چکیده
با توجه به محدودیت منابع آب، استفاده‌ی بهینه از آب در ایران ضروری است. اعمال مدیریت صحیح و بکارگیری فنون پیشرفته بمنظور حفظ و ذخیره رطوبت خاک، افزایش گنجایش نگه‌داشت آب و جلوگیری از نفوذ عمقی از راهکارهای مؤثر برای افزایش کارایی مصرف آب و بهبود بهره‌برداری از منابع آب کشور است. استفاده از پلیمرهای سوپرجاذب روشی مناسب برای نگهداری آب و افزایش ظرفیت نگهداری آب در خاک است. در این تحقیق بمنظور ارزیابی تأثیر پلیمر سوپرجاذب برروی عملکرد و کارایی مصرف آب گوجه‌فرنگی، آزمایش فاکتوریل در قالب طرح آماری کاملاًًًًًًًًًً تصادفی با دو تیمار رژیم آبیاری در سه سطح، شامل  75% (کم‌آبیاری)، 100% (آبیاری کامل) و 125% نیاز آبی گیاه (بیش¬آبیاری) و تیمار غلظت سوپرجاذب در پنج سطح صفر، 4، 6، 8 و 10 گرم در هر کیلوگرم خاک گلدان در چهار تکرار در شرایط گلخانه انجام شد. نتایج نشان داد که کاربرد 6 گرم هیدروژل سوپرجاذب در هر کیلوگرم خاک گلدان و سطح 125% آبیاری، اثر معنی¬داری روی عملکرد و کارایی مصرف آب گوجه¬فرنگی نسبت به شاهد (100% نیاز آبی و صفر گرم سوپرجاذب در هر کیلوگرم خاک گلدان) دارد. بنابراین شرایط مذکور برای داشتن بیشترین عملکرد و کارایی مصرف آب گوجه¬فرنگی توصیه می¬شود.

واژگان کلیدی: بهینه سازی، مصرف آب، بیش¬آبیاری، ظرفیت نگهداری آب، نیاز آبیاری.


مقدمه
مقادیر زیادی از آب باران و آب آبیاری از طریق نفوذ عمقی و تبخیر به هدر می¬روند و مواد غذایی خاک در محدوده¬ی ریشه نیز با آب شسته می¬شوند و به اعماق می¬روند که این مسئله باعث ضعیف یا نابود شدن گیاه می¬شود. لذا راه حل مناسب بکارگیری شیوه¬های نوین آبیاری می¬باشد. کاربرد هیدروژل¬های سوپرجاذب، روشی جهت بهبود آبیاری برای مناطق خشک می¬باشد که این روش به تنهایی و یا در کنار سایر روش¬های نوین آبیاری، می¬تواند ایران را از فجایع خشکسالی و زیست محیطی و همچنين از وابستگی غذایی برهاند و انقلابی در کشاورزی و اقتصاد ایجاد نمايد. از جمله مزایای کاربرد
هیدروژل¬ها، بستن کانال¬های اتلاف آب از لایه¬های خاک است که همان اتلاف در اثر جریان ثقلی و تبخیر فیزیکی آب است. تمامی این اثرات موجودی آب خاک را افزایش داده و متعاقب آن رشد گیاه بهبود می¬یابد (الهادی و همکاران، 2006). جانسون و همکاران (1990) پلیمر سوپرجاذب پلی¬اکریل¬آمید را، برای جوانه¬زنی سه رقم گیاهی (Lactuca sativa L, Raphanussativus L, Triticumaestivum L) به کار بردند. اندازه¬گیری نسبت عملکرد به تبخیر و تعرق در مورد تیمارها نشان داد که رطوبت ذخیره شده در ژل باعث ایجاد یک محیط بافر نسبت به خشکی¬های موقت شده و پتانسیل ریسک از دست رفتن گیاهان مطمئن بعد از استقرار را کاهش می¬دهد. والاس و همکاران (1986) گزارش کردند که استفاده از پلی-اکریل¬آمید باعث افزایش ماده¬ی خشک در گوجه¬فرنگی، پنبه و کاهو شده است. تأثیر تیمار پلی¬اکریل¬آمید بر روی رشد گیاه و عملکرد به خاطر بهبود وضعیت فیزیکی خاک است زیرا این مواد تهویه و حرکت آب در خاک را افزایش داده و از تشکیل سله و غیر قابل نفوذ شدن سطح خاک جلوگیری می¬کنند به خصوص اینکه تشکیل سله معمولاً خروج گیاهچه از خاک را دشوار می¬سازد. عابدی¬کوپایی و همکاران (2009) اثر كاربرد پليمر سوپرجاذب سوپرآب A200 در چهار سطح (صفر، 4، 6 و 8 گرم در کیلوگرم خاک)، در دو نوع بافت خاک (لوم رسي و شنی) و با سه رژیم آبیاری (50%، 75% و 100% نیاز آبی) به صورت یک طرح کاملاً تصادفی فاکتوریل با سه تکرار، بر میزان عملکرد، کارایی مصرف آب و برخی شاخص¬های رشد رویشی خیار گلخانه¬ایی ( Cucumissativusرقم Gavrish) و نیز، ذخیره ازت، پتاسيم، آهن و روي در میوه آن، مورد بررسی قرار دادند.

مواد و روش¬ها
این تحقیق در گلخانه آموزشی و پژوهشی دانشکده مهندسی آب دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان با عرض جغرافیایی منطقه 36 درجه و 51 دقیقه شمالی و طول جغرافیایی 54 درجه و 16 دقیقه شرقی و با ارتفاع منطقه از سطح دریا 3/13 متر و در قالب طرح کاملاً تصادفی فاکتوریل با دو تیمار و چهار تکرار انجام شد. این فاکتورها عبارت بودند از میزان سوپرجاذب در 5 سطح (صفر، 4، 6 و 8 ، 10گرم در هر کیلو گرم از خاک گلدان) و رژیم آبیاری در سه سطح (75%، 100%، 125% نیاز آبی گیاه به¬ترتیب کم ¬آبیاری, آبیاری کامل و بیش¬آبیاری می¬باشند). به این ترتیب 60 گلدان برای این تحقیق آماده شدند. لازم به ذکر است که میزان کاربرد هیدروژل برای هر کیلو خاک گلدان با حرف S و با اعداد 0، 4، 6، 8، 10 و میزان آبیاری با حرف I با اعداد 75%، 100% و 125% نیاز آبی، معرفی شدند. مثلاً در تیمار 75I10S1 یعنی در تکرار اول برای هر کیلوگرم خاک 10 گرم هیدروژل با خاک مخلوط شد و به اندازه 75% نیاز آبی گیاه، آبیاری انجام شد. علت انتخاب این غلظت¬ها این بود که محققینی همچون اله¬دادی (2002) به این نتیجه دست یافتند که غلظت بالاتر از 2 گرم سوپرجاذب در هر کیلوگرم از خاک گلدان سبب افزایش عملکرد و مقاومت به خشکی در گیاه می¬شود. آب مورد استفاده در گلخانه، آب تصفیه شده در سیستم آب شهری بود. در این آزمایش از گلدان¬های پلاستیکی سیاه رنگ با ارتفاع cm30، قطر پایینی cm25 و قطر بالایی cm28 استفاده شد. به علت تورم پلیمر، سطح خاک تا دهانه گلدان cm5 فاصله داشت، لذا قطر دایره تبخیرcm25 بود. پس از تهیه خاک آزمایش¬های خاکشناسی شامل تعیین بافت خاک (به روش هیدرومتری) و رطوبت در نقطه زراعی (θFC) و پژمردگی (θPWP) (توسط دستگاه صفحه فشاری) و چگالی ظاهری (به روش پارافین مذاب) بر روی آن انجام شد (برزگر، 1380) که نتایج تجزیه فیزیکی خاک در جدول 1 ذکر شده است.

نتایج و بحث
بررسی اثر کاربرد هیدروژل و میزان آبیاری بر عملکرد
نتایج و بحث
بررسی اثر کاربرد هیدروژل و میزان آبیاری بر عملکرد
بر اساس جدول 4 تجزیه واریانس، تیمارهای اعمال شده در شرایط این آزمایش اثر معنی داری بر میزان تولید گوجه فرنگی داشته اند. اثر مقدار هیدروژل در سطح احتمال 5 درصد، بر محصول تولید شده تأثیر معنی داری داشته است که با نتایج کریمی و همکاران (2007) مطابقت داشت. طبق جدول 5، در میان سطوح هیدروژل، بالاترین میانگین عملکرد محصول با کاربرد 8 گرم سوپرجاذب در هر کیلوگرم خاک بدست آمد. نتایج نشان داد که افزودن هیدروژل باعث افزایش معنی دار عملکرد نسبت به شاهد (بدون کاربرد هیدروژل) به میزان37/56 درصد شده است ولی افزایش آن به 10 گرم اثر معنی داری نداشته و حتی تا حدودی با کاهش عملکرد نسبت به سطح 8 گرم همراه بوده است. این مسئله احتمالاً به علت کاهش تهویه در داخل گلدان بوده است. افزایش عملکرد محصولات زراعی در اثر کاربرد مواد سوپرجاذب، می تواند به دلیل افزایش ظرفیت نگهداری آب و مواد غذایی برای مدت طولانی در خاک، کاهش شستشوی مواد غذایی، رشد سریع و مطلوب ریشه با ذخیره ی مواد غذایی و هوادهی بهتر در خاک باشد (پرنیاز و همکاران، 2007).