بخشی از مقاله
چکیده
ویژگیهای فیزیکی خاک نقش مهمی در سبز شدن بذر، رشد و توسعه ریشه گیاه و تولید محصول دارد. زئولیت به عنوان اصلاح کننده فیزیکی خاک کاربرد داشته و در افزایش تهویه و بهبود ساختمان خاکهای شنی و رسی مؤثر است. در این پژوهش از کانیهای زئولیت به عنوان مادهی اصلاحی خاک سنگین استفاده شد و از 4 سطح تیمار زئولیت به مقدار 0 - ، 1، 5 و 10 درصد وزنی - استفاده شد. نتایج نشان داد که استفاده از زئولیت سبب افزایش معنی دار جرم مخصوص ظاهری و کاهش ظرفیت نگهداری خاک شد. همچنین زئولیت باعث افزایش پایداری خاکدانه و ضریب آبگذری اشباع خاک شد.
مقدمه
زئولیتها از جمله موادی هستند که درسالهای اخیر استفاده از آنها برای بهبود خواص فیزیکی خاکها مورد توجه است. زئولیت به عنوان اصلاح کننده فیزیکی خاک کاربرد داشته و در افزایش تهویه و بهبود ساختمان خاکهای شنی و رسی مؤثر است 1] و .[8 زئولیتها به طور طبیعی مواد معدنیای هستند که میتوانند به فراوانی در بسیاری از نقاط دنیا یافت شوند. کانی زئولیت در طبیعت ممکن است دارای منشأ ماگمایی به همراه سنگهای آذرین بوده و یا به صورت کانی ثانوی در اثر فرآیند دگرسانی تشکیل گردد
زئولیتها با توجه به سه عامل مهم ساختمان شیمیایی، فراوانی و قابلیت دسترسی و ارزش اقتصادی تعیین کننده، بطور عمده در کشاورزی کاربرد دارند 3]، 9 و .[10 واژه زئولیت از واژگان یونانی zeo از zein یا جوشان و lithus یا سنگ گرفته شده است. گنجایش تبادل کاتیونی آنها نزدیک 3 تا 4 میلی اکی والان در گرم است که نزدیک دو برابر رسهای دیگر است
زئولیتها کریستالهای آلومینوسیلیکاته هیدراته از عناصر گروه I و II جدول تناوبی بالاخص سدیم، پتاسیم، منیزیم، کلسیم، استرانسیم و باریم هستند و از نظر کریستالوگرافی دارای فرمول سلول واحدی بصورت زیر می باشند:
که در این فرمول، M کاتیون قلیایی یا قلیایی خاکی با ظرفیت n است و W تعداد مولکولهای آب و - x+y - بیانگر تعداد چهار وجهیهای سلول واحد میباشد 5] و .[12 پژوهشهای انجام شده تاثیر مثبت زئولیت را در افزایش نگهداری آب در خاک، راندمان بالای مصرف آب و کاهش نیاز به کوددهی را نشان دادند .[13] رزمی و سپاسخواه [14] بیان کردند که هدایت هیدرولیکی اشباع خاک رسی سیلتی با کاربرد 8 گرم بر کیلوگرم زئولیت، به میزان قابل توجهی افزایش پیدا کرد. هدف از این پژوهش استفاده از زئولیت به منظور اصلاح و بهبود برخی خواص فیزیکی خاک میباشد.
مواد و روشها
در این پژوهش، 12 گلدان با 3 تکرار در خاک سنگین رسی سیلتی در نظر گرفته شد. تیمارها از 4 سطح مختلف زئولیت کلینوپتیلولیت تشکیل شد که با نسبت 0 - ، 1، 5 و 10 درصد وزنی - با خاک مخلوط شد. در این پژوهش از گلدانهایی با گنجایش 10 کیلوگرم استفاده شد و پس از اختلاط خاک با زئولیت، گلدانها به طور تصادفی و به مدت 3 ماه در گلخانه قرار گرفتند.
با توجه به اندازهگیری رطوبت ظرفیت مزرعه خاک مورد استفاده، در طول مرحلهی انکوباسیون، گلدانها در حد ظرفیت رطوبت مزرعه نگه داشته شدند. پس از گذشت مرحلهی انکوباسیون، پارامترهایی از قبیل جرم مخصوص حقیقی، جرم مخصوص ظاهری، ظرفیت نگهداشت، پایداری خاکدانه به روش الک خشک و ضریب آبگذری اشباع خاک اندازهگیری شد، سپس تجزیه و تحلیل آماری با استفاده از نرم افزار STATISTICS 8 انجام شد. برخی خصوصیات خاک مورد آزمایش در جدول زیر نشان داده شده است
جدول1 برخی از خصوصیات خاک مورد آزمایش
نتایج و بحث
در این پژوهش از زئولیت کلینوپتیلولیت به عنوان مادهی اصلاحی خاک استفاده شد. زئولیت اثر معنیداری بر شاخص پایداری خاکدانه، تخلخل خاک، هدایت هیدرولیکی اشباع خاک و همچنین جرم مخصوص ظاهری خاک داشت اما بر جرم مخصوص حقیقی خاک تاثیر معنیداری نداشت. با توجه به جدول مقایسه میانگین - جدول - 2 در این پژوهش، سطح کاربرد 5 درصد وزنی زئولیت در بافت خاک سنگین بیشترین افزایش ضریب آبگذری اشباع آب خاک را نسبت به شاهد داشت.
قلی زاده سرابی [6] با هدف بررسی اثر زئولیت بر هدایت هیدرولیکی اشباع خاک آزمایشی انجام داد. نتایج حاکی از آن بود که زئولیت میتواند هدایت هیدرولیکی اشباع خاک سنگین را افزایش دهد. بالاترین سطح کاربرد کانی زئولیت 10 - درصد وزنی - بیشترین افزایش را بر پایداری خاکدانهها نسبت به شاهد داشت و بخاطر داشتن کاتیونها و ایجاد منافذ درشتتر در خاک سنگین، هدایت هیدرولیکی اشباع خاک را نیز افزایش داد، زیرا باعث ایجاد منافذ درشتتر در خاک میشود.
بنکوا و همکاران در تحقیقی اثر زئولیت کلینوپتیلولیت را بر پایداری خاکدانهها در خاک را بررسی و گزارش کردند، همهی تیمارهای زئولیت باعث افزایش شاخص پایداری خاکدانه نسبت به تیمار شاهد شد. زئولیت باعث افزایش جرم مخصوص ظاهری خاک شالیزاری با بافت سنگین شد
از آنجا که زئولیت طبیعی دارای خواص قلیایی است، بهتر است در خاکهای قلیایی استفاده نشود یا به همراه یک اصلاح کننده خاکهای قلیایی مصرف شود و همچنین در خاکهایی با میزان سدیم بالا بهتر است که از زئولیتهای صنعتی و اصلاح شده استفاده شود.
جدول2 مقایسه میانگین برخی از خواص فیزیکی خاک
باتوجه به جدول شماره 3، سطح بحرانی پایداری خاکدانه خشک، در حد متوسط میباشد. گرچه زئولیت پایداری خاکدانه را افزایش داد، اما تاثیر قابل توجهی نداشته و نمیتوان از آن به عنوان یک عامل تاثیر گذار در افزایش پایداری خاکدانه نام برد.
جدول 3 سطوح بحرانی پایداری خاکدانه خشک بر اساس]MWD
نتیجهگیری
افزودن سطوح بالای زئولیت، باعث بهبود برخی خواص فیزیکی خاک میشود. زئولیت با قرار گرفتن در بین ذرات خاک و اتصال ذرات خاک به هم، باعث ایجاد منافد درشتتر در خاک شد و همین عامل باعث ایجاد خصوصیت اصلاحی در بافت خاک سنگین شد. منافذ درشتتر در خاک باعث افزایش جرم مخصوص ظاهری و پایداری خاکدانه شد و با کاهش تخلخل خاک، هدایت هیدرولیکی اشباع خاک سنگین را نیز افزایش داد.
