هدایت الکتریکی (EC) و تنش شوری در مرکبات

هدایت الکتریکی خاک (EC) معیاری از میزان نمک موجود در خاک است که شاخص مهمی برای سلامت خاک است. این بر عملکرد و کیفیت محصول، در دسترس بودن مواد مغذی گیاه و فعالیت میکروب‌های خاک که با فرآیندهای کلیدی خاک، از جمله انتشار گازهای گلخانه‌ای مانند اکسیدهای نیتروژن، متان و دی اکسید کربن مرتبط است، تأثیر می‌گذارد.

EC خاک به هدایت الکتریکی یک محلول در فاصله واحد اشاره دارد و نشان دهنده محتوای نمک های محلول در ماتریس است که به عنوان شوری یا غلظت یون نیز شناخته می شود. رسانایی خاک شاخصی برای اندازه گیری نمک محلول در آب خاک است و نمک محلول در آب خاک شاخص مهمی از مواد مغذی معدنی در خاک سطحی است که می تواند به سرعت توسط گیاهان استفاده شود و همچنین عاملی برای تعیین آن است که آیا یون های نمک در خاک رشد محصول را محدود می کند یا خیر.

اندازه مقدار EC ارتباط نزدیکی با غلظت یون های نمک محلول در محلول دارد. یون‌های نمک محلول عمدتاً از محلول‌های آب آبیاری و کود به دست می‌آیند. در محدوده معینی، رسانایی با غلظت مایع افزایش می‌یابد و با کاهش غلظت کاهش می‌یابد که اغلب بر حسب میلی‌موس/سانتی‌متر (mmoh/cm) یا میکرو موس بر سانتیمتر ویا dS/m دسی زیمنس بر متر بیان می‌شود.

EC خاک که خیلی زیاد یا خیلی کم باشد مانع رشد محصولات می شود. اگر محتوای نمک محلول (مقدار EC) در بستر خیلی زیاد باشد، ممکن است فشار اسمز معکوس ایجاد شود که جایگزین آب در سیستم ریشه می شود و نوک ریشه را قهوه ای یا خشک می کند. مقدار بیش از حد EC نیز احتمال پوسیدگی ریشه ناشی از قارچ پوسیدگی پنبه را افزایش می دهد. اگر مقدار EC خیلی کم باشد، نشان دهنده ناکافی بودن مواد مغذی موثر است.

شوری خاک (soil salinity) با خاک شور (saline soil) دو تعریف متفاوت دارند.

خاک های شور در طبقه بندی خاک ها، به خاک هایی اطلاق می شود که EC بیشتر از ۴ دسی زیمنس بر متر دارند.

در این مقاله قصد بر این است خاک های شیرین و یا غیر شور ( خاک کشاورزی) که EC آن ها می بایست حدود ۱ باشد ولی به دلایل مختلف EC آن ها تا حدود ۲ یا بیشتر افزایش یافته است و دچار تنش شوری شده اند بررسی شود و نوع خسارت و روش های کنترل آن بررسی شود.

شوری خاک، صفتی است که برخاک های که EC آن ها بیشتر از ۲ دسی زیمنس بر متر است اطلاق می شود. شوری خاک بر اساس نوع گیاه مطرح است گیاهان عموما در EC مناسب ۰.۸ تا ۱.۸ رشد خوب و بهینه ای دارند.

برای مثال اگر EC مناسب خاک را حدود یک در نظر بگیریم، برخی از گیاهان همانند گوجه فرنگی و یا بادمجان در EC حدود ۲ نیز رشد خوبی دارند لذا شوری خاک در مورد این گیاهان مطرح نیست و مسئله ساز نمی باشد. اما اگر در همین خاک ریحان کشت شود، خاک دچار شوری می باشد و شوری خاک عامل بازدارنده در رشد و عملکرد این محصول می شود.

عموما EC مناسب برای کاشت اکثر گیاهان ۱ (یک) دسی زیمنس بر متر در نظر گرفته می شود در این EC تمام گیاهان قابلیت رشد و عملکرد مناسب را دارند.

گیاهان مختلف با توجه به ویژگی های کود مورد نیاز و مراحل مختلف رشد، مقادیر EC مناسب خاک متفاوتی دارند. مقدار EC بهینه برای رشد گیاه معمولاً بین ۰.۸-۱.۸ است و نباید از ۲.۵ تجاوز کند.

در جدول زیر EC مناسب برای برخی از گیاهان بصورت کمینه و بیشینه آورده شده است.

EC خاک تحت تأثیر کاشت، آبیاری، کاربری زمین، کود، کود دامی و کاربرد کود مرکب قرار می گیرد. عوامل ذاتی که بر EC تأثیر می گذارند عبارتند از مواد معدنی غیر قابل تغییر خاک، آب و هوا و بافت خاک. تولیدات کشاورزی فعلی، کوددهی بیش از حد یک پدیده رایج است. شوری خاک به طور جدی بر رشد طبیعی محصولات زراعی تأثیر می گذارد، بنابراین باید به شاخص ارزش EC خاک توجه کرد. اندازه گیری ارزش EC می تواند کشاورزان را در تنظیم علمی و معقول آب و کود تسهیل کند که منجر به رشد سالم محصولات و دستیابی به افزایش تولید و درآمد می شود.

غلظت بالای سدیم (Na+) و کلرید (Cl-) از عوامل رایج در ایجاد تنش شوری هستند. سطوح بالای کلر منجر به سطوح پایین کلروفیل و کلروز می شود، وضعیتی که باعث مهار برخی فرآیندهای متابولیک می شود. کلروز با طول عمر کوتاه تر برگ، سوختگی برگ، زرد شدن برگ ها و کاهش رشد ساقه و ریشه ظاهر می شود.

سطوح بالای سدیم می تواند خاک را تخلیه کند، ذرات رس را پراکنده کند و باعث تهویه ضعیف خاک و عدم نفوذ مناسب آب شود.

شوری خاک در مرکبات

ﺷﻮری ﯾکی از ﺗﻨﺶﻫﺎی ﻏﯿﺮزﯾﺴتی ﻣﻬﻢ اﺳﺖ که ﺑﺮ ﺗﻮﻟﯿﺪ و کیفیت ﻣﺤﺼﻮﻻت کشـﺎورزی و ﺑﺎﻏﺒـﺎنی اﺛـﺮات زﯾﺎﻧﺒـﺎری دارد. ﻣﺤـﺪودﯾﺖ ﺑﺎرﻧﺪگی، کاﻫﺶ ﺷﺴﺘﺸﻮی ﺧﺎک، آب ﺣﺎوی اﻣـﻼح زﯾـﺎد، زهکشـی ﻧﺎﻣﻨﺎﺳﺐ ﺧﺎک، ﻫﻮازدگی سنگﻫﺎ، بستر سازی با خاک هایی که شوری دارند، ﺑﺎﻻ آﻣﺪن ﺳﻔﺮهﻫﺎی آب زﯾﺮزﻣﯿنی و اﺳﺘﻔﺎده ﺑﯿﺶ از ﺣﺪ کودﻫﺎ، ﻫﻤگی ﺳﺒﺐ ﺷﻮری ﺧﺎک می ﺷﻮﻧﺪ.

مرکبات جزء گیاهان حساس به شوری می باشند. از آنجا که گونه های تجاری مرکبات به صورت پیوندی تکثیر می‎شوند؛ میزان تحمل پیوندک به شوری، بستگی زیادی به نوع پایه مورد استفاده دارد. به عنوان مثال شوری در راف لمون و نارنج سه برگ (پونسیروس) درمقایسه با پایه های نارنج و نارنگی کلئوپاترا باعث کاهش بیشتری در رشد می شود. در این درختان تاج درخت بیشتر از سیستم ریشه تحت تاثیر شوری قرار می گیرد.

ﺷﻮری ﺳﺒﺐ ﺗﺠﻤﻊ و ذﺧﯿﺮه ﺳﻄﻮح ﺳمی ﻋﻨﺎﺻﺮ ﺳﺪﯾﻢ و کلر در ﺳﻠﻮلﻫﺎی ﺑﺮگ و ﺳﻮﺧﺘگی و رﯾﺰش ﺑﺮگﻫﺎ می ﺷﻮد.

شوری از سه طریق تغذیه گیاهان را متاثر می کند:

۱- ایجاد تغییراتی در نگهداری، تثبیت و تبدیل عناصر غذایی در خاک

۲- ایجاد اختلال در جذب و توزیع عناصر غذایی توسط ریشه ها و یا کاهش رشد آن ها

۳- مختل کردن سوخت و ساز عناصر در درون گیاه که عمدتا مربوط به کاهش جذب آب توسط گیاه است.

آستانه تحمل به شوری در مرکبات با ظرفیت بافری خاک، آب و هوا، پایه و شرایط رطوبتی خاک تغییر می کند و معمولا با افزایش میزان رس و مواد آلی خاک غلظت بحرانی شوری افزایش می یابد.

سمیت کلر بیشتر به صورت لکه های نکروتیک سوخته شده یا لبه های ظاهرا خشک در برگ ها ظاهر می شود که یکی از معمول ترین علائم ظاهری خسارت نمک است.

اما زیادی سدیم موجب برنزه شدن کل برگ و کاهش رشد می شود. همانند کلر زیادی سدیم در برگ می تواند موجب ایجاد عدم تعادل تغذیه ای در درختان مرکبات شود و این عدم تعادل تغذیه ای معمولا درغلظت های بسیار کمتر از غلظت های مورد نیاز برای بروز علائم ظاهری در برگ رخ می دهد . از آنجایی که سدیم و کلر بسیار محلول در آب هستند ارزیابی تنش شوری توسط اندازه گیری غلظت دقیق آن ها در خاک ارزش تشخیصی و کاربردی چندانی ندارد.

به طور کلی تحمل پایه های مرکبات به شوری متفاوت است .

تحمل پایه ها از محتمل ترین به حساس ترین شامل: ۱-کلئوپاترا ماندرین ۲-نارنج ۳-پرتقال ۴-سوینگلسیتروملو ۵- کاریزو سیترنج ۶-راف لمون است. زمانی که شوری با قلیائیت همراه باشد خسارت آن دو چندان است و اگر به موقع رسیدگی نشود می توان موجب خشک شدن درختان شود.

بروز علائم پوسیدگی ریشه می تواند از علائم شوری و قلیائیت در محل ریشه باشد چرا که موجب می شود عامل ثانویه قارچ به راحتی به ریشه نفوذ کند و درخت را از پای در بیاورد.

علاوه بر سدیم و کلر که عامل اصلی و مهم شوری هستند عناصر بر، منیزیم و کلسیم نیز موجب شوری خاک می شوند.

در صورت قلیاییت یا شوری بر در آب یا خاک کشاورزی، مصرف ترکیبات کلسیمی همانند نیترات کلسیم در آب آبیاری یا محلول پاشی آن می تواند در کنترل عارضه مفید باشد.

شوری اگر ناشی از کلسیم و یا منیزم باشد خسارت کمتری از شوری ناشی از سدیم، کلر و یا بر برای درختان مرکبات دارد.

معمولا برا کاهش خسارت شوری ناشی از سدیم و بر ترکیبات کلسیمی توصیه می شود. استفاده از گچ نیز بعنوان منبع کلسیم موثر است اما حلالیت گچ پایین است و موجب افزایش غلظت سولفات در محیط می شود و در بعضی از مواقع ممکن است مفید نباشد.

استفاده از کودهایی که به ازای واحد عنصر غذایی، شاخص نمکی پایین تری دارند برای مصرف درختان میوه در تنش شوری مناسب تر هستند. کود های اوره و نیترات آمونیوم، سوپر فسفات ساده و سوپرفسفات معمولی، نیترات پتاسیم و سولفات پتاسیم کود های با شاخص نمکی پایینی می باشند و برای مصرف درختان مرکبات با آب یا خاک شور توصیه می شوند.

خاک های شور به طور عمده دارای کمبود نیتروژن هستند. بنابراین مدیریت مصرف نیتروزن درختان میوه در این خاک ها اهمیت زیادی در افزایش تولید و کاهش خشکیدگی سر شاخه ها و زوال درختان دارد.

معدنی شدن آمونیوم در خاک های شور به شدت کاهش می یابد و همچنین بعلت غلظت زیاد کلر، فعالیت باکتری ها نیز بسیار کم است. بنابراین تولید نیترات کاهش می یابد و درختانی که نیتروژن قابل جذب آن ها بیشتر به شکل نیترات است، اغلب علائم ظاهری کمبود نیتروزن را نشان می دهند.

در خاک های شور بعلت شرایط نامناسب، آمونیفیکاسیون به درستی انجام نمی شود لذا مواد آلی به خوبی تجزیه نمی شوند و ازت آمونیکی آن ها به میزان کم به صورت آمونیوم در می آیند اما عموما به نیترات تبدیل نمی شوند. لذا ممکن است تجمع آمونیوم در محیط ریشه بوجود بیاید که این امر موجب مسمومیت آمونیومی ( در مقاله مربوط به مسومیت آمونیومی توضیح داده شده است) نیز در گیاه می شود که منجربه زردی گیاه خواهد شد. درمواقعی استفاده از کود های تازه به خاک درختان نیز موجب زردی برگ ها می شود که این موضوع به دلیل آن است که باکتری های تجزیه کننده مواد آلی برای تجزیه ، نیاز به نیتروژن دارند لذا نیتروژن مورد نیاز خود را از محیط اطراف ریشه تامین می کنند که این امر موجب کاهش نیتروزن گیاه می شود و گیاه بعلت کمبود نیتروژن دچار زردی برگ ها می شود. که این موضوع در شرایط خاک مناسب و یا خاک شیرین می باشد و نبایست با خاک هایی با شرایط تنش شوری، اشتباه گرفته شود.

همین موضوع برای کود های شیمیایی نیز ممکن است بوجود بیاید. زمانی که از کود های اوره یا سولفات آمونیوم در خاک های شور استفاده می کنیم نیروژون آمونیمی بعلت عدم شرایط مناسب برای نیتریفیکاسیون، در فرم آمونیومی خود باقی می مانند. تجمع آمونیوم در محیط اطراف ریشه موجب بوجود آمدن مسمومیت آمونیومی در ادامه خسارت به ریشه و بخش های مختلف گیاه می شود. لذا در خاک هایی که شوری دارند توصیه می شود که ازت مورد نیاز درختان را به صورت غالبا نیتراتی و کمی آمونیومی به خاک ها اضافه نمود .این موضوع به شدت شوری، نوع بافت خاک و عوامل دیگر نیز بستگی دارد.

در شرایط شوری کم تا متوسط مصرف نیتروژن به شکل اوره مناسب تر از سولفات آمونیوم است اما در شرایط شوری زیاد، کود های نیتراتی همانند نیترات آمونیوم توصیه می شود .

در خاک های شور بعلت رسوب بیشتر فسفر در محلول خاک، نگهداری محکم تر فسفر محلول توسط ذرات خاک و همچنین رقابت یونی و کاهش رشد ریشه دسترسی ریشه درختان به فسفر کاهش می یابد. بنابر این در خاک های شور به مقدار بیشتری کود فسفر نسبت به خاک های غیر شور نیاز است تا حداکثر عملکرد حاصل شود.

معمولا درختان در خاک های شور کمبود پتاسیم دارند. بنابراین مصرف پتاسیم در خاک های شور موجب کاهش نسبت کلسیم به پتاسیم، منیزیم به پتاسیم و بهبود عملکرد می شود.

معمولا با افزایش شوری خاک، غلظت عناصر کم مصرف (آهن ،روی و منگنز) در برگ های درختان میوه کاهش می یابد ولی این کاهش چندان قابل ملاحظه نیست و در بیشتر موارد موجب بروز کمبود نمی شود.بنابراین مصرف کودهای این عناصر نسبت به شرایط غیر شور، تغییرات چندانی ندارد.

در افزایش شوری خاک بالاتر از ۱.۴ دسی زیمنس بر متر (یعنی مقدار آستانه هدایت الکتریکی عصاره خاک اشباع)، به ازای هر ۱ دسی زیمنس بر متر ۱۳ درصد کاهش عملکرد در مرکبات گزارش شده است. به نظر می رسد سمیت کلرید دلیل اصلی کاهش عملکرد میوه آن باشد، اگرچه امکان وجود جزء اسمزی را نمی توان نادیده گرفت. همچنین، مواد مغذی ممکن است عدم تعادل ناشی از شوری می تواند منجر به اختلالات فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی شود که در نهایت ممکن است منجر به اختلال در عملکرد و/یا کیفیت میوه شود.

ﺗﻌﯿﯿﻦ اﺧﺘﻼف ﻣﯿﺎن ﺗﺤﻤﻞ ﺑﻪ ﺷـﻮری در گیاﻫـﺎن کـﺎر دﺷـﻮاری اﺳﺖ چرا که ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﺑﺴﯿﺎری از ﻋﻮاﻣﻞ ﻣﺤﯿطی ﻣﺜﻞ ﺣﺎﺻلخیزی ﺧﺎک و ﺷﺮاﯾﻂ ﻓﯿﺰﯾﻮﻟـﻮژی آن، پراکندگی ﻧﻤـک در پروﻓﯿـﻞ ﺧـﺎک، روشﻫﺎی آﺑﯿﺎری و ﺷﺮاﯾﻂ آب و ﻫﻮایی و ﻫﻢچنین ﻋﻮاﻣﻞ گیاهی ﻣﺜﻞ ﻣﺮﺣﻠﻪ رﺷﺪ، وارﯾﺘﻪ و پایه، ﻣﯿﺰان ﺗﺤﻤﻞ ﺗﻐﯿﯿﺮ ﻣیکنـﺪ. لذا به طور دقیق و بصورت عددی خیلی نمی توان تحمل پایه ها را به شوری محسابه و تعیین نمود.

یکی از روش های کاهش صدمات شوری استفاده از ارقام مقاوم مرکبات است. به ویژه پایه های نارنگی کلئوپاترا و نارنج

از نظر تجاری، مرکبات از طریق پیوند زدن روی پایه های مورد نظر تکثیر می شود. ریشه ها بر قدرت درخت، روابط آبی، مقاومت به شوری، مقاومت به سرما، تغذیه معدنی، تعادل هورمونی و عملکرد و کیفیت میوه تأثیر می گذارند. بنابراین، بررسی تفاوت پتانسیل پایه برای انتقال آب و مواد مغذی به ویژه در درختان جوانه دار اهمیت پیدا می کند.

رشد و عملکرد میوه مرکبات در شوری خاک حدود ۲ دسی زیمنس بر متر (بدون علائم برگ) مختل می شود. اگرچه مرکبات یک محصول بسیار حساس به نمک است، اما تفاوت هایی در تحمل بین گونه ها وجود دارد.

جوانه زنی بذر نیز تا حد زیادی تحت تأثیر شوری است. شوری خاک ممکن است به دلیل کاهش جذب آب و جذب بیش از حد یون ها تا زمانی که سمیت آنها ادامه یابد، برای جوانه زنی بذر مضر باشد. آن با کاهش پتانسیل اسمزی محلول خاک تا حدی بر ظهور جوانه ها تأثیر می گذارد که باعث تأخیر یا جلوگیری از جذب آب یا سمی شدن برای جنین و نهال می شود. تحمل به نمک یک ویژگی ثابت در پایه مرکبات نیست، و با مراحل رشد گیاهچه تغییر می یابد.

در کشاورزی می شود شیوه‌های کشاورزی بهینه را گنجاند که شوری را کاهش می‌دهد. این شیوه ها عبارتند از:

استفاده از آب آبیاری اضافی برای خروج نمک های شسته شده از ناحیه ریشه

تغییر سیستم آبیاری – مقدار، فراوانی و نوع سیستم – بر اساس سن درخت و گونه، آب و هوا و نوع خاک ( به صورت تجربی دیده شده است که شستشو گیاهان( درختان) دچار تنش شوری با آب شیرین درهنگام آبیاری، خسارت تنش شوری را تعدیل می نماید. این موضوع شاید به این علت باشد که در هنگام شستشو برگ ها ، آبی که املاح کمی دارد روی سطح برگ ها قرار می گیرد این موضوع موجب می شود اگر املاحی یا نمکی که روی سطح برگ تجمع یافته است (از داخل روزنه ها یا سیتو پلاستم به بیرون تراوش کرده است) حل شود و سطح برگ تمیز شود و دوم اینکه موجب می شود بخشی از املاحی که در داخل برگ تجمع یافته اند نیز از طریق پدیده انتشار( از محلی که غلظت بالاتری دارد به محلی که غلظت پایین تری دارد) از طریق روزنه های هوایی و یا منافذ کوتیکولی، به آب روی سطح برگ منتقل شوند و در مرحله بعد توسط آبیاری و یا بارندگی شسته شوند. بدین ترتیب کمی از غلظت بالای نمک در برگ کاسته می شود.

استفاده از ترکیبات پایه و پیوندک، مانند پایه نارنگی کلئوپاترا یا نارنج

استفاده از محلول های کود مناسب که شامل مخلوط های مختلف کلسیم و نیترات باشد

استفاده از محرک های زیستی، میکروب های محرک رشد گیاه و هیدروژل ها