مروری بر کاربرد کودهای آلی و آمینواسیدی در شورزدایی خاک های کشاورزی

زرگرین

مروری بر کاربرد کودهای آلی و آمینواسیدی در شورزدایی خاک های کشاورزی

چکیده مقاله

تخریب زمین‌ها به عنوان یکی از عوامل اصلی در کاهش کیفیت خاک و افت تولید محصولات کشاورزی شناخته می‌شود. شور و سدیمی شدن خاک‌ها یکی از خطرات زیست‌محیطی جدی در سطح جهانی به شمار می‌آید و بیش از ۱۰۰۰ میلیون هکتار از اراضی تحت تأثیر درجات مختلف شوری قرار دارند.

در ایران، عواملی همچون بارندگی کم، بالا بودن تبخیر از سطح خاک، ناهمواری‌های زمین، کیفیت نامناسب آب آبیاری و نوع سنگ‌های مادری به افزایش شوری خاک کمک می‌کند. با توجه به محدودیت‌های ناشی از شوری و سدیمی شدن خاک‌ها، اصلاح و احیای زمین‌های کشاورزی که قابلیت کشت دارند، به امری ضروری تبدیل شده است. استفاده از کودهای آلی که از منابع ارگانیک مختلف تولید می‌شوند، می‌تواند به بهبود ویژگی‌های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک کمک کند. به همین دلیل، کاربرد اصلاح‌کننده‌های آلی مانند کود مایع ارگانیک زرگرین برای حفظ پایداری خاک در این شرایط بسیار حائز اهمیت است.

مقدمه

یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های بشری در قرن بیست و یکم، تأمین غذا و تضمین امنیت غذایی برای جمعیت در حال رشد است. تخریب زمین‌ها به عنوان یکی از عوامل کلیدی در کاهش کیفیت خاک و افت تولید محصولات کشاورزی، تأثیرات منفی بر امنیت غذایی و اکوسیستم دارد و زندگی نزدیک به یک میلیارد نفر را در بیش از 100 کشور دنیا تحت تأثیر قرار داده است. این تخریب، که شامل مراحل مختلف فیزیکی و شیمیایی است، به شور شدن خاک‌ها منجر می‌شود که یکی از پیامدهای بارز آن به شمار می‌رود (Epstein et al., 1980).

شوری خاک به تجمع نمک‌ها در لایه‌های سطحی و زیرسطحی خاک و تراکم این نمک‌های محلول به صورت هدایت الکتریکی قابل اندازه‌گیری اطلاق می‌شود. شوری به عنوان یکی از عوامل محدودکننده مهم در تولید محصولات کشاورزی مطرح است و در مناطق خشک و نیمه خشک به دلیل آبشویی ناکافی و تجمع بیش از حد نمک‌ها و استفاده از آب‌های زیرزمینی غنی از کربنات و بی‌کربنات سدیم، pH خاک افزایش یافته است (همایی، 1381). شور و سدیمی شدن خاک‌های کشاورزی یک خطر زیست‌محیطی جدی در سطح جهانی است و بیش از ۱۰۰۰ میلیون هکتار از زمین‌ها (حدود ۷ درصد از سطح قاره‌های زمین) تحت تأثیر درجات مختلف شوری قرار دارد.

علاوه بر شور شدن طبیعی، نزدیک به 77 میلیون هکتار از زمین‌ها به دلیل فعالیت‌های انسانی، به ویژه آبیاری، دچار شوری شده‌اند و 58 درصد این مشکل ناشی از روش‌های آبیاری است. به طور متوسط، 20 درصد از زمین‌های آبی در سطح جهانی با مشکل شوری مواجه هستند، که این رقم در کشورهایی مانند ایران و مصر به 30 درصد نیز می‌رسد (Ghassemi et al., 1995). با توجه به موقعیت جغرافیایی کشور ما که در منطقه‌ای خشک و نیمه خشک واقع شده، زمین‌های شور و سدیمی بخش قابل توجهی از اراضی را شامل می‌شوند. از این رو، حفاظت و مدیریت بهینه منابع آب و خاک در دوران خشکسالی به عنوان یکی از عوامل کلیدی در حفظ کیفیت خاک‌ها مطرح است (اسدی کپورچال و همکاران، 1391).

دلایل اصلی شوری خاک در ایران شامل بارندگی کم، تبخیر زیاد، ناهمواری‌های زمین، کیفیت پایین آب آبیاری و نوع سنگ‌های مادری است. در حدود 32 میلیون هکتار (تقریباً 20 درصد) از خاک‌های ایران با مشکلاتی مانند شوری، سدیمی بودن، زهداری و حالت ماندابی مواجه هستند که از این مقدار، 7 میلیون هکتار شامل باتلاق‌های شور در کویر لوت و کویر نمک است (بنایی، 1380).

کود آلی مایع زرگرین که بر پایه مشتقات گیاهی و سازگار با محیط زیست تولید شده، با داشتن 6 درصد اسیدهای آمینه آزاد و عناصر غذایی ضروری مانند نیتروژن (3 درصد)، فسفر (5/2 درصد)، پتاسیم (2 درصد)، 30 درصد ماده آلی و 11 درصد کربن آلی و همچنین pH اسیدی به دلیل وجود اسیدهای آلی، به عنوان یکی از گزینه‌های مؤثر برای اصلاح خاک‌های شور شناخته می‌شود.

آمینواسید و نقش آن در خاک های شور

امروزه، استفاده از محلول‌پاشی با اسیدهای آمینه در باغ‌ها به یک روش متداول تبدیل شده و آثار مثبت آن بر ویژگی‌های رویشی، عملکرد و کیفیت میوه‌ها به وضوح مشاهده می‌شود. در دوران رشد و نمو سریع میوه، رقابت بین اندام‌های زایشی و ریشه‌ها باعث کاهش جذب مواد غذایی می‌شود و محلول‌پاشی می‌تواند این رقابت را تعدیل کند. همچنین، تحقیقات متعددی نقش اسیدهای آمینه در کاهش تأثیرات ناشی از تنش شوری را تأیید کرده‌اند. معمولاً سطح پرولین آزاد در گیاهانی که به طور مناسب آبیاری می‌شوند، بسیار کم و در حدود 0.0 تا 2.6 میلی‌گرم در هر گرم ماده خشک است؛ اما این مقدار پس از کاهش رطوبت بافت‌ها به 40 تا 50 میلی‌گرم در هر گرم ماده خشک افزایش می‌یابد (Heuer, 1994).

گیاهان شورپسند برای مقابله با تنش شوری از چندین راهکار استفاده می‌کنند که شامل محدود کردن ورود نمک به گیاه از طریق ریشه، جلوگیری از انتقال نمک به اندام‌های حساس، انتقال یون‌ها به خارج از گیاه از طریق ریشه‌ها و برگ‌ها، رقیق کردن غلظت یون‌ها با افزایش حجم ذخیره‌ای و توسعه ساختمان‌های آبدار و ضخیم، و همچنین افزایش متابولیسم و تنظیم اسمزی با تجمع مواد آلی و معدنی در سلول‌ها و تنظیم فشار تورژسانس می‌شود (سلما و همکاران، 2006). بخشی از تنظیم اسمزی به واسطه افزایش غلظت گروهی از ترکیبات، از جمله اسیدهای آمینه، آمینه‌های چهارگانه و یون‌های غیرآلی، به ویژه K+، صورت می‌گیرد. اسیدهای آمینه با تنظیم اسمزی، حفاظت از ساختار درون سلولی و کاهش خسارت اکسیداتیو ناشی از تولید رادیکال‌های آزاد در پاسخ به تنش خشکی و شوری را میانجی‌گری می‌کنند (De Lacerda, 2005). این ترکیبات همچنین در تنظیم pH درون سلولی و سم‌زدایی از گونه‌های اکسیژن فعال نقش دارند که به تحمل گیاهان در برابر تنش‌های محیطی، از جمله تنش خشکی و شوری کمک می‌کند. برخی اسیدهای آمینه در سنتز پروتئین‌ها، برخی به عنوان منبع نیتروژن و برخی دیگر به عنوان پیش‌ماده‌های بیوسنتزی برای ترکیبات ثانویه به کار می‌روند. افزایش میزان اسیدهای آمینه در شرایط شوری و خشکی ممکن است ناشی از کاهش سنتز پروتئین‌ها و تحریک بیوسنتز اسیدهای آمینه و پروتئولیز پروتئین‌ها باشد. به علاوه، تحریک پروتئولیز در طول تنش‌های رطوبتی باعث افزایش نیتروژن محلول در بافت‌های گیاهی می‌شود (امیدی و همکاران، 1390).

تحقیقات نشان می‌دهد که کاربرد گاما آمینو بوتیریک اسید بر برخی خصوصیات رشدی و فیزیولوژیکی اسفناج (Spinacia oleracea L.) منجر به افزایش معنی‌دار وزن تر و تعداد برگ در شرایط تنش شوری شده است، بنابراین می‌توان گاما آمینو بوتیریک اسید را به عنوان یک بهبوددهنده برای خصوصیات رشدی و فیزیولوژیکی اسفناج در این شرایط در نظر گرفت (افضلی و همکاران، 1397).

همچنین، اثر محلول‌پاشی اسیدهای آمینه مانند آرژنین، تریپتوفان و پرولین بر ویژگی‌های رشدی و فیزیولوژیکی گوجه‌فرنگی در شرایط تنش شوری نیز بررسی شده است. با افزایش سطح شوری، طول ساقه، تعداد برگ و تعداد گره کاهش یافت، در حالی که مصرف اسیدآمینه‌ها منجر به افزایش تعداد برگ‌ها شد. اما در مورد تعداد گره و طول ساقه، پرولین اثر مثبت بیشتری را نشان داد. تأثیر منفی تنش شوری و تأثیر مثبت پرولین در تعداد خوشه‌ها و میزان کلروفیل کل و همچنین تأثیر مثبت شوری در افزایش مقدار پرولین به وضوح مشخص بود (پور سلطان و همکاران، 1396).

کاربرد نیتروژن در خاک های شور

با توجه به پژوهش‌های گسترده‌ای که در چند دهه گذشته در بسیاری از کشورها انجام شده است، هنوز درک کاملی از مبانی بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی مقاومت به شوری در گیاهان وجود ندارد. واکنش معمول گیاهان به افزایش غلظت املاح محلول در ناحیه ریشه شامل اثر اسمزی، سمیت خاص یونی و عدم تعادل تغذیه‌ای می‌باشد. گیاهان زراعی، باغی و دارویی از نظر تحمل نسبت به املاح محلول در ناحیه ریشه تا حد زیادی با هم تفاوت دارند.

یکی از اثرات اصلی تنش شوری بر گیاهان، به هم خوردن تعادل تغذیه‌ای و اختلال در جذب عناصر غذایی است. تحقیقات نشان می‌دهد که شوری از جذب بسیاری از عناصر پرمصرف و کم‌مصرف در گیاهان می‌کاهد. در این میان، نیتروژن به عنوان یکی از عناصر پرمصرف بسیار ضروری است که کمبود آن موجب اختلالات زیادی در رشد و نمو گیاهان می‌شود، اما در خاک‌های شور، عوامل متعددی باعث تشدید کمبود نیتروژن می‌گردد.

این عوامل شامل کمبود مواد آلی، رشد ناکافی ریشه، رقابت یون‌های Cl- و NO3- برای جذب از سوی ریشه، شسته شدن یون NO3- از ناحیه ریشه و عدم وجود شرایط مناسب برای تشکیل غده‌های تثبیت‌کننده نیتروژن در بقولات در خاک‌های شور است. یافته‌ها نشان می‌دهد که جذب نیترات توسط گیاه به‌طور منفی تحت تأثیر غلظت NaCl قرار می‌گیرد. برخی پژوهشگران به بررسی رقابت بین یون‌های Cl- و NO3- برای جذب در گیاه پرداخته‌اند.

این رقابت به پتانسیل منفی سلول‌های ریشه و بار منفی این دو یون (Cl- و NO3-) و جذب آنها از طریق سیستم‌های ناقل یکسان نسبت داده شده است؛ بنابراین در شرایط شور، جذب نیتروژن کاهش یافته و در نتیجه رشد گیاه نیز تحت تأثیر قرار می‌گیرد. استفاده از نیتروژن تحت شرایط تنش شوری موجب بهبود ویژگی‌های رشد، از جمله وزن خشک، پارامترهای فیزیکوبیوشیمیایی و عملکرد می‌شود (اختری و همکاران، 1393).

مطالعات در زمینه تعامل شوری و نیتروژن نشان می‌دهد که افزودن نیتروژن می‌تواند رشد و عملکرد بسیاری از گیاهان مانند گندم، یونجه، جو، لوبیا، هویج، گوجه‌فرنگی، ذرت، شبدر، حبوبات، ارزن و برنج را در شرایطی که درجه شوری بسیار شدید نیست، بهبود بخشد. از آنجا که در شرایط شور جذب نیتروژن کاهش می‌یابد، استفاده بیشتر از نیتروژن توانسته تا حدودی این مشکل را جبران کرده و سبب افزایش عملکرد گیاه گندم شود.

افزایش عملکرد گندم در شرایط شور به دلیل مصرف کود نیتروژنه می‌تواند ناشی از کاهش غلظت کلرور سدیم در گیاه باشد. تحقیقات نشان داده است که استفاده از کود نیتروژن در تمامی تیمارهای شوری موجب افزایش محتوای نسبی آب، غلظت کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل کل، میزان پروتئین‌های محلول در برگ، فعالیت آنزیم سوپر اکسید دیسموتاز و کاهش مقدار مالون دی‌آلدئید و همچنین افزایش عملکرد دانه گندم شده است (هاشم‌پور و همکاران، 1396).

ترکیبات آلی که در آب حل می‌شوند و می‌توانند از فیلتر با اندازه ۰.۴۵ میکرومتر عبور کنند، به عنوان ماده آلی محلول شناخته می‌شوند. از آنجایی که کربن آلی محلول اصلی‌ترین ترکیب تشکیل‌دهنده این مواد است، به این ترکیبات نیز کربن آلی محلول گفته می‌شود. کربن آلی محلول بر حلالیت عناصر در خاک و تحرک آن‌ها در سیستم‌های آبی تأثیرگذار است و در بسیاری از فرآیندهای خاک، از جمله فعالیت میکروبی، انتقال و دسترسی عناصر غذایی نقش دارد. با افزودن کربن آلی به خاک‌های شور، بیومس میکروبی در مقایسه با خاک‌های غیرشور و غیرسدیمی به‌طور قابل توجهی افزایش می‌یابد. استفاده از کود مرغی و گوسفندی در خاک‌ها موجب افزایش ظرفیت تبادل کاتیونی (CEC) و جذب بیشتر کاتیون‌هایی نظیر کلسیم، منیزیم و پتاسیم به‌جای سدیم می‌شود. در مقابل، افزودن اصلاح‌کننده‌های آلی می‌تواند منجر به افزایش آبشویی سدیم و کاهش درصد سدیم تبادلی (ESP) گردد.

استفاده از اصلاح‌کننده‌های آلی مانند کود مرغی، بقایای پسته، گچ و ترکیب گچ با کود مرغی و بقایای پسته در خاک شور-سدیمی و آهکی توانسته است به‌طور قابل ملاحظه‌ای هدایت الکتریکی و نسبت جذب سدیم خاک را نسبت به خاک شاهد کاهش دهد. در خاک‌های با pH بالا، عناصر به سرعت به اشکال غیرمحلول در می‌آیند؛ به‌طور مثال، فسفر به صورت فسفات کلسیم و منیزیم رسوب می‌کند. بنابراین، موضوع اصلاح خاک تحت تأثیر شوری که املاح محلول آنها در رشد گیاه و سدیم تبادلی آنها در پایداری خاکدانه و ایجاد سمیت در گیاه تأثیرگذار است، توجه ویژه‌ای را جلب کرده است. اصلاح این خاک‌ها با استفاده از روش‌هایی همچون آبشویی املاح، توسعه سیستم زهکشی، کشت گیاهان با ریشه عمیق و به کارگیری مواد اصلاح‌کننده شیمیایی نظیر گچ، اسید سولفوریک و اصلاح‌کننده‌های آلی (مانند کودهای دامی، کود سبز، زباله‌های شهری و غیره) امکان‌پذیر است (حسن‌تبار شوبی و همکاران، 1397).

براساس تحقیقات انجام‌شده، نسبت جذب سدیم در خاک‌های تیمار شده با کربن آلی محلول کاهش می‌یابد. همچنین، کاربرد اصلاح‌کننده‌های آلی، غلظت این ترکیبات در محلول خاک را افزایش داده و به جایگزینی سدیم در مکان‌های تبادلی کمک می‌کند و از هدررفت آن در طول آبشویی جلوگیری می‌کند؛ بنابراین، موجب کاهش مقدار سدیم تبادلی می‌شود (Chaganti et al., 2015).

براساس یافته‌های شوبی و همکاران (1397)، کربن آلی محلول باعث افزایش غلظت عناصر سدیم، پتاسیم، کلسیم، منیزیم و کلر در مرحله انکوباسیون شده و آبشویی نمک‌ها در حضور کربن آلی محلول به‌طور مؤثرتری انجام می‌شود. کربن آلی محلول، هدایت الکتریکی و نسبت جذب سدیم را کاهش می‌دهد و به همین دلیل، استفاده از این ترکیب برای اصلاح خاک‌های شور-سدیمی توصیه می‌شود.

تاثیر مواد آلی بر شوری خاک

تحقیقات زیادی در زمینه تأثیر سدیمی شدن خاک‌ها بر خصوصیات فیزیکی آن‌ها انجام شده است. نتایج این تحقیقات نشان می‌دهد که اولین شواهد تخریب، شامل افزایش نسبت جذب سدیم (ESP) و پراکندگی ذرات خاک است که به دنبال آن فروپاشی خاکدانه‌ها و پر شدن منافذ درشت رخ می‌دهد و در نتیجه، هدایت هیدرولیکی خاک کاهش می‌یابد (So and Aylmore, 1993). برای بهبود خصوصیات فیزیکی خاک، روش‌های مختلفی پیشنهاد شده است که یکی از این روش‌ها استفاده از منابع آلی می‌باشد.

هرچه میزان ماده آلی در خاک بیشتر باشد، به دلیل ایجاد فضای بین ذرات، جرم مخصوص خاک کاهش می‌یابد. از سوی دیگر، مواد آلی به‌عنوان یکی از عوامل اتصال‌دهنده ذرات اولیه عمل می‌کنند که باعث تشکیل و پایداری خاکدانه‌ها می‌شوند. خاکدانه‌سازی و افزایش اندازه خاکدانه‌ها، فضای تخلخل را افزایش می‌دهد و به این ترتیب، جرم مخصوص ظاهری خاک کاهش می‌یابد. ماده آلی به‌عنوان عامل سیمانی‌کننده عمل کرده و در هم‌آوری ذرات برای تشکیل خاکدانه‌های مقاوم ضروری است (Puget et al., 2000).

علاوه بر مواد آلی، گچ و اسید سولفوریک از جمله اصلاح‌کننده‌هایی هستند که برای بهبود خاک‌های شور و سدیمی مورد استفاده قرار می‌گیرند. همچنین، اصلاح خاک‌های شور و سدیمی از طریق آبشویی نیز به‌وسیله برخی از پژوهشگران انجام شده است. خاک‌های شور و سدیمی که آهکی نیز هستند، در مناطق خشک و نیمه‌خشک جهان گستره قابل‌توجهی دارند. در این شرایط، CaCO₃ موجود در خاک به آرامی حل می‌شود و کلسیم را برای فرآیند اصلاح عرضه می‌کند. به دلیل حلالیت کم آهک برای تأمین کلسیم، معمولاً از یک ماده اسیدی یا اسیدزا استفاده می‌شود (Qadir et al., 1996).

کمبود روی به‌طور گسترده‌ای در خاک‌های با pH بالا، میزان کم ماده آلی، آهکی و شور و سدیمی مشاهده می‌شود. pH بالا و غلظت زیاد کلسیم، عامل اصلی کمبود روی در اکثر خاک‌های شور است؛ زیرا این عوامل رقابت برای جذب روی را افزایش می‌دهند. بنابراین، در خاک‌های آهکی و شور، قابلیت زیست فراهمی روی پایین است. مواد آلی یکی از عوامل مؤثر بر تغییر میزان نسبی شکل‌های مختلف روی در خاک می‌باشند. افزودن ماده آلی به خاک به‌صورت لجن فاضلاب، کودهای دامی، کمپوست و بقایای گیاهی معمولاً سبب توزیع مجدد روی در خاک می‌شود. همچنین، افزودن کود آلی در مدت طولانی در غیاب کود شیمیایی روی، می‌تواند شکل‌های شیمیایی روی، از جمله شکل‌های تبادلی و محلول، آلی، اکسیدهای منگنز و اکسید آهن بی‌شکل را به‌طور معناداری افزایش دهد (بوستانی و همکاران، 1395).

اصلاح خاک های شور

به دلیل محدودیت‌های خاک‌های شور و سدیمی، اصلاح و احیای این زمین‌ها که قابلیت کشت و کار در آن‌ها وجود دارد، امری اجتناب‌ناپذیر به‌نظر می‌رسد. مبنای اصلاح خاک‌های سدیمی، جایگزینی سدیم تبادلی با کلسیم است. در این روش، سدیم جایگزین شده با آبشویی از ناحیه ریشه یا پروفیل خاک خارج می‌شود. منابع مرسوم کلسیم شامل مواد دارای کلسیم یا موادی هستند که پس از مصرف، باعث انحلال کلسیم در محلول خاک می‌شوند. بنابراین، دو روش اصلی برای اصلاح این خاک‌ها وجود دارد: ۱) افزودن منبع حاوی کلسیم و خاک‌های غیرآهکی و ۲) افزایش حلالیت کلسیم موجود، به‌ویژه در خاک‌های آهکی (Quirk, 2001).

کلسیم نقش اساسی در تکمیل ساختمان غشاء سلولی، پایداری دیواره سلولی، و تنظیم انتقال یون و جذب انتخابی غشاء دارد. یون کلسیم اثرات قابل‌توجهی در فرآیندهای فیزیولوژیک گیاهان دارد و فاکتورهای مرفولوژیک و بیوشیمیایی گیاهان تحت تنش شوری را بهبود می‌بخشد. شوری به علل متعددی، از جمله سمیت یونی و برهم زدن روابط تغذیه‌ای گیاه، بر روی شاخص‌های رشد گیاهان تأثیر منفی می‌گذارد. یکی از اثرات منفی تنش شوری بر روی گیاهان، برهم زدن تعادل عناصر غذایی مهمی از جمله پتاسیم، آهن و کلسیم و غلظت این عناصر تحت تأثیر میزان سدیم و کلسیم خارج‌سلولی است. یون‌های کلسیم و سدیم دارای اثرات رقابتی هستند و تنظیم مناسب این دو عنصر بر غلظت عناصر مذکور تأثیر بسزایی دارد (Renault, 2005).

تلاش‌هایی برای افزایش مقاومت گیاهان به شوری با استفاده از برخی مواد شیمیایی کاهش‌دهنده جذب و تجمع سدیم صورت گرفته است. آزمایش‌ها نشان داده‌اند که افزودن کلسیم به محیط، سبب کاهش خسارت ناشی از شوری می‌شود (Mirzai, 2012). تأمین مقدار کافی کلسیم در محیط‌های شور، عامل مهمی در کنترل شدت سمیت یون‌های ویژه نظیر سدیم و کلر در گیاهان حساس است. وجود مقدار کافی کلسیم در محیط باعث تکامل غشای سلولی گیاه و حفظ ویژگی‌های انتخاب‌پذیری آن می‌شود و سمیت کلر و سدیم را در گیاهان کاهش می‌دهد. تأثیر کلسیم در کاهش اثرات زیان‌آور شوری حاصل از سدیم، بستگی به نوع گیاه، غلظت کلسیم و منبع سدیم دارد. کلسیم از انتقال سدیم به اندام‌های هوایی جلوگیری کرده و از این راه تأثیر منفی شوری را کاهش می‌دهد. مقدار کافی این عنصر تحت تنش شوری می‌تواند مقدار برداشت سدیم را کاهش دهد و با کاهش نسبت سدیم به پتاسیم، شرایط رشد را برای گیاه مناسب‌تر سازد. یون‌های سدیم ممکن است برای مکان‌های اتصال کلسیم در غشا رقابت کنند، بنابراین میزان بالای کلسیم می‌تواند غشاء سلول را از اثرات نامطلوب شوری حفظ کند (Mozafari, 2005).

جذب انتخابی یون‌هایی مانند پتاسیم، آهن و روی در ریشه گیاه تحت شوری مورد بررسی قرار گرفته است و نتایج نشان می‌دهد که در صورت وجود میزان مناسبی از کلسیم در محیط رشد ریشه، جذب انتخابی ریشه بهبود می‌یابد و در نتیجه عناصر غذایی مفیدی مانند پتاسیم بهتر جذب ریشه گیاه می‌شوند. اثر کلسیم به زمان نیز بستگی دارد. تنش شوری، کمبود کلسیم در گیاه ایجاد می‌کند و اعمال کلسیم، اثر تنش شوری را بهبود می‌بخشد. در بسیاری از بررسی‌ها، افزایش کلسیم به محیط کشت همبستگی ضعیفی با تنظیم‌کننده‌های رشد گیاهی نشان می‌دهد و پیشنهاد شده است که این عامل باید با شرایط اسمزی کنترل شود (Fahimi, 1996).

سروش‌زاده و امین‌پناه (2005) مشاهده کردند که آغشته کردن بذرهای برنج با نیترات کلسیم باعث کاهش اثرات شوری می‌شود. نقش کلسیم شامل تنظیم انتقال یون‌ها به سلول‌های گیاهی، تکامل ساختمان غشای پلاسمایی و کاهش نفوذپذیری غشا نسبت به یون‌های کلر و سدیم و اصلاح هدایت هیدرولیکی ریشه است. اثر بهبوددهنده یون کلسیم ممکن است به‌علت حفظ انسجام سلولی و عملکرد غشای پلاسمایی در ریشه و بخش هوایی باشد.

مطالعات بانولس و همکاران (1991) نشان داد که کلسیم می‌تواند به‌عنوان یک عامل اصلاحی و تعدیل‌کننده اثرات شوری عمل کند. نقش کلسیم در محیط به‌عنوان فعال‌کننده سیستم انتقال پیام‌های سلولی و همچنین به‌عنوان یک تنظیم‌کننده اسمزی گیاه نیز مشاهده شده است. به همین دلیل، مصرف صحیح کودهای پتاسیمی و کلسیمی در زمین‌های شور موجب کاهش عوارض فیزیولوژیکی ناشی از شوری و در نتیجه افزایش عملکرد می‌شود.

با توجه به اینکه بسیاری از خاک‌های مناطق خشک و نیمه‌خشک آهکی بوده و میزان حلالیت آهک پایین است، می‌توان با افزودن ماده آلی، فشار گاز دی‌اکسید کربن را در خاک افزایش داد. این امر باعث افزایش حلالیت آهک و از طرفی کاهش واکنش خاک می‌شود؛ یعنی از یک طرف شدت جایگزینی کلسیم محلول به‌جای سدیم تبادلی افزایش یافته و از طرف دیگر، به‌دلیل بهبود شرایط ساختمان و افزایش نفوذپذیری خاک، تخلیه سدیم سریع‌تر رخ می‌دهد (Hanay et al., 2004).

نتیجه گیری

تغذیه ارگانیک خاک، به‌عنوان یک راهبرد جهانی، برای حفظ باروری طبیعی خاک از طریق تقویت میکروارگانیسم‌های خاک به‌کار می‌رود. کاربرد کودهای آلی تولید شده از منابع مختلف ارگانیک، موجب تقویت ساختمان فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک می‌شود. این تغییرات از طریق افزایش محتوای مواد آلی و فعالیت بیولوژیکی خاک، افزایش تخلخل خاک، و افزایش مقدار کربن آلی و نیتروژن کل در لایه رویی خاک حاصل می‌گردد. همچنین، تثبیت ذرات خاکدانه از طریق باند کردن ذرات معدنی مانند کلسیم، منیزیم و پتاسیم به فرم کلوئیدی از هوموس یا رس نیز از دیگر اثرات این اصلاحات است.

با توجه به اینکه ایران در منطقه خشک و نیمه‌خشک قرار گرفته و مقدار ماده آلی در خاک بسیار اندک است، کاربرد اصلاح‌کننده‌های آلی، مانند کود ارگانیک مایع زرگرین، جهت حفظ پایداری خاک الزامی است. بسیاری از ویژگی‌های خاک در اثر استفاده از این اصلاح‌کننده‌ها بهبود می‌یابد و استفاده از مواد آلی تأثیر بسزایی در ساختمان خاک دارد.

کود ارگانیک مایع زرگرین می‌تواند فعالیت میکروبی را در خاک‌های شور تقویت کند و رشد را از طریق افزایش چرخه بیوژئوشیمیایی مواد غذایی در خاک تسهیل نماید. استفاده از مواد آلی در خاک‌های شور موجب افزایش شست‌وشوی سدیم، کاهش درصد سدیم قابل تبادل، کاهش قابلیت هدایت الکتریکی، و افزایش میزان نفوذپذیری می‌شود. همچنین، افزایش فعالیت میکروبی و فشار گاز دی‌اکسید کربن در خاک باعث افزایش حلالیت آهک و در نتیجه جایگزینی کلسیم محلول به‌جای سدیم تبادلی می‌شود که در نهایت به تخلیه سدیم از خاک کمک می‌کند.

این روندها نه تنها به بهبود ساختار خاک کمک می‌کنند، بلکه می‌توانند منجر به افزایش تولید محصولات کشاورزی و بهبود کیفیت خاک شوند که در نتیجه آن، عملکرد کشاورزی در مناطق خشک و نیمه‌خشک بهبود می‌یابد.گردآورندگان :

1-علی نژادرنجبر 2-آرش ارشادی 3- مهدی جعفری اصل 4-مهدی امینی


منابع فارسی

1. همایی، مهدی، واکنش گیاهان به شوری. انتشارات کمیت ملی آبیاری و زهکشی ایران، شماره58 ، 1381، 9٧ صفحه
2. اختری، آرزو، همایی، مهدی، حسینی، یعقوب، مدل¬سازی پلسخ گیاه به تنش¬های شوری و کمبود ازت خاک، نشریه حفاظت منابع آب و خاک، سال سوم، شماره چهارم، 13933. امیدی، حشمت، موحدی پویا، فرهاد، موحدی پویا، شادی، اثر هورمون سالیسیلیک اسید و خراش دهی بر ویژگی¬های جوانه¬زنی و محتوی پرولین، پروتئین و کربوهیدرات محلول گیاهچه کهورک در شرایط شوری، تحقیقات مرتع و بیابان، بیابان ایران زمستان، جلد 18، شماره 4، 1390، 608-623.
4. پورسلطان هوجقان، محسن، آروئی، حسین، طباطبایی، سید جلال، نعمتی، سید حسین، اثر محلول¬پاشی اسیدآمینه بر خصوصیات رشدی و فیزیولوژی گوجه¬فرنگی در شرایط تنش شوری، فصلنامه بوم شناسی گیاهان زراعی، جلد 13، شماره 3، 1396، صفحات 41-50.
5. افضلی گروه، مرضیه، زینلی، نجمه، مرادی، روح اله، اثر کاربرد گاما آمینو بوتریک اسید بر برخی خصوصیات رشدی و فیزیولوژیک اسفناج (Spinacia oleracea L.) در شرایط تنش شوری، اولین همایش بین المللی و سومین همایش ملی مدیریت پایدار منابع خاک و محیط زیست، 1397
6. اسدی کپورچال، صفورا، همایی، مهدی، پذیرا، ابراهیم، مدلسازی آب آبشویی مورد نیاز برای بهسازی خاک¬های شور. نشریه حفاظت منابع آب و خاک، 1391، 2(2): 65-83
7. بوستانی، حمیدرضا، چرم، مصطفی، معزی، عبدالامیر، عنایتی ضمیر، نعیمه، کریمیان، نجف علی، اثر مواد آلی و شوری بر توزیع شکل¬های شیمیایی روی در یک خاک آهکی پس از کشت ذرت، نشریه دانش آب و خاک، جلد 26، شماره 2، 1395، ص 157-169
8. هاشم¬پور، نفیسه، برزوئی، اعظم، پیرولی بیرانوند، نجات، خراسانی، علی، تاثیر کاربرد کود نیتروژن بر برخی مکانیسم-های افزایش تحمل به شوری در دو رقم گندم در مرحله گرده افشانی، علوم و فنون کشت¬های گلخانه¬ای، سال هشتم، شماره چهارم، 1396
9. حسن¬تبار شوبی، سمانه، صادق زاده، فردین، بهمنیار، محمد علی، جلیلی، بهی، اصلاح خاک شور- سدیمی دارای بافت رسی به¬وسیله کربن آلی محلول، نشریه مدیریت خاک و تولید پایدار، جلد هشتم، شماره اول، 1397
10. بنایی، محمد حسن، نقشه خاک ایران، منابع اراضی و پتانسیل¬ها (1:1000000)، موسسه تحقیقات خاک و آب کشور، تهران، ایران، 1380


منابع انگلیسی

  1. Epstein, E., J .D Norlyn, D.W. Rush, R.W. Kingsbury, D.B. Kelly, G.A. Cunningham, A.F. And Wrona, Saline culture of crops: A genetic approach, Science, 1980, 210:399-404.
  2. Ghassemi, F., A.J. Jankeman, and H.A. Nix, Salinisation of land and water resources: Human causes, extent, management and case studies, The Australian national university, Australia, 1995
  3. Fahimi H., R. Haji Boland, Responses of barley plants to effects of sodium-calcium in saline conditions, Journal of Science, University of Tehran, 1996, 22(1): 43-56.
  4. Chaganti, V.N., D.M. Crohn, J. Simunek, Leaching and reclamation of a biochar and compost amended saline- sodic soil with moderate SAR reclaimed water, Agricultural Water Management, 2015, 158: 255-265.
  5. Banuls j., F. Legaz, E. Primo-Milo, Salinity- calcium intractions on growth and ionic concentration of citrus plants, Plant, Soil, 1991, 133: 39-46.

 

  1. Quirk, J. P. The significance of the threshold and turbidity concentrations in relation to sodicity and microstructure, Australian Journal of Soil Research, 39, 1991,1185-1217.
  2. So, H. B., L. A. G. Aylmore, How do sodic soils behave? The effects of sodicity on soil physical behavior, Australian Journal of Soil Research, 1993, 31, 761-778.
  3. Puget, P., C. Chenu, J. Balasdent, Dynamics of soil organic matter associated with particle-size fractions of water-stable aggregates, European Journal of Soil Science, 2000, 51, 595-605.
  4. Qadir, M., R. H. Qureshi, N. Ahmad, Reclamation of a saline-sodic soil by gypsum and Leptochloa fusca. Geoderma, 1996, 74, 207-217.
  5. Salma, I., D. Messedi, T. Ghnaya, A.Savoure, C. Adbelly, Effect of water deficit on growth & proline metabolism in Sesuvium portulacastrum. Environmental and Exprimental Botany, 2006, 56: 231- 238.
  6. De Lacerda, C. F., J. CambraiaOliva, and H. A. Ruiz, Changes in growth and in solute concentrations in sorghum leaves and roots during salt stress recovery, Environ, Exp. Bot. 2005, 54(1):69- 76.
  7. Renault S. Response of red osier dogwood (Cornus stolonifera) seedlings to sodium sulphate salinity: effects of supplemental calcium, Physiological Plantarum, 2005,123: 75–81.
  8. Heuer, B. Osmoregulatory role of proline in water-and salt-stressed plants, Handbook of Plant and Crop Stress, 1994, 363- 481.
  9. – Sorooshzadeh A., H. Amin Panah, The effect of Calcium Nitrate on Sodium and Potassium distribution in seedlings of rice under saline conditions, Iran Biology Magazine, 2005, 18(2): 92-100.
  10. Mozafari, M., Kh. Kalantari, The effect of Calcium ion on changes growth, accumulation of nutrient elements and electrophoretic pattern of polypeptides in Descurainia sophia under salt stress, Iran Biology Magazine, 2005, 18(1): 24-35.
  11. Mirzai, S., A. Rahimi, H. Dashti, Sh. Madah Hosseini, Ameliorating effect of using Calcium and Potassium in ammi, Iranian Journal of Agricultural Research, 2012, 10(1):189-197.
  12. Hanay, A., F. Buyuksanmz, F. M. Kiziloglu, M. V. Canbolat, Reclamation of saline-sodic soils with gypsum and MSW compost, Compost Science and Utilization, 2004, 12, 175-179.
فهرست مطالب
سایر مطالب