بخشی از مقاله
چکیده
امروزه افزایش تولیدات در بخش کشاورزي از طریق توسعه اراضی کشاورزي به دلیل کمبود آب با محدودیت هاي جدي مواجه است و از این رو تنها پاسخ به تقاضاي روزافزون غذا، افزایش بهره وري استفاده از منابع آبی موجود و تولید بیشتر در ازاي مصرف آب کمتر می باشد. با توجه به سطح زیر کشت برنج در استان مازندران، هدف از این پژوهش بررسی برخی ویژگی هاي خاك هاي شالیزاري در مدیریت مصرف آب در این اراضی می باشد. منطقه مورد مطالعه با وسعتی حدود 10 هکتار در ایستگاه تحقیقات برنج کشور واقع میباشد. برخی ویژگی هاي فیزیکی و شیمیایی موثر در نگهداشت آب در نیمرخ خاكهاي منطقه، مورد مطالعه قرار گرفت.از یک طرف افزایش محسوس وزن مخصوص ظاهري افق هاي دوم و سوم نیمرخ ها نسبت به افق هاي سطحی، از طرف دیگر درصد رس بالاتر در لایه هاي بالایی نیمرخ ها موید وجود سخت لایه شخم در اراضی شالیزاري منطقه مورد مطالعه است. نتایج گویاي تاثیر وجود لایه گلخراب سطحی، عملیات سنگین زراعی به صورت سالانه، شرایط غرقاب و سخت لایه شخم در تشکیل افقهایی با زهکشی نامناسب در اعماق 40-30 سانتیمتري بوده که سبب نگهداشت آب و کاهش هدرفت آن در اراضی شالیزاري مورد مطالعه می گردد.
کلمات کلیدي: برنج، سخت لایه شخم، زهکشی، لایه گلخراب، غرقاب
مقدمه
برنج از مهمترین غلات در دنیا بوده و پس از گندم مقام دوم را دارد و تقریبا پایه غذایی اصلی اکثر جمعیت جهان را تشکیل میدهد. این محصول نسبت به سایر محصولات از نظر آب و هوا، خاك و شرایط هیدرولوژیکی داراي تنوع وسیعی است - ساب هندو و همکاران، . - 2002 با افزایش جمعیت و افزایش تقاضا براي تغذیه، کشت برنج و مدیریت اراضی شالیزار براي افزایش عملکرد از اوایل دهه 1960 مورد توجه قرار گرفت - ویت و هافل، . - 2005
با توجه به اینکه برنج در خاكهاي باتلاقی رشد مینماید، میتواند در خاكهاي با درصد رس زیاد 60 - درصد - رشد مناسبی داشته باشد. برنج در خاكهاي مختلف، از فقیر تا غنی که تنها آب مورد نیاز گیاه تأمین باشد، به عمل میآید. البته مقدار آب مصرفی در خاكهاي سبک بیش از خاكهاي سنگین است. مناسبترین خاك براي کشت برنج، خاك رسی با لایه غیر قابل نفوذ در عمق 50 تا 150 سانتیمتري و همراه با مقدار زیادي مواد آلی است. نفوذپذیري خاكهاي سنگین بافت به آب کم بوده و این خود عامل مهمی در غرقابی شدن زمین شالیزار است . در ایران، استان مازندران با % 40/46 و استان گیلان با % 34/16 به ترتیب بیشترین سطح زیر کشت برنج کشور را به خود اختصاص دادهاند. سطح زیر کشت محصولات کشاورزي در استان مازندران بالغ بر 470 هزار هکتار میباشد که حدود 210 هزار هکتار آن به کشت برنج اختصاص دارد - آمارنامه کشاورزي وزارت جهاد کشاورزي، سال زراعی . - 86-87
پستی و بلندي نه تنها به خودي خود نقش مهمی را در تکامل و تکوین خاك ایفا میکند، بلکه پارامترهاي حساس جوي چون دما و رطوبت را تغییر میدهد. زمینهاي شالیزار باید بدون شیب و یا شیب بسیار کم باشند - فوس، - 1984، زیرا مقدار آب باید در همه جاي زمین به یک اندازه باشد . یکسان نگه داشتن آب در داخل شالیزار، فایدههاي زیادي دارد. براي مثال کود، سم و علف کشها، بهتر اثر کرده و از هدرفت آب جلوگیري میکند. همچنین وقتی عمق آب به صورت یکنواخت در شالیزار زیاد میشود، علفهاي هرز کم شده و پنجه دهی گیاه نیز بیشتر خواهد شد - ملکوتی و کاووسی، . - 1383
در حدود 75 درصد از کل برنج جهان در زمینهاي پست تحت آبیاري تولید میشود. براي تولید یک کیلوگرم دانه برنج، کشاورزان مجبورند که 2 تا 3 برابر آب بیشتر در مزارع برنج نسبت به سایر غلات استفاده کنند - امیري و همکاران، . - 1385 بدین منظور براي ذخیره آب در مزارع برنج، کشاورزان پشتههایی را براي جلوگیري از هدر رفتن آب ایجاد کرده و در مزارع خودشان طی فرآیندي به نام پادلینگ - گلخرابی - باعث ایجاد یک لایه با مقاومت زیاد نسبت به نفوذ آب در مزرعه میشوند. گلخرابی یکی از روشهاي معمول آمادهسازي بستر براي نشاکاري برنج در اراضی شالیزاري میباشد. از اثرات کوتاه مدت گلخرابی میتوان به تسهیل در امر نشاکاري، مبارزه با علفهاي هرز، مخلوطکردن یکنواخت کود با خاك، تخریب خاکدانهها، جلوگیري از نفوذ زیاد آب به خاك، تسهیل در جذب عناصر غذایی خاك توسط ریشه، فراهم نمودن محیط مناسب براي رشد و توسعه ریشه، تغییر وزن مخصوص ظاهري، افزایش ظرفیت نگهداري آب خاك، کاهش هدایت هیدرولیکی و تشدید فرایندهاي الکتروشیمیایی اشاره کرد - یوسفی مقدم و همکاران، 1387؛ موسوي و همکاران، 2009؛ ویت و هافل، . - 2005
در شالیکاري، خاك سطحی تا عمق مشخصی کاملا تخریب میشود. به نحوي که ساختمان کاملا از بین رفته و خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی را تحت تاثیر قرار میدهد . از طرفی آب مورد نیاز برنج از سایر غلات بیشتر است. هشتاد درصد آب مورد نیاز محصول برنج تولید شده در جهان بویژه در نقاط استوایی، از آب باران تأمین شده و 20 درصد باقی مانده را از آب رودخانه و آب چاه تأمین مینمایند. این تغییرات در خصوصیات ذکرشده میتواند موجبات تغییرات عدیدهاي در قابلیت استفاده از عناصر غذایی گردد. لذا کسب اطلاعات کافی از نوع و نحوه انجام فرآیندهاي حاکم بر این خاكها میتواند در مدیریت بهینه و بهره برداري پایدار از این خاكها راهگشا باشد. از اهداف این تحقیق به طور خلاصه می توان به بررسی تاثیر برخی از خصوصیات خاك از جمله توزیع اندازه اي ذرات، گلخرابی و وزن مخصوص ظاهري بر چگونگی مدیریت آب در اراضی شالیزاري اشاره نمود.
مواد و روشها
تحقیق مورد نظر در ایستگاه تحقیقات برنج کشور - مازندران - در غرب شهرستان تنکابن و حد مرز بین شهرستان تنکابن و رامسر در وسعتی بیش از 10 هکتار و قدمتی بیش از 30 سال انجام گردید. متوسط بارندگی سالیانه 1253 میلیمتر است و متوسط درجه حرارت سالیانه 15/8 درجه سانتیگراد میباشد. براین اساس رژیم حرارتی خاك در منطقه مورد مطالعه ترمیک و رژیم رطوبتی یودیک تعیین گردید - نیوهال و بردانیر، . - 1996 جهت انجام این مطالعه پس از بررسی نقشههاي زمینشناسی و توپوگرافی منطقه، تعداد 6 پروفیل انتخاب، حفر و تشریح صحرایی و نمونه-برداري آنها انجام پذیرفت. جهت انجام مطالعات فیزیکوشیمیایی، نمونههاي مورد نظر پس از هواخشک کردن، از الک 2 میلیمتري عبور داده شده و آزمایشهاي لازم از جمله بافت به روش هیدرومتر، EC، pHe ، کربن آلی به روش اکسیداسیون تر، وزن مخصوص ظاهري - سیلندري - و ظرفیت تبادل کاتیونی - CEC - با استفاده از روش استات سدیم انجام گردید - اسپارکس، 1996؛ کارتر و گرگوریچ، . - 2008 ردهبندي خاكها نیز براساس ردهبندي امریکایی - Soil - Survey Staff, 2010 صورت گرفت.
نتایج و بحث مطالعات متعددي در مورد زراعت در شرایط غرقاب و خاكهاي شالیزاري در جهان صورت گرفته است ولی این مطالعات عمدتا خاص منطقه بوده و با شرایط منطقه مورد مطالعه از نظر اقلیمی، مواد مادري و سایر خصوصیات متفاوت میباشد. سطح آب زیرزمینی بالا و غرقاب نمودن خاك سطحی شرایط ویژهاي را براي تشکیل این خاكها فراهم آورده است به طوريکه شناسایی و تعیین خصوصیات ویژه این اراضی براي بهرهبرداري پایدار ضروري میباشد. جدول 1 برخی از خصوصیات مورفولوژیکی و فیزیکی و شیمیایی نمونههاي مورد مطالعه را نشان میدهد. دامنه تغییرات pH از 7/68 تا 8/22 بوده و مقادیر Ec نیز از حداقل0/5 dSm -1 تا 1/26 متغیر بود. دامنه تغییرات کربن آلی نمونههاي مورد مطالعه بین حداقل 0/2تا 4/74 درصد متغیر بود که حداکثر مقدار آن در افقهاي سطحی مشاهده گردید. ظرفیت تبادل کاتیونی نیز در اراضی مورد مطالعه از 9/65 تا cmol+ kg-1 30/2 متغیر بود. تغییرات وزن مخصوص ظاهري نیز از 0/71 grcm-3 تا 1/53 که حداقل آن در افق هاي سطحی مشاهده گردید - جدول . - 1
جدول -1 برخی خصوصیات مورفولوژیکی و فیزیکوشیمیایی لایه گلخراب و سخت لایه شخم
