چالش تنش‌ خشکی (کمبود آب) در بخش کشاورزی

تورکمن نیوز- حسن قوجق: تولید محصولات زراعی در دنیا غالباً تحت تنش‌های محیطی هستند و با محدودیت مواجه هستند. چنانچه تنش‌های محیطی رخ نمی‌دادند عملکردی واقعی باید برابر با عملکردهای پتانسیل گیاهان می‌بودند در حالیکه در بسیاری از گیاهان زارعی متوسط عملکرد گیاهان کمتر از 20-10 درصد پتانسیل عملکرد آنان است (یعنی 90-80 درصد خارست) براساس گزارش دودال در سال 1976 فقط 10 درصد از زمین‌های قابل کشت در دنیا فاقد هرگونه تنش می‌باشد، در این بین  26 درصد از زمین‌ها تحت تأثیر تنش خشکی می‌باشد.

در نقاط خاکی از کره زمین‌ به دلیل موقعیت خاص جغرافیایی، عوامل تنش‌زا تولید محصولات کشاورزی تأثیر منفی بیشتری دارند و کشاورزی در آن مناطق با تحمل هزینه بیشتر و بازده کمتر صورت می‌گیرد. بیشترین نواحی که تحت تأثیر تنش‌های محیطی قرار می‌گیرند، مناطق نیمه خشک هستند که ایران و استان گلستان جزء این مناطق هستند، تولید در این مناطق که دارای جمعیت بالایی بوده به لحاظ چرای دام و کشت بیش از حد مزارع (عدم آشیاگذاری و حفظ مراتع) و همچنین نوسانات شدید میزان و زمان بارندگی‌های فصلی آسیب پذیر می‌باشد.
تعریف تنش: هر عاملی که رشد و تولید گیاه را به کمتر از سطح پتانسیل ژنتیکی گیاه کاهش دهد، تنش محسوب می‌شود.
اهمیت تنش خشکی در ایران: کشور ایران به طور متوسط یک سوم میانگین سالیانه جهانی یعنی حدود 250 میلی متر بارندگی دارد و میزان تبخیر آن هم  حدود 3 برابر میانگین سالیانه جهانی است. این شرایط دقیقاً در بیش از 60 درصد اراضی دیم استان گلستان حاکم است. خشکسالی در کشور ما یک واقعیت است که از آن گریزی نیست و راه و حل سازگاری با آن است.
تعریف خشکی:
از دیدگاه هواشناسی: یک دوره بدون بارندگی قابل ملاحظه مثلا 15-20 روزه
از دیدگاه کشاورزی: یک دوره کم آبی که باعث کاهش عملکرد نسبت به شرایط فراهمی آب می‌گردد.
از دیدگاه فیزیولوژی گیاهی: شرایطی که در آن آهاس سلول‌ها و بافتی کامل نیست.
در کل مقدار طارتی که ناشی از تنش خشکی به گیاه وارد می‌شود بستگی به طول مدت زمان دوره خشکی دارد.

تنش خشکی را می‌توان به سه حالت تعریف نمود:
    تنش خشکی در اواخر فصل زراعی
    تنش خشکی غیر قابل پیش‌بینی در طول فصل زراعی
    ترکیبی از دو حالت فوق که در بسیاری از مناطق مدیترانه‌ای رخ می‌دهد. در کشور ایران نیز حالت سوم زیاد اتفاق می‌افتد که آخرین بار در سال زارعی 94-93 رخ داد.
نقش آب درگیاه:
نقش خشکی همان کمبود آب می‌باشد. لذا برای درک بهتر تنش خشکی، درک تنش آب در زندگی یک گیاه و اهمیت بالایی دارد.
نقش ساختمانی آب:
 حدود 90-80 درصد وزن تازه بیشتر گیاهان علوفه‌ای و بیش از 50 درصد وزن تازه گیاهان خشکی از آب تشکیل شده است پس می‌توان گفت که حدود 70 درصد وزن گیاهان را آب تشکیل می‌دهد.
نقش حلال بودن آب:
مواد معدنی، گازی و همه مواد غذایی مورد نیاز گیاه در آب حل شده و در سیستم گیاه انتقال می‌یابند. یعنی بدون وجود آب وجود گازی و مواد غذایی در زندگی گیاه مفهومی ندارد.
نقش شیمیایی آب: آب در اغلب فرآیندهای مهم مانند فتوسنتزی، تبدیل نشاسته به قند در هنگام جوانه‌زنی بذر شرکت می‌کند.
نقش آب در آ، س سلول‌های گیاهی: آ،س سلول‌های ناشی از حضور آب در باز و بسته شدن روزنه، حرکت برگ‌ها، بازشدن گل‌ها نقش اساسی دارد.
 نقش آب در کنترل درجه حرارت: آب با تبخیر از سطح برگ‌ها سبب جلوگیری از گرمای زیاد می‌شود.
مناطق مدیترانه‌ای:
با توجه اینکه تعلیم استان گلستان در تقسیم بندی مناطق مدیترانه‌ای قرار دارد. معرفی این مناطق برای درک بهتر خشکی، نیاز می‌باشد. مناطق مدیترانه‌ای در عرض‌های 40-30 درجه قرار دارد. این مناطق دارای زمستان و بهار مرطوب، تابستان خشک همراه با افزایش شدید دما و نیاز تبخیری بالا در طی اواخر بهار هستند. آب عامل اصلی محدود کننده تولید محصولات زراعی است. در این مناطق بارندگی کم و توزیع آن نامنظم و از سالی به سال دیگر مثییر است.
بواسطه این نوسانات درآب قابل دسترس، عملکرد محصولات نیز از سالی به سال دیگر و از منطقه‌ای  به منطقه مثییر است. بواسطه این نوسانات در آب قابل دسترس، عملکرد محصولات نیز از سالی به سال دیگر و از منطقه‌ای به منطقه دیگر متفاوت است.
تأثیر تنش خشکی:
خشکی بر کلیه جنبه‌های حیات گیاه مانند رشد، فتوسنتز، تنفس، مرحله زایش، فرآیندهای متابولیکی و رشد و نمو دانه تأثیرگذار است. این تأثیر موجب تغییرات مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی، آناتومی بیوشیمیایی می‌گردد. برخی از این اثرات مربوط به کاهش آهاس و برخی مربوط به کاهش پتانسیل آب و برخی هم مربوط به کاهش پتاسیل اسمز است. مراحل مختلف رشد و نمو گیاه به طور مساوی از تنش خشکی متأثر نمی‌شوند. برخی از مراحل خیلی حساس‌اند در حالیکه مراحلی نیز کمتر تحت تأثیر تنش خشکی قرار می‌گیرند. حداکثر صدمه تنش خشکی نرمالی است که گیاه در مرحله زایشی (گرد و افشانی و تلقیع) باشد.
پیامدهای‌ تنش خشکی:
کاهش رطوبت قابل دسترس خاک، زیاد شدن تبخیر و پژمردگی برگ‌ها، بالا رفتن دمای اندام‌های گیاه که منجر به بالا رفتن تنفس و صدمه به فرآیندهای متابولیکی و ساختمان سلول‌ها نمی‌شود ( تنش گرما)، تابش شدید خورشیدی که منجر به (اکسیداسیون نوری و گری برگ می‌شود (تنش تشعشع)، افزایش سختی خاک در اثر خشک شدن آن که رشد ریشه اثر نامطلوب می‌گذارد و منجر به کاهش رشد کانوپی گیاه و فتوسنتز مخصوصاٌ در گیاهچه‌ی می‌شود.
غیرقابل دسترس شدن عناصر غذایی (تنش تغذیه)، تجمع نمک‌ها در لایه‌های بالای خاک و اطراف ریشه‌ها که منجر به تنش اسمزی و مسمومیت یونی (تنش شوری) می‌شود.

مفهوم مقاومت به خشکی:
    در گیاهان وحشی: بقاء در درون خشکی
    در گیاهان زراعی: عملکرد اقتصادی در شرایط خشکی

مکانیزم‌های مقاومت به خشکی :
    فرار از خشکی: که تحت عنوان توانایی گیاه برای بلوغ قبل از بروز تنش خشکی (زودرسی) تعریف می‌شود.
    تحمل به خشکی: توانایی گیاه در تحمل کمبود آب بدون آسیب جدّی و دیاتریم آسیب‌دیدگی و در نتیجه حفظ عملکرد در سطح قابل قبول یعنی اینکه سلول خشکی را احساس می‌کند اما متابولسیم سلول دچار اختلال نمی‌شود.
    اجتناب از خشکی: توانایی گیاه در نگه‌داری آب بیشتر در طی دون خشکی (حفظ محتوی نسبی آب)، یعنی گیاه در معرض خشکی قرار می‌گیرد، اما اجازه ورود تنش به داخل سلول خود را نمی‌دهد.

در مکانیزم اجتناب از خشکی می‌توان به استراتژی‌های زیر اشاره نمود
الف) کاهش تلفات آب (افزایش ذخیره آب) که با تنش روزنه‌ها، کاهش تعرق کوتیکولی، افزایش کارایی فتوسنتز (جذب دی‌اکسید کربن بیشتر)، رسوب چربی‌ها در سطح برگ (در سویا)، کاهش سطح برگ (لوله‌ای شدن و ریزش برگ)، تغییر جهت برگ‌ها و پیچش آن‌ها، مومی و کرک‌ دارشدن برگ‌ها و اثر ریشک‌ها اتفاق می‌افتد.
ب) افزایش جذب آب که با توسعه سیستم ریشه، تنظیم اسمزی، افزایش قطر آوندهای چوبی و جذب شبنم امکان پذیر است. مکانیزم تحمل به خشکی، عواملی مانند حفظ اعمال حیاتی برای بهبودی سریع، تنظیم اسمزی، پایداری غشاء، تقویت دستگاه فتوسنتزی، ذخیره کربن تثبیت شده، توانایی انتقال ذخائر کربوهیدرات به اجزای اقتصادی تحت تنش، دخیل هستند.
مقاومت القایی:
برای مقابله با تنش خشکی علاوه بر خصوصیات ژنتیکی گیاه، یک سری مقاومت القایی برای کمک به گیاه ایجاد گردید، که به قطع آبیاری لوبیا در دوره گلدهی، قطع آبیاری در پنبه به مدت 40 روز پس از کشت و آبیاری اول در اردیبهشت ماه برای توسعه ریشه، قطع آبیاری به مدت 20 روز پس از آبیاری دوم در هندوانه اشاره نمود.

استراتژی مقابله با خشکی
مقابله زراعی با خشکی:
بهبود رژیم رطوبتی خاک: بار افزایش آب ذخیره شده در خاک و کاهش تلفات آب به صورت تبخیر و تعرق برای تحقق موارد فوق عملیات حفاظتی آب و خاک با شخم مناسب (تخم حفاظتی) اجرای تناوب آیش، زراعت مخلوط و اجتناب از زراعت تک محصولی، کاهش تراکم بذر در زمان کاشت، تنظیم تاریخ کاشت، افزایش نفوذپذیری وبهبودی ساختمان خاک، با کشت تواری، ماتچ‌پاشی، آبخیز داری می‌توانند چاه ساز باشند.
در ادامه موارد مربوط به روش مقابله زراعی می‌توان به کاهش تعرق ایجاد باد شکن‌ها، کنترل علف‌های هرز جهت افزایش آب قابل دسترس، کنترل بیماری‌ها و آفات خاکزی که به ریشه صدمه می‌زنند. افزایش تحمل گیاه به خشکی، با تغزیه مناسب جهت افزایش کارویی بهره‌برداری از آب اشاره نمود.
مقابله به‌نژادی با خشکی:
ایجاد تنوع ژنتیکی و ارقام در منطقه از طریق دورگ‌گیری برای ایجاد تنوع و یا استفاده از تنوع طبیعی در ارقام محلی، اعمال گزینش‌های هدف‌دار برای مقابله با تنش خشکی، از اقدامات مفید و مهم روش به‌نژادی مقابله با تنش خشکی می‌باشد.

انشاا... در مقاله بعدی اثرات تنش خشکی برای گندم به عنوان محصول اول و استراتژیک در منطقه ورود در مقابله با‌ آن را مورد بحث قرار می‌دهم.
حسن قوجق- پژوهشگر مرکز تحقیقات کشاورزی استان گلستان و دانشجو‌ی دکتری زراعت و اصلاح نباتات در دانشگاه تهران

نوشتن دیدگاه