بررسی اثر پوشش‌های طبیعی در کاهش تبخیر از سطح خاک تحت شوری‌های مختلف آب آبیاری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه اردکان، اردکان، ایران

2 گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه اردکان

چکیده

حفاظت از آب و افزایش بازده مصرف آن از ارکان اصلی کشاورزی پایدار به ویژه در مناطق خشک و نیمه‌خشک است. استفاده از خاکپوش‌های طبیعی سازگار با محیط زیست یک روش مؤثر کاهش تبخیر از سطح خاک و در نتیجه کاهش مصرف آب می‌باشد. در این پژوهش به منظور بررسی اثر پوشش‌های مختلف در شرایط شور و غیر شور بر تبخیر از سطح خاک، آزمایشی گلدانی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا ً تصادفی با چهار تیمار پوشش (:C1 خاک بدون پوشش، C2: سنگریزه، C3: کنجاله کنجد و C4: ضایعات پسته)، سه سطح شوری آب آبیاری (S1: آب شرب با شوری 0.8 dS m-1، S2: آب با شوری 6 dS m-1 و S3: آب با شوری 12 dS m-1) و سه تکرار انجام شد. نتایج نشان داد که بیشترین کاهش تبخیر بعد از سه هفته به میزان 58% در تیمار پوشش سنگریزه و سپس کنجاله کنجد و ضایعات پسته به ترتیب به مقدار 41 و 37% نسبت به شاهد مشاهده شد. با خاکپوش سنگریزه حتی 105 روز بعد از آبیاری نیز تبخیر تجمعی 7% کمتر و رطوبت خاک حدود دو برابر بیشتر از خاک بدون پوشش بود. اگر چه اثر شوری آب آبیاری بر تبخیر از خاک معنی‌دار نبود اما نتایج نشان داد که رطوبت خاک در تیمارهای آب شور نسبت به تیمار غیر شور در هر نوع خاکپوش نسبت به خاک لخت حدود 1 تا 3 درصد بیشتر بود. با تعمیم نتایج کاهش تبخیر به سطح مزرعه، دور آبیاری حداقل 5 روز طولانی‌تر و تعداد دفعات آبیاری باغات پسته در دوره رشد، در منطقه اردکان حداقل یک بار کمتر می‌شود. با کاربرد پوشش سنگریزه، کنجاله کنجد و ضایعات پسته به ترتیب می‌توان 5/8، 6 وMm3 4/5 آب صرفه‌جویی نمود. این حجم صرفه‌جویی در راستای تعادل بخشی سفره‌های آب زیرزمینی معادل با خاموشی 185 چاه با دبی lit/s 20 به ترتیب به مدت 27، 19 و 17 روز در منطقه اردکان است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The effect of natural mulches on evaporation reduction of soil surface under different irrigation water salinity

نویسندگان [English]

  • Najmeh Yarami 1
  • Amir mohammad Ali Mohammadi Dareh 2
  • Amir Mohammad Tahan Poor Bideh 2
1 Water Science and Engineering Department, College of Agriculture and Natural Resources, Ardakan University, Ardakan, Iran
2 Water Science and Engineering Department, Ardakan University
چکیده [English]

Water conservation and increasing water use efficiency is one of the major principles of sustainable agriculture, especially in arid and semi-arid regions. Application of natural eco-friendly mulches is an effective method for reducing soil evaporation and consequently water consumption in agriculture. In this study, the effect of different mulch types on soil evaporation was investigated under saline and non-saline conditions. A factorial pot experiment in a completely randomized design was conducted with four mulch types (C1: bare soil, C2: gravel, C3: sesame residue and C4: pistachio residue), three levels of irrigation water salinity (S1: EC=0.8 dS m-1 (fresh water), S2: EC= 6 dS m-1 and S3: EC=12 dS m-1) in three replications. Results showed that the highest evaporation reduction after 3 weeks was observed in soil with gravelly mulch (58%) followed by sesame (41%) and pistachio (37%) residue as compared to the bare soil. Soil evaporation and residual water content in gravelly covered soil were respectively 7% lower and two times higher than those ones of the bare soil even 105 days after irrigation. Although the effect of water salinity on soil evaporation was not significant, however soil moisture in saline treatments was about 1-3% higher than that of non-saline one in any type of mulch. By generalizing the results of the evaporation reduction to the field, irrigation interval become at least 5 days longer and irrigation events of the pistachio orchards in Ardakan region decrease at least one time during the growing season. The amounts of reserved water due to application of gravel, sesame and pistachio mulch were 8.5, 6 and 5.4 Mm3, respectively. In view of the aquifer balance, these amounts of saving water results in 185 wells with 20 lit/s discharge being off for 27, 19 and 17 days, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cumulative evaporation
  • Aquifer balance
  • Longer irrigation interval
  • Natural mulch
  • Salinity

مراجع

آقارضی، ح و داودی راد، ع.ا. 1398. بررسی نقش فیلتر در افزایش ذخیره رطوبت خاک در سامانه­های آبگیر باران در اراضی شیب­دار. سامانه­های سطوح آبگیر باران. 21. 7: 15-24.
جهاد کشاورزی استان یزد. 1398. مکاتبه شخصی.
خاشعی سیوکی، ع و باربد، م. 1394. بررسی تاثیر پوشش­های مختلف سطح خاک در کاهش میزان تبخیر. مجله محیط زیست و مهندسی آب. 1. 1: 111-122.
دستورانی، م.ت.، پورمحمدی، س و رحیمیان، م.ح. 1391. تخمین تبخیر- تعرق واقعی باغات پسته منطقه اردکان به کمک سنجش از دور. نشریه پژوهش آب در کشاورزی. 26. 1: 12-1.
راحمی، ع.، یداللهی، ع و شریعتی، ش. 1393. بادام­کاری دیم. نشر آموزش کشاورزی، معاونت آموزش و ترویج سازمان تات.
سلاح­ورزی، م.، قهرمان، ب.، انصاری، ح و داوری، ک، 1397. محاسبه تبخیر (مرحله اول و دوم) از خاک شور بدون پوشش. نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی). 32. 2: 229-237.
شاهی، ز.، شعبانی، ع.، زارعی ورزنه، م و سپاسخواه، ع.ر. 1397. تبخیر از سطح خاک سنگریزه­ای بدون پوشش، متاثر از مقدار سنگریزه و بافت خاک. نشریه آبیاری و زهکشی ایران. 12. 3: 731-722.
فلاح، م.، شایان نژاد، م و رحیمیان، م.ح. 1398. مقایسه آب مصرفی باغات پسته در شرایط شور با نیاز آبی و تبخیر و تعرق واقعی برآورد شده به روش سبال در دشت بهادران در استان یزد. نشریه پژوهش آب در کشاورزی. 33. 2: 173-163.
Al-Shammiri, M. 2002. Evaporation rate as a function of water salinity. Desalination. 150.2: 189-203.
Bezborodov, G.A., Shadmanov, D.K., Mirhashimov, R.T., Yuldashev, T., Qureshi, A.S., Noble, A.D and Qadir, M. 2010. Mulching and water quality effects on soil salinity and sodicity dynamics and cotton productivity in Central Asia. Agriculture, Ecosystems and Environment. 138: 95-102.
Cai, T., Zhang, C., Huang, Y., Huang, H., Yang, B., Zhao, Z., Zhang, J and Jia, Z. 2015. Effects of different straw mulch modes on soil water storage and water use efficiency of spring maize (Zea maysL.) in the Loess Plateau of China. Plant Soil Environment. 61.6: 253–259.
Demir, Z., Yildiz, O and Toprak, B. 2009. Water retention ratios of mulching material consisting primarily of pine bark over different soil types. Pakistan Journal of Botany. 41.4: 1851-1859.
Fan, Y.Q., Ding, R.S., Kang, S.Z., Hao, X.M., Du, T.S and Tong, L. 2017. Plastic mulch decreases available energy and evapotranspiration and improves yield and water use efficiency in an irrigated maize cropland. Agricultural Water Management. 179: 122–131.
Fies, J.C., Delouvegny, N and Chanzy, A. 2002. The role of stones in soil water retention. European Journal of Soil Science. 53.1: 95–104.
Fujimaki, H., Shimano, T and Inoue, M. 2006. Effect of a salt crust on evaporation from a bare saline soil. Vadose Zone Journal. 5: 1246-1256.
Gao, H., Yan, Ch., Liu, Q., Li, Zh., Yang, X and Qi, R. 2019. Exploring optimal soil mulching to enhance yield and water use efficiency in maize cropping in China: A meta-analysis. Agricultural Water Management. 225.105741: 1-12.
Hillel, D.I. 1998. Environmental soil physics. Chapter 18: Evaporation from bare-surface soils and winds erosion. Academic press. 508-522.
Khetdan, C., Chittamart, N., Tawornpruek, S., Kongkaew, T., Onsamrarn, W and Garré, S. 2017. Influence of rock fragments on hydraulic properties of Ultisols in Ratchaburi Province, Thailand. Geoderma Regional. 10.1: 21-28.
Liu, C.M., Zhang, X.Y and Zhang, Y.Q. 2002. Determination of daily evaporation and evapotranspiration of winter wheat and maize by large-scale weighing lysimeter and micro-lysimeter. Agricultural and Forest Meteorology. 11.2: 109-120.
Maurer, T., Herrmann, L and Stahr, K. 2010. Wind erosion characteristics of Sahelian surface types. Earth Surface Process and Landforms. 35: 1386-1401.
McMillen, M. 2013. The effect of mulch type and thickness on soil surface evaporation rate. Horticulture and Crop Science Department, California Polytechnic State University, San Luis Obispo. 14 p.
Richards, L.A. 1954. Diagnosis and improvement of saline and alkaline soils. U. S. Dept. of Agriculture. Agricultural Handbook. No. 60.
Shen, Q., Ding, R., Du, T., Tong, L and Li, S. 2019. Water use effectiveness is enhanced using film mulch through increasing transpiration and decreasing evapotranspiration. Water. 11.6.1153: 1-16.
Teame, G., Tsegay, A and Abrha, B. 2017. Effect of organic mulching on soil moisture, yield, and yield contributing components of Sesame (Sesamum indicum L.). International Journal of Agronomy. 4767509. 1-6.
Tolk, J.A., Howell, T.A and Evett, S.R. 1999. Effect of mulch, irrigation and soil type on water use and yield of maize. Soil Tillage Research. 50.2:137-147.
Uzoma, K.C and Onwuka, B.M. 2018. Effect of organic mulch materials on soil surface evaporation. Notulae Scientia Biologicae. 10.3: 387-391.
Wang, Y., Xie, Z., Malhi, S.S., Vera, C.L and Zhang, Y. 2014. Gravel-sand mulch thickness effects on soil temperature, evaporation, water use efficiency and yield of watermelon in semi-arid Loess Plateau, China. Acta Ecologica Sinica. 34:261–265.
Xue, Z and Akae, T. 2010. Effect of soil water content and salinity on daily evaporation from soil column. Journal of American Science. 6.8: 576-580.
Zhang, J.G., Xu, X.W., Lei, J.Q., Li, S.Y., Hill, R.L and Zhao, Y. 2013. The effects of soil salt crusts on soil evaporation and chemical changes in different ages of Taklimakan Desert Shelterbelts. Journal of Soil Science and Plant Nutrition. 13.4: 1019-1028.
Zhou, Sh., Liu, W and Lin, W. 2017. The ratio of transpiration to evapotranspiration in a rainfed maize field on the Loss Plateau of China. Water Supply. 17.1: 221-228.
نشریه آبیاری و زهکشی ایران
دوره 14، شماره 3 - شماره پیاپی 81
مرداد و شهریور 1399
صفحه 841-854

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار