شوری خاک کشت آبی اوکالیپتوس

شوری خاک کشت آبی اوکالیپتوس – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه کشاورزی

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

چگونگی سفارش مقاله

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.

تاثیر شوری خاک بر روی رشد کشت آبی اوکالیپتوس در جنوب شرقی استرالیا

چکیده

مدیریت شوری می تواند شامل کاشت درختان در نواحی دارای خاک شور جهت ارتقای آبدهی و احتمال استفاده موثر و پر حاصل از زمین های شور باشد. مطالعات میدانی عملکرد درختان در شرایط شوری به طور کلی محدود به سالیان اولیه پس از کشت می باشد و داده های کمی اندکی در خصوص ارتباط بین میزان رشد گونه های اوکالیپتوس با شوری خاک در شرایط میدانی در خلال سالیان متعاقب کشت (مثل ۱۰ سال) وجود دارد. در این مطالعه، رشد انواع درختان اوکالیپتوس شامل Eucalyptus globulus، E. grandis و E. camaldulensis در ارتباط با شوری زمین،  اندازه گیری  شده بوسیله سیستم القای الکترومغناطیسی (EM38)،  مورد  بررسی  قرار  می گیرد.

EM38 به عنوان یک ابزار موثر در تشخیص حیات و واکنش های رشد درختان گونه های اوکالیپتوس در برابر سطوح مختلف شوری خاک مد نظر می باشد. در این خصوص، همبستگی تفاوت های معین در برآورد پارامترهایی همچون برزیستی درختان، حجم توده و شاخص سطح برگ با شوری خاک مشخص شد. در بین این سه گونه، E. globulus بر حسب برزیستی و رشد حجم تا ۱۰ سالگی تحت شرایط شوری اندک تا متوسط بهترین عملکرد را داشته است، در حالیکه E. camaldulensis تحت شرایط شوری متوسط تا شدید بهترین عملکرد را نشان داده است. رتبه بندی این نمونه ها برای تحمل شوری سازگار با آزمایشات گلدانی و آزمایشات میدان یانگر می باشد.

این مطالعه مشخص کننده تغییر پذیری بالای مکانی در ارتباط با شوری خاک می باشد و مطالعات مرتبط با رشد درختان در این حوزه می بایست به بهترین وجهی بر مبنای پارامترهای مربوطه منطبق می باشد، بنابراین، لازم است تا تغییر پذیری میزان نمک ذخیره شده در خاک و کاهش تاثیر رقابت بین درختی در خصوص ارتباطات رشد- شوری را در نظر بگیریم. این نتایج ضروریات قابل توجهی را در خصوص انتخاب محل و مدیریت اوکالیپتوس ها در نواحی شور ارائه می نمایند.

کلمات کلیدی: گونه اوکالیپتوس Eucalyptus camaldulensis، Eucalyptus grandis، Electromagnetic induction،  القای الکترومغناطیسی، آبیاری، EM38، شوری خاک

شوری خاک کشت آبی اوکالیپتوس

۱- مقدمه

فرایند نمکزایی یا شور شدگی خاک به عنوان یک مشکل مهم و فزاینده در بسیاری از مناطق استرالیا مطرح می باشد. نواحی کشاورزی تحت برآورد در جنوب استرالیا تا اندازه ای تحت تاثیر سوختگی های ناشی از شوری، تراوشات ناشی از شوری و خاک شور آبیاری قرار گرفته اند و آبهای سطحی شور هم اکنون بیش از ۲/۵ میلیون هکتار را در بر گرفته و انتظار می رود که این میزان تا سال ۲۰۵۰ به ۱۱ میلیون هکتار برسد (بررسی های منابع آب و زمین های ملی، ۲۰۰۱).

احیای پوشش گیاهی مناطق تحت تاثیر با سابقه دیرینه، شامل درختان، به عنوان روش ترجیحی جهت کاهش شوری ثانویه بواسطه تسطیح اراضی کشاورزی مد نظر می باشند. در صورتی که درختان قادر باشند تا به صورت پایدار در نواحی شور (یا دارای آبهای زیرزمینی شور) رشد نمایند، می توان از زمین های تخریب شده ای که از ارزش جایگزین اندکی برخوردار هستند نیز بدین منظور استفاده نمود و روش هایی را جهت بهره وری و حاصلخیزی آن مناطق طراحی کرد. این رویه ها با توجه به مزیت های اقتصادی (Marcar و Crawford 2004)، همراه با مشارکت در زمینه احیای مناطق و کاهش حجم نمک جریان های رودخانه ای بصورت متناسب مد نظر هستند (Schofield  و همکاران، ۱۹۸۹). هزینه فرصت پایین اعمال کشاورزی در زمین های شور ممکن است سبب شود تا رشد درختان از صرفه اقتصادی بیشتری، در مقایسه با زمین هایی که شور نیستند،  حتی در صورتی که میزان رشد تا اندازه ای بواسطه شوری کاهش یابد، برخوردار شود.

…

این مطالعه اقدام به بررسی رشد گونه های اوکالیپتوس Eucalyptus camaldulensis، E. globulus و E. grandis در ناحیه Timmering در شمال ویکتوریا می نماید که تحت تاثیر شوری خاک قرار گرفته اند و در نتیجه تفاوت هایی در شوری آب آبیاری آنها دیده می شود. ما این موضوع را بررسی نموده ایم که آیا میزان رشد می تواند در ارتباط با توزیع شوری در خاک باشد یا خیر و علاوه بر این تاثیر شوری خاک بر روی رشد هر یک از گونه ها را مورد بررسی قرار داده ایم.

شوری خاک کشت آبی اوکالیپتوس

۲- روش ها

در مطالعه انجام شده در یک مزرعه آزمایشی رشدEucalyptus spp.  تحت آبیاری با سطح شوری پایین و شوری بالا مورد مقایسه قرار گرفته است. این آزمایش با توجه به برنامه های مرتبط تحت عنوان قابلیت تحصیل مزیت های مرتبط درختان، برای بررسی گزینه های بالقوه تجاری در زمینه رشد درختان، به منظور حصول مزیت های مراقبت از زمین و آب، انجام شده است (TFPRC، ۱۹۹۲؛ Bren و همکاران، ۱۹۹۳؛ Baker و همکاران، ۱۹۹۴، ۲۰۰۵؛ Stackpole و همکاران، ۱۹۹۵).

۱-۲٫ تشریح منطقه

منطقه تحت بررسی (۳۱/۳۶ درجه جنوبی، ۹۳/۱۴۴ درجه شرقی، ۱۰۰ متر فراتر از سطح دریا) نزدیک منطقه Timmering در ناحیه شمالی آبیاری ویکتوریا، استرالیا قرار گرفته است. میزان میانگین سالیانه بارش تقریبا ۴۴۵ میلی متر می باشد و برای بررسی آن از یک تشتک تبخیر کلاس A در حدود ۱۵۵۰ میلی متر استفاده شده است. دماهای کمینه و پیشینه میانگین روزانه برای ژانویه (اواسط تابستان) ۰/۱۴ و ۰/۳۰ درجه سانتی گراد و برای جولای (اواسط زمستان) ۶/۲ و ۷/۱۲درجه سانتی گراد به ترتیب گزارش شده است. ناحیه تحت بررسی نیز دارای آبهای زیرزمینی سطحی می باشد، به طور کلی بین ۱ و ۲ متر از سطح، همراه با EC ca. حدودا ۱۰ dS m^-1 .

۲-۲ تشریح آزمایش

۱-۲-۲٫ تدابیر و طراحی

این مطالعه سه گونه (E. camaldulensis، globules E و E. grandis) با توجه به ترکیب فاکتوریل در برابر شوری سطح پایین و بالای آب را مورد بررسی قرار می دهد. تدابیردر نظر گرفته شده برای این گونه ها بصورت رویه های آبیاری در یک طراحی بلوکی کاملا تصادفی با سه تکرار مشخص گردیدند.

۲-۲-۲٫ رویه های آماده سازی و انجام آزمایشات

خطوط کشت یک بار در مارس ۱۹۹۳ به عمق ۸/۰ متر به صورت V شکل و به پهنای ۶/۰ متر شخم زده شد. پس از آن منطقه مربوطه در می ۱۹۹۳ رتبه بندی و خطوط کشت مشخص شده و درختان مشخص شده در جولای ۱۹۹۳ در ۷ ردیف ۱۲ درختی (۳۰ متر * ۲۱ متر) کشت شدند. گونه هایی که به عنوان درختان فرعی مد نظر بوده اند نیز در فواصل ۵/۲ متری بین درختان و ۳ متری بین ردیف ها کشت گردیدند (مجموعا ۱۳۳۳ درخت در هکتار). رویه کنترل علف های هرز نیز قبل و بعد از کشت درختان با استفاده از علف کُش های ناکدان و رسوبی کنترل شدند. علاوه بر این از کود شیمایی به میزان ۲۵۰ گرم در درخت) NPK 8:11:10 ) در نوامبر ۱۹۹۳ به کار گرفته شد. آبیاری نیز در مارس ۱۹۹۴ شروع شد.

۳-۲-۲٫ کمّیت و کیفیت آب مورد استفاده جهت آبیاری درختان

در این آزمایش از آبیاری سیلابی با مجموع کل حدودا ۸۰۰ میلی متر در سال به میزان ۱۰ الی ۱۲ بار بین نوامبر و آوریل استفاده شد. میانگین رسانایی الکتریکی آب دارای شوری بالا (آب زیرزمینی پمپ شده) از ۹/۲ الی ۸/۸ ds m^-1 متغیر می باشد. رسانایی الکتریکی آب دارای شوری سطح پایین (آب رودخانه تامین شده از سیستم کانال تامین آب محلی) به طور میانگین ۱/۰ الی ۵/۰ ds m^-1  مشخص گردید.

۳-۲٫ برآوردهای درختان

درختان در سنین ۷/۱، ۰/۴، ۶/۶، ۴/۸ و ۴/۱۰ سالگی رشد خود مورد سنجش قرار گرفتند. کلیه درختان در این برنامه ها از نقطه نظر قطر بیرون از بخش پوست در ۳/۱ متری فراتر از سطح زمین (D_OB) اندازه گیری شدند و علاوه بر این مجموع بلندی (H) آنها نیز در یک زیر مجموعه محاسبه شد. پارامترهایی چون برزیستی، میانگین ارتفاع توده، سطح مقطع برابر سینه و حجم ساقه (زیر پوست) با استفاده از برآورد هر یک از درختان در هر برنامه محاسبه شدند. حجم درخت نیز با استفاده از یک تابع مستقل حجم درختان که برای درختان سریع الرشد اوکالیپتوس ایجاد شده بود اندازه گیری شد (Wong و همکاران، ۱۹۹۱).

۴-۲٫ شاخص سطح برگ

شاخص سطح برگ (LAI) برای هر طرح در سن ۴/۱۰ سالگی درختان در دسامبر ۲۰۰۳ با استفاده از دستگاه سپتومتر خطی که قابلیت برآورد تشعشع فعال فتوسنتزی (PAR) در باند موج ۴۰۰ الی ۹۰۰ nm را دارا می باشد اندازه گیری شد.

در هر برنامه، ۲۴ برآورد PAR به صورت سیستماتیک بر روی یک گرید / شبکه (۱۲ مورد در بین ردیفی و ۱۲ مورد بین درختان در ردیف ها) انجام شد. برآوردهای همزمان PAR در هر ۳۰ ثانیه خارج از ناحیه کشت و دو سری برآوردهای PAR در ترکیب با شاخص سطح کشت (PAI) بر مبنای روش تشریح شده در شرکت Decagon Devices Inc.  (۲۰۰۱) مشخص و اعمال شد. علاوه بر این ۲۴ مورد ارزیابی PAI نیز برای هر طرح مشخص و میانگین آن تعیین شد.

۵-۲ شوری خاک

شوری خاک در این طرح ها در سن ۴/۱۰ سالگی درختان (دسامبر ۲۰۰۳) با استفاده از دستگاه EM38 (سیستم سنجشی القایی الکترومغناطیسی) اندازه گیری شد. دستگاه EM38 به عنوان یک ابزار کم هزینه و موثر برای ارزیابی های محلی شوری خاک مدنظر می باشد (McKenzie و همکاران، ۱۹۹۷). این دستگاه که به عنوان یک ابزار قابل حمل با یک کویل  گیرنده و فرستنده ۱ متری مستقل می باشد قابلیت برآورد رسانایی الکتریکی آشکار خاک (E_Ca) را دارد. به هنگامی که از این وسیله در مود افقی (EM38_H) در یک خاک یکنواخت استفاده می شود، ۷۵% از پاسخ سیگنال بر مبنای ارزیابی ها از منطقه ۱ متری بالای زمین حاصل می شود. علاوه بر این در مود عمودی (EM38_V)، ۷۵% سیگنال از ۸/۱ متر بالایی زمین دریافت و ارزیابی می گردد. پارامترهایی چون تخلخل / منافذ موجود در خاک، محتوای آب خاک، محتوای خاک رس، دمای خاک و تاثیر شوری خاک E_Ca (McNeill، ۱۹۸۰) و همچنین کالیبراسیون ابزار با توجه به برآورد شوری در نمونه های خاک را نیز باید مد نظر قرار داد.

۱-۵-۲٫ کالیبراسیون EM38

نمونه های پروفایل خاک، که در عمق ۳/۰ متری و در فواصل ۸/۱ متری با استفاده از ۱۳ سوراخ حفر شده حاصل آمد، که خود معرف محدوده مشاهده شده برآوردهای ECa در منطقه آزمایشی می باشد. در هر پروفایل، برآوردهای EM38H 6-5 و EM38V. تعیین شده و میانگین آن جهت حاصل آوردن یک مشخصه واحد EM38H و EM38V به ترتیب به دست آمد. دمای خاک در عمق ۳۰ سانتی متری با استفاده از دماسنج خاک، در خلال دوره مشابهی که برآوردهای EM38 حاصل شد، به دست آمد تا آنکه قابلیت اصلاح ECa با توجه به یک دمای مرجع ۲۵ درجه سانتی گراد وجود داشته باشد. نمونه های خاک به وسیله هوا (کمتر از ۳۰ درجه سانتی گراد) خشک شده و سپس تحت فرآیند آسیاب و غربالگری (کمتر از ۲ میلی متر) قرار گرفتند، و یک نسبت ۱ به ۵ خاک و آب برای رسانایی الکتریکی در ۲۰ درجه سانتی گراد مشخص گردید (EC1:5). مقادیر EC1:5 به رسانایی الکتریکی یک عصاره خاک نرم یا خمیری اشباح شده (ECe)، با استفاده از ضرایب اصلاح بر مبنای بافت خاک (اندازه گیری شده در مزرعه) همانگونه که به وسیله Slavich و Petterson مشخص شده است، تبدیل شد (۱۹۹۳).

۲-۵-۲٫ برآوردهای EM38

برآوردهای ECa (EM38H و EM38V) بر روی یک گرید یا شبکه سیستماتیک در هر طرح برآورد درخت اعمال گردیدند. این برآوردها در نواحی میان بستری بین هر مجموعه ۴ درخت (دو ردیف ضرب در دو درخت) انجام شدند. مجموع ۳۶ برآورد ECa در هر طرح با توجه به فاصله گذاری اسمی شبکه به میزان ۴ متر و ۵/۲ متر اعمال گردیدند. مقادیر ECa به ECe تبدیل شده و میانگین آنها جهت حصول یک مقدار واحد ECe برای هر طرح به دست آمد.

۶-۲٫ آنالیزهای آماری 

تفاوت ها در حجم و LAI با توجه به ECe خاک با استفاده از رگرسیون محور اصلی استاندارد شده، پیاده شده در SMATR (Warton و همکاران ۲۰۰۶) جهت آزمایش تفاوت ها (p < 0.05) در گرادیان و بلندی رگرسیون های مختلف، محرز و مورد آزمایش قرار گرفتند.

شوری خاک کشت آبی اوکالیپتوس

۳- نتایج

۱-۳٫ ECe  و کالیبراسیون EM38

شوری خاک (ECe) به صورت متغیر با عمق مرتبط با ۱۳ پروفایل کالیبراسیون از ۱ الی ۱۲ dS m^-1 (شکل ۱) مشخص گردیده و علاوه بر این میانگین تا عمق ۱۵۰ سانتی متر نیز به صورت متفاوت از ۰/۲ الی ۳/۸ dS m-1 به دست آمد. رگرسیون های خطی برای برآوردهای EM38H و EM38V ECa با توجه به ECe ارائه شده اند. (بازه های عمق و میانگین آنها برای بیش از یک عمق حاصل آمد که در جدول ۱ نشان داده شده است). EM38H و  EM38Vدارای قابلیت یکسانی جهت پیش بینی ECe برای بازه های عمق تا ۶۰ الی ۹۰ سانتی متری هستند، در حالیکه EM38V از قابلیت پیش بینی بهتری برای بازه های عمق ۹۰ الی ۱۲۰ سانتی متری و عمیق تر برخوردار است. قدرتمندترین ارتباطات بین ECa و ECe در بازه عمق ۹۰ الی ۱۲۰ سانتی متری مشخص شد. برآوردهای EM38H و EM38V کاملا همگرا شده ولی ارتباطات آنها از طریق ترکیب هر دوی EM38H و EM38V ارتقا نیافت.

۲-۳٫ شوری خاک

میانگین های فرآوری شوری خاک (ECe، عمق ۰ الی ۱۵۰ سانتی متر) در مطالعه جاری (جدول ۲) همراه با داده های حاصله از نمونه برداری قبلی (Bandara و همکاران، ۲۰۰۲)، نشان دهنده یک تفاوت آشکار در خط مشی ها در خلال زمان بین فرآوری های آب دارای شوری پایین و بالا می باشد (شکل ۳). شوری خاک پس از کاشت بین ۲ و ۴ سال افزایش یافته و سپس به صورت نسبتا ثابت باقی می ماند (تقریباdS m−۱). شوری خاک در موارد دارای شوری بالا تا تقریبا dS m−۱ ۱۰در حدود ۶ سال پس از کشت تداوم یافته و سپس به میزان تقریبی dS m−۱ ۸ در ۱۰ سال پس از کشت تنزل یافت. هر دوی موارد شوری سطح پایین و بالای آب دارای نقاط اوج / پیک هایی در خصوص شوری در حول و حوش عمق ۹۰ الی ۱۵۰ سانتی متری در ۴/۱۰ سالگی بوده اند (شکل ۱). ECe میانگین خاک در آبیاری های دارای شوری سطح پایین به میزان ۳/۴ الی ۰/۵ dS m−۱ و در شوری سطح بالا به میزان ۶/۷ الی ۲/۸ dS m−۱ مشخص شد (جدول ۲). تفاوت ها بین این رویه ها برای هر یک از انواع درختان معنی دار بوده و گونه ها دارای هیچ گونه تاثیر معنی داری بر روی شوری خاک نبوده اند. توزیع فراوانی (شکل ۴) اطلاعاتی را در خصوص محدوده و گوناگونی ECe خاک در ارتباط با طرح های فرآوری خاک فراهم ساخته است.

۳-۳٫ برزیستی، رشد و شاخص سطح برگ درختان

برزیستی درختان در کلیه این سه گونه تا سن ۶/۶ سالگی تاثیر اندکی را بواسطه میزان شوری آب تحمل نموده است (شکل ۵).  با  این  وجود،  در  سنین  ۴/۸   و ۴ /۱۰ سالگی،  برزیستی  گونه E. globulus و E. grandis  به میزان قابل توجهی با توجه به آبیاری دارای میزان شوری بالا کاهش یافته است، در حالیکه برزیستی گونه E. camaldulensis بدون تاثیر همچنان حفظ شده است.

۴-۳٫ درختان به صورت مجزا و برآوردهای EM38

ارتباطات معنی دار آماری و در عین حال ضعیفی برای درخت DOB و شوری آب (ECe، ۰ الی ۱۵۰ سانتی متر) در نزدیک منطقه مبنا / پایه درخت برای گونه های E. camaldulensis و E. globulus مشخص شده است (شکل ۹). میزان کاهش در DOB برای E. globulus بیشتر از این میزان برای E. camaldulensis گزارش شده است. هیچ گونه ارتباطی بین افزایش DOB بین ۸ و ۱۰ سال و شوری خاک مشخص نشده است.

شوری خاک کشت آبی اوکالیپتوس

۴- مباحث

۱-۴٫ تاثیر شوری بر روی تداوم زیست / برزیستی و رشد درختان

تحمل شوری درختان در شرایط میدانی ممکن است به طور معنی داری با توجه به عوامل محیطی مختلف نظیر حاصلخیزی خاک، شرایط فیزیکی خاک، روش آبیاری، توزیع نمک در منطقه ریشه و شرایط آب و هوایی متفاوت باشد. علاوه بر این می توان عوامل دیگر مرتبط با درختان و مراحل رشد و تنوع (Kozlowski، ۱۹۹۷)، و همچنین مدیریت را از جمله عوامل تاثیر گذار دانست. در مطالعه کنونی، محدوده شوری خاک و رشد درختان در یک حالت مکفی قرار داشته تا قابلیت مقایسه بین گونه ها وجود داشته باشد. با وجود آنکه محدوده شوری در یک حد مکفی در برنامه ها مشخص شده تا اجازه تشخیص رگرسیون های معنی دار را دهد، دقت مطالعه در این مبحث چندان زیاد نبوده و بنابراین قابلیت تعیین دقیق یک ارزش آستانه ای که در زیر آن رشد تحت تاثیر شوری قرار نمی گیرد را به ما نخواهد داد.

۲-۴٫ برآوردهای درختان به صورت منفرد

تغییر پذیری بیشتری در داده ها برای DOB و شوری خاک با توجه به مبنای بررسی درختان به صورت منفرد در مقایسه با یک مبنای طراحی شده وجود دارد. تغیر پذیری مشاهده شده در رشد درختان- ارتباطات شوری خاک (شکل ۹) در درختان واحد ممکن است نتیجه فرآیندهایی باشد که سبب محدود نمودن رشد، به غیر از شوری، شده و علی الخصوص، تاثیرات رقابت برای منابع با درختان مجاور را باید در این زمینه بحساب آورد. با توجه بدانکه توده درختان به طور کامل منطقه را در بر گرفته اند، آنالیز داده ها بر مبنای یک برنامه طراحی شده می تواند سبب حذف تاثیرات رقابت با درختان منفرد گردد.

شوری خاک کشت آبی اوکالیپتوس

۵- نتیجه گیری

تفاوت های موجود در تداوم زیست / برزیستی درختان و برآورد حجم توده که برای درختان اوکالیپتوس، گونه های E. camaldulensis، E. globulus و E. grandis انجام گردید از نوعی همبستگی با شوری خاک، برآورد شده با استفاده از EM38، برخوردار می باشد. از  بین  سه گونه تحت بررسی، E. globulus دارای بهترین عملکرد بر حسب برزیستی و رشد حجمی تا سن ۱۰ سالگی تحت شرایط شوری اندک تا متوسط بوده است، و گونه E. camaldulensis نیز بهترین عملکرد را تحت شرایط شوری متوسط تا شدید نشان داده است. شوری خاک به عنوان یک متغیر سطح بالای مکانی به شمار آمده و تاثیرات رشد دراز مدت نیز به بهترین وجهی بر مبنای توده درختان مورد آنالیز قرار گرفته است، بنابراین سبب کاهش تاثیر عوامل دیگر رشد درختان منفرد، نظیر رقابت بین درختان می گردد. تکنیک القای الکترومغناطیسی (EM38) دیدگاه سریعی را در زمینه ارزیابی شوری خاک در مزارع یا شرایط میدانی فراهم آورده است و این فن آوری بعنوان یک ابزار موثر در ارتباط با برزیستی و رشد گونه های اوکالیپتوس، با توجه به سطوح شوری خاک، مد نظر می باشد.