تأثیر تراکم و ردیف‌ کشت گندم دیم بر عامل پوشش گیاهی معادله جهانی هدررفت خاک در منطقه نیمه-خشک در استان زنجان

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 گروه خاکشناسی دانشکده کشاورزی دانشگاه زنجان

2 گروه خاکشناسی-دانشکده کشاورزی-دانگاه زنجان

3 دانشگاه زنجان- دانشجوی دکتری خاکشناسی

چکیده

سابقه و هدف: یکی از نگرانی‌های اصلی در استفاده از معادله جهانی هدررفت خاک (USLE) در بسیاری از مناطق از جمله در مناطق تحت فرسایش شدید، عدم اطمینان در مورد عامل پوشش گیاهی (C) برای محصولات مختلف کشاورزی است. با وجود آن که در برخی کشورها از جمله آمریکا، اطلاعات زیادی در مورد عامل پوشش گیاهی در دسترس می‌باشد، اما این مناطق تفاوت‌های بسیار زیاد اقلیمی و پدولوژیکی با مناطق دیگر به ویژه مناطق نیمه‌خشک دارند. گندم دیم از مهمترین محصولات کشاورزی در این مناطق است که با تراکم و فاصله ردیف‌های مختلف در کشتزارهای شیب‌دار کاشته می‌شود. هیچ اطلاعاتی در مورد تأثیر تراکم بذر و فاصله ردیف کشت بر عامل پوشش گیاهی در گندم دیم منطقه نیمه‌خشک وجود ندارد.
مواد و روش‌ها: آزمایش مزرعه‌ای با دو تراکم بذر گندم (90 و 120 کیلوگرم در هکتار) و دو فاصله ردیف (20 و 25 سانتی‌متر) در کرت‌های آزمایشی همراه با کرت‌های شاهد (بدون کشت بذر) انجام گرفت. آزمایش با طرح بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکرار در شیب 10 درصد زمین طی 1394تا 1395 اجرا شد. بذر گندم توسط ردیف‌کار 9 و 11 ردیفی برای ایجاد فاصله 25 و 20 سانتی‌متر بین ردیف‌ها کشت شد. 18 کرت با ابعاد 5 متر طول در 5/1 متر عرض در مزرعه برای اندازه‌گیری هدررفت خاک از بارش‌های طبیعی در طی مهر1394 تا تیر 1395 احداث شد. عامل پوشش گیاهی (C) برای هر کرت کاشته شده از مقدار هدررفت خاک از آن کرت به مقدار هدررفت خاک از کرت شاهد با فاصله ردیف یکسان (بدون کشت بذر) تعیین شد. برای تحلیل آماری وجود تفاوت معنی‌دار بین دو فاصله ردیف کشت یا بین دو تراکم بذر از نظر عامل پوشش گیاهی، از آزمون t جفتی استفاده شد.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که عامل پوشش گیاهی (C) در تراکم بذر 90 و 120 کیلوگرم در هکتار به ترتیب 42/0 و 43/0 است. مقدار عامل پوشش گیاهی بین دو تراکم بذر از نظر آماری معنی‌دار نبود. افزایش تراکم بذر در ردیف‌های کشت، رشد بوته‌های گندم را به دلیل افزایش شدت رقابت در گیاهان روی هر ردیف، کاهش داد. مقدار عامل پوشش گیاهی در خطی‌کار 9 ردیفی با فاصله ردیف کشت 25 سانتی‌متری برابر 34/0 بود در حالی که مقدار آن برای خطی‌کار 11 ردیفی 51/0 بود که نشان دهنده افزایش 33 درصدی و معنی‌دار در مقدار عامل پوشش گیاهی بود (p<0.05). در روش کشت 9 ردیفی از یک سو با افزایش سطح مقطع عرضی شیار، تنش برشی جریان و احتمال هدررفت خاک و در نتیجه مقدار عامل پوشش گیاهی کمتر شد و از سوی دیگر، رقابت اندکی بین گیاهان در ردیف‌های کشت وجود داشت. از این رو هدررفت خاک در کرت تحت کشت به مراتب کمتر از کرت بدون پوشش بود. برهمکنش تراکم بذر و فاصله ردیف از نظر تأثیر بر عامل پوشش گیاهی معنی‌دار نبود. کم‌ترین مقدار عامل پوشش گیاهی (C) در کشت با خطی‌کار 9 ردیفی (با فاصله ردیف کشت 25 سانتی‌متر) با تراکم کشت 120 کیلوگرم در هکتار به دست آمد.
نتیجه‌گیری: این پژوهش نشان داد که عامل پوشش گیاهی در گندم دیم بین 33/0 تا 51/0 متغیر است. تراکم کشت بذر عامل مهم تعیین کننده مقدار عامل پوشش گیاهی نبود در حالی که فاصله ردیف کشت به‌طور چشمگیری مقدار این عامل را تحت تأثیر قرار داد. مقدار عامل پوشش گیاهی گندم را می‌توان با تغییر فاصله ردیف از 11 ردیفی (با فاصله ردیف کشت 20 سانتی‌متر) به 9 ردیفی (با فاصله ردیف کشت 25 سانتی‌متر) با تراکم بذر 120 کیلوگرم در هکتار به‌طور قابل توجهی کاهش داد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effect of seed density and row spacing of rainfed wheat on the USLE C-factor in a semi-arid region, Zanjan province

نویسندگان [English]

  • Alireza Vaezi 1
  • Majid Bagheri 2
  • Alireza Khanjani Safdar 3
1
2 Soil Science Department, University of Zanjan
3 Soil Science Department-University of Zanjan- Ph.D student
چکیده [English]

Background and Objectives: One of the major concerns in the use of the Universal Soil Loss Equation (USLE) in the areas under sever soil erosion rate is the lack of precise data on the cover crop factor (C) for various agricultural crops. Despite in some countries especially the United state, quantitative information are available on the C-factor, there are substantial difference in climatic and pedological conditions with other areas especially semi-arid regions. Rainfed wheat is the major agricultural crops in these areas which would be planted with different density and row spacing in slope farms. There is no information on the effect of seed density and row spacing on the C-factor in rainfed wheat in semi-arid regions.
Materials and Methods: A field experiment was conducted whit two seed density (90 and 120 kg per hectare) and two row spacing (20 and 25 cm) along with their control plots (without planting seed). The experiment was performed with the blocky randomized design at three replications in a 10% slope land during 2015- 2016. Wheat seeds were sown by drilling set wheat nine and eleven rows for making 25 cm and 20 cm spacing between rows respectively. Eighteen plots with 5 m long and 1.5 width were installed in the farm to measure soil loss under natural rainfalls during from October 2015 to July 2016. The C-factor for each planted plots was determined using the proportion of soil loss in it plot to the same row spacing plot without wheat cultivation. An independent t-test was used to statistical analysis on the effect of seed density and row spacing on the C-factor in the rainfed wheat.
Results: Results indicated that C-factor in 90 and 120 Kg per hectare seed density was 0.42 and 0.43, respectively. The C value between the two seed densities wasn’t statistically significant. Increasing seed density in the planting rows decreased wheat growth due to increasing repetition rate among plants. The C-factor in 9-row seeding with 25 cm row spacing was 0.34, while its value in 11-row seeding was 0.51, showing 33 percentage significant increase in the C value (p <0.05). Decreasing of soil loss as well as the C-factor in 9-row spacing plots was associated with increasing furrow cross section area on one hand, and a little plant repetition occurred between the rows, on the other hand. Thus, soil loss in the cultivated plots was less than the contour plots. Significant difference wasn’t found for interaction between seed density and row spacing. The lowest value of the vegetation cover factor (C) was observed in 9-row seeding (25-cm row spacing) with 120 kg per hectare.
Conclusion: The study indicated that the C-factor in rainfed wheat varies between 0.33 and 0.51. Seed density was not the major factor controlling the C-factor in rainfed wheat, while the row spacing significantly affected on the C-factor in the rainfed lands in the area. The C-factor of wheat can be considerably declined by changing row spacing from 11-row (20-cm row spacing) to 9-row (20-cm row spacing) with 120 kg per hectare seed density in rainfed lands.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Natural rainfall
  • Flow shear stress
  • Rill cross section area
  • Soil loss

مراجع

1.Bayat Movahed, F., and Rezaei, S.A. 2012. Water Erosion Control (Environmental Approaches). Agriculture Science of Iran Press, 162p. (In Persian)
2.Casermeiro, M.A., Molina J.A., M.T., Delacruz Caravaca, M.I., Hernando Massanet, and Moreno P.S. 2004. Influence of scrubs on runoff and sediment loss in soils of Mediterranean climate, Catena. 57: 97-107.
3.Das, T.K., and Yaduraju, N.T. 2011. Effects of missing-row sowing supplemented with row spacing and nitrogen on weed competition and growth and yield of wheat. Crop and Pasture Science. 62: 48-57.
4.El Kateb, H., Zhang, H., Zhang, P., and Mosandl, R. 2013. Soil erosion and surface runoff on different vegetation covers and slope gradients: a field experiment in Southern Shaanxi Province, China. Catena. 105: 1-10.
5.Emam, Y. 2011. Cereal production. Shiraz University Press. 150p. (In Persian)
6.Fayos, C.B., Martinez-Mina, M., Arnau- Roosalen, E., Calvo-Cases., Castillo, V., and Albaladsjo. J. 2006. Measuring soil erosion by field plots: Understanding the sources of variation. Earth- Science Reviews. 78: 267-285.
7.Gabriels, D., Ghekiere, G., Schiettecatte, W., and Rottiers, I. 2003. Assessment of USLE cover-management C-factor for 40 crop rotation system on arable farms in the Kemmel beek watershed, Belgium. Soil and Tillage Research. 74: 47-53.
8.Gee, G.W., Bauder, J.W., and Klyte, A. 1986. Particle-size analysis. Methods of soil analysis. Part 1. Physical and mineralogical methods, Pp: 383-411.
9.Jackson, M.L. 1975. Soil chemical analysis- advanced course. University of Wisconsin, 181p.
10.Jones, E.P. 2000. Circulation in the arctic ocean. Polar Research 20: 2. 139-146.
11.Junakova, N., and Balintova, M. 2012. Predicting of soil loss in the Tisovec catchment, Slovakia. Chemical Engineering, 28p.
12.Kemper, W.D., and Rosenau, R.C. 1986. Aggregate stability and size distribution. In: A. Klute (Eds.) Methods of soil analysis. Part 1. 2nd ed. Agron. Monogr. 9. ASA and SSSA, Madison, WI.Pp: 425-442.
13.Keshavarz, A., Kamali, J., Dehghan, A., Hamidnejad, M., Sadri, B., Heidari, A., and Mohsenin, M. 2002. A project for increasing grain yield in irrigated and rainfed wheat in Iran. Ministry of Agriculture, Iran, 174p.
14.Khanjani Safdar, A., Ahmadi, A., and Sadeghzadeh, M.E. 2015. Determination of crop management factor at different growth stages of rainfed Chickpea in semiarid region for using in USLE model: a case study in Tikmeh Dash of East Azerbaijan. Applied Soil Research 3: 1. 78-87. (In Persian)
15.Lean, 1982. Soil pH and lime requirement. Methods of soil analysis. Part 2. Chemical and microbiological properties, (methods of soilan2),Pp: 199-224.
16.Legout, C., Leguedois, S., Le Bissonnais, Y., and Issa, O.M. 2005. Splash distance and size distributions for various soils. Geoderma. 124: 3. 279-292.
17.Molina, A., Govers, G., Vanacker, V., Poesen, J., Zeelmaekers, E., and Cisneros, F. 2007. Runoff generation
in a degraded Andean ecosystem: Interaction of vegetation cover and
land use. Catena. 71: 2. 357-370.
18.Morgan, R.P.C. 1987. Evaluating the role of vegetation in soil erosion control with implications for steepland agriculture in the tropics. In: Steepland Agriculture in the Humid Tropics, T.H., Tay, A.M., Mokhtaruddin and A.B., Zahari (Eds.). Malaysian Agricultural Research and Development Institutel Malaysian Society of soil science‚ Kuala Lumpur‚ Pp: 23-401.
19.Nunes, A.N., Coelho, C.O.A., Almeida, A.C., and Figueiredo, A. 2010. Soil erosion and hydrological response to land abandonment in a central Inland area of Portugal, Land Degradation and Development. 21: 260-273.
20.Panagoa, P., Borrelli, P., Meusburger, K., Alewell, Ch., Lugato, E., and Montanarella, L. 2015. Estimating the soil erosion cover management factor at the European Scale. J. Homepage. Land Use Polics. 48: 38-50.
21.Refahi, H. 2009. Water Erosion and Control. 6th Edition, Tehran University Press, 671p. (In Persian)
22.Rejman, J.J., Tyrski, R., and Paluszek, J. 1998. Spatial and temporal variations in erodibility of Loess soil. Soil and Tillage Research. 46: 1. 61-68.
23.Sadeghi, S., Puorghasemi, H., and Mohammadi, M. 2007.Comparison of accuracy of some methods for estimating soil erosion and sediment yield in rangeland lands. 1st J. Pp: 60-71. (In Persian)
24.Schönbrodt, S., Saumer, P., Behrens, T., Seeber, C., and Scholten, T. 2010. Assessing the USLE crop and management factor C for soil erosion modeling in a large mountainous watershed in Central China. J. Earth Sci. 21: 6. 835-845.
25.Seutloali, K.E., and Beckedahl, H.R. 2015. Understanding the factors influencing rill erosion on roadcuts in the south eastern region of South Africa. Solid Earth. 6: 2. 633.
26.Shapiro, C.A., and Wortmann, C.S. 2006. Corn response to nitrogen rate, row spacing, plant density in Eastern Nebraska. Agron. J. 98: 529-535.
27.Shiferaw, B., Smale, M., Braun, H.J., Duveiller, E., and Reynolds, M. 2013.Crops that feed the world 10. Past successes and future challenges to the role played by wheat in global food security. Food Security. 5: 291-317.
28.Summer, M.E., Miller, W.P., Sparks, D.L., Page, A.L., and Johnston, C.T. 1996. Cation exchange capacity and exchange coefficients. Methods ofsoil analysis. Part 3-chemical methods, Pp: 1201-1229.
29.Vaezi, A.R., Sadeghi, S.H.R., Bahrami, H.A., and Mahdian, M.H. 2008. Modeling the USLE K-factor for calcareous soil in northwest Iran. Geomorphology. 97: 3. 414-423.
30.Walkley, A., and Black, I.A. 1934. An examination of the degtjareff method for determining soil organic matter and a proposed modification of the chromic acid titration method. Soil Science.37: 1. 29-38.
31.Western, R.L. 1990. Soil testing and plant analysis: Soil Sci. Soc. Amer. J. Madison Wisconsin. USA, Pp: 25-44.
32.Wischmeier, W.H., and Smith, D.D. 1978. Predicting Rainfall Erosion Losses-A Guide to Conservation Planning. Agricultural Handbook No. 537, USDA, Washington, USA, 58p.
33.Zarrinabadi, E., and Vaezi, A.R. 2016. Runoff and soil loss as affected by land use change and plough direction in poor vegetation cover pastures. Iran. J. Soil Water Res. 47: 1. 87-98.
34.Zhang, G.H., Liu, G.B., Wang, G.L., and Wang, Y.X. 2011. Effects of vegetation cover and rainfall intensity on sediment bound nutrient loss,size composition and volume fractal dimension of sediment particles. Pedosphere. 21: 5. 676-684.
35.Zhou, X.B., Chen, Y.H., and Ouyang, Z. 2011. Effects of row spacing on soil water and water consumption of winter wheat under irrigated and rainfed conditions. Plant, Soil and Environment. 57: 3. 115-121.
مجله پژوهش‌های حفاظت آب و خاک
دوره 26، شماره 6
بهمن و اسفند 1398
صفحه 263-276

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار