بررسی حرکت برمید لیتیم در شرایط اشباع و غیراشباع با دو مدیریت کشت متفاوت

چکیده: این پژوهش با هدف بررسی اثر بافت خاک، نوع کشت و شرایط جریان بر حرکت برمید به عنوان ردیاب غیرفعال و لیتیم به عنوان ردیاب فعال حرکت نمک ها و آلاینده ها در خاک انجام شد. تیمارها در قالب طرح فاکتوریل با طرح اصلی بلوک های کامل تصادفی و با سه تکرار انتخاب شدند. تیمارهای خاک شامل ستون های خاک دست نخورده (با قطرcm16 و ارتفاع cm 25) از دو خاک لوم رسی و لوم شنی بودند که هر دو بافت زیر کشت یونجه و گندم قرار داشتند. غلظت ثابتی از برمید لیتیم ( m005/0) بر سطح ستون ها در شرایط اشباع و غیراشباع ماندگار وارد شد. برای شرایط اشباع، شدت جریانی برابر با بیشترین هدایت هیدرولیکی اشباع (ks) خاک ها (مربوط به تیمار لوم رسی-یونجه) و برای شرایط غیراشباع شدت جریانی برابر نصف کمترین ضریب آبگذری (مربوط به تیمار لوم شنی-گندم) روی ستون ها وارد گردید. آبشویی ستون ها تا pv4 (چهار برابر حجم آب منفذی) ادامه یافت. غلظت برمید و لیتیم خروجی با فواصل pv2/0، به ترتیب توسط الکترود انتخابگر برمید و دستگاه فلیم فتومتر تعیین شد. منحنی های رخنه بر اساس تغییرات غلظت نسبی (c/c0) در برابر حجم آب منفذی برای برمید و لیتیم رسم شد. از مدل های مناسب (مدل جریان روان-انتشار یا cde و مدل آب متحرک-غیرمتحرک یا mim) با استفاده از نرم افزار hydrus برای برآورد پارامترهای انتقال نمک ها استفاده شد. بافت خاک، نوع کشت و شرایط جریان اثر معنی داری بر حرکت برمید و لیتیم در خاک داشتند. در شرایط اشباع منحنی رخنه برمید ابتدا برای تیمار لوم رسی-یونجه و سپس برای تیمار لوم شنی-یونجه زودآیی نشان داد. شیب تند منحنی رخنه برای این تیمارها نشان دهنده نقش موثر جریان های ترجیحی می باشد. در واقع کشت یونجه به دلیل سیستم ریشه ای خاص (ریشه های قطور و عمیق) موجب ایجاد جریان ماکروپوری می شود. پایداری بیشتر ساختمان خاک در بافت لوم رسی موجب ظهور زودهنگام برمید در زه آب خروجی نسبت به خاک لوم شنی گردید. سپس به ترتیب منحنی های رخنه تیمارهای لوم رسی-گندم و لوم شنی-گندم قرار گرفت. به دلیل نوع گیاه کشت شده در این تیمارها (گیاه گندم با ریشه های نازک و افشان)، نقش جریان ترجیحی کمتر دیده شد. در شرایط غیراشباع نیز روند تغییرات به همین صورت بود با این تفاوت که منحنی ها رخنه کشیده تر شدند که به دلیل کاهش نقش جریان ترجیحی و افزایش نقش فرآیندهای انتشار و پخشیدگی بود. روند تغییرات منحنی رخنه لیتیم نیز مانند برمید بود. اما به دلیل اینکه لیتیم ردیاب فعال (جذب شونده) است، با جذب بر روی سطوح فعال دارای غلظت کمتری نسبت به برمید در زه آب خروجی بود. مدل cde برای خاک های زیر کشت گندم و مدل mim برای خاک های زیر کشت یونجه برازش خوبی داشت. از پارامترهای انتقال نمک ها ?، برآورد شده و d، r، kd و pe محاسبه شدند. در مورد یون برمید ? برآورد شده برای تیمار لوم رسی-یونجه بیشتر از سایر تیمارها بود. مقدار d نیز برای تیمار لوم رسی-یونجه بیشترین و برای تیمار لوم شنی-گندم کمترین مقدار را داشت. ? و d در شرایط اشباع بیشتر از شرایط غیراشباع بود. به علت رابطه عکس pe با ?، در هر دو شرایط رطوبتی تیمار لوم شنی-گندم بیشترین و تیمار لوم رسی-یونجه کمترین مقدار عدد پکله را داشت. برای لیتیم نیز روند تغییرات ? و d مانند برمید بود. r محاسبه شده برای لیتیم در تیمار لوم رسی-گندم در هر دو شرایط رطوبتی، به دلیل خروج دیرهنگام این یون در اثر جذب بر روی سطوح فعال، بیشترین مقدار را داشت. ضریب جذب لیتیم نیز در تیمار لوم رسی-گندم بیشتر از سایر تیمارها بود. همچنین مقدار آن در شرایط غیراشباع بیشتر از شرایط اشباع بود. نتایج این پژوهش، اثر بافت خاک و نوع کشت را در ایجاد مسیرهای ترجیحی، در شرایط اشباع و غیراشباع بر حرکت نمک ها و آلاینده ها در خاک نشان می دهد. واژه های کلیدی: ساختمان خاک، منحنی رخنه (btc)، جریان ترجیحی، انتشار پذیری، ضریب انتشار، فاکتور دیرآیی، عدد پکله، مدل cde، مدل mim،br- و li+.