تعيين دامنه رطوبتي با حداقل محدوديت بر مبناي پاسخ گياه آفتابگردان

Determination of the Least Limiting Water Range Based on Sunflower Plant Response

دامنه­ اي از محتواي رطوبت خاك كه محدوديت براي رشد گياه در ارتباط با پتانسيل ماتريك، تهويه و مقاومت مكانيكي خاك حداقل باشد، دامنه رطوبتي با حداقل محدوديت (LLWR) ناميده مي­شود. اين پژوهش با هدف مقايسه دامنه رطوبتي با حداقل محدوديت برآورد شده به روش داسيلوا و همكاران با مقادير محاسبه شده بر مبناي پاسخ گياه آفتاب­گردان (Helianthus Annuus L.) (LLWRP) انجام گرفت. محاسبه در هر دو روش بر مبناي تفاضل دو حد رطوبتي بالا (θUL) و پائين (θLL) است. در روش اول انتخاب يا تعيين دو حد اغلب بر پايه منحني ­هاي مشخصه رطوبتي و مقاومت مكانيكي خاك و عملاً بدون توجه به نوع و نياز يا رفتار ويژه گياه است. در روش دوم طبق روش پيشنهادي اين پژوهش، دو حد رطوبتي بر مبناي هدايت روزن ه­اي گياه در يك خاك لوم رس شني فشرده شده در لوله­هايPVC با قطر 30 و ارتفاع 70 سانتي­متر (كه از اين به بعد گلدان ناميده شدند) در سه سطح فشردگي (جرم مخصوص ظاهري برابر 1/35، 1/55 و 1/75 مگاگرم بر متر مكعب) كه به ترتيب با D1، D2 وD3 نشان داده مي­ شوند، تعيين گرديد. در هر گلدان سه بذر آفتابگردان كشت و گلدان ها تا شروع مرحله گلدهي در شرايط مطلوب نگهداري شدند. در اين مرحله دو چرخه متوالي تر و خشك شدن خاك اعمال و رطوبت خاك و هدايت روزنه ­اي نيمروز به طور منظم اندازه ­گيري شد. LLWRP بر مبناي رابطه بين مكش ماتريك خاك و هدايت روزنه ­اي گياه محاسبه شد. نتايج نشان داد بر مبناي رفتار روزنه ­هاي آفتاب­گردان جذب آب در تيمارهاي D1، D2 و D3 به­ترتيب از مكش­ هاي ماتريك حدود 16، 44 و 60 سانتي­متر شروع و تا مكش­هاي ماتريك 39983 ، 31614 و 17394 سانتي­متر ادامه يافت. تفاوت قابل ملاحظه اي بين LLWR محاسبه شده با دو روش مذكور مشاهده شد. مقدار اين اختلاف در تيمارهاي با فشردگي بيشتر خاك، به ويژه هنگامي كه حد رطوبتي بالا (θUL) برابر مقدار رطوبت در مكش ماتريك 330 سانتي­متر (LLWR330) بود، بيشتر به دست آمد. مقادير LLWR330 براي سه تيمار D1، D2 و D3 به ترتيب0/148، 0/147 و 0/080 سانتي­متر مكعب بر سانتي­متر مكعب به دست آمد كه به ترتيب 51، 49 و 63 درصد كمتر از LLWRP بود. اين تفاوتها نشان مي­دهد كه دو حد رطوبتي(θULوθLL) در نظر گرفته شده توسط داسيلوا و همكاران براي محاسبه LLWR، نبايد به طور يكسان براي همه گياهان به كار برده شود و بر حسب پاسخ يا نياز گياه نيز نياز به اصلاح دارد.

The range of soil water content where plant growth is least limited by water potential, soil aeration or mechanical resistance is called least limiting water range (LLWR). This study evaluated the values of LLWR determined according to the procedures proposed by da Silva et al. with those calculated on the basis of sunflower plant (Helianthus annuus L) response (LLWRP). In both methods LLWR is taken as the difference between the two soil moisture limits designated as upper (θUL) and lower (θLL). In the first method, the two limits are determined basically from the soil moisture and soil resistance characteristic curves, almost overlooking the plant type and its particular needs or behaviors. In the second method, as proposed in this research, the two limits are determined based on the stomatal response in a sandy clay loam soil packed into PVC tubes (called pots hereafter) with 30 cm diameter and 70 cm height at three compaction levels (soil bulk density equal to 1.75, 1.55 and 1.35 Mg.m-3) designated as D1, D2 and D3. Each pot was planted with three pre-soaked sunflower seeds and pots were kept under optimum condition until onset of the flowering stage. At this time two successive drying cycles were imposed and soil moisture and midday stomatal conductance were routinely measured. LLWRP were computed on the basis of relationship between soil matric suction and stomatal conductance. Results showed that on the basis of stomatal conductance behavior water uptake began at the soil matric suctions of 44, 16, 60 and continued up to 17394,31614, 39983 cm in D1, D2 and D3 treatments, respectively. Appreciable differences were observed between LLWR and LLWRP particularly when the lower limit moisture suction (equivalent to θUL for LLWR) was set at 330 cm (LLWR330). LLWR330 values of 0.148, 0.147 and 0.080 cm3cm-3 were obtained for D1, D2, D3 treatments, respectively, which were 51, 49 and 63 percent lower than the corresponding LLWRP values. This differences imply that the two moisture limits (θUL and θLL) proposed by da Silva et al. may not be applied indiscriminately for all plants and thus need to be modified according to plant needs or responses.