عنوان

تاثیر تراکم طولی ریشه آفتابگردان بر ظرفیت آب انتگرالی در سطوح مختلف فشردگی در یک خاک لوم رس شنی,‮‭The effect of root length density of sunflower plant on integral water capacity at different levels of compaction in a sandy clay loam soil‬

Number

‭۲۱۱۷۹پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

تاثیر تراکم طولی ریشه آفتابگردان بر ظرفیت آب انتگرالی در سطوح مختلف فشردگی در یک خاک لوم رس شنی

Parallel Title Proper

‮‭The effect of root length density of sunflower plant on integral water capacity at different levels of compaction in a sandy clay loam soil‬

First Statement of Responsibility

/زهرا کاظمی

Name of Publisher, Distributor, etc.

: کشاورزی

Date of Publication, Distribution, etc.

، ‮‭۱۳۹۷‬

Name of Manufacturer

، میرزائی

Specific Material Designation and Extent of Item

‮‭۲۲۷‬ص‬

Text of Note

چاپی - الکترونیکی

Dissertation or thesis details and type of degree

دکتری

Discipline of degree

علوم خاک گرایش فیزیک و حفاظت خاک

Date of degree

‮‭۱۳۹۷/۰۶/۲۰‬

Body granting the degree

تبریز

Text of Note

گنجایش آب تجمعی‮‭(IWC)‬ ، انتگرال تابع گنجایش آب دیفرانسیلی ((‮‭(C(h)‬دردامنه مکش صفر تا بی‌صنهایت با اعمال توابع وزنی () ناشی از محدودیت‌صهای مختلف خاک است .تاکنون تاثیر محدودیت‌صهای فیزیکی و شیمیایی مختلف خاک نظیر هدایت هیدرولیکی(‮‭(K(h)‬ ، تهویه، مقاومت مکانیکی و شوری خاک در تعیین توابع وزنی و محاسبه ‮‭IWC‬ مد نظر قرار گرفته است ولی اثر تراکم طولی ریشه ‮‭(RLD)‬ بر فراهمی آب با بکارگیری پاسخ گیاه مطالعه نشده است، در حالی که تعدادی از محققین تاثیر آن را در قالب مقاومت هیدرولیکی خاک ‮‭(RS)‬ روی فراهمی آب مهم دانسته‌صاند .هدف اصلی این پژوهش بررسی تاثیر ‮‭RLD‬ روی ‮‭IWC‬ بر مبنای پاسخ گیاه آفتابگردان) تیره آستراسه و جنس هلیانتوس (به محدودیت‌صهای فیزیکی مختلف خاک) فشردگی، رطوبت، هدایت هیدرولیکی و (... بود .بدین منظور یک خاک لوم رس شنی جمع‌صآوری و سه سطح فشردگی خاک) چگالی ظاهری ‮‭(Db)‬ مساوی‮‭۳۵/۱‬ ، ‮‭۵۵/۱‬ و ‮‭۷۵/۱‬ گرم بر سانتی‌صمتر مکعب که به ترتیب‮‭D۱‬ ، ‮‭D۲‬ و‮‭D۳‬ نامگذاری شدند (در لوله‌صهای پلیکا) گلدان (به قطر ‮‭۳۰‬ و طول ‮‭۷۰‬ سانتی‌صمتر ایجاد شد .پس از کشت بذور گیاه آفتابگردان و استقرار کامل گیاه در مرحله اتمام رشد رویشی و شروع رشد زایشی، چهار سطح ‮‭RLD‬ از طریق قطع بخشی از انشعابات ریشه) حدودا‮‭۷۵‬ ،‮‭۵۰‬ ، ‮‭۲۵‬ و صفر درصد که به ترتیب ‮‭L۱‬ تا ‮‭L۴‬ نامگذاری شدند (در طوقه ایجاد شد .با در نظر گرفتن سه تکرار برای هر سطح ‮‭RLD‬ مجموعا ‮‭۳۶‬ عدد گلدان در نظر گرفته شد .پس از ایجاد سطوح مختلف تراکم طولی ریشه، دو دوره تر و خشکی اعمال شد .در طول این دو دوره برای پایش وضعیت رطوبت خاک به صورت روزانه، از دستگاه اندازه‌صگیری مقاومت الکتریکی خاک) اهم‌صمتر (پس از واسنجی در هر کدام از سه سطح فشردگی استفاده گردید .هدایت روزنه‌صای برگ ‮‭(gv)‬ در نیمروز با استفاده از پورومتر، دمای پوشش سبز گیاه در نیمروز ‮‭(TL)‬ با بکارگیری دماسنج مادون قرمز، شاخص کلروفیل برگ با استفاده از کلروفیل‌صمتر، پتانسیل آب برگ با استفاده از محفظه فشار، و محتوای آب نسبی برگ نیز به صورت روزانه یا به طور مرتب در روزهای مختلف اندازه‌صگیری شدند .پس از برداشت اندامهای هوایی، ‮‭RLD‬ در هر گلدان با استفاده از نرم‌صافزار ‮‭GSA image analyzer‬ تعیین شد .در این پژوهش مقدار ‮‭IWC‬ در مرحله نخست با توابع وزنی و دامنه مکش‌صهای به کار گرفته شده توسط گرانولت و همکاران ‮‭(IWCG)‬ و بدون دخالت دادن ‮‭RLD‬ و در مرحله دوم با دخالت دادن ‮‭RLD‬ در قالب مقاومت هیدرولیکی خاک ‮‭(IWCRS)‬ و نهایتا بر مبنای شاخص‌صهای گیاهی هدایت روزنه‌صای ‮‭(gv)‬ و دمای پوشش سبز گیاه ‮‭(TL)‬ محاسبه شد) به ترتیب ‮‭IWCPg‬ و .‮‭IWCPT)‬ برای این منظور یک تابع وزنی بر مبنای تغییرات مقادیر نسبی هدایت روزنه‌صای ‮‭(g/gC)‬ و دمای پوشش سبز گیاه ‮‭(TC/T)‬ در مقادیر مختلف مکش ماتریک خاک ایجاد شد) اندیس ‮‭C‬ نشان دهنده هدایت روزنه‌صای گیاه و دمای پوشش سبز در گیاه شاهد است ‮‭). IWC‬محاسبه شده بر مبنای سه روش با یکدیگر و همچنین ضرایب وزنی حاصل بر مبنای روش گرانولت و همکاران، بر اساس مقاومت هیدرولیکی خاک و نیز بر مبنای شاخص‌صهای گیاهی بررسی و مقایسه شدند .نتایج نشان داد افزایش فشردگی خاک از ‮‭۳۵/۱‬ به ‮‭۷۵/۱‬ گرم بر سانتی‌صمتر مکعب مقدار ‮‭IWCG‬ را از ‮‭۲۲۹/۰‬ به‮‭۰۳۸/۰‬ کاهش داد که معادل ‮‭۸۳‬ درصد افت در آب قابل استفاده است .برای تیمار بدون هرس ریشه ‮‭(L۴)‬ کاهش در ‮‭IWCPg‬ و ‮‭IWCPT‬ ناشی از افزایش فشردگی از ‮‭۳۵/۱‬ به ‮‭۷۵/۱‬ گرم بر سانتی‌صمتر مکعب، به ترتیب نزدیک به ‮‭۲۰‬و ‮‭۱۹‬ درصد بود که بسیار کمتر از ‮‭۸۳‬ درصد است .با افزایش فشردگی خاک از ‮‭D۱‬به ‮‭D۲‬ مقدار کاهش در ‮‭IWCPg‬ و ‮‭IWCPT‬به ترتیب ‮‭۵/۱۴‬ و ‮‭۱۰‬ درصد بود در حالیکه برای ‮‭IWCG‬ این کاهش ‮‭۳۳‬ درصد بود .این تفاوت‌صها نشان می‌صدهد که حساسیت یا پاسخ عینی آفتاب‌صگردان به فشردگی بمراتب کمتر از آن است که در محاسبه ‮‭IWCG‬ در قالب ضریب وزنی منظور می‌صشود .نتایج مقایسه میانگین نشان داد تفاوت بین مقادیر ‮‭IWCPg‬ بین سطوح مختلف ‮‭RLD‬ تیمارهای مختلف فشردگی خاک معنی‌صدار بود .در هر سه سطح فشردگی خاک، کاهش ‮‭IWCp‬ در تیمار با ‮‭۷۵‬ هرس ریشه بسیار قابل توجه بود اما ‮‭۵۰‬ و ‮‭۲۵‬ هرس، ‮‭IWCp‬ را به طور معنی‌صدار تحت تاثیر قرار نداد .در تیمار‮‭D۱‬ مقدار ‮‭IWCPg‬ در سطوح ‮‭L۱‬ تا ‮‭L۳ (D۱L۱‬ تا ‮‭D۱L۳)‬ به ترتیب ‮‭۲/۴۴‬ ، ‮‭/۹‬ ‮‭۴‬ و ‮‭۴/۱۳‬ کمتر از مقدار آن در سطح ‮‭L۴‬ به دست آمد .نتایج ‮‭IWCRS‬ نشان داد مکش شروع محدودیت فراهمی آب ‮‭(hc)‬ در انتهای خشک منحنی رطوبتی برای سطوح مختلف ‮‭D‬ و ‮‭L‬ متفاوت بود .تفاوت ‮‭IWCRS‬ بین سه سطح ‮‭Db‬ و بین چهار سطح ‮‭L‬ معنی‌صدار بود .در مقایسه بین ‮‭IWCRS‬ و ‮‭IWCG‬ برای سطوح مختلف‮‭D‬ ، تفاوت تنها برای تیمارهای ‮‭D۱‬ و برای سطوح مختلف ‮‭L‬ تفاوت بین ‮‭L۱‬ و ‮‭L۲‬ معنی‌صدار بوده است .برای تیمار ‮‭D۳L۴‬با وجود ‮‭۷۰۰۰‬ سانتی‌صمتر اختلاف بین ‮‭hc‬ در انتهای خشک منحنی رطوبتی بین ‮‭IWCG‬ و‮‭IWCRS‬ ، تنها ‮‭۰۰۲/۰‬ سانتی‌صمتر مکعب بر سانتی‌صمتر مکعب اختلاف وجود داشت ضرایب رگرسیونی استاندارد بین متغیر های محیطی وگیاهی شامل مکش خاک، اختلاف دمای هوای پوشش سبز و دمای گلخانه، فشار بخار اشباع و هدایت روزنه ای به عنوان متغیرهای مستقل و ‮‭IWCPg‬ به عنوان متغیر وابسته نشان داد که مکش خاک بیشترین تاثیر را بر ‮‭IWCpg‬ داشته است .اختلاف دمای هوای پوشش سبز و دمای گلخانه، ‮‭gv‬ و ‮‭es‬ در مراتب بعدی از نظر تاثیرگذاری قرار دارند .بین متغیرهای محیطی و شاخص‌صهای گیاهی با یکدیگر نیز روابط معناداری به دست آمد

Text of Note

Integral water capacity (IWC) is the integral of differential water capacity function (C(h))in the range of 0 to infinity soil matric potential multiplied by some weighting functions () each taking into account effect of various soil limitations. Up to now the effect of soil various physical and chemical limitations such as soil hydraulic conductivity (K(h)), aeration, soil mechanical resistance and salinity have been studied on IWC computation but the effect of root length density (RLD) on IWC has been seldom investigated, while many researchers have demonstrated its importance on soil water availability in the form of soil hydraulic resistance (RS). The main purpose of this study was evaluating the effect of RLD on IWC based on sunflower (Helliantus annus L.) plant response to soil various physical limitations (soil compaction, water tension, soil hydraulic conductivity and etc). For this purpose, a sandy clay loam soil was evenly compacted to three bulk densities (Db) equal to 1.35, 1.55 and 1.75 g cm-3,as presented by D1, D2 and D3, respectively) in PVC tubes (called pots hereafter) with 30 cm diameter and 70 cm height. Sunflower (Helianthus Annuus L) seedlings were planted in the pots and after their full establishment at the end of vegetative growth and onset of reproductive growth, four levels of RLD was created by pruning root branches (approximately 75 , 50 , 25 and 0 that was named L1 to L4, respectively) around the root crown. By taking three replications for each RLD level, total of 36 pots was prepared. Two periods of wetting and drying cycles were imposed. During these two periods soil water content was monitored daily by measuring soil electrical resistance with a special ohm meter device after calibrating it at each three soil compaction levels. Midday leaf stomata conductance (gv) was measured by diffusion porometer, midday green leaf temperature (TL) by infrared thermometer, leaf chlorophyll index by chlorophyll meter, leaf water potential using pressure chamber and leaf relative water content (RWC) were measured daily or regularly on different days. After harvesting of aerial portion, the RLD in each pot was determined using GSA image analyzer software. In the current study, IWC was computed first by adopting the weighting functions and soil matric suctions (h) domains proposed by Groenevelt et al. (designated as IWCG) without considering RLD and second by introducing RLD in the form of RS (designated as IWCRs) and finally based on plant indices including gv and TL (designated as IWCPg and IWCPT, respectively). For this purpose, weighting functions were developed based on relative stomata conductance of the plant (g/gC) and relative green leaf temperature (TC/T) changes with soil matric suction (the subscript C shows the gv and TL values in the nonstressed treatment). Computed IWC by the three methods a long with the weighting functions acquired based on Groenevelt et al. approach were evaluated and compared to each other. The results showed increasing soil compaction from 1.35 to 1.75 g.cm-3 decreased IWCG from 0.229 to 0.038 cm3.cm-3 equivalent to 83 drop in water availability. For the treatments without root pruning (L4) increase in soil compaction (from D1 to D3 ) decreased IWCPg and IWCPT, about 20 and 19 , respectively, which is much lower than 83 . Increasing soil compaction from D1 to D2 caused IWCPg and IWCPT to decrease 14.5 and 10 , while the decrease was 33 for IWCG. This difference shows that the sensitivity or response of sunflower plant to soil compaction is much lower than that is predicted by the (h) function in IWCG computation. Compared means showed that differences between IWCPg of four RLD levels for different soil compaction treatments were significant. For each compaction level, 75 root pruning decreased IWCP drastically but 50 and 25 root pruning did not affect it significantly. For D1L1, D1L2, and D1L3, IWCPg was 44.2 , 9.4 and 13.4 lower than its value for D1L4, respectively. The results for IWCRS showed that the h value (hc) in which water availability restriction for the plants started was different for each soil compaction and each root pruning level. Differences between IWCRS for the Db treatments and for the L levels were significant. Comparing the means among IWCG and IWCRS showed only significant differences between L1 and L2 at D1 level. In D3L4 treatment although there was 7000 cm difference between the hc values at the dry end of soil moisture curve corresponding to IWCG and IWCRS, but the difference between the two IWC was only 0.002 cm3.cm-3. Regression analysis was carried out between IWCPg as a dependent variable and various environment (Ta, es) and plant (TL, gv, chl.I) and TL-Ta parameters as independent variables. Based on the standardized regression coefficients, h has the maximum effect on IWCPg. TL-Ta, gv and es were in the next ranks. There were also significant correlations between environmental variables and plant indices

Parallel Title

‮‭The effect of root length density of sunflower plant on integral water capacity at different levels of compaction in a sandy clay loam soil‬

کاظمی، زهرا

Kazemi, zahra

نیشابوری، محمدرضا، استاد راهنما

زارع‌حقی، داود، استاد مشاور

عسگرزاده، حسین، استاد مشاور

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی