مهندسی و مدیریت آبخیز

با همکاری انجمن آبخیزداری ایران

شماره جاری

بر اساس شماره‌های نشریه

بر اساس نویسندگان

بر اساس موضوعات

نمایه نویسندگان

نمایه کلیدواژه ها

درباره نشریه

اهداف و چشم انداز

اصول اخلاقی انتشار مقاله

بانک ها و نمایه نامه ها

پرسش‌های متداول

فرایند پذیرش مقالات

راهنمای نویسندگان

راهنمایی دریافت کد ORCID

داوران

راهنمای عضویت در Publons

مهارپذیری هدررفت کمی و کیفی خاک ناشی از فرسایش بادی در شرایط آزمایشگاهی از طریق خاک‌پوش‌های گیاهی و پلیمر

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دکتری خاکشناسی، پردیس علوم و تحقیقات خوزستان، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران

2 دکتری خاکشناسی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس تهران

3 دانشیار گروه خاکشناسی، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران

چکیده

یکی از اثرات منفی فرسایش بادی، تلفات خاک حاصلخیز سطحی است که بهره‌وری خاک را کاهش می‌دهد. در این پژوهش، با استفاده از دستگاه شبیه‌ساز فرسایش بادی، میزان هدررفت برخی عناصر غذایی و تأثیر دو نوع تثبیت‌ کننده بر کاهش هدررفت خاک و عناصر غذایی خاک در غرب استان خوزستان در تابستان 1394 و در آزمایشگاه دانشگاه آزاد واحد اهواز بررسی شد. به‌منظور دستیابی به اهداف یادشده، دستگاه شبیه‌ساز شدت فرسایش بادی طراحی و ساخته شد. کارایی دو نوع تثبیت‌کننده (پلیمر پلی اکریل آمید و خاک‌پوش گیاهی) در چهار غلظت (صفر، 15، 30 و 60 درصد) بر سطح سه نوع خاک و سه تکرار در سرعت 47 کیلومتر بر ساعت در دستگاه شبیه‌ساز مورد بررسی قرار گرفت. در مجموع، 72 نمونه مورد به‌صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کامل تصادفی بررسی شد. نتایج نشان داد، فرسایش بادی در نمونه‌های خاک در محدوده 27.4 تا 744.7 گرم در مترمربع در دقیقه بوده است. تحلیل‌های آماری نشان داد که خاک‌های تیمار شده با تثبیت‌کننده‌ها اختلاف معنی‌داری با شاهد دارند. پلیمر، هدررفت خاک را 99 درصد کاهش داد. هدررفت خاک در دو نمونه الوان و هویزه در تیمار خاک‌پوش گیاهی 98 درصد کاهش یافت. اما، در خاک بروایه در غلظت 15 و 30 درصد هدررفت خاک به­ترتیب 13 و 67 درصد کاهش یافت. میانگین هدررفت ازت، فسفر و مواد آلی به‌ترتیب به­میزان 1.59،  0.64 و 0.6 گرم در مترمربع در دقیقه طی فرسایش بادی به­دست آمد که این امر در طولانی‌مدت سبب بروز مشکلات جدی زیست‌محیطی و اقتصادی برای اراضی در معرض فرسایش می‌شود. پلیمر هدررفت ازت، فسفر و مواد آلی خاک را 99 درصد کاهش داد. کاربرد خاک‌پوش گیاهی سبب کاهش 98 درصدی ازت، فسفر و مواد آلی در نمونه‌های الوان و هویزه و کاهش 56.6 درصدی این عناصر در خاک بروایه شد. تثبیت خاک‌ها با تثبیت‌کننده‌های مورد بررسی و کشت نهال‌های بومی راهکاری برای حل معضل فرسایش بادی و کاهش پدیده گرد و غبار در منطقه است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Controllability of quantitative and qualitative soil loss induced by wind erosion under laboratory conditions through polymer and vegetable-based mulch

نویسندگان [English]

  • Mandana Shahnavaz 1
  • Mehdi Nourzadeh haddad 2
  • Ali Gholami 3
  • Ebrahim Panahpour 3

1 PhD, Department of Soil Science, Khouzestan Science and Research Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran

2 -

3 Department of Soil Science, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran

چکیده [English]

Fertile soil loss is one of the negative effects of wind erosion that reduces soil productivity. In this research, the effect of two stabilizers has been studied for reducing nutrients loss of western Khuzestan soils in the soil laboratory of Ahvaz unit of Azad University in summer 2018. For this reason, wind erosion simulator was designed and built. The effectiveness of two stabilizers (anionic polyacrylamide polymer and vegetable-based mulch), in four concentration levels (0, 15, 30 and 60 percent) on three types of soils with three replications were studied in 47 km h-1 wind speed in the wind erosion simulator. In total, 72 soil samples were examined in a Factorial test and in the form of complete random design. Results showed that wind erosion happened between 27.04 and 44.7 gr m-2 min-1. Statistical analysis showed that there is a significant difference between the stabilizers and control. The polymer reduced soil loss by 99%. The vegetable-based mulch reduced soil loss more than 98% in Alvan and Hoveyzeh samples. But, in Borvayeh samples at 15 and 30 percent of concentrations soil loss has been reduced by 13 and 67 percent, respectively. The average loss of nitrogen, phosphorus and organic matter were 1.59, 0.64 and 0.6 gr m-2 min-1 that causes serious environmental and economic problems for the land exposed to erosion. The polymer reduced the loss of nitrogen, phosphorus and organic matter by 99 percent. The vegetable-based mulch reduced the loss of nitrogen, phosphorus and organic matter by 98 percent in Alvan and Hoveyzeh samples and 56.6 percent in Borvayeh samples. Using stabilizers with cultivation of native plants can stabilize the soil against wind erosion.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nitrogen loss
  • Organic matter loss
  • Phosphorus loss
  • Stabilizers
  • Wind erosion simulator
مراجع
  1. Abbasi, M., Feyznia and H. Ahmadi. 2010. Niatak source of aeolian sediments using geochemical trace elements. Journal of Dry, 1: 43-34.
  2. Abbasi, K., Nishaburi, Sh. Avestan and A. Ahmadi. 2014. Hydromulch and polyacrylamide effects on runoff control, sediment yield and N, P, K losses in laboratory condition. Water and Soil Science Journal, 24(4): 247-259 (in Persian).
  3. Anasiru, R.H., M.L. Rayes, B. Setiawan and Soemarno. 2013. Economic evaluation of soil erosion on cultivated drylands in Langge Sub-watershed, Gorontalo, Indonesia. Journal of Natural Sciences Research, 3(8): 40-48.
  4. Ataee, H. and F. Ahmadi. 2010. Dust one of the environmental problems in Islamic World, case study: Khoozestan Province. 4th International Congress of the Islamic World Geographers, محل؟ 9-19 (in Persian).
  5. Behera, B., S.K. Mohanty andK. Behura. 2007. Effect of mulches on production potential, economics and soil fertility status of maize+pigeonpea intercropping under rainfed conditions of Eastern Ghats, Orissa. Indian Journal of Dryland Agricultural Research and Development, 22: 37-40.
  6. Bosede, A.J. 2010. Economic assessment of fertilizer use and integrated practices for environmental sustainability and agricultural productivity in Sudan Savannah zone, Nigeria. African Journal of Agricultural Research, 5: 338–343.
  7. Bremner, J.M. and C.S. Mulvaney. 1982. Nitrogen–total. Method of Soil Analysis, 2: 595-624.
  8. Burri, K., Ch. Gromke, M. Lehning and F. Graf. 2011. Aeolian sediment transport over vegetation canopies: a wind tunnel study with live plants. Aeolian Research, 3: 205-213.
  9. Colazo, J. and D. Buschiazzo. 2015. The impact of agriculture on soil texture due to wind erosion. Journal of Land Degradation and Development, 26: 62-70.
  1. Ekhtesasi, M.R., A. Akhavan Ghalibaf,H.R. Azimzadeh and M. Emtehani. 2003. Effect of salts on erodibility of soil by wind. Natural Resources Journal, 56: 17-30 (in Persian).
  2. Ha-Lin, Z., Y. Xiao-Yong, Z. Rui-Lian, Z. Xue-Yong, Tong-Hui and D. Sam. 2006. Wind erosion and sand accumulation effects on soil properties in Horqin sandy farmland, Inner Mongolia. Catena, 65: 71–79.
  3. Han, Z., T. Wang, Z. Dong, Y. Hu and Z. Yao. 2007. Chemical stabilization of mobile dune fields along a highway in the Taklimakan Desert of China. Journal of Arid Environments, 68(2): 260-270.
  4. Kenneth, N. and P.E. Nwankwo. 2001. Polyacrylamide as a soil stabilizer for erosion control. Wisconsin Department of Transportation, Report No. W1, 6-98.
  5. Lu, J.H., L. Wu and J. Letey. 2002. Effects of soil and water properties on anionic polyacrylamide sorption. Soil Science of American Journal, 66: 578-584.
  6. Mahmood Abadi, M. and S. Zamani. 2010. Effect of wind speed and particle size distribution on sediment transport mechanisms due to wind erosion. Watershed Engineering and Management, 4: 141-152.
  7. Malik, M. and J. Lctcy.1991. Adsorption of polyacrylamide and polysaccharide polymers on soil materials. Soil Science Society of America Journal, 55: 380-383.
  8. Movahedan, M., N. Abbasi and M. Keramati. 2011. Experimental investigation of polyvinyl acetate polymer application for wind erosion control of soils. Journal of Water and Soil, 25(3): 606-616 (in Persian).
  9. Department of Environment. 2010. Dust management national project. National Secretariat of Dust, Department of Environment (in Persian).
  10. Olsen, S. and L. Sommers. 1982. Phosphorus. In: Page A.L., et al (Eds.), Methods of Soil Analysis, Part 2, 2nd edition, AgronMonogr 9, ASA and ASSA, Madison, WI, pages 403–430.
  11. Samaei, H.R., A. Golchin and M.R. Mosaddeghi. 2006. Pollution control of wind erosion by water soluble polymers. Soil, Environment and Sustainable Development Conference, 8-9 November, Karaj, Iran.
  12. Shahnavaz, M., M. Nuorzadeh, A. Gholami and E. Panahpoor. 2016. The effects of mulch on soil physical and chemical properties to improve soil conditions and reduce soil loss by wind erosion in sensitive areas. PhD Thesis, 186 pages (in Persian).
  13. Siddiqi, R.A. and J.C. Moore. 1981. Polymer stabilization of sandy soils for erosion control. Transportation Research Record 827: 30-34.0.
  14. Thomas, G.W. 1982. Exchangeable cations. In: Page A.L., et al (Eds.), Methods of Soil Analysis. AgronMonogr 9, ASA and ASSA, Madison, WI, pages 154-157.
  15. Walkley, A. and I.A. Black. 1934. An examination of degtjareff method for determining soil organic matter and a proposed modification of the chromic acid titration method. Soil Science, 37: 29-37.
  16. Xiaobin, W., Oenema, W.B. Hoogmoed, U.D. Perdok and C. Dianxiong. 2006. Dust storm erosion and its impact on soil carbon and nitrogen losses in northern China. Catena, 66: 221–227.
  17. Yan, Y., Xin, X. Xu, X. Wang, G. Yang, R. Yan and B. Chen. 2013. Quantitative effects of wind erosion on the soil texture and soil nutrient under different vegetation coverage in a semiarid steppe of northern china. Plant and Soil Journal, 369(1/2): 585-598.
  18. Yosino, M. 2002. Climatology of yellow sand (Asian sand, Asian dust or Kosa) in East Asia. Science in China Series Dearth Science, 45: 59-70.
  19. Zheng, F. 2005. Effects of accelerated soil erosion on soil nutrient loss after deforestation on the Loess Plateau. Soil Science Society of China, 15(6): 707-715.
مهندسی و مدیریت آبخیز
دوره 12، شماره 1
فروردین 1399
صفحه 215-227
فایل ها
هم رسانی
ارجاع به این مقاله
آمار