در مورد مقدار نیتروژنی که بوسیله فرسایش از دست می‌رود در دست نبوده و این مقدار بستگی به میزان فرسایش در نقاط مختلف دارد که خود تابعی از عوامل مختلف می‌باشد. فرسایش در این زمینه حالت انتخابی دارد بدین طریق که اولاً خاک سطحی را از بین ‌برده و ثانیاً ذرات ریز و نرم خاک را جابجا می‌کند و این ذرات حاوی مقدار بیشتری نیتروژن هستند. از آنجا که قسمت عمده نیتروژن قابل جذب، نیتروژن ذخیره و کود شیمیایی که به خاک داده شده است در سطح خاک متمرکز می‌گردد، فرسایش می‌تواند به توازن نیتروژن در خاک زیان وارد آورد. فرسایش بادی نیز معمولاً ذرات ریز خاک سطحی را با خود انتقال می‌دهد و بنابراین خسارت این نوع فرسایش نیز زیاد است (لیپمن, ۱۹۳۶)
۱-۶-۴ تلفات به صورت گاز
چنانچه جمع تلفات نیتروژن بر اثر شستشو، جذب گیاهی، تثبیت آمونیوم بوسیله رس‌ها و انتقال از طریق فرسایش برابر با اندازه نیتروژن مصرفی نگردد، مقداری از آن به صورت گاز آمونیاک و اکسید نیتروژن به هدر می‌رود. قسمتی از نیتروژن که به صورت گاز آمونیاک از دسترس خارج می‌شود تصعید و بخشی از تلفات گازی نیتروژن که به صورت اکسیدهای نیتروژن می‌باشد نیترات زدایی نامیده می‌شود. هر یک از این مکانیسم‌ها خود شامل دو قسمت شیمیایی و بیو شیمیایی می‌باشند.
الف – نیترات زدایی
۱- بیوشیمیایی
در جاهایی که خاک حالت باتلاقی داشته و میزان اکسیژن کم باشد موجودات دگرساز از نیترات به جای اکسیژن به عنوان گیرنده نهایی الکترون استفاده نموده، اکسیژن مورد نیاز خود را از نیترات‌ها و نیتریت‌ها گرفته و متعاقب آن نیتروژن و اکسید نیترو آزاد می‌کنند.
اکسید نیترو اکسید نیتریک
قسمت اعظم خروج نیتروژن به صورت یا می‌باشد ولی از لحاظ سلامتی، خروج از اهمیت خاصی برخوردار است. عواملی مانند وجود مقدار کافی نیترات در خاک، دما، میزان مواد آلی، PH، اشباع شدن خاک از آب و مقدار اکسیژن در نیترات زدایی به صورت بیوشیمیایی مؤثرند.
۲- شیمیایی
مقدار نیتروژنی که از این طریق از دسترس خارج می‌شود کاملاً مشخص نیست و سه مکانیسم برای آن ارائه شده است :
۱) تجزیه نیترات آمونیوم
۲) واکنش وان اسلیک۳۱
۳) تجزیه خود به خود اسیدنیترو
ویا
که منجر به خروج از اوره می‌شود.
ب- تصعید
۱- بیوشیمیایی
حدود ۴۰ درصد از کود اوره‌ای که به سطح خاک داده می‌شود از این طریق می‌تواند خارج گردد.
۲- شیمیایی
هنگامیکه از آمونیاک بدون آب برای کوددهی۳۲ استفاده می‌گردد، مقدار زیادی از آمونیاک در اثر جایگزینی نامناسب کود، از دسترس خارج می‌شود. دادن کودهای نیتروژن‌دار آمونیاکی به خاک‌های آهکی که دارای کربنات کلسیم نسبتاً زیاد هستند، سبب تشکیل کربنات می‌گردد.
واکنش نمک‌های آمونیومی در محیط‌های قلیایی به صورت زیر است :
۱-۶-۵ آبشویی نیترات
شستشوی نیتروژن نیتراتی یکی از مهمترین روش‌های تلف شدن نیتروژن خاک است. نیترات‌های موجود در خاک از مصرف مستقیم کودهای نیتراتی و اکسید شدن نیتروژن آمونیاکی مواد آلی تأمین می‌شود. با توجه به حلالیت زیاد ترکیبات نیتراتی، این مواد همراه آب جریان یافته، به اعماق نیمرخ خاک منتقل شده و در بسیاری از موارد از دسترس ریشه گیاه خارج می‌گردد. توجه به حرکت نیترات‌ها در داخل خاک، برای تصمیم در انتخاب صحیح کودهای نیتروژن‌دار به منظور افزایش بازیافت نیتروژن مصرفی و نیز جلوگیری از آلودگی آبهای سطحی و زیرزمینی امری حیاتی است.
مقدار نیتروژن خاک که در نتیجه شستشو از دست می‌رود تابع عوامل متعددی است. مهمترین عوامل عبارتند از :
۱) شکل و مقدار نیتروژن محلول در خاک و یا نیتروژن اضافه شده به صورت کود
۲) مقدار و پراکندگی و موقع بارش باران
۳) نفوذ پذیری خاک که خود تابع بافت، ساختمان و عمق خاک می‌باشد
۴) ظرفیت نگهداری آب در خاک و وضعیت رطوبت خاک در پروفیل در زمان بارندگی
۵) وجود یا عدم وجود گیاه روی خاک و در صورت اول مشخصات رویشی آن و سرعت تبخیر و تعرق
۶) سرعت برداشت نیتروژن بوسیله گیاه و شدت حرکت صعودی نیتروژن در خاک
در مواقع خشکی, از کل نیتروژن تلف شده معمولا۹۹ً درصد نیترات و یک درصد سایر شکل‌های نیتروژن می‌باشد. هرچند حرکت آب و نمک‌های محلول از نیمرخ خاک فرآیندی ساده نیست، ولی از طریق اندازه‌گیری‌های مزرعه‌ای توزیع نیترات در خاک، معادلاتی بدست آمده است که تحت شرایط معینی نحوه توزیع را می‌توان پیش‌بینی کرد. ساده‌ترین حالت، عبور یک نمک نیتراتی از داخل ستونی از شن درشت با اندازه‌های یکسان است. خلل و فرج درشت، یکنواخت و پیوسته است. نمک حل شده شبیه به حالت پیستونی به پایین پس زده می‌شود. در نتیجه قسمت عمده نمک نیتراتی در قسمت جلوی رطوبت خاک قرار می‌گیرد. جریان حرکت نیترات را در چنین حالتی می‌توان به صورت معادله ساده (۱-۱) بیان کرد.
(۱-۱)
این معادله چنین بیان می‌کند که شدت جریان نیترات() به شدت جریان آب () و غلظت نیترات در آب () بستگی دارد. ولی بطوری که مشهود است خلل و فرج خاک‌های زراعی غیر متجانس است و اختلاف زیادی در اندازه خلل و فرج خاک‌ها مشاهده می‌شود. حرکت آب در خلل و فرج درشت، سریع‌تر از خلل و فرج ریز است و چه بسا ممکن است حرکت آب در خلل و فرج ناپیوسته متوقف گردد. حتی در داخل یک حفره نیز توزیع سرعت غیریکنواخت است (گاردنر, ۱۹۵۷).
این امر سبب می‌شود که قسمتی از نیترات حل شده در جلو و قسمتی دیگر پشت سر سایر مواد غذایی جریان یابد. بدین ترتیب جریان نیترات در نیمرخ خاک به صورت مخروطی شکل گسترده می‌شود و این توزیع را توزیع هیدرودینامیک۳۳ می‌نامند. به عبارت دیگر، در طول زمان آبشویی، موج غلظت تشکیل می‌شود. شکل موج با زمان و ساختمان خاک تغییر می‌کند و به مرور زمان مسطح و طولانی‌تر می‌گردد (برنز, ۱۹۷۷).
توزیع و گسترش نیترات در خاک از نظر علمی، مقدار نیتروژن قابل استفاده را برای یک محصول در حال رشد با توجه به حجم ریشه‌های فعال آن کنترل می‌کند. هر روش کمی ‌برای پیش‌بینی مقدار آبشویی نیترات، باید تأثیر مقادیر آب نفوذی، خاصیت نگهداری آب توسط خاک و همچنین شکل عمومی یا توزیع نیترات را بعد از آبشویی به حساب آورد.
اولین معادله ساده که جریان نیترات را تشریح کرده و با استفاده از توزیع هیدرودینامیک نیز اصلاح گردیده است به صورت زیر ارائه می‌شود :
(۱-۲)
در این معادله مشابه رابطه (۱-۱)، D عامل توزیع هیدرودینامیک و تغییرات غلظت نیترات در اعماق مختلف خاک است و هرچه بافت خاک درشت‌تر باشد مقدار این پارامتر کوچکتر خواهد بود. این معادله بیان می‌کند که حرکت پیستونی جریان نیترات با توجه به مقدار نسبی عامل D، به طور دائم رو به کاهش می‌رود و غلظت نیترات با عمق خاک تغییر می‌یابد. عامل D در معادله فوق عمدتاً به خصوصیات خاک از جمله بافت و ساختمان که مشخص کننده ‌اندازه خلل و فرج و توزیع آنهاست، بستگی دارد. هر چه خلل و فرج خاک ریزتر باشد، مقدار آب در ظرفیت مزرعه۳۴ بیشتر بوده، از سرعت متوسط جریان آب به طور نسبی کاسته خواهد شد (گاردنر, ۱۹۵۷).
باید به این نکته توجه داشت که جابجایی نیترات در خاک اشباع، از طریق جریان توده‌ای۳۵ انجام می‌گیرد. این موضوع در طول زمان آبیاری و بارندگی، هنگامی که رطوبت خاک بیش از ظرفیت زراعی باشد، صدق می‌کند. البته نیترات حل شده در محلول خاک، به دلیل وجود شیب غلظت در محلول خاک از طریق پخشیدگی۳۶ یونی، می‌تواند حرکت کند. اثر پخشیدگی در مقایسه با جریان توده‌ای، در فرآیند آبشویی کمتر است. ضرایب پخشیدگی نیترات‌ها در خاکهای مختلف بر اساس میزان رطوبت آنها ۵/۰ تا ۲/۱ سانتیمتر در روز تغییر می‌کند در صورتی که سرعت جریان توده‌ای به چندین برابر رقم مذکور می‌رسد. برای مثال در ستونی از خاک شن لومی‌با ۵/۲ سانتیمتر آب آبیاری نیترات ۱۵ تا ۲۰ سانتیمتر حرکت می‌کند. در حالت غیر اشباع این جابجایی عمدتاً از طریق پخشیدگی انجام می‌گیرد. این عمل در زمان بعد از آبیاری یا بارندگی هنگامی که رطوبت خاک کمتر از ظرفیت زراعی باشد، اتفاق می‌افتد همچنین تلفات نیتروژن نیتراتی از خاک شنی و سبک بیشتر از خاک سنگین میباشد.
در وضعیت اقلیمی خشک و نیمه خشک، ممکن است زمان خشک ماندن زمین طولانی گردد. در چنین شرایطی حرکت رو به بالای نیترات گزارش شده است. غلظت بالای نیترات در سطح خاکهای مناطق حاره بعد از خشکی ممتد مشاهده شده است. این پدیده، حرکت رو به بالای نیترات موجود در اعماق خاک را در اثر نیروی کاپیلاری بیان می‌کند. تجمع نیترات در عمقی که رطوبت تمام و خشکی شروع می‌شود، انجام می‌گیرد.
۱-۷ روش‌های جلوگیری از آبشویی نیترات
روش‌های زراعی متعددی به منظور کاهش آبشویی نیترات می‌توان اعمال کرد و در عین حال حداکثر عملکرد را نیز از مزرعه برداشت نمود. در ادامه به چند روش اشاره می‌گردد.
۱-۷-۱ مدیریت صحیح مصرف آب
بهترین روش جلوگیری یا کاهش آبشویی نیترات، اعمال مدیریت صحیح مصرف آب در مزرعه است. هرگاه آب باران یا آبیاری نتواند به پایین‌تر از منطقه ریشه نفوذ نماید، نیترات نیز از این نقطه به پایین‌تر نفوذ نخواهد کرد. عمل آبشویی زمانی اتفاق می‌افتد که آب بیش از نیاز به خاک اضافه شده باشد. روش‌های مصرف آب نیز در آبشویی نیترات مؤثرند. تلفات ناشی از مصرف مقدار کم و تدریجی در مزرعه در زمان طولانی، خیلی کمتر از حالت مصرف مقدار زیاد آب در زمان کم است (بادر, ۱۹۸۰). البته صرفه جویی در مصرف آب نبایستی به حدی باشد که در محصولات زراعی ایجاد تنش رطوبتی نماید.
۱-۷-۲ تنظیم مقدار کود مصرفی
تنظیم مقدار کود مصرفی از دیگر روش‌های کاهش آبشویی نیترات است تا زمانی که مقدار کود مصرفی با مقدار برگشت گیاه متناسب باشد، میزان آبشویی نیترات به کمترین مقدار می‌رسد. اما کودپاشی به مقدار بیش از نیاز،

مطلب مشابه :  منابع پایان نامه دربارهاستاندارد، تعمیم پذیری، ادبیات فارسی، اندازه گیری
دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید