بخشی از مقاله
چکیده
وقتی سطح آب زیرزمینی در مزرعه صعود کند شدت زهکشی کاهش مییابد و قسمت بیشتری از خاک زیرسطحی مرطوب مانده و زمان موجودیت آب در خاک افزایش مییابد. بنابراین آب بیشتری برای تبخیر و تعرق و ذخیره مواد غذایی محلول باقی میماند . لذا علاوه بر بالا بردن راندمان آبیاری به عنوان یک استراتژی مهم برای پیشگیری از خروج سریع نیترات از طریق فرصت بیشتر گیاه برای جذب آن میباشد. در این راستا، تحقیقی با استفاده از لایسیمتر به منظور مقایسه سطوح مختلف ایستابی بر راندمان مصرف آب در سویا و همچنین میزان عملکرد و درصد پروتئین دانه، در سال 1386 در دانشگاه شهرکرد اجرا گردید.
کشت در داخل لایسیمترهایی به ارتفاع یک متر و قطر 40 سانتیمتر انجام گرفت. آزمایش در قالب طرحکاملاً تصادفی با چهار تیمار و سه تکرار صورت گرفت. در طول دوره کشت، تیمارها در چهار سطح شامل: خروج آزادانه آب از عمق 85 سانتیمتری و کنترل سطح ایستابی در عمق 60-65، 40-45 و 20-25 سانتیمتری از سطح خاک، به ترتیب با اسامی FD، CWT1ع CWT3 CWT2 اعمال گردیدند. نتایج تجزیه واریانس نشان داد بیشترین عملکرد دانه و راندمان مصرف آب در تیمار CWT2 مشاهده شد - به ترتیب 2774 کیلوگرم در هکتار و . - 0/41 Kg/m3 به نظر میرسد عدم تخلیه سریع آب در این تیمار نسبت به تیمار CWT1، موجب دسترسی بیشتر گیاه به آب و مواد مغذی محلول گردید. حداقل عملکرد و راندمان مصرف آب در تیمار CWT4 به ترتیب با میانگین 1798 کیلوگرم در هکتار و 0/29 Kg/m3 به دست آمد. این موضوع احتمالأ به این دلیل است که با غرقاب شدن قسمت اعظم ریشه و کمبود اکسیژن و نیز ایجاد شرایط جهت دنیتریفیکاسیون، با وجود آب و مواد مغذی بیشتر، استفاده مفید از آنها برای گیاه محدود شده است . بیشترین درصد پروتئین دانه 35/6 - درصد - متعلق به تیمار CWT2 بود و بین سایر تیمارها از این نظر اختلاف معنیدار وجود نداشت.
واژه های کلیدی : نوسانات سطح ایستابی، سویا، لایسیمتر.
مقدمه
به نظر میرسد که توجه جهانی به زهکشی اراضی کشاورزی در حال کاهش است. اعتبارات پرداختی بانک جهانی به کشورهای مختلف برای پروژههای زهکشی در سال 1985 حدود 1/5 میلیارد دلار بود که در سال 2001 به 88 میلیون دلار رسید. به عبارت دیگر اعتبارات پرداختی در مدت 16 سال حدود 97 برابر کاهش یافته است. پرسش این است که آیا نیاز به زهکشی کشاورزی در جهان کاهش یافته است؟ پاسخ بدون شک، منفی است. چرا که امروزه با خوش بینانهترین برآوردها، جهان با تخریب سالانه 0/5 تا 1 میلیون هکتار از اراضی کشاورزی مبتلا به مشکلات زهکشی روبروست.
در حال حاضر 100 تا 120 میلیون هکتار از زمینهای فاریاب با مشکل زهکشی دست و پنجه نرم میکنند. عقیده بر این است که باید سالانه 3 تا 4 میلیون هکتار نیز به اراضی فاریاب جهان اضافه شود تا بتوان دهانهای تازه باز شده را سیر نگهدارد. بدون شک بخشی از این زمینها نیز به زهکشی نیاز دارند. پس چرا توجه جهانی به زهکشی در حال کاهش است؟ باید پذیرفت که دنیای پیشرفته امروز، زهکشی به شیوه متداول و مرسوم را در بیشتر موارد با محیط زیست سازگار نمیداند. به نظر میرسد که باید در اندیشه تغییر تدریجی از شیوههای معمول زهکشی به روشهای دوستدار محیط زیست بود. سالهاست که در ایالات متحده تالابهایی که دهها سال پیش با کمک زهکشی خشک شدهاند، دوباره به حالت اولیه خود بازگردانده میشوند. روشهای زهکشی سازگار با محیط زیست نیز در حال تکامل هستند که یکی از آنها زهکشی کنترلشده میباشد - بینام، . - 1383 زهکشی کنترلشده یک روش جدید زهکشی است که در آن با کنترل خروجی میتوان سطح آب را در خاک در حد مطلوبی حفظ و از خروج ناخواسته زهآب تا حدی که بتواند مورد استفاده گیاه قرارگیرد جلوگیری کرد.
وقتی سطح آب زیرزمینی در مزرعه صعود کند شدت زهکشی کاهش مییابد و قسمت بیشتری از خاک زیرسطحی مرطوب مانده و زمان موجودیت آب در خاک افزایش مییابد. بنابراین آب بیشتری برای تبخیر و تعرق و ذخیره مواد غذایی محلول باقی میماند و به عنوان یک استراتژی مهم برای پیشگیری از خروج سریع نیترات از طریق فرصت بیشتر گیاه برای جذب آن میباشد - وستروم و مسینگ1، . - 2007
کنترل مؤثر سیستمهای زهکشی در مناطق خشک تحت آبیاری یک روش در حال توسعه میباشد که امروزه در دنیا در حال ارزیابی است. در این زمینه از جمله تغییراتی که در طراحی زهکشی آزاد برای تبدیل به زهکشی کنترلشده صورت گرفته شامل کاهش عمق نصب لاترالها بر اساس تأمین نیاز آبی گیاه از عمق کمتر سطح ایستابی میباشد - آیارز و همکاران2، . - 2006 در سیستمهای زهکشی موجود میتوان با تعبیه شیر در مسیر لاترالها، خروج زهآب را محدود نموده و بدین ترتیب سطح ایستابی را در عمقی که گیاه بتواند از آن استفاده نماید تثبیت نمود - فوس و همکاران3، . - 1990 وستروم و مسینگ - 2007 - یک آزمایش صحرایی در سه پلات به مدت 4 سال انجام دادند. در یکی از پلاتها زهکشی آزاد و در دو پلات دیگر زهکشیکنترلشده اجرا شد. تناوب محصول به صورت سیب زمینی- جو- گندم بود. پس از انجام اندازهگیریها گزارش کردند که در پلاتهای کنترل سطح آب، میزان محصول 2-18 درصد بیشتر بوده است و میزان جذب نیتروژن نیز در این پلات ها 3-14 کیلوگرم افزایش نشان داد. همچنین در هنگام برداشت محصول، در پلاتهای زهکشی کنترلشده مقدار نیتروژن معدنی کمتری در خاک موجود بود که این در نتیجه جذب بیشتر توسط گیاه و آبشویی کمتر نیتروژن بود.
در مطالعهای در کانادا تاثیر تیمارهای زهکشی آزاد و زهکشی کنترلشده/ آبیاری زیرزمینی در یک مزرعه ذرت مورد بررسی قرارگرفت. متوسط میزان محصول در تیمار زهکشی آزاد 6/7 تن در هکتار و تحت سیستم کنترل 11 تن در هکتار به دست آمد که حاکی از افزایش 64 درصدی در تیمار زهکشی کنترلشده/ آبیاری زیرزمینی بود. همچنین سیستم کنترل سطح آب و آبیاری زیرزمینی، شدت تعرق برگ و هدایت روزنهای را افزایش داد. علت افزایش محصول در این تیمار، مصرف بیشتر نیتروژن توسط گیاه و راندمان مصرف آب بیشتر به دلیل قابلیت ذخیره رطوبت خاک ذکر گردید - نگ و همکاران1، . - 2002
در تحقیقی مشابه، تان و همکاران - 2007 - 2 با مقایسه میزان محصول مربوط به تیمارهای زهکشی آزاد و زهکشی کنترلشده/ آبیاری زیرزمینی طی دو سال مشاهده کردند که سیستم کنترل در سال اول، عملکرد دانه ذرت را 91 درصد و در سال دوم عملکرد محصول سویا 49 درصد نسبت به حالت زهکشی آزاد افزایش داد. در طول فصول رشد با بارندگی کم استفاده گیاه از آب زیرزمینی کمعمق، باعث تأمین کمبود آب مورد نیاز گردید.
آبیاری زیرزمینی باعث افزایش کارایی مصرف آب میشود. در این راستا اسماعیلنیا و همکاران - 1383 - طی آزمایشی که در زمینه تأثیر مدیریت و کنترل سطح ایستابی بر افزایش محصول گوجه فرنگی و کاربرد آب انجام دادند، سه تیمار با شرایط مختلف کنترل سطح ایستابی شامل زهکشی آزاد، زهکشی کنترلشده و آبیاری زیرزمینی در نظرگرفتند. در مجموع، مقدار محصول در تیمار زهکشی کنترلشده 73 درصد بیشتر از زهکشی آزاد و 12 درصد بیشتر از آبیاری زیرزمینی بود. تعداد میوه نیز در هر تیمار شمارش شد و تعداد آن در تیمار زهکشی کنترلشده نسبت به دو تیمار دیگر بیشتر بود. از نظر میزان آب مصرفی، تیمار آبیاری زیرزمینی نصف دو تیمار دیگر آب مصرف نمود، بنابراین کارایی مصرف آب در آن بیشتر بود.
سه آزمایش صحرایی برای ارزیابی مدیریت سطح ایستابی در فنلاند انجام گرفت. برای ایجاد چرخه، یک مخزن، آب تخلیهشده زهکشها از مزرعه را ذخیره میکرد. این آب جهت آبیاری زیرزمینی همراه با زهکشی آزاد یا سیستم آبیاری-زهکشی دو سطحی مورد استفاده قرار میگرفت. سیستم زهکشی کنترلشده/ آبیاری زیرزمینی سطح ایستابی را نسبت به منطقه مرجع، 80 سانتیمتر بالاترنگه میداشت. میزان نیتروژن در غلات کشتشده 10 تا 50 درصد در سیستم کنترل سطح ایستابی بیشتر بود. بیشتر این نیتروژن اضافه در دانه جمع شده و ضمن حذف از مزرعه، آلودگی نیترات در محیط را نیز کاهش داد - پاسونن و همکاران3، . - 1996
در بیشتر مطالعات، یک سطح ایستابی مربوط به زهکشی کنترلشده با زهکشی آزاد مورد مقایسه قرار گرفته است و فقط تعداد کمی از مطالعات علاوه بر مقایسه این دو روش، همزمان به مقایسه چند سطح ایستابی میپردازند.
در این تحقیق علاوه بر مقایسه تأثیر زهکشی آزاد با زهکشی کنترلشده به عنوان یک روش نوین زهکشی، تاثیر سطوح مختلف ایستابی مرتبط با زهکشی کنترلشده نیز در گیاه سویا مورد مطالعه و ارزیابی قرار خواهدگرفت.
از سوی دیگر غلظت نیتروژن بارها در خروجی زهکش اندازهگیری شده است. ولی مطالعات اندکی شامل اندازهگیری عملکرد میباشند. طی این تحقیق، زهکشی آزاد و زهکشی کنترلشده - در سه سطح - روی گیاه سویا اعمال شده و اثرات آنها مورد مقایسه قرارگرفت.
مواد و روشها
▪ مشخصات کلی محل اجرای طرح
این تحقیق در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه شهرکرد انجام شد. طول و عرض جغرافیایی محل آزمایش به ترتیب 50 درجه و 51 دقیقه شرقی و 32 درجه و 20 دقیقه شمالی و ارتفاع آن از سطح دریا 2061/4 متر است. این منطقه دارای اقلیم نیمه خشک میباشد.
