نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• یحیی پرویزی ¹
• زهرا گرامی ²
• محمود عرب‌خدری ³

¹ استاد، گروه حفاظت آب و خاک، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

² پژوهشگر، گروه حفاظت آب و خاک، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

³ استاد، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

چکیده

مقدمه
زوال ساختمان خاک و کاهش نفوذ آب به خاک از نشانه‌های تخریب خاک است که منجر به کاهش پایداری و کیفیت تولید و مشکلات زیست محیطی می‌شود. از روش‌های حفاظت خاک، به طور گسترده برای مهار فرایندهای تخریب خاک و بهبود ساختمان و نفوذپذیری خاک استفاده می‌شود که میزان اثربخشی این روش‌ها در بهبود این شاخص‌ها و کنترل تخریب خاک نیازمند مطالعه و ارزیابی بیشتر است. این پژوهش با هدف بررسی پایداری ساختمان خاک و نفوذپذیری خاک متاثر از عملیات مختلف مدیریت و حفاظت خاک و مقایسه آنها در حوزه آبخیز رزین استان کرمانشاه انجام شده است.
 
مواد و روش‌ها
برای این منظور، هشت نوع عملیات احیایی و حفاظتی رایج اعمال شده در منطقه مورد مطالعه شامل قرق و مدیریت چرای دام، تبدیل دیمزار‌‌‌‌های کم بازده به مرتع، کپه‌کاری و بذرکاری اراضی مرتعی، نهال‌کاری و تغییر کاربری اراضی منابع طبیعی به باغات دیم، اصلاح کاربری اراضی دیم‌زار کم‌بازده به مرتع یا کشت علوفه، نهال‌کاری در جنگل و احداث خطوط تنسیق به منظور ممانعت از خاکورزی در اراضی مرتعی و جنگلی انتخاب و ارزیابی شد. برای ارزیابی با استفاده از الگوی نمونه‌برداری سیستماتیک تصادفی نقاطی در محدوده هر یک از عملیات مورد ارزیابی و شاهد مربوطه برای مطالعه و نمونه‌برداری انتخاب و استفاده شد و پس از حفر پروفیل و نمونه‌برداری از خاک، در آزمایشگاه شاخص‌‌‌‌های پایداری خاکدانه‌ها شامل شاخص‌‌‌های میانگین وزنی قطر (MWD)، میانگین هندسی قطر (GMD) و شاخص نسبت خاکدانه‌های پایدار بزرگتر از 0.25 میلی‌متر (WSA>0.25)، اندازه‌گیری و محاسبه شد. سرعت نفوذ نهایی نیز در عرصه عملیات و شاهد مربوطه با کمک دستگاه نفوذسنج صفحه‌ای، اندازه‌گیری شد. در نهایت، مقایسه آماری مقادیر میانگین شاخص‌های  MWD، GMD ، WSA>0.25 و سرعت نفوذ نهایی در عملیات حفاظت خاک و مناطق شاهد آنها به کمک آزمون T برای نمونه‌های مستقل و نیز مقایسه آماری میانگین شاخص‌های یاد شده در عملیات مختلف با آزمون دانکن به کمک نرم‌افزار SPSS انجام شد.
 
نتایج و بحث
نتایج ارزیابی نشان داد که کمترین میزان شاخص MWD مربوط به تسطیح اراضی و نهال‌کاری به ترتیب به مقدار 0.15 و 0.35 میلی‌متر و بیشترین آن به میزان 1.9، 1.8 و 1.6 میلی‌متر به ترتیب مربوط به عملیات بادام‌کاری 20 و 10 ساله و منطقه جنگلی است. همچنین در عملیات علوفه‌کاری و احداث باغ و بادامکاری 10 ساله، بیشترین مقدار شاخص WSA>0.25 بوده است که نشان از تشکیل خاکدانه‌های درشت و پایدار در اثر عملیات حفاظتی است. در بین هشت عملیات‌‌ مورد بررسی، عملیات بادامکاری 20 ساله بیشترین درصد تغییرات را با شاخص‌‌های MWD و  WSA>0.25 در جهت افزایش و بهبود این شاخص‌‌ها داشته است. همچنین نتایج شاخص سرعت نفوذ نهایی نشان داد که در اثر انجام عملیات حفاظت خاک اصلاح کاربری دیمزار کم‌بازده به نهال‌کاری و تغییر کاربری مرتع به بادامکاری با سابقه10 ساله بیشترین افزایش در مقدار سرعت نفوذ نهایی، به ترتیب به میزان 21.8 و 16 درصد نسبت به شاهد، را نشان داده است.
 
نتیجه‌گیری
در مجموع می‌توان بیان کرد که تأثیر عملیات حفاظت خاک منجر به افزایش سهم نسبی خاکدانه‌های درشت‌تر شده است. اما شاخص نفوذپذیری خاک نتایج متناقضی را نشان داد چراکه علاوه بر اثر عملیات‌های حفاظت خاک مورد ارزیابی، مولفه‌های دیگری نیز در شاخص نفوذ آب به خاک موثر بوده است که مستلزم انجام مطالعات تکمیلی است و در نتیجه بررسی نقش مدیریت، به ویژه مدیریت کاربری در کنترل یا تشدید روند تخریب خاک، ضرورتی جهت بهره‌برداری پایدار از منابع خاک است.

کلیدواژه‌ها

• بادامکاری
• تخریب خاک
• تسطیح اراضی
• خاکدانه
• سرعت نفوذ نهایی

عنوان مقاله [English]

Indicators of soil structure stability and soil permeability affected by soil management and protection operations in Rezin watershed of Kermanshah Province

نویسندگان [English]

• Yayah Parvizi ¹
• Zahra Gerami ²
• Mahmood Arabkhedri ³

¹ Professor, Water and Soil Conservation Engineering Department, Soil Conservation and Watershed Management Research Institute (SCWMRI), Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran

² Researcher, Water and Soil Conservation Engineering Department, Soil Conservation and Watershed Management Research Institute (SCWMRI), Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran

³ Professor, Soil Conservation and Watershed Management Research Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization, Tehran, Iran

چکیده [English]

Introduction
The degradation of soil structure and reduced water infiltration into the soil are indicators of soil degradation, which lead to decreased stability and production quality, as well as environmental problems. Soil conservation methods are widely used to curb soil degradation processes and improve soil structure and permeability. The effectiveness of these methods in enhancing these indicators and controlling soil degradation requires further study and evaluation. This research aims to investigate the stability of soil structure and soil infiltration rate affected by various soil management and conservation operations, and to compare them in the Razin Watershed area of Kermanshah Province.
 
Materials and methods
For this purpose, eight common reclamation and conservation operations in the study area were selected and evaluated. These operations include pit-seeding and seeding, rangeland audit plan - conversion of dryfarming to rangeland, rangeland audit plan - conversion of dryfarming to forage cultivation, almond tree planting alongside digging holes, land leveling, seedling planting, conversion of dryfarming to rangeland, forage cultivation and orchard, and forest area. For evaluation, random systematic sampling points were selected within the area of each operation and their corresponding control area for study and sampling. After digging profiles and sampling the soil, the laboratory measured and calculated soil aggregate stability indices, including Mean Weight Diameter (MWD), Geometric Mean Diameter (GMD), and the proportion of stable aggregates larger than 0.25 mm (WSA>0.25). The final infiltration rate was also measured in the operation areas and their controls using a disc infiltrometer. Finally, a statistical comparison of the mean values of MWD, GMD, WSA>0.25, and final infiltration rate in soil conservation operations and their control areas was performed using the T-test for independent samples and the Duncan test for comparing the means of these indices in various operations using SPSS software.
 
Results and discussion
The evaluation results showed that the lowest MWD index was related to land leveling and sapling planting at 0.15 and 0.35 mm, respectively, while the highest values at 1.9, 1.8, and 1.6 mm were related to 20-year-old almond planting, 10-year-old almond planting, and forest areas, respectively. Additionally, the highest WSA>0.25 index values were found in fodder cultivation, orchard establishment, and 10-year-old almond planting operations, indicating the formation of large and stable aggregates due to conservation operations. Among the eight operations studied, the 20-year-old almond planting operation showed the greatest improvements in MWD and WSA>0.25 indices. The results for the final infiltration rate indicated that soil conservation operations, particularly converting low-yield rain-fed lands to sapling planting and changing rangeland use to 10-year-old almond planting, led to the highest increases in final infiltration rate, at 21.8% and 16%, respectively, compared to the control.
 
Conclusion
Overall, soil conservation operations increased the relative share of larger soil aggregates. However, the soil infiltration rate index showed conflicting results, as factors other than the evaluated conservation operations also influenced water infiltration into the soil, necessitating further studies. Consequently, examining the role of management, especially land use management, is essential for sustainable soil resource utilization.
 

کلیدواژه‌ها [English]

• Almond tree planting
• Final infiltration rate
• Land leveling
• Soil aggregates
• Soil degradation