دستور العمل نمونه برداری از خاک

دستور العمل نمونه برداری از خاک:

تجزیه خاک

تجریه خاک برای تمام محصولات کشاورزی اساس توصیه کودی می‌باشد. نمونه‌هایی که از مزارع آزمایشی گرفته می‌شود از اهمیت خاصی برخوردار است. چه این نمونه‌ها اساس آزمایشات را تشکیل می‌دهند. نمونه‌های خاک از نظر مقدار مواد غذایی و سایر مواد مربوطه مورد تجزیه قرار می‌گیرند.

نمونه خاک

ایده‌آل‌ترین نمونه خاک بایستی حداقل 400 گرم وزن داشته باشد مگر اینکه مقدار بیشتر از 400 گرم درخواست شده باشد. نمونه‌ها بایستی داخل یک پاکت پلاستیکی ریخته شود و خود داخل پاکت دیگری قرار گیرد. اطلاعات هر نمونه را بایستی طوری روی پاکت نوشت که پاک نشده و بتوان آن را خواند. اطلاعات بایستی شامل محل نمونه‌برداری، نام زارع یا مشتری و نوع محصول باشد.

به‌عنوان یک قاعده کلی مزارعی که تا 10 هکتار وسعت داشته باشند را به‌عنوان یک واحد نمونه‌برداری می‌توان محسوب کرد. با توجه به این نکته که کل مزرعه از بابت جنس خاک، نوع زراعت قبلی و نوع کود استفاده شده یکسان باشد. مزارع بزرگ و مزارعی که از یک‌دستی برخوردار نیستند باید به قطعات کوچکتر یک‌دست تقسیم و از هر قسمت جداگانه نمونه‌برداری کرد.

وسایل مورد نیاز نمونه‌برداری

1- مته نمونه‌برداری چرخشی (در صورت در دسترس نبودن بیل و یا بیلچه ترجیحا" از جنس ضدزنگ)

2- سطل پلاستیکی بزرگ

3- پاکت پلاستیکی نمونه‌برداری

4- برچسب بزرگ

نمونه‌برداری از خاک باغات مرکبات و میوه‌جات

نمونه‌ای که به آزمایشگاه‌های فوسین ارسال می‌گردد بایستی نماینده تمامی منطقه‌ای باشد که در آن آزمایش پیاده می‌گردد. زمین محل آزمایش بایستی کاملاً یکنواخت بوده و هیچ تفاوت آشکاری در آن دیده نشود. برای تهیه یک نمونه بایستی در مسیری به شکل " w " در سطح مزرعه نمونه‌های فرعی تهیه گردد.

توصیه می‌شود که برای تهیه هر نمونه 20 تا 30 نمونه فرعی گرفته شود. نمونه‌های فرعی بایستی کاملاً مخلوط شده و از آن یک نمونه 400 گرمی برای ارسال به آزمایشگاه تهیه شود.

مسیر گرفتن نمونه‌های فرعی

نمونه‌برداری خاک برای باغات مرکبات ومیوه‌جات بایستی از عمق 25 تا 30 سانتیمتری تهیه گردد و قبل از نمونه‌برداری پنج سانتیمتر از پوشش روی خاک برابر شکل زیر کنار زده شود.

در باغات مرکبات و میوه‌جات تهیه نمونه‌های فرعی بایستی به روش " w " شکل باشد و محل گرفتن آنها بایستی از محیط اطراف برابر شکل زیر باشد.

نمونه‌برداری بایستی از منطقه‌ای در زیر تاج درخت گرفته شود.        

نمونه‌ها بایستی طوری از زمین اطراف درخت گرفته شود که نماینده خاک پای درخت باشد. قابل توجه است که خاک بین ردیف درختان وضعیت متفاوتی از خاک زیر درخت دارد. بایستی بخاطر داشت که وسائل نمونه‌برداری طوری تمیز باشد که مانع آلودگی نمونه‌ها گردد. همچنین نمونه‌برداری نبایستی بعد از کود پاشی صورت گیرد.

محل آزمایش

نمونه خاک بایستی نماینده منطقه مورد آزمایش باشد. شرایط منطقه می‌بایست یکنواخت باشد. اندازه مزرعه آزمایشی با توجه به روش مصرف فرآورده و همچنین هدف آزمایش که تحقیقاتی و یا ترویجی باشد متفاوت است.

طرز نمونه‌برداری از خاک مزارع

1- انتخاب مسیر نمونه‌برداری

با استفاده از شکل W می‌توانیم مسیر نمونه‌برداری خود در مزرعه را تعیین کنیم. با توجه به شکل‌های پایین Wفرضی را طوری روی زمین تصویر می‌کنیم که شروع و پایانش دور از محل ورود به مزرعه باشد و همچنین از نقاطی که نمایانگر کل زمین نیست نیز نگذرد (مثل کنار پرچین‌ها، محل انبار شده کود حیوانی، محل‌های آغشته به ذغال و خاکستر چوب و غیره).

2- چگونگی انجام عمل نمونه‌برداری

در مسیر W فرض شده بر روی زمین حداقل 20 نمونه (و نه به هیچ وجه کمتر) با فاصله‌های مناسب به شرح زیر برمی‌داریم. ابتدا 5 سانتیمتر رویه خاک را کاملاً کنار می‌زنیم کیلو از خاک در عمق 15 سانتیمتری (15 سانتیمتر بعد از برداشتن 5 سانتمیتر رویه خاک) را برداشته داخل سطل پلاستیکی می‌ریزیم.

بنابراین حداقل بیست بار نمونه‌برداری حدود 10 کیلوگرم خاک داخل سطل است. خاک داخل سطل را به‌خوبی به‌هم می‌زنیم و سعی می‌کنیم خاکی از درون سطل بیرون نریزد از خاک مخلوط شده داخل سطل بیشتر از نصف کیسه پلاستیکی نمونه‌برداری (حدود 1000-750 گرم) را پرمی‌کنیم و سر کیسه را محکم می‌بندیم. سپس روی کیسه برچسب زده، مشخصات مزرعه از قبیل جنس خاک، نوع محصول، محصول مورد کشت در آینده، کشت قبلی، اسم مزرعه، محل مزرعه، تاریخ نمونه‌برداری و نام نمونه‌بردار را ذکر می‌کنیم.

نکات کلی و مهم در نمونه‌برداری

1- خاک نمونه‌برداری شده نمی‌بایست حاوی برگ و ساقه گیاهان باشد.

2- قبل از شروع به نمونه‌برداری از تمیز بودن وسایل نمونه‌برداری (مته یا بیل، بیلچه، سطل) مطمئن شویم.

3- بعد از دادن کود به زمین نمونه‌برداری نکنیم. بهترین زمان نمونه‌برداری بعد از برداشت محصول است.

4- یکی از مهمترین نکات اطمینان از صحت مشخصات ذکر شده بر روی برچسب است.

مقدمه

از تجزیه برگ نمی‌توان برای پیش‌بینی احتیاجات فصلی گیاهان به مواد غذایی استفاده نمود، زیرا سطح مواد غذایی در برگ بسته به زمان، مرحله رشد، شرایط محیطی می‌تواند تغییر نماید. از تجزیه برگ تنها برای تشخیص مشکلات تغذیه‌ای گیاه در مقطع خاصی از زمان استفاده می‌گردد. تجزیه خاک قابل اعتمادترین روش برای پیش بینی عناصر غذائی در دسترس است.

وسایل مورد نیاز نمونه‌برداری

1- قیچی

2- کیسه پلاستیکی نمونه‌برداری

3- برچسب بزرگ

طرز نمونه‌برداری

ابتدا مسیر نمونه‌برداری به شکل فرضی " w " ( همانند مسیر نمونه‌برداری خاک مزارع ) انتخاب می‌شود. در هر نقطه انتخاب شده برای نمونه‌برداری چندین برگ که هم سن و از لحاظ مرحله رشدی مشابه هستند انتخاب می‌شود. معمولاً برگ‌هایی که به اندازه واقعی خود رشد کرده باشند و دور از نقطه رشد گیاه باشند ترجیح داده می‌شود.

تنها از برگ نمونه گرفته شود نه از ساقه و ریشه. از برگ‌های له و یا پاره شده، آلوده به آفات، بیماری‌ها و یا سایر عوارض استفاده نگردد. از نمونه‌برداری برگ‌های گل آلوده و یا آغشته به خاک خودداری شود.

پس از انتخاب نمونه‌ها، برگ‌ها را کاملاً با هم مخلوط نموده و از آنها به اندازه‌ای که یک پاکت پلاستیکی را پر کند انتخاب می‌گردد.

اگر برگ‌ها خیس هستند آنها را با یک پارچه یا آب خشک‌کن خشک نمایید. سپس روی کیسه اتیکت بزنید و مشخصات مزرعه، تاریخ و سایر اطلاعات لازم را ثبت کنید. نمونه‌های مختلف را جدا از یکدیگر نگه دارید.

توجه:

نمونه‌برداری از برگ بایستی قبل از اولین محلول پاشی و ده روز پس از دومین محلول پاشی از کلیه تیمارها و شاهدها جداگانه صورت گیرد.

نمونه‌های برگ و علوفه از گیاهان زراعی و نباتات علوفه‌ای

نمونه‌برداری از برگ گیاهان زراعی

از تجزیه برگ نبایستی برای پیش‌بینی احتیاجات فصلی مواد غذایی استفاده نمود، چونکه سطح مواد غذایی برگ بسته به فصل رشد، مرحله رشد، شرایط غالب رشدی متفاوت است. از تجزیه برگ تنها برای تشخیص مشکلات تغذیه‌ای گیاه در مقطع بخصوصی از زمان استفاده می‌گردد. تجزیه خاک از قابل اعتمادترین روشها برای پیش‌بینی وضعیت خاک مزرعه در فصل کشت است. از روش نمونه‌برداری که برای خاک شرح داده شده است برای برگ استفاده می‌گردد. در هر نقطه تعداد زیادی برگ هم‌سن گرفته خواهد شد. ترجیحاً از برگ‌های توسعه یافته اولیه و خارج از محل رشد گرفته شود.

تنها از برگ نمونه گرفته شود نه از ساقه و ریشه. از برگ‌های کوبیده شده و یا پاره شده آلوده به آفات، بیماری‌ها و یا سایر عوارض استفاده نگردد. از نمونه‌برداری از برگ‌های گل‌آلوده و یا آغشته به خاک خودداری شود. برگ‌ها را کاملاً با هم مخلوط نموده و از آنها به اندازه‌ای که یک پاکت پلاستیکی پر شود انتخاب می‌گردد. اگر برگ‌ها خیس هستند آنها را با یک پارچه آب خشک‌کن خشک نمایید، اتیکت بزنید. نمونه‌های مختلف را جدا نگه دارید.

توجه:

نمونه‌برداری از برگ بایستی قبل از اولین محلول پاشی و ده روز پس از دومین محلول پاشی صورت گیرد.

کشت بدون خاک گلهای آپارتمانی و سبزیجات در منازل و محیط های اداری

کشت بدون خاک گلهای آپارتمانی و سبزیجات در منازل  و محیط های اداری

الف- نحوه کاشت: کاشت گیاه به چند صورت بذر، غده، ریشه، نهال و قلمه صورت می کیرد. برای این منظور ابتدا محل بستر کشت را که از پرلیت و یا ماسه و یا تواما پر شده با محلول غذایی بسیار رقیق و حتی با آب تنها کاملا خیس نموده آنگاه بذر را کاشته و روی آنها با همان مواد مصنوعی بستر 2 تا 3 سانتیمتر پوشانده می شود. اگر قرار است غده، ریشه، نهال یا قلمه کاشته شود محل آنها را کمی گود کرده تا براحتی در جای خود مستقر شود. آنگاه اطراف آن بمیزان 2 تا 3 سانتیمتر از مواد مصنوعی بستر پر می گردد. برای آبیاری بذر و یا نهالهای کاشته شده گلها می توان چند روزی آنها را تا استقرار کامل با آب تنها آبیاری نمود و همین شیوه را میتوان برای کاشت بذر و نهال سبزیجات بکار بست، با این تفاوت که با شروع رشد رویشی آنها بخصوص در مورد گیاهان نور پسند بایستی آوند کشت را در محلی مستقر نمود که از نظر تابش نور مشکلی نداشته باشد و حداقل نور مورد نیاز روزانه به گیاهان کاشته شده بتابد یا از نور مصنوعی استفاده گردد. در صورتیکه برای اغلب گلهای آپارتمانی بعلت عدم نیاز به نور مستقیم خورشید آوند کشت را می توان در سایه و هر نقطه مناسب از منزل نگهداری نمود.

برای تهیه انواع نشاء چون بصورت متراکم تهیه می گردد لازم است مسیر کاشت پیوسته و فواصل بین ردیف های کشت نیز کوتاهتر باشد. همچنین بستر ها را می توان بصورت ناودانی و به عرض و عمق 5 تا 10 سانتیمتر و طول دلخواه تهیه و فضای آنها را از پشم سنگ مخصوص کشت هیدروپنیک پر نمود، آنگاه بذر کاری کرد.همچنین می توان از مکعبهای فشرده شده پشم سنگ استفاده نمود که در این حالت در زمان انتقال نشاء مکعب ها همراه نشاء منتقل می گردند.

اینگونه مکعبها کوچک قابل جایگذاری در بستر های کاشت اصلی می باشند ولی از همین مکعب های پشم سنگ نوع بزرگتر و فشرده تر تهیه شده اند که اطراف و کف آنها با لفافهایی پوشیده شده و به عنوان بستر اصلی تا پایان رشد گیاه به تنهایی باقی می مانند.

ب- عملیات داشت:

1-تنظیم دور آبیاری: برای جذب عناصر غذایی توسط گیاه محیط ریشه بایستی همیشه مرطوب بوده و این رطوبت با مواد غذایی مورد نیاز گیاه همراه باشد. در اینصورت جمع آب و مواد غذایی بصورت محلول غذایی تهیه شده و به محیط ریشه ها منتقل می گردد. اینکه این محلول غذایی در چه دفعاتی به محیط ریشه برسد بستگی به روش تهیه بستر دارد.

در سیستم N.F.T محیط ریشه خالی و اطراف آن را صرفا هوا فرا گرفته و محلول غذایی همراه با اکسیژن لازم به عمق 3 تا 5 میلیمتر بطور مرتب از ناحیه انتهای ریشه ها عبور می کند در این روش چون نیاز به جریان دائم محلول غذایی هست و مراقبت های مکرر و  هوا دهی ریشه ها ضروری می باشد، برای استفاده در منازل مناسب نبوده توصیه نمی گردد. برای کاهش زمان آبیاری و سر کشی ها و مراقبت های مکرر و اینکه بتوان آبیاری را دوره ای کرد و بوسیله دستگاه فرمان سیستم محلول رسانی را هوشمند نمود داخل بستر های کشت را از مواد مصنوعی (نگهدارنده) پر نموده و پس از کاشت گیاه آبیاری انجام می گیرد، مواد مصنوعی محلولهای غذایی را در خود جذب نمود و آنگاه بتدریج در اختیار ریشه قرار می دهند. در نتیجه تا زمان وجود رطوبت در محیط ریشه نیازی به آبیاری نمی باشد.

برای تنظیم دوره آبیاری در این روش ابتدا قبل از کاشت گیاه محیط ریشه ها را کاملا مرطوب نمود، آنگاه دور آبیاری بشرح زیر تنظیم می گردد:

       برنامه شبکه آبرسانی را برای دو تا سه نوبت در روز و برای مدت یک تا سه نوبت در روز و برای مدت یک تا دو دقیقه به دستگاه فرمان  منتقل نموده تا زمانی که بذور کاشته شده سبز گردد و یا نهالها و قلمه ها ریشه نماید، آنگاه برنامه آبیاری را مطابق با مراحل رشد گیاه که نیاز به محلول غذایی آن کم کم افزایش می یابد بتدریج به 2 تا 5 دقیقه در هر نوبت افزایش داده و دور آبیاری نیز از 3 تا 4 نوبت در روز منظور می گردد. این تغییرات معمولا برای سبزیجات هر دو تا سه هفته یکبار لازم است انجام گردد در صورتیکه برای پرورش گلها این تغییرات خیلی مورد نیاز نمی باشد.

برای تنظیم دور آبیاری عوامل دیگری نیز موثر است که در مبحث میزان مصرف محلولهای غذایی بدان اشاره گردید. نکته قابل ذکر در طول دوره آبیاری تجمع نمکها در محیط ریشه است که در اثر آن بتدریج EC محیط افزایش می یابد که با آب شویی رفع خواهد شد. البته هرچه دور آبیاری کوتاهتر و تعداد دفعات آن بیشتر شود تجمع نمک ها در محیط ریشه کمتر و EC محیط نیز بکندی افزایش می یابد. همچنین هر چه مسیر های کاشت اعم از لوله یا نیم لوله یا ناودانی طولانی تر باشد طبعا مواد پر شده داخل آنها زیادتر می شود که در این حالت نیاز به افزایش زمان آبیاری می باشد.

2- تنظیم شرایط اقلیمی: چنانچه محل نگهداری آوند کشت در فضای مسکونی و یا اداری باشد طبیعی است که این فضاها از نظر دما و رطوبت مطابق با نیاز انسانها است که خوشبختانه با نیاز پرورش گلها و برخی سبزیجات و تولید نشاء نیز تطابق دارد، لذا از این بابت مشکل چندانی وجود نخواهد داشت مگر تامین نور که بیشتر برای کاشت سبزیجات و تولید نشاء مورد نیاز است. که در این رابطه باید از هر امکان تابش نور در فضای محل استقرار آوند کشت استفاده کرد.

1-2.دما: معمولا دمای ایده آل محیط گیاهان بین 20 ال 25 درجه سانتی گراد می باشد. اگر این دما حداکثر 5 درجه کمتر یا بیشتر بشود مشکلی برای رشد گیاهی ایجاد نخواهد کرد، زیرا با توجه به دمای ایده آل مورد نیاز گیاهان ملاحضه می شود که این میزان دما برای اغلب گیاهان بالاخص گیاهان مورد نظر مناسب می باشد و ایجاد سیستم حرارتی در زمستان و یا سیستم خنک کنندگی در تابستان بطور اختصاصی برای پرورش گیاهان آوند کشت در منزل ضرورتی ندارد، ضمن اینکه دمای موجود علاوه بر تامین نیاز دمایی فضای اندام های هوایی گیاهان کاشته شده دمای مناسب برای محلول غذایی و محیط ریشه ها را نیز تامین می نماید.

2-2.نور:بسیاری از گلهای آپارتمانی نیاز چندانی به نور مستقیم آفتاب نداشته و در نور غیر مستقیم بخوبی پرورش سبزیجات و یا تولید نشاء های مرغوب حتما به نور خورشید نیاز می باشد. در این رابطه می توان از فضای نورگیر ها و یا تابش نورهای پشت پنجره ها و یا فضای تراسهای منازل آپارتمانی استفاده نمود. ولی در صورتی که الزام به تولید در فضای مسقف آپارتمانی یا محیطهای مشابه می باشد می توان با علم به نور مورد نیاز گل یا سبزیجات کاشته شده لامپهای مخصوص ایجاد نور مصنوعی تهیه و در بالای فضای کشت شده با استفاده از تکیه گاه مناسب تعبیه نمود و به اندازه مورد نیاز آنها را روشن نمود.

برای کاهش نور اضافی در محلولهایی که نور مستقیم و اضافی وجود دارد می توان با استفاده از نایلونهای UV دار و یا فایبر گلاس میزان عبور نور آفتاب را کاهش داد.

3-2. رطوبت و تهویه: رطوبت موجود در فضای مسکونی معمولا بیش از 50% حجمی می باشد که اگر چه این میزان کافی نیست ولی رطوبت قابل استفاده و مناسبی برای اکثر گلها و سبزیجات می باشد.

در زمینه تهویه برای پرورش گیاهان گلخانه ای اگر چه هدف خنک نمودن محیط و همچنین تامین CO2 لازم و یا کاهش رطوبت قابل استفاده و مناسبی برای اکثر گلها و سبزیجات می باشد.

در زمینه تهویه برای پرورش گیاهان گلخانه ای اگر چه هدف خنک نمودن محیط  و همچنین تامین CO2 لازم و یا کاهش رطوبت اضافی می باشد ولی همانطور که اشاره شد در محیطهای مسکونی و یا اداری همه این عوامل بمیزان مناسبی فراهم می باشد لذا تهویه خاصی برای گلهای آپارتمانی مورد نیاز نمی باشد. مگر برای گیاهانی که نور پسند می باشند و نیاز به تهویه بیشتری دارند.

ج-برداشت:

1- برداشت سبزیجات: معمولا سبزیجات کشت شده را از نظر برداشت می توان به دو دسته تقسیم بندی نمود یک دسته از سبزیجات که می توانند چندین بار برداشت شوند مثل تره و یا نعناع که می توان آنها را با تراکم بیشتر کاشته و فقط به اندازه نیاز روزانه برداشت نمود تا اینکه با آخرین برداشت، قسمت برداشت شده اولیه آماده مصرف مجدد می گردد.

در کاشت صیفی جات مثل گوجه فرنگی به تدریج و در طول سال میوه از آن برداشت می گردد.چنانچه بوته ها نیاز به قیم و یا داربست نمودن داشته باشند با استفاده از اهرمهای که دربالای بوته نصب شده است بوته ها نصب شده است بوته ها داربست می شوند ضمن اینکه لامپ مخصوص ایجاد نور مصنوعی نیز در بالای بوته ها به اهرم مربوطه نصب گردیده است.

در کاشت سبزیجاتی که برای یک نوبت برداشت می گردند مثل تربچه و ریحان میتوان به طور متوسط به ازاء یک تا دو ماه یک بار کاشت و برداشت نمود ومجددا اقدام به تکرار کاشت و یا سبزیجات دیگر نمود.

2- برداشت نشاء:چنانچه کاشت نشاء انجام گرفته باشد، برداشت نشاءها می تواند یکجا و یا بر حسب نیاز طی چن نوبت و با فاصله زمانی کوتاه همه آنها برداشت شود. بسته به نوع بستر ممکن است ریشه نشاء از مواد مصنوعی جدا شود و یا همراه مواد بستر مثل مکعبهای پشم سنگ منتقل شوند که البته انتخاب نحوه برداشت نشاء به میزان حساسیت گیاه(به جدایی ریشه از مواد مصنوعی یا قطع ریشه ها) نیز بستگی دارد

3- گلهای پرورشی: گلهای کاشته شده در آوند کشت و نگهداری آنها در آپارتمانها و یا فضای اداری اغلب جنبه تزئینی داشته و نیازی به برداشت ندارد. در مواردی ممکن است از گلهای کاشته شده قلمه یا نهال و یا پیاز های تکثیر شده نیز برداشت شود. ولی اگر هدف از نگهداری آوند کشت پرورش گلها بصورت اقتصادی و تجاری باشد و قرار است آئند کشت را بعنوان محلی برای تکثیر گلها به شیوه های گوناگون از جمله استفاده از گل بریده آن منظور نمود.می توان در نواحی مسکونی اجرای آوند کشت را باسطح کمتری نزدیک به 20 تا 50متر مربع برای استفاده از گلهای شاخه بریده آن در وضعیت تجار انجام داد حتی برای تنوع بیشتر در تعدد کشت گلها و یا انواع گیاهان دیگر مثل گیاهان آبزی که به صورت آکواریومی پرورش می یابد می توان آوند کشتهایی در دو یا سه طبقه تهیه و یا به صورت پلکانی آنها را مستقر نمود.

در مواردی که در اماکن مسکونی فضای مناسبی وجود نداشته باشد حتی می توان با استفاده از یک یا چند گلدان به صورت تک واحدی به پرورش گلها به روش کشت بدون خاک ادامه داد.

د- آماده سازی آوند کشت برای کشت بعدی:با پایان یافتن استفاده از آوند کشت، در صورتی که گیاهان کاشته شده دارای ریشه های انبوه نبوده و موارد مصنوعی بستر خیلی دچار آلودگی نشده باشد می توان با چند بار آبشویی و سپس ضد عفونی آن بهمراه شبکه های آبرسانی با بخار آب آنها را برای کشت بعدی آماده نمود، در غیر این صورت کلیه مواد مصنوعی بستر تخلیه و در طی مدتی که آوند کشت بدون کاشت می باشد کلیه مسیر های محلول رسانی و بستر ها با بخار آب و یا آب کاملا جوش ضد عفونی گردد.آنگاه پس از خشک شدن در زمان مورد نیاز بستر ها را از مواد دانه بندی شده و یا از پشم سنگ پر نموده تا محیط برای کشت بعدی آماده شود.

اثرات طرح پخش سیلاب بر نفوذپذیری و حاصل خیزی خاک

اثرات طرح پخش سیلاب بر نفوذپذیری و حاصل خیزی خاک :

 کمبود آب در مناطق خشک و نیمه خشک یک معضل عظیم و بحرانی می باشد. در حال حاضر این مشکل به شکلهای گوناگونی این مناطق را تهدید می کند. راههای مختلفی جهت مبارزه با این معضل وجود دارد که کشورهای درگیر به روشهای مختلف و با مدیریت های گوناگون با آن برخورد می کنند. در حال حاضر برای استحصال آب با اهداف مورد نظر در ایران از روشهای مختلفی استفاده می شود. یکی از این روشها بهره برداری از سیلابها با استفاده از روش پخش سیلاب بر آبخوانها است. که مراحل تحقیقات تکمیلی و پایش عملکردهای آن در زمینه های مختلف در دست انجام می باشد. این طرح با هدف جمع آوری آب، کاهش فرسایش خاک و بهتر کردن پوشش گیاهی و با نگرشی چند منظوره به اجرا گذاشته شد. علیرغم گذشت شش سال از اجرای این طرح تاکنون هیچگونه ارزیابی مدون و سیستماتیکی برای بررسی دقیق اثرگذاری سیستم بر روی عاملهای اکولوژیکی انجام نشده است. این تحقیق در جهت رسیدن به بخشی از اهداف در زمینه ارزیابی اثرات اجرای طرح پخش سیلاب بر آبخوان آب باریک بم بر روی خصوصیات خاک و با تاکید بر حاصلخیزی خاک پیشنهاد و با تکیه بر استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی و استفاده از تصاویر ماهواره ای به مرحله اجرا گذاشته شد. محدوده پخش سیلاب آب باریک در حاشیه کویر لوت در واریزه های حاصل از سلسله جبال بارز قرار دارد. برای انجام این تحقیق نمونه برداری خاک جهت اندازه گیری ازت، فسفر، پتاسیم، pH، کربن آلی و EC همراه با اندازه گیری عمق رسوب منتقل شده و نفوذپذیری در محدوده پخش سیلاب در عرصه شاهد در اطراف این محدوده انجام گردید. نتایج نشان می دهد که عمق رسوب، نفوذپذیری، فسفر و کربن آلی در حد معنی داری افزایش یافته اند. در فواصل بین خاکریزها نیز تغییرات معنی داری در میزان هر کدام از این عوامل دیده می شود. به طور کلی نتایج این تحقیق نشان می دهد که وضعیت خاک در مجموع بهتر شده است. این وضعیت شامل افزایش حاصلخیزی خاک و بهتر شدن بافت خاک در اثر رسوب گذاری در بهبود نگهداشت رطوبت می باشد.

استفاده از مواد جاذب رطوبت پلیمری در کشاورزی به منظور افزایش ذخیره رطوبت خاک

استفاده از مواد جاذب رطوبت پلیمری در کشاورزی به منظور افزایش ذخیره رطوبت خاک

چکیده :

یک روش جدید در پرورش گیاهان استفاده از پلیمرهای مصنوعی ژل شکل برای نگهداری آب در خاک ، به ویژه در خاک های ماسه ای است . به تازگی یک سری از این پلیمرها ، که شامل فرمول های جدید اصلاح کننده خاک می باشند ، برای تولید محصولات کشاورزی به خصوص برای استفاده در شرایط آب و هوایی خشک و نیمه خشک گسترش یافته است . نقش این مواد افزایش ظرفیت نگهداری آب ، خاک است مه به وسیله آزمایش های مزرعه ای و گلخانه ای به اثبات رسیده است (جانسون ، 1984) . تولید محصول در خاک های درشت بافت بیشتر به دلیل ظرفیت نگهداری کم آب و تلفات آب به عمق ( به علت نفوذ زیاد ) محدودیت پیدا می کند که سبب کاهش بهره دهی مصرف آب و کود به کار برده شده ، توسط گیاهان می گردد ( سیواپالان ، 2001 ) . هیدروژل های معمول در کشاورزی و باغبانی ذرات جامدی بوده که دارای ظرفیت 1500 - 400 گرم آب در هر گرم هیدروژل می باشد ( بومن و اونز ، 1991 پتروسون ، 2002 ) از این رو در مناطق خشک و نیمه خشک به دلیل کمی بارندگی و روبه رو بودن با مشک کم آبی حفظ و نگهداری آب خاک از اهمیت ویژه ای برخودار است ، تحقیقات برای استفاده از این اصلاح کننده های خاک مورد توجه واقع شده است .

کلمات کلیدی : پلیمر جاذب رطوبت شبکه ای ، ذخیره رطوبت ، رشد

ساختمان شیمیایی عمومی پلیمرهای جاذب

اختلاف در اثرگذاری هیدروژل ها به ساختمان شیمیایی آن ها بستگی دارد . دو کلاس معمول هیدروژل هایی که امروزه به کار برده می شوند شامل پلیمرهای طبیعی و مصنوعی است . پلی ساکاریدها ، هوموس ها ، پلی یورونیدها و آلجینیک اسیدها نمونه هایی از پلیمرهای طبیعی هستند . هیدروژل های مصنوعی نوع اصلی برای مقاصد باغبانی و زراعی هستند . پلیمرهای مصنوعی شامل دو گروه پلیمرهای قابل حل و غیرقابل حل در آب هستند . پلیمرهای مصنوعی را برای جلوگیری از انحلال آن ها در آب به صورت شبکه ای تبدیل می کنند . پلیمرهای جاذب رطوبت پلیمرهای شبکه ای غیرقابل حل در آب هستند .

علت قدرت بالای جذب آب به وسیله این مواد قرار داشتن گروه های قطبی در داخل زنجیره و در ساختمان پلیمر است ( والیس و تری ، 1998 ) . پلیمرهای هیدروژلی که در کشاورزی به کار برده می شوند ، شامل موارد زیر هستند .

کوپلیمر گرافت استارچ پلی اکریلونیتریل [1] .

کوپلیمر وینیل الکل اکریلیک اسید ( پلی وینیل الکل ها ) [2](CH20HOH-)n .

کوپلیمر اکریلات نمک های اکریل آمید (CH2CHCONH2)n یا پلی اکریل آمیدهای شبکه ای [3] ( پترسون ، 2002 : جانسون ، 1994 ) .

همه این هیدروژل ها در شرایط مناسب که به طور کامل منبسط شوند ، حداقل 95 درصد ذخیره آب قابل دسترس برای جذب گیاه خواهند داشت که در 4-2 = PF ذخیره می شود ( جانسون و ولتکامپ ، 1985 ) . پلیمرهای طبیعی در کمتر از دو ساعت به طور کامل هیدراته می شوند در حالی که پلیمرهای مصنوعی ( PVA ,PAM ) در حدود شش ساعت و یا بیشتر به طور کامل می توانند هیدراته شوند . پلیمرهای مصنوعی به دلیل این که کمتر در خاک تجزیه بیولوژیکی می شوند ، بیشتر از پلیمرهای طبیعی به کاربرده می شوند ( پترسون ، 2002 ) . مطالعات مربوط به PAM ها نشان می دهد که این مواد سمی نبوده و بی خطر هستند ( سیبولد ، 1994 ) .

     تحقیقات نشان می دهد که پلی اکریل آمیدها به اکریل آمیدها شکسته نمی شوند ، اما به نسبت به مولکول های اکریلونیتریل ، دی اکسیدکربن ، منوکسیدکربن ، سیانیدهیدروژن ، نیترات و نیتریت شکسته می شوند ( پترسون ، 2002 ) . ده ها نوع هیدروژل وجود دارد . هیدروژل ها به مدت چندین سال در خاک باقی می مانند ( پترسون ، 2002 ) .  عکسبرداری الکتریکی ( شکل 1 ) نشان می دهد که این مواد در شرایط منبسط شده دارای یک ساختمان سلولی ، با قابلیت ذخیره رطوبت قابل دسترس گیاهان ، در مخازن احاطه شده به  وسیله پل های شش گوشه می باشد . این پل ها به عنوان پایه ساختمانی و سطح انتشاری است که برای آب و بیشتر کاتیون های یک و دو ظرفیتی نفوذپذیر است . این پل ها در ذخیره آب برای فراهم کردن مقاومت فیزیکی در برابر خروج آب از ژل شرکت می کنند . ذخیره آب قابل دسترس به دو روش است . حدود 85-80 درصد در حفره های ریز ذخیره شده و باقیمانده در داخل روزنه های بسیار ریزتری است که البته آن هم قابل دسترس گیاه بوده و تامکش 98 کیلو پاسکال یعنی نقطه ای که حفره ای بزرگتر از هوا پر شوند ، در برابر از دست دادن آب مقاومت می کند ( جانسون و ولتکامپ ، 1985 ) .

ظرفیت نگهداری آب خاک

     وکلمار و چانج (1994) افزایش ظرفیت نگهداری آب را با استفاده از مواد پلیمری جاذب آب در خاک لومی ماسه ای گزارش دادند . جانسون و لا (1990) مشاهده کردند که با مصرف 2/0 و 5/0 درصد از پلیمر جاذب آب در خاک ماسه ای ، ظرفیت نگهداری آب خاک 150 تا 590 درصد افزایش می یابد . العمران ، مصطفی و شلبی ( 1987) بیان کردند که استفاده از مواد جاذب جالما سبب افزایش ذخیره رطوبت در سه نوع خاک ماسه ای ، لوم ماسه ای و رسی می گردد و اثرگذاری آن در خاک سبک بیشتر است . الحربی ، العمران ، شلبی و چادوری ( 1999 ) گزارش دادند که اضافه کردن پلیمر جاذب آب به خاک لومی ماسه ای در محیط کشت خیار ، ظرفیت نگهداری آب به خاک و راندمان مصرف آن را افزایش می دهد که با گذشت زمان این اثر افزایش می یابد . هاترمن ، ریس . زمردی (1999) با اضافه کردن هیدروژل  به خاک های ماسه ای در مقادیر 4/0 ، 2/0 ، 12/0 ، 08/0 ، 04/0 درصد وزنی ، افزایش نگهداری آب را به ویژه با افزایش مقدار هیدروژل در خاک مشاهده کردند . هیدروژل منبسط شده وقتی که به وسیله دستگاه پرژریلیت تحت فشار 15 بار قرار گرفت ، 99 درصد از آب ذخیره شده خود را رها ساخت .

     در حالی که با روش دیگری با استفاده از ماده گلیکول پلی اتیلن و دیالیز کردن پلیمز دارای آب در فشار اسمزی با 4 = PF تنها 50 درصد از آب ذخیره شده در پلیمر رها گردید . تفاوت بین رها سازی آب ذخیره شده در شرایط مختلف هنوز مشخص نشده است . تولید محصول در خاک های درشت بافت اغلب به دلیل ظرفیت کم نگهداری آب خاک و تلفات آب به عمق خاک محدودیت پیدا می کند که سبب کاهش راندمان مصرف آب و کود می گردد . استفاده از مواد جاذب رطوبت سبب می شود مشکل بالا بر طرف شود ( سیواپالان ، 2002 ) .

وزن مخصوص ظاهری خاک

     پترسون به نقل از آزارم در سال 2002 بیان کرد که پلی اکریل آمید وزن مخصوص ظاهری خاک ماسه ای را از 616/1 به 585/1 گرم در مترمکعب و خاک رسی ماسه ای را از 331/1 به 203/1 گرم در مترمکعب کاهش داد ( پترسون ، 2002 ) .وزن مخصوص ظاهری یک خاک آهکی لومی ماسه ای زمانی که با 4/0 درصد هیدروژل تیمار شده بود ، 4/38 - 8/6 درصد کاهش یافت . برآورد شده است که تغییرات هیدروژل ها بر وزن مخصوص ظاهری به دلیل کاهش ظرفیت هیدروژل ها هر سال 15 - 10 درصد کاهش پیدا می کند ( الحربی و همکاران ، 1999 ) . در کل اثرگذاری هیدروژل ها با گذشت زمان کم می شود ( میلر ، 1979 ) .

تغییر ویژگی های شیمیایی خاک

     سیلبربوش ، آدار و دمالاچ ( 1992 ) با استفاده از هیدروژل آگروسک در کشت ذرت مزرعه بیان داشتند که این ماده سبب رهاسازی سدیم به داخل خاک می شود . آزمایش ها نشان داده است ، گیاهانی که به شوری مقاوم هستند ، به این مواد جواب بهتری می دهند . آن ها علت رهاسازی سدیم به وسیله این مواد را وجود این عنصر در ساختمان هیدروژل بیان کردند . به دلیل این که پلیمریزاسیون این ماده در اسیدیته بالا و در حضور یک اسید قوی رخ می دهد ، بنابراین در پایان باید با یک بازخنثی شود که برای رسیدن به این مقصود از سود استفاده می گردد . پیشنهاد می شود که به جای سود از پتاس استفاده شود . با گذشت زمان از مقدار رهاسازی سدیم به وسیله این ماده کاسته می شود .

     فلتا و العمران ( 1995 ) طی یک آزمایش گلخانه ای ،اثر دو فاصله آبیاری ( 5 و 10 روزه ) را بر عمل یک اصلاح کننده جاذب آب در مقادیر مختلف و در خاک های آهکی لومی ماسه ای بر روی ویژگی های شیمیایی خاک بررسی کردند . فاصله آبیاری اثری بر روی ویژگی های شیمیایی خاک نداشت . مصرف این ماده اسیدیته خاک را در دو عمق 10 - 0 و 20 - 10 سانتی متری خاک در مقایسه با شاهد به طور معنی داری افزایش داد . هدایت الکتریکی در لایه بالایی خاک تیمار شده بالاتر از شاهد بوده و در عمق پایین تر تفاوت معنی داری با شاهد نداشت . مصرف این ماده سبب افزایش استخراج روی و کاهش آهن و منگنز قابلاستخراج لایه بالایی خاک گردید . استخراج مس و پتاسیم تحت تأثیر این ماده قرار نگرفت .

پاسخ پلیمرهای جاذب آب به نمک ها و کودها

     ظرفیت حمل آب به وسیله هیدروژل اغلب موقع اضافه شدن عناصر غذایی به آب و یا محلول هیدروژل ها کاهش می یابد ( بومن و اونز ، 1991 ) . در شرایط آزمایشگاهی ظرفیت حمل آب هیدروژل ها به وسیله مصرف آب دیونیزه شده تعین می شود . محلول های کودی دارای پتاسیم و آمونیوم ( کاتیون ها یک ظرفیتی ) مقدار جاذب آب هیدروژل PAM را تا 75 درصد کاهش می دهد . مصرف کلسیم ، منیزیم ، آهن و غیره ( کاتیون های دو ظرفیتی ) مقدار جذب آب را تا 90 درصد کاهش می دهد ( پترسون ، 2002 ) .

در تحقیقی که به وسیله بومن و اونز در سال 1991 انجام شد ، کاربرد کلسیم به فرم نیترات کلسیم مقدار آبی را که هیدروژل پلی اکریل آمید می توانست نگهداری کند ، به طور معنی داری کاهش داد . واکنش آب گریزی این هیدروژل که با نیترات کلسیم مخلوط شده بود ، به وسیله مصرفی پی در پی پتاسیم ( شستن پی در پی با نیترات پتاسیم ) کاهش یافت . هیدروژل ها دارای تعداد گروه k-coo+ هستند که ممکن است به صورت نمک رفتار کرده و سبب افزایش جذب آب به وسیله آن ها شود . ممکن است کاتیون های چند ظرفیتی به طور فعال مولکول های آب را در مکان های باردار اطراف و داخل پلیمر از جا کنده و جانشین آن شوند ( وانگ و گریک ، 1990 ) .

در تحقیقی دیگر ، هر سه نوع هیدروژل بیان شده ( PAM , PVA , SCP ) کاهش مقدار جذب آب را نشان دادند اما SCP کمتر تحت تأثیر اضافه کردن ترکیب های کودی قرار گرفت . با این حال SCP ها نمی توانند به اندازه گروه هیدروژل پلی اکریل آمید آب را جذب کنند . با بررسی سه گروه هیدروژل معلوم شده است که گروه PAM ها بزرگ ترین ظرفیت بافری را در خاک دارند و بنابراین آن ها به طور معنی داری قادر به نگهداری مقدار بیشتری از آب در شرایط مختلف هستند ( جانسون ، 1984 ) . در برخی موارد یک عنصر مانند نیتروژن با یک فرمول به وسیله هیدروژل نگهداری شده ، ولی با فرمول دیگر نگهداری نمی شود .

هنگام استفاده از این مواد در کشت گوجه فرنگی مشاهده کردند که آمونیوم CNH4+ نگهداشته شده در سطح خاک در مقایسه با شاهد افزایش پیدا کرد اما زمانی که نیترات به هیدروژل اضافه شد ، مقدار آبشویی نیترات در همه تیمارها یکسان بود . اختلاف پاسخ به دو فرمول از نیتروژن می تواند به اختلاف بار ، یون مربوط باشد و در نتیجه اختلاف انحلال را به وجود آورد . پترسون در سال 2002 به نقل از هندرسون و هنسلی بیان کرد که پلیمرها هنگامی که دهیدارته می شوند مقدار بیشتری از کاتیون ها را نگهداری می کنند و زمانی که دوباره هیدراته می شوند ، نسبت به قبل آب کمتری را در خود نگه می دارند . بیشتر هیدروژل ها PH بالا دارند . PH بالا رشد برخی از گیاهان را کاهش می دهد ( وفورد ، 1989 ) . نگهداری نیترات و آمونیوم در واسطه کشت گوجه فرنگی با افزایش مقدار مصرف هیدروژل افزایش می یابد . غلظت نیتروژن نیز در برگ های گوجه فرنگی نسبت به شاهد افزایش می یابد ( برس و وستون ، 1993 ) . استفاده از هیدروژل ها در خاک های ماسه ای درشت بهترین نتیجه را در مقایسه با خاک های دیگر خواهد داشت که می تواند به دلیل ظرفیت نگهداری کاتیونی کمتر این خاک ها نسبت به خاک های دیگر باشد . به طور کلی هیدروژل PAM بیشترین قابلیت را در جهت کاربرد وسیع دارا است و توانایی بالایی برای ایفای نقش خود در شرایط شور دارد ( پترسون ، 2002 ) .

گرفتن و رهاسازی عناصر غذایی

     زمانی که عناصر غذایی همراه با پلیمرهای جاذب آب مصرف شوند ، قادر به افزایش دادن رشد گیاه هستند و عناصر غذایی مورد نیاز گیاه را آزاد می کنند . مک گردی و کوتر در سال 1987 ، با اضافه کردن فسفر به هیدروژل ، افزایش رشد نهال را در فلفل مشاهده کردند . پترسون در سال 2002 به نقل از فینچ ساویج ، بیان کرد که با اضافه کردن فسفات سدیم به هیدروژل افزایش رشد در گیاه کاهو و پیاز مشاهده شد .اندازه پیاز بالغ افزایش پیدا نکرد اما متوسط اندازه کاهو افزایش یافت پترسون در سال 2002 به نقل از وانگ گزارش داد که هدایت هیدرولیکی آب شسته شده از یک واسطه بدون خاک مخلوط شده با هیدروژل کاهش یافت که بیانگر این مطلب بود که هیدروژل بیشتر کودها و نمک های اضافه شده را در خود نگه داشته است .

     گل چینی ( Lygustrum lucidum ) زمانی که در یک واسطه مخلوط شده با هیدروژل کشت شد توانست بدون آبیاری به مدت طولانی دوام پیدا کند . همچنین سطح نیتروژن و پتاسیم در بافت گیاه افزایش یافت ولی کمبود کلسیم و منیزیم و آهن در مقایسه با واسطه ای که هیچ هیدروژلی نداشت مشاهده شد ، فقدان کاتیون های دو ظرفیتی در بافت گیاه به این دلیل بود که آن ها به وسیله هیدروژل نگهداشته شده و قابل وصول برای گیاه نبودند ( تایلور و هالفیس ، 1986 ) . طول عمر و اثرگذاری هیدروژل ها زمانی که با ستون عمیق تری از خاک مخلوط گردند کاهش می یابد . به دلیل این که کاتیون ها در قسمت عمیق تر پروفیل خاک وجود دارند . هیدروژل ها اندازه خاک دانه ها را افزایش می دهند(پترسون، 2002).

تأثیر پلیمرهای آب دوست بر روی جوانه زنی

     در برخی موارد ، سرعت جوانه زنی در زمانی که پلیمرهای آب دوست به خاک اضافه شوند به دلیل افزایش آب قابل دسترس افزایش می یابد . با آزمایش هایی که بر روی نخودفرنگی و نخود انجام گردیده ، دیده شده است که در صورتی که مقدار آب خاک کاهش پیدا کند ( در نواحی خشک و نیمه خشک ) جوانی زنی کم می شود . در یک سری آزمایش ها دیده شد که هیدروژل مخلوط شده با خاک به جوانه زنی جو و گندم و کاهو کمک می کند اما مصرف سطوح بالای هیدروژل مخلوط شده با خاک ( 5/0 درصد ) از جوانه زنی کاهو می کاهد ( پترسون ، 2002 ) . در تحقیقات دیگری اضافه کردن هیدروژل به دانه چغندر ، جوانه زنی و رشد ریشه را در خاک های ماسه ای بهبود بخشید ( دسکترو میاموتو ، 1959 ) .

     اضافه کردن هیدروژل ها به خاک سبب کم کردن مدت زمان جوانه زدن بذر می شود . کاهش زمان جوانه زدن بذر می شود . کاهش زمان جوانه زدن بذر رشد ذرت را در خاک های سردی که سرعت جوانه زدن پایین است ( کمتر از 10 درجه سانتی گراد ) سرعت می بخشد . استفاده از این مواد برای بقاء دانه های جوانه زده و جلوگیری از خشکی گیاه مفید است . در تحقیقی دیگر دیده شده است که بذر گوجه فرنگی در اختلاط با هیدروژل با سرعت بیشتری جوانه می زند . اضافه کردن هیدروژل ها به خاک سرعت جوانه زنی درختان کاشته شده در سودان را افزایش نداد اما به طور معنی داری بقاء درختان جوانه زده را ( 40 درصد ) افزایش داد . در تحقیقی دیگر مشاهده شد که فرم پلی اکریل آمید در جوانه زدن یونجه اهمیت دارد . هیدروژل دانه ای اثری در کاهش جوانه زنی نداشت در حالی که هیدروژل پودری سبب کاهش جوانه زنی آن شد . هیدروژل ها می توانند با فراهم کردن آب زیاد به بذرها آسیب برسانند . سود حاصل از زیاد بودن آب قابل دسترس ممکن است با خطر خفگی حاصل از عدم انتقال اکسیژن بین بذر و خاک مقابله کند ( پترسون ، 2002 ) . در برخی موارد این مواد سرعت جوانه زنی را در بعضی از گیاهان کاهش داده و یا هیچ اثری بر روی جوانه زنی بذر نداشته اند ( هندرسون وهنسلی ، 1986) . بردال و براکر (1980) اثر هیدروژل ها را روی جوانه زنی Russian widlrye آزمایش کرده و هیچ اختلاف معنی داری بین تیمار و شاهد مشاهده نکردند .

     هندرسون و هنسلی (1987) مشاهده کردند جوانه زنی بذرهای اقاقیا و درخت قهوه با پوشش هیدروژل واکنش منفی از خود نشان داد . کاهش جوانه زنی به فقدان انتقال اکسیژن بین خاک و دانه مربوط می شد . در باقلا هنگامی که بذر با هیدروژل پوشیده شده بود سرعت جوانه زنی کاهش پیدا کرد . مقدار معین از هیدروژل سرعت جوانه زنی را افزایش می دهد در حالی که با افزایش مقدار هیدروژل جوانه زنی متوقف می شود ( پترسون ، 2002 ) .

اثرات پلیمر جاذب رطوبت روی استقرار و بقاء نهال و نشاء

     هیدروژل ها در پروژه های آبادسازی مزارع ، تولید و استقرار گیاهان یک ساله به کار برده می شوند . گیاهان کشت شده در واسطه های رشد همراه با هیدروژل ها پاسخ های متفاوتی داشته اند . برای نمونه به نظر می رسد که اضافه کردن هیدروژل ها در کشت گیاهانی که به آب قابل دسترس بیشتری نیاز دارند ، مفید باشد اما واکنش های منفی زمانی رخ می دهد که در محیط هایی که به طور طبیعی مرطوب هستند گیاهان خشکی پسند همراه با هیدروژل ها کشت شوند ف گیاهان در مراحل مختلف رشد پاسخ های میژه به خود را در تیمار با هیدروژل نشان می دهند . هیدروژل ها برای استقرار نهال و نشاء در مناطق خشک آفریقا و استرالیا ، به منظور افزایش بقاء گیاهان به کار برده شده اند . گونه های درختی که کمتر به خشکی مقاوم هستند به طور قابل توجه ای با مخلوط کردن پلیمر جاذب آب با خاک پاسخ مناسب نشان می دهند . در گیاهان افرا و لوبیای قرمز زمانی که هیدروژل به محیط کشت اضافه شد وزن خشک کل گیاه افزایش یافت در حالی که در گونه های مقاوم به خشکی Grevillea robusta , Flindersia austalis وزن خشک کل گیاه تغییر معنی داری نشان نداد . درخت اوکالیپتوس در سودان با هیدروژل های PAM و PVA در خاک های ماسه ای کاشته شد . در زمانی که آبیاری قطع گردید سرعت بقاء و استقرار درختان تیمار شده دو برابر درختان تیمار نشده بود . با کم کردن مقدار آبیاری سرعت بقاء از 1/1 تا 6/1 برابر در تیمارها افزایش یافت . در مجموع آبیاری کردن به مقدار مناسب سبب کاهش شک در گیاهان می شود . میزان بقاء Allepo pine در خاک تیمار شده با 4/0 درصد هیدروژل در مقایسه با کنترل دو برابر بود . زمانی که آبیاری قطع گردید هیدروژل مدت زمان قابل دسترس بودن آب را برای گیاه دو برابر شاهد کرد . با کشت گیاه Pinus helpensis که در خاک تیمار شده با هیدروژل و در شرایط خشکی قرار داده شد ، گیاه بعد از 19 روز و در شاهد بعد از 5 روز از بین رفت . در همین گیاه رشد ریشه های فرعی نیز در تیمار هیدروژل افزایش یافت . نهال Pinea Pinus تیمار شده 4/1 تا 2 برابر از نظر زمانی نسبت به شاهد و در شرایط مزرعه بقاء یافت ( هاترمن و همکاران ، 1999 ) . جرینگ و لوییز (1980) ضمن بررسی اثر هیدروژل ها در گیاه آهار و همیشه بهار در آزمایش های گلخانه ای بیان کردند که این مواد خاک تنش ناشی از کمبود آب را در گیاه کاهش داده و زمان رسیدن به نقطه پژمردگی را افزایش می دهد و از تکرار آبیاری و مقدار کل آب مصرفی می کاهد . وودهاوس و جانسون (1991) با استفاده از مواد جاذب رطوبت در خاک های ماسه ای و شرایط آبیاری محدود در کشت کاهو و جو مشاهده کردند که فاصله بین ظرفیت زراعی و آغاز پژمردگی را افزایش می دهد و از تکرار آبیاری و مقدار کل آب مصرفی می کاهد . هیدروژل ها به طور معمول برای استقرار گیاهان رطوبت دوست کشت شده و در شرایط خشکی بیشترین سود را دارند ( پترسون ، 2002 ) . مخلوط هیدروژل ها با واسطه ماسه ای در کشت گوجه فرنگی ( هندرسون و هنسلی ، 1986 ) و کاهو و تربچه و گندم ( جانسون ولا ، 1990 ) وزن خشک و زمان قطع آبیاری تا پژمردگی را افزایش داد . زمانی که هیدروژل به واسطه کشت در دو گیاه Azalia و Scaklete اضافه شد ، سبب افزایش رشد و بقاء گیاه گردید . گیاهان یک ساله حساس به خشکی مانند Petunia در شرایط خشکی به خوبی واکنش نشان دادند و تعداد گل ها و وزن خشک آن ها افزایش یافت . واکنش گیاهان رطوبت دوست به هیدروژل ها بعضی مواقع در مزرعه و یا در ظروف کشت منفی بوده است . مخلوط هیدروژل به محیط کشت گیاه European birch کاهش توده گیاه و مقدار آب قابل دسترس را نشان داد .

     پس از بررسی فقدان آب قابل دسترس به مقدار نمک های محلول در محیط نسبت داده شد (پترسون 2002 ) که علت آن قرار گرفتن کاتیون ها به جای مولکول های آب در پلیمر بیان شده است (وانگ و گریگ ، 1990 ) . اوستین و بنداری در (1992) مشاهده کردند که بعد از 11 سال تحقیق هیدروژل هیچ افزایشی را در رشد Bluebery نشان نداد  و در بعضی موارد گیاه جوان را از رشد بازداشت که دلیل آن وجود مقدار نمک زیاد در خاک بیان گردید . اضافه کردن هیدروژل به خاک گیاهان خشکی پسند چند ساله ( مربوط به رژیم های خشک ) مانند Vinca هیچ واکنش خوبی به افزایش آب خاک نشان نداد . هیدروژل های در خاک اثرات نمک ها را کاهش می دهند . افزایش غلظت نمک ها می تواند رشد کم و ایجاد برگ های بد شکل را در گیاهان باغبانی موجب شود . در یک تحقیق اضافه کردن هیدروژل به محیط کشت با غلظت های مختلف نمک قوه حیات را افزایش داد . پلیمر آب دوست ممکن است که درجه حرارت خاکدانه های خاک را کاهش دهد . مصرف هیدروژل می تواند ریشه ها را در طول روزهای تابستان گرم خنک تر نگه دارد . اغلب مصرف مقادیر پیشنهاد شده به وسیله شرکت های تجاری برای پاسخ گیاه کافی نیست و به مقدار بیشتری از این ماده نیاز است .

     در تحقیقاتی که سیلبربوش ، آدار و دمالاچ در سال 1993 انجام دادند دریافتند که استفاده از هیدروژل ها سبب افزایش رشد محصول ذرت شده و افزایش رشد گیاه با زیاد شدن مقدار مصرف هیدروژل رابطه مستقیم داشت . آن ها بیان کردند که هنگام استفاده از هیدروژل ها باید به نوع سیستم آبیاری نیز توجه کرد . آن ها برای کشت ذرت از سیستم آبیاری قطره ای استفاده کرده و مشاهده کردند که مقدار آب بیشتری در اطراف خروجی های سیستم آبیاری ذخیره می شود و نقاط دورتر خروجی ها از دریافت آب بهره کمی می برند . در نتیجه در این نقاط رشد گیاه کمتر از نقاطی است که خروجی ها قرار دارند . این مشکل با تغییر سیستم آبیاری قطره ای به سیستم آبیاری بارانی قابل حل است .

طی آزمایش هایی بر روی گیاه خیار و با استفاده از مواد جاذب رطوبت سطح برگ خیار و وزن تر و خشک آن افزایش یافته اما هر سال این نسبت در مقابل سال بعد کم می شود . یعنی این که اثر این ماده با گذشت زمان در آزمایش  های گلخانه ای کم شده و هر سال 15 - 10 درصد از فعالیت آن کاسته می شود . کاهش وزن مخصوص ظاهری خاک نیز هر سال کمتر می گردد.

     چودهاری ، تاهیرا ، احمد ، خان و احمد (1995) پس از بررسی اثر سه اصلاح کننده جاذب آب در خاک به مقدار 5/0 درصد وزنی در خاک ماسه ای و لومی رسی در کاشت ذرت و سویا مشاهده کردند که پلیمرها تأثیر قابل توجه ای بر روی افزایش جوانه زنی ، ارتفاع گیاه و بقاء در دو گیاه ذرت و سویا دارند . با مصرف بیشتر پلیمر این تأثیر در خاک لومی رسی و در گیاه سویا در خاک ماسه ای بیشتر است .

     وفورد(1989) گزارش داد که در کلرادو حدود یک میلیون نشاء یک ساله با استفاده از پلیمر جاذب رطوبت کاشته شد . وی همچنین مجموعه گزارش هایی از تأثیر مثبت مواد جاذب رطوبت بر افزایش مقدار محصول و یا اندازه میوه ها ، تعداد گل ها و یا بلوغ زودرس گیاه در انواع صیفی جات ، بقولات ، غلات و یا گیاهان زینتی و درختان میوه در ایلات متحده آمریکا داده است .

طریقه مصرف پلی اکریل آمیدهای شبکه ای در بستر گیاه

     بیشتر شکست ها در غرب ایلات متحده در مصرف نواری پلیمرهای جاذب آب شبکه ای ، در ردیف های کشت و یا همراه کشت دانه های محصول های زراعی با سیستم ریشه ای منشعب ( ذرت ، سویا ، گندم ، حبوبات و غیره ) دیده شده است . روش نواری در نسبت های بالا ( در حدود 160 پوند در ایکر ) در کشت گوجه فرنگی با شکست همراه بوده است . موفقیت زیاد با مصرف نسبت های پایین پلیمر ( 15 پوند در ایکر ) و زمانی که در عمق 20 -10 سانتی متر با خاک مخلوط شوند مشاهده شده است ( وفورد 1989 و 1992 ) . به دنبال تحقیقات این نتیجه به دست آمد که در بیشتر محصول های روش نواری کاربردی ندارد این در حالی است که روش مخلوط کردن پلیمر به طور یکنواخت در داخل زمین عملکرد عالی می دهد .

     گزارش های دریافتی از ایالت پنسیلوانیا نشان می دهد که روش نواری در محصول های زراعی مخصوص فصل سرد مانند گل کلم که سیستم ریشه ای اصلی و کوچک دارند ممکن است عملکرد عالی داشته باشد اما در مورد محصول هایی مانند گوجه فرنگی که سیستم ریشه ای گسترده دارند روش مخلوط با خاک مناسب تر است

اندازه دانه

     تحقیقات نشان می دهد که اندازه کریستال و یکنواختی آن در نتیجه مصرف اهمیت دارد . برای نمونه اندازه استاندارد بزرگ ( 3000-500 میکرون ) و کوچک (500-0 میکرون ) هر دو به یک روش تولید می شوند ولی ویژگی های آن ها متفاوت است . کریستال های بزرگ توده های منفرد ژل شکل را ایجاد می کنند که در فضای بین خلل و فرج های خاک قرار می گیرند در حالی که کریستال های کوچک یک توده چسبناکی را به وجود می آورند  (وفورد ، 1989 ) . از پلیمرهای دانه درشت در خاک های ریز بافت و از پلیمرهای دانه ریز در خاک های درشت بافت استفاده می شود

کاربرد روشهای سنجش از دور و سیستمهای اطلاعات جغراٿیایی در منابع آب و خاک

کاربرد روشهای سنجش از دور و سیستمهای اطلاعات جغراٿیایی در منابع آب و خاک:

مقدمه :

امروزه با پیشرٿت علوم ، استٿاده از ٿن آوری های جدید مانند دریاٿت و پردازش داده ها ( از طریق ماهواره ) ، استٿاده از نرم اٿزار ها و سیستم های پردازش اطلاعات ، نقش مهمی در مدیریت منابع محدود آب وخاک دارد .

استٿاده از اطلاعات سیستم سنجش ازدور ماهواره ای با توجه به ویژگی های منحصر بٿرد آن از قبیل دید وسیع و یکپارچه ، استٿاده از قسمت های مختلٿ طیٿ الکترومغناطیسی برای ثبت خصوصیت پدیده ها ، پوشش های تکراری و سرعت انتقال و تنوع اشکال داده ها ، امکان بکارگیری سخت اٿزار ها و نرم اٿزار های ویژة رایانه ای ، در سطح دنیا با استقبال زیادی روبرو شده است ، و به عنوان ابزاری مناسب در ارزیابی و نظارت ، کنترل و مدیریت منابع آب و خاک ، جنگل ، مرتع ، کشاورزی و محیط زیست بکار گرٿته شده و به مرور بر دامنة وسعت کاربری آن اٿزوده گردیده است .

در یکی دو دهة اخیر ، اٿزایش حجم اطلاعات قابل دسترس و لزوم ترکیب این اطلاعات باعث شکل گیری ٿن دیگری به نام سیستم های اطلاعات جغراٿیایی شده است . سیستم های اطاعات جٿراٿیایی ، نرم اٿزار هایی هستند که زمینة ورود داده ها ، مدیریت و تحلیل آنها و تهیة محصول خروجی را ٿراهم می آورد . امروزه در زمینة آبیاری و زهکشی کاربرد وسیع سنجش از دور و سیستم های اطلاعات جغراٿیایی در مطالعات آبیاری و زهکشی ،‌شوری ، ماندابی اراضی ،‌ مدیریت پروژه های بزرگ آبیاری و ارزیابی عملکرد آنها گزارش شده است .

اساس کاربرد GIS  در آبیاری و زهکشی

داده ها و پارامتر های موجود در شبکه های آبیاری و زهکشی بواسطة وجود جنبه های مختلٿ ٿنی ، مدیریتی ، اجتماعی و اقتصادی ، از گستردگی بسیار زیادی برخوردار است . بطوریکه حجم اطلاعات کاغذی مربوط به یک شبکه از مرحلة مطالعاتی تا بهره برداری می تواند ٿضای مٿید زیادی را از محیط اداری اشغال نماید .

یکی ازموثرترین  راه های حٿاظت ، نظم دهی ، دسترسی آسان و کوچک کردن حجم اطلاعات ، بکار گیری نرم اٿزار های سیستم  اطلاعات جغراٿیایی (GIS) می باشد .

سیستم های اطلاعات جغراٿیایی قادر است کلیة داده ها و اطلاعات مکانی و توصیٿی شبکه های آبیاری را در یک محیط کامپیوتری یکپارچه نماید و به صورت آسان در اختیار کاربران قرار دهد . در محیط های نرم اٿزاری (GIS ) امکان ایجاد لایه های مختلٿ اطلاعاتی شامل :‌‌‌‹‹ تصاویر ››  ، ‹‹ اعداد وارقام ›› و ‹‹‌ متن نوشتاری ››‌ ٿراهم می باشد و می توان بعد از ورود اطلاعات ، بر حسب نیاز ، بخشی از اطلاعات مورد نیاز را ٿرا خواند .

از جملة لایه های اطلاعاتی که می توان در نرم اٿزار هایGIS   قرار داد تصاویر یا طرح های گراٿیکی از شبکه های آبیاری و زهکشی می باشد که عمدتأ شامل نقشه ها و موقعیت های شماتیکی می باشد که از آن جمله می توان به مواردی همچون نقشة کانال ها ، زهکش ها ، نقشة شماتیکی مزارع ، نوع محصولات کشت شده ، نقشة طبقه بندی اراضی و ... اشاره کرد .

قسمت های زیادی از اطلاعات شبکه ها شامل آمار و ارقام می باشد که هر بخش از آنها می توانند لایه ای از اطلاعات را در محیط نرم اٿزاری GIS به خود اختصاص  دهند که شامل اطلاعات کانال ها ، زهکش ها ، چاه ها ، عملکرد محصولات زراعی ، راندمان آبیاری ، وضعیت آبگیر ها و ده ها پارامتر دیگر می باشد .

بخش آخر شامل اطلاعات تٿضیلی یا نوشتاری شبکه های آبیاری و زهکشی می باشد که می توان آنها را نیز در لایه های مختلٿ اطلاعاتی در نرم اٿزار های GIS  قرار داد.

این لایه ها می تواند شرح تٿضیلی وقایع ، اقدامات انجام شده ، روش حل مشکلات ، توصیه های لازم برای راهبری شبکه باشد . کاربر می تواند بر حسب نیاز خود اطلاعات یک لایه یا  اطلاعات لایه های مختلٿ را بطور همزمان مورد استٿاده ویا نقد وبررسی قرار دهد . 

اساس استٿاده از سنجش از دور در آبیاری و زهکشی

کاربرد ٿن سنجش از دور(RS ) در مطالعات مختلٿ مرتبط با آبیاری و زهکشی دارای سه مبنای عمده به شرح زیر می باشد . لازم است هر یک از موارد زیر به صورت جداگانه یا با هم برای کاربرد هایی که در بخش بعد ذکر می شوند برداشت گردند .

الٿ – روندیابی ٿعالیت های آبیاری و زهکشی در سطوح وسیع

ب – شناسایی نوع ومیزان عملکرد محصولات و خطرات شوری اراضی

ج – تهیة نقشة مزارع ، مرز واحد ها و جنبه های حقوقی

برای دستة الٿ ، برداشت تصاویر تکراری مورد نیاز است ، دستة دوم بر مبنای تصاویر چند طیٿی که برای پایش منابع زمینی پیش بینی شده است استوار است و جهت تهیة موارد دستة (ج) بایستی تصاویر با دقت بالا تهیه شوند تا شناسایی عوارض زمینی کوچک نیز امکان پذیر باشند . شایان ذکر است که تصاویر ماهواره ای همیشه ورودی سیستم های اطلاعات جغراٿیایی را تشکیل می دهند ، بدین معنی که پس از برداشت تصاویر ماهواره ای ، آنها در GIS ذخیره ، پردازش و مورد استٿاده قرار خواهند گرٿت .

کاربرد GIS  و RS  در آبیاری و زهکشی

- تهیة نقشه های کاربری اراضی                         

- به روز کردن نقشه های موجود

- مطالعات کشاورزی ، زمین شناسی ، منابع آب سطحی

- بررسی آلودگی آب  

- مدیریت مزرعه ، مدیریت طرح های کلان آبیاری و زهکشی

- کنترل ٿرسایش خاک و کویر زدایی

- تعیین باٿت خاک ، بررسی روند شوری خاک

- تعیین سطح زیر کشت اراضی آبیاری شده

- برنامه ریزی مدیریت منابع آب و ...

 -------------------------------

منابع :

1- دینانی شادی ، محمدی کوروش ، موسوی زاده محمدحسن ، کاربرد سیستم اطلاعات جغراٿیایی در مدیریت بهینة آب مصرٿی شبکه های آبیاری و زهکشی ، 1382، یازدهمین همایش کمیتة ملی آبیاری و زهکشی ایران  .

2- احسانی مهرزاد ، صادقی نیلوٿر ، کاربرد عمومی روش های سنجش از دور و سامانه های اطلاعات جغراٿیایی در منابع آب و خاک ، 1383 ، کارگاه آموزشی GIS و  RS در آبیاری و زهکشی .

3- کمیتة ملی آبیاری و زهکشی ایران ، ٿن سنجش از دور در آبیاری و زهکشی ، 1378 .  

4- وب سایت وزارت جهاد کشاورزی ، گروه GIS, RS  .

5- وب سایت وزارت نیرو ، سیستم اطلاعات جغراٿیایی و ٿن سنجش از دور .