اثر تراکم بر مسیرهای نفوذ آب در خاک با استفاده از محلول ردیاب رنگی

تراکم خاک باعث کاهش حجم خلل و فرج خاک شده و اغلب منجر به تخریب ساختمان خاک می شود. با ایجاد تراکم نه تنها خصوصیات فیزیکی خاک تغییر می کند، بلکه ویژگی های انتقال آب و املاح منافذ نیز تحت تأثیر قرار می گیرد. در این مطالعه اثرات فشردگی مکانیکی (تراکم) ایجاد شده توسط تراکتور بر پارامترهای فیزیکی و مسیرهای جریان آب در خاک مزرعه تحقیقاتی دانشگاه شهید چمران اهواز انجام گردید. پنچ تیمار اعمال شده شامل شاهد (بدون عبور تراکتور)، یک بار عبور، دو بار عبور، چهار بار عبور و هشت بار عبور تراکتور با هم مقایسه شدند. پارامترهایی از قبیل جرم مخصوص ظاهری، تخلخل کل، پایداری خاکدانه ها، هدایت هیدرولیکی و منحنی مشخصه رطوبتی در آزمایشگاه اندازه گیری شد. در مزرعه، محلول ردیاب رنگی بریلیانت بلو سی اف سی به طور یکنواخت توسط باران ساز با سرعت پنج میلیمتر در ساعت و به مدت هشت ساعت به هر تیمار اضافه گردید. یک روز بعد از اضافه کردن ماده ردیاب رنگی، پروفیل های عمودی حفر شده و از مسیرهای جریان رنگی با استفاده از دوربین های دیجیتال عکس برداری شد. تصاویر دیجیتالی با استفاده از تکنیک پردازش تصویر تجزیه و تحلیل شده و توزیع مکانی ماده ردیاب رنگی به صورت کمی در هر تیمار مشخص گردید. اثرات فشردگی خاک جریان ترجیحی را افزایش داد. جمع شدن آب روی سطح خاک تیمار های متراکم نشان دهنده کاهش نفوذ در اثر تراکم ایجاد شده بود. بیشترین اثر تراکم در عمق 20-0 سانتی متر بود و از این عمق به بعد تغییراتی در خصوصیات فیزیکی خاک در اثر تراکم ایجاد شده مشاهده نگردید. نتایج این مطالعه نشان داد اثرات تراکم در تیمار هشت بار عبور تراکتور بیشتر از تیمارهای دیگر بود. میزان جرم مخصوص ظاهری در تیمار هشت بار عبور تراکتور نسبت به تیمار شاهد 5/5 درصد افزایش یافت. مقدار تخلخل کل و همچنین درصد خاکدانه های بزرگتر از یک میلیمتر در تیمار هشت بار عبور تراکتور نسبت به تیمار شاهد به ترتیب 6 و 70 درصد کاهش یافتند. نتایج به دست آمده توسط دستگاه نفوذسنج صفحه ای نشان داد که تعداد منافذ درشت و متوسط، درصد جریان عبوری و هدایت هیدرولیکی اشباع و غیراشباع در تیمار هشت بار عبور تراکتور نسبت به تیمار شاهد به ترتیب 85، 5/62، 47، 71 و 5/66 درصد کاهش یافتند. همچنین نتایج حاصل از پردازش تصاویر تأیید کننده نتایج قبلی بوده و نشان دادند که میزان نفوذ ماده ردیاب رنگی (به عنوان شاخص نفوذ آب در خاک) در بیشترین سطح فشردگی خاک (هشت بار عبور تراکتور) نسبت به تیمار شاهد 5/77 درصد کاهش داشت. نتایج به دست آمده از آزمایش نفوذ ماده رنگی همخوانی بسیار خوبی با اندازه گیری های آزمایشگاهی داشت. در تیمار شاهد نفوذ ماده ردیاب رنگی یکنواخت بوده در صورتی که در تیمارهای چهار و هشت بار عبور تراکتور میزان نفوذ سطحی بسیار کم ولی در عمق های پایین تر به علت جریان ترجیحی نفوذ ماده ردیاب رنگی دیده شد. اندازه گیری های آزمایشگاهی میزان تراکم عمق های مختلف را نشان داد که توسط نتایج آزمایش نفوذ ردیاب رنگی مشخص نشد. از طرف دیگر الگوهای جریان اثرات تراکم و اطلاعاتی در مورد تغییرات حاصل از تراکم منطقه نفوذ آب در خاک را نشان داد.