بخشی از مقاله
چکیده
تراکم خاك از مهمترین عواملی است که میتواند منجر به تخریب فیزیکی خاك گردد. تنش در آستانه تراکم - تنش پیش- تراکمی؛ - σpc و حساسیت خاك به تراکم - شاخص فشردگی؛ - CC پارامترهاي مکانیکی لازم براي پیشگیري از تراکم هستند. در این پژوهش به بررسی اثر افزودن دراز مدت پسماند جو بر خواص فشردگی σpc - و - Cc یک خاك لوم رسی پرداخته شد. نمونههاي دستخورده از یک طرح پژوهشی دراز مدت مدیریت بقایاي گیاهی تحت تناوب جو-ذرت برداشت شد. خواص فشردگی نمونه هاي خاك تهیهشده از 4 روش مدیریت بقایاي گیاهی و بازسازيشده در دو مقدار رطوبت 0/9 - حد خمیري - PL - و - 1/05PL و با دو پیش بار 100 - و 200 کیلوپاسکال - با آزمایش نشست صفحهاي - PST - تعیین گردید. از روش کاساگراند جهت استخراج ویژگیهاي فشردگی خاك از منحنی هاي تنش-نشست استفاده شد. بهطور کلی روشهاي مختلف مدیریت بقایا بر CC وσPC تخمینزده شده اثر قابل توجهی نداشت.
واژههاي کلیدي: تنش پیش تراکمی، شاخص فشردگی و مدیریت پسماند گیاهی
مقدمه
خاكهاي غیر اشباع تحت نیروهاي مکانیکی بیرونی و نیروهاي درونی میتوانند متراکم شوند. تراکم خاك از مهمترین عواملی است که میتواند منجر به تخریب فیزیکی خاك شود. تراکم، ساختمان خاكهاي کشاورزي را دگرگون می کند و در نتیجه تعدادي از ویژگیهاي مهم خاك را تغییر داده و بر تولید محصول اثر می گذارد - سوان و ون، . - 1994 در سیستمهاي مختلف کشاورزي، خطر تراکم خاك با افزایش اندازه مزارع، افزایش درجه مکانیزاسیون و وزن تراکتور و تجهیزات و کار زیاد روي خاك به منظور دستیابی به نرمشدگی بیشتر در خاك، افزایش مییابد - آسولاین، . - 2002
عواملی چند بر تراکمپذیري خاك اثر میگذارند که عبارتند از: چگالی ظاهري اولیه، ساختار خاك، مواد آلی - OM - 1، نمکهاي محلول و مهمتر از همه مقدار رطوبت خاك - MC - 2 - ماپفومو و چاناسیک، . - 1998 استفاده از پسماند گیاهی بهعنوان منبع ماده آلی عملیاتی رایج در کشاورزي براي بهبود ساختمان خاك، ظرفیت نگهداري آب، کاهش حجم آب مورد نیاز براي آبیاري میباشد. بهعلاوه این مواد عناصر غذایی خاك را نیز افزایش میدهند - انتري و همکاران، . - 1997
مواد آلی تراکمپذیري خاك را با افزایش مقاومت خاك به ازهم پاشیدگی خاك در اثر برخورد با آب و نیز با افزایش مقدار رطوبت خاك که همچون بالشتکی تراکم را میرا میکند، کاهش میدهد - اکوا و استون، . - 1994 بنابراین، برگرداندن پسماند محصول به خاك میتواند تراکم پذیري خاك را کاهش دهد - برزگر و همکاران، . - 2000
یک راهحل رایج در جلوگیري از تراکم این است که تنشهاي مجاز وارده به خاك بهگونهاي با ویژگیهاي مکانیکی خاك ارتباط داده شود. براي پیش گویی بهتر رفتار تراکمی خاك، تعیین ویژگیهاي مکانیکیاي که بتواند تا حدودي رفتار خاك را در مزرعه بیان کند ضروري است - آرویدسون و کلر، . - 2004 دو مورد از این ویژگیها عبارتند از: تنش پیش تراکمی - σpc - و شاخص فشردگی - CC - که از منحنی هاي تراکم خاك - منحنی لگاریتم تنش عمودي در برابر یکی از پارامترهاي مربوط به حالت تراکمی خاك - استخراج میشوند. نمونهاي از منحنی تراکم در شکل 1 نشان داده شده است که در آن لگاریتم تنش در مقابل نشست خاك رسم شده است. همانگونه که از شکل مشخص است منحنی تراکم داراي دو ناحیه متمایز است: یک بخش برگشتپذیر الاستیک در تنشهاي پایین و یک بخش خطی در تنشهاي بالاتر که خط فشردگی بکر - VCL - 3 نام دارد - کلر و آرویدسون،σpc . - 2007 بهعنوان حدفاصل رفتار الاستیک و پلاستیک خاك تعریف میشود و نقطهاي از منحنی تراکم است که هرگاه خاك تحت تنش هاي کوچکتر از آن قرار گیرد ابتدا تغییر شکل الاستیک داده و سپس به حالت اولیه بر میگردد، در حالی که در تنشهاي بزرگتر تغییر شکل خاك ماندگار است - کاوالیري و همکاران، . - 2008 از CC بهعنوان شاخصی براي نشان دادن حساسیت خاك به تراکم زمانی که سطح تنش واردشده به خاك بیشتر از σpc شود استفاده شده است - کوان و همکاران، - 2007 که در واقع شیب قسمت خطی منحنی تراکم است. کاساگراند براي اولین بار، روشی ترسیمی براي محاسبه از روي منحنی تراکم ارائه داد - کاساگراند، . - 1936
شکل -1 نمونهاي ازیک منحنی تراکم و استخراج تنش پیش-تراکمی به روش کاساگراند.
با توجه به شکل 1 چنانچه از نقطه D یعنی نقطهاي که انحناء منحنی بیشینه است، مماسی بر منحنی رسم شده و نیمساز زاویه بین این مماس و خط افقی مار بر D ترسیم گردد، نقطه برخورد این نیمساز با امتداد مستقیم الخط نمودار - VCL - بیانگر میباشد.
مواد و روشها
مکان نمونهبرداري خاك، از طرح پژوهشی افزودن دراز مدت بقایاي گیاهی به خاك که در مزرعه پژوهشی دانشکده کشاورزي دانشگاه صنعتی اصفهان - لورك نجف آباد - بود. طرح پژوهشی یادشده از سال 1380 تحت تناوب جو-ذرت در مزرعه در حال اجرا است. جو هر سال در نیمه اول خرداد ماه برداشت شده و در تیمارهایی که بقایاي آن به خاك برگردانده میشد، بقایا بلافاصله پس از برداشت جو توسط رتیواتور خرد شده و بدون مخلوط شدن با خاك با شخم توسط گاوآهن برگرداندار تا عمق 30 سانتیمتر به خاك برگردانده میشد. بقایایی که به خاك برگردانده می شد شامل کل کاه و کلش ریخته شده از پشت کمباین و ته ساقهها بود. وزن بقایا سالانه به طور میانگین 3500-3000 کیلو گرم در هکتار بود. تیمارهاي طرح شامل سوزاندن بقایا، ResB؛ برگرداندن بقایا به خاك، Res؛ برگرداندن بقایا همراه با 72 اوره به خاك، ResN و برگرداندن بقایا همراه با 6430 کیلوگرم در هکتار کود گاوي پوسیده به خاك، ResFYM بود. در هر روش مدیریتی نمونه برداري خاك سطحی 0-20 - سانتیمتري - و در سه تکرار صورت گرفت.
نمونههاي خاك - از خاك هوا-خشک عبور داده شده از الک 2 میلیمتر - باقطر 25/5 و ارتفاع 10سانتیمتر با دو مقدار رطوبت مختلف 14/7 و 16/7 درصد - به ترتیب برابر 0/9 حد خمیري - PL - و - 1/05PL ساخته شد و سپس نمونه توسط دستگاه CBR تحت پیش بار 100 یا 200 کیلوپاسکال قرار گرفتند. در وسط هر نمونه، آزمایش نشست صفحهاي - PST - با صفحهاي به قطر 5 سانتیمتر انجام شد. سپس نمونهاي به قطر 5/4 و ارتفاع 4/9 سانتیمتر براي آزمایش فشردگی محصور - CCT - از اطراف نمونه بزرگ تهیه شد.
