بخشی از مقاله
چکیده :
شور و سدیمی شدن خاک ازجنبههای مهم تخریب اراضی کشاورزی به ویژه در مناطق خشک و نیمهخشک محسوب میباشد. روشهای متعددی جهت اصلاح خاکهای شور و سدیمی وجود دارد. آبشویی، استفاده از مواد معدنی مانند گچ و مواد آلی مانند کودهای حیوانی در اصلاح خاکهای شور سدیمی کاربردهای زیادی دارند.
بر همین اساس در قالب طرح پایه کامل تصادفی تیمارهای گچ و کود حیوانی هر کدام در 3 سطح مصرف0، 5 ،10تن درهکتار همراه با آبشویی اولیه با سه تکرار در ستونی از خاک باغات پسته حومه شهر کرمان در شرایط آزمایشگاهی اجرا گردید. پس از اعمال تیمارها، انجام آزمایشات جمعآوری دادههاو تجزیه تحلیل آماری طرح نتایج ذیل بدست آمد.اثر کاربرد هرسه تیمار مورد استفاده - آبشویی،گچ وکود آلی - بر پارامترهای مورد مطالعه نسبت به شاهد تفاوت آماری معنیدار بود.
تمامی تیمارهای مورد استفاده موجب بهبود تخلخل،کاهش EC،SAR ، pH و افزایش کاتیون ها نسبت به شاهد گردیدند. بهترین نتایج از استفاده توام آبشویی اولیه همراه با کاربرد 10 تن گچ و10تن در هکتار کود حیوانی بدست آمد.کمترین تاثیر در روند اصلاح خاک به ترتیب در تیمار شاهد و تیمار آبشویی مشاهده شد.
مقدمه :
خاک مخزن نگهداری رطوبت برای گیاه است میزان رطوبت نگهداشته شده در خاک؛ به بافت ، درصد شن، رس، سیلت و توزیع اندازه خلل و فرج خاک بستگی دارد. هرچه ذره خاک بزرگتر باشد سطح ویژه کمتری را در معرض واکنش های فیزیکی و شیمیایی قرارمی دهد. مقدار آب موجود و نگهداری شده توسط ذرات رس بدلیل سطح ویژه بالا، بسیار زیاد بوده و در برابر قوهی ثقل پایدار میباشد.
مدیریت صحیح بهره برداری از منابع آب و خاک سدیمی نقش تعیین کننده ای در افزایش محصولات کشاورزی ایفا مینماید. اصلاح خاکهای سدیمی که ESP یا درصد سدیم قابل تبادل بالائی دارند با اصلاح خاکهای شور متفاوت است در این خاکها بایستی یکسری مواد شیمیایی اصلاح کننده به خاک اضافه کنیم. مهمترین و بهترین موادی را که میتوان در خاکهای کشور ایران استفاده نمود، گچ است. گچ همان سولفات کلسیم می باشد به عبارت دیگر دارای عنصر کلسیم است این کلسیم روی سطح ذرات خاک جانشین سدیم میشود و سدیم را از سطح ذرات خاک خارج کرده و وارد محلول خاک میکند و بعداً از طریق آبشویی سدیم اضافی خارج میشود.
اساس اصلاح خاکهای سدیمی، جایگزین نمودن کلسیم به جای یون سدیم درمواضع جذبی کمپلکس های تبادلی، شستشوی املاح اضافی، کاهش PH و خنثی نمودن کربنات و بیکربنات سدیم در محلول خاک است. برای این منظور از گچ معدنی با فرمول شیمیایی - CaSo4 , 2H2O - استفاده شد. عناصر سازنده این نمک Ca و So4 در واکنش فیزیولوژیکی گیاه، عناصر ضروری محسوب میشوند.
خاکهای سدیمی در مناطق خشک و نیمهخشک جهان گستردهاند و تا 30 درصد کل اراضی را تشکیل میدهند به دلیل محدودیتهای خاکهای شور و سدیمی، ضرورت اصلاح و احیا این اراضی که پتانسیل و قابلیت کشت و کار در آنها وجود دارد، امری اجتنابناپذیر است. از این رو برای اصلاح خاکهای شور و سدیمی، روشهای متفاوتی توسط محققان استفاده شده است
مدیریت صحیح بهرهبرداری از اراضی سدیمی نقش تعیین کننده در افزایش تولید ایفا می نماید مواد اصلاح کننده معمولاً به منظور افزایش نفوذپذیری و خنثی نمودن اثرات زیادی سدیم به کار می رود خاکهای شور -سدیمی در مناطق خشک و نیمهخشک معمولاً دارای ویژگیهای نامطلوب فیزیکی و مقاومت خاک در برابر نفوذ ریشه میباشند که باعث ایجاد محدودیت در رشد گیاهان در این خاکها میشود
به علاوه کاهش سرعت نفوذ آب در خاک و ظرفیت نگهداری آب در خاک به علت تخریب ساختمان این خاکها نیز موجب ایجاد محدودیت برای رشد گیاهان وکاهش عملکرد می شود. بنابراین بایستی در این نوع خاکها مدیریتهای ویژه ای اعمال شود تا ویژگیهای فیزیکی خاک تا حد مطلوب بهبود یابد. کاربرد مواد اصلاح کننده یکی از روشهائی است که برای اصلاح این نوع خاکها متداول میباشد. در بیشتر خاکها، ماده آلی به عنوان بهترین ماده اصلاحی برای افزایش ظرفیت نگهداری آب در خاک و بهبود ویژگیهای فیزیکی خاک میباشد.
خاکهای شور و سدیمی خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی نامطلوبی دارند که باعث کاهش عرضه عناصر غذایی و در نهایت افت رشد و عملکرد گیاه میگردد - کویرک، 2001 ؛ قدیر و اوستر، . - 2004 پذیرا - 1379 - در بیشتر خاک ها ماده آلی به عنوان بهترین ماده اصلاحی برای افزایش ظرفیت نگهداری آب در خاک و بهبود ویژگیهای فیزیکی خاک میباشند. علاوه بر این، اصلاح خاکهای شور و سدیمی از طریق آبشویی نیز توسط برخی از پژوهشگران - آناپالی و همکاران، 2001 ؛ اختر و همکاران، 2003 ؛ اماری و همکاران، - 2008 انجام شده است.
ماده آلی - والزلنو و همکاران، 2001 ؛ لی و کرن، 2009؛ وانگ و همکاران، - 2009، گچ - میشل و همکاران، 2000؛ وانگ و همکاران، - 2009 برخی از این اصلاح کنندهها هستند که مورد استفاده قرار میگیرند. علاوه بر این، اصلاح خاکهای شور و سدیمی از طریق آبشویی نیز توسط برخی از پژوهشگران - آناپالی و همکاران، 2001 ؛ اختر و همکاران، 2003 ؛ اماری و همکاران، - 2008 انجام شده است.
آن دسته از خاکهای شور و سدیمی که آهکی نیز هستند، در مناطق خشک و نیمهخشک جهان گسترهای چشمگیر دارند. در این شرایط CaCo3 موجود در خاک به آرامی حل شده و کلسیم را برای فرآیند اصلاح تأمین می کند - قدیر و همکاران، . - 1996 از آنجا که حلالیت آهک برای تأمین کلسیم بسیار کم است، معمولاً از یک ماده اسیدی و یا اسیدزا استفاده میشود
با توجه به اینکه بسیاری از خاکهای مناطق خشک و نیمهخشک آهکی هستند و از آنجا که حلالیت آهک کم است، میتوان با افزودن مادهآلی، فشار گاز دی اکسید کربن را در خاک افزایش داده و در نتیجه حلالیت آهک افزایش و از طرفی واکنش خاک کاهش می یابد - حانای و همکاران، . - 2004 از این رو از یک طرف، شدت جایگزینی کلسیم محلول به جای سدیم تبادلی افزایش یافته و از طرف دیگر به دلیل بهبود شرایط ساختمان و افزایش نفوذپذیری خاک، تخلیه سدیم سریع تر رخ میدهد
همچنین گچ به دلیل دارا بودن کلسیم و جایگزینی آن به جای سدیم در مکانهای تبادلی، میتواند باعث کاهش سدیم تبادلی و افزایش نفوذپذیری خاک گردد
به علاوه، در خاکهای آهکی، اسید سولفوریک به دلیل واکنش با کلسیت، باعث تأمین منبع کلسیم محلول در خاک میگردد
به علت افزایش انحلالپذیری منابع کلسیمدار در حضور اسید سولفوریک میتوان از این ماده به عنوان یک عامل تسریعکننده در اصلاح خاکهای شور و سدیمی بهره برد
در خاک های شور و سدیمی، بخش قابل توجهی از ظرفیت تبادل کاتیونی - بیش از 15 درصد - را کاتیون سدیم به خود اختصاص داده است. برای رفع اثر سدیم، مطلوب آن است که در نهایت، سدیم تبادلی نسبت به سایر کاتیون های تبادلی، به کمتر از حد آستانه درصد سدیم تبادلی کاهش یابد
از طرفی مواد اصلاح کننده مختلف، با تغییری که در ترکیب شیمیایی خاک ایجاد می کنند، اثراتکاملاً متفاوتی بر ترکیب و توازن کاتیونهای تبادلی میگذارند. یکی ازمهمترین مشکلات مناطق خشک و نیمهخشک با سفره آب زیرزمینی کمعمق، شور و سدیمی شدن خاکها میباشد. زیرا نمک های محلول اضافی در ناحیه توسعه ریشه میتواند مشکلاتی برای رشد گیاه ایجاد نماید.
با توجه به رشد روز افزون جمعیت، نیاز به تولید محصولات غذایی، بیش از پیش احساس میشود و کشاورزی به عنوان یکی از محورهای بخش اقتصادی در تامین مواد غذایی مورد نیاز بشر مطرح میباشد. بهطوریکه در حال حاضر تقریباً یک سوم تولیدات غذایی جهان با محصولات کشاورزی تامین میشود برآوردها نشان میدهدکه در هر دقیقه 3 هکتار از اراضی زراعی جهان به دلیل شور و سدیمی شدن خاکها از بین میروند بنابراین اصلاح خاکهای شور و سدیمی مورد توجه خاصی قرار گرفته است. اصلاح خاکهای شور نیاز به آب شوئی نمکها از ناحیه رشد ریشه دارد.
همچنین در شرایط زهکشی ضعیف خاکها، آبیاری میتواند سطح آب زیرزمینی را تا ناحیه توسعه ریشه گیاه بالا آورده و موجب از بین رفتن گیاه گردد. با تبخیر یا مصرف آب توسط گیاه، غلظت نمک در محلول خاک افزایش مییابد. قبل از عملیات آبیاری غلظت نمک حداکثر و بلافاصله پس از آبیاری غلظت آن در محلول خاک به حداقل میرسد. مدیریت صحیح بهرهبرداری از منابع آب و خاک سدیمی، نقش تعیین کنندهای در افزایش محصولات کشاورزی ایفا مینماید.
در این راستا استفاده از مدلهای یارانهای برای بررسی اثرات مصرف آبهای سدیمی و مواد اصلاح کننده بر خاک و گیاه میتواند بسیار مفید باشد. لذا با توجه به موارد فوق و نظر به اینکه استان کرمان در منطقه خشک و کویری کشور واقع شده و همچنین کاهش منابع آبی و نزولات جوی روند ایجاد و شکلگیری خاکهای شور و سدیمی را فزونی میبخشد بر همین اساس این پژوهش در راستای اصلاح این خاک با کمک برخی ترکیبات بهساز انجام پذیرفته است.
مواد و روش :
محل اجرای تحقیق در مرکز تحقیقات جهاد کشاورزی استان کرمان و در ظروف پلاستیکی یکبار مصرف در شرایطی یکسان از لحاظ درجه حرارات و رطوبت بود. آزمایش در قالب یک طرح کامل تصادفی فاکتوریل با سه تکرار صورت گرفت. آبشویی و بدون آبشویی به عنوان فاکتور اول، گچ در سه سطح 0 - ، 5، 10 تن در هکتار - به عنوان فاکتور دوم و فاکتور سوم، کود حیوانی در سه سطح 0 - ، 5، 10 تن در هکتار - مورد مطالعه قرار گرفت. ابتدا با توجه به آزمایشات اولیه قبل از اعمال تیمارها از خاک، تعدادی پروفیل - 10 - به عنوان نمونه به حجم 40 کیلوگرم از عمق 0 تا 30، 30 تا 60 نمونه برداری در کیسه گونی و به آزمایشگاه منتقل شد.
به منظور تهیه ستون خاک از استوانه هایی با قطر داخلی 40 و ارتفاع 40 سانتی متر جنس پی وی سی استفاده شد. پس از ساخت ستونها تیمارهای مواد آلی - معدنی و گچ - به طور کامل با خاک مخلوط و به داخل ستونها منتقل گردید. انتقال بصورت لایه به لایه 2/5 - سانتیمتر - و رساندن جرم مخصوص به شرایط مزرعه 1/5 - گرم بر سانتیمتر مکعب - تا ایجاد نمونه همگن با عمق 30 سانتیمتر در هر ستون انجام شد.
سپس نمونه ها به مدت یک ماه و درجه حرارت 25 درجه سانتیگراد و رطوبت ظرفیت زراعی نگهداری شد، پس از این مرحله نمونه ها به مدت 2 ماه تحت آبشویی قرار گرفت. آب آبیاری دارای EC برابر 0/549 دسی زیمنس بر متر و pH برابر با8/9 بود. برای نزدیک شدن به شرایط طبیعی آبیاری، آبیاری به طور متناوب با دور 30 روز به میزان حجم تخلخل انجام شد. در پایان دوره 2 - ماه - از هر ستون در سه عمق 0 تا 10، 10 تا 20 و 20 تا 30 سانتیمتر نمونهبرداری و به آزمایشگاه جهت اندازهگیری پارامترها ارسال شد. پس از این مرحله که خاک داخل گلدان تقریباً خشک شد، نمونهها ازگلدان خارج می شود.
از هر گلدان 2 تا 3 کلوخه برای اندازهگیری جرم مخصوص ظاهری برداشته شد. اندازه گیری pH با استفاده از دستگاه پی اچ متر انجام شد.ظرفیت تبادل کاتیونی پس از تهیه عصاره اشباع خاک با استفاده از دستگاه فلیم فتومتر و اتمیک ابزورویشن بر حسب میلی اکی والان در 100 گرم محاسبه گردید. تجزیه و تحلیل طرح با کمک برنامه نرمافزار MSTAT-C و مقایسه میانگین دادهها با آزمون چند دامنه دانکن در سطح 5 درصد انجام پذیرفت و ترسیم گراف در نرم افزار اکسل صورت گرفت.
نتایج وبحث:
در این مقاله نتایج حاصل از کاربرد روشهای مختلف اصلاح خاک شور وسدیمی بر برخی پارامترهای خاک شور سدیمی از جمله تخلخل، PH،SAR ،EC ، ظرفیت تبادل کاتیونی بررسی می شود جدول -1 نتایج تجزیه واریانس اثر تیمار آبشویی، گچ وکود آلی بر برخی صفات خاک شور و سدیمی را نشان میدهد . دادهها حاکی از آن است مواد اصلاح کنندهای که در خاک استفاده شدهاند تاثیر معنیداری در سطح 5 درصد بر صفات مورد نظر داشتهاند.
در بین تیمارهای مورد مطالعه بیشترین مقادیر درصد تخلخل و ظرفیت تبادل کاتیونی در مصرف میزان 10 تن گچ و10 تن کود حیوانی همراه با آبشویی مشاهده شد. همچنین بیشترین کاهش درصد سدیم تبادلی خاک - - SAR ، PH وEC در اثر اعمال تیمار 10 تن گچ و10 تن کود حیوانی همراه با آبشویی رخ داد در حالی که تیمار بدون آبشویی و آبشویی بدون کاربرد گچ وکود حیوانی کمترین تاثیر را بر موارد مورد تحقیق نشان داد .این موضوع در ادامه برای هر مورد به طور جداگانه تشریح میگردد.
