پروژه دانشجویی بررسی آب و خاک و گیاه تحت word دارای 65 صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است
فایل ورد پروژه دانشجویی بررسی آب و خاک و گیاه تحت word کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.
این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه های دانشجویی آماده و تنظیم شده است
آب
آب و خاک
تنش آب
آب در رابطه با رشد گیاه
اثرات آب بر فتوسنتز
تعرق
بیلان آب
شبنم، مه، رطوبت
آب از اساسی ترین عناصری است که باعث وجود حیات می شود همه موجودات زنده کوچک و بزرگ ماده نیاز دارند. و بیشترین قسمت اعضاء موجودات را این مایع به شکلهای مختلف تشکیل می دهد. این مایع حیاتی باعث ایجاد ارتباط وهمزیستی موجودات و گیاهان در کنار یکدیگر می شود حتی منجر به همزیستی موجودات زنده و غیرزنده. بیشتر فعالیت های شیمیایی درون و بیرون از بدن موجودات زنده و فرسایش و تجزیه وتحلیل عناصر غیرزنده در کنار آب انجام می شود. می توان گفت: اولین گروه موجودات زنده که از آب استفاده می کنند و باعث ایجاد چرخه ی زیستی می شوند گیاهان هستند. گیاهان بصورت های مختلف مثل جذب از طریق خاک، توسط ریشه ها یا جذب از هوا ازطرق برگها آب را در اختیارخود قرار می دهند. در این بین عواملی هستند که باعث می شود استفاده از آب و مقدار آبی که در اختیار گیاهان قرار می گیرد متفاوت باشد و این تفاوت باعث بوجود آمدن تنوع گیاهان و پوشش گیاهی مختلف می شود.
آب:
اهمیت اکولوژیکی آب
نقش های گوناگون در گیاهان
ساختمان و خواص آب
نیروهای که در حرکت دخالت دارند
اهمیت اکولوژیکی آب:
توزیع گیاهان در سطح زمین در مرحله اول بسته به وجود دارد.
مناطقی که در بارندگی زیاد دارند و توزیع باران در فصل رویش نسبتاً یکنواخت است پوشش گیاهی انبوهی دارند.
حتی قسمتی از اثر درجه حرارت روی گیاهان نیز از طریق ارتباط آن با آب آشکار می شود. زیرا کاهش در جه حرارت با کم شدن میزان تبخیز و تعرق همراه است و افزایش درجه حرارت باعث تبخیر و تعرق زیاد در گیاهان می شود بنابراین مناطقی که گرمسیرهستند آب موجود نیاز علفزار ها را مرتفع می سازد و مناطقی که سردسیر هستند و تبخیر و تعرق کم در آنها انجام می شود و آب موجود در آنجا می تواند نیازجنگلها را از نظر آب تأمین کند.
اهمیت فیزیولوژیکی آب:
اهمیت اکولوژیکی آب به دلیل اهمیتی است که این ماده از نظر فیزیولوژیکی دارد. تنها راهی که یک عامل محیطی مثل آب بتواند اثری بر رشد گیاه داشته باشد این است که فرآیندها و شرایط فیزیولوژیکی داخل گیاه را تحت تأثیر قرار دهد.
بیشتر فرآیندهایی که در رگیاه صورت می گیرد چه بطور مستقیم و چه بطور غیرمستقیم به وجود آب بستگی دارد. فعالیت های متابولیکی( سوخت و سازی) سلول ها و گیاهان به مقدار آب آنها بستگی نزدیکی دارد. برای مثال تنفس در بذرهای جوانی که در حال رسیدن هستند خیلی زیاد است ولی بتدریج در طی زمان رسیدن بذر که از محتوی آب آن کاسته می شود انی مقدار کم می شود. البته کم شدن آب در مورد بذر بعضی از گیاهان مانند بذرهایی که در داخل میوه های گوشتی هستند مانند گوجه فرنگی کاهش مقدار آب به دلیل دیگری انجام می شود. رطوبت زیاد در بذر موجب افزایش در جه حرارت و از بین رفتن آنها می شود.
رشد گیاهان بوسله تکثیر و بزرگ شدن سلول و وجود مواد آلی و معدنی که لازمه تولید پرتوپلاسم جدید در دیواره های سلول است کنترل می شود. رشد ساقه و برگ با کمبود آب به سرعت کنترل و متوقف می شود. کاهش مقدار آب بدون شک میزان فتوسنتز را کاهش می دهد و معمولاً با کم شدن میزان تنفس نیز همراه است.
البته در برگهای سوزنی شکل کاج و تعداد محدود دیگری از انواع بافتها قبل از آنکه میزان تنفس بطور نهایی کاهش پیدا کند و منجر به مرگ گیاه شود افزایش موقتی در مقدار تنفس آنها دیده می شود.
بطور خلاصه کاهش مقدار آب با از بین رفتن آماس، پژمردگی، توقف رشد سلولی، بسته شدن روزنه ها، کاهش مقدار فتوسنتز و اختلال دربسیاری از فرآیندها همراه است و کاهش مقدار آب، بی نظمی در پروتوپلاسم و مرگ بسیاری ا ز موجودات زنده را در پی خواهد داشت.
نقشهای گوناگون آب در گیاهان
اهمیت آب را از نظر وظایف مهمی که بعهده دارد می توان در چهار گروه خلاصه کرد:
1- آب بعنوان ماده تشکیل دهنده پروتوپلاسم اهمیت دارد.
2- آب بعنوان یک حلال دومین وظیفه ی اصلی است که در گیاه دارد. به دلیل قدرت حلالیت آب، گازها، و مواد معدنی و سایرمواد دیگر در آب حل شده و به داخل سلول راه می یابند وبه این وسیله از سلولی به سلول دیگر و اندامی به اندام دیگر گیاه منتقل می شوند. نفوذپذیری دیواره و غشاء اغلب سلول ها نسبت به آب موجب می شود جریان مداومی از مایع در سرتاسر گیاه ایجاد شده و تغییر مکان انواع اجسام حل شونده صورت پذیرد.
3- آب بعنون ماده ای که وارد ترکیبات شیمیایی می شود در بسیاری از فرآیند های مهم از قبیل فتوسنتز و یا هیدرولیزشدن نشاسته به قند آب وارد فعل و انفعالات شیمیایی می گرد. در این فعل و انفعالات آب مانند دی اکسیدکربن و نیترات نقش اساسی دارد.
4- آب به عنوان عامل تولید آماس در سلول که برای بزرگ شدن سلولها و رشد گیاه و شکل دادن به گیاهان علوفه ای بسیار ضروری است. آماس در باز و بسته شدن روزنه ها، حرکت برگها، بازشدن گلها و کار سایر اندامهای تخصص یافته گیاه نقش مهمی را ایفا می کنند. ا گر آب کیفیت نداشته باشد و نتواند تولید آماس کند موجب کاهش سریع در رشد گیاه می شود.
ساختمان و خواص آب:
مطالعه ی چگونگی ساختمان آب و خواص آن می تواند مبنایی برای شناخت مکانیسمهای مختلف انتقال آب از خاک به گیاه و از آن طریق به اتمسفر باشد.
خاصیت قطبی بودن مولکولهای آب:
باعث بوجود آمدن جاذبه ی قوی بین مولکولی می گردد که پیوند هیدروژنی نامیده می شود مولکول آب دارای یک اتم اکسیژن و دو مولکول هیدروژن می باشد که با هم پیوند کووالانسی دارند. دو پیوند هیدروژن با اکسیژن زاویه ی 105 درجه تشکیل می دهند.
خاصیت الکترونگاتیوی اتم اکسیژن بیشتراز اتم هیدروژن است. بنابراین تمایل اکسیژن برای جذب الکترونهای پیوند کووالانسی بیشتر است. این امر باعث بوجود آمدن بار جزئی منفی در سمت اکسیژن و بار جزئی مثبت در سمت هیدروژن می شود این بارهای جزئی هستند و باعث می شوند که مولکول آب بار خاصی نداشته باشد. همین بارهای جزئی باعث می شد که مولکول آب خاصیت قطبی داشته باشد و مولکولهای آب که در مجاور آن هستند و آنها هم خاصیت قطبی دارند با هم پیوند تشکیل دهند.
بعضی از خواص فیزیکی و غیرطبیعی آب به دلیل جاذبه الکترواستاتیکی بین مولکولهای آب است که به پیوند هیدروژنی معروف هستند. و این ابعث مقاوم شدن محلول های آبی می شود این تصور وجود دارد که شبکه نیمه بلوری آب مدام درحال شکستن و تشیکیل شدن است. خاصیت قطبی بودن آب آن را به یک حلال عالی تبدیل کرده است.
آب در مقایسه با سایر حلا لها مقدار بیشتر وطیف وسیعتری از مواد را در خود حل می کند. این خصوصیت تا حدی به کوچک بودن و قطبی بودن مولکولهای آب مربوط می شود که باعث می شود آب حلال خوبی برای مواد یونی باشد. مولکولهای آب اطراف یونها و مواد محلول قطبی موجود در محلول را احاطه می کند و بطور مؤثر بارهای الکتریکی آنها را می گیرند.
این عمل باعث کاهش اثر متقابل بین مواد باردار می شود بناربراین حلالیت آنها را زیاد می کند. علاوه براین انتهای قطبی مولکولهای آب به گروههای باردار یا دارای بار جزئی مولکولهای بزرگ نزدیک می شوند وتشکیل لایه های از آب را می دهند. پیوند هیدروژنی بین مولکولهای بزرگ و آب باعث کاهش اثر متقابل بین مولکولهای بزرگ شده و به حلالیت آنها کمک می کند.
توانایی آب در تشکیل پیوند هیدروژنی:
باعث افزایش خصوصیات حرارتی، پیوستگی و چسبندگی آن می شود.
پیوند قوی هیدروژنی بین مولکولهای آب باعث ایجاد خواصی مانند گرمای ویژه ی زیاد و گرمانی نهان تبخیر بالا در آب می شود.
گرمای ویژه:
مقدار گرمایی است که لازم است تا درجه حرارت یک ماده به مقدار معینی افزایش یابد.
گرمای نهان تبخیر:
مقدار انرژی که لازم است تا در درجه حرارت ثابت مولکولهای آب از فازمایع جدا شده و به فاز گاز منتقل شوند( همان فرآیندی که ضمن تعرق اتفاق می افتد) گرمای نهان تبخیر آب در 25 درجه سانتیگرا 5/10 کیلوژول بر مول است که بیشتر از هر مایعی می باشد.( یک کیلوژول برابر با 241 کیلوکالری است) این انرژی صرف شکستن پیوندهای هیدروژن بین مولکولهای آب می شود.
بالابودن گرمای تبخیر آب باعث می شود که گیاهان گرم شده و در اثر تابش خورشید بتوانند از طریق تبخیر آب از سطح برگها خودشان را خنک کنند. تعرقی یک حاصل مهم برای تنظیم حرارت گیاهان است. پیوند هیدروژنی آب باعث افزایش خاصیت پیوستگی که همان نیروی جاذبه زمین است دو مولکول آب است.
خاصیت دیگر آب چسبندگی آن است. که نیروی جاذبه بین آب و فار جامد مانند دیواره ی سلول یا سطح شیشه اطلاق می شود.
دو مرز بین هوا و آب نیروی جاذبه ی بین مولکولهای سطح آب یا مولکولهای مجاور بیشتر از نیروی جاذبه بین مولکولهای آب وهوا است. این نیروی جاذبه باعث می شود که مرز بین هوا و آب به صورتی در آید که حداقل مساحت را داشته باشد. نتیجه ای که گرفته می شود این است که مولکولهای آب نیرویی را بین هوا و آب بوجود می آورند که این نیرو نه تنها بر شکل سطح آب تأثیر می گذارد بلکه ممکن است فشاری را نیز بر بقیه ی مایع اعمال کند. و چنین شرایطی در مرز بین آب و هوا کشش سطحی گفته می شود کشش سطحی نقش مهمی در صعود آب از درختان دارد.
نیروی پیوستگی و چسبندگی، کشش سطی موجب پدیده ای می شود که به پدیده های موینگی معروف است.
فرآیند انتقال:
وقتی که آب از طریق گیاه از خاک به طرف آتمسفر حرکت می کند از محیط های متنوع و نسبتاً زیادی عبور می کند که مکانیزم انتقال آن بستگی به نوع محیط( دیواره سلولی، سیتوپلاسم، لایه ی چوبی) تفاوت می کند.
انتشار:
عبارت است از حرکت مولکولها در راستای شییب غلظت و ازطریق آشفتگی حرارتی تصادفی مولکولهای آب درون یک محلول ثابت نیستند و دائماً در حال حرکت هستند و با برخورد به یکدیگر انرژی جنبشی آنها تغییر می کند. انتشار فرآیندی است که نظم مولکولها را در اثر آشفتگی حرارتی تصادفی به هم می زند. چنین جنب و جوشی باعث می شود که مواد را از جای پرتراکم به جای کم تراکم حرکت کنند یعنی در جهت شیب غلظت حرکت کنند.
هرچه مایع از نقطه شروع به اطراف بیشتر انتشار یابد شیب غلظت کمتر می شود بنابراین حرکت شبکه کندترمی گردد. در گیاه انتقال آب در فواصل طولانی از طریق جریان توده ای صورت می گیرد.
جریان توده ای به حرکت گروهی از مولکولها در اثر وجود یک اختلاف فشار اطلاق می شود. فشار حاصل از جریان توده ای آب عامل اصلی انتقال آب در مسیرهای طولانی گیاه از طریف آوند چوبی است که ممکن است در جریان یافتن آب در خاک و دیواره ی سلولی بافت گیاه نیز نقشی داشته باشند.
اسمز:
فرآیندی است که آب از یک غشاء عبور می کند و به پتانسیل شیمیایی آب یا پتانسیل آب بستگی دارد. غلظت مواد محلول و فشار دو عامل مهمی هستند که پتانسیل آب را تحت تأثیر قرار می دهند البته در صورت زیادبودن ارتفاع نیروی ثقل حائز اهمیت است. پتانسیل آب علاوه بر اهمیتی که در اسمز دارد معیار مفیدی برای پی بردن به وضعیت آبی گیاه است.
میزان انتقال آب به اندازه ی نیروی محرک و هدایت هیدرولیکی مسیر انتقال بستگی دارد. در انتشار هدایت هیدرولیکی به ضریب انتشار بستگی دارد و در جریان توده ای شکل هندسی مسیر وسیکوزیته ی محلول اهمیت دارد. د راسمز نفوذپذیری غشاء مهمترین عامل است.
مکانسیم انتقال آب شامل انتشار جریان توده ای و اسمز است و هر کدام از این انواع انتقال به نیروی محرک متفاوتی وابسته اند آب در گیاه بوسیله ی سیستم هیدرولیک مداومی که آب موجود در خاک را به بخار آب هوا مرتبط می کند کنترل شود آب از نواحی با پتانسیل آب زیاد به نواحی با پتانسیل آبی کم حرکت می کند.
آب در خاک:
خواص مهم خاک
خصوصیات جزء رس خاک
بافت خاک
ساختمان و خلل و فرج
نیمروخ خاک
طبقه بندی آب درخاک
خاک
اصولاً نقش محل ذخیره ی آب و محیطی برای رشد ریشه را دارد. همچینن خاک منبع ذخیره ی مواد غذایی معدنی و نیز مکانی است که گیاه در آن تثبیت می گردد. خاک حاوی تعداد زیاد موجودات ذره بینی فعال و موجودات بزرگتری مثل گوههای خاکی است که برروی خواص شیمیایی و فیزیکی و نیز رشد ریشه اثرات مهمی دارند.
خصوصیات مهم خاک:
ترکیبات:
خاک سیستم پیچیده ای است که از نسبتهای متفاوت چهار ترکیب اصلی درست شده است و عبارتند از: ذرات سنگ یا کانی، مواد آلی غیرزنده که قسمت جامد آن را تشکیل می دهند و محلول خاک و هوا که فضای بین ذرات جامد را اشغال می کند. علاوه براین چهار ترکیب خاک معمولاً حاوی تعداد زیادی موجودات زنده از قبیل باکتری، قارچ، جلبک تک سلولی، حشرات و جانوران کوچکی که به صورت مستقیم یا غیرمستقیم در ساختمان آن و رشد گیاه مؤثر می باشند.
بجزخاکهای آلی مهمترین قسمت خاک از نظرحجم ذرات مواد معدنی تشکیل می دهند. و همچنین پایدارترین اجزاء خاک مواد معدنی هستند. این مواد ممکن است بوسیله هوادیدگی ذرات صخره ها در محل تشکیل شده باشند و یا آب یا باد آنها را در محل رسوب داده باشد.
حجم مواد آلی غیرزنده به جز در لایه های سطحی یا خاک های پیت Peat معمولاً کمتر از 5 درجه حجم خاکی است البته این مقدار ممکن است با عملیات زراعی به نحو قابل توجهی تغییر یابد. مواد آلی درون خاک از طریق تجزیه احباء حیوانات و ریشه گیاهان و برگها و موجودات ریز درون خاک می توانند بوجود آیند.
از بارزترین خواص خاک خاصیت ذره ای بودن خاک است.
منافذ درون خاک پیوندی هستند. این منافذ ممکن است پر ازخاک باشند( در خاکهای اشباع) و یا بیشترین قسمت آنها پر از هوا باشند( در خاک های خشک)
علاوه بر ترکیبات غیرزنده، خاک حاوی ریشه های زنده و تعداد زیادی موجودات ذره بینی بخصوص در لایه های سطحی و مجاورت ریشه ها( منطقه نفوذ ریشه یا ریزوسفر) می باشند.
موجوداتی که در درون خاک هستند در پوساندن مواد آلی و آزادساختن ازت و مواد غذایی معدنی که جذب دوباره گیاه می شوند نقش مهمی را ایفا می کنند.
میکروارگانیسمها در تخلیه اکسیژن خاک و افزایش میزان دی اکسید کربن و درنتیجه اصلاح اتمسفر خاک نیز نقش قابل توجهی دارند مواد آلی را از تجزیه مواد درون خاک حاصل شده اند در چسباندن ذرات خاک به یکدیگر و بازسازی ساختمان خاک مؤثر هستند.
ریشه ها و جانوران کوچک مانند کرمهای خاکی، حشرات، مهره داران حفار، در روابط آب و خاک بخصوص در نفوذپذیری و توزیع آب در خاک نقش مهمی دارند.
خصوصیات فیزیکی خاک اساساً به بافت یا توزیع ذرات کانی بر حسب اندازه آنها ساختمان یا نحوه قرارگرفتن این ذرات نسبت به هم، نوع رس، نوع و مقدار یونهای قابل تعویض جذب شده روی ذرات و مقدار مواد آلی که همراه مواد معدنی وجود دارند بستگی ندارد.
خصوصیات جزء رس خاک:
تست رس خاک بیشتر مقدار سطح داخلی خاک را تشکیل می دهند. بنابراین کنترل کننده ی خواص مهم خاک می باشد.
سه نوع اصلی از رس وجود دارد:
کائولینیت که معمولی ترین نوع رس در خاکهای هوا دیده است.
مونت موری لونیت و وایلیت که بیشترین قسمت رس خاکهای جوان را تشکیل می دهند. خاکهایی که حاوی کائولینیت هستند با میزان اندکی آب در خاک متورم یا منقبض می گردند.
خاکهایی که دارای مونت موری لونیت و وایلیت هستند اگر مدت زیادی خشک بمانند در آنها شکاف های عریض و عمیقی بوجود می آید.
بلورهای رس دارای بار الکتریکی منفی می باشد. این خاصیت به دلیل جایگزین شدن یونهای سیلیسیم وآلومنییوم با دیگر یونها در شبکه متبلور آن است. تراکم بار منفی نمایانگر ظرفیت تبادل یونی یا توانائی نگهداری کاتیونها است. مقدا ر آب یا یونهائی که به کلوئید های خاک پیوند شده اند بر خواص خاک اثر مهمی دارند ظرفیت تبادل یونی مواد آلی بالا است. بنابراین تأثیر مواد آلی بر واکنشهای تبادل یونی به همان اندازه تأثیر نوع رس مهم است. خاک های که مقدار رس کمتری دارند به دلیل وجود سیلت و شن از ظرفیت تبادل یونی کوچکی برخوردارند.
بافت خاک:
طبقه بندی خاک از نظر بافت براساس مقدار نسبی ماسه، سیلت و رسی است که جزء خاک آن را تشکیل می دهند.
خاکها به طبقه های خاکهای لومی، سیلتی، و یا رس دسته بندی می شوند. در این بین انواع لوم ماسه ای، سیلت لوم و لوم رسی نیز وجود دارند.
ساده ترین نوع خاک ماسه ای است که میزان سیلت و رس آن از 15 درصد است. این نوع خاکها دارای موئینگی نسبتاً ساده ای هستند. و فضای غیر موئینه ای آنها زیاد است و زهکشی و تهویه این نوع خاکها بآسانی انجام می شود. خاک های ماسه ای از نظر شیمیایی بی اثر هستند. این نوع خاکها نرم و غیرچسبنده هستند و ظرفیت نگهداری آب در آنها کم است. همچنین ظرفیت تبادل یونی کمی هم دارند.
خاکهای رسی بیش از 40 درصد ذرات آن رس و کمتر از 45 درصد ماسه و سیلت دارند. ذرات رس به یکدیگر می چسبند و ساختمان ورقه ای را بوجود می آورند. سطح ذرات رس زیاد است و این موجب می شود که بیشتر از خاکهای ماسه ای آب و مواد معدنی خاک های لومی مقدار ماسه و سیلت و رس تقریباض مساوی هستند. و خواص آنها در شرایطی بین رس و ماسه قرار دارد. این خاکها برای رشد گیاه دارای بهترین شرایط هستند. آب و کاتیونی که این نوع خاکها در اختیار گیاهان قرار می دهند بیشتر از خاکهای ماسه ای است و تهویه در این نوع خاک ها بسهولت انجام می شود.
خواص بافت خاکها با مواد آلی، نوع کانیهای رس و نوع و مقدار یونها به نحوه زیادی قابل تغییر است.
ساختمان و خلل و فرج:
در اثر بهم چسبیدن ذرات خاک و تبدیل آنها به دانه ها و خرده خاک و کلوخ ساختمان خاک را تشکیل می دهد. ساختمان خاک بر مقدار و اندازه منافذ آن مؤثر بوده و به این ترتیب حرکت آب و تهویه خاک نیز تحت تأثیر ساختمان خاک است. منافذ خاک حجمی از خاک است که بوسیله هوا و آب پر شده است. این منفذ تأثیر ساختمان خاک است. منافذ خاک حجمی از خاک است که بوسیله هوا و آب پر شده است. این منافذ معمولاً 50 درصد حجم خاک را تشکیل می دهند.
منافذ به دو دسته تقسیم می شوند:
1- منافذ بزرگ یا غیر موئینه ای که قادر نیستند آب را در خود نگهدارند.
2- منافذ کوچک یا موئینه ای که آب با نیروی موئینه را در خود نگه می دارند.
منافذری ی ه غیر موئینه هستند پس از بارندگی به راحتی خالی شده و پر از هوا می شوند. منافذ موئینه بعد از زهکشی قادر هستند آب را در خود نگهدارند.
طبقه بندی منافذ در مطالعات صحرائی، کشاورزی، و اکولوژی ارزشمند است.
در خاک Shelby loam لوم شل بی لوام فضای غیر موئینه ای کم است و تهویه صورت نمی گیرد این خاک محیط خوبی برای رشد ریشه نیست.
خاکهای ماسه ای دارای منافذ غیرموئینه ای زیادی هستند و زهکشی و تهویه آنها به آسانی انجام می شود. قدرت نگهداری آب در خاک های ماسه ای از خاکهای رسی کمتر است. درخاکهای رسی نسبت منافذ غیرموئینه ای کوچک بیش از خاکهای ماسه ای است.
خاک ایده آل خاکی است که منافذ موئینه ای و غیرموئینه ای بطور مساوی در آن پراکنده باشد.
نیمروخ خاک:
در اعماق مختلف خاک تغییرات مهمی در بافت و حتی درساختمان خاک ایجاد می شود این وضعیت بخصوص در خاکهای قدیمی که مقدار زیادی از مواد مختلف آنها به طرف پائین شسته شده است صدق می کند. در نتیجه این عمل در خاک های نیم رخی را بوجود می آورد که از طبقات یا افقهای مشخص با خصوصیات مختلف درست شده است.
لایه های شسته شده:
1- برگها و مواد آلی غیرپوسیده
2- مواد آلی پوسیده شده
3- افق تیره رنگ محتوی مقدار زیادی مواد آلی مخلوط با مواد معدنی
4- افق با رنگ روشن که حداکثر شستشو در آن انجام می گیرد.
5- این افق به لایه های نهشته شده تغییر می کند ولی کمی هم شبیه به لایه های قبلی که لایه ها شسته شده هستند می باشد.
( منطقه نهشته شده)
6- تغییر به لایه های نهشته شده که بیشتر شبیه به این قسمت است تا لایه های شسته شده ولی گاهی هم تیره است و حداکثر رسوبات آبرفتی در آن جمع می شود.
7- تغییر لایه به لایه سنگ مادر
8- لایه سنگ مادر
تمام این لایه ها با هم ممکن است در خاک تکامل یافته وجود داشته باشد.
طبقه بندی آب خاک:
وضعیت آب در گیاهان و حرکت آن به داخل و خارج سلول ها و بافتها و یا اعضاء براساس پتانسیل شیمیایی آن است. پتانسیل شیمیایی در روابط آب و خاک حائز اهمیت است.
ظرفیت زراعی:
ظرفیت زراعی یک خاک عبارت است از مقدار رطوبتی که پس از کنده شدن سرعت جریان آب بطور نسبی درخاک تثبیت می گردد. این حالت معمولاً یک تا سه روز بعد از فسیل شدن کامل زمین بوسیله باران یا آبیاری بوجود می آید. به ظرفیت زراعی، ظرفیت حمل رطوبت، ظرفیت رطوبت معمول و یا ظرفیت موئینه ای نیز گفته می شود.
ظرفیت زراعی شرایطی است که سرعت حرکت آب کند است. ظرفیت زراعی در خاک های عمیق به سرعت ایجاد می شود. اگر سفره آب زیرزمینی نزدیک به سطح خاک باشد خروج آب از خاک به زمان زیادتری نیاز دارد. خاکهائی که تا عمق چندین متر از آب اشباع هستند ظرفیت زراعی کندی دارند. عدم یکنواختی خاک نیز در این مورد مؤثر است. ظرفیت زراعی به خواص خاک نیز بستگی دارد. ظرفیت زراعی به درشتی و ریزی خاک به لایه های نیم رخ خاک هم بستگی دارد.
حد پژمردگی دائم:
حد بالای مقدار ذخیره آب برای رشد گیاه را ظرفیت زراعی و حد پائین آنرا اصطلاحاً درصد پژمردگی دائم می نامند. پژمردگی دائم به شرایطی اطلاق می شود که اگر در آن خاک آبیاری نشود گیاه برای همیشه پژمرده باقی می ماند و با آبیاری دوباره گیاه از حالت پژمردگی در نمی آید.
آب سهل الوصول:
این اصطلاح موجودیت آب برای رشد گیاه را توصیف می کند و عبارت است از مقدار آبی که بین ظرفیت زراعی و پژمردگی دائم در خاک وجود دارد. ظرفیت زراعی بالاترین حد و درصد پژمردگی دائم پائین ترین حد آب قابل استفاده برای گیاه است.
این مقدار آب در خاک به نوع خاک و بافت خاک نیز بستگی دارد برخی از گیاهان هستند که مقدار مصرف آب آنها از مقدار آب سهل الوصول کمتر و یا بیشتر است.
حرکت آب در خاک:
نفوذ آب به داخل خاک یکی از عوامل مهم تغذیه خاک از آب باران یا آبیاری است. در مورد نیم رخهای یکنواخت طبق تحقیقات بودمن و کلمن شیب ثابتی در حرکت آب از قسمت بالای خاک تا قسمت پائینی خاک وجود دارد. در این فاصله 5 منطقه وجود دارد:
1- منطقه اشباع شده 2- منطقه عبوری که همراه با کاهش سریع مقدار آب است. 3- منطقه انتقال اصلی که تغییرات مقدار آب درآن جزئی است. 4- منطقه مرطوب شونده که تغییر مقدار آب در آن به سرعت صورت می گیرد. 5- جبهه رطوبت که شیب مقدار آب در آن بسیار سریع بوده و مرز نفوذ آب در آن قابل رؤیت است.
در طبقه بندی نفوذ پذیر آب که توسط فیلیپ انجام شده تمام این مناطق بجزمنطقه ی عبوری وجود دارد که احتمالاً به دلیل محبوس شدن هوا در لایه نازک سطحی خاک این اختلاف در طبقه بندی او قرار گرفته است.
منطقه انتقال اصلی لایه ای است غیر اشباع که مقدار آب و پتانسیل آن ثابت است و طول آن بطور مرتب روبه افزایش می باشد. حرکت آب در این منطقه صرفاَ بوسیله نیروی ثقل انجام می گیرد. میزان پیشرفت جبهه رطوبت به مقدار تأمین آبی که از طریق منطقه انتقال صورت می گیرد بستگی داشته و خیلی کم تحت تأثیر اندازه شیب پتانسیل بین این قسمت و خاک خشک زمین قرار می گیرد. سرعت نفوذپذیری با گذشت زمان کم می شود.
پس از مدتی نفوذ آب نسبتاً ثابت شده و به حداقل می رسد.
عوامل مؤثر بر نفوذپذیری:
اگر نفوذ آب بداخل خاک مختل شود تغذیه خاک از آب انجام نشده و در نتیجه آن جریان شدید آب سطحی است که با فرسایش و براه افتادن سیل همراه است.
طبق نظری ماسگریو مؤثرترین عوامل مؤثر بر نفوذ خاک عبارتند از: مقدار رطوبت اولیه خاک، هدایت آبی لایه سطحی خاک، خصوصیات داخلی خاک( از قبیل منافذ) درجه تورم کلوئیدهای خاک و مواد آلی مدت زمان بارندگی و درجه حرارت خاک و آب. برخی از پژوهشگران گزارش داده اند که هرچه مقدار آب خاک کاهش یابد نفوذپذیری آن نیز تقلیل پیدا می کند. این حالت به دلیل کاهش اختلاف پتانسیل در جبهه رطوبت و نیز کوچک شدن سطح مقطع منافذ عبور آب بواسطه تورم و هیدراته شده ذرات رس است.
نفوذپذیری خاک بوسیله لایه هایی که هدایت آبی آنها کم است به شدت کاهش می یابد. خاصیت نفوذپذیری خاک معمولاً در طی نفوذ آب تغییر می کند و این به دلیل افزایش مقدار آب و جهت گیری دوباره ذرات سطح خاک و شسته شدن مواد ریز بداخل خاک است. پوشش های محافظ( مالچ) اغلب برای بهتر کردن قابلیت نقوذ سطح خاک و نیز افزایش نفوذپذیری بکار برده می شوند برای این منظور به سطح خاک مواد آلی افزوده می شود در بعضی از مناطق هدف اولیه کشت بهبود نفوذپذیری خاک است.
در بعضی از مناطق به دلیل پیدایش لایه ای از مواد صابونی فلزی ضد آب در سطح خاک نفوذپذیری خاک از بین رفته است پژوهشگران موفق شده اند با افزودن مواد مرطوب کننده به خاک نفوذپذیری خاک هایی را که با وضع بدی فشرده شده اند را بهبود ببخشد. همچنین سعی کرده اند که نفوذپذیری خاک های آب زدا و اراضی که پوشش گیاهی آن سوخته است را با افزایش مواد مرطوب کننده بهبود بدهند.
حرکت آب در داخل خاکها:
حرکت آب بداخل خاک کنترل کننده ی سرعت نفوذ آب وفراهم کننده ی آب برای ریشه و جریان آب زیرزمینی بطرف چشمه ها و جویبار ها می باشد.
حرکت آب مایع از طریق منافذ با نیروی ثقل و یا به صورت لایه ای از اطراف ذرات خاک تحت تأثیر نیروی کشش سطحی انجام می شود.
آب به صورت بخار می تواند از داخل منافذ پر از هوا و تحت تأثیر شیب فشار بخار پخش شود. در تمام موارد آب تابع شیبهای نزولی پتانسیل آب است.
حرکت آب مایع:
حرکت اشباع شده آب در خاک های اشباع از حرکت اشباع نشده آب در خاکهای غیراشباع جدا شده است. اصطلاح هدایت هیدرولیکی برای هردوی این جریانها بکار می رود.
در خاکهای اشباع عامل ایجاد شیب پتانسیل آب نیروی ثقل است د رخاک های غیر اشباع پتانسیل ماتریک کنترل کننده ی این شیب بوده و در نتیجه بجای اینکه حرکت آب از داخل منافذ تحت نیروی ثقل انجام شود به صورت لایه هایی از اطراف خاک انجام می شود.
حرکت صعودی و افقی آب در خاک:
مقدار رطوبت لایه سطحی خاک به دلیل تبخیر و جذب آن بوسیله پوشش گیاهی تخلیه می شود از این جهت حرکت صعودی آب مورد توجه است.
در خاک های خشک حرکت آب بصورت بخار انجام می شود.
اختلاف در جه حرارت بین سطح خاک و لایه های زیرین باعث حرکت صعودی آب( بصورت بخار) در زمستان و حرکت نزولی آب در تابستان می گردد.
در خاک هایی که رطوبت آنها زیر ظرفیت زراعی است بیش از آنچه قبلاً تصور می شد حرکت آب و جود دارد.و مقدار حرکت آب حتی از اعماق چندین متر نیز قابل توجه است و اگر سطح آب زیرزمینی در فاصله ای کمتر از یک متر از سطح خاک واقع شده باشد حرکت صعودی آب برای تأمین آب مورد نیاز گیاهان زراعی کافی است.
عوامل مؤثر بر جذب آب:
جذب آب بوسیله دو گروه عوامل کنترل می شود:
1- عواملی که به اختلاف پتانسیل آب خاک تا ریشه مؤثرند.
2- عواملی که بر مقاومت خاک و ریشه در مقابل حرکت آب تأثیر می گذارند.
عواملی مثل بافت خاک و هدایت هیدرولیکی، حرکت آب به سطح ریشه را کنترل میناید. عواملی مثل تهویه خاک، درجه حرارت، میزان چوب پنبه ای بودن ریشه ها از طریق تغییر مقاومت ریشه ها در مقابل حرکت آب مؤثرند. نیروی محرکه عبارت است از اختلاف پتانسیل آب بین توده خاک و سطح ریشه و بین سطح ریشه تا آوند.
غالباً در خاک قسمتهای مختلف سیستم تحت پتانسیلهای آب متفاوت قرار گرفته اند و ظاهراً اکثر انواع گیاهان در حالیکه فقط قسمتی از ریشه های آنها در خاکی با رطوبت بالاتر از درصد پژمردگی دائم قرار گرفته قادرند به حیات خود ادامه دهند و حتی رشد کنند. حداقل پتانسیل آب خاک که بازاء آن جذب آب می تواد ادامه یابد با حداقل پتانسیل آبی که در ریشه تولید می شود محدود می گردد. حد محدودکننده آب در گیاهانی که سریع تعرق را انجام می دهند در پتانسیل های آب خاک، بالاتری نسبت به گیاهانی که کند تعرق انجام می دهند واقع شده است.
بین گونه های مختلف از نظر استقامتشان در مقابل درجه حرارت و کمبود تهویه تفاوت های زیادی وجود دارد کاهش غلظت اسمزی خاک نیز مقاومت ریشه را افزایش می دهد. کاهش رشد گیاهانی که درمعرض غلظت زیاد نمک قرارگرفته اند بیشتر بسته به مقدار محتوی نمک آنهاست تا به کاهش جذب آب.
خشکی فیزیولوژیکی بیشتر در بافتهای گیاهی صورت می گیرد تا در محیط.
تنش آب و خشکی ناشی از آن:
گیاهان بردبار به خشکی
آسیب دیدگی ناشی از خشکی
صدمه دیدگی غشاء
پایداری پروتئینی و حالت خشکی
غلظت مواد محلول وخشکی
آسیب شناسی
بردباری به خشکی و اجتناب از صدمه دیدگی
تنظیم رشد و نمو در گیاهانی که با مقدار آب محدود می رویند.
حساسیت نسبی رشد اتساعی بخشهای مختلف گیاه به کمبود آب
رشد بی وقفه ریشه در خاک خشک
برخی اثرات ناشی از افزایش مقاومت مکانیکی خاک بر ریشه ها و نوساقه های
خشکی و تأثیر آن بر فتوسنتز
اثرات تنش آبی بر تبادل گاز
تأثیر بر هدایت روزنه ای
چگونه تنش آب احساس می شود؟
آب برای رشد گیاهان ضروری است. ولی در برخی گیاهان به دلیل شرایط محیطی طوری سازگار شده اند که وجود آب حتماً برای آنها ضروری نمی باشد. گیاهانی هم مثل گیاهان زراعی به کاهش آب درونی حساس هستند. ولی مجموع اکثر گیاهان در برخی مراحل چرخه زندگی شان نسبت به خشکی بردبار هستند. تعدادی از این گیاهان دارای بخشهای رویشی هستند که بردبار به خشکی است ولی ادامه حیات در گونه هایی که به اصطلاح فرار کننده از خشکی هستند. مثل یک ساله های کوته زی بیابانی با بردباری بذر آنها نسبت به خشکی حفظ می شوند. گونه های بردبار به خشکی ممکن است فعالیت متابولیسمی اندکی از خود نشان داده یا بسته به دامنه آب زدایی هیچ فعالیتی از خود نشان ندهند. در این حالت یعنی زیستن بدون آب Anhydrobiosis ما با اختلال متابولیکی روبه رو نیستیم. بلکه با پایداری اندامکها، غشاها و ماکرومولکولها در یک وضعیت آب زدایی شده مواجه هتسیم.
آگهی داشتن از چگونگی اجتناب موجودات زنده از صدمات غیرقابل کشت ناشی از خشک شدگی، به ظاهر در حفاظت از بذر و رژیم پلاسم از اهمیت خاصی برخودار اشت.همچنین ممکن است درک ما از نقشی که آب در حفظ تمامیت ساختاری و عملکردی غشاها و ماکرومولکولها ایفا می ند افزایش دهد. توقف کنترل شده متابولسیم که با ورد یک حالت بی آب زیستی در موجودات زنده اتفاق می افتد ممکن است دیدگاه ارزشمندی را درباره اهمیت عملکردی پاسخهای متابولیسمی به کمبودهای آبی در گیاهان میانه رست فراهم کند.
گیاهان بردبار به خشکی:
در تمام رده های بزرگ گیاهی نمونه هایی از گیاهان بردبار به خشکی وجود دارند، آب موجود در هاگ بسیاری از باکتریها و قارچها کم است لذا بردباری زیادی را نسبت به خشکی نشان می دهند. سیانو باکتریها ی بردبار به خشکی در جههای خشک یافت می شوند. بردباری نسبت به خشکی برای گیاهان بردبار به خشکی به شرایط رطوبتی حاکم بر زیستگاههای طبیعی این گیاهان مربوط می شود. گونه های خشکی رست بیابانی می توانند خشک شدن را در پیش گرفته و برای چندین ماه بدون هیچ تأثیر سوئی زنده بمانند. بسیاری از گلسنگهای خشکی رست در صورتی که در رطوبت مداوم نگه داشته شوند زنده نمی مانند و به دوره های متناوبی از رطوبت وخشکی نیاز دارند. علاوه بر این فعالیت فتوسنتزی در چندین گونه از گلسنگها در مقادیر آبی کمتر از اشباع انجام می گیرد.
برخلاف گیاهان آوندی بسیاری از بریوفیتها فاقد ریشه و دستگاه هادی کارآمد هستند و اگرچه برخی از این گونه ها به محیط های مرطوب محدود نمی شوند لیکن برخی گونه ها به خشکی بسیار بردبارند. بریونتهای بیابانی در خشکی های بیابانی به مدت طولانی بردبار هستند.
گونه های بردبار به خشکی بصورت وسیع پراکنده هستند و در زیستگاه های متعددی یافت می شوند .
دارزیهای اجباری obligate epiphytic و گونه های روسنگی Epilithic می توانند از دوره های خشکی که در آن محتوای آبشان به کمتر از چندین درصد اهش میی یابد بازیافت می شوند.
گیاهان آوندی دارای بخشهای رویشی هستند. که حتی نسبت به آب زدایی جزئی نیز بردبار نیستند. اگر آنها در صورتی که در تعادل با رطوبت نسبی 92 تا 97 درصد قرار گیرند می میرند. برعکس بسیاری از گونه های گیاهی غیرآوندی در تعال بع رطوبت نسبی بین صفر تا 5 درصد زنده خواهند ماند. تعداد اندگی از سرخسها و گیاهان گلدار هم وجود دارند که می توانند اعمال فیزیولوژیک عادی خود را بعد ازخشک شدن هوا را از سر بگیرند. بیش از صد گونه گیاهی وجود دارند که به گیاهان احیاء شونده Resurrection plants موسومند و اکثراً در مناطق خشک آفریقای جنوبی و استرالیا یافت می شوند.
این گیاهان اغلب اولین گونه هایی هستند که در تشکیل اجتماعات گیاهان روی صخره ها، سنگها انباشته شده در دامنه و خاک های سطحی شرکت دارند.
گیاهان احیاء شونده بیشتر در میان سرخسها و خویشاوندان آنها دیده می شوند و در میان نهاندانگان کمتر هستند به طور کلی گونه های نهاندانه نسبت به شرای خشک بردبار هستند. شاخ و برگ خشک شده ی این گیاهان برای چندین سال قابلیت رویشی دارد و شاخ و برگ گونه هایی همچون xerophyta squamosa و coleochlao setifera بعد از پنج سال آسیبی ندیده بود. عمر شاخ و برگهای خشک شده در هوا هنگامی که در رطوبتهای نسبی بیش از 50 درصد قرار گیرند به شدت کاهش می یابد.
گیاهان احیاء شونده براساس پاسخشان به خشکی به دو گروه تقسیم می شوند.
گروه اول: گونه هایی هستند که کلروفیل خود را حفظ کرده و تشکیلات زیر سلولی خود را به حالت خشکی نگه می دارند.
گروه دوم: گونه هایی را شامل می شود که کلروفیل خود را از دست داده و تجزیه کننده ای از ساختار اندامکی در آنها وجود دارد.
آسیب دید گی ناشی از خشکی:
این آسیب دیدگی حاصل از خشکی شامل آسیب دیدگی به اجزای سلولی پس از حذف آب پی آمدهای متابولیسمی و ساختاری ناشی از افزایش غلظت مواد محلول و نیز آسیب شیمیایی نتیجه شده از عملکرد غلط متابولیکی که بوسیله آب زدایی القا می شود می باشد.
صدمه دید گی غشاء:
پروتوپلاسم در حال خشک شدن با کششی که نتیجه انقباض حجم و چسبندگی آن به دیواره سلولی است مواجه خواهد شد. مشاهدات اولیه در مورد گونه های متحمل خشکی نشان داده است پروتوپلاسم از دیواره جدا نمی شود ولی تا اندازه ای چین خوره حفره های کوچک درون دیواره افزایش می یابد. در سلول هایی با دیواره ضخیم، جدایی موضعی غشای پلاسمایی از دیواره اتفاق می افتد. هر چند بعید به نظر می رسد که پارگی غشای پلاسمایی طی خشک شدن بطور طبیعی رخ می دهد لیکن شکل ظریفتر آسیب دیدگی غشایی ممکن است از آب زدایی القاء شده سطح تغییرات ساختاری ناشی می شود. بطور قطع، اثبات این مطلب نسبتاً آسان است که غشاهایی آب زدایی شده پس از آبدهی مجدد کاهشی در عملکرد کلی خود نشان می دهند. هاگها دانه های گرده و جوانه های آب زدایی شده مقادیر زیادی از محلول سلولی خود را هنگام آبدهی سریع از دست میدهند. در مواقعی که آب زدایی صدمه دایمی را باعث نمی شود ین نشت مواد محلول پدیده ای گذرا تس و تنها چندین دقیقه به طول می انجامد.
شواهد حاصل از تحقیقات بیوفیزیکی نشان میدهد که با مقدار کمتر از 20 تا 30 درصد ساختار تیغه ای غشاء از بین می رود و فسفولیپید و لایه تا اندزه ای با یک مرحله شش و جهی داراست که توسط گروههای باسر قطبی فسفولیپیدها استرس شده است به عبارت دیگر غشای فسفولیپید دولایه ای که نسبتاً ضد آب است به یک ساختار منفذدار تبدیل می شود. علاوه براین پروتئینهای غشاء هنگام بازسازی غشاء از آن جدا می شود یا درون عشاء جابجا می شود نتیجه این کار فقداان محفظه بندی درونی و نشت مواد محلول سلولی به بیرون( زمانی که غشاء خشک شده آبدهی مجدد می شود) خواهد بود. غشاها از نظر شیمیایی ناهمگن هستند و اسیدهای چرب فسفولیِپیدها از لحاظ طول رشته و درجه اشباع شدگی متفاوت می باشند این فسفولیپیدهای متفاوت،دماهای ذوب بسیار مختلفی برای تبدیل مرحله ژله ای به مرحله مایع شفاف و برعکس دارا هستند.
با کاهش دمای غشاء لیپیدها دارای دمای ذوب زیادتر از مایع شفاف به ژل تبدیل می شوند و لیپیدهای با دمای ذوب پائین تر به حالت ژل تغییر نمی یابند. مگراینکه در جه حرارت تا دمای ذوبشان کنترل کند. سرقطبی گروه فسفولیپیدها آبدهی می شوند و از یکدیگر در محل پیوندهای هیدروژنی آب متصل شده به فسفات بدل می شوند. حذف آب خواص فسفولیپیدها را تغییر خواهد داد.
پایداری پروتئین و حالت خشکی:
بسیاری از تحقیقات مربوط به اثر آب زدایی روی پایداری پروتئین انجام گرفته بافت خشک شده را مورد استفاده قرار داده است و تفکیک اثرات مستقیم آب زدایی از اثراتی که در آن پروتئینها طی هیدرولیز غیرفعال می شوند را مشکل ساخته است. مطالعات آزمایشگاهی نشان داده است که برخی پروتئینها که بر اثر خشکی منجمد می گردند آسیب شدیدی به فعالیت آنها وارد می شود. بنابراین کاتالاز و میوزین آدنوزین فری، فسفاتاز هر کدام 87 و 70 درصد اسپارژیناز 80 درصد و فسفوفروکتوکیناز 100 درصد فعالیت اصلی خود را از دست می دهند. گلوتامین سنتکاز در محلولی که با مولکولهای سنگین وزن پلی اتیلن گلیکول آب زدایی شود رسوب می کند آنزیم فتوسنتزی گلیسرالدئید فسفات( هیدروژناز در خزه های آب زدایی شده غیرفعال می شوداین تأثیر قابل برگشت است. فعالیت این خزه ها با نگهداری عصاره ها با گلوتاتیون احیاء شده بازیافت می شود و نشانگر آن است که این عدم فعالیت از اکسیداسیون باقیمانده سولفیدریل نتیجه می شود...
