a. r. vaezi
-
الگوی توزیع زمانی بارندگی می تواند در تولید رواناب و هدررفت خاک طی بارندگی نقش ایفا کند. در این پژوهش چهار الگوی بارندگی یکنواخت، پیش افتاده، بینابین و دیرکرده بررسی شدند. مقدار بارندگی در همه الگوهای بارندگی 20 میلی متر بود. در الگوی بارندگی یکنواخت، شدت بارندگی (20 میلی متر بر ساعت) ثابت بود و در الگوهای بارندگی غیریکنواخت، بیشترین شدت (40 میلی متر بر ساعت) در دوره 15 دقیقه اعمال شد. آزمایش ها در کرت هایی به ابعاد 60 سانتی متر در 80 سانتی متر در دامنه ای با شیب 9 درصد در سه تکرار انجام گرفت. الگوهای بارندگی در پنج رخداد با فاصله یک هفته بر کرت ها اعمال شدند. نتایج نشان داد که تفاوتی معنی دار بین الگوهای بارندگی از نظر رواناب و هدررفت خاک وجود دارد (0/01 >p). این تفاوت به دلیل تخریب ساختمان خاک سطحی و کاهش نفوذپذیری خاک به ویژه در زمان اوج شدت بارندگی (40 میلی متر بر ساعت) بود. بیشترین مقدار رواناب در باران دیرکرده (3/43 میلی متر) و بیشترین مقدار هدررفت خاک (61/47 گرم بر مترمربع) در باران بینابین رخ داد که دلیل آن وقوع اوج شدت بارندگی در اواخر بارندگی و نقش موثر آن در تخریب بیشتر ساختمان خاک و کاهش شدت نفوذ بود. بررسی تغییرات رواناب و رسوب در رخدادهای بارندگی نشان داد که روند هدررفت خاک در الگوی بارندگی یکنواخت همسو با روند تولید رواناب است؛ درحالی که در سایر الگوها تغییرات هدررفت خاک از تغییرات رواناب پیروی نکرد. این نتایج نشان می دهد که در الگوهای بارندگی غیریکنواخت، در کنار مقدار تولید رواناب، دردسترس بودن ذرات فرسایش پذیر نیز عامل موثر در هدررفت خاک است. نتایج این پژوهش ضرورت آگاهی از الگوی توزیع بارندگی و تغییرات رخداد به رخداد آن را برای پیش بینی دقیق فرسایش خاک در منطقه نیمه خشک آشکار می کند.
کلید واژگان: الگوی بارندگی، باران شبیه سازی شده، رواناب، کرت فرسایشی، هدررفت خاکThe temporal distribution pattern of rainfall can play a role in the production of runoff and soil loss during rainfall. This study investigated four rainfall patterns: uniform, advanced, intermediate, and delayed rainfall under field conditions. The rainfall height in all rainfall patterns was 20 mm. In the uniform rainfall pattern, a constant rainfall intensity (40 mm h-1) was used and in the non-uniform rainfall patterns, a maximum rainfall intensity of 40 mm h-1 was applied for a 15-minute duration. The experiments were carried out in 60 cm × 80 cm plots on a hillslope with a slope gradient of 9% at three replications. Rainfall patterns were set up on the plots in five events with an interval of one week. The results showed a significant difference between rainfall patterns in runoff and soil loss (p<0.01). This difference was due to the destruction of surface soil structure and the reduction of water infiltration rate, especially during peak time of rainfall intensity (40 mm h-1). The highest runoff occurred in the delayed rainfall (3.43 mm) while, the highest soil loss (61.47 g m-2) was observed in the intermediate rainfall, which was associated with the peak intensity of rainfall at the end of the rainfall and its role in the destruction of the soil structure on the one hand, and the loss of infiltration rate on the other hand. Variation of runoff and soil loss from one event to another indicated that soil loss is in line with runoff production in uniform rainfall, while soil loss did not follow runoff in other rainfalls. Soil loss in these rainfalls was affected by both runoff production and availability of erodible soil particles. These results revealed the necessity of studying the rainfall intensity distribution pattern for accurate prediction of soil erosion and determining soil loss variation event by event in the semi-arid region.
Keywords: Rainfall Pattern, Simulated Rainfall, Runoff, Erosion Plot, Soil Loss -
فرسایش آبی می تواند به شدت تحت تاثیر تغییر کاربری زمین و تخریب فیزیکی خاک در اثر عملیات کشاورزی قرار گیرد. این پژوهش به منظور بررسی اثرات تغییر کاربری مراتع ضعیف بر تخریب پذیری فیزیکی خاک و فرسایش خاک در عرصه های مرتعی منطقه نیمه خشک انجام شد. آزمایش در 42 نمونه خاک مربوط به هفت عرصه با کاربری مرتع ضعیف و زراعت دیم که از خاک متفاوت (لوم رسی، لوم رس سیلتی، لوم رس شنی، لوم سیلتی، لوم، لوم شنی و شن لومی) برخوردار بودند، انجام شد. ویژگی های فیزیکی خاک در نمونه های هر دو نوع کاربری زمین اندازه گیری شد و تغییرات آن به عنوان تخریب فیزیکی خاک بیان شد. حساسیت به فرسایش در خاک ها تحت باران شبیه سازی شده با شدت 50 میلی متری بر ساعت به مدت 60 دقیقه اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که تغییر کاربری زمین های مرتعی به زراعت دیم به شدت منجر به تخریب فیزیکی خاک ها می شود؛ به طوری که چگالی ظاهری، تخلخل کل، تخلخل درشت، رطوبت ظرفیت مزرعه، درصد رطوبت اشباع، اندازه خاکدانه، پایداری خاکدانه به ترتیب 28، 22، 41، 11، 5، 62 و 63 درصد در اثر تغییر کاربری زمین تخریب شدند. ویژگی های ساختمانی خاک (اندازه خاکدانه و پایداری خاکدانه) بیشترین تخریب پذیری فیزیکی را داشتند. تغییر کاربری زمین حساسیت خاک ها را به فرسایش افزایش داد. میان حساسیت به فرسایش در اثر تغییر کاربری و تخریب پذیری فیزیکی خاک رابطه معنی دار وجود داشت. نتایج نشان داد که خاک هایی که از خاکدانه های درشت و پایدارتری برخوردارند، بیشترین تخریب پذیری فیزیکی را در اثر تغییر کاربری زمین دارند و بیشترین حساسیت را به فرسایش نشان می دهند.
کلید واژگان: زراعت دیم، ساختمان خاک، شبیه ساز باران، فرسایش آبی، ویژگی های فیزیکیWater erosion can be affected by land use change and soil degradation by agricultural activities. This study was conducted to investigate the effects of land use change in poor pastures on soil physical degradation and water erosion in semi-arid regions. Experiments were performed in 42 soil samples taken from seven areas covering the two land uses: poor pasture and rainfed agriculture, which have different soil textures (clay loam, silty clay loam, sandy clay loam, silt loam, loam, sandy loam, and sandy loam). The physical characteristics of soils were measured in the samples of both types of land use and its changes were expressed as physical degradation of the soil. The soil's susceptibility to water erosion was measured under simulated rainfall with 50 mm h-1 intensity for 60 min. The results showed that the land use change in pastures leads to the physical deterioration of soils; so bulk density, porosity, macropore, field capacity, saturated point, aggregate size, and aggregate stability were degraded with a rate of 28, 22, 41, 11, 5, 62, and 63 percentages. The structural characteristics of soil (aggregate size and stability) had the highest physical deterioration due to the land use change in the pastures. The change in land use change greatly increased the sensitivity of soils to water erosion. A significant relationship was found between the susceptibility of water erosion and the soil's physical degradation. The soils with coarser and more stable aggregates have higher physical degradation by the land use change and in consequence show more susceptibility to water erosion.
Keywords: Rainfed Farming, Soil Structure, Simulated Rainfall, Water Erosion, Physical Properties -
نشریه علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی)، سال بیست و هفتم شماره 3 (پیاپی 105، پاییز 1402)، صص 201 -214
بهبود ویژگی های فیزیکی خاک و افزایش نگهداشت آب در خاک از راه کارهای مدیریتی در حفظ منابع آب و خاک و افزایش عملکرد محصول در کشتزارهای دیم گندم هستند. این پژوهش به منظور بررسی نقش جهت خاک ورزی و مقدار مصرف کاه و کلش گندم در بهبود برخی ویژگی های فیزیکی خاک در یکی از کشتزارهای دیم گندم در زنجان انجام شد. آزمایش مزرعه ای در دو جهت خاک ورزی: موازی شیب و روی خطوط تراز و پنج سطح کاه و کلش گندم (اختلاط بقایای گندم به مقدار صفر، 25، 50، 75 و 100 درصد پوشش سطح معادل با 6 تن در هکتار) در قالب طرح بلوک های کاملا تصادفی با سه تکرار اجرا شد. در مجموع 30 کرت به ابعاد 2 متر در 5 متر احداث شد. بر اساس نتایج، نفوذپذیری و محتوای رطوبتی خاک به شدت تحت تاثیر جهت خاک ورزی بودند؛ در حالی که اثرهای آن بر ظرفیت نگهداری خاک چشم گیر نبود. این ویژگی فیزیکی خاک تحت تاثیر ویژگی های ذاتی خاک از جمله توزیع اندازه ذرات بود. تغییر جهت خاک ورزی از موازی شیب به روی خطوط تراز موجب بهبود نفوذپذیری خاک (11 درصد) و محتوای رطوبتی (9درصد) شد. همه ویژگی های فیزیکی خاک تحت تاثیر مقدار مصرف کاه و کلش گندم قرار گرفتند. افزایش محتوای رطوبتی خاک در تیمارهای مالچ دهی شده همگام با افزایش ظرفیت نگهداری آب خاک و سرعت نفوذ آب بود. بیشترین مقدار رطوبت حجمی خاک در تیمار 100 درصد مالچ (10/62درصد) بود که نسبت به تیمار شاهد 11 درصد افزایش نشان داد. با این حال تفاوتی معنی دار بین تیمار 100 درصد مالچ و تیمار 75 درصد وجود نداشت. به طور کلی این مطالعه نشان داد، به کارگیری سطح 75 درصد مالچ کاه وکلش و خاک ورزی روی خطوط تراز در کشتزار های دیم به عنوان راه کار اساسی برای بهبود ویژگی های فیزیکی خاک و مهار هدررفت آب در کشتزار های دیم مناطق نیمه خشک است.
کلید واژگان: حفظ خاک، رطوبت خاک، سرعت نفوذ، نگهداری آب، هدررفت آبImproving soil physical properties and increasing water retention in the soil are management strategies in soil and water conservation and enhancing crop yield in rainfed lands. This study was conducted to investigate the role of tillage direction and wheat stubble mulch level in improving soil physical properties in rainfed land in Zanjan province. A field experiment was done at two tillage directions: up to the downslope and contour line, and five stubble mulch levels: zero, 25, 50, 75, and 100% of land cover equal to 6 tons per hectare. A total of 30 plots (2 m×5 m) were created. The results indicated that water infiltration and water content were considerably affected by tillage direction, whereas its effect on water holding capacity was not significant. This physical property of the soil was influenced by the inherent properties of the soil, including particle size distribution. The change of up to down tillage direction to the contour line increased soil infiltration to 11% and water content to 6%. The physical soil properties were wholly influenced by mulch consumption. Soil water content increased in mulch treatments along with water holding capacity and infiltration rate. The highest volumetric water content was at 100% mulch level (10.62%) which was 11% more than the control treatment. However, there was no significant difference between 100% and 75% mulch treatment. This revealed that the application of 75% stubble mulch in contouring tillage is a substantial strategy for improving soil physical properties and controlling water loss in rainfed lands of semi-arid regions.
Keywords: Soil conservation, Soil moisture, Infiltration rate, Water holding, Water loss -
ضربه قطرات باران یکی از عوامل موثر بر تخریب ساختمان خاک و فرسایش آبی است. اطلاعات کافی در مورد نقش این عامل در تولید رواناب و هدررفت خاک از شیارها به ویژه در خاک های مناطق نیمه خشک موجود نیست. این پژوهش با هدف بررسی اثر ضربه قطرات باران بر تولید رواناب و هدررفت خاک از شیارها تحت شدت های مختلف باران در برخی خاک های منطقه نیمه خشک در استان زنجان انجام شد. برای این منظور آزمایش در دو خاک با بافت مختلف (لوم رسی و لوم شنی) تحت چهار شدت بارندگی (30، 50، 72 و 83 میلی متر بر ساعت) در دو حالت بارندگی (تحت ضربه قطرات و حذف اثر ضربه قطرات باران) در فلوم فرسایشی تحت شیب 10 درصد انجام گرفت. نتایج نشان داد که تولید رواناب تحت تاثیر ضربه قطرات باران در خاک لوم رسی و لوم شنی به ترتیب 44 و 36 درصد افزایش یافت (01/0>p) و هدررفت خاک نیز در این دو خاک به ترتیب 52 و 62 درصد بیشتر از حالت بدون ضربه قطرات بود (01/0>p). تولید رواناب و هدررفت خاک بین دو حالت باران به شدت باران وابسته بود؛ به طوری که با افزایش شدت باران، نقش ضربه قطرات به ویژه در خاک لوم شنی تغییرات زیادی یافت. با افزایش شدت باران هدررفت خاک نسبت به تولید رواناب دچار کاهش بیشتری شد که این موضوع نشان دهنده مقاومت اندک خاکدانه ها به اثر ضربه قطرات باران در شدت های بارندگی بالا است. با توجه به ساختمان ناپایدار خاک های مناطق نیمه خشک، حفظ پوشش سطحی برای جلوگیری از تاثیر ضربه قطرات باران بر تولید رواناب و هدررفت خاک ضروری است.
کلید واژگان: بافت خاک، پوشش سطح، شدت باران، مقاومت خاکدانه، منطقه نیمه خشکIntroductionRill erosion is one of the main factors of soil degradation, especially in rainfed lands in semi-arid regions. These soils have relatively lower organic matter content with weakly-aggregated units, which increases their susceptibility to water erosion processes. Conventional tillage systems are adversely affect on soil structure and surface soil cover in rainfed lands. Raindrop energy and flow shear stress are the main erosive factors in the slope lands. The raindrop impact destroys soil structure and changes it to erodible unites; micro-aggregates and single particles, and so makes them to more detachment. A few studies have been done on the role of raindrop impact to soil erosion by water. Nevertheless, there is no sufficient information on the effect of raindrop impact on soil loss in the rills particularly in semi-arid regions. Therefore, this study was conducted to investigate the role of raindrop impact on soil loss from rills in various soil textures under different rainfall intensities.
Materials and MethodsA laboratory experiment was performed on two soil textures (clay loam and sandy loam) under four rainfall intensities (30, 50, 72 and 83 mm.h-1) in two rainfall conditions (under raindrops impact and without raindrops impact). Soil samples (0-30 cm) were taken from a semi-arid region in Zanjan province in 2020. The experiments were set up in an erosion flume with 100 cm long and 60 cm width and 15 cm depth which were exposed to simulated rainfalls for 30 min duration. Runoff and soil loss were measured at three rills under slope gradient 10% in the two rainfall conditions for each rainfall intensity. Soil loss from rills was determined as the mass of sediment collected from rill outlet per rill surface area (g.m-2). Under raindrop impact, the soil was exposed directly to raindrop impact and under without raindrop impact, a metal mesh sheet was used to eliminate raindrops impact to soil surface. The role of raindrops impact to runoff and soil loss was computed from the difference of runoff and soil loss under raindrops impact and without raindrops impacts. A t-test was used to assess the role of raindrops impact between the two rainfall conditions for the soils and rainfall intensities.
Results and DiscussionResults indicated that runoff production and soil loss were significantly affected by the soil texture and rainfall intensity. Runoff and soil loss under raindrops impact increased in the soils with increasing rainfall intensity. Clay loam showed more runoff production and soil loss than sandy loam which was associated to lower aggregate stability and hydraulic conductivity. Runoff and soil loss in the two soils and four rainfall intensities were significantly affected by raindrops impact. Runoff production and soil loss except to 72 mm.h-1 rainfall intensity were very higher under raindrop impact than without raindrop impact. It seems under 72 mm.h-1 rainfall intensity, raindrops impact varied the rill’s morphology and prevent more runoff production. Runoff production in clay loam and sandy loam under raindrop impact were increased by 44 and 36 percent, respectively (p< 0.01). Soil loss resulted by raindrop impact in clay loam and sandy loam increased by 53 and 62 percent, respectively (p< 0.01). Raindrops impact had more importance in soil loss rather than runoff production. This result is related to the role of raindrops impact in destroying aggregates and producing more erodible soil particles and closing soil macrospores and declining water infiltration. The role of raindrop impact in runoff production and soil loss varied among the rainfall intensities. A slight reduction in the role of raindrop impact in runoff and soil loss was occurred with increasing rainfall intensity, especially in sandy loam.
ConclusionThe role of raindrop impact in runoff production and soil loss was significantly affected by soil type and rainfall intensity. Raindrops impact has more important in runoff and soil loss in the soils having higher aggregate stability and more hydraulic conductivity. The role of raindrop impact in runoff and soil loss in these soils declines with increasing rainfall intensity. In general, maintain soil surface cover is essential to control raindrops impact and decrease runoff and soil loss in semi-arid areas. The importance of soil surface cover is most obvious under different rainfalls in weakly-aggregated soils which are dominant in many slope lands. Also, soil surface cover has important role in controlling runoff and soil loss under heavy rainfalls in soils with more water-stable aggregates. Prevention from intensive tillage and using conservation tillage systems such as minimum tillage are effective strategies in controlling raindrop impact in rainfed lands in semi-arid regions.
Keywords: Aggregate resistance, rainfall intensity, Semi-arid region, Soil texture, Surface cover -
این پژوهش با هدف بررسی تغییرات زمانی تولید رواناب و فرسایش شیاری در خاک های با بافت مختلف تحت شیب های متفاوت انجام شد. بدین منظور یک مطالعه آزمایشگاهی در سه کلاس بافت خاک (لوم، لوم رسی و لوم رسی شنی) و چهار درجه شیب (5، 10، 15 و 20 درصد) در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار انجام شد. تولید رواناب و فرسایش شیاری با استفاده از جریان شبیه سازی شده با دبی ثابت 0/5 لیتر بر دقیقه در فلومی به ابعاد 0/32 متر در 4 متر طی 30 دقیقه اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که تولید رواناب و فرسایش شیاری، تحت تاثیر بافت خاک، درجه شیب و برهمکنش بین آن دو است (0/001 > P). در هر سه خاک و هر چهار درجه شیب، رابطه مثبت معنی دار بین فرسایش شیاری و رواناب وجود داشت و قوی ترین رابطه در خاک لوم (0/86=R2) و در شیب 15 درصد بود (0/94=R2). تولید رواناب و فرسایش شیاری طی زمان در خاک ها و شیب ها دچار تغییر شد. زمان 10 دقیقه، زمان اوج وقوع رواناب و فرسایش شیاری بود. برخلاف رواناب، الگوی افزایش فرسایش شیاری طی زمان، نامنظم و تدریجی بود و تحت تاثیر موجودیت ذرات قابل انتقال خاک قرار داشت. در خاک لوم رسی به دلیل ناپایداری ساختمان و موجودیت ذرات ریز، بخش عمده ذرات حساس در همان زمان های آغازین منتقل شدند و با گذشت زمان، فرسایش شیاری به الگوی ثابتی رسید. این پژوهش نشان داد که الگوی تغییرات زمانی تولید رواناب و فرسایش شیاری تحت تاثیر نوع خاک (بافت و ساختمان) و شیب سطح قرار می گیرند
کلید واژگان: پایداری ساختمان، تغییرپذیری زمانی، توزیع اندازه ذرات، ذرات حساس خاک، زمان اوجThis study was conducted to investigate the temporal variations of runoff and rill erosion in various soil textures under different slope gradients. So, a laboratory experiment was set up in three soil textures (loam, clay loam, and sandy clay loam) and four slope gradients (5, 10, 15, and 20%) using the completely randomized design with three replications. Runoff production and rill erosion were measured at a flume with 4 m×0.32 m in dimensions using a simulated water flow with 0.5 lit min-1 in discharge during 30 min. Results indicated that runoff and rill erosion and their interaction were significantly affected by soil texture and slope gradient (P < 0.001). Significant relations were found between rill erosion and runoff both in three soils and four slope gradients, and the strongest relations were in loam (R2= 0.86) and 15% slope gradient (R2= 0.94). Runoff and rill erosion varied considerably in the soil textures and slope gradients during the experiment. A 10-min pick time was found for runoff and rill erosion. In contrast to runoff, rill erosion appeared an irregular and gradual increasing pattern during the experiment which was associated with the frequency of transportable soil particles. Clay loam had more sensitive particles due to a higher percentage of fine particles and weaker structure, and most of them were washed in early times, and finally, rill erosion was reached to a constant pattern. This study revealed that temporal variation patterns of runoff and rill erosion are influenced by soil type (texture and structure) and slope gradient.
Keywords: Structure stability, Temporal variability, Particle size distribution, Sensitive soil particles, Pick time -
Desert, Volume:26 Issue: 2, Summer -Autumn 2021, PP 187 -203Soil moisture (SM) acts like an impressive factor in hydrological process, agricultural productivity and monitoring of dangerous outcomes of climate change. The main purpose of this study was to monitoring and pattern recognition of spatial and temporal variation of SMAP soil moisture in five subcatchment of Simineh-Zarrineh catchment in north west of Iran from 2015 to 2017. Precipitation data of thirty-five meteorological stations and 287 soil moisture points derived from the SMAP were used to monitoring SM variations in the time scale. Result indicated that the SM variations are subject to precipitation variations throughout the monthly scale in the catchment. In all seasons of the period SM decreased from north to south of the catchment also on the contrary, east to west does not follow up such a constant pattern. Oscillation SM patterns in this time period were completely coordinated by precipitation pattern. The determination coefficient between monthly SMAP soil moisture and precipitation for each sub-catchment was 0.9, 0.83, 0.7, 0.84 and 0.71 for Bokan, Saqqez, Takab, Saeinqaleh and Miandoab sub-catchment, respectively. Spatial variability of standard deviation for SM values was used to find the amount of deviation from the average value during dry and wet seasons. Result reveal that in seasonal scale northwest (0.067 to 0.069 cm3.cm3) and east parts (0.057 to 0.061 cm3.cm3) of study area have higher values of the SM standard deviations in autumn. Results demonstrated that high value of standard deviation was observed in autumn season because of irregular precipitation events and fluctuation of temperature.Keywords: Precipitation, Urmia Lake, standard deviation, Temporal variation, Soil water content
-
فرسایش شیاری یکی از مهم ترین اشکال فرسایش خاک در دامنه ها است. روش های مختلفی برای اندازه گیری این نوع فرسایش وجود دارد که یکی از آن ها روش جایگزینی حجمی است. هدف از انجام این پژوهش بررسی دقت روش جایگزینی حجمی در برآورد فرسایش شیاری در خاک های مختلف تحت شیب متفاوت است. برای انجام این مطالعه فرسایش شیاری در سه خاک با بافت مختلف (لوم، لوم رسی و لوم رس شنی) تحت چهار شیب متفاوت (5، 10، 15 و 20 درصد) با استفاده از جریانی با دبی ثابت 5/0 لیتر بر دقیقه در فلومی به ابعاد 4×32/0×3/0 متر اندازه گیری شد. برای برآورد مقدار فرسایش شیاری با استفاده از روش جایگزینی حجمی، شیار ایجاد شده توسط جریان با استفاده از خاک عبور داده شده از الک دو میلی متر، جایگزین و وزن خاک فرسایش یافته تعیین شد. خطای روش با استفاده از آماره های ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) و میانگین خطای مطلق (ME) ارزیابی شد. بر اساس نتایج، مقدار فرسایش شیاری تحت تاثیر هر دو عامل (بافت خاک و درصد شیب) و برهمکنش بین آن دو قرار گرفت. بیش ترین مقدار فرسایش شیاری در خاک لوم رسی (g/m-2.sec 16/3) و کم ترین آن در خاک لومی (g/m-2.sec 10/0) مشاهده شد. در هر سه خاک مورد بررسی، روش جایگزینی حجمی منجر به بیش برآورد در فرسایش شیاری شد و بیش ترین خطای برآورد در خاک لوم رس شنی با (g/m2.sec) 72/2 RMSE= و (g/m2.sec) 017/7 ME= بود. با افزایش شیب سطح، مقدار خطای برآورد نیز افزایش یافت. این پژوهش نشان داد که روش جایگزینی حجمی، دچار عدم قطعیت در برآورد مقدار فرسایش شیاری با استفاده از نمونه خاک مشابه به ویژه در شیب های تندتر و خاک های حساس است. تغییرات فیزیکی خاک داخل شیار در اثر جریان آب و عدم مطابقت چگالی ظاهری نمونه خاک مشابه با خاک اصلی، از یک سو و رسوب گذاری پیوسته ذرات در طول شیار از سوی دیگراز دلایل این موضوع بود.
کلید واژگان: جریان متمرکز، حجم شیار، جدا شدن خاک، فلوم آزمایشی، عدم قطعیتIntroductionRills are usually found on the sloping fields worldwide, especially in semi-arid slopes, where vegetation covers are often poor and soils are weakly aggregated. Rill erosion is recognized as an important process of water erosion on agricultural land in these regions and causes a grate amount of soil loss. Understanding rill erosion rate is important in the prediction of soil erosion and the prevention of soil loss in the lands. Rill erosion is often easy to observe but difficult to measure because of its complexity and stochastic nature. A common method used to determine rill erosion rate is measuring sediment concentration distribution of eroding rill flow under different flow rates. However, it is not only time-consuming but also had to measure. The volume Replacement Method is an easy method to estimate soil loss from rills in the sloped lands. Limited information is available concerning the ability of this method in different soil textures under slope gradients. Therefore, this study was conducted to evaluate the ability of the method to estimate rill erosion of semi-arid soils.
Materials and MethodsThis study was conducted on three different soil textures i.e. loam, clay loam and sandy clay loam under four slope gradients including 5, 10, 15 and 20% using factorial arrangement based on completely randomized block design with three replications in the laboratory. A flume with 0.3 m width and 4 m length was subdivided into strips of 0.1 m width and 4 m length to imitate eroding rills. Soil samples for each soil texture were passed from 8-mm sieve and packed into the flumes at its bulk density in the field. Prior to each experimental run, the soil materials were pre-wetted to reach to water-holding capacity. Tap water was introduced into the rill from the upper end, through a water supply tank and a pump at a constant flow rate of 0.5 L.min-1. After erosion, the flume was lowered to the horizontal position for the measurements of eroded rill volumes. The rill volume was determined using soil samples passed from a 2-mm sieve. Soil loss mass eroded from soil surface was computed using rill volume and original soil bulk density packed into the flume. This value was considered as estimated value using the Volumetric Replacement Method for each soil texture under different slope gradients. The performance of the method was assessed using the measured data for each soil and slope gradient using error measures such as root mean square error (RMSE) and mean absolute error (ME).
Results and DiscussionSignificant differences were found among soil textures and slope gradients as well as their interaction on rill erosion rate. The highest rill erosion rate was observed in clay loam (3.166 g.m-2.s-1), whereas sandy clay loam showed the minimum susceptibility to rill detachment (0.962 g.m-2.s-1). Higher fine particles (clay) and lower aggregation as well as weak aggregate stability are the major reasons for higher susceptibility of clay loam to rill erosion. The rill erosion was more sensitive to slope gradient than soil texture and the strongest dependency of rill erosion on slope gradient was found in clay loam (R2= 0.99). With an increase in slope gradient, rill erosion strongly increased except for loam. The Volumetric Replacement Method overestimated rill erosion in all soils and slope gradients. The highest overestimation was observed in sandy clay loam (RMSE= 2.72 g/m2.sec and ME= 7.02 g/m2.sec), whereas the lowest overestimation value was in loam (RMSE= 0.60 g/m2.sec and ME= 3.86 g/m2.sec). The performance of the Volumetric Replacement Method decreased in higher slope gradients and the highest overestimation was observed under 20% slope gradient (RMSE=1.86 g/m2.sec and ME= 3.84 g/m2.sec).
ConclusionRill erosion is strongly affected by soil texture and slope gradient. Particle size distribution, aggregates percentage and their stability can control the soil’s susceptibility to detach by concentrated water flow. The Volumetric Replacement Method showed higher uncertainty as evaluated in the semi-arid soil textures especially under steep slopes. The change of soil physical properties by water flow especially bulk density result in errors in determination of rill volume by using this method. The higher change of physical properties by concentrated flow occurs in fine soil textures and steeper slopes. Additionally, continuous sedimentation along the rills imposes other errors in estimating soil loss mass from the rills.
Keywords: Concentrated flow, Experimental flume, Rill volume, Soil detachment, Uncertainty -
Soil Temperature (ST) is critical for environmental applications. While its measurement is often difficult, estimation from environmental parameters has shown promise. The purpose of this study was to model ST in cold season from soil properties and environmental parameters. This study was conducted as a pot experiment in Ardebil, Iran. Automatic thermal sensors were installed at 5 and 10 cm depths. Besides, soil properties and environmental parameters were determined based on field and laboratory works. Machine learning methods including Multiple Linear Regression (MLR), Artificial Neural Network (ANN), and Adaptive Neuro-Fuzzy Interface System (ANFIS) were used for modeling ST. The air temperature was observed as the most effective factor in ST modeling. The relationship between soil and air temperature was stronger at 5 cm depth compared to 10 cm. The R2 between soil and air temperature was higher in the absence of sunlight than in its presence. The prediction of ANFIS (R2= 0.96 and MAPE= 10.5) was closer to the observed ST values compared to the ANN (R2= 0.91 and MAPE= 35) and MLR (R2= 0.57 and MAPE= 41). The results revealed the advantage of ANFIS method for ST modeling. This approach can be applied for soil depths and locations with data gap.Keywords: Environmental parameters, modeling, shadow, soil properties
-
این پژوهش با هدف بررسی اثر ویژگی های خاک بر فرسایش آبکندی در حوزه آبخیر قرانقوچای واقع در جنوب استان آذربایجان شرقی انجام گرفت. برای انجام این پژوهش منطقه کشاورزی دیم به ابعاد 30 کیلومتر در 30 کیلومتر که تحت تاثیر فرسایش آبکندی بود، انتخاب شد و در 36 شبکه مقدار فرسایش آبکندی و ویژگی های آبکندها همراه با ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد که فرسایش آبکندی در منطقه از 64 /2 تن در کیلومتر مربع تا 7 /242 تن در کیلومتر مربع تغییر کرد و میانگین آن در منطقه 21 /38 تن در کیلومتر مربع است. فرسایش آبکندی همبستگی معنی داری با درصد شن (28 /0 =r)، رطوبت اشباع خاک و پایداری خاکدانه (27 /0 =r، 29 /0 - =r) دارد. پایداری خاکدانه بر خلاف دو ویژگی دیگر خاک نقش کاهشی در فرسایش آبکندی دارد. هیچ گونه ارتباطی بین فرسایش آبکندی و درصد سیلت و عامل فرسایش پذیری خاک (K) برآورد شده با معادله جهانی فرسایش خاک (USLE) یافت نشد. این مطالعه نشان داد که پایداری خاکدانه عمده ترین ویژگی خاک در تعیین فرسایش آبکندی در اراضی دیم است. نگهداری بقایای گیاهی نخستین راه کار برای افزایش محتوای ماده آلی خاک، بهبود پایداری خاکدانه و در نتیجه کاهش حساسیت خاک به فرسایش آبکندی در منطقه است.
کلید واژگان: درجه شیب، ساختمان خاک، درصد سیلت، عامل فرسایش پذیری خاک، معادله جهانی فرسایش خاکThis study aimed to investigate the effect of soil physicochemical properties on gully erosion in the Qarranqou Chai watershed located in the south of East Azerbaijan province. Toward this, a rainfed area with 30 km × 30 km in dimensions and affected by gully erosion was selected in the area and gully erosion, morphological characteristics of gullies along with physicochemical soil properties were determined in each grid. Results indicated that gully erosion is ranged from 2.64 to 242.7 ton per square kilometer, with an average of 21.38 ton per square kilometer. It is significantly correlated with sand (r= 0.28), moisture saturation percentage (r= 0.27) and aggregate stability (r= -0.29). Aggregate stability in contrast with two other soil properties appeared negative role in gully formation. No significant correlation was found between gully erosion and silt and soil erodibility factor (K) estimated by the Universal Soil Loss Equation (USLE). This study revealed that aggregate stability is a major soil properties controlling gully erosion in rainfed lands. Maintaining crop residues is the first strategy to enhance soil organic matter content, improve aggregate stability and in consequence decrease the soil’s susceptibility to gully erosion in the area.
Keywords: Slope gradient, Soil structure, Silt percentage, Soil erodibility factor, Universal Soil LossEquation -
هدف از این پژوهش، بررسی قابلیت مدل های معادله ی جهانی فرسایش خاک(USLE) و نسخه های آن(RUSLE، USLE-M و AUSLE) در پیش بینی هدررفت خاک در مقیاس کرت در منطقه ی نیمه خشک زنجان بود. برای این منظور 22 کرت با طول های یک تا 1/22 متر و عرض ثابت 83/1 متر در دامنه ای با شیب 10 درصد احداث شد و تحت مدیریت کرت استاندارد به مدت 14 ماه(از فروردین 1392 تا خرداد 1393) قرار گرفتند. بر اساس نتایج، با افزایش طول کرت از یک متر تا شش متر به دلیل افزایش حجم و ظرفیت انتقال رواناب سطحی، هدررفت خاک در واحد سطح افزایش یافت(از 01/0 تا 07/0 تن در هکتار در سال). میانگین هدررفت خاک برآورد شده برای 22 کرت مورد بررسی با استفاده از مدل های USLE، RUSLE،USLE-M، AUSLE، به ترتیب 2/80، 4/65، 4 و 5/113 برابر بزرگ تر از مقادیر اندازه گیری شده بود. مدل USLE-M کم ترین خطا را در برآورد هدررفت داشت که این موضوع به دلیل درنظرگرفتن رواناب در کنار خصوصیات باران برای محاسبه عامل فرسایندگی است. این پژوهش نشان داد که انجام واسنجی های منطقه ای برای دوره آماری بلندمدت جهت استفاده از مدل های مذکور برای برآورد هدررفت خاک در ابعاد کرت ضروری است.
کلید واژگان: باران طبیعی، طول کرت، فرسایندگی باران، فرسایندگی رواناب، کرت استانداردThis study was conducted to investigate the capability of the Universal Soil Loss Equation (USLE) and its versions (RUSLE, USLE-M and AUSLE) models in predicting soil loss at the plot scale in a semi- arid region in Zanjan. Toward this, twenty two plots from 1m to 22.1m with the same widths (1.83m) were installed on a uniform slope 10 percent. The plots were maintained under the USLE standard plot conditions for a fourteen-month period (from March 2013 to Jun 2014). Based on the results, an increasing trend was observed in soil loss with increasing plot length from 1 m (0.01 ton/ha.year) to 6 m (0.07 ton/ha.year), which was associated with increasing runoff and its transport capacity. Mean estimated soil loss using the USLE, RUSLE, USLE-M and AUSLE for twenty two plots was 80.2, 65.4, 4 and 113.5 times bigger than the measured values, respectively. The USLE-M appeared the lowest error in soil loss estimation as compared to other two models. In this model, erosivity factor is determined using runoff along with rainfall characteristics. This study revealed that the calibration of the empirical soil erosion models using long period data is essential for predicting soil loss in the plot scale.
Keywords: Natural rainfalls, Plot length, Rainfall erosivity, Runoff erosivity, Standard plot -
در مناطق نیمه خشک، خاک ها دارای توسعه ساختمانی ضعیف بوده و به شدت در معرض فرایندهای فرسایش آبی از جمله فرسایش شیاری و بین شیاری هستند. اطلاعاتی در ارتباط با شدت تاثیر این دو نوع فرسایش آبی در خاک های مختلف در دامنه ها وجود ندارد. این پژوهش به منظور تعیین حساسیت خاک های منطقه نیمه خشک به این دو نوع فرسایش آبی انجام گرفت. یک مطالعه آزمایشگاهی در هشت کلاس بافت خاک با استفاده از فلومی به ابعاد 1× 6/0 متر تحت باران شبیه سازی شده با شدت 50 میلی متر بر ساعت به مدت 60 دقیقه انجام شد. شدت فرسایش شیاری و بین شیاری با تعیین مقدار هدررفت خاک در سطح فلوم، طی مدت بارندگی اندازه گیری شد. بر اساس نتایج، شدت هر دو نوع فرسایش به طور معنی داری در بین بافت های خاک تغییر کرد (001/0>P). خاک لوم سیلتی حساس ترین خاک به فرسایش شیاری (22/0 گرم بر متر مربع در ثانیه) و بین شیاری (15/0 گرم بر متر مربع در ثانیه) بود؛ درحالی که در خاک شنی هدررفت خاک مشاهده نشد. مقایسه تفاوت هدررفت خاک ناشی از دو نوع فرسایش بین بافت های خاک نشان داد که شدت فرسایش شیاری در خاک های لوم رس شنی، لوم سیلتی، لوم و لوم شنی به ترتیب 2/3، 4/1، 1/1 و 8/2 برابر بیشتر از شدت فرسایش بین شیاری بوده و این تفاوت ها از نظر آماری معنی دار بود. مقدار سیلت عامل اصلی مهار تفاوت هدررفت خاک در این خاک ها بود. این مطالعه نشان داد در خاک های منطقه نیمه خشک مورد بررسی که محتوای سیلت بیشتری دارند، شدت فرسایش شیاری بیشتر از فرسایش بین شیاری است.
کلید واژگان: بافت خاک، محتوای سیلت، شبیه ساز باران، محتوای ماده آلی، هدررفت خاکIn semi-arid regions, soils are weakly aggregated and subjected to water erosion processes especially rill and interrill erosion. There is no information on the rate of these water erosion types in semi-arid soils located in the hillslopes. Therefore, this study was conducted to determine the soils susceptibility to these erosion types in semi-arid region. A laboratory experiment was done in eight soil textures using in a 0.6 m × 1 m flume a simulated rainfall with 50 mm.h-1 in intensity for 60 min. Rill and interrill erosion rate was measured using soil loss amount per flume area and rainfall duration. Based on the results, both rill and interrill erosion rate were significantly varied among the soils textures (P<0.001). Silt loam was the most susceptible soil to rill erosion (0.22 g m-2 sec-1) and interrill erosion (0.15 g m-2 sec-1), whereas sand didn’t appear any soil loss by these water erosion types. The compression of soil loss resulted by rill and interrill erosion among the soil tectures showed that rill erosion rate for sandy clay loam, silt loam, loam and sandy loam was 3.2, 1.4, 1.1 and 2.8 times higher than interrill erosion rate, respectively. These differences were statistically significant. Silt content was the major factor controlling soil loss difference in these soils. This study revealed that the study semi-arid soils having higher silt content appears also higher rill erosion rate than interrill erosion rate.
Keywords: Soil texture, Silt content, Rainfall simulator, Organic matter content, Soil loss -
در پژوهش حاضر تاثیر کود اوره و آب مغناطیسی بر عملکرد و کارایی مصرف آب و کود در گیاه خیار بررسی شد. پژوهش به صورت آزمایش کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه زنجان در سال 1397 انجام گرفت. تیمارهای آزمایش شامل سطوح کود نیتروژن از منبع اوره در 5 سطح (صفر، 25، 50، 75 و 100 درصد نیاز کودی اوره) و آب آبیاری (مغناطیسی و غیرمغناطیسی) بودند. آبیاری با سیستم قطره ای-نواری و کوددهی به صورت کودآبیاری تقسیطی انجام گرفت. نتایج نشان داد اثر سطوح کود اوره بر عملکرد میوه، کارایی مصرف آب و کود، تعداد میوه، سطح برگ و شاخص کلروفیل معنی دار بود. تیمار آب مغناطیسی بر کلیه صفات مورد ارزیابی بجز شاخص کلروفیل اثر معنی داری داشت. اثر متقابل تیمارهای آزمایش بر صفات کارایی مصرف آب و کود اوره و تعداد میوه معنی دار شد. بر اساس یافته ها، متوسط عملکرد، کارایی مصرف آب و کود اوره تیمار آب مغناطیسی به ترتیب 9/14، 13 و 5/110 درصد بیش تر از آب غیرمغناطیسی شد. نتایج نشان داد بهترین سطح کود اوره، 75 درصد نیاز کودی اوره بود که در شرایط استفاده از آب مغناطیسی نسبت به آب غیرمغناطیسی عملکرد، کارایی مصرف آب و کود را به ترتیب 4/18، 4/18 و 0/78 درصد افزایش داد.
کلید واژگان: آب مغناطیسی، خیار، کارایی مصرف آب، کارایی مصرف کود، کودآبیاریIntroductionIn arid and semi-arid regions such as Iran, water shortage and soil absorbable nutrients deficiency are limiting factors of plants growth. Nutrient deficiencies are compensated by chemical fertilizers. The main issue in fertilizer consumption is to use the optimal amount of fertilizer that increases water and fertilizer use efficiency. One of the newest and most effective approach for efficient use of water in agriculture is to magnetize the irrigation water. For producing magnetized water, it is crossed through a permanent magnetic field. By crossing water through a magnetic field, its physical and chemical properties improve. The aim of current research was, investigating the effect of urea fertigation by magnetized water on yield, water and fertilizer use efficiency in cucumber cv. Kish F1.
Materials and MethodsThis study was performed as split plot experiment based on completely randomized block design with three replications from June to November 2018 on cucumber cultivate Kish F1 at the Research Farm of Agricultural Faculty, University of Zanjan, Iran. The treatments consisted nitrogen fertilizer levels at 5 levels from urea source (0%, 25%, 50%, 75% and 100% crop fertilizer requirement) and irrigation water (magnetized and no magnetized water). The treatment of 0% urea fertilizer and no magnetized water were considered as control. For crops irrigation, tape-drip irrigation system was used and for magnetizing of water, an electromagnetic field with 0.1 tesla was used. The crop water requirements were calculated by FAO-Penman-Monteith Approach on a daily basis using on-time weather parameters data of Zanjan Station. The irrigation frequency was 3 days. During the growth period, fertilization was done as fertigation approach on four times (15%, 30%, 30% and 25% of total crop urea fertilizer requirement). The first fertilization was applied 45 days after planting and the rests was carried out as 10-day periods after first fertilization.
Results and DiscussionThe effect of urea fertilizer levels were significant at 0.1% level on yield, water use efficiency, number of fruits and leaf area, at 1% on chlorophyll index and at 5% on fertilizer use efficiency. Magnetized water was significant at 0.1% level on the all evaluated traits, except chlorophyll index. Treatment interaction effects were significant on water use efficiency, urea fertilizer use efficiency and number of fruits at 1% and no significant effect on the rest of traits. Compared with control, the highest and lowest increase in mean chlorophyll index were in 75% and 0.0% urea fertilizer level and magnetized water (21.1% and 0.4% respectively). At any urea fertilizer level, mean leaf area in magnetized water treatment was greater than no magnetized water treatment. Maximum and minimum difference between magnetized and not magnetized water treatments were in 25% and 0.0% urea fertilizer level (155.8 and 143.6 cm2, respectively). Based on treatments interaction, maximum mean of fruits number, achieved in 75% urea fertilizer level-magnetized water (32.8 number). It was 47.7% more than control. Maximum mean of cucumber yields with 50.3 t/ha, were in 75% urea fertilizer level-magnetized water that it increased 17.9, 2 and 3.8 t/ha compared with control, 100% urea fertilizer level-magnetized and no magnetized water, respectively. Results showed that application of magnetized water to irrigate plants, increased water use efficiency. Maximum water use efficiency achieved in 25% urea fertilizer level and magnetized water as much as 17.7 kg/m3. The trend of variations in mean water use efficiency showed, in no magnetized water, by reducing the application amount of urea fertilizer, averages of water use efficiency decreased but in magnetized water treatment, the trend of variations were incremental from 100% to 75% urea fertilizer level. On results, at each level of urea fertilizer treatment, using magnetized water for plant irrigating, increased mean of fertilizer use efficiency compared no magnetized water treatment. Maximum difference between means of urea fertilizer use efficiency at magnetized and no magnetized water was achieved in 25% urea fertilizer level as 74.3 Kg/Kg (367%). The results also showed, the trend of variations in mean urea fertilizer use efficiency at no magnetized water were decreasing from 100% to 25% urea fertilizer level but at magnetized water, the trend was increasing.
Conclusionbased on results of the current research, the optimum urea fertilizer level in Zanjan Region for cucumber is 75% urea fertilizer requirement, which by applying magnetized water to irrigate cucumber plants, mean of yield increases. In this case, in addition to save 25% of urea fertilizer amount, it is also prevented environmental problems.
Keywords: Cucumber, Fertigation, Fertilizer use efficiency, Magnetic Water, Water use efficiency -
بررسی عوامل موثر بر فرسایش خاک و تغییرات زمانی آن از پیش نیازهای مهم مدیریت منابع آب و خاک است. هدف از این پژوهش، تعیین حساسیت خاک ها به فرسایش آبی و تغییرات زمانی هدر رفت خاک در خاک های با بافت لوم رسی، لوم و لوم شنی در شیب های مختلف (5، 10، 15، 25 و 30 درجه) تحت باران های شبیه سازی شده (40، 60 و 80 میلی متر در ساعت) بود. آزمایش در ابعاد فلوم (65 سانتی متر×160 سانتی متر) در قالب طرح کامل تصادفی با دو تکرار انجام شد. هدررفت خاک در بازه های زمانی 5/0، 1، 5/1، 2، 3، 4، 5، 10، 15، 20، 30، 40، 50 و 60 دقیقه و ادامه تا دست یابی به جریان ماندگار رواناب سطحی اندازه گیری شد. تفاوت معنی داری بین خاک ها از نظر هدررفت خاک مشاهده شد (01/0>p). خاک لوم رسی، حساس ترین خاک به فرآیندهای فرسایشی بود. در این خاک، بخش عمده ذرات فرسایش پذیر در زمان های اولیه بارندگی فرسایش یافت و با تداوم بارندگی، هدررفت خاک کاهش یافت. هدررفت خاک در خاک ها به شدت تحت تاثیر شیب سطح و شدت باران قرار گرفت (01/0>p). با افزایش درجه شیب، به دلیل کاهش نگه داشت آب باران، رواناب سریع تر به وقوع پیوست و هدررفت خاک بیشتر شد. شیب سطح و شدت باران نقشی بارزتر در افزایش هدررفت خاک در بافت لوم شنی نشان دادند. نتایج موید آن است که حساسیت به فرسایش آبی با تغییر شیب سطح و شدت باران، در خاک های فرسایش پذیر (ریزبافت) کمتر است و این دو عامل (شیب سطح و شدت باران) بیش ترین تاثیر را بر هدررفت خاک در خاک های مقاوم (درشت بافت) می گذارند.
کلید واژگان: رواناب سطحی، شبیه ساز باران، غلظت رسوب، هدررفت خاکStudy of factors that affecting soil erosion and its temporal variation is prerequisitethe for management of soil and water resources. The purpose of This study was to determine susceptibility of soils to erosion and its temporal variations in three soil textures (clay loam, loam and sandy loam) on different slopes (5, 10, 15, 25, and 30 degree) under simulated rainfalls (40, 60 and 80 mm h-1). The experiment done by flume (160 cm × 65 cm) and in a completely randomized design with two replications. Soil losses measured at various times (0/5, 1, 1/5, 2, 3, 4, 5 10, 15, 20, 30, 40,50 and 60 minutes) to achieve steady-state flow of surface runoff. There was a Significant difference between the soils in terms of soil loss (p< 0.01). Clay loam was the most susceptible on to soil erosion. In this soil, Most of erodible soil particles eroded by surface runoff at the beginning of rainfall and soil loss decrese with continuing of rain. Soil loss in soils was strongly influenced by slope gradient and rainfall intensity (p< 0. 01). by increasing slope gradient,due to lower rain water retention on the surface, runoff was occurred quickly, and then soil loss increased. in soil loss of sandy loam,Slope steepness and rainfall intensity showed dominant roles in soil losses. The results revealed that in erodible soils, sensitivity to erosion by changing the slope and rain intensity is lower, and these two factors (slope steepness and rainfall intensity) has greatest impact on soil loss in highly resistant soils to erosion .
Keywords: Rainfall simulator, Sediment concentration, Soil loss, Surface runoff -
فرسایش شیاری یکی ازمهم ترین اشکال فرسایش آبی در دیم زارهای مناطق نیمه خشک می باشد. اهمیت این موضوع در خاک های مناطق نیمه خشک شبیه بسیاری از نقاط ایران که دارای خاک های با ساختمان ناپایدار هستند، بسیار بیش تر است. هدف از تحقیق، بررسینقش ضربه قطره باران در توزیع اندازه و همگنی ذرات رسوب در فرسایش شیاریدر خاک های با بافت مختلف است. به این منظور،توزیع اندازه ذرات رسوب در انتهای شیارهایی به طول 4 متر و با عرض 10/0 متر تحت باران شبیه سازی شده با شدت ثابت 90 میلی متر بر ساعت در چهار شیب (5، 10، 15 و20 درصد) در 12 کلاس بافتی خاک تعیین شد. آزمایش در دو شرایط پوششسطح خاک لخت (تحت ضربه قطره باران) و با حذف ضربه قطره باران (استفاده از توری پلاستیکی) انجام شد.آزمایش در چهار تکرار با مجموع 352 واحد آزمایشی انجام شد. مطالعه منحنی توزیع اندازه ذرات رسوب تفاوت آشکاری بین منحنی ها توزیع اندازه ذرات در دو شرایط با وجود و با حذف ضربه قطرات باراننشان داد. منحنی های توزیع اندازه ذرات رسوب پایین تر از منحنی های توزیع اندازه ذرات خاک اصلی قرار گرفتند که گویای افزایش شاخص میانگین قطر ذرات رسوب و نشانگر افزایش قابلیت انتقال ذرات درشت دانه مانند شن در انتهای آزمایش است. افزایش انحراف معیار هندسی در رسوب کاملا بستگی به بافت خاک و شیب داشت. برخلاف انتظار، همگنی ذرات رسوب چندان تحت تاثیر حذف ضربه قطرات باران قرار نگرفت. با افزایش شیب در همه کلاس های بافت خاک، ناهمگنی ذرات رسوب به احتمال قوی به دلیل افزایش سرعت جریان و قدرت جریان افزایش یافت.بیش ترین غیر همگنی ذرات رسوب بعداز بارندگی در خاک سیلتی مشاهده شد.کلید واژگان: توزیع اندازه ذرات رسوب، شاخص میانگین قطر ذرات رسوب، انحراف معیار هندسیRill erosion is one of the most important types of water erosion in semiarid dry land areas. The importance of this study is more in the soils of semi-arid regions, similar to many parts of Iran, which have unstable soil aggregates. The aim of this study was to investigate the role of raindrop impact on the size distribution and homogeneity of sediment particles in rill erosion of soils with different textures. Therefore, the effect of raindrops on changes in the size distribution of sediment particles was determined in rills of 4 meters in length and 0.10 meters in width under rainfall simulated with a constant intensity of 90 mm h-1 in different slope gradients (5%, 10%, 15%, and 20%) in 12 soil texture classes. Experiments were carried out in two soil surface coverconditions including with raindrop impact (bare soil) and without raindrop impact (use plastic net), and the effect of raindrop impact on the variables was determined. The experiment was conducted in four replicates with a total of 352 experimental units. The study of this subject using the particle size distribution curve showed that there was a clear difference between the curves in the two soil surface cover conditions. The sediment particles size distribution curves were below the original soil particles size distribution curve, suggesting an increase in the mean diameter of the particles in sediments and an increase in the transport of coarse particles such as sand at the end of the experiment. The increase in geometric standard deviation in the sediment was strongly dependent on soil texture and slope and, contrary to the expected, homogeneity of sediment particles was not significantly affected by the removal of raindrop impact, and by increasing the slope in all soil texture classes, sediment particles heterogeneityincreased, likely due to increase in flow velocity and flow power. The highest non-homogeneity of sediment particles was observed after precipitation in silty soil.Keywords: Sediment particle size distribution, Mean particle diameter index, Geometric standard deviation
-
شیارها به عنوان منبع و محل تولید و انتقال رواناب و رسوب روی دامنه ها می باشند. خصوصیات جریان در شیارها می تواند تحت تاثیر نوع و میزان مواد همراه باشد. آگاهی از فرآیند توسعه شیار ها مستلزم شناخت خصوصیات هیدرولیکی جریان در شیارها می باشد. این پژوهش به منظور بررسی اثرات بار رسوب بر خصوصیات هیدرولیکی جریان در شیارها انجام گرفت. آزمایش در فلومی به ابعاد 3/0× 4/0 ×4 متر در شیب10درصد در خاک های با بافت لوم، شن لومی و لوم رس شنی تحت بارش با شدت 90 میلی متر بر ساعت در چهار تکرار انجام شد. عدد رینولدز، عدد فرود، ضریب اصطکاک دارسی-ویسباخ، عمق جریان، تنش برشی و قدرت جریان طی فرآیند فرسایش شیاری مشخص شدند. نتایج نشان داد که ضریب اصطکاک دارسی-ویسباخ با افزایش باررسوب افزایش یافت. عدد فرود با افزایش بار رسوب به دلیل کاهش چشمگیر سرعت جریان کاهش یافت. تنش و قدرت برشی و عمق جریان نیز با افزایش بار رسوب افزایش داشتند. عمق جریان با افزایش بار رسوب بیشتر شد و در خاک لوم از 041/0 تا 1 میلی متر و در خاک شن لومی از 07/0 تا 3/1 میلی متر و در خاک لوم رس شنی از 06/0 تا 7/0 میلی متر بود. ضریب تبیین بین بار رسوب و تمام خصوصیات هیدرولیکی برای دو خاک لوم و شن لومی بالاتر از 90 درصد ارزیابی شد ولی برای خاک لوم رس شنی حدود 60 درصد بود. به طور کلی این پژوهش نشان داد که برهم کنشی معنی دار بین بار رسوب و خصوصیات هیدرولیکی جریان در شیار ها برقرار است.
کلید واژگان: بار رسوب، فرسایش شیاری، هیدرولیک جریان شیاری، روانابRills are often the major area and source of runoff and sediment in hillslopes. The hydraulic characteristics of flow in the rills can be affected by type and amount of sediment. Knowledge on the flow hydraulic characteristics is essential to find the major mechanism of rill development. The objective of this study was to evaluate the effects of type and amount of sediment on the rill hydraulic characteristics. Laboratory experiments were carried out in a flume with 4m× 0.4 m×0.3m dimensions located at 9% slope steepness under 90 mm h-1 rainfall intensity which was applied on three soil textures of loam, loamy sand and sandy clay loam with four replications. Reynolds number, Froude number, flow depth, Darcy–Weisbach friction coefficient, shear stress and stream power were determined during the rill erosion process. The results showed that Reynolds number and Darcy–Weisbach friction coefficient increased as the sediment load increased in the rills. Froude number decreased as sediment load increased which was attributed with decreasing flow velocity. Shear stress and stream power and flow depth increased with increasing the eroded sediment. Flow depth increased with incease of sediment load, varying from 0.041 to 1mm in loam soil, 0.07 to 1.3 mm in loamy sand soil and 0.06 to 0.7 mm in sandy clay loam soil. Coefficient of determination between sediment load and all hydraulic characteristics were higher than 90% for loam and loamy sand and higher than 60% for sandy clay loam. This study revealed that significant interaction was between sediment load and hydraulic characteristics of flow in the rills.
Keywords: Sediment load, Soil erosion, Hydraulic of rill flow, Run Off -
به منظور پهنه بندی عملکرد دانه گندم، روش های کریجینگ معمولی، کوکریجینگ و رگرسیون-کریجینگ مورد استفاده قرار گرفت. برای این منظور 298 کشتزار دیم گندم با فواصل 59/0 کیلومتر از هم در شهرستان خدابنده واقع در جنوب استان زنجان در سال 1393 انتخاب شد. عملکرد دانه گندم دیم در کشت زارها با استفاده از پلات مربعی مورد اندازه گیری قرار گرفت. از هر کشتزار دو نمونه خاک سطحی جمع آوری شد. ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک شامل شن، سیلت و رس، رطوبت گل اشباع، ماده آلی، واکنش خاک، هدایت الکتریکی، کربنات کلسیم معادل، ازت کل، فسفر قابل دسترس و پتاسیم قابل دسترس خاک در آزمایشگاه اندازه گیری شدند. داده های خاک برای ارزیابی مدل های زمین آماری و بررسی نقش ویژگی های خاک در تعیین عملکرد دانه گندم در کشتزارها به کار رفتند. از بین کل داده های مورد بررسی، 238 داده برای ارائه مدل های زمین آماری و 60 داده برای ارزیابی مدل های مذکور مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج نشان داد که روش کوکریجینگ عملکرد گندم دیم را در نقاط جدید با دقت بیش تری )74/0 =R2، 95/118=RMSE) نسبت به دو روش کریجینگ معمولی )74/0 =R2، 87/127=RMSE) و رگرسیون- کریجینگ )26/0 =R2، 84/198=RMSE) برآورد می کند. ازت کل خاک به عنوان یک متغیر کمکی در روش کوکریجینگ برای تعیین تغییرات مکانی عملکرد دانه گندم بکار رفت. به طور کلی این پژوهش نشان داد با آگاهی از تغییرات مکانی ازت کل خاک می توان تغییرات مکانی عملکرد گندم را کمی نمود و آن را به صورت نقشه زمین آماری برای اهداف مدیریتی به کار گرفت.کلید واژگان: تجزیه به مولفه های اصلی، رگرسیون-کریجینگ، کریجینگ، کوکریجینگFor zoning of wheat grain yield, simple kriging, cokriging and regression- kriging methods were evaluated. For this purpose, in 2014, 298 rainfed wheat fields with distances of 0.59 km from each other were selected at the Khodabandeh county located in the south of Zanjan province. Wheat grain yield of the rainfed lands was measured using the quadrant plots in the field. Soil samples were collected from the surface soil (0-30 cm) of the fields at two replicates. Physical and chemical properties of soil including sand, silt, clay, moisture, organic matter, pH, EC, calcium carbonate equivalent, total nitrogen, available phosphorus and plant-available potassium were measured. Soil data were used to assess the geostatistical models and evaluate the soil characteristics roles on wheat grain yield over the fields. Out of total data, 238 data were used to develop geostatistical models and 60 data were applied to test the models. Results showed that cokriging estimated wheat grain yield in new locations more accurate (R2= 0.74, RMSE= 118.95) than the simple kriging (R2= 0.74, RMSE= 127.87) and regression- kriging (R2= 0.26, RMSE= 198.84). Soil total nitrogen was used as auxiliary variable in cokriging method to determine the spatial variation of wheat grain yield. In addition, according to the results by understanding the spatial variation of the soil total nitrogen spatial grain yield variation can be quantified and used as geostatistical map for management scopes.Keywords: Cokriging, Kriging, principal component analysis, Regression-Kriging
-
ضریب رواناب به عنوان معیاری برای ارزیابی پتانسیل تولید سیل حوزه آبخیز مورد استفاده قرار می گیرد. این عامل به مشخصات حوزه آبخیز بستگی داشته و طی سال دچار تغییرات زمانی می شود. آگاهی از حوزه های آبخیز مستعد تولید بیش تر رواناب و زمان وقوع بیش ترین رواناب ، در برنامه ریزی مدیریت حوزه های آبخیز نقشی اساسی دارد. در این پژوهش مشخصات فیزیکی و وقایع بارش و رواناب طی دوره بیست ساله (1384-1365) در یازده حوزه آبخیز رده چهار در استان اردبیل بررسی شد. مساحت آن ها بین 257 تا 2184 کیلومتر مربع بوده و شیب از 25/16 تا 3/33 درصد تغییر می کند. تفاوتی معنی دار بین ماه ها از نظر بارندگی (001/0>p)، رواناب (01/0>p) و ضریب رواناب (05/0>p) وجود داشت. در برخی حوزه های آبخیز، رابطه ای معنی دار بین رواناب و بارندگی برقرار است که می تواند به دلیل ضعف پوشش گیاهی باشد. در اغلب حوزه های آبخیز، بیش ترین ضریب رواناب در فروردین (70 درصد) و کم ترین آن در شهریور (صفر) می باشد. این نتیجه به دلیل فواصل کوتاه رخدادهای بارندگی و ضعف پوشش گیاهی در اوایل بهار می باشد. در شهریور به دلیل پوشش گیاهی مناسب، ضریب رواناب کاهش می یابد. ضریب رواناب تحت تاثیر خصوصیات فیزیکی حوزه آبخیز قرار دارد، همبستگی منفی بین ضریب رواناب و مساحت (80/0-=r)، طول آبراهه (83/0-=r) و ضریب شکل (82/0-=r) وجود دارد. با این وجود، این مشخصه تحت تاثیر شیب، ضریب گراولیوس و تراکم آبراهه ای قرار نگرفت. نتایج نشان داد که در منطقه نیمه خشک، بیش ترین خطر پتانسیل تولید سیل مربوط به حوزه های آبخیز با سطح کوچک و غیرکشیده (ضریب گراویلیوس 2/1) به ویژه در اوایل بهار می باشد.کلید واژگان: بارندگی، درجه حوزه آبخیز، خطر پتانسیل تولید سیل، مشخصات فیزیکی حوزه آبخیزRunoff coefficient can be used as a measure for assessing the flood generation potential of the watersheds. This factor is depending on the watershed characteristics and may vary temporally during a year. Knowledge on the watersheds with higher potential to runoff production and determining pick time of runoffs is essential for designing watershed management practices in an area. In this study, physical characteristics with rainfall and runoff data for a thirty-year period (1986-2010) were studied in eleven forth order watersheds in Ardabil, Iran. The watersheds surface areas vary from 257 to 2184 km2 and their slopes are between 16.25% and 33.3%. Significant differences were found among their monthly rainfall (pKeywords: Flood generation potential risk, Physical watershed characteristics, Rainfall, Watershed order
-
مارن ها از مهمترین سازندهای زمین شناسی حساس به فرسایش هستند که به دلیل ناپایداری ساختمان خاک، حاصلخیزی کم و ذخیره رطوبتی اندک، استقرار پوشش گیاهی دایمی در آن ها دشوار است. پلی مرها به عنوان یکی از گزینه های اصلاحی برای حفظ منابع خاک در این عرصه ها قابل بررسی می باشند. این مطالعه به منظور مقایسه اثر پلی اکریل آمید و پلی ونیل استات در اصلاح ویژگی های فیزیکی خاک و بهبود جوانه زنی در سازندهای مارنی انجام شد. پلی اکریل آمید و پلی ونیل استات در چهار سطح (صفر، 3/33، 6/66 و 100 کیلوگرم در هکتار) به سطح نمونه های خاک در سه نوبت پاشیده شد. در کل 32 جعبه تهیه و بذرهای گندم در خاک پلی مری شده کشت شدند. ویژگی های فیزیکی خاک و جوانه زنی در خاک های پلیمری شده پس از پنج رخداد باران شبیه سازی شده (با شدت 40 میلی متر بر ساعت به مدت 30 دقیقه) اندازه گیری شدند. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در چهار تکرار انجام گرفت. با افزایش مقدار مصرف هر دو پلی مر، اندازه خاکدانه، پایداری خاکدانه و هدایت هیدرولیکی اشباع روندی افزایشی نشان دادند و در مقابل جرم مخصوص ظاهری و مقاومت مکانیکی خاک به طور قابل ملاحظه ای کاهش یافتند. ظرفیت نگهداری آب خاک و آب قابل دسترس با مصرف پلی آکریل آمید کاهش یافت ولی تحت تاثیر مصرف پلی وینیل استات قرار نگرفت. این پژوهش نشان داد که پلی وینیل استات اثربخشی پایاپایی با پلی اکریل آمید در بهبود ویژگی های فیزیکی خاک مارنی دارد و در مقابل موجب کاهش ظرفیت نگهداری آب خاک نمی گردد. بنابراین، پلی وینیل استات می تواند جایگزینی مناسب برای پلی آکریل آمید در عرصه های مارنی در نظر گرفته شود.کلید واژگان: اصلاح کننده های خاک، پلی مر دوست دار طبیعت، ساختمان خاک، گندم دیم، مقاومت سطحMarls are the most susceptible geological formation of erosion and keeping a permanent crop cover on the soil of this formation is difficult due to some limitations such as the instability of soil
structure, poor soil productivity and low soil moisture storage. Polymers can be investigated as one of options to protect soil resources in these formations. This study was conducted to compare the effects of polyacrylamide (PAM) and polyvinyle acetate (PVAc) on improving soil properties and germination rate in the marl formations. PAM and PVAc were sprayed on the soil surface with 0.0, 33.3, 66.6, 100.0 kg ha-1 amounts in three splits. In total 32 boxes of polymerized soil were provided and wheat seeds were planted in them. The soil physical properties along with the wheat germination percentage were evaluated in the polymerized soils after five rainfall simulations (40 mm h-1 for 30 min). The experiment was conducted as factorial using a completely randomized design with three replications. With an increase in the two polymers rates, aggregate size, aggregate stability and saturated hydraulic conductivity were significantly improved whereas bulk density and soil surface resistance were strongly decreased in the prepared marl soil. Water holding capacity and available water of the soil decreased after the application of PAM while no significant differences were found after treating with the PVAc. This study revealed that the PVAc had the same role with the PAM in improvement of soil physical properties and in contrast it had no negative effect on the water holding capacity. Therefore, the PVAc can be successfully considered as a replacement for the PAM in the marl areas.Keywords: Environmental friendly polymer, Rainfed wheat, Soil amendments, Soil structure, Surface resistance -
پایداری خاکدانه ها یکی از مهم ترین ویژگی های فیزیکی خاک است که بر میزان پراکنش ذرات خاک به وسیله قطرات باران اثر می گذارد. این پژوهش به منظور بررسی تخریب خاکدانه ها تحت تاثیر ضربه قطرات باران و رابطه آن با پایداری خاکدانه در برخی خاک های ناحیه نیمه خشک درزنجان انجام گرفت. آزمایش در 30 نمونه خاک دیم زار و سه تکرار در سال 1390 انجام شد. برای این منظور، خاکدانه های با قطر 6 تا 8 میلی متر در جعبه هایی مسطح به ابعاد 24 سانتی متر × 30 سانتی متر و ضخامت 6 سانتی متر ریخته شدند. جعبه ها در معرض چهار رخداد باران شبیه سازی شده با شدت 60 میلی متر بر ساعت و به مدت 30 دقیقه قرار گرفتند. در هر رخداد بارندگی میزان تخریب خاکدانه ها در هر جعبه با مقایسه میانگین وزنی قطر آن ها (MWD) پیش و پس از بارندگی به دست آمد. پایداری خاکدانه ها با استفاده از دو روش الک تر و آزمون قطره آب، در هر خاک محاسبه گردید. نتایج نشان داد که تفاوتی معنی دار بین خاک های مختلف ازنظر میزان تخریب خاکدانه ها در اثر باران وجود داشت (001/0£ p). تخریب خاکدانه ها تحت تاثیر پایداری خاکدانه ها درروش الک تر قرار نگرفت با این وجود، تخریب خاکدانه ها همبستگی منفی معنی داری با پایداری خاکدانه ها در آزمون قطره داشت (05/0 p£ و 29/0=2R). تخریب خاکدانه ها در خاک های موردبررسی رابطه معنی دار با میانگین هندسی قطر ذرات معدنی، سنگریزه و ماده آلی داشت (001/0£ p و 65/0=2R).
کلید واژگان: اندازه خاکدانه، جدا شدن ذرات خاک، میانگین وزنی قطر خاکدانه هاAggregate stability is one of the most important soil physical properties which can affect the soil disruption by raindrops. This research was conducted to study the aggregates breakdown under raindrops impact and its relationship with aggregate stability in some semi-arid region soils of Zanjan province، Iran. Thirty soils samples with three replications were taken from thirty dry-farming lands at North West of Zanjan in 2011. Aggregate samples with diameters of 6-8 mm were taken from each farm soil and put in a flat box with dimensions of 24 cm × 30 cm and 6-cm depth. The soil boxes were separately affected by four simulated rainfall events with intensity of 60 mm h-1 for 30-min duration. The amount of aggregate breakdown in each soil box under each rainfall event was then determined by comparing of the mean weight diameter (MWD) of soil aggregates before and after each rainfall event. Aggregates stability was determined using twoMethodswet-sieving and water-drop test. Results indicated that the amount of aggregate breakdown on the basis of MWD values significantly varied among 30 soil samples (p£ 0. 001)، due to rainfall impact. Aggregate breakdown had no significant correlation with the aggregate stability determined using the wet-sieving method، whereas it was negatively correlated to the aggregate stability obtained based on the water-drop test method (R2= 0. 29، p£ 0. 05). Aggregate breakdown in the soils was significantly related to geometric mean diameter of mineral particles، gravel and organic matter (R2= 0. 65، p£ 0. 001).Keywords: Aggregate size, Mean weight diameter of aggregates, Soil disruption -
فرسایش شیاری فرآیند جدا شدن و انتقال ذرات خاک توسط جریان متمرکز روان آب بر روی دامنه شیب دار است. این فرسایش نقشی مهم در هدررفت خاک در دامنه ها دارد. ویژگی های مختلف خاک با تاثیر بر مقاومت آن در برابر ضربه قطرات باران و تنش برشی روان آب، بر گسترش فرسایش شیاری اثر می گذارند. هدف از این آزمایش، بررسی فرسایش شیاری در خاک های با بافت مختلف و تعیین تغییرات زمانی آن طی بارندگی بود. برای این منظور هشت خاک با بافت مختلف (رسی، لوم رسی، لوم رس شنی، لومی، لوم سیلتی، لوم شنی، شن لومی و شنی) در کرت هایی به طول 2/1 متر و در عرض 1 متر در دامنه ای شیب دار تحت باران شبیه سازی شده مورد بررسی قرار گرفتند. هر یک از کرت ها تحت پنج رخداد باران با شدت 60 میلی متر در ساعت و مدت یک ساعت قرار گرفتند. مقدار فرسایش شیاری بر اساس میزان رسوب جمع شده در مخزن انتهای کرت ها تعیین شد. نتایج نشان داد که فرسایش شیاری در شیارها به شدت تحت تاثیر بافت خاک قرار گرفت (01/0p≤). بیش ترین و کم ترین میزان فرسایش شیاری به ترتیب در خاک رسی (322 گرم بر متر مربع) و خاک شنی (صفر) مشاهده شد. میزان فرسایش شیاری در خاک ها به سرعت نفوذ آب و انتقال پذیری ذرات وابسته بود. شدت فرسایش شیاری به دلیل تخریب خاکدانه ها و تولید روان آب طی دوره بارندگی افزایش پیدا کرد. شدت فرسایش شیاری در ابتدای دوره بارندگی به سرعت بالا رفته و در ادامه به حد تقریبا ثابتی رسید. در خاک لومی به دلیل پایداری نسبی خاکدانه ها، میزان تغییرات فرسایش شیاری طی بارندگی کم تر بود.
کلید واژگان: تنش برشی، روان آب، شیار، نفوذ پذیری خاکRill erosion is the detachment of soil particles by scouring and transport of sediments by a concentrated water flow on the hillslope. It plays an important role in soil loss on the hillslope. Various soil properties affect its resistance to rain drops impact and runoff shear stress، and consequently they influence rill erosion. The study was conducted to determine rill erosion and its temporal variation during rainfall in different soil textures. Simulated rainfall experiments were performed in eight soils (clay، clay loam، sandy clay loam، loamy، silty loam، sandy loam، loamy sand and sandy) at the plots (1Í 1. 2 m) installed in a hillslope. The plots were exposed to five simulated rainfalls with an intensity of 60 mm h-1 for 60-min. Rill erosion variation during each rainfall was determined by collecting sediment in a storage tank at the outlet of the plots. Results indicated that rill erosion was strongly affected by the soil texture (p ≤ 0. 01). The highest and the lowest rill erosion were observed in clay (322 g m-2) and sandy soil (zero)، respectively. Rill erosion rate was associated with water infiltration rate and transportability of particles in the soils. Rill erosion rate increased during the rainfall event due to disruption of soil aggregates and runoff generation. In the soils rill erosion rate rapidly increased at early times and finally reached a relatively constant level. The loamy soil showed lower variation in rill erosion rate than other soils due to greater resistance to soil erosion.Keywords: Rill, Runoff, Shear stress, Soil infiltration -
Water has a vital role in increasing crop yield in dry farming lands in semi-arid regions. This study was conducted to determine factors affecting runoff and develop an equation for predicting the runoff in the dry farming lands. The study was conducted in the Hashtroud, located in south part of East-Azarbijan province in northwestern Iran, from March 2005 to March 2006. A square network of dry farming lands with 900 km2 area was selected and divided into 36 regular grids with a dimension of 5 km. In each grid, runoff plots with dimensions of 22.1 m in length and 1.83 m in width at three replicates and 1.2 m spacing were prepared on a dry farming land with a slope 9%. At the lower parts of the plots, runoff-collecting equipments were established. Rainfall properties were determined on the basis of recording rain gauge data of a meteorological station. Based on results the runoff in the plots was affected by 23 natural rainfall events during the study period. The soils of the study area are mainly clay loam with a moderate infiltration rate and having almost 1% organic materials and 13% lime. Runoff amount per rainfall event varied frame 2.153 to 49.377 liter per plot. Runoff negatively correlated (r= -0.85, p<0.001) with soil infiltration. The results indicated that the runoff can be easily predicted using a linear regression equation based on coarse sand, organic matter and lime (R= -0.84, p<0.001). Coarse sand, organic matter and lime significantly increased soil infiltration and consequently reduced runoff.
-
فرسایش پذیری خاک در معادله جهانی فرسایش خاک (USLE)، از رابطه ای رگرسیونی که بر اساس آزمایش های صحرایی فرسایش در خاک های تقریبا غیرآهکی به دست آمده است، برآورد می شود. از این رو تعیین خطای برآورد آن در خاک های آهکی ایران ضروری است. این پژوهش در منطقه ای کشاورزی به ابعاد 30 کیلومتر در شهرستان هشترود واقع در شما ل غرب ایران طی سال 1384 انجام گرفت. خاک های مورد مطالعه دارای حدود 1/1 درصد ماده آلی و 13 درصد آهک هستند. در سطح منطقه مورد بررسی، 36 شبکه مربعی به ابعاد 5 کیلومتر در نظر گرفته شد. در هر شبکه سه کرت استاندارد با فاصله 2/1 متر در یک دیمزار واقع روی شیب جنوبی 9 درصد احداث شدند. مقدار واقعی فرسایش پذیری، از نسبت مقدار رسوب سالانه بر عامل فرسایندگی باران سالانه تحت رخدادهای باران طبیعی و مقدار برآوردی آن، از رابطه رگرسیونی USLE به دست آمد. ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک در نمونه های برداشت شده از عمق صفر تا 30 سانتی متر اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که میانگین مقدار فرسایش پذیری واقعی در منطقه برابر 004258/0 تن ساعت بر مگاژول میلی متر می باشد که 75/10 برابر کمتر از مقدار برآوردی است. همبستگی ضعیفی (16/0=R2) بین فرسایش پذیری واقعی و برآوردی برقرار بود. مقدار خطای برآورد فرسایش پذیری از 173/3 تا 298/39 تغییر کرد و میانگین آن در منطقه 984/9 بود. فرسایش پذیری خاک همبستگی معنی داری با شن درشت، سیلت، ماده آلی و آهک داشت. تجزیه رگرسیونی نیز نشان داد که فرسایش پذیری خاک آهکی تحت تاثیر معنی دار (001/0p
کلید واژگان: عامل فرسایش پذیری، خاک آهکی، خطای برآوردDetermining the estimating error of USLE erodibility factor in calcareous soils of Northwestern IranIn the Universal Soil Loss Equation (USLE), soil erodibility factor K can be estimated by using a regression equation that has been presented based on field erosion plots in relatively non-calcareous soils. Therefore, it seems necessary to determine the estimating error of the regression equation in calcareous soils of Iran. This study was conducted in an agricultural area with a dimension of 30 km in Hashtrood province, northwest of Iran during March 2005-2006. The studied soils had about 1.1% organic matter and 13% lime (TNV). In order to investigate the soil erodibility, 36 regular grids of 5×5 km were considered on the study area. On each grid, three standard plots with 1.2 m intervals were established in dryland farming area having a 9% south hill slope. The actual soil erodibility value of the plots was determined as the annual soil loss per annual rain erosivity factor under natural rainfall events. The K value was estimated using the USLE regression equation. Soil physical and chemical properties were measured in samples taken from 0 to 30 cm depth. The results indicated that mean actual value of the soil erodibility factor in the study area was 0.004258 Mg.h.MJ-1.mm-1 which is 10.75 times smaller than the estimated K-factor. There was a poor correlation (R2= 0.16) between the actual and estimated soil erodibility factor. The estimating error values of the soil erodibility varied from 3.173 to 39.298 with a mean error of 9.984. There was a significant correlation between the calcareous soil erodibility and the amount of coarse sand, silt, organic matter and lime (TNV) of the soil. Regression analysis showed that the calcareous soil erodibility significantly (R2= 0.80, p)
Keywords: Soil erodibility factor, Calcareous soils, USLE, Hashtrood province
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.