زنجیره آب، خاک، گیاه، اتمسفر
گیاه برای زنده ماندن نیاز به آب دارد و آب به صورت ذخیره در خاک موجود است. خورشید انرژی لازم برای گیاه را تأمین می کند تا بتواند آب مورد نیاز خود را از خاک دریافت کند. این فرآیندهای به ظاهر ساده در یک سیستم بسیار پیچیده و مرتبط صورت میگیرد که به آن زنجیره آب – خاک – گیاه – اتمسفر گفته می شود. هر یک از عناصر این زنجیره متأثر از اجزاء دیگر بوده و بر سایر عناصر نیز اثر می گذارد. بطوری که هیچ فرآیندی از آن را نمی توان به صورت ساده و مستقل در نظر گرفت و اگر عملا گاهی اوقات از فرآیندهای جداگانه ای مانند تعرق، جذب، تبخیر و یا امثال آن بحث می شود فقط از نظر ساده کردن موضوع و تبیین آن می باشد.
فرآیند تعرق :
در مناطق خشک و نیمه خشک که مسأله کمبود آب یکی از معضلات کشاورزی می باشد. تعرق اساسی ترین فرآیندی است که در زنجیره آب – خاک – گیاه – اتمسفر صورت می گیرد. حدود ۹۰ درصد اجزاء فعال گیاه از آب تشکیل شده و بیش از ۹۹ درصد آب مصرفی گیاه صرف تعرق و تبخیر می شود. تعرق فرآیندی است که طی آن آب از طریق روزنه های گیاه تبدیل به بخار شده و از آن خارج می شود.
تعرق زمانی انجام می شود که فشار بخار آب در داخل روزنه گیاه بیشتر از فشار بخار آب در هوای مجاور بوده و روزنه ها نیز باز باشند تا دی اکسیدکربن بتواند برای انجام عمل فتوسنتز وارد گیاه شود. بنابراین هر زمان که روزنه ها باز باشند ولو این که در داخل خود برگ و یا در حد فاصل برگ و هوای مجاور مقاومت هایی صورت بگیرد، تعرق انجام می پذیرد. مگر این که مقدار این مقاومت ها بسیار زیاد باشد.
مقاومت روزنه ها در برابر جریان بخار آب:
مقاومت هوا در برابر خروج بخار آب عمدتا بستگی به حرکت هوا در لایه مجاور برگ داشته و اگر هوای مجاور برگ ساکن باشد این مقاومت به دلیل اشباع شدن سریع از بخار آب زیاد شده و تعرق یکباره کاهش می یابد. به همین دلیل یکی از سازگاری های گیاه با کم آبی، کرکدار شدن سطح برگ هاست تا بدین وسیله هوا در بین کرک ها محبوس و ساکن شود. اما هنگامی که هوا به سادگی در حد فاصل برگ و هوا جریان داشته باشد، تعرق نیز جریان پیدا می کند.
مقاومت روزنه ها در برابر جریان بخار آب یک خصوصیت فیزیولوژیکی است که توسط خود گیاه کنترل می شود. مثلا برخی از گیاهان بر سلول های روزنه کنترل داشته و در مواقع لزوم آن را باز و بسته می کنند. همزمان با خروج آب از برگ ها، گیاه آب را از طریق ریشه ها جذب می کند تا آبی که در اثر تعرق از دست رفته است، جبران شود. برای این منظور آب در داخل خاک به سمت ریشه ها حرکت نموده و پس از وارد شدن به داخل گیاه از طریق آوندها به برگ ها میرسد.
کاهش سرعت تعرق:
حرکت آب از خاک به داخل ریشه و سپس از ریشه به برگ در اثر اختلاف پتانسیل بین خاک و برگ است. با خارج شدن آب از خاک، رطوبت کاهش یافته و پتانسیل کل آن کاهش پیدا می کند. در این وضعیت ضریب هدایت موئینگی خاک که با درصد رطوبت رابطه مستقیم دارد کاهش یافته و در نتیجه مقاومت خاک افزایش پیدا می کند.
کاهش پتانسیل آب در خاک و افزایش مقاومت خاک باعث می شود که آب کمتری داخل گیاه شده و با کم شدن آماس سلول ها، پتانسیل آب برگ نیز کاهش یابد. با کم شدن پتانسیل آب در برگ سرانجام روزنه ها بسته شده و مقاومت در برابر خروج آب در برگ افزایش و نهایتا سرعت تعرق کاهش پیدا می کند. چون گازکربنیک نیز از همان مسیر وارد گیاه می شود این عمل باعث کاهش ورود آن نیز شده و مقدار فتوسنتز که در واقع کمیت و کیفیت محصول است تقلیل پیدا میکند.
عامل کنترل کننده سرعت تعرق:
انرژی لازم برای گیاه به منظور تأمین آب مورد نیاز از خاک از طریق اتمسفر تأمین می شود. چنانچه روزنه ها باز باشند و آب نیز محدود نباشد وضعیت اتمسفر عامل کنترل کننده سرعت تعرق است. مهمترین پارامتر در این مورد دما و رطوبت است. بالا بودن دما باعث افزایش تعرق و مرطوب بودن هوا موجب کاهش آن می شود. عامل مهم دیگر سرعت باد است که باعث می شود بخار آب تجمع یافته در سطح برگ ها از محیط خارج شده و اختلاف فشار بخار بین گیاه و هوا را تشدید نماید. البته باید توجه داشت که اتمسفر خود فاقد انرژی است و کلیه انرژی های آن توسط تابش خورشید تأمین می شود که از طریق اتمسفر بر گیاه اعمال می گردد.
منبع : کتاب رابطه آب و خاک و گیاه، موسسه چاپ و انتشارات آستان قدس رضوی.
دیدگاهتان را بنویسید