اثر مالچ بر تغييرات رطوبت، دما و شار گرمايي خاك در حضور سطح ايستابي كم عمق

Effect of Mulch on Soil Moisture, Temperature and Heat Flux Variation in the Presence of Shallow Groundwater

يكي از اهداف اصلي بخش كشاورزي در مناطق خشك و نيمه خشك، بهبود بهره وري از آب است. مالچ پاشي يكي از مهمترين اقدامات زراعي در حفظ رطوبت و اصلاح محيط فيزيكي خاك است. هدف از انجام اين پژوهش، بررسي اثر مالچ (كاه و كلش) بر تغييرات رطوبت و حرارت در دو خاك با بافت هاي شني و لومي با سطح ايستابي ثابت 60 سانتي متر در مقياس لايسي متر بوده است. بدين منظور آزمايش فاكتوريل در قالب طرح كاملا تصادفي با سه فاكتور (مالچ، بافت و عمق خاك) انجام شد. مقدار رطوبت و دماي خاك در عمق هاي مختلف 5، 10، 20، 30 و 50 سانتي متر در طول90 روز، اندازه گيري شدند. همچنين شار حرارتي خاك در طي بازه زماني مورد نظر، محاسبه شد. نتايج نشان داد كه اثر پوشش مالچ بر توزيع رطوبت و حرارت در هر دو خاك در سطح يك درصد معني دار است، به طوري كه مالچ منجر به ذخيره 25-20 درصدي رطوبت در لايه سطحي (5 سانتي متري) خاك گرديد. دليل افزايش رطوبت اين است كه پوشش مالچ باعث تعديل دما در نيمرخ خاك و كاهش تبخير از سطح خاك مي شود. بعلاوه، اثر متقابل مالچ و بافت خاك بر دماي نيمرخ خاك تاثيري چشمگير داشت (p<0.01). دامنه تغييرات روزانه دما در خاك لومي در حضور و بدون حضور مالچ، 11 و 17/5 درجه سلسيوس و در خاك شني 14 و 18/5 درجه سانتي گراد در لايه سطحي بود. نتايج همچنين نشان داد كه مقدار كل شار حرارتي در لايه 10-5 سانتي متري سطحي در خاك لومي داراي پوشش مالچ در حدود 40 درصد كمتر از شار حرارتي در خاك لخت بوده است كه احتمالا به دليل سايه اندازي پوشش مالچ و تغيير بيلان انرژي روي سطح خاك در طول روز بوده است.

Improving water efficiency in arid and semi-arid regions is an ongoing goal in agricultural production. Mulching is one of the important agronomic practices in conserving and modifying the soil physical environment. The objective of this research was to investigate the effect of mulch cover on soil temperature and water content in two sandy and loamy soil textures in the presence of shallow groundwater (60 cm). A factorial experiment was conducted in a completely randomized design with three factors (mulch, depth and soil texture). For this purpose, soil moisture content and temperature at different depths of 5, 10, 20, 30 and 50 cm were measured over 90 days. Soil heat flux was also calculated in this period. The results showed that the effect of mulch cover on soil moisture and temperature distribution in both soils was significant at 1% level with retaining a moisture content of 20-25% in surface layer (5 cm). These could be attributed to the role of mulch cover on shaping temperature equilibrium in soil profiles and reduction of surface evaporation. The interaction between the mulch and soil texture on soil temperature profile was also remarkable (p<0.01). Daily temperature fluctuations in the surface layer of loamy soil with and without mulch cover were measured 11 and 17.5 °C, and in the sandy soil, 14 and 18.5°C, respectively. Total heat flux in the 5-10 cm layer of loamy soil with mulch was approximately 40% less in comparison with the bare soil highlighting the effect of mulch cover on alternation of soil surface energy balance especially during daytime.