میزان تلفات آب خاک از طریق تبخیر در مناطق خشک تا ۷۰ درصد و در مناطق نیمه مرطوب ۳۰ تا ۵۰ درصد از کل بارش سالانه را در بردارد و کاهش تلفات تبخیر سبب افزایش منابع آبی برای تولید گیاه در مناطق دیم می شود.
یکی از روشهای مورد استفاده برای کاهش تبخیر استفاده از مالچهای خاکی است این روش برای این که سبب افزایش رطوبت در دسترس نمی شود و خاک را به فرسایش حساس نمی کند پذیرفته نشده است. استفاده از مالچهای گیاهی و دیگر مواد مالچی که سبب افزایش نفوذ آب به داخل خاک می شود امروز برای کاهش تبخیر آب از خاک استفاده می شود.
مالچ خاکی
شخم سبک در خاک رسی و لومی تبخیر را به واسطه از بین بردن هدایت کاپیلاری و نزدیک شدن شکاف ها به هم کاهش می دهد. همچنین هوایی که تحت تاثیر شخم وارد می شود، نه تنها به عنوان یک مانع در برابر انتشار بخار از خاک پخش نشده زیرین می شود، بلکه باعث تعادل دمای خاک هم می شود، چراکه خاک یک نارسانای ضعیف برای ورود و خروج گرماست. خاک کلوخه ای یکی از راههای کاهش سرعت باد است که در کاهش تبخیر موثر است. شخم مکرر سبب از بین رفتن علفهای هرز می شود که یکی از رقابت کننده های قوی برای رطوبت خاک هستند.
ایجاد مالج خاکی محافظ بایستی در ابتدا تبخیر را کاهش دهد تا رطوبت بیشتری برای استفاده گیاه در دسترس قرار گیرد و سبب ذخیره بیشتر آب در دوران آیش برای استفاده های بعدی شود. به هر صورت یک خاک شخم خورده سریعتر از خاک پراکنده نشده خشک می شود و در معرض فرسایش قرار می گیرد. در صورتی که بارندگی سنگینی روی دهد و خاک دوباره فشرده شود برای ایجاد مالچ خاکی نیاز به شخم مجدد است که تکرار این عمل هزینه بر و دارای اثر نامطلوب بر مواد آلی و ساختمان خاک است و ممکن است لایه سخت غیر قابل نفوذی در عمق بوجود آورد امكان پیش بینی تأثیر شخم بر حفط آب خاک با توجه به هرینه و سایر عوامل موثر، مشکل است. این عوامل شامل شدت، تعداد، مقدار و فراوانی بارندگی، خصوصیات فیزیکی خاک (ساختمان، بافت، اندازه خلل و فرج، ضریب انتشار، هدایت، کا پیلاری، شیب هیدرولیکی و محتوای رطوبت)، درجه حرارت و رطوبت هوا و خاک و همچنین انرژی خورشیدی، سرعت باد و تلاطم هوایی می شوند.
خاکهای شنی ذاتا دارای نفوذ پذیری بالا، زهکشی مناسب، هوادهی خوب، و قابلیت خشک شدن سریع هستند که مجموع این ویژگیها به خاکهای شنی یک حالت مالچ گونه می دهند. مالچ خاکی برای مکانهایی که یک لایه خاک زبر (بافت درشت) بر روی یک لایه خاک با بافت ریز قرار دارد غير ضروری است. چرا که خاک سطحی سریع خشک شده و حالت مالچی دارد و این سیستم طبیعی، دائمی است و نیاز به احیای مجدد از طریق شخم ندارد.
مالچ شنی
یک لایه شن باز و زیر می تواند مزایای یک مالچ شنی را به همراه داشته باشد، این لایه شنی مانند یک نارسانا خاک زیر خودش را از حرارت زیاد محافظت کرده و تبخیر رطوبت خاک را کاهش می دهد و اثرات باران سنگین که سبب فشردگی خاک سطحی و کاهش نفوذ پذیری می شود را کاهش می دهد. این مالچ آب را بطور موقت در خود نگه داشته و بتدریج آب به پایین نفوذ کرده و سبب کاهش رواناب و فرسایش می شود. یکی از معایب این مالچ حرکت شن به سمت پایین شیب، شسته شدن و آمیخته شدن تدریجی آن با خاک سطحی است.
در مناطقی که مالچ شنی توسط باد حرکت می کند برای حل این مشکل از نگهدارنده های شنی استفاده می شود. برای جلوگیری از این جابجایی، یک لایه از بقایای گیاهی را در سطح خاک پخش می کنند. اما نکته اینجاست که این میزان بقایا ممکن است خیلی کمتر از حد مورد نیاز باشد که بتواند به عنوان یک مالچ آلی موثر عمل کند. از طرف دیگر میزان کارایی این تله شنی بستگی به قدرت، جهت و فراوانی باد دارد. این سیستم فقط مناسب نواحی است که باد فراوان از چهار جهت بوزد و یک منبع شن برای جایگزینی شن جابجا شده و مقدار کافی از بقایای گیاهی برای حفظ شن در اختیار باشد.
مالچ سنگریزه ای
در این نوع مالچ لایه ای با ضخامت حداکثر ۲ سانتی متر سطحی از ماسه و خاکستر که از نظر شیمیایی خنثی است مورد استفاده قرار می گیرد، تا تبخیر رطوبت از خاک زیرین را کاهش دهد.
علاوه بر این تخلخل بالای ماسه سبب می شود که باران به راحتی در آن نفوذ کند. همچنین رطوبت کمی در داخل ماسه باقی می ماند که باعث می شود به عنوان یک نارسانای خوب از خاک زیرین در برابر حرارت های خیلی زیاد محافظت کند. این لایه ضربه های شدید باران را می گیرد و مانع فشردگی خاک می شود. ماسه های روشن نور خورشید را منعکس کرده و این قابلیت در خنک شدن خاک اهمیت دارد و برعکس ماسه تیره نور خورشید را جذب و سبب گرم شدن خاک زیری می شود و این قابلیت برای زمانی که ریشه گیاهچه در حال توسعه است اهمیت دارد. در این مالچ، مواد آلی به راحتی تجزیه نشده و به راحتی نیز توسط باد جابجا نمی شوند.
به هر حال کارآیی این مالچ به ضخامت و انذازه ذرات آن بستگی دارد. معمولا بهترین ترکیب برای هرمنطقه با چند سال آزمایش منطقه ای مشخص می شود. از نقاط ضعف این سیستم می توان به قیمت بالا، نبود ماسه مناسب، نیاز به افزایش لايه ماسه ای بطور دوره ای در صورت اختلاط این لایه با خاک زیری و اختلال در عملیات زراعی مزرعه اشاره داشت. از بهترین موادی که برای این نوع مالچ استفاده شده، می توان به خاکستر سیاه آتشفشان اشاره کرد که در جزایر قناری اسپانیا به عنوان کاهش دهنده تبخير در مزارع سبزی و انگور مورد استفاده قرار می گیرد.
برای مطالعه مقاله تأثیر جانوران بر خصوصیات فیزیکی خاک کلیک کنید.
مالچ سنگریزه ای
مالچ آلی
در بسیاری از موارد استفاده از بقایای گیاهی برای که کاهش تبخیر مشاهده شده، اما ممكن است بقايا در زمان خشکسالی ارزش بیشتری برای تغذیه دام ها داشته باشند. در کشاورزی بایستی این مسأله را به نحوی مدیریت کرد تا بهترین سود کسب شود. کاه و کلش ایستاده غلات بعد از برداشت و برگهای خشک و بقایای گیاهی بعد از برداشت گیاهانی چون پنبه و پوسته بلال می تواند به عنوان مالچ عمل کنند.
متاسفانه، روشن است که در مناطق نیمه خشک که نیاز به حفظ رطوبت خاک است بقایای کمی در دسترس است. با این وجود مالچ ها ممكن مقدار کمی آب در خاک ذخیره کنند و مقدار کمی بقایا به خاک اضافه کنند و سبب بهبود در حاصل خیزی خاک شوند، اما بیشتر بقایا خیلی زود تجزیه شده و پراکنده می شوند. یکی از مزایای اصلی مالچ های ایستاده که بقایای گیاهان در آنها حالت ایستاده دارند به دام انداختن و حفظ برف می باشد.
به هر حال حتی اگر سود حاصل از مالچ های آلی ناچیز در نظر گرفته شود، اما در طی سالها اضافه شدن بطور تدریجی سبب بهبود حاصل خیزی و ساختار خاک می شوند و گاها به دلیل نیاز به نیتروژن در جریان تجزیه میکروبی سبب کمبود موقت نیتروژن در خاک می شوند.
مويان ها
مویان ها بواسطه کاهش کشش سطحی بین ذرات خاک و آب و گاهی هدایت کاپیلاری آب خاک، میزان تبخیر را کاهش می دهند. ترکیبات غیر یونی و الکلهای چربی همچون (هگزاد کانول و اکتاد کانول از جمله این مواد به شمار می روند. تاثیر مويانها در خاکهای شنی بیشتر از خاکهای لومی شنی است. به هر حال میزان آب ذخیره شده در این روش ممکن است مقرون به صرفه نباشد.
تا کنون اثر مویان ها بر حفظ آب و به شکل غیر مستقیم پر عملکرد و تعرق گیاه نه تنها تابث نشده، بلکه در مواردی با اثرات نامطلوب نیز همراه بوده است. هر گونه ذخیره رطوبت ناشی از تبخیر ممکن است به واسطه افزایش تعرق، از بین برود. یکی دیگر از معایب این مواد کاهش ناپایداری و ضرورت استفاده مکرر از آنها در طول فصل و افزایش هزینه های تولید است.
نوار پلاستیکی
در این روش از صفحه های نازک پلاستیکی برای پوشاندن فاصله بین ردیفها یا حوضچه های اطراف درختچه ها استفاده می شود و به این ترتیب این صفحه های پلاستیکی سبب کاهش قابل ملاحظه در تبخیر شده و افزایش میزان آب در دسترس برای گیاه را به همراه دارند. به نحوی که میزان دسترسی به آب در این روش ممکن است به دو برابر برسد و به دنبال آن عملکرد گیاه نیز افزایش می یابد.
پلی اتیلن یک مثال خوب از این نوع مالچ است. چراکه اجازه تبخیر زیاد را نمی دهد و نسبت به اکسیژن و دی اکسید کربن نفوذ پذیر است. در صورتی که پلی اتیلن سیاه باشد سبب افزایش حرارت می شود که در اوایل کشت بهاره برای تسریع جوانه زنی و توسعه ریشه مطلوب است
نوارهای پلاستیکی اجازه نفوذ باران را نمی دهند که این ممکن است یکی از معایب اصلی این نوع مالچ باشد که برای رفع این مشکل معمولا در سطح آن برش هایی ایجاد کرده و به این ترتیب آب قادر به نفوذ در خاک است و یا با شیب دادن به این نوارها آب را به سمت ردیف های کشت یا حوضچه های زیر درختان هدایت می کنند. در شرایطی که این نوارها نرم باشند، مقدار زیادی از آب بر روی چاله های ایجاد شده بر روی نوار باقی می ماند و حتی از دسترس خارج می شود.
از دیگر محدودیت های این نوع مالچ هزینه بالا، هزینه نصب، هزینه جابجا کردن آن قبل از برداشت و هزینه نصب مجدد آن در کشت بعدی است. همچنین تداخل این صفحه ها با عملیات داشت از دیگر محدودیت های این نوع مالچ است. یکی دیگر از محدودیتهای این نوع مالچ مشکل ثابت نگه داشتن آن در برابر باد است. از معایب دیگر این نوع مالي عدم هوادهی و تحریک رشد بیمارگرهای ریشه است. بهتر است از این نوارها بجای محصولات معمول در زراعت دیم برای محصولات گران قیمت استفاده شود.
مدیریت گیاهی
هر دو فرایند تبخیر و تعرق تحت تاثیر عوامل یکسانی همچون انرژی خورشیدی، حرارت، رطوبت و باد قرار دارند و معمولا این دو فرآیند را با هم تلفیق نموده و بنام تبخیر و تعرق نامگذاری می کنند. البته اختلاف آنها کاملا مشخص است. چرا که تبخیر فرآیند از دست رفتن غیر مثمر آب است. اما تعرق برای حیات گیاه ضروری است.
مدیریت های گیاهی قادر است تبخیر را کاهش و رطوبت بیشتری برای رشد و تعرق گیاه در دسترس قرار دهد. یکی از این مدیریتها کشت زودهنگام (در صورت عدم منع کشت) است که سبب رویارویی گیاه با دمای نسبتا پایین و تبخیر پایین خواهد شد، و این در حالی است که گیاهچه ها جوان هستند و بخش بیشتری از خاک بدون حفاظ است. از مدیریتهای دیگر برای کاهش تبخیر می توان به کشت گیاهان سریع رشد و توسعه سریع کامل کانوپی برای کاهش تبخیر، انتخاب تراکم مناسب گیاهی، فاصله ردیف و شکل هندسی گیاه اشاره داشت.
مالچهای گیاهی
مالچهای گیاهی مثل بقایای گیاهی، لاشبرگ یا کفپوش های جنگل، خاک اره و تکه های چوب به شدت تبخیر را از طریق کاهش دمای خاک و کاهش شدت جریان باد نزدیک خاک کاهش می دهند.
تحقیقات اخیر نشان داده که تلفات اولیه رطوبت از خاکهای بدون مالچ بیشتر از خاکهای مالچی است. اگر در طی گذشت زمان رطوبتی به خاک اضافه نشود تلفات رطوبت از خاکهای مالچی بیشتر از خاکهای بدون مالچ است. معمولا مالچ ها بیشتر در مناطق مرطوب و سالهای مرطوب سبب کاهش تلفات رطوبت می شوند.
برای مطالعه مقاله چگونه خاک خوب داشته باشیم کلیک کنید.
باغ سبزیجات با استفاده از مالچ ارگانیک
سایر مالچ ها
مالچ های دیگری غیر از بقایای گیاهی سبب کاهش تلفات تبخیر می شوند. سنگها و سنگریزه ها بر روی سطح خاک سبب افزایش نفوذ و کاهش تلفات آب می گردند. در آزمایشی صفحات قیر اندود شده بر روی پشته های بین ردیفهای سورگوم قرار دادند و سبب افزایش عملکرد گیاه شدند این افزایش عملکرد ناشی از مالچ به دلایل زیر می باشد :
- به دلیل کاهش سططح تماس خاک با آفتاب و باد تبخیر کاخش می یابد
- باران در سطح کوچکتری توزیع می شود و تا عمق بیشتری خاک خیس شده و در نتیجه کمتر در معرض نیروهای عامل تبخیر قرار می گیرد.
- پوشش سطح خاک سبب حفظ نفوذ پذیری خاک می شود، چرا که مانع برخورد قطرات باران به سطح خاک و مانع فشردگی سطح قابل توجهی از خاک می شود.
از نوارهای پلی اتیلنی سیاه نیز در برخی از مناطق تحت آبیاری برای تولید سبزیجات گرامن قیمت استفاده می شود. این کار به دلیل ممانعت از ورود نور سبب کنترل علف های هرز می شود که خود از هدر رفت آب ممانعت می کند.
برگرفته از کتاب : دیمکاری
نویسنده : فرشاد قوشچی و علیرضا صفاهانی لنگرودی
انتشارات :سازمان انتشارات جهاد دانشگاهی
