تأثیر زهکشی کنترل شده بر آبشویی نیترات

 

فهرست مطالب

 

عنوان                                                                                                                صفحه  

 

فصل اول :

1-1- مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………….. 2

1-2- هدف ……………………………………………………………………………………………………………………………………. 6

1-3- تعاریف و کلیات ………………………………………………………………………………………………………………….. 7

1-3-1- تاریخچه زهکشی ……………………………………………………………………………………………………………. 7

1-3-2- نیاز به زهکشی ………………………………………………………………………………………………………………. 7

1-3-3- مدیریت و کنترل آب زهکشی ……………………………………………………………………………………… 8

1-3-4- انواع مختلف زهکشی …………………………………………………………………………………………………….. 9

1-3-5-1- زهکشی سطحی ………………………………………………………………………………………………………… 9

1-3-5-2- زهکشی زیرزمینی …………………………………………………………………………………………………….. 10

1-3-5-3-  زهکش باز عمیق ……………………………………………………………………………………………………… 10

1-3-5-4- لوله زهکش ……………………………………………………………………………………………………………….. 10

1-3-5-5- زهکشی کنترل شده …………………………………………………………………………………………………. 10

1-6- فوائد زهکشی کنترل شده …………………………………………………………………………………………………. 12

1-7- سطح ایستایی …………………………………………………………………………………………………………………….. 12

1-8- عمق سطح ایستایی …………………………………………………………………………………………………………… 13

1-9- صعود کاپیلاری …………………………………………………………………………………………………………………… 13

1-10- کود و نقش آن در افزایش تولید محصول کشاورزی …………………………………………………….. 14

1-11- عناصر غذایی گیاهی و غذا …………………………………………………………………………………………….. 14

1-12- نیاز گیاه به عناصر غذایی ……………………………………………………………………………………………….. 15

1-13-  تغذیه گیاهی متعادل ……………………………………………………………………………………………………… 16

1-14- منابع عناصر غذایی …………………………………………………………………………………………………………. 17

1-15- عناصر غذایی ذخایر خاک ………………………………………………………………………………………………. 17

1-16- عناصر غذایی کودهای آلی ……………………………………………………………………………………………… 18

1-17- کود دامی ………………………………………………………………………………………………………………………….. 18

1-18- کود سبز و بقایای گیاهی ………………………………………………………………………………………………… 19

1-19- تثبیت زیستی نیتروژن ……………………………………………………………………………………………………. 20

1-20- جذب نیتروژن از هوا ……………………………………………………………………………………………………….. 20

1-21- کودهای معدنی ………………………………………………………………………………………………………………… 21

1-22-  کودهای نیتروژن …………………………………………………………………………………………………………….. 21

1-23- نیتروژن (N) …………………………………………………………………………………………………………………….. 22

1-24- مرور کلی ………………………………………………………………………………………………………………………….. 23

1-25- ویژگی های شیمیایی و اشکال مختلف نیتروژن ……………………………………………………………. 25

1-25-1- اشکال شیمیایی نیتروژن ……………………………………………………………………………………………. 25

1-25-2-  نیتروژن در خاک ……………………………………………………………………………………………………….. 26

1-26- تثبیت نیتروژن …………………………………………………………………………………………………………………. 27

1-26-1- دگرگونی های میکروبی نیتروژن تثبیت شده …………………………………………………………… 28

1-27- عدم تحرک و معدنی شدن …………………………………………………………………………………………….. 28

1-28- نیتریفیکاسیون …………………………………………………………………………………………………………………. 29

1-29- دنیتریفیکاسیون ……………………………………………………………………………………………………………….. 29

1-30- آثار انسان بر چرخه ی نیتروژن ……………………………………………………………………………………… 30

1-31-  نیتروژن در منابع خاکی و مصرف آن به وسیله ی گیاهان …………………………………………. 30

1-32-  ذخایر نیتروژن خاک ………………………………………………………………………………………………………. 31

1-33- ورود نیتروژن از جو و آب ……………………………………………………………………………………………….. 32

1-34-  مواد گیاهی- بقایای گیاهی – بقولات و کودهای سبز ………………………………………………… 32

1-35-  کود دامی ………………………………………………………………………………………………………………………… 33

1-36- نیتروژن کودی ( کودهای شیمیایی ) …………………………………………………………………………….. 33

1-37- تلفات نیتروژن در کشاورزی ……………………………………………………………………………………………. 34

1-37-1-  تلفات نیتروژن از طریق آب شویی …………………………………………………………………………… 34

1-37-2-  نیترات آبشویی شده با آب های سطحی و زیر زمینی …………………………………………… 34

1-37-3- حرکت آب و آبشویی نیترات در خاک ……………………………………………………………………… 35

1-38-  منشأ نیترات آبشویی شده …………………………………………………………………………………………….. 36

1-39- ذرت ………………………………………………………………………………………………………………………………….. 36

1-39-1- مرور کلی ……………………………………………………………………………………………………………………… 36

1-39-2- ذرت در اقلیم های مختلف ………………………………………………………………………………………… 37

1-39-3- مناطق مختلف …………………………………………………………………………………………………………….. 37

1-39-4- مناطق گرمسیری و نیمه گرمسیری ………………………………………………………………………….. 38

1-40- عملکرد ذرت و محدودیت های عمده در این راه ………………………………………………………….. 38

1-41- حاصل خیزی خاک و استفاده از کود ……………………………………………………………………………. 39

فصل دوم

2-1- مروری بر پژوهش های پیشین ………………………………………………………………………………………….. 42

فصل سوم

3-1- محل انجام آزمایش …………………………………………………………………………………………………………….. 55

3-2- تیمارهای آزمایش ……………………………………………………………………………………………………………….. 57

3-3- لایسیمتر ……………………………………………………………………………………………………………………………… 58

3-4- زهکشی آزاد ……………………………………………………………………………………………………………………….. 59

3-5- زهکشی کنترل شده ………………………………………………………………………………………………………….. 60

3-6- خاک داخل لایسیمتر …………………………………………………………………………………………………………. 60

3-7- تعیین بافت و سایر مشخصات خاک …………………………………………………………………………………. 61

3-8- گیاه ذرت …………………………………………………………………………………………………………………………….. 61

3-9- مصرف کود نیتروژن …………………………………………………………………………………………………………… 62

3-9-1- مصرف کود فسفر …………………………………………………………………………………………………………… 62

3-10- الگوی کاشت ……………………………………………………………………………………………………………………. 62

3-11- عمق ریشه ……………………………………………………………………………………………………………………….. 64

3-12- اندازه گیری ارتفاع گیاه …………………………………………………………………………………………………… 64

3-13- عملیات برداشت ………………………………………………………………………………………………………………. 64

3-14-  مقدار آب آبیاری …………………………………………………………………………………………………………….. 65

3-15- اندازه گیری رطوبت خاک ………………………………………………………………………………………………. 66

3-16-  معادله کالیبراسیون نوترون متر …………………………………………………………………………………….. 66

3-17- تعیین نیترات خاک از عصاره اشباع ……………………………………………………………………………… 66

3-18-  مراحل انجام آزمایش ……………………………………………………………………………………………………… 67

3-19- محلول زخیره نیترات استاندارد ……………………………………………………………………………………… 67

3-20- تعیین میزان نیترات در آب زهکشی …………………………………………………………………………….. 68

3-21-  اندازه گیری حجم زه آب ………………………………………………………………………………………………. 68

فصل چهارم

4-1- نتیجه گیری و بحث …………………………………………………………………………………………………………… 70

4-2- عملکرد گیاه ذرت ………………………………………………………………………………………………………………. 73

4-3- نیتروژن جذب شده توسط گیاه ……………………………………………………………………………………….. 78

4-4- رطوبت خاک ………………………………………………………………………………………………………………………. 79

4-5- حجم آب شویی و نیترات آب شویی ……………………………………………………………………………….. 80

4-6-  آبشویی نیترات در اعماق مختلف خاک ………………………………………………………………………….. 81

4-7-  نتیجه گیری کلی ……………………………………………………………………………………………………………… 90

منابع ………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 92

فصل پنجم

پیوست …………………………………………………………………………………………………………………………………………… 101

پیوست 5-2-1- منحنی دانه بندی خاک در عمق 30 سانتی متری از سطح خاک …………….. 107

پیوست 5-2-2- منحنی دانه بندی خاک در عمق 60 سانتی متری از سطح خاک………………. 108

پیوست 5-2-3- منحنی دانه بندی خاک در عمق 90 سانتی متری از سطح خاک………………. 109

پیوست 5-3-1- مقادیر وزن مخصوص ظاهری خاک و درصد رطوبت وزنی در, PWP  FC…. 110

پیوست 5-3-2- بافت و خصوصیات فیزیکی خاک محل آزمایش ……………………………………………. 111

پیوست 5-3-3-  مشخصات شیمیایی عصاره اشباع خاک ……………………………………………………….. 112

پیوست 5-4- مشخصات شیمیایی آب آبیاری …………………………………………………………………………… 114

پیوست 5-5-1- مقادیر رطوبت خاک و حجم آب مورد نیاز 33 روز پس از کشت ……………….. 115

پیوست 5-5-2- مقادیر رطوبت خاک و حجم آب مورد نیاز 40 روز پس از کشت…………………. 117

پیوست 5-5-3- مقادیر رطوبت خاک و حجم آب مورد نیاز 48 روز پس از کشت…………………. 119

پیوست 5-5-4- مقادیر رطوبت خاک و حجم آب مورد نیاز 56 روز پس از کشت…………………. 121

پیوست 5-5-5- مقادیر رطوبت خاک و حجم آب مورد نیاز 62 روز پس از کشت…………………. 123

پیوست 5-5-6- مقادیر رطوبت خاک و حجم آب مورد نیاز 67 روز پس از کشت…………………. 125

پیوست 5-5-7- مقادیر رطوبت خاک و حجم آب مورد نیاز 74 روز پس از کشت…………………. 127

پیوست 5-5-8- مقادیر رطوبت خاک و حجم آب مورد نیاز 82 روز پس از کشت…………………. 129

پیوست 5-5-9- مقادیر رطوبت خاک و حجم آب مورد نیاز 88 روز پس از کشت…………………. 133

پیوست 5-5-10- مقادیر رطوبت خاک و حجم آب مورد نیاز 95 روز پس از کشت………………. 135

پیوست 5-5-11- مقادیر رطوبت خاک و حجم آب مورد نیاز 102 روز پس از کشت…………….

پیوست 5-5-12- مقادیر رطوبت خاک پس از برداشت …………………………………………………………….

پیوست 5-6-1- تغییرات آبشویی نیترات در عمق 30 سانتی متری در تیمار FD  ………………

پیوست 5-6-2-  تغییرات آبشویی نیترات در عمق 60 سانتی متری در تیمار FD  ……………..

پیوست 5-6-3-  تغییرات آبشویی نیترات در عمق 90 سانتی متری در تیمار FD  ……………..

پیوست 5-6-4-  تغییرات آبشویی نیترات در عمق 140 سانتی متری در تیمار FD  …………..

پیوست 5-6-5-  تغییرات آبشویی نیترات در عمق 30 سانتی متری در تیمار CD₉₀……………

پیوست 5-6-6-   تغییرات آبشویی نیترات در عمق 60 سانتی متری در تیمار CD₉₀…………..

پیوست 5-6-7-   تغییرات آبشویی نیترات در عمق 90 سانتی متری در تیمار CD₉₀…………..

پیوست 5-6-8-  تغییرات آبشویی نیترات در عمق 140 سانتی متری در تیمار CD₉₀…………

پیوست 5-6-9-   تغییرات آبشویی نیترات در عمق 30 سانتی متری در تیمار CD₁₂₀…………

پیوست 5-6-10- تغییرات آبشویی نیترات در عمق 60 سانتی متری در تیمار CD₁₂₀…………

پیوست 5-6-11-  تغییرات آبشویی نیترات در عمق 90 سانتی متری در تیمار CD₁₂₀……….

پیوست 5-6-12-  تغییرات آبشویی نیترات در عمق 140 سانتی متری در تیمار CD₁₂₀…….

پیوست 5-7-1- آبشویی نیترات در طول فصل رشد در تیمار FD ………………………………………….

پیوست 5-7-2- آبشویی نیترات در طول فصل رشد در تیمار CD₉₀……………………………………….

پیوست 5-7-3- آبشویی نیترات در طول فصل رشد در تیمار CD₁₂₀ …………………………………….

پیوست 5-8-1- مقادیر آبیاری زیر زمینی جهت کنترل سطح ایستابی در CD₉₀  در تیمار کود شاهد ( صفر کیلوگرم در هکتار ) ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

پیوست 5-8-2- مقادیر آبیاری زیر زمینی جهت کنترل سطح ایستابی در CD₉₀  در تیمار کود ( 200 کیلوگرم در هکتار )………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

پیوست 5-8-3- مقادیر آبیاری زیر زمینی جهت کنترل سطح ایستابی در CD₉₀  در تیمار کود ( 400 کیلوگرم در هکتار )………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

پیوست 5-8-4- مقادیر آبیاری زیر زمینی جهت کنترل سطح ایستابی در CD₁₂₀  در تیمار کود شاهد ( صفر کیلوگرم در هکتار )……………………………………………………………………………………………………………………………………………..

پیوست 5-8-5- مقادیر آبیاری زیر زمینی جهت کنترل سطح ایستابی در CD₁₂₀  در تیمار کود ( 200 کیلوگرم در هکتار )………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

پیوست 5-8-6- مقادیر آبیاری زیر زمینی جهت کنترل سطح ایستابی در CD₁₂₀  در تیمار کود ( 400 کیلوگرم در هکتار )………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

پیوست 5-8-7- بیشترین و کم ترین حجم آبیاری جهت کنترل سطح ایستابی …………………..

پیوست 5-9-1- عملکرد گیاه ذرت در تیمار زهکشی آزاد ………………………………………………………..

پیوست 5-9-2- عملکرد گیاه ذرت در تیمار زهکشی CD₉₀……………………………………………………..

پیوست 5-9-3- عملکرد گیاه ذرت در تیمار زهکشی CD₁₂₀ ………………………………………………….

پیوست 5-10-1- مقادیر نیتروژن پل بر اندام های گیاه ذرت در تیمارهای مختلف ……………….

پیوست 5-10-2- مقادیر نیترات در  علوفه گیاه ذرت در تیمارهای مختلف …………………………..

پیوست 5-10-3- مقادیر نیترات در دانه ی گیاه ذرت در تیمارهای مختلف …………………………..

 

 

 

 

فهرست جداول

عنوان                                                                                                                صفحه

جدول 4-1- مشخصات عملکرد ذرت ، مقادیر آب آبیاری و زهکشی و نیترات آب شویی شده در تیمار کود صفر ( شاهد ) کیلوگرم در هکتار ………………………………………………………………………………………………………………………….. 70

جدول 4-2- مشخصات عملکرد ذرت ، مقادیر آب آبیاری و زهکشی و نیترات آب شویی شده در تیمار کود 200 کیلوگرم در هکتار ………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 71

جدول 4-3 مشخصات عملکرد ذرت ، مقادیر آب آبیاری و زهکشی و نیترات آب شویی شده در تیمار کود 400 کیلوگرم در هکتار ………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 72

جدول 4-4- مقایسه پارامترهای عملکرد ذرت در تیمارهای مختلف ………………………………………… 73

جدول 4-5- تحلیل آماری مقدار نیتروژن کل در اندام های گیاه ذرت …………………………………… 78

جدول 4-6- تغییرات رطوبت حجمی قبل از آبیاری در تیمارهای زهکشی ……………………………. 80

جدول4-7- مقایسه ی آماری مقدار نیترات آبشویی شده ( mg/l) از عمق 30 سانتی متری در تیمارهای مختلف زهکشی …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 82

جدول 4-8 مقایسه ی آماری مقدار نیترات آبشویی شده ( mg/l) از عمق 60 سانتی متری در تیمارهای مختلف زهکشی …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 82

جدول 4-9- مقایسه ی آماری مقدار نیترات آبشویی شده ( mg/l) از عمق 90 سانتی متری در تیمارهای مختلف زهکشی …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 83

جدول 4-10- مقایسه ی آماری مقدار نیترات آبشویی شده ( mg/l) از عمق 140 سانتی متری در تیمارهای مختلف زهکشی …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 83

جدول 4-11- مقایسه ی آماری مقدار نیترات آبشویی شده از کل اعماق در تیمارهای مختلف زهکشی         89

 

فهرست اشکال و نمودارها

عنوان                                                                                                                صفحه

شکل 1الف انواع سیستم های زهکشی زیر زمینی ……………………………………………………………………. 11

شکل 1-1- چرخه ی نیتروژن …………………………………………………………………………………………………….. 24

شکل3-1- تیمارهای زهکشی و کود د…………………………………………………………………………………………. 56

شکل 3-2- چگونگی استقرار لایسیمترها  …………………………………………………………………………………. 57

شکل 3-3 الف مقطع A-B زهکشی آزاد ……………………………………………………………………………………. 58

شکل 3-3ب مقطع C-D زهکشی آزاد ………………………………………………………………………………………..

شکل 3-3 ج مقطع A-B زهکشی کنترل شده در عمق 90 سانتی متر ………………………………….

شکل 3-4- الگوی کاشت …………………………………………………………………………………………………………….. 63

شکل 3-5- الگوی کاشت …………………………………………………………………………………………………………….. 63

نمودار 4-1- مقایسه ارتفاع گیاه در تیمارهای مختلف کود و زهکشی ……………………………………… 74

نمودار 4-2- مقایسه وزن خشک گیاه در تیمارهای مختلف کود و زهکشی ……………………………. 75

نمودار 4-3-  مقایسه وزن خشک بلال در تیمارهای مختلف کود و زهکشی ………………………….. 76

نمودار 4-4- مقایسه وزن هزار دانه در تیمارهای کود و زهکشی ……………………………………………… 77

نمودار 4-5- مقایسه وزن خشک دانه در تیمارهای مختلف کود و زهکشی …………………………….. 77

نمودار 4-6- تغییرات رطوبت حجمی قبل از آبیاری در تیمارهای زهکشی …………………………….. 79

نمودار 4-7-  مقادیر آبشویی نیترات در عمق 30 سانتی متری از سطح خاک در تیمارهای کودی مختلف      84

نمودار 4-8- مقادیر آبشویی نیترات در عمق 60 سانتی متری از سطح خاک در تیمارهای کودی مختلف       85

نمودار 4-9- مقادیر آبشویی نیترات در عمق 90 سانتی متری از سطح خاک در تیمارهای کودی مختلف       87

نمودار 4-10- مقادیر آبشویی نیترات در عمق 140 سانتی متری از سطح خاک در تیمارهای کودی مختلف