640 likes | 837 Views
بسمه تعالي. كنترل رشد و نموگیاهان گلخانه ای با استفاده از: Photoselective covers. نور خورشيد به عنوان منبع توليد انرژي در گياهان. نور خورشيد به عنوان منبع توليد انرژي در گياهان. سه فرايند در گياهان تحت تأثير نور قرار دارند: 1- فتوسنتز 2- فتومورفوژنز 3- فتوپريود.
E N D
بسمه تعالي كنترل رشد و نموگیاهان گلخانه ای با استفاده از: Photoselective covers
نور خورشيد به عنوان منبع توليد انرژي در گياهان نور خورشيد به عنوان منبع توليد انرژي در گياهان سه فرايند در گياهان تحت تأثير نور قرار دارند: 1- فتوسنتز 2- فتومورفوژنز 3- فتوپريود سه فاكتور مهم نور، رشد و نمو گياهان را تحت تأثير قرار ميدهد: 1- كيفيت نور 2- شدت نور 3- طول مدت روشنايي
كيفيت نور: تشعشع فعال فتوسنتزي (PAR) در طول موج بين 700- 400 نانومتر قرار دارد كه در عمل فتوسنتز نقش دارند. رنگ آبي (460 نانومتر nm)، سبز (nm 510)، زرد (nm 570) ، نارنجي(nm 610) و قرمز (nm 650) است كه در عمل فتوسنتز مؤثرند . ميزان فتوسنتز گياهان در نور آبي (nm 460)، و قرمز (nm 650) بيشتر از ساير طول موجها است . ولي وجود نور آبي يا قرمز به تنهايي براي گياهان مشكلساز خواهد شد. بنابراين براي انجام فتوسنتز كامل، وجود تمام طول موجهاي نور مرئي لازم است.
طول موج كمتر از 400 نانومتر ( ماوراي بنفش) باعث آسيب به گياهان و سبب تخريب پوشش پلاستيكي و كوتاه شدن عمر پلاستيك ميشود. ضرورت استفاده از پلاستسكهاي جاذب uv طيف نور قرمز دور (750 نانومتر) قابل رويت نيست اما وجود آن براي رشد گياهان ضروري است. چگونه ميتوان از كيفيت نور در كنترل رشد و نمو گياهان گلخانهاي استفاده نمود؟
گلخانهداران با تغيير كيفيت نور دريافت شده توسط گياه و يا تغيير طول موجهاي مختلف نور : 1- استفاده از پوششهاي گلخانهاي با رنگ خاص (photoselective) 2- استفاده از نور مصنوعي با استفاده از لامپ هايي با نور خاص رشد و نمو گياه را به صورت مصنوعي تحت تأثير قرار ميدهند.
رنگ پوشش گلخانه بر كيفيت نور وارد شده به گلخانه تأثير دارد. پلاستيكهاي شفاف بيشتر طول موجهاي نور را عبور ميدهند. پلاستيكهاي رنگي سبز يا آبي، نورهاي آبي و سبز را عبور داده و لي مانع از ورود نور قرمز به داخل گلخانه ميشوند. و از آنجايي كه نور قرمز مؤثرترين نور در رشد و فتوسنتز گياهان است، بنابراين گياهاني كوتاهتر، با ميانگرههاي كوچكتر، برگهاي سبز تيره و با رشد كند توليد خواهد شد.
استفاده از فيلترهاي آبي رنگ سولفات مس در شرايط Growth chamber نشان ميدهد كه: در كاهو، گوجهفرنگي ، فلفل و داودي سبب: كاهش ارتفاع گياه و كاهش طول ميانگرهها سبب تحريك رشد جوانههاي جانبي در گوجه فرنگي و داودي استفاده از فيلترهاي سبز و زرد سبب: افزايش طول ميانگرهها و افزايش ارتفاع گياهان فوق الذكر توقف رشد جوانههاي جانبي
غلظتهاي مختلف فيلترهاي آبي رنگ (4% ، 8% ، 16%) سبب: 1- با افزايش غلظت رنگ فيلتر، كاهش جريان نور از 26 تا 47 % به ترتيب شد. و ميانگين ارتفاع نهالها 35% كاهش يافت (صرفنظر از غلظت) بنابراين غلظت 4% فيلتر آبي رنگ ميتواند بسيار مؤثر باشد. علت اصلي كاهش ارتفاع گياه: كاهش طول ميانگرهها است نه كاهش تعداد ميانگره ها (تعدا ميانگره ها ثابت ماند) رفتار اين گياهان، مشابه گياهان تيمار شده با كند كنندههاي رشد بود.
از نظر كلروفيل: ميزان كلروفيل برگ ها افزايش يافت، برگها سبز تيره تر نسبت به گياهان شاهد واكنش گياهان مختلف به فيلترهاي آبي رنگ:
از نظر مصرف آب: مصرف تجمعي آب تا 37% كاهش يافت. علت: كه علت آن كاهش اندازه گياه است و نه كاهش ميزان تبخير در واحد سطح برگ تراكم سلولهاي روزنه در واحد سطح برگ كمتر از گياهان شاهد. تعداد كل روزنهها در گياهان تيمار شده 50% كمتر از گياه شاهد
از نظر وزن خشك : ميزان وزن خشك شاخهها (در مقايه با شاهد) كاهش ولي تجمع آن در برگها افزايش يافت علت: كوتاه شدن ساقهها و طول ميانگرهها بنابراين جابجايي و انتقال مواد فتوسنتزي بوسيله كيفيت نور تغيير ميكند.
جنبه هاي فيزيولوژيكي فيلترهاي آبي رنگ: نقش جيبرلين: طويل شدن ساقه، افزايش طول ميانگره، تقسيم سلولي و ... نقش كند كنندههاي رشد گياهي: كاهش توليد جيبرلين، يا كاهش اثر جيبرلين مصرف GA با غلظت 50 ppm سبب: افزايش ارتفاع در گياهان تيمارشده با فيلتر آبي شد. مصرف B9 با غلظت 3500 ppm سبب: كاهش ارتفاع گياه تيمار شده با فيلتر و گياه شاهد شد. اما كاهش ارتفاع در گياه شاهد بيشتر بود. ميتوان نتيجه گرفت كه: بيوسنتز جيبرلين يا نحوه عمل آن در فيلترهاي آبي رنگ كاهش مييابد.
جنبه دوم: در گياهان تيمار شده با طول موج قرمز دور (Far red) ميزان تركيبات شبه جيبرليني در مريستم انتهايي افزايش يافت. و سبب افزايش ارتفاع گياه تيمار شده با فيلتر هاي آبي رنگ شد. اما مواجه كردن گياه با نور قرمز سبب كاهش ارتفاع گياه در گياه شاهد شد ولي تاٍِثيري روي گياه تيمار شده با فيلتر آبي نداشت. نتيجه: فيلترهاي آبي رنگ با كاهش نسبت نور قرمز به قرمز دور سبب كاهش توليد جيبرلين و كاهش ارتفاع گياه ميشود و بالعكس
نسبت نور قرمز به نور قرمز دور در طول روز حدود 2/1-1/1 است. اگر اين نسبت بيشتر از يك باشد ، گياهان پاكوتاه توليد ميشوند و اگر اين نسبت كمتر از يك باشد، گياهان طويل ميشوند. نتايج تحقيقات موراكامي و همكاران 1995 نشان ميدهد كه: اگر نور قرمز جذب شود و اين نسبت به 5/0 برسد، طويل شدن گياه تسريع ميشود. اگر اين نسبت به 5/1 برسد، طويل شدن گياه متوقف ميشود. اين اثرات در گياهچههاي سه گياه كلم، گوجه فرنگي و خيار گلخانه اي مشاهده شد.
با استفاده از پوشش های فیلتر کننده نور قرمز می توان گیاهانی با ارتفاع بلندتر و با طول میانگره بیشتر تولید نمود. (tall type) پلاستیک YCE فیلتر کننده نور فرمز است. این پیگمان های فیلتر کننده نباید تاثیری بر میزان انتقال نور پوشش گلخانه داشته باشند و یا اینکه حداقل تاثیر را داشته باشند.
در گياهان واقع در سايه گياهان ديگر: به علت انعكاس و فيلتر شدن نور قرمز توسط برگهاي سبز گياهان سايهانداز، گياهاني كه در سايه اين گياهان قرار مي گيرند، نسبت نور قرمزبه قرمز دور در انها كاهش مييابد. كاهش جذب نور قرمز توسط برگها، حالت رقابت نوري را در گياه القاء كرده در اين حالت گياه انرژي كمي را براي رشد ريشهها صرف كرده و بيشتر انرژي خود را به طرف اندامهاي هوايي هدايت كرده و گياهي با ساقهي باريك، ميانگرههاي بلند و رشد ضعيف توليد خواهد شد. بنابراين حتي وجود نور قرمز دور نيز براي رشد و نمو گياه ضروري است.
بنابراين استفاده از پوشش هاي پلاستيكي كه نور قرمز دور را كاهش داده و سبب افزايش نسبت نور قرمز به قرمز دور ميشوند سبب كاهش توليد جيبرلين و كاهش ارتفاع گياه ميشوند. توليد تجاري: پوشش هاي پلاستيكي با توانايي فيلتر كردن نور قرمز دور (بدون كاهش انتقال نور) بايد توسعه يابد. تحقيقات و اقدامات لازم براي توليد اين نوع پوشش توسط شركت Mitsui ژاپن در حال انجام است
تأثير دو نوع پلاستيك با قدرت فيلتر كردن نور قرمز دور روي رشد چند گياه: YBM1 و YBM10 با درصد هاي مختلف انتقال نور
تحقیقات ریووانی و همکاران نشان داده است که: استفاده از پوشش های آبی رنگ سبب توقف معنی داری در colonization و Sporangial production سفیدک دروغین در خیار گلخانه ای شده است. و بنابرایمن کاهش معنی داری در شسوع بیماری مشاهده شد. اما میزان عملکرد در پوشش آبی رنگ و شفاف معمولی تفاوتی نداشت. علت: کاهش شدت نور انتقالی در گلخانه ها با پوشش آبی رنگ و کاهش فتوسنتز
اشعه مادون قرمز: معمولاً دو نوع پوشش که بر روی IRنور خورشید تاثیر می گذارند ، وجود دارد: 1- پوشش های منعکس کننده IR : مناسب برای مناطقی که شدت گرمای روز بسیار زیاد است. به طور میانگین می تواند تا 5 درجه سانتیگراد دنای گلخانه را کاهش دهد. 2- پوشش هایی که مانع از خروج IR میشوند: مناسب برای گلخانه هایی که اختلاف دمای شب و روز زیاد است. 3- پوشش های معمولی که بر روی ورود و خروج IR تاثیری ندارند.
پلاستيكهاي جاذب نور مادون قرمز: پلاستيكهايي كه نور مادون قرمز را از خود عبور نميدهند، معمولاً گرمتر از گلخانههايي هستند كه پوشش آن نور مادون قرمز را از خود عبور ميدهند. و دماي خاك نيز در اين نوع گلخانهها در عمق 10 سانتيمتري بيشتر است. زيرا گرماي تابشي كمتري را ازدست ميدهند. تأثير اين نوع پلاستيك در روزهاي صاف بيشتر از روزهاي ابري است.
تحقیقات نشان داده است که : كيفيت دانه گرده بوتههاي گوجهفرنگي در زير اين نوع پوششها بهتراست، ميوه هاي آن زودرستر و درصد ميوهبستن آن بيشتر است اما تعداد گل در هر گلآذين كمتر است. در فلفل شیرین سبب افزایش وزن میوه ها و افزایش وزن تر برگ های شده است. و تعداد کل میوه ها را نیز افزایش داده است.
پلاستيكهاي جاذب نور ماوراي بنفش: برخي از قارچهاي بيماريزا جهت اسپورزايي وابسته به نور ماوراي بنفش هستند. تحقيقات واكالونديس1991 نشان داد كه: از 88 درصد ايزولههاي قارچ Alternaria solani در گياه گوجه فرنگي جهت اسپورزايي نياز به نور ماوراي بنفش دارند . استفاده از پوششهاي جاذب UV مانع از اسپورزايي و گسترش بيماري بلايت در گوجه فرنگي گلخانهاي شده است.
تحقيقات ريوواني و راويو در كنترل آلودگي و اسپورزايي بيماري پوسيدگي خاكستري گوجه فرنگي با استفاده از پوشش های جاذب UV نشان داد كه: استفاده از پوششهايي كه نسبت نور آبي به نور ماوراي بنفش كمتر است (4/20)، ميزان گسترش آلودگي و اسپورزايي بيشتر است و زماني كه اين نسبت بيشتر است (8/76) ، كمترين ميزان آلودگي و اسپورزايي مشاهده شد. رابطهاي كاملاً مستقيم بين نسبت نور آبي به ماوراي بنفش و ميزان گسترش آلودگي و اسپورزايي بيماري پوسيدگي خاكستري (Botrytis cinerea) وجود دارد.
تحقیقات هنبست و همکاران بر روی کاهوی lollo rosso با استفاده از پوششهای جاذب UV و پوشش های معمولی (بدون جذب UV) نشان داد که: 1- در زیر پوششهای جاذب UV میزان تولید ماده خشک در اندام های هوایی 2/2 برابر وزن خشک کاهو در زیر پوشش های معمولی (بدون جذب UV) است. 2- اما میزان تولید آنتوسیانین در زیر پوشش های معمولی (بدون جذب UV) تقریباً 8 برابر کاهوی پرورش یافته در زیر پوششهای جاذب UV است.
شدت نور: واحدهاي اندازه گيري شدت نور: جريان تابشي: مقدار انرژي (از همهي طول موجهاي نور) که از يک منبع نوري منتشر ميشود و بر حسب وات (W) اندازهگيري ميشود. پرتوافشاني: مقدار انرژي نور که به وسيله يک سطح دريافت ميشود و بر حسب وات بر متر مربع (w/m2) بيان ميشود. جريان نوراني لومن (Lm): واحدي از بازده انرژي نوراني است که از يک منبع نوري ساطع شده است. به عنوان مثال يک لامپ تنگستن 100 و 150 وات، به ترتيب تقريباً 1740 و 2220 لومن توليد ميکند.
لوکس( Lux): معادل تراکم جريان نوراني دريافت شده بوسيله يک سطح است که معادل يک لومن بر مترمربع (Lm/m2) است. هر لوکس معادل 76/10 فوت کندل است. فوت کندل (FC): معادل تراکم جريان نوراني دريافت شده بوسيله يک سطح است که معادل يک لومن بر فوت مربع( Lm/ft2) بوده و بيشتر براي بيان شدت نور در گلخانه از آن استفاده ميشود دستگاههايي که شدت نور را بر حسب فوت کندل و لوكس نشان ميدهند بر اساس حساسيت چشم انسان طراحي شدهاند. از آنجايي که چشم انسان به نور زرد و سبز حساستر است، بنابراين اين واحد نوري دقيقاً معادل انرژي نوراني استفاده شده توسط گياه براي عمل فتوسنتز نيست.
ميکرومول بر متر مربع در ثانيه(mol/m2/s): معادل تعداد فوتونهاي نوري مؤثر بر فتوسنتز( PAR) است که در هر ثانيه به يک متر مربع ميرسد. اين واحد بيشتر توسط محققين باغباني مورد استفاده قرار ميگيرد، زيرا اين واحد مقدار انرژي نوراني استفاده شده در فتوسنتز را دقيقاً مشخص ميکند. مقدار انرژي نوراني که در طول يک شبانه روز (24 ساعت) به يک متر مربع ميرسد نيز از اين طريق مشخص ميشود و با واحد مول بر مترمربع در روز ( mol/m2/day) نشان داده ميشود
شدت نورخيلي كم: سبب كاهش سرعت فتوسنتز و رشد، توليد گياهاني ضعيف، ريزش جوانههاي گل، افزايش طول ميانگرهها، باريک شدن ساقه، کاهش کيفيت محصول و افزايش شيوع بيماريها و افزايش هزينه توليد شدت نورخيلي زياد: كلروپلاستهاي برگ صدمه ديده و ميزان فتوسنتز كاهش خواهد يافت و گياهي با ساقه قطور و ميانگرههاي کوتاه توليد خواهد شد.
تأثير نور بر رشد گياه به صورتهاي مختلفي قابل مشاهده است رشد برگ: در شرايط نور کم، گياه سعي ميکند که با افزايش سطح برگ، سطح جذب نور را افزايش دهد. بنابراين برگهاي گياه نازک و انحناپذير ميشوند. ولي در شرايط نور زياد اندازه برگها کاهش و ضخامت آن افزايش مييابد و به تعداد برگهاي گياه افزوده ميشود و در داخل آنها مقدار زيادي نشاسته تجمع مييابد. بنابراين در شرايطي که مجموع نور روزانه (mol/day) زياد است، اگرچه سطح هر برگ کمتر از سطح هر برگ در شرايط نوري کم است، ولي به علت داشتن تعداد برگ بيشتر، مجموع سطح برگ گياه افزايش مييابد
رشد ريشه: رشد ريشه متناسب با رشد شاخهها است. ريشهها از نظر دريافت کربوهيدرات به شاخهها وابسته بوده و شاخهها نيز براي جذب آب و عناصر غذايي به ريشهها وابسته هستند. بنابراين زماني که مجموع نور روزانه (mol/day) افزايش مييابد، با افزايش رشد شاخهها، بر رشد ريشههاي گياه نيز افزوده ميشود
رشد شاخه : با افزايشمجموع نور روزانه (mol/day)، ميزان شاخهزايي گياهان افزايش مييابد. زيرا در شرايط کمبود نور، مقدار انرژي کمي وجود دارد که فقط براي رشد ساقه اصلي کافي است ولي با افزايش شدت نور، به علت وجود کربوهيدرات بيشتر، توليد شاخههاي جانبي جديد افزايش مييابد.
گلآغازي و نمو جوانه گل: تحت شرايط نوري صعيف، ممكن است گل آغازي و نمو جوانه گل متوقف شده و يا به كندي انجام شود و به همين دليل اين گياهان به زمان بيشتري نياز دارند تا به گل روند و به عبارت ديگر اين گياهان در زمان گلدهي داراي ارتفاع بلندتري هستند. رشد گياه و سرعت نمو آن به طور كلي شدت نور بر روي رشد گياه (وزن تر گياه، وزن خشك گياه، اندازه گياه، توليد شاخ و برگ و تعداد گل، اندازه گل) تأثير ميگذارد، ولي بر روي سرعت نمو گياه (سرعت باز شدن گل يا برگ در مناطق مريستم) تأثيري ندارد (لازم به ذكر است كه سرعت نمو گياه تحت كنترل دماي محيط است).
كيفيت رشد در شرايط نوري ضعيف2000-1000 فوت كندل : كيفيت رشد در اين شرايط تا حد زيادي به دماي گلخانه بستگي دارد. در دماي خنك (كمتر از 18 درجه سانتيگراد) كيفيت كياه ميتواند بسيار خوب باشد. در اين شرايط كشت گياهاني كه دماي خنك را ميپسندند، مناسب براي كشت گلخانه هستند. در اين شرايط طول دوره رشد افزايش مييابد، اما كيفيت محصول خوب است. دماي خنك سبب نمو كُند برگها و گلها شده و بنابراين زمان بيشتري را براي ذخيرهسازي انرژي و توليد گلها و برگهاي سالم در اختيار گياه قرار ميدهد.
در مقابل دماي بالاي 24 درجه سانيگراد در شرايط نور ضعيف، منجر به كيفيت ضعيف رشد خواهد شد. در اين شرايط نمو برگها و گلهاي جديد به سرعت انجام ميشود اما انرژي كافي براي توليد برگها و گلهاي جديد وجود ندارد. تحت چنين شرايطي استفاده از نور تكميلي سودمند است.
تحت شرايط نور متوسط4000-2000 فوت كندل : رشد اغلب گياهان در گلخانهها از نظر تجاري قابل قبول است. گلدهي گياهان به صورت نرمال با شاخهزايي و تعداد گل قابل قبول صورت ميگيرد. مديريت آبياري گلخانه در شرايط نور متوسط در مقايسه با شرايط نوري زياد، نسبتاً آسانتر است. از آنجايي كه گياهان داراي انرژي كافي براي گلدهي هستند، استفاده از نور تكميلي تأثير كمي روي زمان گلدهي دارد و بنابراين مزاياي استفاده از نور تكميلي در اين شرايط محدود ميشود.
شرايط نوري زياد6000-4000 فوت كندل بالاترين عملكرد گياهان گل بريده گلخانهاي و سبزيجات گلخانهاي در شرايط نوري زياد بدست ميآيد. دماي بالاي گلخانه ميتواند عملكرد را كاهش دهد، حتي اگر افزايش شدت نور براي گياهان داخل گلخانه مطلوب باشد. بنابراين كنترل دماي گلخانه بايد با دقت انجام شود، در غير اين صورت دماي بالاي گلخانه سبب كاهش عملكرد خواهد شد. از آنجايي كه رشد ريشه متناسب با رشد شاخهها است، بنابراين سيستم ريشهاي گياه نيز رشد بسيار خوبي خواهد داشت.
شرايط نوري خيلي زياد10000-6000 فوت كندل: در چنين شرايط نوري، بسياري از گونههاي گياهي در بيرون از گلخانه در مقايسه با داخل گلخانه، گياهاني با كيفيت عالي توليد ميكنند. زيرا در بيرون از گلخانه، شدت نور بيشترو دماي گياه خنكتر از داخل گلخانه است. دماي گياه در بيرون از گلخانه به علت جابجايي بهتر هوا، رطوبت نسبي پايينتر و وجود آسمان صاف (عدم وجود اثر گلخانهاي) خنكتر است. شدت نور بيش از حد ممكن است سبب تغييراتي در شكل و جهت برگهاي گياه شوند. در چنين شرايطي به منظور كاهش سطح جذب نور، برگها به صورت عمودي و پهنك برگ به شكل خميده درميآيند. بتابراين سايهاندازي در گلخانه لازم است.
خلاصه اينكه: حداقل و حداكثر شدت نور قابل قبول در گلخانه در گونههاي مختلف گياهي با يكديگر متفاوت است. محدودهي حداقل و حداكثر شدت نور قابل قبول براي هر گياه، با توجه به ميزان آب و دماي محيط تغيير ميكند. دماي خنك امكان رشد را براي گياه در شدت نور پايين فراهم ميكند. در دماهاي بالا، حداقل شدت نور براي رشد قابل قبول گياه، افزايش مييابد. به طور مشابه، دماهاي بالا ميتواند حداكثر مقدار نوري كه گياهان فصل خنك ميتوانند جذب كنند را محدود كند.
نور تكميلي و دلايل استفاده از آن: 1- افزايش شدت نور گلخانه و افزايش رشد و فتوسنتز گياه 2- كنترل فتوپريود (افزايش طول مدت روشنايي گلخانه) از نورهاي مصنوعي مكمل، ميتوان رشد و نمو گياهان را سرعت بخشيد و طول دوره پرورش محصول را كوتاهتر نمود. براي بالا بردن شدت نور گلخانه و افزايش رشد و فتوسنتز گياهان، معمولاً به نور تكميلي در محدوده mol/m2/s 80-40 (معادل 600-300 فوت كندل) به مدت 12-6 ساعت نياز است كه معمولاً براي اين منظور از لامپهاي سديمي فشار قوي يا متال هاليد استفاده ميشود.
استفاده از نور مصنوعي به منظور افزايش طول روز (نه افزايش شدت نور ) و واداركردن گياه به انجام فتوسنتز نياز به بررسيهاي اقتصادي دارد تا مشخص شود كه آيا هزينه تجهيزات و انرژي مصرفي به وسيله افزايش توليد يا كوتاه شدن طول دوره پرورش محصول، قابل جبران است يا خير؟ اما استفاده از نورهاي مصنوعي در اتاق پرورش نشا (اتاقي كه براي كشت بذر و تهيه نشاء مورد استفاده قرار ميگيرد) بسيار مفيد بوده و از نظر اقتصادي نيز توجيهپذير است، زيرا اتاقك تكثير نشا مساحت كمتري دارد و هزينه تجهيزات چندان زياد نخواهد شد