پایان نامه ها و مقالات

ذخیره نزولات آسمانی

دانلود پایان نامه

در مقایسه با مواد دیگر مورد استفاده تاثیر بیشتری بر حفظ رطوبت خاک در دوره های خشکی داشته است . آگاروال و همکاران (۱۹۹۲)با تحقیقی که انجام داده اند به این نتیجه رسیدند که حجم بالای رطوبت ذخیره شده به ساختار توسعه یافته خاک وبه کاهش تبخیر به وسیله مالچ گیاهی بستگی دارد. با این حال تحقیقات نشان میدهد که میزان رطوبت خاک با مالچ و بقایای گیاهی همبستگی بیشتری دارد. جالوتا(۱۹۹۳)طی تحقیق خود اعلام کرده است که در مناطق خشک و نیمه خشک حدود ۴۰ تا ۷۰ درصد از اتلاف آب از سطح خاک بوسیله تبخیر می باشد که می توان به وسیله مواد پوشاننده خاک از آن جلوگیری نمود و در اختیار گیاه قرار داد. برت و همکاران (۲۰۰۲)تحقیقی در زمینه تاثیر استفاده از مالچ و کاه بر روی خاک لخت انجام داده اند . نتایج نشان داد ازاین روش میتوان بعد از آبیاری میزان تبخیر از سطح خاک را از ۱۱ تا ۸۴ درصد برای یک دوره کوتاه مدت و نصف این میزان را در دراز مدت کاهش داد.بسیاری از خواص وشرایط خاک به طور مستقیم یا غیر مستقیم تحت تاثیر مالچ ها قرار می گیرند . از جمله این خواص : آب خاک از طریق کنترل روان آب ، افزایش نفوذ پذیری ،کاهش تبخیر و کنترل علف هرز ، درجه حرارت خاک از طریق کنترل روان آب ،افزایش نفوذپذیری ،،کاهش تبخیر و کنترل علف هرز ،درجه حرارت خاک از طریق ممانعت از تابش خورشید،هدایت ونگه داری گرما و خشک شدن در اثر تبخیر ،مواد غذایی خاک از طریق افزایش مواد آلی نیتریفیکاسیون و قابلیت حل مواد معدنی ،ساختمان و رژیم بیولوژیکی خاک از طریق افزایش مواد آلی در خاک ،جمیعت موجودات و میکرب ها در خاک و توزیع ریشه گیاه ،فرسایش پذیری و شوری خاک از طریق شستشو و کنترل تبخیر ،تحت تاثیر مالچ ها قرار می گیرند . البته در کشاورزی مناطق خشک ، احتمالا آب خاک ،درجه حرارت خاک ، ساختمان و شوری خاک از همه مهمتر هستند .

۲-۶-۳- اثر مالچ بر آب خاک
در مناطق خشک ،عموما مقدار نزولات آسمانی جهت تولید موفقیت آمیز گیاهان زراعی کافی نیست. بعلاوه قسمت عمده نزولات آسمانی دریافتی ،توسط روانآب و تبخیر تلف میشود . همچنین مقدار آبی که وارد خاک می شود . ممکن است قبل از کشت کیاه تبخیر شود . در منطقه گریت پلینز آمریکا راندمان ذخیره نزولات آسمانی در فاصله بین دو کشت معمولا بین ۱۵ تا ۲۵ درصد است .در حالیکه نزولات آسمانی در مناطق خشک محدود و غیر منظم است و تبخیر مطلق در این مناطق زیاد است اگر قسمت عمده این نزولات به طور موثری صرفه جویی شود وبه مصرف تولیدات گیاهی برسد ،عملکرد خوبی به دست خواهد آمد،به عنوان مثال ،عملکرد ذرت خوشه ای در ایالت اکلاهما امریکا با استفاده از ۸/۱۷ سانتیمتر آب خاک ، معادل ۶۲۷۰ کیلو گرم دانه در هکتار بود. خاک توسط یک لایه پلی اتیلن سفید که از تبخیر و نفوذ بارندگی در طول فصل رشد ممانعت می کرد،پوشیده شده بود.تحقیقات متعددی جهت تعیین اثر مالچ ها بر ذخیره آب ،محتوای آب خاک و تبخیر از آن انجام شده است.در این تحقیقات از مواد بسیاری استفاده شده است .ولی یکی از این مواد که بسار مورد تحقیق قرار گرفته است،پلاستیک (شامل:پلی اتیلن،کلروپل ونیل و ورقه های مشابه ،کع از آن به بعد به آن ها پلاستیک اطلاق می شوند) می باشد. در اروپا،لیندل (۱۹۶۳)منسکیووسیفو (۱۹۷۰)و پوزتای(۱۹۶۳) گزارش کردند کهمحتوای آب خاک تا ۳۲درصد افزایش یافت . در امریکای شمالی، ورقه های پلاستیکی افزایش یافت. در این افزایش محتوای آب در خاک در مقایسه با خاک بدون پوشش شدند . اما شالز (۱۹۶۴)محتوای خاک را کمتر گزارش کرده است که ظاهرابه دلیل ممانعت ورقه پلاستیک از نفوذآب به خاک میباشد . گزارشات دیگر مبنی بر افزایش آب خاک به علت استفاده از ورقه پلاستیک موجودی می باشند. محتوای بیشتر آب در خاک به علت کاهش تبخیر ،نفوذ پذیری اجباری ، کاهش تعرق توسط علفهای هرز و ترکیبی از این عوامل می باشد . میزان تاثیر ورقه های پلاستیکی بستگی به مقدار سطحی که توسط پلاستیک پوشیده است دارد.گرچه در مقایسه با خاک بدون پوشش،ورقه های پلاستیکی عموما موجب افزایش محتوای آب خاک و کاهش تبخیر می شوند. ولی معمولا گران هستندوکاربرد آنها برای گیاهان کم ارزش،بخصوص در مزارع بزرگ مشکل است .در نتیجه،جستجو برای مواد ارزانتر و با کاربرد آسانتر شروع شده است .پاشیدن مالچ های نفتی و آسفالت و صنعت ها مورد توجه قابل ملاحظه ای قرار گرفته است.تاثیر این مواد بر خاک،مشابه ورقه های پلاستیکی است. میزان اثر آنها بستگی به مقدار سطحی از خاک که توسط این مواد پوشیده می شود . بیشتر تحقیقات راجع به مالچ ها،مربوط به بقایای گیاهی و سایر مواد زاید گیاهی (نظیر:کاه،کلش،برگها،چوب،بلال ذرت،خاک اره،خرده چوب و غیره)می باشد. این مواد بسیار ارزن و غالبا فراوان بوده ونفوذ آب و خاک را تسهیل می نمایند،اگر این مواد به مقدار کافی در سطح خاک نگهداری شوند ،موجب افزایش مقدار آب و کاهش تبخیر می شوند. البته مقدار بقایای گیاهی تولید شده در مناطق خشک،غالبا جهت صرفه جویی مقدار قابل توجهی آب کافی نیست ،حتی در جاهایی که اغلب یا تمام بقایای گیاهان دیم در سطح خاک با استفاده از شخم مالچ کلشی و آیش شیمیایی حفظ شده،مقدار ذخیره آب اغلب بسیار ناچیز بوده است.تولید بقایای گیاهی به میزان ناکافی،نفوذ پذیری را افزایش و تبخیر در مرحله بعد را کاهش دهدو همچنین کنترل ناقص علف های هرز با استفاده از شخم و مواد شیمیایی، از دلایل عمده ذخیره آب بوده است .گرب و همکاران (۱۹۶۷ -۱۹۷۰ )آزمایشاتی در مزرعه با استفاده از مقاد
یر معین بقایای گیاهی انجام دادند تا تاثیر این مواد را بر ذخیره آب در خاک در طول آیش در منطقه گریت پلینز تعیین کنند .نتایج مشابهی توسط انگر (الف-۱۹۷۸)در بوشلند تگزاس حاصل شد.اثر مقادیر مختلف مالچ کاه گندم بر مقدار ذخیره رطوبت خاک در طول ۱۰ تا ۱۱ ماه آیش ، کارایی مصرف آب و عملکرد سورگم که عملکرد دانه در حالتی که مالچ به مقدار زیاد بکار برده شد (۸ تا ۱۲ تن در هکتار )دو برابر حالتی بود که مالچ بکار برده نشد. کاربرد مالچ مالچ پوسته غوزه پنبه روی یک خاک لومی موجب افزایش قابل توجه ذخیره آب شد (کوشی و فرییر،۱۹۷۱)افزایش میزان مالچ (۶/۲ ،۵/۴ ،۱۱/۲۲ تن در هکتار )موجب بهبود راندمان ذخیره آب نسبت به تیمار شاهد شد. با استفاده از ۴/۲۲ تن پوسته غوزه پنبه در سالهای ۱۹۶۸ و ۱۹۶۹ ، راندمان ذخیره ی آب بین ۳۶ تا ۴۶ درصد برای تیمار شاهد و بین ۶۶ تا ۸۰ درصد برای تیمار مالچ بود . آب ذخیره شده اضافی ، عملکرد الیاف را به طور قابل توجهی افزایش داد . نتایج مثبتی که به علت کاربرد مقادیر بیشتر بقایای گیاهی از نظر ذخیره آب حاصل شد ، توام با تمایل به تقلیل سیستم های شخم و به بازار آمدن علف کش های جدید و بهتر موجب تجدید علاقه به استفاده از ایش شیمیای در گریت پلینز شد . راندمان ذخیره آب که در طول یک دوره ی آیش ۱۰ تا ۱۱ ماهه حاضل شد به ترتیب برابر ۳۵ تا ۴۲ درصد برای تیمار شخم و تیماری که از مواد شیمیایی استفاده شده بود در یک تناوب دو ساله گندم و آیش راندمان ذخیره آب در طول ایش به ترتیب ۲۵ و ۴۵ درصد برای تیمارهای شخم و مواد شیمیایی استفاده شده حد واسط بین راندمان تیمار های شخم با تیمار هایی که فقط یک مواد شیمیایی استفاده شده بود نتایج مشابهی از داده ای دراز مدت کسب کردند . نتایج مطلوب حاصل از کاربرد مواد شیمیایی به علت کنترل کامل علف های هرز و حفظ بهتر بقایای گیاهی بوده است . ذخیره آب در تیمارهایی که مقادیر زیادی بقایای سطحی وجود داشت حدود دو برابر مقادیری بود که در تیمار های خاک ورزی حاصل شد . در سال ۱۹۷۰ ،گندم زمستانه بعد از ذرت فاریاب دومین خاک ورزی یا با به کارگیری هرس دوار و در یک خاک که بصورت رایج آیش گذاشته شده بود کشت شد و بدین وسیله مقادیر بقایای گیاهی خاک در حد زیاد،متوسط و کم حفظ شد (انگر و پارک،۱۹۷۵). در این تیمار یک تا پنج بار آبیاری گندم منجر به تولید متفاوتی بقایای گیاهی شد. پس از برداشت گندم،کرت هایی که دارای مقادیر کمی بقایای گیاهی بودند یک بار دیسک زده شدند تا بدین ترتیب مقداری از بقایای گیاهی به زیر خاک برده شود. در کلیه کرت ها از آترازین و توفوردی استفاده شد تا علف های هرز و گندم هایی که سبز شده بودند کاملا کنترل شوند. به علت این تیمارها بقایای سطحی در زمان کاشت سورگم (۱۱ ماه پس از برداشت گندم ) از حدود ۲/۰ تا ۷/۶ تن در هکتار بود و ۱۱ تا ۴۵ درصد نزولات زمان آیش ( ۴۶۷ میلی متر) در خاک ذخیره شد. ذخیره رطوبت بیشتر به علت محتوای رطوبت زیاد اولیه و یا جذب رطوبت توسط بقایای سطحی بوده است. عملکرد سورگم دیم که بدون خاک ورزی کشت شد،از ۲۹۷۰ تا ۶۰۱۰ کیلو گرم در هکتار بود. بیشترین عملکرد دانه حدود ۲۲۴۰ کیلو گرم بیشتر از عملکرد حاصله در خاک آیش مجاور با عملیات زراعی رایج بود.انگر و ویز (۱۹۷۹) از روش های خاک ورزی بدون پنجه غازی و دیسک و برای حفظ بقایای گیاهی و کنترل علف های هرز در یک تناوب گندم فاریاب – آیش – سورگم دیم استفاده کردند رطوبت خاک را ۲/۳۵ ،۷/۲۲ و۲/۱۵ درصد نزولات و رطوبت قابل دسترس در عمق ۸/۱ متری در زمان کاشت سورگم ۲۱۷ ، ۱۷۰ ، ۱۵۲ میلیمتر و عملکرد سورگم ،۳۱۴۰ ، ۲۵۰۰ ، ۱۹۳۰ کیلو گرم در هکتار و کارایی مصرف آب برای تولید دانه ،۸۹/۰ ،۷۷/۰ و ۶۶/۰ کیلو گرم دانه به ازاء هر متر مکعب آب برای تیمار های مختلف بود . متوسط ذخیره آب در طول آیش بعد از گندم و عملکرد سورگم بعد از آن در یک تناوب گندم فاریاب – سورگم دیم- افتابگردان دیم بوده است. در مورد عملیات بدون خاک ورزی،رطوبت خاک و عملکرد دانه حداکثر بود. عملیات خاک ورزی که در طول دوره آیش و بعد از برداشت صورت گرفت اثری بر عملکرد افتاب گردان و گندم که در تناوب بعد از سورگم کشت شدند ،نداشت .درجه تاثیر کاربرد مواد مختلف به عنوان مالچ در مطالعات مختلف مورد بررسی قرار گرفته است . این مواد در بسیاری موارد بر محتوای آب خاک و تبخیر از سطح خاک موثر بوده است ولی کاربرد آنها در سطوح وسیع غیر عملی است . این مواد شامل سنگریزه ، ذغال سنگ ،دانه های حبه ای آب گریز ، نوع خاصی از کاربرد مالچ ،استفاده از مالچ عمودی است ،که حفره های در خاک از بقایای گیاهی پر می شود و این حفره ها آب را به داخل خاک هدایت می کند . مالچ عمودی در حوزه های کوچک آبخیز مطالعه شده است. در شرایط آزمایشگاهی،در یک سطح صاف منابع عمودی ۳۰ تا ۴۰ درصد رطوبت بیشتری در مقایسه با حالتی که از جوی استفاده شد ،ذخیره کرد. در حالتی که خاک اطراف خیس شد ،کارایی ذخیره مالچ عمودی،به اندازه ۱۷ درصد کاهش یافت . در یک حوزه آبخیز کوچک مالچ عمودی باعث شد ۷ تا ۱۰ درصد رطوبت حاصل از آب مصرف شده را بیشتر از حوزه ای که بدون مالچ بود ذخیره کند . عمق نفوذ آب و سطح خشک خاک مجاور عواملی هستند که باعث کاهش تبخیر از خاک حاوی مالچ عمودی می شوند . در شرایط صحرایی کاربرد مالچ عمودی باعث ذخیره رطوبت در مقایسه با خاک بدئن مالچ شد از طرفی دیگر در یک خاک رسی لومی به علت اینکه روانآب حادث نشد کاربرد مالچ عمودی نتیجه مثبتی نداشت . ایجاد شیار در خاک به عمق ۶۱ تا ۱۰۲ سانتی متر باعث افزایش سرعت نفوذ آب ،کاهش
وزن مخصوص خاک،افزایش عمق ریشه دهی در پنبه و کاهش شوری خاک شده است. یکی دیگر از انواع مالچ ،
مالچ خاکی است . تا اوایل دهه ۱۹۰۰ مالچ خاکی در شرایط زیر از نظر ذخیره رطوبت چندان کارا نبوده است . این موضوع توسط جیمز(۱۹۴۵) گزارش شده است . ولی مطالعات بعدی حاکی از این است که در برخی شرایط این نوع مالچ می تواند از نظر ذخیره رطوبت موثر باشد . مالچ خاکی در حقیقت نوعی شخم پاک است .این نوع مالچ متشکل از دانه هایی نرم و ریز در سطح خاک و معمولا از طریق خاک ورزی کم عمق حاصل می شود . مطالعات آزمایشگاهی توسط عبدالله و همکاران (۱۹۸۵)، نوئیت و کرکام (۱۹۶۳)،گیل و همکاران(۱۹۷۷) و هانکز و وودروف(۱۹۵۸)حاکی از آن است که مالچ خاک از طریق کاهش تبخیر ، رطوبت موجود در خاک را حفظ می کند . البته در شرایط مزرعه،حفظ رطوبت نه تنها بستگی به کاهش تبخیر دارد بلکه به نفوذ آب در خاک نیز بستگی دارد به طور کلی ،اثر مالچ خاک بسته به شرایط مختلف ،متفاوت است . به طور کلی ،در برخی آزمایشات مشاهده شده است که ذخیره رطوبت با مالچ خاکی بیشتر از خاک شخم نخورده است ، ولی در شرایطی که رطوبت اولیه خاک زیاد بوده است (قبلا در انتهای فصل بارندگی یا در حالی که آب از اعماق بیشتر به سطح خاک حرکت کرده است ) این ذخیره رطوبت لزوما بیشتر از سایر مالچ ها نبوده است در شرایطی که بارندگی ها عمدتا در تابستان که تبخیر و تعرق بالقوه زیاد است،نازل میشود . مالچ خاکی از نظر ذخیره رطوبت فاقد کارایی بوده است زیرا تا زمانی که شرایط برای ایجاد مالچ خاکی از طریق شخم ورزی مساعد شود قسمت عمده رطوبت تلف میشود. علاوه بر اینکه اصولا مالچ خاکی کارایی چندانی ندارد، لزوم خاک ورزی مکرر برای حفظ مالچ ودر نتیجه وجود خاک برهنه حساسیت به فرسایش می شود .

مطلب مشابه :  تجزیه واریانس

۲ – ۶ – ۴- اثر مالچ بر درجه حرارت خاک
اگر مالچ ها به مقدار کافی سطح خاک را بپوشانند، عموما موجب ذخیره مقدار بیشتری آب و تبخیر کمتری در مقایسه با خاک بدون پوشش می شوند ، البته اکثر آنها روی درجه حرارت خاک بسیار متغیر است. هر چند این اثرات متغیرند،ولی نتایج مطالعات مختلفی که در آنها درجه حرارت خاک را اندازه گیری کرده اند ،بیانگر آن است که این اثرات قابل پیش بینی است.رنگ مالچ های پلاستیکی تاثیر عمده ای بر درجه حرارت خاک دارد. پلاستیک سفید یا منعکس کننده نور،درجه حرارت را کاهش میدهد یا هیچ تاثیری بر درجه حرارت ندارد در حالی که پلاستیک

دیدگاهتان را بنویسید