کاهش ۵۰ درصدی مصرف آب در کشاورزی

by جلال علیون - کارشناس ارشد فنی

گیاهان برخلاف اکثر موجودات ساکن در روی زمین امکان جابجایی ندارند به همین دلیل هم شرایط محیطی تاثیری مستقیم در شرایط زندگی آنها دارند. یکی از این عوامل بسیار مهم آب است در تعریف این مایع همین بس که به آن مایع حیات گفته شده است. آب نقش‌هایی بسیار کلیدی را در گیاهان بازی می‌کند که در زیر به موارد مهم آن اشاره می‌کنیم.

  1. نقش حیاتی در سلول‌ها
  2. تنها محیطی که در آن فعالیت‌های بیوشیمیایی جذب مواد غذائی انجام می‌شود.
  3. حامل مواد غذائی برای گیاهان.

هدف از انجام کشت در کشاورزی تولید محصول است با توجه به این واقعیت مشخص می‌شود که بیشترین میزان مصرف آب در کشت صرف جذب عناصر از طریق ریشه می‌شود. اگر ما بتوانیم عوامل موثر در جذب مواد از طریق ریشه را شناسائی و درجه اهمیت هر یک را مشخص کنیم به هدف نهایی خود که همان کاهش ۵۰٪ میزان مصرف آب است، خواهیم رسید.

توان تولید گیاه

توان تولیدی گیاه رابطه مستقیم با میزان بازده آب مصرفی دارد. اگر ساختار ژنتیکی گیاه به گونه‌ای باشد که به اصطلاح جزء گیاهان پربار باشد به دلیل رسیدن به اهداف تولیدی با حداقل واحد گیاهی در مقایسه با واریته‌های کم بار تعداد نهال بوته و... در واحد سطح کاهش یافته و به جای کاشت مثلا ۱۰۰۰ بوته خیار می‌توان با کاشت مثلا ۵۰۰ بوته به آن میزان تولید مورد نظر رسید. این در حالی که با توجه به کاهش میزان سطح مقطع کشت نیاز آبی به شکل کاملا مشهود کاهش خواهد یافت.

نقش ریشه در کاهش مصرف آب

نقش ریشه به عنوان اندام تخصصی در جذب مواد برای گیاهان بر کسی پوشیده نیست. هر چقدر توان جذب این اندام بیشتر باشد راندمان عملکرد گیاه بالا خواهد رفت. عوامل زیادی در بالا رفتن میزان عملکرد ریشه وجود دارد که در زیر به مهم‌ترین آنها اشاره می‌کنیم.سطح مقطع (حجم) ریشه

واضح است که هر چقدر سطح مقطع ریشه بیشتر باشد میزان جذب مواد هم بیشتر خواهد بود. برای افزایش این سطح دو نوع عوامل نقش اساسی بازی می‌کنند :

  1. عوامل ژنتیکی
  2. عوامل محیطی

عوامل ژنتیکی

همان‌گونه که در قبل اشاره شد باید در انتخاب واریته‌ها دقت کرد که این واریته‌ها بسته به نوع نیاز انتخاب شود یعنی اگر هدف افزایش میزان باروری است باید از واریته‌های پربار استفاده کرد که این واریته‌ها به صورت طبیعی ژنوم مورد نیاز برای داشتن یک ریشه با حداکثر سطح مقطع و حجم را داراست.

عوامل محیطی

اگر به این دو مورد (ژنتیک و محیط) بیشتر دقت کنیم به این واقعیت خواهیم رسید که نقش محیط در بالا بردن میزان جذب از طریق ریشه خیلی بیشتر از ژنوم است. برای اثبات این ادعا همین بس که یک گیاه با دارا بودن ژنوم لازم برای داشتن یک ریشه حجیم، تنها زمانی قادر به بروز این صفت است که شرایط محیطی مهیا باشد. پس با توجه به این واقعیت باید توجه ویژه‌ای به عوامل محیطی در مقایسه با سایر عوامل نمود. گیاهان به عنوان قدیمی‌ترین جان‌داران کره زمین مقتصدترین آنها نیز هستند. معنی مقتصد بودن در گیاهان یعنی سرمایه‌گذاری در قسمتی که امکان جواب‌گوی از آن بالای ۸۰٪ باشد. با این تفاسیر گیاه موقعی در ریشه و ریشه‌زایی سرمایه‌گذاری خواهد کرد که امکان جواب‌گیری از آن در بیشترین حد ممکن باشد. ما می‌توانیم با بهبود شرایط محیطی گیاه را به سرمایه‌گذاری در بخش توسعه ریشه تشویق کنیم. مهم‌ترین این عوامل عبارتند از

  1. افزایش میزان مواد ارگانیک خاک
  2. ایده‌آل کردن pH و Ec برای توسعه ریشه
  3. متناسب بودن اندازه مواد غذائی با منافذ ریشه

افزایش میزان مواد ارگانیک خاک

میزان جذب مواد از ریشه رابطه مستقیم با میزان مواد ارگانیک موجود در خاک‌های اطراف ریشه دارد. یعنی هر چقدر میزان مواد ارگانیک موجود در ریشه بیشتر باشد فعالیت ریشه و به دنبال آن میزان جذب مواد بیشتر خواهد بود.

نقش مواد ارگانیک در جذب مواد از ریشه

یکی از مهم‌ترین فاکتورهای خاک‌های زراعی میزان وجود مواد ارگانیک است. وجود مواد ارگانیک در خاک‌های زراعی امکان جذب مواد برای ریشه را فراهم می‌سازند. مواد ارگانیک موجود در اطراف ریشه با ایجاد تغییرات در ساختار مواد آنها را به شکل قابل جذب برای ریشه در می‌آورند. واضح است هر چقدر میزان این مواد افزایش یابد بالطبع میزان جذب نیز افزایش خواهد یافت.

راهکارهایی افزایش میزان مواد ارگانیک در خاک

از گذشته‌های دور استفاده از کودهای حیوانی و مرغی راهی مناسب برای افزایش این میزان بود ولی در حال حاضر با توجه به افزایش چشم‌گیر سطح زمین‌های زراعی از یک طرف و کاهش کیفیت کودهای دامی و مرغی از طرف دیگر، این نوع کودها دیگر جوابگوی میزان نیاز موجود نیست. البته در حال حاضر استفاده از کودهای دامی و مرغی خود دارای مشکلات خاص خود می‌باشد که در این مجال جایی برای نقل آنها نیست.

با پیشرفت علوم، علم تولید کودهای کشاورزی هم پیشرفت کرده است یکی از شاهکارهای این پیشرفت استحصال مواد ارگانیک از منابع گیاهی است. در حال حاضر کودهائی تحت عنوان کودهای ارگانیک به صورت مستقیم می‌توانند میزان مواد ارگانیک خاک را افزایش داده و در کم‌ترین زمان ممکن تاثیرات خود را بر میزان جذب مواد از ریشه نشان دهد. با استفاده از این نوع کودها می‌توان با حداقل آب مورد نیاز بیشترین بازدهی را در جذب مواد شاهد بود. اگر ریشه برای جذب یک کیلوگرم مواد مغذی با وجود ۱۰ واحد مواد ارگانیک به ۱۰ لیتر آب نیاز داشت به نسبت افزایش میزان مواد ارگانیک در خاک میزان نیاز به آب هم کاهش خواهد یافت.

متناسب کردن pH و Ec برای جذب

مهمترین عامل جذب از ریشه این دو عامل است. هر چقدر میزان Ec خاک در اطراف ریشه کم باشد میزان جذب از ریشه بیشتر خواهد بود. یکی از مهمترین معضلات در جذب، امکان ایجاد شرایط برای کاهش این عامل (Ec) است. آبهای زراعی در ایران در کل جزء آب‌های متوسط و بد می‌باشند یعنی میزان Ec معمولا بالای ۲۰۰۰ پی پی ام است. با توجه به مخلوط شدن سایر مواد از قبیل سموم و کودهای کشاورزی با این آب میزان سختی آب ( Ec) چیزی در حدود بالای ۵۰۰۰ پی پی ام خواهد شد. این میزان سختی برای ریشه گیاه خیلی خیلی زیاد بوده و عمدتا به همین دلیل است فقط ۱۰٪ از این محلول از طرف گیاه جذب می‌شود. اگر به این مطلب دقت کنیم به راحتی عدم رعایت دز مصرف سموم و کودها را از طرف کشاورزان درک خواهیم کرد. یعنی اگر کشاورز بخواهد ۱۰۰ واحد از یک نوع سم را بخورد گیاه بدهد مجبور خواهد بود ۱۰ برابر این میزان یعنی ۱۰۰۰ واحد سم در اطراف ریشه گیاه قرار دهد تا شاید ۱۰۰ واحد از این سم بتواند جذب گیاه شود.

ماندگاری کود در خاک و اندازه‌ی مولکولی کودها

در حال حاضر یکی از عمده ترین مشکلات زمین‌های زراعی که رابطه مستقیم با افزایش میزان مصرف آب دارد افزایش شوری خاک است. طبق تحقیقات انجام شده و مشاهدات میدانی عمده‌ترین دلیل افزایش روز افزون این شوری، کودهای شیمیائی است. دو عامل زمان ماندگاری و اندازه‌ی مولکولی کودها بیشترین نقش را در افزایش شوری خاک‌های زراعی بازی می‌کنند.

تمامی کودی که در اختیار گیاه قرار می‌گیرد به یکباره از طرف گیاه جذب نمی‌شود، گیاه بر حسب نیاز در وحله‌ی اول و توان جذب در وحله‌ی دوم از این کودها استفاده می‌کنند. کودهای شیمیائی به دلیل ناپایدار بودن ساختمان شیمیائی خود بصورت کاملاً محدود می‌تواند در خاک به صورت قابل جذب برای ریشه باقی بماند و بعد از طی شدن این زمان محدود با عوامل فعال موجود در خاک واکنش داده و به شکل غیر قابل جذب برای ریشه (شوری) در می‌آید.

اندازه‌ی مولکولی کودهای شیمیائی

ریشه گیاهان تا اندازه‌ی مولکولی مشخصی توان جذب مواد را از منافذ خود دارد. این اندازه در گیاهانی مثل خیار ۲۵۰ الی ۳۰۰ دالتون است. این بدان معنی است که کودهای شیمیائی که ساختار مولکولی بزرگ‌تری از این میزان داشته باشند توسط ریشه جذب نشده و بعد از گذشت مدتی کوتاهی به دلیل انجام واکنش با عناصر فعال موجود در خاک، تثبیت شده و نه تنها از طرف ریشه امکان جذب ندارند، بلکه باعث شوری بیشتر خاک خواهند شد. جالب است بدانیم که عمده‌ی کودهای شیمیائی مورد استفاده در کشور دارای وزن مولکولی بالا ۳۰۰ دالتون هستند.

کشاورزان برای کاهش میزان شوری خاک از یک طرف و افزایش میزان جذب کودهای شیمیائی از طرف دیگر میزان آب مصرفی خود در هکتار را به شکل چشم‌گیری افزایش می‌دهد تا هر چند خیلی خیلی کم بر این مشکل فائق آید که در عمل نه تنها مشکلی رفع نمی‌شود بلکه مشکلاتی جدیدی همچون کم شدن قدرت حاصل‌خیزی خاک، افزایش رطوبت و بیماری‌های قارچی و... ایجاد می‌شود.

کودهای ارگانیک به دلیل داشتن ساختاری پایدار و بکار بردن حامل‌های طبیعی برای کودها به جای ترکیبات ناپایدار شیمیائی مثل زنجیره‌های کوتاه کربنی نه تنها در خاک تثبیت نمی‌شوند بلکه به دلیل داشتن مواد طبیعی در ترکیب خود باعث قابل جذب شدن سایر کودهای شیمیائی که به صورت شوری در خاک انباشته شده‌اند می‌شود. کودهای ارگانیک به دلیل داشتن وزنی مولکولی متناسب (کمتر از ۲۵۰ دالتون) به راحتی از منافذ ریشه عبور کرده و هیچ نوع پسماندی در خاک از خود به جای نمی‌گذارد. با توجه به این توضیحات کودهای ارگانیک با مصرف حداقلی آب در مقایسه با کودهای شیمیائی (حداقل ۵۰٪ کمتر از کودهای شیمیائی) بهترین عمل‌کرد را از خود نشان می‌دهند. یعنی کشاورز می‌توان در متراژ مشخصی از زمین زراعی خود با نصف میزان آب مصرفی خود در مقایسه با کودهای شیمیائی، دو برابر میزان باردهی خود را در مقایسه با زمان استفاده از کودهای شیمیائی افزایش دهد.

با امید به افزایش مصرف کودهای ارگانیک و کاهش مصرف کودهای شیمیائی در کشاورزی ایران
جلال علیون
مرداد ۱۳۹۳

بازگشت

افزودن یک دیدگاه

لطفا 6 و 7 را با هم جمع نمایید.