پيامد كاربرد پلياكريلآميد آنيوني بر خاكدانهسازي و رس پخششونده در خاكهاي تيمارشده با ماندههاي گياهي گندم و يونجه

سابقه و هدف: كاربرد پلي‌اكريل‌آميد آنيوني همانند يك بهساز آلي به تنهايي و يا همراه با مواد آلي مي‌تواند ويژگي‌هاي خاك را بهبود دهد. بهبود خاكدانه‌سازي و افزايش پايداري آن‌ها با افزودن ماده آلي شاه‌راه بهينه كردن ويژگي‌هاي فيزيكي خاك است كه مي‌تواند مايه افزايش كربن‌اندوزي و نگهداري كربن آلي در خاك، فروروي آب، پوكي و تهويه، افزايش درصد جوانه‌زني و كاهش فشردگي خاك، رواناب و فرسايش لايه‌هاي رويين خاك شود. هدف از اين پژوهش بررسي پيامد برخي از بهسازهاي آلي بر ميانگين وزني قطر خاكدانه‌ها و درصد رس پخش‌شونده در خاك بود. مواد و روش‌ها: نمونه‌هاي لايه 30 سانتي متري رويين دو خاك شني و رسي با مانده‌هاي يونجه و گندم (كوچك‌تر از 2 ميلي‌متر) به اندازه 50 گرم در كيلوگرم وزن خشك خاك تيمار شدند. پلي اكريل آميد آنيوني نيز به گونه محلول به اندازه 0، 1/0، 2/0 و 4/0 گرم از بهساز در كيلوگرم خاك افزوده شد. سپس نمونه ها در رطوبت گنجايش كشاورزي در آزمايشگاه در تاريكي نگهداري شدند. در زمان هاي 1، 5، 10، 20، 30، 45، 60، 75 و 90 روز از خاك ها نمونه‌برداري شد و ميانگين وزني قطر خاكدانه‌ها و درصد رس پخش شونده اندازه گيري شد. ميانگين داده هاي به‌دست آمده از نمونه‌هاي 1 و 5 روزه براي هفته نخست جداگانه آزمون شدند و نمونه هاي 10 و 20 روزه براي بازه زماني 10 تا 20 روز و به همين گونه بازه زماني 30 تا 45 روز، بازه زماني 60 تا 75 روز نيز جداگانه آزمون شدند. ميانگين وزني قطر خاكدانه‌ها و درصد رس پخش‌شونده از نمونه‌هاي برداشت شده در زمان 90 روز در تيمارهاي گوناگون نيز جداگانه آزمون شد. براي هر يك از بازه هاي زماني يادشده فاكتورهاي آزمايش در طرح كاملاً تصادفي، مانده گياهي در سه سطح و پلي‌اكريل‌آميد در چهار سطح بودند كه هر يك در سه تكرار آزمايش شده‌اند. يافته‌ها: افزودن مانده‌هاي گياهي و پلي‌اكريل‌آميد به خاك، مايه كاهش درصد رس پخش‌شونده در هر دو خاك رسي و شني شد. پيامد اين بهسازهاي آلي بر كاهش درصد رس پخش‌شونده خاك‌ها هم‌كردار1 بود و كم‌ترين درصد رس پخش‌شونده در كاربرد هم‌زمان آن‌ها در خاك اندازه‌گيري شد. ميانگين وزني قطر خاكدانه‌ها در هر دو خاك، با افزودن مانده‌هاي گياهي به گونه چشم‌گيري افزايش يافت كه اين پيامد سودمند در تيمار كاه گندم، بيش‌تر بود. در هر دو خاك ديده شد كه در خاك بدون مانده گياهي، كاربرد پلي‌اكريل‌آميد مايه افزايش ميانگين وزني قطر خاكدانه‌ها شد. در برابر آن در خاك سنگين تيمارشده با كاه گندم و كاه يونجه، كاربرد پلي‌اكريل‌آميد مايه كاهش چشم‌گير ميانگين وزني قطر خاكدانه‌ها شد، ولي اين پيامد بد در خاك شني لومي ديده نشد. ميانگين وزني قطر خاكدانه‌ها در خاك رسي در همه تيمارها از هفته نخست تا بازه زماني 10 تا 20 روز افزايش و سپس دوباره كاهش يافت. درصد رس پخش‌شونده روندي وارونه داشت و كم‌ترين آن در بازه زماني 10 تا 20 روز اندازه‌گيري شد. دگرگوني زمان ميانگين وزني قطر خاكدانه‌ها و درصد رس پخش‌شونده در خاك شني همانند آن در خاك رسي بود ولي زمان رخداد بيش‌ترين ميانگين وزني خاكدانه و كم‌ترين درصد رس پخش‌شونده كمي ديرتر (بازه 30-45 روز) بود. نتيجه‌گيري: هر چند كاربرد جداگانه مانده‌هاي گياهي و پلي‌اكريل‌آميد مايه افزايش ميانگين وزني قطر خاكدانه‌ها مي‌شود، ولي كاربرد هم‌زمان آن‌ها پادكردار1 است. كاربرد پلي‌اكريل‌آميد در خاك سنگين تيمارشده با كاه گندم و كاه يونجه ميانگين وزني قطر خاكدانه‌ها را كاهش داد. مانده‌هاي گياهي از راه زيستي و پلي‌اكريل‌آميد به‌ويژه در خاك‌هاي رسي از راه فيزيكوشيميايي مايه پيدايش و پايداري خاكدانه‌ها مي‌شود. بنابراين پيامد كاربرد آن‌ها هم‌كردار نيست. اين رخداد شايد وابسته به واكنش پلي‌اكريل‌آميد با رس‌هاي خاك باشد كه در خاك‌هاي تيمار شده با مانده‌هاي گياهي از برهم‌كنش سودمند زيستي رس‌ها و ماندهاي گياهي در خاكدانه‌سازي جلوگيري كرده است.

Background and Objectives: Anionic polyacrylamide application as an organic conditioner alone or in combination with organic material, can improve soil properties. Improvement of soil arregation and increase of aggregate stability by addition of organic matter are the most important ways for improving soil physical properties, which can increase carbon retention and sequestration in soil, water infiltration, porosity, aeration and seed germination and decrease soil compaction, water runoff and erosion of soil surface layers. The objective of this study was to investigate the influence some organic conditioners on mean weight diameter (MWD) and dispersible clay percentage (DCP). Materials and Methods: Soil samples collected from the top 30-cm layer of two loamy sand and clay soils were treated with alfalfa and wheat residues ( < 2 mm) at a rate of 50 g Kg-1 (dry weight basis). Anionic polyacrylamide as soluble at the rate of 0, 0.1, 0.2 and 0.4 g of the conditioner per kg of soil sample was added. Then samples were incubated in laboratory in field capacity and dark condition. Then soils sampling was done after 1, 5, 10, 20, 30, 45, 60, 75 and 90 days and MWD and DCP were determined. The means of data obtained in 1 and 5 days was analyzed separately as first week data. Similarly the means of data obtained in 10 and 20 days, in 30 and 45 days and in 60 and 75 days were calculated and separately analyzed for each time period. Data obtained in 90th day of soil incubation were analyzed separately. For statistical analysis of the data in each time interval, a factorial experiment in 3 replicates (plant residue in 3 levels, i.e. control, wheat and alfalfa residues and PAM in 4 levels) with a completely randomized design was used. Results: The addition of plant residues and polyacrylamide decreased the percentage of dispersible clay in the both clay and loamy sand soils. The effect of these organic soil amendments on the decrease of DCP in soils was synergistic and the lowest percentage was measured in concomitant application of both amendments in soil. The mean weighted diameter in the both soils increased significantly with the addition of plant residues. This beneficial effect in wheat straw treatment was higher. In both soils, we found that in the soil without plant residue, the application of polyacrylamide caused an increase in MWD. But in heavy soil treated with wheat straw and alfalfa straw, the application of polyacrylamide had detrimental effects on MWD. However, this detrimental effect was not significant in the light soil. The mean weighted diameter of the clay soil in all treatments increased during soil incubation up to that measured in the interval time of 10 to 20 day and then decreased. The percentage of dispersible clay had a reverse change. It had the lowest level in this time interval. The temporal changes of soil MWD and DCP in loamy sand soil were similar to those in clay soil. But the highest levels of MWD and the lowest level of DCP were measured in a later interval time (30 to 45 day). Conclusion: Although separate application of plant residues and polyacrylamide in soil can increase MWD but in concomitant application they had an antagonistic effect on soil MWD. The application of polyacrylamide decreased soil MWD in heavy soil treated with wheat straw and alfalfa straw. Plant residues by increasing biological activity and polyacrylamide especially in clay soil by physico-chemical reactions can improve soil aggregation and aggregate stability. Thus they do not have a synergistic effect on soil MWD. This occurrence may be related to the reaction of polyacrylamide with clays in soil that inhibits the beneficial effect of biological interaction between plant residue and soil clay particles in aggregation.