بررسی تغییرات مکانی کیفیت خاک در یک مزرعه ذرت در منطقه روانسر استان کرمانشاه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران.

چکیده

سامانه‌های طبقه‌بندی کیفیت خاک، در بهره‌برداری صحیح از این منبع مهم طبیعی، ارزیابی تولید محصولات کشاورزی در مزارع و مدیریت پایدار اراضی کشاورزی اهمیت ویژه‌ای دارند. برای بررسی کیفیت خاک، یک مزرعه بزرگ ذرت (Zea mays L.) به مساحت 45 هکتار در منطقه روانسر استان کرمانشاه انتخاب شد. با استفاده از علم زمین‌آمار و 65 نمونه، تغییرات مکانی پنج شاخص مؤثر بر تولید محصول شامل جرم مخصوص ظاهری، تخلخل غیرمویینگی، هدایت هیدرولیکی اشباع، گنجایش آب قابل‌جذب گیاه گیاه و کربن آلی خاک در ﻳﻚ ﺷﺒﻜﻪ منظم به اﺑﻌـﺎد 100 ×100 ﻣﺘﺮ مربع در محیط سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) ارزیابی شد. با حاصلضرب ارزش پنج شاخص مذکور، شاخص رتبه‌بندی فیزیکی در نقاط نمونه‌برداری تعیین و سپس ارتباط این شاخص با عملکرد بیولوژیک ذرت بررسی شد. نتایج نشان داد که دامنه تأثیر نیم‌تغییرنما (سمی‌واریوگرام) برای شاخص‌های هدایت هیدرولیکی اشباع و گنجایش آب قابل‌جذب گیاه بین 137 تا 145 متر و برای شاخص‌های جرم مخصوص ظاهری، کربن آلی و تخلخل غیرمویینگی به نسبت بلند (161 تا 205 متر) بودند. بررسی نقشه‌های پهنه‌بندی نشان داد که مقادیر هدایت هیدرولیکی اشباع بین 006/0 تا 3 سانتی‌متر بر ساعت، کربن آلی بین  0.2 تا 1.32 درصد، جرم مخصوص ظاهری بین 1.35 تا 1.8 گرم بر سانتی‌متر مکعب، تخلخل غیرمویینگی بین 3.5 تا 17.3درصد و گنجایش آب قابل‌جذب گیاه گیاه بین 4.24 تا 16.63درصد متغیر بودند. همچنین، همبستگی بین شاخص رتبه‌بندی فیزیکی و عملکرد بیولوژیک ذرت خیلی خوب بود (**0.8832 = r). به‌طور کلی، با تهیه نقشه‌های پهنه‌بندی شاخص رتبه‌بندی فیزیکی خاک و عملکرد بیولوژیک به کمک علم زمین‌آمار، می‌توان کیفیت فیزیکی خاک هر نقطه از مزرعه را شناسایی و اصلاح نمود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


Aruna1, L., Vijayavalli, G., Vivinraj, R., Vineetha, K., & Vigneshwaran, P. (2016). Study on spatial variability of soils using GIS. Journal of Engineering Research and Application, 6 (12), 16-22. https://doi.org/10.9734/ijecc/2022/v12i121488
Amirinejad, A.A., Kamble K., Aggarwal P., Chakraborty D., Pradhan S., & Mittal R.B. (2010). Assessment and mapping of spatial variation of soil physical health in a farm. Geoderma, 160, 292-303. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2010.09.021
Cambardella, C.A., Moorman, T.B., Parkin, T.B., Karlen, D.L., Novak, J.M., Turco, R.F., & Konopka, A.E. (1994). Field-scale variability of soil properties in central Iowa soils. Soil Science Society America Journal, 58, 1501-1511. https://doi.org/10.2136/sssaj1994.03615995005800050033x
Castellini, M., Maria Stellacci, A., Tomaiuolo, M., & Barca, E. (2019). Spatial variability of soil physical and hydraulic properties in a durum wheat field: An assessment by the BEST-procedure. Water, 11(10), 2185. https://doi.org/10.3390/w11071434
Gee, G.W. & Bauder J.W. (1986). Particle size analysis, In: Methods of Soil Analysis: Part 1. Physical and Mineralogical Methods, 5.1, Second Edition, SSSA Book Series 9, Madison, Wisconsin, USA. https://doi.org/10.2136/sssabookser5.1.2ed.c15
Gulser, C., Ekberli, I., & Candemir, F. (2016). Spatial variability of soil physical properties in a cultivated field. Eurasian Journal of Soil Science, 5(3), 192. https://doi.org/10.18393/ejss.2016.3. 192-200
Gupta, R P. (1986). Criteria for physical rating index for soils in relation to crop production. Pp. 69-71. In: XШ International Soil Science Society Congress, 4-6 November, 1986, Hemburg, Germany.
Iqbal, J., Thomasson J.A. Jenkins J.N. Owens P.R. & Whisler F.D. (2005). Spatial variability analysis of soil physical properties of alluvial soils. Soil Science Society of America Journal, 69, 1338–1350. https://doi.org/10.2136/sssaj2004.0154
Jacob, H., & Clarke Topp, G. (2002). Methods of soil analysis, Part 4: Physical Methods, First Edition, Soil Science Society of America Book Series, Madison, Wisconsin, USA. DOI: https://doi.org/10.2136/sssabookser5.4
Kavianpoor, H., Esmali Ouri A. Jafarian Z. & Kavian A. (2012). Spatial variability of some soil chemical and physical soil properties in Neosho mountainous rangelands. American Journal of Environmental Engineering, 2, 34-44. https://doi.org/10.5923/j.ajee.20120201.06
Mondani, F., Karami, P., & Ghobadi, R. (2021). Simulation of moisture regimes effect on maize (Zea mays L.) growth and yield in Kermanshah region by CERES-Maize model. Journal of Crop Science Research in Arid Regions, 3(1), 39-56. (In Persian with English abstract) https://doi.org/10.22034/CSRAR.2021.280069.1091
Reyes, J., Wendroth, O., Matocha, C., & Zhu, J. (2019). Delineating site-specifc management zones and evaluating soil water temporal dynamics in a farmer’s feld in Kentucky. Vadose Zone Journal, 18(1), 1-19. https://doi.org/10.2136/vzj2018.07.0143
Richards, L.A., & Fireman, M. (1943). Pressure-plate apparatus for measuring moisture sorption and transmission by soils. Soil Science, 56(6), 395–406. https://doi.org/10.1097/00010694-194312000-00001
Wilcox, L.V., 1951. A method for calculating the saturation percentage from the weight of a known volume of saturated soil paste. Soil Science, 72, 233–238
Saglam, M., Öztürk H.S. Ersahin S. & ˙Iözkan A. (2011). Spatial variation of soil physical properties in adjacent alluvial and colluvial soils under Ustic moisture regime. Hydrology and Earth System Sciences Discussions, 8, 4261-4280. https://doi.org/10.5194/hessd-8-4261-2011
Walkley, A. & Black I.A. (1934). An examination of the degtjareff method for determining soil organic matter, and a proposed modification of the chromic acid titration method. Soil Science, 37, 29-38.
Wilcox, L.V. (1951). A method for calculating the saturation percentage from the weight of a known volume of saturated soil paste. Soil Science, 72, 233–238.
Zhang, S.W., Shen C.Y. Chen X.Y. Ye H.C. Huang Y.F. & Lai S. (2013). Spatial interpolation of soil properties using compositional kriging and regression kriging with consideration of the characteristics of compositional data and environment variables. Journal of Integrative Agriculture, 1, 1673-1683. https://doi.org/10.1016/S2095-3119(13)60395-0
Zulfikar Khan, M., Rafikul Islam, M., Bin Abdus Salam, A., Ray, T. (2021). Spatial variability and geostatistical analysis of soil properties in the diversified cropping regions of Bangladesh using geographic information system techniques. Applied and Environmental Soil Science, (7),1-19. https://doi.org/10.1155/2021/6639180