الگوي توزيع شوري در پروفيل خاک تحت سه رژيم آبياري
الگوي توزيع شوري در پروفيل خاک تحت سه رژيم آبياري در آبياري ترکي در اراضي شرق اصفهان
تاريخ دريافت: 86/5/15
تاريخ پذيرش: 86/11/18
چکيده
کلمات کليدي: مديريت آبياري، آبياري کرتي، توزيع شوري در پروفيل خاک، روش هاي آبياري با آب شور
مقدمه
در استفاده از آب هاي شور و شيرين مديريت هاي گوناگوني قابل اعمال است. از مديريت هاي مهم در اين زمينه کاربرد تلفيقي (Conjunctive use) آب شور و شيرين مي باشد. استفاده تلفيقي را مي توان به صورت توسعه و مديريت هماهنگ منابع آب با کيفيت هاي مختلف تعريف کرد به گونه اي که راندمان محصولات در کل سيستم طي يک دوره خاص از مجموع راندمان تک تک محصولات هنگام کاربرد منابع آب به صورت مجزا بيشتر شود. در اين باره دو راه کار متداول مورد استفاده قرار مي گيرد: 1- اختلاط آب هاي شور و شيرين به منظور رسيدن به آبي با شوري مطلوب و 2- کاربرد تناوبي آب هاي شور و شيرين. در کاربرد تناوبي خيلي اوقات از آب شيرين در مراحل اوليه رشد و از آب هاي شور در مراحل بعدي استفاده مي شود. همچنين با توجه به نوع گياه و مرحله رشد آن، آب هاي شيرين و شور ممکن است به صورت دوره اي هم مصرف شوند.
فيضي و حقيقت(4) مديريت هاي مختلف استفاده از آب هاي شور براي رشد گياهان زراعي جو، گندم، پنبه و آفتاگردان را در قالب چهار تيمار استفاده تنها از آب هاي شيرين (dS/m 1/3-1/6 )، شور (8/9-1/5 dS/m) يا لب شور (3/7-2/4 dS/m ) و تيمار کاربرد آب شيرين در زمان جوانه زدن و استقرار گياه و سپس مصرف آب شور يا لب شور مورد بررسي قرار دادند. نتيجه اين بود که استفاده تناوبي آب شيرين در مراحل اوليه رشد و استفاده از آب هاي شور و لب شور در مراحل بعدي منجر به توليد بالاي محصول گرديد.
اسماعيلي و لياقت(1) به منظور بررسي تأثير سه روش تلفيق آب شور (با شوري 7/3 dS/m) و آب شيرين (0/7 dS/m) روي توزيع نمک در ناحيه توسعه ريشه، راندمان مصرف آب و عملکرد ذرت، طرحي با سه تيمار استفاده تلفيقي شامل: تيمار نيم در ميان (در هر نوبت آبياري نيمي از آب آبياري با آب شور و نيم ديگر بلافاصله پس از نفوذ نيم اول با آب شيرين تکميل مي شود)، تيمار يک در ميان (انجام آبياري به صورت يک در ميان، يک بار با آب شور و بار بعد با آب شيرين) و تيمار مخلوط (آبياري با مخلوط آب شور و شيرين با شوري (4 dS/m ) به انجام رساندند. نتايج دلالت بر ارجحيت روش نيم در ميان از هر سه جهت مورد مطالعه داشتند.
حمدي در جهت مقايسه راه کارهاي تناوبي و اختلاط آب تحقيقي را به انجام رساند که نتايج بدست آمده تأکيد بيشتري بر استفاده متناوب آب در مقايسه با اختلاط آب داشتند. برادفورد ولتي، مدل حالت غيرماندگار وان گنختن هنکس را براي بررسي اثر گزينه هاي مديريتي اختلاط و تناوبي آب شور و غير شور بر روي يونجه در تناوب ذرت پنبه بکار بردند. نتيجه نشان داد که اگر مقدار آب و املاح مساوي در هر روش مديريتي به مزرعه داده شود، عملکرد يونجه يکسان خواهد بود. براي ذرت که حساس به نمک است، روش تناوبي مناسب تر و در مورد پنبه که گياه مقاوم به نمک است، اختلاف معني داري بين دو روش نبود. سينک و گاپتا، براي ارزيابي يکمدل مديريتي در خصوص کاربرد آب هاي شور براي آبياري و توليد گياه، نمونه هاي مختلف آب با کيفيت هاي متفاوت را به شکل اختلاط و تناوبي روي گندم بکار بردند و نتايج ارزيابي مدل با استفاده از دو نوع آب شور ( EC = 12 dS/m ) و آب غير شور (EC=0/5 dS/m )را مورد تجزيه و تحليل قرار دادند. نتايج تأکيد بر مفيد بودن استفاده تناوبي داشتند. سينگ (2004) مدل SWAP را جهت برنامه ريزي آبياري در تناوب کشت گندم و پنبه براي ارزيابي روش تناوبي کاربرد آب هاي شور و شيرين به کار برد. نتايج اين تحقيق که با کاربرد شش کيفيت آب زيرزميني (با شوري هاي dS/m 4، 6، 8، 10، 12 ، 14 ) و در تناوب آب کانال (با شوري dS/m 0/4-0/3) انجام گرفت حاکي از امکان استفاده موفقيت آميز آب شور تا شوري dS/m 14 به شرط استفاده از آب شيرين کانال در آبياري پيش از کشت بود.
قريشي و همکاران، براي بررسي اثرات دراز مدت کاربرد مخلوط آب هاي شور و شيرين با کيفيت هاي مختلف بر شوري ناحيه توسعه ريشه يک کار تحقيقي در حوزه رچنا در پاکستان به انجام رساندند. نتيجه اين بود که در مناطق با آب زيرزميني شيرين و بارندگي متوسط به بالا روش اختلاطي کاملاً سودمند است.
بررسي منابع فوق نشان مي دهد که اکثر تحقيقات بر روي اثر شوري و مديريت آب شور بر عملکرد متمرکز شده اند. بديهي است آنچه باعث تغيير در ميزان عملکرد در مديريتهاي مختلف شوري شده است، الگوي توزيع شوري در نيمرخ هاي مختلف خاک است.
هدف تحقيق حاضر بررسي تأثير سه روش استفاده تلفيقي از آب شور و شيرين، شامل روش اختلاط، روش نيم در ميان و روش يک در ميان بر الگوي توزيع شوري در ناحيه ريشه در آبياري کرتي با در نظر گرفتن توزيع مجدد شوري در خاک مي باشد.
مواد و روش ها
اين تحقيق در 9 لايسيمتر به طور 190، عمق 140 و عرض 64-75 سانتي متر که از جنس بتون در مزرعه تحقيقاتي دانشگاه شهرکرد ساخته شد انجام گرفت. به منظور جمع آوري زه آب در کف هر لايسي متر از هر طرف شيبي معادل 4% به طرف مرکز داده شد و لوله هايي براي خروج زه آب تعبيه گرديد. کل ديواره هاي داخلي و بيروني لايسيمتر با دو لايه قير و گوني آب بندي شدند تا هيچ تماس رطوبتي بين داخل و بيرون لايسمترها وجود نداشته باشد. در کف هر واحد لايسي متر 15 سانتي متر فيلتر طبق استاندارد USBR ريخته شد (شکل 1).
لايسيمترها بوسيله خاک با بافت لوم - رسي(خاک و آب از منطقه سجزي واقع در شرق اصفهان (با آب و خاک شور) با کاميون به محل آزمايش آورده شد.) با کوبيدن در لايه هاي 10 سانتي متري و با تراکم 1/46 گرم بر سانتي متر مکعب ( معادل وزن مخصوص خاک در منطقه سجزي) تا عمق 1 متري پر گرديد. جداول 1 و 2 خصوصيات فيزيکي و شيميايي اين خاک را نشان مي دهند.
مواد و روش ها
الف- آبياري با مخلوطي از 50% آب شور و 50% آب معمولي (آبياري مخلوط)
ب- آبياري با 50% آب شور و سپس (بلافاصله پس از محو شدن آب از سطح زمين) با 50% آب معمولي (آبياري نيم در ميان) ج- آبياري يک در ميان (آبياري اول با آب معمولي و آبياري بعدي با آب شور). خواص شيميايي اين سه نوع آب در جدول 3 آمده است.
هدايت الکترکي آب آبياري و عصاره خاک با دستگاه هدايت سنج (Conductivity Meter) تعيين گرديد. اسيديته با استفاده از دستگاه پ هاش سنج (pH Meter )، کلسيم و منيزيم با روش تيتراسيون باورسين، کربنات و بي کربنات از روش تيتراسيون با اسيد سولفوريک، کلر به روش تيتراسيون با نيترات نقره درحضور کرومات پتاسيم، سولفات به روش کدورت سنجي (Turbidometric) و سديم و پتاسيم با استفاده از دستگاه فليم فتومتر (Flame photo Meter) تعيين شدند.
تجزيه واريانس بر روي داده هاي حاصل از اندازه گيري شوري در هر تيمار در آبياري هاي مختلف (براي هر عمق) بوسيله نرم افزار آماري SAS انجام گرفت. سپس از آزمون دانکن براي مقايسه ميانگين ها استفاده شد.
نتايج و بحث
شکل 2 تا 4 هدايت الکتريکي خاک (عصاره 1:5) در هر تيمار در عمق هاي مختلف را نشان مي دهد. نتايج نشان مي دهد که در لايه 10 سانتي متري خاک، تيمار يک در ميان پس از پنج دور آبياري، شوري خاک را نسبت به دو تيمار ديگر بيشتر کاهش داده است (حدود 0/5 دسي زيمنس بر متر). جدول 4 تا 6 نتايج تجزيه آماري را نشان مي دهد. بر اساس جدول 4 اين تغير در سطح 5 درصد معني دار مي باشد. علت کاهش ميزان هدايت الکتريکي در اين لايه را مي توان آبشوئي دانست که با توجه به کيفيت آب آبياري و خاک قابل انتظار مي باشد. در اين تيمار، آبياري 3 و 5 بترتيب با آب شيرين انجام گرديده است. لذا سبب گرديده پس از 5 آبياري، هدايت الکتريکي در لايه سطحي نسبت به دو تيمار ديگر وضعيت بهتري داشته باشد. تيمار مذکور مخصوصاً در مورد گياهان داراي ريشه کم عمق و سطحي داراي مزيت نسبي مي باشد.
در عمق 30 سانتي متري، شوري در تيمار نيم در ميان و مخلوط تغيير زيادي نکرده، به طوري که پس از آبياري پنجم شوري خاک در حد شوري اوليه است.
در عمق 50 سانتي متري همان طور که در شکل هاي 2 تا 4 ديده مي شود شوري در هر سه تيمار در مجموع روند افزايشي داشته، به گونه اي که شوري نسبت به شوري اوليه خاک پس از آبياري پنجم افزايش زيادي را نشان مي دهد. اين افزايش در تيمار نيم در ميان و يک در ميان بيشتر بوده است به گونه اي که هدايت الکتريکي به ترتيب به عدد 13/2 و 12 دسي زيمنس بر متر رسيده است. جداول 4 و 5 نيز نشان مي دهد که اين افزايش از نظر آماري در سطح 5 درصد معني دار مي باشد. در تيمار مخلوط شوري پس از آبياري پنجم به عدد 10 دسي زيمنس بر متر رسيده است (غير معني دار). از آنجائي که عمق 50 در شکل بيانگر ميانگين شوري در عمق 40-60 سانتي متر است و از طرفي عمق آبياري به نحوي تنظيم شده بود که تا عمق 70 سانتي متر را به ظرفيت زراعي برساند لذا مي توان انتظار داشت که شوري در حدود عمق 50 تا 60 سانتي متر (با توجه به توزيع مجدد شوري) حداکثر باشد و آبشوئي از اعماق بالاتر اتفاق افتاده و در اين عمق متمرکز شده است. با توجه به شکل 2 و همان طوري که در مبحث قبلي نيز بيان شد، با توجه به اين که در تيمار نيم در ميان و در عمق 30 سانتي متر، شوري (بر خلاف دو تيمار ديگر) نسبت به شرايط اوليه تغيير کمي داشته، بنابراين افزايش زياد و مداوم شوري در عمق 50 سانتيمتري، حاکي از اين مطلب است که شوري آب آبياري عامل اين افزايش بوده است و چون با توجه به شکل فوق شوري در آبياري پنجم به پايين اين عمق منتقل نشده، در نتيجه حداکثر شوري در اين عمق مربوط به تيمار نيم در ميان است. شوري در عمق 70 سانتي متر، در تمامي تيمارها افزايش داشته که بيانگر تجمع شوري (در اثر آبشوئي از لايه هاي بالاتر) در اين عمق مي باشد ولي اين تغيير از نظر آماري در هيچ يک از تيمارها معني دار نمي باشد. به عبارتي شوري در عمق 70 تغييري نکرده است.
تحقيقات حمدي و مينهاس و گاپتا، دلالت بر سودمندي بيشتر روش تناوبي بر روش اختلاط دارد که اين با نتيجه بدست آمده در تحقيق حاضر همخواني دارد زيرا همانگونه که نتايج تحقيق حاضر نشان داد روش تناوبي يک در ميان (مخصوصاً در گياهان با ريشه کم عمق) داراي مزيت نسبي در مقايسه با روش اختلاط آب ها بود.
تحقيق نارش و همکاران نشان داد که بيشترين عملکرد گندم به ترتيب متعلق به روش يک در ميان (با عملکرد 97%)، روش دوره اي دو آبياري مداوم با آب غير شور و دو آبياري مداوم با آب شور (با عملکرد 93%) و روش اختلاط (با عملکرد 86%) است که باز تأييدي بر کارايي روش هاي تناوبي و اختلاطي است.
در ايران تحقيقات فرشي (3) و سلطاني و همکاران(2) نشان دهنده ارجحيت روش اختلاط به جاي کاربرد مجزاي آب هاي با کيفيت هاي مختلف است. نتيجه تحقيق فيضي و حقيقت دلالت بر ارجحيت روش تناوبي به جاي کاربرد مجزاي منابع آب شور و شيرين از نظر توليد محصول دارد (4). بنابراين همان طوري که نتايج تحقيقات نشان مي دهند روش هاي تناوبي و اختلاط آب هاي شور و شيرين (مخصوصاً روش تناوبي) داراي مزيت هاي بسيار زيادي نسبت به کاربرد مجزاي اين آب ها دارند. نکته اي که بايد در اين جا به آن توجه شود اين است که با توجه به روند تغييرات شوري در تيمارهاي اين تحقيق، اگر آبياري ها ادامه مي يافت به احتمال خيلي زياد در تيمارهاي مخلوط و يک در ميان شوري در لايه هاي سطحي باز هم کمتر شده و در عوض شوري به اعماق پايين تر منتقل مي شد و بالطبع شرايط براي فعاليت ريشه ها تا عمق حدود نيم متر مناسب تر مي گرديد. که البته اين امر نياز به تحقيق دارد (شکل هاي 2 و 3).
نتايج تحقيق اسماعيلي و لياقت (1) نشان داده که مديريت نيم در ميان مناسبترين مديريت از نظر توزيع در خاک را داشته است. در تحقيق حاضر، بر خلاف نتايج اسماعيلي و لياقت (1)، تيمار يک در ميان از نظر توزيع شوري در خاک بهتر تشخيص داده شد. به دلايل زير احتمالاً نتايج اسماعيلي و لياقت (1) مورد تأييد نمي باشد چرا که: اولا ايشان شوري خاک را دو روز پس از آبياري اندازه گيري کردند و به عبارتي تغييرات شوري را در فاصله بين دو آبياري در نظر نگرفته، در حالي که رطوبت و شوري در خاک حالت پويا داشته و در حال تغيير است. دوم اينکه معمولاً آبياري زماني انجام مي گيرد که رطوبت خاک به حد سهل الوصول (حدي از رطوبت که در رطوبت هاي کمتر از آن گياه دچار تنش و کاهش محصول مي شود) رسيده، بنابراين بررسي تغييرات شوري خاک در فاصله بين رطوبت ظرفيت زراعي و رطوبت سهل الوصول و حتي رطوبت هاي کمتر از آن، مي تواند در بررسي توانايي جذب آب توسط ريشه و تغييرات اين توانايي بر حسب زمان و ارتباط آن با تغييرات شوري موثر باشد. در تحقيق حاضر اندازه گيري شوري بلافاصله پس از آبياري صورت نگرفته و بنابراين شرايط واقعي تري از مزرعه مورد بررسي قرار گرفته است.
نتيجه گيري
منابع
1. اسماعيلي ش. و ع. لياقت . 1382. تاثير تلفيق آب شور و شيرين روي عملکرد و غلظت نمک در منطقه توسعه ريشه ذرت. مجله علوم کشاورزي و منابع طبيعي، جلد دهم، شماره دوم، صفحات 170-159.
2. سلطاني ج. 1380. امکان سنجي اختلاط آب هاي آبياري و آب شور زيرزميني و تأثير آن بر خواص فيزيکي و شيميايي خاک در جهت تعديل خشک سالي سيستان. مجموعه مقالات اولين کنفرانس بررسي راهکارهاي مقابله با بحران آب، صفحات 203-193.
3. فرشي ع. 1374. استفاده از تکنيک مخلوط آبياري در تعديل کيفيت آب و استفاده حداکثر از منابع آب موجود کشور در کشاورزي.مجله آب، خاک و ماشين، سال دوم، شماره 15-14، صفحات 19-10.
4. فيضي م. و ا. حقيقت. 1380. نگرشي بر روش هاي بهره برداري از آب هاي نامتعارف (شور و لب شور) در کشاورزي پايدار. مجموعه مقالات اولين کنفرانس بررسي راهکارهاي مقابله با بحران آب، صفحات 278-265.
/س
{{Fullname}} {{Creationdate}}
{{Body}}