خاک و روش افزایش عناصر غذایی آن
خاک و روش افزایش عناصر غذایی Nutrition in plants یکی از اجزاء بسیار مهم هستند و به طور مستقیم و غیر مستقیم تغذیه گیاه، رشد و تولید محصول را تحت تأثیر قرار می‌دهد. متأسفانه یکی از مشکلاتی که در خاک‌های ایران وجود دارد کمی مواد آلی در خاک است. چون اقلیم ایران خشک است و میزان بارندگی سالیانه در آن ناچیز است و پوشش گیاهی در اکثر نقاط ایران ضعیف است، در نتیجه خاک ایران عمدتاً دچار کمبود مواد آلی است. یعنی به طور متوسط کمتر از یک درصد ماده آلی در خاک وجود دارد که این کمبود مواد آلی، مشکلات متعددی را ایجاد می‌کند.
روش افزایش عناصر غذایی و مواد آلی خاک
- افزودن کود حیوانی: یکی از راه‌های بسیار مهم افزایش ماده آلی در خاک است.
- افزودن بقایای گیاهی: شاخ و برگ گیاهی را کشاورز می‌تواند بعد از هرس کردن، مستقیماً مورد استفاده قرار دهد. اینکه در جایی، آن‌ها را انبار کرده و اصطلاحاً به کود کمپوست تبدیل کند.
- افزودن کود کمپوست زباله شهری: یکی از راه‌های بسیار مهم است که می‌توان از طریق آن، ماده آلی خاک را افزایش داد.
- افزودن کود سبز: به عبارت دیگر کاشت گیاهانی در روی زمین. قبل از اینکه گیاه به مرحله رشد نهایی برسد آن‌ها را شخم‌زده و به خاک اضافه کرد.
- افزودن بقایای حیوانی: که از جمله می‌توان به پودر ماهی، پودر خون، پودر استخوان، شاخ، مو و استخوان اشاره کرد.
افزایش عناصر غذایی در خاک
راه‌های اندازه‌گیری ماده آلی خاک
- آزمایشگاهی(دقیق)
- مشاهده رنگ خاک(نسبی)
برای پی بردن به مقدار ماده‌ی آلی خاک از روش‌های آزمایشگاهی موجود، استفاده می‌کنیم که به روش‌های اندازه‌گیری ماده آلی خاک موسومند.
اثرات مفید ماده آلی در خاک
ماده آلی باعث بهبود خصوصیات فیزیکی، شیمیایی، بیولوژیکی و حاصلخیزی خاک می‌شود.
- خصوصیات فیزیکی
- بهبود دانه‌بندی خاک
- افزایش تهویه
- افزایش ظرفیت نگهداری آب
در مورد خصوصیات فیزیکی خاک، ماده آلی باعث بهبود یافتن دانه‌بندی و ساختمان خاک می‌شود. یعنی خاک‌هایی که دارای ماده آلی زیاد و کافی هستند از ساختمان خوبی برخور دارند، دارای رنگ تیره هستند. در این خاک‌ها تهویه به خوبی و راحتی صورت می‌گیرد. خاک‌هایی که دارای ماده آلی زیادی هستند ظرفیت نگهداری آب بالایی دارند به عبارت دیگر توانایی نگهداری آب کافی و مناسب را دارند. به طور کلی توانایی مواد آلی در نگهداری آب چند برابر مواد معدنی است. خاک‌هایی که دارای ماده آلی کم هستند رنگ روشنی دارند.
خصوصیات شیمیایی
- تنظیم PH
- افزایش CEC خاک
ماده آلی و عناصر غذایی می‌تواند در تنظیم PH خاک اثر داشته باشد و CEC خاک را افزایش بدهد. CEC یا گنجایش تبادل کاتیونی، یک پارامتر بسیار مهم در تغذیه گیاه و حاصلخیزی خاک است و هرچه CEC بیشتر باشد خاک توانایی بیشتری در نگهداری مواد غذایی نشان می‌دهد.
حاصلخیزی خاک
ماده آلی در خودش عناصر غذایی مختلفی دارد و این عناصر از طریق ماده آلی به خاک اضافه می‌شوند. ماده آلی باعث جذب بیشتر عناصر غذایی موجود در خاک، به وسیله‌ی گیاه می‌شود. خاک‌های ایران مشکل کمبود آهن، روی و فسفر Pb دارند. ماده آلی باعث می‌شود که این عناصر به شکل قابل جذب و استفاده در خاک باقی بمانند.
خصوصیات بیولوژیکی
- منبع غذایی برای موجودات ذره بینی
- فعالیت بیشتر موجودات ذره بینی
ماده آلی خصوصیات بیولوژیکی خاک را اصلاح می‌کند و خود نیز یک منبع غذایی برای موجودات ذره بینی خاک است. تعداد و فعالیت موجودات ذره بینی افزایش پیدا کرده و بنابراین حاصلخیزی خاک نیز بالا می‌رود.
خصوصیات شیمیایی خاک
چگونگی قابل استفاده بودن ماده آلی
ماده آلی منبع عناصر غذایی است ولی شکل آلی عناصر مستقیماً برای گیاه قابل استفاده نیست. بلکه این شکل آلی باید معدنی شود که این به وسیله موجودات زنده خاک صورت می‌گیرد. بعد از معدنی شدن شکل آلی عناصر غذایی آزاد شده، مورد استفاده قرار می‌گیرد مثلاً ازت N آلی در اثر معدنی شدن به نیترات – NO۳ و آمونیوم + NH۴ تبدیل می‌شود که گیاه می‌تواند آن را مورد استفاده قرار بدهد.
عناصر غذایی در تغذیه گیاه
از نقطه نظر رشد گیاه عناصر غذایی و مواد آلی خاک به چند دسته تقسیم می‌شوند:
- عناصر ضروری
- عناصر مفید
- عناصر غیر ضروری
- غیر مفید
- عناصر سمی
نظریات مختلف برای عناصر ضروری
- نظریه آرنون
در سال ۱۹۳۹ آرنون سه مشخصه برای یک عنصر ضروری بیان کرد و طبق این نظر، عنصر ضروری عنصری است که:
برای تکامل سیکل زندگی گیاه لازم و ضروری باشد به عبارت دیگر بدون وجود آن عنصر، چرخه زندگی گیاه کامل نشود. عنصر ضروری نقش مستقیم در تغذیه گیاه دارد. نقش عنصر ضروری در تغذیه گیاه خاص و ویژه است و عنصر دیگری توانایی جایگزینی آن را ندارد.
طبق نظر آرنون از بین ۱۷ عنصر ضروری در تغذیه گیاه فقط سه عنصر کربن، هیدروژن و اکسیژن اسکلت کلی گیاه را تشکیل می‌دهند که منبع تأمین آن‌ها آب H۲O و گاز CO۲ است. ۱۵ عنصر بعدی بر اساس مقدار نیاز گیاه، به عناصر پر مصرف و کم مصرف تقسیم‌بندی می‌شوند.
عناصر ضروری تغذیه گیاه
- نظریه نیکولاس
نیکولاس معتقد است که هر عنصری که در متابولیسم گیاه نقش دارد عنصر ضروری است و اصطلاح عنصر متابولیسمی را به جای عنصر ضروری، به کار برد و بیان می‌دارد که هر عنصری که توانایی ورود به متابولیسم گیاه را دارد علی رغم نقشش اختصاصی یا غیر اختصاصی عنصری ضروری است.
- نظریه اپسایم
اپسایم معتقد است که هر عنصری که در ترکیبات ضروری گیاه وجود دارد، عنصر ضروری است. مثال: اگر آب H۲O برای گیاه لازم و ضروری است پس عناصر تشکیل دهنده آب یعنی هیدروژن و اکسیژن برای گیاه ضروری هستند. همچنین اگر پروتئین برای گیاه ضروری است عناصری مثل کربن C، هیدروژن H، اکسیژن O، فسفرP، گوگرد S و ازت N که تشکیل دهنده پروتئین هستند برای گیاه لازم و ضروری است.
نوع مصرف عناصر غذایی و مواد آلی خاک
- عناصر پر مصرف (ماکرو)
- عناصر کم مصرف (میکرو)
منظور از عناصر پر مصرف، عناصری هستند که به مقدار زیاد مورد نیاز گیاه هستند و شامل ۶ عنصر ازت N، فسفر P، پتاسیم K، کلسیم Ca، منیزیم Mn و گوگرد می‌شوند و مجموعا ۱۰۰ تا ۴۰۰ کیلوگرم در هکتار توسط گیاه در یک فصل رویشی برداشت می‌شوند. اما عناصر کم مصرف به مقدار کم مورد نیاز گیاه بوده و شامل ۹ عنصر آهن، روی، منگنز، مس، کلر، مولیبدون، بر، نیکل و کبالت هستند. عناصر کم مصرف مجموعا دو کیلوگرم در هر هکتار توسط گیاه برداشت می‌شوند.
عناصر مفید
عناصر مفید، عناصری هستند که برای گیاه ضروری نیستند ولی نقش محرک برای رشد و نمو گیاه دارند. شامل عنصر سدیم Na، آلومینیوم Al، سلیسیم Si، کبالت Co و وانادیم است. مثلاً سدیم برای تیره اسفناج و کبالت برای تیره حبوبات مفید هستند. البته ممکن است عناصر دیگری هم بعداً به این لیست اضافه شوند. در بعضی منابع، نیکل را نیز جزء این دسته قرار می‌دهند. عناصر غیر ضروری و غیر مفید دسته بعدی عناصر اتفاقی هستند و به دلیل وجود در محیط رشد توسط گیاه جذب می‌شوند و تاکنون نقش ضروری و نقش مفیدی برایشان شناخته نشده است.
عناصر غذایی مفید در خاک
عناصر سمی
دسته چهارم عناصر سمی هستند، که اگر در محیط رشد وجود داشته باشند و توسط گیاه جذب شوند و غلظتشان از یک مقدار مشخص در گیاه افزایش پیدا بکند گیاه را دچار مسمومیت می‌کنند. عناصری مثل سرب Pb، کادمیوم Cd، نیکل Ni، آرسنیک As، سلنیوم Se و جیوه Hg به عنوان عناصر سمی معرفی شده‌اند. البته ایجاد مسمومیت این دسته از عناصر برای گونه‌های گیاهی مختلف، متفاوت است و بین خود آن‌ها نیز سمیت‌ها فرق می‌کند. برخی از آن‌ها مثل سرب، جیوه و کادمیوم مسمومیت زیاد و بعضی دیگر ایجاد مسمومیت کمتری می‌کنند. عناصر سمی از جنبه مسائل زیست محیطی مورد توجه هستند.
منابع عناصر غذایی در خاک
- مواد اصلاح کننده خاک یا بهسازپ
- مواد آلی و کودهای آلی
- سنگ‌ها و کانی‌ها
- کودهای شیمیایی
- کودهای بیولوژیک
- آب آبیاری
- بارندگی
یکی از این منابع عناصر غذایی سنگ‌ها و کانی‌های تشکیل دهنده پوسته جامد زمین هستند که بعد از فرآیند هوا دیدگی و تشکیل خاک عناصری مثل کلسیم Ca، منیزیم Mn، پتاسیم k و غیره را در خاک آزاد می‌کنند.
مواد آلی و کودهای آلی منبع عناصر غذایی هستند که به خاک اضافه می‌شوند. این جزء آلی خاک بعد از عمل معدنی شدن توسط موجودات ذره بینی خاک می‌تواند، عناصر را در خاک آزاد بکند و مورد استفاده گیاه قرار بگیرد.
کودهای شیمیایی از جمله کودهای ازتی و پتاسیمی و فسفری که در مواقع لزوم به خاک اضافه می‌شوند.
کودهای بیولوژیک در اثر فعالیت موجودات ذره بینی خاک برخی از عناصر به خاک اضافه می‌شوند. مهم‌ترین آن‌ها تثبیت‌کننده‌های نیتروژن یا ازت هستند که ازت هوا را به شکل قابل جذب و استفاده در خاک تثبیت و برای گیاه فراهم می‌کنند.
آب آبیاری حاوی مقداری املاح است. یون‌های اضافه شده به خاک در اختیار گیاه قرار می‌گیرند.
بارندگی یکی دیگر از منابع غذایی در خاک است. عناصر موجود در هوا توسط باران به خاک وارد می‌شوند. لذا در این خصوص اضافه شدن گوگرد به خاک از طریق بارندگی در نواحی صنعتی از اهمیت فراوانی برخوردار است. همچنین بعضی از اکسید‌های ازت که در هوا وجود دارند در اثر بارندگی به خاک اضافه می‌شوند. مواد اصلاح‌کننده خاک مانند گچ و گوگرد هستند.
منابع عناصر غذایی
راه‌های خروج عناصر غذایی در خاک
- جذب توسط گیاه
- شست و شو
- فرسایش
- هرزآب‌های سطحی
- تلفات گازی
از جمله راه‌های خروج عناصر غذایی از خاک جذب توسط گیاه است. هر گیاهی در طول فصل رشد و رویش خود، مقداری از عناصر غذایی را جذب می‌کند. لذا وقتی این محصولات برداشت می‌شوند مقداری عنصر از خاک خارج می‌شوند. شست و شو راه دیگر خروج عناصر غذایی از خاک است. معمولاً بعد از آبیاری سنگین و یا بارندگی مقداری آب به صورت زهکشی و به همراه آن عناصر غذایی از خاک خارج می‌شوند. لذا هر چه مقدار آب زهکشی و یا حلالیت عناصر غذایی بیشتر باشد عنصر بیشتری از خاک خارج می‌شود. معمولاً آبشویی نیترات مثال خوبی در این رابطه است.
فرسایش خاک یکی دیگر از راه‌های تلف شدن عناصر غذایی در خاک است. هرزآب‌های سطحی از دیگر راه‌های خروج عناصر غذایی در خاک است. وقتی که کودهای ازتی در سطح خاک پخش می‌شوند بر اثر حرارت زیاد و تابش آفتاب به صورت گاز آمونیاک از سطح خاک متصاعد شده و وارد اتمسفر و فضای بیرون می‌شود.
اشکال عناصر غذایی در خاک
روش افزایش عناصر غذایی خاک به دو صورت قابل جذب و غیر قابل جذب است.
- قابل جذب
- غیر قابل جذب
شکل قابل استفاده، فرمی از عنصر است که در محلول خاک یا بر روی سطح ذرات خاک وجود دارد.
شکل غیر قابل استفاده، همان شکل عناصر به صورت آلی یا شکلی که در ساختمان کانی‌ها وجود دارد است.
منبع:
کتاب خاک‌شناسی عمومی پیام نور، نویسنده دکتر مریم واروی پور
دیدگاهتان را بنویسید