بخشی از مقاله
چکیده:
خاک های آبگریز اثرات مخرب متعددی بر حاصلخیزی و همچنین پایداری محیط زیست دارند. ازاینرو، اصلاح این خاک ها یکی از مهمترین اولویتهای کشاورزان و پژوهشگران محیطزیست میباشد. امروزه استفاده از زئولیت جهت کاهش آبگریزی خاک، یکی از مهمترین استراتژیها می باشد. هدف از این مطالعه بررسی تأثیر مقادیر 30،10و60 تن درهکتار زئولیت جهت اصلاح خاصیت آبگریزی در دو نمونه خاک آبگریز در استان خوزستان می باشد. به این منظور، ویژگی آبگریزی خاک از روش زمان نفوذ یک قطره آب - WDPT - تعیین گردید. یافته های این پژوهش حاکی از آن بود که با افزایش مقدار زئولیت، ویژگی آبگریزی خاک کاهش بیشتری را نشان داد. تیمارهای 60 و30تن در هکتار، در مقایسه 10 تن در هکتار به طور معنیداری سبب کاهش آبگریزی خاک به میزان بیشتری شد.
.1 مقدمه
قابلیت خیس شدن از خصوصیتهای دینامیک خاک است که به بسیاری از خصوصیات بیولوژیکی، شیمیایی و فیزیکی خاک بستگی دارد. مطالعات مختلف در 50 سال گذشته نشان میدهد که آبگریزی خاک در اقلیمها و خاکهای مختلف تحت کاربریهای متفاوت اراضی اتفاق میافتد - دکر و همکاران، . - 2005 آبگریزی خاک یک خصوصیت پایا نیست زیرا مقدار آب خاک میتواند قابلیت خیس شدن یا جذب آب توسط خاک را تغییر دهد.
بنابراین 3 عامل کلیدی یعنی خصوصیات مکانی، خاکی و اقلیمی باعث تغییر آبگریزی شده و باید تاثیر آنها بر روی آبگریزی مشخص شود.لایه سطحی خاک، پدوسفر و اتمسفر را به یکدیگر پیوند میدهد و خاصیت آبگریزی خاک اثر زیادی بر روی فرآیندهای مختلف خاک- آب دارد.
بنابراین خاصیت آبگریزی خاک کارکردها و نقشهای حیاتی خاک نظیر رشد و حمایت از زندگی گیاهی برای تولید چوب و غذا، جذب و نگهداری آب، تسهیل نفوذ آب، جلوگیری از سیل، فرسایش، تصفیه مواد شیمیایی آلاینده و تولید آب شرب را تهدید میکند - اسلام و همکاران، ;2009 شاکسبی و همکاران،. - 2000 البته در برخی شرایط خاص خاصیت آبگریزی خاک ممکن است یک شاخص و ویژگی مطلوب خاک در نظر گرفته شود. بهعنوان مثال، خاصیت آبگریزی خاک در حفظ و پایداری خاکدانهها و جذب کربن آلی نقش مثبتی ایفا میکند - بلانکو و لال،. - 2009 مطالعات جدید نیز نشان دادهاند که آبگریزی خاک در خاک سطحی در کشتتاکستان باعث افزایش پایداری خاکدانهها میشود
عوامل زیادی بر روی ویژگی آبگریزی خاک اثر داشته که از جمله میتوان به رسها، کاتیونهای تبادلی، تر و خشک شدن و میزان رطوبت خاک اشاره کرد - وانت وودت، . - 1959 به طور کلی با اندکی تغییر در مقدار رس خاک، خصوصیات آبگریزی نیز تغییر میکند. افزایش 1-2 درصد در مقدار رس میتواند تاثیر قابل توجهی در کاهش خصوصیات آبگریزی خاک داشته باشد .
در محاورات معمولی رس به خاکهایی گفته میشود که بتواند مقدار زیادی آب را جذب کرده و حالت پلاستیکی به خود بگیرد. رسها انواع گوناگونی دارند که رفتار هر یک با دیگری متفاوت است - علیزاده، . - 1386 زئولیتها از جمله کانیهایی هستند که در کشور به فراوانی یافت میشوند. این کانیها به دلیل پایداری شیمیایی، حرارتی و فیزیکی که دارند کاربردهای بسیاری دارند و به دلیل ارزانی به بازیافت آن نیازی نیست. زئولیتها با توجه به سه عامل مهساختمان شیمیایی، فراوانی، قابلیت دسترسی و ارزش اقتصادی تعیین کننده به طور عمده درکشاورزی کاربرد دارند
ظرفیت تبادل کاتیونی زیاد، ساختمان آبدوست، سرعت تبادل نسبتا خوب، پایداری شیمیایی و فیزیکی از نقطه نظر استحکام در برابر سایش از دلایل اصلی انتخاب این کانیها به شمارمیرود . لذا با توجه به اهمیت این کانی،پژوهش حاضربه بررسی تأثیر سطوح مختلف آن 10 - ، 30و60تن در هکتار - بر تغییر خاصیت آبگریزی خاک انجام شد.
.2مواد و روش ها
روش انجام تحقیق و کانی مورد استفاده
مطالعهی حاضر در قالب طرح آماری فاکتوریل برپایه بلوک کامل تصادفی که شامل 3 تیمار زئولیت - سه سطح30 ،10و60تن در هکتار - در قالب4 تکرار و در دمای اتاق - - 25 2 C⁰ انجام شد.کانی زئولیت مورد استفاده از معادن سیاه زاغ سمنان استخراج و از شرکت افرند خریداری شد. ترکیب کانی شناسی زئولیتمورد مطالعه در این پژوهش قبلاً به روش SEM تعیین شده بود - جدول. - 1دو نمونه خاک مرکب از منطقه جمع آوری شد.برای نمونه برداری از خاک اطراف حوضچه تخلیه ضایعات حفاری در شرق شهر اهوازکه روبروی فرودگاه این شهر و اقع شده بود، انتخاب گردید.
جدول - 1 - مشخصات شیمیایی زئولیت مورد استفاده در پژوهش
آماده سازی کانی مورد مطالعه
به منظور بررسی تاثیر زئولیت با استفاده از کلسیم اشباعسازی شد. برای این منظور هر یک از محلول 0/5 مولار کلریدکلسیم - 0.5 M - CaCl2 استفاده شد.روش انجام کار به این صورت بود که 55/5 گرم از کلرید کلسیم را در یک لیتر آب دیونیزه حل کرده و سپس از هر نمونه کانی مقدار10 گرمی وزن کرده و داخل لولههای سانتریفیوژ گذاشته میشوند و از محلول کلرید کلسیم درون لولههای سانتریفیوژ ریخته شد و به مدت 5 دقیقه درون شیکر با شدت 300دور در دقیقه تکان داده شدند.
پس از اینکه نمونهها از شیکر خارج شدند، با شدت 3000 دور در دقیقه به مدت 10 دقیقه در سانتریفیوژ قرار داده شدند تا کانی و محلول سوسپانسیون از هم تفکیک شوند. محلول صاف رویی برای قرائت EC، نگهداری شد و دوباره 25 میلی لیتر کلرید کلسیم 0/5 مولار به آن اضافه گردید. نمونهها شیک و سپس سانتریفیوژ شدند. تمامی این اعمال را تا جایی ادامه دادیم جاییکه EC محلول خروجی به کمتر از 30 میکروزیمنس بر متر برسد. سپس ده گرم خاک خشک درون پتری دیش توزین شد . مقدار مشخص شده وزنی از کانی به سطح خاک اضافه گردید و سپس پتری دیش ها به مدت 2 دقیقه روی شیکر با دور آهسته 30rpm قرار داده شد
اندازه گیری آبگریزی
در این پژوهش از روش WDPT جهت تعیین آبگریزی خاک استفاده شد. روش WDPTدر مقایسه با روشهای دیگر دارای سهولت و دقت است .به منظور اندازهگیری مدت زمان نفوذ قطرات آب به درون خاک، ابتدا خاکهای مورد مطالعه را درون پتریدیشهای تمیز ریخته و سپس بر روی سطح هر کدام از آنهای 3 قطره آب دی یونیزه از ارتفاع 1 سانتی متری با قطرهچکان اضافه شده تا از ایجاد شکاف در سطح خاک جلوگیری شود . سپس زمان نفوذ قطرات آب به درون خاک ثبت شد. اینرو پ قادر به جدا سازی خاکها از نظر آبگری زبود یا مستقیمٌمعیاری از میزان حساسیت خاک به فرسایش را ارائه میکند. زیرا مدت زمان لازم برای نفوذ قطرات آب به داخل خاک را بررسی میکند.
تجزیه و تحلیل آماری با استفاده از نرمافزارهای آماری
برای تجزیه و تحلیل نتایج، از آزمون دانکن استفاده شد. برای این کار از نرم افزارهای آماری از نرم افزار SPSS نسخه شماره 16 استفاده شد. نمودارها و اشکال با استفاده از نرم افزار کامپیوتری Excel نسخه 2010 رسم گردید.
نتایج و بحث
در این فصل نتایج حاصل از اندازه گیری آبگریزی به روش زمان نفوذ قطره آب و مقایسه سطوح مختلف تیمارها - زئولیت، ویناس، ورمی کمپوست و رطوبت - و مقایسه بین تیمارهای مختلف ارائه میگردد.
ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی دو نمونه خاک مورد مطالعه در این پژوهش در جدول2 گزارش شده است. در این مطالعه میزان زمان نفوذ قطره آب به درون خاک نمونه 1 و نمونه2 به ترتیب 18956و 15502 ثانیه بوده که بر اساس تقسیمبندی دکر وریتسما - 2004 - در محدوده خاکبسیار آبگریز جای میگیرند.
جدول -2 مشخصات خاکهای مورد مطالعه
مقایسه میانگین دو نمونه خاک برداشت شده با خصوصیات متفاوت از منطقه نشان داد که بین نمونههاتفاوت معنی داری وجود دارد نمونه خاک 1 - بافت سبکتر - با میانگین زمان نفوذ قطره آب برابر با 18956ثانیه آبگریزی بیشتری نسبت به نمونه2 - بافت سنگینتر - با میانگین زمان نفوذ قطره آب برابر با15502ثانیه داشت. راکفورد و همکاران - 1991 - دلیل این امر را اندازه ذرات دانستندو بیان کردند به طوری که هرچه اندازه ذرات در خاک بزرگتر باشد آبگریزی در آن خاک بیشتر خواهد بود
نتیجهای مشابه بدست آوردند و بیان کردند در سطح آلودگی برابر، آبگریزی در خاک شنی به مراتب بیشتر از خاک رسی بود. ممکن است که مواد آلی آبگریز باعث افزایش بیشتر آبگریزی در خاکهای رسی نسبت به خاکهای شنی شوند. آبگریزی تقریباً در تمام انواع خاکها با بافتهای مختلف و خاکهای غنی از مواد آلی مشاهده شده است اما احتمال وقوع آن در خاکهای شنی معمولاً بیشتر از سایر خاکها میباشد
