بررسی تأثیر رنگ مالچ پلاستیکی بر رشد و عملکرد محصولات کشاورزی

رنگ مالچ پلاستیکی رفتار تابشی انرژی و تأثیر بر میکروکلیمای (خُرد اقلیم) اطراف گیاه سبزیجات را تعیین می‌کند. رنگ، دمای سطح مالچ و دمای خاک زیرین را مشخص می‌کند. بخش زیادی از تحقیقات اولیه پیشگامانه توسط دکتر امری امرت (که به عنوان پدر پلاستیک‌کشاورزی شناخته می‌شود) انجام شد. تحقیقات دکتر امری امرت در مورد استفاده از مالچ‌های پلاستیکی برای تولید سبزیجات، به تعریف تأثیر مالچ‌های رنگی مختلف بر دماهای خاک و هوا، نگهداری رطوبت و عملکرد محصولات سبزیجات پرداخت.

پژوهشگران دیگر عمدتاً با سه رنگ کار کردند: سیاه، شفاف و سفید. این رنگ‌ها هنوز در تولید تجاری سبزیجات رایج هستند، اگرچه سفید عمدتاً با مالچ‌های سفید-سیاه ترکیبی (coextruded) جایگزین شده است.دمای خاک زیر مالچ پلاستیکی به ویژگی‌های حرارتی (بازتابش، جذب یا انتقال) ماده خاصی بستگی دارد که تابش خورشیدی وارد شده را تحت تاثیر قرار می‌دهد.

مالچ پلاستیکی سیاه

مالچ پلاستیکی سیاه یک جذب‌کننده و تابش‌دهنده سطح سیاه و مات است که بیشتر طول‌موج‌های UV، مرئی و مادون قرمز تابش خورشیدی وارد شده را جذب کرده و انرژی جذب‌شده را به صورت تابش حرارتی یا تابش مادون قرمز با طول‌موج بلندتر بازتاب می‌دهد.

بیشتر انرژی خورشیدی جذب‌شده توسط مالچ پلاستیکی سیاه از طریق تابش و جابجایی (همرفتی) به جو از دست می‌رود. کارایی مالچ سیاه در افزایش دمای خاک می‌تواند با بهینه‌سازی شرایط برای انتقال گرما از مالچ به خاک بهبود یابد.

از آنجا که هدایت حرارتی خاک نسبت به هوا بالا است، بخش بزرگی از انرژی جذب‌شده توسط مالچ سیاه می‌تواند از طریق هدایت به خاک منتقل شود، اگر تماس خوبی بین سطح مالچ پلاستیکی و سطح خاک وجود داشته باشد.

دمای خاک زیر مالچ پلاستیکی سیاه در طول روز معمولاً ۲.۸ درجه سانتی‌گراددر عمق ۵ سانتی‌متر و ۱.۷ درجه سانتی‌گراددر عمق ۱۰ سانتی‌متر بالاتر از خاک بدون پوشش است. مالچ رنگ سیاه عمدتاً در سیستم‌های تولید سبزیجات ایالات متحده استفاده می‌شود. بیشتر انرژی خورشیدی جذب‌شده توسط مالچ پلاستیکی سیاه از طریق تابش و جابجایی (همرفتی) به جو از دست می‌رود. کارایی مالچ سیاه در افزایش دمای خاک می‌تواند با بهینه‌سازی شرایط برای انتقال گرما از مالچ به خاک بهبود یابد.

از آنجا که هدایت حرارتی خاک نسبت به هوا بالا است، بخش بزرگی از انرژی جذب‌شده توسط مالچ سیاه می‌تواند از طریق هدایت به خاک منتقل شود، اگر تماس خوبی بین سطح مالچ پلاستیکی و سطح خاک وجود داشته باشد. دمای خاک زیر مالچ پلاستیکی سیاه در طول روز معمولاً ۲.۸ درجه سانتی‌گراددر عمق ۵ سانتی‌متر و ۱.۷ درجه سانتی‌گراددر عمق ۱۰ سانتی‌متر بالاتر از خاک بدون پوشش است. مالچ رنگ سیاه عمدتاً در سیستم‌های تولید سبزیجات ایالات متحده استفاده می‌شود.

مالچ پلاستیکی شفاف

در مقابل، مالچ پلاستیکی شفاف مقدار کمی از تابش خورشیدی را جذب می‌کند اما ۸۵-۹۵٪ آن را انتقال می‌دهد، که این مقدار به ضخامت و درجه شفافیت پلی‌اتیلن بستگی دارد. سطح زیرین مالچ پلاستیکی شفاف معمولاً با قطرات آب متراکم پوشیده می‌شود. این آب به تابش کوتاه‌موج ورودی شفاف است، اما به تابش مادون قرمز بلندموج خروجی مات است، بنابراین بخش بزرگی از گرمایی که از طریق تابش مادون قرمز از خاک بدون پوشش به جو از دست می‌رود، توسط مالچ پلاستیکی شفاف حفظ می‌شود.

به همین دلیل، دمای خاک زیر مالچ پلاستیکی شفاف در طول روز معمولاً ۴.۴-۷.۸ درجه سانتی‌گراد در عمق ۵ سانتی‌متر و ۳.۳-۵.۰ درجه سانتی‌گراد در عمق ۱۰ سانتی‌متر بالاتر از خاک بدون پوشش است. مالچ‌های پلاستیکی شفاف معمولاً در مناطق خنک‌تر استفاده می‌شوند اما نیاز به استفاده از علف‌کش دارند تا رشد علف‌های هرز را که ممکن است ایجاد شود، کنترل کنند.

مالچ‌های سفید، سفید-سیاه، نقره‌ای بازتابنده یا اخیراً مالچ‌های نقره‌ای متالیک‌شده ممکن است باعث کاهش اندک دمای خاک شوند، حدود ۱.۱ درجه سانتی‌گراد در عمق ۲.۵ سانتی‌متر یا ۴ درجه سانتی‌گراد در عمق ۱۰ سانتی‌متر نسبت به خاک بدون پوشش. این کاهش به دلیل بازتاب بیشتر تابش خورشیدی ورودی به داخل سایه‌انداز گیاه رخ می‌دهد. این مالچ‌ها برای کشت محصولاتی مانند گل‌کلم یا گوجه‌فرنگی در اواسط تابستان استفاده می‌شوند، زمانی که دمای خاک بالا است و هرگونه کاهش در دمای خاک می‌تواند مفید باشد.

دسته دیگری از مالچ‌ها شامل مالچ‌های طول‌موج انتخابی است که تابش را به‌صورت انتخابی در برخی نواحی طیف الکترومغناطیسی عبور می‌دهند اما در سایر نواحی مانع عبور آن می‌شوند. این مالچ‌ها تابش فعال فتوسنتزی را جذب کرده و تابش مادون قرمز خورشیدی را عبور می‌دهند و تعادلی بین مالچ سیاه و شفاف ایجاد می‌کنند. مالچ‌های عبوردهنده مادون قرمز، خواص کنترل علف‌های هرز مالچ سیاه را دارند اما از نظر افزایش دمای خاک، بین مالچ سیاه و شفاف قرار می‌گیرند. رنگ این مالچ‌ها می‌تواند آبی-سبز یا قهوه‌ای باشد. این مالچ‌ها خاک را مشابه مالچ شفاف گرم می‌کنند اما رشد علف‌های هرز را کنترل هم می کنند.

مالچ پلاستیکی رنگی

رنگ‌های بعدی که مورد تحقیق قرار گرفتند شامل مالچ‌های قرمز، آبی، نارنجی-سبز و زرد بودند که الگوهای تابش متفاوتی را به داخل سایه‌انداز گیاه محصولاتی مانند گوجه‌فرنگی منعکس می‌کنند. این امر می‌تواند بر فتوسنتز و/یا مورفوژنز گیاه تأثیر بگذارد و ممکن است باعث افزایش عملکرد اولیه شود، همان‌طور که در مورد مالچ قرمز مشاهده شد. رنگ‌ها همچنین می‌توانند بر رفتار برخی حشرات تأثیر بگذارند. سطوح زرد و تا حد کمتری نارنجی و سبز، شته هلو سبز را به خود جذب می‌کنند. مالچ‌هایی با سطح رنگ آلومینیومی یا نقره‌ای فلزی نشان داده‌اند که می‌توانند برخی از شته‌ها را دفع کنند و میزان شیوع ویروس‌های منتقل‌شده توسط شته‌ها در کدو تابستانی را کاهش دهند.

نا به درخواست کشاورزان، دستگاه کودریز کولتیواتور ردیفی مدل FS شرکت سبزدشت با قابلیت نصب پلاستیک‌کش برای ایجاد مالچ پلاستیکی روی پشته‌ها و همچنین تجهیز به تیپ‌پهن‌کن برای قرار دادن نوارهای آبیاری قطره‌ای طراحی شده است. این دستگاه امکان انجام همزمان عملیات کوددهی، بسترسازی، پهن کردن نوارهای آبیاری قطره‌ای (تیپ)، و مالچ پلاستیکی را فراهم می‌کند. این ویژگی‌ها نه تنها فرآیند کاشت و آماده‌سازی را بهینه می‌کنند، بلکه به برداشت زودهنگام محصولات صیفی‌جات نیز کمک شایانی می‌نمایند.

اگر به دنبال اطلاعات بیشتری درباره مالچ پلاستیکی هستید، پیشنهاد می‌کنیم مطلب جامع و کاربردی «مالچ پلاستیکی» را در وب‌سایت سبزدشت مطالعه کنید.