۱-۵-۳- زهکشی اراضی شالیزاری و توسعه کشت دوم
پس از برداشت برنج اغلب اراضی شالیزاری به دلیل شرایط ماندابی و مشکلات زهکشی بلا استفاده رها می­شوند. زهکشی اراضی و رفع شرایط ماندابی، امکان توسعه کشت دوم گیاهانی مانند کلزا، شبدر، ماش، سبزیجات و برخی کشت­های دیگر را فراهم می ­آورد.
فصل دوم
مرور منابع
۲- مرور منابع
۲-۱ مرور منابع در مورد زهکشی زیرزمینی
در طی دهه­های گذشته زهکشی اراضی به عنوان یک تکنیک مؤثر برای کنترل آب­ماندگی، شوری و احیای اراضی کشاورزی توسعه یافته است. زهکشی از نظر فنی و اقتصادی، یک عمل مناسب برای افزایش محصول و در نتیجه افزایش درآمد کشاورزان می­باشد. علاوه بر آن، زهکشی متضمن حاصلخیزی خاک و حفاظت محیط زیست در مقابل تخریب می­باشد. از میان روش­های مختلف زهکشی، اعم از زهکشی روباز، زهکشی با چاه و زهکشی لوله­ای، زهکشی لوله­ای بهترین راه حل برای اغلب نواحی جهان است. کاربرد آن در مقیاس وسیع می ­تواند به طرز مؤثری مشکلات زهدار بودن را با هزینه­ های نسبتاً معمولی و با حداقل ایجاد مشکل برای عملیات کشاورزی و زیر ساخت­ها حل کند(اکرم، ۱۳۸۱).

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

۲-۱-۱-تاریخچه زهکشی
تاریخچه زهکشی به حدود سه هزار سال قبل بر می­گردد. در کتابی که در این زمان در چین نگاشته شده است، نقشه­هایی از سیستم زهکشی مشاهده می­ شود. هرودت در حدود ٢۴٠٠ سال قبل اشاراتی به کاربرد زهکشی در دره نیل دارد .زهکش­های زیرزمینی آن چنانکه امروز متداول است، اولین بار در سال ١٨١٠ در انگلستان به کار گرفته شد و در قاره اروپا اشاعه یافت .در سال ١٨۴۵ تولید تنبوشه­های سفالی در انگلستان و در سال ١٩٠٠ تولید تنبوشه­های سیمانی در آمریکا آغاز شد. در دهه ١٩۴٠ استفاده از لوله پلاستیکی با جدار ضخیم ابداع شد و در اوایل دهه ١٩۶٠ با پیدایش لوله پلاستیکی با دیواره صاف و نازک و سپس با ابداع لوله­های کنگره­دار (خرطومی) شتاب قابل ملاحظه­ای پیدا کرد. در حوالی سال ١٩٧٠ استفاده از ماشین­های زهکشی) ترنچرها و ترنچلس­ها (آغاز شد و شتاب بیشتری به پیشرفت کار داد و در نهایت، کاربرد فرستنده و گیرنده­های لیزری، دقت در کنترل شیب را افزایش داد. احداث اولین شبکه ­های نوین آبیاری و زهکشی در دهه ١٣١٠ در جنوب کشور صورت گرفت و اولین زهکش روباز با بهره گرفتن از ماشین در حوالی سال ١٣٣۵ در شاوور خوزستان ساخته شد. در سال­های ١٣۴١ و ١٣۴٢ اولین شبکه زهکشی زیرزمینی با بهره گرفتن از لوله­های سفالی در دانشکده کشاورزی دانشگاه شهید چمران در وسعتی حدود ۵۰۰ هکتار با نیروی کارگری به اجرا درآمد . در همین سال­ها اولین ماشین زهکشی وارد کشور شد. اولین طرح بزرگ زهکشی در هفت تپه به وسعت ١١٠٠٠ هکتار به اجرا درآمد. سپس زهکشی اراضی شرکت کشت و صنعت کارون به وسعت ٢۴٠٠٠ هکتار با سرعت زیاد اجرا شد. در همین حوالی ، زهکشی اراضی آبخور سد وشمگیر در گرگان آغاز شد که متأسفانه با شکست مواجه گردید .دشت­های مغان در شمال غربی کشور، دالکی در بوشهر، زابل در سیستان و بلوچستان، میان­آب در خوزستان، بهبهان، طرح اکالیپتوس در جنوب اهواز و طرح­های هفت­گانه توسعه نیشکر در خوزستان طرح­های بزرگ دیگری هستند که اجرای آنها به انجام رسیده یا هنوز ادامه دارد(اکرم، ۱۳۸۱).
۲-۱-۲-وضعیت زهکشی در جهان
براساس برآوردهای انجام شده توسط زابولکس[۱]( ۱۹۸۹)، خاک­های شور و سدیمی جهان به ۹۰۰ میلیون هکتار بالغ می­ شود. ۳۵۷ میلیون از این اراضی در استرالیا واقع است. پس از آن آسیا با ۳۱۷ میلیون هکتار، آمریکای لاتین با ۱۳۱ میلیون هکتار، اروپا با ۵۱ میلیون هکتار، آفریقا با ۲۶ میلیون هکتار و آمریکای شمالی با ۱۸ میلیون هکتار قرار دارند(اکرم،۱۳۸۱).
متاسفانه داده­هایی که نشان­دهنده اراضی زهکشی شده جهان باشد، به طور کامل و دقیق در دست نیست اطلاعات موجود در بانک اطلاعاتی فائو هنوز تکمیل نشده است. کمیسیون بین المللی آبیاری و زهکشی[۲] نیز در حال جمع­آوری داده ­های مشابهی است(اکرم،۱۳۸۱).
براساس نظر کاپور[۳] (۲۰۰۳) مساحت اراضی فاریاب جهان ۲۵۵ میلیون هکتار تخمین زده می­ شود که تا ۲۰ درصد این اراضی یعنی حدود ۵۰ میلیون هکتار دچار مشکلات شوری و ماندابی بودن هستند و باید زهکشی شوند. تخمین زده می­ شود که سالانه حدود یک میلیون هکتار از اراضی فاریاب جهان به علت ماندابی شدن تخریب شوند. دی ورچین و فدس[۴] (۲۰۰۳) عقیده دارند که در حال حاضر ۱۰۰ تا ۱۲۰ میلیون هکتار از اراضی مناطق خشک و نیمه خشک در معرض نابودی ناشی از مشکلات زهکشی هستند(اکرم،۱۳۸۱).
اسمیدما[۵] (۲۰۰۰) مساحت اراضی دارای تسهیلات زهکشی در اراضی فاریاب را ۶۰ میلیون هکتار برآورد می­ کند. نامبرده تخمین می­زند که ۱۳۰ میلیون هکتار از اراضی دیم نیز به شبکه ­های زهکشی زیرزمینی مجهز شده اند. گفته می­ شود که ۲۵۰ میلیون هکتار از اراضی دیم نیازمند بهبود وضعیت زهکشی خود هستند. جدول(۲-۱) تقسیم ­بندی مذکور را نشان می­دهد(اکرم،۱۳۸۱).
جدول ۲- ۱ سطح اراضی آبیاری و زهکشی شده جهان(میلیون هکتار) بر اساس نظر اسمیدما
جدول (۲-۲) کشورهای مهم درگیر با مسائل زهکشی را نشان می­دهد. به طوریکه ملاحظه می­ شود، از میان کشورهائی که در حال توسعه بوده و آماری از آنها در دست است، مصر بیشترین اراضی زهکشی شده را نسبت به اراضی فاریاب دارد. مکزیک با ۲۷ درصد، چین و پاکستان به ترتیب با ۲۴ و ۲۳ درصد مقام­های بعدی را دارند(اکرم،۱۳۸۱).
جدول ۲- ۲ مساحت اراضی درگیر با مشکلات زهکشی در برخی از کشورهای در حال توسعه به نقل از گروه کار زهکشی ICID (میلیون هکتار)
آمریکا با ۴٧ میلیون هکتار، بیشترین مساحت زهکشی جهان را به خود اختصاص داده است. چین با ٢٩ میلیون هکتار در مقام بعدی قرار دارد. جدول (۲-۳) شاخص­ های کلیدی ده کشور بزرگ دارای زهکشی را نشان می­دهد. این ده کشور ۵۶ درصد جمعیت جهان را دارند که حدود ۳۴ درصد اراضی زیر کشت را به خود اختصاص می­ دهند و ۷۵ درصد زهکشی زیرزمینی جهان را دارا هستند(اکرم،۱۳۸۱).
جدول ۲- ۳ شاخص های کلیدی ده کشور دارای اراضی زهکشی
۲-۱-۳-وضعیت زهکشی در ایران
ایران با داشتن ۲/۷ میلیون هکتار اراضی فاریاب، ۶/۲ درصد اراضی زیر کشت آبی جهان را به خود اختصاص داده است و این در حالی است که جمعیت کشور بیش از یک درصد جمعیت جهان نیست. زابولکس (۱۹۸۹) عقیده دارد که ایران پس از چین، هند و پاکستان بیشترین مساحت اراضی شور (شامل اراضی سدیمی) را در آسیا داراست. وی علت امر را به خشکی هوا و شرایط بد زهکشی نسبت می­دهد. بر اساس نظر وی، توزیع جغرافیایی خاک­های شور ایران به صورت جدول (۲-۴) می­باشد (لازم به ذکر است که این تقسیم ­بندی منطقه­ای با تقسیمات جغرافیایی استانی ایران تفاوت دارد و از این نظر از دقت لازم برخوردار نیست(اکرم،۱۳۸۱).
جدول ۲- ۴ پراکندگی خاک های شور و باتلاقی شور در کشور (هزار هکتار)
به این ترتیب، استان­های خراسان، خوزستان و مازندران به ترتیب دارای بیشترین خاک­های مسئله­دار هستند و استان­های گیلان، کردستان و کرمانشاه اصولا با چنین مشکلاتی مواجه نیستند. بیشترین خاک­های باتلاقی شور در مازندران، خراسان، خوزستان و سیستان و بلوچستان قرار دارند. بنابراین احتمالا در آینده، عملیات زهکشی عمدتا در این استان­ها متمرکز خواهد شد، مشروط بر این­که سایر عوامل و از همه مهمتر آب زراعی وجود داشته باشد. به طور کلی می­توان کشور ایران را از نظر وضعیت زهکشی به سه منطقه تقسیم نمود:
الف – مناطقی مانند کویرهای مرکزی که زهکشی آنها یا عملی نیست و یا نیازی به آن وجود ندارد.
ب – اراضی که تقریباً در همه قسمت­ های ایران پراکنده­اند و از نظر حاصلخیزی خاک مناسب می­باشند، لیکن به علت شوری بیش از حد که مانع کشت و زرع در آنهاست، در حال حاضر مورد استفاده قرار نمی­گیرند. اما در صورتی­که آب مورد نیاز این اراضی تأمین شود، سیستم زهکشی احداث گردد و املاح اضافی از خاک آبشویی گردد، می­توان انواع محصولات زراعی و باغی را تولید نمود.
ج- خاک­هایی که در همه نقاط ایران یافت می­ شود، مشخصات فیزیکی و شیمیایی فعلی آنها نیز مانع کشت و کار نیست و اصولاً مورد بهره ­برداری قرار نگرفته­اند. لیکن با توسعه کشاورزی الزاما زیرکشت خواهند رفت. در چنین زمین­هایی(در صورت وجود آب و بالا بودن سطح ایستابی) احداث شبکه ­های زهکشی همگام با شبکه ­های آبیاری ضروری است تا وضعیت فعلی خاک تثبیت شده و خاک سیر قهقرایی نپیماید (بای بوردی، ۱۳۸۴).
امروزه با بهترین برآوردها بیش از ١۷٠٠٠٠ هکتار اراضی کشاورزی در ایران دارای زهکشی زیرزمینی است که البته با توجه به مشکلات شوری ناشی از پایین بودن کیفیت آبها و بازده آبیاری و از طرفی افزایش جمعیت و نیاز کشاورزی، اصلاح اراضی شور در ایران امری ضروری به نظر می­رسد، که در نهایت نیاز به زهکش زیرزمینی و نیز آبشویی را لازم می­سازد.
۲-۲- مروری بر مطالعات گذشته:
حبوبات با دارا بودن سطح پروتئین بالا شاخص گلیسمی پایین و مقادیر کم چربی جایگاه ویژه ای در رژیم های غذایی مردم به خود اختصاص داده است. با وجود اینکه باقلا در بین حبوبات باقلا مقدار پروتئین بالایی دارد ولی کمتر به تولید و سطح زیرکشت آن توجه شده است و لازم است عوامل مختلف موثر در افزایش عملکرد (کمی و کیفی) مورد بررسی قرار گیرد.( کوچکی و بنایان، ۱۳۸۶؛ پارسا و باقری، ۱۳۸۷).
در تغذیه انسان، حدود ۲۲ درصد پروتئین گیاهی، ۳۲ درصد چربی و ۷ درصد کربوهیدرات از حبوبات تامین می­ شود. علاوه بر آن، در تغذیه دام، حدود ۳۸ درصد پروتئین گیاهی، ۱۶ درصد چربی و ۵ درصد کربوهیدرات از این منبع تامین میگردد. از نظر تغذیه ای، دانه حبوبات با دارا بودن حدود ۱۸ تا ۳۲ درصد پروتئین در مقایسه با پروتئینهای حیوانی، در رژیم غذایی مردم به ویژه افراد کم درآمد اهمیت زیادی دارد.باقلا (Vicia faba L.) از قدیمیترین گیاهان زراعی بوده و سابقه کشت و کار آن به قبل از تاریخ برمی گردد و امروزه یکی از حبوبات عمده در بسیاری از کشورهای جهان به شمار می­رود که به صورت دو منظوره در تغذیه انسان و دام مورد استفاده قرار می­گیرد.(مجنون حسینی ناصر،۱۳۸۷).
سطح زیر کشت باقلا در ایران حدود ۳۵ هزار هکتار می باشد و عملکرد باقلا در کشور بین ۲ تا۴ تن دانه خشک و ۱۵ تا ۱۸ تن در هکتار به صورت سبز است( قنبری بیرگانی،۱۳۸۲). باقلا در سراسر جهان به عنوان یکی از منابع پروتئینی توسط انسان ها مصرف می شود.باقلا دارای ۲۳ ٪ پروتئین بر ​​اساس ماده خشک است که در میان سبزیجات قابل توجه می باشد.( کوچکی و بنایان اول، ۱۳۸۶).در باقلا اجزاء عملکرد علاوه بر ژنوتیپ، تحت تأثیر اعمال مدیریت زراعی قرار می­گیرد.( گلابی و لک ، ۱۳۸۴).
یکی از راهکارهای استفاده بهینه از زمین و تقویت اقتصاد خانوارهای کشاورز، کشت وتامین دانه های پروتئینی در شالیزارها به عنوان کشت دوم است. اما به دلیل بارندگی زیاد و حالت غرقابی زمین ها ی شمال کشور در نیمه دوم سال و حساسیت اکثر گیاهان به غرقاب بودن زمین، این مهم به اندازه کافی تحقق نیافته است. بنابراین انجام زهکشی غیر قابل اجتناب است. به دلیل چسبندگی خاک های شمال و رطوبت زیاد، زهکشی سطحی باید با شرایط موجود تطبیق داده شود به طوری که با کمترین هزینه و زمان ممکن قابل انجام باشد. عملکرد باقلا با زهکشی ضعیف در مناطق با بارش زیاد محدود می شود (گیتا کیو، ۱۹۹۹).
مشکل آب اضافی گریبانگیر حدود ۱۲ درصد از اراضی قابل کشت دنیا و تقریباً یک میلیون هکتار از اراضی زیر کشت ایران است. این پدیده به دلیل افزایش بارندگی، بالا بودن سطح سفره آب زیرزمینی، تهیه نامناسب زمین، آبیاری بیش از حد نیاز، سیلاب، نفوذپذیری پایین خاک و شیب کم به وجود می ­آید. (قبادی و همکاران،۱۳۸۵).
زهکشی، در مناطقی چون ایران که تولید محصولات زراعی و باغی به آبیاری بستگی دارد عبارت است از خارج نمودن آب و املاح اضافی از خاک خصوصاً منطقه توسعه ریشه به منظور فراهم نمودن محیطی مناسب جهت فعالیت ریشه بطوریکه گیاه بتواند حداکثر رشد خود را داشته باشد. به منظور احداث سیستم زهکشی از روابط نظری برای محاسبه فاصله زهکشها استفاده می­گردد. بکارگیری تئوریهای زهکشی برای تعیین پارامترهای مهمی همچون فاصله و عمق زهکشها بدون در نظر گرفتن شرایط واقعی مزرعه کار صحیحی نمی باشد و ممکن است سیستم زهکشی مربوطه را با شکست مواجه نماید.( اخوند و همکاران،۱۳۸۱)
ابتدایی ترین فایده زهکشی کنترل آب و نمک اضافی در ناحیه ریشه گیاه است )فوزی و همکاران، ۱۹۸۷) چنانچه وجود آب اضافی در محیط ریشه در هنگام رشد رویشی گیاه اتفاق افتد، برگ ها نکروزه شده و ریزش می کنند، ریشه ها بیشتر پوسیده شده و گره های حاوی باکتری تثبیت کننده نیتروژن غیرفعال شده و یا از بین می­روند. (کووی، ۱۹۹۳).
مهمترین علت اثرات زیان آور آب زیادی بر گیاهان، مربوط به کاهش اکسیژن خاک است. اگرچه گیاهان عالی به آب آزاد در محیط اطراف ریشه خود نیاز دارند، با این حال آب اضافی در محیط ریشه می تواند به گیاهان آسیب رسانده و یا حتی برای آنها کشنده باشد، زیرا ریشه نسبت به کاهش اکسیژن حساس بوده و غرقابی عامل کاهش امکان انتشار اکسیژن و دیگر گازها بین خاک و اتمسفر است(درو، ۱۹۹۷).
گیاه زراعی باقلا خاک های داری حاصلخیزی متوسط تا خوب، زهکشی بسیار خوب و بافت متوسط را ترجیح می دهد. آب زیاد تنشی است که بسیاری از فرآیندهای فیزیولوژیک و بیوشیمیایی را در گیاهان مختل می کند. از جمله این فرآیندها می توان به ظرفیت فتوسنتزی، مقدار رشد ریشه و ساقه، تولید توده زنده گیاه، روابط آبی، متابولیسم کربوهیدرات، تغذیه و تعادل بین هورمونها اشاره کرد که اثرات فوق در گیاهان ذرت و لوبیا مشاهده شده است.( اشرف،۲۰۰۰٫ هیانگ و ویلکینسون ۲۰۰۳).
کافی و همکاران (۱۳۷۹)، بیان کردند تنفس هوازی در ریشه گیاهان در حضور اکسیژن مشاهده می گردد. در شرایط کمبود اکسیژن چرخه تری کربو کسیلیک اسید )چرخه کربس( نمی تواند فعال باشد و ATP فقط از طریق گلیکولیز و یا تخمیرمواد آلی تولید می شود. در جریان عمل تخمیر فقط ۲ مولکول ATP به ازای هر مولکول قند هگزور تولید می شود( ۶ درصد میزان ATP تولید شده در جریان تنفس هوازی( که در مقایسه با ۳۶ مولکول ATP تولید شده درجریان عمل تنفس هوازی بسیار کم می باشد. لذا صدمه به متابولیسم ریشه در اثر فقدان ATP مشاهده می شود.
قبادی و همکاران (۱۳۸۵)، با بررسی نتایج حاصل از بررسی روند رشد طولی و وزن خشک ریشه گندم نشان دادند که بین ژنوتیپ ها، مراحل شروع دوره غرقابی و سطوح مختلف غرقابی، واکنش های متفاوتی دیده شد، به گونه ای که حتی دوره غرقابی ۱۰ روزه در هر مرحله از رشد که اتفاق بیفتد، گیاه به هیچ وجه نمی تواند خسارت وارده را جبران کند.
گنجعلی و همکاران (۱۳۸۷)، گزارش کردند که تنش غرقابی به مدت ۱۲ روز اعمال و پس از مدت مذکور زهکشی انجام شد. تنش غرقابی سطح برگ و بیوماس اندام هوایی را به صورت معنی داری کاهش داد. بیوماس ریشه تحت تاثیر تنش غرقابی به شدت کاهش یافت.
پارسی نژاد و همکاران (۱۳۸۷)، بیان داشتند بسیاری از مشکلات پیشرو در پروژه های آبیاری و زهکشی به علت نگرش سنتی حاکم بر معیارهای طراحی میباشد. عمق و فاصله نصب زهکشهای زیرزمینی از پارامترهای مهم طراحی بوده که علاوه بر تاثیر بر عملکرد مطلوب سیستمهای زهکشی، نقش مهمی در پیامدهای مثبت و منفی اثرات زیست محیطی سیستمهای زهکشی ایفا میکند.
کانل و همکاران (۱۹۸۰)، گزارش کردند که غلاتی مثل گندم در مرحه جوانه زدن به غرقابی حساس بوده و با افزایش سن تحملشان بیشتر می شود تا مراحل اولیه زایشی که دوباره حساسیت در آنها افزایش می یابد.
لینچ و همکاران (۱۹۸۱) و جکسون (۱۹۸۳)، با بررسی روی نخود فرنگی ، غلات و حبوبات گزارش کردند میزان آسیب به عملکرد به مراحل رشد و نمو گیاه و عواملی همچون مدت غرقابی و دما بستگی دارد و مرحله جوانه زنی بذر را آسیب پذیرترین مرحله عنوان کردند.
الونیا و همکاران (۱۹۸۴) و فیلک و همکاران (۱۹۹۳) بیان کردند که اشباع بیش از حد خاک در اثر بالا آمدن سطح آب یا بارش های زیاد می تواند به گیاه باقلا از اولین مرحله رشد تا مرحله گلدهی آسیب بزند.
موسگراو و همکاران (۱۹۹۱)، اظهار داشتند سرعت جذب خالص در شرایط غرقابی افزایش ولی سرعت رشد نسبی و طول عمر برگ LAD کاهش می یابد. در آزمایش دیگری اظهار داشتند که با وجود متفاوت بودن فتوسنتز در شرایط هوازی و غیر هوازی، NAR تغییر نمی کند.
لینکمر و همکاران(۱۹۹۸)، در آزمایشی گزارش کردند که NAR به دلیل بسته شدن روزنه ها و کاهش هدایت روزنه ای کاهش می یابد.
بلوئت و واتمن (۱۹۹۹)، با انجام تحقیق بر روی گیاه کلزا نشان دادند که در بلوک های زهکشی شده عملکرد کلزا برابر ۵/۳ تن در هکتار و در بلوک های بدون زهکشی ۲/۲ تن در هکتار بود.
دیویس و همکاران(۲۰۰۰)، بیان داشتند با بارشهای زیاد سطح آب زیر زمینی افزایش یافته و متعاقب آن تنش غرقایی در اراضی زیرکشت محصولات زراعی ایجاد می شود که نتیجه آن اختلال در رشد و نمو طبیعی گیاهان و در برخی مواقع سبب مرگ آنها می شود.
پروبرت و کیاتینگ (۲۰۰۰)، بیان داشتند که آب اضافی در خاک باعث می شود که اکسیژن که برای سلولها حیاتی است، مهیا نگردد و در این شرایط اختلال در تنفس ریشه به وجود آمده و با صدمه دیدن ریشه اندام های هوایی نیز صدمه می بینند.
لیائو و لین (۲۰۰۱) و سیتر و واترز (۲۰۰۳) اظهار داشتند که بسته شدن روزنه ها به دلیل کاهش پتانسیل آب برگ و پژمرده شدن برگ ها از جمله عوامل دیگر مؤثر بر کاهش میزان تنفس در شرایط غرقابی می باشد. همچنین در شرایط غرقابی، گاز H2S در اثر فعالیت باکتری های بی هوازی تولید می گردد. این گاز یکی از عوامل کاهش دهنده میزان تنفس در گیاهان می باشد.

موضوعات: بدون موضوع  لینک ثابت


فرم در حال بارگذاری ...