بخشی از مقاله
چکیده
شرایط فیزیکی نامناسب خاکها، وجود خاکهای آهکی و منبع عظیم گوگرد در کشور ضرورت بررسی تاثیر گوگرد بر ویژگیهای خاک و عملکرد محصول را ایجاب میکند. بنابراین تاثیر مقادیر مختلف 0، 750، 1500 و 3000 کیلوگرم در هکتار گوگرد به همراه دو درصد باکتری تیوباسیلوس در تناوب ذرت- گندم در دو سال و سه تکرار بر روی ویژگیهای pH، EC، سولفات، ساختمان خاک و عملکرد محصول بررسی شد.
برایکمّیسازی ساختمان خاک و بررسی تاثیرکمّی گوگرد بر ساختمان خاک، با اندازهگیری توزیع اندازه خاکدانهها مقادیر شاخصهای میانگین وزنی و هندسی قطر خاکدانهها MWD - و - GMD و مقادیربُعد فرکتالی تعیین شد. نتایج نشان داد که با گذشت زمان و مقادیر بیشتر گوگرد همراه با باکتری تیوباسیلوس پایداری خاکدانهها افزایش یافت. میانگین وزنی قطر خاکدانهها و میانگین هندسی قطر خاکدانهها تحت تاثیر تیمارهای مختلف گوگرد اختلاف معنیداری داشتند و اثرات مثبت گوگرد بر ساختمان خاک را منعکس نمودند.
بر اساس بُعد فرکتالی گوگرد تاثیر مثبت معنیدار بر ساختمان خاک داشت. کاربرد گوگرد pH خاک را کاهش و قابلیت هدایت الکتریکی و سولفات خاک را افزایش داد. گر چه تیمارهای گوگرد باعث اختلاف معنیدار عملکرد گندم نشد ولی بیشترین عملکرد گندم از بیشترین مقدار گوگرد کاربردی حاصل شد.
مقدمه
کشاورزی پایدار مدیریت موفق منابع برای دستیابی به تعادل در راستای احتیاجات بشر و نگهداری یا ارتقای سطح کیفی محیط زیست و حفاظت منابع طبیعی معرفی شده است . - 6 - حفظ پایدار خاکدانهها و ساختمان خاک، به حرکت و ذخیره- سازی آب در خاک، تهویه، مهار فرسایش و رشد محصول تاثیر داشته و قادر است محدودهی وسیعی از فرآیندهای فیزیکی و بیوژئوشیمیایی محیط زراعی و غیرزراعی را متاثر سازد و از ضروریات حفظ و ارتقای توان تولید میباشد .
استفاده از گوگرد همراه با باکتری تیوباسیلوس در بسیاری از موارد نتایج بهتری را در اصلاح خاک و بهبود وضعیت تغذیه گیاه به دنبال داشته است . - 2 - اکثر خاکهای بیابانی که دارای مواد آلی کم و غلظت زیاد کربنات کلسیم هستند میتوانند ارزش کشاورزی خوبی داشته باشند به شرط آن که عناصر غذایی در محلول خاک فراهم گردد . - 5 -
پژوهشگران مختلف به طور موفقیتآمیزی از فرکتالها برای مدلسازی توزیع اندازه ذرات و تخلخل خاک - 10 - مطالعه ساختمان خاک - 8 - استفاده کردهاند. گوگرد یکی از اقتصادیترین و رایجترین مواد اسیدزا معرفی شده که علاوه بر نقش تغذیهای، نقش مهمی در اصلاح خاکهای آهکی و تغییر اسیدیته خاک دارد
به دلیل غیراقتصادی بودن گچ و یا گچ فسفردار و خطرات اسید سولفوریک در روابط اکولوژیکی خاکها از گوگرد عنصری برای اصلاح خاک شور و سدیمی استفاده شده و نتایج نشان داده که pH به طور قابل ملاحظهای کاهش و مقدار و شکلهای نمک افزایش یافته و گوگرد عنصری به عنوان اصلاح کننده مناسبی برای خاکهای شور و سدیمی توصیه شده است .
در بررسی تعدیل اثر شوری با گوگرد در مقادیر مختلف آب آبیاری مشخص شده که کاربرد گوگرد به ترتیب 20/4 و 11/2 درصد مقدار پرولین را با آب آبیاری 100 و 120 درصد بهبود بخشیده است . - 3 - بنابراین اثرات گوگرد بر ویژگیهای فیزیکوشیمیایی خاک و عملکرد محصول مورد بررسی قرار گرفت.
مواد و روشها
این آزمایش برای ارزیابی اثرات طولانیمدت گوگرد بر ویژگیهای خاک و عملکرد محصول بود. این تحقیق برای تناوب کشت ذرت- گندم در دو سال انجام شد.
تیمارهای پژوهش شامل:
-1 شاهد - بدون مصرف گوگرد در کشت گندم و بدون مصرف گوگرد در کشت ذرت - ،
-2 مصرف 750 کیلوگرم گوگرد در هکتار در کشت گندم و بدون مصرف گوگرد در کشت ذرت،
-3 مصرف 1500 کیلوگرم گوگرد در هکتار در کشت گندم و بدون مصرف گوگرد در کشت ذرت،
-4 مصرف3000 کیلوگرم گوگرد در هکتار در کشت گندم و بدون مصرف گوگرد در کشت ذرت،
-5 بدون مصرف گوگرد در کشت گندم و مصرف 750 کیلوگرم گوگرد در هکتار در کشت ذرت،
-6 بدون مصرف گوگرد در کشت گندم و مصرف 1500 کیلوگرم گوگرد در هکتار در کشت ذرت
-7 بدون مصرف گوگرد در کشت گندم و مصرف 3000 کیلوگرم گوگرد در هکتار درکشت ذرت بود.
در تمام تیمارها همراه گوگرد دو درصد باکتری تیوباسیلوس استفاده شد و آزمایش در سه تکرار در دو سال و یا 4 کشت انجام شد. برای بررسی تاثیرکمّی گوگرد بر ساختمان خاک، با اندازهگیری توزیع اندازه خاکدانهها مقادیر شاخصهای میانگین وزنی و هندسی قطر خاکدانهها MWD - و - GMD و بُعد فرکتالی تعیین شد.
برای به دست آوردن میانگین وزنی قطر خاکدانهها از روش یودر - 13 - با استفاده از سری الک با قطرهای 0/42 - ، 0/84، 2، 4/75، 6/4، 12/7 و 38 میلیمتر - توزیع اندازه خاکدانهها تعیین گردید. برای محاسبه MWD و GMD از معادلهای زیر استفاده شد:
که در آنها MWD میانگین وزنی قطر خاکدانهها،GMD میانگین هندسی قطر خاکدانهها، wi وزن خاکدانهها در یک کلاس اندازهای با میانگین قطری xi ، :i شاخص اندازه کلاس و n تعداد غربال است. برای تعیین جرم ویژه ظاهری خاکدانهها نیز بر اساس روش چپیل - 7 - استفاده گردیدبرای. محاسبه بُعد فرکتالی از مدلهای فرکتالی به شرح زیر استفاده شد:
که در آن - N - di تعداد خاکدانهها، di میانگین قطر خاکدانهها - m - ، M - di - جرم خاکدانهها - kg - و i جرم ویژه ظاهری خاکدانهها - Mg.m-3 - میباشد. تعداد خاکدانهها از بزرگترین کلاس - کلاس صفر - تا کلاس k ام از فرمول محاسبه شد و با استفاده از مدل فرکتالی Dn تعیین گردید. dk میانگین قطر خاکدانهها برای کلاس k ام است. در مدل تیلر و ویت- کرفت Dm - 10 - بُعد فرکتالی جرمی، M - x<X - جرم تجمعی خاکدانهها بر روی غربالها با اندازههای کوچکتر از X و Mt جرم کل خاکدانهها - باقیمانده بر روی تمام غربالها - ، XL بالاترین اندازه منفذ غربال و x میانگین قطر خاکدانهها در هر کلاس میباشد.
نتایج و بحث
در تجزیه نمونه خاک قبل از اجرای آزمایش میزان شوری خاک 0/97 دسیزیمنسبرمتر، اسیدیته گل اشباع 7/9، آهک 40 درصد، کربن آلی 0/69 درصد، فسفر، پتاسیم، مس، منگنز، آهن و روی به ترتیب 9/8، 528، 1/74، 15/56، 10/66 و 0/84 میلیگرم در کیلوگرم و میزان شن، سیلت و رس خاک به ترتیب 18، 54 و 28 درصد و بافت خاک Silty Clay Loam بود.
بیشترین پایداری خاکدانهها از تیمار 7 - کاربرد 3000 کیلوگرم در هکتار گوگرد در کشت ذرت و عدم مصرف گوگرد در کشت گندم مشاهده شد. احتمالاً تاثیرپذیری ساختمان خاک از گوگرد فرآیندی طولانیمدت است. در این پژوهش از تیماری بیشترین پایداری خاکدانهها حاصل شد که در کشت قبلی یا کشت ذرت بیشترین گوگرد را دریافت نموده بود. شاخصهای MWD و GMD تحت تاثیر تیمارهای مختلف گوگرد اختلاف معنیداری داشتند، جالب این که به غیر از تیمار ششم مقادیر پایینتر MWD و GMD از کاربرد مقادیر کمتر گوگرد به دست آمد - شکل . - 1 مقدار جرم ویژه ظاهری خاک در تیمارهای مختلف اختلاف معنیداری نداشت
با توجه به این که خاکدانههای خاک شکل هندسی منتظمی را ندارند و از هندسه اقلیدسی نمیتوان ساختمان خاک راکمّی نمود از هندسه فرکتالی برای بیان کمّی ساختمان خاک که خاکدانههای آن شبهفرکتالی هستند استفاده گردید. از بین مدل-های فرکتالی مدلهای بارتولی و همکاران - 4 - ، ریو و اسپوزیتو - 11 - ، و تیلر و ویتکرفت - 12 - استفاده شد. مدل بارتولی انطباق مناسبی نداشت و پارامترهای آن ارائه نشد
