تمامی جانوران زنده اعم از انسان و گیاه و یا جانوران همواره در‌طول دوره زندگی خویش نیازمند به آب است و حیات بدون وجود آن غیرممکن است.
آب مایع حیات و لازمه زندگی‌است.
یک گیاه علفی سریع‌الرشد عمدتاً از آب تشکیل‌شده‌است و محتوی آب گیاه بین 70 تا90 درصد‌می‌باشد که بسته به سن گیاه، گونه گیاه، بافت گیاه موردنظر و محیط متفاوت است.
بنابه دلایل زیر می‌توان فهمید که آب برای بسیاری از فعالیتهای گیاهی لازم‌است:
اول آنکه حلاّ ل بوده و محیطی مناسب برای واکنش‌های شیمیائی فراهم‌می‌نماید.
دوم آنکه محیط مناسب برای انتقال موادآلی و معدنی میباشد.
سوم‌آنکه محیطی مناسب است که موجب تورم سلول‌های گیاهی‌می‌شود.
آماس باعث بزرگ‌شدن سلول، ساختارگیاه و شکل‌گیری آن میگردد.
چهارم آنکه باعث آبگیری و خنثی‌سازی بار الکتریکی روی مولکولهای کلوئیدی میشود.
دیگر آنکه ماده خام فتوسنتزی فرآیندهای هیدرولتیکی و سایر واکنش‌های گیاهی را تشکیل‌می‌دهد .
باید دانست که ریشه گیاه در خاکهای نسبتاً مرطوب نفوذ‌می‌کند در حالی که ساقه و برگها در محیط نسبتاً خشک رشد‌می‌نمایند.
به همین خاطر است که آب از خاک به داخل گیاه نفوذ‌کرده و به اتمسفر برمی‌گردد که این امر در جهت کاهش انرژی پتانسیل صورت‌می‌گیرد.
رشد گیاه تابع وجود آب است بدین معنی که هر وقت آب محدود‌باشد رشد نیز کاهشمییابد ودر نتیجه عملکرد نیز کاهشمییابد.
مقدار کاهش عملکرد متأثر از ژنوتیپ، شدت کمبود آب و مرحله نمو گیاه میباشد.
آب قابل استفاده در گیاه
ریشه گیاهان در خاک مرطوب رشدنموده و آب را تازمانی که پتانسیل آب خاک به یک حد بحرانی برسد از خاک می‌گیرند.
آب قابل استفاده گیاه به آبی‌گفته‌می‌شود که آن مقدار از آبی که خاک می‌تواند از طریق ریشه گیاهان خارج‌گردد و یا تفاوت محتوی آب ظرفیت مزرعه و درصد پژمردگی دائم .
رطوبت قابل استفاده از خاک متأثر از خواص کلوئیدی خاک همچون سطح ویژه ذرات خاک میباشد.مثلاً یک خاک رُسی لومی حدود 20درصد وزن خود آب قابل استفاده‌دارد.
درحالی که یک خاک دارای بافت سبکتر مانند یک خاک شنی ریز حدود 7درصد وزن خود آب قابل استفاده دارد.
باید توجه‌کرد یک خاک دارای بافت شنی ریز کمتر از 8 سانتیمتر آب در هر متر عمق خاک نگهداری میکند در حالی که یک خاک با بافت رُسی لومی حدود 17 سانتیمتر آب قابل استفاده در هر متر عمق خاک نگهداری میکند.
چگونگی جذب و حرکت آب
در مقایسه با گیاهان یا خاک، هوا معمولاً دارای پتانسیل آب بسیار کم میباشد.
چونکه یک برگ زنده معمولاً دارای پتانسیل آب بیش از 15- بار میباشد.
بنابراین یک اختلاف انرژی زیادی بین هوا و برگ وجوددارد که موجب استمرار حرکت آب به صورت بخار از برگ به هوا میگردد.
وقتی اتلاف آب از گیاه صورت نمی‌گیرد مثلاً در شب پتانسیل آب گیاه با پتانسیل آب خاک به حالت تعادل نزدیک‌می‌شوند.
اگر روزنه‌ها باز باشند اتلاف آب از برگها به طور مستمر ادامه داشته و موجب‌می‌شود که پتانسیل آب برگ نسبت به پتانسیل آب دمبرگ کاهشمییابد.
این جریان از محل پتانسیل آب زیاد به کم حرکت میکند.
لذا از دمبرگ به برگ جریان می‌یابد.
این جریان آب پتانسیل آب دمبرگ را که از حالت تعادل با پتانسیل آب ساقه‌می‌باشد کاهش داده و لذا آب از ساقه به طرف دمبرگ جریان‌می‌یابد.
این اختلاف انرژی تا ریشه و خاک نیز ادامه دارد به عبارت دیگر در سیستم انتقال آب از خاک به ریشه یک اختلاف پتانسیل به‌وجود می‌آید.
سرعت جذب اب و حرکت آن در داخل گیاه بستگی به محتوی رطوبت خاک، تماس ریشه و خاک، مقاومت‌های گیاه و خاک در برابر جریان آب و اختلاف پتانسیل آب موجود دارد .
تبخیر و تعرق با توجه به تعریف تبخیر و تعرق که عبارتند از مجموع آبی که در مزرعه از طریق تبخیر و تعرق از گیاه از دست‌می‌رود را گویند.
تبخیر یک فرآیند وابسته به انرژی است که متضمن تغییر از حالت مایع به بخارمی‌باشد.
شدت تعرق تابع اختلاف فشار بخار مقاومت در برابر جریان آب و توانایی گیاه و خاک از نظر انتقال آب به جایگاه تعرق‌می‌باشد.
تعرق عمدتاً نیروی محرکه جهت به جریان‌انداختن آب جذب‌شده در گیاه را علیرغم وجود نیروی ثقل و مقاومت‌های اصطکاکی موجود در مسیر آب در گیاه تأمین‌می‌کند.
سرعت جذب فعال آب نقش ناچیزی در جذب آب ایفا‌می‌نمایند ووقتی این مکانیزم‌ها مشخص‌می‌شوند که تعرق کم‌بوده و یا متوقف‌شده‌است.
مقدار تبخیر و تعرق در سطح یک جامعه گیاهی تابع اختلاف پتانسیل آب بین خاک و هوای خارج و مقاومت موجود در سر راه حرکت آب به داخل گیاه یا حرکت آب به سطح خاک‌می‌باشد.
تشعشع خورشیدی، درجه حرارت، رطوبت نسبی و باد عوامل محیطی عمده‌ای هستند که تبخیر و تعرق را اثر‌می‌گذارند.
بسته‌شدن روزنه‌ها، تعداد و اندازه روزنه‌ها، مقدار برگ و خصوصیات برگ عوامل گیاهی هستند که مقاومت در سرراه انتقال آب از خاک به هوا را تشکیل‌می‌دهند.
عوامل محیطی مؤثر بر تبخیر و تعرق اتلاف آب از گیاه توسط عوامل گیاهی و محیطی تعیین‌می‌شود.
اثر عوامل محیطی روی تبخیر و تعرق بنام نیاز اتمسفری یا نیاز تبخیری نامیده‌می‌شود.
هرقدر این نیاز بیشتر باشد سرعت تبخیر آب از سطح آزاد بیشتر‌می‌شود.
از عواملی که این نیاز را تحت تأثیر قرارمی‌دهند عبارتند از: تشعشع خورشید، درجه حرارت، رطوبت نسبی و باد.
مثلاً با افزایش درجه حرارت این نیاز افزایش‌می‌یابد.
یا اینکه نیاز اتمسفری با رطوبت نسبی رابطه عکس‌دارد.
یعنی اینکه با افزایش رطوبت تبخیر و تعرق کاهشمییابد.
باید توجه‌نمود که تعرق موقعی صورت‌می‌گیرد که بخار آب از طریق روزنه‌ها به بیرون منتشر میشود.
در هوای آرام یک مانع اختلاف انتشار متشکل از یک لایه آب در اطراف روزنه‌ها ایجادمی‌شود که شیب انتشار برگ و هوا کاهشمییابد.
بدین‌معنی که آبی از سطوح مرطوب درونی برگ به بیرون منتشر میشود در مقابل خود به یک لایه آب از بیرون برگ روبرو‌می‌شود.
این لایه شیب انتشار بین برگ و هوا را در نتیجه تعرق کاهش‌می‌دهد.
وقتی هوای متلاطم رطوبت موجود در نزدیکی برگ را دورمی‌سازد اختلاف آب داخل برگ ودر هوای مجاور روزنه‌ها افزایش‌می‌یابد و انتشار آب از برگ افزایش‌می‌یابد.
علاوه بر موارد فوق‌الذکر عوامل گیاهی نیز براین مقدارمؤثر می‌باشند مثل بسته‌شدن روزنه‌ها که در این صورت میزان تعرق کمتر میشود.
که خود بازو بسته‌شدن روزنه‌ها نیز تحت عواملی همچون میزان نور و رطوبت‌می‌باشند.
از عوامل مؤثر دیگر می‌توان به تعداد روزنه‌ها و اندازه آنها اشاره‌نمود.
هرچقدر این تعداد بیشتر و اندازه آنها بیشتر تبخیر و تعرق نیز افزایش‌می‌یابد.
سطح برگ نیز یکی از عوامل مؤثر دیگری است.
که هر چقدر بیشتر، میزان تبخیر و تعرق نیز افزایش‌می‌یابد.
برگهای بسیاری از گیاهان دارای برگهای تاخورده یا پیچشی می‌باشند.
مثلاً در بلوگراس، سطح برگی که در معرض خورشید قرارمی‌گیرد با تاشدن برگ کاهشمییابد.
و یا گیاه سویا برگهای خود را آنچنان می‌پیچد که کرکهای نقره‌ای سطح تحتانی برگها ظاهر‌شده و می‌تواند نور بیشتری را منعکس‌کنند.
عمق ریشه و گسترش آنها در خاک یکی از عوامل مؤثر بر تبخیر و تعرق میباشد.
هر چه عمق ریشه افزایش‌یابد آب قابل استفاده گیاه نیز افزایش‌می‌یابد.
همچنین گسترش ریشه تخلیه آب را از هر واحد حجم خاک قبل از آن که رطوبت آن به حد پژمردگی دائمی‌برسد افزایش‌می‌دهد.
تبخیر و تعرق بالقوه تبخیر و تعرق بالقوه به مجموعه تبخیر و تعرقی گفته‌می‌شود که از یک سطح کاملاً پوشیده از گیاه و کاملاً مرطوب صورت‌می‌گیرد.
که میزان آن را می‌توان با طشتک تبخیر تخمین‌زد.
اما باید دانست که در اغلب گیاهان زراعی تبخیر و تعرق در تمام طول رشد در حد بالقوه باقی‌نمی‌ماند.
برای اینکه مواردی وجوددارد که با پوشش گیاهی کامل‌نبوده و یا رطوبت خاک قادر به جایگزینی رطوبت تلف‌شده از تعرق نیست.
گیاهان یک ساله با سطح برگ کمی شروع به رشد نموده و سطح برگ خود را در طول فصل رشد افزایش‌می‌دهند.
چون گیاهان زراعی در دمای نسبتاً بالا و تشعشع زیاد سریع‌تر رشد می‌نمایند و چون نیاز اتمسفری در این شرایط بسیار زیاد است لذا حداکثر برگ در زمانی که تبخیر و تعرق به حد بالقوه میرسد به‌جود‌می‌آید.
این امر معمولاً موجب نیاز حداکثر به آب در اواسط تابستان میگردد.
تبخیر و تعرق بالقوه نمایانگر اثرات محیطی بر نیاز اتمسفری میباشد و دارای نوسانات روزانه و سالیانه‌می‌باشد.
تبخیر و تعرق بالقوه از روی تبخیر از طشتک تبخیر تخمین‌زده‌می‌شود.
اما وقتی تبخیر و تعرق بالقوه با نزولات آسمانی مقایسه‌گردد مشخص‌می‌گردد که چرا غالباً کمبود آب در زمانی که سرعت رشد زیاد است اتفاق‌می‌افتد.
به منظور رسیدن به عملکرد بالاتر در گیاهان زراعی در طول این مدت بایستی آب گیاه تأمین‌گردد.
آب موردنیاز گیاه در طول این مدت را می‌توان از طریق ذخیره رطوبت کافی در خاک و یا از آبیاری تأمین‌کرد.
اما می‌دانیم رشد و نمو گیاه تحت‌تأثیر وجود یا عدم آب میباشد.
عکس‌العمل گیاه در برابر تنش آب با فعالیت متابولیکی، مورفولوژی، مرحله رشد و عملکرد بالقوه گیاه در ارتباط‌می‌باشد.
رشد گیاه نسبت به وجود یا عدم وجود آب خیلی حساس است.
کاهش پتانسیل آب بافت‌های مریستمی در طول روز غالباً موجب نقصان پتانسیل فشاری به حدی کمتر از میزان لازم برای بزرگ‌شدن سلول میشود.
تنش آب بر عملکرد اثرات چند جانبه دارد.
در مراحل نمو رویشی حتی تنش بسیار جزئی می‌تواند سرعت رشد برگ ودر مراحل بعدی شاخص سطح برگ را کاهش‌دهد.
تنش شدید می‌تواند منجر به بسته‌شدن روزنه‌ها گردد.
این امر جذب CO2 و تولید ماده خشک را کاهش‌می‌دهد.
تداوم تنش می‌تواند کاهش شدید شدت فتوسنتز را به دنبال داشته‌باشد.
بطوریکه چند روز پس از آبیاری شدت فتوسنتز به مقدار قبلی خود بازمی‌گردد.
اثر زمان ظهور تنش آب بر عملکرد دانه ممکن است به اندازه شدت تنش آب اهمیت داشته‌باشد.
گونه‌های محدودالرشد مانند ذرت یک تنش شدید چهار روزه در مراحل خاصی از رشد زایشی ممکن‌است بحرانی‌باشد و مرحله گرده‌افشانی ودو هفته پس از آن حساس‌ترین دوره این گیاه نسبت به تنش آب میباشد.
در طی این مدت در بین اجزاء عملکرد، تعداد دانه در هر بلال به شدت کاهشمییابد.
کمبود اب نمو رویشی و عملکرد را از طریق کاهش سطح برگ و فتوسنتز برگ کاهش‌می‌شدهد این امر منجر به کاهش فتوسنتز جامعه گیاهی میشود.
این کاهش عمدتاً وابسته به شدت تنش میباشد.
وقتی عملکد دانه موردنظر است زمان بروز تنش دارای اهمیت یکسانی با شدت تنش میباشد.
تنش آب در طول مرحله تحریک گل‌دهی، گرده‌افشانی یا نمو دانه ممکن است تعداد دانه‌های تشکیل‌شده را به شدت کاهش‌دهد.
اگر تنش آب در مرحله پرشدن دانه رفع‌گردد.
عملکرد بالقوه دانه ممکن است کمتر از میزان تولید بالقوه مواد فتوسنتزی باشد.
راندمان مصرف آب همانطور که می‌دانیم راندمان آب عبارتند از ماده خشک تولیدشده به تبخیر و تعرق.
راندمان مصرفی آب به صورت گرم ماده خشک تولیدشده بر کیلوگرم آب مصرف‌شده یا کیلوگرم ماده خشک بر هکتار سانتیمتر آب یا پاند برایکر اینج آب بیان‌می‌شود.
راندمان مصرف آب در گیاهان گلدانی، تک بوته‌های گیاهی در مزرعه و همچنین جوامع گیاهی اندازه‌گیری شده‌اند.
این اندازه‌گیری را می‌توان برای عملکرد اقتصادی و همچنین کل ماده خشک تولید شده مورد استفاده قرارداد.
نیاز آبی درست برعکس راندمان مصرفی آب است.
راندمان مصرفی آب مشابه مقاومت به خشکی نیست.
راندمان مصرف آب از این جهت به عملکرد مربوط است که مقدار آبی که برای تولید عملکرد مصرف‌شده‌است را نشان‌می‌دهد.
بطور خلاصه می‌توان گفت که راندمان مصرف آب عبارت است از عملکرد به دست‌آمده به ازای یک واحد آب مصرف‌شده.
عملکرد در طول 40 سال گذشته افزایش‌یافته‌است در حالی که افزایش مقدار تبخیر و تعرق فصلی ناچیز بوده‌است.
راندمان مصرف آب از طریق کاهش عوامل محدودکننده رشد گیاه افزایش‌یافته است.
راندمان مصرف آب بویژه در مناطقی که یک عامل محدودکننده عملکرد محصول میباشد بسیار مهم است.
اما در اینجا لازم است در مورد آبیاری گیاهان بحث‌کنیم.
آبیاری برای چندین هزارسال توسط انسان آبیاری‌شده ولی فقط در قرن حاضر مطالعات زیادی در مورد روابط آب و خاک و گیاه صورت‌پذیرفته است.
لین روابط که معمولاً تحت عنوان مدیریت آبیاری شناخته‌شده شامل عملیات آبیاری در مزارع وسیع و یا کوچک‌می‌شود آبیاری نامناسب ممکن است اتلاف مقادیر زیاد آب شود.
مواد غذایی خاک شسته‌شود.
و حاصلخیزی خاک را خراب‌کند و یا اگر آب به اندازه کافی داده‌نشود کاهشی در محصول پدیدآید.
آب جهت آبیاری و سایر مصارف هر روز ارزش بیشتری پیدامی‌کند و این بدان علت است که هزینه پروژه‌های آبیاری افزایش‌یافته و همچنین امکان تهیه آب با کیفیت خوب محدود میگردد.
بنابراین باید یادبگیریم که چگونه از تلف‌شدن آب آبیاری جلوگیری نموده و از تغییر زمین در اثر مصرف آب اضافی جلوگیری‌کرده و جهت بدست‌آوردن حداکثر تولید در اصلاح آن بکوشیم.
در زمینهای شیب‌دار جلوگیری از اتلاف آب در اثر جریان سطحی آب آبیاری مشکل است.
مخصوصاً وقتی که آب در جویچه‌ها و یا نوارها در تمام طول زمین چند ساعت جریان یافته و از انتهای زمین بمدت چند ساعت خارج‌می‌شود.
می‌توان از طریق کاهش میزان آب در جویچه‌ها یا نوارها به محض رسیدن آب به انتهای زمین از این تلافات جلوگیری نمود، اتلاف آب بصورت رواناب به آسانی قابل مشاهده‌می‌باشد، اتلاف آب به علت نفوذ حقیقی یعنی پایین‌تر از محدوده ریشه گیاهان را مشکل بتوان مشاهده‌نمود با وجود این مقدار زیادی از آب در اثر نفوذ عمیق تلف‌می‌شود اینگونه تلافات نتیجه آبیاری بیش از اندازه یا به عبارت دیگر رهاکردن آب آبیاری بر روی یک قطعه زمین برای