روند تغییرات رطوبت و نیتروژن نیتراتی در محدوده ریشه گیاه ذرت تحت آبیاری ناقص ریشه

بحران آب یکی مهمترین معضلات جهان امروز در بسیاری از کشورهای دنیا می باشد. این در حالی است که بخش زیادی از منابع آب شیرین در بخش کشاورزی مصرف می شود. مصرف بی رویه آب در بخش کشاورزی، علاوه بر تشدید معضل بحران آب، زمینه آبشویی املاحی چون نیترات از محدوده ریشه و آلودگی آبخوانها به مقادیر خطرساز آنها را فراهم می آورد. بهبود شیوه های مدیریتی در زمینه آبیاری می تواند راهکاری مناسب برای کنترل هر دو معضل محسوب گردد. لذا در این مطالعه تاثیر اعمال پنج تیمار آبیاری کامل (fi)، کم آبیاری ناقص ریشه در دو سطح 75% (prd75) و 55% (prd55) و کم آبیاری معمولی در دو سطح 75% (di75) و 55% (di55) روی روند تغییرات رطوبت و نیتروژن نیتراتی در محدوده ریشه گیاه ذرت مورد بررسی قرار گرفت. این مطالعه در قالب یک طرح کاملا تصادفی و با سه تکرار در مزرعه پژوهشی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری طی دو فصل زراعی 89 و 90 انجام شد. به منظور تعیین تغییرات رطوبت در خاک، در هر تیمار، پنج لوله دسترسی tdr trime-fm در حدفاصل دو لترال در طرفین یک ردیف کشت نصب و قرائت رطوبت با استفاده از پروب رطوبت سنج در فواصل عمقی پنج سانتیمتر در این لوله ها صورت گرفت. همچنین در طول دوره اعمال تیمار، نمونه برداری خاک از فواصل عمقی 20 سانتی متر صورت گرفته و مقادیر نیترات آنها با استفاده از دستگاه spectrophotometer hack dr/2500 قرائت شد. همچنین نمونه برداریهای گیاهی جهت تعیین مقادیر نیتروژن برگ با استفاده از روش کجلدال و تعیین شاخص سطح برگ صورت گرفت. در انتهای فصل رشد، مقدار کل نیتروژن ذخیره شده در اندام هوایی و مقادیر نیتروژن باقیمانده در خاک با استفاده از روش کلدال اندازه گیری و مقادیر عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک و کارایی مصرف آب محاسبه شد. نتایج بدست آمده از این تحقیق نشان داد که اعمال تیمارهای prd75 و di75 به طور متوسط منتج به 16 درصد کاهش حجم آب آبیاری و اعمال تیمارهای prd55 و di55 به طور متوسط منتج به 30 درصد کاهش حجم آب آبیاری شد. بررسی تغییرات رطوبت در لایه های مختلف خاک نشان داد که میزان رطوبت حداقل در تیمار prd75 به طور متوسط 36 درصد کمتر از مقدار آن در تیمار fi بود (18 در مقابل 28 درصد). همچنین میزان جذب رطوبت از سمت مرطوب تیمار prd75 به طور متوسط 60 درصد بیشتر از مقدار آن در سمت مشابه در تیمار fi بود. همچنین مقادیر تخلیه رطوبتی در اعماق پایین تر از 40 سانتیمتر در تیمار prd75 بین 5/1 تا 5/3 برابر بیشتر از مقدار آن در اعماق متناظر در تیمار fi بود. لذا جذب بالاتر و مقادیر کمتر رطوبت قبل از آبیاری در تیمار prd75 امکان ذخیره حجم بیشتری از آب آبیاری در هر لایه از خاک را فراهم آورده و میزان حجم آب عبوری از هر عمق در محدوده ریشه را کاهش داد. نتایج بررسی مقادیر عمق آب عبوری از هرلایه نشان داد که مجموع عمق آب گذر یافته در طول دوره اعمال تیمار از عمق 40 سانتی متر که بیش از 80 درصد جذب رطوبت در تمام تیمارها تا این عمق صورت گرفته است در تیمار prd75 حد معنی داری کمتر از مقدار آن درتیمار fi بود. میزان گذر آب از عمق 40 سانتی متر در تیمارهای fi، prd75، prd55، di75 و di55 به ترتیب برابر 78، 56، 13، 4/5 و 1/5 میلیمتر بود. لذا اعمال تیمارهای تنش زمینه لازم برای کاهش گذر نیترات از هر عمق در محدوده ریشه را فراهم کرده و موجب ذخیره بیشتر آن در لایه های سطحی خاک شد. بررسی نتایج نشان داد که بیش ترین تمرکز نیترات در تیمارهای fi و prd75 در عمق 40 سانتی-متر و در تیمارهای prd55، di75 و di55 در عمق 20 سانتی متر بود. علیرغم تمرکز بیشتر نیتروژن در لایه 20-0 سانتی متری در تیمارهای prd55، di75 و di55، کاهش عمق آب آبیاری در این تیمارها باعث کاهش معنی دار نیتروژن برگ و نیتروژن کل ذخیره شده در اندام هوایی در سطح پنج درصد شد. اما این اختلاف بین تیمارهای prd75 و fi معنی دار نبود. همچنین میزان غلظت نیتروژن نیتراتی در بخش مرطوب تیمار prd75 بین 10 تا 75 درصد بیشتر از مقدار آن در سمت مشابه در تیمار fi بود. لذا کاهش عمق آب گذریافته از هرلایه و بالاتر بودن غلظت نیترات، نیتروژن بیشتری در اختیار گیاه قرار داده و موجبات افزایش جذب نیتروژن به وسیله گیاه را فراهم می آورد. علیرغم پتانسیل بیشتر انتقال نیتروژن از لایه های سطحی در تیمارهای prd در مقایسه با di، جذب بیشتر نیتروژن از خاک باعث شده تا مقادیر نیتروژن باقی مانده در عمق 80-0 سانتی متری در تیمارهای prd بین 20 تا 60 درصد کمتر از مقدار آن در تیمارهای di باشد. با این وجود نتایج این مطالعه نشان داد کاهش حجم آب آبیاری در تیمارهای prd55، di75 و di55 موجب کاهش معنی دار عملکرد محصول در مقایسه با تیمار fi شد. این در حالی-است که این اختلاف بین تیمارهای fi و prd75 معنی دار نبود. همچنین بررسی تغییرات شاخص سطح برگ نشان داد که اختلاف معنی داری بین مقادیر آن در تیمارهای fi و prd75 وجود نداشت. اما اعمال سایر تیمارهای تنش موجب کاهش معنی دار شاخص سطح برگ در تیمار fi شد. لذا می توان ادعا داشت که افزایش میزان جذب نیتروژن در تیمار prd75 موجب افزایش طول دوره سبزینگی، حفظ شادابی برگ و به تاخیر انداحتن پیری آن شده و در نهایت زمینه لازم برای افزایش عملکرد محصول را در این تیمار فراهم می آورد. عدم کاهش معنی دار محصول و همچنین کاهش حجم آب مصرفی زمینه لازم برای افزایش کارایی مصرف آب در تیمار prd75 را فراهم آورد. لذا با درنظر گرفتن تمام جوانب می توان اذعان داشت که prd75 راه کاری مناسب برای حفظ هم زمان مسایل اقتصادی و زیست محیطی بوده و راهی مناسب برای نیل به یک کشاورزی پایدار محسوب می شود.