بخشی از مقاله
چکیده
عملیات کشاورزی میتواند پیامدهایی منفی بر کیفیت خاکها داشته باشد. در این پژوهش، توزیع اندازه منافذ سه خاک زراعی با خاکهای شاهد غیرزراعی همجوار آنها مقایسه گردید. در هر منطقه مورد مطالعه، چهار نمونه خاک - شامل دو نمونه خاک زراعی و دو نمونه خاک غیرزراعی مجاور آن - انتخاب گردید. منحنی توزیع اندازه منافذ خاک پس از اندازهگیری منحنی مشخصه رطوبتی خاکها با استفاده از رابطه مویینگی بدست آمد. نتایج نشان داد که بطور کلی، کشت و کار سبب افزایش کل تخلخل، منافذ درشت و گذرگاهی شد و در عوض منافذ میانه، ریز، ذخیرهای و باقیمانده، که منافذی مهم بعنوان زیستگاه ریزجانداران است، را کاهش داد. میتوان نتیجه گرفت که عملیات کشت و کار، موجب کاهش کیفیت شده و سبب تشدید فروسایی خاک میگردد که باید با مدیریت مناسب از آن جلوگیری شود.
واژه های کلیدی: زمینهای کشاورزی، زمینهای بایر، منافذ خاک
مقدمه
در کشورهای در حال توسعه به علت آسیبپذیری خاکهای کشاورزی از نظر زیستمحیطی، توجه به کیفیت خاک اهمیت اقتصادی دارد . - Wander et al., 2002 - منظور از کیفیت خاک توانایی خاک برای دریافت، ذخیره و تصفیه آب، مواد غذایی و انرژی است. برای ارزیابی کیفیت خاک از شاخصهای کیفیت خاک بهرهگیری میشود. آن دسته از ویژگیهای قابل اندازهگیری خاک که بر ظرفیت خاک در تولید محصول تاثیر مینهند شاخصهای کیفیت خاک نامیده میشوند and Martin, 2002 - . - Arshad شاخصهای کیفیت خاک باید - 1 دربرگیرنده و تاثیرگذار بر فرآیندهای زیستمحیطی، - 2 در برگیرنده ویژگیهای خاک، - 3 حساس به تغییرات محیطی و مدیریتی و - 4 قابل اندازهگیری، دسترسی و پردازش کمی باشد - Doran and Jones,. - 1996
یکی از جنبههای اساسی در کیفیت خاک، مطالعه شاخصهای فیزیکی مرتبط با پایداری ساختمان خاک و برقراری نسبتی مناسب از آب و هوا در ناحیه رشد ریشه است. تعیین توزیع اندازه منافذ خاک از این جهت دارای اهمیت است. براساس نقش منافذ در انتقال یا نگهداری آب، سیستم منافذ خاک از سه دسته منافذ اصلی تشکیل شده است: - 1 منافذ خیلی ریز یا میکروسکوپی؛ - 2 منافذ ریز - تقسیم شده به منافذ پیکرهای یا بافتی و منافذ ساختمانی - یا منافذ مویینه - 3 منافذ درشت یا غیرمویینه . - Kutilek, 2004 -
Lin و همکاران - 1996 - گزارش کردند که %10 از منافذ درشت - بزرگتر از 0/5 میلیمتر - و منافذ میانه 0/06-0/5 - میلیمتر - در حدود %89 از کل انتقال جریان آب را بر عهده دارند. ساختار و عملکرد منافذ درشت شاخصی سودمند از کیفیت خاک است، زیرا این منافذ در برابر تراکمعمودی نسبتاً مقاوم هستند Kay . - Alakukku, 1996 - و - 2002 - VandenBygaart گزارش کردند که با تبدیل خاکورزی سنتی به روش بیخاکورزی بطور کلی بخش منافذ 100-500 میکرون افزایش و منافذ 30-100 میکرون کاهش یافت.
در خاکهای بدون کشت، بخش بیشتری از نفوذ و جریان فعال از طریق منافذ درشت ساخته شده توسط فون یا ریشه گیاهان قبلی است - Tebrugge and During, 1999 - ، در حالیکه در خاکهای شخم خورده با ساختمان پایدار، جریان ترجیحی از طریق منافذ بینخاکدانهای سهم عمدهای دارند . - Lin et al., 1999 - با این حال، میزان منافذ سهیم در جریان اغلب بدلیل اندازهگیریهای وقتگیر، تعیین نمیشود. محدوده شعاع منافذ در گسترهای معادل 0/25 -25 میکرون، بعنوان منافذ ذخیرهای پنداشته شدهاند - Pagliai et al., 2004 - و منافذی با شعاع بزرگتر بعنوان منافذ گذرگاهی تلقی گردیدند - Ehlers. - et al., 1995به دست آوردن تعداد، اندازه، شکل و توزیع اندازه منافذ خاک برای ارزیابی شرایط فیزیکی و ساختمان خاک مفید است . - Carter and Ball, 1993 - کشت و کار همچنین میتواند توزیع اندازه منافذ را با ایجاد منافذ موقت تحت تاثیر قرار دهد . - Topaloglu, 1999 -
شیوههای کشت و کار میتواند پیوستگی منافذ و همچنین منافذ درشت را مختل کرده، جریان آب بین لایه شخم و لایه زیرین را بکاهد Je"gou . - Bouma, 1991 - و همکاران - 2002 - نشان دادند که تراکم خاک متوسط طول منافذ را کاسته، و تعداد منافذ ریز را افزایش میدهد. کشت و کار میتواند ساختمان خاک را با ایجاد منافذ درشت، که بطور چشمگیری هدایت هیدرولیکی اشباع را افزایش میدهند، تغییر دهد . - Bouma, 1991 - هدف از این پژوهش، بررسی آثار درازمدت عملیات کشاورزی بر توزیع اندازه منافذ خاک در برخی مناطق استان آذربایجان غربی بود.
مواد و روشها
این پژوهش در برخی خاکهای استان آذربایجانغربی واقع در سیرداغی 37 29 24,1" - شمالی 45 1'3,8" شرقی - ، زیوه 37 13'56,8" - شمالی 54 44'51,11" شرقی - و نازلو 39 37'38 ,2" - شمالی 59 44'22 ,9" شرقی - انجام شد. رژیم رطوبتی در دو منطقه نازلو و سیرداغی Dry Xeric و رژیم حرارتی Mesic و در زیوه به ترتیب بصورت Typic Xeric و Mesic بود. در این مطالعه خاکهای زراعی و غیرزراعی که در همسایگی نزدیک به همدیگر و قابل مقایسه بودند، ارزیابی و مقایسه شدند. در هر منطقه از عمق 0-20 سانتیمتری، سه نمونه خاک - هر کدام شامل چهار نمونه خاک دستنخورده و چهار نمونه خاک دستخورده شامل دو نمونه خاک زراعی و دو نمونه خاک غیرزراعی مجاور آن - جمعا 12 نمونه خاک دستنخورده و 12 نمونه خاک دستخورده جمعآوری و ویژگیهای آن تعیین گردید.
نمونههای دست نخورده خاک با استفاده از استوانههایی با ارتفاع 4/5 سانتیمتر و حجم 100 سانتیمتر مکعب برداشت شد. نمونهها پس از برداشت به آزمایشگاه منتقل داده شد. نمونهها جهت کارهای فیزیکی پس از هوا خشک کردن از الک گذرانده و آزمایشات لازم روی آنها صورت گرفت.به منظور تعیین منحنی رطوبتی از دستگاه صفحات فشاری استفاده شد. برای این کار تعداد 16 نمونه دست نخورده خاک مربوط به نقاط نمونهبرداری برداشته شد و در سیلندهای مخصوص قرار داده شد. سپس نمونهها از پایین و به صورت مویین با آب اشباع شدند، صفحات سرامیکی دستگاه صفحات فشاری نیز قبل از قرار گرفتن نمونهها بر روی آنها، اشباع شدند. برای اعمال فشارهای پایین 0 - ، 5، 10، 15، - 30hPa از جعبه شن و برای فشارهای بالا 120 - ، 200، 330، 1000، 2000، 8000، - 15000hPa از دستگاه صفحات فشاری استفاده گردید.
اعمال مکشها تا زمانی که رطوبت خاک با فشار اعمال شده به تعادل میرسید ادامه مییافت و پس از به تعادل رسیدن، نمونه وزن شده و مجددا برای اعمال فشار بعدی به محفظه باز گردانده شد. در نهایت نیز پس از اعمال آخرین فشار نمونهها در دمای 105 درجه سانتیگراد خشک و توزین شدند. همچنین، درصد رطوبت اشباع نمونهها نیز اندازهگیری شد. به این ترتیب، مقدار رطوبت خاک در یازده مکش - و با احتباس رطوبت اشباع خاک به عنوان مکش صفر در دوازده نقطه رطوبت - مکش به دست آمد، خاک همراه با رطوبت اشباع خاک به عنوان مکش صفر، در مجموع دوازده نقطه رطوبتی از نمونههای خاک به دست آمد، که معادلات مورد نظر منحنی رطوبتی بر نمونهها برازش یافت. معادله تابع دو تخلخلی منحنی مشخصه رطوبتی - - زیر برای خاکهایی متشکل از هر دو گروه منافذ بافتی و ساختمانی مناسب است.
dS مد قطر معادل منافذ برای دامنه منافذ ساختمانی است که در ᴪS تخلیه میگردد. از اینرو، معادلات - 1 - ، - 4 - و - 5 - توزیع منافذ و اندازه منافذی با بیشترین فراوانی در دامنه منافذ بافتی و ساختمانی در یک خاک ساختماندار را نشان میدهد. این معادلات صرفاً برای خاکهای صلب - غیرمنبسط - ، که با تغییر در مقدار رطوبت یا مکش منقبض و منبسط نمیشوند، کاربرد دارد. این معادلات اغلب بر حسب مکش - - - بیان میشوند نه بر حسب پتانسیل ماتریک - - تا تبدیل لگاریتمی تسهیل گردد. بر اساس قطر استوانه معادل پیشنهادی توسط - 1990 - Kay، منافذ درشت macro>30ʽm، منافذ متوسط meso = 0.2-30 ʽm و منافذ ریز micro<0.2ʽm محاسبه و براساس کارکرد آنها به منافذ گذرگاهی transmission> 50ʽm، ذخیرهای storage= 0. 5 - 50 ʽm و باقیمانده residual< 0.5 ʽm تقسیم شدند.تجزیه و تحلیل آماری دادههای بهدست آمده از این پژوهش با استفاده از آزمون t-test جفت شده انجام گرفت.
نتایج و بحث
کاربریهای زراعی و غیرزراعی مربوط به هر منطقه علیرغم تفاوت اندک در فراوانی نسبی اندازه ذرات دارای کلاس بافتی یکسان بودند. ذرات رس و سیلت در تمامی زمینهای مورد مطالعه غالب بود - C+SL 70 - و لذا خاکها دارای بافت نسبتا ریز بودند. خاکهایی که درصد بالایی از سیلت در دانهبندی خود دارند، عموماً مستعد فرسایش میباشند. در بررسی تفاوت چگالی
