تاثیر کاربرد زیولیت ها بر برخی خصوصیات فیزیکی خاک ها

با توجه به اینکه اطلاعات کاربردی و فنی دقیق در ارتباط با میزان اختلاط زیولیت با بافت های مختلف خاک و تاثیر آن بر خصوصیات فیزیکی خاک در ایران وجود ندارد، در این تحقیق، تاثیر کاربرد زیولیت ها بر برخی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک ارزیابی شده است. بدین منظور، تیمارهای آزمایشی با در نظر گرفتن دو نوع خاک (لوم شنی و لوم سیلتی)، دو نوع زیولیت، زیولیت طبیعی کلینوپتیلولیت ‭(Z) ‬و زیولیت مصنوعی ‭(A‬4)، با 4 سطح استفاده (صفر، یک، 5 و ‮‭10‬ درصد وزنی) با سه تکرار تهیه شدند. پس از اختلاط زیولیت ها با دو نوع بافت خاک، تیمارها هر ماه یک بار، به مدت ‮‭48‬ ساعت اشباع شدند و پس از خشک شدن کامل نمونه ها طی مدت 6 ماه، مشخصات فیزیکی خاک شامل: شاخص های دانه بندی (به روش هیدرومتری)، شاخص های پایداری خاکدانه ها ‭(MWD‬، ‭GMD‬، ‭WAS)‬، حدود آتربرگ (حد روانی، حد خمیری و حد انقباض)، و همچنین منحنی مشخصه رطوبتی تیمارها و آزمایش های شیمیایی خاک شامل نسبت جذب سدیم ‭(SAR) ‬و شوری خاک ‭(EC) ‬اندازه گیری شد. نتایج حاصل از دانه بندی خاک نشان داد که کاربرد ‮‭10‬ درصد وزنی زیولیت مصنوعی ‭(A‬4)، درصد ذرات در اندازه سیلت را در بافت لوم شنی و لوم سیلتی به ترتیب ‮‭12‬ و ‮‭15/72‬درصد نسبت به تیمار شاهد (سطح صفر) افزایش داد. مشخصات خمیرایی خاک برای تیمارهای بافت لوم شنی قابل اندازه گیری نبود. در بافت لوم سیلتی، افزودن زیولیت مصنوعی ‭(A‬4) موجب افزایش همزمان حد روانی، حد خمیری و حد انقباض خاک شد. مخلوط حاصل از ترکیب زیولیت مصنوعی ‭(A‬4) با این نوع بافت خاک (زیولیت مصنوعی ‭(A‬4) به علت رفتار کاملا غیر خمیری و بالا بودن حد انقباض) از حد انقباض نسبتا زیادی برخوردار بوده و پتانسیل تورمی و انقباض آن کاهش یافت. این مطلب در مورد زیولیت طبیعی ‭(Z) ‬نیز تا حدودی مصداق داشته است، اما تاثیر این نوع زیولیت بر مشخصات خمیرایی خاک به مراتب کمتر از زیولیت مصنوعی ‭(A‬4) بوده است. نتایج آزمایش شاخص های پایداری خاکدانه های خشک نشان داد که زیولیت طبیعی کلینوپتیلولیت در سطح ‮‭10‬ درصد وزنی باعث افزایش میانگین هندسی قطر خاکدانه ها ‭(GMD) ‬در هر دو بافت خاک شد. زیولیت مصنوعی ‭(A‬4) در سطح یک درصد وزنی باعث افزایش کمی در شاخص ‭GMD ‬در بافت لوم شنی نسبت به تیمار شاهد شد و کاربرد آن در هر سطح باعث کاهش ‭GMD ‬در بافت لوم سیلتی شد. مقدار میانگین وزنی قطر خاکدانه ‭(MWD) ‬در دو بافت لوم شنی و لوم سیلتی کم بود و افزودن زیولیت ها و افزایش سطح استفاده تاثیری بر افزایش این شاخص و در نهایت، افزایش پایداری خاکدانه های خشک خاک نداشت. تاثیر کاربرد دو نوع زیولیت بر تغییرات پایداری خاکدانه های تر ‭(WAS) ‬نشان داد که در بافت لوم سیلتی، زیولیت طبیعی کلینوپتیلولیت در سطح 5 درصد وزنی، مقدار ‭WAS ‬را نسبت به تیمار شاهد 4 درصد افزایش داد. در صورتی که، کاربرد این زیولیت در بافت لوم شنی در سطح ‮‭10‬ درصد وزنی، باعث بیشترین کاهش ‮‭5/6‬‭) WAS ‬درصد نسبت به تیمار شاهد) شد. در هر دو بافت خاک، افزودن زیولیت مصنوعی ‭(A‬4) باعث کاهش پایداری خاکدانه تر شد. نتایج تاثیر زیولیت ها بر نقاط منحنی مشخصه رطوبتی خاک نشان داد که در دو بافت لوم شنی و لوم سیلتی با کاربرد دو نوع زیولیت و افزایش سطح استفاده، مقادیر درصد رطوبت حجمی در هر مکش نسبت به تیمار شاهد اختلاف معنی دار در سطح احتمال یک درصد داشت و درصد رطوبت حجمی خاک نیز افزایش و منحنی مشخصه رطوبتی خاک در هر تیمار نسبت به تیمار شاهد فاصله کمی داشت. اما این افزایش رطوبت در هر مکش نشان دهند شرایط ایده آل برای گیاه نبود. زیرا، به تبع افزایش رطوبت در مکش های بالا (نقطه پژمردگی) محدود رطوبت قابل استفاده گیاه کاهش یافت. در میان دو نوع زیولیت، کاربرد ‮‭10‬ درصد وزنی زیولیت طبیعی کلینوپتیلولیت در دو بافت لوم شنی و لوم سیلتی، رطوبت قابل استفاده گیاه را 3 و ‮‭2/4‬ درصد نسبت به تیمار شاهد افزایش داد. البته این افزایش از نظر آبیاری قابل توجه نمی باشد. نتایج تاثیر کاریرد زیولیت ها بر نسبت جذب سدیم خاک ‭(SAR) ‬نشان داد که زیولیت طبیعی کلینوپتیولیت ‭(Z) ‬در سطوح 5 و‮‭10‬ درصد وزنی، نسبت جذب سدیم ‭(SAR) ‬را در بافت لوم سیلتی به ترتیب ‮‭53/9‬ و ‮‭78/5‬ درصد و در بافت لوم شنی به ترتیب ‮‭80/8‬ و ‮‭93/7‬ درصد نسبت به تیمار شاهد افزایش داد. زیولیت مصنوعی ‭(A‬4) در بافت لوم سیلتی باعث کاهش نسبت جذب سدیم و در بافت لوم شنی باعث افزایش آن شد. در هر دو حالت، کاربرد زیولیت مصنوعی ‭(A‬4) زیان حاصله از سدیم را افزایش نداد. در خصوص تاثیر کاربرد زیولیت ها بر شوری خاک ‭(EC)‬، نتایج نشان داد که به طور کلی با افزودن زیولیت ها به دو نوع بافت خاک، شوری خاک نسبت به خاک بدون زیولیت (شاهد) افزایش یافت و خاکصها در طبق خاکصهای شوری زیاد قرار گرفتند، که این نوع خاک ها از نظر کشاورزی مناسب نمی باشند. به طور کلی، کاربرد زیولیت ها با فرض آنکه مواد اصلاح کنند خصوصیات فیزیکی خاک محسوب شوند، اگرچه بر برخی شاخص های فیزیکی خاک با اختلاف کم نسبت به تیمار شاهد (به خصوص در سطوح بالای کاربرد) تاثیری معنی دار داشته اند، اما به عنوان یک عامل مثبت و اثرگذار در جهت بهبود شرایط فیزیکی خاک به حساب نمی آیند. واژه های کلیدی: حدود آتربرگ، زیولیت، شاخص های پایداری خاکدانه، شاخص های دانه بندی خاک، منحنی مشخصه رطوبتی خاک