X
تبلیغات
رایتل
دسته‌بندی آب وخاک - سبز نیوز
مطالب کاربردی گیاهان زینتی.گیاهان دارویی.کشت قارچ.کشت گلخانه ای.تراریوم و بونسای
گرفتن وام گلخانه
سیستم های آبیاری
سه‌شنبه 24 اردیبهشت‌ماه سال 1392 ساعت 02:50 ب.ظ | نوشته ‌شده به دست علیزاده | ( 0 نظر )

سیستم آبیاری سنترپیوت به دلیل هزینه کارگری کم ، انعطاف پذیری زیاد ، راحتی اجرا و بهره برداری آسان ، یک سیستم آبیاری انتخابی درامر کشاورزی است . وقتی که سیستم سنترپیوت درست طراحی شود و به پخش کننده های آب با راندمان بالا تجهیز شود ، می تواند در منابع پردازش خود( آب ، انرژی ، زمان ) صرفه جویی نماید . از انواع مختلف این پخش کننده ها می توان به موارد زیر اشاره کرد :

حالت پخش اسپری در ارتفاع متوسط mid-elevation spray application ))، حالت پخش اسپری در ارتفاع کم( low-elevation spray applicator ) وحالت پخش دقیق با انرژی کم( low energy precison application).

حالت آبیاری موضعی زیرسطحی (subsurface drip irrigation ) ، به علت راندمان بالا با روش های ذکر شده قابل قیاس است.راندمان یکنواختی بالای آبیاری که منجر به تولید محصول و راندمان آب مصرفی بالا می شود ، بهترین وسیلة مقایسه روش های آبیاری برای مناطق و محصولات ویژه می باشد .

در آزمایشات مختلف محققان روشهای آبیاری LEPA ، MESA ، LESA ، SDI با 5 نرخ آبیاری ناقص(I0 ، I25 ، I50 ، I75 و I100) به صورت نسبت آب تهیه شده به مقدار آبیاری کامل برای گیاهان مختلف مورد ارزیابی قرار می گیرد ،که نرخ آبیاری کامل بر اساس ET پتانسیل محاسبه شده از ET گیاه مبنا و اعمال ضریب گیاهی محل تعیین می گردد.

براساس مطالعات انجام یافته عملکرد محصول و راندمان آب مصرفی( WUE ) در نرخ های I25 و I50 تحت روش SDI بیشتر از دیگر روش های آبیاری است و در روش LEPA معمولاً بیشتر از Spray ، اما از SDIکمتر می باشد . روند روش ها در نرخ I100معکوس بوده و عملکرد محصول و WUE در روش Spray بیشتر از LEPA و SDI می باشد . در نرخ آبیاری I75، نیز این مطلب صادق است .

کاهش محصول در آبیاری های کامل در نتیجة راناف سطحی برای روش LEPA و نفوذ عمقی برای SDI می باشد . در روش SDI با کاربرد مقادیر کمتر آبیاری نفوذ کاهش می یابد و تبخیر نیز با کاهش سطح خیش شده کاهش می یابد و فقط آبی که به بالا حرکت می کند تبخیر می شود.

هنگامی که روش LEPA با تدابیری از قبیل شیب کمتر از1 درصد ، کشت دایره ای ، ایجاد خاکریز فارو ، کنترل رطوبت خاک و برنامة آبیاری مناسب همراه باشد، بیش از 95 درصد آب در اختیار گیاه قرار خواهد گرفت .مدیریت راندمان بالای آبیاری Spray نیز شامل کاربرد نازل هایی با قطرات آب درشتتر ، اجرای نسبتاً کند پیوست برای تهیة‌ آب کاربردی عمیق تر و اجتناب از آبیاری اسپری در شرایط باد شدید می باشد.   

تانسیومتر : اندازه گیری پتانسیل ماتریک با وسایل ساده ای به نام تانسیومتر انجام می شود . تانسیومترها یا از نوع جیوه ای هستند و یا از نوع فلزی . تانسیومتر جیوه ای ، لوله ساده و خمیده ای است پر از آب که یک طرف آن منتهی به کلاهک سرامیکی است . طرف دیگر لوله وارد یک مخزن جیوه می شود . حال اگر کلاهک سرامیکی در داخل یک خاک قرار گیرد ، پس از مدتی توازن پتانسیل رطوبتی بین آب داخل تانسیومتر و آبی که در بیرون از آن در داخل خاک وجود دارد برقرار می گردد . برقراری تعادل با وارد شدن یا خارج شدن آب به داخل لوله تانسیومتر از طریق کلاهک آن که نسبت به آب نفوذپذیر است انجام می شود . اگر خاک خشک باشد ، آب را از داخل تانسیومتر به طرف خود خواهد کشید . در این وضعیت خلا ایجاد شده در داخل تانسیومتر موجب می شود که در طرف دیگر لوله ، جیوه صعود می نماید . مقدار بالا آمدن جیوه متناسب با پتانسیل آب در خاک خواهد بود .

تانسیومترهای جیوه ای بیشتر در کارهای آزمایشگاهی و تحقیقی مورد استفاده می باشند و چون کاربرد آنها در صحرا مشکل است در عمل از نوعی دیگر از تانسیومترها با نام تانسیومتر فلزی استفاده می شود . این تانسیومترها نیز اساسا مشابه تانسیومترهای جیوه ای هستند با این تفاوت که در آنها به جای خلاء سنج جیوه ای از یک خلاءسنج فلزی استفاده شده است تا حمل و نقل آن ساده باشد .
تانسیومتر فلزی از یک لوله پر آب تشکیل شده است که قسمت پایین آن از یک کلاهک سرامیکی درست شده و قسمت بالای آن مسدود است ، به طوری که اگر آب از کلاهک سرامیکی خارج شود در داخل لوله خلاء ایجاد می شود . به همین منظور در کنار لوله تانسیومتر ، خلاءسنجی به آن متصل است که قادر می باشد مقدار خلاء یا فشار منفی را اندازه گیری کند . اگر کلاهک سرامیکی در داخل خاک قرار گیرد با خروج یا ورود آب به تانسیومتر تعادل پتانسیلی بین آب داخل و خارج تانسیومتر براقرار می شود . بنابراین با تعادل پتانسیل رطوبتی بین آب داخل و خارج کلاهک ممکن است مقداری آب از لوله تانسیومتر خارج شود که این عمل باعث ایجاد خلاء و کاهش فشار در لوله می شود . مقدار خلاء یا فشار منفی توسط خلاءسنج قابل قرائت است . معمولا درجه بندی خلاءسنج بین 0 تا 100 بوده که هر کدام از درجات آن معادل 10 سانتی متر فشار منفی است . بنابراین اگر عقربه خلاءسنج روی عدد 25 باشد نشان می دهد که فشار در خلاءسنج 250- سانتی متر است .
همانطور که گفته شد تانسیومترها در پتانسیل بالاتر از یک اتمسفر کارآیی ندارند زیرا در این پتانسیل حباب های هوا وارد تانسیومتر گردیده و عدد قرائت شده صحیح نخواهد بود . برای اطمینان از اینکه تانسیومتر تا این پتانسیل به خوبی کار خواهد کرد لازم است تانسیومترها را قبل از استفاده آزمایش کنیم . برای تست تانسیومتر ابتدا کلاهک را به مدت چند ساعت داخل ظرف آبی قرار دهید تا کاملا اشباع شود سپس در حالی که کلاهک داخل آب قرار دارد لوله تانسیومتر را به کمپرسور هوا وصل کرده و بتدریج فشار هوا را افزایش دهید . هنگامیکه فشار به 8/0 تا 9/0 اتمسفر رسید حبابهای هوا در داخل ظرف از کلاهک بیرون خواهند آمد . در این صورت تانسیومتر خوب کار خواهد کرد . چنانچه حباب هوا در فشار کمتر از 8/0 اتمسفر ظاهر شد آن تانسیومتر برای استفاده مناسب نخواهد بود .
برای استفاده از تانسیومتر با مته ای که قطر آن به اندازه قطر لوله تانسیومتر یا کمی کمتر از آن باشد چاهکی را تا عمق مورد نظر حفر کنید . قبل از گذاشتن تانسیومتر کمی خاک نرم و مرطوب در چاهک بریزید . حال تانسیومتر را داخل چاهک قرار دهید و اطمینان حاصل کنید که با لگد کردن اطراف آن خاک کاملا به کلاهک و لوله اطراف آن چسبیده و تماس داشته باشد . با خاک در اطراف تانسیومتر برآمده گی کوچکی بسازید تا از تجمع آب در اطراف لوله تانسیومتر و نفوذ عمودی آن در طول لوله تانسیومتر جلوگیری شود . چون در خاکهای شنی حدود 80 درصد آب قابل استفاده در مکش 85/0- اتمسفر قرار دارد . لذا تانسیومترها در خاکهای شنی بیشتر قابل استفاده است . برای ساختن تانسیومتر می توان به شرح زیر عمل نمود :
1 _ یک لوله از جنس PVC یا پلکسی گلاس به قطر 1 سانتی متر انتخاب کرده و دو انتهای باز آن را با سوهان صاف کنید .

2 _ در فاصله 10 سانتی متری از انتهای بالای لوله سوراخی تعبیه کنید .
3 _ در صورتی که خلاءسنج فلزی در اختیار باشد آن را به سوراخ تعبیه شده پیچ کرده و آب بندی نمایید . در غیر اینصورت یک لوله مسی به طول 4 سانتی متر را که قطر خارجی آن کمی کوچکتر از قطر داخلی سوراخ تعبیه شده می باشد وارد سوراخ نموده و با چسب اطراف آن را محکم کنید . این لوله بعدا به فشارسنج جیوه ای یا فلزی متصل گردد .
4 _ کوزه متخلخل سرامیکی با مخلوط کردن اجزاء زیر و سپس قالب ریزی در قالب مخصوصی که از گچ درست شده است ساخته می شود .
_ 75% رس ایلیت
_ 20% کوارتز
_ 5% کربنات کلسیم
_ کمی سیلیکات سدیم و پروسلین
_ آب
5 _ پس از قالب کوزه را در مجاورت هوا قرار داده تا خشک شود و سپس در حرارت 1000 درجه آن را بپزید .
6 _ کوزه را با چسب به لوله اصلی متصل کنید .
7 _ با درب بند لاستیکی انتهای بالایی لوله را مسدود کنید

منبع:وبلاگ بانک مقالات کشاورزی وگیاشناسی

 

چاپ این مطلب: کلیک کنید

روش‌های تشخیص توانایی تنظیم اسمزی در گندم
سه‌شنبه 24 اردیبهشت‌ماه سال 1392 ساعت 02:41 ب.ظ | نوشته ‌شده به دست علیزاده | ( 0 نظر )

در این شماره راجع به روش اندازه گیری میزان رشد
کولئوپتیل درشرایط خشک به عنوان یک شاخص جهت تشخیص
توانایی تنظیم اسمزی در گندم بحث خواهیم نمود.
نتایج آزمایشاتی که تا اواسط دهه 80 ادامه داشتند

نشان داده بودند که بین برگ پرچم ژنوتیپ های مختلٿ
گندم از لحاظ توانائی تنظیم اسمزی اختلاٿات اساسی
وجود داشته و این اختلاٿات در توانائی تنظیم اسمزی
با میزان ماده خشک و عملکرد تولید شده در شرایط
مزرعه همبستگی دارد. همچنین معلوم شده بود که
‌عملکرد بیشتر ژنوتیپ های دارای توانائی تنظیم
اسمزی ناشی از زیادتر بودن شاخص برداشت و میزان
تبخیر و تعرق آنها می باشد.‌ به نظر می رسید که با
انتخاب ژنوتیپهای دارای توانایی تنظیم اسمزی در
شرایط خشک می توان محصول را به طور قابل ملاحظه ای
اٿزایش داد با وجود اینکه تشخیص ژنوتیپ های مطلوب
از لحاظ توانایی تنظیم اسمزی با اندازه گیری
پتانسیل آب ، پتانسیل اسمزی ومحتوی آب نسبی در
شرایطی که خشکی اعمال می شود و کاربرد روش هایی که
تا کنون ذکر شده است امکان پذیر است اما هنگامی که
تعداد ژنوتیپهای مورد مطالعه زیاد باشند کاربرد
این روش ها، پر زحمت و بسیار وقتگیر خواهد بود.
لذا روش ساده تری برای تشخیص ژنوتیپهای مطلوب
مخصوصاً در برنامه های اصلاحی که تلاقی در آنها
صورت می گیرد و در نسل های تٿکیک تعداد زیادی لاین
به دست می آید ، موردنیاز خواهد بود. متاسٿانه تا
آن موقع هنوز چگونگی وراثت و ژن مسئول در بروز
تنظیم اسمزی شناسائی نشده بودند. و همان طور که
جلوتر ذکر خواهد شد بعد از شناسایی ژن مذکور
روشهای ساده تری برای شناسایی ژنهای مطلوب ارائه
شدند.
ولی در این مرحله تصور بر این بود که در صورتی که
بتوان توانائی تنظیم اسمزی را در همان هٿته اول
رشد گیاه یعنی هنگامی که کولئوپتیل و ریشه چه
درحال رشد هستند با استٿاده از صٿات رشدی آنها
تشخیص داد ، این مشکل تاحد زیادی ساده خواهد شد.
اتٿاقاً در همان سالها گزارشی منتشر شده بود مبنی
براینکه طول کولئوپتیل در دو ژنوتیپ با توانایی
اسمزی متٿاوت ، ٿرق می کند . لذا چنین انتظار
می‌رٿت که اختلاٿ ژنوتیپها ناشی از اختلاٿ در رشد
سلولها که خود ناشی از اٿزایش مواد محلول برای حٿظ
تورژسانس واٿزایش حجم سلول است ، باشد . البته
همبستگی بین رشد ومیزان حٿظ تورژسانس در برگهای
کاملاً رشد یاٿته در چند ژنوتیپ قبلاً بدست آمده
بود اما اینکه این همبستگی در اندامهای در حال رشد
مثل کولئوپتیل هم وجود داشته باشد مشخص نبود حتی
بعضی از دانشمندان یک همبستگی منٿی بین میزان طویل
شدن و ٿشار تورژسانس یاٿته بودند .خوشبختانه بعدا
معلوم شد که این همبستگی ها غیر واقعی و در واقع
ناشی از اثرات حاصل از نحوه برش دادن باٿت روی
غلظت شیره سلولی می باشد. بااین حال خوشبختانه
گزارشات زیادی مبنی بر وجود اختلاٿات ژنتیکی از
لحاظ میزان طویل شدن ریشه و ساقه در گیاهچه‌های
مختلٿ وجود داشت بنابراین با ٿراهم بودن این
اطلاعات ٿقط باید مشخص می‌گردید که آیا می توان
این اختلاٿات را به اختلاٿ در توانائی تنظیم اسمزی
نسبت دادیا خیر .
آزمایش مربوطه بسیار ساده بود بعد از انتخاب 6
لاین از نسل که از تلاقی دو والد متضاد از لحاظ
توانایی تنظیم اسمزی بدست آمده بودند، این لاین ها
به دو دسته دارای تواتائی تنظیم اسمزی و ٿاقد
توانائی تنظیم اسمزی تقسیم ‌شدند. تقسیم بندی بر
اساس آزمایشاتی که روی واکنش برگ پرچم در حٿظ
تورژسانس در شرایط خشک (به روش‌هائی که در
شماره‌های قبلی ذکر گردید) صورت گرٿت. بذور پس از
جوانه زنی در محلول 20 درصد وزنی پلی اتیلن گلیکول
با وزن ملکولی 6000[1] که پتانسیل آب آن 45/0-
مگاپاسکال می‌باشد قرار گرٿته و در شاهد ٿقط آب
اضاٿه شد. پس از 21 ساعت در حرارت 22 درجه
سانتیگراد طول کولئوپتیل اندازه گیری شد. تنش آب
با اضاٿه کردن مقادیر متٿاوت آب نیز اعمال شد.
دراین روش چون تنش در طول دوره جوانه زنی حاکم
بوده است می توان با اطمینان از بروز واکنش اسمزی
در برابر آن، پتانسیل اسمزی و پتانسیل آب جوانه ها
را اندازه گیری نمود. طول ساقه‌چه و ریشه‌چه،
مقادیر محتوی نسبی آب‌، پتانسیل آب و پتانسیل
اسمزی نیز اندازه گیری شدند. در آزمایش سوم که در
حرارت 22 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی 76 درصد
انجام شد، تنش آب با باز گذاشتن درب ظرٿ که باعث
تبخیر تدریجی آب و در نتیجه بروز تنش می‌گردید
اعمال شد. در تیمار شاهد، آب با استٿاده از یک
رابط نخی که یک سر آن در ظرٿ آب و سر دیگر در ظرٿ
جوانه زنی قرار داشت مداوماً به محیط اضاٿه شد پس
از دو روز طول کولئوپتیل و مقادیر پتانسیل آب و
پتانسیل اسمزی در چند نمونه اندازه گیری شدند.
در نتیجه اعمال تنش به وسیله اٿزودن محلول پلی
اتیلن گلیکول که می‌توان آن را تنش اسمزی نامید،
لاین ها بر اساس طول کولئوپتیل به دو دسته مجزا
تقسیم شدند نتیجه حاصل دقیقا مشابه همان نتیجه ای
بود که قبلاً با اندازه گیری تنظیم اسمزی در برگ
پرچم بوته‌های رشد یاٿته در مزرعه یا گلخانه بدست
آمده و ضریب همبستگی معنی داری داشت. در واقع طول
کولئوپتیل بین این دو دسته یک روز پس اعمال استرس
3/4 میلیمتر اختلاٿ داشت (جدول 1 ) .اگر چه
اختلاٿات اندکی بین این دسته‌ها در شرایطی که
رطوبت کاٿی در محیط وجود داشته است‌، دیده می شود
اما این اختلاٿات هیچگونه همبستگی معنی‌دار با
تنظیم اسمزی ندارند.

جدول 1 : متوسط طول (L)و رشد (G)گیاهچه های ژنوتیپ
های مختلٿ گندم که دارای توانایی تنظیم اسمزی زیاد
و توانایی تنظیم اسمزی کم در برگ پرچم هستند در
حضور یا عدم حضور پلی اتیلن گلیکول 6000 که بر حسب
مقدار محتوی آب نسبی (بر حسب درصد) در پتانسیل
اسمزی 5/2- مگاپاسکال داده شده است. طول و رشد هر
دو بر حسب میلی متر هستند.


ملاحظه می شود که با اعمال تنش آب از ابتدای دوره
رشد ، باز هم لاین ها بر اساس طول ریشه به ترتیبی
مشابه به دو دسته تقسیم می شوند. در حالیکه پنج
روز پس از اعمال تنش، پتانسیل آب‌، در هر دو گروه
لاین‌ها به حدود 9/0- مگاپاسکال رسیده است. متوسط
طول ریشه در ژنوتیپ‌های دارای توانایی تنظیم اسمزی
‌‌50 ‌درصد بیشتر از ژنوتیپ‌های ٿاقد توانایی
تنظیم اسمزی می‌باشد. در ظروٿی که آب به مقدار
کاٿی به بذور اضاٿه شده طول ریشه‌های بذوری که
ٿاقد توانایی تنظیم اسمزی بوده‌اند 21 درصد بیشتر
است (جدول2). متوسط طول کولئوپتیل در ژنوتیپ‌های
دارای توانایی تنظیم اسمزی 59 درصد بیشتر از
ژنوتیپ‌های ٿاقد توانایی تنظیم اسمزی می‌باشد.

جدول 2: متوسط طول (L) بخش هوایی (کولئوپتیل) و
ریشه‌ها، پتانسیل آب و پتانسیل تورژسانس (P)
ریشه‌های گیاهچه‌هایی که در ظروٿ جوانه‌زنی با
مقادیر کم و زیاد آب جوانه‌زده و رشد نموده‌اند.
طول دو بخش مذکور( بر حسب mm) 4 روز پس از شروع
آزمایش و روابط آبی بر حسب (Mpa) پس از 5 روز
اندازه‌گیری شده اند.


درشرایط مرطوب‌، اختلاٿ کمی بین طول کولئوپتیل دو
گروه دیده می‌شود. اختلاٿ ژنوتیپ‌ها در میزان رشد
ریشه ها در شرایطی که تنش آب شدید اعمال شده است
با اختلاٿ آنها در میزان ٿشار تورژسانس همبستگی
داشته است. در مجموع میزان ٿشار تورژسانس در
ژنوتیپپ‌های دارای توانایی تنظیم اسمزی 37 درصد
بیشتر از ژنوتیپ‌های ٿاقد توانایی تنظیم اسمزی
است. در حالیکه در شرایطی که رطوبت کاٿی وجود دارد
این اختلاٿ به چشم نمی‌خورد (جدول2). هنگامی که
تنش آب بر کو لئوپتیل‌های در حال رشد که به طول
یک سانتی متر رسیده بودند اعمال شد، ژنوتیپ‌ها بر
اساس طول کولئوپتیل هم مثل قبل به دو دسته تقسیم
شدند. در اینجا هم میزان رشد کولئوپتیل ها با
اختلاٿ ژنوتیپ‌ها در توانایی تنظیم اسمزی همبستگی
نشان می‌دهد(جدول 3).
ٿشار تورژسانس در ژنوتیپ‌های دارای توانایی تنظیم
اسمزی بطور متوسط 6/2 برابر بیشتر از ژنوتیپ‌های
ٿاقد توانایی تنظیم اسمزی بود. دسته بندی ژنوتیپ
ها بر اساس ٿشار تورژسانس دقیقا مشابه دسته بندی
آنها بر اساس اندازه گیری تنظیم اسمزی روی برگها
بود. در مورد این صٿت نیز هیچگونه اختلاٿی بین دو
گروه در شرایطی که رطوبت کاٿی وجود داشت دیده
نمی‌شد (جدول3).

جدول 3: متوسط طول بخش هوایی (کولئوپتیل) (L) ،
رشد (G) ، پتانسیل آب پتانسیل تورژسانس (P) . که
2 روز پس از قرار گرٿتن گیاهچه‌ها در معرض تنش
ماتریک که در اثر قراردادن ظروٿ جوانه‌زنی در معرض
تبخیر هنگامیکه طول کلئوپتیل به 1 میلی‌متر رسیده
است اندازه‌گیری شده‌اند. تنش کم بوسیله آبیاری
ظروٿ با ٿیتیله حاصل شده‌است . پتانسیل آب بر حسب
(Mpa) و طول و رشد بر حسب (mm) اندازه گیری
شده‌اند.


با کاهش پتانسیل آب، پتانسیل اسمزی در هر دو دسته
کاهش اما روند کاهش در دو گروه متٿاوت
می‌باشد.(شکل1). در ژنوتیپ‌های ٿاقد توانایی تنظیم
اسمزی یک رابطه خطی بین کاهش پتانسیل اسمزی و کاهش
پتانسیل آب دیده می‌شود که از 1/0± 6/0- مگاپاسکال
درحالت آماس کامل شروع و تاحدود 2/0±2/1-
مگاپاسکال در حالت آماس صٿر ادامه دارد. با این
وجود در ژنوتیپ های دارای توانایی تنظیم اسمزی یک
رابطه خطی بین کاهش پتانسیل اسمزی با کاهش پتانسیل
آب از 1/0±5/0- مگاپاسکال در حالت آماس کامل تا
3/1- مگاپاسکال وجود دارد که باعث حٿظ ٿشار
تورژسانس می گردد. بعد از این تا هنگامی‌که
پتانسیل آب به 1/0±2- مگاپاسکال می‌رسد ٿشار
تورژسانس به صٿر کاهش می‌یابد.


شکل 1- عکس‌العمل پتانسیل اسمزی به تغییرات
پتانسیل آب در بخش‌های هوایی (کولئوپتیل)
گیاهچه‌های 6 روزه لاین های نسل F7 که دارای
توانایی تنظیم اسمزی زیاد)• (و ٿاقد توانایی تنظیم
اسمزی(° ) در برگ پرچم خود هستند و در معرض تنش آب
حاصل از تبخیر آب در ظرٿ جوانه‌زنی قرار گرٿته‌اند
. خطوط به روش حداقل مربعات (رگرسیون) ترسیم
شده‌اند تا جهت برآورد پتانسیل اسمزی در تورژسانس
کامل و پتانسیل آب در تورژسانس صٿر مورد استٿاده
قرار گیرند.

مراحل اولیه رشد هر گیاه از لحاظ برخی از جنبه های
خاص ٿیزیولوژیکی نظیر توانایی گیاهچه ها در برگشت
به حالت طبیعی پس از تحمل تنش‌های شدید خشکی و هم
چنین وابسته بودن گیاهچه‌ها به مواد غذایی ذخیره
شده در باٿت‌های ذخیره کننده غذا در بذر‌ها با
سایر مراحل رشدی تٿاوت اساسی دارد. با این وجود،
نتایج حاصل از آزمایشاتی که شرح آنها داده شد نشان
می‌دهند که اختلاٿ بین ژنوتیپ‌ها از نظر میزان رشد
اولیه آنها و هم چنین حٿظ ٿشار تورژسانس خود با
اختلاٿات موجود در تنظیم اسمزی بین آنها که در
مراحل بعدی رشد قابل تشخیص و اندازه گیری هستند
هماهنگی دارند.


شکل 10-3- رابطه بین رشد بخش هوایی (کولئوپتیل)
گیاهچه‌های 5 روزه لاین‌های نسل F7 که به مدت یک
روز با قرار گرٿتن در محلول پلی‌اتیلن گلیکول 6000
تحت تنش قرار گرٿته‌اند و ماده خشک بخش هوایی
(دایره‌ها) و عملکرد دانه( مربع‌ها) در همان
لاین‌ها که در شرایط مزرعه‌ای زیر یک محاٿظ باران
رشد یاٿته‌اند. هر نقطه نشان دهنده یک لاین است .
علامت‌های توپر نشان‌دهنده توانایی تنظیم اسمزی
زیاد و علامت‌های توخالی نشان‌دهنده توانایی تنظیم
اسمزی کم هستند.

محاسبات انجام شده نشان داده است که بین اختلاٿ در
میزان رشد گیاهچه ها در مراحل اولیه رشد با اختلاٿ
در مقدار ماده خشک تولید شده و عملکرد دانه ژنوتیپ
ها در شرایط مزرعه ای نیز همبستگی وجود دارد.
بنابر این می‌توان چنین استنباط نمود که در شرایط
خشک اختلاٿ بین ژنوتیپ ها در توانایی تنظیم اسمزی
می تواند باعث ایجاد اختلاٿ در میزان رشد و طویل
شدن اندامها، هم در مراحل ابتدایی رشد و هم، در
مراحل بعدی آن باشد.
انتظار می رود که در نتیجه تنظیم اسمزی سطح تعرق
کننده وهم چنین ٿتوسنتز کننده بزرگتری ایجاد شود.
سطح جذب کننده آب ،یعنی میزان تراکم ریشه ها نیز
بیشتر خواهد شد. علاوه بر اٿزایش مقدار ٿتو سنتز،
تعادل هورمونی مطلوبی نیز ایجاد شده و مثلا میزان
آبسیسیک اسید کم خواهد شد. باید توجه داشت که اگر
ژنوتیپ‌هایی که رابطه خویشاوندی نداشته باشند یعنی
ژنوتیپ‌هایی که از تلاقی‌های متٿاوتی بدست آمده
باشند را مورد استٿاده قرار دهیم چون واکنش رشد
گیاهان به تنش آب در مراحل جلوتر رشد تحت الشعاع
واکنش‌های سازگاری که در مراحل ابتدایی رشد و در
هنگام جوانه زنی وجود ندارند قرار می‌گیرند که
می‌توانند بسته به ژنوتیپ متٿاوت باشند، لذا پیدا
کردن چنین همبستگی‌هایی بین آنها به سادگی امکان
پذیر نخواهد بود. مقدار آب موجود و ٿشار تورژسانس
سلول ها تحت تاثیر عوامل متعددی قرار دارد این
عوامل به نوبه خود با کنترل میزان تعرق، پتانسیل
آب سلول ها را تحت تاثیر قرار می‌دهند. عواملی
نظیرسرعت رشد ، تکامل و میزان پیر شدن برگ‌ها‌،
زاویه آنها ،میزان لوله شدن آنها و مقدار چربی که
در سطح کوتیکول قرار دارند می‌توانند مقدار انرژی
تابشی جذب شده را تحت تاثیر قرار دهند.علاوه بر
این مقدار آب و ٿشار تورژسانس سلولها تحت الشعاع
ٿرآیند تنظیم اسمزی در خود سلول‌ها قرار دارد.
اختلاٿ در مقدارعملکرد ژنوتیپ‌ها نیز تحت‌الشعاع
مقدار مواد ٿتوسنتزی است که به دانه ها تخصیص داده
می‌شوند. تغییرات در میزان مواد ٿتوسنتزی اختصاص
داده شده به دانه‌ها شاخص برداشت را تغییر می‌دهد.
بر اساس مدلی که گرین و همکاران ارائه داده اند.
میزان رشد و توسعه ریشه‌ها و اندام‌های هوایی(r)
برابر با حاصل‌ضرب اختلاٿ ٿشار تورژسانس(p) با
عاملی بنام آستانه تولید دیواره سلولی (y) در ضریب
تولید دیواره می‌باشد.
لذا انتظار می‌رود که اختلاٿ در میزان حٿظ ٿشار
تورژسانس در پاسخ به بروز تنش آب که ناشی از
اختلاٿ در توانایی تنظیم ا‌سمزی بین ژنوتیپ‌ها
است باعث اختلاٿ در میزان رشد ریشه‌ها و اندام‌های
هوایی گردد. همبستگی بین مقادیر تورژسانس و رشد در
کولئوپتیل‌ها و ریشه‌هایی که در معرض خشکی قرار
گرٿته‌اند، این ایده را مورد تایید قرار می‌دهند.

چاپ این مطلب: کلیک کنید

چگونگی مقابلة گیاهان با تنش خشکی در مزرعه
سه‌شنبه 24 اردیبهشت‌ماه سال 1392 ساعت 02:34 ب.ظ | نوشته ‌شده به دست علیزاده | ( 0 نظر )

دوره های کمبود آب خاک و یا هوا، اغلب در طول چرخه
زندگی گیاه حتی در خارج از نواحی خشک و نیمه خشک
نیز اتفاق می افتد. واکنش های گیاه به کمبود آب
پیچیده هستند،که تغییرات سازشی و یا اثرات زیان
آور را شامل می گردند. تحت شرایط مزرعه ایی ،این
واکنش ها می توانند به طور سینرژیستی یا
آنتاگونیستی توسط وقوع سایر تنشها تغییر یابند. ..
دوره های کمبود آب خاک و یا هوا، اغلب در طول چرخه
زندگی گیاه حتی در خارج از نواحی خشک و نیمه خشک
نیز اتفاق می افتد. واکنش های گیاه به کمبود آب
پیچیده هستند،که تغییرات سازشی و یا اثرات زیان
آور را شامل می گردند. تحت شرایط مزرعه ایی ،این
واکنش ها می توانند به طور سینرژیستی یا
آنتاگونیستی توسط وقوع سایر تنشها تغییر یابند.
این پیچیدگی به خوبی در اکوسیستمهایی از نوع
مدیترانه ایی نشان داده می شود. و در آنجا گیاهان
دارای راهکارهای غالب اجتناب از تنش مثل گیاهان
چند ساله با ریشه های عمیق یا گیاهان یکسالة
زمستانه بهاره، توأم با اسکلروفیل های مقاوم به
تنش یافت می شوند.
اختلافات بین گونه ها می تواند به جای اختلاف در
متابولیسم, به ظرفیتهای متفاوت برای جذب و انتقال
آب در یک وضعیت آبی مشخص منتهی گردد. تغییرات در
نسبت ریشه به اندام هوایی یا تجمع موقتی ذخایر در
ساقه تحت شرایط کمبود آب با تغییرات در متابولیسم
کربن و نیتروژن همراهی می شود. در سطح برگ
پراکندگی انرژی القایی (تهییجی) بوسیلة فرایندهایی
غیر از متابولیسم کربن فتوسنتزی یک مکانیسم دفاعی
مهم می باشد که با کاهش در فتوشیمی و در دراز مدت
افت ظرفیت فتوسنتزی و رشد توأ م می گردد.

- حفظ موازنة صحیح آبی:
در همین رابطه, دو گونة بلوط همیشه سبز را در کنار
هم در منطقه اورای پرتقال, مورد مقایسه قرار داده
و در یافتند که هیچ اختلاف معنی داری از نظر
مقادیر آسمیلاسیون خالص کربن هنگامیکه رطوبت کافی
در خاک وجود داشت و یا در مورد گیاهان تحت تنش
خشکی ملایم در اول جولای, وجود ندارد. با وجود
این, تا انتهای تابستان گرم و خشک (ماه سپتامبر)
مبادلة گازی نیمروزی در Q.ilex نسبت به Q.
suberکمتر متأثر گردید. یعنی تا انتهای تابستان
پتانسیلهای آبی بسیار بالاتری در برگهای Q.ilex
(52 .1- مگا پاسگال ) در مقایسه با 38 .2-مگا
پاسگال برای Q. suber مشاهده گردید. و چنین فرض شد
که ریشه های Q.ilex قادر به مکش و دریافت آب از
لایه های عمیق تر خاک بودند که به آنها اجازه می
داد در مقایسه با Q. suber برای دورة طولانی تری
مقادیر بالاتری از جریان آب و آسمیلاسیون برگی را
حفظ کنند. افزایش تراکم ریشه در واحد حجم خاک در
گیاهان یک ساله نظیرLupinus albus نیز در شرایط
کمبود آب مشاهده شده است.(شکل زیر) در کل, رشد
اندام هوایی در مقایسه با ریشه در برابر کمبود آب
حساس تر است. مکانیسم هایی که زمینة پایداری و
تداوم رشد ریشه را تحت تنش خشکی فراهم می آورند
شامل تنظیم اسمزی, افزایش در ظرفیت از بین رفتة
دیوارة سلولی و همچنین انباشت ABA داخلی به جهت
ممانعت از تولید اتیلن, می باشند.

- بسته شدن روزنه ,ذخیرة اقتصادی آب برای
آسمیلاسیون کربن:
کنترل روزنه ایی تلفات آب, که هم در واکنش به کاهش
در تورژسانس برگی یا پتانسیل آبی و هم رطوبت نسبی
پایین هوا می تواند اتفاق بیفتد, به عنوان اولین
واکنش گیاه به کمبود آب در شرایط مزرعه ایی تشخیص
داده شده است. بطوریکه روزنه ها به علایم شیمیایی
(مثلABA) تولید شده بوسیلة ریشه های دهیدراته پاسخ
می دهند در حالیکه وضعیت آبی برگ ثابت نگه داشته
می شود.
- 2 coقابل دسترس, کنترل کنندة ظرفیت بیوشیمیایی
آسمیلاسیون کربن می باشد که کاهش در کربن بین
سلولی (Ci) به دنبال بسته شدن روزنه ها در دراز
مدت کاهش ظرفیت ماشین فتوسنتزی را به منظور
سازگاری به کربن در دسترس القا می کند.
بطورکلی, مقاومت به خشکی در گیاه به مجموعه ایی از
مکانیسم ها و واکنش های پیچیده ایی گفته می شود که
گیاه در صورت بر خورد با کم آبی, توانایی رشد و
نمو خود را تا حدودی حفظ می کند.

چاپ این مطلب: کلیک کنید

تاثیر عناصر درغلات وکمبود و علائم آنها
سه‌شنبه 24 اردیبهشت‌ماه سال 1392 ساعت 02:32 ب.ظ | نوشته ‌شده به دست علیزاده | ( 0 نظر )

غلات

امروزه کودهای ماکرو در زراعت غلات به طور مرتب مصرف می شود ولی برای به دست آوردن محصول با کیفیت مناسب باید از کودهای میکرو هم استفاده نمود و این مسأله در مورد غلات به خاطر نقش تغذیه ای آن از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است .

 تاثیر عناصر مختلف بر غلات و علائم کمبود آنها

ازت (N) : باعث افزایش پروتئین دانه ، بهبود کیفیت پخت ، افزایش راندمان آبیاری شده تعداد پنجه ها را زیاد نموده و مقاومت گیاه را نسبت به زنگ زرد گندم افزایش می دهد . در صورت کمبود این عنصر ساقه کوتاه و نازک می شود پنجه زنی گیاه کم شده ، برگها سبز مایل به زرد گشته و خوشه ها کوچک می شوند .

فسفر (p)  : باعث تکامل دانه ، افزایش عمق نفوذ ریشه و سهولت جذب آب می شود . این عنصر زمان بلوغ و رسیدن محصول را تسریع نموده و باعث می شود گیاه از خشکی که عمدتا با زمان تشکیل دانه همراه است آسیب نبیند . در صورت کمبود فسفر برگها و ساقه سبز مایل به آبی شده و بعد از مدتی برنزه یم شود . برگهای پیر از نوک به طرف پائین برگ شروع به خشک شدن نموده و خوشه ها کوتاه می مانند .

پتاسیم (k) : مقدار پروتئین دانه و راندمان استفاده از کودهای ازته را افزایش می دهد . میزان سلولز زیاد شده و در نتیجه ورس کاهش می یابد . مقاومت نسبت به آفات و بیماریها نیز افزایش می یابد . اگر گیاه دچار کمبود پتاسیم شود . ساقه ها کوتاه و گیاه لاغر می شود . مقدار دانه کم شده و اندازه آنها کوچک می ماند . برگها به رنگ سبز مایل به خاکستری و یا کمی رنگ پریده می شود و سوختگی لبه و نوک برگ به وجود می آید .

منگنز (Mn) : وزن هزار دانه را افزایش می دهد . باعث غنی شدن دانه گندم شده و عملکرد دانه و کاه را افزایش می دهد . در صورت کمبود ، رگه های زرد کم رنگ و نیز لکه های قهوه ای پراکنده ، روی برگ ظاهر می شود .

 مس (Cu) : عمدتا به عنوان کاتالیزور در واکنشهای گیاه شرکت می کند و در صورت کمبود برگهای جوان تر لوله ای شده ، نوک برگها چروک می خورد و دانه ها لاغر و کوچک بنظر می رسد .

 

روی (zn) : در تشکیل هورمونهای گیاهی نقش عمده ای داشته و اگر گیاه دچار کمبود این عنصر شود . نوارهای موازی زرد رنگ در اطراف رگبرگ میانی مشاهده خواهد شد .

ذرت

ذرت از محصولات مهمی است که به عنوان غذای انسان و دام مطرح است . لذا نه تنها کمیت بلکه کیفیت آن نیز از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است .

 تاثیر عناصر مختلف بر ذرت و علائم کمبود آنها .

 ازت (N) : باعث افزایش مقدار پروتئین دانه ، رشد اندامهای هوایی ، و همچنین باعث افزایش عملکرد می شود . در صورت کمبود برگهای پیر از قسمت نوک شروع به زرد شدن کرده و در امتداد رگبرگ میانی به شکل V پیش می رود ( شکل 1) .

 فسفر (p) : به زود رسی ذرت کمک می کند . در نتیجه باعث می شود که گیاه از تنش رطوبتی و گرمایی ، که در مرحله گرده افشانی صورت می گیرد ، اسیب نبیند و اگر گیاه دچار کمبود شود برگها سبز تیره مایل به بنفش شده ، خوشه ها کوچک می شوند و دانه ها نامنظم می رسند .

 پتاسیم (k) باعث افزایش طول دوره پر شدن دانه می شود و به رسیدگی یکنواخت و افزایش تعداد دانه در خوشه کمک کرده و ورس را کاهش می دهد ، در صورت کمبود پتاسیم برگها نسبتاً دراز و چروکیده شده و خطوط زرد طولی زیر برگ ظاهر می شود . حاشیه برگها سوخته و قهوه ای شده ، خوشه ها کوچک باقی مانده و دانه تشکیل نمی شود .

روی (zn) :‌به افزایش ماده خشک گیاه کمک نموده و اگر گیاه دچار کمبود شود نوارهای کلروز روی برگ ایجاد شده و برگها پیچ خورده می شوند .

 

 بر (B) به تشکیل دانه گرده کمک کرده و در ساخت دیواره سلولی نقش مهمی ایفاء می کند . در صورت کمبود ، رشد گیاه کاهش یافته ، کوتولگی بوجود آمده و میزان تولید دانه کم می شود .

مس (cu) : در تشکیل لیگنین و ایجاد دیواره سلولی قوی گیاه کمک می کند و مقاومت گیاه را در مقابل پژمردگی کاهش افزایش می دهد . در صورت کمبود مس ، رشد گیاه کاهش یافته ، برگها زرد و پژمرده می شوند .

چاپ این مطلب: کلیک کنید

پیش بینی سرعت و جهت بادهای فرساینده در ایران
سه‌شنبه 24 اردیبهشت‌ماه سال 1392 ساعت 02:30 ب.ظ | نوشته ‌شده به دست علیزاده | ( 0 نظر )

فرسایش  بادی یک معضل جدی در بیشتر مناطق خشک و نیمه خشک دنیا و ایران است . توانائی پیش بینی دقیق فرسایش بادی خاک برای بسیاری منظورها ، از جمله برنامه های حفاظتی ، منابع طبیعی ، و کاهش آلودگی هوا ناشی از طوفان ضروری است ( 3 ) .  از آنجایی که نیروی باد در طول سال ، ماه وحتی روز تا حد زیادی تغییر می نماید ، و همچنین قدرت فرسایندگی باد بستگی به توان سوم سرعت باد دارد . به منشور پیش بینی و کنترل فرسایش بادی در هر منطقه توزیع سرعت باد حائز اهمیت میباشد . همچنین علاوه برسرعت باد ، دانستن چگونگی تغییرات جهت باد در منطقه نیز امری ضروری است . زیرا نسبت جهت باد به جهت اضلاع زمین ، بادشکن ها ، ردیف کاشت گیاهان ، و شخم زمین ، نقش مهمی را در پیش بینی مقدار و جهت فرسایش بادی ایفا می کند ( 4) . مدل های مختلفی برای نشان دادن توزیع سرعت باد استفاده شده است . بی شک توزیع ویبل یکی از گسترده ترین توزیع هایی است که تا بحال برای نشان  دادن پراکندگی سرعت باد مورد استفاده قرار گرفته است ( 5 ) . اهداف این پژوهش عبارت بودند از : 1 ) شبیه سازی ساعتی سرعت و جهت باد به روش استوکاستیک با استفاده از توزیع ویبل ، به منظور استفاده در مدل WEPS  ، برای پیش بینی فرسایش بادی در شهرهای مختلف ایران ، 2) آزمون اعتبار سنجی توزیع ویبل و مدل کامپیوتری windpred  ، در پیش بینی ساعتی سرعت و  جهت باد ، . 3) ترسیم نقشه های سرعت و جهت بادهای فرساینده در ایران .

 

مواد و روشها

ابتدا 38  شهر که دارای حداقل 10 سال آمار ساعتی سرعت و جهت باد بودند ، انتخاب گردیدند . در مرحله بعد تعداد سال آماری هر شهری به دو دوره برابر تقسیم گردید ، بطوریکه از دوره اول برای شبیه سازی و از دوره دوم برای آزمون اعتبار سنجی مدل ( با استفاده از معنی دار بودن  و نبودن ضرائب همبستگی ) استفاده شد . سپس با استفاده از توزیع ویبل ، شبیه سازی سرعت و جه باد بصورت ساعتی توسط برنامه Windpred  ( 2 و 1 ) انجام گرفت . تابع توزیع تجمعی ویبل F (U)  به صورت زیر میباشد :

(1)                                                            [-(u/c)k]F(u)=1-exp

که در این معادله u  سرعت باد ( متر بر ثانیه )  ، c، پارامتر مقیاس ( با واحد سرعت ) ، و k  پارامتر شکل ( بدون واحد ) ، میباشند ( 6 ) . در هرمرحله بعد ، دوره های باد آرام حذف و فراوانی باد در هر گروه سرعتی نرمالیزه گردیدند . بنابراین :

(2)                                    [-(u/c)k]= 1-exp [ (F(u)-F0 ) / (1-F0)] F1(u)  =

که در آن F1(u)  توزیع تجمعی در حالتی است که دوره های باد آرام حذف شده است ، و F0 فراوانی دوره های باد آرام میباشد . پارامترهای k, c  به روش حداقل مربعات و بکارگیری تابع توزیع تجمعی محاسبه شدند ( معادله 2 ) .

با استفاده از پارامترهای توزیع ویبل (c,k)  فراوانی سرعت باد در هر ماه و در سال بصورت تجمعی و نرمال شده بدست آمد . به منظور شبیه سازی جهت باد ، اعداد بین صفر و یک بصورت تصادفی انتخاب ، و با جدول توزیع تجمعی جهت باد مقایسه گردیدند . برای شبیه سازی سرعت باد براساس جهت باد تعیین شده ، پارامترهای c،k  توزیع ویبل برای آن جهت خاص از جدول های تعیین شده قبلی ، بدست امد و از معادله زیر استفاده گردید :

U= c{-1n[1-(F(u)-F0]/(1-F0)}1/k

با استفاده از روش انتخاب عدد تصادفی ، یک عدد بین صفر و یک انتخاب گردید . سپس این مقدار را به جای F(u)   قرارداده و در نهایت سرعت باد شبیه سازی شده محاسبه گردید . به دلیل اینکه هدف شبیه سازی سرعت باد بصورت ساعتی بود ، با استفاده از رابطه زیر سرعت باد بصورت ساعتی شبیه سازی شد :

U(1)= Urep+0.5(umax-Umin) Cos[2p(24-hrmax+I)/24]

که در آن ، hrmax  ساعتی از روز که سرعت باد حداکثر است ،  I   شاخص ساعت روز ، Umax  سرعت باد حداکثر ، Umin  سرعت باد حداقل ، و Urep  سرعت شبیه سازی شده حاصل از معادله( 3 ) میباشد .

در مرحله  بعد ، با استفاده از نتایج شبیه سازی شده ، نقشه درصد سرعت بادهای فرساینده و جهت غالب آنها ، و همچنین نقشه حداکثر سرعت باد و جهت غالب باد در هر ایستگاه با استفاده از نرم افزارهای SURFER  و CorelDRAW10  برای ماه های مختلف سال تهیه گردید . بعنوان نمونه نقشه درصد سرعت بادهای فرساینده و جهت غال آنها ، برای ماه جولای نشان داده شده است ( شکل 1 ) لازم به ذکر است که در این نقشه ها ، شهرها به صورت دایره ، اسم شهرها واطلاعات مربوط به سرعت باد شهرها در داخل دایره و جهت باد غالب آنها هم بر روی دایره بشکل حروف و بصورت علامت پیکان ، نمایش داده شده است . همچنین برای نشان دادن سرعت حداکثر و درصد سرعت بادهای فرساینده ، از رنگهای مختلفی نیز استفاده گردید .

 

نتایج و بحث

 

با استفاده از داده های خام سرعت باد متعلق به نیمه اول هر دوره ، توزیع تجمعی ویبل بصورت ماهانه در تمامی ایستگاه ها ترسیم شد . سپس با استفاده از داده های خام همان دوره در مدل ، مقادیر شبیه سازی سرعت باد بدست آمد در ادامه ، ضریب های همبستگی بین توزیع تجمعی ویبل و سرعت شبیه سازی شده مشخص ، و معنی دار بودن یا نبودن آنها نیز تعیین گردیدند . مقادیر ضریب های همبستگی در تمامی ایستگاه ها و در تمامی ماه های سال بین 93/0 تا 0/1 بوده و در سطح یک درصد معنی دار بودند . بنابراین میتوان ادعا نمود که داده های سرعت باد از توزیع ویبل پیروی نموده ، و استفاده از این توزیع در امر شبیه سازی سرعت باد یتواند قابل قبول میباشد . در ادامه هم به منظور اعتبار سنجی مدل کامپیوتری Windpred  ، مقایسه هایی بین توزیع فراوانی سرعت و جهت باد شبیه سازی شده ( با استفاده از داده های خام دوره اول ) ، و داده های خام دوره دوم صورت گرفت ، و ضریب های همبستگی آنها نیز تعیین گردیدند . مقادیر ضریب های همبستگی در تمامی ایستگاه ها و در تمامی ماه های سال ، برای سرعت باد بین 94/0 تا 0/1 ، و برای جهت باد بین 46/0 تا 0/1 بودند ، که در سطح یک درصد معنی دار می باشند . از اینرو میتوان نتیجه گرفت که همبستگی بسیار قوی بین سرعت و جهت باد شبیه سازی شده و داده های خام وجود دارد . در مرحله بعد درصد سرعت بادهای فرساینده و جهت غالب آنها در شهرهای مختلف ایران در ماه جولای ترسیم شد ( شکل 1 ) همانطور که مشاهده میشود ، در ماه جولای ، بیشترین میزان بادهای فرساینده متعلق به شهر زابل ( %7/61 ) با جهت باد غالب شمال شمال غربی ،و کمترین میزان بادهای فرساینده ، متعلق به شهر تبریز ( %1/0 ) با جهت باد غالب شرق میباشند .


مطالعه حساسیت خاک سطحی  اراضی منطقه رودشت اصفهان به فرسایش بادی

 

مقدمه

بخش وسیعی از کشور ایران را مناطق خشک و نیمه خشک فرا گرفته است . فرسایش بادی  از مهمترین عوامل تخریب و هدر رفت خاک در این مناطق به شمار میرود ، لذا یافتن راههایی که بتواند این فرآیند را کنترل و یا به حداقل ممکن کاهش دهد ، امری جدی محسوب میگردد . تعیین فرسایش پذیری اراضی و شناخت عوامل مؤثر بر آن ( براساس اطلاعات واقعی و دقیق در مورد شدت و مقدار فرسایش فعلی منطقه ) می تواند اساس برنامه جامع حفاظت خاک و اولویت بندی مراحل اجرایی آن قرار گیرد . در حال حاضر روشهای تجربی متنوعی جهت برآورد فرسایش پذیری اراظی ارائه گردیدهاند ( 1 و 4 ) که علیرغم اینکه از نظر کاربردی راحت و ساده اند ، در مناطقی با خاکهای فرسایش یافته و یا اراضی کویری به دلیل نقش حفاظتی سنگریزه ها وسله های نمکی از کاربری مناسبی برخوردار نمی باشند ( 1 ) . نتایج حاصل از تونل باد قابل حمل در صحرا ، دقیق و مطمئن تربوده و تا حد امکان تأثیر کلیه پارامترها و اثرات متقابل آنها به ویژه اثرات بافت و ساختمان به خوبی دخالت داده میشود ( 1 ) . فرسایش پذیری خاک سطحی ، مهمترین فاکتور مؤثر در کلیه مدلهای برآورد فرسایش بادی میباشد که متأثر از مرفولوژی و خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک سطحی مانند بافت و ساختمان ( 2 ) ، مقدار و انرژی ذرات ساینده ( 5 ) ، دانسیته و پایداری مکانیکی سله سطحی ( 2 و 5 ) ، پوشش سطحی خاک با عوامل غیر قابل فرســــایش ( سنگریزه ، کلوخه و بقایای گیاهی ) و زبری سطح ( 3 ) ، رطوبت خاک سطحی ( 2 ) و اثرات متقابل آنها میباشد . این تحقیق به منظور مطالعه سرعت آستانه فرسایش و فرسایش پذیری نسبی اراضی منطقه رودشت اصفهان و تأثیر مرفولوژی و خصوصیات خاک سطحی بر آن و نیز مطالعه تأثیر دستکاری نمودن خاک سطحی اراضی منطقه بر تشدید فرسایش پذیری آن و در نهایت ارائه راهکارهای مناسب و کاربردی جهت کاهش تخریب و هدر رفت خاک منطقه انجام گرفت .

 

مواد و روشها

 

منطقه مورد مطالعه در شرق اصفهان ، اطراف رودخانه زاینده رود و در محدوده عرض جغرافیایی '20 ˚32 تا 34 ˚32 شمالی و طول '52 تا '34 ˚52 شرقی واقع شده است . ارتفاع متوسط منطقه از سطح دریا 1450 متر و متوسط بارندگی سالیانه در ایستگاه ورزنه 5/68 میلیمتر است . بادهای غالب منطقهکه ناشی از جریانات مدیترانه ای است ، از سمت غرب و جنوب غرب می وزد جهت نیل به اهداف ، ابتدا با تلفیق نقشه های خاک ، شوری قلیانیت ، زمین شناسی ، توپوگرافی و مشاهدات صحرایی و نتایج تجزیه آزمایشگاهی خاک سطحی فاز سریهای مختلف ، 15 واحد کاری ( کوچکترین واحدهای همگون از لحاظ مرفولوژی و خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک سطحی ) مشخص شد . سپس در هر واحد مطالعاتی با استفاده از تونل باد قابل حمل صحرایی ، فرسایش پذیری خاک سطحیاراضی در مدت 30 دقیقه وزش باد باسرعت 10 متر بر ثانیه در ارتفاع 20 سانتیمتری و نیز سرعت آستانه فرسایش در دو وضعیت طبیعی و دستخورده تعیین گردید . از خصوصیات فیزیکی خاک سطحی ، توزیع اندازه خاکدانه ها به دو روش الک خشک و مرطوب ، بافت خاک به روش پیپت و درصد رطوبت وزنی و از خصوصیات شیمیایی ph,EC  و غلظت آنیونها و کاتیونهای محلول در عصاره گل اشباع ، میزان آهک و ماده آلی و از خصوصیات مرفولوژی سطح خاک ، درصد سنگریزه سطحی و قطر متوسط آن ، ضخامت سله و میزان زبری سطح خاک اندازه گیری شد .

 

نتایج و بحث

نتایج و تجزیه واریانس داده ها نشان می دهد که اثر واحدهای مختلف بر فرسایش پذیری و سرعت آستانه در سطح احتمال 1 درصد  معنی دار است . مقایسه میانگین اختلاف فرسایش پذیری و سرعت آستانه در دو وضعیت طبیعی و دستخورده در واحدهای مطالعاتی نشان داد ، اختلاف فرسایش پذیری در کلیه واحدها در سطح احتمال 1 معنی دار است در حالیکه اختلاف سرعت آستانه در واحدهای 2 ، 6 ،11 و 15 در سطح احتمال 5 درصد معنی دار نمیباشد که علت آن ، وجود ذرات فرسایش پذیر لس بر روی سطح این واحدها میباشد .

خاک سطحی واحدهای 6 ، 8 و 13 حاوی کریستالهای گچ و آهک بوده و نسبت به فرسایش بادی ، حساس میباشند ولی پوشش سنگریزه ای سطح این اراضی ، به خوبی از خاک زیرین محافظت می نماید . فرسایش پذیری نسبی این واحدها در حالت طبیعی جزیی تا کم است ، که تا حدی مربوط به رسوبات بادی است که از اراضی مجاور برخاسته و بین سنگریزه ها بدام افتاده است . در صورت دستکاری خاک سطحی در این واحدها ، فرسایش پذیری آنها زیاد تا خیلی زیاد میشود که بیانگر نقش بسیار مؤثر پوشش سنگریزه ای در کاهش فرسایش پذیری این اراضی میباشد . اراضی واحد 6 بعنوان معدن شن مورد بهره برداری قرار میگیرد که علاوه بر تشدید فرسایش بادی منطقه، باعث انتقال رسوبات بادی شور به اراضی کشاورزی مجاور میگردد ، توصیه میشود از بهره برداری این معادن بدون عملیات حفاظتی مناسب ، جلوگیری بعمل آید . خاک سطحی اراضی 1 ، 2 ، 12 و 15 شور قلیا با ساختمان تکدانه ای و بسیار حساس به فرسایش بادی میباشد سطح واحدهای 1 و 2 توسط سله نمکی به ضخامت 3 تا 4 میلیمتر پوشیده شده است که سطح خاک در واحد 1 صاف و فاقد ذرات لس ، در حالیکه در واحد 2 ، حالت پف کرده و دارای ذرات فرسایش پذیر لس میباشد سطح واحدهای 12 و 15 با لایه بسیار نازک سیل پوشیده شده است شدت فرسایش پذیری این واحدها ، زیاد تا خیلی زیاد میشود که نشان دهنده اهمیت بسیار زیاد سیل و سله سطحی در کاهش حساسیت اراضی به فرسایش بادی میباشد . لذا توصیه میشود در این اراضی از هرگونه عملیاتی که باعث تخریب سله سطحی میشود اجتناب گردد.

 

 

 

 

 

واحدهای دیگر منطقه ، اراضی کشاورزی بوده و بسته به نوع بافت و ساختمان و مدیریت زراعی دارای فرسایش پذیری کم تا زیاد هستند . واحد 5 با بافت لومی شنی و ساختمان تکدانه ای نسبت به فرسایش بادی بسیار حساس میباشد ، در حالیکه واحد 9 بعلت داشتن بافت ریزتر و میزان بقایای گیاهی بیشتر بر روی سطح خاک ، از حساسیت کمی نسبت به فرسایش بادی برخوردار است ( نمودار 1 ) توصیه میشود در اراضی کشاورزی ، پس از برداشت محصول ، بقایای گیاهی بر روی سطح خاک باقی گذارده شود و یا اینکه عمود برجهت باد غالب ، شخم زده شوند تا زبری ناشی از کلوخه های سطح خاک باعث کاهش سرعت باد در نزدیکی سطح و بدام افتادن ذرات فرسایش یافته در بین کلوخه ها گردد.


روشهای اندازه گیری زبری سطح خاک (Soil surface roughness )  و کاربرد آن در فرسایش بادی

 

مقدمه

ناهمواریهایی که در اثر وجود کلوخه ها در سطح زمین ، یا جوی و پشته هایی که توسط شخم ایجا میشود را زبری سطح خاک گویند . زبری سطح خاک تأثیرات معنی داری بر روی فرسایش آبی و بادی دارد ( 9 ) اثراث زبری سطح خاک بر روی فرسایش بادی به خوبی مشخص شده است ( 4 ) انواع زیری مؤثر در فرسایش بادی شامل زبری تصادفی (Random Roughness 0  و زبری جهت دار شده (Oriented Roughness )  است زبری تصادفی ، ناشی از خاکدانه ها و کلوخه هاست و زبری جهت دار ، بوسیله ابزار شخم زدن و مسیرهای چرخ وسایل شخم بوجود می آید ( 3 ) کمی کردن داده های زبری شامل دو مرحله جمع آوری داده های ارتفاعی سطح خاک و تجزیه و تحلیل داده ها براساس شاخص های توصیف کننده زبری میباشد.موارد یاد شده در مدلهایی نظیرEQ ( Wind erosion Equation ) و (WindWEPS  ( Erosion prediction system    به کار برده میشوند ( 12 ) . بنابراین اولین مرحله از کار ، جمع آوری داده های ارتفاعی سطح خاک میباشد ، که در اینجا روشهای متداول اندازه گیری زبری سطح خاک در فرسایش بادی ، بیان و سپس مورد بررسی قرار میگیرند .

 

 

مواد و روشها

روشهای  اندازه گیری زبری سطح خاک را به دو روش کلی تقسیم بندی می کند . زوش تماسی (contact )  ، مانندPin meter و  chain method  و روش غیر تماسی ( noncontact )   مانند روشهای اولتراسونیک ( 7 ) و اپتیکال یا تصویری نظیر روش لیزری ( 2 ) . از میان روشهای مختلف اندازه گیری زیری سطح خاک که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند ، روشهای لیزری Pin meter و  chain method متداول میباشند . دقت دستگاه لیزری 25/0 میلیمتر است ، و با تغییرات شیب سطح زمین ، دقت آن کاهش می یابد (8) این دستگاه به دو نفر برای برپا کردن آن که حدود 2 ساعت طول می کشد ، نیاز دارد و22 ترانسکت را در مدت یک ساعت میتواند اندازه گیری کند . هر چند پیشرفت های خوبی در این زمینه شده است ( 2 ) ، اما سیستم لیزری ، گران و با تکنولوژی بالاست و تهیه ، آموزش و نگهداری آن مشکل میباشد . لذا این وسیله همانگونه که هم اکنون نیز معمول است بیشتر در آزمایشگاهها استفاده میشود یکی از آسانترین و از اولین وسایل اندازه گیری تغییرات نیمرخ سطح خاک Pin meter است ( 6 ) ، سیر تکاملی ثبت کردن داده های این وسیله شامل ثبت دستی ( که وقت گیر و همراه با خطای بسیار است ) و ثبت الکترونیکی ، ثبت دیجیتالی ( ثبت با استفاده از عکس و برنامه کامپیوتری PMP (Pin Meter Program )  میباشد ( 13) . مطالعاتی که بوسیله صالح (9) به منظور بوجود آوردن یک روش ساده ، ارزان و سریع براساس تعاریف موجود ( 5 ) و (1) و برای تعیین زبری خاک انجام شد منجر به ابداع روش Chain method   گردید . در این روش ، یک زنجیر به طول L1   وقتی که بر روی یک سطح زبر قرار می گیرد ، دارای فاصله افقی کوتاهتری (L2),  نسبت به طول L1 خواهد شد . اختلاف بین L1 و L2 ، رابطه ای با درجه زبری خواهد داشت .

 

بحث و نتیجه گیری

نقدهائی در زمینه روشهای ذکر شده به خصوص روش اخیر از سوی دانشمندان صورت گرفته است که میتوان به نقد آقای اسکیدمور  (11) اشاره نمود . البته در جواب ایشان صالح ( 10 ) توضیحاتی ارائه داده است که با دقت و تأمل در آن میتوان به نکاتی دست یافت . با نگاهی اجمالی به مبانی نظری روش chain method  و بررسی معادلات مربوطه ، میتوان دریافت که در استفاده از این روش باید محتاطانه عمل نمود . با توجه به محدودیت های دستگاه لیزری ، از قبیل نگهداری ، تعمیر، آمورش افراد مجرب ، و نیز مشکل استفاده آن در صحرا ، بنظر میرسد که این دستگاه بیشتر در آزمایشگاه  و تحقیقات خاص میتواند مورد استفاده قرار گیرد ، حال آنکه از دستگاه Pin mete   میتوان به سهولت و با دقت کافی جهت مطالعات صحرایی استفاده گردد .


کمی نمودن رسوبات فریاشی یافته بادی در منطقه شرق اصفهان

فرسایش خاک به وسیله باد اساساٌ یک فرآیند جریان و سیر مواد میباشد که در طی این فرآیند خاک از سطح قابل فرسایش برداشت و به حالتهای گوناگون ( تعلیق ، جهش و خزش سطحی ) در پاسخ به تنش برشی باد و بمباران ذرات خاکی که قبلاً در جریان باد وارد شده اند حمل میشوند و به دنبال آن ته نشینی مجدد رسوبات حمل شده توسط باد صورت میگیرد ( 3) . مقادیر مواد حمل شده به وسیله روشهای حمل به سرعت باد ، چگالی ذره و بافت سطحی خاک بستگی دارد . برای مطالعه فرسایش بادی منطقه و طرح و ارریابی فن آوریهای کنترل فرسایش بادی به مشاهده های جزیی تر حمل رسوبات ناشی از وزش باد د آن منطقه نیاز است . حمل ذرات ناشی از وزش باد در منطقه معمولاٌ به وسیله تله های رسوب گیر نمونه برداری میشوند . ( 2 و 4 ) .

اگر چه تله های رسوب گیری تشریح شده در منابع از نظر شکل و اندازه متفاوت هستند ، ولی عموماً شامل یک آزایش عمودی از تله های رسوب گیر میباشند . هر تله در طول مدت یک واقعه فرسایش بادی مواد در حال حرکت در ارتفاع معینی را جمع آوری می کند . از وزن مواد به دام افتاده و مدت وزش طوفان ، دبی جرم ذرات به صورت افقی اندازه گیری میشوند . نرخ حمل ذرات در نقطه مورد مشاهده به وسیله جمع کردن نیمرخ دبی جرم ذرات افقی در طول ارتفاع بدست می آید . هدف از این مطالعه کمی کردن حمل ذرات ناشی از وزش باد در طول دوره های معین در منطقه شرق اصفهان و کاربرد چندین مدل جهت محاسبه نرخ حمل ذرات میباشد . علاوه براین ارتباط بین توزیع عمودی رسوبات فرسایش یافته بادی و ارتفاع رسوب به وسیله نمونه بردار BSNE    تعیین گردید .

 

مواد و روشها

مطالعه تحت  شرایط منطقه و آزمایشگاه انجام گردید . مجموعه ای از نمونه بردارهای از نوع BSNE1  در اواسط اسفند ماه 1377 در قسمت شرقی پایگاه شهید بابایی اصفهان در منطقه ای هموار ، پوشیده از رسوبات بادی به ضخامت 5 تا 30 سانتیمتر و تقریباٌ عاری از پوشش گیاهی نصب گردید که به دور از موانع جهت مزاحمت از وزش باد میباشد . نمونه های مواد خاکی از خاک فرسایش یافته در طی 10 دوره نمونه برداری از 17/12/1377 تا 3/5/1379 در ارتفاعات 24/0 ، 6/0 ، 08/1 ، 60/1 ، 2،3 و 4  متر از سطح زمین با استفاده از نمونه بردار BSNE جمع آوری گردید . خاکهای منطقه عموماً در فامیل فاین – لومی ، جیپسک هاپلو سالیدز ، با 31 درصد شن ، 41 درصد لای ، 28 درصد رس ، 5/16 درصد کربنات کلسیم و 1/33 درصد گچ قرار می گیرند . قبل از استفاده از نمونه بردار BSNE در صحرا با استفاده از یک تونل بادی مدار باز راندمان تله اندازی ( p    )  آن تعیین و نمونه بردار واسنجی گردید از رسوبات منطقه مورد مطالعه جهت آزمایش واسنجی استفاده گردید . متوسط راندمان تله اندازی  نمونه بردار با بادهایی با سرعت 2/5 تا /7 متر بر ثانیه 51/0 بدست آمد ( 1) . ارتباط بین مقدار مواد انتقال یافته به وسیله باد و ارتفاع نمونه بردار با استفاده از مدلهای مختلف ( توانی ، معکوس ، لگاریتمی و نمایی و .... ) به وسیله برنامه spss مورد آزمون قرار گرفت . مقدار کل مواد انتقال یافته به وسیله باد ( عرض Q,g/cm)  به ازای یک سانتیمتر عرض دهانه نمونه بردار در ارتفاع 24/0 تا 4  متر ی از سطح زمین جمع آوری میگردد به وسیله انتگرال گیری معادلات رگرسیون برازش شده در محدوده ارتفاع 24/0 تا 4 متر محاسبه گردید . جهت محاسبه  مقدار نقل و انتقال کل جرم ذرات ( عرض Qt.) محدوده ارتفاع 24/0 تا 4 متر محاسبه گردید . جهت محاسبه مقدار نقل و انتقال کل جرم ذرات ( عرض Qt.g/cm ) در نقطه نمونه برداری بایستی مقدار Q   محاسبه شده به وسیله راندمان تله اندازی نمونه بردار تصحیح گردد . (n=Q/Qt)  نرخ  نقل و انتقال کل جرم ذرات ( روز و عرض mt,g/cm )  به وسیله تقسیم مقدار Qt به تعداد روز نمونه برداری بدست می آید . این مقدار بیانگر جرم کل رسوبات ناشی از وزش باد در ارتفاع 4 متری است که از نواری با پهنای یک سانتیمتر به طور عمودی در متوسط جهت باد به ازای ک روز عبور می کند . البته فرض براین است که قدار سهم رسوبی که در ارتفاع بالاتر از 4 متر منتقل میشود نسبت به جرم کل حمل شده می تواند در نظر گرفته نشود .

 

 

 

نتایج و بحث

 

رسوبات سطحی منطقه مورد مطالعه ریز ( متوسط اندازه ذرات(zm) 2تا 3 فی یت 125 تا 250 میکرون ) با جور شدگی متوسط تا نسبتاً خوب ( انحراف معیار ترسیمی جامع فولک(   Id  ) 68/0 تا 93/0 فی ) و کج شدگی زیاد به سمت ذرات دانه ریز ( کج شدگی ترسیمی جامع فولک SKI  ، 34/0 – تا 13/0 - ) میباشد . در هر دوره نمونه برداری ، مقدار درصد ذرات بزرگتر از 3 فی (125> میکرون ) و  مقادیر SKI با افزایش ارتفاع نمونه بردار زیاد و مقادیر z m (m m) وId با افزایش ارتفاع کاهش می یابد . بنابراین با افزایش ارتفاع بات توجه به کاهش شدید مقدار رسوب بدام افتاده درصد نسبی ذرات ریز افزایش و توزیع اندازه ذرات به سمت ذرات ریزدانه تر متمایل می گردد به طوریکه درصد نسبی ذرات کمتر از 63 میکرون ار ارتفاع 24/0 تا 4 متری از سطح زمین از 8/8 به 1/70 درصد افزایش می یابد ( شکل 1 ) این تغییر شاید به دلیل چگونگی حمل ذرات باشد بطوریکه ذرات کمتر از 100 میکرون به صورت تعلیق جابجا می شوند ( 4 ) .  و ذرات بزرگتر از 100 میکرون با افزایش ارتفاع کاهش می یابد که مبین حمل این ذرات به صورت جهش میباشد ( شکل 1 ) در هر دوره نمونه برداری درصد رطوبت اشباع ، ظرفیت تبادل کاتیونی و مقدار کربنات کلسیم با افزایش ارتفاع زیاد میشوند به طوریکه با افزایش ارتفاع از 24/0 تا 60/1 متر به ترتیب مقادیر فوق از 3/49 به 5/53% ، 6/20 به 2/31m/S  ، 9/3 به 1/6 خاک meq/100 gr   و از 4/16 به 1/26 درصد افزایش می یابد .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل 1- هیستوگرام درصد فراوانی توزیع اندازه ذرات رسوبات بادی بدام افـتاده در نمونه بردار BSNE  در 7 ارتفاع در طی زمان 23/1/78 – 17/12/1377

 

از طرفی مقدار وزن مخصوص ظاهری رسوبات جمع آوری شده از 12/1 به 02/1 گرم بر سانتیمتر مکعب کاهش می یابد . این به این دلیل است که درصد نسبی ذرات ریز در رسوبات جمع آوری شده در سطوح بالاتر بیشتر میباشد . همچنین به دلیل چگالی کم ، نمکها می توانند به صورت تعلییق تا ارتفاعات زیاد حمل شوند. مقدار مواد ناشی از وزش باد ( عرض kg/100 m  )برابر با 44/206 ، 88/55 ، 39/3 ، 91/85 ، 55/42 ، 29/23 ، 50/39 ، 37/6 ، 68/22 ، 92/52  به ترتیب در طی 36 ، 13 ، 15 ، 20 ، 55 ، 43 ، 68 ، 58 ، 61 و 90 روز نمونه برداری می باشد ومتوسط نرخ حمل مواد 8/161 ( روز× عرض g/100 m  K)

است همچنین مقدار مواد ناشی ازوزش باد با افزایش ارتفاع کاهش می یابد( شکل 2 ) بیشترین مقدار در طی دوره های نمونه برداری از 5/12/78 الی 5/2/79 و 17/12/77 الی 23/1/78 تعیین ردید. این با ساعتهایی که سرعت باد بیشتراز3/5 متربرثانیــه (سرعت آستانه ) در ماههای اسفند و فروردین مطابقت دارد . کمترین مقدار نرخ حمل ذرات در طی دو دوره مشخص اتفاق می افتد . در طی فصل مرطوب ( آذر و دی ) که سطح خاک مرطوب و سرعت باد کم میباشد و اوایل فصل مرطوب ( شهریور و مهر ) که متوسط سرعت باد غالب 2/3 تا 1/4 متر بر ثانیه می باشد که از سرعت آستانه جهت حرکت ذرات کمتر است . مدل توانی بهترین مدل جهت توصیف ارتباط بین مقدار مواد فرسایش یافته و ارتفاع نمونه بردار تعیین گردید . این مدل بخش معلق جریان را توصیف می کند ، اما برای ذراتی که به صورت جهشی و خزشی سطحی در ارتفاع کمتر از 6/0 متر حمل میشوند رضایت بخش نمی باشد و محاسبه مقدار حمل ذرات در سطوح پایین تر معمولاٌ سبب تخمین زیادتر مواد ناشی از وزش باد میشود .

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل 2 – مقایسه مقدار رسوب جمع آوری شده در 10 دوره نمونه برداری به وسیله نمونه بردار BSNE

 

 

نتیجه گیری

نتایج بدست آمده در این مطالعه ، انتقال تدریجی و انتخابی ذرات ریز توسط فرآیند فرسایش بادی را نشان میدهد ، بطوریکه سرعت نسبی انتقال به شرایط سطح و پارامترهای اقلیمی بستگی دارد . علاوه بر این ، درصد زیاد ذرات ریز کمتر از 90 میکرون در رسوبات فرسایش یافته بادی منجر به تخریب خاک در طی چندین سال میشود در تحقیقات آینده ، طراحی و کاربرد نمونه برداری هایی مورد نیاز است که بتواند مواد حمل شده توسط باد را بطور مجزا ( تعلیق ، جهشی و خزشی سطحی ) مورد ارزیابی قرار دهد . همچنین تعیین راندمان تله اندازی نمونه بردارها بایستی در صحرا صورت گیرد . زیرا تونل بادی نسبت به صحرا از شرایط یکنواخت تر و از درجه تلاطم کمتری برخوردار است و بنابراین ممکن است راندمان متفاوتی نتیجه دهد .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


تعیین شار سایش و انتشار ذرات خاک با استفاده از خصوصیات خاک و شبیه سازی سرعت و جهت باد

 

مقدمه

پدیده فرسایش بادی یا به عبارت دیگر حساسیت اراضی نسبت به باد مانند بسیاری از پدیده های طبیعت مورد توجه دانشمندان جهان قرار گرفته ، و تاکنون مخصوصاٌ در دهه های اخیر سعی و تلاش زیادی در زمینه کمی کردن معیارهای شناسایی این پدیده بعمل آمده است . توانائی پیش بینی دقیق فرسایش خاک برای بسیاری منظورها ، از جمله برنامه های حفاظتی ، منابع طبیعی و کاهش آلودگی هوایی ناشی از طوفان ضروری است ( 6) چپیل (4) با استفاده از تونل باد نشان داد که فرسایش پذیری خاک کاملاٌ تحت تأثیر توزیع اندازه خاکدانه های خشک قرار می گیرد . هاگن (5) چگونگی فرسایش بادی و سایش خاکدانه را در تونلهای باد مورد مطالعه قرارداده واظهار داشت که سایش و انتشار به عنوان منابع حرکت خاک عمل می کنند . اسکیدمور و لیتون (9) تأثیر پایداری خاکدانه ها در حالت خشک را بر میزان فرسایش بادی در ده خاک ایالت کانزاس آمریکا مورد ارریابی قرار داده ، و مدلی را جهت پیش بینی پایداری خاکدانه ها  با استفاده از خصوصیات خاک در شرایط فرسایش است . وی اظهار میدارد که فقط از طریق پیش بینی پایداری خاکدانه و سله ها میتوان به پیشرفتهای خوبی در زمینه معادلات شار سائیدگی دست یافت . از طرف دیگر پیش بینی ساعتی سرعت و جهت باد ، با استفاده از شبیه سازی و مدلهای استوکاستیک ویبل (2) با تخمین بسیار عالی ( باد بعنوان عامل اصلی فرساینده ) در ترکیب با عامل خاک ( فرسایش پذیر ) بعنوان پیش بینی فرسایش در منطقه بسیار مهم میباشد . لذا در این تحقیق شار سایش و شار انتشار ذرات خاک در خاکهای گوناگون در منطقه یزد ، که به نوعی پیش ینی فرسایش بادی با استفاده از آمار باد تاریخی و شبیه سازی شده این منطقه نیز میباشد ، محاسبه گردید .

 

مواد و روشها

 

نمونه برداری از محدوده اراضی واقع در تپه های شنی واقع در شمال شهرستان یزد و همچنین اراضی کشاورزی در نقاطی با کیفیت مناسب خاک انجام گرفت ( 2) . خصوصیات فیزیکوشیمیایی این خاکها نظیر توزیع اندازه خاکدانه ها ، درصد ماده آلی ، کربنات کلسیم معادل ، بافت خاک  ، حداکثر ارتفاع پستی و بلندی خاک یا (Z max )   در هر کدام از اراضی و میزان شکستگی اولیه خاکدانه در هر یک از خاکها اندازه گیری شد ( 2 ) .  چنانچه شرایط فرسایش بادی فراهم باشد و سرعت باد نیز از 8 متر بر ثانیه بیشتر شود ، ذرات خاک شروع به حرکت می کنند ( 7 ) در این مرحله با توجه به نتایج بدست آمده از پیش بینی سرعت و جهت باد با استفاده از مدل ویبل و شبیه سازی استوکاستیک ( که با استفاده از آمار سی ساله ایستگاه سینوپنتیک یزد انجام دادیم ) و با در نظر گرفتن سرعتهای بیشتر از 8 متر بر ثانیه ( بادهای فرساینده ) (1) میزان شارانتشار (Gem) و شارسایش(Gan  ) محاسبه و مجموع آنها تعیین گردید.( 1 )

 

نتایج و بحث

ضرایب همبستگی بین شارهای محاسبه شده با استفاده از آمار داده های شبیه سازی شده سالهای 1980 -1966  و همچنین با داده های تاریخی سالهای 1981 تا 1995 در ماههای پر باد و در کل سال ، نشان دهنده همبستگی خوبی بین آنها میباشد . خاک Sandy Loam   مساعدترین خاک از نظر فرسایش پذیری در میان خاکهای مورد آزمایش در این تحقیق بود. از نر مقایسه میان خواص مختلف خاکهای مورد آزمایش ، تغییرات بافت خاک و از همه مهمتر درصد رس در این زمینه نقش تعیین کننده دارد . بنابراین می بینیم خاک Sandy Loam از جهات دو خصوصیت ذکر شده ، وضعیت نامناسبی را نسبت به خاکهای دیگر دارد . بیشتر بودن مقدار (Gen) نسبت به

(Gan  ) در خاک Loamy sand  به این دلیل است که درصد ذرات آزاد کوچکتر از 1/0 میلیمتر این خاک بیشتر و میزان خاکدانه کمتر است ( تپه های شنی ) این محاسبات و نظایر آن در ماههای پربادتر نتایج بهتری را نسبت به ماههای کم باد ، برای داده های شبیه سازی شده و تاریخی نشان میدهد ، با توجه به ضرایب همبستگی تعیین شده و با وجود اینکه ماه آگوست ، یکی از ماههای کم باد به حساب می آید ، همبستگی نشان داده شده بین این داده ها متوسط است ولی در ماههای پرباد و در کل سال ضرایب همبستگی نشان دهنده همبستگی خوبی بین داده های ذکر شده هستند و نشان دهنده اعتبار مدل شبیه سازی باد و محاسبه فرسایش میباشند . بین سرعت و جهت باد تاریخی و شبیه سازی شده اختلاف کوچکی وجود دارد ولی داده های ذکر شده تطابق خوبی را نشان می دهند . در ماههای کم بادی همچون آگوست تطابق داده های سرعت و جهت باد تاریخی و شبیه سازی شده نسبت به ماههای پرباد کمتر است که با توجه به اینکه فرسایش بادی با توان سوم سرعت باد متناسب است ، بنابراین تفاوت های کوچک در سرعتهای باد ، در محاسبه شار فرسایش بادی ، به اختلاف بزرگی تبدیل شده و موجب میشوند همبستگی نشان داده شده بین این داده ها ، در محاسبه شار فرسایش بادی ، به اختلاف بزرگی تبدیل شده و موجب میشوند همبستگی نشان داده شده بین این داده ها ، در ماههای کم بادی همچون آگوست نسبت به ماههای پر باد کمتر باشد . بنابراین با توجه به نتایج حاصل از ترکیب این دو مدل ، میتوان به نتایج ارزشمندی در پیش بینی فرسایش بادی منطقه دست یافت .

چاپ این مطلب: کلیک کنید

تعداد کل صفحات: 48


برای عضویت در خبرنامه ایمیل خود را وارد کنید