بخشی از مقاله
کارایی شیوه های ذخیره رطوبت در جنگل کاری دیم
چکیده
پدیده خشکی یکی از مهمترین مشکلات احیاء رویشگاههای جنگلی و جنگلکاری در نواحی گرم و خشک میباشد. جهـت فـائق آمـدن براین معضل و با هدف دستیابی به روش مناسب و آسان ذخیره رطوبت در خاک، یک نوع پلیمر جاذب الرطوبه تحت نام "تراکاتم" را با سایر شیوه های ذخیره رطوبت مورد مقایسه قرار داده بهطوریکه ضمن بررسی توان جذب و نگهداری رطوبت، تاثیر آنها بر زنده مـانی و دیگر خصوصیات کمی نهالهای مورد بررسی قرار گرفت. این تحقیق در قالب طرحآماری بلوکهای کاملا" تصادفی بصورت کرتهـای خرد شده با دو سطح تیماراصلی: بذر و نهال گلدانی و پنج تیمار فرعی: بانکت هلالی، خاروخاشـاک و بقایـای گیـاهی در کـف گـودال ، پوشش پلاستیکی ، پلیمرجاذب الرطوبه و تشتک در سه تکرار در منطقه بشاگرد هرمزگان اجرا گردید. نتایج نشان دادند توان جـذب و نگهداری رطوبت توسط پلیمر با گذشت زمان، کاهش یافته بهطوریکه بعد از 2050 روز به صفر می رسد. نتایج بررسیهـای صـحرایی نشان از آن دارد که بین تیمارهای مختلف ذخیره رطوبت از نظر درصد زنده مانی نهالها در سطح %1 تفاوت معنـی دار وجـود داشـته و تیمارهای خاروخاشاک و پلاستیک به ترتیب با %24 و % 14 بر دیگر تیمارها برتری دارند. تجزیه واریانس انجام شده بر روی خصوصیات کمی (ارتفاع، قطر ساقه و تاج پوشش) نیز نشان از وجود اختلاف معنـی دار بـین تیمارهـای ذخیـره رطوبـت را در سـطح % 1 داشـته و تیمارهای خاروخاشاک ، بانکت هلالی و ورقه پلاستیکی نسبت به دیگر تیمارها برتری داشته و در تمام موارد پلیمر همراه با تشـتک در رتبه های آخر قرار دارند. بنابراین با توجـه بـه کـاهش توانمنـدی پلیمـر در جـذب و نگهـداری آب در بلنـد مـدت ، اسـتفاده از آن در جنگلکاری های دیم مناطق گرم و خشک که دارای خاک قلیایی و بافت متوسط تا سنگین میباشند قابل توصیه نمیباشد.
واژههای کلیدی: پلیمر، ذخیره رطوبت، گزروغنی، دیم، گرم و خشک
1
مقدمه
عارضه خشکی و خشکسالی، پدیده گرم شدن زمین، پیدایش ریزگردها، آلودگیهای ناشی از سوخت هـای فسـیلی، بهـرهبـرداری غیـر اصولی از منابع و دیگر ناهنجاریهای صنعتی شدن، مجموع عواملی هستند که حیات را بر روی زمین بـا مشـکل جـدی مواجـه نمـوده است. در این میان اکوسیستم های تجدیده شونده همچون جنگلها و مراتع، دستخوش اختلال و اضمحلال شده و نقش آنها در حفاظت آب و خاک و چرخه حیات کمرنگ تر شده است. در این بین، عرصه هایی که در مناطق خشک و فوق العاده خشک زمـین قـرار دارنـد از این ناهنجاری ها صدمه بیشتری دیده درحدی که بازگشت آنها به مراحل قبل توالی، غیرممکن بوده و به ناچار بایستی با دخالت در آنها از طریق کاهش تنشها به خصوص خشکی، شرایط را برای احیاء آنها فراهم نمود. در بین اکوسیستمهای جنگلی مناطق خشک کشـور، می توان به درختزارهای گزروغنی در جنوبشرق ایران اشاره نمود که در مساحتی قریب یک میلیـون هکتـار پـراکنش داشـته و نقـش مهمی در حفاظت خاک و آب و همچنین اقتصاد بومیان داشته که چندان شناخته شده نبوده و در حال نابودی می باشد. با حمایـت و احیاء رویشگاه های طبیعی و ترویج کشت دیم تا نیمه آبی آن با استفاده از شیوههای مختلـف جمـعآوری آب بـاران و ذخیـره رطوبـت، میتوان انقلابی در زمینه اقتصاد بومیان منطقه ایجاد نمود. پیرامون تاثیر مواد جاذب الرطوبـه و شـیوههـای ذخیـره رطوبـت در خـاک، تحقیقات گسترده ای صورت گرفته است از جمله: زنگویی نسب و همکاران ، (1391) در تاثیر سوپرجاذب استاکوزورب* بر دوره آبیاری، رشدونمو آتریپلکس و خصوصیات فیزیکی خاک، نشان دادند که استفاده از پلیمر، تاثیر مثبت بر ارتفاع و بیوماس گیاه داشته و رطوبـت اشباع و رطوبت قابل استفاده گیاه را در خاک افزایش میدهـد. شـهریاری و همکـاران، (1391) بـا بررسـی اثـر تـوام پسـاب شـهری و سوپرجاذب در گونه قره داغ، تاثیر مثبت سوپرجاذب را در احیاء بیولوژیک گونه یادشده بیان می دارند. اسلامی و فرزام نیـا، (1388) در بررسی مقایسه تأثیر انواع مختلف مالچ و عملیـات شخم در حفظ و نگهداری رطوبت خاک و کاهش تبخیــر از سطح خاک، نشان داد که پوشش پلاستیک نسبت به سایر تیمارها، رطوبت را برای مـدت زمـان طـولانیتـری حفـظ مینماید. منظمی و همکـاران، (1388) در بررسی که روی تاثیر مالچهای پلاستیکی بر کاهش تبخیر و تعرق در استان سمنان بعمل آورند بـه ایـن نتیجـه دسـت یافتنـد کـه کاربرد مالچ پلاستیکی در جنگلکاری تاغ، تعداد دور آبیاری را در مقایسه با شاهد تا دو نوبت کاهش میدهد. تحقیقات Abdulrahman (et al, 2007) در عربستان بـر روی تـاثیر پلیمـر آبدوسـت "Stockosorb K-400" روی نهالهـای Conocarpus erectus نشـان می دهد که اصلاح خاک با 0/4٪ تا %0/6 پلیمر، باعث افزایش تحمل مقاومت بـه خشـکی نهالهـا در منـاطق خشـک و نیمـه خشـک می گردد. بانچ شفیعی و همکاران، (1385) در تحقیقی بر روی اثر پلیمر بر ویژگی های رطوبتی خاک، بیان میدارند تکرار آبگیری پلیمر خالص از ظرفیت اشباع آن می کاهد. آماس بسیار زیاد شن های تیمارشده با پلیمر به هنگام آبیاری، احتمال صدمه دیدن ریشه گیاهـان را افزایش می دهد. نادری و واشقانی، (1385) در بررسی انجام شده بر روی تاثیر هیدروژل بر رطوبت خاک، اعمال بار و فشـار کـه بـه عمق و نوع خاک بستگی دارد را عامل کاهش راندمان هیدروژل ها در جذب دانسته و بهترین pH جهت عملکرد خوب هیدروژلهـا را ، محدوده خنثی، بیان نموده اند. بانچ شفیعی و رهبر، (1382) در بررسی انجام داده بر روی کارایی پلیمر آبدوست روی گیاه پـانیکوم در شرایط گلخانه، بیان می دارند اگرچه کاربرد پلیمر سبب ارتقاء درصد خوشه دهی در شرایط مطلوب و متوسط میشود اما تـاثیر آن در شرایط نامساعد خاک و آبیاری، محدود میشود.
( Burt et al., 2002) در بررسـی تاثیر استفاده از مالچ و کاه بر روی خاک لخت نشان دانـد با این روش میتوان بعد از آبیاری میزان تبخیر از سطح خاک را از11 تا 84 درصـــــد بــــرای یک دوره کوتاه مدت و نصف این میزان را در دراز مدت کاهش داد. (راد، (1378 درتحقیقی بر روی مواد پوشاننده خاک بر روی گیاه تاغ در دشت اردکان یزد نـشان دادکه تاثیر بهکارگیری پوشش پلاستیکی بر میزان
3
استقرار و سطح تــاجپوشش، معنیدار بوده و بیانگر این نکته مــیباشــد کــه پوشــش پلاستیکی میتواند در کاهش تبخیر مؤثر واقع شـود و از ایـن طریــقتاثیر بسزایی در افزایش تعداد اسـتقرارتاغ داشته باشد. (Jalota , 1993) طی تحقیقـی عنـوان نمـودهانـد که در مناطقخشک و نیمهخشک، حدود 40 تـا 70 درصـد اتـلاف آب از سطح خاک بوسیله تبخیر صورت می گیـرد که میتوان بوسیله مواد پوشاننده خاک از آن جلوگیری نمود و در اختیار گیاه قرار داد. (Silberbush et al., 1993) در تحقیقی بر روی ذرت با شیوه آبیـاری قطرهای، استفاده از پلیمر جاذب الرطوبه در تپههای شنی را باعث افزایش بیوماس ذرت بیان داشتهاند. (Aggarwal et al., 1992) با تحقیقی که انجام دادهاند بـــه ایــن نتیجه رسیدند که حجم بالای رطوبت ذخیره شده بـــه ســـاختار توســعه یافته خاک و به کاهش تبخیر به وسیله مالچ گیاهی بـستگی دارد. بـا این حال تحقیقات نشان میدهد که میزان رطوبــت خــاک بــا مــالچ و بقایای گیاهی همبستگی بیشتری دارد. (Opara et al., 1992) گـزارش نمــودهانــد کــه تیمــار پوشـش پلاستیکی در مقایسه با مواد دیگر مورد استفاده، تأثیر بیشتری بر حفظرطوبت خاک در دوره های خشکی داشته است. (Pawar, 1990) در تحقیـقخـود توانـسته اسـت بــا اسـتفاده از پلاستیک به عنوان ماده پوشاننده خاک در اقلیم نیمه خـشک، میزان مصرف آب را تا50 درصد کاهش دهد بدون اینکه در تولید محصول، کاهشی مشاهده نماید. در تحقیق دیگری (Wallace & Wallace, 1990) در خصوص تاثیر پلیمرهـا بـر روی گیـاه و خاک اضافه می نمایند که پلیمرها با اصلاح ساختار خاک، باعث افزایش رشد گیاه و کاهش فرسایش خـاک مـیشـوند نتایج نشان داد با این روش میتوان بعد از آبیاری میزان تبخیر از سطح خاک را از 11 تا 84 درصـــد بــرای یک دوره کوتاه مدت و نصف این میزان را در دراز مدت کاهش داد. (Taylor & Halfacre, 1986) در تحقیقی بر روی درختچه Ligustrum lucidum Ait.، اسـتفاده از پلیمـر آب دوست را باعث رشد گیاه و کاهش دفعات آبیاری گزارش نمودهاند. (Maurya & Lal, 1981) براسـاس تحقیـق خــودگــزارش کردهاند که با استفاده از مواد پوشاننده خاک ماننـد: لایـه هـای نازک پلاستیک و کاه برنج، میزان رطوبت خـاک 20 تـا 30 درصــد افـزایش یافته است
مواد و روشها
این تحقیق در دو مرحله آزمایشگاهی و صحرایی طی 5 سال (1391-1387) انجام گرفته است. مرحله آزمایشگاهی در دمـای 32-28 درجه سانتیگراد جهت بررسی توان جذب پلیمر جاذب الرطوبه تراکاتم (TerraCottem) طی 1378 روز و مرحله صـحرایی در منطقـه بشاگرد هرمزگان طی 4 سال انجام پذیرفت. عرصه تحقیق در پائین دست سد کاهکن در شمالغرب انگهران (منطقه بشـاگرد هرمزگـان) با ارتفاع 800 متر، اقلیمی بیابانی گرم، میانگین بارندگی 27 ساله 213/6 میلیمتر که ماههای بهمن، مرداد و اسفند بیشـترین بـارش را دارا می باشند. ریزش های جوی تابستانه با شدت بالا از دیگر ویژگیهای این منطقه بوده بهطوریکه 88 میلیمتر از بارش سـالیانه در ماههای گرم سال ریزش می نماید. تابستانهای منطقه بسیارگرم و زمستان های آن معتدل و دمای حداقل بندرت بـه زیـر صـفر تنـزل مینماید. پراکنش بارندگی در سالهای مختلف بسیار متفاوت به طوری که در طی دوره آماری 27 ساله بین 52 تا 584 میلیمتر متغیـر بوده است. عمده تشکیلات زمین شناسی آن را ماسه سنگ، شیل، شیست، کنگلومرا و آهک تشکیل می دهد . از گونه هـای گیـاهی عمده آن می توان به گیشدر، درمنه،گزروغنی، زامور، پنج انگشت، شیشم، داز و خرزهـره اشـاره نمـود. شـیب عرصـه %25-15، جهـت جغرافیایی جنوبی و غربی، عمق خاک متوسط، اسیدیته گل اشباع 8/4-8/2، هدایت الکتریکـی 0/44-0/42 دسـیزیمـنس بـر متـر و بافت آن شنی-لومی می باشد.
جهت توان آبگیری پلیمر از کیسه پلیتیلنی استفاده شده و برای خروج آب اضافی زهکـش تعبیـه نمـوده و بمنظـور تبخیـر آب، درب کیسه باز تا محدودیتی جهت خروج بخار آب از کیسه ایجاد نگردد. در هر کیسه 10 گرم موادجاذبالرطوبه قـرار داده آبگیـری بتـدریج صورت گرفته تا کاملا" ذرات پلیمر متورم گردند و آب آزاد در بین گلولـه هـای آن نمایـان گـردد. بعـد از خـروج آب اضـافی از طریـق
4
زهکشها، کیسهها توزین گردیدند. توزین کیسهها همراه جاذبالرطوبه روزانه صورت گرفته تا وزن پلیمر داخل کیسه بین 20-10 گرم برسد که آبگیری مجدد صورت گرفته است.
آزمایش صحرایی در قالب طرح آماری کرتهای خرد شده با دو تیمار نوع ماده کاشت (در 2 سطح: بذر و نهال بـذری) و تیمـار شـیوه ذخیره رطوبت (در 5 سطح: خار و خاشاک و بقایای گیاهی در کف گـودال 60 سـانتیمتری، بانکـت هلالـی جهـت جمـع آوری هـرزآب سطحی، ورقه پلی اتیلنی بر روی گودال و اطراف یقه، استفاده از سوپر جاذب در ترکیب خاک گودال به میزان 150 گرم در هر گـودال و تیمار شاهد یا گودال معمولی) اجرا گردید. نهال ها به فاصله 5 5 متر کاشته شدند و آزمایش در 3 تکرار اجرا شـد. در پایـان طـرح، درصد نهال های زنده، ارتفاع، قطرساقه و قطر تاج نهالها اندازه گیری و با نرم افزار SAS وSPSS مورد آنـالیز قـرار گرفتنـد. در زمـان کاشت به هر گودال ، 10 لیتر آب داده شد.
نتایج
توان آبگیری پلیمر
این تحقیق به مدت 1380 روز طول کشیده بهطوریکه طی 15 نوبت با خشک شدن پلیمر، مجددا" آبگیری در حد اشباع انجـام شـده و آب اضافی زهکش گردیده است. تغییرات وزن پلیمر با زمان بصورت گراف در شکل 1 نشان داده شدهاست.
تغییرات منحنی در شکل 1 نشان میدهد در ابتدای آبگیری، توان جاذبالرطوبه، فوقالعاده بوده بهطوریکه در نوبت اول بیش از 60 برابر وزنی، قادر به جذب آب بوده و در نوبتهای دوم، سوم و چهارم به ترتیب به 40، 37 و 33 و در نوبت پانزدهم به 15 برابر کاهش مییابد. مطابق خط رگرسیون رسم شده، جاذب الرطوبه مورد تحقیق بعد از گذشت 5 سال، قابلیت جذب آب خود را تا حد صفر، از دست میدهد.
