اثر آب شور مغناطیسی شده بر نفوذپذیری و هدایت الکتریکی بافت‌های مختلف خاک

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه مهندسی آب، دانشکده مهندسی زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ، ساری، ایران

2 دانشیار بخش تحقیقات فنی و مهندسی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی گلستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، گرگان، ایران

چکیده

یکی از پارامترهای بسیار مهم در طراحی و ارزیابی سیستم­های آبیاری، نفوذ و به صورت دقیق­تر ضرایب معادله نفوذ آب به داخل خاک است. هدف از این پژوهش، مقایسه مقدار نفوذ تجمعی، سرعت نفوذ آب و هدایت الکتریکی در خاک­های لومی شنی، سیلتی و رسی در شرایط آب با شوری 58/0، 5 و 10 دسی­زیمنس بر متر با استفاده از آب مغناطیسی و آب معمولی می­باشد. آب مغناطیسی با عبور آب از میان یک آهنربای دائمی قوی مستقر روی خط لوله به­وجود ­آمد. ضرایب نفوذ خاک­ها بر اساس معادله کوستیاکف-لوئیس به­دست آمد. نتایج نشان داد که آب مغناطیسی باعث افزایش مقدار نفوذپذیری و هم­چنین افزایش سرعت نفوذ آب در بافت­های مختلف خاک و هم­چنین در تمامی تیمارهای آب شور شده است و این اثر در سطح احتمال 1 درصد معنی­دار بود. به طور متوسط مقدار نفوذ تجمعی آب در خاک در پایان فصل، در تیمار آب غیر مغناطیسی و شرایط شوری آب 5 دسی­زیمنس بر متر و 10 دسی­زیمنس بر متر، به­ترتیب 8/10 درصد و 6/25 درصد نسبت به تیمار شاهد کاهش داشته است. ولی در تیمار آب مغناطیسی و شرایط شوری آب 5 دسی­زیمنس بر متر و 10 دسی­زیمنس بر متر، به­ترتیب 4/6 درصد و 95/13 درصد نسبت به تیمار شاهد کاهش داشته است. هم­چنین استفاده از آب مغناطیس باعث کاهش معنی­دار هدایت الکتریکی در عمق­های مختلف خاک شده است و این اثر در سطح احتمال 1 درصد معنی­دار بود. آب مغناطیسی تأثیر بیش­تری در نفوذپذیری و هدایت الکتریکی خاک به­ترتیب در خاک­های رسی و لومی شنی داشته است. با افزایش مقدار نفوذپذیری خاک در اثر استفاده از آب مغناطیسی، تبخیر خاک کاهش یافته که منجر به افزایش راندمان آبیاری خواهد شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Effect of Magnetized Saline Water on Infiltration and Electrical Conductivity in Different Soil Textures

نویسندگان [English]

  • Mojtaba Khoshravesh 1
  • Ali Reza Kiani 2
1 Assistant Professor, Water Engineering Department, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University., Sari., Iran
2 Associate Professor, Agricultural Engineering Research Department, Golestan Agricultural and Natural Resources Research and Education Centre, AREEO, Gorgan, Iran
چکیده [English]

Infiltration and coefficients of infiltration equation are of the most important parameters in the design and evaluation of irrigation systems. The objective of this research was to compare the cumulative infiltration, infiltration rate and electrical conductivity of different soil textures including: sandy loam, silt and clay under saline water 0.58 dS/m, 5 dS/m and 10 dS/m with magnetized and non-magnetized water. Magnetized water was obtained by passing the water through a strong permanent magnet installed in a feed pipeline. Infiltration coefficients of different soils obtained based on Kostiakov-Lewis equation. The results showed that, magnetized water caused increasing of cumulative infiltration and also increasing of infiltration rate in different soil textures and all saline water treatments and this effect was significant (p<0.01). At the end season, in non-magnetized water and saline water of 5 dS/m and 10 dS/m, the average cumulative infiltration was reduced 10.8% and 25.6% respectively as compared to control treatment. But, in magnetized water and saline water of 5 dS/m and 10 dS/m, the average cumulative infiltration was reduced 6.4% and 13.95% respectively as compared to control treatment. In addition, using of magnetized water caused to decrease the electrical conductivity in different soil depths (p<0.01). Magnetized irrigation water had most effect on the infiltration capacity and electrical conductivity of clay and sandy loam soil, respectively. With increasing of infiltration using magnetized water, evaporation was decreased and therefore, irrigation efficiency is increased.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Infiltration rate
  • Salinity
  • Magnetized water
  • Soil texture
امداد،م.ر.، طباطبایی،س.ح. 1392. تأثیر کیفیت آب آبیاری (شور- سدیمی) بر تغییرات نفوذ و راندمان کاربرد آب در آبیاری جویچه­ای. مجله پژوهش آب ایران. 7 .12: 157-151.

زنگنه یوسف­آبادی،ا.، بهزاد،م.، برومندنسب،س. 1391. تأثیر استفاده از آب مغناطیسی روی میزان آبشویی کاتیون­ها و آنیون­های خاک شور در شرایط آزمایشگاهی. نشریه آب و خاک. 26.3: 689-680.

Baker,J.S and Judd,S.J. 1996. Magnetic amelioration of scale formation. Water Research, 30: 247-260.

Carbonell,M.V., Martinez,E., Diaz,J.E., Amaya,J.M and Florez,M. 2004. Influence of magnetically treated water on germination of signal grass seeds. Seed Science and Technology. 32: 617-619.

Chibowski,E., Szcześ,A and Hołysz,L. 2005. Influence of Sodium Dodecyl Sulfate and Static Magnetic Field on the Properties of Freshly Precipitated Calcium Carbonate. ACS Publications. 21: 8114-8122.

Davis,J.G., Waskom,R.M., Bauder,T.A and Cardon,G.E. 2005. Managing Sodic Soils. Colorado State University. Cooperative Extension.

Dobrevski,I., Boneva,M and Bonev,B. 1993. Semi industrial experiments evaluating the effect of the magnetic treatment of cooling water in decreasing deposit formation. Russian Journal of Applied Chemistry. 66: 422-425.

Flagella,Z., Cantore,V., Giuliani,M.M., Tarantino,E and De Caro,A. 2002. Crop salt tolerance: Physiological, yield and quality aspects. Plant Biology. 2: 155-186.

Gabrielli,C., Jaouhari,R., Maurin,G and Keddam,M. 2001. Magnetic water treatment for scale prevention. Water Research. 35: 3249–3259.

Halliwell,D.J., Barlow,K.M and Nash,D.M.  2001. A review of the effects of wastewater sodium on soil physical properties and their implications for irrigation systems. Australian Journal of Soil Research. 39: 1259-1267.

Herzog,R.E., Qihong,S., Patil,T.J.N and Katz,J.L. 1989. Magnetic water treatment: The effect of iron on calcium carbonate nucleation and growth. Longmuir. 5: 861– 867.

Higashitani,K., Kage,A., Katamura,S., Imai,K and Hatade,S. 1993. Effects of a magnetic field on the formation of CaCO3 particles. Journal of Colloid and Interface Science.156: 90-95.

Jacob,B. 1999. Magnetic treatment of irrigation water: Experimental results and application conditions. Environmental Science & Technology. 33: 1280-1285.

Katerji,N., Van Hoorn,J.W., Hamdy,A., Mastrorilli,M and Oweis,T. 2005. Salt tolerance analysis of chickpea, faba bean and durum wheat varieties I. Chickpea and faba bean. Agricultural Water Management. 72: 177-194.

Lungader Madsen,H.E. 2004. Crystallization of calcium carbonate in magnetic field ordinary and heavy water. Journal of Crystal Growth. 267: 251-255.

Mohamed,A.I. 2013. Effects of magnetized low quality water on some soil properties and plant growth. International Journal of Research in Chemistry and Environment. 3: 2. 140-147.

Mostafazadeh-Fard,B., Khoshravesh,M., Mousavi,S.F and Kiani,A.R. 2012. Effects of magnetized water on soil chemical components underneath trickle irrigation. Journal of Irrigation and Drainage Engineering. 138: 1075-1081.

Mukheibir,P. 2008. Water resources management strategies for adaptation to climate-induced impacts in South Africa. Water Resources Management. 22: 1259-1276.

Oster,J.D and Shainberg,I. 2001. Soil responses to sodicity and salinity: challenges and opportunities. Australian Journal of Soil Research. 39: 1219-1224.

Parsons,S.A., Judd,S.J., Stephenson,T., Udol,S and Wang,B.L. 1997. Magnetically augmented water treatment: Process safety and environmental protection. Transactions of the Institute of Chemical Engineers. 75: 98-104.

Poustini,K and Siosemardeh,A. 2004. Ion distribution in wheat cultivars in response to salinity stress. Field Crops Research. 85: 125-133.

Raghuwanshi,N and Wallender,W.W. 1997. Economic optimization of furrow irrigation. Journal of Irrigation and Drainage Engineering. 123: 377-385.

Saliha,B.B. 2005. Bioefficacy testing of GMX online magnetic water conditioner in grapes var.muscat. Tamil Nadu agricultural university. Project Completion Project.

Srivastava,S.C., Lal,P.B.B and Sharma,B.N. 1976. Application of solar energy in conjunction with magnetized water to boost food output. National Solar Energy Convention, Calcutta, India. 248-250.

Sy,N.L. 2006. Modelling the infiltration process with a multi-layer perceptron artificial neural network. Hydrological Sciences Journal. 51: 3-20.

Turner,E.R. 2006. Comparison of infiltration equations and their field validation with rainfall simulation. M.Sc. Thesis, University of Maryland. USA, 202p.

Wang,Y.M., Pugh,R.J and Forssberg,E. 1994. The influence of interparticle surface forces on the coagulation of weakly magnetic mineral ultrafines in a magnetic-field. Colloids and Surfaces. 90: 117–133.