طریق آب شویی و نیترات زدایی بسیار حساس است. به عنوان منبع کلسیم قابل حل در برخی زراعت ها کاربرد دارد.

سولفات آمونیوم این کود به شکل بلور سفید و شبیه به نمک است. این کود 20 درصد ازت دارد و اثر اسید سازی در خاک ها دارد.سولفات روی این کود به دو صورت خشک(ZnSo4H2o)با 34 درصد روی و یا ابدار(ZnSo4 7H2o)با 24 درصد روی تولید و بسته بنی شده و به صورت پودر عرضه میشود.

 سولفات منگنز با فرمول شیمیایی MnSo4.H2o حاوی 24 درصد منگنز است که به صورت پودری تولید و در بسته بندیهای 25 کیلوگرمی عرضه می گردد
 

نیترات آمونیوم این کود شبیه به کود سولفات آمونیوم می باشد و حدود 34 درصد ازت دارد. در خاک سریع عمل می کند اما به مدت طولانی درخاک دوام ندارد.

نیترات پتاسیم نیترات پتاسیم با فرمول شیمیایی Kno3 است که دارای 26 درصد پتاسیم و 19 درصد ازت میباشد.

آمو نیاک این کود به شکل گاز یا مایع می باشد و حدود 80 درصد ازت دارد. این کود گران می باشد.

کلرور آمونیوم این کود به شکل بلور سفید است و حدود 26 درصد ازت داردو شبیه به کود سولفات آمونویم عمل می کند.

اوره این کود هم به شکل بلور سفید است و ازت زیادی دارد. این کود سریع در خاک عمل می کند اما توسط آب دچار آبشویی می شودو به مدت طولانی در خاک دوام ندارد.

سوپرفسفات تریپل این کود  46  در صد  P2O5دارد .

فسفات دی آمونیوم این کود 18 درصد ازت و 46 درصد  P2O5 دارد . این کود در آب بسیار قابل حل می باشد.این کود اثر اسید سازی روی خاک دارد.این کود به علت داشتن آمونیوم زیاد می تواند به جوانه زنی بذر در هنگام تماس با آن آسیب برساند.

کود های دارای پتاسیم دو نوع از این نوع کود ها کاربرد وسیع دارند سولفات پتاسیم و کلرور پتاسیم می باشند.هر دو این کود ها در آب بسیار قابل حل هستندو به خاک قبل یا درحین کشت افزوده می شوند.کود های پتاسیمی برای خاک های شنی خوب هستند.این کود ها به بهبود کیفیت محصولات کشاورزی کمک می کنند.   

سولفات روی

اهمیت:

عنصر روی برای فعالیتهای آنزیمی تولید هورمونهای رشد تلقیح باروری و تشکیل میوه ضروری بوده و کمبود آن باعث ریز برگیتاخیر در باز شدن برگها و گلها ریزش میووه سر خشکیدگی ومحدودیت رشد می شود . این عنصر فعال کنندهی بیش از 300 نوع آنزیم در انسان داام و گیاه است و در مجموعه مکنیسم های حفاظتی بدن نقش کلیدی دارد.

مشخصات کود:

آهکی بودن خاکها ph بالا مادده آلی کم و مصرف زیاد کودهای فسفاته ازذ عواملی هستند که قابلیت استفاده این عنصر را برای گیاهان محدود کرده و خسارات جبران نا پذیری را بر میزان تولید وکیفیت محصولات وارد می نماید . استفاده از کودهای شیمیایی حاوی این عنصر به خصوص بههمراه ماده الی گوگرد و باکتریهای مر بوطه باعث بهبود شرایط تغذیه ای گیاهان شده و بسیاری از نا رسائیهای تغذیه ای را بر طرف می سازد . این کود به دو صورت خشک(ZnSo4H2o)با 34 درصد روی و یا ابدار(ZnSo4 7H2o)با 24 درصد روی تولید و بسته بنی شده و به صورت پودر عرضه میشود.

روش زمان و مقدار مصرف:

این کود از طریق جایگذاری عمقی (موضعی چالکود و نواری) ومحلول پاشی قلابل استفاده است.در خاکهای سبک بت آبیاری نیز قابل استفاده می باشد اما تحت این شرایط بازیافت آن کمتر خواهد بود. محلولپاشی پنج در هزار آن به همراه اوره و اسید بوریک در پاییز و اوایل بهار قبل از باز شدن شکووفه ها در افزایش تشکیل میوه بسیار مفید است.

درختان:در زمستان در قسمت میانی سایه انداز به هممراه کوود حیوانی وگوگرد به صورت چالکود یا کانال کود به میزان 2000 تا 300 گرمبه ازاء هر درخت بارور استفاده می شود.

نباتات زراعی: هنگام تهیه بستر بذر همراه با سایر کودهای زمستانه به میزان 60 تا 80 کیلو گرم در هکتار در زیر خاک مصرف می شود.

محلولپاشی: در درختان ممیوه به نسبت 3تا5 در هزار و در محصولات زراعی به نسبت 3تا4 هزار محلوولپاشی می شود.

گیاهان و مناطق مورد مصرف: کمبود روی در خاکهای آهکی با phبالا در ایران شایع و علائم و عوارض ناشی از کمبود این عننصر در اکثر نقاط ایران به چشم ممی خورد. مصرف کودهای حاوی روی در این اراضی برای اکثر محصولات مفید است مصرف این کود به تدریجعوارض ناشی از کمبود روی را بر طرف و گلدههی تشکیل میوه میزان عمللکرد را افزایش خواهد داد .

نکات فنی: مصرف این کود به صورت 1تا2 سال در میان از کمبود این عنصر جلوگیری می کند.مصرف این کود مخلوط با کود حیوانی خصوصا در محدوده فعلیت ریشه باعث افزایش کارآیی کود سولفات روی می شود.

 سولفات منگنز

اهمیت :

 منگنز نقش کلیدی در تشکیل کلروپلاست و سیستمهای آنزیمی گیاه داشته و مصرف این کود باعث بهبود فتوسنتز گیاه و افزایش تولید محصول خواهد شد.منگنز فعال کننده ی تعداد زیادی آنزیم در انشان است.

مشخصات کود :

آهکی بودن خاکها PH بالاماده آلی کم و مصرف نا متعدل کودها از عواملی هستند که قابلیت استفاده این عنصر را برای گیاهان محدود کرده و خسارات جبران نا پذیری را بر میزان تولید و کیفیت محصولات وارد می کنند علائم و عوارض ناشی از کمبود این عنصر در اککثر نقاط ایران و در اغلب محصولات به چشم می خورد . استفاده از کگودهای شیمیایی حاوی این عنصربه خصوص همراه ماده آلی گوگرد و باکتریهای مربوطه باعث بهبود شرایط تغذیه ای گیاهان شده و بسیاری از نا رسائیهای تغذیه ای را بر طرف می سازد. سولفات منگنز با فرمول شیمیایی MnSo4.H2o حاوی 24 درصد منگنز است که به صورت پودری تولید و در بسته بندیهای 25 کیلوگرمی عرضه می گردد.

روش زمان و مقدار مصرف :

ین کود از طریق جایگذاری عمقی(موضعی چالکود و نواری )و محلولپاشی قابل مصرف است . درخااکهای سبک با اب آبیاری نیز قابل مصرف است اما تحت این شرایط باز یافت آن کمتر خوواهد بود.

درختان : در زمستان در قسمت میانی سایه انداز به همراه کود حیوانی و گوگرد به صورت چالکود یا کانال کود به میزان 200 تا 300 گرمبه ازاء هر درخت بارور مصرف می شود .

نباتات زراعی : هنگام تهیه بستر بذر همراه با سلیر کودهای زمستانه به میزان 50 تا 80 کیلوگرم در هکتار زیر خاک مصرف می شود.

محلولپاشی: در درختان میوه به نسبت 3تا4 در هزار و در محصولات زراعی به نسبت 2تا3 در هزار محلوولپاشی می گردد.

گیاهان و مناطق مورد مصرف:

کمبود منگنز در خاکهای آهکی با PH بالا و خصوصا با بافت سبک در اکثر نفاط ایران و محصولات گزارش شده است .مصرف کودهاای حااووی مکنگنز در این اراضی به تدریج عوارض ناشی از کمبود را بر طرف و میزان کلروفیل فتوسنتز و عملکردرا افزایش خواهد دادد.

نکات فنی:

 مصرف این کود به صورت 1 تا2 سال در میان از کمبود این عنصر جلوگیری می کند..
مصرف این کود مخلوط با کود حیوانی خصوصا در محدوده فعالیت ریشه باعث افزایش کار آیی کود سولفات منگنز می شود.

کود اوره با پوشش گوگردی

کود اوره با پوشش گوگردی( SCU ) به عنوان یک نوع کود آهسته رهش که دارای راندمان بالا و مزایای بسیار زیادی برای خاک و گیاهان است ، در صنایع کشاورزی کاربرد زیادی دارد. اخیراً در کشور ما نیز با توجه به راندمان پایین کود شیمیایی اوره اتلاف آن ، آلودگی شدید خاکها و منابع زیرزمینی آب به نیترات و نیتریت ، کاهش جذب عناصر ریزمغذی بدلیل بالابودن PH خاکها و … استفاده از این نوع کود نه تنها برای مزارع شالیزار که بطور کامل در آب غوطه ورند بلکه برای تمام اراضی کشاورزی توصیه شده است . زیرا صرف نظر از مزایای فوق گوگرد نیز به عنوان یک ماده حیاتی در ساختمان پروتئین ها ، به عنوان کاهنده PH خاکها و در نتیجه ایجاد شرایط جذب عنصر ریز مغذی خصوصا آهن و روی که مردم کشور ما در فقدان میزان آهن و روی رکورد دار می باشند، دارد .

در کشور ما سالانه بیش از یک میلیون و ششصد هزار تن اوره جهت تامین نیاز ازت گیاهان در صنایع کشاورزی استفاده می شود.متاسفانه باتوجه به راندمان پایین آن( اتلاف بیش از پنجاه درصد ازت) ، کشاورزان مجبورند جهت تامین نیاز گیاهان مقادیر بیشتری کود استفاده نمایند. البته ازدست دادن این مقدار ازکود نه تنها باعث اتلاف هزینه های بسیار زیادی می شود بلکه بخاطر وجود بیوره و همچنین تشکیل نمکها و کمپلکسهای دیگر در خاک، کاهش راندمان خاک و آلودگی شدید آن ( سفت شدن خاکها) و آلودگی منابع زیر زمینی آب را نیز بدنبال دارد. از طرفی با توجه به نقش ارزشمند گوگرد در کشاورزی خصوصا در کشور ما که بیش از نود درصد از زمینهای کشاورزی آهکی و باpH بالا بوده و این مسئله با عث کاهش راندمان جذب عناصر ریز مغذی که از اهمیت بالایی در رشد و نمو گیاهان برخوردار می باشند ، استفاده از کودهای اوره با پوشش گوگردی از هر دو جهت باعث افزایش راندمان کشاورزی کشور خواهد شد.

همچنین با توجه به فرآیند اوره با پوشش گوگردی با تغییر پارامتر های عملیاتی و شرایط فرآیندیو استفاده از سیلنت های مختلف، امکان تولید محصولات اوره با پوشش گوگردی با درصدهای مختلف گوگرد و سرعت انحلالهای متفاوت وجود دارد و همانطور که از نمودارهای ارائه شده مشخص است استفاده از اوره با پوشش گوگردی با حداقل کیفیت ( حداکثر سرعت انحلال هفت روزه) به مراتب مفیدتر و کاراتر از اوره ( با سرعت انحلال پنجاه ثانیه ای) می باشد.

در خصوص کاربرد گسترده گوگرد ، استفاده از کود اوره با پوشش گوگردی با در صد پوشش های متفاوت ( سرعت انحلالهای متفاوت) به تنهایی و یا بصورت مخلوط با اوره جهت تامین بموقع ازت مورد نیاز گیاه در دوره رشد از کاربرد اوره مناسب تر خواهد بود. این مسئله اگر بصورت دقیق بررسی و براساس نوع کشت و نیاز های آن در طی دوره رشد( نیاز هر گیاه به عناصر مغذی متفاوت است)، شرایط آب و هوایی منطقه و آنالیز دقیق خاک اعمال گردد ، باعث افزایش چشمگیر راندمان محصولات کشاورزی ، بهبود کیفی خصوصیات خاک ، جلوگیری از آلودگی منابع آب و کاهش مصرف اوره می گردد و باتوجه به پرداخت یارانه جهت کود اوره از لحاظ اقتصادی کمک بزرگی به اقتصاد کشور خواهد شد.

لذا لزوم ترویج و آشنایی کشاورزان با کود اوره با پوشش گوگردی و همچنین تعیین استاندارهای لازم جهت تولید و مصرف آن در سطحی وسیع در نقاط مختلف کشور و با توجه به نوع کشت ضروری بنظر می رسد.

 نیترات پتاسیم

اهمیت:

ازت و پتاسیم از عناصری هستند که به مقدار قابل توجهی توسط گیاه ازخاک برداشت شده وبایستی درطول دوره رشد همواره به مقدارکافی ازخاک دراختیارگیاه قرارگیرد.نیترات پتاسیم یک کود کاملا محلول درآب است که می توان از آن درهرمرحله ازرشد گیاه استفاده نمود.ازت موجود دراین کود باعث بهبود رشد رویشی می شود وپتاسیم آن دربهبود کیفیت،افزایش مقاومت به خشکی،شوری و آفات و بیماریها بسیارموثراست.نیترات پتاسیم کود بسیار مناسبی برای برطرف کردن کمبود پتاسیم در هر مرحله از رشد گیاه است.

مشخصات کود:

کشت های مترکم وعدم استفاده ازعنصر پتاسیم طی سالیان گذشته وازطرفی کمبود آب آبیاری و کیفیت نا مناسب آب وخاک دراکثراراضی کشاورزی ازعواملی هستند که قابلیت استفاده این عنصر را برای گیاهان محدود کرده و خسارات جبران نا پذیری را برمیزان تولید و کیفیت محصولات وارد می کند.استفاده ازکودهای حاوی این عنصر باعث بهبود شرایط تغذیه ای گیاهان وافزایش کمی و کیفی محصولات می شود.نیترات پتاسیم با فرمول شیمیایی Kno3 است که دارای 26 درصد پتاسیم و 19 درصد ازت میباشد.

روش زمان و مقدار مصرف:

نیترات پتاسیم یک کود کاملا محلول درآب است که به صورت مصرف خاکی،،کود آبیاری و محلول پاشی قابل استفاده میباشد.

مصرف خاکی: به میزان 200 تا 300 کیلوگرم در هکتاردرزمان کاشت

کود آبیاری وسرک: به میزان 100 تا 200 کیلوگرم درهکتاردر2تا3 نوبت درطول فصل رشد

محلول پاشی: به میزان 5تا8 در هزار

گیاهان ومناطق مورد مصرف:

این کود را می توان درهرمرحله ازرشد گیاه خصوصا برای باغات پسته،درختان میوه،محصولات صیفی و سبزی،سیب زمینی،نیشکر و کشت های گلخانه ای استفاده نمود.

محاسن کاربرد:

افزایش میزان تولید و بهبود کیفیت محصول
افزایش مقاومت گیاه در مقابل خشکی،آفات و بیماریها 

کود آلی (ارگانیک)

به کود هایی اطلاق میشوند که منشا طبیعی دارند.
 

کودهای حیوانی

به مجموعه ای از مواد بستری، ادرار و مدفوع گاو ، گوسفند ، مرغ یا هر حیوان دیگری است که از محل نگهداری آنها بدست می آید اطلاق می شود. درصد مواد غذایی کود حیوانی و کیفیت فیزیکی آن به عواملی مثل نوع حیوان، کیفیت مواد بستری، میزان پوسیدگی کود، تغذیه دام، میزان سدیم و مقدار بذر علفهای هرز، اسپور بیماریها، لارو و تخم حشرات، شن و خاک دارد.درصد ازت کود گاوی بیشتر از کود گوسفندی و مرغی است. ولی درصد فسفر و پتاسیم کود مرغی از کودهای گاوی و گوسفندی بیشتر است.

درصد مواد غذایی کودها به تغذیه دام بستگی دارد. مثلاً چنانچه جیره غذایی دام از نظر یک عنصر ضعیف باشد، کود حاصله نیز به طریق اولی از نظر آن عنصر ضعیف خواهد بود و یا مثلاً هر چه درصد فیبر جیره غذائی بیشتر باشد درصد فیبر مدفوع نیز زیادتر خواهد بود. فراوانی ترکیبات آلی ازت دار ساده در کود حیوانی تازه بسیار مساله ساز است. تجزیه سریع این مواد سبب آزاد شدن آمونیاک و تجمع آن در مجاورت ریشه ها گشته و موجب مسمومیت گیاه می گردد. پوسیدگی اولیه کود این مشکل را مرتفع می سازد بهمین جهت هیچ گاه نباید کود حیوانی تازه را به محصول کاشته شده داد.

زیادی املاح در کود نیز می تواند از طریق ایجاد پتانسیل اسمزی و یا مسمومیت مستقیم گیاه مساله ساز باشد. بنابراین وجود مقدار متعادلی از عناصر غذائی و عدم زیادی عناصری مثل سدیم در کود دامی مطلوب می باشد. کیفیت مواد بستری نیز نقش مهمی در کیفیت و حالت فیزیکی کود حیوانی دارد. معمولاً اصطبل گوسفند فاقد بستر است.

بدین لحاظ سرعت تجزیه و پوسیدگی کود گوسفندی زیاد و دوام آن در خاک کمتر از سایر کودها می باشد. کود گوسفندی را کود گرم گویند. در مرغداری ها بیشتر از خاک اره و در گاو داریها معمولاً از کاه بعنوان مواد بستری استفاده می کنند. سرعت تجزیه و پوسیدگی کاه بیش از خاک اره می باشد. و بالعکس دوام خاک اره در خاک بیش از کاه است. زررا خاک اره از ترکیبات مقاومتری در مقایسه با کاه تشکیل شده است. بطورکلی، هر چه مقدار مواد نامطلوب مثل بذر علفهای هرز، شن، خاک، اسپور بیماریها و تخم و لارو حشرات در کود کمتر و تجزیه اولیه آن بیشتر باشد، ارزش کیفی کود بیشتر است.

پوسیدگی کود سبب می شود که از میزان بذر علفهای هرز و آلودگی به امراض و حشرات نیز کاسته شود. برای پوسیدگی اولیه کود حیوانی می توان آن را در شرایطی مشابه تهیه کمپوست قرارداد و یا کود حیوانی را مدتی قبل از کاشت در خاک مزرعه اختلاط داد. تجزیه کود در خاک و تبدیل آن به هوموس نیز مستلزم کفایت تهویه، حرارت و رطوبت در خاک می باشد این عوامل از طریق انجام عملیات مناسب زراعی تامین می شوند.

کود حیوانی را در زراعت گیاهان پر ارزشی مانند سبزیجات، سیب زمینی، ذرت ، پنبه و چغندر قند. به مقدار تقریبی 20 تا 50 تن در هکتار به خاک می دهند. کود حیوانی را معمولاً در زمان شروع عملیات تهیه بستر تا حداقل یک ماه قبل از کاشت بر سطح خاک می باشند و با وسایلی مانند گاو آهن، دیسک یا کولتیواتور با خاک سطحی و تا عمق حدود 15 سانتیمتری مخلوط می نمائید.
در زراعتهای کوچک و سنتی کود حیوانی را بصورت کپه هائی در مزرعه قرار می دهند و سپس آنرا با بیل بر سطح خاک پراکنده ساخته و با خاک مخلوط می کنند. در زراعتهای مکانیزه از دستگاه کودپاش حیوانی استفاده می نمایند دستگاه کودپاشی حیوانی مانند یک تریلر است که در کف آن یک نوار نقاله قرار دارد. نوار نقاله کود را به سمت عقب و خارج از تریلز هدایت کرده و روی یک مارپیچ گریز از مرکز می ریزد. چرخش مارپیچ کود را به اطراف پرتاب می کند. از آنجائی که هزینه خرید، حمل و نقل و پاشیدن کود حیوانی بسیار زیاد است و بخصوص در زراعتهای وسیع می تواند مشکلاتی را در برنامه ریزی و زمان بندی عملیات زراعی پیش آورد، لازم است به باقی گذرادن بقایای گیاهی بر خاک و تلاش در حفظ هوموس خاک توجه کافی مبذول گردد.

کودهای گیاهی

کود سبز

یکی دیگر از راههای افزایش ماده آلی خاک استفاده از کود سبز در تناوب زراعی می باشد. منظور از کود سبز شخم زدن گیاه در خاک پس از رشد کافی و بدون برداشت محصول است. اثر کود سبز بر خصوصیات فیزیکی خاک همانند کود حیوانی می باشد.

ولی کود سبز عملاً مواد غذایی به خاک اضافه نمی کند، بلکه آن چه را که طی رشد خود از خاک جذب کرده و در خود ذخیره نموده است به خاک بر می گرداند اما در صورتی که از گیاهان تیره بقولات بعنوان کود سبز استفاده شود تمام ازت تثبیت شده را به خاک بر می گرداند. از طرف دیگر کود سبز با جذب و ذخیره مواد غذایی در خود از شسته شدن آنها جلوگیری می نماید. گیاه مورد استفاده بعنوان کود سبز می بایستی اثرات فیتوتوکسینی بر رشد محصول بعدی نداشته باشد، فصل رشد کوتاهی داشته، تراکم بوته بالا را تحمل کند و رشد سبزینه ای زیادی داشته باشد تا علاوه بر این که مقدار زیادی ماده آلی به خاک اضافه می کند، پوشش کامل خاک را تامین نماید. پوشش کامل خاک برای جلوگیری از فرسایش خاک و بازداری رشد علفهای هرز ضرورت دارد. بنابراین اهداف کود سبز را می توان در افزایش ماده آلی خاک، حفظ مواد غذائی خاک (و در صورت استفاده از گیاهان تیره بقولات افزایش ازت خاک)، جلوگیری از فرسایش خاک و مبارزه با علفهای هرز خلاصه نمود. توجه به اهداف فوق روشن می سازد که کود سبز قبل از گیاهان وجینی در تناوب قرار می گیرد.

کود سبز در سیکل تناوبی فقط می تواند جایگزین آیش فصلی گردد. چنانچه طول آیش فصلی موجود برای تولید یک محصول کفایت می نماید، استفاده از کود سبز طی آن آیش فصلی مجاز نیست. نوع آیش فصلی (زمستانه یا تابستانه) که در شرایط کشت آبی توسط کود سبز جایگزین می شود به شرایط اقلیمی بستگی دارد. در نواحی اقلیمی که با زمستان سرد مشخص می شوند، گیاهان وجینی (مانند چغندرقند، پنبه، ذرت و سیب زمینی) در بهار کاشته می شوند و آیش زمستانه می تواند توسط کود سبز اشغال گردد.

در آن نواحی اقلیمی که با زمستان ملایم مشخص می شوند گیاهان وجینی ممکن است در پائیز (مانند چغندر قند و سیب‌زمینی) یا در بهار (مانند ذرت، پنبه و آفتابگردان) کاشته شوند و کود سبز می تواند محصولی تابستانه یا پائیزه (عکس دوران رشد محصول اصلی) باشد. مهمترین گیاهانی که بعنوان کود سبز در کشت آبی ممکن است مورد استفاده قرار گیرند عبارتند از خلر، لوبیا روغنی، انواع لوبیا، چاودار، شبدر، جو و گندم سیاه. یونجه بعنوان کود سبز کاشته نمی شود، اما در صورتی که پس از حصول رشد کافی سبزینه ای به خاک برگردانده شود، بعضی از هدفهای کود سبز را تامین می کند. گیاهانی مثل گندم سیاه چاودار و شبدر ایرانی به خوب در خاکهای فقیر رشد می کنند و در بهبود باروری و ساختمان خاکها موثر می باشند.

کود سبز را حداقل دو هفته قبل از کاشت محصول اصلی به خاک بر میگردانند. هرچه درصد مواد خشبی کود سبز بیشتر و ازت آن کمتر باشد، می بایستی با فاصله زمانی طولانی تری از کاشت محصول اصلی به خاک برگردانده شود. در صورتی که از گیاهانی مثل یونجه یا شبدر بعنوان کود سبز استفاده می شود می بایستی ابتدا آنها را با ماشین آلاتی مانند کولتیواتور پنجه غازی از پائین طوقه قطع نمود تا خشک گردند و یا آنها را با علف کش راند آپ یا توفوردی خشک کرد و 3 تا 4 هفته بعد از طوقه کن کردن یا تیمار با علف کش در وضعیت گاورو بودن خاک شخم شوند. در غیر این صورت رشد مجدد این گیاهان به وقوع پیوسته و به صورت علف هرز در خواهند آمد. هیچگاه نبایستی کود سبز را بعنوان علوفه برداشت و یا مورد چرای دام قرار داد. این عمل باعث خروج مواد غذائی از خاک گشته و ممکن است رشد و عملکرد محصول بعدی را نقصان دهد. چرای دام یا یک برداشت مختصر علوفه از کود سبز هنگامی امکان پذیر است که کود شیمیائی کافی به خاک داده شود و آیش فصلی موجود اجازه رشد مجدد و کافی را به کود سبز بدهد.

به کار گیری کود سبز در شرایط دیم ایران به نواحی پرباران ساحل خزر محدود می شود. در این نواحی می توان از گیاهانی مانند جو و چاودار بعنوان کود سبز برای محصولات وجینی بهاره مانند پنبه‏ ذرت و آفتابگردان استفاده نمود. در این شرایط کود سبز را می بایستی حدود یک ماه قبل از کاشت در خاک شخم زد تا پوسیدگی مناسبی اتفاق افتاده و رطوبت کافی برای رشد محصول اصلی در خاک ذخیره شود.

کمپوست

کمپوست عبارت از بقایای گیاهی و حیوانی، زباله های شهری و یا لجن فاضلاب است که تحت شرایط پوسیدگی قرار گرفته باشند، بطوری که مواد سمی آنها از بین رفته، مواد پودر شده و فرم اولیه خود را از دست داده باشند. برای تهیه کمپوست می توان از بقایای چوب بریها‏، زباله شهری،‏ بقایای کشتارگاهها و کارخانه های کنسرو ماهی ، لجن فاضلاب و اجساد گیاهان پست غیرآوندی استفاده نمود. بطورکلی، کمپوست ها از نظر مواد غذائی ضعیف هستند (به استثناء بقایای کشتارگاهها و کارخانه های کنسرو ماهی که از نظر ازت غنی می باشند) و معمولاً برای بهبود ساختمان خاک مورد استفاده قرار می گیرند. اثر فیزیکی کمپوست به مقدار ماده آلی آن و اثر شیمیائی کمپوست به ترکیب شیمیائی آن بستگی دارد. تهیه کمپوست از زباله های شهری و لجن فاضلاب راه مفیدی برای مصرف مجدد و دفع بهداشتی این مواد است. مواد اخیر از این نظر که دارای املاح کم، فاقد مولدین امراض و آفات گیاهی، بذر علفهای هرز و خاک می باشند مناسب بوده و به سرعت در خاک می پوسند. لجن فاضلاب را پس از تخمیر غیر هوازی و حرارت دادن (برای کشتن عوامل بیماریزای آن) مورد استفاده قرار می دهند برای تهیه کمپوست روش کلی زیر انجام پذیر است. موادی را که می خواهند. کمپوست نمایند بصورت لایه ای به ضخامت 7 تا 10 سانتیمتر روی سطح زمین یا حفره ای که در زمین تهیه نموده اند قرار می دهند و به ازاء هر سطل از مواد کمپوست شونده حدود 100 گرم فسفات دی آمونیم یا سوپر فسفات بر روی مواد می باشند (در صورتی که از سوپر فسفات استفاده می شوند بهتر است حدود 40 گرم اوره به ازاء هر 100 گرم سوپر فسفات اضافه شود) پس از پاشیدن کود شیمیائی اقدام به آبپاشی این لایه نموده و سپس لایه های جدید را به همین روش اضافه می کنند. ممکن است لایه هائی از کود حیوانی و یا خاک را بطور متناوب با لایه های مواد کمپوست شونده قرار دهند. در صورتی که از لایه های کود حیوانی استفاده می شود به اضافه کردن کود ازت در زمان انباشتن مواد کمپوست شونده نیازی نیست، اما به فسفات و همچنین سولفات کلسیم ممکن است نیاز باشد. ترکیب کود شیمیائی که برای تحریک و تکمیل پوسیدگی و تعادل عناصر به کمپوست اضافه می شود به نسبت کربن به ازت و ترکیب شیمیائی مواد کمپوست شونده بستگی دارد.

پاشیدن چند کیلوگرم اوره به ازاء هر تن مواد کمپوست شونده روی توده کمپوست قبل از هر بار آبپاشی مفید است در مورد بقایای چوب بریها لازم است کلیه عناصر غذائی به کمپوست اضافه شود. مواد کمپوست شونده را می بایستی همیشه مرطوب نگهداشت و هر 2 تا 4 هفته یکبار آن را مخلوط و زیرورو نمود تا به خوبی تهویه و یکنواخت گردد.

زیرورو کردن زیاد توده موجب می شود که حرارت کمپوست بالا نرفته و آفات و عوامل بیماریزای موجود در مواد از بین نروند.

کمپوست هنگامی آماده مصرف است که مواد کمپوست شونده پوسیده و پودر شده باشند. مدت لازم برای کمپوست شدن با مواد مصرفی و شرایط کار فوق می کند. زباله های شهری پس از مدتی حدود 6 هفته کمپوست می شوند. کمپوست شد کامل خاک اره گاهی چندین ماه طول می کشد. معمولاً خاک اره راحدود 6 هفته در شرایط مناسب می پوسانند تا ترکیبات سمی محلول آن پوسیده شوند و سپس مصرف می کنند. از مسائل تهیه کمپوست توسعه و تجمع مگس و پشه و بوی نامطلوب تخمیر آن است.

افزایش تهویه مواد از شدت بو می کاهد. برای مبارزه با مگس و پشه می بایستی از حشره کشها استفاده نمود. کمپوست را می توان به جای کود حیوانی مورد استفاده قرار داد.

فواید استفاده از کمپوست: 

• در ایجاد کشاورزی پایدار مناسب است و از کاهش محصول جلوگیری کرده و باعث افزایش آن می‌گردد.

• ذخیره کننده بزرگی از عناصرو آب بوده و به این ترتیب اعتماد و دلگرمی کشاورزان با استفاده از آن در مزارع بیشتر می‌شود و قابلیت ذخیره آب در خاک را افزایش می‌دهد.

• باعث بهبودی ساختمان خاک شده و عملیات شخم را آسانتر می‌کند همچنین قابلیت ذخیره آب در خاک را افزایش می‌دهد.

• هوموس و مواد آلی خاک را افزایش داده و بعضی از ویتامین‌ها، هورمونها و آنزیمهای مورد نیاز را تأمین می‌کند که این مواد نمی‌توانند بوسیله کودهای شیمیایی تأمین گردند. بنابراین در خاکهای با کمبود مواد آلی بسیار مفید و مناسب می‌باشد.

• در جلوگیری از تغییر اسیدیته خاک همانند یک بافر عمل می‌کند.

• وقتی که در هنگام مرحله کمپوست شدن درجه حرارت به 60 درجه یا بیشتر می‌رسد، عوامل پاتوژن و بیماریزا، تخم انگلها، بذور علفهای هرز را از بین برده و آنها را نابود می‌کند.

• کمپوستی که کاملاً آماده شده و رسیده باشد، براحتی با خاک در حال تعادل قرار می‌گیرد و تهویه خاک را بهبود می‌بخشد.

• کودهای اضافه شده را براحتی و با جلوگیری از تلف شدن و هدر روی در اختیار گیاه قرار می‌دهد.

• بسیاری از عناصر‌و مواد غذایی پر‌مصرف‌و ‌کم‌مصرف را که در‌خود داشته است در خاک آزاد کرده‌و در اختیار‌گیاه قرار می‌دهد.

• وزن مخصوص ظاهری خاک را به شدت کاهش داده و بنابرای برای خاک سنگین و رسی بسیار مناسب و مفید است.

• چون ظرفیت نگهداری عناصر در سطح آن زیاد می‌شود، بنابراین در کاهش عناصر و مواد غذایی گیاه در خاکهای سبک و شنی بسیار مناسب و مفید است.

• آزولا گیاهی مفید برای شالیزار می‌باشد در صورتیکه رشد مناسب و معقولی در منطقه داشته باشد. ولی اقلیم و شرایط منطقه و همچنین افزایش آلودگی آبها در منطقه به عناصر مختلف خصوصاٌ ازت و فسفر باعث رشد زیاد‌و بی‌رویه آن شده است بطوریکه امروزه تهدیدی بسیار جدی برای شالیزارها، استخرها، آب‌بندانها و تالابها شده و رشد برنج و جمعیت آبزیان را در معرض خطر قرار داده است.

 گیالوش

گیالوش (پیت) یا تورب عبارت از بقایای گیاهان آبزی، باتلاقها و مردابهاست که زیر آب به حالت نیمه پوسیده و تجزیه شده بجا مانده است و خرد شده آن را پس از استخراج در ترکیبات خاکی بکار می برند. ترکیبات گیالوش های مختلف بر حسب نوع گیاهی که از آن بوجود آمده اند مقدار پوسیده بودن، مقدار مواد معدنی و درجه اسیدی بودن، متفاوت است.از میان انواع گیالوش در ایران خزه لوش (پیت خزه peat moss) از همه معروف تر است که دارای رنگ قهوه ای میباشد و ظرفیت نگهداری آبی حدود ده برابر وزن خشکش را دارد. این ماده، اسیدی و با pH برابر 8/3 تا 5/4 بوده، مقدار کمی ازت دارد و فسفر و پتاس آن ناچیز است.بنابراین بیشتر برای نگهداری آب و خاک افزوده میشود. قبل از افزودن خزه لوش به خاک باید در صورت لزوم آنرا تکه تکه کرد و لازم است که مرطوب شود.

خاکبرگ

خاکبرگ که از پوسیده شدن موادی مانند دمبرگ درختان، چمن های قیچی شده و غیره حاصل می شود ارزش غذایی چندانی ندارد و تنها به منظور سبک و قابل نفوذ کردن خاک مورد استفاده قرار می گیرد. برای تهیه خاک برگ در فصل پائیز برگهای خشک درختانی که رگبرگهای ضخیم و خشن ندارند (مانند درختان میوه، افرا و نارون و …) را در محلی در روی سطح زمین یا در یک گودال بصورت یک لایه جمع آوری کرده پس از آنکه با آب پاشی رطوبت لازم را تامین کردند برای تسریع در پوسیده شدن آنها مقداری کود ازته مانند اوره بدان اضافه می کنند. سپس یک لایه دیگر برگ ریخته و با تکرار عمل آب پاشی و کودپاشی به انباشتن مقدار مورد نظر برگ می پردازند در اثر رشد و نمو باکتریها، برگها بتدریج پوسیده می شوند، معمولاً هراز چندی این توده را از هم می پاشند و دوباره در محل دیگری روی هم می ریزند این کار به منظور جلوگیری از ایجاد گرمای بیش از حد در درون توده که باکتریها را از بین می برد و هوا رسانی به باکتریهای موازی انجام میگیرد.

به هم خوردن توده خاکبرگ مراحل پوسیده شدن را تسریع می کند. در شرایط عادی خاکبرگ پس از 8 تا 12 ماه قابل استفاده می گردد. ولی خاک برگهایی که 3 تا 4 سال مانده باشند،ترجیح داده می شوند. خاکبرگ آماده شده را باید الک کرد تا چوبها و قسمتهای زاید آن جدا شود خاک برگ ممکن است محتوی بذرهای علفهای هرز، آفات و امراض باشد، لذا باید قبل از مصرف گندزدائی گردد.

ورمی کولایت

این ماده معدنی از نوع میکاست که وقتی گرما ببیند حجمش زیاد می شود مواد شیمیایی آن سیلیکاتهای منیزیم، آلومینیوم و آهن است که آب خود را از دست داده اند از نظر واکنش اسیدی خنثی است و قادر است به میزان زیادی آب جذب کند. از آنجا که ورمی کولایت ظرفیت تبادل کاتیونی نسبتاً بالایی دارد می تواند مواد غذایی را به صورت ذخیره نگهداشته و بعد آزاد سازد. نکته مهم درمورد ورمی کولایت آنست که وقتی مرطوب است و حجمش زیاد میشود نباید تحت فشار قرار گیرد، چون ساختار متخلخل خود را از دست میدهد.

پرلیت

این ماده به رنگ سفید خاکستری است منشأ آتشفشانی دارد و از گدازه های آتشفشانی سرد استخراج میشود. پرلایتی که در باغبانی مصرف می شود دارای ذاتی به قطر 5/1 تا 3 میلی متر است.پرلایت بین 3 تا 4 برابر وزنش آب جذب می کند و واکنشی بین 6 تا 8 دارد. خاصیت تبادل کاتیونی نداشته ، فاقد مواد غذایی معدنی است. افزودن آن به خاک بیشتر به منظور افزایش میزان هوای مخلوط های خاکی صورت می گیرد.

خزه اسفاگنوم

خزه اسفاگنوم بقایای خشک شده گونه های مردابهای اسیدی جنس اسفاگنوم می باشد که ظرفیت جذب آب زیادی دارد. یعنی 10 تا 20 برابر وزنش آب جذب می کند. این خزه شامل کمی مواد معدنی و دارای واکنشی در حدود 5/3 می باشد.از ویژگیهای این ماده اینست که استریل بوده و حاوی چند ماده اختصاصی قارچ کش است که از مرگ گیاهچه جلوگیری می کند.

بهترین زمان تهیه کود سبز

 بهترین زمان تهیه کود سبز، پس از به گل رفتن گیاهان است.

گیاه کودی انتخاب شده باید در زمان گلدهی یا خوشه بستن به زیر خاک برده شود. زیرا که قبل از این زمان، رشد و نمو قسمت های سبزینه ای گیاه کافی نبوده و از برگرداندن آن ماده آلی زیادی به خاک اضافه نخواهد شد. کود سبز به منظور تقویت زمین از لحاظ مواد آلی غذایی مورد استفاده قرار می گیرد که بدین منظور گیاهان، برای مدت زمانی معین در مزرعه کاشته شده و بعد از رشد کافی به زمین برگردانده می شوند.

از گیاهان زراعی گوناگون اعم از علوفه ای و بقولات مانند انواع شبدر، عدس، باقلا و … و همچنین گیاهان خودروی مانند ختمی، گل بنفشه، مرغ و حتی بعضی از اجزای گیاهی مانند ساقه و برگ سیب زمینی و شلغم می توان به عنوان کود سبز استفاده کرد.

گیاهانی برای تهیه کود سبز مناسب هستند که

1- دارای رشد سریعی بوده ومدت کوتاهی زمین زراعی را اشغال کنند.

2- پرشاخ و برگ، شاداب و سرشار از مواد غذایی باشد تا هم با سایه خود مانع سبز شدن بذر علف های هرز شوند و هم زیر خاک بردن آنها به سادگی انجام گیرد.

3- کم توقع بوده و برای حداکثر رشد خود به کود حیوانی یا شیمیایی کمتری احتیاج داشته باشند.

4- نیاز آبی آنها بسیار کم باشد که این ویژگی در مناطق گرمسیری و خشک اهمیت بیشتری دارد.

مزایای استفاده از کودهای سبز

1- تأمین ماده آلی: یکی از اثرات استفاده از کودهای سبز تأمین ماده آلی خاک است، به خصوص زمانی که کود حیوانی کافی در دسترس نبوده و یا بقایای گیاهی به جا مانده در زمین به حدی نباشد که بتواند مقدار هوموس خاک را در حد مطلوبی نگاه دارد. پس از برگرداندن کود سبز در خاک، هم قسمت های هوایی و هم ریشه های آن پوسیده شده و ماده آلی خاک را افزایش می دهد. کود سبز در زمین های سبک (شنی) ایجاد چسبندگی می کند و در زمین های سنگین (رسی) خاک را پوک و سبک می کند.

2- افزایش ازت: کود سبز علاوه بر کربن آلی، مقداری ازت آلی به خاک اضافه می کند. این مقدار ازت بر حسب شرایط، ممکن است ناچیز یا قابل توجه باشد. برای مثال چنانچه یک گیاه لگومینه (گیاهان خانواده بقولات) به خاک برگردانده شود، با توجه به این که بیشتر این گیاهان در شرایط مساعد، آمادگی و قدرت جذب و تثبیت ازت آزاد هوا را دارند. احتمال افزایش ذخیره ازت خاک زیاد است، حال آن که با برگرداندن گیاهی غیرلگومینه به خاک فقط در شکل ازت اولیه اک تغییر حاصل شده (ازت معدنی به آلی تبدیل می شود) و در مقدار آن افزایشی به وجود نخواهد آمد.

3- حفاظت خاک: در ماه هایی از سال که خطر فرسایش خاک وجود دارد، برای آن که خاک بی حفاظ نباشد، ازیک گیاه پوششی استفاده می شود. این گیاهان در مناطقی که باران های زمستانه زیاد است از نشست خاک های سنگین و همچنین از فرسایش خاک های سبک جلوگیری می کند. این گیاهان در مناطق بادخیز با پوشاندن خاک،سرعت باد را در سطح کم کرده و خاک را در مقابل کنده شدن حفظ و در جای خود نگه می دارد.

بهترین نمونه از گیاهان پوششی، چاودار زمستانه و یولاف بهاره است.

4- تأمین مواد بیوشیمیایی خاک: کود سبز به عنوان ماده غذایی مورد استفاده میکروارگانیسم های خاک قرار می گیرد و گاز کربنیک، گاز آمونیاک، ترکیبات نیتراته و بسیاری از ترکیبات ساده و پیچیده دیگر را تولید کرده و مورد استفاده نباتات زراعی قرار می دهد.

روش های کشت کودهای سبز

کودهای سبز را بر حسب شرایط مختلف می توان به طور کلی به دو صورت اصلی و فی مابین کشت کرد. از جمله مزایای انتخاب روش صحیح کشت این است که هم از فاصله زمانی موجود بعد از برداشت و کاشت نباتات زراعی استفاده بیشتر شده و هم از خاک و از رطوبتموجود در آن به طور کامل استفاده می برند و ادوات و ماشین آلات کمتری هم به کار گرفته می شد.

منظور از کشت اصلی آن است که، مانند گیاهان زراعی، کود سبز هم در فصل معین و به صورت یک زراعت اصلی یا تنها کاشته شود. زمان کشت اصلی می تواند پاییز و یا در بهار باشد. جز در مورد گیاهانی مثل ذرت، ذرت خوشه ای و یا یونجه که در بهار کشت می شوند، کشت دیگر کودهای سبز در پاییز انجام می گیرد.

قابل ذکر استدر مواردی کهاز کشت یک کود سبز نتیجه مطلوبی به دست نمی آید، توصیه می شود که دو گیاه را به صورت مخلوط با هم به عنوان کود سبز کشت کرد. لازم است که این دو گیاه از نظر خصوصیات زراعی مثل رشد و نمو شاخه، برگ و ریشه و همچنین خصوصیات آب و هوایی و نیازهای غذایی هماهنگی خاصی با یکدیگر داشته باشند. بهترین مثال از کشت مخلوط یولاف و نخودفرنگی و یا چاودار و ماشک است. کشت فی مابین در فاصله زمانی بین برداشت و کشت دو گیاه زراعی متوالی انجام می گیرد. اگر این کود سبز بعد از یک گیاه صیعی در اواخر تابستان یا اوایل پاییز کشت شده و دوران رشد آن تا زمستان یا حتی بهار سال آینده که زمین برای زراعت گیاه اصلی بعدی آماده می شود، ادامه یابد به آنها کشت فی مابین زمستانه می گویند. مانند انواع غلات به خصوص جو، چاودار، ماشک گل خوشه ای، چچم ریشک دار، شبدر گل میخکی و…

اگر کود سبز در فاصله بین برداشت زراعت اصلی پاییزه سال قبل و کاشت زراعت اصلی پاییزه سال بعد کشت شود، به آن کشت فی مابین تابستانه می گویند. (کاشت در اواخر بهار و برداشت در اواخر تابستان یا اوایل پاییز) مانند انواع شبدر، شلغم، چغندر علوفه ای، ذرت خوشه ای و…

شرایط برگردندن کود سبز به زمین

بهتر است کود سبز را پیش از برگرداندن، غلطک زده و اگر طول ساقه ها بلند است، آنها را درو کرد. در نتیجه ی این عمل ساقه های بلند، روی زمین خوابیدهو زیر خاک کردن آنها به وسیله گاوآهن آسانتر صورت می گیرد. شخم باید در جهت خط غلطک انجام گیرد زیرا در غیر این صورت گیاه کاملاً دفن نشده و مقدار زیادی از آن در مجاورت هوا خشک شده و از بین می رود.

پس از شخم و دفن کود سبز باید زمین را نیز غلطک زد تا با مساعد شدن شرایط تهویه زمین، پوسیدن کود تسریع شود. برای بهبود وضع تهویه در مناطق پرآب هم لازم است که زمین زهکشی شود.

در بعضی مواقع در صورت امکان می توان کود سبز را در جایی کاشته و پس از برداشت آن را در جای دیگری به زیر خاک برد.

کودهای بیولوژیک یا زیستی

  که نسل جدیدی از کود های موجود میباشند در حقیقت میکرو ارگانیسم های مفیدی هستند  که در تغذیه گیاهان نقش همزیستی داشته و به تثیبت و جذب بهتر عناصر کمک میکنند.

کودهای زیستی (کود بیولوژیک) به مواد حاصل‌خیزکننده‌ای گفته می‌شود که دارای تعداد کافی از یک یا چند گونه از میکروارگانیسم‌های سودمند خاکزی هستند. کودهای زیستی، ریزاندامگان هایی (میکروارگانیسم‌هایی) هستند که قادرند عناصر غذایی خاک را در یک فرآیند زیستی تبدیل به مواد مغذی همچون ویتامینها و دیگر مواد معدنی کرده و به ریشه خاک برساند. مصرف کودهای زیستی کم هزینه تر هستند و در اکوسیستم آلودگی به وجود نمی‌آورد. کودهای زیستی مواد نگه‌دارندهٔ میکروارگانیزم‌های سودمند خاک می‌باشند.

عواملی که باعث کاهش جمعیت میکروارگانیسم های مورد نظر در خاکهای یک منطقه می شوند:

1- تنش های محیطی بلند مدت ( خشکی – حرارت زیاد و یخبندان – غرقاب … )

2- استفاده بی رویه از سموم شیمیایی
3- عدم حضور گیاه میزبان مناسب به مدت طولانی

دسته بندی با توجه به نوع میکروارگانیسم‌ها کودهای زیستی:

۱- ریزاندامگان کارآ ( میکروارگانیسم‌های سودمند EM )

۲- کودهای زیستی باکتریایی (ریزوبیوم- ازتوباکتر- آزوسپریلیوم-…)

۳- کودهای زیستی قارچی (میکوریزا)

۴- کودهای زیستی جلبکی (جلبک‌های سبز- آبی و آزولا)

۵- کودهای زیستی اکتینومیست‌ها (فرانکیا)

 نخستین کود بیولوژیک با نام تجارتی نیتراژین تولید شد که در اواخر قرن نوزدهم مورد استفاده قرار گرفت

ارگانیزم‌هایی که در تولید کودهای بیولوژیک مورد استفاده قرار می‌گیرند عمدتاً از خاک جداسازی می‌شوند. در شرایط آزمایشگاه در محیط‌های کشت مخصوص تکثیر و پرورش پیدا می‌کنند و بعد به صورت پودرهای بسته‌بندی شده و آماده، مصرف می‌شوند.

انواع کودهای بیولوژیک با توجه به اعمالی که میکروارگانیسم ها انجام می دهند

مهم ‌ترین کودهای بیولوژیک عبارتند از:

1) تثبیت کننده ازت هوا؛

2) قارچ‌های میکوریزی، که با ریشه بعضی از گیاهان ایجاد همزیستی کرده و اثرات مفیدی ایجاد می‌کند؛

3) میکرو ارگانیزم‌های حل کننده فسفات، که فسفات نا محلول خاک را به فسفر محلول و قابل جذب گیاه تبدیل می‌کنند؛

4) اکسید کننده گوگرد (تیو باسیلوس)، کودی که دارای باکتری تیو باسیلوس بوده و باعث اکسایش بیولوژیکی گوگرد می‌شود؛

 5) کرم‌های خاکی، در تولید هوموس مورد استفاده قرار می‌گیرند و نوعی کود کمپوست به نام ورمی کمپوست (Wermy compost) تولید می‌کنند.

 تثبیت کننده های ازت مولکولی :

با سابقه ترین و در حال حاضر رایج ترین انواع کودهای زیستی مربوط به تثبیت کننده های ازت است که در سطح جهانی مجموع مقدار ازتی که از این طریق به خاک اضافه می شود حدود 175 میلیون تن در سال بر آورد شده است. در چند دهه اخیر با توجه به افزایش جمعیت و تقاضای روز افزون برای مواد غذایی از کودهای شیمیایی به عنوان ابزاری برای نیل به حداکثر تولید در واحد سطح استفاده بی رویه شده که از جمله زیان ها و پیامدهای آن علاوه بر اتلاف سرمایه و خسارت مالی . شامل آلودگی منابع آبی و خاک. به هم خوردن تعادل عناصر غذایی خاک . کاهش بازده محصولات کشاورزی در اثر کمبود یا سمی بودن عناصر. تجمع مواد آلاینده ( نظیر نیترات ) در اندام های مصرفی محصولات زراعی و بطور کلی به خطر افتادن حیات و سلامتی انسانها و سایر موجودات زنده بوده است. امروزه رایج ترین کودهای میکروبی عرضه شده در سطح وسیع تجارتی مربوط به باکتری های تثبیت کننده ازت و مهمترین آنها مورد توجه برای استفاده های علمی شامل ریزوبیوم ها در همزیستی با لگومینوزها. فرانکیا با انواعی از گیاهان چوبی غیر لگومینوز. آزوسپریلیوم برای غلات و سیانو باکترها به حالت آزاد و یا همزیست با آزولا برای شالیزارهاست

قارچهای میکوریزا:

واژه میکوریزا اولین بار از سوی فرانک در سال 1885 ارائه شد. میکوریزا از دو کلمه ( Myco ) به معنی قارچ و ( Rhiza ) به معنی ریشه تشکیل شده است. میکوریزا نشان دهنده مشارکت در همزیستی بین قارچ و ریشه گیاه میزبان می باشد . در این سیستم قارچ پوشش گسترده ای از رشته های نخ مانند به هم تابیده به نام میسیلیوم را در اطراف ریشه گیاه میزبان تشکیل می دهد در این همزیستی قارچ قند، اسید های آمینه ، ویتامین ها و برخی مواد آلی دیگر را از میزبان دریافت و در مقابل معدنی و بیشتر از سایر مواد فسفات را خاک جذب و در اختیار گیاه قرار می دهد. اکثر گیاهان قادر به تشکیل سیستم میکوریزایی هستند بطور کلی 83 درصد از دولپه ای ها و 79 درصد از تک لپه ایها قادر به تشکیل سیستم میکوریزایی هستند. تعداد محدودی از گیاهان زراعی قادر به تشکیل سیستم میکوریزایی نیستند و بیشتر این گیاهان از خانواده های ( Cruciferae ) نظیر جنس های (Sinpsis ، Brassica) و خانواده Chenopodiaceae جنس Beta و خانواده Polygonaceae جنس Fagopyrum میباشند.

جنبه های زیست شناختی میکوریزا: میکوریزا بر اساس وضعیت قرار گرفتن میسیلیوم های آنها روی ریشه گیاهان میزبان به دو گروه کلی تقسیم می شوند.

الف ) میکوریزای بیرونی ( Eetomycorrhizae )

 این نوع میکوریزاها بیشتر در اکوسیستم های جنگلی که دارای مخلوطی از درختان پهن برگ و سوزنی برگ هستند مشاهده می شود . در این نوع همزیستی قارچ تولید میسیلیوم انبوه و متراکمی روی سطح ریشه می کند ولی با این نوع قارچ آلوده شده اند با پوشش متراکمی از ریسه قارچها پوشیده شده اند و مستقیم با خاک تماس ندارند.این نوع میکوریزا از راه افزایش سطح جذب ریشه باعث افزایش تحمل به خشکی گیاه میزبان به خصوص در مناطق خشک می شوند

ب ) میکوریزای درونی( Endomycorrhizae)

در این نوع میکوریزا آثار قارچی روی ریشه میزبان قابل مشاهده نیست و از نظر ظاهری فرقی بین ریسه های آلوده و غیر آلوده ندارد. هیف این قارچها از راه تارهای کشنده یا از راه سلول های اپیدرمی ریشه وارد سلول میزبان می شوند. هیف پس از ورود به سلول میزبان تولید شبکه ای می کند که این شبکه از رشته های نازک دو شاخه ای بنام آربا سکول تشکیل شده که دارای ساختاری شبیه اندام های مکنده می باشد تبادل متابولیت ها بین قارچ و سیتوپلاسم میزبان از طریق همین مناطق آرباسکول ها انجام می گیرد.آرباسکول معمولا 20 الی 40 درصد حجم سلول را در بر می گیرند پس از مدتی از بین رفته و هضم می شوند. انشعابات میسیلیوم های درونی ساختمان های کیسه مانندی با دیواره ضخیم ایجاد می کنند که به آنها وزیکول می گویند. وزیکول اندام های ذخیره ای مواد غذایی و همچنین شکل پایدار قارچ هستند وجود ساختمان های وزیکول و آرباسکول در این نوع میکوریزاها سبب شده است که آنها را قارچهای وزیکولار آربا سکولار بنامند.

مراحل تشکیل سیستم میکوریزایی

پس از آن که کلامیدوسپور در محیط مناسبی قرار گرفت جوانه زده و تشکیل میسیلیوم اولیه را می دهد اسپور قارچهای همزیست با ریشه گیاهان همگامی جوانه می زنند که ریشه های گیاهان میزبان تشکیل شده باشند ترشح مواد از سطح ریشه گیاه میزبان می تواند جوانه زنی اسپور را تحریک کند و سبب رشد جهت دار میسیلیوم به سمت ریشه گیاهان میزبان شود. این مواد همچنین در سرعت رشد هیف، منشعب شدن آن و تشکیل کلاف میسیلیومی تاثیر دارند. ترشحات ریشه اش بسته به نوع گیاهان ممکن است مواد فرار ، مواد قابل حل در آب و یا مواد متصل به سطح ریشه باشند. هنگامی که لوله هیف کنار ریشه گیاه میزبان قرار می گیرد تحریک می شود و به سطح ریشه گیاه میزبان می چسبد و در مرحله پایانی هیف در سطح ریشه گیاه میزبان نفوذ می کنند و وارد سلولهای ریشه می شوند.

میکوریزا و اثرات اغذیه ای آن در گیاه میزبان

تحقیقات متعدد نشان می دهد که فسفر ، ازت، پتاسیم ، روی ، مس ، گوگرد، کلسیم و آهن توسط سیستم میکوریزا جذب می شوند و به گیاه منتقل می شوند . بطور کلی مکانیسم جذب از طریق افزایش حجم خاک قابل دسترس توسط ریسه های قارچ است. در بین عناصر غذایی بیشترین نقش مایکوریزا در جذب فسفر است. نقش میکوریزا در تغذیه ازته گیاه به دلیل دارا بودن ضریب پخش زیاد آن ناچیز است. افزایش جذب ازت بوسیله سیستم های میکوریزایی بخصوص در میکوریزاهای بیرونی همزیست با گیاهان جنگلی مشاهده شده است. هنگامی که فسفر خاک در سطح پایینی باشد سیستم میکوریزا جذب فسفر و در نتیجه رشد گیاه را به نحوه چشمگیری افزایش می دهد . هیف ها قادر هستند که فسفات را از 15 سانتی متر سطح ریشه تا چند متری عمق خاک زیر ریشه دریافت کنند. همچنین هیف ها در منافذی از خاک نفوذ می کنند که امکان نفوذ تارهای کشنده ریشه وجود ندارد ( قطر تارهای کشنده حداقل 20 میکرومتر است در حالیکه هیف ها حداکثر 2-1 میکرو متر می باشند ) بعلاوه هیف ها از راه افزایش سطح تماس یا از راه افزایش طول موثر ریشه جذب عناصر غذایی را به شدت افزایش می دهند. طبق اظهارات آلن و همکاران ( 1992) هر یک سانتیمتر مکعب خاک دارای 2 الی 4 سانتیمتر ریشه ، 1 تا 2 متر تارهای کشنده و بیش از 50 متر هیف می باشد. قسمت اعظم فسفر موجود در خاک غیر محلول و غیر قابل استفاده مستقیم گیاه است. مطالعات متعدد نشان داده است که میکوریزاها می توانند آنزیم فسفاتاز سنتز کنند و از این راه امکان دسترسی به فسفر را افزایش دهند. برخی از انواع میکوریزاها اسیدهای کلات کننده تولید می کنند و از این راه حلالیت فسفر را برای جذب افزایش می دهند.

نقش میکوریزا در بهبود جذب آب

شواهد بسیار زیادی وجود دارد که نشانگر این است که میکوریزا می توانند سبب تغییراتی در روابط آبی گیاه و بهبود مقاومت به خشکی و یا تحمل در گیاه میزبان شود. بسیاری از محققین این خصوصیت را یک واکنش ثانویه در نتیجه بهبود جذب عناصر غذایی می دانند .

افزایش هدایت هیدرولیکی آب در درون گیاهان میکوریزایی به شرح ذیل می باشد.

1- افزایش مجموع سطح ریشه به دلیل ایجاد پوشش وسیع میسیلیومی در منطقه ریشه و تارهای کشنده
2- نفوذ هیف به درون کورتکس ریشه و از آنجا به منطقه آندودرم یک مسیر کم مقاومی را در عرض ریشه برای حرکت آب فراهم می آورد و آب با مقاومت کمتری در عرض ریشه تا رسیدن به آوند چوبی روبرو می شود.
3- هیف از راه افزایش جذب عناصر غذایی مقاومت به انتقال آب را در درون ریشه کاهش می دهد.
4- میکوریزا رشد ریشه را افزایش داده و به دنبال آن یک سیستم گسترده از ریشه را برای جذب آب فراهم می نماید.

در مطالعات دیگری مشخص شد که جذب Co2 در حضور نور در گیاهان میکوریزایی بیشتر است لذا فتوسنتز بالاتری دارند. افزایش جذب Co2 در گیاهان میکوریزایی مربوط به کاهش مقاومت فاز مایع سلول های مزوفیلی برای عبور Co2 می باشد. هرایدولیتون ( 1988 ) روابط آبی گیاه را در سطوح مختلف غلظت فسفر مورد بررسی قرار دادند در این مطالعه مشخص شد که با افزایش میزان فسفر خاک تاثیر مفید میکوریزا کاهش می یابد و حداکثر تاثیر میکوریزا در سطوح پایین فسفر ظاهر می شود. میلر ( 2000 ) گزارش نموده است که در گیاهان میکوریزایی به دلیل افزایش فتوسنتز و تولید بیشتر مواد فتوسنتزی به ازای واحد آب مصرفی کارایی مصرف آب افزایش می یابد. قاضی و کاراکی ( 1988) بیان داشتند که گیاهان میکوریزایی به ازای تولید هر واحد ماده خشک آب کمتری مصرف می کنند. بنابراین ( WUE ) بالاتری دارند و WUE در گیاهان میکوریزایی در شرایط تنش خشکی محسوس تر است.

میکوریزا و اختصاص مواد فتوسنتزی

شواهد بسیار زیادی وجود دارد که گیاهان می توانند سرعت فتوسنتز خود را افزایش دهند تا نیازهای همزیست خود را تامین نمایند این عمل از طریق افزایش سطح برگ و افزایش مقدار تثبیت Co2 به ازای واحد وزن برگ انجام می گیرد. گیاهان میکوریزایی در دوره های خشکی بهتر از گیاهان غیر میکوریزایی Co2 را جذب می نمایند. آلن و همکاران بیان داشتند ( 1986 ) که با وجود انتقال بیشتر مواد فتوسنتزی به ریشه ها در گیاهان میکوریزایی این انتقال تاثیری بر وزن خشک نمی گذارد این محققین تایید کردند که بخشی از فتوسنتز اضافی در گیاهان میکوریزایی به وسیله خود میکوریزا مصرف می شود.

میکوریزا و واکنش های مرفوفیزیولوژیکی

گاهی اوقات سیستم های میکوریزایی تغییرات مرفولوژی را در گیاه ایجاد می نمایند که سرانجام آن بهبود بقاء و رشد مناسب تر گیاه می باشد. کریشنا و همکاران و ( 1981 ) بیان داشتند که میکوریزا پیچش و زایه برگها را تغییر می دهد و گیاه این واکنش را در جهت تنظیم و محدودیت جذب تشعشع و برقراری تعادل انرژی در برگ انجام می دهد. در این شرایط گیاهان غیر میکوریزایی از زیادی جذب تشعشع و گرما بشدت آسیب دیده و کاهش رشد نشان دادند. آلن و همکاران ( 1982 ) گزارش کردند که تغییرات هورمونی در گیاه با آلودگی میکوریزایی در ارتباط است و تغییرات مرفولوژیک برگ را در نتیجه واکنش به تغییرات هورمونهای گیاهی گزارش کردند. همچنین این دانشمندان در سال 1980 افزایش غلظت سیتوکنین را در برگ ها و ریشه کراس ها که همزیستی میکوریزایی داشتند گزارش کردند. در ضمن در سال 1986 نشان دادند که در شرایط تنش خشکی میکوریزا فنولوژی گل را به تاخیر می اندازد.دز ضمن دانشمندان دیگری افزایش میزان کلروفیل را در گیاهان میکوریزایی گزارش کرده اند.

میکروارگانیسم های حل کننده فسفاتهای نامحلول

میکرو ارگانیسم های حل کننده فسفات بصورت ساپروفیت در منطقه ریشه ( ریزوسفر) فعالیت نموده و با مصرف ترشحات ریشه ترکیبات نامحلول فسفات ( مانند تری کلسیم فسفات ) را بصورت محلول قابل جذب گیاه در می آورند . این میکروارگانیسم ها با تولید و ترشح اسید های عالی اعم از مالیک ، سوکسینیک ، پیروپیونیک ، لاکتیک ، سیتریک ، کتوگلونیک ، در حلالیت فسفاتهای معدنی و کم محلول موثر می باشند و بعلاوه بسیاری از آنها با تولید آنزیم فسفاتاز آزاد شدن فسفر از ترکیبات آلی فسفر دار را موجب می شوند.

باکتری های ریزوسفری افزاینده رشد گیاه :

باکتریهای ریزوسفری مواد سیدروفور بعنوان ریزوباکتری های افزاینده رشد گیاه توصیف می شوند.این گروه از حاصلخیز کننده ها با تولید ترکیبات آلی خاص که قادر به تشکیل کلات با آهن فریک هستند و می توانند در تامین آهن مورد نیاز موثر باشند. سیدروفورهای میکروبی مولکولهای آلی نسبتاً درشتی هستند که میل ترکیبی شدیدی برای پیوند شدن با +3Fe دارند و نوعی کلات آهن قابل جذب فراهم میکنند. این باکتریها بیشتر از جنس پسودوموناس بوده اما لیت انواع دیگر آنها در حال گسترش است. ثابت شده است که تولید و ترشح سیدروفورهایی مانند ریزوباکتین می تواند در شرایط کمبود آهن محیط در قابلیت جذب آن برای لگومینوزها موثر باشد. همچنین مشخص شده است که باکتری ریزوبیوم تریفولی در گره های ریشه شبدر علاوه بر تثبیت ازت خاک توانایی تولید سیدروفور داشته و تلقیح آنها به گیاه میزبان می تواند بطور چشمگیری در قابلیت جذب آهن خاک موثر باشد. گروه دیگر باکتریهای ریزوسفری به عنوان عامل بیو کنترل مورد توجه قرار گرفته است. به عنوان مثال برخی از سویه های ریزوبیوم می توانند با تولید متابولیت های سمی ( ریزوبیوتوکسین ) از ایجاد بیماری ریشه توسط قارچهای مانند فیتوفتورا و ریزوکتونیا جلوگیری کرده و در حفظ سلامتی گیاه موثر واقع شوند.

سایر نقش های مفید باکتریهای ریزوسفری

1- تولید هورمون های رشد گیاه که نتیجه آن بهبود جذب آب و عناصر غذایی توسط گیاه است.
2- تاثیر روی بهبود جوانه زنی و ظهور گیاهک : این تاثیر روی دانه گیاهانی مانند سویا و کلزا پی از تلقیح با پسودوموناس در کانادا گزارش شده است.
3- تاثیر سینرژیستی با ریزوبیوم ها : مشاهده شده است که بذر لگومهای مختلف هنگامی که ضمن تلقیح با ریزوبیوم با باکتری های ریزوسفری تلقیح گردد موجب افزایش تعداد غده های ریشه و وزن آنها ،همین طور افزایش تثبیت ازت و بالا رفتن تولید محصول گیاهان لگومینوز شده است.
4- تولید بذر ترکیبهای آنتی بیوتیک مانند باکتریوسین ها برای حذف عوامل بیماریزا و نیز تحریک ژنهای دفاع گیاه برای فعال شدن مکانیسم های انواع طبیعی

میکروارگانیسم های تبدیل کننده مواد آلی زاید به کمپوست

میکروارگانیسم ها شامل انواعی از قارچها و باکتری هاست که برای تبدیل سریعتر بازمانده های آلی و تولید کمپوست مورد استفاده قرار می گیرند. کمپوست یک کود آلی و حاصل از مجموع تغییر و تبدیلهایی است که روی انواع بازمانده های گیاهی و جانوری در نتیجه توالی فعالیت گروههای مختلف میکروارگانیسم ها بوجود می آید به این ترتیب فرآورده این فرآیند میکروبی می تواند یک کود بیولوژیکی ( زیستی ) محسوب شود. تولید کود آلی کمپوست بطریقه بیوتکنولوژیکی و از کلیه منابع آلی از جمله زباله های خانگی ، ضایعات کشاورزی ( باگاس نیشکر ، ضایعات پسته، چای و کاه و کلش غلات ، سبوس برنج و … ) و بازیافت فاضلاب های شهری و خانگی صورت می گیرد. در تولید آلی از اکتیواتورها یا تخمیر کننده های آلی استفاده می شود که شامل قارچهای جنس تریکودرها به عنوان عنصر تلقیح بر روی کمپوست و کود برگی است. گاهی از قارچها هومیکولا و آسپریلوس نیز به عنوان اکتیواتور استفاده می شود. این قارچها می توانند براحتی و به طور وسیع عمل تخمیر و تجزیه سلولز ، همی سلولز و لیگنین را انجام داده و تولید کمپوست بسیار مفید باشند. باکتریهایی مانند سلولرموناس وسیتوناگا نیز در تهیه کمپوست موثر هستند. شیرابه زباله نیز تولید می شود که برای تقویت خاک و افزایش عملکرد گیاهان بطور معنی داری موثری است. تهیه کمپوست از ضایعات کشاورزی نیز حائز اهمیت است به عنوان مثال اگر مقدار کلش برنج بطور متوسط حدود 5 تن در هکتار باشد با کمپوست کردن آن حدود 30 کیلوگرم ازت ، 5 کیلوگرم فسفر خالص ، 5 کیلوگرم گوگرد ، 75 کیلوگرم پتاسیم خالص و 250 کیلوگرم سیلیس در هکتار به خاک بر می گردد.

کرمهای خاکی تولید کننده ورمی کمپوست

ورمی کمپوست بطوریکه پیشوند این اصطلاح اشاره می دارد نوعی کمپوست تولید شده به کمک کرمهای خاکی است که در نتایج تغییر و تبدیل و هضم نسبی بازمانده های آلی در ضمن عبور از دستگاه گوارش این جانوران بوجود می آید. تولید ورمی کمپوست فن آوری استفاده از انواع خاصی از کرمهای خاکی است که بدلیل توان رشد و تکثیر بسیار سریع و توانایی قابل توجه برای مصرف انواع مواد آلی زائد، این قبیل مواد غالباً مزاحم را به یک کود آلی با کیفیت بالا تبدیل می کنند عبور آرام مداوم و مکرر از مسیر دستگاه گوارش کرم خاکی همراه با اعمال خرد کردن ، سائیدن، بهم زدن و مخلوط کردن که در بخش های مختلف این مسیر انجام می شود آغشته کردن این مواد به انواع ترشحات سیستم گوارشی مانند ذرات کربنات کلسیم ، آنزیم ها ، مواد مخاطی ، متابولیت های مختلف میکروارگانیسم ها دستگاه گوارش و بالاخره ایجاد شرایط مناسب برای سنتز اسیدهای هومیک در مجموع مخلوطی را تولید می کند که خصوصیاتی کاملا متفاوت با مواد فرو برده شده پیدا کرده است. فراورده ای که ورمی کمپوست خوانده می شود و از لحاظ کیفی ماده ای آلی با PH تنظیم شده سرشار از مواد هومیک و عناصر غذایی به فرم قابل جذب برای گیاه دارای انواع ویتامین ها ، هورمون های محرک رشد گیاه و آنزیم های مختلف است. از لحاظ ظاهری به صورت دانه ای شکل با رنگ تیره ، بدون بوی نامطبوع و دارای قابلیت عرضه تجارتی است.وجود 100 عدد کرم خاکی در متر مربع قادر به عبور دادن حدود 250 تن خاک در سطح یک هکتار در سال و حفر 4 تا 5 هزار کیلومتر راه و کانال در هکتار در سال است. در ضمن تولید کمپوست کرمها هم به مقدار بسیار زیاد تکثیر می شوند که پس از جدا کردن کود از این کرمها به عنوان یک ماده غذایی سرشار از پروتئین ( 54 تا 72 درصد پروتئین بر حسب وزن خشک بدن ) و حاوی اسیدهای چرب غیر اشباع ( 5/2 الی 3 درصد وزن خشک بدن ) املاح مفید مانند ید در صنایع مرغداری ، پروش ماهی و یا مخلوط کردن در جیره غذایی دام استفاده می شود.

مهمترین گونه مورد استفاده برای تولید ورمی کمپوست ایسنیا فتیدا است که به دلیل سرعت رشد و تکثیر و توانایی کافی برای مصرف انواع مواد آلی زاید بیش از سایر انواع ، مورد استفاده قرار می گیرد علاوه بر آن از یک گونه اودریلوس که منشاء آن آفریقاست نیز استفاده می شود، تولید ورمی کمپوست بیشتر با استفاده از گونه های محلی از جنس های متافیر و آمینس انجام گرفته است از ورمی کمپوست فعلا بیشتر در سبزیکاریها ، خزانه و نهالستانها و به عنوان کود گلدانی برای پروش گیاهان زینتی استفاده می شود . در هند برای تولید قارچ خوراکی نیز توصیه شده است.

در دهه‌های گذشته بدلیل مصرف کودهای شیمیایی اثرات زیست محیطی متعددی از جمله انواع آلودگی‌های آب و خاک و مشکلاتی در خصوص سلامتی انسان و دیگر موجودات زنده به وجود آمد. سیاست کشاورزی پایدار و توسعه پایدار کشاورزی، متخصصین را بر آنداشت که هر چه بیشتر از موجودات زنده در خاک در جهت تأمین نیازهای غذایی گیاه کمک بگیرد و بدین سان بود که تولید کودهای زیستی آغاز شد. نخستین کود زیستی در اواخر قرن نوزدهم مورد استفاده قرار گرفت و از آن تاریخ به بعد سایر کودهای بیولوژیک ساخته شدند. اندامگان (ارگانیزم‌هایی) که در تولید کودهای بیولوژیک مورد استفاده قرار می‌گیرند عمدتاً از محیط زیست جداسازی می‌شوند. در شرایط آزمایشگاه در محیط‌های کشت مخصوص تکثیر و پرورش پیدا می‌کنند، آماده و مصرف می‌شوند.البته مصرف کودهای زیستی دیرینگی زیادی دارد. تولیدکنندگان محصولات برای تقویت زمین‌های کشاورزی، گیاه تیره‌ای به نام لگومینوز را کشت می‌کردند و بر این باور بودند که با کشت آن باروری خاک افزایش پیدا می‌کند.

امروزه با افزایش تولید کشاورزی به جهت رفع نیازمندی‌های رو به رشد جمعیت در حال گسترش، نگرانی در مورد آینده تأمین غذا برای مردم مطرح گردیده است. آلودگی‌های آب، خاک، هوا و فرسایش خاک، مقاومت آفات به سموم و گسترش کود شیمیایی سبب گردید تا به جهت حفظ منابع به گذشته و کشت‌های صنعتی برگردیم. پس برای تولید محصولات سالم و پاک و در نتیجه انسان‌هایی سالم و با نشاط، هیچ راهی جز کشاورزی زیستی نداریم، کشاورزی زیستی و دامی. استفاده از فرآورده‌های گیاهی زیستی رابطه تنگاتنگ با تندرستی افراد جامعه دارد.

با توجه به تقاضای روزافزون برای مصرف فرآورده‌های کشاورزی زیستی، که بنمایه آن بر مدیریت درست خاک و محیط رشد گیاه و درخت بنیان است، به گونه‌ای عمل می‌شود که در تغذیه گیاهان و درختان، تعادل بین عناصر مورد نیاز در خاک به هم نخورد و در هنگام رشد نیز، نیازی به استفاده از سموم و آفت‌کش‌ها نباشد. و در تغذیه خاک کشاورزی، به جای استفاده از کود شیمیایی ار کودهای طبیعی نظیر خاک برگ، جلبک و کودهای حیوانی و بیولوژیکی استفاده شود. در صورت نیاز به مبارزه با آفت‌ها نیز به جای کاربرد سموم و آفت‌کش‌های شیمیایی، از شیوه‌های زیستی همچون ریزاندامگان کارآ، کفشدوزک، زنبورها و باکتری‌ها و یا از ارقام مقاوم به آفت‌ها در کشت و زرع، بهره‌برداری می‌شود و در این نوع کشاورزی از دانه‌های اصلاح شده ژنتیکی و در معرض تابش پرتو قرار گرفته استفاده نمی‌شود.

از اینسو، محصول نهایی که به دست مصرف کننده می‌رسد بدور از باقیمانده‌های سمی و شیمیایی و ماده نگه‌دارنده خواهد بود. از سوی دیگر، فرآورده‌های خوراکی با کیفیت، که محصول کودهای زیستی است نه تنها باعث رضایت مصرف کنندگان می‌شود بلکه تأمین و تضمین سلامت جسمی آنان را نیز در پی دارد.

گیاهان نیز مانند انسانها برای رشد و نمو به ومواد غذایی نیاز دارند . فتوسنتز تامین کننده کربوهیدرات است و به علاوه لازم است عناصر معدنی خاصی از محیط ریشه جذب گیاه شود . جذب عناصر توسط ریشه گیاهان به صورت اختصاصی نیست , به این معنی که وود عناصر در گیاه دلیل بر ضروری بودن آن برای رشد و نمو نیست . گیاه قادر به تشخیص مواد جذب شده از خاک نیست , چون اگر چنین بود علف کش ها را جذب نمی کرد . شرایط ضروری بودن عناصر این است که فقدان عنصر , رشد زایشی و رویشی را با مشکل مواجه کند . با به کار بردن عنصر علایم کمبود بر طرف شود و عنصر مستقیما در تغذیه گیاه  نه در فعالیت های شیمیایی یا میکروبیولوژی خاک یا محیط کشت موثر باشد . برخی از حشره کش ها که به خاک اضافه می شود از طریق سیستم آوندی به تمام قسمت های گیاه منتقل و در اثر تغذیه حشره از شیره گیاه منجر به مرگ آن می شود .

90 در صد وزن گیاه را آب و 90 در صد وزن ماده خشک را کربن , هیدروژن و اکسیژن تشکیل می دهد و 10 درصد باقی مانده را 14 عنصر ضروری تشکیل می دهد .  این عناصر شامل عناصر پر مصرف و کم مصرف و کلر و سدیم  می باشد .

عناصر پر مصرف :  نیتروژن , فسفر , پتاسیم , کلسیم  ,منیزیم , گوگرد .

 عناصر کم مصرف : آهن , بر , منگنز , مس , روی , مولیبدن , کلر .

توزیع مواد معدنی در گیاه : اگر برگ در دمای 500 درجه سانتی گراد به مدت 4 سات قرار داده شود مشخص می شود که 95 – 90 درصد برگ را آب تشکیل داده است و دارای 10 – 5 درصد ماده خشک می باشد  و 25 – 1 درصد ماده خشک را مواد معدنی تشکیل می دهد . میزان مواد معدنی بستگی به نوع اندام یا بافت و سن آن دارد . میزان مواد معدنی در بذر بیشتر از میوه و در ریشه کوچک , بیشتر از ریشه بزرگ می باشد. دی اکسید کربن خاک در ترکیب با آب تشکیل اسید کربنیک می دهد که باعث شکستن مواد آلی خاک , ذرات خاک . کود ها می شود و باعث آزاد شدن یون ها و جذب آن ها توسط ریشه میگردد.     

ظرفیت تبادل کاتیونی :

ظرفیت تبادل کاتیونی به میزان بار منفی ذرات خاک مربوط می شود . بر حسب واحد اکی والان بر 100 سانتی متر مکعب بیان می شود . چون غلظت اکثر عناصر غذایی در داخل ریشه بیشتر از محیط رشد است . برای جذب مقادیر اضافی نیاز به انرژی است که از طریق شکستن قند حاصل می گردد . میزان تبادل کاتیونی رس بیشتر از مواد آلی است .

شاخص شوری :

اصولا کودها حاوی نمک هستند و وقتی به خاک اضافه می شود میزان نمک خاک را افزایش می دهند. انتخاب کود مناسب کمک می کند تا غلظت نمک خاک در حد پایین حفظ شود . منظوراز شاخص شوری اثری است که کود های مختلف روی میزان شوری خاک دارند. شاخص شوری نتیترات سدیم را 100 در نظر می گیرند و شاخص شوری سایر کودها را بر اساس آن رتبه بندی می کنند .

صدمه شوری به گیاهان:

میزان غلضت املاح موجود در خاک و سلول های ریشه تعیین کننده انتقال مواد از محلول به داخل گیاه است و جریان آب به طرف غلظت بیشتر املاح بوده که معمولا میزان آن در محیط خاک بیشتر از سلول های ریشه بوده و از این جهت جریان مواد از محیط ریشه به داخل سلول های گیاه است .

معمولا صدمه شوری اسمزی است . در اثر افزایش غلظت نمک در محیط ریشه آب از سلول های ریشه به محیط ریشه کشیده می شود در نتیجه محتوایی سلول به خارج ازآن کشیده می شود و گیاه دچار پلاسمولیز می شود . وقتی که پلاسمولیز در تعداد زیادی از سلول های گیاه روی می دهد خشکی فیزیولوژی اتفاق می افتد و سلولهای ریشه دچار کم آبی شدید می شود .

روشهای کاهش نمک بستر محیط ریشه :

برای کاهش میزان شوری خاک باید کود های شیمیایی را به مقدار مناسب مصرف کرد . اگر غلظت نمک به حدی برسد که باعث کاهش رشد شود , باید خاک را شستشو داد تا نمک اضافی از خاک خارج شود . میزان آب مورد نیاز 203.8 – 122.8 لیتر آب در هر متر مربع بستر می باشد و پس از 30 دقیقه دومین آبیاری باید

انجام شود تا نمک ها از خاک خارج شود. اگر میزان نمک خاک خیلی زیاد باشد سومین و چهارمین آبیاری نیز مورد نیاز می باشد . زهکشی مناسب خاک باعث خروج نمک ها می شود . به طور کلی میزان نمک های قابل حل در خاک می تواند توسط آبیاری کافی و استفاده از محیط کشت با زه کشی مناسب کنترل کرد .