چکیده:
فرسایش پاشمانی اولین مرحله پدیده فرسایش و عامل اصلی از دست رفتن حاصلخیزی خاک است که ارتباط مستقیمی با بافت خاک دارد. هدف از پژوهش حاضر مطالعه آزمایشگاهی فرسایش پاشمانی در کلاسهای بافتی مختلف تحت شدتهای بارش متفاوت با استفاده از دستگاه شبیهساز باران است. برای این منظور 83 نمونه خاک از سه کلاس بافتی سبک، متوسط و سنگین خاکهای منطقه شهرکرد استان چهارمحال و بختیاری استفاده شد. برخی ویژگیهای فیزیکوشیمایی خاک شامل اسیدیته ، شوری، بافت خاک، مادهآلی، کربنات کلسیم در نمونهها اندازهگیری شد. شدتهای 65، 95 و 120 میلیمتر در ساعات با دستگاه بارانساز موجود در پژوهشکدهی حفاظت خاک و آبخیزداری بر کلاسهای بافتی خاک اعمال شد. قطر قطرات باران با روش گلولهی آردی و فرسایش پاشمانی با استفاده کاسههای پاشمان طراحی مورگان (1978) اندازهگیری شد. نتایج نشان داد که بین نرخ پاشمان در کلاسهای بافتی در شدتهای 65 و 120 میلیمتر در ساعت تفاوت معنیداری وجود داشت درحالیکه در شدت 95 میلیمتر بر ساعت تفاوت معنیداری بین نرخ پاشمان در کلاسهای بافتی دیده نشد. درصد رس خاک با ضریب همبستگی 388/0- بیشترین ارتباط را با نرخ پاشمان در شدتهای مختلف داشت. مادهآلی با شدتهای 65 و 95 میلیمتر همبستگی معنیدار بترتیب 375/0- و 255/0- داشت درحالیکه با شدت 120 میلیمتر در ساعت همبستگی نشان نداد که میتواند بدلیل انرژی جنبشی زیاد و قطرات سنگین باران در شدت 120 میلیمتر در ساعت باشد.
Introduction: Soil erosion is one the most serious environmental problems that causes great soil losses and threatens sustainable agriculture. Erosion cause severe land degradation and soil productivity loss, and generally consider as hazard of health society. For these reasons, preventing soil erosion is very important for managing and conserving the natural resources. Splash erosion is the first stage of the erosion process. It occurs when raindrops hit bare soil. The explosive impact breaks up soil aggregates so that individual soil particles are 'splashed' onto the soil surface. A rainfall simulator is an important tool for the study of runoff generation and soil loss because it can be used either under laboratory conditions, or in disturbed or natural soil. Splash cups have long been successfully used for both the quantification of kinetic energy of rainfall and the detachability of soil particles by rainfall impact, the so-called “splash erosion”. Splash erosion is highly affected by type of soil texture due to different particle size. The purpose of the present study was to investigate the effects of different soil texture on splash erosion under different rainfall intensity using rainfall simulator.Methodology: The Shahrekord watershed, which mainly has calcareous soil with more than 40% lime (total carbonates), is located in the central of Chahrmal-va-Bakhtiyari province, between 458365 and 515623 N and 3550972 and 3603532 E according to UTM (WGS′ 1984, zone 39°N) with an area of about 1248 km2. For this study, 83 soil samples from different soil texture (light, moderate and heavy texture) were collected from 0-10 cm of soil surface. Rainfall simulator (Model FEL3) was used to simulate the rainfall with different intensity (65 mm-1 h-1 , 95 mm-1 h-1 and 120 mm-1 h-1). Splash cup designed by Morgan (1978) was used to measure the splash erosion. Some physicochemical properties including soil texture, organic matter, water aggregate stability, pH, EC were analyzed. The diameter of the rain drops were measured by Bullet Meal Method under different rainfall intensity. The normal distribution of data was tested using Kolmogorov-Smirnov test, Duncan's mean comparison at 95% level, and the correlation between erosion erosion and soil variables was performed using Pearson test in SPSS 15 software.Results and discussion: Soil samples were classified to 3 classes including light texture (% clay 40). Results showed that there were significant differences between splash erosion under different soil textures under rainfall intensity of 65 mm-1 h-1 and 120 mm-1 h-1, while there was no significant differences between splash erosion under different soil textures under rainfall intensity of 95 mm-1 h-1. % clay with correlation coefficient of -0.388 was the most effective parameter on splash erosion. The average amount of spraying in the intensity of 120 mm h-1 and light texture with 11.13 is the highest and has the lowest mean intensity at 65 mm / h and average texture. In heavy texture, with a change in rainfall intensity of 65 to 95 and 120 mph, the rate of spraying increased by 1.4 and 1.7 times, respectively.The second and third were % OM and % sand with correlation coefficient of -0.375 and 0.375, respectively. Organic matter had a significant correlation of -375.0 and -255.0 with intensity of 65 mm-1 h-1 and 95 mm-1 h-1, respectively, while it did not show significant correlation with intensity of 120 mm-1 h-1, which can be due to high movement of energy and heavy droplets of 120 mm-1 h-1. The average diameter of simulated rain drops at 65, 95 and 120 mm-1 h-1 were 1.2, 1.48 and 1. 57 mm using mean weighted method, , with all three severities having a significant difference with each other they had.Conclusion: based on the results, % clay with r= -0.388, organic matter with r = -0.37 and % sand r= -0.375 had high significant correlation with splash erosion. Although the content of lime had a significant correlation of -0.273 with intensity rainfall of 95 mm-1 h-1, there was no significant correlation between splash erosion with 65 mm-1 h-1 and 120 mm-1 h-1. A significant negative correlation of -0.375) between soil % organic matter and splash erosion indicates that the effects of rain drops erosion can be attributed to the application of vegetation regeneration and strengthening methods that increase the % organic matter content of the soil. The splash erosion was significantly reduced with using increasing % organic matter. It is recommended that in future studies, in addition to assessing the different rainfall intensities and different types of tissue types, investigate the different types of vegetation cover in preventing erosion spraying.
خلاصه ماشینی:
مطالعه آزمايشگاهي فرسايش پاشماني در بافت هاي مختلف خاک با استفاده از شبيه ساز باران افشين هنربخش x- دانشيار گروه مرتع و آبخيزداري، دانشکده منابع طبيعي و علوم زمين ، دانشگاه شهرکرد.
هدف از پژوهش حاضر مطالعه آزمايشگاهي فرسايش پاشماني در کلاس هاي بافتي مختلف تحت شدت هاي بارش متفاوت با استفاده از دستگاه شبيه ساز باران است .
کين جان و همکاران (٢٠٠٨) ميزان فرسايش ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ 1 - Splash cup پاشماني را در چهار نوع خاک چين با استفاده از باران ساز و کاسه ي پاشمان مورد مطالعه قرار دادند.
خليليمقدم و همکاران (١٣٩٣) اثر شوري و قليائيت ، شيب و شدت بارش بر نرخ فرسايش پاشماني خاکهاي استان خوزستان را با استفاده از دستگاه جام پاشماني مورد مطالعه قرار دادند.
(به تصویر صفحه مراجعه شود) (به تصویر صفحه مراجعه شود) شکل ٤: رابطه ي بين ويژگيهاي خاک و نرخ پاشمان در شدت هاي مختلف در شدت ١٢٠ ميليمتر بر ساعت به دليل انرژي زياد قطرات باران اثر کاهشي ماده آلي بر نرخ فرسايش خاک اگرچه مشاهده ميشود ولي معنيدار نيست (جدول ٣).
همبستگي معنيدار منفي بين درصد رس و نرخ پاشمان در شدت هاي ٦٥ و ١٢٠ ميليمتر بر ساعت ديده شد (جدول ٣) که با نتايج وديويرا و همکاران (٢٠٠٩) و زارع خورميزي (١٣٨٩) همخواني دارد.
نتيجه گيري در پژوهش حاضر تأثير بافت خاک و بارش در شدت هاي مختلف بر فرسايش پاشماني در خاکهاي کشاورزي منطقه شهرکرد با استفاده از دستگاه شبيه ساز باران مورد بررسي قرار گرفت .
Stone cover and rain intensity - Effects on infiltration, erosion and water splash, Australian Journal of Soil Research 29(4):565 – 5757.