کاربرد پرلیت در افزایش رطوبت خاک

صفحه اصلی / وبلاگ
blog
کاربرد پرلیت در افزایش رطوبت خاک

برچسب ها : کشاورزی

 

مطالعه کاربرد پرلیت جهت افزایش رطوبت خاک در مناطق خشک و نیمه خشک

مهندس اشرف ملكیان

مربی گروه کشاورزی، دانشگاه پیام نور، تهران

‫‪[email protected]

 

چكیده:

 

ایران کشوری با اقلیم عمدتاً گرم و خشک است‪ .رشد سریع جمعیت مهمترین عامل کاهش سرانه آب تجدید شونده کشور در قرن گذشته بوده است‪ .با توجه به میزان منابع آب و سرانهٔ مصرف، ایران از جمله کشورهایی است که در گروه کشورهای مواجه با کمبود فیزیکی آب قرار دارد. در این مطالعه، برای بررسی تأثیر کاربرد پرلیت در افزایش رطوبت خاک در ایستگاه حفاظت آب و خاک خواجه آبگیر لوزی شکل به ابعاد 260×260 سانتیمتر احداث شده که در انتهای هر سامانه چاله ای به عمق 70 سانتیمتر و به قطر 65 سانتیمتر در نظر گرفته و در هر چاله نهال پسته کاشته شده است. با تیمارهای کوزه سفالی به ارتفاع 70 سانتیمتر و به قطر 10‫ سانتیمتر، مواد جاذب رطوبت پرلیت با مخلوط حجمی 1 1 2 ( پرلیت – ماده آلی – خاک ) و شاهد، بصورت طرح آزمایشی بلوکهای کامل تصادفی در کرتهای آزمایشی در سه تکرار اجرا شد‪ .قبل از آمار برداری در ابتدای هر سال از محل سامانه ها، علفهای هرز را از بین برده و با غلطک دستی خاک سامانه کوبیده شده تا موجب افزایش ضریب رواناب گردد‪ .آماربرداری از میزان رطوبت به مدت سه سال بوسیله دستگاهTDR  از محل چاله ها انجام گرفت‪ .همچنینFc ، PWP و جرم مخصوص ظاهری هر تیمار با نمونه برداری از خاکها به صورت دست نخورده جهت محاسبه آب قابل استفاده اندازه گیری گردید‪ .بررسی نتایج داده ها و تجزیه‫ آماری با نرم افزارSAS  انجام و با آزمون دانکن مورد مقایسه قرار گرفت و در سالهای مختلف با احتمال 1 و5 درصد تیمار پرلیت در ماههای تر و خشک بهترین تیمار از لحاظ ماندگاری رطوبت محسوب می شود. با توجه به نتایج حاصل از میانگین رشد طولی و قطری نهالها که نشان می دهد رشد نهالها درتیمار پرلیت بیشتر از سایر تیمارها می باشد‪.                             

 

کلید واژه : استحصال آب باران، پرلیت، ذخیره رطوبت خاک، سامانه سطوح آبگیر، پسته

مقدمه

 

از کل مساحت ایران تنها 15 درصد برخوردار از پوشش گیاهی است و بیش از85 درصد کشور ما جزو مناطق خشک و نیمه خشک محسوب می شود؛ از این رو انتظار بروز بحران آب در کشور غیر منطقی نیست‪ .رشد سریع جمعیت ومتناسب با آن افزایش نیاز جامعه بر گسترش تمهیدات کشاورزی و صنعتی با توجه به عدم تکافوی منابع آبی تغذیه کننده که بعلت کمبود بارش ناشی از موقعیت خاص جغرافیایی کشور، مستلزم شناخت جامع منابع محدود موجود در جهت استفاده بهینه از آن ذخایر ارزشمند می باشد‪ .لذا جلوگیری از اتلاف این منابع امری اجتناب ناپذیر است و نیاز به برنامه ریزی اصولی و صحیح دارد. دراین تحقیق به منظور بررسی ‫‪میزان مقایسه رطوبت خاک حاصل از اعمال مدیریت نزولات آسمانی جهت تأمین رطوبت مورد نیاز درختان در پروفیل خاک، اقدام به طراحی  آبگیریهای لوزی شکل در دشت دامنه ای گردیده، وظیفه اصلی این آبگیرها جمع آوری و هدایت آب حاصل از بارش به انتهای آبگیر و در نهایت به چاله های مورد نظر و نفوذ آن به داخل پروفیل خاک می باشد.                         

 

مواد و روشها:

 

ایستگاه تحقیقاتی حفاظت آب و خاک خواجه در موقعیت جغرافیایی 46 درجه و 38 دقیقه و 77 ثانیه الی 46 درجه و 40 دقیقه طول شرقی ‫‪ و 38 درجه و 9 دقیقه تا 38 درجه و 10 دقیقه و 5 ثانیه عرض شمالی  با ارتفاع متوسط 1550 متراز سطح دریا واقع می باشد‪ .اقلیم منطقه براساس روش دومارتن نیمه خشک سرد می باشد‪ .مطالعه خاکشناسی محال اجارای طرح نشان داد که این خاکها در سیستم جدید طبقه بندی امریکایی از رده Aridisols و تحت رده Orthids و گروه بزرگ ‫‪Calciorthids می باشد و دارای رژیم رطوبتی اریدیک Aridic و رژیم حرارتی Mesic‪ است. خاکی عمیق و دارای آهک با بافت لوم رسی سیلتی تا سنگین لوم رسی بوده و رنگ خاک در حالت مرطوب 7.5 YR 4/4 تا 7.5YR5/4  و در حالت خشک 7.5 YR 4/4تا 7.5 YR 6/4و نفوذ پذیری از متوسط تا آهسته (1-6 و 0 سانتیمتر بر ساعت) متغیر می باشد‪ .بر اساس مطالعات گیاهی انجام یافته، مراتع منطقه خواجه جزو مراتع نیمه استپی بوده که غالباً مراتع فقیر و خیلی فقیر را شامل می شوند و میزان تولید در آن ناچیز است‪ .گیاهان غالب منطقه‪Artemisia ،salsola persica ، fragrans و salsola tomentosa و انواع بوته ها گندمیان یکساله می باشد‪.                         

 

روش تحقیق:

 

1 - مطالعات خاکشناسی عرصه انتخاب شده بر اساس پایان نامه ها و تحقیقات انجام شده توسط دانشجویان ارشد دانشگاه تبریز               

2 - انتخاب محل مناسب در ایستگاه تحقیقاتی خواجه با شیب 2 الی 6 درصد                                

3 - بلوک بندی و کرت بندی بر اساس تیمارها و تکرارهای طرح بطوریکه به بلوکها و کرتها هیچگونه روان آبی از بیرون وارد نمی شود.                                                                         

 4 - طراحی و اجرای سامانه های سطوح آبگیر لوزی شکل بطوریکه هیچگونه روان آبی از بیرون وارد سامانه نمیشود.

‫‪ 5 - تیمارها بصورت تصادفی در هر بلوک و کرت به شرح اعمال شده است.

الف) تیمار A شاهد که در داخل چاله فقط خاکی که از کندن چاله بدست آمده بود ریخته شده است‪.

ب) تیمار B در داخل چاله های مربوطه مخلوط پرلیت خاک و ماده آلی پوسیده ریخته شده است.

پ) تیمار C در داخل چاله ها کوزه سفالی به ارتفاع 70 سانتیمتر جا گذاری شده و اطراف آن با مخلوطی از خاک محل و کود آلی و ماسه پر شده است.

‫‪ 6 - آمار برداری از تیمارهای موردنظر بوسیله دستگاه TDR از عمقهای 700   و 50  0 و 300 توسط سنسورهای عمودی درصد رطوبت اندازه گیری و متوسط آنها بصورت ذیل تجزیه وتحلیل شده است‪.

  

‫‪نتایج :

 

اندازه گیری رطوبت هر ساله با دستگاه TDR برای ماههای تر و خشک اندازه گیری گردید. متوسط رطوبت ماههای تر نشان می دهد که رطوبت در تیمار پرلیت با 8/18 درصد رطوبت حجمی بیشترین ماندگاری و تیمار شاهد با 37/14 درصد کمترین ماندگاری را نشان می دهد‪ .همچنین در ماههای خشک سال تیمار پرلیت با 21/6  درصد بیشترین ماندگاری و تیمار کوزه با 75/3 رطوبت کمترین ماندگاری را دارد‪ .تجزیه داده ها با استفاده از آزمون دانکن در جداول 1 الی 4 و نمودارهای 1 و 2 آورده شده است‪.                                   

 

جدول شماره یک: متوسط رطوبت در ماههای تر

اعماق به CM

 

30.00

50.00

70.00

14.40

15.40

16.30

A1

17.90

19.20

20.20

B1

16.10

17.40

18.90

C1

12.30

13.30

14.30

A2

16.50

17.20

18.40

B2

15.40

15.80

16.60

C2

13.60

14.54

15.30

A3

19.80

20.90

21.70

B3

16.50

17.00

18.00

C3

 

نمودار شماره یک: متوسط رطوبت در ماههای تر

 

 

جدول شماره 2: گروه بندی آمار رطوبت 1383 در ماههای تر از طریق آزمون دانکن در سطح احتمال 1% و 5%

 

گروه بندی دانکن در سطح احتمال 1%

گروه بندی دانکن در سطح احتمال 5%

میانگین درصد رطوبت

تیمار

A

A

18.08

B

AB

AB

17.87

C

B

B

14.37

A

 

 

جدول شماره 3: متوسط رطوبت در ماههای خشک

 

اعماق به CM

 

30

50

70

3.7

3.9

4.4

A1

7.7

8.0

8.6

B1

3.6

4.9

6.1

C1

3.1

4.0

4.5

A2

4.1

5.0

6.0

B2

3.8

4.2

5.1

C2

3.0

3.3

3.9

A3

4.1

5.7

6.7

B3

4.4

5.1

5.8

C3

 

نمودار شماره 2: متوسط رطوبت در ماههای خشک

 

 

جدول شماره 4: گروه بندی آمار رطوبت  در ماههای خشک از طریق آزمون دانکن در سطح احتمال 1% و 5%

گروه بندی دانکن در سطح احتمال 1%

گروه بندی دانکن در سطح احتمال 5%

میانگین در صد رطوبت

تیمار

A

A

6.21

B

B

B

4.77

C

B

C

3.75

A

 

 در سال اول در چاله هر تیمار نهال پسته کاشته شد و در ابتدای کاشت ارتفاع و قطر یقه اندازه گیری گردید ودر سال سوم رشد ارتفاع و قطر یقه نهالها را اندازه گیری کردیم، که نتایج آن به شرح زیر می باشد‪:

در تیمار شاهد به طور متوسط با 7 سانتیمتر رشد ارتفاع و 2 میلیمتر رشد قطر یقه کمترین رشد و تیمار پرلیت 35 سانتیمتر رشد ارتفاع و 10 میلیمتر رشد قطر یقه بیشترین رشد را داشتند. نتایج حاصل از میانگین رطوبتها در پروفیل تیمارها نشان می دهد که در ماههای تر در کلیه تیمارها آب ذخیره شده بیشتر از آب قابل استفاده می باشد ولی در ماههای خشک نیاز به آبیاری تکمیلی داریم که در تیمار پرلیت با 38/17 بیشترین آب قابل استفاده و تیمار شاهد با 96/15 کمترین مقدار آب قابل استفاده را در اختیار گیاه قرار می دهد‪.

 1550‫ و در مورد گیاه پسته و نیاز آبی آن در منطقه که در هر دوره 240 روزه 5850 میلیمتر و در تیمار شاهد ‫‪میلیمترمی باشد در تیمار پرلیت 1800 میلیمتر توسط بارندگی ذخیره شده و نیاز به آبیاری تکمیلی در تیمار پرلیت 4000 و در تیمار شاهد  6000 می باشد‪.

 

بحث و نتیجه گیری:

 

منطقه خواجه از لحاظ مطالعات خاکشناسی و ژئولوژی از بافت نیمه سنگین و سنگین و تشکیلات رسی و مارنی به همراه ماسه سنگهای سیلتدار و آهکی تشکیل یافته است‪ .میزان نفوذپذیری خاک کم، میزان نزولات آسمانی منطقه پایین و تشکیل رواناب به خصوص در بارشهای شدید ملاحظه می شود‪ .لذا در چنین مناطقی لزوم در نظر گرفتن تدابیر لازم جهت حفظ و ماندگاری رطوبت خاک و استفاده بهینه از نزولات جوی در جهت ایجاد پوشش گیاهی و تولید علوفه امری مهم تلقی می گردد‪ .یکی از این راهکارها استفاده ازتکنیکهای مختلف از جمله سامانه های سطوح آبگیر لوزی شکل با اتخاذ تیمارهای مختلف در قسمت آبگیر سامانه با احداث چالههای آبگیر و اعمال تیمارهای مختلف در داخل چاله جهت افزایش نفوذ پذیری و نگهداری رطوبت می باشد و چنانکه در تحقیق حاضر آمده است در خاکهایی با بافت نیمه سنگین و سنگین و با وضعیت اقلیمی مناطقی همچون خواجه استفاده از تیمار شاهد (خاک منطقه) کارآیی خوبی نخواهد داشت که شاید یکی از دلایل آن را نفوذناپذیر شدن قسمتهای سطحی خاک در ابتدای بارش به علت چسبندگی شدید ذرات رسی در اثر ضربات  باران برشمرد که خود عامل مؤثر در ایجاد سله و کاهش نفوذ پذیری خواهد شد‪ .این امر در آماربرداری رطوبت با دستگاه TDRکاملاً مشهود است‪.

بررسی میزان ماندگاری و تغییرات رطوبت نشان می دهد که میزان حفظ رطوبت در تیمارپرلیت بهتر از سایر تیمارها می باشد به طوری که این تغییرات برای تیمار شاهد کمتر ولی برای تیمار پرلیت بیشتر است‪ .به هر حال در چنین عرصه هایی که بافت خاک سنگین و نفوذ پذیری کم است باید با افزایش نفوذ پذیری و ایجاد سامانه های مناسب از جمله لوزی شکل که مثل قیف عمل میکند نزولات آسمانی را به هر میزان و در هر فصل به پروفیل خاک هدایت نمود و با روشهای مختلف در درون پروفیل ماندگار کرد. با توجه به نوع رسهای این منطقه که از کانیهای ایلیت و ورمیکولیت تشکیل یافته و خود این کانیها رطوبت را در خود نگه می دارند تیمار شاهد نیز در این طرح دارای ماندگاری رطوبت خوبی است و با توجه به آب قابل استفاده در تیمارها که بدست آمده است.‫ تیمار پرلیت بیشترین و تیمار شاهد کمترین آب را می تواند در اختیار گیاه قراردهد و می توان با توجه به نیاز آبی گیاهان مختلف مقدار آب مورد نیاز را جهت آبیاری تکمیلی محاسبه نمود.

پیشنهادات:

‫‪‫

در این مناطق جهت حفظ ونگهداری رطوبت در پروفیل خاک برای احداث باغات دیم ایجاد سامانه های سطوح آبگیر با چاله های گیرنده آب الزامی و ضروری است که هم جلو فرسایش را می گیرد و هم نزولات آسمانی را گرفته و ذخیره می کند‪ .الزام به توضیح است جهت بدست آوردن نتیجه بهتر، ادامه تحقیقات در این زمینه و اجرای فاز دوم طرح بصورت آزمایشی الزامی بوده و ادامه آماربرداری از این طرح پیشنهاد می گردد و با توجه به کشت نهال چند ساله در این طرح نتایج آتی قابل بررسی و ارزیابی می باشد‪.

همچنین پیشنهاد می گردد با توجه به رسی و مارنی بودن چنین مناطقی و ایجاد سله در سطح خاک جهت بدست آوردن نتیجه بهتر به روی چاله های کشت مقداری ماسه و یا مخلوط پرلیت و ماسه در سطح خاک برای جلوگیری از تشکیل سله استفاده گردد‪.

 

منابع:

 

1 ـ   باباخانلو .محمود 1364 .گزارش نهایی طرح تحقیقاتی تأثیر عملیات آبخیزداری در ذخیره نزولات آسمانی

2 ـ باستانی‪ ،ش‪ .1370 .تکنیک های آبیاری با راندمان بالا جهت کشت محصولات یکساله و چند ساله، مجله کشاورزی و دام‪ .شماره 11 ص 3330

3 ـ باستانی‪ ،ش .1372 .آبیاری زیرزمینی با استفاده از لوله های کوزه ای سفالی‪ ،مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع‪ .ص 20 - 1

4 ـ نجفی . انوشیروان و ا ، برزگر  1376. گزارش نهایی طرح تحقیقاتی جنگلکاری با آب باران و ارزیابی رشد درختان با انواع روشهای سطوح آبگیر- مرکز تحقیقات منابع طبیعی و امور دام استان آذربایجان شرقی

5 ـ عاصمی . اسماعیل و کاظم رفته گری نژاد. 1363 .طرح پرلیت اداره کل صنایع انستیتو. دفتر صنایع استانداری آذربایجان شرقی . نشریه شماره 3

‫6 ـ شرفا . مهدی . 0866 . اثر پرلیت و هیدروپلاس  بر تخلخل – ظرفیت نگهداری رطوبت و آبگذری خاکها . پایان نامه کارشناسی ارشد خاکشناسی دانشگاه تهران ص 122

7 ـ آکادمی علوم آمریکا . 1974 .آب بیشتر برای مناطق خشک . برگردان: موسوی سید فرهاد و احمد شایان . 1364 .انتشارات مرکز نشر دانشگاهی ص  160 .

8 ـ مهدیزاده‪ ،پ .1355 .تحقیق در صرفه جویی مصرف آب و کاربرد کوزه های سفالین برای ایجاد فضای سبز کشت درختان مثمر و غیر مثمر در مناطق خشک کویر‪ .نشریه سالانه کمیته ملی آبیاری و زهکشی‪.‫ ص 50 ـ 40

 

‫‪9- Alemi, M.H. 1980. Distribution of Water and salt in soil under trickle and

‫‪pot irrigation regimes. Agricultural Water Management, vol. 3, pp.195‫‪203.

‫‪‫‪Coptu-G.N 1994 Conserving for Plant Production . J. of Ecological-10

‫‪Management . No . 70PP.322-332

‫‪