بخشی از مقاله
خلاصه
آب یکی از نهادههای اصلی کشت برنج محسوب میشود. بهمنظور بررسی اثر آبیاری تناوبی بر انتقال نمک و پتاسیم در خاک این پژوهش در لایسیمتر بر روی برنج رقم هاشمی با اعمال دوره خشک و غرقاب در سال زراعی 1398در دانشگاه گیلان انجام شد. هدایت الکتریکی و غلظت پتاسیم توسط عصارهگیرهای نصب شده در اعماق مختلف خاک در طول آزمایش اندازهگیری شد.
نتایج نشان داد مقدار میانگین هدایتالکتریکی در ابتدا و انتهای آزمایش بهترتیب در عصارهگیر بالای لایه سخت بهترتیب 780 و 1014 دسیزیمنس بر متر، در عصارهگیرهای بین لایه سخت و زهکش به طور میانگین بهترتیب 956 و 1232 و در عصارهگیرهای هم تراز زهکش بهطور میانگین بهترتیب 791 و 995 بود. اعماق مختلف خاک رفتارهای مختلفی در تجمع املاح در شرایط اعمال دوره خشک و غرقاب داشت بهطوری که در عمق 30 سانتیمتری افزایش 5 درصدی و در عمق تراز زهکش 70 - سانتیمتری - کاهش 2 درصدی دوره خشک نسبت به دوره غرقاب مشاهده شد.
با توجه به نتایج بهدست آمده در عصارهگیر بالای لایه سخت، بین لایه سخت و زهکش و هم تراز با زهکش در آخرین دوره غرقاب، غلظت پتاسیم به ترتیب 6، 18 و 46 درصد افزایش یافت. اما اثر دوره خشک نسبت به دوره غرقاب بر غلظت پتاسیم محلول خاک بیشتر بود. بنابراین آبیاری تناوبی بر انتقال و تجمع املاح و غلظت پتاسیم در اعماق مختلف خاک در اراضی شالیزاری موثر است و نیاز است اعمال دورههای تر و خشک با مدیریت اصولیتری صورت گیرد.
مقدمه
برنج یکی از مهمترین مواد غذایی برای بیشتر مردم دنیا است. در آسیا نیز منبع اصلی تغذیه 3/5 میلیارد نفر برنج است. بیش از 90 درصد برنج دنیا، در آسیا تولید میشود . کاهش یا عدم وجود آب کافی، به ویژه در قاره آسیا، منجر به تلاشهای زیادی برای استفاده از ابزار و فنون جدید کاشت برنج برای استفاده کمتر از آب شده است برنج از نظر مورفولوژی یک گیاه نیمه آبزی است که میتواند در شرایط غرقاب و یا دیم رشد نماید
روش مرسوم آبیاری برنج در ایران غرقاب دائم با ارتفاع مناسب آب در تمامی طول فصل رویش میباشد.[4] میزان آب مصرفی برای کشت برنج در روشهای سنتی، به دلیل تلفات آب در اثر نشت از انهار، فرو نشست عمقی، تبخیر از سطح آزاد آب و آب مصرف شده برای آماده سازی زمین بسیار زیاد است 5] و .[6 غرقاب ماندن طولانی زمین در این روش موجب بروز مشکلاتی در طول دورهی رشد برنج از جمله ایجاد شرایط احیا در اثر عدم تهویه، تجمع مواد سمی در محیط ریشه، حساسیت گیاه به آفات و بیماریها و آلودگی آب و خاک میشود .
در راستای کاهش میزان آب مصرفی در اراضی شالیزاری، تلاشهای زیادی برای کاهش مقدار مصرف بالای آب از طریق تغییر سیستم آبیاری سطحی به آبیاری بارانی و زیرزمینی صورت گرفته است ولی در تمامی موارد به دلایل گوناگون، این تلاشها اقتصادی نبوده و توصیه شده است که به جای سیستمهای پرهزینه و غیرقابل توصیه، روشهای سطحی موجود بهبود یابند
یکی از راه کارهای پیشنهادی برای برای کاهش مصرف آب در کشت برنج در شیوه آبیاری سطحی، تغییر روش مرسوم آبیاری غرقاب و دائم به روش آبیاری تناوبی با دور مناسب برای هر رقم برنج میباشد 11] و .[12 آبیاری تناوبی با اعمال عمق آب و دوره آبیاری مناسب، ضمن جلوگیری از اتلاف آب، افزایش بهره وری آب در اراضی شالیزاری را به همراه دارد و میتواند یک راهکار مناسب برای مقابله با بحران کم آبی باشد .[13] رضویپور بیان کرد برنج میتواند در رطوبتهای بدون غرقاب، رشد خوبی داشته باشد و تا زمانی که رطوبت خاک از حد 80 درصد اشباع پایینتر نرفته است، عملکرد آن نقصان نمییابد. تحت این شرایط نه تنها عملکرد کاهش نمییابد بلکه برنج از رشد مناسب برخوردار بوده و دانهها و ساقههای آن بدون کوچکترین خسارت دارای کیفیت ظاهری خوبی میباشد .
مطالعه صابری و همکاران نشان داد که آبیاری تناوبی با کاهش انتقال املاح و مواد غذایی به گیاه و کاهش سطح برگ و اجزای عملکرد، در نهایت موجب کاهش عملکرد میشود اما تیمارهای دوره تناوب آبیاری 5، 8، 11 روز بر عملکرد و اجزای عملکرد برنج تاثیر منفی معنیدار نداشت و آبیاری متناوب با کاهش 15 درصد مصرف آب، بهرهوری آب بالاتری داشت
رودریک و همکاران در پژوهشی نتیجه گرفتند که روش کم آبیاری تناوب خشک و تر کردن خاک - AWD - در حدود 38 درصد مصرف آب آبیاری شالیزار را بدون کاهش عملکرد و سود کشاورزان، کاهش میدهد .[16 ] تونگ و بامن ضمن تاکید بر نقش مثبت آبیاری تناوبی در کاهش مصرف آب اعتقاد دارند که آبیاری تناوبی تا موقع ظهور ترک در خاک مصرف آب را کمتر و راندمان بهرهوری آب را بیشتر مینماید. به همین دلیل توصیه نمودند که برای جلوگیری از افزایش مصرف آب از طولانیتر کردن دوره خشکی اجتناب شود .
تنوع و تعدد آلایندهها و مدیریت نادرست منابع آلودگی منجر به افزایش آلایندگی منابع آب و بهخصوص شوری بیشتر منابع آب شده است. آبیاری با آب شور نیازمند مدیریت اصولی برای کاهش آسیب به گیاه و کاهش عملکرد آن است. روش آبیاری به دلیل اثرگذاری بر انتقال املاح در خاک بر عملکرد گیاه و خروج نمکها از عمق توسعه ریشه موثر است. برنج گیاه حساس به شوری است که تغییر شیوه آبیاری در آن از غرقاب به تناوبی میتواند بر انتقال املاح در خاک و در نتیجه کمیت و کیفیت گیاه برنج تاثیر بگذارد. از این رو بررسی نحوه انتقال املاح در خاک اراضی شالیزاری در شرایط آبیاری تناوبی میتواند در شناخت وضعیت و ارائه راهکارهای کاهش عملکرد گیاه برنج اهمیت به سزایی داشته باشد.
تامین عناصر غذایی برای گیاهان به مقدار بهینه از جمله عوامل مهم در افزایش عملکرد کمی و کیفی محصولات محسوب میشود. عنصر پتاسیم برای دستیابی به حداکثر رشد و عملکرد مطلوب باید به مقدار کافی مهیا باشد. پتاسیم تحمل گیاه را نسبت به تنشهای محیطی بیشتر و تولید نشاسته و کربوهیدراتها را افزایش میدهد، همچنین پتاسیم استحکام گیاه، تعداد پنجه، تعداد برگ، استحکام ساقه، جذب مواد غذایی و عملکرد را افزایش داده و برای رشد بهینه مقدار مطلوب آن ضروری است.
آب آبیاری اغلب از نظر پتاسیم محلول و رسوبات غنی بوده و بخشی از پتاسیم مورد نیاز گیاه برنج را فراهم میسازد. مقدار پتاسیم موجود در خاکهای مختلف، متفاوت بوده و مقدار آن خیلی بیشتر از سایر عناصر پرمصرف مانند نیتروژن و فسفر میباشد. بافت خاک تعیین کننده مقدار پتاسیم در خاکها میباشد .[ 19] توزیع پتاسیم در خاک با توجه به ماهیت جذب سطحی آن میتواند تا حدود زیادی تحت تاثیر شیوه آبیاری باشد.
باتوجه به مطالب ذکر شده، کاهش حجم منابع آب و نیاز به تغییر شیوه آبیاری گیاه برنج از غرقاب دائم به شیوههای مدیریت مصرف آب مانند آبیاری تناوبی و به دلیل افزایش شوری منابع آب و اهمیت عنصر پتاسیم در رشد گیاه برنج، هدف این پژوهش بررسی تاثیر آبیاری تناوبی بر انتقال نمک و عنصر پتاسیم در مراحل مختلف رشد گیاه برنج است.
مواد و روش
این آزمایش در سال 1397-98 در ایستگاه تحقیقاتی آبیاری و زهکشی گروه مهندسی آب دانشگاه گیلان واقع در رشت انجام شد. بدین منظور مخزنی به طول سه متر، عرض 60 سانتیمتر و ارتفاع یک متر ساخته شد. برای ایجاد شرایط اراضی شالیزاری، مخزن با خاک هوا خشک کوبیده شده و عبور داده شده از الک پنج میلیمتر که از اراضی شالیزاری تهیه شد، پر شد. لایه سخت - هاردپن - با استفاده از خاک عبوری از الک دو میلیمتری در عمق 20 سانتیمتری از سطح خاک ایجاد شد. برخی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک در جدول - 1 - آمده است. خاک تا ارتفاع 90 سانتی متری سطح مخزن پر شد. پس از اشباع نمودن خاک مخزن، در اواسط ماه خرداد نشاء برنج رقم هاشمی در فواصل 25× 25 با توجه به معیار منطقهای کشت شد. 11 گرم کود اوره 19 روز بعد از کشت گیاه با توجه به نیاز کودی برنج 90 کیلوگرم بر هکتار، اعمال شد.
جدول -1 خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک
مدیریت آبیاری به صورت تناوب خشک و تر - غرقاب پنج سانتیمتری - انجام شد. تا 38 روز پس از نشاء برنج به طور متوالی غرقاب پنجسانتیمتری بود و از روز 39 اولین دوره خشک اعمال شد. تاریخهای اعمال خشک و تر شدن و عمق آب آبیاری در شرایط غرقاب در جدول - 2 - آمده است.
برای بررسی انتقال نمک و عنصر پتاسیم در خاک تحت تاثیر آبیای تناوبی و تر و خشک شدن مداوم خاک، در فواصل و عمقهای مشخص هفت عصارهگیر در مخزن کارگذاری شد. شکل - 1 - نمایی از مخزن و عصارهگیرهای نصب شده در مخزن را نشان میدهد . در طول دوره رشد گیاه برنج در زمان اعمال تر و خشک و به طور هفتگی از عصارهگیرها و آب آبیاری نمونهبرداری شده و در آزمایشگاه پارامترهای شوری و پتاسیم آنها به ترتیب با دستگاه Multi conductivity meter و یون کروماتوگرافی اندازهگیری شدند.
