بخشی از مقاله
مقدمه
هدر رفت مجاز خاک1 اشاره دارد به حداکثر نرخ فرسایش قابل تحمل یک خاک که میتواند اتفاق بیفتد بطوریکه باروری خاک در یک سطح مطلوب بصورت پایدار و نامحدود حفظ گردد روشهای کمی موجود برای تعیین حد مجاز فرسایش در سه گروه قرار دارند: - 1 شدت تشکیل خاک، - 2 ضخامت خاک و - 3 باروری خاک. در گروه اول حد قابل قبول فرسایش برابر با شدت تشکیل خاک در نظر گرفته میشود.
چنانچه شدت هدر رفت خاک در تعادل با شدت تشکیل خاک باشد، حاصلخیزی خاک میتواند بطور نامحدود حفظ گردد. بنابراین استفاده از شدت تشکیل خاک به عنوان فرسایش قابل تحمل به طور گسترده پذیرفته شده است استامی و اسمیت مدل مفهومی برآورد مقدار فرسایش قابل تحمل بر اساس ویژگیهای خاک و سرعت تشکیل خاک را مطرح کردند. اسکیدمور این مدل را توسعه داد و از ضخامت خاک به جای ویژگیهای خاک استفاده کرد؛ پارامترهایی مانند کمترین ضخامت مجاز خاک، ضخامت بهینه خاک، ضخامت فعلی خاک و حد بالا و پایین فرسایش مجاز در این مدل مطرح شدند.
با این حال به دلیل تعداد پارامترهای مورد نیاز کمتر مورد استفاده قرار میگیرد. با توسعه علوم کشاورزی و خاک، بسیاری از پژوهش ها به این باور رسیدند که برای تعیین مقدار فرسایش قابل تحمل استفاده از شدت کاهش قابل قبول باروریخاک در اثر فرسایش به جای شدت تشکیل خاک راه حلی مناسب است روشهای تعیین مقدار فرسایش قابل تحمل مبنی بر باروری خاک توسعه یافتند اما در این روشها مقدار دقیق پتانسیل تولید محصول برای شرایط مختلف محیطی فراهم نشده است.
از جمله محدودیت های این روش نبود یک شاخص منحصر به فرد از باروریخاک و نیز اختلاف نظر درمورد مقدار افت مجاز باروری خاک در اثر فرسایش میباشد هدر رفت خاک در نتیجه فرسایش خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک را تحت تاثیر قرار داده و در نهایت باعث کاهش باروری یک خاک میگردد فرسایش خاک باعث کاهش عمق و یا حذف خاک سطحی مناسب و ظاهر شدن خاک نامناسب زیرین شده که درنتیجه آن آب قابل دسترس گیاه، مواد غذایی و مواد آلی خاک کاهش مییابند.
مقدار تولید محصول تابعی از رشد ریشه و آن نیز تابعی از وضعیت خاک فرض شده است بنابراین کاهش در میزان عملکرد در نتیجه فرسایش به کاهش ضخامت خاک سطحی - افق - A مربوط میشود. با این حال سرعت کاهش باروری خاک ناشی از فرسایش بسیار آهسته بوده و ممکن است تا زمانیکه آن خاک از لحاظ اقتصادی باروری خود را از دست دهد قابل تشخیص نباشد. مدل شاخص باروری 2 به عنوان ابزاری مفید برای برآورد پتانسیل تولید نسبی خاکهای مختلف، اثرات بلند مدت فرسایش بر تولید محصول و هدر رفت مجاز خاک برای برنامه های حفاظتی خاک مورد استفاده قرار گرفته است.
فرسایش و حفاظت خاک
مجاز خاک میتواند بر مبنای یک مقدار مشخص افت شاخص تولید محصول در یک برنامه زمانی مشخص تعیین گردد. در مطالعات مختلف، از افت تولید محصول %5 تا %10 در برنامه زمانی 100 سال استفاده شده است؛ مقدار دقیق فرسایش مجاز خاک در برنامه ریزی حفاظت خاک اهمیت بسیار زیادی دارد. فرسایش خاک بیشتر از حد مجاز میتواند خسارات جبران ناپذیری به تولیدات کشاورزی و محیط زیست وارد کند. بنابراین تعیین صحیح مقدار فرسایش مجاز خاک برای حفظ امنیت غذایی و محیط زیست امری ضروری است.
پایداری تولیدات کشاورزی و حفظ سلامتی محیط زیست از جمله اهداف مهم در برنامه ها و اقدامات حفاظت خاک و آب میباشند. این اهداف بدون آگاهی از فرسایش مجاز خاک محقق نخواهد شد. در ایران تا کنون تحقیقاتی در این زمینه انجام نگرفته است و هیچ گونه اطلاعاتی از مقدار فرسایش مجاز موجود نیست. هدف از این تعیین فرسایش مجاز با استفاده از شاخص باروری خاک میباشد.
مواد و روشها این مطالعه در مرکز تحقیقات حفاظت خاک و آب دانشکده کشاورزی دانشگاه تهران واقع در منطقه کوهین استان قزوین انجام شد. این مرکز مساحتی حدود 80 هکتار در داخل حوضه سرشاخه ملارود قرار دارد. متوسط بارندگی سالانه آن 325 میلیمتر، متوسط دمای سالانه 12/5 درجه سانتیگراد و ارتفاع از سطح دریا 1360 متر است. کشاورزی رایج در منطقه عمدتا گندم، عدس، جو و لوبیا میباشد. خاک غالب منطقه در سری کوهین قرار دارد.
خاکی است خیلی عمیق دارای بافت رس شنی تا رسی قرار گرفته روی یک لایه با بافت رسی و تجمع آهک که بر اساس رده بندی امریکایی در زیر گروه قرار میگیرد. چهار پروفیل در موقعیت های مختلف حفر گردید. نمونه های خاک از هر افق بطور جداگانه تهیه شد. پارامترهای توزیع اندازه ذرات، مقدار آب قابل دسترس، چگالی ظاهری، مقدار ماده آلی و اسیدیته خاک در آزمایشگاه تعیین شدند.
شاخص باروریپیشنهاد شده توسط دلگادو به عنوان تابعی از پارامترهای مناسب برای شرایط منطقه طبق فرمول زیر محاسبه گردید: که در آن A گنجایش آب قابل دسترس برای گیاه، B مقاومت مکانیکی خاک برای رشد ریشه، C حاصلخیزی بالقوه و K اهمیت نسبی هر افق در پروفیل خاک را بیان میکنند.
اگر %5 را مبنا قرار دهیم مقدار فرسایش مجاز خاک در پروفیلهای مختلف از 3 تا 5 تن در هکتار در سال با میانگین 3/8 تن در هکتار در سال تغییر میکند و در صورتی که %10 را مبنا قرار دهیم مقدار تلفات قابل تحمل خاک بین 5/7 تا 10 با میانگین 7/6 تن در هکتار در سال متغیر است. فرسایش گذشته خاک در منطقه مورد مطالعه با استفاده از سزیم-137 به طور میانگین 44/7 تن در هکتار در سال بدست آمد که معادل از دست رفتن 3/7 میلیمتر از خاک سطحی در سال میباشد. با در نظر گرفتن این مقدار بطور متوسط سالانه %2 افت باروری خاک وجود دارد و در مدت 50 سال خاک بکلی باروری خود را از دست میدهد. اما خوشبختانه در چند سال گذشته با اقدامات حفاظتی مناسب مقدار فرسایش فعلی منظقه بسیار کاهش یافته است.
