دمای ریشه از آن جهت اهمیت دارد که ریشه مهم ترین شاکله یک گیاه است؛ جنبه‌های زیادی در تولید محصول و گیاه وجود دارد که موفقیت تمام تلاش‌های شما را تعیین می‌کند، اما یکی از جنبه‌های رشد که اغلب نادیده گرفته می‌شود، دمای ناحیه ریشه است.
به هر حال ریشه‌ها از دید خارج هستند و ممکن است این سوال برایتان پیش بیاید که در مورد دمای ریشه چه کاری می‌توانید انجام دهید؟ شاید نظر شما این باشد که همه‌ی گیاهان باید در یک دما باشند تا حالشان خوب باشد؛ اما نه، در واقع اشتباه است.
در ادامه با ما همراه باشید تا به دلیل آن بپردازیم.
عوامل موثر در دمای ناحیه ریشه گیاهان
هدف اساسی سیستم ریشه جذب آب و عناصر شیمیایی است که گیاه برای عملکرد به آن نیاز دارد و در خاک اطراف ریشه موجود است. از دیگر اهداف ریشه‌ها می‌توان به لنگر انداختن، حمایت و ذخیره سازی اشاره کرد که در برخی گیاهان ممکن است عملکرد مهمتری نسبت به جذب آب و مواد مغذی باشد.
ریشه‌ها آب و مواد مغذی را از طریق فرآیند اساسی اسمز جذب می‌کنند؛ فرآیند اسمز به دلیل تفاوت در غلظت‌های یون غشاهای مختلف اتفاق می‌افتد که در اثر آن آب از طریق یک غشاء به داخل سلول‌های گیاه حرکت می‌کند.
با این حال اغلب عناصر، اغلب به طور فعال به سلول های گیاهی پمپ می‌شوند و این عمل نیاز به انرژی دارد.
در تصویر بالا قسمتی از گیاه که در بالای سطح قرار دارد “شاخه” نامیده می شود و قادر است دمای خود را از طریق تعرق تنظیم کند؛ بنابراین محدوده دما در عکس می‌تواند بزرگتر باشد و می‌تواند سریعتر تغییر کند. قسمتی از گیاه که در زیر سطح قرار دارد منطقه ریشه نامیده می‌شود و گیاه به هیچ وجه قادر به تنظیم دمای آن نیست. بنابراین محدوده دما کمتر است و ریشه ها باید خنک تر بمانند.
سیستم‌های محافظ ریشه کدامند؟
ریشه همچنین باید از خود در برابر مقدار زیاد مواد خاص و از دست دادن موادی که قبلاً جذب شده اند محافظت کند. برای انجام این کار، سیستم‌های حفاظتی و موانعی را توسعه داده است که این کار را انجام می‌دهند. بدیهی است که ریشه ها قدرت جذب نور خورشید را ندارند اما در واقع، آنها مقدار زیادی از انرژی را که گیاه از خورشید جذب می‌کند را مصرف می‌کنند.
گیاهان از این انرژی برای تنفس استفاده می‌کنند. فرآیند دریافت اکسیژن (O2) و استفاده از آن، به منظور تبدیل کربوهیدرات‌ها (که از طریق فتوسنتز در ناحیه بالایی گیاه ایجاد می‌شود) به انرژی برای استفاده در فرآیندهای دیگر انجام می‌شود.
ریشه ها نیازی به دی اکسید کربن (cO2) ندارند. تنفس گرما می‌دهد؛ اگر دما خیلی بالا برود، واکنش‌ها به هم می‌ریزد. اگر این اتفاق بیفتد، ریشه ها آب را جذب می‌کنند اما تمام تلاش خود را برای حفظ آن انجام می‌دهند و بنابراین روند تعرق (که آب را به کل گیاه می رساند و آن را خنک می کند) مختل می‌شود.
در عوض، ریشه‌ها گرمای اضافی تولید شده از تنفس (گرمای نهان) را به محیط اطراف منتقل می‌کنند. محیط‌های متراکم مانند خاک، شن و ماسه و حتی آب دارای بافر دمایی زیادی هستند که به این معنی است که نوسانات دما در طول 24 ساعت در شرایط عادی حداقل خواهد بود.
دمای ناحیه ریشه و نقش آن در تولید انرژی و کربوهیدرات
وظیفه اصلی ناحیه بالای گیاه تولید انرژی از خورشید و ساختارهای میوه‌دهی است تا گیاه ژن‌های خود را منتقل کند. به عنوان بخشی از این فرآیند، انرژی را به شکل بلوک‌های ساختمانی پیچیده به نام کربوهیدرات‌ها تولید می‌کند و برخی از آنها به ریشه‌ها منتقل می‌شوند تا بتوانند به عملکرد و رشد خود ادامه دهند و آب و مواد مغذی مورد نیاز گیاه را تامین کنند.
سیستم‌های پیچیده ای مانند تعرق برای حرکت مواد خام و محصولات نهایی به سمت بالا تکامل یافته‌اند و جمع‌آوری انرژی خورشیدی را تسهیل می‌کنند.
هنگامی که هوا روشن می‌شود، دمای هوا افزایش می‌یابد و در نتیجه دمای خاک نیز افزایش می‌یابد؛ اما باید دقت کنید که مدتی طول می‌کشد تا خاک گرم شود همانطور که پس از تاریک شدن هوا، خاک به آرامی خنک می‌شود. همانطور که می‌دانید تنها هوا نیست که بر دمای خاک تأثیر می‌گذارد بلکه مواد، عمق (حجم) و سطح رطوبت نیز توانایی آن را برای انتشار یا حفظ گرما تغییر می‌دهد که تصویر بالا به خوبی این فرآیند را نشان می‌دهد.
تاثیرات دمای ناحیه ریشه بر واکنش‌های شیمیایی
واکنش‌های دیگر مانند تبدیل انرژی نور به انرژی شیمیایی نیز در خاک رخ می‌دهد. علاوه بر آن برخی از سلول‌های شاخساره گیاه مانند کارخانه‌های شیمیایی هستند که وقتی واکنش‌ها سریعتر اتفاق می‌افتند، بیشتر تولید می‌کنند.
این واکنش‌های شیمیایی با افزایش دما خیلی سریع اتفاق می‌افتند و با کاهش آن سرعت آنها کاهش می‌یابد. هنگامی که از طریق انرژی نور، گرمای اضافی دریافت می‌شود، بسیار مهم است که گیاه دارای سیستمی برای تنظیم دمای خود و انتقال گرمای اضافی به هوا باشد.
بافت‌های ناحیه بالای گیاه نیز با سرعت ثابتی در شب یا روز اکسیژن مصرف می‌کنند و در طول دوره پر نور یعنی در روز، دی‌اکسید کربن را جذب می‌کنند تا بلوک‌های ساختمانی اساسی زندگی یعنی کربوهیدرات‌ها را جمع کنند.
بخش بالایی گیاه باید همه این کارها را در محدوده دمایی معین و بسیار سریع انجام دهد که گاهی اوقات 10 درجه سانتیگراد یا بیشتر است و در یک دوره 24 ساعته در معرض نوسانات قابل توجهی قرار دارد.
تاثیر دما بر تاج گیاه
تاج گیاه محل اتصال بین بافت ریشه و بافت ساقه است. در برخی از گیاهان، این تاج‌ها به وضوح مشخص هستند و برآمدگی دارند، در حالی که در برخی دیگر شفافیت کمتری دارند. این ناحیه از گیاه مانند یک ایستگاه تلفن بزرگ است که باید جریان تحت فشار اسمزی تولید شده از آب و مواد مغذی ورودی را از ریشه گرفته و آن را به یک سیستم خلاء تغذیه کند که جریان را از طریق سینک‌های تعرق به سمت بالا و خارج بکشد.
در نهایت واکنش‌های شیمیایی رخ می‌دهد، دما نوسان می‌کند، سیستم‌های مورد استفاده برای کنترل دما تغییر می‌کنند و اکسیژن در مقادیر زیادی استفاده می‌شود. یک تاج در حد فاصل محیط و هوا وجود دارد و اگر کاشت خیلی بلند یا خیلی عمیق باشد، مشکلاتی ایجاد می‌شود.
حفظ دمای ناحیه ریشه
دما در ناحیه بالای ریشه باید مناسب باشد تا واکنش‌های شیمیایی رخ دهد. خود ناحیه بالای ریشه می‌تواند تعرق را کاهش دهد یا در صورت نیاز آن را افزایش دهد تا دمای خاصی در بافت‌های تولیدی حفظ شود.
در ابتدای روز در بالای ناحیه ریشه، دما پایین است و نیاز کمتری به خنک کننده وجود دارد. با پیشروی روز، انرژی و دما در هوا و بافت‌های گیاهی افزایش می‌یابد، همچنین میزان تعرق افزایش می‌یابد که با پایان روز دوباره کاهش می‌یابد. به عنوان مثال، این دماها می‌توانند از حدود 18 درجه سانتیگراد شروع شوند و قبل از کاهش به 29 درجه سانتیگراد برسند، که یک تفاوت 11 درجه ای در طول نیمروز است.
در ناحیه ریشه، این دماها ممکن است بین 18 درجه سانتیگراد و 19 درجه سانتیگراد متفاوت باشد (فقط یک درجه سانتیگراد تفاوت) اما ریشه‌ها باید در آن محدوده دمای ثابت به اندازه کافی خوب عمل کنند تا همه چیزهایی را که منطقه بالایی به آن نیاز دارد فراهم کنند.
تاثیر خاک بر دمای ریشه تا چه حد است؟
میلیون‌ها سال طول کشید تا گیاهان بتوانند در شرایط طبیعی زنده بمانند و خود را تکثیر کنند. دما و مشخصات خاک بر اساس عرض جغرافیایی و ترکیب متفاوت است. گیاهان با توجه به نیازهایی که در مکان های خاص با آن مواجه هستند تکامل می‌یابند. خاک، چه طبیعی و چه مصنوعی، بر اساس مواد، عمق (حجم) و سطح رطوبت، از نظر توانایی در از دست دادن یا حفظ گرما متفاوت است.
در خاک‌های بسیار متخلخل، دما مانند مواد خشک به سرعت در نوسان است. اما نوسانات دما با متراکم شدن خاک یا در صورت داشتن رطوبت بیشتر کاهش می یابد و این امر به طور فزاینده‌ای در عمق خاک رخ می‌دهد.
با این حال، اگر محیط در یک سطل، یک تخت مرتفع یا ظرف دیگری محدود شود، این نوسانات سریعتر و شدیدتر می‌شوند و مشخصات دمایی به هوای اطراف آنها نزدیکتر می‌شود. این محیط توانایی خود را برای کنترل دما برای ریشه ها تحت این شرایط از دست می‌دهد و در نتیجه سیستم ریشه‌ای ضعیف عمل می‌کند و نمی‌تواند نیازهای منطقه بالای ریشه را تامین کند.
گیاهان با ریشه کم عمق، با نوسانات دمایی بیشتر و نزدیک به میانگین دمای هوای روز/شب کار می‌کنند، در حالی که گیاهان با ریشه‌های عمیق‌تر باید نوسانات کوچکتر و دمای خنک‌تر از این میانگین را تحمل کنند.
برای تنظیم دمای گیاه چه باید کرد؟
سیستم ریشه گیاه دمای خود را تنظیم نمی‌کند و هنگامی که دمای محیط در خارج از منطقه بهینه برای رخ دادن واکنش‌ها قرار بگیرد، دیگر نمی‌تواند سطح بهینه آب و مواد مغذی را برای بقیه گیاه تامین کند.
این حالت، چه دما خیلی زیاد باشد چه خیلی پایین و هر چه نوسانات دما در یک دوره 24 ساعته بیشتر باشد، سیستم ریشه بیشتر تحت فشار قرار می‌گیرد و گیاه هم از نظر فیزیکی و هم از نظر آسیب شناسی مشکلات بیشتری خواهد داشت و به طور فزاینده‌ای در برابر عوامل بیماری‌زا و حشرات حساس می‌شود.
قرار دادن هر سیستم ریشه در محیطی در بالای سطح زمین، باعث افزایش سطحی می‌شود که گرما را می‌توان از آن به دست آورد یا از دست داد.
به این نکته توجه کنید که حتی دمای آب آبیاری یا محلول غذایی نیز باعث افزایش یا کاهش عملکرد ریشه می‌شود و هر تغییر ناگهانی دمایی به ریشه ها شوک وارد می‌کند؛ در این حالت سیستم ریشه اکثر عملکردهای خود را متوقف می‌کندو گیاهان به خواب می‌روند. به همین دلیل است که پرورش دهندگان باید قبل از آبیاری، آب را گرم یا سرد کنند تا در محدوده مناسب قرار بگیرد.
تاثیرات آبیاری بر دمای ناحیه ریشه
نوع سیستم آبیاری مورد استفاده برای گیاه تعیین می‌کند که چگونه یک کشاورز یا باغدار با تغییرات دمای ناحیه ریشه مبارزه کند.
شما کشاورزان عزیز می‌توانید از محصولات بهداشتی ریشه که دارای آنزیم‌ها و باکتری‌ها هستند برای مبارزه با هرگونه پاتوژن ناشی از دمای نامطلوب ناحیه ریشه استفاده کنید و در صورت مساعد نبودن دما، می‌توانید پارامترهای دما را یک یا دو درجه افزایش دهند.
گرم کردن خاک در قبل از شروع روز، یعنی آبیاری با محلول 22 درجه به جای 18 درجه، به بالا رفتن دمای ریشه‌ها تا دمای قابل قبول کمک می‌کند اما مراقب باشید که باعث شوک ریشه نشود.
همچنین اندازه‌گیری دمای محیط درست قبل از روشن شدن هوا، هنگام چرخه نور میانی و درست قبل از خاموش شدن هوا به مدیریت ناحیه ریشه کمک می‌کند.
دفعات آبیاری نیز می‌تواند نوسانات دما را کاهش دهد. گلدان‌های کوچکتر یا بزرگتر را امتحان کنید و آبیاری را تنظیم کنید تا تغییرات دما در دوره روز کمتر شود. این باید به عنوان یک استراتژی قبل از بروز مشکلات در نظر گرفته شود. اگر در شروع چرخه نوری یک بار در روز آبیاری می‌کنید، اما مطمئن شوید که دمای ناحیه ریشه در تمام طول چرخه نور در محدوده باشد و بتواند قبل از چرخه نور بعدی به پارامترهای پایین‌تر برگردد.
از نظارت نزدیک بر دما غافل نشوید
دما برای رشد و شکوفایی گیاهان بسیار مهم است، اما همه عوامل دخیل بسیار پیچیده‌تر از آن چیزی هستند که در اینجا می‌توان به آن اشاره کرد. سیستم ریشه و ساقه در مورد دما مجموعه نیازهای متفاوتی دارند: یکی می‌تواند با نوسانات دما بزرگتر و سریعتر عمل کند، در حالی که دیگری به محدوده بسیار کوچکتر، خنک تر و پایدارتر نیاز دارد.
یک کشاورز یا باغدار باید به این نکات خوب توجه کند که یک سیستم ریشه ضعیف، رشد ناحیه بالایی ریشه را کند می‌کند، زیرا قادر به انجام واکنش‌های شیمیایی مورد نیاز و جذب مواد مغذی نخواهد بود.
همینطور سیستم ریشه زمانی که در یک محدوده دمایی خاص نگهداری شود، به بهترین وجه توسعه یافته و عملکرد خواهد داشت.
همانطور که می‌دانید تمام قسمت‌های گیاه به هم مرتبط هستند و اگر دمای ناحیه ریشه برای مدت طولانی از محدوده صحیح خارج شود، ممکن است مشکلات غذایی در گیاهانی رخ دهد.
در نهایت، دو محیط متفاوت و کاملا مجزا وجود دارد که یک گیاه در آن زندگی می‌کند که شامل ناحیه بالا و پایین ریشه می‌شود و یک کشاورز یا باغدار خوب به هر دو باید توجه زیادی داشته‌باشد.
محدوده دمای پذیرفته شده برای مناطق ریشه برای گیاهان رویشی 22-24 درجه و برای گل‌ها 18-22 درجه می‌باشد. دماهای پایین تر در مرحله گلدهی باعث تقویت هورمون‌های گیاهی می‌شود که برای گلدهی سریع گیاهان ضروری هستند و دمای کمی گرم‌تر در مرحله رویشی به گیاهان کمک می‌کند تا زیرساخت قوی‌تری را سریعتر ایجاد کنند و زمان کمتری را در مرحله رویشی بگذرانند.
مطالب تکمیل کننده:
“معرفی مهم ترین آفات ریشه درختان کدامند؟”
“بیماری های ریشه درختان کدامند؟ معرفی مهم ترین آن ها”
منابع: