افزایش ظرفیت باروری خاک

ارزیابی اثرات بلند مدت فرسایش بر پتانسیل باروری خاک

حفظ باروری خاک یکی از عوامل کلیدی در کشاورزی پایدار به شمار می‌رود. باروری خاک شامل حاصلخیزی خاک و عواملی است که بر رشد گیاه تاثیر می گذارد که همواره حاوی مواد آلی می باشد.

راه‌های حفاظت خاک

از جمله شیوه‌های حفاظت خاک کشت تناوبی محصولات کشاورزی، کشت گیاهان پوششی که به تثبیت خاک کمک می‌کنند، خاکورزی حفاظتی، ایجاد بادگیرها است که از خاک حفاظت کرده و به باروی خاک نیز کمک می‌کنند. گیاهان و بخصوص درختان پس از مرگ می‌پوسند و به بخشی از خاک تبدیل می‌شوند.

تشک های کنترل فرسایش  ژئوسل برای کاربردهایی مانند حفاظت از سطح ، محافظت از ثبات ساختاری خاک ، نگهداری خاک در دامنه ها و رشد گیاهان در حالی که اجازه عبور آزاد آب را می دهد ، طراحی شده اند.

حفاظت خاک به جلوگیری از نابودی، کاهش باروری، اسیدی شدن، افزایش نمک و آلودگی‌های شیمیایی دیگر خاک گفته می‌شود.

سابقه و هدف:

حفظ باروری خاک یکی از عوامل کلیدی در کشاورزی پایدار به شمار می رود. فرسایش خاک در بلند مدت باعث تغییر خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی و کاهش باروری خاک می گردد. بنابراین به منظور پایداری تولیدات کشاورزی، تعیین فرسایش قابل قبول ضرورت دارد. روش های مختلفی برای ارزیابی اثرات فرسایش بر عملکرد محصول و باروری خاک ارائه شده است که یکی از رایج ترین آن ها، استفاده از مدل شاخص باروری خاک است. مدل شاخص باروری یک مدل نسبتا ساده بوده و به متغیرهای محدودی نیاز دارد. همین ویژگی ها باعث شده این مدل در مناطقی که داده های محدودی وجود دارد به طور گسترده استفاده گردد.

فرسایش خاک

علت عمده فرسایش خاک استفاده بیش از حد از آن است. از جمله عوامل از بین رفتن خاک سوزاندن باقی مانده محصولات کشاورزی پس از درو در کشورهای کمتر توسعه یافته و نابودی جنگل‌ها و بیابان زایی است.

فرسایش خاک در بلند مدت باعث کاهش باروری خاک می‌گردد. لذا به‌ منظور پایداری تولیدات کشاورزی، تعیین فرسایش قابل قبول ضرورت دارد.

مواد و روش ها:

در اینجا اثرات بلند مدت فرسایش را بر باروری خاک مورد ارزیابی قرار می دهیم. برای این منظور چهار پروفیل در منطقه حفر و تشریح گردد. از شاخص باروری خاک اصلاح شده توسط همکاران، برای تعیین باروری خاک استفاده شد. بر اساس شرایط خاک و اقلیم منطقه به منظور تعیین فرسایش قابل قبول، مقدار افت 5% باروری خاک در بازه زمانی 100 سال به عنوان آستانه مجاز در نظر گرفته شد. مقدار میانگین سالانه فرسایش با استفاده از روش سزیم 137 برآورد گردید.

یافته ها: نتایج آزمایش فعالیت سزیم 137 نشان داد که میانگین سالانه فرسایش خاک در 50 سال گذشته 44 تن بر هکتار در سال، معادل از دست رفتن 3.7 میلی متر از خاک سطحی در هر سال است. با در نظر گرفتن این مقدار فرسایش، باروری خاک منطقه سالانه 0.58 درصد کاهش پیدا می کند. با در نظر گرفتن 5 درصد افت باروری خاک در مدت 100 سال به عنوان تابع هدف، فرسایش قابل قبول برای خاک منطقه به طور میانگین حدود 4.72 تن بر هکتار در سال تعیین شد.

نتیجه گیری: با توجه به مقدار میانگین سالانه فرسایش در خاک منطقه، به منظور حفظ پایداری باروری خاک و تولیدات کشاورزی تا 100 سال آینده لازم است مقدار فرسایش حدود 90 % کاهش یابد. با در نظر گرفتن نسبت تحویل رسوب برابر با 0.25، رسوب قابل تحمل حدود 1.1 تن در هکتار در سال خواهد بود که از لحاظ تولید رسوب نیز در حد قابل قبولی است. مقدار ماده آلی و ظرفیت نگهداری آب خاک از مهم ترین عوامل محدودکننده تولید در خاک منطقه  هستند. بنابراین توصیه می شود به منظور افزایش باروری خاک منطقه، اقدامات مدیریتی مناسب در راستای افزایش ماده آلی خاک اعمال گردد.

عوامل مختلفی وجود دارند که حاصلخیزی خاک را تعریف می‌کنند و در آن سهمی دارند.

ترکیب مواد معدنی خاک:

با دانستن ترکیب مواد معدنی خاک می‌توانیم توانایی حفظ مواد مغذی برای گیاه را پیش‌بینی کنیم.  این توانایی بر اساس سنگ منبع، اقلیم، بیولوژی و فرآیندهای شیمیایی تعیین می‌شود.

هنگام اشاره به مواد مغذی معدنی، شکاف بزرگی میان مقدار کل مواد غذایی موجود در خاک و مقداری که این مواد در اختیار گیاه قرار دارد وجود دارد. در حقیقت، فقط بخش کوچکی از مواد معدنی خاک در اختیار گیاه قرار می‌گیرد.

استفاده از کودها و افزودنی‌های خاک عنصر کلیدی در بهبود و حفظ مواد معدنی خاک است و از این رو، داشتن برنامه کوددهی مناسب تأثیرگذارترین عامل در باروری خاک محسوب می‌شود.

PH  خاک:

PH خاک در حفظ باروری مناسب خاک حائز اهمیت شناخته می‌شود و روی دسترسی گیاه به مواد مغذی موجود در خاک تأثیر می‌گذارد. pH در دامنه‌ی ۵٫۵ تا ۷ برای اغلب گیاهان مناسب شناخته می‌شود.

بافت خاک:

اندازه‌های مختلف ذرات مواد معدنی ساختار خاک -شنی، سیلت یا رسی- را مشخص می‌کند. در مقایسه با خاکهای شنی، خاکهای رسی توانایی حفظ مواد مغذی بیشتری در خود دارند و در نتیجه منبع مواد مغذی بزرگ‌تری تلقی می‌شوند.

از ظرفیت تبادل کاتیون خاک (CEC) می‌توان برای تعیین میزان حاصلخیزی خاک بهره جست. هر چه این مقدار بیشتر باشد یعنی خاک در نگهداری مواد مغذی ظرفیت بالاتری دارد. خاکهای رسی نسبت به خاکهای شنی ظرفیت تبادل کاتیون بالاتری دارند و برای همین، حاصلخیزی بیشتری دارند.

مواد ارگانیک:

مواد ارگانیک منبع نیتروژن و فسفر شناخته می‌شود. نیتروژن و فسفر را می‌توان به مواد معدنی تبدیل کرد و در دسترس گیاه قرار داد. مواد ارگانیک سبب افزایش حاصلخیزی خاک نیز می‌شوند، زیرا در حین بهبود ساختار خاک، ظرفیت تبادل کاتیون خاک را نیز افزایش می‌دهد.

چگونه به شکلی مستمر خاکی حاصلخیز داشته باشیم؟

استفاده از ژئوسل و دیگر مسائل ژئوسنتتیک در این حوزه باعث پایداری و حاصلخیزی محیط خاک می شود.

مدیریت صحیح مواد مغذی

استفاده ناکافی از کودها تبعات منفی برای حاصلخیزی خاک در پی دارد. استفاده‌ی بیش از حد از کود نه‌تنها هزینه‌بر است، بلکه سلامتی خاک را هم به خطر می‌اندازد. نمکهای معدنی که مورد استفاده‌ی گیاه نیستند روی هم انباشته می‌شوند و رشد گیاه بر روی آن خاک را در آینده به مخاطره می‌اندازند.

از طرفی، بدون استفاده کافی از کود، خاکهای حاصلخیز به‌ تدریج مواد غذایی خود را از دست می‌دهند. بدین شکل، گیاه به پتانسیل محصول دهی خود نمی‌رسد و سود عایدی کشاورز کاهش می‌یابد.

نظارت بر مقادیر مواد مغذی

لازم است استفاده از کود هم راستا با مقدار محصولی باشد که قصد برداشت آن را دارید و ترجیحاً نسبت به مراحل رشد گیاه، برنامه سوددهی را تقسیم کنید.

حاصلخیزی خاک شامل همه عواملی است که بر رشد گیاه و تولید محصول تأثیرگذار هستند. بنابراین هدف اصلی حاصلخیزی خاک، تهیه مناسب و متعادل عناصر غذایی مورد نیاز گیاهان است. با توجه به آنکه نیاز گیاهان به عناصر غذایی متفاوت می باشد، خاکی که برای یک گیاه حاصلخیز تلقی می شود، الزاماً نمی تواند برای گیاه دیگر نیز حاصلخیز باشد. باروری خاک شامل حاصلخیزی خاک و کلیه عواملی است که بر رشد گیاه تأثیر گذار هستند. عواملی مانند عمق، بافت، ساختمان، ترکیب شیمیایی، موقعیت و شیب خاک، در باروری خاک اهمیت دارند. حاصلخیزی خاک که جزئی از باروری خاک است، فاکتوری متغیر بوده و به شدت تحت تأثیر مدیریت خاک می باشد.

یکی دیگر از عوامل مهم باروری خاک، مدیریت خاک می باشد. مدیریت خاک شامل استفاده از دانش، تکنیک و امکانات موجود در جهت تولید محصول است.

فرسایش خاک مهمترین شکل تخریب منابع خاک و منبع آلودگیهای غیر نقطه ای به شمار می رود. هنگامی که مقدار فرسایش خاک از آستانه قابل تحمل تجاوز کند طیف وسیعی از مشکلات اقتصادی-اجتماعی- محیط زیستی رخ می دهند.

روشهای مختلفی برای تعیین فرسایش قابل تحمل ارائه شده است که هرکدام دارای مزیت و محدودیتهای خاص خود هستند.

نتیجه گیری

فرسایش قابل تحمل یکی از مسائل پیچیده و مهم در برنامه های حفاظت خاک می باشد اما تاکنون روش استانداردی برای تعیین آن ارائه نشده است. روش مبتنی بر شاخص باروری خاک و روش مبتنی بر عمق و کیفیت خاک از جمله روشهایی است که امروزه به دلیل عملی بودن و در دسترس بودن داده های موردنیاز آنها عمدتاً مورد استفاده قرار می گیرند. مقایسه نتایج روش مبتنی بر شاخص باروری خاک با نتایج روش مبتنی بر عمق و کیفیت خاک به عنوان روش استاندارد نشان داد که استفاده از شاخص باروی خاک اطلاعات قابل قبول و کافی برای برآورد مقدار فرسایش قابل تحمل فراهم می کند.