دانلود تحقیق ازت

مقدمه : به دلیل اهمیت ازت در تولیدات کشاورزی، انتخاب عاقلانه نوع و مقدار کود ازته جهت برداشت حداکثر محصول الزامی است .

ارائه مقدار متناسب ازت نه تنها سبب وصول حداکثر درآمد می گردد، بلکه از تجمع زیادی نیترات در پروفیل خاک جلوگیری می کند و آبشویی را نیز به حداقل میزان ممکن خواهد رسانید .

مقدار کود ازته مورد نیاز برای نیل به عملکردهای بهینه با توجه به نوع محصول، خاک، آب و هوا و شرایط زراعی مشخص می گردد .

نیاز و زمان مصرف ازت برای گیاهان مختلف، متفاوت است .

اغلب نیتروژن موجود درخاک به تدریج به نیترات (NO3) تبدیل می شود .

برای کاهش آبشویی نیتروژن سیستم های زراعی و مدیریتی باید NO3 اضافی در خاک و قابلیت نفوذ زیر منطقه ریشه را کاهش دهند .

هر گاه قدرت تأمین ازت قابل استفاده خاک برای تغذیه گیاهی کافی نباشد، باید ازت قابل استفاده خاک را افزایش داد .

برای یک توصیه کودی دقیق باید از میزان عناصر قابل استفاده گیاه مطلع باشیم .

روشهای تخمین ازت قابل استفاده : این روشها به دو گروه کلی آنالیز خاک و تجزیه بافت گیاه تقسیم می شوند که آنالیز خاک متداول ترین مورد است.

اما عیب این روش این است که مقادیر اندازه گیری شده در آزمایشگاه همان مقادیری نیستند که از نقطه نظر تولید محصول دارای اهمیت باشند چرا که میزان عناصر غذایی قابل استفاده گیاه در طول دوره رشد تنها تابع خصوصیات خاک نیست بلکه نوع گیاه، توسعه ریشه، شرایط محیطی و مدیریت مزرعه در آن دخیل است .

مشکلاتی در نمونه برداری، تجزیه و تفسیر نتایج حاصله نیز بوجودمی آید، بنابراین، این روش به تنهایی مفید نیست .

روشهای آنالیز خاک عبارتند از : 1- اندازه گیری مقدار ازت معدنی خاک قبل از کاشت که در اکثر موارد نیترات اندازه گیری شده به دلیل حضور آمونیوم نسبتاً کم است .

2- اندازه گیری مقدار نیترات در نیمرخ خاک به روش بودجه ای : در این روش، مقدارازتی که توسط مقدار معینی محصول برداشت می شود، محاسبه می گردد .

این روش همبستگی خوبی را در مورد تعیین نیاز واقعی تضمین نمی کند .

زیرا در این روش برای انجام محاسبات باید فرضیات و تخمین های زیادی در نظر گرفته شود .

3- تعیین جزء قابل معدنی شدن ازت آلی به روش شیمیایی .

اکثر روشهای شیمیایی ازت آمونیومی یا ازت کل را در عصاره خاک اسیدی یا بازی اندازه گیری می کنند .

همچنین از طریق جوشاندن یا گذاشتن نمونه های خاک در اتوکلاو که در آب یا محلول نمکهای رقیق شده قرار گرفته اند اندازه گیری صورت می گیرد .

4- مقدار بهینه ازت مورد نیاز بر مبنای ظرفیت خاک در تأمین ازت قابل استفاده و کل تعداد ازت برداشت شده توسط گیاه از خاک فرمولی به صورت زیر ارائه گردیده است : Nf = (Ng-Ns)/Ef Nf = مقدار کود ازته که باید مصرف شود .

Ng = مقدار ازت گیاه Ns = مقدار ازتی که توسط گیاه از خاک برداشت می شود .

Ef = بخشی از کود ازته است که توسط گیاه مورد استفاده قرار می گیرد .

بزرگترین محدودیت برای هر یک از فرمولها، ظرفیت قابل معدنی شدن ازت است که در هیچ یک از موقعیتهای مزرعه به طور دقیق نمی توان آنرا تعیین کرد .

زیرا معدنی شدن یک فرآیند میکروبی است و مقدار آن درمزرعه تحت تأثیر درجه حرارت، رطوبت و تهویه می باشد .

بنابراین برای تخمین میزان ازتی که ازطریق معدنی شدن عاید می شود باید تمامی این عوامل را درنظر گرفت .

استفاده از میزان ازت گیاه به جای ازت خاک روش دیگری برای تخمین میزان ازت قابل استفاده گیاه است .

مقدار نیترات جذب شده توسط گیاه به مقدار ازت قابل استفاده درخاک بستگی دارد .

البته تجزیه بافتهای گیاه به شرطی که گیاه در شرایط کمبود شدید نباشد، می تواند تخمین نسبتاً دقیقی از وضعیت تغذیه ای را ارائه دهد .

معرفی SPAD : تشخیص زمان کاربرد کود نیتروژن اضافی طی فصل رشد با استفاده از تست بافت معمولی، انجام پذیر است .

البته تأخیر چند روزه تا یک هفته بین جمع آوری نمونه های بافت و تکمیل آنالیز شیمیایی، غیرقابل قبول می باشد .

مشکلات مرتبط با یافته های تست بافت سنتی ممکن است بر طرف نشدنی به نظر آید ولی معرفی اخیر کلروفیل سنج قابل حمل تجاری، فائق آمدن بر بسیاری از این مشکلات را ممکن می سازد .

کلروفیل سنج SPAD soil plant Analyses Development)) توسط شرکت Minolta برای تخمین سطوح کلروفیل در گیاه ساخته شد .

این دستگاه میزان کلروفیل را توسط اندازه گیری مقدار نور عبور یافته از برگ، مشخص می کند و می تواند اطلاعات لازم را در محل مربوطه و درحالت غیر تخریبی ارائه دهد .

با استفاده از SPAD ، مزارع در طول سال قابل کنترل کردن هستند .

البته شایان ذکر است که روش استاندارد برای تعیین میزان کلروفیل در نمونه برگ، همگون کردن بافت برگ در استون 80% ، اندازه گیری جذب در 663 و 645 نانومتر و سپس محاسبه غلظت کلروفیل با استفاده از فاکتورهای خاص جذب برای کلروفیل a و b می باشد .

گرچه این روش خوب عمل می کند اما دو عیب دارد .

اول اینکه روشی وقت گیر است خصوصاً وقتی که نمونه هایی که باید آنالیز کنیم زیاد باشد .

دوم اینکه نمونه برگی که باید میزان کلروفیل آن تعیین شود، تخریب می گردد پس مطالعه بیشتر روی این نمونه ها غیر ممکن شود .

اما SPAD معایب مذکور را ندارد .

به دلیل اینکه اغلب نیتروژن برگ در مولکولهای کلروفیل وجود دارد، ارتباط نزدیکی بین نیتروژن برگ و محتوای کلروفیل برگ وجود دارد .

این ارتباط مثبت قوی، پایه پیش بینی وضعیت ازت گیاه توسط اندازه گیری محتوای نسبی کلروفیل برگ است .

کلروفیل اندازه گیری شده توسط SPAD سنجش بدون واحد محتوای کلروفیل برگ را نشان می دهد .

کلروفیل از نور قرمز استفاده می کند و کار SPAD بر اساس ارتباط بین میزان نور قرمز جذب شده و میزان نور انتقال یافته از میان برگ است .

به طور کلی هر چه نور قرمز بیشتری وجود دارد و علی القاعده گیاه سبزتری را نشان می دهد .

SPAD بالاترین حساسیت را در دامنه کمبود تا کفایت نیتروژن داراست .

اما نمی تواند مقدار نیتروژن اضافی برای گیاه را مشخص کند .

قدرت SPAD در اندازه گیری تفاوت نسبی در وضعیت نیتروژن گیاه و قابلیت تشخیص آغاز تنش نیتروژن قبل از قابل رویت شدن توسط انسان می باشد .

مدیریت فراهمی ازت برای گیاهانی مثل ذرت و سورگوم به طور نسبی آسان است زیرا افزایش ناچیز، به طور معکوس، عملکرد و کیفیت دانه را تحت تأثیر قرار نمی دهد .

فراهمی ازت اضافی برای گیاهان دیگر مثل پنبه، چغندرقند، گندم و جو می تواند به طور عکس، سلامت گیاه، عملکرد و ارزش محصول نهایی را تحت تأثیر قرار دهد .

بنابراین کاربرد تکنولوژیکی SPAD نیاز به سنجش خصوصیات رشدی گیاه و اهداف مدیریت ازت دارد .

استراتژی نمونه گیری برای استفاده از SPAD نیاز به تطابق دهی با هر گیاه و هر نوع برگ دارد .

مرحله رشد نسبی برگهای نمونه گیری شده و موقعیت در یک برگ باید با مطالعه ما متناسب باشد .

:SPAD انواع 1 2 3 4 5 موارد فوق به ترتیب پیشرفته شدن چیده شده اند و دستگاه شماره 5 به GIS مجهز می باشد.

تمام دستگاه هایی که تصویرشان آورده شده است میزان کلروفیل برگ را در کمتر از دو ثانیه به کار بر اعلام می کنند.

بخش های مختلف SPAD : این دستگاه انرژی فرکانس رادیویی را تولید، استفاده و ساطع می کند و اگر مطابق با دستورالعمل نصب و استفاده نگردد، ممکن است موجب تداخل مضری برای ارتباطات رادیویی شود .

قسمتهای مختلف این دستگاه عبارتند از : 1- کلید روشن و خاموش 2- بخش اندازه گیری کننده : وقتی که بسته است اندازه گیری انجام می شود .

3- خط مرکزی : مرکز منطقه اندازه گیری شونده را تعیین می کند .

4- sliding depth stop : برای اطمینان یافتن از اینکه اندازه گیری های تمام نمونه ها در فاصله مشابهی از لبه نمونه انجام شده باشد، قابل تنظیم است .

5- LCD : داده ها و اطلاعات را نمایش دهد .

6- کلید Average : متوسط داده ها را در حافظه محاسبه می کند .

7- کلید All data clear : تمام داده ها در حافظه را پاک می کند .

8- کلید Data recall : داده های ذخیر شده قبلی را نمایش می دهد.

(بازخوانی داده ها ) 9- کلید data delet 1 : اطلاعات نمایش داده شده را پاک می کند .

10- پوشش جایگاه باتری 11- strap eyelet : برای آویزان کردن آن توسط بند به گردن استفاده می شود .

12- شکاف نمونه : نمونه ها برای اندازه گیری در این قسمت وارد می شوند .

13- finger rest : این قسمت برای بسته شدن بخش اندازه گیری کننده باید لمس شود .

مواردی که در LCD نمایش داده می شوند عبارتند از : و قتی N نمایش داده شود یعنی تعداد داده ها و وقتی NO نمایش می یابد، شماره داده های نمایش داده شده مورد نظر است .

ـو قتی N نمایش داده شود یعنی تعداد داده ها و وقتی NO نمایش می یابد، شماره داده های نمایش داده شده مورد نظر است .

ـ شاخص قدرت پایین باتری، وقتی قدرت باتری تقریباً تحلیل رفت و باتریها نیاز به تعویض دارند، ظاهر می شود.

- نمایش متوسط داده ها ـ اطلاعات یا پیام عملیات اصول کار SPAD : مقادیری که توسط SPAD- 502 بدست می آید، براساس میزان نور عبور یافته از برگ در دو منطقه طول موجی که جذب کلروفیل در آن دو متفاوت است، محاسبه می گردد .

نمودار فوق خصوصیات جذب نوری کلروفیل استخراج یافته از دو برگ را با استفاده از استون 80% نشان می دهد .

محتوای کلروفیل برگ B کمتر از برگ A می باشد .

نمودار همچنین نشان می دهد که حداکثر جذب کلروفیل در مناطق قرمز و آبی است و کمترین جذب در ناحیه سبز رخ می دهد و البته هیچ گونه جذبی در ناحیه مادون قرمز وجود ندارد .

بر اساس این مطالب دامنه طول موج انتخاب شده برای اندازه گیری، ناحیه قرمز( که بیشترین جذب را دارد توسط کاروتن تحت تأثیر قرار نمی گیرد .) و ناحیه مادون قرمز ( که جذب آن بسیار کم است ) هستند .

نمودار زیر مراحلی که تا نمایش ارزش SPAD طی می شود را نشان می دهد .

ابتدا در سیستم نوری، نور قرمز و مادون قرمز ساطع می شود .

نوری که از نمونه برگ عبور می کند به گیرنده می رسد که نور عبور یافته را به سیگنالهای الکتریکی مشابه تبدیل می نماید و این سیگنالهای همسان توسط آمپلی فایر تقویت شده و سپس توسط تبدیل کننده A / D به سیگنالهای دیجیتالی تغییر پیدا می کند .

در ادامه سیگنالهای دیجیتالی، با انتخاب کلیدهای مختلف دستگاه بوسیله مایکروپرو سسور برای محاسبه ارزشهای SPAD مورد استفاده قرار می گیرند که نتیجه در صفحه نمایشگر پیدا می شود به طور خودکار در حافظه ذخیره می گردد .

اطلاعات موجود در حافظه قابل بازخوانی یا حذف است و میانگین تمام اطلاعات حافظه با استفاده از کلید مناسب، قابل محاسبه می باشد .

تصویرزیر نشان می دهد که وقتی بخش اندازه گیری کننده بسته می شود، نور ساطع می گردد و از نمونه برگ موجود در بخش مذکور عبور کرده و به بخش دریافت کننده وارد می شود .

سپس به گیرنده میرسدوبه سیگنالهای الکتریکی همسان تبدیل میشود SPAD از دو LED استفاده می کند که نور را به سطح بالایی برگ گسیل می کنند .

LED قرمز با طول موج حداکثر 650 نانومتر و LED مادون قرمز با طول موج حداکثر 940 نانومتر .

نور به برگ وارد می شود( جایی که یک قسمت نور بوسیله کلروفیل جذب می گردد ) و باقیمانده از میان برگ ـ جایی که به شناساننده فتودیودسیلیکون برخورد می کند ـ عبور می نماید و به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می شود و مراحل بعدی تا نمایش داده طی می شود .

این فرایند فقط چند ثانیه طول می کشد و SPAD قادر به ذخیره 30 عدد، میانگین گیری از آنها و حذف داده ها در هنگام نیاز است .

اندازه گیری : SPAD به آسانی در مزرعه برای اندازه گیری قابل استفاده است .

منطقه اندازه گیری شونده میلی متر است که برگهای کوچک اندازه گیری می شوند و ضخامت نمونه ها ممکن است به 2/1 میلی متر برسد .

از قسمتهای بسیار ضخیم مانند رگبرگهای برگ، اندازه گیری نکنید .

اگر یک برگ رگبرگهای بسیار ظریفی داشته باشد چنین اندازه گیری انجام می شود و برای بهترین نتایج از آنها میانگین گیری شود .

توصیه می شود در مزارع کوچک ( کمتر از 40 ایکر)، حداقل 20 انداز گیری داشته باشیم .

در مزارع بزرگ یک اندازه گیری در هر دو ایکر انجام می شود ( مثلاً یک مزرعه 80 ایکری به 40 نمونه نیاز است .

) باید سعی شود از مناطقی که معرف شرایط کل مزرعه نیستند، نمونه گیری به عمل نیاید .

برای هر بار استفاده، کالیبراسیون ضروری است .

به این صورت که قبل از وارد کردن بافت گیاه به بخش مربوطه، هد دستگاه را می بندیم و بعد از شنیدن صدای بیپ مشخص می شود که دستگاه برای اولین نمونه آماده است .

سپس نمونه را در بخش مخصوص اندازه گیری قرار می دهیم .

باید اطمینان یابیم که نمونه، پنجره دریافت کننده را کاملاً بپوشاند .

اگر پنجره های دریافت کننده و / یا ساطع کننده در هر اندازه گیری، کثیف باشند یا مقداری آب روی آنها وجود داشته باشد، اندازه گیری دقیقی قابل انجام نیست .

پس قبل از اندازه گیری باید آنها را تمیز کرد .

نکته مهم دیگر اینکه، وقتی SPAD در نور مستقیم استفاده شود، بهتر است با بدن خود روی آن سایه بیندازیم تا نور، اندازه گیری را تحت تأثیر قرار ندهد .

بعد از قرار دادن نمونه در بخش اندازه گیری کننده، روی قسمت Finger rest لمس شود تا هد اندازه گیری بسته شود و تا زمانی که صدای بیپ ایجاد شود، بسته نگه داشته می شود و داده های اندازه گیری شده در LCD نمایش داده می شود.

اندازه گیری ها به طور خودکار در حافظه ذخیره می شود .

اگر یک سری صدای بیپ و علامت " " در صفحه نمایش پدیدار شود، اندازه گیری به درستی انجام نمی شود .

باید دوباره نمونه وارد دستگاه شود، بخش اندازه گیری کننده کاملاً بسته نگه داشته شود تا اندازه گیری تمام شود .

حافظه در SPAD قابلیت مطلوبی دارد و به صورت زیر عمل می کند : تا 30 داده گنجایش دارد .

وقتی حافظه پر باشد اولین شماره داده ( قدیمی ترین داده در حافظه ) حذف می شود و داده های باقی مانده درحافظه، شیفت می یابند .

برای اینکه، داده مربوط به شماره 2 از 30 عدد، داده شماره 1 از 29 عدد می شود .

اندازه گیری جدید سپس به عنوان داده شماره سی ذخیره می شود .

تمام داده ها از حافظه پاک می شود، زمانی که کلید خاموش را انتخاب کنیم .

بعد از اینکه داده های نمایش داده شده حذف شد، از کلید 1 Data delet استفاده می کنیم، اندازه گیری های بعدی به یکی از روشهای زیر، قابل ذخیره خواهد شد : 1- اندازه گیری دیگری بدون تغییر شماره داده انجام شود، داده های اندازه گیری شده جدید در فضای مخصوص شماره داده ذخیره خواهد شد .

2- اگر صفحه نمایش به شماره داده دیگری با استفاده از Data recall تغییر یابد، داده های باقی مانده در حافظه برای شماره داده ها شیفت خواهند شد که داده های قبلی حذف می شود و داده های جدید اندازه گیری شده در ناحیه خالی شماره بعدی ذخیره خواهد شد .

ارزشهای SPAD بوسیله عوامل بسیاری به جز محتوای نیتروژن تحت تأثیر واقع می شود .

در واقع هر چیزی که رنگ گیاه را عوض کند ( مثل بیماریها، کمبود عناصر غذایی دیگر، تفاوت واریته ها) می تواند این داده ها را تحت تأثیر قرار دهد .

اندازه گیری را برای برگهایی که حواشی قهوه ای دارند و مبتلا به بلاست، بلایت غلاف یا بیماری لکه قهوه ای هستند، انجام نمی دهیم .

برگهای با حواشی قهوه ای ممکن است کمبود پتاسیم داشته باشند .

در رابطه با تفاوت واریته ها، مثالی در برنج وجود دارد .

وقتی که میزان مساوی ازت برای واریته های Cypress و Kaybonnet استفاده می کنیم، واریته Kaybonnet معمولاً رنگ سبزتری خواهد داشت بنابراین توصیه می شود از منحنی های کالیبراسیون مخصوص هر واریته برنج برای تعیین اینکه درمزارع برنج نیازی به کاربرد ازت در نیمه فصل هست یا خیر، استفاده گردد.

محتوای کلروفیل برگ توسط نوع گیاه، کولیتوارها در یک گیاه، مرحله رشد، موقعیت برگ، نوع خاک و متغیرهای اقلیمی تمایز پیدا می کند .

تنش آب، بیماریهای گیاهی، کمبود مواد غذایی دیگر و یا فاکتورهای دیگری که موجب تنش در گیاه می شود نیز ممکن است محتوای کلروفیل برگ را تحت تأثیر نیز قرار دهد .

یک روش برای کاستن اثرات این عوامل پیچیده، بوجود آوردن یک ناحیه کوچک ارجاع در هر مزرعه می باشد که به حدکفایت با کود ازت تغذیه شده باشد .

در این روش، اعدادی که توسط SPAD در ناحیه ارجاع در مزرعه بدست آمده با اعداد حاصل شده از تمام مزرعه مقایسه می شود .

اعداد ثبت شده از پایگاههایی که در تمام مزرعه در نظر گرفته شده باید از کولتیوارهای یکسان، مرحله رشدی یکسان و از بخش هایی از مزرعه با سابقه زراعی مشابه حاصل شده باشد .

در این روش، سعی شده است تمام عوامل به طور یکسان حفظ شود البته به جز حد کفایت ازت .

این محاسبات منجر به چیزی می شود که شاخص کفایت ازت (NSI) گفته می شود.

با هر نوع اندازه گیری مشاهدات مکرر، تنوعی بین اعداد بدست آمده نشان داده خواهد شد .

واریانس (تنوع) بدست آمده در آزمونهای بافت سنتی برای غلظت نیتروژن برگ، معمولاً از 3 تا 6% متغیر است .

بنابراین احتمالاً در نظر گرفتن افزودن کود ازت تا زمانی که شما از وجود تنش مطمئن نیستید، مناسب نیست .

آزمایشی در ذرت نشان داده است که NSI کمتر از 95% کمبود ازت را مشخص می کند که باید تصحیح شود و گرنه ممکن است به کاهش عملکرد منجر شود از این درجه تنش این طور استنباط می شود که باید کوددهی همراه آبیاری انجام شود یا به شکل دیگری کود ازت در کمتر از یک هفته بکار برده شود .

در یک برگ پیشنهاد می شود که نمونه گیری مانند تصویر زیر در نقطه وسط در میان نوک و انتهای برگ و بین رگبرگ میانی و لبه برگ انجام گیرد .

دیگر موقعیتهای نمونه گیری در گیاه یا در یک برگ ممکن است برای کاربردهایی مناسب باشد باید دقت شود که از گیاهان ناهمگون در یک جمعیت، برگهای جوان که رنگ یکدستی ندارند، مناطق بیمار یا آسیب دیده یا گیاهانی که فضای فوق العاد زیادی اشغال می کنند، نمونه گیری به عمل نیاید .

100 ×میانگین اعداد بدست آمده توسط SPAD از کل مزرعهNSI100 ×میانگین اعداد بدست آمده توسط SPAD از ناحیه ای با ازت کافیNSI