بخشی از مقاله
تاثیر کاربرد سوپرجاذب در مدیریت آب و خاک
چکیده
در چند دهه گذشته، تمام تلاش متخصصین کشاورزی بر افزایش میزان عملکرد در واحد سطح محصولات زراعی متمرکز بوده است؛ ولی اکنون به مسئله بهره گیری بیشتر از هر قطره آب توجه می شود. کمبود آب و خشکی عامل اصلی کاهش رشد گیاهان در اقلیمهای خشک و نیمه خشک میباشد و شدت تاثیر خشکی بر عملکرد گیاه به فراهمی آب در خاک بستگی دارد.یکی از راه های مورد نظر محققین، استفاده از مواد اصلاح کننده و افزودنی به خاک (مانند هیدروژل های جاذب رطوبت) میباشد.با کاربرد برخی مواد افزودنی نظیر پلیمرهای سوپر جاذب می توان از بارندگی های پراکنده و سایر منابع محدود آب در امر حفظ و ذخیره آب در خاک استفاده نموده و با بهبود شرایط فیزیکی خاک، چنین موادی می توانند از تنشهای رطوبتی در مناطق خشک و نیمه خشک جلوگیری کرده و باعث عملکرد بهتر کشاورزی در شرایط کمبودآب و بهبود وضعیت در روند خشکسالی شود. این بررسی در مزرعه تحقیقاتی زابل به منظور بررسی تاثیر سوپرجاذب (A 200) بر تنش خشکی انجام شد؛ مقدار پلیمربا سه فاصله آبیاری 6، 8 و11 روز روی رشد زیره مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش به صورت اسپیلتپلات بر پایه طرح بلوکهای کاملا تصادفی با سه تکرار انجام شد. نتایج نشان دادند که استفاده از سوپرجاذب در شرایط تنش خشکی بر برخی از خصوصیات مهم گیاه اثر مثبتی گذاشته و قادر است با کنترل روابط آبی بین خاک و گیاه، شدت تنش خشکی را کاهش دهد.
واژههای کلیدی: آب و خاک، تنش خشکی، خشکسالی، سوپرجاذب، زیره، مزرعه تحقیقاتی زابل.
مقدمه
اب عامل عمده درتولید محصولات کشاورزی، اکولوژی، محیط زیست سالم و تامین مواد غذایی برای جمعیت رو به افزایشی است که به بهره برداری بی رویه از منابع زیرزمینی و آلوده سازی آن پرداخته است. این موضوع به خصوص در مناطق خشک
و نیمه خشک به دلیل کمبود منابع آب و دسترسی به آن حادتر شده و اهمیت بیشتری پیدا می کند .(7) از سوی دیگر، با توجه به راندمان پایین آبیاری آبهای قابل دسترسی، تا حدود زیادی تلف شده و از دسترس گیاه خارج می شود. در کشور ایران که در زمره مناطق خشک و نیمه خشک محسوب می شود بارندگی ها غالبا به صورت رگباری و پراکنده است که جریان های سطحی زیادی ایجاد می کند. با مدیریت صحیح آب و خاک و استفاده از فنون پیشرفته می توان از بارندگی های پراکنده
و سایر منابع محدود آب در امر حفظ و ذخیره آب در خاک استفاده کرد. بنابر این استفاده از روش های مدرن، اصولی و کاربردی با در نظر گرفتن اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی از اهمیت ویژهای برخوردار است. اصلی ترین عامل کاهش رشد
و تولید گیاهان در مناطق خشک و نیمه خشک، کمبود رطوبت و یا غیر قابل استفاده بودن آب موجود در پروفیل خاک به علت شرایط فیزیکی خاک است .(2) برای بهبود نفوذ آب و یا ذخیره رطوبت در خاک، می توان از مواد طبیعی چون کود سبز، خاکپوش(مالچ)های گیاهی، پرلیت، کاه وکلش، لاشبرگ و یا فضولات دامی استفاده کرد. یکی از روشهای نوین استفاده از سوپر جاذبها است. این مواد که به مقدار زیاد و به دفعات، آب موجود در پروفیل خاک را جذب و سپس بر اساس اختلاف
پتانسیل بین خاک این مواد را آزاد می کنند 3) و .(4 با توجه به اینکه برای بهبود نفوذ آب و یا حفظ ذخیره رطوبت در خاک، می توان از روش نوین استفاده کرد لذا این مواد بسیار موثر بوده به طوریکه به مقدار زیاد و به دفعات، آب موجود در پروفیل خاک را جذب و سپس بر اساس اختلاف پتانسیل بین خاک این مواد را آزاد میکنند. همچنین بسیاری از این مواد هیچ اثر زیست محیطی بر خاک ندارند. در بعضی از خاک های بسیار سبک، با توجه به نگهداری رطوبت و حفظ آن در زمان طولانی مقدار مصرف آب را 36 برابر کاهش می دهند .(1) تنش آب یا کمبود آب به شرایطی اطلاق می شود که در آن سلولها و بافتهای گیاه در وضعیتی قرار گرفته اند که آماس آنها کامل نیست. تنش آب رشد گیاه را به طور مستقیم (کمبود آب در گیاه) و غیرمستقیم (کمبود آب در خاک) کنترل میکند .(8) کمبود آب مهمترین عامل محدود کننده تولید محصولات کشاورزی به شمار میرود (10) که می تواند هم با تأثیر بر منبع و هم بر مخزن سبب کاهش عملکرد نهایی شود .(14) آبیاری در مرحله ظرفیت زراعی نسبت به آبیاری در زمان 2/3 و 1/3 ظرفیت زراعی باعث افزایش عملکرد دانه، وزن هزار دانه و متوسط تعداد چتر در بوته زیره سبز گردید .(13) در بررسی (1995) Aminpoor & Moosavi کمبود رطوبت اثر معنی دار و منفی بر عملکرد دانه و تعداد چتر در بوته داشت بین شاخص آسیب پذیری خشکی با عملکرد دانه همبستگی منفی و معنی داری مشاهده شده است .(12)
مواد و روشها
معرفی منطقه :
مزرعه تحقیقاتی سد سیستان با مساحتی در حدود 80 هکتار در 25 کیلومتری جنوب زابل در استان سیستان و بلوچستان واقع شده است. این منطقه با طول جغرافیایی 61 درجه و 31 دقیقه شرقی و عرض جغرافیایی 30 درجه و 55 دقیقه شمالی در ارتفاع 480 متری از سطح دریا قرار دارد. آب و هوای منطقه بر اساس طبقهبندی کوپن در اقلیم خشک بسیار گرم، با تابستانهای گرم و خشک و بر اساس طبقهبندی آمبرژه جزء مناطق بیابانی معتدل طبقهبندی میشود. بر اساس آمار هواشناسی زهک میانگین دراز مدت بارندگی در منطقه 55 میلیمتر است. میزان تبخیر سالیانه به طور متوسط 4500-5000 میلیمتر و میانگین دراز مدت درجه حرارت منطقه 21/7 درجه سانتیگراد میباشد. کشت عمده زراعی در این ناحیه گندم و گاهی ذرت میباشد.
هیدروژل سوپر جاذب :A200
هیدروژل سوپرجاذب، ژل های پلیمری اب دوست هستند که از اتصال تعداد بسیار قابل ملاحظه ای مولکول بسیار کوچک تر تشکیل شده اند .(5) خواص خوب این سوپرجاذب ها از نظر میزان جذب، سرعت جذب، استحکام ژل و ارزان بودن مونومرهای اکریلی سبب جذابیت این خانواده از سوپرجاذبها شده است. سوپرجاذبها سمی نیستند و پس از 4 تا 7 سال، بسته به نوع سوپرجاذب، در خاک توسط میکرو ارگانیسمها تخریب می شوند .(6 ) همچنین سوپرجاذب ها بی بو، بی رنگ، دارای سیدیته خنثی و بدون خاصیت الایندگی در خاک، آب و هوای سطحی و زیر زمینی و بافت های گیاهی می باشند ( .(11 جذب سریع آب و حفظ آن توسط هیدروژل های سوپرجاذب، بازده جذب آب ناشی از بارندگیهای پراکنده را بالا برده و در صورت آبیاری خاک، فواصل آبیاری را نیز افزایش می دهند.
نحوه انجام پژوهش و ارزیابی:
به منظور بررسی تاثیر پلیمر هیدروژل برخصوصیات گیاه زیره تحت تنش خشکی، آزمایشی در قالب طرح بلوکهای یک بار خرد شده با3 تکرار در مزرعه تحقیقاتی سد سیستان اجرا شد. عملیات آماده سازی زمین شامل شخم و دو دیسک عمود بر هم و تسطیح زمین با استفاده از لودر و ایجاد پشته در آذر ماه انجام شد تیمارهای آزمایش شامل سه سطح تنش آبی ( ( آبیاری به فاصله هر6 روز (شاهد) ، آبیاری به فاصله هر8روز ( تنش ملایم) ، آبیاری به فاصله هر 11روز(تنش شدید) به عنوان عامل اصلی و عوامل فرعی شاهد بدون استفاده از هیدروژل، پلیمر هیدروژل در دو سطح 5) و 10 درصد وزنی) می باشد. در این آزمایش هر تکرار شامل یک کرت به طول 18 متر بوده که برای اعمال تنش به سه کرت کوچکتر تقسیم شده است و فاصله بین هر کرت تکرار 2 متر می باشد. بذرها در دو طرف پشته به فاصله 40 سانتی متری کشت گردیده و فاصله بذرها روی ردیف
4 سانتیمتر و حداکثر عمق 3 سانتیمتر خواهد بود. که البته این مقدار بذر بیش از تراکم مطلوب و برای اطمینان از سطح سبز بهینه کاشته شد، تا بعد از سبز شدن بذرها، با انجام عملیات تنک کردن، تراکم مطلوب در سطح آزمایش بدست آید. ژل سوپر جاذب به طور یکنواخت درون شیار مربوطه قرار گرفت و با مقداری خاک روی ژل پوشانده شده و بذرها روی آن قرار گرفته و دوباره روی آن با خاک پوشانده شد و بعد از انجام عملیات کاشت نسبت به آبیاری آن اقدام شد. در زمان لازم عملیات وجین با دست انجام شد و با توجه به عدم وجود آفت و بیماری از هیچ آفت کشی استفاده نگردید پس از رسیدن بذور، به طور تصادفی تعداد 10 بوته انتخاب و صفات ارتفاع بوته، تعداد چتر در بوته، تعداد دانه در چتر، وزن هزار دانه و تعداد دانه در بوته اندازه گیری شدند بذور پس از خشک شدن توزین گردیدند و داده های بدست آمده در جدول آورده شده و مقایسه گردیدند.
