کاربرد پرلیت در افزایش رطوبت خاک

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

‫‪Ashraf.malekian@gmail.com

‫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 70–0   و‪ 50  –0 و‪ 30 – 0 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

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٪ 

جدول شماره 3 : متوسط رطوبت در ماههای خشک

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٪

 ‫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 ‫نفوذ ناپذیر 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 33 – 30

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

‫‪