مفاهیم نوین آب قابل استفاده خاک برای گیاه: ارزیابی هم خوانی بین اندازه گیری های آزمایشگاهی و مزرعه ای

در این پژوهش از مفاهیم و کمیّت های نوینی مانند آب قابل استفاده (paw)، دامنه رطوبتی با حداقل محدودیت (llwr)، گنجایش آب انتگرالی (iwc)، انرژی انتگرالی (ei) آنها و هم چنین شاخص کیفیت فیزیکی خاک (s) برای ارزیابی فراهمی آب خاک برای گیاه با اندازه گیری های آزمایشگاهی و مزرعه ای استفاده شد. نتایج نشان داد که این مفاهیم می توانند شاخص هایی از کیفیت فیزیکی خاک برای رشد گیاه و تولید محصول باشند. مقادیر آب فراهم خاک (saw) بیش تر در ارتباط با ویژگی های ساختماتی خاک مانند چگالی ظاهری (bd) و چگالی ظاهری نسبی (rbd) بودند. ولی ei روابط معنی داری با ویژگی های ذاتی خاک مانند مقدار رس و شن داشت. هم چنین روابط رگرسیونی مثبتی بین مقادیر saw و شاخص s بدست آمد که نشان دهنده تأثیر مثبت ساختمان و کیفیت فیزیکی خاک بر مقدار آب قابل استفاده خاک برای گیاه می باشد. روش محاسبه iwc با پدیده های طبیعی هم خوانی بهتری دارد چون اثر محدودیت های فیزیکی خاک بر جذب آب توسط گیاه را به صورت تدریجی در نظر می گیرد. اما هنوز آگاهی ما درباره پارامترها و فاکتورهای محدودکننده آب قابل استفاده موجود در این روش کامل نبوده و در مقایسه با روش llwr وقت گیرتر و دشوار تر است. روابط منفی و معنی داری بین مقادیر ei(paw) و شاخص s بدست آمد که نشان دهنده مناسب بودن شاخص s برای بیان انرژی انتگرالی گیاه برای جذب آب خاک در دامنه paw است. محاسبه ei دانش بیش تری درباره آب قابل استفاده خاک برای گیاه به دست می دهد. در بین رویکردهای مختلف مزرعه ای شامل استفاده از داده های تانسیومتر و نفوذسنج دیسکی (به ترتیب tens و disc) و آزمایشگاهی شامل استفاده از کل داده های آزمایشگاهی، جعبه شن، جعبه شن + fc + pwp، و رطوبت اشباع + fc + pwp ( به ترتیب total، sb، sb/fc/pwp و 0/fc/pwp)، منحنی نگه داشت آب خاک رویکردهای 0/fc/pwp و sb/fc/pwp هم خوانی خیلی خوبی با رویکرد total (به عنوان مبنای مقایسه) داشتند. مقدار مقاومت فروروی خاک (q) اندازه گیری شده در مقدار رطوبت (?) یا مکش ماتریک (h) مشابه در آزمایشگاه (ql) نسبت به q اندازه-گیری شده در مزرعه (qf) بزرگ تر بود. مهم ترین عاملی که باعث اختلاف بین qf و ql شد، تفاوت اندازه مخروط فروسنج استفاده شده در آزمایشگاه و مزرعه بود. در بین تمام رویکردهای بررسی شده، بهترین روابط خطی (با r2 زیاد و شیب و عرض از مبداء به ترتیب نزدیک به مقادیر واحد و صفر) بین مقادیر saw و s بدست آمده از رویکردهای sb/fc/pwp و 0/fc/pwp با رویکرد total بدست آمد. این نتایج استفاده از رویکردهای sb/fc/pwp و 0/fc/pwp برای تعیین سریع تر شاخص های saw و s با اطمینان زیاد را پیشنهاد می کند. با استفاده از این رویکردها می توان از اندازه گیری نگهداشت آب خاک در بسیاری از مکش های ماتریک که توسط دستگاه صفحه فشار اندازه گیری می شود صرف نظر کرد. هم چنین در این پژوهش نرم افزار کاربرپسندی (sawcal) نیز ارائه شد که هم-زمان شاخص های paw، llwr، iwc، ei و s را محاسبه می کند. برای محاسبه این شاخص ها توسط نرم افزار sawcal تنها به پارامترهای منحنی نگه داشت آب خاک و منحنی مقاومت فروروی خاک نیاز است. مقایسه محاسبات با نرم افزار sawcal و microsoft excel نشان داد که نرم افزار ارائه شده (sawcal) از قابلیت زیادی برای محاسبه شاخص های آب قابل استفاده و کیفیت فیزیکی خاک برخوردار بوده و می تواند کمک شایانی به استفاده از این شاخص ها در مدیریت بهتر آب خاک نماید. تعیین مقاومت فروروی بحرانی (qcritical) یک خاک لومی با ارزیابی وضعیت آب گیاه گندم (triticum aestivum l.) رشد داده شده در شرایط مزرعه بر نقش شرایط محیطی و آب و هوایی در پاسخ گندم به محدودیت های فیزیکی خاک تأکید داشت. نتایج نشان داد که پاسخ وضعیت آب گیاه به محدودیت های فیزیکی خاک به صورت تدریجی (و نه ناگهانی) بوده و kpa 2500 =q در مزرعه (برابر با kpa 4100 =q اندازه گیری شده در آزمایشگاه توسط ریزفروسنج) می تواند جذب آب توسط ریشه و رشد گیاه را کاملاً محدود کند.