بخشی از مقاله
مقایسه مالچهاي شیمیایی ، بیولوژیکی و معدنی در تثبیت ماسه هاي روان
چکیده
خشکی بیش از حد و سختی شرایط مناطق بیابانی ایران باعث شده است تا دست اندرکاران درصدد یـافتن راه حلهایی براي غلبه بر مشکلاتی باشند که حاصل عملکرد سیستمهاي حاکم بر ایـن منـاطق اسـت. یکـی از معضلات اصلی نواحی بیابانی بحث فرسایش بادي و حرکت ماسههاي روان است که سالیانه خساراتهاي زیادي به منابع زیستی این مناطق وارد میکند. از جمله راه حلهایی که براي حل این مشکل وجود دارد مـالچ پاشـی است. در این تحقیق کارایی چند نوع مالچ شیمیایی، بیولوژیکی و معدنی به منظـور تثبیـت تپـههـاي ماسـهاي مورد آزمایش قرار گرفته است. مالچ بیولوژیکی شامل چسب سریشوم و صـمغ گیـاهی، مـالچ شـیمیایی شـامل ترکیبات اوره فرمالدئید و مالچ معدنی از ترکیب سیمان سیاه و سیمان سفید و مواد افزودنی دیگر تهیه گردیـد و در نهایت پارامترهاي فیزیکی موثر در پایداري هر کدام مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. نتایج بهدست آمـده نشان داد که مالچهاي معدنی مورد استفاده شامل مواد ترکیبی با سـیمان سـیاه و سـیمان سـفید از کـارایی و پایداري بیشتري برخوردار میباشند و میتوانند نه تنهـا مقاومـت فیزیکـی خـاك در مقابـل نیروهـاي فشـاري افزایش دهند، بلکه مقاومت برشی خاك را نیز افزایش میدهند. ضمن اینکه در مقابل فرسایش و انحلال مقاوم بوده و پایداري آنها تا بیش از 5 سال ادامه خواهد داشت.
واژههاي کلیدي: بیابان؛ فرسایش بادي؛ ماسههاي روان؛ مالچ بیولوژیکی؛ مالچ شیمیایی.
مقدمه
فرسایش بادي یک معضل اساسی در فعالیتهاي توسعه و عمران مناطق خشک و نیمه خشک محسوب می-شود و امروزه در بخش وسیعی از جهان فرسایش خاك اعم از بادي یا آبی از عمده ترین عوامل تخریب سرزمین محسوب میگردد با آنکه نقش فرسایش آبی در نابودي منابع ارضی و تخریب سرزمین در بسیاري از مناطق جهان چشمگیر و فراگیر است، اما فرسایش بادي نیز به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک جهان و از جمله ایران از نظر کمی و کیفی حائز اهمیت است (احمدي و شایگان پور.(1389 استفاده ازمواد جاذب رطوبت و مالچ به منظور استقرار گیاه در مناطقی که داراي آب و هواي نامساعد و شرایط محیطی نامطلوب هستند بارها آزمایش شده است (فرح پور، غیور، شرباف و یوسفی زاده .(1382تا زمانی که روي تپههاي ماسهاي تثبیت اولیه انجام نشده باشد، امکان تثبیت بیولوژك آنها وجود ندارد لذا ضروریست تا قبل از اقدامات بیولوژیک به کمک یکی از روشهاي معمول از جمله احداث موانع، بادشکنهاي غیر زنده و یا مالچ پاشی مقدمات تثبیت اولیه این تپه ها فراهم گردد. استفاده از مالچ سنگریزهاي براي تثبیت دشتهاي ریزدانه رسی
١
اولین بار در کشور توسط اختصاصی و احمدي در سال 1375 پیشنهاد گردید. استفاده از مالچ سیمانی نیز به عنوان جایگزین مناسب مالچ نفتی جهت تثبیت تپههاي ماسهاي نیز اولین بار توسط اختصاصی، زارع و حضیرئی در سال 1391 گزارش شد، ولی تاکنون گزارشی مبنی بر مقایسه مالچهاي مختلف گزارش نشده است. در این تحقیق استفاده از مالچ بعنوان بستري براي انجام فعالیتهاي احیا بیولوژیک و کنترل فرسایش بادي انتخاب گردید و مالچهاي بیولوژیکی(سریشوم و صمغ گیاهی)، معدنی(ترکیبات سیمان سیاه و سفید)و شیمیایی(ترکیبات اوره فرمالدئید) مورد آزمایش قرار گرفتند که خصوصیات و ویژگیهاي آنها به شرح زیر است: انواع سریشومها عبارتند ازسریشومهاي گرم یا حیوانی (که از جوشاندن پوست - شاخ - سم و... حیوانات تهیه می شود.) و سریشوم یا چسب کاذئین که مهمترین آن ها چسب ها ي رایج امروزي در صنایع چوب می باشد. مادهي اصلی آن سریشوم سفید صمغ مصنوعی -پلی ونیل استات می باشد. حرارت مناسب براي نگه داري 20 درجه ي سانتی گراد می باشد زمان خشک شدن این چسب ها با توجه به درجه حرارت از 2 تا12 ساعت متغیر است.[3] چسب اوره فرمالدئید به رنگ سفید بوده وغالبا به صورت مایع یا پودر به بازار عرضه میشود در صورتی که چسب به صورت مایع باشد در دماي معمولی مدت نگه داري آن در حدود 2 ماه میباشد و اگر به صورت پودر باشد مدت نگه داري آن در خشک شدن آن 6 ماه میباشد در هنگام مصرف بایستیبه این چسب آرد غلات - اسید (سختولرم کننده ) و آب افزوده شود .[3] سیمان ماده اي چسبنده است که قابلیت چسبانیدن ذرات به یکدیگر و بوجود آوردن جسم یک پارچه از ذرات متشکله را دارا میباشد و شامل انواع گوناگونی میباشد که از جمله آنها میتوان سیمان سیاه وسفید را نام برد. صمغ به موادي اطلاق میشود که از اعضا گیاه به خارج ترش ح میگردد و این عمل نیز بطور خود به خود و یا بر اثر ایجاد شکاف و زخم در اعضاء گیاهان انجام میگیرد. ضمناً صمغها همیشه بر اثر از بین رفتن غشاء سلولزي بوجود میآیند. صمغها طعم بدون مزه و حالت چسبنده دارند و در الکل، اتر و مواد چرب غیرمحلول اند. با مشابهتی که صمغ ها و موسیلاژها با یکدیگر دارند پیدا کردن حد فاصل قاطعی که این دو دسته را از یکدیگر متمایز سازد، مشکل بنظر میرسد. در تفاوت آن دو باید گفت که موسیلاژها بر اثر ایجاد زخم در اعضا گیاه به خارج ترشح نمی گردند و بعلاوه همیشه نیز بر اثر از بین رفتن غشاء سلولزي حاصل نمیشوند بلکه از فعالیت پروتوپلاسم نتیجه میگردند در حالیکه صمغها ترکیبات در هم گلوسیدي میباشند که به حالت طبیعی و یا بر اثر ایجاد شکاف از اعضاي مختلف بعضی از گیاهان به خارج ترشح میشوند صمغ ها مواد غیر قابل تبلور و فاقد بو میباشند اگر در آب قرار گیرند در آن حل میشوند و یا مانند کتیرا با آن به صورت توده ژلاتینی در میآیند.[4]
مواد فوق الذکر پس از پاشیده شدن روي خاك ، باعث چسبندگی ذرات خاك شده و لا یه سطحی خاك را از بادبردگی حفظ میکنند. به لایه اي که این مالچها روي خاك ایجاد میکنند، لایه کراست گفته میشود.
مواد و روشها
به منظور مقایسه مالچهاي بیولوژیکی و شیمیایی از دو نوع مالچ بیولوژیکی (چسب سریشوم(سریشومهاي گرم) و صمغ گیاهی مرسوم به جودو) ،یک نوع مالچ شیمیایی (چسب اوره فرمالدئید) و دو نوع مالچ معدنی(سیمان سفید ، سیمان سیاه ) استفاده شد و آزمایش در قالب طرح کاملا تصادفی با 5 تیمار و 5 تکرار به شرح زیر انجام گردید:
ابتدا خاك از الک 2mm رد شده و در ظروف یکبار مصرف سلولزي با ابعاد 20 *15 ریخته شد به طوریکه 1سانت از ظرف خالی بماند سپس مقداري از مالچ مورد نظر را با ترازو وزن کرده و حجم مشخصی از آب را با شمارهبشراندازه گرفته ( جدول ( (1 ) داخل بطري هاي 1,5 لیتري ریخته شد و پس از بهم زدن و حل شدن کامل ماده در آب ، مخلو ط مورد نظر روي خاك پاشیده شد. براي پاشیدن ماده روي خاك روي درب بطري حفرههاي خیلی کوچکی ایجاد گردیدتا( 8 5حفره به قطر 0,5 میلیمتر) .یک هفته پس از پاشیدن مالچ روي خاك پارامترهاي فیزیکی اعم از مقاومت فشاري و مقاومت برشی مالچ در دو حالت خشک و مرطوب و ضخامت کراست مالچ اندازه گیري شد.(جدول شماره ( 2 در جداول، پارامترهایی که با علامت((*مشخص شده اند، در حالت مرطوب اندازه گیري شدهاند.
براي اندازه گیري مقاومت فشاري مالچ از دستگاه پنترومتر (نفوذ سنج :داراي میله اي استوانه اي با نوك مسطح براي نشان دادن مقدار نیروي لا زم براي فرو رفتن میله در خاك)، استفاده شد به طوریکه بصورت تصادفی 5 نقطه را انتخاب نموده مقاومت فشاري آن با نفوذ سنج بر حسب kg/cm2 اندازه گیري شد.
مقاومت سایشی مالچها با استفاده از کاغذ سمباده با زبري 100میکرون و نیروي فشاري 0,5 کیلو گرم و بصورت حرکات رفت و برگشتی بر سطح مالچ تا قبل از اینکه لایه شکسته شده و ذرات از هم جدا شوند، اندازه گیري شد. پس از انجام اندازه گیري ها در حالت خشک براي انجام اندازه گیري ها در حالت مرطوب در 5 نقطه با قطره چکان 20قطره آب چکانده شد و مقاومت فشاري و سایشی آن مطابق با آنچه قبلا ذکر شد اندازه گیري شدشمارهوطبق جدول( جدول ( 3 امتیاز دهی تیمارها در مقایسه مقاومت برشی انجام گرفت. براي اندازه گیري ضخامت لایه کراست ابتدا زیر لایه را کمی سمباده کشیده تا خاك از آن جدا شود وسپ س از کولیس با دقت 0,1 میلیمتر استفاده شد. تجزیه و تحلیل آماري این داده ها با استفاده از نرم افزارSPSS انجام گرفت. ابتدا تجزیه واریانس داده ها با استفاده از جدول ANOVAانجام شد (جدول شماره (4 باتوجه به اینکه sig در تمام موارد از 0,05 کمتر است، فرض صفر یعنی فرض برابري میانگین ها رد شده و بیانگر این است که میانگین ها در سطح معنی داري 0,05 درصد با یکدیگر اختلاف معنیدار دارند. نرمال یا عدم نرمال بودن داده ها از طریق آزمون کولموگراف- اسمیرنوف بررسی شد.(جدول شماره (5 و چون sig در تمام موارد بیشتر از 0,05 می باشد فرض نرمال بودن داده ها پذیرفته میشود. مقایسه میانگین داده هاي نرمال با استفاده از آزمون دانکن صورت گرفت(جداول 6، 7 و (8 طبق این جداول، میانگین هایی که در یک دسته قرار میگیرند در سطح معنی داري 0,05 با یکدیگر اختلاف معنیدار ندارند. مقایسه میانگین داده هاي غیر نرمال یا امتیاز
