رابطه بین شیب دامنه و سنگ بستر با برخی از ویژگی‌های خاک

آب و خاک

مقاله 5، دوره 37، شماره 3 - شماره پیاپی 89، مرداد و شهریور 1402، صفحه 415-430   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.2023.79280.1214

نویسندگان

مهدی جعفریان¹؛ علی گلکاریان^{* 2}؛ حجت امامی³

¹دانشجوی کارشناسی ارشد آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست دانشگاه فردوسی مشهد

²دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه فردوسی مشهد

³استاد دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

ماده ‌مادری و توپوگرافی از ویژگی‌های مهم وتاثیرگذار بر کیفیت خاک در هر منطقه می‌باشند. خاک‌های حاصل از جنس سنگ‌های مختلف دارای خصوصیات مختلفی هستند که این تفاوت‌ها در کیفیت خاک و فرسایش‌پذیری آن تأثیر مستقیم دارد. هدف از این پژوهش بررسی رابطه بین درصد شیب و جنس سنگ با برخی از خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک از قبیل درصد ماده آلی، درصد کربنات کلسیم، بافت خاک، مقاومت فروروی خاک، چسبندگی خاک، هدایت اشباع، میانگین وزنی قطر خاکدانه‌ها، تعداد موثر قطره و سله سطحی در هفت جنس سنگ (گرانیت، آهک پالئوژن، آهک ژوراسیک، افیولیت، شیل، مارن و ماسه سنگ) در استان خراسان رضوی می‌باشد. نمونه‌های خاک از عمق 20-0 سانتی‌متری و از سه کلاس شیب کمتر از 10 درصد،
25-10 درصد و بیشتر از 25 درصد با سه تکرار در هر شیب برداشت شد.‌ نتایج نشان داد تمام متغیرهای مورد بررسی در جنس سنگ‌های مختلف دارای تفاوت معنی‌داری می‌باشند (001/0p<). تنها متغیر سله سطحی در شیب‌های مختلف دارای تفاوت معنی‌داری نمی‌باشد (05/0p<،142/0=sig). متغیرهای درصد کربنات کلسیم و هدایت اشباع در شیب‌های مختلف دارای تفاوت معنی‌داری می‌باشند (05/0p<،009/0=sig، 030/0=sig). سایر خصوصیات خاک نیز شامل درصد ماده آلی، میانگین وزنی قطر خاکدانه‌ها، تعداد موثر قطره، مقاومت نفوذ خاک و چسبندگی خاک در شیب‌های مختلف دارای تفاوت معنی‌داری در سطح یک درصد هستند (001/0p<). با توجه به اینکه کلاس بافت خاک در شیب‌های مختلف دارای تفاوت معنی‌داری نبود ولی درصد رس، سیلت و شن در طول شیب تغییرات زیادی داشت به‌طوری که با افزایش شیب درصد ذرات درشت‌تر افزایش یافته و از درصد ذرات ریز کاسته می‌شود. بیشترین و کمترین مقدار پارامترهای درصد ماده‌آلی، چسبندگی خاک و مقاومت نفوذ خاک به ترتیب در جنس سنگ گرانیت و شیل مشاهده شد. بیشترین درصد کربنات کلسیم در جنس سنگ آهک چناران (41/40 درصد) و کمترین مقدار آن در جنس سنگ گرانیت (72/14درصد) مشاهده شد. میانگین وزنی قطر خاکدانه‌ها در جنس سنگ افیولیت دارای بیشترین مقدار (005/1میلی‌متر) و در جنس سنگ مارن دارای کمترین مقدار (403/0 میلی‌متر) بود. میانگین وزنی قطر خاکدانه‌ها در شیب 25-10 درصد به طور معنی‌داری بیشتر از دو شیب دیگر بود. پارامتر تعداد موثر قطره در جنس سنگ گرانیت دارای بیشترین مقدار و در در جنس سنگ مارن دارای کمترین مقدار می‌باشد. مقدار بیشینه متغیر هدایت اشباع در جنس‌ سنگ مارن و کمینه آن در جنس سنگ آهک چناران مشاهده شد. به‌طور کلی با توجه به تغییرات قابل ملاحظه ویژگی‌های خاک در طول شیب‌ دامنه و جنس سنگ‌های مختلف انتظار می‌رود هدررفت خاک نیز دارای تفاوت مشخصی باشد و راهکارهای مقابله با آن باید اتخاذ شود.

کلیدواژه‌ها

جنس سنگ؛ شیب دامنه؛ ویژگی‌های خاک

مراجع

1. Baliani, A., Vaezi, A.R., & Emami, H. (2018). Variability of splash erosion from slope gradient and soil properties. Iran-Watershed Management Science & Engineering, 12(41), 95-104. (In Persian with English Abstract)
2. Black, A.L., & Walkley, H. (1986). Bulk density. In: Editor Methods of soil analysis. Part 1: Physical and Mineralogical Method. Agronomy Monograph. Soil Science Society of America Journal and American Society of Agronomy, 9(21), 374-380. https://doi.org/10.2136/sssabookser5.1.2ed.c18
3. Bossuyt, H., Denef, K., Six, J., Frey, S.D., Merckx, R., & Paustian, K. (2001). Influence of microbial populations and residue quality on aggregate stability. Applied Soil Ecology, 16(3), 195-208. https://doi.org/10.1016/S0929-1393(00)00116-5
4. Bouyoucos, G.J. (1962). Hydrometer method improved for making particle size analyses of soils 1. Agronomy Journal, 54(5), 464-465. https://doi.org/10.2134/agronj1962.00002196200540050028x
5. Buraka, T., Elias, E., & Lelago, A. (2022). Soil organic carbon and its' stock potential in different land-use types along slope position in Coka watershed, Southern Ethiopia. Heliyon, 8(8). https://doi.org/10.1016/j.heliyon. 2022.e10261
6. Chen, S., Zhang, G., Zhu, P., Wang, C., & Wan, Y. (2022). Impact of slope position on soil erodibility indicators in rolling hill regions of northeast China. Catena, 217, 106475. https://doi.org/10.1016/j.catena.2022.106475
7. Etminan, S., Kianian, F., Khormali, F., & Habashi, H. (2011). Effect of soil properties with different parent materials on aggregate stability: in Shastkola watershed, Golestan province. Journal of Soil Management and Sustainable Production, 1(2), 39-58. (In Persian)
8. Fryrear, D.W., Bilbro, J.D., Saleh, A., Schomberg, H., Stout, J.E., & Zobeck, T.M. (2000). RWEQ: Improved wind erosion technology. Journal of Soil and Water Conservation, 55(2), 183-189.
9. Haverkamp, R., Ross, P.J., Smettem, K.R.J., & Parlange, J.Y. (1994). Three‐dimensional analysis of infiltration from the disc infiltrometer: 2. physically based infiltration equation. Water Resources Research, 30(11), 2931-2935. https://doi.org/10.1029/94WR01788
10. Kemper, W.D., & Rosenau, R.C. (1986). Aggregate stability and size distribution. Methods of soil analysis: Part 1 Physical and Mineralogical Methods, 5, 425-442. https://doi.org/10.2136/sssabookser5.1.2ed.c17
11. Kowalska, J.B., Zaleski, T., Józefowska, A., & Mazurek, R. (2019). Soil formation on calcium carbonate-rich parent material in the outer Carpathian Mountains–A case study. Catena, 174, 436-451. https://doi.org/10.1016/j.catena.2018.11.025
12. Loeppert, R.H., Hallmark, C.T., & Koshy, M.M. (1984). Routine procedure for rapid determination of soil carbonates. Soil Science Society of America Journal, 48(5), 1030-1033. https://doi.org/10.2136/sssaj1984. 03615995004800050016x
13. Liu, G., Xu, M., & Ritsema, C. (2003). A study of soil surface characteristics in a small watershed in the hilly, gullied area on the Chinese Loess Plateau. Catena, 54(1-2), 31-44. https://doi.org/10.1016/S0341-8162(03)00055-9
14. Lupi, A., Steinbach, H.S., Ciarlo, E., Romaniuk, R., Cosentino, V.R., Rimski-Korsakov, H., & Alvarez, C. R. (2021). Organic carbon stored in soils under different land uses and soil textures in southeast Argentinean Mesopotamia. Geoderma Regional, 27, e00435. https://doi.org/10.1016/j.geodrs.2021.e00435
15. Maleki, S., Khormali, F., Bodaghabadi, M.B., Mohammadi, J., Hoffmeister, D., & Kehl, M. (2020). Role of geomorphic surface on the above-ground biomass and soil organic carbon storage in a semi-arid region of Iranian loess plateau. Quaternary International, 552, 111-121. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2018.11.001
16. Molaii, M., Bashari, H., & Basiri Mosadeghi, M.R. (2015). Evaluation of soil structure stability by sieve method in some pasture places of Isfahan province. Journal of Agricultural Sciences and Techniques and Natural Resources, Water and Soil Sciences, 18(70). (In Persian)
17. Pajand, M.J., Emami, H., & Astaraei, A. (2016). Relationship between topography and some soil properties. Water and Soil, 29(6), 1699-1710. (In Persian with English abstract). https://doi.org/10.22067/jsw.v29i6.44736
18. Ramazani, Z., Vaezi, A., Mohamadi, M.H., & Babayi, F. (2018). The combined effect of surface cell on hydraulic conductivity of soil saturation. Iran Journal of Water and Soil Research, 48(3), 565-572. (In Persian with English abstract)
19. Raoof, M., Nazemi, A.H., Sadroddini, A., & Maroofi, S. (2010). Estimation of saturated and unsaturated hydraulic conductivity of sloping lands in permanent and non-permanent states. Journal of Water and Soil Science, 20(4). (In Persian with English abstract)
20. Saadipoor, Ch., Roodpeyma, M., Karima, A., Davatgar, N., & Salehdin M.S. (2017). Evaluation of spatial variation of soil saturated hydraulic conductivity using spatial statistic (case study: Laghar plain). Journal of Water and Soil Conservation, 23(6). (In Persian with English abstract)
21. Singer, M.J., & Bissonnais, Y.L. (1998). Importance of surface seal ingintherosion of some soil from a Mediterranean climate. Geomorphology, 24(32), 79-85.
22. Tang, K.L. (2004). Soil and water vonservation in China. Science Press.
23. Tazikeh, H., Khormali, A., & Barani Motlagh, M. (2018). The change and evolution of the soils formed from different sedimentary parent materials in Navadis Sheikh, Northeast of Bojnord. Scientific Journal of Agriculture, 40(1). (In Persian with English abstract)
24. Walkley, A., & 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.
25. Wang, H., Zhang, G.H., Li, N.N., Zhang, B.J., & Yang, H.Y. (2018). Soil erodibility influenced by natural restoration time of abandoned farmland on the Loess Plateau of China. Geoderma, 325, 18-27. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2018.03.037
26. Wang, P., Su, X., Zhou, Z., Wang, N., & Zhu, B. (2023). Differential effects of soil texture and root traits on the spatial variability of soil infiltrability under natural revegetation in the Loess Plateau of China. Catena, 220, 106693. https://doi.org/10.1016/j.catena.2022.106693
27. Woods, L.E., & Schuman, G.E. (1988). Cultivation and slope position effects on soil organic matter. Soil Science Society of America Journal, 52(5), 1371-1376. https://doi.org/10.2136/sssaj1988.03615995005200050031x
28. Zare, M., Golkarian, A., & Emami, H. (2019). Study the effect of rock and topography on soil moisture curve properties and soil structural stability indicators. Faculty of Natural Resources and Environment. Ferdowsi University of Mashhad. (In Persian with English abstract)