بخشی از مقاله
چکیده
رشد گیاه تابعی از شوری و پتانسیل ماتریک خاک است. پتانسیل ماتریک خاک از طریق آبیاری و شوری به وسیله شستشوی خاک کنترل میشود. آبشویی یا شستشوی خاک در مناطقی که با مشکل شوری یا قلیائیت روبرو هستند, اهمیت زیادی دارد.
در این مناطق, تبخیر باعث حرکت نمک به طرف سطح خاک میشود و با عمل آبشویی, یعنی دادن مقداری آب آبیاری اضافی به زمین, جهت حرکت آب به سمت پایین شده و مقداری از نمکهای خاک همراه با آب از دسترس ریشهها خارج میشوند. در این مطالعه اثر آبشویی بر عملکرد گندم و برخی خصوصیات شیمیایی خاک بررسی شد. نتایج نشان داد در مناطق با مشکل شوری آب و خاک, آبشویی باعث افزایش راندمان محصول, کاهش رطوبت باقیمانده خاک, کاهش شوری خاک در عمقهای مختلف و تغییرات متفاوت در خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک در عمقهای مختلف شده است.
١‐ مقدمه
کشور ایران با میانگین بارندگی حدود ٢٥٠ میلیمتر در سال که حتی از یک سوم متوسط بارندگی در سطح دنیا کمتر میباشد, جزﺀ مناطق خشک و نیمه خشک به حساب میآید ]١.[ در حال حاضر یکی از مهمترین مسائل کشور,
خصوصاﹰ در رابطه با خودکفایی کشاورزی, مسئله آب است. با توجه به اینکه بیش از ٩٠ درصد آب در بخش کشاورزی استفاده میشود,
لزوم صرفهجویی در مصرف آب آبیاری متخصصین را بر آن داشته تا با به کارگیری روشهای آبیاری تحت فشار در سطح وسیع در این راه گام بردارند. به دلیل این محدودیت, زارعین وادار به استفاده از آب شور در کشاورزی شدهاند. آبهای شور یکی از منابع مورد استفاده در آبیاری میباشند. آبهای شور تحت شرایط مختلف در سراسر دنیا برای آبیاری به کار گرفته شدهاند. طی ٧٥ الی ١٠٠ سال گذشته, آبهای شور به نحو موفقیت آمیزی در بخش جنوب غربی آمریکا برای آبیاری مورد استفاده قرار گرفتهاند.
در تونس, هندوستان و مصر از آبهای شور با شوری ١٠ دسی زیمنس برمتر به طور موفقیت آمیزی استفاده شده است ]٢.[ حدود ٣٢٣ میلیون هکتار از اراضی آبی جهان تحت تأثیر شوری واقع شده است. حدود ١٥ درصد اراضی کشور ایران با مشکل شوری و زیادی سدیم مواجه است ]٣.[ وسعت اراضی شور و سدیمی در استان اصفهان بیش از ٦٠ هزار هکتار برآورد شده و روند رو به افزایش دارد.
منطقه رودشت در جنوب شرقی اصفهان با وسعتی حدود ٥٠ هزار هکتار با مشکل شوری و سدیمی بودن منابع آب و خاک مواجه است. آب آبیاری نسبتاً مناسب در منطقه, آب رودخانه زایندهرود با شوری حدود ٢ دسیزیمنس برمتر میباشد که مقدار آن برای آبیاری اراضی تحت پوشش کافی نیست. از این رو کشاورزان منطقه مجبورند تمام و یا بخشی از آب آبیاری مورد نیاز خود را از طریق زهآبها و حفر چاههای کم عمق که معمولاﹰ دارای کیفیت نامناسب است تأمین نمایند
با توجه به اهمیت این مشکل, انجام بررسی هایی در جهت بهره برداری صحیح از چنین منابعی لازم است. از جمله اقدامات مقدماتی به منظور اصلاح و بهسازی خاک در شرایط شوری آب و خاک, مطالعات آبشویی است. در این تحقیق تأثیر آبشویی بر خصوصیات فیزیکی‐ شیمیایی خاک و عملکرد گندم در ایستگاه مطالعات زهکشی و اصلاح اراضی رودشت اصفهان بررسی شده است.
نمکها بعضی خواص فیزیکی‐ شیمیایی خاک را تحت تأثیر قرار میدهند که این خواص به نوبه خود بر خاک به عنوان محیطی مناسب برای رشد گیاه تأثیر خواهند داشت. زیرا رشد گیاه به طور مستقیم بیشتر تحت تأثیر شوری خاک قرار میگیرد تا شوری آب آبیاری. افزایش سدیم و pH در خاک, که ممکن است بر اثر استفاده از آبهای شور‐ سدیمی برای آبیاری روی دهد, باعث تخریب خاکدانهها, تورم و پراکندگی ذرات رس, سلهبندی و کاهش تخلخل و نفوذ پذیری میشود. افزایش شوری آب آبیاری باعث کاهش آب قابل استفاده میشود. همچنین آبیاری با آبهای دارای قلیائیت بالا اغلب باعث سدیمی شدن خاک میشوند
توزیع املاح خاک در طول فصل آبیاری با آب شور, تغییرات املاح خاک با دور آبیاری و سطوح شوری مختلف, تأثیر کیفیتهای مختلف آب آبیاری و نسبت آبشویی بر کیفیت زهآب در خاکهای مختلف, اثر کیفیت آب آبیاری بر نفوذپذیری خاک و بالاخره تأثیر میزان و کیفیتهای مختلف آب آبشویی بر سدیم زدائی خاک از مواردی هستند که قبلاﹰ در تحقیقات مختلف مورد بررسی قرار گرفتهاند ]٦.[ اما اثر آبشویی بر خصوصیات فیزیکی‐ شیمیایی خاک و عملکرد محصول در طول فصل آبیاری تاکنون به طور کامل مطالعه نشده است. با توجه به اینکه این مطالعه در برنامه ریزی و مدیریت کشت در مناطقی که مشکل شوری دارند مهم است و به کمک نتایج آن میتوان راهکارهای مدیریتی مناسبی را برای استفاده از آب و خاک شور به کشاورزان پیشنهاد نمود, بررسی ارائه شده در این مورد است.
٢‐ مواد و روشها
ایستگاه تحقیقات زهکشی و اصلاح اراضی رودشت در ٦٥ کیلومتری شرق اصفهان در طول جغرافیایی ٥٢ درجه شرقی, عرض جغرافیایی ٥/٣٢ درجه شمالی و ارتفاع ١٥٠٠ متر از سطح دریا واقع شده است. اقلیم منطقه رودشت خشک و تغییرات میانگین دمای روزانه آن از ٣٠ درجه سانتیگراد در تابستان تا ٣ درجه سانتیگراد در زمستان متغیر است. میانگین بارندگی سالانه در ایستگاه کلیماتولوﮊی منطقه ١٥٠ میلیمتر گزارش شده است.
خاکهای منطقه در سری زرندید با بافت متوسط تا سنگین - لوم سیلتی رسی - قرار دارند. خاک دارای قابلیت نفوذ کم, بافت خاک سطحی سنگین, همراه با شوری و قلیائیت بسیار زیاد, شیب زمین ملایم و بدون فرسایش و سطح آب زیرزمینی نسبتاﹰ بالا - ٣‐٢ متر - همراه با آثار Mottling ولکههای Glay در عمق ١٢٠‐ ٧٥ سانتیمتری است. از نظر قابلیت آبیاری, اراضی منطقه دارای خاک بسیار عمیق و محدودیتهای نسبتاﹰ زیاد زهکشی است. این اراضی احتیاج بسیار زیادی به شستشو و زهکشی اراضی دارند.
منابع تأمین آب ایستگاه به منظور انجام طرحهای تحقیقاتی, رودخانه زایندهرود در جنوب ایستگاه - برداشت به کمک تلمبهخانه و انتقال به ایستگاه - , کانال انتقال آب در ضلع شمالی ایستگاه - تأمین از طریق بند انحرافی موجود روی
رودخانه زایندهرود - , چاه نیمه عمیق واقع در ضلع غربی ایستگاه و گودال جمعآوری آب زهکش واقع در مرکز ایستگاه میباشند ]
سه تیمار کیفیت آب آبیاری Q2 ,Q1 و Q3 - با شوریهای ۲, ۸ و ۲۱ دسی زیمنس بر متر - و دو تیمار آبشویی
LR0 و LR1 - بدون آبشویی و آبشویی بر اساس ۵۷ درصد عملکرد - در چهار تکرار به صورت طرح آماری بلوکهای کامل تصادفی مورد آزمون قرار گرفت. تعداد ۴۲ کرت هر کدام به مساحت ۵۲۱ متر مربع - ۵×۵۲ متر - ایجاد شد. فاصله بین کرتها ۵/۰ متر در نظر گرفته شد. در اواخر آذرماه, گندم پاییزه رقم M7318 به میزان ۱/۳ کیلوگرم در هر کرت - ۰۵۲ کیلوگرم در هکتار - کشت شد.
کود شیمیایی تریپل فسفات به میزان ۵۲/۱ کیلوگرم در هرکرت - ۰۰۱ کیلوگرم در هکتار - , سولفات پتاسیم به میزان ۲۶/۰ کیلوگرم در هر کرت - ۰۵ کیلوگرم در هکتار - و سولفات روی به میزان ۵/۰ کیلوگرم در هر کرت - ۰۴ کیلوگرم در هکتار - به زمین داده شد. آبیاری بر اساس نیاز آبی گیاه گندم و به مقدار تبخیر از تشت تبخیر صورت گرفت. به منظور تنظیم حجم آب ورودی به کرت از کنتورهای حجمی استفاده شد.
ضمن آنکه مقدار بارش در فاصله بین دو آبیاری در میزان آب آبیاری منظور میشد. برای تأمین آب با شوری ۲ دسی زیمنس بر متر از آب رودخانه زایندهرود, آب با شوری ۸ دسی زیمنس بر متر از آب چاه نیمه عمیق ایستگاه و آب با شوری ۲۱ دسی زیمنس بر متر از زهآب موجود در گودال کم عمق ایستگاه استفاده شد. در مواقعی که میزان شوری آب آبیاری با مقادیر مطلوب فاصله داشت, از ترکیب آبهای مختلف, آب با شوری مورد نظر تهیه گردید. از آبهای کاربردی نمونههایی برای اندازهگیری هدایت الکتریکی و تجزیه شیمیایی به آزمایشگاه ارسال میشد. نمونه برداری خاک از سه عمق ۰۳‐۰, ۰۶‐۰۳ و ۰۹‐۰۶ سانتیمتری قبل از کشت و قبل از هر آبیاری انجام گرفت.
در هر آبیاری, میزان آب در کرتهایی که آبیاری بدون اعمال آبشویی انجام میشد, بر اساس میزان تبخیر از تشت تبخیر در فاصله زمانی آبیاری قبل تا آبیاری اخیر بدست آمد و در کرتهایی که آبشویی انجام میشد نیاز آبشویی برای ٧٥ درصد عملکرد گندم با رابطه زیر محاسبه شد:
که در آن EC w شوری آب آبیاری و ECe شوری عصاره اشباع خاک برای کاهش مورد نظر در مقدار محصول است برای ٢٥ درصد کاهش محصول گندم, مقدار ECe 9.5 دسی زیمنس بر متر و مقدار نیاز آبشویی برای آب آبیاری با شوریهای موجود به صورت زیر محاسبه شد:
رطوبت وزنی خاک - پس از هر آبیاری - با نمونهبرداری, محاسبه شد. در ابتدای فصل و قبل از کاشت, خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک تعیین شد. در انتهای فصل و پس از برداشت محصول, میانگین صفات گیاهی شامل عملکرد دانه, عملکرد کاه, ارتفاع گیاه, طول خوشه و وزن هزار دانه اندازهگیری شد. همچنین نمونههای خاک از نظر هدایت الکتریکی عصاره اشباع, اسیدیته و سایر پارامترهای شیمیایی مورد تجزیه آزمایشگاهی قرار گرفت.
٣‐ جمع بندی و نتیجه گیری
نتایج تجزیه شیمیایی آبهای استفاده شده در آبیاری در جدول ١, و خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک در ابتدای فصل رشد در جداول ٢ و ٣ ارائه شده است.
