اثر حذف کربنات کلسیم بر بافت و مدل های توزیع اندازه ذرات خاک و تخمین ضرایب منحنی رطوبتی

منحنی توزیع اندازه ذرات خاک (psd) بیانگر رابطه بین قطر موثر ذرات با درصد ذرات کوچک تر از یک قطر معین است. از این منحنی برای پیش بینی حرکت و نگهداری آب و مواد محلول در خاک، شدت نفوذپذیری خاک، خیز مویینگی، فرسایش پذیری آبی و بادی و در نهایت تعیین رفتار تبادل یونی خاک ها استفاده می شود. اخیراً، از مدل های ریاضی مختلف psd برای تشریح کامل تر بافت و نیز تأمین ورودی های توابع منحنی رطوبتی و هدایت هیدرولیکی استفاده می شود. تخمین خواص هیدرولیکی از روی psd به ویژه زمانیکه مطالعه رطوبت خاک در مقیاس زیرحوزه مد نظر باشد، مفید است. زیرا در این مقیاس، اندازه گیری جزئیات خواص هیدرولیکی معمولاً غیرممکن است اما احتمالاً اطلاعات psd در پایگاه داده ای وجود دارد. بنابراین انتخاب مناسب ترین مدل psd به منظور تخمین دقیق تر خواص رطوبتی و هیدرولیکی خاک حائز اهمیت است. خاک های آهکی بخش نسبتاً وسیعی از کشور ما را به خود اختصاص می دهند. متخصصین علوم و مهندسی کشاورزی در محاسبات و تصمیم گیری های مربوط به این خاک ها غالباً از منابع علمی کشورهای غربی به ویژه آمریکا استفاده می کنند. از آنجایی که کربنات کلسیم در روش های آزمایشگاهی این منابع از نمونه های خاک حذف و سپس نتایج آزمایشات مختلف خاک گزارش می شوند، لذا در صورت استفاده از آنها باید توجه کرد که حتماً از اعداد موجود در این منابع در کلاس بافتی که کربنات کلسیم آن حذف شده است، استفاده شود. هدف اصلی از این تحقیق بررسی اثر حذف کربنات های کلسیم و منیزیم بر کلاس بافت و اجزای خاک، میانگین هندسی قطر، انحراف معیار هندسی و ضرایب مدل های psd، تعیین بهترین مدل های psd و همچنین تعیین بهترین مدل های منحنی رطوبتی خاک بود. بدین منظور، 71 نمونه خاک از دشت ها و مزارع کشاورزی لردگان و سامان به صورت تصادفی برداشت شد. برای تجزیه ی مکانیکی بافت و تعیین منحنی توزیع اندازه ذرات از روش پیپت و الک استفاده شد. منحنی دانه بندی هر نمونه ی خاک در دو حالت پس از حذف ماده ی آلی و پس از حذف ماده ی آلی و کربنات کلسیم تعیین شد. جرم مخصوص ظاهری به روش کلوخه، جرم مخصوص حقیقی به روش پیکنومتر و منحنی رطوبتی خاک به وسیله دستگاه صفحات فشاری و ستون های آب آویزان اندازه گیری شد. مدل های psd به داده های جرم ذرات - قطر و مدل های منحنی رطوبتی به داده های مکش- رطوبت حجمی برازش داده شدند. سپس بهترین مدل های psd و منحنی رطوبتی بر اساس آماره های مختلف تعیین گردیدند. نتایج نشان داد کلاس بافت نیمی از نمونه های خاک مورد مطالعه (با کلاس بافت لوم، سیلت لوم، سیلت، لوم رسی سیلتی و رسی سیلتی) در اثر حذف کربنات های کلسیم و منیزیم ریزتر شد. همچنین در اثر حذف کربنات های کلسیم و منیزیم در همه کلاس های بافت خاک میانگین هندسی قطر کاهش و انحراف معیار هندسی افزایش یافت. حذف کربنات های کلسیم و منیزیم بیشترین تأثیر را بر ضرایب مدل های لگاریتمی، نمایی، لگاریتمی- نمایی و کمترین تأثیر را بر ضرایب مدل های فردلاند و گمپرتز داشت. نتایج نشان داد مدل فردلاند و همکاران (2000) بهترین مدل psd و مدل ون گنوختن(1980) بهترین مدل منحنی رطوبتی در نمونه های خاک مورد مطالعه می باشند.