بخشی از مقاله
مقدمه
بخش بزرگی از کشور ما را مناطق خشک و نیمه خشک تشکیل میدهند. در این مناطق کمبود رطوبت ذخیره شده در خاک، بارندگی محدود و نامنظم از عوامل اصلی در کاهش تولیدات گیاهی میباشد. بیشتر بارندگی در این مناطق زمانی رخ میدهد که گیاه در خواب بوده - اواخر پاییز، زمستان و اوایل بهار - و نیازی به آب ندارد. در حالیکه در فصل رشد گیاه تحت تنش خشکی قرار گرفته و منجر به کاهش و ناپایداری تولید میگردد - لی و گنگ، . - 2002 تحقیقات چند سال گذشته نشان میدهد که برخی تکنیکهای عملی جمعآوری باران - لی و همکاران، 2000؛ 2002؛ - 2007 و آبیاری تکمیلی میتواند برای بهبود عملکرد محصول و پایداری تولید اکوسیستمهای کشاورزی مفید میباشد.
کاربرد سامانههای آبگیر باران در مقیاسهای کوچک و بزرگ مبنی بر حصول و تمرکز رواناب برای استفاده گیاه از جمله این تکنیکها بشمار میرود که کارایی آن در مناطق مختلف جهان گزارش شده است - ریج و همکاران 1988؛ وانگ و همکاران 2009؛ ژانگ و همکاران . - 2013 برای مثال لی و همکاران 2000 - ؛ - 2002 و تیان و همکاران - - 2003 بیان کردند که سیستم جمع آوری آب باران سیستم جمع آوری آب بشکل جوی و پشتهای براحتی قابل اجراست و عملکرد محصول را بهبود میبخشد.
کارایی این تکنیک به مقدار بارندگی در طول فصل رشد محصول بستگی دارد. لی و همکاران - 2000 - اثر سامانه آبگیر باران و مالچ را بر عملکرد ذرت و همچنین اثرات نسبتهای مختلف جوی و پشته بر کارایی حصول آب باران بررسی کردند. آنها دریافتند که کاربرد مالچ سطحی به همراه سامانههای سطوح آبگیر توانست بطور قابل توجهی عملکرد ذرت و کارایی آب را افزایش دهد. نسبتهای مختلف جوی و پشته بر عملکرد ذرت تاثیرگذار بود اما تاثیر محسوسی بر کارایی مصرف آب نداشت.
با این حال در مناطقی که در تمام طول فصل رشد گیاه بارندگی وجو ندارد ممکن است کاربرد این نوع سیستمها به تنهایی و بدون آبیاری تکمیلی پاسخگوی نیاز گیاه نباشد. مهمترین مزیت این نوع سامانهها، سادگی، کم هزینه بودن، تکرار پذیر بودن، کارآمد و قابل تعدیل بودن آنها میباشد - ریج و همکاران . - 1988 استفاده از سامانههای سطوح آبگیر باران و سنگ ریزهای پوشش سنگ ریزهای از جمله این اقدامات میباشند.
استفاده از پوشش سنگ ریزهای بمنظور جلوگیری از تبخیر و حفظ رطوبت خاک در مناطق کم باران بطور گسترده در سراسر جهان گزارش شده است - لی و همکاران 2000؛ وانگ و همکاران، . - 2011 مطالعات زیادی وجود دارد که نشان میدهد پوشش سنگ ریزهای در کاهش تبخیر و رواناب و همچنین بهبود نفوذ آب و دمای خاک موثر میباشد - راندی و همکاران، 1997؛ لی و همکاران، . - 2000 نظر به این که وسعت قابل توجهی از کشور را مناطق خشک و نیمه خشک به خود اختصاص داده، لذا به کارگیری علمی سیستمهای استحصال نزولات جوی، افزایش تولید در باغات دیم را تا سطحی بالاتر از 20 درصد امکان پذیر خواهد ساخت.
مواد و روشها
این طرح در قطعه زمینی با وسعت تقریبی یک هکتار در محدوده ایستگاه قلعه قارک - وابسته به مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان چهارمحال و بختیاری - واقع در شهرستان شهرکرد در سال 1387 بمنظور بررسی کاربرد سامانه های سطوح آبگیر و نقش فیلتر سنگ ریزه ای در بهبود ذخیره رطوبتی خاک در باغات اراضی دامنه اجرا گردید. اقلیم منطقه طبق روش آمبرژه نیمه خشک سرد، میانگین سالیانه بارندگی منطقه با استفاده از داده های ایستگاه هواشناسی تحقیقات کشاورزی فرخ شهر،320 میلیمتر و ارتفاع از سطح دریا 2162 متر می-باشد. خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک منطقه در جدول 1 ارائه شده است.
سامانه های سطوح آبگیر در پنج تیمار شامل شاهد، جمعآوری پوشش گیاهی و سنگریزه سطح سامانه با و بدون فیلتر سنگریزهای، عایق پلاستیکی با و بدون فیلتر سنگریزهای هر کدام با ابعاد یکسان 4×3 متر در 5 تکرار در اراض دامنه با شیب %20 احداث گردید. سه رقم بادام شامل ربیع، مامایی و شاهرود انتخاب شد و نهال آنها در سال 1387 در پایین دست هر سامانه کشت گردید. فیلترهای سنگریزه ای با استفاده از لوله هایی از جنس PVC با قطر 20 سانتیمتر و ارتفاع 50 سانتیمتر ساخته شد و قسمت پایین آنها بمنظور نفوذ افقی آب مشبک گردید و تعداد 2 عدد در پای هر نهال نصب گردید. همچنین بمنظور اندازه گیری رطوبت خاک، در کنار هر نهال یک لوله شیشهای مخصوص TDR به ارتفاع 75 سانتیمتر کار گذاشته شد.
به منظور اندازهگیری رواناب تولید شده توسط هر سامانه، تعداد 9 سامانه شامل شاهد، جمع آوری پوشش گیاهی و سنگریزه سطح سامانه و عایق پلاستیکی با سه تکرار در مجاورت منطقه ساخته شد و در پایین دست هر کدام یک مخزن برای جمع آوری رواناب تعبیه گردید و بلافاصله بعد از هر واقعه بارندگی مقدار رواناب تولید شده اندازه گیری شد. بر اساس گزارشات هواشناسی استان رطوبت خاک قبل از هر بارندگی و یک روز پس از آن در هر کدام از تیمار ها توسط داده بردار رطوبت خاک - TDR - در اعماق 25، 50 و 75 سانتیمتری اندازهگیری شد.
همچنین مشخصات هر بارندگی شامل مدت و مقدار نیز از ایستگاه هواشناسی فرخشهر واقع در مرکز تحقیقات کشاورزی تهیه گردید. شاخصهای گیاهی شامل قطر یقه، ارتفاع گیاه و سطح پوشش تاج سالانه در انتهای هر فصل رویش تعیین گردید. نتایج طرح در دو بخش تجزیه و تحلیل شدند: - 1 نقش سامانههای سطوح آبگیر و نقش فیلتر سنگریزهای در تولید رواناب و افزایش نفوذ و ذخیره رطوبتی خاک و - 2 اثر سامانههای مختلف سطوح آبگیر و فیلتر سنگریزه- ای در رشد و نمو درخت بادام. نتایج آزمایش بشکل اسپلیت پلات در قالب طرح پایه بلوک کامل تصادفی با استفاده از نرم افزار SAS تجزیه و تحلیل گردید.
نتایج و بحث
استحصال آب باران طی سالهای آبی 88-89 و89-90 تعداد 21 واقعه بارندگی منجر به تولید رواناب در سامانه های سطوح آبگیر ثبت گردید. ارتفاع تجمعی بارش باران در این دو سال 250 سانتیمتر گزارش گردید. نتایج نشان میدهد از این تعداد بارندگی در تیمار شاهد تعداد 10 رخداد و در تیمار جمع آوری پوشش سطحی 13 رخداد به ترتیب 8 و 31 میلیمتر رواناب تولید گردید. اما در تیمار پوشش پلاستیکی تمام 21 رخداد مقدار 152 میلیمتر رواناب تولید شد. ارتفاع تجمعی باران و رواناب تولید شده در نمودار - 1 - نشان داده شده است.
متوسط کارایی پوشش پلاستیکی در تولید رواناب - نسبت رواناب به بارندگی - حدود %60 بدست آمد. در حالیکه این پارامتر در تیمار جمع آوری پوشش سطحی و شاهد به ترتیب %12 و % 3 میباشد. معادلات رگرسیون بین مقدار بارندگی و تولید رواناب برای هر تیمار نشان داد حد آستانه شروع رواناب برای سطوح عایق، جمع آوری پوشش سطحی و پوشش طبیعی به ترتیب بارشهایی با مقادیر حدود 1، 5 و 7 میلیمتر بدست آمد. از طرف دیگر بررسی درصد فراوانی بارشهای روزانه ایستگاه هواشناسی فرخشهر طی یک دوره سیزده ساله نشان میدهد که 68 درصد فراوانی بارش های روزانه، مربوط به بارش های کمتر از 5 میلیمتر میباشد.
بنابراین استفاده از پوشش پلاستیکی در این منطقه به عنوان تکنیکی مناسب و کارامد برای جمع آوری آب باران های کم عمق توصیه میگردد. این نتایج با یافتههای مطالعات انجام شده در استان زنجان مطابقت دارد.[3] متوسط حجم رواناب سالانه تولید شده در تیمارهای شاهد، جمع آوری پوشش سطحی و عایق به ترتیب برابر 62/5 ، 180/4 و 814 /3 لیتر میباشد. به این ترتیب در هر سال از هر متر مربع سطح عایق پلاستیکی، به طور متوسط 67/2 لیتر آب استحصال شده است. این یافته نشان میدهد که استفاده از سطوح عایق میتواند نقش مهمی در استحصال آب باران و جمع آوری حجم آب کافی در راستای اهداف مختلف آبخیزداری ایفا نماید.
