بخشی از مقاله
چکیده
فرسایش خاک یک مشکل جهانی است که بطور جدی منابع طبیعی، رفاه بشر و حتی حیات انسان را تهدید می کند. فرسایش پاشمانی اولین مرحله در فرآیند فرسایش شناخته شده که نتیجه ی بمباران سطح خاک بوسیله ی قطرات باران است. قطرات باران با تخریب سطح خاک، ذرات خاک را جا به جا و ساختمان خاک را تخریب می کنند. جدا شدن ذرات خاک توسط قطرات باران و انتقال ذرات جدا شده توسط رواناب، دو فرایند پایه ای فرسایش خاک می باشند.
در این تحقیق به بررسی مقادیر مختلف پلی اکریل آمید آنیونی 0 - ، 2، 4 و 6 میلی گرم بر متر مربع - در شیب های0، 7، 9 و14 درجه در خاک با بافت مارن، تحت شدت بارندگی 45 میلی متر در ساعت به مدت 10 دقیقه و در سه تکرار با استفاده از باران ساز و کاسه پاشمان در آزمایشگاه پرداخته شد.
نتایج حاکی از آن است که با افزایش شیب مقدار فرسایش پاشمانی افزایش یافته - تیمار شاهد در شیب 0 درجه 59/3 گرم بر متر مربع پاشمان، تیمار شاهد در شیب14 درجه 73/3 گرم بر متر مربع پاشمان داشته - و همچنین نتایج نشان می دهد که استفاده از ماده پلی اکریل آمید در کنترل فرسایش پاشمانی موثر بوده است. میزان 6 کیلوگرم در هکتار ماده پلی اکریل آمید بیشترین تاثیر را در کنترل فرسایش پاشمانی داشته به طوری که در شیب های 0، 7، 9 و 14 درجه به ترتیب به میزان 32/7، 34/6، 40 و 36/7 درصد نسبت به تیمار شاهد فرسایش پاشمانی را کاهش داده است. یافته های این تحقیق برای مدیریت بهتر خاک های کشاورزی، ضمن تولید پایدار و حفاظت خاک، مفید است.
مقدمه
خاک، آب و هوا سه منبع ضروری برای حیات بر روی زمین هستند. افزایش جمعیت از یک طرف و تقاضای انسان برای زندگی بهتر از طرفی دیگر، موجب توجه بشر به طبیعت بوده و در این میان خاک از جایگاه ویژه ای برخوردار است - توکلی،. - 1385 یکی از مهمترین مسائل زیست محیطی، کشاورزی و تولید غذا در جهان است که در سالهای اخیر با رشدجمعیت و دگرگونی فعالیت های انسانی شدت یافته ،به گونه ای که هرساله 75 میلیارد تن خاک از اراضی فرسایش می یابد
فرسایش خاک یک مشکل جهانی است که بطور جدی منابع طبیعی را تهدید میکند - . - Tripathi and Singh ,2001 فرسایش خاک براثر بارش و عمل آبهای روان یکی از جدی ترین مشکلات زیست محیطی عصر حاضر است که به طور مستقیم بر تولید محصول و به طور غیرمستقیم بر افزایش خطر سیل، رسوب گذاری، زمین لغزش و نیز تغییرات اقلیمی در خارج از منطقه اثر میگذارد و وقوع آن در اراضی کشاورزی، کاهش حاصلخیزی خاک و در نتیجه کاهش عملکرد را به دنبال دارد
فرسایش خاک، فرایندی است که طی آن جداسازی، انتقال و رسوب از مکانی به مکان دیگر رخ می دهد. فرسایش آبی، یکی از گسترده ترین انواع فرسایش خاک می باشد که تعادل بین نیروی حرکتی آب در سطح خاک و مقاومت خاک را بیان می کند
مطالعات انجام شده در مورد فرسایش آبی نشان می دهد که این فرسایش باعث تغییر در بسیاری از خصوصیات خاک از جمله کاهش ظرفیت نگهداشت، کاهش پایداری خاکدانه ها و تخریب خاک می شود. شناخت عوامل و فرایندهای موثر بر فرسایش خاک در یک منطقه در ارائه راهکاری برای حفاظت خاک ضروری می باشد. گزارش ها نشان می دهد که عامل اصلی فرسایش آبی، قطرات باران است که بعنوان مهمترین شکل نزولات آسمانی نقش مهمی در فرسایش خاک دارد
فرسایش پاشمانی، اولین مرحله در فرایند فرسایش شناخته شده که نتیجه ی بمباران سطح خاک بوسیله ی قطرات باران است . - Van Dijk et al, 2003 - یکی از متغیرهای مهم و قابل بررسی در رخداد فرسایش ویژگی های خاک است. برداشت ذرات خاک توسط فرایند پاشمان، متاثر از چسبندگی، ویژگی های خاک مثل ماده آلی و بافت می باشد
پایداری اندک خاکدانه ها منجر به تخریب آسان آنها، تراکم خاک، ایجاد سله، کاهش سرعت نفوذ آب در خاک، افزایش رواناب و فرسایش خاک می شود. یکی از روش های مبارزه با فرسایش خاک استفاده از تثبیت کننده های خاک مانند پلیمرهای شیمیایی است و به عنوان بهبود دهنده ی خاک، با بهبود ساختار خاک باعث افزایش رشد گیاه، کاهش فرسایش آبی و بادی و افزایش نگهداشت آب می شوند.
در میان پلیمرهای رایج قابل استفاده و مورد مطالعه، پلی اکریل آمید آنیونی، موثرترین نوع در کنترل تشکیل سله و کاهش فرسایش خاک و رواناب بوده و دارای طولانی ترین اثرات باقی مانده در خاک می باشد
در زمینه کاربرد مواد مختلف در کنترل فرسایش خاک مطالعات زیادی صورت گرفتهاز این رو تحقیقاتی در زمینه کاهش فرسایش و رواناب با استفاده از پلیمرها به شرح ذیل می باشد:
شینبرگ و اسمیت - 1990 - اثر مفید کاربرد سطحی مقادیر کم پلی اکریل آمید را بر سرعت نفوذ یک خاک ورتی سول با استفاده از یک باران ساز مطالعه کرده اند. نامبرده گان دریافتند که تیمارهای PAM سرعت نفوذ نهایی و جذب بارانی را که 80 میلی متر بود به ترتیب هفت مرتبه در مقایسه با خاک بدون تیمار افزایش داد. مسلم است که تشکیل سله در این خاک ها به واسطه بهبود ساختمان خاک و پایداری خاکدانه ها بدنبال استفاده از PAM کاهش یافته است.
بن هور - 1994 - اثر کاربرد PAM و پلی ساکارید - PS - ، در کاهش فرسایش و رواناب و افزایش عملکرد محصول را در دو خاک لوم سیلتی و رسی، که تحت آبیاری با MSIS خطی بودند را، مورد مطالعه قرار داد. وی مشاهده نمود که استفاده از 20 کیلوگرم در هکتار پلی اکریل آمید و 40 کیلوگرم در هکتار پلی ساکارید، بر روی سطح خاک، قبل از فصل آبیاری، رواناب و فرسایش را به طور معنی داری کاهش داده و عملکرد پنبه و سیب زمینی را تحت آبیاری با MSIS افزایش می دهد.
Awad و همکاران - - 2012 اثر چند نوع پلیمر از جمله پلی اکریل آمید به منظور بهبود ساختمان خاکدانه ها و کاهش فرسایش خاک را بررسی کردند و اظهار داشتند این ترکیب پلیمری ضمن بهبود خصوصیات فیزیکی خاک می تواند در دسترسی و تجزیه بقایای گیاهی نیز تأثیر مثبت داشته باشد. شکفته و همکاران - 1380 - به بررسی مقادیر مختلف پلی اکریل آمید 0 - ، 10، 20، - 30 کیلوگرم در هکتار در سه خاک با بافت ماسه لومی، لوم و لوم رسی، بارندگی با شدت 39 و 79 میلی متر بر ساعت پرداختند.
نتایج نشان داد که در شدت 39 میلی متر بر ساعت، خاک های لومی و ماسه لومی کمترین مقدار رسوب را در مقدار 10 کیلوگرم در هکتار و خاک لوم رسی کمترین رسوب را در مقدار 20 کیلوگرم در هکتار و شدت 79 میلی متر بر ساعت کم ترین مقدار رسوب در تمام نمونه خاک ها در مقدار 30 کیلوگرم در هکتار پلی اکریل آمید بود و در مورد رواناب در بارش های 39 و 79 میلی متر بر ساعت کم ترین مقدار رواناب در تیمار 10 کیلوگرم در هکتار پلی اکریل آمید در تمام خاک ها می باشد و خاک شن لومی در شدت 39 میلی متر در ساعت هیچگونه روانابی مشاهد نشد.
شهبازی و همکاران - 1384 - به بررسی مقادیر مختلف پلی اکریل آمید 0 - ، 10، 20، - 30 کیلوگرم در هکتار و با شدت 30 و 40 میلی متر در ساعت و در خاک هایی با بافت رسی و شوری و قلیاییت متفاوت پرداختند.
نتایج نشان داد که مقدار 30 کیلوگرم در هکتار پلی اکریل آمید در تمام خاک ها بیشترین تاثیر را در کاهش روان آب و رسوب دارد، به طوری که روان آب را نسبت به شاهد 98 درصد و رسوب را نسبت به شاهد 86 درصد کاهش داد. سپاه خواه و بذر افشان جهرمی - - 1384 تاثیر سطوح مختلف پلی اکریل آمید 0 - ، 1، 2، 4، 6 کیلوگرم در هکتار - را بر رواناب، هدر رفت خاک و بهبود نفوذ پذیری در شیب های مختلف خاک بررسی کردند. نتایج نشان داد که مقدار 4 کیلوگرم در هکتار پلی اکریل آمید برای کاهش فرسایش خاک در شیب های 5 و 7/5 درصد مناسب تر است.
