نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشیار بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی کرمانشاه، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرمانشاه، ایران
2 دانشیار پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران
3 استادیار بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی کرمانشاه، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرمانشاه، ایران
چکیده
دیم‌زارهای شیبدار و کمبازده، کانونهای اصلی و بحرانی فرسایش و تخریب کیفیت خاک در دامنهها و دشتسرهای زاگرس میانی هستند. مدیریت نادرست بهرهبرداری در آنها منجر به تبعاتی نظیر کاهش پایداری و کیفیت تولید و معضلات زیستمحیطی شده است. بهعلاوه، تنش رطوبتی پایان فصل رشد در این اراضی محدودیت اصلی برای ارتقاء بهرهوری آنها است. استفاده از آبهای زیرقشری برای بهرهبرداری بهینه از این اراضی یکی از گزینههایی است که به‌دلیل شرایط توپوگرافی و زمینشناسی، میتواند در حل این دو معضل کلیدی این اراضی کمک کند. این پژوهش با هدف بررسی تاثیر استفاده از جریانات آب زیرقشری برای استفاده بهصورت آبیاری تکمیلی و کشت مو و بادام و یونجه در این دیم‌زارها در بهبود نفوذپذیری خاک و کنترل فرسایش و بهبود کیفیت خاک در حوزه آبخیز رزین استان کرمانشاه طرحریزی و اجراء شد. برای اینمنظور، پس از انتخاب محدوده مورد ارزیابی و شاهد، ضمن حفر پروفیل و نمونهبرداری، برخی ویژگیهای فیزیکوشیمیایی کیفیت خاک نظیر بافت، وزن مخصوص ظاهری، درصد اشباع، آهک، اسیدیته، شوری، غلظت عناصر غذایی و ذخیره کربن آلی در آزمایشگاه و بر روی نمونههای جمعآوریشده تعیین شد. همچنین، در محدوده طرح انتخابشده و شاهد وضعیت تخریب و فرسایش خاک و نفوذپذیری خاک با دیسک پرمامتر با مطالعه میدانی، اندازهگیری شد. نتایج ارزیابی نشان داد که شکل پنهان تخریب خاک که تحت عنوان آرمور شناخته میشود، شسته شدن ذرات ریز از ماتریکس خاک و باقیماندن ذرات شن و سنگریزه، مهمترین شکل تخریب را تشکیل میدهد. در درجه دوم فرسایش سطحی و بهویژه فرسایش شیاری عامل اصلی هدررفت خاک است. در بلندمدت اصلاح کاربری یادشده، یعنی تغییر الگوی کشت و خاکورزی دیم به کشت مو و یونجه با آبیاری تکمیلی با استفاده از سامانه سد زیرزمینی و استحصال آب زیرقشری قادر به حذف این اشکال از تخریب و هدررفت خاک از منطقه است. همچنین، این عملیات، شاخص نفوذپذیری خاک را 3/1 برابر کرده، فرسایش خاک را به میزان 56 /5 تن در هکتار کاهش داده است، همچنین شاخص کیفیت خاک حدود 35 درصد ارتقاء یافته است.
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
The effects of subsurface water harvesting system application and its impact on soil quality and soil erosion control in low yield rainfed lands
نویسندگان [English]
- Yahya Parvizi 1
- Mahmood Arabkhedri 2
- Mosayeb Heshmati 1
- Mohammad Gheitury 3
1 Associate Professor, Soil Conservation and Watershed Management Department, Kermanshah Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization(AREEO), Kermanshah, Iran
2 Associate Professor, Soil Conservation and Watershed Management Research Institute (SCWMRI), Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Iran
3 Assistant Professor, Soil Conservation and Watershed Management Department, Kermanshah Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Iran
چکیده [English]
Soil degradation and erosion caused by human factors is the main threat to the functions of soil resources. The consequences of this phenomenon are reducing the sustainability and quality of production as well as environmental problems. Also, moisture stress, especially in rainfed lands, is a major limitation to improve productivity in these lands. The use of subsurface water harvesting is one of the options that is prevalent in Zagros provinces, due to topographic and geological conditions. This research was designed to evaluate the effectiveness of the operation of the traditional system of land use change of dryland to grape, almond and alfalfa cultivation with supplementary irrigation using subsurface water harvesting system in improving soil permeability and inhibition of soil degradation and erosion in the Razin Watershed of Kermanshah Province. To do this, after selecting the study area, some of the diagnostic features of selected area including the soil permeability with the disk permeameter and the soil degradation and erosion condition with GLADIS method were measured by field measurements in the study area as well as the control area. In the laboratory, soil texture, bulk density, saturation percentage, lime, acidity, salinity, nutrient concentration and organic carbon storage were measured the soil samples collected in the operation and control area. The results showed that the hidden form of erosion, the gradual washing of fine particles and the coarse grains of gravel and pebbles remaining known as Armor, is the most important form of erosion in the region. In the long term, the construction of this system was able to remove this form of erosion and loss of soil from the region. Also, exploitation of the underground dam system and extraction of subsurface water harvesting within its scope, in addition to enhancing all soil quality indicators (including its organic carbon accumulation), resulted in a 23% increase in soil permeability capacity and soil erosion has inhibited 5.56 tons per hectare.
کلیدواژه‌ها [English]
- Moisture stress
- Rainfed land
- Soil productivity
- Surface erosion
- Underground dam
- Abdi,, H. Madah and G. Arefi Zahedi. 2008. Estimation of carbon sequestration in Astragalus rangelands of Markazi Province, a case study: Malmir rangeland in Shazand region. Iranian Journal of Range and Desert Research, 15(2): 269-282 (in Persian).
- Arabkhedri, M., S. Shadfar and R. Sokoti. Improving the estimates of water erosion and determining of soil loss tolerance in Iran. Research Final Report of Soil Conservation and Watershed Management Research Institute, 253 pages (in Persian).
- 2006. Carbon sequestration in dryland soils. Corporate Document Repository. Available online at: http://www.fao.org /docrep/ 007/y5738e/y5738e05.html.
- Ferenc, K., S. József and R. János. Assessment of the special soil degradation (bench erosion) with GIS methods from the Great Hungarian Plain. 9th AGILE Conference on Geographic Information Science, Visegrád, Hungary, 29-34.
- Heshmati, M., M. Gheitouri, M. Sheikhvaisi, M. Arabkhedri and M. Hoseini. 2017. Combating the forest mortality crises in Zagros regions, Iran through adaptive approaches solutions. Geography and Environmental Hazards, 23(3): 125-141 (in Persian).
- Kooch, Y. and N. Moghimian. 2015. The effect of deforestation and land use change on ecophysiology indices of soil carbon and nitrogen. Iranian Journal of Forest, 7(2): 243-256 (in Persian).
- Lal, R. 2001. Soil degradation by erosion. Land Degradation and Development, 12: 519-539.
- Lal, R. 2008. The role of soil organic matter in the global carbon cycle. Soil and Environment Pollution, 116: 353–36.
- Li, L., S. Du, L. Wu and G. Liu. 2009. An overview of soil loss tolerance. Catena, 78 (2009): 93–99.
- McDonagh, J., S. Bunning, D. McGarry, H. Liniger and J. Rioux. 2010. Field manual for local level land degradation assessment in drylands, Part 2: local assessment: tools and methods for fieldwork. LADA-L. FAO, Rome.
- Nachtergaele, F., R. Biancalani, S. Bunning, J. McDonagh, J. Rioux and A. Woodfine. 2011. Manual for local level assessment of land degradation and sustainable land management, part 2: field methodology and tools. LADA. FAO/UNEP.
- Parvizi, Y., M. Gorji, M.H. Mahdian and M. Omid. 2010. Mapping of spatial variability of soil organic carbon and predicting the influences of physical and management factors by use of multivariate analysis and artificial neural networks. PhD Thesis, Tehran University, 205 pages (in Persian).
- Yao, R.J., J.S. Yang, P. Gao, J.B. Zhang, W.H. Jin and S.P. Yu. 2014. Soil-quality-index model for assessing the impact of groundwater on soil in an intensively farmed coastal area of E China. Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 177: 330–342.
)