کتاب اکولوژی زراعی رشته زراعت

کتاب اکولوژی زراعی  رشته زراعت

 فصل 1 :گیاه و محیط 

  نور  

نور خورشید نخستین منبع انرژی در اکوسیستمها میباشد. نور از طریق فتوسنتز توسط گیاه گرفته شـده و انـرژی آن در پیوندهای شیمیایی اجزای الی ذخیره میشود. نور خورشید همچنین آب و هوای زمین را به جریان می اندازد. 

انـرژی نـور از طریق تبدیل شدن به حرارت الگوهای ریزش باران، درجه حرارت سطحی، باد و رطوبت را تحت تأثیر قرار میدهد، بـه  طریقی که از این عوامل محیطی در تعیین چهره آب و هوای زمین سهیم بـوده و همچنـین از اهمیـت قابـل تـوجهی در کشاورزی برخوردار هستند.  

تشعشع خورشیدی  

انرژی دریافتی از زمین از خورشید به صورت امواج الکترومغناطیس با طول موجهـای کمتـر از 0/001 نـانومتر (nm) تـا  بیشتر از 1/000/000/000 نانومتر است.

این انرژی تحت عنوان طیف الکترومغناطیس شـناخته شـده اسـت. قسـمتی از طیف الکترومغناطیس که حدوداً بین 1 نانومتر و 1/000/000 نانومتر است به عنوان نور در نظر گرفته میشود کـه البتـه همۀ آن قابل رؤیت نیست. نور با طول موجی بین 1 تا 390 نانومتر نور فرابنفش است.

نور مرئی جزء بعدی است و از نور  با طول موج بین 400 تا 760 نانومتر تشکیل میشود. نوری با طول موج بلندتر از 760 و کوتاهتر از 1/000/000 نانومتر به عنوان نور مادون قرمز شناخته میشود و نظیر نور فرابنفش بـرای انسـان قابـل رؤیـت نیسـت. 

خورشید طیف کاملی از انرژی الکترومغناطیس را متصاعد میکند.  

اتمسفر به عنوان پالایش کننده و منعکس کننده  

هنگامی که نخستین پرتوها از خورشید به خارجیترین سطح اتمسفر زمین میرسد، شامل تقریباً 10 درصد نور فرابنفش (50 ،(UV درصد نور مرئی و 40 درصد مادون قرمز (IR) یا انرژی حرارتی است. زمانی که ایـن نـور بـا اتمسـفر زمـین برخورد میکند، برای آن چندین حالت ممکن است صورت پذیرد. مقادیری از نور، پراکنده یا پخش میشود. مسیر آن بـه سمت سطح به علت تداخل مولکولهای موجود در اتمسفر تغییر میکند، اما طول مـوج آن در ایـن فعـل و انفعـال تغییـر نمییابد. بیشتر نورهای پراکنده شده به سطح زمین میرسند اما این فرایند به اتمسفر رنـگ آبـی بـینظیـری مـیدهـد.

  مقداری از نورهای منعکس شده از اتمسفر به فضا برگشت میکند، طول موج این نورها نیز در این فرایند تغییر نمییابد و سرانجام مقادیری از نور به وسیله آب، غبار، دود، ازون، دی اکسید کربن و سایر گازها در اتمسفر جذب میشـوند.

انـرژی  جذب نشده برای مدتی ذخیره شده و سپس به صورت امواج بلند حرارتی مجدداً تشعشع مییابند. تقریبـاً همـۀ نورهـای فرابنفش با طول موج 300 نانومتر یا کمتر قبل از برخورد با سطح زمین به وسیله اتمسفر زمـین جـذب مـیشـود. 

(نـور فرابنفش با طول موج کوتاهتر از 200 نانومتر برای موجودات زنده بالقوه مرگآور است.) نوری که توسط اتمسفر منعکس  یا جذب نشده از اتمسفر عبور کرده و به سطح زمین میرسد. این انرژی غالباً نور مرئـی اسـت، امـا شـامل مقـداری نـور فرابنفش و مادون قرمز نیز میباشد. نوری که به سطح زمین میرسد به وسیله خاك، آب و موجودات زنده جذب میشود.  

مقداری از انرژی جذب شده به اتمسفر منعکس میشود و مقداری به صورت انرژی حرارتی بازتابش مییابـد. در ایـن جـا جذب انرژی نورانی به وسیله گیاه و نقش آن در فتوسنتز موردنظر ما میباشد.  

اهمیت اکولوژیکی نور در زمین  

کلیۀ امواج نوری که به سطح زمین میرسند برای موجودات زنده اهمیت دارند. در مقیاس زمانی تکامل، موجـودات زنـده به روشهای مختلفی خود را برای مکانی که اشغال میکنند با طیفهای نوری مختلـف سـازگار کـردهان. ایـن سـازگاری از جذب انرژی فعال تا اجتناب برای جلوگیری از قرار گرفتن در معرض نور خورشید متفاوت است.  

نور فرابنفش  

با وجود این حقیقت که نور فرابنفش دیده نمیشود، در واکنشهای شیمیایی مشخص گیاه میتواند بسیار فعال باشد. نـور فرابنفش همراه با سایر طول موجهای کوتاه نور مرئی جهت تحریک تشکیل رنگدانههایی که به عنوان آنتوسیانین شناخته میشوند نقش داشته و میتواند در فعالیتهای سیستم هورمونی که در افزایش ارتفاع ساقه و نیز فتوتروپیسم حائز اهمیـت هستند دخیل باشد.  

اما به طور کلی به این علت که اشعۀ فرابنفش میتواند برای بافتهای گیاهی مضر باشد و مقدار کل انرژی کـه بـه صـورت امواج فرابنفش به سطح زمین میرسد بسیار کاهش یافته است، گیاهان برای استفاده از آن سازگاری زیادی نیافته اند.

در عوض غالباً از اشعه ماورابنفش اجتناب میکنند. لایۀ اپیدرم اکثر گیاهان مقادیر زیادی از اشعۀ فرابنفش مضر را گرفتـه و مانع از رسیدن آن به بافتها و سلولهای حساس میشوند. کاهش لایه ازون بـالای اتمسـفر باعـث بـروز اثـر منفـی اشـعۀ فرابنفش برروی گیاهان و جانوران میباشد.

تشعشع فعال فتوسنتزی  

در اکوسیستمهای کشاورزی انرژی نورانی در طیف مرئی از بیشترین اهمیت برخوردار است. بسته به شرایط منطقهای آب و هوا، 40 تا 60 درصد کل انرژی تشعشعی خورشیدی به سطح زمین میرسد. آنچه بـه نـام تشعشـع فعـال فتوسـنتزی شناخته شده است (PAR)، مقدار نوری است با طول موجهای بـین 400 تـا 760 نـانومتر.

گیاهـان سـبز بـدون وجـود ترکیبی از طول موجهای طیف نور مرئی رشد نخواهند کرد.  

نورهای موجود در طیف نور مرئی اهمیت یکسانی در فتوسنتز ندارند. دریافت کنندههای نوری کلروفیل بیشترین جذب را از نور بنفش، آبی و قرمز دارند و نور سبز و زرد در این رابطه مهم نیستند. نظر به این که کلروفیل نمیتواند نور سبز را به خوبی جذب کند، بخش بیشتر آن منعکس شده و سبب میشود گیاهان سبز به نظر آیند.  

در شکل 1-2 ملاحظه میشود که چگونه جذب کلروفیل متناسب با طول موج تغییر میکند. طول موجهایی از نور که به وسیلۀ کلروفیل جذب میشود طول موجهایی هستند که در آنها فتوسنتز بیشترین کارآیی را داراست.  

نور مادون قرمز  

انرژی نور قرمز با طول موج برابر با 800 تا 3000 نانومتر که در بعضی موارد به عنوان محدودة نور مادون قرمز نزدیک به آن اشاره میشود نقش مهمی بر هورمونهـا ی مـؤثر در جوانـهزنـی، واکنشـهای گیاهـان بـه تغییـرات طـول روز و سـایر فرآیندهای گیاهی دارد.  

ویژگیهای تابشی نور مرئی  

انرژی موجود در نور مرئی یا محدود PAR به وسیلۀ فتوسنتز به انرژی شیمیایی تبدیل میشـود و بـه صـورت بیومـاس گیاهی درمیآید که در نهایت باعث تولید محصولات کشاورزی میشود.  

کیفیت نور  

نور مرئی میتواند براساس مقادیر نسبی رنگهای تشکیل دهندة خود تغییر کند به این ترتیب کیفیت نور مطرح میشـود.  

بخش عمدة نور مستقیم خورشید در سطح زمین در مرکز طیف نور مرئی قرار دارد و از دو طرف بـه تـدریج بـه نورهـای بنفش و قرمز منتهی میشود. نور پخش شده از آسمان نظیر آنچه در سایۀ یک ساختمان وجـود دارد، بـه طـور نسـبی از نظر نور آبی و بنفش غنیتر است. با توجه به این که بخشهای مختلف نور مرئی مـیتوانـد درفتوسـنتز کـارآیی متفـاوتی  داشته باشد، بنابراین کیفیت نور میتواند نقش مهمی بر کارآیی فتوسنتز داشته باشد.

نفخ  

ساپونینهای گیاهی در یونجه وسیعاً بررسی و مطالعه شدهاند؛ زیرا اعتقاد بر این است که آنها موجب نفخ میشوند. تخمیر میکروبی مواد علوفهای در شکمبه به تولید مقدار زیادی گاز میانجامد که بعداً به داخل دیوارة شکمبه جذب میشود؛ بـه درون هزارلا میرود یا غالباً با آروغ خارج میشود. به وجود آمدن یک کف غلیظ با ثبات در شکمبه از تخلیۀ گاز به شـکل آروغ جلوگیری می کند.

این کف ممکن است گازها را در محفظههای وسیعی نگهدارد (نفخ گاز آزاد) و یا در محفظه های کوچکی جمع کند (نفخ کف آلود) و احتمالاً بر اثر تعلیف که یک جیرة غذایی متـراکم در غـذای حیـوان، بـر اثـر تعلیـف علوفۀ خشک بقولات، و یا بیشتر بر اثر چرا در چراگاهی با مقدار زیادی بقولات ایجاد میشود.  

عدم خروج گازهای جمع شده به صورت کف، موجب میشود که شکمبه باد کند؛ به این ترتیب که یا به دیافراگم (میـان پرده) فشار میآورد و آن را تحرك میاندازد و یا رگهای اصلی پشت را که از طریق آنها خون به قلب میآید و از آن خارج میشود، تنگ میکند. در هر مورد، مرگ حیوان به دلیل خفگی رخ میدهد. نفـخ عامـل خسـارات کلـی بـرای گـاوداران سراسر جهان است. در نتیجه، روشهای جلوگیری از نفخ سریعاً مورد بررسی قرار گرفته اند. معمولترین روش، کوشـش در جلوگیری از گسترش کف در شکمبه یا کاهش آن است که این امر با کاستن از مقدار مواد کـف سـاز در مـوادگیـاهی از طریق شیوههای اصلاح گیاه صورت می گیرد.

نوع فایل:PDF

  سایز:6.65mb

 تعداد صفحه:375