توصيفگر ها :
بستر رشد , بيوچار , دوره¬هاي تر و خشك¬شدن , منحني مشخصه رطوبتي , پخشيدگي اكسيژن , اعوجاج منافذ , هدايت هيدروليكي اشباع
چكيده فارسي :
در سالهاي اخير كمبود آب و رشد سريع جمعيت، توليد منابع غذايي مناسب و اقتصادي را با مشكل روبرو كرده است. از اين رو سيستمهاي توليد گلخانهاي كشت بدون خاك در جهان مورد توجه قرار گرفته است. سرمايه¬گذاري در صنعت باغباني عموماً پرهزينه است و شكست در اين كار مي¬تواند منجر به خسارات مالي شديد براي توليدكنندگان گلخانه شود. بنابراين، بررسي تغييرات ويژگيهاي فيزيكي و هيدروليكي و پايداري بسترها در حين كشت گياه به دليل تغييراتي كه در اثر رشد ريشه و دوره¬هاي تر وخشكشدن رخ مي-دهد، كاملاً ضروري است. در اين پژوهش 14 بستر رشد تركيبي با نسبت¬هاي مختلف حجمي از بسترهاي جداگانه تهيه شدند. به منظور بررسي تغييرات بسترهاي رشد با گذشت زمان (آبياري¬هاي متوالي) در كشت¬هاي گلخانه¬اي، 10 دوره متوالي تر و خشك¬شدن بر بسترهاي رشد اعمال شد. پيش از اعمال دوره¬هاي تر و خشك¬شدن و پس از اعمال آخرين دوره¬، به منظور بررسي تغيير توزيع اندازه منافذ، منحني مشخصه رطوبتي، هدايت هيدروليكي اشباع (Ks) و پخشيدگي اكسيژن (Dp/D0) بسترهاي رشد اندازه¬گيري شد. همچنين ميزان نشست، درصد كاهش جرم بسترها و ميزان تجزيه آن¬ها با گذشت زمان تعيين شد. شاخصهاي متعدد فيزيكي و هيدروليكي شامل آب به آساني قابل دسترس (EAW)، هوا پس از آبياري (AIR)، گنجايش بافري آب (WBC) و گنجايش نگهداشت آب (WHC) تعيين شد. همچنين ¬ويژگي¬هاي تخلخل كل (TP)، چگالي ظاهري (BD)، زمان نفوذ قطره آب (WDPT)، pH و رسانايي الكتريكي (EC) در بسترهاي رشد نيز اندازه¬گيري شد. سپس براساس چارچوب امتيازدهي و گروهبندي، ويژگيهاي بسترهاي رشد نمره¬دهي شدند. به منظور بررسي اثر دوره¬هاي تر و خشك¬شدن بر كيفيت بسترهاي رشد، بسترهاي رشد براساس 5 ويژگي EAW، WBC، AIR، Ks و Dp/D0، پيش و پس از دوره¬هاي تر و خشك¬شدن امتيازدهي و مقايسه شدند. مقادير BD، TP، EAW، Ks و WHC در اكثر بسترهاي رشد در دامنه¬هاي مطلوب بود و حتي در برخي از موارد از بستر Cocopeat-Perlite بهتر بودند. مدل¬سازي منحني¬هاي ضريب پخشيدگي نسبي اكسيژن (Dp/D0) در برابر AFP نشان داد كه در برخي از بسترهاي رشد، اگرچه مقادير AFP از 10 درصد حجمي بيش¬تر بود، اما مقدار Dp/D0 در دامنه مطلوب نبود. اين مطلب بيانگر آن است كه مقدار AFP 10 درصد حجمي نمي¬تواند به تنهايي به عنوان معياري براي بررسي وضعيت تهويه¬اي بسترهاي رشد گلخانه¬اي استفاده شود. مقادير Dp/D0 برخي از بسترهاي رشد از جمله RW(0.1)-Perlite، RW(0.2)-Perlite و Cocopeat-Perlite در دامنه مطلوب قرار داشت. در امتيازدهي و ارزيابي كلي، 10 بستر به عنوان بسترهاي با كيفيت خوب و 4 بستر با كيفيت متوسط ارزيابي شدند. بيشترين امتياز كلي مربوط به بسترهاي Cocopeat-Perlite و WSB500-Rh-V بود. اعمال دوره¬هاي تر و خشك¬شدن بر بسترهاي رشد سبب تجزيه مواد آلي، بهم¬خوردگي و تغيير آرايش ذرات، خرد شدن ذرات، انقباض، سخت¬شدن و نشست آن¬ها شد. نتايج نشان داد بسترهاي با مقدار قابل توجه مواد آلي ناپايدارتر از بسترهاي معدني يا غالباً معدني بودند. به طور كلي اعمال دوره¬هاي تر و خشك¬شدن سبب افزايش فراواني منافذ ريز در بسترهاي رشد شد. اين دوره¬ها اثر مثبتي بر ويژگي¬هاي EAW، WHC، AIR و درصد آبدهي اكثر بسترهاي رشد داشته و سبب افزايش آن¬ها شد. از طرف ديگر نتايج پخشيدگي اكسيژن نشان داد پس از اعمال دوره¬هاي تر و خشك¬شدن اعوجاج منافذ در بسترهاي رشد افزايش يافت. با گذشت زمان، افزايش اعوجاج منافذ و فراواني منافذ ريز سبب كاهش Ks و Dp/D0 در اكثر بسترهاي رشد مورد بررسي شد كه مي¬تواند به عنوان يكي از عوامل محدودكننده استفاده از آنها در چند دوره كشت گلخانه¬اي باشد. با اعمال دوره¬هاي تر و خشك¬شدن، پخشيدگي اكسيژن در بستر RW(0.1)-Perlite بدون تغيير و در بستر Cocopeat-Perlite افزايش يافت. به طور كلي پس از اعمال دوره-هاي تر و خشك¬شدن مجموع امتيازها نسبت به پيش از دوره¬ها در برخي از بسترهاي رشد افزايش، در برخي كاهش و در برخي بدون تغيير بود. دو بستر رشد RW(0.1)-Perlite و Rh-PlmB300-V كه كاملاً يا عمدتاً از ذرات معدني تشكيل شده بودند، پايدارترين بسترهاي رشد پس از اعمال دوره¬هاي تر و خشك¬شدن بودند. بنابراين به نظر مي¬رسد استفاده از چنين بسترهاي رشدي ميتواند جايگزين مناسبي براي بستر رايج Cocopeat-Perlite در كشت¬هاي گلخانه¬اي باشد.
چكيده انگليسي :
In recent decades, the water shortage and growing population are challenging the supply of economical and suitable food. Therefore, globally greater attention has been given to greenhouse production systems of soilless culture. Investment in horticulture is usually expensive and risky for greenhouse producers. Therefore, monitoring of changes physical and hydraulic properties and stability of growth media due to root growth effects and drying and wetting cycles is important. In this study, fourteen growth media/mixtures were prepared from individual substrates with different volumetric ratios. In order to evaluate the alteration of growth media over the time (i.e., during consecutive irrigation events) in the greenhouse, ten drying and wetting cycles were applied on the mixtures in the lab. The water retention curve, saturated hydraulic conductivity (Ks) and oxygen diffusion (Dp/D0) of the growth media were determined before and after the drying and wetting cycles to characterize the alteration of pore size distribution. Besides, the subsidence, decrease of mass and decomposition of the growth media were determined over the time. Different physical and hydraulic indices of the growth media including easily available water (EAW), air after irrigation (AIR), water buffering capacity (WBC) and water holding capacity (WHC) were determined. The alteration of quality of growth media during drying and wetting cycles was evaluated by comparing/scoring five properties of EAW, WBC, AIR, Ks and Dp/D0. The BD, TP, EAW, Ks and WHC of the majority of growth media were in the optimal ranges and for some mixtures even better than Cocopeat-Perlite. The Dp/D0 vs. air-filled porosity (AFP) curves indicated that although the AFP values were greater than 10%v/v for some growth media, the Dp/D0 values were not in the optimum range. Thus, the AFP of 10%v/v may not solely be a suitable criterion for the evaluation of aeration in the growth media. The Dp/D0 values of some growth media such as RW(0.1)-Perlite, RW(0.2)-Perlite, and Cocopeat-Perlite were in the optimum range. Overall scoring and evaluation showed that ten mixtures were classified as good and four as medium. The highest total scores were calculated for Cocopeat-Perlite and WSB500-Rh-V. Drying and wetting cycles could affect the growth media through several processes such as decomposition of organic compounds, displacement and rearrangement of particles, fragmentation of particles, shrinkage, hardening and subsidence. The growth media with a high percent of organic substrates were unstable as compaired with those containing a high proportion of inorganic substrates. In general, the drying and wetting cycles increased the frequency of micropores in the growth media. The drying and wetting cycles positively affected EAW, WHC, AIR and water release percent of most growth media. However, the oxygen diffusion measurements showed that the pore tortuosity of growth media increased after drying and wetting cycles. Therefore, increments in pore tortuosity and micropores over the time decreased the Ks and Dp/D0 in the majority of growth media. This would be an important limitation for the use of growth media in consecutive greenhouse plantings. Upon drying and wetting cycles, the oxygen diffusion was unchanged in RW(0.1)-Perlite but increased in Cocopeat-Perlite. Overall, the total scores were increased, decreased or unchanged for different mixtures after the drying and wetting cycles. Two growth media of RW(0.1)-Perlite and Rh-PlmB300-V, composed of inorganic or mainly inorganic substrates, had the highest stability during drying and wetting cycles. It seems that such mixtures might be suitable substitutes for commercial greenhouse growing media (e.g., Cocopeat-Perlite).