بخشی از مقاله
چکیده
نوارهای کشت به عنوان مکانهای بحرانی وقوع فرسایش خاک در کشتزارهای دیم شیبدار هستند. هدف از این تحقیق بررسی تغییرات زمانی فرسایش خاک تحت مصرف مالچ کاه و کلش در مراحل مختلف رشد گندم دیم بود. در این پژوهش فرسایش شیاری در پنج مرحله رشد گندم با استفاده از جریانی با دبی 2 لیتر در دقیقه در کشتزار گندم دیم در دو تیمار مالچ دهی - شاهد و مصرف 0/5 کیلوگرم در مترمربع - مورد بررسی قرار گرفت.
نتایج نشان داد که مقدار فرسایش شیاری در تیمار مالچدهی 213 - گرم در مترمربع - به طور میانگین به اندازه 3/8 برابر کمتر از تیمار شاهد بود. فرسایش شیاری تغییرات بارزی در هر دو تیمار طی مراحل رشد گندم داشت. در تیمار شاهد، روندی مشخص از نظر فرسایش خاک در مراحل رشد گندم مشاهده نشد با این حال در تیمار مالچدهی، مقدار فرسایش شیاری از زمان کاشت تا زمان برداشت دارای روندی کاهشی بود.
مقدمه
فرسایش آبی در زمینهای کشاورزی تحت تأثیر نوع خاک، توپوگرافی، نوع محصول انتخابی، جهت کشت، مقدار، توزیع و شدت بارندگی یا آبیاری قرار میگیرد
در زمینهای شیبدار هنگامی که سرعت نفوذ آب به خاک به حد کمتر از شدت بارندگی برسد، جریانهای سطحی پراکنده به وجود میآیند. با تداوم بارندگی، ابتدا جریانهای سطحی پراکنده به شکل روانآبهای نامنظم با جریانینسبتاً آرام به راه میافتد و سپس جریانهای متمرکز آب شکل میگیرند
فرسایش خاک به ویژه از نوع شیاری موضوعی مهم در زمینهای کشاورزی است. فرسایش شیاری1 عبارت از فرآیند جدا شدن ذرات خاک و انتقال ذرات خاک توسط جریان متمرکز رواناب است. این فرسایش شکل رایج فرسایش آبی در دامنهها میباشد. هدرروی خاک و عناصر غذایی سطحی به وسیله فرسایش شیاری، علاوه بر کاهش حاصلخیزی خاک، موجب رسوبگذاری در مخازن سدها و کاهش کیفیت آبها میگردد. در زمینهایی که فرسایش شیاری توسعه یافته، شدت فرسایش سه برابر شده است
گزارشها نشان میدهد که که مقدار تولید رسوب در مزارع ذرت تحت تأثیر فرسایش شیاری را 9 تا 21 برابر بیشتر از حالتی که مزرعه تحت تأثیر فرسایش سطحی بوده است
اگر چه فرآیند فیزیکی فرسایش آبی به طور قابل توجهی با شدت در زمان و مکان متفاوت رخ میدهد و نیز از سوی عوامل انسانی، مانند کشاورزی ناپایدار و تغییرات کاربری زمین در مقیاس بزرگ به شدت تحت تأثیر قرار میدهد. پوشش گیاهی اهمیت زیادی در میزان فرسایش خاک داشته و مقادیر آن با توجه به نوع پوشش گیاهی و مراحل فنولوژیک گیاهان به شدت تغییر مییابد. تغییرات زمانی این عامل علاوه برعوامل فوق به میزان رطوبت و دمای خاک و نیز به نوع مدیریت زراعی بستگی دارد.
مالچ به عنوان یک مدیریت حفاظت خاک عمل میکند که میتواند به حفظ کیفیت خاک و آب عمل کند. یکی از مؤثرترین انواع مختلف مالچ، مالچ با باقیماندههای گیاهی است که باعث کاهش نرخ فرسایش خاک و تلفات آب در زمینهای کشاورزی، مراتع، مناطق آتشسوزی تحت تأثیر فعالیتهای انسانی است
فرسایش مهمترین مشکل اراضی دیم شیبدار کشورمان است و سالیانه از سطح اراضی دیم کاسته میشود اما اراضی مزروعی که دارای پوشش گیاهی کافی میباشد و یا کاه و کلش زراعت پس از برداشت دست نخورده باقی مانده و به مصرف چرای دام نرسیده مانند پرده محافظی خاک را از آسیب فرسایش حفظ نموده و موجبات جذب و نفوذ آب باران را در خاک فراهم میکند و آب باران کمتر در سطح زمین شیبدار جریان پیدا کرده و هرز نخواهد رفت
مواد و روشها
این پژوهش در کشتزار گندم دیم در محدوده دانشگاه زنجان در طول فصل زراعی 1395 -96 انجام گرفت. منطقه مورد بررسی بین عرض جغرافیایی 35 25 45 و 37 15 24 شمالی و طول جغرافیایی 47 1 12 و 49 52 37 شرقی قرار داشت. آزمایش در زمینی با شیب متوسط 10 درصد و با کشت دیم گندم صورت گرفت. عملیات خاکورزی با استفاده از خطیکار 9 ردیفه در جهت شیب زمین صورت میگیرد.
بهمنظور اندازهگیری میزان رسوب تولیدی در کشت دیم گندم بر روی اراضی شخم به روش سنتی صورت پذیرفت. آزمایش در با هفت سطح مصرف کاه و کلش گندم با تناسببندی بین درصدهای مختلف مالچ - صفر، 25، 50، 75، 100، 150 و 125 درصد - در سه تکرار در قالب طرح کاملا تصادفی طی سال 1395 تا 1396 انجام گرفت. برای این منظور در طول دامنه مطالعاتی، یک قطعه زمین دارای مساحت 10 × 15/75 متر انتخاب شد. اندازهگیری رسوب همزمان با کشت گندم دیم در اوایل آبان 1395 آغاز و تا پایان دوره رشد گندم دیم - آخر خرداد ماه - 1396 ادامه داشت. تغییرات زمانی فرسایش ذرات خاک در مراحل رشد گندم بررسی شد.
برروی هریک از شیارها، بهوسیله موتور پمپ آب، مقدار ثابت دبی 2 لیتر در دقیقه اعمال گردید. اندازهگیری فرسایش پس از رسیدن جریان به انتهای شیار به مدت 1 ساعت صورت پذیرفت. بهمنظور دستیابی به تغییرات زمانی رسوب، از ابتدا با فاصله زمانی 5دقیقه به مدت 1ساعت به عنوان زمانهای اندازهگیری فرسایش در نظر گرفته شد.
تجزیه و تحلیل دادها
دادههای حاصل از اندازهگیری، قبل از تجزیه وتحلیل از نظر چگونگی توزیع آماری و تشخیص نرمال بودن آنهابه روش چولگی و کشیدگی مورد بررسی قرار گرفتند. به منظور تجزیه وتحلیل دادهها از نرمافزار SPSS نسخه 22 و جهت رسم نمودار از نرمافزار Excel نسخه 2010 استفاده شد.
نتایج و بحث
برخی ویژگیهای فیزیکی خاک کشتزار در جدول 1 ارائه شده است. با توجه به میانگین درصد شن، سیلت و رس، بافت خاک کشتزار لومی شنی بود.
میانگین فرسایش شیاری در شیار شاهد در مرحله حین کاشت، سبز شدن، پنجه زنی، ساقهدهی و خوشه دهی به ترتیب 62/3، 250، 99/7، 320/9 و 34/2 و در شیار مالچدار به ترتیب 88، 54/2، 32، 15/9 و 22/7 میباشد. نتایج نشان میدهد میزان میانگین فرسایش خاک در مراحل مختلف گیاه در شیارهای شاهد به صورت معنیدار - p<0.05 - از شیارهای مالچ دار، به جز مرحله هنگام کاشت بیشتر است. شکل - 1 - اثر مالچ کاه و کلش گندم بر مقدار فرسایش شیاری خاک تحت شخم موازی بر شیب زمین را نشان میدهد. نتایج نشان داد که مقدار فرسایش شیاری در تیمار مالچدهی به طور میانگین به اندازه 0/72 برابر کمتر از تیمار شاهد بود.
جدول-1 ویژگیهای فیزیکی خاک کشتزار
پس اینگونه بهنظر میرسدکه استفاده از مالچ کاه و کلش، تخریب خاک و میزان هدررفت خاک کاهش پیدا میکند که در واقع به علت نقش حفاظتی کاه و کلش، به دلیل جلوگیری از تخریب سطح خاک در برابر فرسایش آبی میباشد
نتایج تحقیقات طباطبایی و همکاران - 1389 - نیز به طور مشابهی نشان میدهد که مخلوط کردن کاه و کلش با خاک سبب افزایش شدت نفوذ نهایی و بهبود حرکت آب به داخل خاک میشود. علاوه بر این، کاربرد بقایا موجب افزایش نگهداشت رطوبت و کاهش تبخیر از سطح خاک مزرعه میگردد
شکل -1 میانگین فرسایش شیاری در مراحل مختلف رشد گیاه در شیارهای بدون مصرف مالچ و با مصرف مالچ کاه و کلش گندم
نتایج نشان میدهد فرسایش شیاری در مراحل مختلف رشد یکسان نبود. فرسایش شیاری در تیمار شاهد داری روند خاصی نبوده و به نظر میرسد ممکن است به دلیل تغییرات ویژگیهای خاک از جمله رطوبت اولیه و ایجاد سله طی دوره رشد و در تغییرات فرسایش شیاری در مراحل مختلف رشد در تیمار شاهد مؤثر باشد. با وجود اینکه در مرحله ساقهدهی گیاه در بیشترین مرحله رشد رویشی است اما رطوبت اولیه در خاک و تخریب ساختمان خاک سطحی در اثر باران چند روز پیش در افزایش مقدار فرسایش شیاری در مرحله ساقه دهی مؤثر بوده است.
درتیمار شاهد فرسایش شیاری در طی مرحله رشد داری روند کاهشی بود به ممکن است به دلیل افرایش رشد رویشی گیاه که باعث ایجاد مانع در برابر جریان آب بوده است و همچنین گسترش توده ریشهای، ذرات خاک را درجای خود نگه میدارد. سیستم ریشه گیاه اثر قابل توجهی بر روند جدا شدن ذرات خاک توسط جریان زمینی دارد. ظرفیت جدا شدن ذرات خاک با افزایش تراکم ریشه گیاه به صورت تصاعدی کاهش میابد.
