تعيين مهم ترين ويژگي هاي خاكي موثر بر عملكرد زعفران در منطقة قاينات

admin admin

چكيده

زعفران يكي از مهم ترين گياهان اقتصادي در استان خراسان مي باشد. ميزان عناصر موجـود در خـاك و خصوصـيات فيزيكـي خـاك نقـش تعيـين كننده اي در مقدار عملكرد زعفران دارد و كمبود عناصر ميتواند عامل محدود كننده اي در رشد و نمو اين گياه باشد. به منظور بررسي روابط بين عملكـرد زعفران با برخي از ويژگي هاي فيزيكي و شيميايي خاك و تعيين سهم آن دسته از ويژگي ها كه بيشترين تاثير را بر عملكـرد دارنـد، ايـن پـژوهش در 30 مزرعه زعفران (30 نمونه خاك) واقع در منطقه قاينات اجرا گرديد. در اين راستا به منظور تعيين مهم ترين ويژگي هاي خاك موثر بـر عملكـرد زعفـران ازروش تجزيه مولفه هاي اصلي (PCA) براي تحليل داده ها استفاده شد و تخمين عملكرد عملكرد زعفران نيز با استفاده از رگرسيون گام به گام انجام شد.

بر اساس روش PCA هفت ويژگي مقدار كلسيم، آهن، روي، درصد شن، درصد كربنات كلسيم معادل، ميانگين وزني قطر خاكدانه ها (MWD) و مقـدارمنگنز به عنوان مهمترين ويژگي هاي خاكي مزارع زعفران از ميان 21 ويژگي مورد بررسي در اين پژوهش معرفي شدند. براي تخمـين عملكـرد زعفـران در روش تجزيه رگرسيون گام به گام، عملكرد زعفران به عنوان متغير وابسته و ويژگي هاي فيزيكي و شيميايي خاك بـه عنـوان متغيـر مسـتقل در نظـرگرفته شدند. نتايج به دست آمده از روش رگرسيون گام به گام نشان داد كه pH، مقدار روي، جرم مخصوص ظاهري، ميانگين وزنـي قطـر خاكدانـه هـا،آهن، هدايت الكتريكي، كربن آلي و پتاسيم خاك به عنوان مهم ترين     ويژگي هاي برآورد عملكرد زعفران بوده و 74 درصد از تغييرات آن را توجيه نمودند. به طور كلي غلظت عناصر كم مصرف (آهن و روي) و ميانگين وزني قطر خاكدانه ها در هر دو روش PCA و رگرسيون گام به گام، به عنوان ويژگي هاي مهم و تاثيرگذار بر عملكرد زعفران در مزارع منطقه قاينات، تعيين شدند. بنابراين پيشنهاد ميشود پارامترهاي فوق همراه با pH و كربنات كلسيم معـادل كه بر قابليت دسترسي عناصر غذايي كم مصرف تاثيرگذار هستند و به طور مجزا در هر دو روش لحاظ شده اند، به عنوان مهم تـرين ويژگـي هـاي خـاكي موثر بر عملكرد زعفران مورد توجه قرار گيرند.

واژه هاي كليدي: تجزيه مولفه هاي اصلي، رگرسيون گام به گام، عملكرد اقتصادي زعفران، عناصر كم مصرف

 

1مقدمه

زعفران يكي از قديمي ترين گياهان ادويه اي و دارويي اسـت كـه همواره مورد توجه مردم بـوده اسـت. برخـي از پـژوهشگـران منشـأ پيدايش زعفران را ايالت قديم ماد در ايران ميدانند (2). ايـن گيـاه ازنظر رده بندي گياه شناسي از خـانواده زنبقيـان و يـك گيـاه تريپلوئيـد عقيم ميباشد (9) كه هر سال بنه هاي جديدي توليد كرده و تكثير آن فقط با كشت همين  بنه ها امكان پذير مي باشد. بنه هـا در تابسـتان بـه حالت خواب به سر برده ولي تشكيل گل ها در همـين فصـل صـورت ميگيرد. گل هاي زعفران در فصل پـاييز قبـل از ظهـور بـرگ هـا يـاهمزمان با ظهور آنها و حتي در بعضي شرايط پـس از بيـرون آمـدن برگ ها ظاهر ميشوند.

مراحل فنولوژيكي زعفران بر اساس رشد اندام هاي هوايي شـامل 3 مرحله است كه از نظر توليد كنندگان زعفران، مرحله رشـد زايشـيآن كه در پاييز همراه با سرد شدن هـوا شـروع مـيشـود، مهـم تـرين مرحلة رشد اين گياه است. اين مرحله، از شروع اولين آبياري در پـاييز و ظهور اولين گل شروع و با ظهور آخرين گل به پايان ميرسـد (30)؛ ولي از لحاظ فيزيولوژيكي اين مرحله از مدت ها قبـل شـروع گرديـده است. از 10 تا 25 مرداد مراحل تكـوين و تكامـل جـام گـل و شـكل گرفتن برگ هاي اوليه آغاز ميشود (4). بنابراين ميزان عناصر غـذايي موجود در خاك و در دسترس بودن آن ها در اين بازهي زماني ميتواند اثر چشمگيري بر عملكرد داشته باشد.

عملكرد زعفران معمولا بر اساس مقدار گل برداشت شده در واحد سطح يا وزن زعفران خشك حاصل از واحـد سـطح بيـان مـيگـردد .

زعفران خشك شامل مجموع كلاله و خامـه  مـي باشـد  و در مـواردي  عملكرد بر اساس وزن توليد شده از هر كدام از اين دو جـزء  در واحـد  سطح بيان ميگردد (14). درحال حاضـر ، محصـول زعفـران يكـي  از اقلام مهم صادراتي كشور محسوب مي شود كه تنها 20 درصـد آن در داخل مصرف و مابقي آن به ساير كشورهاي جهـان صـادر مـي شـود . ميانگين عملكرد 25 ساله زعفران ايران 4/7 كيلوگرم درهكتار گزارش شده است (15). متوسـط عملكـرد زعفـران كشـور،  مبـين عملكـرد وكارايي توليد پايين زعفران در مزارع ايران است.

اصولاً رشد و نمو گياهان وابسته به تمام عوامل محيطـي اسـت وهيچ عاملي به تنهايي نميتواند نقش موثري بر رشد آن داشـته باشـد. يكي از اين عوامل خصوصيات فيزيكي و شيميايي خاك ميباشـد (13 و 19). زعفران، هم چون گياهان زراعي ديگر براي اسـتفاده حـداكثر ازشرايط محيطي، علاوه بر شرايط آب و هوايي و مديريت هـاي زراعـي بهينه نياز به خاك مناسـب بـراي رسـيدن بـه  حـداكثر عملكـرد دارد .

بنابراين، يكي از مهمترين مسـائل بـراي افـزايش  كـارايي اسـتفاده ازمنابع موجود و افزايش عملكرد در واحد سطح، افزايش بـاروري خـاكمي باشد. برخي بررسي ها نشان داده انـد كـه بـين مـاده آلـي خـاك و عملكرد زعفران همبستگي مثبت و بالايي وجود دارد. افزايش عملكرد با استفاده از مواد آلي احتمالاً ناشي از عرضه عناصر غذايي، بـه ويـژه فسفر و نيتروژن و بهبود خواص فيزيكـي خـاك مـيباشـد (22، 23 و 33). ماده آلي باعث تعديل عمل متراكم شدن خاك در اثر رفت و آمد دام ها كه پديدهاي بسيار معمول در چراي علوفـه زعفـران مـيباشـد،ميشود.

به منظور افزايش توليـد محصـولات كشـاورزي در واحـد سـطح،عمليات زراعي متعـددي ماننـد  مصـرف كودهـاي شـيميايي صـورت مي گيرد. نتيجه اين فعاليت ها طي سال هاي اخير بحران آلـودگي هـاي محيط زيست و بـه ويـژه آلـودگي منـابع خـاك و آب مـي باشـد  كـه زنجيره وار به منابع غذايي انسان ها راه يافته و سلامت جامعه بشري را مورد تهديد قرار داده است. به اين منظور تـلاش هـاي گسـترده اي بـاهدف يافتن راهكارهاي مناسب براي بهبود كيفيت خاك، محصـولات كشاورزي آغاز شده است. كاهش مخاطرات زيست محيطي همگام بـا  افزايش عملكرد گياهان زراعي نيازمند به كارگيري شـيوه هـاي  نـوينزراعي است (25). عملكرد زعفران در خاك هايي كـه مقـدار نيتـروژن بالايي دارنـد، بـه علـت افـزايش رشـد سـبزينه (14)، و همچنـين درخاك هاي غير حاصل خيز به علت كمبود عناصر غذايي، مناسب نيست.

بنابراين پيدا كردن ويژگي هاي يك خاك مناسب براي كشت زعفـران امري ضروري است كه ميتواند موجـب افـزايش رانـدمان و عملكـردزعفران شود. براي رسيدن به اين هدف بايد مهـم تـرين ويژگـي هـاي شيميايي و فيزيكي تاثيرگذار خاك را بر روي عملكرد تعيين كرد.

براي مديريت بهينـه  زمـين هـا و رسـيدن بـه حـداكثر بهـره وري اقتصادي، آگاهي از چگونگي كيفيت خاك در عرصه هاي كشـاورزي و منابع طبيعي ضروري است. در كشـورهاي در حـال توسـعه بـه علـت آسيب پذيري خاك هاي كشاورزي از نظر زيسـت محيطـي، توجـه بـه كيفيت خاك داراي اهميت اقتصـادي مـيباشـد (37). در ايـن راسـتابه منظور دستيابي به مديريت پايدار خاك و پيشبيني خطرات تخريـب خاك، تعيين روشي مناسب براي ارزيابي كيفيت خـاك داراي اهميـت ميباشد (38).

با توجه به تاثيرپذيري كيفيت خاك از ويژگي هاي مختلف خـاك،ارائه ارزيابي جامع از وضعيت كيفيت خاك نيازمند روش هايي است كه بتواند به نحو مطلوبي ويژگي هاي مختلف موثر بر كيفيت خـاك را بـاهم تركيب و با در نظر گرفتن همبستگي بـين آن هـا، مهـمتـرين آن ويژگي ها را مشخص كند. يكي از ايـن روش هـا، تجزيـه مولفـه هـاي اصلي اسـت، كـه بـاكمن و كينـزل (5) از ايـن روش، بـراي انتخـاب متغيرهايي كه بهترين نماينده كيفيت خاك هسـتند، اسـتفاده كردنـد.

مدل ها ابزارهايي عملي هستند كه به كمك آن ها مي توان بـه  دركـياز واقعيت، البته نه كل آن، بلكه بخش مفيـد و قابـل فهـم آن دسـت يافت. امـروزه، مـدل هـاي شـبيه سـازي گيـاهي بـه عنـوان ابـزاري چندمنظوره در تحقيقات و مديريت زراعي مطرح هستند. انواع مختلفي از مدل هاي پيش بيني عملكرد وجود دارد كه يكي از رايـج تـرين و درعين حال ساده ترين آنها مدل هاي تجربي رگرسيوني است.

يكي از مشكلات مهم در زراعت زعفران، كم بازده شـدن مزرعـه پس از گذشت يك دوره كشت (حدود 7 تا 10 سال) ميباشد. يك بنه زعفران پس از گذشت يك سال زراعي به دو يا چند بنه جديد تقسـيم شده و علاوه بر تازه شدن، ساليانه بر تعداد بنه ها نيز افزوده مـي شـود .

همچنين زارعين پس از گذشت چند سال، تعـداد بنـه هـاي مزرعـه رابراي جلوگيري از تراكم زياد، كم ميكنند. در نتيجه به احتمـال زيـاد،دليل افت بازده مزرعه، سن يا تراكم بنه نيسـت، بنـابراين علـت ايـن كاهش بازده، ميتواند مربوط به عوامل خاكي باشد. اين موضوع نشان دهنده  اهميت بررسي ويژگي هاي فيزيكي و شيميايي خاك زعفران و همچنين روند تغييـرات آن در طـول دوره كشـت زعفـران مـيباشـد .

شاهنده نشان داد كه بخش مهمـي از تغييـرات عملكـرد زعفـران بـه ويژگي هاي خاك وابسته اسـت (33). هـدف از ايـن پـژوهش تعيـين مهم ترين ويژگي هاي خاكي مزارع زعفران و بررسي روابط ويژگي هاي خاكي با عملكرد زعفران، شناسايي مهم تـرين ويژگـي هـاي مـوثر بـرعملكرد و تعيين ميزان نسبي نقش هريك از آنها بر روي عملكرد به منظور تخمين عملكرد زعفران بر اساس اين ويژگي ها بود.

مواد و روش ها

اين پژوهش در سال زراعي 92-1391 در منطقه قاينات (خراسان جنوبي) به مرحله اجرا درآمد. نظر به ايـن كـه منطقـة قاينـات يكـي ازمناطق عمده ي توليد زعفران ايران ميباشد،  ايـن منطقـه بـه عنـوان محل انجام پژوهش انتخاب شـد . ايـن منطقـه در حـد فاصـل طـول جغرافيـــايي “37/10،  ́10، ˚59 و  ” 41/38، ́ 11، ˚59 شـــرقي و “08/35، ́ 43، ˚33 و ” 78/02، 44، ˚33 شمالي قرار دارد.

انتخاب مزارع به گونـه اي انجـام شـد كـه عمليـات كشـاورزي ومديريت زراعي در آنها تقريباً يكسان بود و با توجـه بـه ايـنكـه اوج محصول دهي مزارع زعفران سال پـنجم تـا ششـم كشـت مـيباشـد،نمونه برداري از مزارعي انجام شد كه سن بنه هاي آنهـا در ايـن بـازه قرار داشت. زمان نمونـه بـرداري بـا توجـه بـه مرحلـه فنولـوژيكي وفيزيولوژيكي زعفران، در ابتداي مرحله زايشي اين گيـاه يعنـي اواخـر تابستان صورت گرفت. مشخصات مربوط به مختصات جغرافيايي هـر مزرعه (طول و عرض جغرافيايي، ارتفـاع از سـطح دريـا) و هـم چنـين مساحت مزرعه توسط دستگاه GPS تعيين شد. سپس عملكرد روزانـه هر مزرعه (بر حسب كيلوگرم)، در يك دوره 10 روزه ثبت شد و مقدار عملكرد براي هر مزرعه بر حسب كيلوگرم بر هكتار محاسبه شد.

در اين پژوهش 21 ويژگي شيميايي و فيزيكي خاك كه در منـابع مختلف به عنوان ويژگي هاي موثر بر كيفيت خـاك معرفـي شـده انـد     (27، 34 و 38) به عنوان كل مجموعه ويژگي هـاي مـوثر ([1]TDS) در نظر گرفته شدند و در تمـام 30 نمونـه برداشـت شـده بـا روش هـاي معمول آزمايشگاهي انـدازه گيـري شـدند (جـدول 1). pH در عصـاره اشباع به وسيله دستگاه pH متر (17)، EC به روش هدايت سنجي در عصاره اشباع خاك (17)، جـرم  مخصـوص ظـاهري خـاك بـه  روش كلوخه پوشش يافته با پارافين (18)، كربنات كلسـيم معـادل بـه روش تيتراسيون با سود (17)، كربن آلي خاك به روش و الكلي و بلك (36)، نيتروژن كل به روش كجلدال (12)، فسفر قابل[1] – Total Data Set

اسـتفاده در خـاك بـه روش اولسن (24)، غلظت سديم محلـول در عصـاره اشـباع بـه روش شعله سنجي با استفاده از دستگاه فلـيم فوتـومتر (26 و 29)، كلسـيم ومنيزيم محلول در عصاره اشباع به روش كمپلكسومتري (تيتراسيون با EDTA) (26 و 29)، نسبت جذب سديم (SAR) با استفاده از فرمـول [1] /1SAR = Na/(Ca + Mg) (17)، آهن، روي، منگنـز و مـس قابـل استفاده با روش عصاره گيري بـاDTPA  و قرائـت بـا دسـتگاه جـذباتمي (18)، درصد ذرات معدني خاك (رس، سـيلت و شـن) بـه روش هيدرومتري با قرائت چهار زمانه (10) و ميانگين وزني قطر خاكدانه هـا(MWD) به روش الک تر (16)، مقدار آب قابل اسـتفاده (AWC) بـااستفاده از دسـتگاه صـفحات فشـاري در مكـش هـاي 300 و 15000 سانتيمتر و رابطة AWC = θFC – θPWP (24) و پتاسيم قابل استفاده خاك به روش عصاره گيري با استات آمونيوم و قرائت با دستگاه فلـيمفوتومتر (17)، اندازه گيري شدند.

براي گزينش مجموعة مهم ترين ويژگي هاي خاكي مزارع زعفران (2MDS)، به علت قابليت روش تجزيه مولفه هاي اصـلي ([2]PCA) در انتخاب اين ويژگي ها، از اين روش استفاده شد. محاسـبات بـه وسـيله نرمافزار JUMP8 انجام شد. روش PCA براي كاهش حجم داده هـا،به صورت انتخاب مهم ترين ويژگي هايي كه بيشترين همبستگي را بـاساير ويژگي ها دارند، از ميان 21 ويژگي مورد بررسـي خـاك انتخـاب شـد . طبـق روشـي كـه توسـط انـدروس و همكـاران (1) و گـوارتز و همكاران (11) براي انتخاب مهم تـرين ويژگـي هـا ارائـه شـده اسـت،مولفه هاي اصـلي بـا ارزش ويـژه بزرگتـر از 1 بـه عنـوان مهـم تـرين ويژگيها انتخاب شدند.

علاوه بر روش PCA، از آنجاكه روش رگرسـيون گـام بـه گـام ميتواند ويژگي هاي فيزيكي و شيميايي موثر بـر عملكـرد زعفـران را رتبه بندي كند، بنابراين  براي تعيين سهم ويژگي هـايي كـه بيشـترين تاثير را بر عملكرد زعفران داشتند از اين روش استفاده شد. در تجزيـه رگرسيون گام به گـام عملكـرد زعفـران بـه عنـوان متغيـر وابسـته وويژگي هاي فيزيكي و شيميايي خاك به عنوان متغير مسـتقل در نظـرگرفته شدند. در اين روش ابتدا تمام ويژگي هاي فيزيكـي و شـيميايي خاك وارد معادله شدند و بعد ويژگي هايي كه ضـريب آن هـا معنـي دار نبود، از معادله حذف شدند. ميزان تاثيرگذاري هر ويژگي بر روي متغير وابسته (عملكرد زعفران) از روي قدر مطلق بتاي استاندارد آن ويژگـي تعيين شد

[1] – Minimum Data Set

[2] – Principal Component Analysis

نتايج و بحث

اگرچه ويژگي هاي محـدودي از خـاك بـه عنـوان شـاخص هـاي كيفيت خاك مطرح شده است (3 و 21)، بررسي ميزان همبستگي بين اين ويژگي ها با استفاده از روش PCA ارزيابي بهتري از كيفيت خاك را ممكن ميسازد.

ويژگي هاي مورد بررسي خاك به همراه ارزش ويژه به دست آمـده از روش تجزيه مولفه هاي اصلي در جدول (1) ارائه شده است. از ميان 21 ويژگي مورد بررسي هفت ويژگي به عنوان مهـم تـرين ويژگـي هـا انتخاب شدند. با توجه به ارزش ويـژه بـه دسـت آمـده از روشPCA  مهم ترين ويژگي ها به ترتيـب شـامل كلسـيم (Ca)، آهـن (Fe)، روي (Zn)، درصد شن (sand)، درصد كربنـات كلسـيم معـادل (3CaCO)، ميانگين وزني قطر خاكدانـه هـا (MWD) و منگنـز (Mn) بودنـد كـه ارزش ويژه ي آنها بيشتر از يك بود، بنابراين اين ويژگي ها بـه عنـوان مهمترين ويژگي هاي خاك مـزارع زعفـران در منطقـه قـاين در نظـرگرفته شدند.

با توجه به ارزش ويژه به دست آمده براي كلسيم، اين ويژگي بـه عنوان مهم ترين ويژگي خاك مزارع زعفران تعيين شد .در خاك هاي كلسيم دار مواد آلي خـوب تجزيـه مـيگردنـد  (35).  چنـين خاك هايي براي كشت زعفران بسيار مناسب هسـتند . از آنجـايي كـه كلسيم نقش مهمـي در هـم آوري ذرات خـاك و خاكدانـه سـازي دارد مي توان بيان كرد كه وجود اين عنصـر يـك عامـل مـوثر در ارزيـابي كيفيت خاك مزارع زعفران است. ميانگين مقـدار كلسـيم خـاك ايـن مزارع 295/8 ميلي گرم بركيلوگرم بود، همچنين بيشتر كلسيم موجـود

در خاك به صورت كربنات كلسيم اسـت كـه اثـر منفـي بـر فراهمـي عناصر كم مصرف خاك دارد.

عناصر آهن، روي و منگنز نيز به عنوان مهم ترين ويژگـي هـا بـر اس اس روش PCA تعيين شدند (ج دول 1). اين موضوع نشان دهنده ي اهميت و نقش زياد عناصر كـم مصـرف در وضـعيت كيفيـت خاك مزارع زعفران است. ماستو و همكاران (21) مقدار قابل اسـتفاده عناصر غذايي در خاك براي گياه را جزء شـاخص هـاي مهـم ارزيـابي كيفيت خاك معرفي نمودند. خاك منطقه قاينات، يـك خـاك آهكـي است و با توجه به اينكه وجود كربنات كلسيم در خاك باعـث كـاهش غلظت عناصر كم مصرف در محلول خاك ميشود، غلظت اين عناصـردر فاز محلول خاك ميتواند به عنوان فاكتور مهـم و تاثيرگـذاري بـرروي كيفيت خاك اين مزارع به شمار آيد. كريستنسن و همكـاران  (8) در پژوهشي گزارش نمودند كه با افزايش كربنـات كلسـيم در خـاك،جذب عناصر كم مصرف به ويژه روي به مقـدار قابـل تـوجهي محـدود ميشود كه دليل اين امر را pH زياد و تشكيل تركيبـات نـامحلول درخاك بيان كردند.

بر اساس ارزش ويژه ي ارائه شده درصـد شـن  يكـيديگر از ويژگي هاي مهم خاك در مزارع زعفران بود. زميني كـه گيـاه زعفران در آن كشت ميشود بايد داراي بافت متوسط، نسبتاً عميـق وداراي زهكش طبيعي باشد. از آنجايي كه بنه زعفران مدت زيـادي در زمين مي ماند، خاك زمين بايد سبك باشد كه بنه بتواند در اين مـدت علاوه بر تامين مواد غذايي، در مقابـل شـرايط خـاص منطقـه اي نيـز  مقاومت نمايد. بنابراين جهت رشد و نمو مناسب گياه و توليد محصول خوب، خاكي با بافت لومي يا لومي- شني بسيار مناسب است (33). در نمونه هاي بررسي شده، چهار نمونه داراي بافت لومي – شـني و بقيـه نمونه ها داراي بافت لومي بودند. درصد شن در اين مزارع بـين 32 تـا62 درصد متغير بود. ويژگي هاي فيزيكي خاك از جمله ميانگين وزني قطر خاكدانه هاي خاك و درصـد ذرات معـدني خـاك (رس، سـيلت وشن) به طور مستقيم يا غير مستقيم در تـامين و نگهـداري آب، هـوا وعناصر غذايي مورد نياز گياهـان نقـش دارنـد (27). عـلاوه بـراين بـاافزايش ميانگين وزني قطر خاكدانه هـا و در نتيجـه افـزايش تخلخـل خاك، شرايط مساعدي براي افزايش اندازه ي بنه ها فراهم ميشود كه ميتواند در رشد رويشي و زايشي زعفران و افزايش عملكـرد آن تـاثير بگذارد.

با توجه به داده ها ويژگي مهم ديگر در مزارع زعفران، درصد كربنات كلسيم معادل بود. كربنات كلسيم مـي توانـد بـر جـذب عناصر ضروري، توسط گياه تاثير داشته باشد. بارشـاد (6) بيـان كـرده است كه كمبود كربنات كلسيم در خاك هاي قليايي ميتواند  به عنـوان عامل محدود كننده مطرح باشد. دليل اين ادعا كاهش كربنات كلسيم پس از چند سال زراعت زعفران در يك خاك ميباشد. البته ثابت شده است كه حضور كربنات كلسيم فراهمي عناصـر كـم مصـرف را بـراي تغذيه اين گياه كمتر ميكند (20).

با توجه به نتايج به دست آمده از اين پژوهش بـه نظـر مـيرسـد هفت ويژگي ذكر شده نقش بسزايي در كيفيت خاك مزارع زير كشت زعفران در منطقه قاين داشتند. از سوي ديگر بـا اسـتفاده از مجموعـه مهمترين ويژگي هاي خاك كه تعداد محدودتري از ويژگي هاي خـاك را شامل ميشوند، ميتوان با اطمينان قابـل قبـولي وضـعيت كيفيـت خاك اين مزارع را ارزيابي كرد. در نتيجه تعيين مهمترين ويژگي هـاي خاك با استفاده از روش PCA موجب صرفه جويي در هزينـه و زمـان لازم براي ارزيابي كيفيت خاك مزارع زعفران ميشود.

علاوه بر اين، در اين پـژوهش بـراي ارزيـابي روابـط كمـي بـين ويژگي هاي خاك و عملكرد زعفران از روش رگرسيون گام به گام نيـزاستفاده شد. از آنجا كه ارزيابي كليه رگرسيون هاي ممكـن بـه حجـم زيادي محاسبه نياز دارد، روش هاي مختلفي ايجاد شده است كه فقـط تعداد كمي از مدل هاي رگرسيوني داراي زيـر مجموعـه اي از متغيرهـا هستند كه از راه افزودن يا حذف كردن متغيرها، آنها را در يك زمان بررسي ميكنند، اين روش ها عموماً به روش هـاي نـوع گـام بـه گـام معروف هستند (28). در اينجا نيز براي حذف اثرات غير موثر يـا كـم اثر در مدل رگرسيوني بر روي عملكرد زعفران به عنوان متغير وابسته، از تجزيه رگرسيون گام به گام استفاده گرديد.

ميزان عملكرد زعفران صرف نظر از ريـزي و درشـتي بنـه و سـن مزرعه تابع ويژگي هاي فيزيكي و شيميايي خاك است.  بـر اسـاس قـدر مطلـق بتـاي استاندارد، واكـنش خـاك (pH) و بعـد از آن مقـدار روي (Zn) خـاك بيشترين تاثير را بر عملكرد زعفران داشتند

همان طور كه ذكر شد بيشترين تاثيرگذاري بـر عملكـرد زعفـران مربوط به pH خاك بود (جـدول 3). بـه طـور كلـي گياهـان مختلـف نسبت به تغييرات pH خاك پاسخ هاي متفاوتي دارنـد، در ايـن ميـان زعفران در pH برابر با 7/8 رشـد مطلـوبي دارد (31). در نمونـه هـاي بررسي شده، بيشترين عملكردها مربوط به نمونـه هـاي داراي مقـاديرpH در محدودهي 7/6-7/4و كمترين مقـدار عملكردهـا مربـوط بـه مقادير pH در محدوده ي 8/26-7/95 بود. از آن جا كه pH بـر جـذب بيشتر عناصر غذايي خاك تاثيرگذار است (8)، احتمالا به همين علـت اين پارامتر بيشترين تاثيرگذاري را بر عملكرد زعفران داشته است و با افزايش آن، عملكرد كاهش يافته است. هم چنـينpH  مـي توانـد بـه شكل مستقيم و غيرمستقيم روي عملكرد زعفران تاثيرگذار باشد.  افزايش pH از سويي بر فراهمي عناصر غذايي بـه ويـژه عناصـركم مصرف تاثير ميگذارد به طـوري كـه افـزايشpH  باعـث كـاهش دسترسي گياه به اين عناصر ميشـود و از سـوي ديگـر تغييـراتpH  روي جمعيت موجودات زنده خاك كه بعضي از  آنها براي رشـد گيـاه مفيد ميباشند، اثرگذار است. بعد از pH، روي با بتاي اسـتاندارد 41/0 به عنوان دومين ويژگي تاثيرگذار بر عملكرد زعفران تعيين شد . سعيدي راد و همكاران (32) بيان داشتند كـه اسـتفاده از عناصـركم مصرف به همراه كود دامي  مـي توانـد در بهبـود تغذيـه زعفـران وافزايش عملكرد نقـش داشـته باشـد. روي ماننـد بسـياري از عناصـركم مصرف ديگر، مراكز تمركز و محدودة وظايفش در گيـاه مشـخص نيست. اما به نظر ميرسدكه در تشكيل و فعاليت هورمون هاي رشـد وكلروپلاست نقش داشته باشد (7). همين طور اين عنصر در بسياري از سيستم هاي آنزيمي گياه نقش كاتاليزوري فعال كننده و يا سـاختماني دارد و در ساخته شدن و تخريب پروتئين ها دخيل است (24). پس از اين دو ويژگي به ترتيب جـرم مخصـوص ظـاهري (Bd)، ميانگين وزني قطر خاكدانه هـا (MWD)، مقـدار آهـن (Fe)، هـدايت الكتريكي خاك (EC)، درصـد كـربن آلـي (%OC) و درصـد پتاسـيم(%K) بيشترين تاثيرگذاري را بر عملكرد زعفـران داشـتند.جرم مخصوص ظاهري (Bd)، ميانگين وزني قطر خاكدانه هاي خـاكو درصد ذرات معدني خاك (رس، سيلت و شن) به طور مستقيم يا غير مستقيم در تامين و نگهـداري آب، هـوا و عناصـر غـذايي مـورد نيـازگياهان نقـش دارنـد (27). جـرم  مخصـوص ظـاهري از پارامترهـاي كليدي در تعيين كيفيت خاك مـي باشـد . ايـن پـارامتر بـر بسـياري ازفاكتورهاي موثر بر كيفيـت خـاك از قبيـل سـرعت نفـوذ  آب، هـواي خاك، ميزان فشردگي خاك و نگهداشت آب در خاك نيز تاثير بسزايي دارد.

آهن يكي از عناصر ضروري براي رشد تمامي گياهـان  اسـت . بـراساس دادههاي موجود در جدول 3 آهن داراي تاثيرگذاري بـالايي بـرروي عملكرد زعفران بود. به طوريكه به عنوان پنجمين عامـل مـوثردر عملكرد در نظر گرفته شد. در صورت كمبود آهـن  در سـلول  هـاي برگ، سبزينه (كلروفيل) به مقدار كافي توليـد   نمـيشـو د و در نتيجـهعمل فتوسنتز به خوبي صورت نگرفته و گياه با افـت شـديد عملكـردمواجه ميشود. طول دوره رشد ظاهري زعفران حدود هفت ماه اسـتكه در اين مدت برگها به عنوان اندام توليد كننـده مـواد فتوسـنتزي آسيميلاتهاي لازم براي بنهها و ريشه زعفران را تهيه و به اندامهاي زيرزميني انتقال ميدهد تا مواد غذايي لازم براي دورة رشد بعدي گياه را ذخيره كند. ميزان اين مواد انتقال يافتـه بـه سـطح بـرگ، رانـدمانفتوسنتز و مقدار آهن بستگي دارد (14). ويژگي تاثيرگذار بعدي هدايت الكتريكي خاك (EC) بود (جدول 3). هدايت الكتريكـي خـاك (EC) بيانگر مقدار املاح محلول در خاك است. غلظت بالاي املاح محلـول خاك باعث كاهش جذب عناصر غذايي توسط بنة زعفـران مـيشـود . هرچه مقدار املاح در خاك بيشتر باشد فشار اسمزي در گياهان بيشتر خواهد بود زيرا گياه بايد حداقل فشار اسـمزي، معـادل فشـار اسـمزي محلول خاك توليد كند تا بتوانـد آب و عناصـر غـذايي را جـذب كنـد(39). در مورد زعفران شوري خاك به دليـل كـاهش توانـايي بنـه درجذب عناصر غذايي لازم براي رشد بهينه، موجب كوچـك شـدن بنـه زعفران و در پي آن كاهش عملكرد نهايي ميشود (31).

درصد كربن آلي (%co) با ضريب تاثير گذاري 2/18 و استاندارد بتاي 0/34، هفتمين ويژگي مهم تاثيرگذار بـر عملكـرد زعفـران بـود محدوديت ماده آلي و عدم توجـه بـه افـزايش آن يكـي ازمهم ترين موانع موجود در مزارع زعفران ميباشد. بـا توجـه بـه عمـق قرارگيري بنه زعفران  (40- 0 سانتي متر) در خاك، بنـه ايـن گيـاه درمعرض تغييرات رطوبتي و حرارتي اسـت، وجـود مـاده آلـي مـيتوانـد مقاومت بنه زعفران را در برابر اين تغييرات افزايش دهد كه ايـن امـر منجر به افزايش عملكرد محصول ميشود.  آخـرين ويژگي تاثيرگذار بر عملكرد زعفران با اسـتاندارد بتـاي 0/26، پتاسـيم بود. پتاسيم عمده ترين كـاتيون  سيتوپلاسـم بـوده و نقـش مهمـي درتنظيم پتانسيل اسمزي بافت ها و سلول هاي گياه دارد كه اين بيانگـر اهميت نقش اين عنصر در ورود و خروج املاح و مواد غذايي به داخل گياه ميباشد. همچنين حضور اين عنصر مقاومت گياه را در برابر كـمآبي، سرمازدگي، شوري وآفات و بيماري ها افزايش داده كه بـه دنبـال آن مقدار عملكرد نيز افزايش خواهد يافت (31).

با توجه به مقدار ضريب تبيين معادله كه در جـدول 2 ارائـه شـده است ميتوان نتيجه گرفت كه مجموعـه ايـن ويژگـي هـا مهـم تـرين عوامل خاكي تاثيرگذار برروي عملكرد زعفران هستند و با اندازه گيري اين ويژگي هاي خاك و معادله به دست آمده از راه رگرسـيون گـام بـه گام، ميتوان مدل رابطة بين مهم ترين ويژگي ها و عملكرد زعفـران رابه صورت زير پيشنهاد كرد. اين رابطه ميتواند تخمين قابـل قبـولي ازميزان عملكرد زعفران داشته باشد.

Y= 6924/51 – 1187/31(pH) – 89/65(EC) + 71/6(Fe) –

826/02 (Zn) + 471/55(%OC) + 5490/96(%K) +

1353/56(BD) + 752/82(MWD)

(kg/ha) عملكرد زعفرانY= شاهنده (33) در 30 مزرعه زعفـران در حومـه شهرسـتان گنابـاد بررسي گسترده اي براي يافتن رابطه بين عملكرد زعفران باخصوصـيات فيزيكـي و شـيميايي خـاك انجـام داد و نتيجـه گرفـت برخلاف نياز كودي كم اين گياه 16 تا 80 درصد تغييرات عملكرد گل زعفران به متغيرهاي مربوط به خاك وابسته است.

 

نتيجه گيري كلي

به طور كلي با تحليل نتايج بـه دسـت آمـده از دو روش PCA  و رگرسيون گام به گـام، غلظـت عناصـر كـم مصـرف (آهـن و روي ) و ميانگين وزني قطر خاكدانه ها در هر دو روش به عنـوان ويژگـي هـاي مهم و تاثيرگذار بر عملكرد زعفران در مـزارع منطقـه قاينـات، تعيـين شدند. علاوه براين pH خاك در روش رگرسيون گام به گام و كربنـات كلسيم معادل در روش PCA پارامترهاي تاثيرگذار بر عملكرد زعفران تعيين شدند. با توجه به اينكه ايـن دو پـارامتر بـا يكـديگر در ارتبـاط هستند، بنابراين ميتوان گفت pH و كربنات كلسيم نيز كه بر قابليـت دسترسي عناصر غذايي كم مصـرف تاثيرگـذار اسـت، در هـر دو روش لحاظ شده اند. اين موضوع نشان دهنده اهميت زيـاد ايـن ويژگـي هـابراي افزايش راندمان محصـول زعفـران منطقـه مـيباشـد . بنـا براين پيشنهاد ميشود كه براي رسيدن به حداكثر عملكرد، بهتـر اسـت كـه خاك مزرعه زعفران، به ويژه مهمترين ويژگي هاي خاكي معرفي شده در اين پژوهش مورد بررسي قرار گيرند.

 

نویسندگان:امير رنجبر*– حجت امامي2 – عليرضا كريمي كارويه3 – رضا خراساني4 

 

دسته بندی بلاگ
اشتراک گذاری

نوشته های مرتبط

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

پرداخت آنلاین

عضویت در خبرنامه

با عضویت در خبرنامه از آخرین پیشنهادها و تخفیف های ما زودتر از بقیه با خبر شوید!
سبد خرید

هیچ محصولی در سبد خرید نیست.

ورود به سایت