مقدمه:
در جهان، پدیده های متعددی وجود دارد که باعث می شود اطراف خود را به تحلیل برد. به عنوان مثال وقتی آب باران روی خاک ها جریان پیدا می کند، نمک های سدیم، کلسیم، منیزیم، کلر، سولفات، کربنات و تعدادی دیگر از عناصر در جریان آب وارد شده و به درون رودخانه ها، دریاچه ها و سرانجام دریاها و اقیانوس ها وارد می شود. فرآیندهای زمین شناسی نیز به حل شدن کند پوسته زمین و آزاد نمودن مقدار قابل ملاحظه ای از یون های سدیم، کلسیم، منیزیم، کلر، سولفور، کربنات ها وترکیبات غیر آلی دیگر به داخل اقیانوس ها کمک نموده است. آب و نمک‌های حل شده برای رشد گیاه ضروری می باشند اما استفاده مجدد آب و میزان تبخیر بالای آن در نواحی خشک و نیمه خشک باعث تجمع نمک شده که به عنوان یک پدیده عمومی شوری تلقی می شود. شوری خاک به دلیل جلوگیری از جذب آب و عناصر به درون گیاه یکی از مهم ترین محدودیت های رشد گیاهان زراعی محسوب می شود و به عنوان مشکل بزرگ کشاورزی، بالاخص در کشاورزی آبی درمنابع گزارش شده است (7).
افزایش جمعیت جهان ایجاب می کند که مساحت بیشتری از زمین به امر خانه سازی و فعالیت های صنعتی تخصیص یابد و در این شرایط، گسترش مزارع کشاورزی به زمین های واقع در حاشیه حاصلخیزی یعنی مرزهای نهایی زمین های قابل کشت، اجتناب ناپذیر می گردد، در چنین وضعیتی، مسمومیت، شوری، دماهای فوق العاده، آلودگی ها و آثار حاصل از دخالت های شیمیایی استرس هایی هستند که غالباً بروز می‌کنند. همچنین تغییر محیط ها و اقلیم ها که از فعالیت های انسان نتیجه می شوند، شرایط استرسی را که گیاهان باید تحت آن شرایط رشد کرده و زنده بمانند پدیدار و یا تشدید می کنند.علم به اثرات استرس های گوناگون روی فیزیولوژی گیاهان برای شناخت مکانیسم های مقاومت و بقایای گیاهان و انتخاب روش های اصلاح به منظور افزایش مقاومت گیاهان در مقابل استرس ضرورت دارد (3).
شوری عامل مهم در تاریخ بشر و سیستم های کشاورزی بوده، که بشر بر آنها تکیه داشته است. تمدن های بسیاری در اثر عدم اعمال مدیریت صحیح درامر آبیاری و نتیجتا" دراثر تجمع نمک در سطح خاک، نابود شده اند. هر گاه بارندگی محدود باشد، نمک در خاکی که گیاهان درآن ریشه دوانیده اند، شسته نمی شود و بهنگام افزایش شوری ( نمک ) مقدار محصول کاهش می یابد.
مناطق وسیعی از سطح زمین بدلیل تحمل کم گیاهان زراعی نسبت به نمک، و نبود اطلاعات کافی در مورد مکانیسم های تحمل دردسترس اصلاح کنندگان گیاه در ارتباط با فزایندهای گزینش، برای کشاورزی غیر قابل استفاده می باشند. در بعضی از مناطق مستعد برای کشاورزی در ارتباط با موضوع، دو دیدگاه وجود دارند که می توانند موردتوجه واقع شوند :
1- کوشش در پیداکردن راههای موثر و کم هزینه در امر شیرین کردن آب دریاها برای اهداف آبیاری.
2- گزینش گیاهان زراعی که قادر به رشد و نمو در شرایط شدیدا" شور باشند.
مقداری از زمینها با قابلیت استفاده مجدد به دلیل شور بودن در جایی قراردارند که انرژی خورشیدی فراوان وجود دارد که می تواند بوسیله گیاهان برای تولیدمحصول بیشتر مورد استفاده قرار گیرد. از این رو لازم است راههایی که گیاهان می توانند شوری را تحمل کنند، بهتر دانسته شود تا از آنها استفاده بیشتری به عمل آید، در شرایطی که نیاز به غذا و الیاف با افزایش جمعیت ازدیاد می یابد. در خاکهای با مقدار نمک بالا، گیاهان به دو صورت تحت استرس قرار می گیرند، افزون بر استرس تحمیل شده در اثر کاهش پتانسیل اسمزی در محیط ریشه که نتیجه وجود مقدار بالا از مواد محلول است، ضمنا" یک اثر سمی از غلظت های بالا از یونها، ناشی می شود. تعدادی از گیاهان مکانیسم هایی را برای مقابله با این گونه استرس‌ها دارا می باشند و عده دیگر از گیاهان به صورت سازش یافته نسبت به آنها در می آیند، ولی اکثر گیاهان زراعی حساس هستند و نمی توانند در شرایط شوری بسیار حاد، زنده بمانند و درصورت زنده ماندن مقدار محصول اندکی خواهند داشت (3)
فصل دوم
1-2 شوری و تمدن های بشری:
مدارک تاریخی 6000 سال قبل از تمدن نشان می هد که انسان به دلیل تخریب پایه‌های منابع تجدید شونده در مناطق خاص، هیچ گاه نتوانسته است بیش از 800 تا 2000 سال یک تمدن پیشرفته را در یک مکان معین توسعه دهد. به عنوان مثال عملکرد گیاه در طول یک دوره 700 ساله در یک محل معین بالغ بر 65 درصد کاهش داشته است. این مشکل به دلایل مختلف و در نتیجه از بین رفتن مداوم زمین های قابل کشت در زمان های قدیم پدید آمده و به عنوان یکی از مشکلات عمده تهدید کننده کشاورزی در وسعت بین المللی و بالاخص درعرض های پائین از مشکلات عمده تهدید کننده کشاورزی در وسعت بین المللی و بالاخص درعرض های پائین جغرافیایی مطرح است. گفته می شود فقط حدود 6 درصد از سطح زمین های دنیا، دارای پتانسیل تولید محصولات زراعی هستند. یکی از دلائل از بین رفتن بسیاری از زمین ها در زمانی کوتاه و خسارت میلیون ها دلار به محصولات کشاورزی، تنش شوری است. در اکثر مقالات مربوط به مقاومت به شوری گیاهان، از شوری به عنوان فاکتوری مهم در کشاورزی جهان نامبرده شده است و لی با این حال وسعت زمین های تحت تاثیر شوری نامعلوم بوده، به طور دقیق مشخص نشده است. افزایش نمک در خاک باعث ایجاد مشکلات فراوانی برای مردم جهان مخصوصا" در نواحی خشک و نیمه خشک که محصولات کشاورزی از طریق آبیاری رشد می کنند شده است (7 ).
2-2 : وسعت اراضی شور در سطح دنیا :
مطالعات انجام شده برای تخمین میزان واقعی زمین های دارای مشکل شوری توسط گذشتگان متفاوت بوده، عددی بین 6 10 *340 تا 6 10 * 950 هکتار را در سطح جهان ثبت نموده اند. این بر آورد همچنان در حال افزایش است. کریستینس در سال 1982 بر آورد نموده است که از 14 بیلیون هکتار از زمین های کشاورزی مورد استفاده زارعین در دنیا، حدود 4/1 بیلیون هکتار دارای مشکل شوری و 6 بیلیون هکتار در مناطق خشک و نیمه خشک واقع هستند. و تنها 4/1 بیلیون هکتار از کل اراضی برای کشاورزی مساعداست. با کوشش های انجام شده اعداد جدیدی را از بانک اطلاعاتی برنامه محیط زیست سازمان ملل متحد در مورد زوال زمین ها ارائه نمودند. از کل 6 10 * 5169 هکتار زمین در جهان حدود 6 10 *1035 هکتار به عنوان زمین های مستعد خشکی شناخته شده، تحت عنوان زمین های تحث تاثیر تخریب شیمیایی طبقه بندی شده است. اگر چه این تخمین شامل چندین جنبه از تخریب شیمیایی است ولی در هر صورت به عدد 10 * 950 هکتار نزدیک و وسعت زمینهای شور را مشخص می کند (7 ).
شکل (1- 2 )
آبهای موجود در کره زمین دارای غلظت متفاوت نمک می باشند. تقریبا2/77 درصد آبهای سطحی زمین در مناطق یخچالی است و 22 % از آبهای کره زمین به صورت آبهای زیر زمینی است. و هر دو از نظر اقتصادی قابل بهره برداری نمی باشند. در نتیجه کمی از آب قابل استفاده باقی می ماند. سطح اراضی کره زمین 2/13 میلیارد هکتار است که هفت میلیارد هکتار، اراضی قابل کشت و 5/1 میلیارد هکتار تحت کشت می باشد. از اراضی تحت کشت میزان 34 % میلیارد هکتار (23 درصد ) اراضی شور و 56 % میلیارد هکتار ( 37 درصد ) خاکهای سدیمی می باشند. خاکهای شور نه تنها در مناطق خشک و نیمه خشک به وفور یافت می شوند، بلکه در سایر شرایط آب وهوایی، به دلیل حمل نمکها توسط سیلابها و رسوبات بادی نیز یافت می شوند. (1 )
جدول (1-2 ) گسترش خاکهای شور را درقاره های مختلف نشان می دهد. اعداد به میلیون هکتار می باشد.
قاره شور ( میلیون هکتار )
آمریکای شمالی 755 /15
آمریکای مرکزی و مکزیک 965 /1
آمریکای جنوبی 163 /129
افریقا 438 /80
جنوب آسیای مرکزی 11 / 85
آسیای مرکزی و شمالی 686 /211
آسیای جنوب شرقی 983 /19
استرالیا 330 / 357
جمع کل زمینهای شور در جهان 430 /901 میلیون هکتار
3-2. بررسی اراضی شور در ایران :
ایران بین 25 تا 38 درجه عرض جغرافیایی شمال واقع شده است. متوسط ارتفاع کشور بیش از 1500 متراست. میانگین میزان تبخیر از 2000 میلی متر در سال تجاوز می کند که به حرکت محسوس نمک های محلول به طرف بالا منتهی می شود. برآورد شده است که تقریبا 15 % تمام سطح اراضی ایران، با 25 میلیون هکتار، تحت تاثیر نمک با درجات مختلف قرار گرفته است. شوری خاکها و آب های طبیعی به ترکیبات مخصوص عوامل جغرافیایی و محیطی کشور که مرکب از ته نشین های نمکی سنگی، نوع حوضه های بسته و نیمه بسته، پادگانه های ساحلی دریا محتوای نمک زیاد خلیج فارس و آب های سطحی است، وابسته می باشد. ترکیب این عوامل به تشکیل زمین های وسیع با خاک های شور و قلیایی منجر شده که به آبهای زیر زمینی دارای نمک مرتبط می شوند. شوری خاک ها و آبهای زیر زمینی توسط اعمال انسان از طریق چرای بیش از حد، در آوردن زمینهای از حالت جنگلی وآبیاری کردن با آب های شور بدن زهکشی و آبشویی کافی، تسریع داده می شود. بزرگترین تمرکز خاک های شور – در بیابان های مرکزی یافت می شود اما این مناطق از نظر کشاورزی اهمیت کمی دارند، بعداز بیابان های مرکزی مناطق ساحلی در طول خلیج فارس و دریای عمان که به اراضی پست استان خوزستان می رسند، دومین و بزرگترین تمرکز خاک های نمکی را از نظر جغرافیایی تشکیل می دهند.
عموما" وقتی کاهش بارندگی از شمال غرب تا جنوب غربی اتفاق می افتد، تبخیر افزایش یافته و خاکهای شور و قلیایی افزایش می یابند. گسترش آبیاری در میزان وسیع، مقادیر وسیعی شوری را در آب، در اکثر اراضی به همراه دارد این گسترش یک خطر جدید را به همراه دارد که به مدیریت دقیق خاک و منابع آب از طریق زهکشی کافی و شستشوی متناوب نیاز دارد (2 ).
فصل سوم
اثرات شوری بر گیاه
در این قسمت، روی غلظت و ترکیبات املاح محلول و رابطه آن با گیاهان زراعی بحث شده آن را از لحاظ مقاومت گیاه، تاثیر روی نمو، در مراحل مختلف بررسی قرار می دهیم (2).
1-3- آثار عمومی :
وقتی خاکی شور باشد و گیاه نتواند در برابر شوری مقاومت کند، عوارض گوناگونی چون پژمردگی و خشکی نمایان می گردد و نیز دربعضی از گیاهان، افزایش برگ های گوشتی یا در بعضی دیگر نقصان ضخامت برگ را، در گیاهی مثل جو، با افزایش غلظت املاح باید نام برد. در مقابل گیاهان زراعی، گروه هالونیت ها ( گیاهان نمک دوست ) برای رشد و نمو خود نیاز مبرم به نمک کلرورسدیم دارند ولی گیاهان معمولی ( غیرهالونیت ) در برابر شوری از خود حساسیت نشان می دهند. گیاه زراعی قادر نیست خود را مثلا"از یون کلر محلول خاک دور نگه دارد و با وجود اینکه حساسیت زیادی از خود نشان می دهد. با این وجود به میزان زیادی از کلرور سدیم را جذب می کند. وجود این یون ها در محیط زندگی، از یک طرف با جذب تحمیلی باعث مسمومیت گیاه می شود و از طرف دیگر فشار اسمزی خاک را بالا برده که سبب خشکی گیاه می گردد. گیاه زراعی طبق خواص فیزیولوژیکی هالوفیت ها، در برابر املاح محلول خاک مقاوم است، در این صورت گیاهان باید تحمل و قدرت ذخیره نمک را در اندام‌های خود داشته باشند تا اختلاف پتانسیل بین فشاراسمزی موجود در خاک و شیوه سلولی خود را متعادل سازند. (2).
گیاهان را می توان بر اساس عکس العمل آنها به غلظت های زیاد نمک به دو گروه وسیع تقسیم کرد. هالوفیت ها، که گیاهان بومی خاکهای شور هستند و چرخه زندگی خود را درآن شرایط کامل می کنند و گیاهان شیرین یا غیر هالوفیت ها که به نسبت هالوفیت ها قادر به تحمل شوری نیستند. معمولا" یک آستانه غلظت نمک وجود دارد که غیر هالوفیت ها علائم شروع جلوگیری از رشد، بی رنگی برگ و کاهش وزن خشک را نشان می دهند.
در میان گیاهان : ذرت، پیاز، مرکبات، کاهو، لوبیا حساسیت زیادی به شوری دارند.
پنبه و جو به طورمتوسط شوری را تحمل کرده و چغندرقند و خرما تحمل زیادی به آن نشان می دهند (4)
2-3- تاثیر شوری روی جوانه زدن :
گیاهان زراعی در موقع جوانه زدن در برابر شوری حساستر از سایر مراحل زندگی خود می باشند درجه مقاومت برای گیاهان مختلف متفاوت است. گلومینوزها ( باستثنای یونجه ) ذرت، چغندر قند، گندم، یونجه، چاودار، جو دوسر و جو به ترتیب از کمترین تا بیشترین مقاومت را دارا بوده و واریته های مختلف هر کدام نوسانات شدیدی را نشان می دهد.اگر یک گیاه عموما" در برابر شوری مقاوم است، هیچ دلیلی نیست که این خاصیت شامل مرحله جوانه زدن آن هم بشود. میزان در صد املاح محلول قابل مقاومت درخاک، در صورتی که گیاه بتواند صد در صد جوانه بزند و به نمو عادی و خوب ادامه دهد.(2)
جدول 1-3
نوع گیاه جوانه زدن : صد درصد نمو جوانه ها: خوب و عادی مقاومت گیاهان
جو 6/1 2/1 خیلی خوب
گندم 9/0 3/0 کم
ذرت 6/1 6/0 کم
چغندر قند 1/0 1/0 خوب
چه عاملی باعث حساسیت مرحله رشد سبزینگی گیاهان غیر شور پسند به شوری میشود؟
رشد ساقه معمولا" بیش از رشد ریشه متاثر از شوری است این موضوع در مورد جو و سورگوم نشان داده شده است (1).
از تفاوت‌های مرتبط با ارزیابی و اندازه گیری تحمل به شوری نسبت به سایر تنش ها، تنوع موجود درانتوژنی یا یک مرحله رشدی خاص می باشد. در گیاهان که با بذر تکثیر می‌شوند، مرحله جوانه زنی به خاطرتاثیر غیر مستقیم بر روی تراکم گیاهان بسیار مهم و حساس می باشد.
یون های موجود درخاک یا آب زراعی می توانند در این مرحله به صورت تحریک کننده، باز دارنده و یا خنثی کننده درجوانه زنی عمل کنند. تنش شوری عموما" باعث تاخیر در جوانه زنی، کاهش درصد جوانه زنی، کاهش سرعت جوانه زنی و کاهش رشد گیاهچه می شود.
برنج گیاهی است که درمرحله جوانه زنی به شوری مقاوم است ولی درمراحل اولیه رشد ( اوایل مرحله گیاهچه ای ) و مرحله گلدهی به شوری حساس است. چغندر قند در مراحل بعدی رشدی خود متحمل، اما درمرحله جوانه زنی حساس می باشد. ذرت در مرحله جوانه زنی متحمل ولی در مرحله رشد گیاهچه بیش از مرحله خوشه دهی و علمکرد دانه حساس است. گندم و ذرت نیز در مرحله ظهور گیاهچه و مراحل اولیه رشد بیشتر از مراحل بعدی رشد به شوری حساس هستند و این حساسیت در ارقام مختلف متفاوت است بعضی گیاهان مثل آفتابگردان در مرحله جوانه زنی بیشتر از سایر مراحل رشد به شوری خاک حساس می باشد. تلاش های انجام گرفته برای ارزیابی تحمل به شوری در یک گونه بر اساس تحمل در مرحله جوانه زنی و ظهور گیاهچه به طور کلی موفقیت آمیز نبوده است و تحمل به شوری در یک مرحله خاص رشدی به مراحل دیگر ربطی ندارد. شوری معمولا" زمان نمو را تحت تاثیر قرار می دهد. در بین گیاهان مختلف و حتی بین واریته های مختلف یک گونه از نظر مقاومت به شوری درمرحله جوانه زنی تفاوت های زیادی وجوددارد.علاوه براین جوانه زنی بذرها در محیط شور تحت تاثیر فشاراسمزی و سمیت نمک قرارمی گیرد.با کاهش پتانسیل آب سر عت جذب آب به وسیله بذر تحت تاثیر قرار می گیرد. ولی برای کاهش درصد جوانه زنی پتانسیل آب باید از حد معینی که برای هرگونه خاص متفاوت است پائین تر رود. عموما " کاهش جوانه زنی بذر در محیط شور عمدتا" ناشی از کاهش جذب آب و افزایش یون ها در اطراف بذرها به علت غلظت بالای نمک می باشد. صفت مقاومت به شوری در مرحله جوانه زنی ، وراثت پذیری بالایی دارد. آلن و همکارانش گزارش نمودند که وراثت پذیری عمومی برای تحمل به شوری در یونجه 50درصد می باشد وبعد از پنج انتخاب متوالی درحضور کلرید سدیم با پتانسیل 3/1 مکاپاسکال جوانه زنی از 3 درصد به 86 درصد افزایش یافته است. (7 )
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 41 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
دانلودمقاله اثر شوری بر گیاهان زراعی و راههای مقابله با آن
