علوم آب و خاک

---

گنجایش زراعی و نقطه پژمردگی دائم، از مهم‌ترین داده‌های مورد نیاز در مطالعات آبیاری مزارع می‌باشند که اندازه‌گیری آنها دشوار و وقت‌گیر است. با این وجود، می‌توان آنها را از روی برخی ویژگی‌های زودیافت خاک مانند بافت، ماده آلی و مقدار آهک با استفاده از توابع انتقالی خاک، با دقت قابل قبولی تخمین زد. به‌همین منظور پژوهشی برای بررسی دقت مدل شبکه عصبی ROSETTA با سطوح مختلف برای تخمین رطوبت‌های گنجایش زراعی و نقطه پژمردگی دائم و ایجاد توابع انتقالی رگرسیونی بین این نقاط رطوبتی و ویژگی‌های زودیافت خاک مانند: درصد رس، شن، سیلت، آهک و گچ در منطقه بردسیر کرمان انجام شد. نمونه‏برداری در 20 منطقه و به دو روش (دست‏نخورده برای تعیین چگالی ظاهری و دست‏خورده برای تعیین سایر ویژگی‌های خاک) و به تعداد 120 نمونه انجام و ویژگی‌های زودیافت و دیریافت مورد نظر تعیین گردیدند. نتایج نشان داد، ارتقای مدل شبکه عصبی از سطح پایین‌تر به سطحی بالاتر، نیازمند تعداد ورودی بیشتری بوده، در حالی که تخمین‌ها تقریباً مشابه بود. بدین معنی که در اکثر خاک‌ها، افزایش ارتقای سطح مدل و استفاده از ورودی‌های بیشتر، موجب افزایش قابل ملاحظه دقت پیش‌بینی‌های مدل نشد. هم‌چنین نتایج به دست آمده از ایجاد توابع رگرسیونی نشان داد، همبستگی بین نقطه پژمردگی دائم با درصد رس مثبت و معنی‌دار بود (83%= r) که بیانگر تأثیر زیاد رس بر این نقطه رطوبتی است. گنجایش زراعی با مقدار شن، همبستگی معنی‌دار و منفی(80%- = r) و با مقدار سیلت، همبستگی مثبت و معنی‌دار (76%= r) داشت.

---

در این پژوهش تأثیر شوری و سدیمی‌بودن آب بر توزیع اندازه منافذ و مقدار آب قابل استفاده برای گیاه در دو خاک آهکی رسی و لوم رسی شنی بررسی شد. خاک‌ها با تیمار‌های ترکیبی شامل 16 آب با کیفیت متفاوت (مقادیر EC برابر 5/0، 2، 4 و 1-dS m 8 و مقادیر SAR برابر 1، 5، 13 و 18) اشباع شده و پنج بار تر و خشک شدند. سپس مقدار رطوبت در مکش‌های ماتریک 0 (θs)، 10 (10θ)، 100 و cm 300 (θFC) و cm 15000 (θPWP) اندازه‌گیری شد. تفاوت‌های 100θ یا 300θ با 15000θ برابر آب قابل استفاده، θs با 10θ برابر تخلخل درشت، 10θ با 100θ برابر تخلخل میانه، و 100θ برابر تخلخل ریز در نظر گرفته شد. تخلخل اولیه دو خاک یکسان بود ولی مقدار بیشتر شاخص‌های توزیع اندازه منافذ و θFC، θPWP و AWC را خاک رسی به علت ایجاد تخلخل بیش‌تر ناشی از آماس به خود اختصاص داد. با افزایش EC، منافذ میانه کاهش یافته و به منافذ درشت و ریز تبدیل شدند. هم‌چنین EC به دلیل کاهش ضخامت لایه پخشیده دوگانه و هم‌آوری ذرات خاک، باعث تبدیل منافذ میانه به منافذ درشت و در نتیجه کاهش θFC و از طرفی باعث ایجاد منافذ ریز جدیدی شد که θPWP را افزایش داد، و در کل منجر به کاهش AWC گردید. افزایش SAR منجر به تخریب و کاهش حجم منافذ میانه و تبدیل آنها به منافذ ریز شد ولی اثر معنی‌داری بر منافذ درشت نداشت. با افزایش SAR، θFC و θPWP به علت تخریب منافذ ساختمانی، آماس و پراکندگی رس‌ها و افزایش سطوح برای جذب آب، افزایش یافت که این افزایش برای θPWP شدیدتر و مشخص‌تر بود و در نتیجه AWC کاهش یافت. بنابراین گذشته از اثر ویژه (سمیت) یون سدیم برای گیاه، با افزایش SAR، آب خاک در دسترس گیاه هم کاهش یافت. با افزایش شوری آب آبیاری، اثر تخریبی SAR کاهش یافت و اثر کیفیت آب بر نگهداشت آب خاک رسی بیشتر بود.

---

کشت و کار با ایجاد تغییرات در خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک می‌تواند رطوبت قابل دسترس خاک که تابعی از شرایط فوق الذکر است را تحت تأثیر قرار دهد. به منظور بررسی تأثیر دست‌خوردگی خاک (کشت)‌ بر رطوبت حد ظرفیت مزرعه و نقطه پژمردگی دائم، توابع انتقالی پارامتریک در خاک‌های دست نخورده ایجاد شد تا به وسیله این توابع بتوان تغییرات رطوبت خاک‌های جفت تحت کشت آنها را پیش‌بینی کرد. بدین منظور 54 نمونه خاک از اراضی کشت نشده و جفت تحت کشت مجاور آنها در منطقه آبیک قزوین انتخاب و خصوصیات زودیافت آن شامل توزیع اندازه ذرات خاک، کربن آلی، کربنات کلسیم معادل، جرم مخصوص ظاهری، ظرفیت تبادل کاتیونی و واکنش خاک اندازه‌گیری شد. رطوبت با استفاده از دستگاه صفحات فشاری اندازه‌گیری شد. توابع پارامتریک با روش رگرسیون چندگانه خطی برای پارامترهای معادله ون گنوختن- معلم به‌دست آمده از نرم افزار RETC، در نواحی کشت نشده ایجاد شدند. با استفاده از این توابع، میزان رطوبت در نواحی تحت کشت برآورد و با مقادیر اندازه‌گیری شده مقایسه گردید. نتایج نشان داد که این توابع در نقطه پژمردگی دائم نسبت به حد ظرفیت مزرعه از ضریب هم‌بستگی بالاتری برخوردارند. به طوری که ضریب هم‌بستگی از 67/0 به 83/0 افزایش و هم‌چنین ریشه میانگین مربعات خطاها (RMSE) از 59/2 به 06/1 کاهش می‌یابد. و رطوبت قابل دسترس خاک را بیشتر از میزان واقعی برآورد می‌کنند.

---

در این تحقیق اثرات چند ماده آلی و یک سوپرجاذب رطوبت بر آب قابل استفاده و تأخیر در نقطه پژمردگی دائم یک خاک مربوط به فضای سبز شهر رشت بررسی شد. در مرحله انکوباسیون، 12 تیمار شامل شاهد (70 درصد حجمی خاک و 30 درصد کمپوست کود دامی) و مقادیر مختلفی از خاک، کمپوست زباله شهری، کمپوست کود دامی، ضایعات زیتون، برنج و یک سوپر جاذب رطوبت (A₂₀₀) در یک طرح کاملاً تصادفی استفاده شد. به‌منظور تهیه منحنی رطوبتی و تعیین رطوبت معادل ظرفیت زراعی و پژمردگی دایم از روش کاغذ صافی استفاده شد. سه تیماری که در آزمایش انکوباسیون، رطوبت قابل استفاده بیشتر داشتند و سبب تأخیر بیشتری در ایجاد نقطه پژمردگی دائم شدند به‌همراه تیمار شاهد در مرحله گلخانه استفاده شدند. در مرحله گلخانه در یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی، اثر تیمارها و دور آبیاری (36، 72 و 168 ساعت) بر رشد گیاه لیزیماکیا بررسی شد. نتایج نشان داد که بیشترین وزن خشک اندام هوایی در تیمار 30 درصد کمپوست زباله شهری و ضایعات برنج در دور آبیاری 36 ساعت دیده شد، اما در دور آبیاری 168 ساعت، وزن خشک کاهش یافت و بیشترین وزن خشک مربوط به تیمار سوپرجاذب بود. 

---