نمونه برداری و تجزیه خاک و گیاه برای مصرف بهینه کود

               نمونه برداری و تجزیه خاک و گیاه برای مصرف بهینه کود
این روزها اصطلاح مصرف بهینه کود زیاد به گوش می خورد و شاید همه معنی عملی آنرا نمی دانند . برای روشن شدن مطلب لازم است چکیده علم تغذیه گیاهی را بطور جامع و خلاصه ذکر کنیم .
کود عبارتست از ماده ای که مصرف آن از طریق آب – خاک و برگ باعث افزایش رشد یا عملکرد یا کیفیت و یا همه آنها در گیاه می گردد البته این بدان معنی نیست که هر چه بیشتر از این ماده مصرف کنیم بهتر است ، به عبارت دیگر مصرف بهینه کود پاسخ دادن به این چهار سؤال است :
چه مقدار ؟             از چه نوع؟         به چه روش؟          و در چه زمان باید به گیاه داده شود تا حداکثر عملکرد را بدست آوریم.
با توجه به اینکه هر گیاه بیش از ۱۷ عنصر در ترکیب خود دارد که عبارتند از کربن ، اکسیژن ، هیدروژن ، ازت ، فسفر ، پتاسیم ، کلسیم ، منیزیم ، سدیم ، گوگرد ، کلر ، آهن ، منگنز ، روی ، مس ، بر ، مولیبدن که بیشترین آنها کربن با غلظت متوسط ۴۰۰۰۰۰(ppm)  و کمترین آنها مولیبدن با غلظت ۰٫۰۱ (ppm )  و به عبارت دیگر نسبت اتمی (  مولی ) این دو عنصر در گیاه یکصد میلیون (۱۰۸) می باشد به این معنی که در مقابل ۱۰۰ میلیون اتم کربن در گیاه یک عدد اتم مولیبدن قرار دارد که اگر نباشد صد میلیون اتم کربن بی حاصل و نمی توانند تبدیل به پروتئین شود و بقیه عناصر نیز در بین آنها قرار دارند و از همین اصل پیروی می کنند .
بنابراین دانستن نیاز گیاه و میزان موجودی قابل جذب هر عنصر در خاک کار آسانی نیست و سالهاست که با توسعه علم شیمی تجزیه دانشمندان راههایی برای تعیین میزان قابل جذب عناصر مورد نیاز گیاه ابداع نموده اند و لذا برای دستیابی به اطلاعات تغذیه ای گیاه از این روش نیازمند برداشت نمونه خاک و ارسال به آزمایشگاه هستیم که به این منظور داشتن نمونه خاکی که واقعاً نماینده سطح کل مزرعه مورد نظر باشد ، بطور مثال اگر بخواهیم برای کشت گندم تجزیه خاک نمائیم ، یک هکتار خاک در عمق شخم ۲۰ سانتی حدود ۳۰۰۰ تن خاک دارد بنابراین یک نمونه یک کیلویی خاک که از ۳ هکتار برداشته می شود باید نماینده ۹ میلیون برابر وزن خود باشد و این کار همان قدر دقت لازم دارد که کارهای شیمیایی تجزیه در آزمایشگاه دقت لازم دارد بنابراین برای برداشت نمونه باید به کلیه نکات زیر عمل نمود.

خلاصه روش نمونه برداری :

  • داشتن اطلاعات صحیح از محل نمونه برداری ؛ نوع کشت ، زمان کشت ، کودهای مصرفی ، سیستم آبیاری و غیره
  • وسایل نمونه برداری مناسب ؛ بیل ، بیلچه ، سطل ، کیسه نمونه برداری ، اتیکت ، دفتر یادداشت .
  • اطمینان از تمیز بودن وسایل نمونه برداری ؛ قبل از آلودگی به کود ها شیمیایی و حیوانی یا خاک سایر مزارع.
  • مکان نمونه برداری ؛

 از محلهای مناسب از قبیل گودالها پشته ها ، زیر خط کود در باغات ، محل آب بردگی در آبیاری سطحی و زیر قطره چکان در آبیاری قطره ای نباید نمونه برداری کرد . در زمینهای زراعی بایستی از وسط کرتها نمونه برداری انجام شود و همچنین نمونه برداری از وسط و یا کناره های جوی و پشته ها صحیح نمی باشد.
در باغات بایستی نمونه را از انتهای سطح سایه انداز درخت برداشت و به این نکته توجه کرد که نمونه برداری از محل تجمع کود های حیوانی ، شیمیایی و یا موادی از قبیل کاه و کلش انجام نشود .
برای تعیین محل نمونه برداری مزرعه را به قسمتهایی که از نظر خاک ، کشت و سیستم آبیاری ، شیب ، پستی و بلندی ، نحوه رشد گیاهان یکنواخت باشد تقسیم نموده و از قطعات مجزا و تقسیم شده باز نمونه مرکب برداشته شود حتی اگر مساحت کوچک باشد و در صورتی که سطح مزرعه وسیع و همگن است از هر ۵ هکتنار یک نمونه تهیه شود .
۵ – عمق نمونه برداری :
عمق نمونه برداری بسته به نوع گیاه و نوع مواد مورد نظری که قرار است در آزمایشگاه اندازه گیری شود دارد که در این مورد توجه به عمق ریشه های فعال هر گیاه مهم است. معمولاً از عمق ۳۰ یا ۱۵ سانت اول برای بیشتر تجزیه ها نمونه برداری میشود که در این عمق غلظت مواد غذایی خصوصاً مواد کم تحرک مثل فسفر و مواد آلی – بر و پتاسیم و ریز مغذیها بالاست ولی برای بررسی مواد غذایی متحرک مثل انواع ازت، کلر و سولفات نمونه برداری در عمق حداقل ۳۰ تا ۶۰سانتی ضروری است.
ولی بطور کلی عامل مهم در تعیین عمق نمونه برداری عمق توسعه ریشه گیاه است مثلاً در گیاهان زراعی مثل گندم نمونه برداری بیشتر از عمق ۳۰ – ۰ صورت میگیرد ولی در گیاه دیگری مانند ذرت یا پنبه علاوه بر عمق ۳۰ – ۰ باید از عمق ۶۰ – ۳۰ هم نمونه برداری انجام گیرد. و در باغات نیز با توجه به گستردگی بیشتر ریشه ها معمولاً از ۳ عمق ۴۰ – ۰ ، ۸۰ – ۴۰ و ۱۲۰ – ۸۰ سانتی متری نمونه برداری میشود.
۶ – زمان نمونه برداری :
بهترین زمان برای برداشت نمونه هنگامی است که رطوبت مزرعه در حد ظرفیت مزرعه باشد که در خاکهای سنگین بافت معمولاً ۳ تا ۴ روز بعد از آبیاری و خاکهای با بافت سبک حدوداً یک شبانه روز بعد از آبیاری، رطوبت به حد ظرفیت مزرعه میرسد.

  • برای تجزیه کلی خاک و تعیین PH–Ec و بافت و فسفر و عناصر سنگین هر زمان میتوان نمونه برداری نمود.
  • برای پتاسیم زمانهای  یخبندان نباید نمونه برداری نمود.
  • برای عناصر متحرک (ذکر شده) بهتر است قبل از مصرف کود نمونه برداری شود.
  • نمونه برداری به منظور تعیین ازت پای بوته معمولاً در بهار انجام میگردد و در زمانهای بحرانی که گیاه نیاز دارد.

۷ – نحوه نمونه برداری :
از ترسیم نقشه مزرعه و تقسیم آن از هر قطعه بصورت مستطیل یا زیگزاگ نمونه برداری انجام میگیرد. در روش مستطیل معمولاً بر روی قطرهای مستطیل حرکت کرده و نمونه برداری انجام می شود. و در روش دوم بصورت زیگزاگ در مزرعه حرکت نموده و از چند نقطه نمونه برداری انجام میشود.
اگر با اوگر نمونه برداری شود تا عمق مورد نظر نمونه برداشته و در سطل مخصوص ریخته میشود. پس از آنکه همه نمونه های فرعی جمع آوری شد بدقت مخلوط و حدود ۱ تا ۵/۱ کیلو در کیسه مخصوص ریخته و اتیکت گذاشته شود.
اگر نمونه برداری با بیل باشد بصورت زیگزاگ در مزرعه حرکت کرده چند چاله به عمق های مورد نظر حفر میکنیم به این صورت که ابتدا خاک سطحی را کنار زده و سپس چاله ای به عمق ۳۰ – ۰ حفر می کنیم و خاک چاله را بیرون آورده و بعد دیواره های چاله را تراشیده و این خاک را بعنوان نمونه اول از عمق ۳۰ – ۰ کنار می گذاریم و مشخصات نمونه را روی کارت نوشته و داخل پاکت نمونه میگذاریم و بعد چاله را از عمق ۳۰ تا ۶۰ حفر کرده و ۵/۱ کیلو خاک را از دیواره های چاله برمیداریم و به عنوان نمونه دوم کنار میگذاریم باید دقت کرد مشخصات نمونه ها تکراری نباشد و حتماً عمق نمونه برداری در مشخصات ذکر شود.
به این ترتیب از ۵ چاله حفر شده نمونه خاک تهیه کرده و در نهایت عمق های مشابه را با هم مخلوط میکنیم و در نهایت یک نمونه ۵/۱ کیلوئی را به عنوان نمونه عمق ۳۰ – ۰ و یا ۶۰ – ۳۰ به آزمایشگاه ارسال میکنیم.
در نمونه برداری از خاک گلخانه لازم است حتی الامکان قبل از کود دادن و آبیاری و بعد از تسطیح نمونه برداری انجام شود.  از هر ۲۰۰متر مربع با اوگر یا بیلچه از عمق ۱۵-۰ و ۴۵-۱۵ سانتی متری خاک یک نمونه تهیه کرده، و در نهایت یک نمونه مرکب (مخلوط پنج نمونه) را برای یک گلخانه هزار متری آماده و در پاکت تمیز ریخته و به آزمایشگاه ارسال می نماییم.
۸ – تعداد نمونه :
تعداد نمونه بستگی به وسعت مزرعه دارد ولی بطور معمول از هر ۵ هکتار زمین زراعی یک نمونه جهت آنالیز تهیه میشود که حداقل مقدار این نمونه ۵/۱ کیلو گرم می باشد.
۹ – کارت مشخصات نمونه  :
در این کارت بایستی مشخصاتی از قبیل نام مالک ؛ شهرستان ، منطقه ، نام مزرعه ، عمق نمونه برداری و تاریخ نمونه برداری ذکر شود
فاکتورهایی که در خاک اندازه گیری می شود، چند دسته است:
الف – فاکتورهای اصلی : که فاکتورهای « تست خاک» نامیده و در ابتدا اندازه گیری می شوند، عبارتند از:
۱- pH  ( پ . هاش. یا واکنش خاک ): یعنی میزان اسیدی و قلیایی بودن خاکه که معمولاً در گِل اشباع اندازه گیری می شود( البته در عصارۀ ۵/۲ : ۱- ۵ : ۱ – ۵ : ۱ – ۱۰ : ۱ هم اندازه گیری می شود ولی روش استاندارد همان گِل اشباع است). بهترین حد pH 6 – ۷ است. کم تر از ۶ میل به اسیدی و بالاتر از ۷ میل به قلیایی است و اگر خاکی pH بالاتر از ۵/۸ داشته باشد قلیایی نامیده می شود. در ایران به علت وجود کربنات کلسیم pH معمولاً ۸/۷ – ۳/۷ است و به همین دلیل کنترل آن آسان نیست.
۲. EC یا شوری خاک : از مهم ترین فاکتورهای تعیین کنندۀ کِشت است و عبارت است از اندازه گیری هدایت الکتریکی عصارۀ گِل اشباع ( معمولاً) یا سایر عصاره ها که بر حسب میلی زیمنس بر سانتی متر بیان می شود. واضح است که هر چه نمک خاک بیش تر باشد هدایت الکتریکی بیشتر است ( خاک شورتر).
معمولاً EC در حد کم تر از ۲ را قابل کشت برای همۀ گیاهان یا بدون شوری،
۴-۲ را کمی شور و غیر قابل کشت برای گیاهان حساس، ۸-۴ نسبتاً شور ( که برای گیاهان مقاوم خوب است)  و بالاتر از ۸ را خاک شور می نامند که فقط گیاهان خیلی مقاوم مثل پسته و خرما و جو را می توان در آن کاشت.
البته گاهی دیده می شود که آزمایشگاه شوری خاک را بالا نشان داده ولی گیاه در حال فعالیت و رشد است و این موجب تعجب کشاورز و بی اعتمادی به آزمایشگاه می گردد؛ این موضوع چند دلیل دارد:
الف – نمونۀ برداشته شده، از محل فعالیت ریشۀ گیاه نیست.
ب – حد شوری به معنی حد غیر اقتصادی بودن است و گاهی دیده می شود که گیاه در حال رشد است و با هر درجه افزایش شوری از عملکرد بالقوۀ گیاه کاسته می شود( در ادامه به عوامل شوری خاک اشاره خواهد شد).
۳٫ بافت خاک ( Soil Texture ) یا درصد ذرات تشکیل دهندۀ خاک: بافت خاک همان چیزی است که هر کشاورزی که بیل به زمین می زند و به خاک نگاه می کند، آن را می بیند نه چیزی دیگر: نرمی خاک، تختی خاک، سبکی خاک، سنگینی خاک، حاصلخیزی و ضعیفی خاک همه و همه در نگاه اول مربوط به بافت است. آن چه که آزمایشگاه به شما اعلام می کند عبارت از سه عدد است که جمع آن ها ۱۰۰ می شود و عبارت است از درصد شن (Sand) ، درصد لایی (Silt)  و درصد رس (Clay) که بسته به مقدار آن ها، خاک بافت خاصی را به خود می گیرد.
۴٫ SP (درصد اشباع): میزان آبی که صد گرم خاک می گیرد تا اشباع شود (البته این عدد به مهارت آزمایش کننده هم بستگی دارد). در اختیار داشتن SP تعیین برنامه های آبیاری و کوددهی و نوع کشت کمک می کند. میزان SP در درجۀ اول به بافت خاک بستگی دارد، ولی میزان مواد آلی و گچ و نمک ها هم در نتیجۀ SP مؤثر است.

ب- فاکتورهای تغذیه ای:
۱٫ درصد مادۀ آلی ( OM ): که معمولاً به صورت کربن آلی (OC) بیان می شود. میزان مواد آلی بیان کنندۀ میزان حاصلخیزی خاک است، ولی اگر ریشۀ گیاهان و علف های هرز هم در نمونه باشند موجب نشان دادن غیر واقعی کربن آلی می شود. در خاک های حاصلخیز میزان کربن آلی واقعی باید از ۱% بیش تر باشد ولی در اغلب خاک های زراعی میزان مواد آلی حدود ۵/۰% یا کم تر است. مصرف بی مورد کودهای نیتروژن دار موجب کاهش مواد آلی می شود، به همین دلیل در توصیۀ کودهای نیتروژن دار، توجه به میزان مواد آلی خاک ضروری است.
۲٫نیتروژن (ازت) N: نیتروژن در خاک به سه صورت وجود دارد و اندازه گیری می شود:
اول نیتروژن نیتراتی که حاصل تغییرات نهایی کلیۀ مواد آلی و معدنی است که قابل جذب گیاه است و مقدار آن متغیر است و در مزارع مهم تر از باغ ها است.
دوم نیتروژن آمونیاکی  ( NH4 ) از تجزیۀ بعضی مواد آلی و کودهای شیمیایی در خاک پیدا می شود و مقدار آن ملاک عمل نیست مگر برای کارهای تحقیقاتی.سوم نیتروژن کل که حاصل جمع کل نیتروژن آمونیاکی و نیتراتی و مواد آلی است که معمولاً قسمتی از آن نیز قابل جذب نیست و مقدار آن ۱/۰ تا ۵/۰ درصد است و بر اساس آن کود توصیه می شود.
معمولاً در توصیۀ کودهای نیتروژن، به وضع آبیاری و عملکرد و سن درختان (در باغ ها) هم توجه می شود.
۳٫ فسفر P: فسفر به صورت فسفات و به فرم های مختلف وجود دارد که اکثراً نا محلول و کم محلول هستند. فسفر محلول خاک بسیار پایین است و آن چه در آزمایشگاه اندازه گیری می شود، برای خاک اکثر مناطق ایران که کربناتی است ، با محلول سدیم بی کربنات نیم ملار استخراج می شود و حد مطلوب آن برای گیاهان مختلف تفاوت دارد ولی به طور کلی مقادیر بین ۷ تا ۱۵ میلی گرم در کیلوگرم ( ppm ) مناسب است.
۴٫ پتاسیم K: از عناصر بسیار مهم تغذیه ای است و در خاک معمولاً به سه صورت محلول، قابل تبادل و نامحلول وجود دارد. در خاک معمولاً فرم قابل تبادل اندازه گیری می شود و ملاک عمل است  که به عنوان انبار ذخیرۀ گیاه است و به تدریج بسته به نیاز، پتاسیم را به صورت محلول در اختیار گیاه می گذارد. هر چه خاک رسی تر و سنگین تر باشد قابلیت ذخیرۀ پتاسیم تبادلی بیش تر است، از این جهت حد مطلوب پتاسیم اندازه گیری شده بسته به بافت خاک از ۱۵۰ تا ۳۵۰ میلی گرم در لیتر متغیر است. البته عناصر دیگر نیز در جذب پتاسیم و میزان نیاز مؤثرند ( مثل نیتروژن آمونیاکی، منیزیم و کلسیم).
۵٫ ریز مغذی ها یا میکرو المنت ها (Micro Elemnts) : عبارتند از آهن ، منگنز، روی، مس، بُـر و مولیبدن که در مقادیر کم آثار زیادی دارند. آهن، منگنز و روی در خاک به فرم های مختلف وجود دارد و معممولاً میزان محلول در آب به قدری کم است که گاهی قابل اندازه گیری نیست”، لذا با عصاره های مختلف آن ها را استخراج می کنند ( در خاک های کربناتی با محلول DTPA که یک مادۀ کلات ساز است استخراج می شود ). میزان قابل قبول آن ها در خاک طبق جدول زیر است:

حد قابل قبول (ppm)

عنصر

ردیف

۵/۷ – ۱۰

آهن

۱

۶ – ۸

منگنز

۲

۱-۲

روی

۳

۵/۰ – ۱

مس

۴

۶/۰ – ۱

بُـر

۵

 بُـر معمولاً به وسیلۀ آب داغ عصاره گیری می شود و از عناصری است که زیادی آن بیش از کمبودش مضر است، بنابر این در مصرف آن حتماً باید دقت نمود و مخصوصاً بعضی گیاهان به زیادی آن حساس هستند.

تجزیه گیاه
تجزیه خاک با همه امتیازاتی که دارد دارای محدودیت هایی است که گاهی برای تشخیص نیاز واقعی گیاه کافی نیست زیرا علاوه بر مواد غذایی قابل جذب در خاک عوامل دیگری در جذب دخالت دارند که تجزیه گیاه بعنوان فاکتور کل منعکس کننده همه عوامل مؤثر در جذب می باشد.
البته همه عناصر غذایی ۱۴ گانه در تمام قسمتهای گیاه می باشند ولی هر کدام از عناصر را که در نظر بگیریم در قسمتهای مختلف گیاه غلظت متفاوت دارند و در مراحل مختلف رشد هم غلظت فرق میکند مثلاً ازت و فسفر مرتب بر حسب سن گیاه کاهش می یابد ولی کلسیم و منیزیم با سن گیاه افزایش می یابد. بنابراین بسیار مهم است که چه قسمت از گیاه را در چه مرحله از سن فیزیولوژیکی گیاه برداریم که بیان کننده نیاز واقعی گیاه باشد به این معنی که عملکرد گیاه با غلظت آن عنصر رابطه آماری داشته باشد. قبل از آوردن جدول اطلاعات نمونه برداری توجه به دستورالعمل کلی زیر الزامی است :
۱ – قسمتهای زیر نمونه برداری نشود:
* گیاهان خشکیده و مریض
* گیاهانی که در اثر آفات یا ضربات مکانیکی صدمه شدید دیده اند
* گیاهانی که برگهای خاک آلوده دارند
* بعد از محلول پاشی و سم پاشی
* گیاهانی که علائم کمبود دارند (جداگانه نمونه برداری شوند)
* صبح خیلی زود یا در هوای ابری نمونه برداری نشود زیرا غلظت نیترات در این مواقع بالاست
۲ – بهتر است نمونه ها در پاکت کاغذی بزرگ گذاشته شود.
۳ – اگر می خواهید گیاهان مبتلا به کمبود را نمونه برداری کنید دقیقاً از گیاه سالم مشابه هم نمونه شاهد بردارید.
۴ – اگر دستورالعمل دقیق برای نمونه برداری در دست نیست بطور کلی برگهای کامل رسیده را بردارید نه برگ جوان و پیر.
۵ – پرسشنامه مربوط به اطلاعات در مورد گیاه و مزرعه مورد نظر کامل شود.
۶ – برای مطمئن شدن از نتایج کار بهتر است یک نمونه خاک هم از محل مورد نظر بردارید.
۷ – کاربرد اصلی تجزیه گیاه در درختان (میوه – مرکبات) می باشد لذا لازم است بدستورالعمل اختصاصی نمونه برداری درختان میوه توجه شود زیرا تجزیه گیاه در درختان عمدتاً برای توصیه کودی برای سال جاری و سال آینده می باشد.
۸ – نمونه برداری باید در اواسط فصل رشد درخت صورت گیرد.
۹ – تعداد برگ برداشت شده بین ۵۰ – ۳۰ عدد از هر درخت باشد.
۱۰ – نمونه برداری از شاخه های سال جاری انجام شود.
۱۱ – در گیاهان زراعی زمان و نحوه نمونه برداری برای گیاهان مختلف فرق می کند که در جدول به آنها اشاره شده است.
۱۲- در نمونه برداری از برگ گیاهان گلخانه ای باید دقت شود که نمونه از برگهای در حال رشد و یا برگهای پیر نباشد . ۱۵ تا ۲۰ عدد ا ز برگهای میانی شاخه اصلی می تواند بهترین نمونه برای یک گیاه گلخانه ای باشد.
در تجزیه گیاه بر خلاف تجزیۀ خاک کلیۀ مواد غذایی موجود در نسج مربوطه اندازه گیری می شود و پس از مقایسه با میزان مطلوب ( یعنی میزانی که کمتر از آن باعث کاهش محصول می شود) آن عنصر مورد نیاز گیاه با اطمینان سنجیده می شود.
البته میزان مطلوب برای هر گیاه با گیاه دیگر تفاوت دارد و حتی برای یک گیاه مقادیر مختلف نسبت به آن عنصر است ، با این حال به طور عمومی حد مطلوب عناصر در گیاه خشک به شرحی است که در جدول زیر آمده است.

واحد

حد قابل قبول

درصد

ردیف

درصد در مادۀ خشک

۵/۱ – ۲

N  ازت

۱

درصد در مادۀ خشک

۱/۰ – ۱۵/۰

P     فسفر

۲

درصد در مادۀ خشک

۷/۰ – ۵/۲

K     پتاسیم

۳

درصد در مادۀ خشک

۲-۴

Ca   کلسیم

۴

درصد در مادۀ خشک

۴/۰ – ۸/۰

Mg   منیزیم

۵

درصد در مادۀ خشک

هر چه کمتر

Na   سدیم

۶

درصد در مادۀ خشک

هر چه کمتر

Cl     کلر

۷

درصد در مادۀ خشک

۱۵/۰ – ۲۵/۰

S     گوگرد

۸

میلی گرم در کیلوگرم مادۀ خشک

۸۰ – ۲۰۰

Fe        آهن

۹

میلی گرم در کیلوگرم مادۀ خشک

۲۵ – ۷۵

MN  منگنز

۱۰

میلی گرم در کیلوگرم مادۀ خشک

۲۵ – ۱۰۰

Zn  روی

۱۱

میلی گرم در کیلوگرم مادۀ خشک

۴ – ۲۰

Cu  مس

۱۲

میلی گرم در کیلوگرم مادۀ خشک

۲۵ – ۲۰۰

B بـُر

۱۳

نمونه آب ؛
نکته مهم در تهیه نمونه آب این است که از ظرف تمیزی برای این منظور استفاده شودو بطری مورد نظر را از آب پر کرده و بعد درب آن را می بندیم به نحوی که در بالای آن هوایی وجود نداشته باشد.
زمان مناسب برای نمونه برداری حداقل ۲۴ ساعت بعد از روشن شدن موتور می باشد و این نمونه بایستی فوراً جهت آنالیز به آزمایشگاه ارسال گردد. زمان مناسب جهت ارسال نمونه و آنالیز نمونه حداکثر ۴۸ ساعت می باشد.