آرشیو مقالات

آرشیو مقالات

اثر پلی­ آکریل آمید بر درون­ نشت و فرسایش خاک کشاورزی

اثر پلی­ آکریل آمید بر درون­ نشت و فرسایش خاک کشاورزی

شنبه, 17 فروردین,1398

رتبه بندی این مطلب:
5/0

بسپار/ ایران پلیمر آبیاری سطحی، قدیمی­ترین و رایج­ترین روش آبیاری است. یکی از معایب آبیاری سطحی، فرسایش خاک است. فناوری­های جدیدی که از پلیمرهای محلول در آب استفاده می ­کنند، می ­توانند روشی را ارایه دهند که برای کنترل فرسایش خاک موثر و مقرون به ­صرفه باشد. آمیزه آلی آنیونی محلول در آب که به عنوان بسپار پلی­ آکریل ­آمید (PAM) شناخته شده، موفق­ترین بسپار در کنترل فرسایش خاک است. این مقاله به بررسی اثر افشانش (spraying) PAM روی سطح خاک برای کنترل فرسایش خاک و افزایش درون ­نشت (infiltration، حرکت تدریجی آب به داخل خاک) در خاک رس لوم (loam) اردنی می ­پردازد. در این مقاله، غلظت­های مختلف PAM، به ترتیب 5، 10 و 20 میلی­گرم بر لیتر به همراه نمونه شاهد (صفر میلی­گرم بر لیتر) مورد استفاده قرار گرفت. بیشترین اثر PAM روی خواص اندازه­ گیری شده در 20 میلی­گرم بر لیتر مشاهده شد. اثربخشی PAM با آبیاری ­های بعدی کاهش یافت. کاهش فرسایش خاک 72 و 47/6 درصد، کاهش کدری (turbidity) آب رواناب (runoff، آن بخش از بارندگی که در سطح زمین و در رودها جاری شود) 83 و 35 درصد، افزایش زمان پیشروی (advance time) آب 6 و 0/9 درصد و افزایش درون­نشت خاک 36 و 20/8 درصد، به ترتیب برای اولین و چهارمین آبیاری بود. کارایی PAM  در هم­ آوری (flocculating) ذرات خاک در آزمایشگاه مطالعه شد و نتیجه شد که کارایی آن در رسوب­ گذاری (sedimentation) با افزایش غلظت آن افزایش می­ یابد.

 

مقدمه

آبياري سطحي، حدود 31 درصد از کل مناطق آبياري کاملا تجهیز شده را در اردن دربرمی ­گیرد، جایی­که آبیاری جویچه ‏ای (furrow irrigation، نوعی آبیاری که در آن آب در داخل جوی‌های کوچک باریک به جریان درمی‌آید) بيشترين روش آبياري سطحي است. آبیاری جویچه ‏ای دارای یک عیب عمده است و آن فرسایش خاک ناشی از آبیاری است.

مشخصات خاک و هیدرولیک­ جریان جوی، دو عامل اصلی کنترل فرسایش خاك هستند. دو سازوکار فرسایش خاک وجود دارد و آن­ها، جداسازی ذرات خاک از طریق نیروهای برشی و پَسار (drag، نیروی کُندکننده یا بازدارنده که در هنگام حرکت جسم در یک سیال، موازی مسیر و مخالف جهت حرکت جسم، بر آن اثر کند) و انتقال ذرات خاک جدا شده از طریق آب است. تشکیل انبوهه­ های (aggregates) خاک در تعیین درجه ­ی فرسایش خاک تاثیر می­گذارد.

فرسایش ناشی از آبیاری جویچه­ ای می­تواند یکنواختی درون­ نشت را تحت تاثیر قرار دهد، جایی­که ذرات ریزتر در بالادست جریان حذف می­شوند و منجر به کاهش یکنواختی درون­ نشت به سمت پایین جوی می­شوند.

پلی آکریل ­آمید، بسپاری با جرم مولکولی زیاد، زنجیر طولانی و محلول در آب است. PAM از 10،000 یا بیشتر از سه واحد مولکولی کربن متصل به یک تک زنجیر خطی تشکیل شده است. چگالی و نوع بار یونیPAM ، حلالیت در آب و جرم مولکولی زیاد آن، عوامل موثر بر توانایی این ماده برای جلوگیری از فرسایش خاک است.

فرسایش جویچه ­ای در سطح جوی اتفاق می­افتد، بنابراین محیط خیس نیاز به آمایش دارد. در طی خیس ­شوندگی (wetting) اولیه، معلوم شده است که PAM با یک لایه خاک با ضخامت 1 تا 3 میلی­متر در امتداد محیط خیس در تماس است و به آن می­چسبد، هم­چنین تمایل به چسبیدن به ذرات خاک و دیگر مولکول­های پلی ­آکریل ­آمید دارد. اثر PAM بر شکل­گیری انبوهه­ های بزرگ­تر خاک باعث حفظ و تثبیت ساختار خاک می­شود. ذرات ریز خاك در جریان جوی هم ­آوری شده و به صورت انبوهه ­ها رسوب می­کنند.

در تحقیقی، اثرPAM  بر آهنگ جذب (IR، Intake Rate) در حین آبیاری ناپیوسته (interrupted) روی دو نوع خاك لای­ماسه­ ای (silty loam) (Alfisol) و رس (Vertisol) بررسی شد. گزارش شد با استفاده ازPAM ، آهنگ جذب در Vertisol افزایش و در خاک Alfisol کاهش یافته است. حضور خاک رس در چگونگی تاثیر PAM بر خواص فیزیکی خاک بسیار مهم بود. کاهش آهنگ جذب در Alfisol به کاهش رسانش (conductivity) هیدرولیکی ربط داشت. این به دلیل افزایش گرانروی نسبی محلول­های بسپار در محیط متخلخل بود (که به شدت تحت تاثیر رسانش هیدرولیکیAlfisol  قرار داشت) و انسداد جزئی منافذ (pores) رسانش (توسط دم­ های (tails) درشت­ مولکول­هایی که روی ذرات خاک جذب شده بودند) بود. گرانروی  نسبی بستگی به توزیع اندازه منافذ خاک دارد. اثرات PAM بر درون­نشت، تعادل دو عامل اصلی است. اولی، افزایش درون­ نشت ناشی از جلوگیری از آب­ بندی سطح خاک است. این عامل در برابر افزایش گرانروی ناشی از حضور PAM در آب که منجر به کاهش درون ­نشت می­شود، قرار دارد. افزایش IR در خاک رس Vertisol به علت ثبات ساختار سطحی خاک و عدم تشکیل سطح آب­بند و جلوگیری از فرسایش خاک بود.

 

برگردان: دکتر فاطمه خودکار

f.khodkar@gmail.com


 

(ادامه دارد...)

 

متن کامل این مقاله را که در شماره 198ام ماهنامه بسپار در اسفندماه منتشر شده، بخوانید.

در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های 02177523553 و 02177533158 داخلی 3 سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید.

 

 

نوشتن یک نظر

افزودن نظر

x
دی ان ان