بخشی از مقاله
چکیده
بخش کشاورزی نزدیک به سه چهارم کل آبهای قابل مصرف جهان را به خود اختصاص داده است. بنابراین، افزایش بازده آبیاری، اعمال مدیریت صحیح و به کارگیری شیوههای کارآمد به منظور نگهداشت آب کافی در خاک برای بهرهبرداری بهینه از منابع محدود آب ضروری میباشد. یکی از این راهبرد ها، استفاده از پلیمرهای ابرجاذب در خاک میباشد که هم اکنون کاربردی فراگیر یافته است. پلیمرهای سوپر جاذب قابلیت جذب مقادیر زیادی آب و مواد غذایی را دارند و افزون بر تأمین بهینه آب مصرفی گیاهان، از کمترین هدرروی بوسیله تبخیر و آبشویی برخوردارند.
بنابراین، بررسی رفتار این مواد در خاک، به ویژه در چرخه های متوالی خشک و تر شدن ضروری میباشد. هدف از این پژوهشٰ، تعیین بهترین مدل پارامتریک برآورد ویژگیهای هیدرولیکی ترکیب خاک- پلیمر با استفاده از دو سوپرجاذب طراوت "A-100 و طراوت A-200، طی تناوب های مکرر تر و خشک شدن بود. به این منظور، این دو پلیمر در دو نوع خاک لوم و رسی در تیمارهایی شامل 0، 0,25، 0,50، 0,75 و 1 گرم پلیمر در کیلوگرم خاک با سه تکرار به کار گرفته شد. میزان آب خاک برای هر تیمار در فشارهای کیلوپاسکال اندازه گیری شد. سپس، منحنی های رطوبتی برای هر نمونه خاک پلیمر بدست آمد. نمونه ها در آون خشک و دوباره مرطوب گردیدند. این روند بار تکرار شد و منحنی های رطوبتی مربوطه برای تمام دوره ها ثبت گردید.
سپس با استفاده از نرم افزار RETC، بررسی پارامتریک منحنی های رطوبتی هر دو پلیمر با استفاده از مدل های بروکس-کوری، وان گنوختن و بوردین انجام شدو سرانجام بهترین برازش تعیین گردید. نتایج نشان داد در هر مکش، با افزایش مقدار پلیمر در خاک، رطوبت خاک افزایش می یابد و بیشترین دامنه تاثیر پلیمر بر قابلیت نگهداشت آب خاک در مکش های پایین تر مشاهده گردید. همچنین، در تمام دوره های تر خشکی و در هر مکش، مقدار نگهداشت آب خاک در پلیمر طراوت بیشتر از طراوت بود.
در بررسی پارامتریک، با افزایش مقدار پلیمر کاربردی، پارامترهای Θs ، n و Θr در تمام تیمارها افزایش می یابد لیکن تغییرات پارامتر Θr چندان قابل توجه نبود. مقدار پارامتر α برای هر دو پلیمر در خاک شنی کاهش و در خاک لومی افزایش یافت، لیکن برآورد پارامترها با استفاده از مدل وان گنوختن نتایج بهتری از مدل بوردین و بروکس-کوری نشان داد.
واژه های کلیدی: پلیمر، تورم تناوبی، سوپرجاذب، نگهداشت آب در خاک، منحنی رطوبتی خاک
مقدمه
بیشترین توجه به کاربرد ابر جاذبهای پلیمری که امروزه کاربردی فراگیر یافتهاند در بخش کشاورزی داده شده است استفاده از این مواد در راستای اهداف متعددی مانند افزایش ظرفیت نگهداشت آب در خاک ، بهبود نفوذپذیری، طولانی شدن دور آبیاری، کاهش هزینههای آبیاری مکرر و تنشهای آبی در مواقع حساس رشد گیاه ، افزایش درصد جوانهزنی بذور کاهش رواناب و احتراز از اتلاف آب و مواد غذایی، تسهیل و سرعت رشد گیاه و گذران دورۀ شیوع آفات، افزایش پایداری خاکدانه ها و بهبود ساختار خاک، ممانعت از فرسایش و مقابله با آن بهبود وضعیت تراکم خاک - - 7 و افزایش فعالیت بیولوژیک ریزجانداران خاک می باشد، ضمن اینکه منابع آبهای زیرزمینی را گزند آلودگی دور میکند.
توسعه کاربرد هیدروژلهای فوق جاذب برای کاهش بحرانهایی همچون فرسایش خاک، خشکسالیهای پیاپی یا تأمین امنیت غذایی نیازمند شناخت رفتار و عملکرد آنها در محیط متخلخل خاک است. یکی از روشهای مهم بررسی رفتار سیستم خاک- پلیمر، تعیین منحنی های رطوبتی آنهاست که در این تحقیق، از معادله بروکس و کوری و وانگنوختن استفاده شده است.
