
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 623 |
تعداد مقالات | 6,501 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,624,338 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,213,917 |
ارزیابی حساسیّت اندازههای خاکدانه به فرسایش بینشیاری بر اساس شاخصهای پایداری خاکدانه | ||
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک | ||
مقاله 9، دوره 25، شماره 2، خرداد و تیر 1397، صفحه 169-185 اصل مقاله (589.33 K) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwsc.2018.12419.2705 | ||
نویسندگان | ||
علیرضا واعظی* 1؛ سعید رحمتی2؛ حسین بیات3 | ||
1گروه خاکشناسی دانشکده کشاورزی دانشگاه زنجان | ||
2دانشجوی کارشناسی ارشد فیزیک و حفاظت خاک دانشگاه زنجان | ||
3کارشناسی ارشد فیزیک-حفاظت دانشگاه زنجان | ||
چکیده | ||
سابقه و هدف: پایداری خاکدانه یک شاخص فیزیکی مهم برای بیان حساسیّت خاکها به فرسایش میباشد. بسته به اندازهی خاکدانه، پایداری خاکدانه میتواند دچار تغییر شود. برخی روشها شامل الک خشک، الک تر و رهاسازی قطرهی آب، بهطور رایج برای ارزیابی پایداری خاکدانهها در سراسر دنیا مورد استفاده قرار میگیرند. شاخص میانگین وزنی قطر خاکدانههای پایدار در هر دو روش الک خشک و الک تر مورد استفاده قرار میگیرد و در روش آزمون قطرهی آب، تعداد قطرهی مورد نیاز برای تخریب خاکدانه تعیین میشود. این شاخصها تنها برای ارزیابی پایداری خاکدانه در نمونههای خاکدانهی با اندازهی یکسان انجام میشود. بنابراین استفاده از این شاخصها در نمونههای خاکدانهی با اندازهی مختلف ممکن است سبب برخی از خطاها در ارزیابی حساسیّت خاک به فرسایش شود. بنابراین، این مطالعه بهمنظور ارائهی شاخص مناسب پایداری خاکدانه برای اندازههای خاکدانه در برابر فرسایش بینشیاری در یک نمونه خاک منطقهی نیمهخشک انجام گرفت. مواد و روشها: چهار کلاس اندازهی خاکدانه شامل کوچکتر از 2، 2 تا 4، 4 تا 8 و 8 تا 11 میلیمتر از یک خاک کشاورزی با بافت لوم رسی در غرب زنجان، واقع در شمال غرب ایران جمعآوری شد. حدود 600 کیلوگرم نمونه از هر اندازهی خاکدانه از عمق صفر تا 30 سانتیمتر با استفاده از الکهای مربوطه از زمینی کشاورزی از حجمی معادل 10 مترمکعب خاک برداشت شد. نمونههای خاکدانه به کرتهایی با ابعاد 120 سانتیمتر در 130 سانتیمتر تحت شیب 9 درصد منتقل شدند. در مجموع 12 کرت با استفاده از طرح بلوکهای کامل تصادفی برای چهار کلاس اندازهی خاکدانه با سه تکرار مورد بررسی قرار گرفت. کرتها در معرض هفت رخداد باران شبیهسازی شده با شدّت یکسان 70 میلیمتر بر ساعت بهمدّت 30 دقیقه با فواصل زمانی هفت روز قرار گرفتند. در پایان هر رخداد مقدار هدررفت خاک هر اندازهی خاکدانه اندازهگیری شد. پایداری خاکدانه در برابر ضربهی مکانیکی (MWDdry)، خیس شدن در آب (MWDwet) و ضربهی قطرهی آب (WDT) بهترتیب با استفاده از روشهای الک خشک، الک تر و رهاسازی قطرهی آب برای هر کلاس اندازه خاکدانه تعیین شد. بهعلاوه پایداری خاکدانه بهازای جرم خاکدانه بهترتیب برای هر سه روش با شاخصهای MWDdry-m، MWDwet-m و WDTm بیان شد. در کنار آن، سایر ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی شامل توزیع اندازهی ذرات، سنگریزه، چگالی ظاهری، ضریب آبگذری اشباع، کربن آلی و کربنات کلسیم در آزمایشگاه اندازهگیری شدند. یافتهها: بر اساس نتایج، همبستگی مثبت معنیدار بین اندازهی خاکدانه و پایداری خاکدانه اندازهگیری شده با روشهای خشک (99/0=r)، الک تر (89/0=r) و آزمون قطرهی آب (93/0=r) وجود داشت. با افزایش اندازهی خاکدانه، پایداری خاکدانه بر اساس این روشها، افزایش یافت. با این وجود ارزیابی پایداری خاکدانه بهازای جرم خاکدانه نشان داد که همبستگی منفی بین اندازهی خاکدانه و پایداری خاکدانه بهازای جرم خاکدانه در روش الک تر (95/0-=r)، الک خشک (88/0-=r) و آزمون قطرهی آب (88/0-=r) وجود دارد. اگرچه خاکدانههای درشت نسبت به خاکدانههای کوچک، پایداری بیشتری در برابر تنشهای خارجی مانند ضربهی مکانیکی، خیس شدن در آب و ضربهی قطرهی آب دارند اما پایداری آنها نسبت به جرم خود، کمتر از خاکدانههای کوچک میباشد. بر خلاف انتظار، هدررفت خاک هر کلاس اندازهی خاکدانه با افزایش پایداری خاکدانه اندازهگیری شده با روشهای خشک، الک تر و آزمون قطرهی آب افزایش یافت در صورتیکه هدررفت خاک با افزایش پایداری خاکدانهی تعیین شده در این سه روش بهازای جرم خاکدانه کاهش یافت. نتیجهگیری: این پژوهش نشان داد که شاخصهای MWDwet ، MWDdry و WDT، شاخصهایی مناسب برای ارزیابی پایداری اندازههای خاکدانه در یک خاک در برابر فرسایش بینشیاری نیستند؛ بلکه پایداری خاکدانهی تعیین شده در این سه روش بهازای جرم خاکدانه مفهومی بهتر برای ارزیابی حساسیّت اندازههای خاکدانه به فرسایش بینشیاری هستند. در این میان، MWDwet-m، بهعنوان مناسبترین شاخص در این زمینه است. | ||
کلیدواژهها | ||
پایداری خاکدانه بهازای جرم؛ روش آزمون قطرهی آب؛ روش الک تر؛ روش الک خشک؛ زنجان | ||
مراجع | ||
1.Ahmadi, A., Neyshabouri, M.R., Rouhipour, H., and Asadi, H. 2011. Fractal dimension of soil aggregates as an index of soil erodibility. J. Hydrol. 400: 3. 305-311.
2.Akbari, S., and Vaezi, A.R. 2015. Investigating aggregates stability against raindrops impact in some soils of a semi-arid region, North west of Zanjan. Water and Soil Science. 25: 2. 65-77. (In Persian)
3.An, S., Mentler, A., Mayer, H., and Blumc, W.E.H. 2010. Soil aggragation, aggregate stability, organic carbon and nitrogen in different soil aggregate fractions under forest and shrub vegatiotion on the Loess Plateau, China. Catena. 81: 226-233.
4.Arjmand Sajjadi, S., and Mahmoodabadi, M. 2014. Aggregate breakdown and surface seal development influenced by rain intensity, slope gradient and soil particle size. Solid Earth Discussions. 6: 3303-3331.
5.Bare, A., Kainz, M., and Veihe, A. 2010. The spatial variability of erodibility and ites relation to soil type, a study from northern Ghana. Geoderma. 106: 101-120.
6.Barthes, B.G., Kouoa Kouoa, E., Larre-Larrouy, M.C., Razafimbelo, T.M., de Luca, E.F., Azontonde, A., Neves, C.S., de Freitas, P.L., and Feller, C.L. 2008. Texture and sesquioxide effects on water stable aggregates and organic matter in some tropical soils. Geoderma. 143: 14-25. 7.Belaid, H., and Habaieb, H. 2015. Soil aggregate stability in a Tunisian semi-arid environment with reference to fractal analysis. J. Soil Sci. Environ. Manage. 6: 2. 16-23.
8.Besharat, F., and Vaezi, A.R. 2015. Soil Loss under Simulated Rainfalls Rainfall During Events on Runoff and Soil Loss under Simulated Rainfalls. Iran. J. Water. Manage. Sci. Engin. 9: 29. 9-18. (In Persian)
9.Boix-Fayos, C., Calvo-Cases, A., Imeson, A.C., and Soriano-Soto, M.D. 2001. Influence of soil properties on the aggregation of some Mediterranean soils and the use of aggregate size and stability as land degradation indicators. Catena. 44: 47-67.
10.Bouwer, H., and Jackson, R.D. 1974. Determining soil properties, P 611-627, Drainage for Agriculture, ASA Monograph Noumber 17, Madison, WI.
11.Bryan, R.B. 1968. The development, use and efficiency of indices of soil erodibility. Geoderma. 2: 5-26.
12.Canasveras, J.C., Barron, V., Del Campillo, M.C., Torrent, J., and Gomez, J.A. 2010. Estimation of aggregate stability indices in Mediterranean soils by diffuse reflectance spectroscopy. Geoderma. 158: 78-84.
13.Canton, Y., Sole-Benet, A., Asensio, C., Chamizo, S., and Puigdefabregas, J. 2009. Aggregate stability in range sandy loam soils relationship with runoff and erosion. Catena. 77: 192-199.
14.Carter-Cade, E., Greer, D., Braud, J., and Floy, M. 1974. Raindrop characteristics in southcentral United States. Transactions of ASAE. 17: 6. 1033-1037.
15.Culley, J.L.B. 1993. Density and compressibility. Soil sampling and methods of analysis. Pp: 529-539. 16.Dominguez, J., Negrin, M.A., and Rodriguez, C.M. 2001. Aggregate water stability, particle size and soil solution properties in conducive and suppressive soils to Fusarium wilt of banana from Canary island (Spain). Soil Biology and Biochemistry. 33: 449-455.
17.Egashira, K., Kaetsu, Y., and Takuma, K. 1983. Aggregate stability as an index of erodibility of Andosoils. Soil Science and Plant Nnutrition. 29: 473-481.
18.Eynard, A., Schumacher, T.E., Lindstrom, M.J., and Malo, D.D. 2004. Aggregate sizes and stability in cultivated South Dakota prairie Ustolls and Usterts. Soil Sci. Soc. Amer. J. 68: 1360-1365. 19.Fallahzade, J., and Hajabbasi, M.A. 2010. Evaluation of organic matter storage in aggregate of clayey soils under degraded pasture and cropland in central Zagros. J. Water Soil Cons. 17: 179-194. (In Persian)
20.Gee, G.W., Bauder, J.W., and Klute, A. 1986. Particle-size analysis. Methods of soil analysis. Part 1. Physical and mineralogical methods. Pp: 383-411.
21.Girmay, G., Sing, B.R., Nyssen, J., and Borrosen, T. 2009. Runoff and sediment associated nutrient losses under different land uses in Tigray, Northern Ethiopia. J. Hydrol. 376: 70-80.
22.Gupta, O.P. 2002. Water in relation to soils and plants. Agrobios, India. Pp: 31-34.
23.Hoyos, N. 2005. Spatial modeling of soil erosion potential in a tropical watershed of the Colombian Andes. Catena. 63: 85-108.
24.Hoyos, N., and Comerford, N.B. 2005. Land use and landscape effects on aggregate stability and total carbon of Andisols from the Colombian Andes. Geoderma. 129: 268-278.
25.Imeson, A., and Vis, M. 1984. Assessing soil aggregate stability by water-drop impact and ultrasonic dispersion. Geoderma. 34: 185-200.
26.Jackson, M.L. 1967. Soil chemical analysis, Prentice-Hall of India, Private Limited, New Delhi. Kloke, A. 1-3. 27.Kemper, W.D., and Rosenau, R.C. 1986. Aggregate stability and size distribution, in: Methods of Soil Analysis. Part 1. Physical and Mineralogical Methods, Klute, A., Ed. Pp: 425-442. 28.Klute, A. 1986. Methods of Soil Analysis. Part 1. Physical and Mineralogical Methods. 2nd edition. Agron. Monog. 9. ASA ana SSSA, Madison, WI. 29.Mahmoodabadi, M. 2011. Consecutive application of organic matter and sodicity on secondary particle size distribution. Environmental Erosion Researchs. Noumber 2. (In Persian) 30.Mahmoodabadi, M., and Ahmadbeygi, B. 2013. Effect of primary particle size distribution on aggregate stability at different size classes. Water and Soil Science. 23: 3. 207-219. (In Persian) 31.Mataix-Solera, J., Cerda, A., Arcenegui, V., Jordan, A., and Zavala, L.M. 2011. Fire effects on soil aggregation: a review. Earth-Science Reviews. 109: 44-60.
32.Meyer, L.D., and Harmon, W.C. 1984. Susceptibility of agricultural soils to interrill erosion. Soil Sci. Soc. Amer. J. 48: 1152-1157.
33.Nelson, D.W., and Sommers, L. 1982. Total carbon, organic carbon, and organic matter. Methods of soil analysis. Part 2. Chemical and microbiological properties methods of soil, Pp: 539-579.
34.Nzeyimana, I., Hartemink, A.E., Ritsema, C., Stroosnijder, L., Lwanga, E.H., and Geissen, V. 2017. Mulching as a strategy to improve soil properties and reduce soil erodibility in coffee farming systems of Rwanda. Catena. 149: 43-51.
35.Rouhipour, H., Farzanea, H., and Asadi, H. 2004. Relationship between some indicators of soil aggregate stability with soil erodibility factor using a rainfall simulator. Iran. J. Range. Des. Res. 11: 236-254. (In Persian)
36.Sadeghi, S.H.R., Hazbavi, Z., Younesi, H., and Bahramifar, N. 2016. Trade-off between runoff and sediments from treated erosion plots and polyacrylamide and acrylamide residues. Catena. 142: 213-220.
37.Unjer, P.W., Fulton, J.L., and Jones, O.R. 1990. Land-leveling effects on soil texture, organic matter content, and aggregate stability. J. Soil Water Cons. Pp: 412-415.
38.Vaezi, A.R. 2014. Modeling runoff from semi-arid agricultural lands in Northwest Iran. Pedosphere. 24: 595-604.
39.Vaezi, A.R., Sadeghi, S.H.R., Bahrami, H.A., and Mahdian, M.H. 2008. Modeling the USLE K-factor for calcareous soils in northwestern Iran. Geomorphology. 97: 414-423.
40.Veihe, A. 2002. The spatial variability of erodibility and its relation to soil types: a study from northern Ghana. Geoderma. 106: 101-120.
41.Wang, J.G., Yang, W., Yu, B., Li, Z.X., Cai, C.F., and Ma, R.M. 2016. Estimating the influence of related soil properties on macro-and micro-aggregate stability in ultisols of south-central China. Catena. 137: 545-553.
42.Williams, B.M., Martinez, M., and Deeksb, L. 2004. Exponential distribution theory and aggregate size. Soil Sci. Soc. Amer. J. 6: 382-391.
43.Wischmeier, W.H., and Smith, D.D. 1978. Predicting rainfall erosion losses: a guide to conservation Planning, Agriculture Handbook. U.S. Department of Agriculture, Washington, DC. 537: 13-27.
44.Yoder, R.E. 1936. A direct method of aggregate analysis and a study of a physical nature of erosion losses. J. Amer. Agron. 28: 337-351.
45.Zhi-Hua, Sh., Feng-Ling, Y., Lu, L., Zhao-Xia, L., and Chong-Fa, C. 2010. Interrill erosion from disturbed and undisturbed samples in relation to topsoil aggregate stability in red soils from subtropical China. Catena. 81: 240-248. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 536 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 662 |