پديد آورندگان :
كاويان، عطاءاله دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي ساري - گروه آبخيزداري , صالح، ايمان دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي ساري - گروه آبخيزداري , حبيب نژاد روشن، محمود دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي ساري - گروه آبخيزداري , جعفريان، زينب دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي ساري -گروه مرتعداري
كليدواژه :
چمن بومي , رسوب , رواناب , كرت‌هاي آزمايشي , وتيور
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: حفاظت و استفاده بهينه از منابع آب و خاك از اصول توسعه پايدار هر كشور مي‌باشد. استفاده بيش از حد از منابع طبيعي به واسطه افزايش سطح زير كشت اراضي و نيز استفاده بيش از ظرفيت معمول آن‌ها پيامدهايي از قبيل آلودگي آب و خاك را در پي داشته است. يكي از راهكارهاي مؤثر در كاهش آلودگي آب‌هاي سطحي و فرسايش خاك، استفاده از نوارهاي حائل گياهي است. تحقيق حاضر با هدف بررسي تأثير شدت رواناب، گونه گياهي و نوع آلاينده بر كارايي نوارهاي حائل گياهي در كنترل كيفيت و كميت رواناب انجام گرفت. مواد و روش‌ها: عرصه اين تحقيق بخشي از اراضي كشاورزي ديم منطقه مياندرود از توابع شهرستان ساري مي‌باشد. اين پژوهش با استفاده از 12 كرت آزمايشي به ابعاد 10×1 متر در قالب طرح بلوك‌هاي كامل تصادفي با سه تيمار شامل وتيور گراس و چمن بومي با سطح پوشش سه مترمربع و تيمار شاهد (بدون پوشش) در چهار تكرار در منطقه مازندران در شمال ايران به انجام رسيد. كرت‌هاي آزمايشي با شيب 15% ايجاد شدند و به وسيله ورق هاي گالوانيزه تا عمق 10 سانتيمتر از محيط اطراف جدا گشتند. در انتهاي (پايين شيب) هر كرت زهكشهايي تعبيه شدند كه رواناب خروجي را به يك مخزن120 ليتري موجود در انتهاي هر كرت انتقال مي‌دادند. گياهان نوارهاي حائل شامل وتيور و چمن بومي بودند كه در اواخر دي ماه 1393 در كرت ها كاشته شدند به طوري كه سه متر از طول هر كرت شامل گياه مورد آزمايش بود و هفت متر باقيمانده جهت توليد رواناب بدون پوشش رها شد. توليد رواناب مصنوعي با دبي معادل رواناب حاصل از بارندگي با دوره بازگشت 25 و 100 سال صورت پذيرفت. نمونه‌برداري از بهمن ماه سال 1393 آغاز و در دي ماه سال 1394 پايان يافت. به منظور ارزيابي كارايي نوارهاي حائل گياهي در حفاظت آب و خاك، عملكرد اين نوارها در كاهش ميزان رواناب و رسوب و آلاينده‌هايي نظير نيترات و فسفات مورد بررسي قرار گرفت. يافته‌ها: بر اساس نتايج ، حداكثر كارايي براي نوارهاي حائل گياهي حاوي وتيور گراس تحت رواناب حاصل از بارندگي با دوره بازگشت 25 سال به‌دست آمد به‌طوري‌كه تيمار مذكور حجم رواناب، غلظت رسوب، نيترات و فسفات را به ترتيب تا 85، 88، 83 و 87 درصد كاهش داد. همچنين همبستگي نسبتاً خوبي (R2= 0.63) بين غلظت فسفات و رسوب معلق و همچنين بين حجم رواناب و غلظت نيترات (R2=0.67) مشاهده گرديد. مرحله رشد و سن گياه نيز نقش قابل توجهي در كارايي نوار حائل گياهي در كنترل غلظت رسوب نشان دادند به طوري كه با گذشت زمان گياه وتيور با افزايش ارتفاع و درصد سطح پوشش خود عملكرد بهتري در كنترل غلظت آلاينده‌ها خصوصاً رسوب معلق در مقايسه با ديگر نوارهاي حائل گياهي مورد آزمايش ارائه نمود. نتيجه‌گيري: كارايي نوارهاي حائل گياهي در كنترل كميت و كيفيت رواناب تحت رواناب‌هاي شديد، كمتر تحت تأثير خصوصيات نوار حائل و مرحله رشد گياه و گونه آن است و شدت جريان نقش مهم‌تري ايفا مي‌نمايد چرا كه كارايي نوارهاي حائل گياهي مورد مطالعه تحت رواناب با دوره بازگشت 100 سال در طول دوره آزمايش روند منظمي نسبت به دوره بازگشت 25 سال نشان نداد. در مقاطع زماني مختلف، دو گونه گياهي مورد مطالعه شامل وتيور و چمن نقش متفاوتي در كاهش حجم رواناب و آلايندههاي موجود در آن نشان دادند. همچنين نوارهاي حائل گياهي با گذشت زمان، خود نيز به عنوان منبع مواد مغذي و رسوب ايفاي نقش نموده و زمينه آلودگي آب‌هاي سطحي را فراهم و خاك را فراهم آوردند، كه برداشت و كوتاه نمودن دوره‌اي گياه مي‌تواند به عنوان راهكاري موثر به منظور مقابله با اين موضوع تلقي گردد.
چكيده لاتين :
Background and objectives: Conservation and optimal use of soil and water resources are considered as the principles of sustainable development. Excessive use of natural resources caused by increasing agricultural lands area has led to some adverse consequences such as soil and water pollution. The use of vegetative buffer strips is considered as an effective strategy to reduce surface water pollutions and soil erosion. The study has been carried out to investigate the effect of runoff rate, plant species and type of contaminants on the efficiency of vegetative buffer strips in qualitative and quantitative conservation of soil and water in Mazandaran, Iran.
Materials and methods: The field of this research is a part of agricultural lands of Sari city. The width and length of the experimental plots were 1m and 10m respectively. The present study was carried out using 12 experimental plots with dimensions of 1m×10m in randomized complete block design, in Mazandaran province, Northern Iran. The studied treatments include vetiver grass, turf-grass with coverage area of 3m2 and control (bare) treatment with four replications. The experimental plots were installed with a slope of 15% those which were isolated from the surrounding environment. Also, a runoff collecting tank drainage was placed at downslope end of each plot. Vetiver grass and turf grass were the plant species used in the buffer strips those which were planted in the early February of 2015; so that, three meters of each plot contained the studied plant species and seven meters of the plot’ length was left as bare to produce runoff. Artificial runoff was produced with runoff rate equal to the runoff generated by 25 and 100 return period precipitation. Runoff sampling was annually carried out from the collected water at downslope of each plot since a month after planting the species; so that, it was conducted since February 2015 until January 2016. In order to evaluate the efficiency of vegetative buffer strips in water and soil conservation, the performance of these buffers for runoff, sediment and pollutants removal was studied. Means of achieved data were compared and statistically analyzed using Duncan test by SPSS (22) software.
Results: According to the results, the maximum efficiency of vetiver buffer strips under the runoff generated by 25-year return period precipitation; so that, the mentioned treatment reduced the runoff volume, sediment, nitrate and phosphate concentration by 85%, 88%, 83% and 87% respectively. Also, a relative proper correlation was found between phosphate and sediment (R2=0.66) as well as nitrate and runoff volume (R2=0.67) Plant growth stage and age played an important role in the efficiency of vegetative buffer strips for sediment control so that, by increasing the height and coverage percentage over time, vetiver grass gave a more appropriate performance in pollutants control and specially suspended sediment compared to the other studied vegetative buffer strips in the present study.
Conclusion: The efficiency of vegetative buffer strips in runoff quantity and quality control is highly affected by the flow properties. The characteristics of buffer strips, plant species and phenology are less important when the runoff rate is high. Because, the efficiency of vegetative buffer strips affected by 100-year return period runoff showed a more irregular trend compared to 25-year return period runoff. The two buffer plants also showed different performances to reduce runoff volume and its pollutants. The vegetative buffer strips played a role as nutrients and sediment source that caused soil and surface water pollution over time. So, periodic mowing can be considered as an effective strategy to deal with this issue.
