بخشی از مقاله
چکیده
در دنیاي امروز در کششاورزي، از بقایاي گیاهان و مواد مختلف بهعنوان مواد افزودنی براي بهبود خواص فیزیکی و ششیمیایی خاك ا ستفاده می شود. در مناطق خ شک و نیمه خ شک، راهکارهاي کاهش م صرف آب و افزایش بهرهوري از اهمیت بالایی برخوردار ا ست. یکی از این راهکارها، استفاده از ابرجاذبها بهمنظور افزایش جذب و نگهداري آب در خاك است. سرعت جذب آب در ابرجاذب با اندازه ذرات ابرجاذب نسبت عکس و با دماي محیط نسبت مستقیم دارد.
اغلب نمونههاي با ذرات درشتتر همواره سرعت جذب کمتري دارند اما ظرفیت جذب نهایی آنها هنگام تحت فشار بودن بیشتر از نمونههاي ریز است، و به همین دلیل معمولا ابرجاذب درشتتر در باغات استفاده می شود تا تحت فشار خاك ظرفیت جذب آن کاهش پیدا نکند. در این پژوهش از پنج نوع ابرجاذب - A200، تراکوتم، هربازورب، ا ستاکوزورب و کلیفونی - و شش نمونه خاك از دامنه جنوبی البرز ا ستفاده شده ا ست.
در مرحله تحقیق آزمای شگاهی ا ستوانههایی از جنس پلکسی گلاس بعنوان محفظه قابل رویت به منظور مطالعه مورد استفاده واقع شد و تزریق ابرجاذب به خاك در محیط قابل رویت صورت گرفت. نتایج نششان داد که افزودن ابرجاذب به سسه نمونه خاك موجب افزایش جذب رطوبت به وسسیله خاك، نسسبت به تیمار شاهد شده و همچنین استفاده از پلیمر A200 با درصد وزنی 25 در خاکی با بافت متوسط عملکرد بالاتري در جذب و نگهداشت رطوبت در مقایسه با خاكهایی با بافتهاي سبک و نیمه سنگین داشت.
در ادامه پژوهش که در عرصه و براي بررسی استفاده از سطوح آبگیر صورت پذیرفت، نتایج نشان داد که استفاده از ابرجاذب درسطوح آبگیر باران منجر به افزایش جذب و نگهداشت بیشتر آب شد . نتایج بررسسی میدانی نششان داد که در نمونه هاي مطالعه ششده نگهداششت آب تا دو برابر افزایشیافته و از تلفات بارشهاي معمولی به میزان %30جلوگیري شد. درنتیجه استفاده از سطوح آبگیر و تزریق ابر جاذب در مزارع بهمنظور افزایش بهینه مصرف آب توصیه میشود.
مقدمه
آب یک منبع اقتصادي مهم در بسیاري از نقاط جهان، بهویژه در مناطق خشک و نیمهخشک محسوب میشود. دسترسی ناکافی به آب در مناطق خششک و نیمهخششک، افزایش کارایی مصصرف آب را به عنوان یکی از محورهاي اصصلی کششاورزي پایدار در این مناطق ضروري ساخته است. تنش آب از یکسو باعث کاهش ویژگیهاي کمی و کیفی گیاه شده و از سوي دیگر به دلیل بالا بودن قیمت آب، خرید آب براي کشاورزان را به یک معضل بزرگ تبدیل کرده است.
در سالهاي اخیر تلاشهاي فراوانی براي افزایش کارایی مصرف آب صورت گرفته که در این راستا افزایش دور آبیاري و بهرهگیري از ترکیبات سوپرجاذب به عنوان دو راهکار اساسی در صرفه جویی و استفاده بهینه آب مورد توجه قرار گرفتهاند، . - Islam et al., 2011 - کمبود منابع آب و تنش خشکی یکی از مهمترین مشکلات تولید گیاهان زراعی در مناطق خشک و نیمه خشک جهان، نظیر ایران، است.
استفاده از برخی مواد افزودنی مانند پلیمرهاي سوپرجاذب - هیدروژل - میتواند به حفظ و ذخیره رطوبت در خاك و استفاده بهینه از منابع محدود آب کمک نماید، - نجفی و همکاران، . - 1392 فقدان آب و بیابان زایی از مشکلات جدي در بسیاري از نواحی دنیا محسوب است که توسعه پوشش گیاهی و رشد کشاورزي را در معرض خطر جدي قرار می دهد. - Puoci & Lemma, 2008 -
کشور ایران جزو مناطق خ شک و نیمه خ شک جهان مح سوب می شود و خ شک سالیهاي اخیر باعث بروز م شکل کم آبی در اکثر مناطق کشور گردیده است. اکثر گیاهان در صورت مواجه شدن با تنش خشکی در مراحل حساس رشد - مثل جوانه زنی بذر و مرحله گل دهی - عملکردشان کاهش می یابد. بنابراین استفاده بهینه از منابع محدود آب و بارندگیهاي پراکنده فصلی و بهبود کارایی مصرف آب امري ضروري میباشد.
کاربرد برخی مواد افزودنی نظیر بقایاي گیاهی، کودهاي دامی، کمپوست و مواد پلیمري سوپرجاذب آب میتواند ظرفیت نگهداشت آب خا ك را افزایش داده و باعث افزایش بهرهوري مصرف آب گردد، - منتظر، . - 1387 سوپرجاذبها یا هیدروژلها، شبکههاي پلیمري آبدوست هستند که پس از جذب آب و تورم، شکل هندسی خود را حفظ کرده و در زمان نیاز گیاه، منقبض شده و آب و املاح کودي خود را در اختیار ریشه قرار می دهند، El-Hady etal - ، - 2006 ا ستقرار پو شش گیاهی منا سب بهترین راه کنترل ارا ضی تخریب شده و در معرض خطر بیابانی شدن در این مناطق ا ست.
عمدتا مشکل کمبود بارش، نامناسب بودن فصل ریزش آن همراه با تبخیر وتعرق بالا باعث از بین رفتن نهال ها و شکست پروژه هاي بوتهکاري و نهالکاري می شود. بنابراین اگر به طریقی بتوان درصد موفقیت پروژههاي نهال کاري را با استفاده از تکنیکهاي نوین افزایش داد، گام مهمی در احیاء اراضی بیابانی و جلوگیري از پیشروي بیابان برداشته میشود. سوپرجاذب ها یکی از ترکیبات شیمیایی هستند که جهت افزایش کارآیی استفاده از آب در شرایط خشک استفاده شده و از مشتقات مواد نفتی ساخته می شود. - هاشم بیک محلاتی، . - 1387
مصصرف پلیمر در خاك و به ویژه خاك هاي سسبک می تواند با افزایش ظرفیت نگهداري رطوبت خاك باعث موفقیت برنامه هاي آبیاري در مناطق خ شک و تو سعه پو شش گیاهی گردد. لذا نیاز ا ست که تاثیرگذاري سوپرجاذب هاي مختلف براي نگهداري رطوبت خاك و افزایش امکان ا ستقرار گیاهان با توجه به م شکل تامین آب در این مناطق به ویژه در برنامه هاي بیابان زدایی مورد ارزیابی قرار گیرد تا استفاده از این مواد ارزان در صورت مطلوبیت نتایج با اطمینان بیشتري توصیه شود، - جعفري و همکاران، . - 1391 یک سوپرجاذب به صورت خشک و شبیه ذرات شکر است و میتواند آب و برخی مواد محلول را به میزان 200-500 برابر وزن خود جذب نماید.
ساختار این مواد بهگونهاي است که میتوانند در شرایط یونی، وجود فشار و حضور میکروارگانیسمهاي خاك، چندین سال مانند یک مخزن، آب و مواد محلول را جذب کرده، نگهداري و برحسب نیاز ریشه - بر اثر اختلاف فشار اسمزي - در اختیار گیاه قرار دهند، - اعوانی، 1387؛ کبیري، . - 1381 خشکسالی و تنش ناشی از آن مهم ترین و رایجترین تنش محیطی است که هر ساله خسارتهاي هنگفتی به محصولات مختلف زراعی در جهان بخصوص ایران که به عنوان کشوري خشک و نیمه خشک محسوب میگردد، وارد مینماید، - پیرزاد و همکاران، . - 1391 امروزه از جمله راهکارهاي افزایش راندمان آبیاري در پروژه هاي مختلف بخش کشاورزي و به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک، استفاده و بهرهگیري متناسب از مواد جاذب رطوبت می باشد.
هیدروژل هاي ابرجاذب شبکههاي هیدروفیلی هستند که هم آب جذب میکنند و هم مقادیر زیادي آب یا محلولهاي آبدار را نگهداري میکنند، Shubhra etal - ، - 2004 پلیمرهاي ابرجاذب باعث افزایش ماندگاري آب در خاك شده و تعداد آبیاري را تا 50 درصد کاهش میدهند، - نازرلی و همکاران، 421 . - 2010 پیرزاد و همکاران - - 2012 در پژوه شی با عنوان برر سی عملکرد گل، ا سانس و شاخص بردا شت بابونه آلمانی - chamomilla L.Matricaria - تحت رژیمهاي آبیاري و مقادیر سسوپر جاذب A200 نششان دادند که افزایش فاصصله آبیاري به بیش از 100 میلی متر تبخیر از تشتک باعث کاهش در عملکرد آنیسون می گردد و همچنین در این پژوهش کاربرد پلیمر سوپر جاذب تا سطح 180 کیلوگرم در هکتار سبب بهبود عملکرد شد.
پلیمر A200 یک پلیمر مصنوعی است که قابلیت جذب، نگهداشت و رهاسازي آب بر حسب نیاز در خاك را دارد. ابرجاذب A200 توانایی جذب آب به میزان 200 برابر جرم خود را دارد، - . - Canadian Food Inspection Agency, 2016 سیواپالان و همکاران - 2001 - ، در یک آزمایش گلخانهاي اثر پلیمر جاذب رطوبتی به نام آلکوزورب را روي عملکرد و کارآیی مصرف آب سویا در یک خاك شنی مورد آزمایش قرار دادند. نتایج نشان داد که مقدار آب نگهداري شده در خاك به میزان 23 و 93 وزنی پلیمر افزایش یافت. میزان کارایی مصرف آب سویا در 0/03 درصد 12 برابر و در 0/07 درصد به میزان 19 برابر نسبت به تیمار کنترل افزایش نشان داد.
علاوه بر این فوتنو و بیلدربک - 1993 - نیز گزارش کردندکه ابرجاذبها براي بهبود کشاورزي مؤثر بوده و قابلیت جذب و ذخیره تا حدود 400 برابر وزن آب خود دارند.
در این پژوهش با واسنجی رطوبتی نمونههاي خاك محدوده طرح البرز جنوبی با استفاده از چهار ابرجاذبها ششرایط لازم براي نگهداري رطوبت بهینه در راستاي تسریع در رشد نهال انجام شده است.
مواد و روشها
براي انجام این تحقیق از سسه نمونه خاك منطقه دامنه جنوبی البرز با بافتهاي سسبک و نیمهسسنگین که در طول جغرافیایی 50 شرقی و عرض جغرافیایی 36 شمالی واقع شده است استفاده شد، - شکل . - 1 در این پژوهش که به منظور بررسی اثر تزریق ابرجاذبها بر خاك صصورت گرفت دو مرحله پیشبینی شد که در ادامه به آن پرداخته میششود. به منظور تبیین بهتر نتایج این آزمایش در دو مرحله آزمایشگاهی و در مقیاس واقعی صورت گرفت که مرحله آزمایشگاهی خود در دو بخش انجام شد.
مرحله ارزیابی آزمایشگاهی صفحات فشاري
به منظور اجراي این پژوهش شش نمونه از خاك مناطق مختلف حوضه البرز جنوبی مورد استفاده واقع شد که در سه گروه براساس دانهبندي قرار گرفتند، - جدول . - 1 پس از انتقال نمونهها به آزمایشگاه، کار آماده سازي نمونهها انجام شد که در این پژوهش به بررسی نتایج حاصل از دو نوع از خاكهاي مورد آزمایش پرداخته شده است. جداول - 2 - و - 3 - حاوي اطلاعات مربوط به تعداد و نوع نمونههاي خاك و تعداد و نامگذاري ابرجاذبهاي مورد استفاده در این پروژه است.
