بر اساس آمار موجود، جمعیت دنیا تا سال 2025 به 8 میلیارد نفر و تا سال 2050 به 9/8 میلیارد نفر خواهد رسید. هر سال حدود 80 میلیون نفر به جمعیت دنیا افزوده می­ شود و 97 درصد افزایش جمعیت در کشورهای در حال توسعه رخ می­دهد. بنابراین تا سال 2025 نیاز به تولید غذا دو برابر خواهد شد (کافی و همکاران، 1388). در حالی که هم اکنون بیش از 30 درصد مردم جهان از نظر تهیه مواد غذایی با مشکل روبرو هستند (دانشور، 1387) و امنیت غذایی کشورهای در حال توسعه از جمله ایران بیش از سایر کشورها تحت تاثیر قرار خواهد گرفت. زیرا زمین­های حاصلخیز و منابع آب شیرین موجود در سطح جهان و بخصوص ایران محدود می­باشد (کافی و همکاران، 1388).

بشر برای بهره ­برداری بیشتر از اراضی و حفظ حاصلخیزی خاک، به ناچار از کودهای شیمیایی استفاده می­ کند. کودهای شیمیایی به عنوان یک منبع اصلی عناصر غذایی برای گیاهان به شمار می­روند (Naeem و همکاران، 2006). به عنوان مثال، نیتروژن یکی از عناصر ضروری تشکیل دهنده ترکیبات آلی (آمینو اسیدها، پروتئین و اسیدهای نوکلئیک) می­باشد. فسفر نیز عنصر ضروری مورد نیاز برای مکانیزمهای فیزیولوژیکی رشد گیاه شناخته شده است (Aisha و همکاران، 2007) و پتاسیم یک عنصر ضروری است که نقش مهمی در پروسه­های متابولیک از قبیل سنتز پروتئین و تنظیم اسمزی دارد (Abdullahil Baque و همکاران، 2006). اما کاربرد بیش از حد آنها باعث عدم تعادل عناصر غذایی و تخریب خاک می­ شود و روی ترکیب شیمیایی خاک و محصولات گیاهی تاثیرات منفی می­گذارد. از طرفی باعث افزایش اسیدیته خاک و تخریب فیزیکی خاک می­گردد و بنابراین کاهش تولید محصول را به دنبال دارد (Ojeniyi و همکاران، 2007). یکی دیگر از مهمترین عوارض نامطلوب مصرف دراز مدت و بی­رویه این کودها، کاهش باروری خاک به­دنبال از بین رفتن هوموس می­باشد (ملکوتی و همایی، 1373). از طرف دیگر این کودها بسرعت از طریق تبخیر یا شستشو با آب زهکشی از بین می­روند که باعث افزایش آلودگیهای محیطی می­ شود. بنابراین نیاز به تولید محصولات سبزی با کودهای آلی یا طبیعی جهت تولید عملکرد بیشتر و اصلاح کیفیت آنها بسیار ضروری می­باشد (Aisha و همکاران، 2007).

قبل از استفاده گسترده از کودهای شیمیایی، کودهای آلی به عنوان منبع اولیه عناصر غذایی در تولید محصولات به کار برده می­شدند. کودهای آلی، با افزایش ماده آلی و میکروارگانیسم­های مفید، سلامت خاک را بهبود می­بخشند (Ojeniyi و همکاران، 2007). وجود ماده آلی در خاک موجب اصلاح ساختمان آن می­گردد، بدین معنی که مواد آلی به صورت یک عامل چسباننده، ذرات خاک را به هم پیوند داده، زمین را نرم و متخلخل نموده و قابلیت نگهداری آب در زمینهای شنی و حالت فیزیکی خاکهای رسی را اصلاح می­نماید (ملکوتی و همایی، 1373). افزودن این کودها به خاک با اصلاح ساختمان خاک، فرسایش آبی و بادی را نیز کاهش می­دهد (Ojeniyi و همکاران، 2007). ماده آلی خصوصیات فیزیکی مثل خاکدانه­سازی، ظرفیت نگهداری آب، هدایت هیدرولیکی، وزن مخصوص ظاهری، درجه تراکم، مقاومت به فرسایش آبی و بادی و حاصلخیزی خاک را اصلاح می­ کند (Franzluebbers، 2002). با بهبود حاصلخیزی، عملکرد نیز افزایش می­یابد.

دلیل افزایش محصول در اثر افزودن کود آلی، این است که بر اثر معدنی شدن این ماده، مواد غذایی محتوی آن آزاد شده و در دسترس گیاهان قرار می­گیرند و تاثیر کودهای شیمیایی را نیز مساعدتر می­نمایند (ملکوتی و همایی، 1373). ماده آلی از طریق گروه­های عاملی­اش (اسیدهای فلاوونیک و اسید هیومیک) نقش مهمی در رفتار شیمیایی بیشتر عناصر بازی می­ کند که قادر است این فلزات را به فرمهای کمپلکس و کلات درآورد. همچنین نقش مستقیمی در رشد گیاه، به عنوان یک منبع عناصر غذایی به فرمهای قابل دسترس در طول معدنی شدن دارد. کودهای آلی عناصر غذایی را در طول فصل رشد گیاه به­آرامی آزاد می­ کنند (Abou El-Magd و همکاران، 2006). کاربرد این کودها به ­تنهایی یا به ­همراه کود معدنی، روشی موفقیت­آمیز جهت اصلاح خصوصیات فیزیکی، شیمیایی، بیولوژیکی و حاصلخیزی خاک می­باشد (Poudel و همکاران، 2002). استفاده از کودهای آلی برای تولید سبزیجات، از طریق محدود کردن استفاده کودهای شیمیایی، عملکرد محصول را افزایش می­دهد.

اخیرا مصرف کنندگان خواستار غذای با کیفیت، سالم و محصولات ارگانیک هستند. البته کشاورزی ارگانیک هنوز برای محصولات کمی بکار میرود (Ouda و Mahadeen، 2008). کشاورزی شیمیایی باعث تخریب اراضی قابل کشت و افزایش آلودگی و نهایتا به خطر افتادن سلامتی می­ شود. بنابراین به منظور ایجاد تعادل، کشاورزی ارگانیک باید جایگزین کشاورزی شیمیایی، از طریق استفاده از منابع طبیعی مثل مواد آلی شود. کشاورزی ارگانیک به کاربرد درجه­بندی شده فضولات حیوانی، کود محوطه مزرعه (FYM)، کود مرغی، کمپوست، بقایای گیاهی، کود سبز و غیره، که بهترین جایگزین برای کودهای شیمیایی مضر می­باشند تاکید دارد. سیستم­های کشاورزی ارگانیک از سیستم­های غیرارگانیک مفیدتر می­باشند و استفاده طولانی مدت از کودهای آلی باعث افزایش حاصلخیزی خاک و بهبود عملکرد دانه نیز می­گردد (Ahmad و همکاران، 2007).

یکی دیگر از عوامل موثر بر افزایش محصول، تامین آب کافی می­باشد. در بین تمامی منابع لازم برای رشد و فعالیت گیاه، آب به عنوان فراوانترین (کافی و همکاران، 1388) و در عین حال محدودترین منابع برای کشاورزی محسوب می­ شود (Mesbah، 2009). بیشتر نقاط ایران در ناحیه خشک و نیمه خشک قرار گرفته­اند طوریکه تبخیر سالانه در مقایسه با بارندگی بیشتر است. این امر مصرف بهینه و صرفه­جویی در مصرف آب را ایجاب می­نماید بنابراین برای توسعه کشاورزی، باید در الگوی مصرف آب از طریق اعمال شیوه ­های کم آبیاری تجدید نظر کرد (صدرزاده و معلمی، 1385). کم آبیاری یک تکنیک فنی برای بهینه­سازی میزان آب مصرفی و عملکرد محصول است که برای اغلب محصولات و در اکثر شرایط محیطی، به خصوص در مواردی که محدودیت منابع آب و زمین وجود دارد، قابل اجرا است. آبیاری کامل زمانی موجه و منطقی است که همراه با آن سایر عوامل تولید نیز در حد کمال باشد وگرنه آبیاری کامل، فقط هدر دادن آب است. بنابراین می­توان با اعمال تنش خشکی، در مصرف آب صرفه­جویی کرد (Valadabadi و Aliabadi Farahani، 2010).

برای کاهش تاثیرات منفی تنش خشکی، پتاسیم نقش بسزایی دارد. زیرا در شرایط خشکی، پتاسیم فراوانی در بافتهای گیاهی تجمع می­یابد و نقش مهمی در جذب آب بازی می­ کند (Fanaei و همکاران، 2009) به این صورت که، علاوه بر تنظیم حرکت روزنه­ها، با افزایش رطوبت نسبی برگ­ها باعث افزایش مقاومت گیاه به تنش می­ شود (صدرزاده و معلمی، 1385). از طرفی، کاربرد پتاسیم، تاثیرات منفی تنش خشکی را از طریق افزایش عمق نفوذ ریشه کاهش می­دهد (Valadabadi و Aliabadi Farahani، 2010).

1-2- اهمیت و دلایل توجیهی انجام تحقیق

به دلیل محدودیت منابع آب و مصرف بسیار بالای آن در بخش کشاورزی، باید با استفاده صحیح از آب، در مصرف آن صرفه­جویی کرد. در این تحقیق سعی شده تا با حذف چند آبیاری آخر، در مصرف آب صرفه جویی شود. از طرفی حفظ خاک، به عنوان بستر مواد غذایی برای بشر و موجودات زنده یکی از وظایف ما می­باشد. رشد روز افزون جمعیت باعث کشت بی رویه خاک شده است. همین امر موجب کاهش حاصلخیزی خاک شد که برای جبران آن مصرف کودهای شیمیایی افزایش یافت و در نتیجه آن ماده آلی خاک کاهش و ساختمان خاک تضعیف شده است. بنابراین برای حفظ حاصلخیزی خاک و اصلاح خصوصیات فیزیکی آن، مصرف کودهای آلی از الزامات برنامه ­های کشاورزی است. جهت رسیدن به اهداف ذکر شده، که همان دستیابی به کشاورزی پایدار است، باید تحقیقات وسیعی روی گیاهان مختلف صورت پذیرد. در این آزمایش اهداف مذکور روی پیاز بررسی شده است، زیرا پیاز ارزش غذایی بالایی دارد. غده پیاز مملو از فسفر، کلسیم و کربوهیدراتها است. طوریکه 50 گرم پیاز، حاوی 16 گرم کربوهیدرات، 3 گرم فیبر، یک گرم پروتئین، 60 کالری انرژی، 200 میلی­گرم پتاسیم و 5 میلی­گرم سدیم (Hassan Khan و همکاران،b 2005) و87 درصد آب می­باشد. همچنین دارای ویتامینهای گروه ب و ویتامین ث می­باشد. عناصری مثل کلسیم، فسفر، پتاسیم، منیزیم و آهن به وفور در آن یافت می­شوند (دانشور، 1387).

پیاز خوراکی با نام علمیAlliumCepa L.، از خانواده Alliaceae، گیاهی است چند ساله که عمدتا به عنوان گیاهی دو ساله مورد کشت قرار می­گیرد (امین­پور و موسوی، 1385) که در سال اول تولید پیاز متورم می­ کند. این جنس دارای گونه­ های فراوانی می­باشد که اغلب تولید غده و پیاز نموده و همه آنها دو ساله یا چند ساله هستند. دارای یک ساقه پهن، نازک، مدور و سفید رنگ زیر زمینی است که از قسمت زیرین آن ریشه­ها و از قسمت فوقانی آن برگهای ضخیم، متورم و فلس مانند سفید یا قرمز رنگی خارج می­شوند که کلروفیل خود را از دست داده و مواد غذایی را ذخیره می­ کنند (دانشور، 1387). پیاز در بیش از 135 کشور دنیا کشت می­ شود که هر ساله 3/29 میلیون تن از آن تولید می­گردد و حدود 8 تا 9 درصد آن وارد بازار جهانی می­ شود. یکی از مهمترین چاشنی­هایی است که به شکل تازه یا به عنوان سالاد و یا در تهیه غذا مورد استفاده قرار می­گیرد.

پیاز سیستم ریشه­ای کم­عمقی دارد و به آبیاری با فاصله کوتاه نیاز دارد (Hassan Khan و همکاران،b 2005). البته همان طور که عنوان شد، کمبود آب یکی از مهمترین عوامل محدود کننده تولید محصولات کشاورزی به شمار می­رود (امین­پور و موسوی، 1385). کشور ما در ناحیه خشک و نیمه خشک واقع شده و بارندگی محدودی دارد یا اینکه در طول فصل رشد، کمبود آب جهت آبیاری پیش می ­آید و عملکرد با کمبود عمده­ای همراه است (Soleimanzadeh و همکاران، 2010). بنابراین نیاز است تا تکنولوژی تولید با اقلیم محلی و شرایط خاک همگون شود طوری که کشاورزان بیشترین سود را از منابع آبی محدود به دست آورند (Hassan Khan و همکاران،a 2005).

1-3- اهداف

1. بررسی تاثیر مواد آلی بر کیفیت و کمیت محصول پیاز

1. بررسی تاثیر مواد آلی بر خصوصیات فیزیکی خاک

1. بررسی تاثیر تنش رطوبتی بر کمیت و کیفیت محصول پیاز

1. بررسی تاثیر پتاسیم بر کمیت و کیفیت محصول

1. بررسی تاثیر پتاسیم بر خصوصیات خاک

1. بررسی تاثیر پتاسیم بر کاهش اثرات منفی ناشی از تنش خشکی در پیاز