یونجه

امروزه تولید غذا به عنوان اصلی ترین مسئله در جهان مطرح بوده و در این میان تولید علوفه و دامپروری جایگاه ویژه ای می یابد. یونجه یا طلای سبز با نام علمی Medicago sativa و نام انگلیسی Alfalfa مهمترین گیاه علوفه ای دنیا و اولین گیاه علوفه ای اهلی شده است که بشر اولیه آنرا به عنوان تغذیه دام تشخیص داده است. مبدا اصلی یونجه خاور نزدیک و آسیای مرگزی بوده و ناحه مرکزی ایران منشا جغرافیایی یونجه است. یونجه در بین گیاهان علوفه ای به علت کیفیت خوب، خوشخوراکی و دارا بودن ذخائر غذایی، از جمله مواد معدنی مانند کلسیم و مواد پروتئینی اهمیت خاصی پیدا کرده است به طوری که یونجه بیش از ۲ تن پروتئین در هکتار در سال را تولید می نماید. یونجه با تثبیت ازت خاک بر حاصلخیزی خاک می افزاید و عمری بین ۴ تا ۲۰ سال دارد که معمولا عمر مفید آن ۷ سال است. در مقابل تغییرات محیط حساس بوده و قادر است ۵۰ تا ۶۰ درجه زیر صفر و ۵۰ درجه بالای صفر را تحمل نماید.
●یونجه هایی که امروزه کشت می شوند به ۴ گروه تعلق دارند:
۱ - گروه یونجه های معمولی جنس Medicago sativa دارای گل های بنفش رنگ هستند و بطور زیادی کشت می شوند.
۲ - گروه یونجه های ترکستان که همان یونجه های معمولی هستند ولی مرکز پیدایش آنها آسیای مرکزی هستند. در این گروه رشد مجدد خیلی کم است.
۳ - گروه یونجه های الوان جنس Medicago media هستند. این گروه بر خلاف گروه اول دارای گلهای الوان هستند. کاشت این گروه اگر به منظور تولید بذر باشد عملکرد بذری پائینی دارند.
۴ - گروه نان هاردی که این گروه دارای رشد عمودی زیادی هستند. خواب زمستانی در آنها خیلی کوتاه است و یا می توان گفت اصلا خواب زمستانی ندارد.

کشاورزی پایدار

مسئله قحطی برزیل، آفریقا و جاهای دیگر، بسیاری از مسایل زیست محیطی مرتبط با غذا را روشن می کند.چهار جنبه از ارتباط بین ذخایر جهانی غذا و محیط زیست را می توان برشمرد.اول آن که مشکل جدید غذایی بشر نتیجه افزایش شدید جمعیت است که از منابع غذایی و سیستم توزیع ناکافی محلی پیشی می گیرد.دوم آن که تولید غذا در گرو محیط زیست است. وقتی خشکسالی یا کمبود منابع ضروری پیش آید تولید غذا کاهش می یابد. به علت نوسانات محیطی، سال های خوب و سال های بد وجود دارد و کشاورز باید خود را با این تغییرات زیست محیطی سازش دهد.سوم آن که کشاورزی موجب تغییر محیط زیست می شود.
هرجا که تغییرات حاصله آسیب زننده باشد مردم بسیاری از آن صدمه می بینند. تاریخ کشاورزی را می توان به صورت زنجیره ای از کوشش ها برای غلبه بر محدودیت ها و مشکلات زیست محیطی دید. اما هریک از این راه حل های جدید مشکلات زیست محیطی تازه ای به وجود آورده که خود نیز نیازمند راه حل های جدید دیگری بوده است. وقتی به دنبال بهبود نظام های کشاورزی هستیم باید منتظر آثار جنبی نامطلوب آن نیز باشیم و برای رفع آن آمادگی داشته باشیم.چهارم آن که آشفتگی های اجتماعی و برداشت های اجتماعی نیز به شدت بر منابع غذایی جهان تاثیر دارد، این منابع نیز بر محیط زیست موثر است و محیط زیست نیز بر کشاورزی اثر دارد.
● منابع غذا
جوامع ابتدایی غذای خود را از طریق شکار و جمع آوری، فراهم می کردند. هنوز هم بعضی از جوامع منحصراً با این روش ها غذای خود را تامین می کنند اما بیشتر مردم با کاشت گیاهان یا پرورش حیوانات اهلی به تهیه غذا می پردازند، گرچه قسمتی از غذای انسان از اقیانوس ها و آب های شیرین به دست می آید اما ۹۵ درصد پروتیین و قسمت اعظم کالری مورد نیاز جمعیت انسان از کشاورزی و دامپروری سنتی متکی بر زمین تامین می شود.
● محصولات کشاورزی
گرچه بالغ بر ۲۵۰ هزار گونه گیاهی وجود دارد، اما فقط سه هزار گونه آن در کشاورزی به کار گرفته شده و فقط ۳۰۰ گونه آن به عنوان غذا پرورش یافته است و از این تعداد فقط ۱۰۰ گونه در مقیاس وسیع مورد استفاده قرار گرفته است. هدف از پرورش بعضی از این محصولات تامین غذاست حال آن که بعضی دیگر در تولیدات تجاری مثل تهیه روغن و الیاف به کار می روند. قسمت عمده غذای جهان از ۲۰ گونه محصول به دست می آید.
● دام
دام های اهلی یکی از منابع مهم غذا بوده و تاثیر عمده ای بر زمین دارند، دام های عمده مورد استفاده برای غذا از گروه نشخوارکنندگان هستند.
● آب کشت
آب کشت یا کشتاب ورزی نوعی تولید غذا از زیست گاه های آبی اعم از آب های شیرین و دریاهاست. گرچه آب کشت در حال حاضر بخش کوچکی از غذای جهان را تامین می کند اما برای بسیاری از کشورها و به خصوص در آسیا و اروپا منبع پروتیین مهمی است و برای بسیاری از نقاط جهان نیز بالقوه می تواند محصول تجاری مهمی باشد.
● کشت دریایی
انسان هنوز هم در ارتباط با قسمت عمده اقیانوس،یک شکارچی ـ جمع آورنده و نه یک کشاورز و تولیدکننده است - این امر تفاوت عمده بین روش های تولید سنتی غذا از زیست گاه های دریایی و تولید سنتی کشاورزی است. گرچه این وضع به شدت در حال تغییر است اما هنوز هم یادگیری روش های کشت اقیانوس بس مشکل تر از بهره برداری از زمین است. در عین حال کشت یعنی پرورش موجودات دریایی در چند دهه گذشته به سرعت رشد یافته و انتظار افزایش آن در آینده نیز می رود.گرچه فقط جزو کوچکی از پروتیین جهان از دریاکشت به دست می آید اما اهمیت آن برای بعضی از کشورها زیاد است و می تواند محصول تجاری با ارزش باشد.
● ذخایر غذایی جهان
کمبود غذا بر دو قسم است:
۱) کم غذایی (under nour ishment)
یعنی فقدان کالری کافی در غذای مهیا به گونه ای که فرد توان حرکت و کار نداشته باشد.
۲) سوءتغذیه (Malnourishment)
یعنی فقدان یکی از اجزای خاص غذا همچون پروتیین، ویتامین یا عناصر شیمیایی ضروری.
هر دو مشکل بالا ابعاد جهانی دارد. تغذیه ناکافی به قحطی منجر می شود پدیده ای که وقتی پیش آید بسیار آشکار، چشم گیر و برق آساست. در عوض سوءتغذیه پدیده ای درازمدت و نامحسوس است. گرچه فرد مبتلا فوراً نمی میرد اما بهره وری اش کمتر از افراد عادی بوده و ممکن است دچار آسیب های دایمی مغزی شود و بالاخره گرسنگی مزمن که ابتلای به آن در مواردی پیش می آید که افراد به قدر زنده ماندن غذا دارند اما مقدار آن برای زندگی پربار و رضایت بخش کافی نیست.
● معیارهای مهیایی غذا
یکی از معیارهای قابلیت جهان در مبارزه با تغذیه ناکافی و قحطی، معیار ذخیره غله در دسترس به روز است. نیمی از ذخایر غله جهان را ایالات متحده انبار می کند و حدود چهار میلیون تن غله ذخیره برای کمک های فوری در اختیار دارد. از زمان جنگ جهانی دوم به بعد این کشور صادرکننده و اهداکننده عمده غذا در جهان بوده است. برای جلوگیری از آن دسته نوسانات شدید منابع غذایی که از عدم قطعیت های آب و هوایی به وجود آمده باید سیستمی به وجود آورد که در آن ذخایر غذا و امکانات حمل آن به مناطق مورد نیاز تدارک شده باشند.یک معیار دیگر مهیا بودن غذا، تولید سرانه غذا یعنی مقدار غذای تولیدی در قبال هر فرد است. امروزه رشد جمعیت و تولید غذا در کشمکش با یکدیگر قرار دارند و گرچه در درازمدت برای هر دو محدودیت هایی وجود دارد اما در کوتاه مدت معلوم نیست که کدام یک از آنها از دیگری پیشی می گیرد جمعیت و ذخایر غذا هر دو افزایش یافته اما تولید غذا با تغییرات بسیار همراه بوده است و باید گفت که به طور متوسط در مقدار سرانه غذای مهیا، افزایشی صورت نگرفته است.
● تقاضای غذا
مقدار غذای خریداری شده در یک قیمت معین را تقاضای غذا می گویند،مشروط به این که غذا فراهم باشد. مقدار این تقاضا با رشد جمعیت و رشد درآمد سرانه افزایش می یابد.
به علاوه وقتی سطح توقعات بالا می رود و مردم آگاه می شوند که می توان غذای بیشتر و متنوع تر مصرف کرد بازهم تقاضای سرانه افزایش می یابد، ارتباط جدید به افزایش سطح توقعات و در نتیجه افزایش تقاضای سرانه منجر شده است.
● محدودیت های تولید غذا
حتی اگر با به کارگیری محصولات جدید مهندس ژنتیک و کود و آب بیشتر جهش بزرگی در تولید غذا صورت بگیرد باز هم برای تولید غذای زمین حدی متصور است. اگر جمعیت به روند رشد کنونی خود ادامه دهد و قرار باشد همه مردم به حد کافی تغذیه شوند لازم است تا در اولین دهه قرن آینده تولید غذا دو یا سه برابر گردد. اما برای چنین افزایشی محدودیت وجود دارد. زیرا هم اکنون معلوم شده که در زمینه آن قسمت از افزایش محصول که بر اثر اضافه شدن کود در هکتار به دست می آید در مورد بسیاری از محصولات به حد نهایی رسیده ایم برای اضافه کردن محصول در واحد سطح در آینده باید به سراغ انواع پرمحصول جدید و یا نژادهای فوق العاده جدید از محصولات کنونی (مثل نژاد فوق العاده برنج) رفت. چنین افزایشی خود ممکن است مشکلات زیست محیطی بیشتری را سبب شود.
یک محدودیت دیگر آن که تغییرات اقلیمی بیشتر ممکن است محصول را کاهش دهد نه افزایش، زیرا بهترین خاک های جهان در مناطقی واقع شده که اقلیم آن برای کشاورزی به خوبی مناسب است. بنابراین بیشتر تغییرات اقلیمی احتمالاً اوضاع را بدتر خواهد کرد. در کل این طور می توان نتیجه گیری کرد که:
در آینده توجه اصلی باید بر کشاورزی پایدار باشد که در آن تولید در واحد سطح به مقداری محدود می شود که به خاک آسیب ترند، منابع آب را نخشکاند، نژادهای وحشی محصولات موجود یا گونه های بالقوه مناسب برای غذای جدید را منقرض نسازد و به آلودگی دایمی آب های پایین دست نینجامد.

علایم دیداری کمبود مواد غذایی در گیاهان

منابع علایم دیداری

تنش‌هایی از قبیل شوری، عوامل بیماریزا و آلودگی هوا، مجموعه علایم مشخصة خود را بر علایم دیداری القاء می‌کنند. اغلب، این علایم، شباهت نزدیکی با علایم کمبود مواد غذایی دارند. عوامل بیماریزا اغلب کلروز بین رگبرگی ایجاد می‌کنند و آلودگی هوا و تنش شوری می‌توانند باعث سوختگی نوک برگ شوند. هر چند در ابتدا این علایم ممکن است با علایم عمومی کمبود مواد غذایی شبیه به نظر بیایند، اما در جزئیات و / یا در طرح گسترش سرتاسری‌شان، با هم اختلاف دارند.

علایم پاتولوژیکی اغلب می‌توانند از علایم تغذیه‌ای بوسیلة توزیعشان در جمعیت گیاهان آلوده مجزا شوند. اگر گیاهان تحت تنش غذایی هسند، همة گیاهان مشابه و در یک مرحلة رشدی و در محیط مشابه، در زمان مشابهی، علایمی شبیه به هم خواهند داشت؛ در صورتی که اگر تنش به خاطر پاتوژن باشد، توسعة علایم فقط در گیاهانی که پاتوژن به آنها رسیده بسیار زیاد خواهد بود.



ارتباطات محیطی

گیاهان، مقادیر قابل توجهی از مواد غذایی را از خاک در طول دورة رشد طبیعی‌شان خارج می‌کنند و به این دلیل باعث تغییرات محیطی طولانی مدت بسیار زیادی می‌شوند. اثرات روی خاک، بسیار بیشتر از خارج کردن یا تخلیة عناصر است. باید تعادل سیستم گیاه ـ خاک در طول مدت جذب مواد غذایی، برقرار نگه داشته شود. برقراری تعادل معمولاً‌ به وسیلة دفع پروتون و / یا یون‌های هیدروکسیل توسط گیاه و جذب کاتیون‌ها یا آنیون‌های غذایی اتفاق می‌افتد. برای مثال هنگامی که کود آمونیاک به گیاهان داده می‌شود، آنها بیشتر نیاز خود به نیتروژن را از کاتیون آمونیوم به دست می‌آورند تا آنون نیترات معمولی. چون نیترات تنها آنیونی است که به مقدار زیادی توسط گیاهان استفاده می‌شود، پس در طول جذب طبیعی عناصر، دفع پروتون از دفع یون‌های هیدروکسیل بسیار فراتر می‌رود. در وضعیت رشد شدید گیاهان، مقادیر دفع شدة پروتون‌ها می‌تواند برای کاهش pH خاک به میزان چندین واحد کافی باشد.

تغییرات چنین عظیمی در pH خاک می‌تواند دلالت بر فرآیندهای زیادی روی خاک، مانند ساختار خاک، قابلیت در دسترس بودن عناصر و آبشویی عناصر داشته باشد. اثرات ناگهانی روی خاک، ممکن است برای برخی گیاهان مطلوب باشد مانند گیاهان اسیددوست که این وضعیت باعث در دسترس قرار گیری بیشتر عنصر آهن می‌گردد. هر چند در ادامه، پایین آمدن pH خاک می‌تواند به گیاهان آسیب برساند، زیرا قابلیت در دسترس بودن عناصر تغییر خواهد یافت. خاکی با pH کم، اجازه خواهد داد عناصر ریز مغذّی به آسانی از پروفیل خاک شسته شوند و سرانجام باعث فقدان عناصری از قبیل Cu و Zn می‌شود. در مجموع، هنگامی که pH خاک از 5 پایین‌تر می‌آید، قابلیت انحلال Al و Mn می‌تواند افزایش بیابد و چنین وضعیتی باعث ایجاد حالت سمّی برای رشد گیاهان شود.

گیاهان اغلب به ارتباطات محیطی واکنش نشان داده و از آن تأثیر می‌پذیرند. اگرچه این یک فرضیة معتبر ثابت نیست، بسیاری از گیاهان به این امر گرایش دارند که با مهارت، عناصر معیّنی را به سهولت از محیط اطرافشان جذب کنند. برای مثال، آهن یک عنصر محدود کننده در بسیاری از اراضی کشاورزی است اما به طور متوسط در 3% از خاک‌ها، بیش از نیاز گیاهان در دسترس است. بعضی از گیاهان به طور فعال، پروتون‌های را دفع کرده و باعث کاهش pH خاک و در نتیجه افزایش قابلیت انحلال آهن در محیط اطراف خود می‌شوند. در مجموع، دیگر گیاهان فیتوسیدروفورها را دفع کرده تا کلات خاک، آهنِ اندوخته شده را بیشتر در دسترس گیاه قرار دهد.



خط سیر ظهور علامت

در نگاه اوّل، به نظر می‌رسد که تمایز میان کمبود عناصر غذایی برای 13 عنصر معدنی ضروری، نسبتاً ساده باشد. امّا چنین فرضی نادرست است. در واقع، علایم کمبود کاملاً پیچیده هستند زیرا هر عنصر کارکردهای بیولوژیکی متفاوتی دارد و هر کارکرد ممکن است مجموعة مجزایی از اثرات متقابل با یک محدودة وسیع از پارامترهای محیطی داشته باشد. در مجموع، تعریف این علایم برای شرایط کمبود بحرانی یا مزمن، متفاوت است.

کمبود بحرانی هنگامی اتفاق می‌افتد که یک عنصر برای مدّت کوتاهی در مرحلة رشد گیاه، از دسترس خارج می‌شود. کمبود مزمن هنگامی اتفاق می‌افتد که یک عنصر به طور مداوم محدود شود در حالی که گیاه برای رشد خود به آن نیازمند باشد.

بیشتر علایم کمبود کلاسیک شرح داده شده در کتب درسی، نشان دهندة کمبودهای بحرانی هستند. بیشتر علایم عمومی در کمبودهای مزمن شبیه به هم بوده، شامل برگ‌های سبز تیره و رشد کم و یا آهسته می‌باشد. بیشتر توضیحات تیپیک منتشر شده دربارة علایم کمبود، در نتیجة آزمایشات هدایت شده در گلخانه‌ها یا اتاقک‌های رشد بوده، که در این صورت، گیاه در شرایط هایدروپونیک ( آبکشت ) یا مدیا که در آنها عناصر به طور کامل در دسترس قرار دارند، رشد داده شده است.

در این شرایط، عناصر به آسانی در دسترس هستند. امّا هنگامی که عنصر تقلیل می‌یابد، گیاه به طور ناگهانی با کمبود بحرانی مواجه می‌شود. بنابراین مطالعات آبکشت، به توسعة کمبودهای بحرانی توجه دارند.

در طرح‌های آزمایشی مطالعة علایم کمبود عناصر ریز مغذّی، معمولاً این عناصر از محلول غذایی حذف می‌شوند. عناصر ریز مغذّی اغلب در دانه یا به صورت آلاینده در محیط حضور دارند پس یک گیاه پس از اینکه این مقادیر عناصر ریز مغذّی را به مصرف رساند، آن وقت علایم کمبود بحرانی را نشان می‌دهد.

وقتی که علایم کمبود عناصر پر مصرف جستجو می‌شود، می‌توان روی سرعت رشد و اندازة گیاه متمرکز شد. گیاه را به طور متناوب در مراحلی از رشد می‌توان تحت کاربرد عنصری قرار داد که محدود کنندة رشد است. چون عناصر پر مصرف به طور مداوم به مقدار زیادی برای رشد گیاه مورد نیاز است، عناصر در دسترس به سرعت تقلیل یافته و در نتیجه باعث کمبود بحرانی می‌گردد.

در سیستم‌های طبیعی، گیاهان با تنش‌هایی با انواع و درجات مختلف رو به رو شده و علایم متفاوتی بروز می‌دهند. شاید بیشتر کمبود عناصر عمومی در محیط‌های طبیعی، به خاطر کم شدن عنصری که نقش محدود کننده پیدا کرده، در اثر عوامل فرسایش باشد. در چنین وضعیتی، عنصر محدود کننده باعث ایجاد علایم کمبود مزمن عنصر می‌شود.



اثر انتقال روی ظهور علامت

اثر متقابل بین انتقال عنصر در گیاه و سرعت رشد گیاه، می‌تواند یک فاکتور مهم که نوع و محل علایم کمبود و توسعة آنها را تحت تأثیر قرار می‌دهد به شمار رود. برای بسیاری از عناصر متحرک مانند نیتروژن و پتاسیم، علایم کمبود به طور واضح در برگ‌های پیر و بالغ ظهور می‌یابند. زیرا در مواقع کمبود عنصر، این عناصر از برگ‌های پیر و بالغ به سمت برگ‌های جوان نزدیک مناطق رشد گیاه حرکت می‌کنند.

در واقع، عناصر متحرکی که به تازگی توسط ریشه‌ها جذب می‌شوند، به سمت برگ‌های تازه و مناطق رشد حرکت می‌کنند. بنابراین برگ‌های پیر و بالغ در طول زمان تنش، از عناصر متحرک خالی شده، در حالی که برگ‌های تازه، از مقادیر مطلوب بیشتری از عنصر برخوردار هستند.

تمرکز واضح علایم کمبود عناصر کم حرکت مانند کلسیم، بُر و آهن، بر خلاف عناصر متحرک می‌باشد؛ در اینجا علایم کمبود ابتدا در مناطق رشد و برگ‌های جوان ظاهر می‌شوند در حالی که در برگ‌های پیر، مقادیر مطلوب عنصر باقی می‌ماند. (فرضیه‌ای وجود دارد مبنی بر اینکه این گیاهان غلظت کافی عنصر شروع به رشد کرده اما برای توسعه یافتن، به مازاد عنصر نیاز دارند). در گیاهانی که خیلی آهسته در طول چند فصل رشد می‌کنند عواملی به غیر از تغذیه (مانند نور کم) اگر به طور طبیعی محدود کننده نباشند حتی در صورت کمبود عناصری تحت این شرایط، گیاه به آرامی به رشد خود ادامه داده حتی بدون اینکه علایم کمبودی ظاهر شوند. این نوع ظهور مشابه آنچه در عناصر کم حرکت اتفاق می‌افتد می‌باشد، زیرا اضافه عناصر در برگ‌های پیر، سرانجام برای تأمین توسعة بافت‌های جدیدتر به سوی آنها منتقل می‌شود. در مقایسه، گیاهی با رشد سریع، از کمبودهای شدید در بافت‌های فعال رشدی از قبیل لبه‌های برگ و منطقة رشد گیاه، بیشتر آسیب می‌بیند. یک مثال کلاسیک از این مورد، کمبود کلسیم در سبزیجاتی مانند کاهو است که ظهور علایم روی حاشیة برگ (سوختگی نوک برگ) و منطقة رشد نزدیک مریستم‌ها می‌باشد. حداکثر رشد کاهو اغلب به وسیلة سرعت جا به جایی درونی کلسیم به بافت‌های در حال رشد، محدود می‌شود تا در نتیجة محدودیت ذخیرة عناصر در خاک.

هنگامی که عناصر متوسط حرکت مانند گوگرد و منیزیم، عناصر محدود کنندة سیستم هستند، علایم کمبود به طور طبیعی در سرتاسر گیاه مشاهده می‌شوند. هر چند سرعت رشد و میزان در دسترس بودن عنصر می‌تواند اختلاف قابل توجهی روی محل بروز علایم ایجاد نماید. اگر کاربرد عنصر به صورت فرعی با میزان رشد مقایسه شود، علایم در بافت‌های پیرتر مشاهده می‌شوند اما اگر کاربرد خیلی کم عنصری با میزان رشد مقایسه گردد، یا عنصر کاملاً تخلیه گردد، ابتدا بافت‌های جوان‌تر ناکارا می‌شوند.



رقابت گیاه و تحریک کمبودها

هنگامی که علایم مشاهده شده مستقیماً در نتیجة کمبود عنصر هستند، همه چیز را به طور صریح به ما می‌گویند. اگر چه علایم اغلب نتیجة اثرات متقابل با دیگر فاکتورهای محدود کنندة محیطی که قابلیت در دسترس بودن عنصر را تحت تأثیر قرار می‌دهند، می‌باشند. نمونة کلاسیک آن، کمبود آهن است که به دلیل افزایش فلزات سنگین در محیط ایجاد می‌شود. انتقال فلزاتی از قبیل Cu ، Zn ، Cr و Ni ، با Fe و دیگر عناصر جذبی گیاه رقابت می‌کنند.

رقابت برای جذب، مخصوص Fe و فلزات سنگین نیست بلکه این امر برای همة ناصر معدنی که از نظر شیمیایی و مکانیزم جذب مشابه می‌باشند، حقیقت دارد. برای مثال، اگر قابلیت در دسترس بودن Ca یا Zn نسبتاً کمتر از آهن است، تمرکز بیش از حدّ برخی دیگر از فلزات مانند Ni یا Cr باعث کمبود بیشتر یکی از این عناصر نسبت به Fe می‌شود. دربارة عناصر پر مصرف، مقادیر بیش از اندازة Mg ، با K برای جذب رقابت کرده و احتمالاً می‌تواند باعث کمبود K شود.

عقیمی خاک‌های سرپنتاین به دلیل چنین رقابتی است. این خاک‌ها با دارا بودن Mg زیاد، باعث کمبود Ca می‌گردند. سمّیت خاکی با pH پایین، مثال دیگری از کمبود عناصر پایه‌ای است. pH پایین، تأثیر روی عناصر خاک دارد: کمک به شستشوی کاتیون‌ها، آنها را از دسترس گیاه خارج کرده و مقادیر نسبتاً زیاد پروتون‌ها در خاک با Ca و دیگر کاتیون‌ها در جذب رقابت می‌کنند. بنابراین کمبود عناصر می‌تواند به دلیل تعداد زیادی از مکانیزم‌ها که قابلیت استفادة عنصر را محدود می‌کنند، به وقوع بپیوندد.



تقاضای عنصر و کارایی استفاده

اگرچه همة گونه‌های مشابه گیاهان، پاسخ‌های مشابهی به تنش غذایی می‌دهند، گیاهان گونه‌های مشابه اغلب اختلاف قابل توجهی در کارایی استفاده از عنصر، از خود نشان می‌دهند. این نتایج، از اختلاف در سرعت رشد، توزیع ریشه، مرحلة رشد و کارایی جذب و مصرف عنصر حاصل می‌شوند. این امر اشارة ضمنی دارد به اینکه گاهی در وضعیتی، گیاهانی از یک گونه دچار کمبود مواد غذایی می‌شوند در حالی که گیاهانی از گونه‌های دیگر در همان شرایط یا شرایط نزدیک به آنها، ممکن است هیچ گونه علایم کمبودی نشان ندهند.

همچنین سرعت رشد از وضعیت عنصر تأثیر می‌پذیرد. هنگامی که ذخیرة عنصر برای رشد گیاه در شرایط محیطی موجود ناکافی باشد، بسیاری از گیاهان سرعت رشدشان را با میزان ذخیرة قابل استفادة عنصر بدون بروز علایم واضح کمبود، تنظیم می‌کنند.

سیستم‌های کشاورزی که در آنها گیاهانی با رشد سریع تحت شرایط کم تنش انتخاب می‌شوند، با سیستم‌های طبیعی اختلاف دارند. این سرعت رشد زیاد یعنی اینکه گیاه تقاضای زیادی برای عناصر دارد که در صورت برطرف نشدن، بروز زیاد علایم کمبود را در پی خواهد داشت، مگر اینکه کودهای تکمیلی به کار برده شوند. این وضعیت غیر عادی نیست که ما گیاهانی زراعی بیابیم که علایم شدیدی از تنش غذایی را نشان می‌دهند، در حالی که گیاهان محلی در همان شرایط، بدون علایم یا با کمترین علایم کمبود، رشد می‌کنند.

در سیستم‌های کشاورزی، علایم کمبود مزمن بیشتر در گیاهان کود داده نشده یا محدود شده از نظر کود دهی رخ می‌دهد. علایم کمبود غذایی بحرانی، اغلب هنگامی اتفاق می‌افتد که محصولات جدیدی با تقاضای غذایی بالا معرفی می‌شوند یا اراضی با حاصلخیزی کم، تحت کشت و کار برای تولید گیاهانی با سرعت رشد نسبتاً زیاد، قرار می‌گیرند.



یکنواختی وضعیت مادة غذایی

تمام بافت‌های گیاه در طول زمان تنش، در وضعیت تغذیه‌ای یکسانی قرار ندارند. برگ‌های روی یک گیاه که در معرض شرایط محیطی متفاوتی ( از قبیل نور ) قرار دارند، یا آنهایی که سن متفاوتی دارند، ممکن است اختلافات قابل توجهی در وضعیت غذایی داشته باشند. عناصر معدنی برای بیشتر قسمت‌های گیاه، توسط ریشه‌ها به دست آمده و در سرتاسر گیاه جابجا می‌شوند. فاصلة هر قسمت از گیاه تا ریشه، قابلیت در دسترس بودن مواد غذایی بویژه در عناصر کم حرکت را تحت تأثیر قرار خواهد داد. در گیاهان بهبود یافته از کمبود غذایی، ابتدا ریشه و بافت‌های هدایت کنندة مواد غذایی، ترمیم می‌شوند. برای مثال، در وضعیت بهبود کمبود Fe ، می‌توان مشاهده کرد که رگبرگ‌ها دوباره سبز شده‌اند در حالی که بافت‌های بین رگبرگی، همچنان کلروتیک و دارای نشانه‌های کمبود Fe هستند. به منظور رشد بهینه و سریع، همة بافت‌های گیاه باید یک وضعیت مطلوب غذایی داشته باشند. اگرچه یک گیاه ممکن است از نظر چند عنصر با کمبود رو به رو باشد، فقط یکی از آن عناصر در زمانِ واحد، موجب محدود کردن رشد خواهد شد. هر چند اگر آن عنصر محدود کننده به کار برده شود، باعث افزایش رشد می‌گردد، این افزایش در رشد یعنی اینکه گیاه عناصر دیگر را طلب خواهد کرد و عنصر بعدی که در سطح پائینی قرار دارد، به عنوان عنصر محدود کننده، در خواهد آمد.



ابزارهای تشخیص دیگر

با اینکه علایم تشخیص دیداری، یکی از با ارزش‌ترین ابزارها برای ارزیابی سریع وضعیت مواد غذایی در گیاه هستند، آنها تنها یکی از ابزارهای قابل استفاده می‌باشند. ابزارهای عمدة دیگر عبارتند از: مطالعات میکروسکوپیک، تجزیة طیفی و تجزیة بافت و خاک. همگی این روش‌ها دارای دقت، سرعت و توانایی زیادی برای پیشگویی وضعیت آیندة مواد غذایی هستند. به خاطر اثر متقابل نزدیک بین رشد گیاه و محیط، همة پیشگویی‌ها دربارة آیندة وضعیت تغذیه‌ای، باید فرضیاتی در مورد اینکه محیط در طول زمان چگونه تغییر خواهد کرد، داشته باشند.

فایدة اصلی علایم تشخیص دیداری این است که آنها به سهولت به دست آمده و ارزیابی سریعی از وضعیت مواد غذایی را میسّر می‌سازند. اشکال عمدة آنها این است که علایم دیداری، تا هنگامی که اثرات سوء زیادی روی عملکرد، رشد و نمو بوجود نیاید، ظهور نمی‌کنند.

تجزیة بافت، مختص مواد غذایی است امّا نسبتاً کم؛ بافت‌ها باید نمونه گیری شده، آزمایش و تجزیه شوند و دربارة وضعیت غذایی، تخمین زده شود. یک تجزیه از عناصر معدنی مشتمل است بر بافت‌های گیاهی انتخاب شده و مقایسة آنها با سطوح مقادیر بحرانی (که برای اغلب گیاهان زراعی در دسترس است) می‌تواند برای ارزیابی وضعیت مواد غذایی گیاه در زمان نمونه گیری با درجة اطمینان نسبتاً بالایی مورد استفاده قرار گرفته و این وضعیت را تا هنگام برداشت محصول، پیش‌بینی نماید.

تجزیة بافت، شبیه تجزیة بافت است با این تفاوت که اینجا به جای ارزیابی وضعیت تغذیه‌ای گیاه، قدرت پتانسیل خاک در این زمینه سنجیده می‌شود.

تجزیة گیاه، اطلاعاتی در مورد آنچه گیاه نیاز دارد تهیه می‌کند در حالی که تجزیة خاک، اطلاعاتی در مورد وضعیت ذخیرة مواد غذایی در خاک به دست می‌دهد.

تجزیة طیفی از وضعیت تغذیه، هنوز در ابتدای راه است و به زودی در فهرست منابع جهانی مطالعات تخصصی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مطالعات میکروسکوپیک بیشتر در مورد جنبه‌های فیزیولوژیکی تنش غذایی روی تمام گیاهان یا گیاهان زراعی پایه، اهمیت دارند، تا ارزیابی وضعیت تغذیه‌ای گیاه.



شرح علایم

یافتن یک برگ یا حتی یک گیاه که تمام علایم مشخصة یک نوع کمبود را در خود داشته باشد، امری غیر معمول است. دانستن اینکه تک تک علایم چگونه به نظر می‌رسند، بسیار خوشایند است امّا این امکان وجود ندارد چرا که علایم به صورت ترکیبی با همدیگر در گیاه اتفاق می‌افتند.

بسیاری از عبارات اشاره شده در ذیل در تشریح علایم کمبود، معقولانه و بدیهی به نظر می‌رسند؛ هر چند تعدادی از آنها به معنی واقعی کمبود مواد غذایی در مزرعه به شمار می‌روند. برای مثال، اصطلاح کلروتیک که یک اصطلاح عمومی برای زرد شدن برگ‌ها به خاطر از دست دادن کلروفیل است، نمی‌تواند بدون توصیفات اضافی به کار رود، زیرا اگر کلروز سرتاسری باشد، نشانة کمبود نیتروژن، کلروز بین وریدی به خاطر کمبود آهن یا کلروز حاشیه‌ای به دلیل کمبود کلسیم می‌باشد. اصطلاح دیگری که بارها در تشریح علایم کمبود مواد غذایی به کار می‌رود، نکروتیک است که اصطلاحی عمومی برای بافت‌های قهوه‌ای شده و مرده است. این علامت همچنین می‌تواند با فرم‌های متنوعی ظهور کرده و به عنوان وضعیتی در علایم نکروتیک به شمار رود.

علایم کمبود مواد غذایی برای بسیاری از گیاهان، مشابه است، اما به دلیل تنوّع یافتن زیاد گیاهان و محیط اطرافشان، ناچار به بیان محدوده‌ای جهت علایم هستیم. به خاطر داشتن رگبرگ‌های موازی، علف‌ها و دیگر تک لپه‌ای‌ها، کلروز را به صورت سری خط‌های نواری نشان می‌دهند در صورتی که کلروز در دولپه‌ای‌ها، مشبک و بین رگبرگ‌ها به وقوع می‌پیوندد. اختلاف مهم دیگر اینکه نکروز یا کلروز حاشیه‌ای که در دولپه‌ای‌ها یافت می‌شود، در تک‌لپه‌ای‌ها، اغلب با عنوان سوختگی لبة برگ از آن نام برده می‌شود.



منیزیم

برگ‌های دارای کمبود Mg، کلروز پیش رونده‌ای بین رگبرگ‌ها، همراه با توسعة نکروز در بافت‌های به شدت کلروز شده، نشان می‌دهند. در این شکل پیشرفته، کمبود منیزیم ممکن است ظاهراً به کمبود پتاسیم شباهت داشته باشد. در کمبود منیزیم، علایم معمولاً با مناطق کلروتیک به صورت خال مانند در بافت‌های بین رگبرگ‌ها ظهور می‌یابند. بافت لامینای بین رگبرگ، بیش از دیگر بافت‌های برگ منبسط شده، یک سطح برجستة چروک شده تولید می‌کند که در نوک برجستگی‌ها از حالت کلروتیک به سمت نکروتیک شدن بافت پیش می‌رود. در برخی از گیاهان مانند براسیکا ( خانوادة خردل که مشتمل است بر سبزیجاتی از قبیل کلم بروکلی، بروسل اسپروت، کلم، گل کلم، کلارد، کلم پیچ، کلم قمری، خردل، کلزا، راتاباگا ( نوعی کلم ) و شلغم ) رنگ‌های نارنجی، زرد و ارغوانی نیز ممکن است ظهور کنند.



منگنز

این برگ‌ها یک کلروز کوچک بین رگبرگی تحت شرایط محدودیت کاربرد Mn از خود نشان می‌دهند. مراحل اولیة کلروز که تسط کمبود منگنز ایجاد می‌شود، تا حدّی شبیه به کمبود آهن است. این علایم از یک کلروز خفیف در برگ‌های جوان و مشبک شدن رگبرگ‌ها در برگ‌های بالغ، مخصوصاً هنگامی که زیر نور قرار دارند، شروع می‌شود. همچنانکه تنش افزایش می‌یابد، برگ‌ها به رنگ فلز مانند خاکستریِ تابنده‌ای در آمده و لکه‌های تیره و مناطق نکروتیک در امتداد رگبرگ‌ها پیدا می‌شوند. همچنین یک درخشندگی ( جلوة ) مایل به ارغوانی ممکن است در سطح بالایی برگ‌ها ظاهر شود.

غلاتی از قبیل یولاف، گندم و جو، به کمبود منگنز به شدت حساس هستند. آنها کلروز خفیفی همراه با لکه‌های خاکستری که کشیده شده و به هم می‌پیوندند، نشان داده و سرانجام پژمردگی کامل برگ و مرگ آن فرا می‌رسد.



مولیبدن

این برگ‌ها بعضی لکه‌های خال مانند همراه با کلروز بین رگبرگی نشان می‌دهند. یک علامت ابتدایی برای کمبود مولیبدن، کلروز سرتاسری عمومی است که شبیه به علامت کمبود نیتروژن است با این تفاوت که بدون رنگ مایل به قرمز در سطح پائینی برگ‌ها می‌باشد. این امر از نتایج تقاضا برای مولیبدن در احیاء نیترات، که به کاهیده شدن اولیه در اسیمیلاسیون به وسیلة گیاه نیاز دارد، می‌باشد. بنابراین علایم اولیه کمبود مولیبدن در حقیقت ناشی از کمبود نیتروژن هستند هر چند مولیبدن مأموریت متابولیکی دیگری در گیاه دارد و از این رو علایم کمبود آن حتی هنگامی که نیتروژن احیاء شده در دسترس است، وجود دارد. در مورد گل کلم، لامینای (لایة نازک پهنک) برگ‌های جدید، خم شده و به صورت دم شلاقی به نظر می‌رسد. در بسیاری از گیاهان، امکان ظهور بادکش در برگ‌های بالایی و لکه‌های خال دار در مناطق کلروز شده، تحت شرایط وخیم کمبود، وجود دارد. در غلظت‌های بالا، مولیبدن علامت سمّیت مشخصی دارد و آن رنگ روشن به صورت پرتقالی درخشان می‌باشد.



نیتروژن

علایم نکروتیک نشان داده شده توسط این برگ‌ها، در نتیجة کمبود نیتروژن است. همچنین یک رنگ قرمز روشن به صورت پراکنده ممکن است روی رگبرگ‌ها و دمبرگ‌ها دیده شود. تحت شرایط کمبود نیتروژن، برگ‌های بالغ پیرتر به تدریج از حالت سبز طبیعی تغییر کرده و به صورت سبز رنگ پریده در می‌آیند. همچنانکه کمبود پیشرفت می‌کند، این برگ‌های پیر به طور یکنواخت زرد می‌شوند (کلروتیک). در شرایط حاد کمبود، برگ‌ها به رنگ سفید مایل به زرد در می‌آیند. برگ‌های جوان در بالای گیاه، به رنگ سبز رنگ پریده و در اندازه‌های کوچک باقی می‌مانند.

در گیاهان اسپیندلی (دوک وار) پنجه زنی به علت کمبود نیتروژن کاهش می‌یابد. زرد شدن در کمبود نیتروژن، یکنواخت و در سرتاسر برگ همچنین رگبرگ دیده می‌شود. اگر چه در برخی موارد، نکروز بین رگبرگی به جای کلروز معمولی، در بسیاری از گیاهان دیده می‌شود. در برخی گیاهان، سطح پائینی برگ‌ها و / یا دمبرگ‌ها و رگبرگ‌ها، به صورت مایل به قرمز یا رنگ پریده در می‌آید. در برخی گیاهان، این رنگ‌ها می‌توانند کاملاً روشن باشند. همچنانکه کمبود به پیشرفت خود ادامه می‌دهد، برگ‌های پیرتر به سمت پلاسیده شدن در اثر تنش خفیف آبی پیش رفته و سریعتر از حالت معمولی پیر می‌شوند. بهبود یافتن گیاهان در اثر کاربرد نیتروژن، بلافاصله (ظرف چند روز) و تماشایی خواهد بود.



فسفر

برگ‌های دچار کمبود فسفر برخی نقاط نکروتیک نشان می‌دهند. به عنوان یک اصل کلی، علایم کمبود فسفر، خیلی واضح نیستند و بنابراین تشخیص آن مشکل است. یک علامت دیداری مهم، کوتولگی و کوتاه ماندن گیاهان است. گیاهان دچار کمبود فسفر نسبت به سایر گیاهان در شرایط مشابه اما بدون کمبود فسفر، سرعت رشد بسیار کمتری دارند. گیاهان دچار کمبود فسفر، اغلب با گیاهان جوان اشتباه گرفته می‌شوند. برخی گونه‌ها از قبیل گوجه فرنگی، کاهو، ذرت و خانوادة کلم، ساقه، دمبرگ و سطح زیرین برگ‌ها ارغوانی رنگ می‌شوند. همچنین در شرایط حاد کمبود فسفر، درخشندگی آبی ـ خاکستری در برگ‌ها پیدا می‌شود. در برگ‌های پیرتر تحت شرایط حاد کمبود، ممکن است رگبرگ‌ها به صورت مشبک مانند قهوه‌ای رنگ پریده به چشم بخورند.



گوگرد

این برگ‌ها یک کلروز سرتاسری نشان می‌دهند در حالی که هنوز به رنگ سبز باقی مانده‌اند. رگبرگ‌ها و دمبرگ‌ها، رنگی مایل به قرمز روشن نشان می‌دهند.علایم دیداری کمبود گوگرد، بسیار شبیه به کلروز پیدا شده در اثر کمبود نیتروژن هستند. با این وجود در کمبود گوگرد، زرد شدن به صورت یکنواخت در سرتاسر گیاه حتی در برگ‌های جوان وجود دارد. رنگ مایل به قرمز، اغلب در سطح پائینی برگ‌ها و دمبرگ‌ها به صورت مایل به صورتی در آمده و نسبت به کمبود نیتروژن، کمتر روشن و واضح است. در کمبودهای پیشرفتة گوگرد، آسیب به صورت قهوه‌ای رنگ شده و / یا لکه‌های نکروتیک شده، دمبرگ‌ها و برگ‌ها اغلب عمودی شده و پیچ خورده و شکننده می‌شود.



روی

این برگ‌ها یک مورد نکروز پیشرفتة بین رگبرگی نشان می‌دهند. در مراحل اولیة کمبود روی، برگ‌های جوان‌تر زرد شده و سطح بالایی برگ‌های بالغ، به صورت سوراخ سوراخ در می‌آید. همچنین مخروطی شکل شدن رایج است. همچنانکه کمبود پیشرفت می‌کند، این علایم به صورت نکروز بین رگبرگی شدیدی ظاهر می‌شود اما رگبرگ اصلی مانند مواقع ترمیم کمبود آهن، سبز باقی می‌ماند.

در بسیاری از گیاهان به ویژه درختان، برگ‌ها خیلی کوچک شده، میانگره‌ها کوتاه و شبیه به حالت روزت به نظر می‌رسند.



بُر

برگ‌های دچار کمبود بر یک کلروز عمومی خفیف نشان می‌دهند. تحمّل گیاهان به تغییرات زیاد بر، به اندازه‌ای است که غلظت‌های مورد نیزا برای رشد یاه تا غلظت‌های سمّی آن برای گیاهان حساس به بر، اختلاف اندکی دارند. بر به طور ناچیز در فلوئم بسیاری از گیاهان جا به جا می‌شود، به استثنای گیاهانی که از ترکیبات قندی مانند سوربیتول استفاده می‌کنند. در تحقیقاتی تازه، حرکت بُر در گیاهان تنباکو که برای سنتز سوربیتول تحت نظر گرفته شده بودند، افزایش یافته بود و کمبود بر را در خاک بهتر تحمّل می‌کردند.

در گیاهان با انتقال کم بر، کمبود بر، باعث نکروز بافت‌های مریستمی در مناطق در حال رشد گردیده که منجر به کاهش غالبیت انتهایی شده و نمو یاه به صورت روزت باقی می‌ماند. این علایم کمبود، شبیه به علایم کمبود کلسیم می‌باشند. در گیاهانی که بر به آسانی در فلوئم منتقل می‌شود، علایم کمبود مانند کمبودهای نیتروژن و پتاسیم در بافت‌های بالغ متمرکز می‌شوند. هم مغز و هم اپیدرم ساقه‌ها ممکن است تحت تأثیر قرار گرفته که اغلب باعث پوک شدن یا زبر شدن ساقه‌ها همراه با نقاط نکروتیک روی میوه می‌شود. پهنک برگ پیچ خورده، تیره شده و اغب همراه با ترشح مواد شیرة گیاهی از آن می‌باشد. برگ‌ها فوق العاده شکننده شده و به آسانی می‌شکنند. همچنین برگ‌های جوان اغلب حتی تحت شرایط مطلوب از نظر تهیة آب، پلاسیده می‌شوند زیرا نقاط قطع شده به خاطر کمبود بر، باعث عدم انتقال آب می‌گردد.



کلسیم

در پایة برگ‌های دچار کمبود کلسیم نکروز نشان داده می‌شود. قابلیت تحرک بسیار کم کلسیم، عمده‌ترین فاکتوری است که برای بیان علایم کمبود کلسیم در گیاه به کار می‌رود. علایم کلاسیم کمبود کلسیم ممکن است شامل پوسیدن میوه‌های انتهایی گوجه فرنگی (سوختن میوه‌های بخش انتهایی گوجه فرنگی)، سوختگی لبة برگ کاهو، قلب سیاه کرفس و مرگ مناطق رشد در بسیاری از گیاهان است. همة این علایم، بافت‌های مردة نکروتیک نرمی را نشان می‌دهند که به سرعت به سمت مناطق رشد پیش می‌رود که این امر بیشتر به جابجایی کم کلسیم در بافت‌ها مربوط است تا ذخیرة کم آن در محیط خارج. گیاهانی که رشد آهسته‌تری دارند و دچار کمبود ذخیرة کلسیم هستند، ممکن است دوباره مقدار مشخصی از کلسیم را از برگ‌های پیرتر برای برقراری رشد جابجا کنند و در آنها فقط کلروز حاشیه‌ای برگ‌ها دیده شود. سرانجام این نتایج در حاشیة برگ‌ها بیشتر از نقاط دیگر برگ‌ها به وقوع می‌پیوندد و باعث تغییر شکل برگ به صورت فنجانی رو به پائین می‌شود. این علامت تا نقاط اتصال برگ به دمبرگ گسترش می‌یابد اما برگ‌ها نمی‌افتند بلکه فقط لکه‌های بافت نکروتیک شده در نوک دمبرگ ایجاد می‌شود. گیاهان تحت کمبود کلسیم مزمن، تحمل بیشتری به پژمردگی نسبت به گیاهان استرس ندیده دارند.



کلرید

این برگ‌ها شکل غیر طبیعی همراه با کلروز بین رگبرگی واضح دارند. گیاهان به غلظت نسبتاً زیادی از کلر در بافت‌هایشان نیاز دارند. کلر در خاک بسیار فراوان بوده و در اراضی شور، تمرکز آن بالاست اما در اراضی با آبشویی بالا، ممکن است کم باشد. عادی‌ترین علایم کمبود کلر، کلروز و پژمردگی برگ‌های جوان است. کلروز در سطح صاف فرو رفتگی‌ها در مناطق بین رگبرگی پهنک برگ اتفاق می‌افتد. در موارد پیشرفته، اغلب یک حالت برنزه شده در طرف بالایی برگ‌های بالغ پدیدار می‌شود. گیاهان معمولاً به کلر مقاوم می‌باشند اما برخی گونه‌ها مانند آووکادو، میوه‌های هسته دار و انگورها به کلر حساس بوده و ممکن است علایم سمّیت را حتی در غلظت‌های کم کلروز در خاک از خود نشان دهند.



مس

برگ‌های دچار کمبود مس پیچیده شده و دمبرگ آنها به سمت پائین خم می‌شود. کمبود مس می‌تواند با کلروز خفیف سرتاسری همراه با فقدان فشار تورگور همیشگی در برگ‌های جوان، بیان شود. برگ‌های به تازگی بالغ شده، مشبک، رگبرگ‌های سبز همراه با مناطق سفید شده تا خاکستری مایل به سفید از خود نشان می‌دهند. برخی برگ‌ها، نقاط تُو خالی کلروتیکی نشان داده و تمایل به خمیدن به سمت پائین دارند. فرم رشدی درختان تحت شرایط کمبود مزمن مس، به صورت روزت می‌باشد. برگ‌ها کوچک و کلروتیک همراه با لکه‌های نکروتیک می‌باشند.



آهن

برگ‌های دچار کمبود آهن کلروز شدیدی در پایة برگ‌ها همراه با شبکة سبز رنگ نشان می‌دهند. عمده‌ترین علامت کمبود آهن، شروع کلروز بین رگبرگی از سمت خارج جوان ترین برگ‌هاست که به سمت داخل پیش می‌رود و در پایان، تمام سطح برگ سفید می‌شود. در مناطق سفید شده اغلب نقاط نکروتیک پدیدار می‌شود. تا وقتی که برگ‌ها هنوز کاملاً سفید نشده‌اند، در صورت کاربرد دوبارة آهن، ترمیم می‌یابند.

در فاز ترمیم، رگبرگ‌ها اولین قسمتی هستند که رنگ سبز روشن خود را به دست می‌آورند. این وضعیت ترمیمی که در مورد کمبود آهن پیش می‌آید، شاید قابل تشخیص‌ترین علامت در بین علایم کلاسیک مواد غذایی باشد. چون آهن قابلیت تحرک کمی دارد، علایم کمبود آن ابتدا در جوان‌‌ترین برگ‌ها ظاهر می‌شود. کمبود آهن، با آهک و شرایط بی هوازی خاک در ارتباط است و این وضعیت اغلب به وسیلة زیادی فلزات سنگین به وجود می‌آید.



پتاسیم

بعضی از این برگ‌ها نکروز حاشیه‌ای نشان می‌دهند (سوختگی نوک برگ). در شرایط پیشرفتة کمبود، نکروز در فضاهای بین رگبرگی رگبرگ اصلی همراه با کلروز بین رگبرگی ایجاد می‌گردد. اینها مشخص‌ترین علایم د ر تشخیص کمبود K هستند.

شروع کمبود پتاسیم معمولاً به وسیلة کلروز حاشیه‌ای به سمت تاول‌های قهوه‌ای و سبز چرمی خشک بر روی برگ‌های تازه بالغ شده، شرح داده می‌شود. این وضعیت به وسیلة افزایش داغدیدگی بین رگبرگ‌ها و / یا پیشرفت نکروز از لبة برگ به رگبرگ در هنگام افزایش تنش، دنبال می‌شود. در مراحل پیشرفتة کمبود، بیشتر منطقة بین رگبرگی نکروتیک شده، رگبرگ‌ها سبز باقی می‌ماند و برگ‌ها پیچیده و دندانه دار می‌شوند. در برخی گیاهان از قبیل حبوبات و سیب زمینی، علایم اولیة کمبود، نقاط سفید یا خالدار شدن پهنک برگ می‌باشند. در مقایسه با کمبود نیتروژن، کمبود پتاسیم بازگشت ناپذیرتر است حتی اگر به گیاهان پتاسیم بدهیم. چون پتاسیم در گیاه بسیار متحرک است، در کمبودهای شدید، علایم فقط روی برگ‌های جوان ظهور می‌یابند. کمبود پتاسیم ممکن است در صورت وجود سدیم، بسیار کم جلوه کند به طوری که با افزودن سدیم، گیاهان دچار کمبود پتاسیم، بسیار شاداب‌تر از گیاهان بدون کمبود ‌شوند. در بعضی گیاهان، بیش از 90 درصد نیاز پتاسیم می‌تواند به وسیلة سدیم جبران شود بدون اینکه هیچ گونه کاهشی در رشد پدید آید.

مقدمه گیاهان زراعی مقاوم به علفکش

افزایش جمعیت بشر و در نتیجه افزایش تقاضا برای محصولات کشاورزی باعث شده که انسان روز به روز به فکر روش‌های کارآمدتری جهت افزایش عملکرد گیاهان زراعی باشد. مبارزه با علف‌های هرز یکی از این روش‌هاست. کشاورزان همواره در طول تاریخ با علف‌های هرز در مبارزه بوده‌اند و در این راستا به پیشرفت‌های قابل ملاحظه‌ای نیز دست یافته‌اند. بشر مبارزه با علف‌های هرز را از طریق دست و استفاده از حیوانات شروع نمود و اینک از طریق روش‌های مکانیکی و شیمیایی این راه را ادامه می‌دهد. یکی از مؤثرترین روش‌های مبارزه با علف‌های هرز، مبارزه‌ی شیمیایی با آنهاست و گیاهان زراعی مقاوم به علفکش یکی از جدیدترین روش‌های این مبارزه یا مدیریت به شمار می‌روند. گیاهان زراعی تراریخته، از جدیدترین دست‌آوردهای بیوتکنولوژی گیاهی بوده که ظرف چند سالی که از روند تولید آن‌ها گذشته، توسعه فراوانی در جهان یافته به طوری‌که هم اینک میلیون‌ها هکتار از زمین‌های زراعی، به زیر کشت این محصولات رفته است. نسل اول این گیاهان به منظور بهبود کارایی عملیات زراعی ایجاد شدند. نمونه‌های آن سویای متحمل به علفکش و ذرت مقاوم به حشره بودند. هم اینک گونه‌های جدید گیاهان تراریخته، علاوه بر بهبود کارایی عملیات زراعی، در جهت افزایش کمی و کیفی تولیدات به وجود می‌آیند. این گیاهان به عنوان نسل دوم، باید هرچه سریع‌تر از نظر محدوده‌ی تأثیر روی خانوارها، چه از نظر سلامت، صنعت و محیط زیست، بررسی گردند زیرا عواقب احتمالی آن شاید طی دو سه دهه‌ی آینده به وضوح به چشم بیایند. توسعه‌ی گیاهان زراعی مقاوم به علفکش‌ها (Herbicide-Resistance Crops)، یکی از اولین کاربردهای اقتصادی مهندسی ژنتیک گیاهی به شمار می‌رود. به منظور مقاوم سازی گیاهان زراعی به علفکش‌ها، از روش‌های مختلف بیوتکنولوژی و زراعی استفاده کرده و گیاهان تراریخت (Transgenic) و غیر تراریخت (Non-Transgenic) به وجود آمده‌اند. این گیاهان با نظام کشاورزی شیمیایی ـ صنعتی که ویژگی آن تک کشتی بودن و مکانیزاسیون در مقیاس وسیع با استفاده‌ی فشرده از مواد شیمیایی است، سازگاری مناسبی پیدا کرده‌اند. طی دهه‌ی گذشته، چندین گیاه زراعی مقاوم به علفکش تراریخته و غیر تراریخته معرفی شده‌اند. گندم، جو و کلزای مقاوم به گلیفوزیت و گلوفوزینیت، ذرت مقاوم به سیکلوهگزانیدین‌ها و ایمیدازولینون‌ها، پنبه مقاوم به بروموکسینیل و گلیفوزیت، سویای مقاوم به سولفونیل اوره‌ها و گلیفوزیت، سیب زمینی و چغندرقند مقاوم به گلیفوزیت و نیشکر مقاوم به گلوفوزینیت، از جمله‌ی این گیاهان هستند. بشر به طور سنتی هزاران سال است که در حال بهبود گیاهان زراعی است، اما مهندسی ژنتیک این امکان را فراهم می‌سازد که این فرایند در مدت کوتاه‌تری انجام گیرد، ضمن آن که امکان انتقال خواص ارثی بین گونه‌هایی که خویشاوندی نزدیکی ندارند هم فراهم است، هرچند عده‌ای مورد اخیر را لزوماً پدیده مفیدی نمی‌دانند. قبل از پیدایش مهندسی ژنتیک گیاهی، گزینه‌های انتخابی برای محافظت گیاهان در برابر علفکش‌ها محدود بود. علفکش‌هایی ویژه‌ فقط می‌توانستند در گیاهانی به کار روند که به طور طبیعی نسبت به آن‌ها مقاوم بودند. در موارد نادر، مقاومت ممکن بود از طریق جهش در گیاهان زراعی اتفاق بیفتد. توسعه‌ی مهندسی ژنتیک گیاهی و دانش بیوشیمی درباره‌ی عمل علفکش‌ها روی گیاهان، راه‌حل‌های جدیدی در کاربرد علفکش‌ها پیش روی بشر قرار داد. این استراتژی‌ها معمولاً شامل ایزولاسیون و معرفی ژن جدیدی از ارگانیسم‌های دیگر (غالباً باکتری‌ها) که به نوعی نسبت به علفکش‌ مقاوم است، می‌باشند. برای مثال مقاومت به علفکش گلوفوزینیت (با نام تجاری Basta) به وسیله‌ی ژن باکتریایی bar که علفکش را به ترکیبات غیر سمّی متابولیزه می‌کند، القا می‌گردد. رفته رفته کشف و توسعه‌ی علفکش‌های انتخابی جدید، مشکل‌تر و هزینه‌برتر می‌شود. استانداردها برای علفکش‌های جدید بسیار بالاست. علفکش‌های جدید می‌بایست دارای توانایی بالا، سمّیت اندک، تحرّک کم در خاک و ماندگاری کوتاه در محیط باشند و از سوی دیگر، طیف وسیعی از علف‌های هرز را کنترل کنند. یافتن تمامی این ویژگی‌ها در یک ترکیب که می‌بایست برای گیاهان زراعی نیز انتخابی عمل کند، مشکل و هزینه‌بر است. گیاهان زراعی مقاوم به علفکش، راه‌حل بالقوه‌ای برای حل این مشکل است. با تغییر تحمّل گیاه زراعی به علفکش‌های ثبت شده، هزینه‌های مربوط به کشف، توسعه و بازاریابی تولیدات جدید تا حد زیادی کاسته می‌شود و این کاهش هزینه برای استفاده کننده‌ی نهایی (کشاورز) نیز سودمند خواهد بود. بدین ترتیب کشاورز از انعطاف پذیری بیشتری در استفاده از علفکش‌ها و گیاهان زراعی برای برنامه‌ی کنترل علف‌های هرز برخوردار خواهد شد. علاوه بر این، گیاهان زراعی مقاوم به علفکش، امکان جایگزینی علفکش‌های قدیمی را که ممکن است دارای برخی ویژگی‌های نامناسب محیطی و سمّی باشند، فراهم می‌آورد.
منبع : وبلاگ علف های هرز ( http://weed.blogfa.com/ )

نیشکر

خصوصیات گیاهی: نیشکر با نام علمی Saccharum Officinarum گیاه غول پیکری از تیره غلات (Gramineae) است که به صورت چند ساله برای برداشت ساقه حاوی قند آن تولید میشود . ساقه نیشکر دارای مغز است که قند در آن ذخیره می گردد ذخیره ساکارز بیشتر در قسمتهای مرکزی و پایین انجام می شود .

وجود عناصر معدی در شربت قند بر کریستاله شدن قند اثر نا مطلوب دارد .

سازگاری: نیشکر محصول مناطق حاره و نیمه حاره ای می باشد . تولید نیشکر در آن نواحی که میانگین حرارت ماهیانه طی حداقل 8 ماه از سال حدود 20 درجه سانتیگراد یا بیشتر باشد امکان پذیر است ، مشروط بر آنکه در هیچ ماهی از سال یخبندان وجود نداشته باشد . حرارتهای حدود 20 درجة سانتیگراد درخاک برای رشد ریشه ها مناسب است و حرارتهای کمتر از این مقدار موجب محدودیت رشد ریشه می گردد . حرارتهای کمتر از 5 درجه سانتیگراد نیز ممکن است به برگها آسیب رساند .

حساسیت نیشکر به کمبود نور شدید است و پنجه زدن آن به مقدار زیادی نور نیاز دارد .

مقاومت نشکر به خشکی در بعضی ارقام زیاد است . با این حال ، نیشکر به بالا بودن رطوبت خاک و محدودیت زهکشی نیز چندان حساس نمی باشد . نیشکر به شوری خاک نسبتاً مقاوم می باشد .

کود شیمیایی: نیاز نیشکر به عناصر غذائی زیاد است . هر تن ساقه نیشکر برداشتی موجب خروج 45/0 تا 9/0 کیلوگرم ازت و همین مقدار اکسید فسفر ، 8/1 تا 5 کیلوگرم اکسید پتاسیم و 45/ تا 8/1 کیلوگرم کلسیم از خاک می گردد .

نیشکر در تمام خاکها نسبت به ازت واکنش نشان می دهد .

عکس العمل نیشکر به کود فسفره به نوع خاک بستگی دارد . معمولاً مقدار 400 تا 500 کیلوگرم اکسید فسفر را قبل از کاشت به خاک می دهند .عکس العمل نیشکر به پتاسیم نیز به خصوصیات خاک بستگی دارد .کمبود پتاسیم منجر به پیدایش ساقه های لاغر و نرم می گردد و درصد قند را کاهش می دهد .استفاده از کود پتاسیم در نواحی جنوبی ایران ضروری بنظر نمی رسد ، بخصوص اینکه با سوزاندن برگها در جریان برداشت مقداری از پتاسیم مصرفی به خاک برگشت داده می شود .

کنترل علفهای هرز: رقابت علفهای هرز در اوایل دوره رشد نیشکر اهمیت دارد .

علف کشهای قبل از سبز شدن مانند آترا زین می تواند علفهای هرز را بین 4 تا 12 هفته پس از کاشت ( بسته به شرایط ) کنترل نماید . پس از هر برداشت نیز می توان این علف کش را بین ردیفها پاشید .

آفات و امراض: کرم ساقه خوار نیشکر و سوسک نیشکر دو آفت مهم نیشکر در ایران بشمار می رود .

خسارت کرم ساقه خوار نیشکر (sesamia nonagrioides) توسط لاروها انجام می شود که صورتی رنگ بوده و طول آنها به 30 تا 35 میلی متر می رسد . لاروها ابتدا از پانشیم غلاف برگ تغذیه کرده و سپس به داخل ساقه نیشکر وارد شده و از بافت داخلی تغذیه می کند . و باین طریق موجب خشکیدن جوانه انتهایی ساقه می گردد . ظاهراً پارازیت های طبیعی جمعیت این آفت رادر حد غیر اقتصادی نگهداشته و سمپاشی ضرورت ندارد .

سوسک نیشکر یا سوسک ذرت با نام علمی Pentodon iniota یکی از آفات عمومی محصولات زراعی است که به نیشکر نیز حمله می کند . این سوسک حشره ای است به رنگ بور متمایل به سیاه و طول 20 تا 24 میلی متر که به قلمه و اندامهای زیرزمینی نیشکر خسارت وارد می سازد . حشره کامل و لارو آن هر دو از مغز قلمه و ساقه در زیر خاک تغذیه می کند . برای مبارزه با این آفت می بایستی بقایای گیاهی آلوده و علفهای هرز را زا خاک خارج و جمع آوری نمود .

کنترل شیمیایی با پاشیدن حشره کشها قبل از شخم و با استفاده از طعمه مسموم امکان پذیر می باشد .

بیماریهای سیاهک ، موزائیک و بوته میری آوندی نیشکر بطور پراکنده و موضعی در روی بعضی ارقام نیشکر در خوزستان مشاهده گردیده اند ، ولی در حال حاضر اهمیت اقتصادی آنها زیاد نیست . استفاده از ارقام مقاوم مهمترین راه مبارزه با این بیماریهاست .

برداشت: نیشکر با خنک شدن هوا در اوایل پائیز شروع به رسیدن می کند و مقدار زیادی مواد قندی در آن ذخیره می شود .

در ایران ابتدا مزرعه را آتش می زنند تا برگها بسوزد .در صورتیکه برگها بخوبی نسوزد ، می توان ابتدا برگها را با علف کش گراماکسون خشکانید و 5 تا 9 روز بعد مزرعه را آتش زد برای سمپاشی می توان از هواپیما استفاده کرد .پس از سوزانیدن برگها نسبت به بریدن ساقه ها از نزدیکی سطح خاک اقدام نموده و قسمت فوقانی ساقه را که قند کمی دارد قطع می کنند ( حدود 20 تا 30 سانتی متر فوقانی که میانگره ها بخوبی تشکیل نشده اند ) . ساقه ها را روی تریلرها بار نموده و کارخانه می برند .

موارد استفاده: ساقه تازه نیشکر دارای 90 درصد عصاره است که حاوی 12 تا 17 درصد ساکرز می باشد . از هر تن ساقه تازه نیشکر حدود 85 تا 110 کیلوگرم قند استخراج می گردد .

ملاس و تفاله دو محصول جنبی نیشکر است . از ملاس برای تهیه الکل و نیز تغذیه دام استفاده می شود . از تفاله در تهیه کاغذ ، مقوای ساختمانی و پوشهای دیگر استفاده می گردد . تفاله می تواند بعنوان بستر مرغ و دام نیز مصرف شود .

گزینه‌های نوبرای توسعه پایدار کشاورزی در مناطق نیمه خشک

متخصصین علوم کشاورزی برای جوامع ساکن در مناطق نیمه خشک، نیازمند تغییر نگرش علمی خود درباره مفهوم ”توسعه“ و به‌کارگیری ”سیستم‌های پیشرفته فن‌آوری“ کشاورزی، مصرف بهینه آب و انرژی، حفظ زیست بوم و منظرسازی (۱) می‌باشند. برای دستیابی به عمل‌کرد بهینه در مناطق خشک و نیمه خشک، یکی از گزینه‌های نو شناخت و به‌کارگیری روش‌های نوین آبیاری است.

زیرا به‌کارگیری فن‌آوری‌های نو، موجب افزایش مؤثر بازده مصرف آب و پیشگیری از انباشت املاح در ناحیه رشد ریشه شده و عملکرد بیشتری را به ارمغان خواهد آورد. پیامد بی‌چون و چرای افزایش شهرنشینی متمرکز در مناطق نیمه خشک جهان، چیزی جزء تقاضای فزاینده آب و فشار بر منابع آبی محدود این مناطق نیست. از این رو استفاده دوباره از آب‌های یک‌بار مصرف شده، همچون پساب‌های خانگی و زه آب‌ها به موضوعی پرچالش اما نو تبدیل شده است.

در حال حاضر در برخی کشورها، فاضلاب‌های خانگی پس از تصفیه‌های فیزیکی و یا بیولوژیک برای آبیاری درختان و فضاهای سبز با موفقیتی نسبی به‌کار گرفته شده‌اند. همچنین به‌منظور مدیریت هوشمند منابع آب در مقیاس‌های بزرگ، کاربرد سنجش‌گرها دمائی مادون‌قرمز برای تعیین نیاز آبی گیاهان مختلف عملی شده است.
افزون بر این، استقرار ”شبکه‌های هوشمند اطلاع‌رسانی هواشناسی“ و دریافت اطلاعات ثبت شده در این مراکز، امکان بهینه‌سازی راندمان مصرف آب ابیاری را فراهم آورده است. یکی دیگر از گزینه‌های نوین برای بهره‌برداری از منابع موجود در مناطق خشک و نیمه خشک، توجه به ”تنوع زیستی“ فراهم آمده در این مناطق همچون امکان استفاده ازگیاهان جایگزین مانند گیاهان شورپسند، گیاهان داروئی و زینتی می‌باشد.

● مقدمه
این واقعیت انکارناپذیر است که ”زیستن“ بدون آب امکان پذیر نیست. متأسفانه به‌رغم آنکه بیش از ۷۰ درصد سطح کره زمین پوشیده از آب است، نزدیک به ۹۹ درصد آن را آب دریاها و یخچال‌های طبیعی تشکیل می‌دهد و تنها حدود ۲ درصد سطح کره زمین را آب‌های قابل دسترس و مناسب برای مصارف گوناگون شامل می‌شود (۱).
منابع آب قابل استفاده به‌شدت و به‌طوری فزاینده در معرض آلودگی آلاینده‌هائی همچون فاضلاب‌های خام (تصفیه نشده)، پساب‌های صنعتی، باقی مانده‌های سموم و کودهای شیمیائی محلول قرار دارند. به‌طوری‌که همه ساله حجمی معادل ۲۰ میلیارد تن ضایعات و آلاینده به چنین منابع آبی قابل دسترسی تخلیه می‌گردد. (۸) بدین ترتیب و با توجه به افزایش روز افزون جمعیت جهان، سهم دسترسی انسان به منابع خاک کشاورزی و آب مطلوب، شدیداً رو به کاهش است.
بنابراین، متخصصین کشاورزی باید فن‌آوری‌های نوینی را برای رویاروئی با کاهش کمی و کیفی منابع آب و خاک به‌کار گیرند. (۵) در این راستا، برنامه‌هائی جند برای دستیابی به این مم وجود دارد که در زیر به برخی از آنها پرداخته می‌شود.

● مدیریت و حفاظت از آب

▪ آبیاری قطره‌ای:
کاربرد روش‌های نوین آبیاری، راندمان کاربرد آب را در مقایسه با روش‌های مرسوم (آبیاری غرقابی و جوی پشته) به‌طوری چشمگیر افزایش داده است. سیستم آبیاری قطره‌ای شامل خطوطی از لوله‌های پلاستیکی است که بر روی آنها سوراخ‌هائی تعبیه گردیده که این خطوط را باید در امتداد ردیف‌های کشت مستقر کرد. این قبیل خطوط لوله را می‌توان بر روی سطح خاک و یا در زیر سطح آن قرار داد تا بدین ترتیب آب با تواتر زیاد (تناوب کوتاه مدت) از راه روزنه‌ها در اختیار گیاه قرار گیرد.
آبیاری قطره‌ای، بهترین روش صرفه‌جوئی در میزان مصرف آب است. ضمن آن‌که در این روش، امکان کاربرد همزمان کود نیز وجود داشته و در نیروی انسانی و هزینه‌های مربوط به ادوات کشاورزی صرفه‌جوئی می‌شود. یکی از ویژگی‌های این روش، صرفه‌جوئی در میزان آب کاربردی تا حد ۵۰ درصد کمتر در دوره رشد گیاه در مقایسه با روش‌های غرقابی، جوی پشته و حتی سیستم آبیاری بارانی است. این موضوع، به‌ویژه در مورد خاک‌های سبک بافت صدق می‌نماید. (۱۰) به‌طور کلی،راندمان کاربرد آب در روش آبیاری قطره‌ای ۹۰ تا ۹۵ درصد است. حال آنکه در روش‌های بارانی و جوی پشته حداکثر راندمان مصرف آب به ترتیب ۷۰ و ۶۰ تا ۸۰ درصد گزارش شده است. برخی نتایج حاصل از کاربرد مؤثر آبیاری در روش قطره‌ای نشان می‌دهد که: در شمال آفریقا، عملکرد گوجه‌فرنگی در روش آبیاری قطره‌ای دو برابر روش بارانی است. در شمال ایالت کالیفرنیا نیز عملکرد گوجه‌فرنگی در روش قطره‌ای ۵/۲۶ درصد افزایش و از نظر اندازه محصول ۷/۱۳ درصد در مقایسه با روش جوی پشته بهبود داشت است. از آبیاری قطره‌ای عمل‌کرد توت‌فرنگی را در این ایالت ۵/۱۲ درصد نسبت به روش جوی پشته افزایش داده است.

● آبیاری قطره‌ای به‌همراه مالچ:
کاربرد مالچ یعنی پوشانیدن سطح خاک اطراف گیاهان (بوته‌ها) به‌وسیله مواد آلی و یا مصنوعی روشی دیگر برای صرفه‌جوئی بیشتر در مصرف آب است. بدین ترتیب، محیط مناسبتری برای رشد گیاه فراهم آمده و عملکرد افزایش می‌یابد. (۲) تنها در کشور چین، سالیانه بیش از ۸/۲ میلیون هکتار مالچ پلاستیکی برای گیاهانی همچون صیفی‌جات، میوه‌های بوته‌ای، پنبه، چغندر قند، ذرت و بادام زمینی مورد استفاده قرار می‌گیرد. چنانچه مالچ مصرفی از نوع پلاستیکی باشد، بهتر است که خطوط لوله آبیاری به روش قطره‌ای در زیر سطح مالچ قرار گیرد. کاربرد توامان آبیاری قطره‌ای و مالچ، به‌طور معمول موجب افزایش معن‌دار عملکرد می‌شود. همچنین، در این حالت می‌توان آب آبیاری و کود محلول را به‌طور مستقیم در ناحیه رشد ریشه در زیر سطح مالچ قرار دارد. در آزمایشی که در ایالت نیوچرسی انجام شد، مشخص گردید که روش آبیاری قطره‌ای، مالچ و بدون آبیاری و مالچ و روش آبیاری به‌همراه مالچ عملکرد بادنجان را در تیمارهای (بدون مالچ و بدون آبیاری)، بدون مالچ و آبیاری قطره‌ای، مالچ و بدون آبیاری و مالچ روش آبیاری قطره‌ای به ترتیب تا، ۶۵/۰۹، ۸۴/۲۶، ۸۸/۰۳، ۱۱۱/۱۸ تن در هکتار افزایش می‌دهد.

▪ کشاورزی در محیط کنترل شده:
این قبیل سیستم‌های کنترل شده کشاورزی، رشد و نمو گیاه را به‌طور کامل در بخش‌های زیرین (ریشه‌ها) و هوائی (آسمانه) کنترل و تنظیم می‌نماید. در این ظرایط، تولید محصولات در گلخانه‌ها و یا در سازه‌های کاملاً محصور که در آن امکان مهار دمای هوا و خاک، رطوبت، ترکیب گاز اتمسفر، نور، آب و مواد غذائی در آن وجود دارد، به انجام می‌رسد آب کشت نوع کاملی از این روش است. فناوری که در آن برای رشد نمو گیاه در محلول غذائی با و یا بدون کاربد بستر رویش مصنوعی (محیط متخلخل استقرار گیاه)، مانند مواردی از کاربرد: شن، ماسه، ورمیکولیت، ذرات ریزدانه سنگ شکسته، پرلیت، خاک پیت، اندام‌های خرد شده گیاهی و خاک اره استفاده به‌عمل می‌آید. استفاده از چنین مواردی تنها برای تأمین تکیه گاه مکانیکی گیاه می‌باشد. از جمله مزیت‌های اصولی روش آب کشت (هیدروپونیک)، امکان پرورش متراکم گیاهان پر محصول، تولید گیاه در شرایط نبود خاک مناسب، بهره‌مندی کاملاً مؤثر از آب و کود و استفاده حداقل از مجموعه پیچیده (فیزیکی، شیمیائی و بیولوژیک) خاک است.

استفاده از این فناوری موجب چنان تحولی در تولید محصولات مربوطه گردیده است که تصور دستیابی به آن در گذشته هرگز وجود نداشته است. به‌عنوان مثال درایالت آریزونا، عملکرد گوجه‌فرنگی به حدود ۶۰ کیلوگرم در هر متر مربع در سال رسیده است. آینده چنین سیستم‌های امروزه آثار مثبت خود را نمودار ساخته به‌طوری که در مقایسه با نیم قرن گذشته تصور آن، غیر ممکن می‌نمود. به‌خصوص در مناطق خشک (بیابانی) که منابع انرژی طبیعی (نور و درجه حرارت حاصل از تابش خورشید) به‌میزان بسیار قابل توجهی و بدون نیاز به‌صرف هزینه همواره فراهم است.

● سنجش از دور (دور کاوی):
فن‌آوری عصر فضا، امروزه به سطح مزارع نیز راه یافته است. به‌طوری که امکان این‌که ”چه‌مقدار“ و ”چگونه“ آب مورد نیاز گیاهان را با کاربرد ابزاری همچون حرارت سنج‌های مادون‌قرمز که به رایانه‌ها متصل هستند، فراهم آورده است (۹).
یکی از فن‌آوری‌های مرتبط با آبیاری که به‌عنوان ”شاخص یا نمایه تنش آبی گیاه“ دانسته می‌شود پیشینه‌ای به سال ۱۹۸۰ دارد که به‌وسیله کارشناسان سرویس تحقیقات کشاورزی“ آزمایشگاه حفاظت آب آمریکا معرفی شد. استفاده از این فن‌آوری برای گیاهانی مانند پنبه، نوعی گردو، گندم و هندوانه با موفقیت به‌کار رفته است. موارد توفیق برای تولید وش پنبه منجر به افزایش یک عدل محصول در مقایسه با متوسط عملکرد و برای گردوی آمریکائی با کاهش میزان آب آبیاری به میزان ۳۰ درصد طی مدت سه سال زراعی، گردیده است. پژوهش‌هائی درباره برخی گیاهان از جمله چمن علفی، باغ‌های سیب، انگور مجلسی و ذرت همچنان در جریان می‌باشد. این موفقیت برای کلیه گیاهان زراعی و باغی نبوده، به‌طوری که برای گیاهانی نظیر کاهو درختان لیمو کارآئی نداشته است.
با این حال انتظار می‌رود که در آینده‌ای نه چندان دور هواپیماهای مجهز به اسکنرهای حرارتی مادن‌قرمز بتوانند برنامه‌ریزی آبیاری صدها هکتار اراضی تحت کشت را در مدت چند ”ثانیه“ انجام دهند.

● شبکه اطلاعاتی هواشناسی:
پدیده‌های جوی می‌توانند به‌طوری بسیار مؤثر بر سودمندی عملیات کشاورزی و باغبانی اثرگذار باشند.
طیف وسیعی از اقدامات مرتبط با تولید محصولات همچون انتخاب کولتیوارهای مناسب، تاریخ کشت، زمان آبیاری، مدیریت آفات، مدیریت بیماری‌ها و دوره مناسب برداشت محصولات وابسته به شرایط اقلیمی منطقه مورد نظر است (۹). استفاده صحیح و منطقی از اطلاعات هواشناسی نه تنها می‌تواند از بروز شرایط غیر مطلوب جلوگیری نماید،بلکه قادر است که توانمندی تولید محصولات را نیزفزونی داده و یا در شرایطی هزینه‌های تولید فرآورده‌ها راکاهش دهد و موجب صرفه‌جوئی در مصرف آب آبیاری گردیده و در مجموع منتج به سود بیشتری شود.
مولدان بخش کشاورزی در حال حاضر می‌توانند از جایگاه جدیدی به نام ”پایگاه اطلاعات هواشناسی“ که به‌طور اخص برای نیازهای کشاورزی طراحی و ابداع گردیده، کمک یابند. به‌عنوان مثال در ایالت آریزونا، این پایگاه اطلاعاتی تحت عنوان ”شبکه هواشناسی آریزونا“، ترکیبی از رایانه‌ها و تجهیزات پایش محیط می‌باشد که قادر است اطلاعات هواشناسی را در اختیار کاربر آن قرار دهد. در این ایستگاه داده‌های دما (هوا، خاک)، رطوبت نسبی، تشعشع خورشیدی، بارندگی و سرعت باد، اندازه‌‌گیری و ثبت می‌گردد.
رایانه‌های موجود نیز به‌طور منظم اطلاعات ارسالی از این ایستگاه را دریافت و ضمن پردازش و فرآوری داده‌ها نسبت به خلاصه کردن آنها اقدام می‌نمایند. از جمله اطلاعات قابل دسترسی در این شبکه هواشناسی می‌توان بهارقام روزانه و ساعتی پارامترهای مورد پایش، واحدهای حرارتی مورد نیاز برای پیش‌بینی وضعیت گیاهی، روند توسعه یا مراحل تکاملی آفات و برآورد تبخیر و تعرق گیاهی که برای برنامه‌ریزی آبیاری مورد نیاز است، اشاره نمود.

● کشاورزی دقیق:
این واژه که گاه تحت عنوان کشت و کار دقق نیز نامیده می‌شود، به معنی انتخاب خاک مناسب برای کشت، انتخاب نوع گیاه و مدیریت دام‌ها است (۱۱). به‌طوری‌که در شرایط متفاوت و موجود تطابق پذیر بوده و امکان انجام یا انتخاب آن در محدوده هر مزرعه اختصاصی نیز وجود داشته باشد.
امروزه، چهار نوع فن‌آوری پیشرفته کشاورزی دقیق را هدایت می‌نمایند که عبارتند از:
سنجنده‌های الکترونیکی ماشین‌های زمینی (که اغلب تحت عناوین پایشگرهای عملکرد یا ماشین‌های برداشت نامیده می‌شوند)، سیستم‌های اطلاعات جغرافیائی، سیستم‌های موقعیت‌یاب جغرافیائی و نرم‌افزارهای سیستم تصمیم‌گیری (تصمیم‌سازی) که برای تجزیه، تحلیل و برنامه‌ریزی به‌کار گرفته می‌شوند.
چنین ترکیبی با اجزاء فن‌آوری‌های گفته شده و با کاربرد رایانه و استعانت از ماهواره می‌تواند رهنمودهای لازم و یا ارزیابی مؤثر بودن عملکرد اقداماتی نظیر: غبار یا محلول پاشی برای کنترل آفات و بیماری‌های گیاهی، مدیریت آبیاری، کاربرد کودهای شیمیائی را به میزان مطلوب و مورد نظر، نحوه اثر بخش بودن کاربرد علف کش‌ها، کشت و کار دقیق و جایگزین مناسب بذور را در بستر کشت به انجام رساند.

● تلفیق پرورش آبزیان و سیستم‌های کشاورزی
افزایش هزینه‌های استحصال و کاربرد آب برای آبیاری در مناطق خشک از مواردی می‌باشد که در سطح جهانی متخصصین کشاورزی را به تفکر و تعمق واداشته است. برخی پژوهش‌گران بر این باورند که در مناطقی همچون آریزونا، سیستم‌های ذخیره، انتقال و توزیع آب (برای اهداف کشاورزی و آبیاری) از نظر فیزیکی مشابهت نسبی با حوضچه‌ها آبراهه‌های سنتی پرورش آبزیان (به‌خصوص ماهیان گرم‌آبزی) دارند.

در حال حاضر، برنامه‌های تحقیقاتی به‌منظور تلفیق پرورش ماهی در اراضی کشاورزی مبتنی بر آبیاری اصولی در جریان است تا بتوان موارد استفاده و کاربرد از آب را آن‌گونه توسعه داد که هزینه‌های انرژی مصرفی برای استحصال و یا پمپاژ آب را از طریق تولید (جانبی) فرآورده غذائی دیگری (ماهی) جبران نمود.

به‌عنوان مثال مدل‌های تحلیل حساسیت مربوط به حوضچه‌های پرورش ماهی که در آن برقراری جریان آب به روش‌های متعارف انجام می‌شود، نمایانگر آنست که در محدوده‌های هزینه‌ای ۱۰ تا ۲۰ دلار برای هر ۴/۱۲۳۳ متر مکعب آب (برابر با یک آکر ـ فوت) شرایط برابری ”مخارج با منافع“ حاصل می‌گردد و این در شرایطی است که هزینه‌های تأمین آب برای مزارع در ایالت آریزونا از رقم ذکر شده بیشتر می‌باشد.

بنابراین هرگاه ”آب مورد نیاز برای پرورش ماهیان گرم آبزی“ به‌دلیل آنکه حقابه مربوط به آبیاری زراعت در مزرعه و آب بهای آن مورد احتساب قرار گرفته است، مجانی تلقی گردد، بنابراین بازگشت سهمی از هزینه (مخارج) مترتبه می‌تواند نوید بخش باشد.

کاربرد سیستم آبرسانی (آبیاری) موجود، از جمله کانال‌ها و به‌طور ترجیحی هرگاه عملیات آبیاری همزمان با نیازهای پرورش آبزیان نباشد، شرایط را حاصل می‌نماید. زیرا همان‌گونه که مشخص است، سیستم کانال‌ها و یا حوضچه‌های ذخیره آبی که قبلاً ساخته شده‌اند، مورد استفاده قرار گرفته و هزینه‌های سرمایه‌ای و اولیه احداث این قبیل سازه‌ها را که پیش نیاز برنامه‌های پرورش آبزیان است، به‌طور قابل ملاحظه‌ای کاهش خواهد داد.
لیکن به هر حال، پرورش آبزیان (به‌خصوص ماهی) برخلاف عملیات آبیاری مزارع، نیازمند به پایش لحظه‌ای دارد، به‌خصوص هرگاه این اقدام در کانال‌های کم عرض و جویچه‌های آبیاری و یا آبرسانی به انجام رسد، که در این شرایط برقراری جریان کمی از آب با کیفیت مناسب و به‌طور مداوم بایستی در آبراهه‌ها وجود داشته باشد. زیرا به‌عنوان مثال قطع ورود و عدم جریان آب ممکن است باعث تلف شدن بچه ماهی‌های پرورشی گردد. برای رفع یا تعدیل این مشکل، بایستی عملیات آبیاری را متوازن نمود و یا نسبت به احداث (ساخت) تجهیزات نگهداری و پرورش ماهی در مجاورت محدوده مورد نظراقدام شود.

به‌نحوی که ابتدا آب تخصیصی برای عملیات آبیاری را به حوضچه یا آبراهه‌های پرورش ماهی منحرف و سپس آن را برای آبیاری مزارع دوباره به طریق ثقلی و یا پمپاژ محل مورد نظر در مزرعه هدایت نمود.
تلفیق پرورش آبزیان با آبیاری نه تنها موجب بهره‌مندی مؤثر از هر واحد آب مصرفی است، که در شرایط بهره‌برداری از اراضی در مناطق خشک برای تولید مواد غذائی و فرآورده‌های خام صنعتی بسیار ضروری می‌باشد، بلکه به‌دلیل افزایش قیمت آب استحصالی، این قبیل اقدامات می‌تواند متضمن سودآوری بیشتری گردد.

● کاربرد فاضلاب‌های تصفیه شده برای آبیاری
در مناطق خشک و نیمه خشک که کمبود منابع آبی از عوامل مهم محدود کننده توسعه کشاورزی پایدار می‌باشد، کاربرد فاضلاب‌های تصفیه شده به‌طوری قابل ملاحظه روبه افزایش است تا بخشی از کمبود آب مورد نیاز را تأمین نماید. (۶) این مهم در شرایطی است که مخارج استحصال و انتقال آب مناسب برای امور آبیاری در حال افزایش می‌باشد.

از آنجا که متقاضیان محدودی برای دریافت و مصرف این قبیل آبها وجود دارد، فعلاً رقابت قابل ملاحظه‌ای در این زمینه به چشم نمی‌خورد.

لیکن پیش‌بینی می‌شود، در آینده‌ای نزدیک، کاربرد این قبیل آب‌ها برای مصارف آبیاری فضاهای سبز، زمین‌های ورزشی و یا گیاهانی که به‌طور مستقیم مورد مصرف خوراکی قرار نمی‌گیرند، افزایش یابد. (۶) از مزیت‌های قابل توجه کاربرد فاضلاب‌های تصفیه شده برای درختستان‌ها و پارک‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

ـ چمن‌های علوفه‌ای، گیاهانی پر مصرف از نظر نیاز آبی می‌باشند. همچنین به‌دلیل همیشه سبز بودننیاز به مقادیر زیادی مواد غذائی دارند.
بدین دلیل کاربرد فاضلاب‌های تصفیه شده که سرشار از مواد غذائی مورد نیاز گیاهان می‌باشند به‌وسیله گیاهان جذب و مصرف گردیده و بدین ترتیب خطرات ناشی از نفوذ و آلایندگی آب‌های زیرزمینی در این مناطق می‌تواند متصور نباشد (۳).

ـ به‌دلیل آنکه فاضلاب به‌طور مستمر تولید می‌گردد، موارد کاربرد آن نیز بایستی به‌طور دائمی باشد. به‌عنوان مثال علف چمنی، نوعی گیاه چند ساله است که دارای دوره‌های قطع مصرف آب از جمله موارد کشت، بذردهی، برداشت ـ که در کلیه این ادوار عملیات آبیاری بایستی متوقف شود و در مجموع این اوقات، زمانی قابل ملاحظه است که گیاه چمن علفی وجود نداشته باشد.

ـ از آنجا که زمین‌های ورزشی و پارک‌ها در حواشی شهرها می‌باشند، مخارج انتقال فاضلاب‌های تصفیه شده برای آبیاری آنها چندان قابل ملاحظه نیست.

ـ مسائل مربوط به بهداشت محیط زیست و حفظ سلامت انسان به هنگام کاربرد پساب‌های تصفیه شده برای اراضی چمنی و پارک‌ها به مراتب کمتر از شرایطی استکه درآن این قبیل آب‌ها برای آبیاری گیاهان خوراکی مصرف می‌شوند.
ـ مسائلی که ممکن است در مورد کاربرد آب‌های تصفیه شده (فاضلاب‌ها) بر روی خاک‌ها ایجاد گردد، به‌خصوص از دیدگاه اثرات اجتماعی و اقتصادی در شرایط کاربرد این قبیل آب‌ها برای آبیاری اراضی ورزشی و پارک‌ها کمتر از آن است، که کاربرد چنین آب‌هائی به منظور آبیاری محصولات کشاورزی به‌طور مستقیم موردمصرف قرار گیرند.

● ایجاد درختستان مقاوم به خشکی
واژهزیر سکیپ یا مقاوم به خشکی ”از عبارت یونانی“، ”زیروس“ به معنی خشکی اشتقاق یافته است.

این قبیل گیاهان در مقایسه با انواعی که به‌صورت سنتی کشت می‌گردند ”مثل چمن علوفه‌ای“، نیاز آبی کمتری دارند. (۴) بنابراین روش ابتکاری را می‌توان برای منظرسازی و در ارتباط با راندمان کاربرد آب و انرژی تعریف کرد که بر پایه هفت شرط اصولی علم باغبانی می‌باشند که آنها را به شرح زیر می‌توان فهرست نمود:

▪ طراحی و کشت مناسب
▪ انتخاب خاک مناسب به‌عنوان رویشگاه گیاه
▪ کاربرد مواد بهساز برای افزایش ظرفیت نگهداری آب در خاک
▪ کاربرد روش آبیاری با راندمان مطلوب
▪ کاربرد مالچ (گیاهی و یا مصنوعی) برای کاهش میزان تبخیر و جلوگیری از هدر رفت رطوبت از سطح خاک
▪ کشت مختلط گیاهان با نیاز آبی کم در ترکیب با طرح منظرسازی
▪ نگهداری مناسب از گیاهان و استفاده از سیستم آبیاری بهینه برای گیاهان.

ـ تذکر:
به‌عنوان نمونه طبق اطلاعات موجود، فقط در ایالت آریزونا، بیش از ۴۰۰ گونه گیاهی وجود دارد که شرایط مقاومت به خشکی را دارا می‌باشند.

منظرسازی یا ایجاد محوطه سبز با استفاده از درختان و گیاهان مناسب می‌تواند مخارج سرمایشی سالیانه ساختمان‌های مسکونی را کاهش دهد. طرح کشت حفاظت انرژی، مشتمل بر درختان پر شاخه و گسترده‌ای می‌باشد که نقش سایه انداز دیوارها و سقف ساختمان‌ها را برای جلوگیری از تابش مستقیم نور خورشید در تابستان داشته، لیکن امکان بهره‌مندی از نور خورشید را در زمستان از جهت شمالی ساختمان فراهم می‌آورد.
در اوقات عصر درختان پایه کوتاه باعث جلوگیری از تابش نور خورشید می‌گردند. اکثر این قبیل درختان که به‌منظور طرح کشت حفاظت انرژی انتخاب می‌شوند از انواع درختان یا درختچه‌های همیشه سبز می‌باشند. پژوهش‌ها نشان می‌دهد که پوشش گیاهی در شهرها موجب کاهش پایدار هزینه‌های مصرفی انرژی در واحدهای تجاری و مسکونی گردیده و به زیبائی گستره شهر می‌افزاید.

۱) گیاهان جایگزین برای مناطق خشک
در حال حاضر توجه بسیار زیادی به انتخاب گیاهان، جایگزین برای مناطق خشک و نیمه خشک برای کاربردهای گوناگون از جمله: منظرسازی (ایجاد درختستان یا بوته‌زار)، تولید فرآورده‌‌های غذائی و یا استفاده از گیاهانی که توانمندی تولید مواد داروئی، شیمیائی، الیاف و یا روغن گیاهی را داشته باشند، شده است.

۲) گیاهان شورپسند
چنانچه امکان تبدیل مناطق خشک به اراضی مولد فراهم می‌گردید، شرایط تأمین مواد غذائی و تغذیه میلیون‌ەا انسان نیز امکان پذیر می‌شد. هرچند اقدامات لازم جهت تأین مواد غذائی برای آینده از طریق بالابردن راندمان‌های آبیاری و بهینه نمودن سیستم‌های کشت و کار در جریان م‌باشد، لیکن این واقعیت همیشه باقی است که حدود ۹۸ درصد آب‌های موجود در سطح کره زمین به‌صورت دریا و یا یخچال‌های طبیعی می‌باشند. در حال حاضر بیش از ۳۲۲۰۰ کیلومتر مناطق خشک و بیابانی ساحلی خالی از سکنه است. لیکن چنانچه اقداماتی برای تبدیل این نواحی به مناطق مولد اعمال گردد، اغلب این مناطق مکان‌هائی مناسب و دلپذیر برای اقامت می‌باشند.

یک جایگزین برای تولید مواد غذائی در اراضی ساحلی مناطق خشک، انتخاب و کشت آن از قبیل گیاهانی استکه امکان رشد آنها در خاک‌های شور (و یا شور و سدیمی) وجود داشته باشد و برای عملیات آبیاری این قبیل گیاهان بتوان از آب‌های نامتعارف (از نظر شوری) و یا آب دریا به‌صورت مستقیم استفاده نمود (۷). بدین ترتیب، چنین گیاهانی را می‌توان هالوفیت یا شورپسند محسوب نمود. تحقیقات نشان می‌دهد که برخی از گیاهان همچون ”آتریپلکس“ از نظر تولید محصول (علوفه) و میزان پروتئین با گیاه یونجه تقریباً برابری نمی‌نماید.

املاح اضافی که جذب گیاه گردیده است را می‌توان پس از برداشت، آبشوئی نمود. آزمایش‌های مقدماتی درباره مصرف این گیاه برای تعلیف دام‌‌ها، نشان می‌دهد که املاح جایگزینی آن در جیره غذائی برخی دام‌ها درآینده امید بخش است. سایر گیاهان از جمله گونه‌ای ”سالیکورنیا“ (۱۱) از نظر تولید دانه که محتوی مقادیر قابل ملاحظه‌ای روغن خوراکی و پروتئین می‌باشد، در مراحل بررسی و نتیجه‌گیری می‌باشد.

آزمایش‌های متعدد و متراکمی در جریان است تا بتوان از آب دریاهائی که آبزیان در آن زیست می‌نمایند را به‌دلیل غنی بودن آب آنها از ازت برای آبیاری گیاهان شور پسند به مصرف رسانید. مقادیر رشد بسیار قابل ملاحظه در آزمایش‌هائی که در آنها از چنین آب‌های محتوی ازت زیاد، برای عملیات آبیاری گیاهان شورپسند به‌کار رفته، گزارش گردیده است. این قبیل گیاهان هالوفیت ممکن است در آینده منابع غذائی قابل ملاحظه‌ای برای تغذیه انسان و دام‌ها محسوب گردند.

۳) گیاهان داروئی
اغلب نسخه‌های داریوئی تجویز به‌وسیله پزشکان و یا داروهای موجود بروی پیشخوان داروخانه‌ها دارای بنیان گیاهی (مستقیم یا فرآوری شده) می‌باشند. اکثر ترکیبات مصنوعی که امروزهدر دسترس هستند، مقدمتاً از گیاهان بومی مناطق و جنگل‌های نواحی حاره‌ای منشاء، یافته‌اند که منبع تأمین آب برای رشد و نمو آنها را بارندگی تشکیل می‌دهد و اقلام معرفی شده گیاهان داروئی که رشگاه آنها مناطق خشک باشد، بسیار اندک هستند.
گیاهان مناطق خشک و بیابانی به‌دلیل آنکه از نظر محیطی تحت تنش می‌باشند، نوعی مواد شیمیائی تولید می‌نمایند که آنها را در مقابل جانوران، میکروب‌ها و حتی گیاهان بومی مناطق خشک دارای پادزهرهای متوقف کننده فعالیت‌های ویروسی از جمله عامل انتقال و اشاعه بیماری ایدز (Aids) می‌باشند.

۴) سایر گیاهان جایگزین
برخی گیاهان جایگزین قبلاً مورد توجه قرار گرفته و پژوهش‌های عملی و کاربردی در مورد آنها به‌انجام رسیده است که از آن جمله جوجویا (هوهوبا) و گوایل (Guayule) را می‌توان نام برد. گیاهان دیگری که محتوی ترکیبات شیمیائی خاص می‌باشند. مانند چیا (Chia)، گوار (Guar) و تاروید (Tarweed) نیز مورد توجه هستند. گیاهی به‌نام هسی پارالوئی (Hesparalaoe) نوعی گیاه لیفی است که احتمال تولید کاغذ با کیفیت بسیار مطلوب از آن وجود دارد. گیاهان دیگری از جمله لس کوالا (Lesqerella) و ورونیا (Veronia)، از نظر امکان استحصال بعضی انواع روغن بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند.

با توجه به اطلاع رسانی‌های مکرر در خصوص فراهم آمدن ”تنوع زیستی“، انجام تحقیقات لازمه بروی گیاهان جایگزین بایستی بیشتر مورد توجه قرار گیرد. بنیان تولید گیاهان نوین در کشاورزی از طریق انواع مناسب و مطلوب ”جایگزین“ موجب پیدایش و توسعه نوعی کشاورزی صنعتی نوین خواهد شد که بدین ترتیب سیستم‌های زراعی جدید، جایگزین سیستم‌های غیر نوبتی که در آنها تقاضای زیاد برای منابع آبی و نهادهای کشاورزی وجود داشت، تغییر خواهد یافت.

● فن‌آوری زیستی (بیوتکنولوژی)
انسان، در عصر کنونی باید از فن آوری‌های پیشرفته موجود، استفاده علمی و منطقی بنمایند. برنامه‌های جایگزین و گزینه‌های ممکن برای تهیه مواد غذائی و فرآورده‌های خام صنعتی که رافع نیازهای آینده است، از هم اکنون تدارک دیده شده و به مرحله عمل درآید. زیرا کاربرد روش‌های نوین، بیشتر مرتبط با اقدامات حفاظتی از منابع خاک، آب و جلوگیری از تخریب و انحطاط چنین منابع تولیدی است.

در دهه ۱۹۶۰، وضعیت مواد غذائی برای برخی کشورها از جمله در قاره آسیا، بسیار نگران کننده تصور می‌شد. به‌طوری‌که بعضی متخصصین بروز پدیده ”قحطی“ را قریب الوقوع می‌دانستند. لیکن هم زمان با این نگرانی بزرگ، افزایش عملکرد محصولات کشاورزی در واحد سطح که از طریق معرفی ارقام پر محصول برنج، گندم، توسعه شبکه‌ەای آبیاری و کاربرد کودهای معدنی به انجام رسید، از بروز پدیده کمبود مواد غذائی و قحطی، جلوگیری به‌عمل آورد، به‌طوری که در حال حاضر از طریق افزایش عملکرد همه روزه ۷۰۰ میلیون نفر تغذیه می‌شوند. این واقعه یا حادثه تحت عنوان ”انقلاب سبز“ نام‌گذاری شد.

هرچند میانگین عملکرد فرآورده‌های کشاورزی به‌دلیل کاربرد فن‌آوری‌هیا معرفی شده، که به‌وسیله کشاورزان اعمال می‌گردد، کم و بیش رو به افزایش است، لیکن تحول ایجاد شده به‌وسیله انقلاب سبز روند مورد انتظار را از دست داده و پیشرفت آن آهسته گردیده است. این واقعیت غیر قابل انکار وجود دارد که انسان طی یک قرن گذشته توانسته است عملکرد محصولات را چهار برابر نماید. لیکن این دستاورد، ”گام نخست“ می‌باشد. زیرا افزایش قابل ملاحظه جمعیت جهان به‌خصوص در کشورهای در حال پیشرفت اقدامات خاصی را برای مقابله با کمبود موادغذائی در شرایط فعلی و آینده الزامی نموده است.

اروزه، با کاربرد روش‌های پیشرفته فن‌آوری‌های زیستی (بیوتکنولوژیک)، انسان قادر است تحولات پیشرفته و شگفت‌آنگیزی را در صنایع غذائی ایجاد نماید که این تحول می‌تواند ”انقلاب“ دیگری به‌شمار آید. اعتقاد برخی صاحب‌نظران بر آنست که این پدیده نوعی ”انقلاب آرام“ است.

زیرا، دستاوردهای آن در ابتدا ممکن است ”بسیار چشمگیر“ نباشد. لیکن در نهایت، فن‌آوری زیستی به احتمال قوی می‌تواند اثراتی به مراتب بیشتر از ”انقلاب سبز“ در برداشته باشد. زیرا این فن‌آوری نوعی فرایند تجمعی (تکاملی) است و تأثیرات آن کوتاه مدت (از نظر افزایش عملکرد و تولیدات گیاهی) نمی‌باشد.

در آینده، به‌عنوان مثال علم مهندسی ژنتیک قادر خواهد بود که فرصتی مناسب برا یانتقال ژن‌های هورمونی رشد را در گونه‌های ماهیان به نحوی فراهم آورد که میزان رشد آنها در مقایسه با شرایط متعارف (عادی) حتی بیش از چهار برابر گردد. همژنین تصور مکن بر آن است که بتوان نوعی ژن را از جانوران به گیاهان منتقل نمود تا آنها را در مقابل آفات و بیماری‌های گیاهی مقاوم و پایدار نمود. علاوه بر آن نیز ممکن است نوعی میکروارگانیسم را طراحی نمود که لکه‌های نفتی را در سطوح آبی هضم، جذب و پاکسازی نماید.

● نتیجه‌گیری
با فراهم آمدن امکانات علمی تهیه نقشه‌های ژنوم (۱۲) جانوران و گیاهان انسان ممکن است در آینده‌ای نزدیک قادر به دستکاری ویژگی‌های ژن‌ها گردد. امید می‌رود که به‌زودی بتوان مناطق خشک و بیابانی ساحلی (آبی) جهان را با استفاده از گیاهان مقاوم به شوری و با استفاده از آب دریا به‌عنوان منبع آبیاری به مناطق سرسبز و مولد کشاورزی تبدیل کرد.

همچنین ممکن است در آینده، امکان کشت و کار در ۴۰۵ میلیون هکتار اراضی که سفره‌های آب زیرزمینی آنها شور است، فراهم گردیده و ۷/۵ میلیون هکتار اراضی متأثر از انباشته شدن املاح که همه ساله ازچرخه تولیدات کشاورزی خارج می‌شده‌اند را مورد بهره‌برداری و استفاده‌های گوناگون کشاورزی قرار داد.

همچنین با یاری جستن از دانش اصلاح نباتات و ژنتیک گیاهی، از طریق کاربرد ابزارهای جدید فن‌آوری زیستی، فرصت‌های تولید فرآورده‌های غذائی جدید پدیدار گردیده تا بتوان با استفاده از این دستاوردهای علمی، امکان توسعه کشاورزی پایدار در مناطق نیمه خشک جهان امکان‌پذیر گردیده و با صرف مخارج کمتر و کاربرد مواد شیمیائی به میزان حداقل نسبت به تولید فراورده‌های غذائی و مواد خام صنعتی اقدام نمود.

علاوه بر آن، دیدگاه هدفمند بر آن است که با استفاده از فن‌آوری‌های نوین بتوان از ظرفیت تولید اراضی کشاورزی (که در حال حاضر در حد مطلوبی نمی‌باشد) حداکثر بهره‌برداری را به‌عمل آورد، و این نقیصه را با شتاب لازم بر طرف نمود.

پیشرفت شگفت‌انگیز تکنولوژی، توجه به موارد تحقیقاتی، تفکرات متمرکز و پیشرفته، برقراری امنیت غذائی و ارتقاء استاندارد سطح زندگی ساکنین کشورها را تسهیل نموده و امید می‌رود که زمینه‌های زندگی مسالمت‌آمیز اقوام و نژادهای مختلف را در اقصی نقاط جهان فراهم آورد. وظیفه همگان است که زمینه‌های پژوهش‌های کاربردی از این قبیل ”نوآوری‌ها“ را فراهم آورده، در مورد ترویج اصول و مبانی حاصله اقدام نمایند.

پیش نیاز زندگی با نشاط و صلح جهانی در سده کنونی در گرو امعان نظر خاص به بخشی از موارد گفته شده است.
مهدی همائی
(دانشیار گروه خاک‌شناسی دانشگاه تربیت مدرس)
ابراهیم پذیرا
(استاد پژوهش سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، وزارت جهاد کشاورزی)

زراعت عمومی

مقدمه: سرزمین ایران به طور کلی کوهستانی (OROGRAPHIC) و نیمه خشک (SEMI ARID) محسوب می شود.

حدود 90% از خاک ایران در محدوده فلات ایران واقع شده است .

فلات (PLATEOU) دو مشخصه دارد :

مناطقی که ریزش جوی أنها به طور متوسط بین 250-500 mm در سال –دارای زمستانهای سردوتابستانهای گرم است میزان بارندگی کشور بسته به مناطق مختلف بین 10-2000 mm متغیر می باشد و امار بارندگی سالیانه در نقاط مختلف کشور نشان میدهد که بجز حاشیه جنوبی در یای خزر تقریبا بقیه نقاط ایران خشک و نیمه خشک است . به طور کلی نزدیک به 31% از خاک ایران یعنی حدود 51000000 هکتار از اراضی دارای استعداد خوب برای کشاوزری است و هنوز 62% منابع خاک ایران دارای استعداد کشاورزی است که بالغ بر 33میلیون هکتار است که از این مقدار 19میلیون هکتار تحت کشت آبی (IVRIGARED FARM ) و دیم(DRY FARM) است .

12میلیون هکتار از 19 میلیون هکتار دیم است .

حدود یک سوم اراضی قابل کشت سالیانه به دیم کاری اختصاص دارد و بقیه آن به صورت آیش FALLOW) ) است .

FALLOW : ناکاشت گذاشتن زمین به مدت یک یا چند سال

AGRONOMY : عبارت است از علم و فن کشت وکار و بهره برداری از سه فاکتور خاک . آب. گیاه .

همچنین زراعت شامل مجموعه أی از فعالیت های انسانی که در جهت تامین نیاز برخی گیاهان در جهت بهره گیری از حداکثر قدرت تولیدی در آنها انجام می گیرد .

این فعالیت ها بیشتر در جهت تغییر عوامل محیطی است .

زراعت AGRONOMY ریشه یونانی دارد واز دو لغت :

AGROS به معنای مزرعه و NOMUS به معنای مدیریت تشکیل شده است .

از نظر علمی AGRONOMIST به شخصی اطلاق می شود که تحصیلات عالی دارد و از نظر تئوری مطالعاتی را انجام داده است تا بتواند به عنوان مشاور یا راهنما ی زارع انجام وظیفه کند .

از دیدگاه علم زراعت برای افزایش تولید محصولات کشاورزی سه راه پیشنهاد شده است

1- افزایش زمینهای زیر کشت

2- افزایش محصول در واحد سطح

3- افزایش محصول در واحد زمان



زراعت سطحی EXTENSIVE FARMING زراعت فشرده INTENSIVE FARMING

زراعت سطحی نوعی از زراعت است که زارع تابع شرایط آب و هوایی است . بنابر این نهاده های زیادی را مصرف نمی کند و سطح زیر کشت را هم نمی تواند افزایش دهد .

ولی نوعی زراعت فشرده : در این نوع زراعت از نهاده های زیادی مانند بذر های اصلاح شده ، کودهای شیمیایی ، ماشین آلات و… استفاده می کند تا بتواند حد اکثر عملکرد را در سطح بدست آورد .



(طبقه بندی گیاهان زراعی CROPS )

گیاهان زراعی را می توان از نظر شکل ظاهری یعنی مورفولوژی (گیاه شناسی ظاهری ) طبقه بندی کرد .

ولی از نظر زراعت AGRONOMY گیاهان را بسته به مصرف یا نوع مصرف آنها تقسیم بندی می کنیم . باید در نظر داشت که بعضی گیاهان زراعی دارای مصارف زیادی هستند بنابراین با توجه به موارد فوق می توان دو نوع طبقه بندی را در نظر گرفت .
الف) طبقه بندی بر اساس هدف تولید :
1- غلات CEREALS

شامل گندم (WHEAT ) - جو ( BARLY ) – برنج ( RICE ) – ذرت ( CORN ) – چاودار *گندم ( TRITICALE ) – چاودار ( WHEAT *RYE )

هدف نشاسته
2-حبوبات LEGUMES

شامل نخود (PEA ) – عدس ( LENTILE ) –لوبیا ( BEAN( - S,DH ) ) –بادام زمینی ( PEAHUT )

هدف تامین پروتئن گیاهی است .
3-گیاهان علوفه أی FODELER CROPS

این گیاهان به صورت تازه خشک یا سیلو شده به مصرف دام می رسد .

ذرت علوفه أی FOLEDER CRON :

مشخصات : تراکم بالا دارد .زمان برداشت آن وقتی است که رطوبت دانه 6۰٪ است

ALFALFA یونجه.- CLOVER شبدر

4-گیا هان ریشه أی ROOTY OR RADICAL CROPS

این گیا هان دارای ریشه غده أی شکل هستند .شاخص تر ین آن گیاه چغندر suger beer است .



5-گیا هان فیبری یا لیفی FIBEROUS CROPS

COTTEN = کتان KENAF = کنف

FLAX = پنبه الیاف در دانه یا کپسول JOKE = شبیه کنف الیاف آن در ساقه است SISAL(AGAVE ) خنجری : الیاف آن در برک است

6-گیاهان غده أی GLANDIFORM /CROPS

POTATO /POMATO : زیر زمین سیب زمینی و روی زمین گو جه

7-گیاهان داروی: MEDICINAL /C

MATRICARIA = بابونه MILFOILE =گیاها ن بومادران

WHITE POPPY = خشخاش سفید

8-گیاهان قندی SUGAR/C

SUGAR CANE /نیشکر SUGAR BEET/ چقندر هدف =تولید قند

9-گیاهان تدخینی SMOKING

SMOKING =/ TANBACCO = تنباکو HEMP = شاهدانه. گراس

NOROOTIC =/ TEA = چای COFFEE = کافینئن . قهوه

10- گیاهان روغنی OIL CROPS

SUN FLOWER = آفتا بگردان - SOFFLOWER = گلرنگ

OLIVE = زیتون- SESAME = کنجد

PEAHUT = با دام زمینی

ب-طبقه بندی بر اساس هدف خاص :

1-گیاهان پوششی COVER CROPS

این گیاهان برای پوشش و حفاظت خاک در برابر ( EROSION) فر سایش کشت می شودو درهمان زمانی که سبز هستند (گلدهی) به خاک برگردانده می شود.مثل شبدرو یونجه

2-گیاهان مکمل COMPLEMENTALY/C

این گیاهان جهت حاصلخیزی خاک همراه با محصول درجه یک کاشته می شود ودر درجه دوم اهمیت قرار دارد .مانند کاشت لوبیای روغنی همراه با ذرت

3-گیاهان سیلویی SILAGE /C

این گیاهان به صورت سبز برداشت می شود و پس از سیلو شدن وگذراندن مرحله تخمیر به مصرف دام می رسد مثل گیاه ذرت علوفه أی و ذرت خوشه أی sorghom ) )

4- گیاهان تقویت کننده یا اصلاح کننده : SOIL CODITIONER /C

این گیاهان جهت اصلاح یا تقویت خاک کاشته می شوند مانند چغندر علوفه أی (خاک را نرم می کند ) و شبدر علوفه أی ( نمک و شوری خاک را می گیرند )

5- گیاهان همراه CYNERGIC /C

این گیاهان گیاهان یک ساله (ANNUL ) هستند که همراه گیاهان چند ساله PERENNIAL) )کاشته می شوند مثل : جو (یکساله ) همراه با یونجه (چند ساله )

6- نباتات غله ای TRAPPING /C

برخی گیاهان تیره حبوبات LEGOMINO SE /C مانند باقلا چنانچه در زمینی کاشته شوند به علت ترشح یک سری مواد از ریشه قادر به کنترل یک نوع آفت که به سیستم ریشه أی گیاهان خسارت می زند به نام (nematode ) است .

در کاشت چغندر قند اگر تناوب را رعایت نکنیم آفت nematod افزایش می یابد .