بخشی از مقاله
چکیده
بررسی مشکلات مربوط به آب و خاک در مناطق خشک و نیمه خشک اهمیت بسیار زیادی در حفظ منابع تولید - آب و خاک - و استفاده پایدار از آنها دارد.هدف از انجام این تحقیق بررسی رابطه بین مقدار آب کاربردی و میزان انتقال املاح در سه نوع خاک است.برای این منظور تعدادی نمونه خاک از مزارع تهیه و پس از تجزیه سه نمونه خاک با بافت های متفاوت برای این تحقیق انتخاب شد.
از این خاک های پس از آماده سازی برای تهیه ستونهای خاک استفاده گردید. 27 لوله از جنس پلی اتیلن به ارتفاع 90سانتی متر و قطر 90میلی متر با زهکش مناسب تهیه شد سپس سه نمونه خاک به گونه ای درون ستونها قرار گرفتند که وزن مخصوص ظاهری آنها به 1/5گرم بر سانتی متر مکعب برسد.
آب آزمایشگاه طی دو مرحله به سطح ستونها اضافه شد در هر مرحله زه آب خروجی جمع آوری و میزان غلظت سدیم، پتاسیم ، کلسیم و منیزیم در آنها تعین گردید. در تمام مدت انجام آزمایش از هر گونه حرکت رو به بالا - تبخیر از سطح خاک - جلوگیری به عمل آمد. نتایج نشان داد راندمان آبشویی در خاک با بافت سبک، بافت سنگین و بافت سبک به ترتیب کاهش یافته است. به نظر می رسد سرعت حرکت آب در خاک تاثیر زیادی بر راندمان آبشویی املاح از خاک دارد.
مقدمه
از خصوصیات بارز اقلیم خشک و نیمه خشک افزون بودن تبخیر و تعرق نسبت به بارش است که همواره باعث انباشته شدن مواد در خاک می شود
آبشویی عامل کلیدی در مهار نمکهای انحلال پذیر در اثر کاربرد آب آبیاری است. تجربه نشان داده است که بازده آبشویی نمک در خاکهای سبک بیشتر از خاکهای سنگین و رسی است زیرا در خاکهای سنگین بافت و رسی به دلیل ایجاد و توسعه سله های عریض و گاهی عمیق،میزان بازده آبشویی نمک به دلیل عبور جریان آب از درون این شکاف ها کمتر است،هرچند مستقل از بافت خاک، مقدار بازده آبشویی نمک محلول در نیمرخ خاک، بیشتر به روش آبشویی یا آبیاری بستگی دارد
جلالی و همکاران 2008 کاربرد آب فاضلاب بر میزان سدیم و برخی از عناصر غذایی خاک را مورد مطالعه قرار دادند. آنها مطالعه خود را بر روی خاک آهکی انجام دادند. هانی و همکاران 2004 نتیجه گرفتند آبیاری افزودن اصلاح کننده ها موجب انحلال بیشتر املاح و در نتیجه اصلاح سریعتر خاک شده است. کلاچی و جلالی 2007 تاثیر کیفیت آب آبیاری را بر شستشوی پتاسیم از پروفیل خاک را مورد مطالعه قرار دادند. آنها نتیجه گرفتند که خروج پتاسیم از محلول خاک تحت تاثیر کیفیت آب قرار گرفت.
طالب زاده با ساخت ستونهای خاک با بافت های متفاوت در منطقه عزیز آباد بم و شستشوی این ستونها تاثیر آب بکار رفته در خاک های مورد مطالعه را بررسی کرد. وی نتیجه گرفت بافت های متفاوت خاک در اثر کاربرد مقادیر مشابه آب آبیاری به یک میزان املاح خود را از دست نداده اند . در سال 2009 کلاهچی و همکاران تأثیر کیفیت آب را بر آبشویی پتاسیم در خاکهای شنی بررسی کردند که نتایج نشان داد حضور Ca+2 در آب آبیاری و مواد معدنی خاک، باعث آبشویی مقدار زیادی پتایسم از خاک میشود.
مواد و روشها
در این آزمایش ابتدا با مراجع به مزارع و نمونه برداری خاک اقدام به تجزیه بافت خاک ها شد. از میان این نمونه ها سه خاک با بافت متفاوت برای انجام این تحقیق انتخاب گردید. نمونه ها هوا خشک و سپس از الک دو میلیمتری عبور داده شدند. برای تهیه ستونهای خاک از لوله هایی از جنس پلی اتیلن به ارتفاع 90سانتی متر و قطر 90میلی متر استفاده گردید.
برای هر ستون زهکش مناسب طراحی و ساخته شد. سپس نمونه های خاک به گونه ای در ستونها قرار گرفتند که وزن مخصوص ظاهری آنها به حدود 1/5گرم بر سانتی متر مکعب برسد. بعد از استقرار خاک ها درون ستونهای خاک همواره خاک ها از نظر میزان رطوبت در حد ظرفیت زراعی قرار داشتند. سپس آب آزمایشگاه طی دو مرحله و با محاسبه تخلخل خاک و به حجم هایی که مضربی از حجم تخلخل خاک - Pore Volume - باشد، به سطح خاک ستونها اضافه گردید. در کلیه مراحل زه آب کنترل و در دو نوبت حجم زه آب خروجی یادداشت و جهت تجزیه کاتیونهای سدیم، پتاسیم، کلسیم و منیزیم مورد تجزیه آزمایشگاهی قرار گرفتند. در تمام مدت انجام آزمایش با قرار دادن پوشش نایلونی در بالای ستونهای خاک از حرکت رو به بالای آب خاک تحت تاثیر تبخیر جلوگیری به عمل آمد.
نتایج و بحث
آبشویی سدیم: شکل - - 1تغییرات غلظت سدیم محلول را در زه آب خروجی ستونهای مورد مطالعه در سه خاک با بافت متفاوت نشان میدهد. مقدار سدیم در هر سه بافت سبک،متوسط و سنگین با ادامه آبشویی کاهش یافته است. نتایج نشان می دهد که در مراحله اول آبشویی میزان خروج سدیم از خاک متوسط و سنگین به مراتب از خاک سبک بیشتر بوده است. به نظر می رسد حرکت سریع آب در خاک سبک فرصت آبشویی کامل را به آب بکار رفته نداده است. در حالیکه در خاک سنگین و خاک با بافت متوسط به علت سرعت کمتر حرکت آب در خاک فرصت انحلال نمک ها در عصاره اشباع خاک بیشتر شده و در نتیجه راندمان آبشویی افزایش یافته است. البته این در شرایطی است که خاک ها قبل از آبشویی در ظرفیت زراعی قرار داشته اند.
شکل : - 1 - تغییرات غلظت سدیم در زه آب خروجی سه خاک با بافت متفاوت
نتایج مطالعاتی که توسط طالب زاده در سال 1390 انجام شده است روند کلی خروج سدیم را در این آزمایش تأیید میکند. یعنی طی آبشویی غلظت سدیم به تدریج کاهش یافت و بیشترین خروجی سدیم در مراحل ابتدایی آبشویی بوده است.جلالی و مریخ پور در سال 2008 روند کاهش غلظت سدیم را طی آبشویی تأیید کردند.
آبشویی پتاسیم: شکل - - 2تغییرات غلظت پتاسیم محلول را در زه آب خروجی ستونهای مورد مطالعه در سه خاک با بافت متفاوت نشان میدهد. مقدار پتاسیم در هر سه بافت سبک، متوسط و سنگین با ادامه آبشویی کاهش یافته است. مقاسه میزان خروج پتاسیم در هر سه خاک نشان می دهدبیشترین خروج در مرحله اول آبشویی مربوط به خاک سنگین و سپس مربوط به خاک متوسط بوده است. به نظر می رسد که کاهش سرعت حرکت آب در خاک و عدم جریان و به بالا تحت تاثیر تبخیر آب از سطح خاک موجب شده است در خاک سنگین راندمان آبشویی بیشتر باشد.
شکل - : - 2تغییرات غلظت پتاسیم در زه آب خروجی سه خاک با بافت متفاوت
آبشویی کلسیم: شکل - - 3تغییرات غلظت کلسیم محلول را در زه آب خروجی ستونهای مورد مطالعه در سه خاک با بافت متفاوت نشان میدهد. مقدار کلسیم همانند تغییرات غلظت سدیم و پتاسیم محلول،در هر سه بافت سبک، متوسط و سنگین در خروجی اول بیشترین خروجی را از ستونهای خاک داشته است. با ادامه آبشویی غلظت کلسیم خروجی کاهش یافته است.
نتایج نشان می دهد خروج کلسیم از خاک در بافت متوسط بیشترین و سپس در خاک سنگین و کمتری مقدار خروجی در خاک با بافت سبک بوده است. به نظر می آید کاهش سرعت حرکت آب در خاک متوسط نسبت به خاک سبک موجب فرصت انحلال املاح در عصاره اشباع و خروج بیشتر آنها از خاک شده است.
سرعت بیشتر حرکت آب در خاک - بافت سبک - ظاهرا فرصت کافی را برای انحلال املاح در اختیار آب آبیاری قرار نداده است. در خاک با بافت سنگین حرکت بسیار بطئی آب در خاک موجب کاهش تخلیه املاح کلسیم شده است. به نظر می رسد سرعت بسیار کند حرکت آب در خاک مهلت برگشت املاح را به درون فضاهای کم متحرک را می دهد. بنابراین در این خاک نسبت به خاک با بافت متوسط راندمان آبشویی کاهش یافته است.
هانای و همکاران در سال 2004 و یزدان پناه در سال 1389 با آبشویی ستونهای خاک دریافتند که با خروج بیشترین کلسیم در مرحله اول،به سرعت از میزان کلسیم خروجی کاسته شد.از دلایل قابل ذکر برای این روند ورود مواد آلی موجود در محلول آبشویی - پساب فاضلاب - به خاک است که باعث فعالیت رو به رشد میکروارگانیسم ها و در نتیجه تولید اسیدهای آلی کاهشpH خاک و افزایش فشار جزیی دی اکسید کربن در خاک شده و حلالیت گچ و سایر منابع کلسیم دار خاک را افزایش میدهد.
