حفاظت منابع آب و خاک
سال:1396 | دوره:7 | شماره:1 |تعداد مقالات:9

به منظور بررسی تاثیر کاربرد زئولیت در مصرف تلفیقی با کودهای آلی و شیمیایی در سامانه های حاصلخیزی متداول تلفیقی و ارگانیک برعملکر د، اجزاء عملکرد و ویژگی های کیفی آفتابگردان (Helianthus annuus L.)، آزمایشی مزرعه ای در سال زراعی 1390 اجرا شد. آزمایش در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس و در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با 11 تیمار و سه تکرار اجرا گردید. تیمارها در سه دسته شیمیایی، آلی و تلفیقی با و بدون زئولیت مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که تیمارهای مختلف کودی بر اکثر صفات مورد بررسی شامل عملکرد دانه و اجزا آن، عملکرد روغن و غلظت عناصر در برگ در سطح آماری یک درصد تاثیر معنی داری داشتند. حداکثر عملکرد دانه به عنوان مهم ترین صفت مورد بررسی از تیمار تامین 50 درصد نیتروژن مورد نیاز گیاه از طریق کود دامی کمپوست شده زئولیتی همراه تامین 50 درصد از نیتروژن از طریق کود شیمیایی اوره به مقدار 2539 کیلوگرم در هکتار به دست آمد. در تمامی روش های تغذیه ای، کاربرد زئولیت نسبت به عدم مصرف آن سبب افزایش عملکرد روغن گردید. بیشترین مقدار عملکرد روغن از تیمار تامین 50% نیتروژن از طریق کمپوست دامی همراه با تامین 50% نیتروژن از طریق اوره و با کاربرد 9 تن در هکتار زئولیت (به میزان 1165 کیلوگرم بر هکتار) به دست آمد. در نهایت می توان تامین نیتروژن مورد نیاز گیاه از طریق سیستم تلفیقی کود شیمیایی و دامی از منبع کمپوست زئولیتی را به عنوان تیمار برتر و گامی در راستای کاهش مصرف نهاده های شیمیایی و تحقق اهداف کشاورزی پایدار معرفی نمود.

رواناب عامل مهم فرساینده خاک است که تولید آن تحت تاثیر عوامل متعدد از جمله طول دامنه قرار می گیرد. آگاهی از این موضوع می تواند در برنامه ریزی حفاظت خاک به ویژه در کشتزارهای دیم سودمند باشد. هدف از این مطالعه تعیین اثر طول دامنه بر خصوصیات رواناب (حجم کل رواناب، رواناب در واحد سطح و ضریب رواناب) در منطقه نیمه خشک در شمال غرب ایران بود. برای این منظور، تعداد 22 کرت با طول های مختلف (1 تا 22.1 متر) با عرض یکسان بر اساس معادله جهانی هدررفت خاک در زمینی دیم با شیب یکنواخت 10 درصد احداث شدند. مشخصات رواناب تحت باران طبیعی برای یک دوره چهارده ماهه از فروردین 1394 تا خرداد 1395 اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که تفاوتی معنی دار بین کرت ها از نظر حجم کل رواناب تولید شده وجود داشت (0.001> p). هم چنین تولید رواناب در کرت های تا طول 8 متر نیز متفاوت بود (0.01> p) با این حال کرت های با طول بزرگ تر (از 9 تا 22.1 متر) تفاوت معنی دار از نظر تولید رواناب نداشتند. به طور کلی رابطه ای معنی دار بین حجم رواناب و طول کرت (R2=0.97) وجود داشت. ضریب رواناب طی رخدادهای بارندگی دچار تغییرات زیاد شد با این وجود رابطه ای بین ضریب رواناب و شدت بارندگی مشاهده نشد. رواناب در واحد سطح نیز با افزایش طول کرت تا طول 8 متر به شدت افزایش یافته و از آن پس دچار کاهش تدریجی شد. بر این اساس کرت با طول 8 متر را می توان کرتی مناسب برای مطالعات رواناب در کشتزارهای دیم در نظر گرفت.

خاک های گچی به علت انحلال پذیری ذرات گچ موجود در آن ها در اثر تماس با آب، یکی از انواع خاک های مشکل آفرین می باشند. در این پژوهش اثر سه عامل درصد گچ، شیب هیدرولیکی وبافت خاک بر میزان انحلال گچ به صورت تحلیلی وآزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور ابتدا نمونه های خاک گچی به طور مصنوعی و با افزودن مقادیر مختلفی از سنگ گچ طبیعی شامل: 0، 5، 10، 20 و 30 درصد وزنی به سه نوع خاک با بافت های رسی، سیلتی و ماسه ای در مجموع 15 نمونه خاک گچی تهیه گردید. سپس هریک از نمونه های گچی تحت شیب های هیدرولیکی مختلف شامل: 0.5، 1، 2، 5 و 10 مورد آبشویی قرار گرفتند. برای انجام آزمایش آبشویی دستگاه خاصی با قابلیت تغییر شیب هیدرولیکی طراحی و ساخته شد. نتایج آزمایش ها و تحلیل آماری انجام شده نشان داد که مقدار گچ بیشترین تاثیربرمیزان انحلال گچ انواع خاک دارند و متغیرهای شیب هیدرولیکی و نوع خاک به ترتیب در رده های بعدی از این نظر قراردارند. همچنین در این پژوهش برای تبین میزان آبشویی گچ به ازای پارامترهای شیب هیدرولیکی و درصد گچ، برای هریک از خاک ها یک معادله رگرسیونی به طور مجزا و نیز یک معادله کلی برای تمام خاک ها ارائه گردید.

نفوذپذیری خاک، از مهم‎ ترین عوامل موثر در میزان تولید رواناب و ارزیابی وضعیت آبخیزهاست و راه کارهای متعددی برای بهبود آن ارائه شده است. ولی استفاده از ذرات نانو به صورت جداگانه و در ترکیب با افزودنی های آلی با هدف بهبود میزان نفوذ آب در خاک کم تر استفاده شده است. به همین دلیل در پژوهش حاضر سعی شد تاثیر افزودنی آلی ورمی کمپوست به میزان 100 گرم بر مترمربع و هم چنین نانوسیلیکا در سه سطح سه، هفت و 10 گرم بر مترمربع به صورت جداگانه و ترکیبی بر نفوذپذیری خاک حساس به فرسایش منطقه مرزن آباد- کندلوس در شرایط آزمایشگاهی و با استفاده از کرت های کوچک فرسایشی ارزیابی شود. برای همین منظور مقدار نفوذ آب در خاک پس از شبیه سازی باران طرح با شدت 50 میلی متر بر ساعت و دوام 50 دقیقه در تیمارهای مختلف اندازه گیری شده و در نهایت تجزیه و تحلیل های آماری انجام شد. نتایج نشان داد که تمام تیمارهای مورد استفاده در پژوهش به جز تیمار سطح سه نانوسیلیکا (NS3) (10 گرم بر مترمربع) در سطح اطمینان 99 درصد نفوذپذیری خاک نسبت به تیمار شاهد را افزایش داد. میزان نفوذ آب در خاک تیمارهای (V)، نانوسیلیکا سطح یک (NS1)، نانوسیلیکا سطح دو (NS2) و نیز ورمی کمپوست و نانوسیلیکا سطح یک (VNS1)، ورمی کمپوست و نانوسیلیکا سطح دو (VNS2) و ورمی کمپوست و نانوسیلیکا سطح سه (VNS3) به ترتیب 24.79، 30.63، 10.18، 14.05، 15.09 و 23.30 درصد افزایش و در (NS3)، 0.24 درصد کاهش داشت. تفاوت در عملکرد کاربرد جداگانه و ترکیبی ورمی کمپوست و نانوسیلیکا موید ضرورت استفاده صحیح از افزودنی ها در مدیریت منابع آب و خاک است.

امروزه فرسایش خاک، یکی از بزرگ ترین مشکلات کشورهای جهان به خصوص ایران می باشد. خطرات و عوارض ناشی از فرسایش در حوزه های آبخیز، از عمده ترین مشکلات و مسائلی است که به طور همه جانبه تعادل اکولوژیک آبخیز ها را تحت تاثیر قرار داده است. هدف اصلی این تحقیق، تعیین سطح بهینه کاربری اراضی به منظور کاهش میزان فرسایش و بالا بردن درآمد ساکنین حوزه آبخیز سقزچی واقع در استان اردبیل بود. برای این کار، مدل برنامه ریزی خطی برای سه وضعیت کنونی کاربری ها، کاربری استاندارد و کاربری استاندارد با اعمال عملیات بیولوژیک مطابق با اصول و معیارهای علمی مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که سطح کاربری های فعلی برای کاهش میزان فرسایش و افزایش درآمد ساکنین حوضه مناسب نبوده و در شرایط بهینه باید تغییر کند. در شرایط بهینه سطوح اراضی باغی از 132.29 هکتار به 1902.83 هکتار (1438.4 درصد افزایش)، مرتعی بدون تغییر، کشت آبی از 319.94 هکتار به 57.6 هکتار (81.99 درصد کاهش) و سطح اراضی کشت دیم نیز از 1549 هکتار به 40.8 هکتار (97.36 درصد کاهش) تغییر می یابد. علاوه بر این، نتایج نشان داد که با بهینه سازی کاربری اراضی، در شرایط فعلی میزان فرسایش خاک و سوددهی کل حوضه به ترتیب 0.07 درصد کاهش و 7.7 درصد افزایش، در شرایط استاندارد کاربری ها به ترتیب 3.72 درصد کاهش و 7.7 درصد افزایش و در شرایط استاندارد با اعمال عملیات بیولوژیک کاربری ها، میزان فرسایش خاک و سوددهی کل حوضه به ترتیب 5.48 درصد کاهش و 30.65 درصد افزایش می یابد.

بیوچار زغال تهیه شده از زیست توده های گیاهی و حیوانی است که سوختن آن در حضور اکسیژن کم و یا عدم حضور اکسیژن انجام می شود. بیوچار به دلیل ساختار متخلخلی که دارد سبب بهبود شرایط فیزیکی خاک می شود. از این رو پژوهش حاضر به منظور بررسی کاربرد سطوح مختلف بیوچار بر برخی خواص فیزیکی و شیمیایی چهار نوع بافت خاک در شرایط گلخانه ای انجام شد. سطوح صفر (شاهد)، 25، 50 و 75 تن در هکتار بیوچار تولید شده از کاه و کلش گندم در دمای 500 درجه سانتی گراد در چهار نوع خاک با بافت های لوم شنی، لومی، لوم رسی و رسی در 3 تکرار و در قالب طرح کاملا تصادفی اعمال گردید. چهل روز پس از اختلاط خاک و بیوچار و تعیین نمودن رطوبت در حد ظرفیت مزرعه ای، سایر پارامترهای فیزیکی و شیمیایی خاک (رطوبت خاک در نقطه پژمردگی دائم، چگالی ظاهری و حقیقی، هدایت هیدرولیکی اشباع و ظرفیت تبادل کاتیونی) با نمونه گیری از خاک اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد که کاربرد بیوچار سبب بهبود وضعیت فیزیکی خاک با بافت های مختلف می گردد به نحوی که کاربرد 75 تن در هکتار بیوچار سبب افزایش 45، 13، 95 و 52 درصدی آب قابل دسترس، تخلخل، هدایت هیدرولیکی و ظرفیت تبادل کاتیونی نسبت به عدم کاربرد بیوچار گردید. با توجه به نتایج به دست آمده در این تحقیق می توان نتیجه گرفت که استفاده از بیوچار به عنوان یک اصلاح کننده به خصوص در خاک های سنگین بافت که برای بهبود وضعیت زهکشی و نفوذ و همچنین در خاک های سبک بافت که ظرفیت نگهداری آب کمی دارند استراتژی مناسبی است.

بر حسب شرایط هر رودخانه، روش های مختلفی جهت حفاظت از دیواره فرسایش پذیر رودخانه ها استفاده می گردد. یکی از این روش ها، استفاده از سازه های حفاظت از سواحل از جمله صفحات مستغرق می باشد. مشکل اصلی این سازه ها مربوط به آبشستگی موضعی حول دماغه سازه است. ایجاد شکاف در سازه، یکی از روش های موثر جهت اصلاح الگوی جریان اطراف سازه می باشد. در تحقیق حاضر شکافی مستطیلی (با ابعاد ثابت) در سه موقعیت مختلف از صفحه مثلثی متصل به ساحل ایجاد گردیده است، بدین صورت که شکاف، در صفحه اول موازی با وتر صفحه، در صفحه دوم موازی با قاعده و در صفحه سوم موازی با ضلع قائم صفحه مثلثی می باشد. هدف تحقیق تعیین مناسب ترین موقعیت قرارگیری شکاف، با ابعاد تعریف شده، می باشد. آزمایش ها در حالت تک صفحه و در شرایط هیدرولیکی مختلف (در شرایط آب زلال) صورت پذیرفت. نتایج نشان داد که صفحه اول (با شکاف وتری) بهترین عملکرد را در کاهش حجم، طول و عرض آبشستگی داشته است. همچنین بیشینه عمق آبشستگی در این صفحه (به طور میانگین) به مقدار 35 و 13 درصد به ترتیب نسبت به دو صفحه دیگر (صفحات با شکاف عمودی و افقی) کمتر بوده است.

امروزه آگاهی از میزان فرسایش خاک یکی از بخش های مهم در مدیریت جامع حوزه های آبخیز است. با توجه به عدم وجود آمار و اطلاعات کافی مربوط به دبی آب و رسوب در حوزه های آبخیز، میزان فرسایش خاک با استفاده از مدل های کاربرپسند و فناوری های نوین برآورد می شود. هدف از انجام این تحقیق بررسی و برآورد میزان فرسایش و رسوب حوزه آبخیز درکش استان خراسان شمالی با استفاده از مدل WaTEM/SEDEM و بهره گیری از قابلیت های GIS، RS و الگوریتم ادغام تصاویر است. ابتدا با استفاده از الگوریتم Gram-Schmidt برای تلفیق تصاویر چندطیفی لندست 7 و 8 با تصاویر پانکروماتیک و از دو دوره تصویر ماهواره ای با اختلاف زمانی 12 ساله (2003 و 2015) با مقیاس 1:25000 نقشه عامل مدیریت زراعی مطابق با نقشه های کاربری اراضی منطقه تهیه شد. سپس نقشه سایر عوامل ورودی مدل با استفاده از نرم افزارهای ArcGIS و ENVI تهیه و مدل اجرا گردید و میزان فرسایش و رسوب برای حوزه مورد مطالعه در مقیاس 1:25000 و همچنین با استفاده و بدون استفاده از الگوریتم ادغام تصاویر برآورد و با مقادیر مشاهده ای مقایسه گردید. مقایسه داده های رسوب مشاهداتی در حوزه آبخیز درکش با مقادیر برآورد شده نشان داد که نقشه نهایی طبقه بندی فرسایش حاصل از اعمال الگوریتم تلفیق تصاویر بهتر و دقیق تر قادر به شناسایی نقاط حساس به خطر فرسایش است. با توجه به یافته های پژوهش حاضر، کارایی بالای مدل WaTEM/SEDEM در برآورد تولید رسوب اثبات و مشخص شد که اعمال الگوریتم تلفیق تصاویر منجر به افزایش صحت نتایج مدل می شود.

کم آبی اصلی ترین عامل محدود کننده رشد گیاهان است، به طوری که حصول عملکرد مطلوب در شرایط کم آبیاری مستلزم انتخاب رقم مناسب با توجه به شرایط هر منطقه می باشد. براین اساس آزمایشی به صورت کرت های خرد شده بر پایه بلوک های کامل تصادفی در 3 تکرار در دشت مغان در سال های 1394 و 1395 بر روی گیاه سویا اجرا شد. تیمارها شامل 4 سطح آبیاری IR1 (شاهد)،IR2 (80 درصد نیاز آبی)،IR3 (70 درصد نیاز آبی) وIR4 (50 درصد نیاز آبی) به عنوان عامل اصلی و ارقام زودرس سویا (Cul1: ویلیامز، Cul2 : M9 و Cul3: زان) به عنوان عامل فرعی بودند. نتایج حاصل از مقایسه میانگین داده ها نشان دادند که کم آبیاری در تمامی سطوح موجب کاهش عملکرد و اجزای آن، درصد روغن دانه و بهره وری آب مصرفی در تمامی ارقام شد. به طوری که بالاترین میزان آن ها (عملکرد 4000 کیلوگرم در هکتار، تعداد غلاف در هر بوته 127.33، تعداد دانه در هر بوته 240، وزن هزاردانه 340 گرم، بیوماس 8900 کیلوگرم در هکتار، درصد پروتئین دانه 25.3، بهره وری مصرف آب بر اساس عملکرد دانه 0.95 کیلوگرم بر متر مکعب و بهره وری مصرف آب بر اساس روغن دانه 0.23 کیلوگرم بر متر مکعب) در تیمار IR1 مربوط به رقم ویلیامز و پایین ترین مقادیر آن ها در تیمارهای IR3 و IR4 مربوط به رقم زان بود. همچنین پایین ترین درصد پروتئین دانه در تیمار آبیاری نرمال در رقم و لیامز و بالاترین آن در رقم M9 در تیمار IR4 به دست آمد. بنابراین بر اساس نتایج تحقیق، در دشت مغان رقم ویلیامز برترین رقم (از نظر تمامی صفات مورد بررسی به ویژه بهره وری آب مصرفی) در شرایط کم آبیاری و آبیاری نرمال، رقم زان و M9 حساس ترین رقم ها به کم آبیاری بودند.