خلاصه تحقیق مقاله تأثیر کوتاه مدت تسطیح اراضی بر فشردگی خاک
چکیده
عمل تسطیح با جابجایی و برش خاک همراه است که در نتیجه تغییراتی در خواص فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک ایجاد خواهد داشت. در تحقیق حاضر، اثر تسطیح زمین با استفاده از یک لولر مجهز به سامانه کنترل لیزری بر خواص فیزیکی و مکانیکی یک خاک نسبتا سنگین (لوم رسی سیلتی) مورد بررسی قرار گرفت. زمین مورد مطالعه در ابعاد 10×10 متر شبکهبندی شد. نمونه‌گیریها در هر یک از نقاط رئوس شبکه انجام گرفت. اثر فشردگی و زمان بر مقاومت خاک و کیفیت شخم مورد ارزیابی قرار گرفت. به منظور مقایسه فشردگی حاصل از تسطیح در زمان های قبل، 3 ماه و 5 ماه پس از تسطیح، مقادیر مقاومت به نفوذ با استفاده از یک فروسنج اندازهگیری و مقایسه شدند. ضمناً پس از تسطیح و در دو زمان 3 و 5 ماه پس از تسطیح، در محدوده بالاترین مقدار برش خاک، شخم انجام گرفت و قطر متوسط وزنی کلوخهها به عنوان شاخص کیفیت شخم تعیین شد. داده ها با روشهای آماری کلاسیک و زمینآمار تحلیل و بررسی شدند و نقشه های تغییرپذیری مکانی متغیرهای اندازهگیری شده با
میانیابی به روش کریجینگ و با استفاده از نرمافزارGS+ ترسیم شدند. نتایج نشان داد که بین مقادیر مقاومت به نفوذ خاک اندازهگیری شده در لایه‌های مختلف، قبل و پس از تسطیح اختلاف معنی دار (05/0 P <) وجود داشت. روند افزایش مقاومت خاک با گذر زمان در بیشتر لایهها مشاهده گردید. اما بین مقادیر قطر متوسط وزنی کلوخهها تعیین شده در دو زمان متفاوت اختلاف معنی داری وجود نشان نداد که احتمالا به علت رطوبت کم خاک در زمان تسطیح، فاصله زمانی کم بین دو زمان نمونه گیری و ارتفاع خاکبرداری کم بود.
کلیدواژه: تسطیح، سامانه لیزری، مقاومت به نفوذ، میانگین قطر وزنی کلوخه
مقدمه
تسطیح اراضی کشاورزی به منظور بالا بردن بازده آبیاری و افزایش کیفی و کمی محصول بدست آمده در توسعه کشاورزی نقش مؤثر دارد و همواره مورد توجه محققین بوده است [17]. کار تسطیح به دقت کاربر ماشین برای کم شدن حجم عملیات نیاز دارد از جمله در مقدار خاکبرداری و خاکریزی و انتخاب مسیر حرکت ماشین، در سیستمهای جدید به کمک کنترل سامانه لیزری این مشکل تا حدی مرتفع شده است. جانیش و همکاران (1987) منافع استفاده از سیستم تسطیح لیزری اراضی را در مصر بررسی کردند ]14[. ایشان دریافتند که صرفه جوئی در هزینه، انرژی و آب مصرفی برای آبیاری از مزایای استفاده از این سیستم میباشد. چون عمل تسطیح با جابجایی و برش خاک همراه است، در نتیجه تغییراتی در خواص فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک خواهد داشته و یکنواختی خواص فوق را در سطح مزرعه از بین می برد [13]. از مهمترین خواص فیزیکی خاک که در امور زراعی اهمیت دارند میتوان به چگالی ظاهری خاک، مقاومت خاکدانهها، توزیع اندازه ذرات خاک، مقاومت به نفوذ و سختی خاک اشاره نمود. معمولأ شاخص مخروطی برای بیان چگونگی فشردگی و مقدار مقاومت نفوذپذیری خاک گزارش می شود. محدوده بحرانی از نظر مقدار شاخص مخروطی برای محیط رشد ریشه گیاه 2 مگاپاسکال می باشد [8]. تحقیقات نشان میدهد که مقاومت نفوذ پذیری خاک به طور معنی داری با تغییر رطوبت و چگالی ظاهری خاک بستگی دارد و این وی‍‍ژگی بر اثر تسطیح افزایش یافته و بمرور زمان بیشتر می شود [12]. میانگین وزنی قطر خاکدانه‌های خاک[1] بعنوان شاخصه ای از کیفیت شخم پارامتر مناسبی برای ارزیابی ساختمان خاک بشمار می رود [15].
برای بررسی بهتر اثر تسطیح و گذر زمان بر خصوصیات ذکر شده خاک تهیه نقشه تغییر پذیری مکانی آنها نیاز می باشد [16]. مطالعات انجام شده تا کنون بیشتر با آمار کلاسیک توجیه گردیده که این علم قادر به توصیف تغییرات مکانی و زمانی نمی‌باشد. زمین آمار شاخه‌ای از علم آمار کاربردی است که با استفاده از اطلاعات حاصل از نقاط نمونه برداری شده، قادر به ارائه مجموعه وسیعی از تخمین‌گرهای آماری به منظور برآورد خصوصیت مورد نظر در نقاط نمونه برداری نشده میباشد [4]. میانیابی روشی برای تخمین مقادیر نامعلوم با استفاده از مقادیر معلوم در نقاط همجوار میباشد. تغییر نما توسط مدل های مختلفی بررسی می شود. نمودارهای تغییر نما با پارامترهای آن یعنی اثر قطعه‌ای[2]، دامنه تاثیر[3]و سقف (آستانه)[4] مشخص می‌شوند و ابزاری است که تغییرات فاصله‌ای یک متغیر خاص را نشان میدهد. همچنین توسط آن میتوان بسیاری از جنبه‌های تغییرپذیری خاک را درک کرد [6]. اعتبار تغییرنما در واقع تخمین هر نقطه نمونه‌برداری شده در ناحیه با استفاده از مقادیر نمونه‌های همسایه، با روش کریجینگ بررسی می شود سپس به منظور درک این نکته که مدل فرضی و پارامترهای آن بدرستی تغییرات فاصله‌ای مقادیر اندازهگیری شده را لحاظ می‌کنند مقادیر تخمینی با مقادیر واقعی مقایسه می‌شوند [3].
در این تحقیق سعی شده است با اندازهگیری برخی خواص فیزیکی از قبیل مقاومت به نفوذ و پایداری خاکدانهها در خاک قبل و بعد از تسطیح در یک زمین زراعی از بعضی اثرات کوتاه مدت تسطیح بر این خواص اطلاعاتی کسب شود و نتایج حاصل از عمل تسطیح از لحاظ آماری بررسی و نقشه تغییرپذیری متغیرها به کمک زمینآمار ترسیم شود.
مواد و روش ها
محل آزمایش
این تحقیق در زمین زراعی مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی اصفهان واقع در جوزدان نجف آباد (لورک) انجام گردید. خاک مورد آزمایش ازگروه تیپیک هاپل آرجید[5] بوده و بافت آن لوم رسی سیلتی[6] با ترکیب 30 درصدرس، 44 درصد سیلت و 26 درصد شن بود [5]. در زمین مورد آزمایش قبلأ گندم کشت شده بود و هیچ گونه عملیات زراعی پس از برداشت تا زمان تسطیح روی آن انجام نشده بود.
زمین مورد مطالعه با شبکهبندی منظم به ابعاد 20*20 مترنشانهگذاری شد [1]. سپس در نقاط نشانهگذاری، اختلاف ارتفاع نقاط با استفاده از ترازیاب (نیوو) مدل wild nak2 اندازهگیری شد. برای محاسبه شیب مناسب جهت تنظیم ماشین تسطیح ابتدا از دادههای نقشهبرداری برای بهدست آوردن شیب طبیعی زمین استفاده شد و سپس توسط برنامه محاسبه ریاضی سل و گراد حجم خاکبرداری و خاکریزی در زمین مورد آزمایش محاسبه شد [7]. برای انجام تسطیح زمین آزمایش از یک لولر به عرض کار 5/3 متر مجهز به سامانه کنترلی لیزری استفاده شد. لند‌لولر مورد استفاده با نام تجاری ادوات کشاورزی نوروزی و از نوع کششی با وزن 2050 کیلوگرم نیرو بود. تیغه برش خاک که با کمک بالچههای کناری مخزن خاک را هم تشکیل میداد توسط مالبند به تراکتور متصل شده و در سطح مزرعه کشیده میشد. تسطیح با کمک یک تراکتور نیوهلند با توان 155 اسب بخار به وزن 5450 کیلوگرم نیرو انجام شد. برای کم شدن اثر ترافیک ناشی از کار ماشین سنگین بر روی خاک سعی شد خاک حتیالامکان خشک باشد
فهرست تحقیق مقاله تأثیر کوتاه مدت تسطیح اراضی بر فشردگی خاک
فهرست:
ندارد.
منبع:
1. ابن جلال، ر.، 1382. روشهای نوین نقشهبرداری. انتشارات دانشگاه شهید چمران. 420 صفحه.
2. بایبوردی، م.، 1372. فیزیک خاک. انتشارات دانشگاه تهران.671 صفحه.
3. حسنی پاک، ع. ا.،1377. زمین آمار (ژئو استاتیستیک)، انتشارات دانشگاه تهران.
4. لغوی، م. 1382. راهنمای کشاورزی دقیق (ترجمه)، سازمان تحقیقات و آموزش کشاورزی، تهران.
5. لکزیان، ا. 1368. چگونگی تحول،تکامل و بررسی خصوصیات کانی های خاکهای سری خمینی شهر در مزرعه آزمایشی لورک نجف آباد. پایان نامه کارشناسی ارشد خاکشناسی دانشکده کشاورزی،دانشگاه صنعتی اصفهان.
6. مدنی، ح.، 1373. مبانی زمین آمار، چاپ اول، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، واحد تفرش.
7. موسوی، س. ف. و ن. حاجیان. 1372. تسطیح مستقیم سطوح آبیاری بدون نیاز به سعی و خطا. مجموعه مقالات سمینار کمیته ملی آبیاری و زهکشی، 6-4 اردیبهشت، تهران، صفحات 204-193.
8. Anderson, G. 1980. A new hand-held recording penetrometer for soil studies. J. Soil Sci. 31:279-296.
9. ASAE Standards, 45th Ed. 1998. S313.2. Soil Cone Penetrometer. ASAE.
10. Baldok, J. and A. B. D. Kay. 1987. Influencing of cropping history and chemical treatment on the water-stable aggregation at a silt loam soils. Can. J. Soil. Sci. 67:501-511
11. Brye, K., N. Slaton., M. Savin., R. Norman and D. Miller. 2003. Short-term effects of land leveling on soil physical properties and microbial biomass. Soil Sci. Soc. Am. J. 67(5):1405-1417.
12. Dexter, A. R., R. Horn and W. D. Kemper. 1988. Two mechanisms for age-hardening of soil. J. Soil Sci. 39:163-175
13. Ferrero, A., B. Usowicz and J. Lipiec. 2005. Effects of tractor traffic on spatial variability of soil strength and water content in grass covered and cultivated sloping vineyard. Soil. Till. Res. 84:127–138.
14. Jonish, J., E. Bishay and H. Dregne. 1987. Benefits and costs of laser land leveling in Egypt. Proceedings of 2nd International Desert Development Conference, Cairo, Egypt, 25-31 January 1987. 171-185.
15. Pirmoradian, N., A. R. Sepaskhah and M. A. Hajabbasi. 2005. Application of fractal theory to quatify soil aggregate stability as influence by tillage treatments. Biosystem Engineering. 90(2):227-234
16. Veronese Ju´nior, V., M. P. Carvalho, J. Dafonte, O. S. Freddi, E. Vidal Va´zquez and O. E. Ingaramo, 2006. Spatial variability of soil water content and mechanical resistance of Brazilian ferralsol. Soil. Till. Res. 85:166–177.
17. WenTao, R., H. ZhongFei., C. HongGuang., Y. ChengTong., L. Yong., W. YuJia., Z. Zhangyo. and L. BaoFa. 2003. Effect of laser-controlled land leveling and baby rice seedling direct planting on saving water. Trans Chinese Soc. Agric. Eng. 19(3):72-75.s