مقاله بررسی روابط خاک و گیاه در 31 صفحه ورد قابل ویرایش
تجزیه‌ی شیمیایی خاک
روش آزمایش خاک از گستره ای وسیع از روش های متداول عصاره گیری مانند اشکال گوناگون اسیدهای رقیق، نمک ها یا عواملی بهره می گیرد، که ترکیبات پیچیده ایجاد می‌کنند. بسته به روش مورد استفاده، میزان کاملا متفاوت از مواد غذایی گیاه استخراج می شود. همچنان که در مورد فسفر، در جدول 1-13 آمده است. به عنوان راهنما، یک میلی گرم فسفر در 100 گرم خاک می تواند برابر حدود 30 کیلوگرم فسفر در هکتار در یک پروفیل با ژرفای 20 سانتی متر در نظر گرفته شود (وزن مخصوص خاک 5/1 = 3 میلیون کیلوگرم خاک در هکتار). کدام روش باید برای تشخیص فراهم بودن یک ماده‌ی غذایی کانی و به وسیله‌ی آزمایش های رشد برای پیش بینی واکنش گیاه در برابر کود ارزیابی شود.
در بیشتر موارد، چند روش به یک میزان برای آزمایش خاک در مورد یک گونه‌ی ویژه‌ی غذایی کانی مناسب هستند (1921). برای نمونه، برای فسفر، با وجود میزان گوناگون فسفر استخراج شده، روش های استخراج آبی می تواند به همان میزان برای تعیین مناسب باشد که روش استخراج با اسیدهای رقیق شده (1637). به هر حال، به دلایل گوناگون، پیش بینی واکنش در برابر کود، بر پایه‌ی تجزیه‌ی شیمیایی خاک به تنهایی رضایت بخش نیست: به این دلیل که تنها ظرفیت بالقوه‌ی یک خاک را برای ذخیره‌ی غذاهای گیاه بیان می کند؛ به اندازه‌ی کافی و به طور خاص، تحرک مواد را در خاک نشان نمی دهد، هیچ اطلاعاتی را در رابطه با عوامل گیاهی، مانند رشد ریشه و تغییراتی که در فضای مجاور ریشه به وسیله‌ی ریشه به وجود می آید و نقش تعیین کننده در جذب غذاها در شرایط مزرعه دارند، بیان نمی کند. در سه بخش زیر، از این عوامل چکیده وار گفت و گو می شود. در آغاز، از میزان فراهم بودن مواد غذایی در رابطه با تحرک و رشد ریشه گفت و گو می شود.
حرکت مواد غذایی به سطح ریشه
اصول محاسبات
اهمیت تحرک مواد غذایی در خاک در مهیا بودن آنها برای گیاهان، نخستین بار از سوی باربر (1962) تاکید شد. برداشت او بر پایه‌ی سه جزو استوار بود: برخورد ریشه‌ها با مواد غذایی، حرکت توده ای و انتشار (نگاره‌ی 1). با نفوذ ریشه ها به درون خاک، ریشه به درون فضاهایی حرکت می‌کند که بیشتر از سوی خاک با عناصر غذایی آماده اشغال بوده است. برای نمونه، بر سطوح رس چسبیده اند. سطوح ریشه در این فرایند جابه جایی با مواد غذایی تماس نزدیک پیدا می‌کنند (برخورد می کنند). فنی و آوراستریت (1939)، فرایند داد و ستد تماسی را برای جذب کاتیون بدون جابه جایی از درون محلول خاک ارایه دادند. باربر (1966)، این فرایند جابه جایی را به شیوه ای کلی تر، به عنوان عاملی بیان می کند، که می تواند در رفع نیاز همه‌ی غذاهای کانی گیاهان نقش داشته باشد.
محاسبات برخورد ریشه ها بر پایه‌ی:
الف- میزان مواد غذایی آماده در حجمی از خاک که به وسیله‌ی ریشه ها اشغال شده اند.
ب- حجم ریشه، به عنوان درصدی از کل حجم خاک- به طور میانگین یک درصد از حجم خاک سطحی.
پ- نسبتی از کل حجم خاک، که به وسیله حفره های خاک اشغال شده است (به طور میانگین 50 درصد).
انتشار، نیروی محرک اصلی دست کم برای حرکت فسفر و پتاسیم به سطح ریشه است. برخلاف جریان توده ای، انتشار عامل مهم تحرک یونی درست در مجاورت سطح ریشه است و بنابراین، نه تنها در شرایط خاک، بلکه با عوامل گیاهی مانند رشد ریشه و مساحت ریشه ارتباط نزدیک دارد.
جزو مهم ضریب انتشار مؤثر De[1] می تواند به صورت فرمول ساده شده‌ی زیر خلاصه شود:
(1)
که D1 ضریب انتشار ماده‌ی غذایی در محلول آزاد، بخشی از حجم خاک، که به وسیله‌ی محلول اشغال شده (سطح مقطع انتشار)؛ F1 ضریب پایداری است، که ناشی از مسیر پیچ و خم دار یون ها و دیگر مواد محلول از خلال حفره های خاک و افزایش طول مسیر و در نتیجه، کاهش شیب غلظت و نیز شامل افزایش چسبندگی آب و جذب سطحی یا دافعه‌ی آنیون ها و افزایش dC1/ dC ، یعنی شیب غلظت ، به ترتیب میان غلظت محلول خاک (C1) و مقدار ماده غذایی که در انتشار شرکت می‌کند (C) .
به طور کلی، غلظت پتاسیم و فسفر در سطح ریشه، بسیار کمتر از توده‌ی خاک است، که این موضوع، شیب غلظت خاصی را پیرامون ریشه ایجاد می کند، همچنان که در نگاره‌ی 3 نشان داده شده است، با افزایش غلظت پتاسیم در خاک، ضریب انتشار آن افزایش می یابد. دامنه‌ی کاهش مواد غذایی پیرامون ریشه‌ی گیاهان، منطقه تحلیل[2] نیز از حدود چهار میلی متر در خاک (تحلیل یافته در اثر کشت انبوه)، تا حدود شش میلی متر و 10 میلی متر، به ترتیب در خاک های بدون کود و کود داده شده. افزایش می یابد. بنابراین، افزایش میزان پتاسیم قابل داد و ستد با استفاده از کود، فراهم آوری پتاسیم از راه انتشار را بیشتر از میزانی افزایش می دهد که از راه افزایش پتاسیم قابل داد و ستد تنها در واحد وزن خاک انتظار می رود. این موضوع از سوی کوخن بوخن و جونک[3] (1984)، در یک آزمایش کاربرد کود با منداب نشان داده شد، که میزان پتاسیم قابل داد و ستد در واحد وزن خشک با ضریب در حدود چهار افزایش می یابد، در حالی که میزان پتاسیم قابل داد وستد که با انتشار به سطح ریشه می رسد، با ضریب در حدود 20 افزایش می یافت. کاربرد NaCl یا MgCl2 نیز دامنه‌ی تحلیل و بنابراین رسیدن پتاسیم به سطح ریشه را افزایش می داد.
در شرایط مزرعه، میزان موادغذایی فراهم، از نظر شیمیایی، معمولاً در خاک‌های سطحی به مراتب بیشتر از خاک‌های عمقی است. به طور کلی، انباشتگی ریشه زایی از الگویی همانند پیروی می‌کند و لگاریتم انباشتگی ریشه زایی در برابر افزایش ژرفا، سیر خطی نزولی طی می کند (677). اما تفاوت در ذخایر آب، هم توزیع ریشه ها و هم جذب مواد غذایی از عمق‌های مختلف خاک را، تغییر می دهد. اثر میزان آب بر توزیع و پراکندگی ریشه‌ها در جو بهاره، در طی دو سال پیاپی، به خوبی نشان داده شده است (1676). در سال نخست، با بارندگی زیادی (82 میلی متر) که یک ماه پس از کاشت رخ داد، بیشتر از 70 درصد کل جرم ریشه در خاک سطحی (5/2- 5/12 سانتی متر) دو ماه پس از کاشت مشاهده شد و تنها در حدود 10 درصد از ریشه‌ها به عمق بیشتر از 5/22 سانتی‌متر نفوذ کرده بودند؛ برعکس، درسال بعد، با کاهش بارندگی (24 میلی‌متر)، در طول یک ماه نخست پس از کاشت، میزان همانند توزیع ریشه، به ترتیب در حدود 40 و 30 درصد بود. این گونه تغییر در توزیع ریشه، پی‌آمدی مهم را در جذب موادغذایی از افق‌های مختلف خاک داراست. در گندم بهاره در خاک لوئیس، به طور میانگین در حدود 50 درصد از کل پتاسیمی که در اواخر فصل رشد جذب شده بود از قسمت عمقی زمین فراهم شد. اما بسته به بارندگی در طول فصل رشد (یعنی میزان آب جذب شدنی در خاک سطحی)، این درصد به میزانی قابل توجه، میان سالهای گوناگون تغییر کرد، به طوری که، در طول سال خشک، در حدود 60 درصد و در طول سال مرطوب، در حدود 30 درصد بود (543).