بخشی از مقاله
چکیده
بخش کشاورزی، عمدهترین مصرف کننده منابع آب در کشور می باشد. این امر در مناطق گرمسیری خشک و نیمه خشک، از اهمیت ویژهای برخوردار است. زیرا در اینگونه مناطق، در فصولی از سال که بارندگی کم ویا اصلاً وجود ندارد، حفظ رطوبت خاک از مسائل بسیار مهم در صنعت کشاورزی محسوب میشود. یکی از روشهای نگهداری رطوبت در خاک، استفاده از عروس دریایی خشک شده میباشد، که به وفور در خلیج فارس یافت میشود. اندام این جانور دارای سلولهای پر آب است که پس از خشککردن و مخلوط کردن با خاک، امکان جذب مقدار قابل توجهی آب در هنگام آبیاری را خواهد داشت که پس از جذب آب، خاصیت آن را دارد که به کندی آب را رها کند . - 1 - هدف از این تحقیق بررسی میزان مرطوب نگه داشتن خاک و تنظیم رطوبت توسط عروس دریایی است که به عنوان یک سوپر جاذب عمل میکند.
این کار با شش آزمایش انجام شد که در آنها درصد اختلاط خاک ها و میزان نمونه متفاوت بود. در این مقاله ابتدا عروس دریایی صید شده از خلیج فارس را خشک کردیم. سپس از تفاوت وزن اولیه عروس دریایی صید شده و خشک شده آن، میزان رطوبت خارج شده از آن را زمانی که وزن باقیمانده خشکشده ثابت بماند، اندازهگیری شد. همچنین در این وزن، دما و رطوبت هوا نیز اندازهگیری شد. سپس درصدهای مختلف از جسم خشک شده - ماده جاذب - ، بر خاک افزوده میگردد. طی چند مرحله جدولی تهیه گردید که توسط آن با مطالعه نحوه تبخیر رطوبت - کاهش وزن خاک با زمان - ، اطلاعاتی از سینتیک خشک شدن هر نمونه دریافت و درنهایت ضریب نفوذ مؤثر رطوبت از خاک، در هر مورد تعیین میشود. با توجه به آزمایشهایی که انجام شد، مشاهده شد که هرچه میزان درصد خاک رسی افزایش یافت، ضریب نفوذ کاهش یافت. در آزمایشی که درصد خاک رسی بیشتر بود، DAB به میزان زیادی کاهش یافت. نتیجه دیگر حاصل شده این است که در هر آزمایش، با کاهش میزان نمونه، - عروس دریایی خشک شده - ، DAB زیاد میشود.
-1 مقدمه
یکی از مسایل مهم در امر کشاورزی در مناطق گرمسیری و کم بارش، مرطوب نگه داشتن خاک، به منظور تولید بهینه محصولات کشاورزی است. همانطورکه میدانیم اهمیت به تولید محصولات کشاورزی، علاوه بر کارآفرینی، نقش به سزایی در پیشرفت و توسعه هر کشور ایفا میکند. یکی از مشکلات کشاورزان در مناطق گرمسیری، تأمین رطوبت خاک میباشد که به علت تبخیر شدید رطوبت در اینگونه از مناطق کشاورزی، نیاز به حفظ رطوبت خاک ضروری است. یکی از روشهای مورد نظر برای حفظ رطوبت خاک استفاده از عروس دریایی خشک شده میباشد، که در خلیج فارس به وفور یافت می شود. اندام این جانور از سلولهای پر آب تشکیل شده است. به طوری که پس از خشک کردن جسد عروس دریایی و استفاده از آن در خاک، امکان جذب مقدار قابل توجهی آب را در هنگام آبیاری دارد و سپس به کندی میتواند آب جذب شده را رها کند.
کشور ایران به دلیل نقصان ریزشهای جوی و نامناسب بودن پراکنش زمانی و مکانی بارندگی، در زمره کشورهای خشک و نیمهخشک جهان همواره با مشکل کمبود آب روبروست. از سویی بخش کشاورزی عمده ترین مصرف کننده منابع آب کشور میباشد. ارقامی که در گزارشهای مختلف در این رابطه ارائه گردیده، حاکی از این است که حدود % 90 از حجم آب مصرفی در کشور، صرف تولیدات کشاورزی میشود. محدودیت منابع آب کشور ضرورت صرفه جویی در مصرف آب را روشن میکند. در رهگذر این اتلاف آب، کودهای شیمیایی نیز - به خصوص در خاکهای شنی - ، بر اثر سیلاب به سرعت شویش یافته و موجب آلودگی منابع گران بهای زیرزمینی میشوند.
هدف از این مقاله، ارائه راهکارهایی جهت مرطوب نگهداشتن خاک، در جهت بازده تولیدات کشاورزی، در مناطق گرمسیری و کم بارش میباشد. یکی از راهکارها استفاده از عروس دریایی میباشد. عروس دریایی به علت داشتن سلولهای پرآب، دارای جذب بالایی از آب می باشد، که با خشک کردن آن توانایی رهایش آب را داراست و به عنوان جاذب رطوبت میتوان از آن سود جست و نیز نسبت به پلیمرهای سوپر جاذب، از هزینه کمتری برخوردار است.
-2 ساختمان بدن عروس دریایی
عروس دریایی، در اعماق متوسط دریا زندگی می کند و بین 10 تا 20 سانتیمتر قطر دارد و بدنی چتر مانند و شفاف ژلاتینی دارد. قطر بدن در مرکز چتر و در حاشیه لبهها، نازک است و تعدادی تانتاکول در لبه دارد.
دهان چهار گوش در قسمت وسط بدن قرار دارد که به یک حلق لولهای با مقطع 4 گوش وصل میشود و انتهای حلق به معده ختم می گردد که دارای 4 جیب شعاع است. معده چهار قسمتی است و از این قسمتها، لوله های گوارشی یا معدوی منشأ گرفته و به صورت مجرای شعاعی حلقوی قرار گرفته و مواد غذایی را به قسمتهای مختلف می رسانند. در اطراف دهان 4 بازوی دهانی وجود دارد. در لبه چتر عروس دریایی، تعداد 8 عدد برآمدگی به فواصل مناسب با هم قرار دارند که این برآمدگیها، دارای ساختار حسی هستند و حاوی ذرات شعاعی یا استاتولیتها بوده و نیز 2 چشم ساده در جدار عضو تعادلی خود دارند
حداقل دو شبکه عصبی وجود دارد که یکی از آنها تمامی سطح روی و زیر چتر و تانتاکولها را عصب دار کرده و جریانهای عصبی را به آرامی منتقل می کند و در تنظیم حرکات موضعی و متمرکزی، نظیر تغذیه دخالت می کند. دومین شبکه عصبی، به نواحی زیر چتر محدود شده و جریانهای عصبی را به سرعت منتقل میکند و باعث تنظیم انقباضهای چتر، هنگام شنا میشود
-3 بافت خاک
اندازه ذرات معدنی خاک از درشت - بیش از 2 میلیمتر - تا خیلی ریز - کمتر از 2 میکرومتر - متغیر است. از نظر اندازه، ذرات خاک به سنگریزه، شن، سیلت و رس تقسیم میگردند که به عنوان ذرات خاک شناخته میشوند و در مرزهای تعیین شده، ذرات سیلت و شن، بر اساس طبقهبندیهای مختلف اختلاف زیادی وجود دارد. تجزیه مکانیکی و تعیین اندازه ذرات ، بعد از حذف مواد آلی خاک، توسط اکسیدکنندهها، مثل آب اکسیژنه یا محلول هیپوبرومات انجام میشود. الکها یا غربالهای استاندارد، برای جداسازی مکانیکی ذرات شن خیلی ریز و یا درشتتر استفاده میگردد.
سپس بخش سیلت و رس به وسیله اندازه گیری، نسبت ته نشینی ذرات در سوسپانسیون آب تعیین میشود. بعد از اینکه مقدار ذرات مختلف تعیین شد، نام کلاس بافت - مانند لوم شنی یا لوم رسی - به وسیله مثلث بافت خاک، تعیین میگردد که کلاس بافت خاک به طورکلی در سه گروه طبقه بندی میشود که عبارتند از: خاک های شنی - خاکهایی با بافت درشت - ، خاکهای لومی - خاکهایی با بافت متوسط - و خاکهای رسی - خاک هایی با بافت ریز - . با توجه به اینکه اندازه ذرات معدنی، در خاک به وسیله عملیات مدیریتی به آسانی تغییر پیدا نمیکند، بافت خاک - کلاس بافت - یک خصوصیت مهم و ثابت خاک میباشد و تصویری کلی از خصوصیات فیزیکی خاک مانند وزن مخصوص، خلل و فرج، پایداری خاک و ظرفیت نگهداری آب را نشان میدهد - . - 16
-4 مقایسه خاکهای شنی و رسی
خاکهای سطحی شنی دارای درصد تخلخل کمتری نسبت به خاکهای مشابه رسی میباشند، لکن در عمل مشاهده میشود که سرعت نفوذ آب در خاکهای شنی، خیلی بیشتر از خاکهای رسی است. دلیل این امر صرفاً اندازه خلل و فرج خاک میباشد. درصد تخلخل کل، در خاک شنی ممکن است کم باشد ولی قسمت عمده آن از خلل و فرج درشت تشکیل گردیده، که آب و هوا را به راحتی از خود عبور میدهند. در نتیجه به دلیل نسبت کم خلل و فرج ریز، در این گونه خاکها، قدرت نگهداری آب در آنها ناچیز است. درخاکهای ریز، بافت سطحی بر عکس خاکهای شنی، درصد تخلخل کل زیاد و بخش عمدهای از آن را خلل و فرج ریز تشکیل می دهد.
در نتیجه قدرت نگهداری رطوبت در خاک رسی، به مراتب بیش از خاک شنی است. ولی به دلیل کمبود خلل و فرج درشت، عبور آب و هوا در آنها به کندی صورت میگیرد. بنابراین میزان کل خلل و فرج و اندازه آنها هر دو حائز اهمیت بوده و میبایستتوأماً مورد توجه قرار گیرند.
به طورکلی در خاک رسی نسبت به خاک شنی، حرکت آب و املاح کندتر بوده، دیر خیس شده و زهکشی نامناسب و تهویه نامطلوبی دارد. رشد ریشه در آن خوب نبوده و از حاصلخیزی بیشتری نسبت به خاک شنی برخوردار میباشد.
-5 ضریب نفوذ
ضریب نفوذ یک تناسب ثابت بین فلاکس مولی ناشی از نفوذ مولکولی و گرادیان غلظت اجزا میباشد. ضریب پخش در قانون فیک و در بسیاری از معادلات شیمیایی و فیزیکی قرار گرفته است.
