نقش مواد ضدعفونی‌کننده در افزایش مقاومت بذر و نهال در برابر شوری خاک

شوری خاک یکی از چالش‌های مهم زمین‌های کشاورزی در بسیاری از نقاط جهان و از جمله ایران است که نهال و بذرهای گیاهان را با کاهش رشد و در نهایت مرگ روبرو می‌کنند. عدم توجه به مدیریت شوری خاک با توجه به کمبود منابع آبی کشور و کاهش ریزش باران با تاثیر بر کاهش بهره‌وری تولید محصولات کشاورزی، تامین مواد غذایی را مشکل می‌کند. در حال حاضر انواع روش‌های اصلاح ژنتیک، تیمار بذر، مدیریت آبیاری و کوددهی همراه با اصلاح شیمیایی ترکیب خاک برای افزایش مقاومت گیاهان در برابر شوری استفاده می‌شود. در این مطلب، بعد از بررسی تاثیر شوری خاک بر رشد بذر و نهال گیاه، هر یک از روش‌های مقابله و مدیریت این چالش را تشریح می‌کنیم.

همچنین بخوانید:

♣ تاثیر شوری خاک روی گیاهان | راه های مقابله با شوری خاک در کشاورزی

♣ جوانه زنی بذر و عوامل موثر بر افزایش جوانه زدن

 اثرات شوری خاک بر رشد گیاهان و کاهش عملکرد زراعی

قرن حاضر در سراسر جهان همراه با تغییرات آب و هوا و بالا رفتن دمای کره زمین همراه با کاهش منابع آبی بوده است. این عوامل با افزایش شوری خاک، کاهش شدید اراضی قابل کشت و افت کیفیت محصولات کشاورزی را به‌دنبال دارد که در صورت پیدا نکردن راهکار مناسب حتی می‌تواند به کمبود منابع غذایی منجر شود. شوری خاک در گیاهان تنش‌های اسمزی، اختلالات تغذیه‌ای، کاهش جذب فسفر، کاهش فتوسنتر و سمیت یونی را ایجاد می‌کند. این موضوع با تجمع بیش از اندازه یون‌های سدیم و کلر در بافت گیاه باعث زرد شدن برگ، کاهش رشد و در نهایت مرگ گیاه می‌شود.

البته اثرات شوری خاک در مراحل اولیه رشد بذر و نهال شدیدتر است و افت جوانه‌زنی و اختلال در فتوسنتز را به دنبال دارد. آمار در ایران نشان می‌دهد که حدود ۱۰ درصد از زمین‌های قابل کشت کشور تحت تاثیر شوری خاک قرار دارند. از این میان ۲۵ درصد زمین‌ها با شدت شوری 4 دسی زیمنس بر متر، در سطح بسیار بالا و خطرناکی هستند. این سطح وسیع از خاک‌های شوردر کشور که ناشی از برداشت بی‌رویه از منابع آبی زیر زمینی، کمبود بارش و تبخیر آب است، نیاز به توجه ویژه برای پیدا کردن راه‌حل‌های مربوط دارد.

اهمیت مقاوم بودن انواع بذر در برابر شوری

علاوه بر تاثیری که شوری خاک بر کاهش رشد گیاهان کشت شده دارد، بذرهای داخل خاک نیز در خاک‌های شور دچار تنش می‌شوند. شوری خاک جوانه‌زنی بذر را از طریق تاخیر در جذب آب و کاهش فعالیت آنزیم آلفا آمیلاز که مسئول تجزیه نشاسته است، مختل می‌کند. در نتیجه پتانسیل اسمزی خاک به نسبت پتانسیل داخلی بذر کاهش یافته و مانع جذب آب می‌شود. این موضوع سرعت جوانه‌زنی بذر را کاهش می‌دهد و همچنین در طولانی‌مدت به سلول‌های حیاتی موثر در رشد آن آسیب وارد می‌کند.

بذرهای مقاوم به شوری معمولا پوشش‌هایی ضخیم‌تر دارند که مانع ورود مستقیم نمک به بافت سلولی داخلی می‌شود. در نتیجه با مدیریت یون‌های اضافی سدیم و کلر موجود در خاک و حفظ سطح فعالیت آنزیم آلفا آمیلاز، انرژی لازم برای جوانه‌زنی و رشد بذر را فراهم می‌کنند. همچنین ساختار ژنتیکی این بذرها به‌ شکلی است که با تولید پروتئین‌های تنظیم‌کننده تنش مانع آسیب به غشای سلولی گیاه می‌شوند. استفاده از بذرهای مقاوم در شوری با توجه به افزایش فعلی سطح زمین‌های خشک در کشور تضمینی برای رشد طبیعی آن در شرایط شور و بهبود عملکرد کشاورزی در مناطق مختلف است.

 روش‌های افزایش مقاومت بذر و نهال در برابر شوری

برای کاهش اثرات شوری خاک بر رشد گیاهان، متخصصان کشاورزی روش‌های مختلفی را استفاده می‌کنند. اگر زمین کشاورزی در منطقه خشک و نیمه خشک با احتمال بالای شوری قرار دارد، استفاده از بذرهای اصلاح شده ژنتیکی و مقاوم بهترین روش است. اما راه‌هایی نیز برای مدیریت میزان شوری خاک در مورد نهال‌ها و گیاهان کاشت شده وجود دارد که مقاومت آن‌ها را در برابر این تنش افزایش می‌دهد.

روش‌های افزایش مقاومت بذر در برابر شوری خاک

اصلاح بذرها ترکیبی از روش‌های شیمیایی، بیولوژیکی و ژنتیک است که بر پایه دانش و فناوری روز، ویژگی اولیه بذر را تغییر داده یا ساختار آن‌را در برابر شوری مقاوم می‌کند. مهم‌ترین این روش‌ها به شرح زیر هستند:

اصلاح ژنتیک بذر

در این روش بسیار موثر و البته پرهزینه، با استفاده از مهندسی ژنتیک، ژن‌های خاص مقاوم به شوری از گیاهان دیگر به بذر منتقل می‌شود یا با دستکاری ژن‌های بذر، میزان مقاومت آن را در برابر شوری افزایش می‌دهند. معمولا در اصلاح ژنتیکی، ژن‌های حامل یون سدیم، ژن‌های تولیدکننده آنزیم‌های آنتی اکسیدان و ژن‌های متعادل‌کننده فشار اسمزی در بافت سلول دستکاری و اصلاح می شوند. در نتیجه این عملیات مقاومت بذر گیاه در برابر تنش‌های یونی، اسمزی و اکسیداتیو ناشی از شوری خاک افزایش می‌یابد. اصلاح ژنتیکی بذر نیاز به فناوری‌های پیشرفته و تجهیزان گران قیمت دارد و حتی در برخی کشورها الزامات قانونی برای استفاده وسیع آن وضع شده است. اما با این وجود در شرایط تحت کنترل، روشی با دقت بالا و هدفمند برای رفع مشکل مقاومت بذر در برابر شوری خاک به‌حساب می‌آید.

تیمار بذر

در این روش، بذرهای معمولی قبل از کشت طی فرایندی خاص در معرض مواد شیمیایی قرار می‌گیرند. با این کار، مقاومت آن‌ها در برابر شوری افزایش پیدا کند. مهم‌ترین این فرایندها به شرح زیر هستند:

• خیساندن بذر در محلول‌های اسمزی برای افزایش مقاومت اسمزی در خاک شور
• خیساندن بذر در محلول‌های رقیق نمکی برای آماده‌سازی و جلوگیری از ایجاد تنش در خاک شور
• خیساندن بذر در آب برای فعال‌سازی سیستم‌های آنزیمی
• استفاده از هورمون‌های خاص مانند جبیرلین، اسید سالسیلیک برای تنظیم رشد گیاه در خاک شور
• استفاده از باکتری‌ها و قارچ‌های مفید برای تحریک رشد، بهبود جذب مواد مغذی و افزایش مقاومت در برابر شوری

تیمار بذر روشی ساده و ارزان است. با این حال بر خلاف اصلاح ژنتیک تاثیری کوتاه مدت دارد و اثر آن تنها محدود به مراحل اولیه رشد بذر است.

روش‌های افزایش مقاومت نهال در برابر شوری خاک

از آنجا که نهال‌ها و گیاهان کاشت شده در خاک شور در مرحله رشد قرار دارند، برای افزایش مقاومت آن‌ها در برابر شوری روش‌های متفاوتی استفاده می‌شود. این روش‌های ترکیبی از موارد اصلاحی شرایط خاک، نحوه آبرسانی و تغذیه گیاه است.

الف) مدیریت صحیح آبیاری

برای کاهش تجمع یون‌های سدیم و کلر موجود در خاک‌های شور، لازم است آبیاری را با حجم بالا به‌ شکل منظم انجام داد. این کار باعث می‌شود که محلول‌های نمکی از قسمت ریشه خاک شسته شوند و توان جذب آب توسط ریشه افزایش پیدا کند. برای انجام موثر این روش نیاز به خاک‌ها با زهکشی مناسب و دسترسی به آب نسبتا شیرین با املاح پایین است.

ب) کوددهی مناسب

شوری خاک، جذب مواد مغذی مورد نیاز رشد گیاه مانند پتاسیم، کلسیم، روی و آهن را در گیاه کاهش می‌دهد. برای جبران این کمبود، کودهی مناسب گیاهان با محلول‌های سولفات پتاسیم، نیترات پتاسیم، نیترات کلسیم، کلات آهن باعث استحکام دیواره سلولی و کاهش نفوذ یون سدیم در ریشه گیاه می‌شود.

ج) اصلاح شیمیایی خاک

در این روش با اضافه کردن مواد خاص شیمیایی به خاک، یون‌های مضر مانند سدیم خنثی می شود. با تاثیر بر افزایش نفوذ‌پذیری آن، ساختار خاک برای رشد بهتر گیاه بهبود می‌یابد. گچ کشاورزی، گوگرد و پلیمرهای جاذب رطوبت از رایج‌ترین موادی هستند که با کاهش جذب نمک در ریشه و افزایش میزان حلالیت عناصر مغذی، مقاومت گیاه در برابر تنش شوری را افزایش می‌دهند.

د) پوشش دهی خاک با مالچ

در این حالت خاک با لایه‌ای از مواد آلی یا معدنی پوشانده می‌شود تا غلظت نمک در ریشه خاک کاهش یابد. مالچ سنگی، کاه، پوست برنج و کمپوست رایج‌ترین مواد مورد استفاده هستند که با بهبود ساختار خاک مقاومت گیاه در برابر شوری را افزایش می‌دهند.

ه) هرس و اصلاح دوره‌ای گیاهان

شاخه‌ها یا میوه‌های اضافی روی گیاه، فشار روی ریشه را افزایش می‌دهد. هرس مناسب و به موقع با کاهش مصرف آب تمرکز رشد گیاه را روی ریشه و انتقال مواد مغذی به این ناحیه قرار می‌دهد.

  نقش ضدعفونی‌کننده‌های شیمیایی در افزایش مقاومت بذر و نهال نسبت به شوری

ضدعفونی کننده‌های شیمیایی مخصوص کشاورزی نقش غیرمستقیم در افزایش مقاومت بذرها و گیاهان  نسبت به شوری خاک دارند. ضدعفونی بذر با این مواد در غلظت‌های مناسب و کنترل شده، برای کاهش یا حذف بار میکروبی به کار می روند. به همین جهت می‌توان با مصرف آن‌ها عوامل بیماری‌زای خاک را از بین برد. در خاک‌های شور سیستم دفاعی گیاه به‌دلیل جذب ناکافی مواد مغذی و کاهش توانایی ریشه  ضعیف می‌شود. لذا تاثیر منفی میکروارگانیسم‌های بیماری‌زای موجود در خاک بیشتر می‌شود. بنابراین استفاده درست متناسب با PH خاک با پاکسازی ریشه از عوامل بیماری‌زا، مقاومت گیاه در برابر تنش را افزایش می‌دهد. در مورد بذرها نیز حضور قارچ یا باکتری بیماری‌زا در خاک شور، تنش محیطی را افزایش داده و باعث از بین رفتن زودهنگام آن می‌شود. بنابراین استفاده از ضدعفونی‌کننده‌ها در فواصل زمانی مشخص، جوانه‌زنی بذر را بهبود می‌دهد.

معمولا انواع محلول‌های فرمالین، کلروپیکرین، پراکسید هیدروژن و ترکیبات گوگردی برای این کار مناسب هستند. البته انتخاب مناسب‌ترین نوع ضدعفونی‌کننده بستگی به نوع گیاه، میزان شوری خاک و نوع میکروارگانیسم بیماری‌زا دارد.

کلام آخر:

تیمار بذر، اصلاح ژنتیک، مدیریت آبیاری و کوددهی، هرس شاخه‌های اضافی و اصلاح ترکیب شیمیایی خاک مهم‌ترین روش‌های افزایش مقاومت بذر و نهال در برابر شوری خاک است. هر یک از این موارد تاثیر جداگانه‌ای بر افزایش استحکام ریشه، تقویت جذب آب و مواد مغذی، تحریک رشد و تنظیم مواد شیمیایی در خاک دارند. در این میان ضدعفونی‌کننده‌های شیمایی کشاورزی نیز با تاثیر غیر مستقیم از طریق کاهش بار میکروبی خاک، سیستم دفاعی گیاه را تقویت کرده و آن‌را در برابر تنش‌های محیطی ناشی از درگیر شدن با بیماری‌های مختلف محافظت می‌کنند. با این حال به‌کار بردن هر روش نیاز به مشاوره تخصصی با کارشناسان حوزه کشاورزی و برنامه‌ریزی برای اجرای صحیح آن دارد. صنایع آرال شیمی نیز در کنار فعالان این حوزه قارچکش ارگانیک اگروسیب و پراکسیدین کشاورزی را تولید کرده است. این محصولات، نقش پررنگی در جلوگیری از پیشرفت تنش شوری در خاک‌های کشاورزی ایران ایفا می کند.