جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « شاخص کیفیت خاک » در نشریات گروه « آب و خاک »
تکرار جستجوی کلیدواژه «شاخص کیفیت خاک» در نشریات گروه «کشاورزی»-
ارزیابی و تعیین مجموعه حداقل داده ها جهت بررسی کیفیت خاک به لحاظ صرفه جویی در هزینه و زمان بسیار با اهمیت و ارزشمند است. این تحقیق با اهداف اصلی ارزیابی شاخص کیفیت خاک های تحت کشت متوالی و دراز مدت گندم توسط یک مدل معتبر (Integrated quality index)، تعیین مجموعه حداقل داده برای ارزیابی کیفیت خاک های این منطقه و ارزیابی رابطه مابین شاخص کیفیت خاک و اجزای عملکردی گندم در اراضی کشاورزی منطقه پیرانشهر استان اذربایجان غربی انجام گرفت. 18 ویژگی فیزیکی و شیمیایی و حاصلخیزی در خاک سطحی این اراضی که دارای سه رده خاک مالی سول، اینسپتی سول و ورتی سول می باشد با بررسی و مطالعه 40 پروفیل اندازه گیری شد. کل متغیرهای موثر بر کیفیت خاک (TDS) تعیین و حداقل داده موثر (MDS) با استفاده از روش تجزیه مولفه های اصلی (PCA) مشخص شدند. شاخص کیفیت خاک با استفاده از تکنیک میان یابی، متناسب با رشد گیاه به پنج کلاس تقسیم بندی شد. بر اساس نتایج تجزیه به مولفه های اصلی، پنج ویژگی کربن آلی، رس، نسبت جذب سدیم، کربنات کلسیم معادل و سیلت دارای ارزش ویژه بزرگ تر از یک بوده و به عنوان شاخص های MDS انتخاب شدند. بیش ترین مقدار IQITDS و IQIMDS در خاک رده ی اینسپتی سول ها سپس بترتیب در رده مالی سول و ورتی سول مشاهده شد. ارتباط معنی داری (p< 0.05) مابین اجزای عملکرد گندم (عملکرد دانه و بیولوژیک گندم) با مدل های IQITDS و IQIMDS یافته شد که نشان دهنده ی تآثیر مثبت و معنی دار شاخص کیفیت خاک بر اجزای عملکرد گندم بود. همچنین مدل IQITDS نسبت به مدل IQIMDS به علت ضریب اطمینان (R2) بیشتر از دقت بیشتری برای پیش بینی عملکرد اجزای گندم برخوردار بود. با این وجود به علت همبستگی مثبت و معنی دار مابین IQITDS و IQIMDS (R2 = 0.9)، مدل IQIMDS مدل اقتصادی و بهتری برای ارزیابی کیفیت خاک های این منطقه است.
کلید واژگان: شاخص کیفیت خاک, مجموعه کل داده ها, مجموعه حداقل داده ها, عملکرد دانه, عملکرد بیولوژیکی}Evaluating and determining the minimum data set to evaluate soil quality is very important, valuable in terms of cost, and time save. The aims of this study were to assess the quality index of soils under successive, and long-term cultivation of wheat by a valid model (Integrated quality index= IQI), determine the minimum data set to evaluate the quality of soils in this region, and evaluate the relationship between soil quality index and wheat yield components. For these purposes, 18 physical, chemical, and fertility properties of the surface soil belonging to 40 soil profiles were determined in the croplands from Piranshahr region of West Azerbaijan province. The soils were classified in the three order of Mollisols, Inceptisols, and Vertisols. Total variables affecting soil quality (TDS) were determined, and minimum effective data (MDS) were estimated using principal component analysis (PCA). The soil quality index was divided into five classes according to the growth of the plant using the interpolation technique. Based on the results of PCA, five properties of organic carbon, clay, sodium adsorption ratio, calcium carbonate equivalent and silt had a specific value greater than one and were selected as MDS indicators. The highest values of IQITDS, and IQIMDS were observed in the Inceptisols, followed by Mollisols and Vertisols, respectively. A significant relationship (p <0.05) was found between wheat yield components (grain yield, and biological yield of wheat) with IQITDS and IQIMDS models, which showed a positive, and significant effect of soil quality index on wheat yield components. Moreover, the IQITDS model was more accurate than the IQIMDS model in predicting the performance of wheat components due to its higher R2. However, due to the positive, and significant correlation between IQITDS and IQIMDS (R2 =0.9(, the IQIMDS model is an economic and better model for evaluating the quality of soils in the region.
Keywords: Soil quality index, Total Data Set, Minimum data set, Grain yield, Biological Yield} -
این مطالعه با هدف ارزیابی شاخص کیفیت خاک در دو سطح لایه شخم و خاک رخ (عمق 0 تا 100 سانتی متر)، در اراضی مرتعی و کشاورزی با مدیریت های خرده مالک، عمده مالک شخصی و اراضی شرکت کشاورزی و دامپروری بینالود در نیشابور انجام شد. 21 خاک رخ در سامانه های مدیریتی مزبور، حفر و از افق های آن ها نمونه برداری گردید. پرسش نامه های لازم به کمک کشاورزان و کارشناسان منطقه به روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP)، تهیه و تحلیل های مورد نظر انجام گرفت. از بین ویژگی های موثر بر کیفیت خاک، کربنات کلسیم معادل، کربن آلی، درصد رس، شن، سیلت، قابلیت هدایت الکتریکی، pH، نیتروژن کل، فسفر و پتاسیم قابل استفاده، سدیم و مجموع کلسیم و منیزیم مورد تجزیه آزمایشگاهی قرار گرفت. شاخص کیفیت خاک در مجموعه حداقل داده (MDS) به دو روش تجزیه به مولفه های اصلی (PCA) و نظر کارشناس (EO) و به دو شیوه تجمعی و وزنی محاسبه شد. برای رسیدن به یک مقدار واحد از هر ویژگی در هر خاک رخ، از دو روش میانگین وزنی و ضریب وزنی استفاده گردید و به منظور بررسی صحت ارزیابی، ارتباط بین شاخص کیفیت خاک با عملکرد یونجه و کلزا نیز به روش رگرسیون خطی بررسی شد. نتایج نشان داد که بیشترین شاخص کیفیت تجمعی و وزنی خاک در هر دو سطح لایه شخم و خاکرخ، در هر دو روش PCA و EO مربوط به اراضی مرتعی و سیستم عمده مالک بود. در تمام واحدهای مدیریتی نیز شاخص وزنی محاسبه شده به روش EO، بیشترین کیفیت خاک سطحی و خاک رخ (به روش ضریب وزنی) را به خود اختصاص داد. ارتباط بین شاخص کیفیت خاک با عملکرد یونجه و کلزا نیز نشان داد که در مجموعه EO، شاخص وزنی خاک رخ (به روش ضریب وزنی) نسبت به خاک سطحی، توانسته است ارتباط بیشتری با عملکرد محصول، به خصوص کلزا، در سیستم مدیریتی عمده مالک (خاک سطحی R2 = 0.75 و خاک رخ R2 = 0.68) و شرکت بینالود (خاک سطحی R2 = 0.65 و خاک رخ R2 = 0.63) نشان دهد. ارتباط نسبتا خوب عملکرد محصولات مورد مطالعه، با شاخص کیفیت خاک نشان داد که به منظور افزایش عملکرد، نیازمند یک مدیریت اصولی در جهت حفظ و بهبود کیفیت خاک، به خصوص در سیستم خرده مالکی در جهت تامین نیازهای تغذیه ای که نقش مهم تری دارند، هستیم.
کلید واژگان: تجزیه به مولفه اصلی, سامانه مدیریتی, شاخص کیفیت خاک, عملکرد محصول, کارشناس خبره}IntroductionThe type of management operations and land use systems are the key parameters affecting the soil quality and sustainable land use. The exploitation systems by efficient use of soil and water recourse can decrease productions costs and increase the yield as well as conserve the natural resources. However, farmers and stakeholders need to be aware that through their management practices, they affect soil quality and, with the short-term goal of production and greater profitability, lead to soil degradation. They can both use the land economically and improve and maintain soil quality by balancing production inputs and refining their management approaches. There are different management systems of productivity in agricultural lands in Neyshabour plain in northeastern Iran. In addition to the water and soil limitations in the study area, the prevalence of the smallholder system and the unwillingness of farmers to integrate smallholder, has further increased the destruction of soils in the study area. The objective of this study was to assess the changes in soil quality index in surface soil and profile (0-100 cm) and calculate the correlation between soil quality index and alfalfa and rapeseed yield in rangeland and agricultural areas managed by smallholders, total owners, and Binalood Company in the study area.
Materials and MethodsA total of 21 soil profiles were described in the total owner, smallholder and Binalood company management system and sampled from the alfalfa and rapeseed lands. Questionnaires were prepared with the help of farmers and experts in the study area based on Analytic Hierarchical analysis (AHP) method. The physical and chemical characteristics of the soil samples were determined. The important soil characteristics affecting plant growth were determined by interviewing farmers and experts study area. Soil quality index in the minimum data set (MDS) was calculated by two methods of principal component analysis (PCA) and expert opinion (EO), by additive and weighted methods in surface soil and profile. To achieve a single value for each soil properties in the soil profile, two methods of weighted mean and weighted factor were used. To evaluate the accuracy of the assessment, the correlation between soil quality index and alfalfa and rapeseed yield was investigated of the various management system.
Result and DiscussionThe results showed that the highest additive and weighted soil quality index at both surface and soil profile in both PCA and EO methods were in rangeland. It was due to lack of cultivation and maintaining organic matter comparing to agricultural land. The total owner management system due to its economic power and the use of appropriate and scientific methods comparing to smallholder management system, showed the highest additive and weighted soil quality index. In all management system, the EO-calculated weight index by weighted factor method had the highest value due to assigning the suitable weight for soil characteristics. The correlation analyses soil quality indices with canola and alfalfa indicated that the EO soil quality calculated by weighted factor for the soil profile were more correlated than surface soil in total owner system and the Binalood company. Weight coefficient method due to the application of different weights to each layer based on their importance, showed a higher soil quality index in both EO and PCA sets than the weighted average method. The reason for better EO performance probably is that the PCA is a reducing the dimensions, meanwhile, the minimum data selection in the EO method is based on regional experts which are familiar with cause-and-effect relationship of the soil properties. Due to the relatively good correlation of the yield of the studied products, with the soil quality index, an appropriate management needs to maintain and improve soil quality, especially in the smallholder system, as well as meeting the nutritional needs of these products.
ConclusionSoil quality assessment in this study indicated that calculation of the soil quality index only considering the surface soil properties may not provide complete information for the farmers and land managers. Then inclusion of both surface and profile soil properties with farmers' knowledge and study area experts are essential for sustainable soil management. On the other hand, the differences in the management system also affected the soil quality index. Although the smallholder management system due to low input, especially chemical fertilizers, water and agricultural implements, had a high potential concerning environmental issues, but in terms of production, total owner and Binalood company management systems because of their high economic strength had the higher soil quality index. The farmers and stakeholders of the total owner management systems should be considered despite the proper management, however due to high inputs of fertilizer and water, especially in the Binalood company, the production may not be sustainable. Therefore, for further studies, calculating the water consumption in the desired management systems is recommended.
Keywords: Crop Yield, Expert opinion, Management system, Principal component analysis, Soil quality index} -
آگاهی از توزیع مکانی کیفیت خاک، از مهم ترین موضوعات در شناسایی، برنامه ریزی، مدیریت و بهره برداری از منابع خاک است. در این مطالعه، نمونه های خاک سطحی (30-0 سانتی متر) از 50 کشتزار (m 1650 × m 1650) در منطقه ساوجبلاغ استان البرز برداشت گردید و ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک اندازه گیری شد. کل متغیرهای موثر بر کیفیت خاک استخراج، و کمترین متغیرها با استفاده از روش تجزیه مولفه های اصلی (PCA) انتخاب شدند. معیارهای کیفیت خاک شامل کیفیت تجمعی وزنی (SQIw) و تجمعی ساده (SQIa) و شاخص کیفیت نمورو (NQI) با استفاده از کل ویژگی ها (TDS) و کمترین ویژگی ها (MDS) تعیین شدند. تغییرات مکانی شاخص های کیفیت با استفاده از روش زمین آمار تحلیل و توزیع مکانی آنها با استفاده از روش کریجینگ معمولی تعیین شد. نتایج نشان داد که بهترین مدل برازش یافته برای شاخص NQI با استفاده از کمترین ویژگی ها مدل گوسی (93/0=R2)، و برای بقیه شاخص ها با استفاده از کمترین ویژگی ها و کل ویژگی ها، مدل نمایی (99/0-79/0=R2) بود. همچنین، دامنه تغییرات مکانی برای شاخص های SQIa،،SQIWوNQI به ترتیب 2/6-6 ، 65/3-7/2 و 2/7-5/4 کیلومتر بود. شاخص NQIبا استفاده از کل ویژگی ها، دقت بالاتری بر اساس آماره های R2 برابر با 85/0 و ریشه میانگین مربعات خطای نرمال شده (01/0=NRMSE) برای تهیه نقشه کیفیت خاک داشت. قسمت وسیعی از منطقه کیفیت بالا داشت (کلاس II) و مناطقی محدود کیفیت متوسط (کلاس III) و بسیار بالا (کلاس I) داشتند. شاخص های کیفیت در منطقه وابستگی مکانی متوسطی داشتند (70/0-31/0). با توجه به پایین بودن ماده آلی و پایداری ساختمان خاک منطقه، با انتخاب روش مدیریتی مناسب مانند افزودن ماده آلی و سیستم خاک ورزی حفاظتی، می توان کیفیت خاک را بالا برد.
کلید واژگان: تجزیه مولفه های اصلی, تغییرات مکانی, شاخص کیفیت خاک, وابستگی مکانی, کمترین تعداد داده ها}Knowledge on the spatial distribution of soil quality is one of the most important issues in recognition, planning, management and optimal exploitation of soil resources. In this study, physical, chemical and biological properties of topsoil (0-30 cm) were measured in 50 fields (1650 m × 1650 m) in Savojbolagh region, Alborz province. All of the factors influencing soil quality were selected using the principal component analysis (PCA). The Weighted Additive Soil Quality Index (SQIw), the Additive Soil Quality Index (SQIa) and the Nemero Soil Quality Index (NQI) were quantified using either the total data set (TDS) or the minimum data set (MDS). Spatial variability of these soil quality indices were analyzed using geostatistical technique. In addition, spatial distribution of them were determined using the Ordinary Kriging method. The results showed that for the NQI index, the best fitted model was the Gaussian (R2= 0.93) when MDS was used, whereas, the exponential (R2= 0.79-0.99) model was strongly fitted to the other indices obtained from MDS and TDS. Furthermore, the effective range of spatial variability for SQIa, SQIw and NQI indices was 6-6.2, 2.7-3.65 and 4.5-7.2 kilometers, respectively. The NQI obtained from the TDS appeared to have the higher accuracy in the area (R2= 0.85, normalized root mean squares error (NRMSE) = 0.01). A large part of the area has high quality (class II) as well as to some extent areas have medium quality (class III) and very high (class I). Soil quality indices in the region were in moderate spatial dependence (0.31-0.7). So, the soil quality in the region is affected by both natural and external factors. Therefore, regarding the low organic matter as well as the weak structural stability of soil in the study area, one may expect that by implementing appropriate management methods such as adding organic matter, the soil quality will be increased.
Keywords: principal component analysis, Spatial variability, Soil quality index, Spatial dependence, Minimum data set} -
انتخاب مهم ترین ویژگی های فیزیکی کیفیت خاک و تجمیع آنها در قالب یک شاخص، می تواند به اخذ تصمیمات صحیح مدیریتی منابع و اراضی کمک شایانی نماید. این پژوهش با هدف تعیین شاخص کیفیت فیزیکی خاک در پنج کلاس بافتی لوم، لوم شنی، لوم سیلتی، لوم رسی و لوم رسی سیلتی در ایستگاه تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی طرق در استان خراسان رضوی انجام شد. پس از نمونه برداری های لازم از خاک 30 نقطه و انجام اندازه گیری های صحرایی و آزمایشگاهی، تعداد 35 ویژگی فیزیکی خاک تعیین و با استفاده از روش آماری تجزیه مولفه های اصلی، مهم ترین ویژگی های فیزیکی کیفیت خاک تعیین گردید. سپس با وزن دهی و استفاده از دو روش امتیازدهی خطی به ویژگی های منتخب، شاخص کیفیت فیزیکی خاک در قالب یک مقدار عددی محاسبه شد. نتایج نشان داد که تنها شش ویژگی فیزیکی خاک شامل میانگین قطر منافذ، آب قابل استفاده (ظرفیت مزرعه در مکش 100 سانتی متر)، تخلخل کل، انرژی انتگرالی دامنه رطوبتی با حداقل محدودیت (ظرفیت مزرعه در مکش 330 سانتی متر)، شاخص پایداری خاک دانه و آب قابل استفاده (ظرفیت مزرعه در مکش 330 سانتی متر) می توانند حدود 90 درصد تفاوت خاک های مورد مطالعه را توجیه نمایند. مقایسه روش های مختلف محاسبه شاخص عددی کیفیت فیزیکی خاک نشان داد که بیش ترین مقدار ضریب حساسیت مربوط به روش انتخاب متغیرها با استفاده از تجزیه مولفه های اصلی و وزن دهی آنها و استفاده از روش امتیازدهی در محدوده بین صفر و یک بوده و شاخص محاسبه شده با این روش به عنوان مناسب ترین معیار جهت طبقه بندی خاک های مطالعه شده در قالب چهار کلاس کیفیت خاک می باشد.کلید واژگان: شاخص کیفیت خاک, کوچک ترین مجموعه داده, مولفه اصلی}IntroductionSoil quality can be considered as a comprehensive index for sustainable land management assessment. Studying the most important soil physical properties and combining them as an index of soil physical quality (SPQI) could be used as an appropriate criteria for evaluating and monitoring soil physical changes. In this regard, this study was conducted to determine the most important soil physical properties and calculate the SPQI of medium to coarse-textured soils of Khorasan-Razavi province.Materials and MethodsTorogh Agricultural and Natural Resources Research and Education Station of Khorasan-Razavi province is located in south-east of Mashhad city (59° 37' 33"-59° 39' 10" E, 36° 12' 31"-36° 13' 56" N). Soil texture variability in this research station is one of its outstanding features. The soil textures are classified into loam, silt loam, silty clay loam, clay loam, and sandy loam. More than 90% of agricultural soils in Khorasan-Razavi province are classified in these five texture classes. Using the available data, 30 points with different soil textures and OC contents were selected. The soil samples were collected from 0-30 cm soil depth at each point. Intact soil cores (5 cm diameter by 5.3 cm length) were used for sandbox measurements, and disturbed soil samples were used to determine other properties. Required laboratory analysis and field measurements were conducted using standard methods. In this research, 35 soil physical properties as total data set (TDS) including: soil moisture release curve (SMRC) parameters, particle size distribution and five size classes of sand particles, soil bulk and particle density, dry aggregates mean weight diameter (MWD) and stability index (SI), S-index, soil porosity and air capacity, location and shape parameters of soil pore size distribution (SPSD) curves, relative field capacity (RFC), plant available water measured in matric pressure heads of 100 and 330 hPa for the field capacity (PAW100 and PAW330), least limiting water range measured in matric pressure heads of 100 and 330 hPa for the field capacity (LLWR100 and LLWR330), integral water capacity (IWC) and integral energy (EI) of different soil water ranges were measured and calculated for 30 soil samples. The most important soil physical properties were selected using principal component analysis (PCA) method by JMP (9.02) software. Selected physical properties as minimum data set (MDS) were weighted and scored using PCA results and scoring functions, respectively. In this study, three types of linear scoring functions were used. The soil physical quality index (SPQI) was calculated by two scoring and two weighting methods for each soil sample and the differences between these four SPQIs were tested by sensitivity index.Results and DiscussionPrincipal component analysis results showed that among 35 soil physical properties (TDS) which were studied at this research, six properties of mean pore diameter (dmean), PAW100, total porosity (PORT), EI LLWR330, SI and PAW330 accounted for about 90% of the variance between soil samples. Weight of the selected properties (MDS) was calculated by the ratio of variation in the data set explained by the PC that contributed the selected property to the total percentage of variation explained by all PCs with eigenvalue ˃ 1. In this research, the parameters of PAW100, total porosity (PORT), SI and PAW330 were scored using scoring function of more is better, EI LLWR330 was scored using scoring function of less is better and dmean was scored using scoring function of optimum by two scoring methods with score ranges of 0.1-1 and 0-1. Considering unweighted and weighted MDS and two ranges of scores, four SPQIs were calculated for each soil sample. The results showed that SPQIs which were calculated by the MDS derived from PCA method and scoring weighted MDS at the range of 0-1, had the highest sensitivity index and could represent the differences between the studied soil samples better than other SPQIs. By this method, maximum and minimum SPQI values for the studied soils were 0.82 and 0.12, respectively. SPQI is a relative comparison criterion to quantify the soil physical quality which could be applied only for the studied soils with specific characteristics.ConclusionThe results of this research showed that minimum data set (MDS) explained about 90% of the variance between soil samples. Combining MDS into a numerical value called soil physical quality index (SPQI) could be used as a physical comparison criterion for the studied soils. From the SPQI based on the MDS indicator method, soil quality was evaluated quantitatively. Soil samples with grade I, II, III, and IV accounted for 10%, 36.7%, 30%, and 23.3% of the soil samples, respectively.Keywords: Minimum data set, Principal component analysis, Soil quality index}
-
مصرف بی رویه سموم دفع آفات در سال های اخیر و ادامه آن در آینده ممکن است اثرات زیانبار بر جامعه میکروبی خاک، به عنوان شاخص سلامت خاک و یکی از اجزای اصلی محیط زیست، داشته باشد. هدف از این مطالعه، بررسی تاثیر سه حشره کش پرمصرف (دیازینون، کلروپیریفوس و ایمیداکلوپرید) بر شاخص های اکوفیزیولوژیک و شیمیایی خاک بود. آزمایش به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملا تصادفی انجام شد که شامل فاکتور حشره کش در چهار سطح (سه نوع حشره کش متفاوت به همراه خاک شاهد، بدون مصرف حشره کش) و فاکتور زمان در سه سطح (قبل، سه ماه و شش ماه پس از کاربرد آفت کش) بود. غلظت حشره کش ها (1/0، 1 و 67/0) میلی گرم در هر کیلوگرم خاک به ترتیب برای ایمیداکلوپرید، دیازینون و کلروپیریفوس بود. برخی از شاخص های زیستی و اکوفیزیولوژیک خاک در ابتدای آزمایش، سه و شش ماه پس از شروع آزمایش اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که در اثر کاربرد حشره کش ها پس از گذشت سه ماه، شاخص های زیستی شامل فعالیت آنزیم دهیدروژناز، بهره متابولیکی، تنفس پایه، تنفس برانگیخته و همچنین کربن آلی نسبت به شاهد به ترتیب 2/92 %، 7/46 %، 7/24 %، 8/15 % و 61/7 % کاهش داشته و شاخص های فعالیت آنزیم اوره آز، کربن زیتوده میکروبی، نیتروژن زیتوده میکروبی، نسبت کربن به نیتروژن زیتوده و بهره میکروبی خاک نسبت به شاهد 67/6 %، 1/32 %، 6/15%، 5/16% و 9/58 % افزایش داشت. همچنین نتایج نشان داد که در بین حشره کش های مورد استفاده در این تحقیق کلروپیریفوس بیشترین و دیازینون کمترین تاثیر منفی را بر شاخص های اندازه گیری شده داشته است. بکارگیری حشره کش های دیازینون، کلروپیریفوس و ایمیداکلوپرید حداقل در کوتاه مدت تاثیر منفی بر شاخص های اکوفیزیولوژیک خاک دارد. همچنین حساس ترین شاخص ها در تعیین تاثیر منفی حشره کش ها بر جامعه میکروبی خاک، فعالیت آنزیم دهیدروژناز، بهره متابولیکی، تنفس برانگیخته و تنفس پایه بودند.کلید واژگان: آفت کش, شاخص کیفیت خاک, فعالیت آنزیمی خاک, فعالیت زیستی خاک, کیفیت خاک}The excessive use of pesticides in recent years and their continuation in the future may have harmful effects on the microbial population of the soil, as an indicator of soil health and one of the main components of the environment. The purpose of this study was to investigate the effect of three mostly used insecticides (Diazinon, Chlorpyrifos and Imidacloprid) on ec-ophysiological and chemical indices of soil. The experiment was conducted as a factorial in a completely randomized design which included the pesticide factor at four levels (three insecticides plus control soil) and time factor at three levels (before, three months and six months after pesticide application). Concentrations of insecticides (0.1, 1 and 0.67) mg per kilogram of soil were used for imidacloprid, diazinon, and chlorpyrifos, respectively. Some biological and ec-ophysiological indices of the soil were measured at the beginning of the experiment, three and six months after the beginning of the experiment. The results showed that, the application effect of insecticides after three months affected the biological indices including dehydrogenase enzyme activity, metabolic quotient, basal respiration, substrate-induced respiration and also organic carbon decreased compared to the control -92.2%, -46.7%, -24.7%, 15.8% and -7.61%, respectively and urease enzymes activity, microbial biomass carbon, microbial biomass nitrogen, carbon to nitrogen ratio and soil microbial quotient increased compared to control 6.67%, 32.1%, 15.6%, 16.5% and 58.9. Also, the results showed that among the insecticides Chlorpyrifos and Diazinon had the highest and the least negative effect on the indices, respectively. The application of insecticides Diazinon, Chlorpyrifos and Imidacloprid at least in the short term, had a negative effect on soil ecophysiological indices and the most sensitive indices for determining the negative impact of insecticides on the soil microbial community were the dehydrogenase enzyme activity, metabolic quotient, substrate-induced respiration and basal respiration.Keywords: Pesticides, Soil quality index, Soil enzymatic activity, Soil biological activity, soil quality}
-
رشد سریع جمعیت و به دنبال آن افزایش نیاز غذایی، شناخت روابط عملکرد و شرایط خاک را ضروری می سازد. یکی از شاخص هایی که شرایط خاک و ویژگی های مربوط به آن را به خوبی نشان می دهد شاخص کیفیت خاک است. این پژوهش به منظور تعیین اثر کیفیت خاک بر عملکرد برنج در شمال ایران (استان گیلان) انجام گردید. 64 نمونه خاک از مزراع برنج، برای اندازه گیری ویژگی های فیزیکی و شیمیایی موثر برکیفیت خاک تهیه و همچنین عملکرد برنج نیز در مزارع مذکور با استفاده از پلات گذاری تعیین شد. سپس عملکرد کل منطقه به سه کلاس با عملکردهای کمتر از 4000 کیلوگرم بر هکتار (کلاس یک)، 4000 تا 4500 کیلوگرم بر هکتار (کلاس دوم) و بالاتر از 4500 کیلوگرم بر هکتار (کلاس سوم) تقسیم شد. برای تعیین شاخص کیفیت خاک از میان ویژگی های مطالعه شده 16 ویژگی به عنوان شاخص های انتخابی روش کل داده ها (TDS) و پنج ویژگی با استفاده از تجزیه به مولفه های اصلی به عنوان شاخص های انتخابی روش مجموعه حداقل داده ها (MDS) انتخاب شد. از منطق فازی برای نمره دهی و مفهوم شاخص اشتراک برای وزن دهی شاخص ها استفاده و در نهایت تلفیق آنها با استفاده از روش افزایشی وزن دار انجام شد. بررسی نتایج شاخص کیفیت، همبستگی مثبت و بالا در دو روش TDS و MDS را نشان داد (R2=0.87). نتایج ضریب همبستگی بین عملکرد و SQI به روش TDS (R2=0.52) بالاتر از SQI به روش MDS (R2=0.28) بود. در روش MDS نیز مانند روش TDSشاهد روند افزایشی در مقدار SQI کلاس های بالاتر عملکرد بوده، اما اختلاف معنی دار در بین کلاس دوم و سوم دیده نشد. تفاوت در بین کیفیت خاک با عملکردهای پایین تر با روش MDS معنی دار است اما این تفاوت در سطوح بالاتر عملکرد کمتر قابل تمیز می باشد، زیرا با کاهش تعداد شاخص ها دقت و حساسیت ارزیابی کیفیت خاک کاهش می یابد.
کلید واژگان: تجزیه به مولفه های اصلی, مزارع برنج, شاخص کیفیت خاک}Rapid growth of population, followed by increasing food demand, necessitates knowledge of the relationship between yield and soil conditions. The soil quality index (SQI) is one of the indicators showing the soil conditions and the related properties very well.This study was performed to determine the effect of soil quality on rice yield in north of Iran (Gilan province). 64 soil samples from rice fields were prepared to measure the physical and chemical properties affecting soil quality and also the yield of rice in the mentioned fields were determined using plot. Then the total yields were divided into three classes with yields of less than 4000 kg/ha (first class), 4000-4500 kg/ha (second class) and more than 4500 kg/ha (third class). Among the studied properties, 16 properties as selected indicators of total data method (TDS) and five properties using principal component analysis as selected indicators of minimum data set method (MDS) were selected to determine the soil quality index. Fuzzy logic was used for scoring and the concept of communality index was used to weight the indicators and finally they were combined using weighted additive method. The results of quality index showed a positive and high correlation between TDS and MDS methods (R2 = 0.87). The results of correlation coefficient between yield and SQI by TDS method (R2 = 0.52) were higher than the SQI by MDS method (R2 = 0.28). In the MDS method, simmilar to TDS method, there was an increasing trend in the SQI value of higher yield classes, but there is no significant difference between the second and third classes. The difference between soil quality and lower yields with MDS method is significant, but this difference is not significant at higher yield levels, because as the number of indicators decreases, the accuracy and sensitivity of soil quality assessment decreases.
Keywords: Principal component analysis, Rice fields, Soil Quality Index} -
فعالیت های کشاورزی به ویژه گندم دیم یکی از عوامل اصلی تخریب مراتع طبیعی در غرب ایران است. این پژوهش با هدف بررسی اثر درازمدت تغییر کاربری مرتع به گندم دیم (40 سال) بر برخی ویژگی های خاک در ایستگاه تحقیقات کشاورزی سارال واقع در استان کردستان انجام شد. نمونه های خاک از عمق صفر تا 25 سانتیمتری به صورت تصادفی جمع آوری شدند. برخی از ویژگی های خاک شامل بافت خاک، جرم مخصوص ظاهری، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها، ظرفیت تبادل کاتیونی، هدایت الکتریکی، pH، کربنات کلسیم معادل، کربن آلی و نیتروژن کل و همچنین میزان قابل دسترس عناصر منیزیم، کلسیم، پتاسیم، فسفر، نیترات و آمونیوم اندازهگیری شد. نتایج نشان داد که تغییر کاربری از مرتع بکر به زمین کشاورزی سبب کاهش معنیدار کیفیت خاک در مورد تمامی شاخص های مورد بررسی، به غیر از جرم مخصوص ظاهری، کربنات کلسیم معادل، فسفر، منیزیم، آمونیوم و نیترات شد. تعیین شاخص کیفیت خاک (SQI) با استفاده از تجزیه و تحلیل مولفههای اصلی (PCA) نشان داد که کربن آلی، نیتروژن کل، رس و سیلت در حدود 90 درصد واریانس کل را به خود اختصاص داده اند، که به عنوان مجموعه حداقل دادهها در محاسبه SQIانتخاب شدند. نتایج شاخص SQI نشان داد که میزان این شاخص در مرتع بکر (58/1) به طور چشم گیری بیشتر از زمین زراعی (72/0) است، که نشان دهنده تخریب کیفیت خاک در نتیجه عملیات کشت و کار است.
کلید واژگان: تغییر کاربری زمین, شاخص کیفیت خاک, مجموعه حداقل داده ها, ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک}Applied Soil Reseach, Volume:8 Issue: 2, 2020, PP 201 -213Agricultural activities, especially rainfed wheat, is one of the main reason of the destruction of natural rangeland in the west of Iran. This study aimed to investigate the effect of changing natural rangeland to rainfed wheat for 40 years on some soil properties at the Saral Agricultural Research Station in Kurdistan province. Soil samples were collected from 0–25 cm depth randomly. Some soil properties such as soil texture, bulk density, mean weight diameter, cation exchange capacity, electrical conductivity, pH, calcium carbonate equivalent, total nitrogen, total organic carbon and available amount of Mg, Ca, K, P, NO3 and NH4 were measured. The results showed that land use change from rangeland to rainfed wheat significantly reduces soil quality with regard to all investigated properties except bulk density, calcium carbonate equivalent, P, K, NO3 and NH4. Determination of soil quality index (SQI) using Principal Component Analysis (PCA) showed that total organic carbon, total nitrogen, clay and silt almost justify more than 90% of the variance, which were selected as the minimum data set in the SQI calculation. The results of SQI showed that the index was significantly higher in rangeland (1.58) than in cropland (0.72), indicating degradation of soil quality by cultivating operations.
Keywords: Land use change, Physical, chemical properties of soil, Soil quality index, Minimum data set} -
زمینه و هدف
هدف از این تحقیق بررسی تاثیر پنج علف کش (تری بنورون متیل، متریبوزین، تریفلورالین، هالوکسی فوپ آرمتیل و توفوردی) بر فعالیت آنزیم های دهیدروژناز و اوره آز خاک بود.
روش بررسیآزمایش به صورت طرح کاملا تصادفی با پنج تیمار علف کش و خاک شاهد در سه تکرار و به مدت شش ماه انجام شد و فعالیت آنزیم ها در ابتدای آزمایش، سه و شش ماه پس از شروع آزمایش اندازه گیری شد. غلظت علف کش ها 27/0، 67/0، 67/0، 67/0 و 1/0میلی گرم در کیلوگرم خاک به ترتیب برای هالوکسی فوپ، متریبوزین، تریفلورالین، توفوردی و تریبنورون متیل بود.
یافته هابین علف کش ها از لحاظ تاثیر بر فعالیت آنزیم ها تفاوت معنی داری (01/0p 14≤">) وجود داشت. اثر علف کش ها پس از سه ماه کاهش فعالیت آنزیم اوره آز نسبت به شاهد (9/34 14 μgN.g-1">) بود که بیشترین تغییرات معنی دار مربوط به تریفلورالین (8/24 14 μgN.g-1">) بود که نسبت به شاهد 9/28 درصد کاهش داشت. فعالیت آنزیم اوره آز پس از شش ماه نسبت به سه ماه افزایش داشت و در مورد علف کش های تریفلورالین (1/35 14 μgN.g-1">) این افزایش به میزان 5/41 درصد بود که نسبت به همین تیمار در مدت سه ماه تفاوت معنی داری داشت؛ در حالی که تغییرات در شاهد در شش ماه نسبت به سه ماه معنی دار نبود. در مورد آنزیم دهیدروژناز همه علف کش ها موجب کاهش معنی دار فعالیت این آنزیم پس از سه ماه نسبت به شاهد (6/0 14 μgTPF.g-1">) شدند به طوری که کمترین فعالیت آنزیم در تیمار هالوکسی فوپ با 01/0 14 μgTPF.g-1"> مشاهده شد که کاهش 98% نسبت به شاهد نشان داد. فعالیت این آنزیم در مورد همه تیمارها پس از شش ماه نسبت به سه ماه افزایش معنی داری داشت به طوری که بیشترین فعالیت آنزیم در تیمار توفوردی (44/1 14 μgTPF.g-1">) مشاهد شد که به طور معنی داری از شاهد بیشتر بود.
نتیجه گیرینتایج نشان می دهد که علف کش های مورد مطالعه در طول دوره سه ماه موجب کاهش معنی دار در فعالیت آنزیم ها نسبت به شاهد شده که این فعالیت آنزیمی پس از شش ماه مجددا به سطح قبل از مصرف علف کش ها رسیده است. این موضوع احتمالا به این دلیل بوده است که زمان ماندگاری علف کش ها در خاک کمتر از شش ماه بوده است.
* فرمول ها به درستی نمایش داده نمی شوند.
کلید واژگان: آفت کش, آلودگی خاک, شاخص کیفیت خاک, فعالیت آنزیمی خاک}Background and ObjectiveThis study aimed to investigate the effect of five herbicides (Tribenuron-methyl, Metribuzin, Trifluoralin, Haloxyfop-methyl, and 2, 4-D (on the soil dehydrogenase and urease activities.
MethodThe experiment was conducted as a completely randomized design with five herbicides and a control with three replicates for six months and the enzyme activities were measured at beginning of the experiment, and after three and six months. The concentration of herbicides was 0.27, 0.67, 0.67, 0.67, and 0.1 mg/kg soil for Haloxyfop-methyl, Metribuzin, Trifluoralin, 2, 4-D, and Tribenuron-methyl, respectively.
FindingsThe results showed that the effect of herbicides on the enzyme activities was significantly different (p0.01). After 3 months, the herbicides decreased the urease activity in comparison to the control (34.9 µgN.g-1). The most reduction was related to Trifluoralin (24.8 µgN.g-1) which was 28.9% lower than the control. Urease activity increased after six months compared to three months, and this increase was 41.5% for Trifluoralin herbicides (35.1 µgN.g-1). Urease activity in control treatment in six months was not significant compared to the three months. All of the herbicides significantly reduced the dehydrogenase activity after three months compared to the control (0.6 µgTPF.g-1), so that the dehydrogenase activity was observed in Haloxyfop treatment with 0.01 µgTPF.g-1, which was 98% lower than the control. In all treatments, dehydrogenase activity after six months was significantly higher than that in the three months, so that the highest dehydrogenase activity was observed in 2,4-D treatment (1.44 µgTPF.g-1), which was significantly higher than the control.
ConclusionThe results show that the herbicides significantly decreased the activity of the enzymes compared to the control during the three months. After six months the enzyme activities recovered to the level before herbicides application. Probably this was due to a short lifetime of herbicide in the soil which was less than six months.
Keywords: pesticides, Soil pollution, Soil quality index, Soil enzymatic activity} -
در تحقیق حاضر، تغییرات میان مدت کیفیت خاک در مقیاس مزرعه مورد بررسی قرار گرفت. منطقه ی مورد مطالعه، مزرعه ی آموزشی و پژوهشی دانشگاه تهران به مساحت 260 هکتار واقع در کرج با رژیم رطوبتی-حرارتی خاک اریدیک-ترمیک می باشد. در این تحقیق تغییرات شاخص تجمعی کیفیت خاک در دو عمق (20-0 و 40-20 سانتی متری) در سال 1379 و سال 1396 مورد مقایسه قرار گرفت. مجموعه حداقل داده ها با استفاده از روش تجزیه مولفه های اصلی دو مرحله ای تعیین و تعریف توابع امتیازدهی استاندارد و توابع عضویت فازی غیرخطی در نرم افزار متلب انجام شد. برای وزن دهی متغیرهای منتخب در تعیین شاخص تجمعی کیفیت خاک، از روش اشتراک واریانس مبتنی بر همبستگی استفاده شد. نتایج این تحقیق نشان داد که در بیشتر نقاط تطبیقی بین مطالعات دو مقطع زمانی، تغییرات میان مدت شاخص کیفیت خاک در عمق های اول و دوم خاک انطباق خوبی داشتند. در پروفیل های شماره 1، 5، 11 تحقیق گذشته که 3/27% از نمونه ها را شامل می شود، و در پروفیل های شماره 1، 5، 7، 9 و 18 نمونه برداری حاضر که 83/20% از نمونه ها را شامل می شود، شاخص کیفیت خاک در عمق اول کم تر از عمق دوم تعیین گردید. تعیین کلاس کیفیت خاک در نمونه های تحقیق حاضر و گذشته در دو عمق نشان دهنده کاهش کیفیت کل خاک است. به نحوی که کیفیت خاک از کلاس های III (45% اراضی) و IV (54% اراضی)؛ به کلاس IV (75-73% اراضی) تنزل یافته است.
کلید واژگان: تجزیه مولفه های اصلی, توابع امتیازدهی استاندارد, شاخص کیفیت خاک}In the present study, mid-term variations in soil quality were studied on the farm scale. The studied area was a research-educational farm of the Agricultural and Natural Resources Campus of University of Tehran covers 260 hectares, with thermic soil temperature and aridic soil moisture regimes, respectively. In this study, the process of improving or destruction of the integrated soil quality index at two depths (0-20 and 20-40 cm) in years of 1379 and 1396 was compared. The minimum data set was determined using the method of two-phases PCA. Definition of standard scoring functions and non-linear fuzzy membership functions were performed through programming in the MATLAB software environment. Covariance-correlation method was used for weighing the selected variables in determining Soil Quality Integrated (SQI) index. The results of this study showed that in most of the adaptive areas of the soil, the incremental and decreasing pattern of the soil quality index in the first and second depths of the previous and present studies were consistent and in some places, this pattern was almost constant. In profiles No. 1, 5, 11 of the previous research which include 27.3% of the samples, and in profiles No. 1, 5, 7, 9 and 18 of the present study which include 20.83% of the samples, the soil quality index at the first depth was less than the one in the second depth. Classification of the soil quality classes for all samples in both years revealed a reduction in soil quality index. So that the soil quality reduced from grade III (45%) and IV (54%) to grade IV (73-75%).
Keywords: PCA, SQI, Standard scoring functions} -
ارزیابی جامع کیفیت خاک های کشاورزی برای تصمیم گیری های خردمندانه که سبب تولید پایدار و حفظ محیط زیست می شود، ضروری است. بسیاری از مطالعات نشان دادند که شاخص کیفیت خاک که بر اساس ترکیبی از ویژگی های خاک است در مقایسه با ویژگی های فردی خاک بهتر می تواند شرایط خاک را توصیف نماید. در این تحقیق برای ارزیابی کیفیت خاک اراضی شالیزاری نیمه جنوبی دشت فومنات ابتدا با استفاده از تجزیه به مولفه های اصلی یک مجموعه داده های حداقل تهیه و سپس ویژگی های کمی خاک از طریق نمره دهی کیفی شد. در نهایت با وزن دهی به هر ویژگی (از طریق روش تجزیه به مولفه های اصلی) ، شاخص کیفیت خاک (SQI) بدست آمد و در نرم افزار GIS به پهنه تبدیل شد. نتایج نشان داد، بیشتر خاک ها (97 درصد نمونه خاک ها) هدایت الکتریکی کمتر از 2 دسی زیمنس بر متر در گروه خاک های طبیعی و بدون محدودیت قرار داشتند. بیشتر خاک های اراضی شالیزاری مورد مطالعه دارای pH مناسب و بدون محدودیت خاص بود. میانگین حسابی غلظت فسفر قابل استفاده به علت وجود تعدادی نمونه با غلظت زیاد از حد بحرانی آن (12 میلی گرم در کیلوگرم) بیشتر بود، اما در بیش از 50 درصد منطقه وضعیت نامطلوب فسفر وجود داشت. نزدیک به 76 درصد مناطق مورد بررسی دارای نیتروژن کل بالاتر از 0/2 درصد بودند که نشان دهنده ی کفایت نسبی این عنصر غذایی در بیشتر اراضی است. غلظت پتاسیم قابل استفاده در بیشتر مناطق مورد بررسی کمتر از حد بحرانی بود. بازنمایی شاخص کیفیت خاک نشان داد که بخش محدودی از اراضی شالیزاری که دارای کیفیت حاصلخیزی بدی بودند عمدتا متاثر از محدودیت عوامل ذاتی وایستای خاک مانند رس، کربن آلی و گنجایش تبادل کاتیونی خاک بودند، اما بیشتر اراضی مورد مطالعه دارای کیفیت حاصلخیزی متوسط بوده و مهمترین عامل محدود کننده آن کمبود عناصر غذایی فسفر و پتاسیم قابل استفاده است. این در حالیست که مصرف کودهای فسفر و پتاسیم در این ناحیه کم است.
کلید واژگان: پهنه بندی با جی آی اس, تجزیه به مولفه های اصلی, شاخص کیفیت خاک, استان گیلان}A comprehensive assessment of agricultural soils quality is essential for making wise decision that leads to sustainable production and environmental preservation. Many studies have shown that soil quality index, based on a combination of soil characteristics, can describe soil conditions better than individual soil characteristics. In this study, to evaluate the soil quality, first, a minimum data set was made by using the principal component analysis. Then, quantitative characteristics of the soil were quantified through scoring. Finally, by weighting each attribute (through the principal component analysis), soil quality index (SQI) was obtained and converted to map by GIS software. The results showed that most of the soils (97% of soil samples) had electrical conductivity less than 2 dS/m and they were in the group of natural soils without limitation. Most of the studied paddy soils had a good pH and no special limitation. The average of available phosphorus concentration was more than the critical level (12 mg/kg) because of the presence of a number of high concentration samples, while there was a poor phosphorous situation in more than 50% of the region. Nearly 76 percent of the studied regions had total nitrogen higher than 0.2 percent, which indicated the relative adequacy of this nutrient element in most of the land. The concentration of available potassium in most of the studied areas was less than the critical level. Mapping of the soil quality index showed that some paddy fields had poor fertility quality because of the limitation of soil intrinsic and static properties such as clay, organic carbon, and cation exchange capacity. However, most of the studied lands had moderate fertility quality and the most important limiting factor was the shortage of available phosphorus and potassium, while the use of phosphorus and potassium fertilizers was low in this area.
Keywords: Guilan province, GIS mapping, Principal component analysis, Soil quality index} -
ارزیابی کیفیت خاک اراضی کشاورزی امری ضروری برای موفقیت های اقتصادی و پایداری محیط زیست در مناطق درحال توسعه می باشد. در حال حاضر انواع بسیار زیادی از روش ها برای ارزیابی کیفیت خاک استفاده می شوند که هر کدام معیارهای متفاوتی را به کار می گیرند. با توجه به اینکه قزوین یکی از مهم ترین قطب های تولید کننده در منطقه و نیز ایران می باشد و نظر به اهمیت ارزیابی کیفیت خاک به عنوان شاخصی از کشاورزی پایدار و بهره برداری بهینه از منابع طبیعی، در این تحقیق کیفیت خاک بخشی از اراضی دشت قزوین با استفاده از شاخص کیفیت خاک تجمعی (Integrated quality index) و شاخص کیفیت نمرو (Nemero quality index) در ترکیب با دو روش انتخاب معیار کل مجموعه داده ها (Total data set) و حداقل مجموعه داده ها (Minimum data set) ارزیابی شد. مجموعا 19 پارامتر خاک درروش TDS مورد استفاده قرار گرفتند. سپس این چهار ترکیب روش-های ارزیابی کیفیت خاک به منظور تعیین بهترین روش در منطقه مورد مطالعه از طریق مقایسه با عملکرد آنالیز شدند. نتایج نشان داد روش TDSIQI بیشترین همبستگی را در منطقه با میزان عملکرد دارد و نتایج حاصل از ارزیابی کیفیت خاک طبق این روش به ترتیب: 82/2% اراضی دارای درجه کیفیت خیلی خوب (I)،56/53% اراضی دارای درجه کیفیت خوب (II)،65/30% اراضی دارای درجه کیفیت متوسط (III) و 97/12% اراضی دارای درجه ضعیف (IV). همچنین روش TDSIQI بالاترین میزان همبستگی را با MDSIQI (9/77= R2) نشان داد؛ بنابراین روش MDS جایگزین خوبی برای سایر روش-های مطالعه کیفیت خاک می باشد و استفاده از آن می تواند موجب صرفه جویی در وقت و هزینه مطالعات گردد.کلید واژگان: شاخص کیفیت خاک, GIS, MDS, TDS}IntroductionAssessing the soil quality of agricultural land is essential for the economic success and sustainability of the environment in developing countries. Recently, there are many types of methods for assessing soil quality, each of them uses different criteria. Considering that Qazvin plain is one of the most important regions of agricultural products in Iran as well as Middle East, so the assessment of the soil status using quantitative models of soil quality can be used as an indicator of the status of soils in relation to sustainable agriculture, optimal utilization of resources Natural and better land management. Among the quantitative models of soil quality index, cumulative model integrated quality index (IQI) and Nomero (NQI) index can be mentioned. Therefore, this study intends to evaluate the best quantitative and quality index model by examining and comparing two methods of selecting the appropriate criteria, Total data set (TDS) and Minimum (MDS) and the second order soil quality index, integrated quality index(IQI) and Nomero (NQI) index in Qazvin plain lands.
Material andMethodsThe study area with 25220 hectares is located in east of Qazvin Province. The average annual precipitation is 275 mm and the soil moisture and temperature regimes are Thermic, Dry xeric and Weak Aridic, respectively. A total of 76 samples from the depth of 0-20 cm of the soil surface were studied and based on uniformity, soil type and land use. In this study, four types of criteria that affect the quality of soil in terms of their performance, including: upper limit, lower limit, optimal limit and descriptive function were selected. To qualify (normalize), the upper limit, lower limit and peak limit were selected. In the following, the Total Data Set (TDS) and the Minimum Data Set (MDS) set of data were used. In the TDS method, all of the measured characteristics (a total of 19 physicals, chemical and biological properties of the soil) were considered. Then, the degree of soil quality indices was determined based on the combination of TDS and MDS criteria and the final NQI and IQI quality indices.
Result and Dissection: Comparison of soil types in the region showed that the Aridisols had good, moderate and poor quality (19.35% of soil with good quality, 67.76% with moderate quality and 12.94% with poor quality), Entisols have good and medium quality (53.21% of the soil with good quality and 46.79% with moderate quality) and Inceptisols have very good, good, moderate and poor quality (96.9% Soils with very good quality, 66.73% with good quality, 15.85% with moderate quality and 13.44% with poor quality).
According to the TDS standard and the NQI model, the soils with qualities I, II and III were 30.67%, 66.86%, 47.2% of the total soils of the area (lands with poor quality soil quality were not observed in TDSNQI method). Therefore, according to this method, Aridisols has a very good, good and medium quality (13.26% of the soil with a very good quality rating, 73.88% with a good quality and 12.84% with a moderate quality grade), Entisols with The good quality (100% of the soil with good quality degree) and Inceptisols have a very good and good quality (28.11% of the soil with a very good quality grade, 71.88% with a good quality grade). The results of quantitative soil quality by using the MDS standard method and IQI model were showed, soils with very good, good, moderate and poor degree are 2.45, 16.45, 48.93 and 46.3 percent of total land area respectively.
The results of the combination of the MDS and the NQI model also showed that the soils with a very good, good and average grade are 30.67%, 66.86% and 47.2% of the total land, respectively. Also, the results of the combination of the MDS and NQI model showed that the soils with very good, good and average quality are 30.67%, 66.86% and 47.2% of the total land area respectively. The results of the evaluation based on 4 indicators showed that good quality (II) was prevalent in the studied soils and accounted for about 47% of the total area studied in Qazvin plain lands. The map of distribution of soil quality degrees, the distribution of soil degrees is relatively similar to all of four combination methods, the choice of criteria and model. By examining the linear relationship between the indices obtained from TDS and MDS criteria and the IQI and NQI indexes, it is observed that the correlation coefficient is more and more reliable than the NQI model when used in the IQI model (R2 = 0.77). So the highest correlation coefficient we observed two methods for selecting the TDS and MDS criteria when using the IQI model. In general, the results of this study indicate a better performance of the MDS criteria than TDS.ConclusionsTherefore, the main results of this study suggest using the IQI model with the MDS selection method as the starting point in the global standard path for future studies. Special attention should be paid to the criteria chosen by the MDS. In addition, conducting a series of research into the future in order to modify the MDSIQI model can make it more relevant to international standards.Keywords: GIS, MDS, Soil quality index, TDS} -
سابقه و هدفرشد جمعیت جهان، نیاز غذایی انسان، دخالت انسان در اکوسیستم های طبیعی و تغییر ویژگی های ذاتی خاک از طریق تخریب آن، نیاز به بررسی اثرات تغییر کاربری اراضی بر کیفیت خاک را افزایش می دهد. این مطالعه به منظور بررسی اثرات تغییر کاربری اراضی بر برخی شاخص های کیفیت خاک در مناطق تغییر کاربری یافته جنگل های زاگرس شمالی انجام گردید.مواد و روش هادر این تحقیق تعداد 96 نمونه خاک از خاک های جنگلی زاگرس شمالی و مناطق تغییر کاربری یافته هم جوار تهیه شدند. برخی خصوصیات خاک شامل تنفس پایه (BR)، تنفس برانگیخته (SIR)، کربن بیومس میکروبی (MBC)، واکنش خاک، هدایت الکتریکی، نیتروژن کل، فسفر قابل استفاده، پتاسیم محلول و تبادلی، ظرفیت تبادل کاتیونی (CEC)، ماده آلی، نسبت جذب سدیم (SAR) و درصد سدیم تبادلی (ESP) اندازه گیری گردیدند. شاخص کیفیت خاک (SQI) با استفاده از روش تجزیه به مولفه های اصلی (PCA) تعیین گردید.یافته هانتایج نشان داد در اثر تغییر کاربری جنگل به سایر کاربری ها، کربن بیومس میکروبی، تنفس پایه، تنفس برانگیخته، مقدار کلسیم و پتاسیم محلول، کلسیم، منیزیم و سدیم تبادلی، ماده آلی ، ظرفیت تبادل کاتیونی، نسبت جذب سدیم و پتاسیم به طور معنی داری کاهش یافتند. به طوریکه در اثر تغییر کاربری، مقدار ماده آلی در مرتع، باغ و زراعت در مقایسه با جنگل به ترتیب 16، 47 و 5/57 درصد کاهش یافت. شاخص کربن بیومس میکروبی نیز، در اثر تغییر کاربری جنگل به مرتع، باغ و زراعت به ترتیب 34/28، 66/48 و 28/58 درصد کاهش نشان داد. میزان نیتروژن کل، پتاسیم و ظرفیت تبادل کاتیونی در کاربری جنگل نسبت به زراعت به ترتیب 5/2، 39/1 و 4/1 برابر بیشتر بود. هم چنین، در کاربری های مختلف اثر عمق بر تمام پارامترهای اندازه گیری شده معنی دار بود. بطوریکه نتایج نشان-دهنده وجود بیشترین مقدار پتاسیم، نیتروژن، ظرفیت تبادل کاتیونی، تنفس پایه، کربن بیومس میکروبی و تنفس برانگیخته در خاک سطحی (15-0 سانتی متری) کاریری جنگل بود. تجزیه به مولفه های اصلی (PCA) نشان داد از میان 16 ویژگی مورد بررسی کیفیت خاک (TDS)، ویژگی های ماده آلی، شاخص قابلیت دسترسی کربن (CAI)، نسبت کربن میکروبی به کربن آلی، فسفر قابل استفاده، اسیدیته خاک و نسبت جذب سدیم به عنوان حداقل ویژگی های موثر بر کیفیت خاک (MDS)، بیشترین تاثیر را بر کیفیت خاک های مورد مطالعه داشتند. هم چنین بر اساس مدل شاخص تجمعی کیفیت خاک (SQI)، کیفیت خاک برای جنگل (756/0) و مرتع (73/0) درجه II (محدودیت کم) و برای کاربری های زراعت (646/0) و باغ (626/0) درجه III (دارای محدودیت برای رشد گیاه) تعیین گردید.نتیجه گیریچنین استنباط می گردد که هر گونه مدیریت و تغییر کاربری (جنگل به باغ و زراعت) که باعث افزایش دست خوردگی خاک می شود، کاهش کیفیت خاک و افزایش حساسیت اراضی به فرسایش خاک را در پی دارد. لذا لازم است به منظور حفظ کیفیت خاک عملیات مدیریتی مناسبی انجام گردد.کلید واژگان: تغییر کاربری, شاخص کیفیت خاک, ظرفیت تبادل کاتیونی, جنگل, کربن زیست توده میکروبی}Background And ObjectivesWorld population growth, human need of food, his interference in natural ecosystems and changing soil intrinsic properties by degradation, increases the need of evaluating land use changes impacts, on soil quality. This study was carried out to evaluate the effects of land use change on some of soil quality indicators in land use changed forest of Northern Zagros.Materials And Methodsin this study about 96 soil samples were taken from North Zagros forests as well as adjacent areas with land use changed. Some soil properties including basal respiration (BR), substrate induced respiration (SIR), microbial biomass carbon (MBC), pH, electrical conductivity, total nitrogen, available phosphorus, dissolved and exchangeable potassium, cation exchange capacity (CEC), soil organic matter (SOM), sodium adsorbtion ratio (SAR) and exchangeble sodium percent (ESP) were measured. Soil quality index (SQI) was determined using principal component analysis (PCA).ResultsThe results showed that changing forest to other land uses significantly reduced microbial biomass carbon, basal respiration, substrate induced respiration, the amount of dissolved calcium and potassium, exchangeable calcium, magnesium and sodium, organic matter, CEC, SAR and potassium. Soil organic matter amount in pasture, garden and agriculture decreased 16, 47 and 57.5 percent compared to forest, respectively. As a result of changing forest to pasture, gardens and agriculture MBC amount decreased 28.34, 48.66 and 58.28, respectively. The amount of total nitrogen, potassium and CEC in forest were 2.5, 1.39 and 1.4 times more than agriculture, respectively. Also, in different land uses, depth effect on all measured parameters was significant. As the results showed, the highest amount of potassium, nitrogen, cation exchange capacity, basal respiration, microbial biomass carbon and substrate induced respiration was seen in forest surface soils. Principal component analysis showed that between 16 properties assessed soil quality as total data set (TDS), organic matter, carbon availability, microbial carbon proportion to organic carbon, available phosphorus, pH and SAR, as the most important or the least effective properties on soil quality (minimum data set or MDS), had the greatest impact on the quality of studied soils. According to the cumulative soil quality index (SQI), soil quality for forest (0.756) and pasture (0.73) was II (lowly restricted) and for agriculture (0.646) and garden (0.626) was III (with limitation for plant growth).ConclusionTherefore, any management and land use change that increases soil disturbance, will reduce soil quality and increase land susceptibility to soil erosion. So, in order to maintain soil quality, appropriate management practices should be done.Keywords: land use change, soil quality index, cation exchangeable capacity, forest, microbial biomass carbon}
-
کاربری اراضی تاثیر چشمگیری بر ویژگی های خاک ها داشته و آگاهی از این ویژگی های برای حفظ پایداری زیست بوم و افزایش بهره وری خاک ضروری است. در این تحقیق اثر کاربری زراعی، باغ سیب و جنگل بلوط (باسابقه بیش از 30 سال) بر خواص شیمیایی برخی خاک ها در استان آذربایجان غربی موردبررسی قرار گرفت. برای انجام این مطالعه، در مجموع 75 نمونه خاک در کاربری های مختلف به صورت کاملا تصادفی از عمق سطحی 20-0 سانتی متری برداشت و برخی ویژگی های شیمیایی خاک ها اندازه گیری و شاخص کیفیت خاک (SQI) در کاربری های مختلف تعیین گردید. نتایج نشان داد که میزان مواد آلی (8/2%) و نیتروژن کل خاک (20/0%) در کاربری جنگل بیشتر از دو کاربری باغ و زراعت بود. فسفر قابل استفاده در خاک کاربری باغ (2/16میلی گرم بر کیلوگرم) بیشتر از خاک کاربری زراعی (6/12میلی گرم بر کیلوگرم) و آن نیز بیشتر از خاک کاربری جنگل (6/10میلی گرم بر کیلوگرم) بود که می تواند نشان دهنده مصرف مقادیر بالای کودهای فسفاته در کاربری باغ نسبت به بقیه کاربری ها باشد. مقادیر واکنش خاک، هدایت الکتریکی و میزان کربنات کلسیم معادل در خاک کاربری جنگل نسبت به مقادیر آن ها در خاک کاربری های زراعی و باغی کمتر بودند. نتایج ارزیابی شاخص کیفیت خاک (SQI) نشان داد شاخص های مواد آلی، pH و فسفر قابل استفاده به عنوان MDS، بالاترین تاثیر را در ارزیابی کیفیت خاک های موردمطالعه داشتند. شاخص کیفیت خاک در خاک های جنگلی (4/1) به طور معنی داری بالاتر از کاربری باغی (3/1) و زراعی (2/1) بود. چنین استنباط می گردد تاثیر کاربری های موردمطالعه بر ویژگی های کیفی خاک می تواند به واسطه میزان ورودی مواد آلی و فعالیت های کشت و کار تشدید گردد.کلید واژگان: باغ, جنگل, زراعی, شاخص کیفیت خاک, کاربری اراضی}Land use has considerable effect on soil properties and awareness of these properties is necessary to preserve ecosystem stability and increase the soil productivity. In this study, the effects of agronomic (alfalfa and wheat), orchard (apple) and forest (chestnut) land uses (over 30 years) on soil chemical properties in West Azerbaijan province were evaluated. About 75 soil samples were randomly collected from surface soil of each land use for the depth of 0-20 cm and some of their chemical properties as well as the soil quality index (SQI) of the soil of each land use were determined. Results showed that the soil organic carbon (2.8%) and total nitrogen (0.20%) in forest land use were significantly higher than those in the other land uses. Available phosphorous in the soil of the apple orchards (16.2 mg kg-1) was higher than those in the soils of the agronomic (12.6 mg kg-1) and forest (10.6 mg kg-1) land which can be attributed to the high phosphorous fertilizer application in the orchards. The amounts of pH, EC and CaCO3 in soil of the forest land use were less than those in soils of the other land uses. Assessment of soil quality index (SQI) showed that organic carbon, pH and available phosphorous as minimum data set (MDS) had the highest effect on quality of studied soils. Soil quality index in the forest land use (1.4) was significantly higher than those in the orchard (1.3) and agronomic (1.2) land uses. It is concluded that the land use effects on the soil qualitative propertise can be intensified with the organic matter input rates and tillage activities.Keywords: Agronomic, Forest, Land use, Orchard, Soil quality index}
-
سابقه و هدفتوپوگرافی به عنوان یکی از عوامل خاک سازی در قالب جهت و موقعیت شیب بر ویژگی های فیزیکی خاک موثر است. جهت شیب از طریق تاثیر بر روی رطوبت، دما و فعالیت ریزجانداران خاک باعث تغییر ماده آلی خاک در جهت های مختلف شیب و باعث ایجاد تفاوت در کیفیت خاک می شود. درجات مختلف شیب نیز از طریق انتقال رس ها و ماده آلی به قسمت های پایین شیب و تغییر در جرم مخصوص ظاهری، کیفیت خاک را تحت تاثیر قرار می دهند (15). بررسی کیفیت خاک به منظور حداکثر بهره برداری کشاورزی با حداقل تخریب زیست محیطی و جلوگیری از فرسایش خاک ضروری است. هدف از این پژوهش بررسی کیفیت خاک در درجات مختلف دو جهت شمالی و جنوبی در حوضه سد طرق درجنوب شرق مشهد بود.
مواد و وروش هابرای ارزیابی کیفیت خاک، تعداد 40 نمونه خاک ازعمق 0 تا 30 سانتی متری دو جهت شمالی و جنوبی در شیب های کمتر از 10%، 10 تا 20 %، 20 تا 30 % و بیشتر از 30 % از حوضه سد طرق واقع در جنوب شرق مشهد برداشته شد. از هر درجه شیب 5 نمونه برداشته شد و ویژگی هایی مثل درصد ماده آلی خاک، جرم مخصوص ظاهری، مقدار آهک، نسبت جذب سدیم (SAR)، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها، رس و سیلت قابل پراکنش در آب، درصد شن، سیلت و رس خاک، واکنش خاک و شاخص پایداری ساختمان خاک (SI) اندازه گیری شدند. نمره مربوط به هر ویژگی بر اساس توابع نمره دهی و وزن هر ویژگی از تقسیم سهم هر ویژگی بر مجموع سهم تمام ویژگی ها به وسیله نرم افزارJMP4 محاسبه شد، سپس شاخص کیفیت خاک بر اساس مجموع حاصل ضرب نمره هر ویژگی در وزن آن محاسبه گردید.
نتایج و بحث: بر اساس نتایج این پژوهش، همبستگی بین شاخص کیفیت خاک با ماده آلی، آهک، رس و سیلت قابل پراکنش در آب، سیلت و رس مثبت و با شن و میانگین وزنی قطر خاکدانه ها منفی و معنی دار در سطح یک درصد به دست آمد. مقدارعددی شاخص کیفیت خاک در شیب شمالی به طور معنی داری بیشتر از شیب جنوبی بود. علت بیشتر بودن شاخص کیفیت خاک در جهت شمالی شیب در محدوده بهینه قرار داشتن اکثر ویژگی ها نسبت به جهت جنوبی شیب است. بین درجات مختلف شیب جنوبی با هم تفاوت معنی داری وجود نداشت، ولی در جهت شمالی بین درجات مختلف شیب با شیب 20 تا30% تفاوت معنی داری مشاهده شد و مقادیر کیفیت خاک در این شیب کمتر از سایرشیب ها بود.نتیجه گیریدر این پژوهش کیفیت خاک بیشتر تحت تاثیر جهت شیب بود و درجات مختلف شیب تاثیری بر روی کیفیت خاک نداشتند.کلید واژگان: شاخص کیفیت خاک, رس قابل پراکنش در آب, شاخص پایداری ساختمان خاک}Investigation the effects of aspect and degree of slope on soil quality in the South East of MashhadIntroductionTopography is one of soil forming factors through the degree and aspect of slope affect on soil physical properties. The aspect of slope influences soil moisture, temperature and activity of micro organisms cause change soil organic matter in different soil aspects and therefore create different soil qualities. Different solpe degrees through transport of organic and clay particles down parts of the slope and changing bulk density affect the soil quality (15). In order to maximize utilization of agricultural lands and minimal environmental degradation and to prevent soil erosion, study soil quality is essential. The aim of this study was to evaluate soil quality in different degrees of both northern and southern slopes in catchment of Torogh dam, located south eastern of Mashhad.Materials And MethodsTo asses the soil quality, 40 soil samples were taken from 0-30 cm soil depth in both northern and southern slopes consist of less than 10%, 10-20%, 20-30% and more than 30% slope degrees in catchment of Torogh dam, located south eastern of Mashhad. 5 soil samples were collected from each slope degree and and properties such as soil organic matter content, bulk density, CaCO3, sodium adsorption ratio (SAR), mean weight diameter of aggregates, water dispersible clay and silt, sand, silt and clay percent, pH and soil structural stability index (SI ) were measured. The score of each property based on scoring functions and their weights were calculated by dividing the communality value of each property to total communality of all properties in JMP4 software. Then Soil quality index was calculated by multiplying the score and weight of the studied properties and sum of them.Results And DiscussionAccording to the results of this research, The significant correlation between the percentage of organic matter, CaCO3, water dispersible clay and silt, silt and clay with soil quality index was positive and, that of soil quality index with mean weight diameter of aggregates and percentage of sand was negative (PConclusionIn this research, the effect of slope aspect on soil quality was more than degree, and different slope degrees had no significant effect on soil quality.Keywords: soil quality index, water dispersible clay, soil structural stability index} -
برای بررسی کیفیت خاک، استفاده از شاخص های حساس خاک به مدیریت کاربری اراضی ضروری می باشد. از آن جائیکه رصد کلیه خصوصیات خاک، پرهزینه و طاقت فرسا است بنابراین تعداد محدودی از خصوصیات خاک توصیه می شود. این مطالعه با هدف مقایسه برخی خصوصیات خاک در کاربری های مختلف و تعیین حداقل ویژگی های موثر بر کیفیت خاک در حوضه آبخیز دریاچه چغاخور در استان چهارمحال و بختیاری انجام شد. بدین منظور با استفاده از روش ابر مکعب لاتین و با بهره گیری از نقشه های شیب، کاربری و خاک، مکان 125 نمونه سطحی (20-0 سانتیمتر) تعیین شد. پس از تیمارهای اولیه نمونه های خاک، 29 خصوصیت فیزیکی و شیمیایی خاک ها به روش های استاندارد اندازه گیری شدند. نتایج مقایسه میانگینها در کاربری های مختلف نشان داد که ویژگی هایی شامل میانگین وزنی قطر خاکدانه ها، آب قابل استفاده، گنجایش هوایی، شاخص دکستر، کربن آلی، کربن آلی ذره ای در خاکدانه های بزرگ، نسبت کربن آلی ذره ای در خاکدانه های بزرگ به کوچک، غلظت فسفر، آهن و مس به ترتیب در کاربری باغ، زمینهای زراعی، مراتع خوب، دیمزارها و مراتع ضعیف سیر نزولی داشتند. جهت تعیین شاخصهای مرثر بر ارزیابی کیفیت خاک در کاربری ها تجزیه داده ها به مولفه های اصلی و تجزیه تشخیص گام به گام انجام شد و ویژگی هایی همانند پایداری خاکدانه ها در آب، اجزای بافت خاک، نسبت کربن آلی ذره ای در خاکدانه های درشت به خاکدانه های کوچک و غلظت عناصر سنگین مس و روی به عنوان حداقل مجموعه داده های حساس به کیفیت خاک گزینش شدند.کلید واژگان: تجزیه به مولفه های اصلی, تجزیه تشخیص گام به گام, شاخص کیفیت خاک}For assessing of soil quality, the sensitive indicators can be used in land use managements. Monitoring all soil characteristics is costly and laborious therefore, limited soil characteristics for this mean are recommended. The purposes of this study were comparing several soil attributes of different land use types and determination of minimum effective soil characteristics on soil quality in Chughakhor Basin, Chaharmahal va Bakhtiari Province, Iran. To fulfill the objectives slope, land use and soil maps and Latin Hypercube strategy were used and locations of 125 composite and surficial soil samples were determined. After pretreatment of soil samples, 29 soil physical and chemical characteristics were measured using appropriate methods. The mean comparison of different land uses showed that mean weighted aggregate diameter, available water content, air content, Dexter index, organic carbon, particle organic carbon in macro aggregate, the proportion of particle organic carbon in macro to in micro aggregates, P, Fe and Cu contents values of land use types were in the order Orchards>cultivated areas>Good rangelands>Dry land areas>Weak rangelands. For determination of effective indicators in soil quality assessing, the principle component analysis and stepwise discriminant analysis are used. The soil characters like water stable aggregates, soil texture elements, proportion of particle organic carbon in macro to in micro aggregates and soil Cu and Zn concentrations as minimum data set for soil quality assessment.Keywords: Principle component analysis, Stepwise disriminant analysis, Soil quality indicator}
-
نشریه علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی)، سال نوزدهم شماره 1 (پیاپی 71، بهار 1394)، صص 47 -57مدیریت کود دهی به مثبت و یا منفی شدن کیفیت خاک منجر می شود و در نهایت بر عملکرد گیاه و تغذیه انسان اثرگذار است. هدف از این پژوهش محاسبه شاخص کیفیت خاک تحت تاثیر تیمارهای مختلف کودی روی بود. پژوهش در مزرعه تحقیقات کشاورزی رودشت انجام شد. تیمارها شامل لجن فاضلاب و کود گاوی (در دو سطح 5 و 10 تن در هکتار)، خاکستر لاستیک (200 کیلوگرم در هکتار)، پودر لاستیک (1 تن در هکتار)، کود شیمیایی سولفات روی (40 کیلوگرم در هکتار) و شاهد بود. پس از اندازه گیری ویژگی های خاک با تعیین حدود بحرانی، کلاس بندی و امتیازدهی برای هر کدام از ویژگی های خاک، شاخص کیفیت محاسبه شد. با افزودن سه ویژگی غلظت روی قابل دسترس، آب قابل دسترس و تنفس میکروبی، این شاخص به صورت گسترش یافته محاسبه شد. نتایج نشان داد که افزودن 10 تن در هکتار لجن فاضلاب و خاکستر لاستیک به خاک نسبت به سایر تیمارها باعث شد تا مقدار روی قابل جذب نسبت به شاهد به ترتیب 800 و 661 درصد افزایش یابد. کاربرد مقدار مناسب (10 تن در هکتار) کودهای آلی باعث بهبود کیفیت خاک شد. محاسبه مقدار شاخص کیفیت خاک گسترش یافته بهتر توانست به شناخت اثر تیمارها بر خاک کمک کند. همچنین، رابطه مثبت و معنی دار در سطح یک درصد بین شاخص کیفیت خاک و عملکرد و میزان روی دانه گندم وجود داشت. نتایج حاصل از پژوهش نشان داد که می توان در خاک منطقه رودشت از تیمار لجن فاضلاب 10 تن در هکتار به دلیل افزایش ماده آلی و روی در خاک، آن را به عنوان یک کود مناسب توصیه نمود.
کلید واژگان: شاخص کیفیت خاک, روی, لجن فاضلاب, کود گاوی, خاکستر لاستیک}Management of organic and inorganic treatments may have positive or negative effects on soil quality, plant growth and human nutrition. The objectives of this study were to determine the effects of organic and inorganic zinc fertilizer application on soil quality indicators and wheat yield. This research was conducted at Agricultural Research Station Roudasht, Isfahan, Iran. Sewage sludge and cow manure (5 and 10 t/ha), ash rubber (1 t/ha), powder rubber (200 kg/ha), ZnSO4 (40 kg/ha) were applied and wheat was cultivated. Soil samples were collected at tilling and harvest stages. After taking samples and measurements of the soil parameters, we determined the critical limits for each category and class rating for the each soil parameters, and the soil quality index was calculated. The results showed sewage sludge and rubber ash were significantly effective in increasing soil bioavailable Zn compared to other treatments. Application of sewage sludge and cow manure at 10 ton/ha improved soil quality. The expanded soil quality index can help better understand the effect of fertilizers on soil. A positive and significant relationship between soil quality indicators and Zn uptake and wheat yields was also observed. Our results indicate that addition of 10 t/ha sewage sludge as fertilizer can significantly improve soil quality, supplying the necessary amount of Zn for wheat growth.Keywords: Soil quality index, Zinc, Sewage sludge, Cow manure, Rubber ash} -
ارزیابی کیفیت خاک، بخصوص در نواحی کشاورزی به منظور مدیریت پایدار خاک و تولید محصول، امری ضروری است. تحقیق حاضر کیفیت خاک با استفاده از شاخص IQI (Integrated Quality Index) و تغییرات مکانی آن را در بخشی از نواحی کشاورزی استان قزوین ارزیابی می کند. پس از محاسبه شاخص IQI در منطقه، توزیع مکانی آن با استفاده از روش های مختلف درون یابی در نرم افزار سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) بررسی گردید. برای تعیین روش درون یابی مناسب، معیارهای دقت MAE و RMSE، معیار انحراف MBE و همچنین همبستگی بین مقادیر تخمینی و برآوردی استفاده شد. نتایج نشان داد که شاخص IQI دارای همبستگی مکانی قوی بوده (38/0Nugget/Sill =)، دامنه تاثیر آن 18/19 کیلومتر و همچنین توزیع مکانی آن از مدل نمایی پیروی می کند. با استفاده از معیارهای ارزیابی و همچنین روند موجود در منطقه، روش اسپلاین منظم به عنوان روش مناسب درون یابی این شاخص انتخاب گردید. نقشه کیفیت خاک نشان داد که وضعیت کیفیت خاک در منطقه مورد مطالعه عمدتا متوسط می باشد.
کلید واژگان: شاخص کیفیت خاک, استان قزوین, زمین آمار, درون یابی مکانی}Continuous soil quality evaluation in is necessary agricultural regions to sustainable soil management and profitable agricultural production. The objectives of this study were comprised of an evaluation of soil quality utilizing Integrated Quality Index (IQI) along with its spatial distribution in Qazvin province. IQI was calculated and its spatial changes analyzed using different interpolation methods via GIS software. Precision criteria MAE and RMSE, bias criteria MBE and correlation between measured vs. predicted values (r) were employed to determine a suitable interpolation method. The results indicated an IQI index of strong spatial correlation (Nugget/Sill = 0.38) with an effective range of 19.18 kilometers. The IQI spatial distribution is well fitted by the exponential model. Completely Regularized Spline was selected as a suitable interpolation method using evaluation criteria as well as existing trend in area. IQI model revealed the soil areas with moderate quality (grade III) as dominant.Keywords: Spatial interpolation, Soil Quality Index, Geostatistical, Qazvin} -
تاثیر نوع کاربری اراضی بر نحوه عملکرد خاک در اکوسیستم، از طریق مطالعه و ارزیابی تغییرات شاخص های کیفیت خاک امکان پذیر است. اینگونه مطالعات که با هدف ایجاد تعادل بین میزان تولید و حفظ و بهبود کیفیت منابع اراضی انجام می گیرند امکان شناسایی مدیریت های پایدار و به تبع آن پیشگیری از تخریب فزاینده خاک را فراهم می سازند. در این تحقیق اثر کاربری های مختلف بر شاخص های فیزیکی کیفیت خاک بررسی شد. سه نوع کاربری مراتع طبیعی، کشت دیم و کشت آبی انتخاب شد. از کاربری مرتع 54 نمونه، از کاربری کشت دیم 40 نمونه و از کاربری کشت آبی 17 نمونه از خاک سطحی (15-0 سانتی متر) برداشت شد. خصوصیات هدایت هیدرولیکی اشباع، سرعت نفوذ، جرم مخصوص ظاهری، توزیع اندازه ای ذرات، فاکتور فرسایش پذیری خاک، کربن آلی و پایداری مرطوب خاکدانه ها (در سه کلاس) برای هر کاربری اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد که میانگین، حداقل و حداکثر هدایت هیدرولیکی اشباع در کاربری کشت آبی نسبت به دو کاربری دیگر بیشتر بود. مقدار کربن آلی خاک در کاربری کشت آبی از دو کاربری دیگر کمتر بود. فاکتور فرسایش پذیری خاک در کاربری کشت آبی دارای مقدار بیشتری نسبت به دو کاربری دیگر دارد. درصد شاخص پایداری مرطوب خاکدانه ها در کلاس اندازه ای خاکدانه های درشت (>2 میلی متر) در کاربری کشت آبی در مقایسه با دو کاربری دیگر کمتر بود. در بین خصوصیات مورد مطالعه میانگن هدایت هیدرولیکی اشباع، درصد رس، فاکتور فرسایش پذیری خاک و پایداری مرطوب خاکدانه ها در کلاس اندازه ای خاکدانه های درشت در کاربری های مختلف دارای تفاوت معنی داری در سطح 5 درصد هستند. به نظر می رسد که فاکتور فرسایش پذیری خاک و شاخص پایداری مرطوب در کلاس خاکدانه های درشت در مقایسه با سایر شاخص ها، تغیرات کیفیت خاک را در منطقه مورد مطالعه بهتر نشان می دهند.
کلید واژگان: پایداری مرطوب خاکدانه ها, شاخص کیفیت خاک, فاکتور فرسایش پذیری خاک}The effect of land use type on soil functioning within an ecosystem can be assessed and monitored using soil quality attributes. Such studies, which are carried out to create a balance between the biological production and the maintenance and improvement of land resource quality, provide a framework for land degradation control and also for identification of sustainable management. In this research investigated the effect of different land uses on soil physical quality indices. Three land uses including a natural pasture, dryland farming and irrigated farming were selected. From natural pasture 54 samples, dryland farming 40 samples and irrigated farming 17 samples were collected in the surface soil (0-15cm). Saturated hydraulic conductivity, infiltration rate, bulk density, soil distribution size, soil erodibility index, organic carbon and water aggregate stability (three classes) were determined for each land use. The results showed that mean, minimum and maximum of saturated hydraulic conductivity in irrigated farming land use is more than others land uses. Water aggregate stability index the macroaggregates (>2 mm) in irrigated farming land use is lower than others land uses. In the among studies variables, saturated hydraulic conductivity, clay percentage, soil erodibility index and water aggregate stability in macroaggregates in different land uses are significant differences in 5% level. Soil erodibility index and water aggregate stability for macroaggregates seems to be the most reliable soil quality indices for the area.
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.