بخشی از مقاله
چکیده
به منظور بررسی تغییرات عناصر پرمصرف خاک در آبیاری سریالی آزمایشی به صورت طرح کامل تصادفی در سال زراعی 93-94 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز اجرا گردید. تیمارهای طرح شامل دو نوع آب آبیاری - کارون و زهآب - بود. در این پژوهش سه قطعه مزرعه در نظر گرفته شد که آبیاری مزرعه اول با آب شیرین - رودخانه - و قطعههای بعدی با زهآب مزرعه قبل آبیاری میشد. نمونهبرداریها در چهار دوره زمانی و در سه عمق خاک صورت گرفت.
نتایج حاصل از تجزیه شیمیایی خاک نشان داد که اعمال تیمار برای مزرعه سویا بر هر سه عنصر اثر معنادار داشته و برای مزرعه آفتابگردان بر یونهای فسفر و پتاسیم اثرات معنادار بوده است. بررسی نتایج اثر زمان حاکی از اختلاف دوره پس از برداشت برای ازت کل، دوره قبل از کشت برای یون فسفر مزرعه سویا میباشد. همچنین پتاسیم در هیچ یک از دورههای زمانی هر دو مزرعه اختلاف معناداری ندارد. ازت کل در مزرعه آفتابگردان بدون اختلاف و فسفر نیز با افزایش تا دوره میانه اجرای تیمار میباشد. اثر اعماق مختلف خاک در هر دو مزرعه اختلاف معنادار دارند.
-1 مقدمه
رشد فزاینده جمعیت جهان و نیاز بیشتر به تولیدات کشاورزی از مسائل مهمی است که امروزه بشر با آن روبروست. در این ارتباط محدودیت منابع آب و خاک به عنوان بستر اصلی تولیدات کشاورزی نیز مطرح بوده و به خصوص استفاده بهینه از منابع آب در سرلوحه فعالیتهای کشورهای مختلف قرار دارد .[1] بیشتر آبهای کشاورزی از نظر کیفیت مناسب میباشند
لیکن از آن جایی که معمولا در مناطق خشک و نیمه خشک آب مصرفی در کشاورزی حاوی مقادیری از املاح محلول است، در طی زمان و بهویژه با وضعیت زهکشی نامناسب و ضعیف، موجبات تراکم نمکهای محلول را فراهم میسازد
نمکها بعضی خواص فیزیکی و شیمیایی خاک را تحت تاثیر قرار میدهند که این به نوبه خود بر خاک به عنوان محیطی مناسب برای رشد گیاه تاثیر میگذارد. زیرا رشد گیاه به طور مستقیم تحت تاثیر میزان pH و غلظت املاح نمک از جمله یونهای سدیم و کلر و سایر نمکهای موجود در محلول خاک قرار میگیرد.
افزایش میزان سدیم در محلول خاک، سبب تخریب خاکدانهها، تورم و پراکندگی ذرات رس، سلهبندی و کاهش تخلخل و نفوذ پذیری خاک خواهد شد.
از علل اساسی آلودگی آب و خصوصا خاک میتوان گفت که آب مازاد بر مصرف گیاهان به داخل خاک نفوذ پیدا کرده و از منطقه ریشه عبور مینماید. این آب حاوی اغلب نمکهای اضافه شده از محیط خاک بوده با حجم کمتر و غلظت بیشتر همراه با آبهای ناشی از نشت آب از کانالها در حین نفوذ عمقی اغلب نمکهای خاک و لایه زیرین را حل مینمایند. این نمکها مازاد بر مقدار معمول نمک در آب آبیاری میباشند. لذا این تغلیظ نمک و قابلیت انتقال آن از طریق آب عامل اصلی آلودگی میگردد
کیلن و همکاران - - 1995 در مطالعه موردی خود از دلتای نیل که در آن از زهآب به عنوان آب آبیاری نیز استفاده شده نتایج ذیل به دست آمده است. آنها بیان کردند که به طور نظری میتوان گفت که 13300 میلیون مترمکعب زهآب با شوری کمتر از 4/7 دسی زیمنس بر متر برای استفاده مجدد وجود دارد. این مقدار معادل 84 درصد زهآب تولیدی در سال آبی 1993-1994 است که با در نظر گرفتن نیاز آبشویی و تخریب کیفیت زهآب در اثر آلودگیهای شهری و صنعتی، پتانسیل استفاده مجدد از زهاب به 9700 میلیون متر مکعب با حداکثر شوری 3/5 میرسد که 8000 میلیون متر مکعب آن را میتوان به طور موثر مورد استفاده قرار داد. این مقدار 5000 میلیون مترمکعب بیشتر از آب برگشتی سال آبی 1993-1994 است.
راهبرد رسمی استفاده مجدد از زهآب در سطح وسیع موجب افزایش قابل ملاحظه شوری خاک نشده است. بیلان نمک در دلتای نیل به خوبی حفظ شده است و به این سبب میتوان استفاده مجدد از زهاب را در مصر موفقیت آمیز دانست. از عواملی که به پایداری تعادل نمک با استفاده از زهآب کمک کردهاند، میتوان به این موضوع اشاره کرد که 90 درصد این اراضی زهکشی شده هستند و اختلاط آب برگشتی آنها با آب شیرین موجب افزایش شدید شوری نشده است
آقا براتی و همکاران - 1388 - نشان دادند که آبیاری با فاضلاب شهری سبب افزایش معنیدار غلظت نیتروژن، منیزیم، کادمیوم، کلسیم، فسفر و پتاسیم در خاک، برگ و میوه درختان زیتون می شود و غلظت سدیم را در خاک افزایش میدهد. آبیاری با فاضلاب شهری سبب افزایش عملکرد میوه و وزن برگ گردید.
مسعودی آشتیانی و همکاران - 1390 - بیان میکند که به طور کلی با توجه به اندازهگیریهای انجام شده، شواهد نشان میدهد که آبیاری با فاضلاب به دلیل وجود ترکیبات مختلف شیمیایی و آلی - از جمله غلظت بالای منیزیم - به خصوص در شرایط تحت کشت و حضور گیاه، در راستای بهبود ساختمان خاک و افزایش ظرفیت نگهداری آب در خاک عمل نموده است
پروان - 1383 - گزارش کرد که استفاده از فاضلاب تصفیه شده، کاهش اسیدیته، افزایش شوری، افزایش عناصری چون سدیم، کلسیم، منیزیم، کلر در بخش محلول خاک و افزایش نیتروژن کل، فسفر قابل جذب و افزایش عناصر سنگینی مانند نیکل، کادمیوم و کروم را به دنبال داشته است.
حسن لی و سعادت - 1384 - گزارش کردند که استفاده از پساب، موجب افزایش عناصر اصلی و کاهش شوری خاک به خصوص در لایه سطحی و همچنین کاهش Na، Ca و Mg و افزایش pH، P و K لایه سطحی خاک شده است
ستین و همکاران - - 2003 در ارزیابی خاک آبیاری شده توسط زهاب در طرحی در ترکیه به این نتیجه دست یافتند که در طول دو سال نمونه برداری از خاک و پایش آن شوری اشباع آن به اندازه %30 کاهش یافته ولی این نکته را متذکر شدند که ممکن است به دلیل این باشد که طول دوره برداشت داده کم بوده و ممکن است با افزایش سالها میزان شوری خاک افزایش پیدا کند
هایز و همکاران - 1990 - با کشت چمن گندمی در خاکهای جنوب شرق آمریکا و آبیاری آن با آب چاه و پساب فاضلاب شهری به مدت 16 ماه نشان دادند که آبیاری با پساب شوری، نیتروژن نیتراتی، فسفر، پتاسیم، سدیم، مجموع کلسیم و منیزیم و درصد سدیم تبادلی خاک را بیش از آبیاری با آب چاه افزایش داده است ولی اسیدیته خاک ها تغییر چشمگیری نکرده است.
در این مقاله هدف بررسی برخی خصوصیات شیمیایی خاک تحت آبیاری سریالی مدنظر است که در این نوع آبیاری آب مورد نیاز هر مزرعه از زهاب مزرعه پیشین تامین میشود.
-2 مواد و روشها
جهت انجام این پژوهش مزرعه تحقیقاتی شماره یک دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز در نظر گرفته شد. شهر اهواز با عرض جغرافیایی 31 درجه و 18 دقیقه و 18 ثانیه و با ارتفاع 20 متر از سطح دریا دارای آب و هوای خشک و نیمه خشک با تابستانهای بسیار گرم است. متوسط بارندگی مقارن با فصل کشت بهاره 45 میلیمتر میباشد. حداکثر و حداقل دما برای کشت بهاره 44/1برای خرداد ماه و 12/9 برای اسفند ماه و میانگین دما نیز 27/4 درجه سانتی گراد است.
عملیات صحرایی این تحقیق در کشت بهاره سال زراعی 93-94 انجام گردید. قطعه زراعی مورد نظر به سه بخش تقسیم گردید که برای کشت سه نوع گیاه ذرت، سویا و آفتابگردان که به ترتیب شوری آستانه تحمل آن ها افزایش مییابد در نظر گرفته شد. پس از استقرار سیستم آبیاری و زهکشی در مزرعه عملیات کاشت انجام گردید که با توجه به نیاز آبی گیاهان دور آبیاری تعیین شد و از دو منبع آبیاری رودخانه کارون و زهاب حاصل از دو مزرعه جهت آبیاری قطعات زراعی استفاده شد. سیستم آبیاری بدین صورت بود که ابتدا مزرعه ذرت با آب رودخانه کارون به عنوان منبع آب شیرین آبیاری می شد. سپس زهاب مزرعه ذرت جمع آوری و برای آبیاری مزرعه سویا مورد استفاده قرار گرفت.
در مرحله آخر نیز زهاب مزرعه سویا برای آبیاری مزرعه آفتابگردان استفاده شد که زهاب خروجی از مجموعه صفر در نظر گرفته شد. برای قطعههای سویا و آفتابگردان که عملیات اجرای تیمار در آن صورت گرفت طرح آزمایشی مورد نظر به صورت طرح کاملا تصادفی در سه تکرار برای دو تیمار آبیاری با آب کارون و زهاب در نظر گرفته شد. زمان اعمال تیمارها برای گیاه سویا و آفتابگردان پس از چهار برگی شدن و استقرار اولیه گیاه انجام شد. نمونه برداریها در چهار دوره زمانی قبل از کاشت، قبل از اجرای تیمار، میانه اجرای تیمار و پس از برداشت محصول صورت گرفت. برخی خصوصیات فیزیکی خاک از قبیل بافت و جرم مخصوص ظاهری با استفاده از نمونهگیری به صورت دست نخورده انجام شد.
بافت خاک به روش هیدرومتری و تعیین کلاس بافت آن با استفاده از جدول مثلث بافت خاک انجام شد. رطوبت در ظرفیت مزرعه و نقطه پژمردگی نیز با استفاده از دستگاه صفحات فشاری - پرژر ممبران - اندازهگیری شد. در جدول یک برخی خصوصیات فیزیکی خاک محل آزمایش ارائه شده است. نمونه برداری جهت تعیین پارامترهای شیمیایی خاک از سه عمق 0-30، 30-60 و60 - 90 سانتیمتر توسط اوگر از تیمارهای تعیین شده انجام شد.
