۲۵/۱

۳۵

۱۷

۱۸

۲۳

۲۳

نفوذپذیری اندک خاک ذخیره‌ی آب را برای گیاه و در نتیجه کشت محصولات زراعی را به دلیل سلهبستن بسترهای دانه، مانداب خاک‌های سطحی و بیماری، شوری، علفهای هرز، مشکلات مواد غذایی و اکسیژن، با مشکلات زیادی مواجه میکند.

مراحل فیزیولوژیکی و بیلان آب:
مراحل فیزیولوژیکی رشد گیاه مستقیماً با آب قابل دسترس برای گیاهان کنترل میشود. تنش آبی، رشد گیاه و عمل فتوسنتز را کاهش داده و بسیاری از مراحل فیزیولوژیکی را از بین میبرد.
در مناطق کم آب، تطبیق گیاه با جنبه‌های فیزیولوژیکی تنش آبی باید مورد توجه قرار گیرد. در چنین مناطقی، یک بیلان آبی مطلوب میتواند به صورت زیر حاصل شود:
۱) ذخیره‌ی آب با محدود کردن تعرق
۲) افزایش بالاروی آب به منظور جبران آب از دسترفته
مکانیسم مورد نیاز برای ذخیره‌ی آب عبارتند از:
- بستن اولیه‌ی روزنه‌ها
- افزایش بازده فتوسنتیک
- کاهش تعرق سطح برگ
بالاروی آب به صورت زیر میتواند شدت یابد:
- سیستم مؤثر ریشه و نسبت بالاروی ریشه
- افزایش پتانسیل اسمزی گیاه
مکانیسم روزنه‌های هوایی:
مشاهده شده است که بسیاری از غلات و واریته‌‌ای از گیاهان بلند، روزنه‌های خود را برای یک مدت کوتاه در صبح زود باز میکنند بویژه واریته‌ی مقاوم در برابر خشکی مانند ذرت خوشه ای و ارزن درشت روزنه‌های خود را در صبح زود زمانی که تنش رطوبتی در حداکثر مقدار است سریعتر باز میکنند. از ‌‌این رو، مکانیسم تنظیم روزنه‌‌ای اتلاف آب برای یک تراز معین آستانه آب عملی نمیباشد. به علاوه افزودن پتاس بالاروی آب خاک را افزایش داده و به عنوان تنظیم کننده‌ی اسمزی سلولهای گیاهی عمل میکند و افزایش مقاومت روزنه‌‌ای، کمک میکنند تا اتلاف آب در طول دوره‌ی تنش رطوبتی کنترل شود.
- آب سلول و رشد گیاه:
کمبود آب به طور کلی رشد گیاه را کاهش میدهد. چنانچه ورم سلولهای زنده گیاهی کاهش پیدا کند، کمبود آب رشد گیاه را کم میکند. کشیدگی سلول با فشار آماس سلول مرتبط است. بیشترین کاهش رشد در ارتباط با کاهش آماس و توسعه دیواره‌ی سلولی میباشد.
پتانسیل کلی آب برگ به مجموع پتانسیل فشار آماس و اسمزی گفته میشود و برای نشان دادن وضعیت آب گیاه بکار میرود. فشار آماس سلولهای محافظ، باز شدن روزنه‌ها را تنظیم کرده و از ‌‌این رو تبادل گاز بین برگ و اتمسفر صورت میگیرد. اعمال انجام شده به طور قابل توجهی بر توزیع فتوسنتتیک اثر میگذارد. تغییرات فشار آماس به طور کلی با تغییرات پتانسیل آب در ارتباط است. پتانسیل آب برگ (^[۵۶]LWP) به اندازه‌ی وضعیت انرژی آب گیاه گفته میشود و شاخص خوبی برای پدیده فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گیاه میباشد.
افزایش راندمان فتوسنتز:
رابطه‌ی بین کمبود آب و فتوسنتز از اهمیت عمده برخوردار است. کمبود آب، آبرسانی به گیاهان را از خاک کاهش میدهد. در مقدار معین آب خاک کنترل روزنه‌ها بر روی تعرق بیشتر از فتوسنتز میباشد. با مقدار کم آب موجود در خاک، فتوسنتز بسیار بیشتر از تبخیر کاهش مییابد. کمبود آب بر ر وی متابولیسم فتوسنتتیک کمتر از رشد طولی است.
فتوسنتز هنگام افت فشار آماس گیاه کاهش مییابد زیرا، هنگامی که سلولهای محافظ بی باد میشوند انسداد روزنه‌ها مسیر انتشار دی اکسید کربن به برگ‌ها را کاهش میدهد. با کاهش فتوسنتز، شدت تولید جرم خشک نیز کاهش مییابد. جذب بیشتر دی اکسید کربن برای دهانه‌های روزنه‌‌ای مورد نظر یکی از امکانات موجود برای غلبه بر محدودیت‌های فتوسنتزی به منظور افزایش مقاومت در برابر اتلاف آب در اثر تعرق میباشد.
مشاهده شده که فتوسنتز به راحتی از برگ‌های گونه‌ی C₄ مانند ذرت، نیشکر، ذرت خوشه‌‌ای، ارزن و گیاهان پهن برگ مانند تاج خروس) , (Amaranthus آپتریپلکس (Aptriplex) که با بهره گرفتن از مسیر C₄، Co₂ بیشتری را تثبیت میکنند، جا به جا میشود. گونه‌های C₄، راندمان مصرف آب را به دلیل سازگاری آناتومیک و حساسیت کمتر به دوران خشکسالی، افزایش میدهند.
به طور مشابه، برخی از گیاهان آبدار مانند آناناس و گونه‌های آگاو، متابولیسم اسیدی کراسولاسهای (CAM) دارند که آنها را قادر میسازد که مقدار زیادی Co₂ را به عنوان اسید آلی، هنگام شب تثبیت کرده و در طول روز که روزنه‌ها بستهاند آن را به کربوهیدرات تبدیل کند. از‌‌این رو کاهش اتلاف آب قابل توجه خواهد بود.‌‌این ویژگی راندمان آب مصرفی بالا در گیاهانی مانند گونه‌های C4 و گیاهان CAM را موجب میشود که ‌‌این گیاهان برای مناطق مستعد خشکسالی مطلوب می باشند.
تعرق:
تعرق به فرار آب از گیاه به شکل بخار گفته میشود. تلفات تعرق گیاه به رطوبت موجود در خاک، و شرایط متئورولوژیکی رشد گیاه بستگی دارد. بیشتر آبی که توسط گیاه گرفته میشود به صورت تعرق از دست میرود. آب از دست رفته توسط گیاه از طریق تعرق، اضافه‌ی آبی است که در گیاه به مصرف رشد آن میرسد. شدت تعرق با توجه به مقدار آب برگ‌-ها در محدوده‌ی وسیعی تغییر میکند. به طور معمول، ۲۰۰ تا ۸۰۰ لیتر آب نیاز است تا یک کیلوگرم جرم خشک را روی زمین تولید کند.
هنگام تنش آبی، مساحت سطح برگ تعرق کننده و پیچش برگ‌ها، اتلاف تعرق را تا ۵۰ درصد میتواند کاهش دهد. علاوه بر شدت کم تعرق کوتیکولی،_ از طریق کوتیکول ضخیم گونه‌های خاص، دفع لیپیدها از سطح برگ در گیاهانی مانند نخود چینی، سطح مومی، تولید کرکهای اپیدرمال و خارها، شدت تعرق را به طور قابل توجهی میتواند کاهش دهد.
دی هیدرات جزئی سلولهای مزوفیلی باعث کاهش نفوذپذیری پروتوپلاسم شده و هدایت آبی دیواره‌های سلول را کاهش میدهد. انسداد روزنه‌ها حساسترین شاخص کمبود آب است.
اثر کمبود آب خاک بر تعرق گیاه از گیاهی به گیاه دیگر بسیار متغیر است. زمانی که سلولها تحت تنش آبی قرار دارند، حرکت سلول محافظ به فاکتورهای دیگر نظیر نور، دی اکسید کربن، و باد بسیار حساس است. به طور کلی تعرق هنگام افزایش تنش آبی کاهش مییابد.
محصولات زراعی نظیر نارگیل، نخل خرما، نخل پالمیرا، دارای کوتیکول ضخیم روی سطح اپیدرمی کاسبرگ‌ها و روزنههای فرو رفته در گل ولای کمی هستند که به کاهش تعرق در زمان خشکی کمک میکند. به علاوه تحت شرایط خشکسالی شدید، کاسبرگ‌ها به سمت پایین خمیده میشوند تا سطح تبخیر و تعریق کاهش یافته و همچنین روزنه‌ها مسدود میشود.
نسبت تعرق:
زمانی که شدت بهینه‌ی اشعه‌های خورشید برای عمل فتوسنتز بیشتر باشد، افزایش تعرق ادامه مییابد اما جذب به طور کلی ثابت میماند.
جدول ۱- ۲۶- نسبت تعرق برای گیاهان مختلف