اثرات هیدرومالچ و پلی‌آکریل‌آمید بر کنترل رواناب، رسوب و اتلاف عناصر N، P و K خاک در شرایط آزمایشگاهی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی سابق کارشناسی ارشد گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز

2 استاد گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز

3 دانشیار گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز

4 استادیار گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز

چکیده

فرسایش خاک نه تنها به عنوان تهدیدی برای رفاه بشر بلکه تهدید جدی برای حیات او شناخته شده است. جوامع بشری با درک اهمیت این موضوع اقدامات متعددی برای کنترل فرسایش اتخاذ کرده‌اند. پژوهش حاضر روی اثرات شیب، شدت بارندگی و نوع پوشش خاک بر روان‌آب و رسوب حاصله از فرسایش انجام یافته است. 24 آزمایش با استفاده از شبیه‌ساز باران روی نمونه خاک حساس به فرسایش جمع‌آوری شده از منطقه بناب واقع در شمال غرب ایران انجام گرفت. برای هر آزمایش تقریبا 110 کیلوگرم خاک پس از گذراندن از الک 76/4 میلی‌متری در داخل سینی فلوم به ابعاد 1/0×1×1 متر قرار داده شد و مسطح گردید. تیمارهای آزمایش عبارت از دو شیب 5% و 25%، دو شدت بارش 40 و 80 میلی‌متر در ساعت و دو نوع پوشش / اصلاح کننده خاک از جمله هیدرومالچ، پلی‌آکریل‌آمید و خاک بدون پوشش بود. طرح آزمایش به صورت فاکتوریل و بر پایه طرح بلوک‌های کامل تصادفی اجرا شد. در هر آزمایش در طول 30 دقیقه بارش ایجاد شده افزایش حجم رواناب، رسوب و اتلاف عناصر N، P، K خاک در رواناب و رسوب اندازه گیری گردید. هیدرومالچ و پلی‌آکریل‌آمید هر دو در کاهش رواناب و رسوب موثر بودند. هیدرومالچ مقادیر رسوب را عملا حذف و حجم رواناب را حدود 45 درصد کاهش داده است. مصرف پلی‌اکریل‌آمید به مقدار 25 کیلوگرم در هکتار در مقایسه با هیدرومالچ تاثیر کمتری در کاهش فرسایش خاک داشت، اما نسبت به شاهد مقادیر رسوب را 30 تا 62 درصد، رواناب را 5 تا 8 درصد پایین آورده است. در مورد اتلاف عناصر N، P،K  هیدرومالچ و پلی‌آکریل‌آمید با تاثیر مثبتی که در کاهش میزان رسوب و رواناب داشتند بطور معنی‌دار موجب کاهش اتلاف عناصر مذکور ‌شدند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Hydromulch and Polyacrylamide Effects on Runoff Control, Sediment Yield and N, P, K Losses in Laboratory Conditions

نویسندگان [English]

  • Qmars Abbasi 1
  • MR Neyshabori 2
  • Sh Oustan 3
  • Abbas Ahmadi 4
چکیده [English]

Soil erosion not only is threatening human being welfare, but also is intimidating his life. Considering its importance, several approaches have been made to control the soil erosion. The present research investgates the effects of slope, rainfall intensity and kind of soil cover on the run off and sediment yield generated by the erosion.Totally 24 experiment runs were carried out by employing a field rainfall simulator on a susceptible soil to erosion collected from Bonab region, north west of Iran. For each experiment, approximately 110 kg of the soil sample was passed through 4.76 mm sieve and was leveled down nearly flat on the flum of the simulator tray with 0.1 × 1 × 1 m dimensions. The experimental treatments were: two slopes %5 and %25, two rainfall intensities of 40 and 80 mm/hr and two types of soil cover/amendment including a hydromulch, polyacrylamide and the uncovered soil. The whole experiment layout was factorial design based on randomized complete blocks. In each experiment during the generated 30-min period of rainfall, the increments of runoff volume, sediment load and losses of N, P, K contents associated with both runoff and sediments were measured. Hydromulch and PAM both effectively reduced the runoff and erosion. Hydromulch practically eliminated the sediment yield and reduced the runoff volume by 45% comparing to the control. PAM application at the rate of 25 kg/ha was less effective in controlling runoff and erosion comparing to hydromulch but significantly reduced the sediment yield (30 to 62%) and the runoff (5-8%) as compared to the control. Regarding N, P, K losses, hydromulch and PAM reduced their losses significantly mainly through supressing the sediment yield and runoff volume.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hydromulch
  • NPK losses
  • Polyacrylamide
  • Rainfall simulator
  • Runoff
  • Sediment yield

مراجع

احمدی ع، 1388. کارائی شبکه‌های عصبی مصنوعی در شبیه‌سازی فرسایش خاک و رواناب با به کارگیری ابعاد فرکتالی.رساله دکترای خاکشناسی،دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز.
بی‌نام، 1999. گزارش توسعه انسانی جمهوری اسلامی ایران. سازمان برنامه و بودجه جمهوری اسلامی ایران و برنامه توسعه سازمان ملل متحد (PBOUNDP) ، تهران.
شکفته ح، رفاهی ح ق و گرجی م، 1384. بررسی اثر ماده شیمایی پلی‌اکریل‌آمید بر فرسایش و رواناب خاک‌ها، مجله علوم کشاورزی ایران.شماره یک. صفحه‌های 177 تا 186.
روحی‌پور ح، 1384. بررسی تاثیر مواد اصلاحی و خاک پوش‌ها در کاهش رواناب و رسوب در شیب‌های تند با استفاده از شبیه‌سازی باران. گزارش نهایی پروژه تحقیقاتی. موسسه تحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور.
شکل‌آبادی م، خادمی ح و چرخابی ا ح، 1382. تولید رواناب و رسوب در خاک‌های با مواد مادری متفاوت در حوزه آبخیز گل‌آباد، اردستان. مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، سال هفتم، شماره دوم. صفحه‌های 85 تا 100.
نیک‌ نامی د، رزم جو پ، جفری ردکانی ع، بیات ف. 1384. بررسی رابطه کاهش فرسایش خاک و افزایش تولید در زاعت دیم. صفحه­های 646-652. سومین همایش ملی فرسایش و رسوب.  6-9 شهریور. تهران.
وزیری ف، 1363. تجزیه و تحلیل رگبارها و تعیین منحنی‌های شدت، مدت مناطق مختلف ایران. انتشارات جهاد دانشگاهی مجتمع فنی، چاپ اول.
Anonymous, 1992. Soil Survey Laboratory Methods and Procedures for Collecting Soil Sample. USDA-SCS. Soil Survey Invest. Rep .No. 2. US Gov. Printing. Office, Washington, DC.
Bremner JM and Mulvaney CS, 1982. Total nitrogen. Pp. 595-624. In: Page AL (ed.). Methods of Soil Analysis Part 2: Chemical and Microbiological Properties, 2nd ed, ASA and SSSA Madison, WI, USA.
Chaudhari K and Flanagan DC, 1998. Polyacrylamide effect on sediment yield, runoff and seedling emergence on a steep slope. Annual meeting, 12-16 July 1998. Paper No 98-2155. St. Joseph, Mich. ASAE.
Diseker EG and Richardson EC, 1961. Roadside sediment production and control. Trans ASAE 4: 62-68.
Faucette LB, Jordan CF, Risse LM and Cabrera M, 2005. Evaluation of stormwater from compost and conventional erosion control practices in construction activities. Journal of Soil and Water Conservation 59: 154-161.
Faucette LB, Risse LM, Nearing AM, Gaskin JW and West LT, 2004. Runoff, erosion, and nutrient losses from compost and mulch blankets under simulated rainfall. Journal of Soil and Water Conservation 59: 154-161
Fox DM and Bryan RB, 1999.The relationship of soil loss by interill erosion to slope gradient. Catena 38: 211-222.
Gee GW and Or D, 2002. Particle size analysis. Pp. 255-293. In: Dane JH  and Topp GC (eds). Methods of Soil Analysis. Part 4. Physical Methods. ASA and SSSA. Madison, WI.
Grosh JL and Jarrett AR, 1994. Interril erosion and runoff on very steep slopes. Trans ASAE 37(4): 1127-1133.
Gyasi-Agyei Y Sibley J and Ashwath N, 2001. Quantitative evaluation of strategies for erosion control on a railway embankment batter Hydrol Process 15: 3249-3268.
Hudson NW, 1957. Erosion control research, progress report on experiments at Henderson Research Station. Rhodesian Agricultural Journal 54: 297-323.
Lal R, 1994. Soil erosion by wind and water; problems and prospects. Pp. 1-9. In: Lal R (ed), Soil Erosion Research Mhetods. 2nd ed. Soil and Water Conserv Soc Ankeney Iowa.
Landloch, 2002. Studies of hydromulch effectiveness, NCEA Publication. NCEA 1000437/1.
Landloch, 2004. Standards for the supply and application of hydromulch products, stage 1- critical shear testing, Queensland Government Department of Main Roads, Australia.
Lentez RD and Sojka RE, 1994. Field results using polyacrylamide to manage furrow erosion and infiltration. Soil Sci 158(4): 274-282.
Levy GJ, Levin J, Gal M, Ben-Hure M and Shainberg I, 1992. Polymers effects on infiltration and soil erosion during consecutive simulated sprinkler irrigation. Soil Sci Soc Am J 56: 1926-1932.
McLean EO, 1982. Soil pH and lime requirement. Pp. 199-224. In: Page AL (ed.) Methods of Soil Analysis. Part 2. Chemical and Microbiological Properties. ASA and SSSA. Madison. WI.
Morris CH, 2007. Comparison of recycled organic compost blankets with hydromulch in controlling soil erosion under simulated rainfall. Department of Environment and Conservation NSW 58: 1-26.
Nelson DW and Sommers LE, 1982. Total carbon and organic matter. Pp. 539-580, In: Page AL (ed.), Methods of Soil Analysis. Part 2. Chemical and Microbiological Methods. ASA and SSSA. Madison, WI, USA.
Olsen SR and Sommers LE, 1982. Phosphorus. Pp. 403-430. In: Page AL (ed.), Methods of Soil Analysis, Part2: Chemical and Microbiological Properties, 2nd ed. ASA and SSSA, Madison, WI, USA.
Perez-Latorre FJ, Castro LD and Delgado A, 2010. A comparison of two variable intensity rainfall simulators for runoff studies. Soil and Till Res 107: 11-16.
Peterson JR, Flanagan J and Shmact KT, 2002. PAM application method and electrolyte source effects on plot-scale runoff and erosion. Trans ASAE 45(6): 1859-1867.
Poesen J, 1984. The influence of slope angle on infiltration rate and Hortonian overland flow volume. Zeitschriftifur Geomorphologie 49: 117-131
Rowell DL, 1994. Soil Science: Methods and Applications, Longman Scientific, Inc. London.
Sepaskhah AR, Bazrafshan-Jahromi AR, 2006. Controlling runoff and erosion in sloping land with polyacrylamide under a rainfall simulator. Biosystems Engineering 93: 474- 497.
Shainberg I, Levy GJ, Rengasamy P and Frenkel H, 1991. Aggregate stability and seal formation as affected by drops impact energy and soil amendments Soil Sci Soc Am J 154: 113-118.
Sutherland RA and Ziegler AD, 2006. Hill slope runoff and erosion as affected by rolled erosion control systems: a field study. Hydrol Proc 20: 2839-2855.
Thomas GW, 1982. Exchangeable cations. Pp. 159-165. In: Page AL (ed.). Methods of Soil Analysis, Part 2, Chemical and Microbiological Properties, 2nd ed. ASA and SSSA, Madison, WI, USA.
Wakindiki IIC and Danga BO, 2011. Effect of straw mulch application on nutrient concentration in runoff and sediment in a humid region in Kenya. African Journal of Agricultural Research 6(3): 725-731.
Wallace A, Wallace GA and Aouzamazam AM, 1986. Effects of excess levels of a polymer as a soil conditioner on yields and mineral nutrition of plants. Soil Sci 141:377-380.
Yair A and Klein M. 1973.The influence of surface properties on flow and erosion processes on debris covered slopes in arid area. Catena 1: 1-18
Zaslavsky D and Sinai G, 1981. Surface hydrology: IV. Flow in sloping, layered soil. Journal of the Hydraulics Division, ASAE 107: 53– 64.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار