وثيقة
Comparative performance of hydrophobic siloxane polymer and hydrophilic gel forming copolymer on intermittent evaporation, water distribution, and salt leaching through soil columns
الناشر
Sultan Qaboos University
ميلادي
2000
اللغة
الأنجليزية
الموضوع
الملخص الإنجليزي
Title: Comparative Performance of a Hydrophobic Siloxane Polymer and a Hydrophilic Gel-Forming
Copolymer on Intermittent Evaporation, Water Distribution and Salt Leaching Through Soil Columns
Conserving water resources is very important for the Sultanate of Oman, since about 90 % of fresh water is used for agriculture. A major loss of water applied to soils is through evaporation. If evaporative losses could be reduced, then more of the irrigation water would be available for plant growth and possible of salts leaching from the root zone. A large number of methods have been described to limit evaporation, including tillage, mulching, and the use of soil amendments or synthetic polymers. Both hydrophobic and hydrophilic polymers may be useful to reduce evaporative losses from soils. The objective of this study was to evaluate the performances of a hydrophobic Siloxane Polymer (Guilspare) and a hydrophilic Gel Forming Copolymer (Waterworks Gels) on intermittent evaporation, water distribution, and salt leaching through soil profiles. Thirty-two PVC columns, 60 cm long (10 cm in diameter), were assembled each having 6 sections (10 cm long) held with adhesive tape. The bottom of each column was closed with a firmly held piece of cloth. Columns were uniformly packed with sandy loam soil. In 8 columns, Guilspare (2 % solution) was applied to the soil surface. Eight columns were treated with Waterworks Gels (0.3%) at the top 15 cm soil depth. A combined treatment of Guilspare plus Waterworks Gels was applied in other eight columns. The remaining eight columns were left untreated. Moderately saline water (EC = 3.80 dS m) was applied at two rates of 3 and 6 mm day and two intervals of 4 and 8 days. Soil columns were kept outside during summer weather conditions. The columns were weighed daily to monitor water loss. After 36 days, volumetric soil water content and salinity (EC, S m) were measured in each column section. The hydrophobic layer created by Guilspare was an effective barrier against soil water evaporation. Waterworks Gels alone were ineffective in reducing evaporation. During the series of wetting and drying cycles, the pattern of water loss from Guilspare, and Guilspare plus Waterworks Gels treatments was linear over time, while for Waterworks Gels and the controls, the pattern of water loss was cyclic. Regression analysis showed a linear relationship between cumulative evaporation and square root of time from all treatments. Evaporation constants were in the following order: Guilspare plus Waterworks Gels < Guilspare < Waterworks Gels < Control. Averaged over all watering rates and intervals, Guilspare plus Waterworks Gels, Guilspare, and Waterworks Gels treatments reduced cumulative evaporation by 58, 54 and 1.7 % and increased the percent in depth of water conserved by 69,64, and 2%, respectively, relative to the control. Guilspare application substantially reduced constant rate stage (stage I) of soil drying. The rates of stage I drying from Waterworks Gels treated columns and controls were higher than during falling rate stage (stage II) of soil drying, at both rates of water application. No significant differences between treatments were found during stage II of soil drying. Guilspare application proved to be an effective technique in improving water contents and distribution in soils. Guilspare application showed an increase in soil water contents and distribution through all depths of soil columns. Waterworks Gels showed an increase in soil water contents only between 5-15 cm depths. The combined treatment had the highest water storage between 15 to 25 cm depths. The study showed that polymers application were very effective in preventing surface salt accumulation and improving the efficiency of salt leaching, Guilspare treatment increased salt distribution with depth and leached the salts towards the bottom of soil columns. Waterworks Gels accumulated salts in the middle of soil columns. The order of treatments in promoting salt leaching was as follows: Guilspare > Guilspare plus Waterworks Gels > Waterworks Gels > Control. In comparison, a Hydrophobic Siloxane Polymer proved to be more effective, under the experimental conditions, in reducing evaporation, increasing water conservation, improving water distribution and consequently enhancing salt leaching than a Hydrophilic Gel-Forming Copolymer.
المجموعة
URL المصدر
الملخص العربي
الموضوع: مقارنة أداء مركب السليكون الطارد للمياه و المركب الجيلاتيني الماص للمياه و أثرهما على البحر المتقطع و التوزيع الرطوبي و غسيل الأملاح خلال أعمدة التربة
تكتسب إدارة المياه والتربة في سلطنة عمان أهمية قصوى ، حيث يستهلك القطاع الزراعي كميات كبيرة من المياه تقدر بحوالي 40 % من المياه العذبة. ويشكل تبخر المياه من التربة عاملا رئيسيا في الاستهلاك الكلى النباتات من المياه. وإذا ما استطعنا الحد من هذا الفاقد فبالإمكان توفير كميات إضافية من المياه لاستخدامها في زراعة المزيد من المحاصيل و غسيل الأملاح من منطقة جذور النبات. و في هذا الإطار تم استحداث طرق كثيرة للتقليل من عملية التبخر كاستخدام الحراثة و النشارة أو التبن المفروش و استخدام محسنات التربة و البوليمرات المصنعة. جميع المركبات المتعددة الأصل (بوليمر) الطاردة أو الماصة للمياه يمكن أن تكون مفيدة في التقليل من كميات البخر من التربة. تهدف هذه الدراسة إلى تقييم أداء بوليمرات السليكون الطاردة للمياه (جليسبير) و البوليمرات الجيلاتينية الماصة للمياه (واترولرکس جلز) على البحر المتقطع و التوزيع الرطوبي و غسيل الأملاح خلال قطاع التربة. تم استخدام أعمدة من البلاستيك ۱۰x۱۰ سم و قطعت كل منها إلى ۹ قطع بطول ۱۰ سم تم تجميعها مع بعضها بشريط لاصق، و غطيت القطع السفلى بقطع من القماش. تم تعبئة الأعمدة بتربة الطفال الرملية حيث عولج سطح التربة في ۸ أعمدة بمركب جليسبير "Guilspare بتركيز ۲ %، و في ۸ أعمدة أخرى بمركب واترواركس جلز Waterworks Gels" بتركيز 3. % حتى عمق 15 سم. و تم معالجة الأعمدة الأخرى بخليط من جليسبيرو اترو ارکس جلز Gutilspare + Waterwoks Gels»، بينما تركت بقية الأعمدة بدون معالجة Control). أضيفت مياه متوسطة الملوحة (' EC =
3 . 80 ads m) بمعدل ۳ و ۹ مم يوم و على فترات 4 و ۸ ایام. تركت جميع الأعمدة في الخارج تحت ظروف الصيف الحارة مع وزنها يوميا لقياس المياه المتبخره، و بعد 36 يوما، تم قياس المحتوى الرطوبي و التوصيل الكهربائي (Electrical conductivity) في كل قطعة من الأعمدة. أدى تغليف حبيبات التربة السطحية بطبقة رقيقة من مركب جليسير إلى الحد من فقدان المياه من التربية، بينما كان تأثير واترولرکس جلز ضعيفا في التقليل من عملية التبخر. خلال دورات متتابعة من البلل و الجفاف، كانت الزيادة في تبخر المياه من التربة المعالجة بالجليسبير و الخليط من جليسبير+واترواركس جلز خطية مع الزمن، و دوريا" من التربة المعالجة بالواترواركس جلز و التربة غير المعالجة. و جاء ثابت البخر الذي بربط هذين المتغيرين على الترتيب الآتي: جليسبير+واترواركس جنزد جليسبيرد واترواركس جلز < التربة
غير المعالجة و مقارنة بالأعمدة الغير معالجة، قلل جليسبير+واترواركس جلز و جليسبير و واترمارکس جلز من البخر التراكمي بنسبة 58 و 54 و ۱٫۷ % و زاد من كميات المياه المخزونة بنسبة ۹۹ و ۹۶ و ۲ %، على التوالي. وقد تبين من النتائج إن استخدام جليسبير قلل من معدل مرحلة الجفاف الأولى (1 Stage)، التي كانت أعلى م ن معدل مرحلة الجفاف الثانية (Stage II) في التربة المعالجة بالواتروار كس جلز و التربة الغير معالجة. لم تظهر النتائج أي اختلافات بين الأعمدة المعالجة و الغير معالجة خلال مرحلة الجفاف الثانية. و دلت النتائج أيضا على كفاءة استخدام جليسبير في المحتوى و التوزيع الرطوبي الذي زاد في جميع قطاع التربة مع وجود منطقة ترطيب في الطبقات السفلي من الأعمدة، و لكن المحتوى الرطوبي في التربة المعالجة بالواترواركس جلز قد تركز في الطبقة الواقعة بين 5-15 سم، و كان كبيرا في الطبقات الوسطى في خليط جليسبيرو اتروار كس جلز كما اتضح جليا من النتائج مدى كفاءة مركبات البوليمر في غسيل الأملاح و تثبيط تراكمها على سطح التربة. فقد دل استخدام جليسبير إلى زيادة التوزيع الملحي مع زيادة عمق التربة و تراكمها في الطبقات التحتية من الأعمدة، بينما تراكمت الأملاح في الطبقات الوسطى في أعمدة التربة المعالجة بالواترواركس جلز. و كانت ترتيب المعاملات في غسيل الأملاح على النحو الآتي: جليسبير > جليسبير+واترواركس جلز > واترواركس جلز > التربية غير المعالجة. خلاصة القول إن لمركب السليكون الطارد للمياه تأثيرا" و أداء" اكبر تحت ظروف التجربة في الحد من فقدان المياه من التربة و زيادة المحتوى و التوزيع الرطوبي و غسيل الأملاح خلال أعمدة التربة مقارنة بالمركب الجيلاتيني الماص للمياه.
تكتسب إدارة المياه والتربة في سلطنة عمان أهمية قصوى ، حيث يستهلك القطاع الزراعي كميات كبيرة من المياه تقدر بحوالي 40 % من المياه العذبة. ويشكل تبخر المياه من التربة عاملا رئيسيا في الاستهلاك الكلى النباتات من المياه. وإذا ما استطعنا الحد من هذا الفاقد فبالإمكان توفير كميات إضافية من المياه لاستخدامها في زراعة المزيد من المحاصيل و غسيل الأملاح من منطقة جذور النبات. و في هذا الإطار تم استحداث طرق كثيرة للتقليل من عملية التبخر كاستخدام الحراثة و النشارة أو التبن المفروش و استخدام محسنات التربة و البوليمرات المصنعة. جميع المركبات المتعددة الأصل (بوليمر) الطاردة أو الماصة للمياه يمكن أن تكون مفيدة في التقليل من كميات البخر من التربة. تهدف هذه الدراسة إلى تقييم أداء بوليمرات السليكون الطاردة للمياه (جليسبير) و البوليمرات الجيلاتينية الماصة للمياه (واترولرکس جلز) على البحر المتقطع و التوزيع الرطوبي و غسيل الأملاح خلال قطاع التربة. تم استخدام أعمدة من البلاستيك ۱۰x۱۰ سم و قطعت كل منها إلى ۹ قطع بطول ۱۰ سم تم تجميعها مع بعضها بشريط لاصق، و غطيت القطع السفلى بقطع من القماش. تم تعبئة الأعمدة بتربة الطفال الرملية حيث عولج سطح التربة في ۸ أعمدة بمركب جليسبير "Guilspare بتركيز ۲ %، و في ۸ أعمدة أخرى بمركب واترواركس جلز Waterworks Gels" بتركيز 3. % حتى عمق 15 سم. و تم معالجة الأعمدة الأخرى بخليط من جليسبيرو اترو ارکس جلز Gutilspare + Waterwoks Gels»، بينما تركت بقية الأعمدة بدون معالجة Control). أضيفت مياه متوسطة الملوحة (' EC =
3 . 80 ads m) بمعدل ۳ و ۹ مم يوم و على فترات 4 و ۸ ایام. تركت جميع الأعمدة في الخارج تحت ظروف الصيف الحارة مع وزنها يوميا لقياس المياه المتبخره، و بعد 36 يوما، تم قياس المحتوى الرطوبي و التوصيل الكهربائي (Electrical conductivity) في كل قطعة من الأعمدة. أدى تغليف حبيبات التربة السطحية بطبقة رقيقة من مركب جليسير إلى الحد من فقدان المياه من التربية، بينما كان تأثير واترولرکس جلز ضعيفا في التقليل من عملية التبخر. خلال دورات متتابعة من البلل و الجفاف، كانت الزيادة في تبخر المياه من التربة المعالجة بالجليسبير و الخليط من جليسبير+واترواركس جلز خطية مع الزمن، و دوريا" من التربة المعالجة بالواترواركس جلز و التربة غير المعالجة. و جاء ثابت البخر الذي بربط هذين المتغيرين على الترتيب الآتي: جليسبير+واترواركس جنزد جليسبيرد واترواركس جلز < التربة
غير المعالجة و مقارنة بالأعمدة الغير معالجة، قلل جليسبير+واترواركس جلز و جليسبير و واترمارکس جلز من البخر التراكمي بنسبة 58 و 54 و ۱٫۷ % و زاد من كميات المياه المخزونة بنسبة ۹۹ و ۹۶ و ۲ %، على التوالي. وقد تبين من النتائج إن استخدام جليسبير قلل من معدل مرحلة الجفاف الأولى (1 Stage)، التي كانت أعلى م ن معدل مرحلة الجفاف الثانية (Stage II) في التربة المعالجة بالواتروار كس جلز و التربة الغير معالجة. لم تظهر النتائج أي اختلافات بين الأعمدة المعالجة و الغير معالجة خلال مرحلة الجفاف الثانية. و دلت النتائج أيضا على كفاءة استخدام جليسبير في المحتوى و التوزيع الرطوبي الذي زاد في جميع قطاع التربة مع وجود منطقة ترطيب في الطبقات السفلي من الأعمدة، و لكن المحتوى الرطوبي في التربة المعالجة بالواترواركس جلز قد تركز في الطبقة الواقعة بين 5-15 سم، و كان كبيرا في الطبقات الوسطى في خليط جليسبيرو اتروار كس جلز كما اتضح جليا من النتائج مدى كفاءة مركبات البوليمر في غسيل الأملاح و تثبيط تراكمها على سطح التربة. فقد دل استخدام جليسبير إلى زيادة التوزيع الملحي مع زيادة عمق التربة و تراكمها في الطبقات التحتية من الأعمدة، بينما تراكمت الأملاح في الطبقات الوسطى في أعمدة التربة المعالجة بالواترواركس جلز. و كانت ترتيب المعاملات في غسيل الأملاح على النحو الآتي: جليسبير > جليسبير+واترواركس جلز > واترواركس جلز > التربية غير المعالجة. خلاصة القول إن لمركب السليكون الطارد للمياه تأثيرا" و أداء" اكبر تحت ظروف التجربة في الحد من فقدان المياه من التربة و زيادة المحتوى و التوزيع الرطوبي و غسيل الأملاح خلال أعمدة التربة مقارنة بالمركب الجيلاتيني الماص للمياه.
قالب العنصر
الرسائل والأطروحات الجامعية