بازده مصرف آب

در اين مبحث بازده مصرف آب (Water use efficiency، WUE)، گياهان زراعى را اين‌طور تعريف مى‌کنيم:

تعرق

/   مادهٔ خشک توليد شده

بازده مصرف آب  =

بازده مصرف آب به‌صورت گرم مادهٔ خشک توليد شده بر کيلوگرم آب مصرف شده يا کيلوگرم ماده خشک بر هکتار سانتى‌متر آب يا پاند برايکر اينچ آب بيان مى‌شود. بازده مصرف آب در گياهان گلداني، تک‌بوته‌هاى گياهى در مزرعه و همچنين جوامع گياهى اندازه‌گيرى شده است. اين اندزه‌گيرى را مى‌توان براى عملکرد اقتصادى و همچنين کل مادهٔ خشک توليد شده مورد استفاده قرار داد. واژهٔ ديگرى که با بازده مصرف آب مرتبط است، نياز آبى (Water requirement)، است که عکس بازده مصرف آب مى‌باشد.

مادهٔ خشک توليد شده

/   تبخير و تعرق

نياز آبى =

واحدهاى صورت و مخرج نياز آبى معمولاً مشابه مى‌باشند مثلاً گرم آب بر گرم مادهٔ خشک.

بازده مصرف آب، معادل مقاومت به خشکى نيست. بازده مصرف آب از اين جهت به عملکرد مربوط است که مقدار آبى که براى توليد عملکرد مصرف شده است را نشان مى‌هد. بيشتر تحقيقاتى که روى بازده، مصرف آب شده است در اين جهت بوده است که هم بازده مصرف آب را بالا نگه داشتند و هم توليد ماده خشک را در سطح بالائى نگهدارند. در تحقيقات مقاومت به خشکى غالباً بر بقاى گياه در دوره‌هائى که نياز اتمسفرى زياد است و آب نيز محدود است تأکيد مى‌نمايند. در بسيارى از موارد، قابليت تحمل کمبود شديد آب رابطهٔ منفى با عملکرد دارد. بسيارى از گونه‌هائى که مى‌توانند کمبود شديد آب را تحمل نمايند موقعى که آب براى آنها فراهم است از آن به‌طور کارآمد استفاده مى‌نمايند. برخى از گونه‌ها که نسبت به کمبود شديد آب سازگارى پيدا نموده‌اند حتى در حضور تنش، بازده مصرفى در حد متوسط دارند. گياهان گوشتى از اين گروه مى‌باشند. وجود عواملى چون متابوليسم اسيد کراسولاسه (CAM)، بسته بودن روزنه‌ها در طول روز و باز شدن آنها در شب در مواقعى که کمبود آب وجود دارد و ساختمان برگ باعث مى‌شود که تعرق در اين گونه گياهان وقتى که روزنه‌ها بسته است بيش از فتوسنتز کاهش يابد و نهايتاً بازده مصرف آب اين گونه گياهان بيشتر از غالب گونه‌هاى ديگر باشد.

عملکرد گياهان زراعى در طول چهل سال گذشته به‌طور قابل ملاحظه‌اى افزايش يافته است. اين افزايش عملکرد، بدون آنکه تبخير و تعريق فصلى (Seasonal ET)، گياه افزايش يابد، به‌دست آمده است. به اين دليل بازده مصرف آب توأم با افزايش عملکرد بالا رفته است. هر عامل مديريتى که بدون افزايش تبخير و تعرق محدوديت‌هاى رشد گياه را کاهش دهد مسلماً باعث افزايش بازده مصرف آب خواهد شد. عواملى چون مصرف کود، کنترل علف‌هاى هرز و ساير آفات گياهي، ذخيره‌ٔ آب، روش‌هاى تهيهٔ زمين، کاشت به موقع و ارقام برتر، عملکرد و بازده مصرف آب را توأماً افزايش داده‌اند.

وقتى گياهان را از نظر نوع تثبيت گاز کربنيک تقسيم‌بندى کنيم. مشاهده مى‌شود که از نظر بازده مصرف آب اختلافات زيادى بين آنها موجود مى‌باشد. امروزه مشخص شده است که بازده مصرف آب گونه‌هاى C۴ عمدتاً بيشتر از گونه‌هاى C۳ مى‌باشد. وقتى که آمار اوليه‌اى که در مورد گياهان C۳ و C۴ در مزرعه به‌دست آمده است را طبقه‌بندى نمائيم مشاهده مى‌شود که در گونه‌هاى C۴ چه تک‌لپه و چه دولپه‌اي، بازده مصرف آب دو برابر گياهان C۳ مى‌باشد. اختلافات بين گياهان C۴ و C۳ وقتى حرارت از ۲۰ به ۳۵ درجه سانتى‌گراد افزايش مى‌يابد بيشتر مى‌شود.

جدول بازده مصرف آب (گرم مادهٔ خشک به کيلوگرم آب مصرفي) گونه‌هاى C۳ و C۴

	گونه			تک‌لپه‌اى			دولپه‌اى
	C۳			۱/۴۹			۱/۵۹
	C۴			۳/۱۴			۳/۴۴

توجه: داده‌هاى فوق توسط شانتز و پى‌ميسل (۱۹۲۷) اندازه‌گيرى شده است و دانز (۱۹۶۹) آنها را به گونه‌هاى C۳ و C۴ دوباره طبقه‌بندى کرده است.

عواملى که در بالا بودن بازده مصرف آب گياهان C۴ سهيم هستند، شدت فتوسنتز و رشد زياد اين گياهان در درجه حرارت و نور زياد و مقاومت زياد روزنه‌اى مى‌باشد. بنابراين بازده بالاى مصرف آب گياهان C۴ نتيجه شدت فتوسنتز زياد آنها در نور و دماى زياد و شدت تعرق کمتر آنها در شدت نور کم مى‌باشد. بنابراين در گياهان C۴ بازده مصرف آب را مى‌توان از طريق کاشت آنها در ناحيه يا فصولى که انرژى تابشى زياد است افزايش داد. در گياهان C۳ بازده مصرف آب را مى‌توان از طريق کاشت آنها در مناطق يا فصول داراى آب و هواى معتدله و مرطوب افزايش داد.