Bitkisel üretim için sürekli tuzlu su kullanımı toprak tuzlanmasını arttırır. Toprakta biriken çözünür tuzların yüksek içeriği, tarım alanlarının değerini ve verimliliğini önemli ölçüde azaltabilir. Yüksek tuzluluk oranına sahip düşük kaliteli sulama suyunun kullanılması, İran ve dünyadaki birçok ülkenin tarımındaki temel sorunlardan biridir (Mostafazadeh-Fard ve ark. 2008). Toprak ve suyu geri kazanmak ve toprak tuzluluğunu azaltmak için manyetize su kullanılabilir (Kney ve Parsons 2006). Mıknatıslanmış su, suyun kalıcı mıknatıslardan veya bir besleme boru hattına / içine yerleştirilen elektro mıknatıslardan geçirilmesiyle elde edilir (Higashitani ve ark. 1993). Kalıcı seramik mıknatıslar veya elektro mıknatıslar gelen su borusunun etrafına monte edilir. Ampere yasasına göre, elektrik bir tele geçtiğinde, etrafında mıknatıslanmış bir alan oluşturulacaktır. Şimdiye kadar, suyu mıknatıslamak için farklı cihazlar üretildi. Bu cihazlar için çeşitli yapılara ve şekillere rağmen, performans mekanizmaları neredeyse aynıdır. Bir sıvı mıknatıslanmış alandan geçtiğinde, yapısı ve katı partiküllerin yoğunluk, tuz çözeltisi kapasitesi ve çökelme oranı gibi bazı fiziksel özellikleri değişecektir (Higashitani ve ark. 1993). CaCO3 içeren bir su örneğinde, kalsiyum ve karbonat iyonları mıknatıslardan etkilenen bölgeye girdiğinde, zıt yükleri nedeniyle zıt yönlere itilirler. Tüm kalsiyum iyonları bir yönde itildikçe ve tüm karbonat anyonları ters yönde itildikçe çarpışma eğilimindedirler. Ne zaman suyun mıknatıslanması için farklı cihazlar üretilmiştir. Bu cihazlar için çeşitli yapılara ve şekillere rağmen, performans mekanizmaları neredeyse aynıdır

Ne zaman bu çarpışmalar meydana gelir, iyonlar birbirine yapışarak aragonit adı verilen katı bir CaCO3 formu oluştururlar. Bu mikroskobik kristaller suda hareket ederken oluşmaya zorlandıkları için kendilerini boru hattına bağlama fırsatı yoktur. Başka bir deyişle, inspirasyon kuvvetinin sıvı üzerindeki etkisi ve suyun polaritesi nedeniyle, anyonlar ve katyonlar titreşir ve birbirine yaklaşır ve sonunda yapışır. Bu nedenle, asılı parçacıkların elektrik yükü azalır ve kartopu fenomeni şeklinde kalır ve suda askıya alınır.

Manyetik etkinin neden olduğu değişiklikler, manyetik alanın gücü, uygulanan mıknatıslanmış alanın yönü, manyetik maruz kalma süresi, çözeltinin akış hızı, sistemde mevcut katkı maddeleri ve pH (Chibowski et al) gibi birçok faktöre bağlıdır. 2005). Manyetize su birçok araştırma tarafından incelenmiştir (örneğin, Inaba ve ark. 2004 ve Ghauri ve Ansari 2006). Deneysel bir çalışma, nispeten zayıf bir manyetik etkinin (alanın) suyun viskozitesini arttırdığını, bunun manyetik alan altındaki daha güçlü hidrojen bağları tarafından yorumlandığını göstermiştir (Ghauri ve Ansari 2006). Kalsiyum karbonat çökelmesi üzerindeki manyetik alan etkilerini ele almak için iki teori geliştirilmiştir: 1- çözünmüş iyonlar üzerinde doğrudan bir etki ve 2- parçacıklar üzerinde manyetik bir etki. İlk teori, çözünmüş iyonlar üzerinde doğrudan bir etkiye sahiptir. Manyetik alana iyonik yanıt örnekleri Higashitani ve ark. (1993), manyetik olarak işlenmiş, hareketsiz filtrelenmiş kalsiyum klorür ve sodyum karbonat çözeltilerini karıştırdıktan sonra oluşan kalsiyum karbonat kristallerinin özelliklerini araştıranlar. İkinci mekanizma, çözünmüş iyonlardan ziyade suda bulunan parçacıklar üzerindeki manyetik bir etkiyi ve ayrıca parçacıkların yüzey yükündeki değişikliklerin kalsiyum karbonatın çekirdeklenme ve çökelme hızını etkilediğini varsaymaktadır (Barrett ve Parsons, 1998).

Higashitani ve Oshitani (1996) manyetik alanların manyetik olmayan kolloid parçacıklarının stabilitesi üzerindeki etkisini araştırmış ve kolloidal stabilitenin, parçacık yüzeyine adsorbe edilen su moleküllerinin ve iyonlarının yapısının değiştirilmesi yoluyla manyetik alanlardan etkilendiğini veya ortamda. Bogatin ve diğ. (1999) etkili manyetik muamele için önemli bileşenlerin aparattan akış hızı ve suyun bazı kimyasal parametreleri, yani 50 mg / L'den fazla karbonat su sertliği ve pH> 7.2'deki sudaki hidrojen iyonlarının konsantrasyonu olduğunu göstermiştir. Mostafazadeh-Fard ve diğ. (2011), damlama sulamada manyetize su ve sulama suyu tuzluluğunun toprak nemi dağılımı üzerindeki etkilerini araştırmışlardır.

Toprak suyu ve tuzların damlama sulamadan kaynaklanan dağılım şekli, geleneksel sulama yöntemlerinden kaynaklananlardan oldukça farklıdır (Wang vd. 2006; Elmaloglou ve Malamos 2006 ve Elmaloglou ve Diamantopoulos 2007). Manyetize su birçok araştırma tarafından incelenmiştir. Bununla birlikte, bugüne kadar, damlama sulamada mıknatıslanmış suyun toprağın sülfat iyonları (SO4-2) üzerindeki etkileri hakkında bir çalışma bulunmamaktadır. Bu çalışmanın amacı, damlama sulamada manyetize su ve sulama suyu tuzluluğunun toprağın sülfat iyonları üzerindeki etkilerini araştırmaktır.

Malzemeler ve yöntemler
İran'ın Gorgan eyaleti, Gorgan Tarım ve Doğal Kaynaklar Araştırma Merkezi'ne ait deneysel bir alan, 2009 yazında saha verilerini toplamak için kullanılmıştır. Gorgan (3645N, 5425E), yaklaşık 5.5 m yukarıda Ortalama deniz seviyesi İran'ın kuzeyinde, yıllık yağış 527,4 mm, yıllık buharlaşma talebi 1321,1 mm, ortalama yıllık sıcaklık 17,6 oC ve ortalama yıllık nem oranı% 71'dir. Komple randomize blok tasarımına sahip bir damlama sulama deneyi kullanıldı. Damlama sulama sisteminde iki alt ünite vardı ve her alt ünitede 1 mm aralıklı, 16 mm çapında ve 30 m uzunluğunda, 64 mm çapında bir alt ana borudan su alan dokuz yanal vardı. Her yanal aralıkta 1 m aralıklı 30 yayıcı vardı. Kontrol vanaları her alt birimin başına monte edildi ve alt birimler 2 m arayla yerleştirildi. Bir elektro pompa, su kaynağından yanallara 1 atmosfer istenen basınçta su sağladı. 1 atmosfer basınçta çalışan, 4 l / saat deşarjlı Typhoon ticari adına sahip hat içi, uzun yollu yayıcılar kullanıldı. Sistemde kullanılan tüm borular polietilendir. 10 günlük sulama aralıkları ile toplam 10 sulama (sulama sayısı, IN adı verilir) uygulandı. Uygulanan sulama suyu miktarı, sulama öncesi başlangıç toprak nemi içeriğine ve toprak nemi açığına dayanıyordu ve uygulanan su, toprağın tarla kapasitesine ulaşacağı şekildeydi.

Manyetik (I1) ve manyetik olmayan sulama suyu (I2) 'nin iki ana tedavisi ve kontrol (S1), 200 ppm kalsiyum karbonat (S2) ve 400 ppm kalsiyum karbonat (S3) de dahil olmak üzere, sulama suyu tuzlarının üç alt işlemi ) kullanılmış. Sülfat iyonları gibi toprak kimyasal parametrelerini ve yayıcıların etrafındaki dağılımlarını belirlemek için, sulamadan 24 saat sonra, birinci ve onuncu sulama için her toprak katmanından (0-20, 20-40, 40 60 cm) üç toprak örneği alınmıştır.

Yukarıdaki parametrelerin belirlendiği konumlar için aşağıdaki gösterimler kullanılmıştır: Y1, yayıcıda ve toprak yüzeyinde. Y2, yayıcıda 20 cm derinlikte. Y3, yayıcıda 40 cm derinlikte. Y4, yayıcıda 60 cm derinlikte. Y5, toprak yüzeyinde ve yayıcıdan 25 cm mesafede. Y6, vericiden 20 cm derinlikte 25 cm mesafede. Y7, yayıcıdan 25 cm mesafede, 40 cm derinlikte. Y8, yayıcıdan 25 cm mesafede, 60 cm derinlikte. Y9, toprak yüzeyindeki yayıcıdan 50 cm mesafede. Y10, vericiden 20 cm derinlikte 50 cm mesafede. Y11, 40 cm derinlikte vericiden 50 cm mesafede. Y12, vericiden 60 cm derinlikte 50 cm mesafede. Ölçümlerin yapıldığı dönemde ve ilk ve onuncu sulama sırasında yağış görülmemiştir. Tarla ilk kez ekin örtüsü olmadan sulandı. Orijinal sulama suyunun (kuyu suyu) kimyasal özellikleri Tablo 1'de verilmiştir. Deneylerin başlamasından önceki toprak fiziksel özellikleri Tablo 2'de gösterilmiştir. Manyetik su, suyun ana ana boru üzerine monte edilmiş bir mıknatıstan geçirilmesiyle elde edilebilir. Suyu mıknatıslamak için, daha iyi mıknatıslama etkisine sahip olmak için aynı anda iki yöntem kullanıldı. İlk yöntemde, elektrik akımı üretmek için suyun yanallere girmesinden önce alt ana borunun etrafına Big Magnet Water ticari adına sahip bir elektro mıknatıs takıldı. Elektro mıknatıs için, alt ana borunun her biri yaklaşık 0.5 m uzunluğunda ve birbirinden yaklaşık 0.5 m uzaklıkta olan iki bölümü elektrik teli ile sarılmış ve teller gücünü alan elektrik mıknatıs kutusuna bağlanmıştır. şehir elektrik güç kaynağı. İkinci yöntemde, Saba Poul ticari adına sahip kalıcı mıknatıslar (seramik mıknatıslar), yanlara su girmeden önce alt ana borunun etrafına yerleştirildi.

Sonuçlar ve tartışma
Tablo 3'te sunulan varyans analizi, mıknatıslanmış sulama suyunun, yayıcının altındaki tüm derinliklerde toprak sülfat iyonları üzerindeki etkisinin% 1 düzeyinde anlamlı olduğunu göstermektedir. Ayrıca yayıcının altındaki tüm toprak derinliklerinde, manyetize sulama suyu arıtımı için ortalama toprak sülfat iyonları, manyetize olmamış sulama suyu muamelesinden daha azdı ve farklar% 5 düzeyinde anlamlıydı (Tablo 4). Manyetize sulama suyunun sulama suyu tuzluluğu ile vericinin en çok bulunduğu yerlerindeki toprak sülfat iyonları üzerindeki etkileşim etkisi% 1 düzeyinde anlamlı olmuştur (Tablo 3). Şekil 1, farklı işlemler için onuncu sulamadan sonra farklı toprak derinliklerinde yayıcıdan ortalama 25 cm mesafede toprak sülfat iyonlarının karşılaştırılmasını göstermektedir. Bu şekil, mıknatıslı sulama suyu ile sulamanın farklı sulama suyu tuzları için mıknatıslanmamış sulama suyuna kıyasla daha düşük toprak sülfat iyonlarına neden olduğunu göstermektedir. Genel sonuçlar, manyetize edilmemiş sulama suyu işlemlerine kıyasla manyetize sulama suyu işlemlerinin toprak sülfat iyonlarında ortalama% 37,3'e kadar azalmaya neden olduğunu göstermiştir .

Sonuçlar
Su mıknatıslanmış alandan geçtiğinde, yapısı ve bazı fiziksel özellikleri değişecektir. Manyetize su ve sulama suyu tuzluluğunun toprağın sülfat iyonları üzerindeki etkilerini araştırmak için tarla damlama sulama deneyi yapılmıştır. Sonuçlar, manyetize sulama suyu arıtımı için toprak sülfat iyonlarının önemli ölçüde azaldığını göstermiştir. Toprak sülfat iyonlarının azaltılması toprakta kalsiyum sülfat çökelme olasılığını azaltır ve sonuçların bitki büyümesi için daha iyi toprak koşulları olacağı toprak profilinden sızan tuzların şansını artırır.

Referanslar
[1] RA Barrett ve SA Parsons. Manyetik alanların kalsiyum karbonat çökelmesi üzerindeki etkisi. Su Araştırması. 1998, 32 (3): 609-612'de açıklanmaktadır.
[2] J. Bogatin, N. Ph. Bondarenko, EZ Gak, EE Rokhinson, IP Ananyev. Sulama suyunun manyetik arıtımı: Deneysel sonuçlar ve uygulama koşulları. Çevre Bilimi ve Teknolojisi. 1999, 33 : 1280-1285'te açıklanmaktadır.
[3] E. Chibowski, A. Szcześ, L. Hołysz. Sodyum Dodesil Sülfat ve Statik Manyetik Alanın Taze Çöktürülmüş Kalsiyum Karbonatın Özellikleri Üzerine Etkisi. ACS Yayınları. 2005, 21 (18): 8114-8122'de açıklanmaktadır.
[4] ST Elmaloglou ve N. Malamos. Islatma cephesinin yüzey ve dikey bileşenlerini bir yüzey noktası kaynağı altında, kök suyu alımı ve buharlaştırma ile belirlemek için bir metodoloji. Sulama ve Drenaj. 2006, 55 (1): 99-111.
[5] S. Elmaloglou ve E. Diamantopoulos. Darbeli damla sulamadan etkilenen kök bölgesi altında derin sızıntı ile ön ilerleme düzenlerini ve su kayıplarını ıslatma. Tarımsal Su Yönetimi . 2007, 90 (1-2): 160-163.
[6] SA. Ghauri ve MS Ansari. Manyetik alanın etkisi altında su viskozitesinin arttırılması. Uygulamalı Fizik. 2006, Cilt. 100 , 2 s.
[7] K. Higashitani, A. Kage, S. Katamura, K. Imai, S. Hatade. Manyetik alanın CaCO3 parçacıklarının oluşumu üzerindeki etkileri. Kolloid ve Arayüz Bilimi. 1993, 156 (1): 90-95.
[8] K. Higashitani ve J. Oshitani. Atomik kuvvet mikroskobu ile elektrolit çözeltileri üzerindeki manyetik etkilerin ölçümü. In: Proceedings of İkinci Uluslararası Toplantısı üzerinde Karşı kazan taşı Manyetik Tedavi, Cranfield Üniversitesi, Bedfordshire, İngiltere. 1996, Mart.
[9] H. Inaba, T. Saitou, K. Tozaki, H. Hayashi. Manyetik alanın yüksek çözünürlük ve aşırı duyarlı diferansiyel tarama kalorimetresi ile ölçülen H2O ve D2O'nun erime geçişine etkisi. Uygulamalı Fizik. 2004, 96 (11): 6127-6132'de tarif edilmektedir.
[10] AD Kney ve SA Parsons. Manyetik su arıtımında spektrofotometre tabanlı bir çalışma: İyonik ve yüzey mekanizmalarının değerlendirilmesi. Su Araştırması . 2006, 40 (3): 517-524'te açıklanmaktadır.
[11] B. Mostafazadeh-Fard, M. Heidarpour, A. Aghakhani, M. Feizi. Katı bir bölgede buğday mahsulü için liç işleminin toprak tuzdan arındırma üzerindeki etkileri. Bitki, Toprak ve Çevre. 2008, 54 (1): 20-29'da açıklanmaktadır.
[12] B. Mostafazadeh-Fard, M. Khoshravesh, SF Mousavi, AR Kiani. Mıknatıslı Su ve Sulama Suyu Tuzluluğunun Damla Sulamada Toprak Nemi Dağılımı Üzerine Etkileri. ASCE. Journal of of Sulama ve Drenaj Mühendisliği, Amerikan Derneği arasında Sivil Mühendisliği. 2011, Cilt. 137 , Sayı 6.
[13] FX Wang, Y. Kang. SP Liu. Kuzey Çin Ovası'nda damla sulama sıklığının toprak ıslatma düzeni ve patates büyümesine etkileri . Tarımsal Su Yönetimi . 2006, 79 (3): 248-264'te açıklanmaktadır.