اثرات مدیریت زراعی و بافت خاک بر دامنه رطوبتی با حداقل محدودیت

دامنه ای از مقدار رطوبت خاک که در آن محدودیت برای رشد گیاه در ارتباط با پتانسیل آب, تهویه و مقاومت مکانیکی, در کم ترین حد خود باشد, دامنه رطوبتی با حداقل محدودیت (llwr) نامیده می شود. با توجه به اینکه دانسته های کافی در مورد این مفهوم جدید آب فراهم خاک در کشور ما وجود ندارد، این پژوهش برای ارزیابی اثرهای مدیریت زراعی و بافت خاک بر llwr انجام گرفت. برای این منظور آزمایش بر روی 18 نمونه خاک دست نخورده (قطر cm 1/5 و ارتفاع cm 5) برداشت شده از لایه 10- 5 از دو مزرعه با بافت لوم رسی و لوم شنی که هر یک به مدت 11 سال زیر کشت گندم (triticum aestivum, l.) و یونجه (medicago sativa)بودند، انجام شد. تفاوت بین نمونه خاک ها از نظر درصد رس, درصد کربن آلی, درصد کربنات کلسیم معادل و چگالی ظاهری چشم گیر بود. نمونه های خاک اشباع شده در دستگاه جعبه شن (kpa 7 ? ) و دستگاه صفحه فشاری(kpa 7 ? ) در 14 مکش ماتریک (?) 0، 2/0، 5/0، 1، 2، 5، 7، 10، 30، 100، 200، 500، 1000 و kpa 1500 به تعادل رسیدند. پس از به تعادل رسیدن نمونه ها، مقاومت مکانیکی خاک تنها در 6 مکش ماتریک 10، 30، 100، 500، 1000 و kpa 1500 اندازه گیری شد. سپس نمونه ها آون- خشک شده و مقدار رطوبت و چگالی ظاهری آنها تعیین گردید. تخلخل تهویه ای (afp) برای هر سیلندر از تفاوت بین مقدار رطوبت اشباع (?sat) خاک (محاسبه شده از چگالی ظاهری، db) و مقدار رطوبت اندازه گیری شده بدست آمد. برای هر db در خاک لوم رسی و لوم شنی، llwr محاسبه شد. مقادیر بحرانی برای رشد گیاه در ارتباط با پتانسیل ماتریک آب شامل گنجایش زراعی در مکش ماتریک 10 یا kpa 33، نقطه پژمردگی دائمی در مکش ماتریک kpa 1500، مقاومت مکانیکی خاک در mpa 2 و تخلخل تهویه ای 10 درصد در نظر گرفته شد و llwr بر اساس این مقادیر محاسبه شد. مقدار رطوبت خاک در گنجایش زراعی (?fc) و نقطه پژمردگی دائمی (?afp) با استفاده از مدل منجنی مشخصه رطوبتی خاک (swcc) و مقدار رطوبت نظیر مقاومت مکانیکی mpa 2 (?sr) با استفاده از مدل منحنی مشحصه مقاومت مکانیکی (sscc) پیش بینی شد. برای اندازه گیری مقدار رطوبت نظیر تخلخل تهویه ای 10 درصد (?afp)، از فرمول (1-(db/ds))-0.1 استفاده شد. در هر چگالی ظاهری، llwr تفاوت بین حد بالایی و پایینی دامنه رطوبتی بود. به این ترتیب که حد بالایی llwr، ?fc یا ?afp (هر کدام کم تر بود) و حد پایینی llwr، ?pwp یا ?sr (هر کدام که بیش تر بود) در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که با افزایش چگالی ظاهری در خاک های لوم رسی (زیر کشت یونجه و گندم) مقادیر ?fc و ?pwp به صورت جزئی کاهش یافت؛ در حالی که در خاک های لوم شنی (زیر کشت یونجه و گندم) هر دو مقدار ?fc و?pwp افزایش یافت. llwr در خاک های لوم رسی (زیر کشت یونجه و گندم) با افزایش چگالی ظاهری کاهش یافت. llwr با افزایش چگالی ظاهری در خاک لوم شنی زیر کشت یونجه، تاmg m-3 56/1 db = (با در نظر گرفتن ?fc=?10kpa) وmg m-3 67/1 db = (با در نظر گرفتن ?fc = ?33 kpa) و در خاک لوم شنی زیر کشت گندم تاmg m-3 6/1 db = (با در نظر گرفتن ?fc = ?10kpa) وmg m-3 7/1 db = (با در نظر گرفتن ?fc = ?33 kpa) افزایش یافت. سپس با تراکم بیش تر به شدت محدود شد. بیش ترین مقدار llwr در این پژوهش در دامنه cm3cm-3167/0-034/0 (با در نظر گرفتن ?fc = ?10kpa ) و cm3cm-3119/0-034/0 (با در نظر گرفتن ?fc = ?33 kpa) مربوط به خاک لوم رسی زیر کشت گندم بود. کم ترین مقدار llwr نیز در دامنه cm3cm-3 151/0-137/ 0 (با در نظر گرفتن ?fc = ?10kpa) و cm3cm-3 111/0-087/0 (با در نظر گرفتن ?fc = ?33 kpa) به خاک لوم شنی زیر کشت گندم مربوط بود. نتایج رگرسیون خطی ساده (گام به گام) نشان داد که llwr (?fc = ?10kpa)، وابسته به درصد رس، چگالی ظاهری، درصد ماده آلی و درصد کربنات کلسیم بود (r2=0.79). در حالی که با در نظر گرفتن ?fc = ?33 kpa، llwr تابعی از چگالی ظاهری، درصد رس و درصد ماده آلی مشاهده شد (r2=0.48). نتایج این پژوهش نشان داد که llwr به عنوان یک شاخص مفید کیفیت ساختمانی خاک تحت شرایط مدیریت زراعی و بافت خاک مختلف در استان همدان می تواند کاربرد داشته باشد.