تاثیر کاربرد سوپرجاذب در مدیریت آب و خاک

شهرزاد قرچه۱، فاطمه صفوی۲، سیدمحمود طباطبایی۳،محمد گلوی۴، اسپیتمان جلیلی۵
.۱ دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده آب و خاک، دانشگاه ملی زابل، زابل، ایران
sh.gharcheh@gmail.com
.۲ دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ملی زابل، زابل، ایران
safavi.fateme@gmail.com
.۳ استادیار، دانشکده آب و خاک، دانشگاه ملی زابل، زابل، ایران
smtabataba2000@yahoo.com
.۴ دانشیار، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ملی زابل، زابل، ایران
mgalavi@yahoo.com
.۵ کارشناس ارشد، دانشکده آب و خاک، دانشگاه ملی زابل، زابل، ایران
espitjalili@gmail.com

چکیده

در چند دهه گذشته، تمام تلاش متخصصین کشاورزی بر افزایش میزان عملکرد در واحد سطح محصولات زراعی متمرکز بوده است؛ ولی اکنون به مسئله بهره گیری بیشتر از هر قطره آب توجه می شود. کمبود آب و خشکی عامل اصلی کاهش رشد گیاهان در اقلیمهای خشک و نیمه خشک میباشد و شدت تاثیر خشکی بر عملکرد گیاه به فراهمی آب در خاک بستگی دارد.یکی از راه های مورد نظر محققین، استفاده از مواد اصلاح کننده و افزودنی به خاک (مانند هیدروژل های جاذب رطوبت) میباشد.با کاربرد برخی مواد افزودنی نظیر پلیمرهای سوپر جاذب می توان از بارندگی های پراکنده و سایر منابع محدود آب در امر حفظ و ذخیره آب در خاک استفاده نموده و با بهبود شرایط فیزیکی خاک، چنین موادی می توانند از تنشهای رطوبتی در مناطق خشک و نیمه خشک جلوگیری کرده و باعث عملکرد بهتر کشاورزی در شرایط کمبودآب و بهبود وضعیت در روند خشکسالی شود. این بررسی در مزرعه تحقیقاتی زابل به منظور بررسی تاثیر سوپرجاذب (A 200) بر تنش خشکی انجام شد؛ مقدار پلیمربا سه فاصله آبیاری ۶، ۸ و۱۱ روز روی رشد زیره مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش به صورت اسپیلتپلات بر پایه طرح بلوکهای کاملا تصادفی با سه تکرار انجام شد. نتایج نشان دادند که استفاده از سوپرجاذب در شرایط تنش خشکی بر برخی از خصوصیات مهم گیاه اثر مثبتی گذاشته و قادر است با کنترل روابط آبی بین خاک و گیاه، شدت تنش خشکی را کاهش دهد.
واژههای کلیدی: آب و خاک، تنش خشکی، خشکسالی، سوپرجاذب، زیره، مزرعه تحقیقاتی زابل.

مقدمه

اب عامل عمده درتولید محصولات کشاورزی، اکولوژی، محیط زیست سالم و تامین مواد غذایی برای جمعیت رو به افزایشی است که به بهره برداری بی رویه از منابع زیرزمینی و آلوده سازی آن پرداخته است. این موضوع به خصوص در مناطق خشک
  • نیمه خشک به دلیل کمبود منابع آب و دسترسی به آن حادتر شده و اهمیت بیشتری پیدا می کند .(۷) از سوی دیگر، با توجه به راندمان پایین آبیاری آبهای قابل دسترسی، تا حدود زیادی تلف شده و از دسترس گیاه خارج می شود. در کشور ایران که در زمره مناطق خشک و نیمه خشک محسوب می شود بارندگی ها غالبا به صورت رگباری و پراکنده است که جریان های سطحی زیادی ایجاد می کند. با مدیریت صحیح آب و خاک و استفاده از فنون پیشرفته می توان از بارندگی های پراکنده
  • سایر منابع محدود آب در امر حفظ و ذخیره آب در خاک استفاده کرد. بنابر این استفاده از روش های مدرن، اصولی و کاربردی با در نظر گرفتن اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی از اهمیت ویژهای برخوردار است. اصلی ترین عامل کاهش رشد
  • تولید گیاهان در مناطق خشک و نیمه خشک، کمبود رطوبت و یا غیر قابل استفاده بودن آب موجود در پروفیل خاک به علت شرایط فیزیکی خاک است .(۲) برای بهبود نفوذ آب و یا ذخیره رطوبت در خاک، می توان از مواد طبیعی چون کود سبز، خاکپوش(مالچ)های گیاهی، پرلیت، کاه وکلش، لاشبرگ و یا فضولات دامی استفاده کرد. یکی از روشهای نوین استفاده از سوپر جاذبها است. این مواد که به مقدار زیاد و به دفعات، آب موجود در پروفیل خاک را جذب و سپس بر اساس اختلاف
پتانسیل بین خاک این مواد را آزاد می کنند ۳) و .(۴ با توجه به اینکه برای بهبود نفوذ آب و یا حفظ ذخیره رطوبت در خاک، می توان از روش نوین استفاده کرد لذا این مواد بسیار موثر بوده به طوریکه به مقدار زیاد و به دفعات، آب موجود در پروفیل خاک را جذب و سپس بر اساس اختلاف پتانسیل بین خاک این مواد را آزاد میکنند. همچنین بسیاری از این مواد هیچ اثر زیست محیطی بر خاک ندارند. در بعضی از خاک های بسیار سبک، با توجه به نگهداری رطوبت و حفظ آن در زمان طولانی مقدار مصرف آب را ۳۶ برابر کاهش می دهند .(۱) تنش آب یا کمبود آب به شرایطی اطلاق می شود که در آن سلولها و بافتهای گیاه در وضعیتی قرار گرفته اند که آماس آنها کامل نیست. تنش آب رشد گیاه را به طور مستقیم (کمبود آب در گیاه) و غیرمستقیم (کمبود آب در خاک) کنترل میکند .(۸) کمبود آب مهمترین عامل محدود کننده تولید محصولات کشاورزی به شمار میرود (۱۰) که می تواند هم با تأثیر بر منبع و هم بر مخزن سبب کاهش عملکرد نهایی شود .(۱۴) آبیاری در مرحله ظرفیت زراعی نسبت به آبیاری در زمان ۲/۳ و ۱/۳ ظرفیت زراعی باعث افزایش عملکرد دانه، وزن هزار دانه و متوسط تعداد چتر در بوته زیره سبز گردید .(۱۳) در بررسی (۱۹۹۵) Aminpoor & Moosavi کمبود رطوبت اثر معنی دار و منفی بر عملکرد دانه و تعداد چتر در بوته داشت بین شاخص آسیب پذیری خشکی با عملکرد دانه همبستگی منفی و معنی داری مشاهده شده است .(۱۲)

مواد و روشها

معرفی منطقه :

مزرعه تحقیقاتی سد سیستان با مساحتی در حدود ۸۰ هکتار در ۲۵ کیلومتری جنوب زابل در استان سیستان و بلوچستان واقع شده است. این منطقه با طول جغرافیایی ۶۱ درجه و ۳۱ دقیقه شرقی و عرض جغرافیایی ۳۰ درجه و ۵۵ دقیقه شمالی در ارتفاع ۴۸۰ متری از سطح دریا قرار دارد. آب و هوای منطقه بر اساس طبقهبندی کوپن در اقلیم خشک بسیار گرم، با تابستانهای گرم و خشک و بر اساس طبقهبندی آمبرژه جزء مناطق بیابانی معتدل طبقهبندی می‌شود. بر اساس آمار هواشناسی زهک میانگین دراز مدت بارندگی در منطقه ۵۵ میلیمتر است. میزان تبخیر سالیانه به طور متوسط ۴۵۰۰-۵۰۰۰ میلیمتر و میانگین دراز مدت درجه حرارت منطقه ۲۱/۷ درجه سانتیگراد میباشد. کشت عمده زراعی در این ناحیه گندم و گاهی ذرت میباشد.

هیدروژل سوپر جاذب :A200

هیدروژل سوپرجاذب، ژل های پلیمری اب دوست هستند که از اتصال تعداد بسیار قابل ملاحظه ای مولکول بسیار کوچک تر تشکیل شده اند .(۵) خواص خوب این سوپرجاذب ها از نظر میزان جذب، سرعت جذب، استحکام ژل و ارزان بودن مونومرهای اکریلی سبب جذابیت این خانواده از سوپرجاذبها شده است. سوپرجاذبها سمی نیستند و پس از ۴ تا ۷ سال، بسته به نوع سوپرجاذب، در خاک توسط میکرو ارگانیسمها تخریب می شوند .(۶ ) همچنین سوپرجاذب ها بی بو، بی رنگ، دارای سیدیته خنثی و بدون خاصیت الایندگی در خاک، آب و هوای سطحی و زیر زمینی و بافت های گیاهی می باشند ( .(۱۱ جذب سریع آب و حفظ آن توسط هیدروژل های سوپرجاذب، بازده جذب آب ناشی از بارندگیهای پراکنده را بالا برده و در صورت آبیاری خاک، فواصل آبیاری را نیز افزایش می دهند.

نحوه انجام پژوهش و ارزیابی:

به منظور بررسی تاثیر پلیمر هیدروژل برخصوصیات گیاه زیره تحت تنش خشکی، آزمایشی در قالب طرح بلوکهای یک بار خرد شده با۳ تکرار در مزرعه تحقیقاتی سد سیستان اجرا شد. عملیات آماده سازی زمین شامل شخم و دو دیسک عمود بر هم و تسطیح زمین با استفاده از لودر و ایجاد پشته در آذر ماه انجام شد تیمارهای آزمایش شامل سه سطح تنش آبی ( ( آبیاری به فاصله هر۶ روز (شاهد) ، آبیاری به فاصله هر۸روز ( تنش ملایم) ، آبیاری به فاصله هر ۱۱روز(تنش شدید) به عنوان عامل اصلی و عوامل فرعی شاهد بدون استفاده از هیدروژل، پلیمر هیدروژل در دو سطح ۵) و ۱۰ درصد وزنی) می باشد. در این آزمایش هر تکرار شامل یک کرت به طول ۱۸ متر بوده که برای اعمال تنش به سه کرت کوچکتر تقسیم شده است و فاصله بین هر کرت تکرار ۲ متر می باشد. بذرها در دو طرف پشته به فاصله ۴۰ سانتی متری کشت گردیده و فاصله بذرها روی ردیف ۴ سانتیمتر و حداکثر عمق ۳ سانتیمتر خواهد بود. که البته این مقدار بذر بیش از تراکم مطلوب و برای اطمینان از سطح سبز بهینه کاشته شد، تا بعد از سبز شدن بذرها، با انجام عملیات تنک کردن، تراکم مطلوب در سطح آزمایش بدست آید. ژل سوپر جاذب به طور یکنواخت درون شیار مربوطه قرار گرفت و با مقداری خاک روی ژل پوشانده شده و بذرها روی آن قرار گرفته و دوباره روی آن با خاک پوشانده شد و بعد از انجام عملیات کاشت نسبت به آبیاری آن اقدام شد. در زمان لازم عملیات وجین با دست انجام شد و با توجه به عدم وجود آفت و بیماری از هیچ آفت کشی استفاده نگردید پس از رسیدن بذور، به طور تصادفی تعداد ۱۰ بوته انتخاب و صفات ارتفاع بوته، تعداد چتر در بوته، تعداد دانه در چتر، وزن هزار دانه و تعداد دانه در بوته اندازه گیری شدند بذور پس از خشک شدن توزین گردیدند و داده های بدست آمده در جدول آورده شده و مقایسه گردیدند.

بحث و نتیجه گیری

مقایسه میانگین اثرات کم آبی و سوپرجاذب بر ارتفاع بوته، تعداد چتر در گیاه، تعداد دانه در چتر، تعداد دانه در گیاه و وزن هزار دانه
دور آبیاری
سوپر جاذب
ارتفاع بوته سانتی
تعداد چتر در
تعداد دانه در
وزن هزاردانه گرم
متر
گیاه
چتر
تعداد دانه در گیاه
S۱
۱۵,۶
۲۷,۸
۲۰,۹۲
۵۸۱,۵۷۶
۲,۷۳
۶
S2
۲۱
۲۸,۶
۲۲
۶۲۹,۲
۲,۹
S3
۲۵
۳۰,۰۹
۲۳,۶
۷۱۰,۱۲۴
۳,۴
S1
۱۴,۳
۱۷,۳
۱۸,۵۵
۳۲۰,۹۱۵
۲,۵
۸
S2
۲۰
۲۶
۲۱
۵۴۶
۲,۸۲
S3
۲۴,۲
۲۸,۷
۲۳,۱
۶۶۲,۹۷
۳,۲۸
S1
۱۳
۱۳,۱۱
۱۶
۲۰۹,۷۶
۲,۲
۱۱
S2
۱۹,۴
۲۴
۱۹,۷
۴۷۲,۸
۲,۶۵
S3
۲۴
۲۷,۵
۲۲,۴
۶۱۶
۳,۱۲
عدم کاربرد سوپرجاذب s۱ کاربرد مقدار %۵ سوپرجاذب s۲ کاربرد مقدار %۱۰ سوپرجاذب s۳
تعداد دانه در بوته تابعی از تعداد چتر در بوته و تعداد دانه در هر چتر است و از حاصلضرب این دو شاخص بدست میآید
.افزایش تعداد چتر در بوته ناشی از افزایش مواد غذایی از جمله پتاسیم در سوپر جاذب است. همانطور که مشاهده میشود:
افزایش مصرف سوپرجاذب با توجه به بالاتر بودن میزان عناصر غذایی و در نتیجه تحریک رشد رویشی گیاه سبب توسعه اندامهای رویشی شد.
تنش کم آبی سبب کاهش وزن هزار دانه شد بطوریکه با افزایش شدت تنش از وزن دانه بیشتر کاسته شد و با بکارگیری سوپرجاذب گیاه توانست مواد غذایی بیشتری به دانه ها بفرستد به این لحاظ در مصرف مقادیر بالاتر سوپرجاذب بیش ترین وزن خشک نیز حاصل شد.
کاربرد سوپرجاذب سبب افزایش دوره پرشدن دانه ها شده که این منجر به افزایش انتقال مواد آسیمیلاسیون در اندام رویشی میشود.
با افزایش شدت تنش نقش سوپر جاذب در وزن هزار دانه افزایش یافت بطوریکه در شرایط آبیاری مطلوب بیشترین وزن صد دانه از کاربرد مقدار %۱۰ سوپر جاذب بدست آمد.
همچنین مشاهده گردید که اضافه کردن هیدروژل ها به خاک سبب کم کردن مدت زمان جوانه زدن بذر می شود.

نتیجه گیری و پیشنهادات

استفاده از مواد سوپرجاذب روی اجزاء عملکرد گیاه تاثیر قابل توجهی داشت به طوری که تیمار سوپر جاذب %۱۰ بیشترین تاثیر را بر اجزاء عملکرد گیاه مانند تعداد چتر در بوته و تعداد دانه در چتر گذاشت و افزایش در اجزاء عملکرد گیاه در تیمارهای مختلف باعث افزایش عملکرد دانه تولیدی گردید. به نظر می رسد که بهبود وضعیت تغذیه ای گیاه و همچنین افزایش آب در دسترس گیاه ناشی از بهبود خواص فیزیکی خاک در اثر مصرف سوپرجاذب باعث افزایش قدرت رشد گیاه و بهبود عملکرد اجزاء گیاه شده است و هرچه درصد سوپر جاذب بیشتر باشد به دلیل فراهم کردن مواد غذایی از جمله پتاسیم و همچنین توانایی نگهداری آب ثقلی بیشتر موجب مقاوم سازی در شرایط بی آبی می گردد؛ بنابر این می توان در مناطق گرم و خشک، در شرایط کمبود بارندگی و یا بارندگی پراکنده و در زمانی که دسترسی به منابع آبی محدود میباشد با بکارگیری سوپرجاذبها از کاهش عملکرد یا میرایی گیاه جلوگیری کرده و علاوه بر آن با بهبود شرایط تخلخل خاک (انبساط و انقباض هیدروژل باعث ایجاد تخلخل در خاک میشود) به رشد بهتر گیاه کمک کرد و پیشنهاد میشود در مواد زیر از سوپرجاذب استفاده شود:

استفاده بهینه از کود و سموم شیمیایی و پیشگیری از آلودگی آبهای زیرزمینی جلوگیری از تنش های ناشی از نوسانات رطوبتی امکان کشت در مناطق بیابانی و کمک به بیابان زدایی و تثبیت شن های روان امکان کشت در سطوح شیب دار پرورش و انتقال نهال با تلفات بسیار اندک

منابع
  1. اله دادی، ایرج. .(۱۳۸۱) بررسی تاثیر کاربرد هیدروژل های سوپر جاذب بر کاهش تنش خشکی در گیاهان، مجتمع ابوریحان، دانشگاه تهران.
  1. حقایقی مقدم، سیدابولقاسم. .(۱۳۷۹) بررسی امکان استفاده از مواد اصلاحی و نگهدارنده رطوبت در خاک جهت افزایش کارایی مصرف آب (نشریه داخلی موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی).
  1. شرفا، مهدی. .(۱۳۶۶) اثر پرلیت و هیدروپلاس بر تخلخل، ظرفیت نگهداری رطوبت و آبگذری خاک ها. دانشگاه تهران، دانشکده کشاورزی، گروه خاکشناسی، پایان نامه کارشناسی ارشد.
  1. شریعتی، محمدرضا. .(۱۳۶۶) اثر پرلیت در حفظ خاک. دانشگاه تهران، دانشکده کشاورزی، گروه خاکشناسی، پایان نامه کارشناسی ارشد.
  1. کبیری، ک.، ۱۳۸۱، هیدروژل های سوپرجاذب آکریلی، دومین دوره تخصصی و آموزشی کاربرد و صنعتی هیدروژل های سوپر جاذب، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران.
  1. کریمی،ا.، ۱۳۷۲، بررسی تاثیر ماده اصلاحی ایگیتا روی رشد گیاه افتابگردان، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تهران، ۱۹۶ص.
  1. موسوی، س. ف.، شایان، ا.، ۱۳۶۴، آب بیشتر برای مناطق خشک، انتشارات مرکز نشر دانشگاهی، ۱۶۰ص.
  1. Alizadeh, A. (1990). Water, Soil & Plant relationship. Javid Mashhad press. 735p. 9. Aminpoor, R. & Moosavi, F. (1995). The effects of irrigation on development stages, yield and yield
components cumin seeds. Agricultural & Natural Resources Science, ۱ (۱), ۱-۸.
  1. Begg, J. E. & Turner, N. C. (1976). Crop water deficits. Adv Agron, ۲۸, ۱۶۱-۲۱۷. ۱۱. Buchholz, F.L. and N. A. Pepaas. 1994. Superabsorbent polymer science and technology. ACSA
Symposium Series 573. 12. Dhuyal, S. L., Bharagava, S. C. & Jakhar, M. L. (1997). Screening of drought tolerance in cumin
genotypes.
Annals of biology ladhiama, 13, 79-82.
  1. Farahzad kazemi, C., Farahi Ashtiani, S. & Sharifi Ashoor Abadi, A. (2002). The effect of low irrigation
stress on yield components of cumin (Cuminum cyminum L.). Pajouhesh va- Sazandegi in Agronomy & Horticulture, ۵۴, ۴۲-۴۸. (In Farsi).
  1. Taiz, L. & Zeiger, E. (1991). Plant physiology. Benjamin Cummings Publishing Company. California.
U.S.A.
Effect Use of Superabsorbent on the management soil and water
Shahrzad gharcheh۱, fateme safavi۲, s Mahmud tabatabae۳, mohamad galavi۴, spitman jalili۵
  1. MSc student, Department of Soil and Water, National University of Zabol, Zabol, Iran gharcheh@gmail.com
  2. MSc student, Faculty of Agriculture, National University of Zabol, Zabol, Iran fateme@gmail.com
  3. Assistant Professor, Department of Soil and Water, National University of Zabol, Zabol, Iran smtabataba2000@yahoo.com
  4. Associate Professor, Faculty of Agriculture, National University of Zabol, Zabol, Iran mgalavi@yahoo.com
  5. MSc student, Department of Soil and Water, National University of Zabol, Zabol, Iran espitjalili@gmail.com
Abstract
In the past few decades, all the experts on agricultural crops has been focused on increasing yield per unit area, but now it is benefiting the most from every drop of water. Shortage of land and water main factor reducing plant growth and dry watering regimesagricultural performance and improvement in drought conditions is Kmbvdab. This review of research in the field to evaluate the impact of Zabul Svprjazb (200A) on Drought stress was the amount of irrigation Plymrba Tuesday from 6, 8 and 11 days were evaluated on the sole. Based on completely randomized block design to test Aspyltplat with three replications. Results showed that the use of drought conditions on some properties Svprjazb positive effect on plant matter and is capable of controlling the relationship between soil and plant water, reduce the severity of drought stress.
Keywords:Water and soil, drought, famine, super absorbent, cumin, a research farm in Zabul

 

NCUIMWR03_269_8083703

 

سوپر جاذب  = کاهش مصرف آب ۵۰ تا ۷۰ درصد  = گذر از کم آبی  = مقابله با خشکسالی = خرید سوپر جاذب

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

این فیلد را پر کنید
این فیلد را پر کنید
لطفاً یک نشانی ایمیل معتبر بنویسید.
برای ادامه، شما باید با قوانین موافقت کنید

19 − چهارده =

فهرست