-154096191922

4731847-350621

نشریه حفاظت منابع آب و خاك، سال دوم، شماره چهارم، تابستان 1392

روند تغییرات هدررفت خاك و غلظت رسوب بر اثر کاربرد پلی آکریل آمید

سید حمیدرضا صادقی1*، زینب حزباوي2، حبیب اله یونسی3 و مرتضی بهزادفر4

1*) استاد گروه مهندسی آبخیزداري؛ دانشگاه تربیت مدرس؛ دانشکده منابع طبیعی؛ نور؛ ایران؛ نویسنده مسئول مکاتبات: [email protected]
دانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی آبخیزداري؛ دانشگاه تربیت مدرس؛ دانشکده منابع طبیعی؛ نور؛ ایران
دانشیار گروه محیط زیست؛ دانشگاه تربیت مدرس؛ تهران؛ ایران
دانشجوي دکتري علوم و مهندسی آبخیزداري؛ دانشگاه تربیت مدرس؛ نور؛ ایران

تاریخ دریافت: 18/09/1391 تاریخ پذیرش: 22/03/1392

چکیده
مهار فرسایش خاك اهمیتی بسیار در مدیریت و حفاظت از منابع آب و خاك دارد. بر همین پایه، روش ها و شیوه هاي مختلفی براي مهار فرسایش خاك معرفی و مورد استفاده قرار گرفته اند. یکی از فناوري هاي نوین در زمینه مدیریت منابع خاك و آب در سال هاي اخیر، استفاده از افزودنی هاي خاك می باشد. حال آن که ابعاد مختلف کاربرد آن در حفاظت خاك به طور جامع مد نظر قرار نگرفته است. از این رو پژوهش حاضر به منظور ارزیابی کمی استفاده از افزودنی مهم پلی آکریل آمید بر مؤلفه هاي هدررفت خاك و غلظت رسوب خروجی در مقیاس کرت کوچک و در شرایط آزمایشگاهی در خاك هاي لسی شهرستان بجنورد واقع در استان خراسان شمالی صورت گرفت .بدین منظور، سطوح مختلف مصرف پلی آکریل آمید شامل 4/0، 6/0، 1، 2، 3، 4 و 6 گرم در مترمربع و یک تیمار شاهد (بدون استفاده از افزودنی پلی آکریل آمید) و با سه تکرار مدنظر قرار گرفت. سپس، تیمارهاي مطالعاتی تحت بارش مصنوعی با شدت 2/1 میلی متر در ساعت و دوام نیم ساعت قرار گرفته و مقدار هدررفت خاك و غلظت رسوب در زمان هاي مختلف مورد ارزیابی قرار گرفت. تحلیل نتایج حاصل نشان دهندة معنی دار بودن اثر کاهنده استفاده از پلی آکریل آمید بر هدررفت خاك (04/0=P) و غلظت رسوب( 004/0=P) دارد. بیشترین مقدار مجموع هدررفت خاك و غلظت رسوب کل در تیمار شاهد به ترتیب با مقدار 32/49 گرم و 79/10 گرم در لیتر و کمترین مقدار هدررفت خاك و غلظت رسوب در تیمار 6 گرم در مترمربع به ترتیب با مقدار 03/18 گرم و 93/6 گرم در لیتر رخ داد. همچنین نتایج بدست آمده مؤید عدم تأثیرپذیري معنی دار( 3/0>P) مقدار هدررفت خاك و غلظت رسوب در هر گام زمانی از پلی آکریل آمید بود. بر پایه نتایج بدست آمده می توان استفاده از پلی آکریل آمید به عنوان یکی از گزینههاي مناسب براي حفاظت منابع آب و خاك را پیشنهاد نمود.

واژه هاي کلیدي: افزودنی هاي خاك؛ تولید رسوب؛ حفاظت خاك و آب؛ شبیه ساز باران
مقدمه
فرسایش خاك به عنوان یکی از چالش هاي مهم در مباحث مدیریت پایدار کشاورزي، منابع طبیعی، محیط زیست و طبعاً مدیریت جامع حوزه هاي آبخیز (صادقی ،1389؛UNESCO, 2009 ) و نیز یکی از مهم ترین عوامل تهدید کمیت و کیفیت خاك محسوب می شود که پیامدهاي ناخواسته آن را می توان به عنوان یکی از بزرگ ترین مشکلات امروزي زیست بوم هاي مختلف تلقی نمود (صادقی ،1389؛ ابراهیمی محمدي و همکاران ،1391). به همین دلیل مهار فرسایش خاك از اهمیت بسیار بالایی در مدیریت و حفظ منابع طبیعی برخوردار است. از طرف دیگر، دو پیامد اصلی هدررفت خاك به عنوان سرمایه اساسی عرصه منابع طبیعی و انباشت رسوب به عنوان معضل جدي در کاهش حجم مفید مخازن سدها به شمار می آیند. در همین راستا اقدامات مدیریتی و اجرایی مختلفی براي کاهش پیامدهاي ناشی از فرسایش خاك صورت می گیرد.
امروزه کاربري اراضی دیم رها شده یکی از کاربري هاي غالب تلقی می شود و به عنوان منابع اصلی تولید رسوب در مقیاس حوزه هاي آبخیز مطرح هستند .بنابراین به منظور مهار فرسایش خاك این مناطق ضروري است که راه کارهاي مدیریتی مناسب بررسی و ارائه شوند .به همین منظور از میان اقدامات مختلف مدیریتی موجود، لازم است روش هایی به کار گرفت که بتوان خاك را در محل خود و در اولین گام هاي تأثیر عوامل فرساینده، حفاظت نمود. استفاده از افزودنی هاي خاك1 از جمله این روش ها هستند و شامل هر ماده اي مانند آهک، گچ ،خاك اره، پلی آکریل آمید2 و یا سایر افزودنی ها می باشد که براي تقویت توان تولید خاك و یا حفاظت فیزیکی آن در مقابل عوامل فرساینده به کار می روند .افزودنی هاي خاك از لحاظ نوع، روش مصرف، کیفیت دسترسی، قیمت و کارآیی بسیار متنوع هستند. در این میان پلیمرها از مهم ترین و رایج ترین افزودنی ها هستند که براي بهبود خصوصیات فیزیکی خاك استفاده می شوند (عسکري ،1386؛ Green
54 / صادقی و همکاران

and Stott, 2001؛ 4002 ,Lado et al.). انجام پژوهش در ارتباط با استفاده از افزودنی هاي پلیمري به منظور اصلاح خصوصیات فیزیکی خاك به عنوان یکی از تیمارهاي مهم مدیریت منابع خاك و آب از اوایل سال 1950 شروع شد. اما کاربرد پیشرفته پلی آکریل آمید به اواخر دهه 1990 بر می گردد (Green and Stott, 2001). هرچند پژوهش هاي مختلفی در رابطه با مهار روان آب (شهبازي و همکاران، 1384؛ حزباوي و همکاران ،1391؛ 9002 ,Weston et al.؛ 0102 ,Jiang et al.)، کاهش هدررفت مواد غذایی( 0102 ,Jiang et al.؛ Kumar and
Saha, 201) و خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاك
(ابراهیمی و همکاران ،1386؛ شهبازي و همکاران، 1388؛ فلامکی و همکاران ،1392؛ 0991 ,Smith et al. ؛ Zhang 6991 ,et al.؛ 9991 ,Orts et al.؛ 0002 ,Orts et al.؛Ajwa and Trout, 006) در اثرکاربرد پلی آکریل آمید در نقاط مختلف جهان گزارش شده است. لکن کاربردهاي محدودتري براي مهار فرسایش خاك و تولید رسوب گزارش شده است. در همین خصوص ،Goodson و همکاران( 2006) با هدف کنترل غلظت رسوب و فسفر خروجی از افزودنی پلی آکریل آمید در سه سطح 1، 5 و 10 میلی گرم در لیتر از آب آبیاري استفاده کردند. نتایج حاصل از پژوهش آن ها بر خاك هاي سیلتی رسی و سیلتی لوم مناطق اطراف رودخانه Colorado، نشان دهنده تأثیر پلی آکریل آمید در کاهش رسوب و عدم تأثیر آن در کاهش فسفر محلول در آب بوده است. هم چنینSepaskhah و
Bazrafshan-Jahromi (2006) به بررسی اثرات سطوح مختلف پلی آکریل آمید (0، 1، 2، 4 و 6 کیلوگرم در هکتار) بر میزان هدررفت خاك در شیب هاي مختلف( 5/2، 5 و 5/7 درصد) با استفاده از شبیه ساز باران و در پلات هایی مربع شکل به ابعاد 4/1 متر و عمق 09/0 متر پرداختند. این محققان دریافتند که کاربرد مقادیر بالاتري از پلی آکریل آمید براي کاهش فرسایش در شیب هاي تند مورد نیاز است .
67518528021256

سال

دوم

/

شماره

4
/

تابستان

92

سال

دوم

/

شماره

4

/

تابستان

92

Abu-Zreig و همکاران( 2007) کاهش میزان روان آب و غلظت رسوب در اثر استفاده از دو نوع پلی آکریل آمید با مقدار 10 و 30 کیلوگرم در هکتار در کرت هایی با ابعاد 2 در 10 متر مستقر در زمین هاي با شیب 12 درصد در اردن تحت شرایط باران طبیعی را تأیید نمودند. هم چنین Sepaskhah وMahdi-Hosseinabadi (2008) با هدف بررسی اثر پلی آکریل آمید بر عامل فرسایش پذیري خاك به عنوان یکی از متغیرهاي مهم مدل جهانی هدررفت خاك از چهار سطح 1، 2، 4 و 6 کیلوگرم در هکتار پلی آکریل آمید و در دفعات آبیاري متفاوت استفاده کردند .نتایج آن ها نشان داد که حداقل مقدار عامل فرسایش پذیري به هنگام استفاده از تیمار 6 کیلوگرم در هکتار از پلی آکریل آمید و در آبیاري نوبت اول به دست آمد .
Akbarzadeh و همکاران( 2009) نیز به بررسی اثر افزودنی ها شامل پلی آکریل آمید در سه سطح مختلف( 25، 50 و 75 کیلوگرم در هکتار) و سه سطح از ژیپس مخلوط با لایه 5 سانتی متري سطح خاك( 10، 20 و 30 میلی گرم در هکتار) و مخلوط پلی آکریل آمید و ژیپس در سه نسبت متفاوت( 25+10، 50+20 و 75+30 کیلوگرم در هکتار از پلی آکریل آمید+میلی گرم در هکتار از ژیپس) بر مقدار روان آب و هدررفت خاك هاي مارنی حوزه آبخیز سفیدرود و در شرایط شبیه سازي پرداختند. نتایج حاصل از پژوهش ایشان دلالت بر عدم معنی داري تأثیر تیمارهاي مختلف بر مهار روان آب سطحی و کاهش رسوب داشته است .حال آن که Lentz و Sojka (2009) تأثیر دو نوع پلی آکریل آمید (دانه اي و روغنی) در کاهش فرسایش و مدیریت نفوذ در آبیاري جوي پشته اي در خاك با بافت سیلت لوم و شیب 5/1 درصد بر کاهش فرسایش و افزایش تولید محصول را تأیید نمودند. هم چنین Shoemaker (2009) اثر مصرف محلول 5/52 کیلوگرم در هکتار پلی آکریل آمید در منطقه Montgomery در جنوب شرقی ایالت متحده در کاهش گل آلودگی اولیه و فرسایش خاك به ترتیب به میزان 97 و 50 درصد را گزارش نمود .Ai-Ping و همکاران( 2011) به بررسی اثر دو نوع PAM با وزن مولکولی متفاوت( 12 و 18 میلیون گرم در مول) بر فرسایش خاك در شیب 5 درصد در چین در شرایط آزمایشگاهی و تحت باران با شدت 60 میلی متر در ساعت پرداختند. نتایج آن ها حاکی از کاهش روان آب در اثرافزایش هر دو نوع PAM بود .Awad و همکاران( 2012) اثر چند نوع پلیمر از جمله پلی آکریل آمید به منظور بهبود ساختمان خاکدانه ها و کاهش فرسایش خاك را بررسی کردند و اظهار داشتند این ترکیب پلیمري ضمن بهبود خصوصیات فیزیکی خاك می تواند در دسترسی و تجزیه بقایاي گیاهی نیز تأثیر مثبت داشته باشد. اخیراً نیز Shin و همکاران( 2013) اثر افزودن پلی آکریل آمید به همراه چند افزودنی دیگر شامل خاك اره، کاه و کلش و ژیپس، و اثر آن ها بر کاهش روان آب و آلاینده هاي غیرنقطه اي را بررسی کردند که در صورت افزودن پلی آکریل آمید، مقدار روان آب 3/63 درصد کاهش پیدا کرده و تقریباً هیچ گونه رسوبی از پلات ها تولید نشد. در ایران نیز، شکفته و همکاران (1384) نشان دادند که کم ترین رسوب در خاك هاي ماسه لومی، لومی و لومی رسی در مقدار 30 کیلوگرم در هکتار پلی آکریل آمید ثبت شده است. شهبازي و همکاران( 1384) نیز گزارش دادند که مقدار 30 کیلوگرم در هکتار پلی آکریل آمید در خاك هاي رسی شور و قلیایی بیش ترین تأثیر تا 86 درصد در کاهش رسوب را داشته است. سهرابی و همکاران( 1384) نشان دادند که افزودن پلی آکریل آمید در آب آبیاري میزان تلفات خاك از جویچه را تا حد 78 درصد کاهش داده است. هم چنین ربیعی و همکاران
(1390) نیز با تهیه پلی الکترولیت آنیونی بر پایه آکریل آمید با هدف تثبیت خاك به این نتیجه رسیدند که استفاده از پلی آکریل آمید می تواند ضمن چسبندگی بهتر ذرات خاك موجب تقویت خواص آن نیز شود.
2992368115745



قیمت: تومان

دسته بندی : منابع آب خاک

دیدگاهتان را بنویسید