
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 622 |
تعداد مقالات | 6,489 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,605,840 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,198,905 |
هدررفت خاک، کربن آلی، فسفر و پتاسیم در اثر فرسایش بینشیاری متأثر از سرعت باد و سطوح مختلف خاکپوش بقایای گیاهی | ||
مجله مدیریت خاک و تولید پایدار | ||
دوره 10، شماره 4، اسفند 1399، صفحه 173-189 اصل مقاله (894.31 K) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/ejsms.2021.18326.1970 | ||
نویسندگان | ||
ساناز پورمیرکمالی1؛ مجید محمودآبادی* 2 | ||
1گروه خاکشناسی دانشگاه شهید باهنر کرمان | ||
2استاد گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان | ||
چکیده | ||
سابقه و هدف: فرسایش بینشیاری یکی از انواع مهم فرسایش خاک در اراضی کشاورزی است که باعث افت کیفی و هدررفت کمی خاک میشود. هرچند پژوهشهای متعددی در زمینه فرسایش بینشیاری انجام شده، مطالعات بسیار کمی در مورد هدررفت خاک، مواد آلی و عناصر غذایی در اثر فرسایش بینشیاری در شرایط متأثر از باد صورت گرفته است. پژوهش حاضر با هدف بررسی تأثیر درصدهای مختلف خاکپوش کاه و کلش گندم در تقابل با سرعتهای مختلف باد بر هدررفت خاک، کربن آلی، فسفر و پتاسیم در اثر فرسایش بینشیاری روی دو خاک زراعی مختلف انجام شد. مواد و روشها: آزمایش بهصورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی و با اعمال سه فاکتور انجام شد. دو نمونه خاک زراعی با حداکثر اندازه ذرات 2 و 75/4 میلیمتر، در سرعتهای مختلف باد (صفر، 6 و 12 متر بر ثانیه) و چهار سطح خاکپوش کاه و کلش گندم شامل صفر، 30، 60 و 90 درصد (معادل 800، 1650 و 3300 کیلوگرم در هکتار)، هر یک در سه تکرار مورد آزمایش شبیهسازی باران و باد قرار گرفت. به این منظور، باران با شدت ثابت 40 میلیمتر در ساعت به مدت 40 دقیقه ایجاد و میزان هدررفت خاک، کربن آلی، فسفر قابل استفاده و پتاسیم قابل جذب اندازهگیری شد. در نهایت، ارتباط شدت فرسایش بینشیاری متأثر از باد با هدررفت کربن آلی و عناصر غذایی بررسی شد. یافتهها: نتایج نشان داد که هدررفت خاک، کربن آلی، فسفر قابل استفاده و پتاسیم قابل جذب در اثر فرسایش بینشیاری در خاکهای مورد مطالعه بهترتیب بین 1/8 تا 9/134، 02/0 تا 28/1، 3-10×03/0 تا 3-10×45/1 و 007/0 تا 160/0 میلیگرم بر متر مربع در ثانیه متغیر بود. با افزایش درصد خاکپوش، میزان هدررفت خاک، کربن آلی و عناصر غذایی بهطور معنیداری کاهش یافت. در مقابل، افزایش سرعت باد، باعث افزایش معنیدار هدررفت خاک و عناصر غذایی شد. همچنین، هدررفت خاک، کربن آلی و عناصر غذایی در شرایط عدم وزش باد و عدم وجود خاکپوش، در خاک با خاکدانههای درشتتر کمتر از خاک با ذرات ریزتر بود. در هر دو خاک مورد مطالعه، هدررفت کربن آلی بیشتر از هدررفت فسفر و پتاسیم بود. ارتباط هدررفت خاک با هدررفت کربن آلی و نیز با هدررفت فسفر، قویتر از ارتباط با هدررفت پتاسیم بود. نتیجهگیری: یافتههای این پژوهش نشان داد که وزش بادهای فرساینده در زمان وقوع بارش باران، میتواند هدررفت خاک، کربن آلی، فسفر قابل استفاده و پتاسیم قابل جذب در اثر فرسایش بینشیاری را افزایش دهد. از یک طرف، وزش باد باعث افزایش قدرت جریان رواناب میشود، از طرف دیگر وجود خاکپوش با ایجاد زبری در سطح و نیز محافظت از برخورد مستقیم قطرات باران به سطح خاک، میزان هدررفت را کاهش میدهد.. بر اساس یافتههای این پژوهش، بهترین میزان خاکپوش کاه و کلش گندم برای کنترل هدررفت خاک در اثر فرسایش بینشیاری برابر با 60 درصد تعیین شد. لذا حفظ و یا ایجاد این میزان پوشش سطحی در اراضی کشاورزی میتواند از هدررفت خاک، کربن آلی و عناصر غذایی در اثر فرسایش بینشیاری تا حد زیادی جلوگیری کند. | ||
کلیدواژهها | ||
کاه و کلش گندم؛ شبیهساز همزمان باد و باران؛ فرسایش بینشیاری؛ فرسایندگی باد؛ کربن آلی خاک | ||
مراجع | ||
1.AbdElgawad, H., Zinta, G., Hegab, M.M., Pandey, R., Asard, H., and Abuelsoud, W. 2016. High salinity induces different oxidative stress and antioxidant responses in maize seedlings organs. Frontiers in Plant Science. 276: 1-11.
2.Aebi, H. 1984. Catalase in vitro.Methods in Enzymology. Academic Press. 105: 121-126.
3.Ajithkumar, I.P., and Panneerselvam, R. 2014. ROS scavenging system, osmotic maintenance, pigment and growth status of Panicum sumatrense roth under drought stress. Cell biochemistry and Biophysics. 68: 587-595.
4.Bates, L.S., Waldren, R.P., and Teare, I.D. 1973. Rapid determination of free proline for water stress studies. Plant Soil. 39: 1. 205-207.
5.Bradford, M.M. 1976. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical Biochemistry. 72: 248-254.
6.Bundig, C., Vu, T.H., Meise, P., Seddig, S., Schum, A., and Winkelmann, T.2016. Variability in osmotic stress tolerance of starch potato genotypes (Solanum tuberosum L.) as revealed by an in vitro screening: role of proline, osmotic adjustment and drought response in pot trials. Journal of Agronomy and Crop Science. 203: 206-218.
7.Chance, B., and Maehly, A. 1955. Assay of catalases and peroxidases. Methods in Enzymology. 2: 764-775.
8.Ciçek, N., and Çakirlar, H. 2002. The effect of salinity on some physiological parameters in two maize cultivars. Bulgarian Journal of Plant Physiology. 28: 1-2. 66-74.
9.Dane, J.H., and Hopmans, J.W. 2002. Methods of Soil Analysis: Part 4 Physical Methods. Soil Science Society of America, Inc, Madison, Wisconsin, USA.
10.de Cássia Alves, R., de Medeiros, A.S., Nicolau, M.C.M., Neto, A.P., Lima, L.W., Tezotto, T., and Gratão, P.L. 2018. The partial root-zone saline irrigation system and antioxidant responses in tomato plants. Plant Physiology and Biochemistry. 127: 366-379.
11.Fariduddin, Q., Mir, B.A., and Ahmad, A. 2012. Physiological and biochemical traits as tools to screen sensitive and resistant varieties of tomatoes exposed to salt stress. Brazilian Journal of Plant Physiology. 24: 4. 281-292.
12.Gupta, B., and Huang, B. 2014. Mechanism of Salinity Tolerance in Plants: Physiological, Biochemical, and Molecular Characterization. International Journal of Genomics. 2014: 1-18.
13.Hasana, R., and Miyake, H. 2017. Salinity Stress Alters Nutrient Uptake and Causes the Damage of Root and Leaf Anatomy in Maize. KnE Life Sciences. 3: 4. 219-225.
14.Hmidi, D., Abdelly, C., Ashraf, M., and Messedi, D. 2018. Effect of salinity on osmotic adjustment, proline accumulation and possible role of ornithine-δ-aminotransferase in proline biosynthesis in Cakile maritima. Physiology and molecular biology of plants: International Journal of Functional Plant Biology. 24: 6. 1017-1033.
15.Hosseini Salkade, Gh., and Nasr Abadi, D. 2012. Proteomic Analysis of Root and Leaf in Rice under Salinity Stress. Journal of Crop Biotechnology. 1: 1. 1-11. (In Persian)
16.Júnior, D.F., Gaion, L.A., Júnior, G.S., Santos, D.M.M., and Carvalho, R.F. 2018. Drought-induced proline synthesis depends on root-to-shoot communication mediated by light perception. Acta Physiologiae Plantarum. 40: 1. 1-15.
17.Martorello, A.S.Q., Gyenge, J.E., and Fernández, M.E. 2017. Morpho-physiological response to vertically heterogeneous soil salinity of two glycophyte woody taxa, Salix matsudana × S. alba and Eucalyptus camaldulensis Dehnh. Plant Soil. 416: 1-2. 343-360. 18.Marzvan, S., Mohammadi, M.H., and Shekari, F. 2018. The Effect of Equal Osmotic and Matric Potential on Water Uptake and Yield of Corn in Complete and Partial Root Irrigation System. Iranian Journal of Soil and Water Research. 50: 4. 793-806. (In Persian)
19.Mazhoudi, S., Chaoui, A., Ghorbal, M.H., and El Ferjani, E. 1997. Response of antioxidant enzymes to excess copper in tomato (Lycopersicon esculentum, Mill.). Plant Science Journal. 127: 2. 129-137. 20.McNeil, S.D., Nuccio, M.L., and Hanson, A.D. 1999. Betaines and related osmoprotectants. Targets for metabolic engineering of stress resistance. Plant Physiology. 120: 4. 945-949.
21.Meskini-Vishkaee, F., Mohammadi, M.H., Neyshabouri, M.R., and Shekari, F. 2015. Evaluation of canola chlorophyll index and leaf nitrogen under wide range of soil moisture.International Agrophysics. 29: 1. 83-90.
22.Mittler, R., Vanderauwera, S., Gollery, M., and Van Breusegem, F. 2004. Reactive oxygen gene network of plants. Trends in Plant Science. 9: 10. 490-498.
23.Molinari, H.B.C., Marur, C.J., Daros, E., de Campos, M.K.F., de Carvalho, J., Bespalhok, J.C., Pereira, L.F.P., and Vieira, L.G.E. 2007. Evaluation of the stress-inducible production of proline in transgenic sugarcane Physiol. Mol. Biol. Plants (Saccharum spp.): osmotic adjustment, chlorophyll fluorescence and oxidative stress. Physiologia Plantarum. 130: 218-229. 24.Munns, R., and Gilliham, M. 2015. Salinity tolerance of crops–what is the cost? New Phytologist. 208: 3. 668-673.
25.Murshed, R., Lopez-Lauri, F., and Sallanon, H. 2014. Effect of salt stress on tomato fruit antioxidant systems depends on fruit development stage. Physiology and molecular biology of plants: International Journal of Functional Plant Biology. 20: 15-29.
26.Neumann, P.M. 1995. Inhibition ofroot growth by salinity stress: Toxicity or an adaptive biophysical response? P 299-304. Proceeding of fourth international Symposium in structure and function of roots. June, 20-26. 27.Parida, A.K., and Das, A.B. 2005. Salt tolerance and salinity effects on plants: a review. Ecotoxicol. Ecotoxicology and Environmental Safety. 60: 3. 324-349.
28.Redwan, M., Spinelli, F., Marti, L., Bazihizina, N., Azzarello, E., Mancuso, S., and Masi, E. 2017. Investigation of root signaling under heterogeneous salt stress: A case study for Cucumis sativus L. Environmental and Experimental Botany. 143: 20-28.
29.Seki, M., Umezawa, T., Urano, K., and Shinozaki, K. 2007. Regulatory metabolic networks in drought stress responses. Current Opinion in Plant Biology. 10: 3. 296-302.
30.Sewelam, N., Kazan, K., and Schenk, P.M. 2016. Global Plant Stress Signaling: Reactive Oxygen Species at the Cross-Road. Frontiers in Plant Science. 7: 187-187.
31.Singh, T.N., Paleg, I.G., and Aspinall, D. 1973. Stress metabolism I. Nitrogen metabolism and growth in the barley plant during water stress. Australian Journal of Biological Sciences.26: 1. 45-56.
32.Slama, I., Abdelly, C., Bouchereau, A., Flowers, T., and Savoure, A. 2015. Diversity, distribution and roles of osmoprotective compounds accumulated in halophytes under abiotic stress. Annals of Botany. 115: 3. 433-447.
33.Sofo, A., Scopa, A., Nuzzaci, M., and Vitti, A. 2015. Ascorbate peroxidase and catalase activities and their genetic regulation in plants subjected to drought and salinity stresses. International Journal of Molecular Sciences. 16: 6. 13561-13578.
34.Stolfa, I., Maronić, D.Š., Pfeiffer, T.Ž., and Lončarić, Z. 2016. Glutathioneand Related Enzymes in Response to Abiotic Stress.In Redox State as a Central Regulator of Plant- CellStress Responses. Springer International Publishing. Pp: 183-211.
35.Tanji, K.K., and Kielen, N.C. 2002. Agricultural drainage water management in arid and semi-arid areas. FAO. Foodand Agriculture Organization of the United Nations, Rome, Italy. 186p.
36.Wang, Q., Huo, Z., Zhang, L., Wang, J., and Zhao, Y. 2016. Impact of saline water irrigation on water use efficiency and soil salt accumulation for spring maize in arid regions of China. Agricultural Water Management. 163: 125-138.
37.Weimberg, R., Lerner, H.R., and Poljakoff‐Mayber, A. 1982. A relationship between potassium and proline accumulation in salt‐stressed Sorghum bicolor. Physiologia Plantarum. 55: 1. 5-10.
38.Yasar, F., Uzal, O., and Yasar, O. 2016. Antioxidant enzyme activities and lipid peroxidation amount of pea varieties (pisumsativum sp. arvense l.) under salt stress. Fresenius Environmental Bulletin. 25: 37-42.
39.Yousefi, M., Tabatabaei, S.J., Hajilu, J., and Mahna, N. 2013. Effect of non-uniform salinity on part of root on photosynthesis intensity and nutrient concentration of strawberry Cv. Kamarosa. Journal of Horticultural Science. 27: 2. 178-184. (In Persian)
40.Zhang, H., Han, B., Wang, T., Chen, S., Li, H., Zhang, Y., and Dai, S. 2012. Mechanisms of Plant Salt Response: Insights from Proteomics. Journal of Proteome Research. 11: 49-67.
41.Zhang, J., and Kirkham, M.B.1994. Drought-stress-induced changesin activities of superoxide dismutase, catalase, and peroxidase in wheat species. Plant & Cell Physiology.5: 5. 785-791. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 414 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 218 |