تاثیر عوامل محیطی بر رشد و نمو سبزی ها:
فتوسنتز و رشد و نمو گیاهان تحت تاثیر عوامل ژنتیکی و محیطی است. هر گیاهی خصوصیات ژنتیکی خود را از والدین خود به ارث می برد.
اما عوامل محیطی نیز با توجه به نوع آب و هوای منطقه، زمان کشت و نحوه انجام عملیات زراعی بر رشد و نمو سبزی ها تاثیر می گذارند. این عوامل محیطی شامل: نور، دما، دی اکسیدکربن، خاک، تغذیه و کوددهی ، کنترل علف های هرز، کنترل آفات و بیماریها، آبیاری، رطوبت نسبی است.
دی اکسید کربن
دی اکسید کربن
دی اکسیدکربن هوا طی عمل فتوسنتز با آب ترکیب و مواد لازم برای رشد گیاه را فراهم می سازد. کربن نقش مهمی در فتوسنتز و تولید ماده خشک در گیاهان دارد.
کربن به صورت دیاکسید کربن (CO2) از آتمسفر جذب شده و در فرآیند فتوسنتز به کار میرود. تنها قسمت ناچیزی از آن از طریق محلول خاک جذب می شود.
غلظت گازکربنیک با صنعتی شدن شهرها و سوخت فسیلی از میزان 285 قسمت در میلیون در قرن 19 به میزان 320 قسمت در میلیون در اواسط قرن 20 افزایش پیدا کرده است. در حال حاضر این مقدار در بعضی از نقاط دنیا به طرز سرسام آوری از حد مجاز نیز بیشتر است.
6Co2+6H2O C6H12O6 + 6O2
نور
غلظت گازکربنیک در شرایط تابش نور شدید در مناطق سبزیکاری که دارای تراکم بوته متعادلی در واحد سطح هستند، پایین تر از 250 قسمت در میلیون است، در صورتی که این مقدار در مزارع سبزیکاری با تراکم زیاد در واحد سطح، حدود 150 قسمت در میلیون میباشد.
غلظت زیاد گازکربنیک در پرورش سبزیهای گلخانهای حائز اهمیت است. فتوسنتز در گیاهان در شرایط مناسب نور، دما و جریان آب و هوا به موازات افزایش غلظت گازکربنیک تا حدود 300 قسمت در میلیون افزایش مییابد.
غلظت کم آن در محیط گلخانه می تواند یکی از عوامل عمده محدودکننده فتوسنتز در گیاهان گلخانه ای باشد؛ زیرا محیط گلخانه بسته است و Co2 موجود در آن توسط گیاهان برای عمل فتوسنتز مصرف می شود و غلظت آن کاهش می یابد.
از طرفی با توجه به هزینه بالای احداث گلخانه، لازم است که ترتیبی اتخاذ گردد تا حداکثر فتوسنتز و عملکرد به دست آید. بنابراین برای داشتن فتوسنتز مناسب در گلخانه یا باید به نحوی با انجام تهویه، غلظت این گاز را در حد هوای بیرون از گلخانه نگه داشت و یا اینکه به طور مصنوعی CO2 به فضای داخل گلخانه تزریق کرد.
برای رسیدن به حداکثر عملکرد با تزریق CO2 (در صورت مناسب بودن سایر عوامل محیطی)، غلظت آن باید به نقطه اشباع برسد. نقطه اشباع CO2، غلظتی از CO2 است که با افزایش غلظت آن ، بر میزان فتوسنتز گیاه افزوده نشود. بیشتر گیاهان در غلظت ppm 1300 به نقطه اشباع می رسند
در بعضی از گلخانه های تجاری از غلظت ppm 1000 استفاده می شود. برای رساندن غلظت تا این سطح، گلخانه باید کاملاً بسته باشد، زیرا با باز بودن دریچه ها یا انجام تهویه، امکان رساندن غلظت CO2 به غلظت مورد نظر و ثابت نگه داشتن آن ممکن نیست. با توجه به مزایای مفید این روش استفاده از آن می تواند باعث افزایش عملکرد چشمگیری در بخش تولیدات گلخانه ای شود.
پیچیدگی فرایند فتوسنتز باعث شده که نتایج مختلفی از تزریق CO2 به دست آید. در زمستان به علت بسته بودن محیط گلخانه (مخصوصاً در گلخانه ای که حرکت هوا در آن کمتر از 1/0 متر بر ثانیه است) و مصرف CO2 توسط گیاهان، غلظت آن در گلخانه کاهش می یابد. بنابراین برای جبران CO2 از دست رفته، این گاز باید توسط گلخانه دار به گلخانه تزریق شود.
بنابراین با توجه به این وضعیت دو راه وجود دارد.
1- با محاسبه سرعت تهویه و تزریق مقداری از دی اکسیدکربن، غلظت آن را در گلخانه در حد ppm 300 حفظ و از کاهش غلظت دی اکسیدکربن گلخانه جلوگیری شود؛
2- فرض شود که غلظت دی اکسیدکربن داخل و خارج گلخانه، ثابت نگه داشته شده و بنابراین غلظت دی اکسیدکربن را در گلخانه تا حدی بالا برد که فتوسنتز افزایش یابد.
شرایط غنی سازی گلخانه با CO2
تزریق دی اکسیدکربن در تمام طول روز، از طلوع تا یک ساعت قبل از غروب، صورت می گیرد و از تزریق آن در طول شب باید خودداری شود؛
ضمناً زمان تزریق به موقعیت گلخانه و عرض جغرافیایی هم بستگی دارد؛ به طوری که این عمل بیشتر در فصل های پاییز و زمستان انجام می شود.
در زمان تزریق باید کلیه دستگاه های تهویه، هواساز و خنک کننده خاموش و دریچه تهویه کاملاً بسته باشد، در غیر این صورت تزریق دی اکسیدکربن تاثیری ندارد.
همزمان با افزایش CO2 لازم است که میزان شدت نور نیز زیاد شود؛ زیرا در شدت نور پائین، غلظت کم CO2 سبب افزایش فتوسنتز می گردد و به عبارت دیگر، نقطه اشباع CO2 در شدت نور پائین، کمتر است.
پاسخ گیاهان به تزریق CO2
پاسخ گیاهان مختلف گلخانه ای به غنی سازی گلخانه با CO2 ، متفاوت است. در محصولات گلخانه ای، وزن تر محصول، تعداد میوه، اندازه گیاه، طول شاخه گل، کیفیت گل و میوه و تولید محصول قابل فروش در حداقل زمان ممکن و زمان رسیدن محصول، عامل های مهمی هستند که انتظار می رود با افزایش CO2 گلخانه، تحت تاثیر قرار گیرند.
پاسخ محصولات مختلف به افزایش CO2 ، متفاوت است و ممکن است پاسخ دریافتی با توجه به متنوع بودن شرایط محیطی هر گلخانه، از محصولی به محصول دیگر، از فصلی به فصل دیگر و از سالی به سال دیگر متفاوت باشد. پاسخ گیاه به افزایش غلظت CO2 ، تابعی از روش غنی سازی گلخانه با CO2 ، مرحله رشد گیاه، دمای بیرون گلخانه و دمای مطلوب برای رشد گیاه و شدت نور گلخانه است. میزان پاسخ گیاه در یک پارامتر خاص، متغیر بوده و از کمتر از 10 درصد، تا بیش از 100 درصد بهبود مشاهده شده است
از جمله محصولاتی که نسبت به افزایش CO2 پاسخ مثبت داده اند می توان به خیار، گوجه فرنگی، کاهو، توت فرنگی، فلفل، کلم اشاره کرد.
در گیاه گوجه فرنگی، غنی سازی گلخانه با CO2، علاوه بر افزایش تعداد خوشه های گل، باعث زودگل دهی، افزایش رشد رویشی، افزایش وزن کل میوه ها می شود
و درکاهو سبب کاهش زمان تولید محصول و افزایش وزن محصول می گردد
منابع تامین CO2 برای گلخانه
1- تزریق دی اکسیدکربن با سوزاندن مواد نفتی
در نتیجه سوختن کامل هر ماده سوختی، CO2 و آب تولید می شود. سوخت های اصلی شامل گاز طبیعی، گاز مایع پروپان یا بوتان (LPG) و نفت سفید می باشند. نکته قابل توجه در باره همه سوخت ها این است که میزان گوگرد آنها نباید بیش از 200 میکروگرم در گرم باشد؛ در غیر این صورت، گیاه به خاطر SO2 تولید شده صدمه خواهد دید.
به همین منظور باید به ازای هر 100 مترمربع گلخانه، 0.5 لیتر گاز مایع پروپان در ساعت، یا 0.25لیتر نفت خالص در ساعت، سوزانده شود. باید توجه داشت که در هنگام سوختن چراغ نفتی، شعله به صورت آبی بسوزد.
زمانی که گاز طبیعی می سوزد به ازای سوختن هر یک متر مکعب گاز طبیعی، 1000 لیتر گاز دی اکسیدکربن (1.8کیلوگرم) و 1.4 لیتر بخار آب تولید می کند (افزایش 3 – 6% رطوبت نسبی گلخانه)
2- تجزیه مواد آلی
در اثر تجزیه هر نوع ماده آلی، گاز دی اکسیدکربن تولید می شود. هر نوع ماده آلی که به خاک اضافه یا در سطح خاک پهن شود، در معرض تجزیه قرار می گیرد. میانگین دی اکسیدکربن تولید شده در خاک، حدود 2 کیلوگرم در روز در یک هکتار است.
کمپوست و کود های دامی از جمله مواد آلی هستند که در صورتی که به نحو درستی تهیه شوند، می توان از آنها در گلخانه استفاده کرد. برای اینکه به طور متوسط 5-10 گرم دی اکسیدکربن در هر مترمربع در یک ساعت به گلخانه اضافه شود، به 7-14 کیلوگرم کمپوست مرطوب نیاز است تا دی اکسیدکربن مورد نیاز را برای مدت 20 روز تامین نماید
3- استفاده از کپسول CO2 خالص
روش دیگر تامین دی اکسیدکربن مورد نیاز محصولات گلخانه ای، استفاده از کپسول حاوی دی اکسیدکربن است. گاز CO2 خالص، گران ترین منبع است ولی در عین حال مناسب ترین روش بوده و کنترل آن آسان است. کپسول ها قابل وزن کردن می باشند و بنابراین میزان مصرف آن در دوره های زمانی کوتاه مدت، تعیین می شود.
به پرورش دهندگان سبزی های گلخانه ای توصیه می شود که در یک روز آفتابی و گرم، که تهویه ها به طور کامل بسته هستند، غنی سازی دی اکسیدکربن را تا غلظت ppm1000 انجام دهند؛ اما در یک روز ابری، که شدت نور کمتر از 400 وات در مترمربع باشد، میزان غنی سازی دی اکسیدکربن را می توان فقط تا ppm400 انجام داد. هرچه شدت نور گلخانه بیشتر باشد، به غلظت بیشتری از دی اکسیدکربن در گلخانه نیاز است تا سرعت فتوسنتز افزایش یابد؛ در غیر این صورت، افزایش شدت نور به تنهایی تاثیر چندانی در افزایش فتوسنتز نخواهد داشت.
از طرف دیگر با افزایش دمای گلخانه، به غلظت بیشتری از دی اکسیدکربن و با کاهش دما، به میزان کمتری از آن نیاز خواهد بود؛ بنابراین سه عامل نور، دما و دی اکسیدکربن باید به صورت متناسب با یکدیگر افزایش یابند تا سرعت فتوسنتز افزایش یابد.