تغییرات مکانی برخی ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک سطحی در شکل‌های اراضی مختلف دشت تبریز

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده کشاورزی دانشگاه بیرجند

2 دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز

3 دانشکده کشاورزی دانشگاه شاهد

4 بخش تحقیقات خاک و آب اصفهان

5 موسسه تحقیقات برنج کشور رشت

چکیده

        بررسی تغییرات مکانی و توزیع فراوانی ویژ­گی­های فیزیکی و شیمیایی خاک سطحی در داخل و بین شکل­های اراضیمختلف دشت تبریز در مقیاس ناحیه­ای مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت. سیزده ویژ­گی برای 98 نقطه خاک سطحی اندازه­گیری گردید. نمونه­برداری به صورت شبکه­ای منظم و به فاصله 1000 متر با توجه به میزان تغییرات خاک انجام شد. شکل­های اراضی در ناحیه مورد مطالعه تپه، دشت دامنه­ای، دشت آبرفتی رودخانه­ای، دشت و اراضی پست بود. مقدار رس، سیلت، درصد آهک، جرم مخصوص ظاهری، واکنش خاک و ظرفیت تبادل کاتیونی دارای توزیع نرمال بوده و میانگین وزنی قطر خاکدانه، هدایت الکتریکی، نیتروژن کل، شن، کربن آلی، فسفر قابل جذب و  نسبت جذب سدیم دارای توزیع نرمال لگاریتمی بودند. تفکیک نمونه­ها در واحدهای شکل­ اراضی باعث بهبود توزیع نرمال داده­ها گردید به­طوریکه در شکل­ اراضی تپه، دشت آبرفتی رودخانه­ای و اراضی پست تمام  ویژ­گی­ها نرمال بودند. در بین
ویژ­گی­­های اندازه­گیری شده آهک وابستگی مکانی نداشت. میانگین وزنی قطر خاکدانه، جرم مخصوص ظاهری، ازت کل، کربن آلی، فسفر قابل جذب، سیلت و شن وابستگی مکانی متوسط داشتند. ظرفیت تبادل کاتیونی، pH خاک، نسبت جذب سدیم، هدایت الکتریکی و رس از وابستگی مکانی قوی برخوردار بودند. نتایج نشان می­دهد که وابستگی مکانی ویژ­گی­های خاک بیشتر تحت تأثیر ویژ­گی­های ذاتی مثل مواد مادری، پستی و بلندی و نوع خاک می­باشد. هم­چنین تغییرپذیری در ویژ­گی­های خاک نتیجه تغییر در محیط­های رسوب­گذاری و یا اختلاف در مراحل خاکسازی یا هیدرولوژیکی برای موقعیت­های مختلف شکل­های اراضی می­باشد و می­تواند تحت تاثیر آبیاری، کود، بالا آمدن سطح ایستابی و یا مدیریت کشاورزی قرار گیرد. بنابراین، این عوامل ممکن است باعث انحراف داده­ها از حالت نرمال گردیده و سبب چولگی داده­ها در یک واحد نقشه شوند. 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Spatial Variations of Surface Soil Physical and Chemical Properties on Different Landforms of Tabriz Plain

نویسندگان [English]

  • H foroughifar 1
  • AA Jafarzadah 2
  • H Torabi Gelsefidi 3
  • N Aliasgharzadah 2
  • N Toomanian 4
  • N Davatgar 5
چکیده [English]

     The aim of this study was to evaluate the spatial variability and frequency distribution of some physical and chemical properties within and between various landforms ofTabriz plain in the northwest of Iran. For these evaluation 13 properties of 98 surface soil samples according to grid sampling design with 1000 meters interval based on soils variability were selected and analysed. Landforms in the study area included hill, piedmont plain, plain, river alluvial plain and lowland. The study of soil variables frequency distribution showed that Bd, CEC, CCE, pH, clay and silt followed normal distribution, and these variables were used in parametric statistical method. Variables such as MWD, total N, SAR, OC, EC, available P and sand showed log-normal distribution. The variables frequency distribution increased within landforms, in lowland, hill, and river alluvial plain they showed normal distribution. Only EC in piedmont plain and sand, OC and total  N in plain landforms land forms showed log-normal distributions. Results indicated significant differences in soil properties distribution among landforms. Clay, pH, EC, SAR and MWD, CEC, Bd, total N, OC, available P, sand, and silt were strongly and moderately spatial dependent, respectively, while CCE had no spatial dependence and it followed nugget model. These results indicated strong spatial dependence due to the effect of intrinsic factors such as parent material, relief and soil types. Also soil properties variations could result from variation in depositional environments and/or differences in pedogenic or hydrologic processes for different landforms. These environmental factors can be affected by flood water, irrigation, fertilizeir addition, high water table level or agriculture practices. They may affect data deviation from normal distribution and cause skewness (positive or negative) at soil mapping unit.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • landform
  • Physical and chemical properties
  • Spatial Variability
  • Tabriz plain
بی­نام، 1375. گزارش مطالعات خاکشناسی نیمه تفصیلی دقیق دشت تبریز. طرح مطالعاتی سد مخزنی آجی چای برروی رودخانه آجی چای و ایجاد شبکه آبیاری و زهکشی. وزارت نیرو شرکت سهامی آب منطقه ای آذربایجان شرقی.
 جعفرزاده ع ا، دواتگر ن، .حکیمیان م، ١٣٧٧. بررسی پارامترهای توزیع فراوانی جامعه متغیرهای منتخب خاک دریک ردیف از واحدهای مختلف فیزیوگرافی نواحی دریای خزر. مجله دانش کشاورزی دانشگاه تبریز. جلد ٨. صفحه­های 147تا 170.
 قاسمی دهکردی و ر، .شهبازی ک ، محمدی ج، مشایخی ح م، ١٣٨٢. توزیع آماری و پراکنش مکانی برخی خصوصیات حاصلخیزی خاک­های واقع در بخش شمالی دشت خوزستان. صفحه­های ٣١4 تا ٣١6. مجموعه مقالات هشتمین کنگره علوم خاک، رشت.
 محمدزمانی س، ایوبی ش، خرمالی ف، ١٣٨٦. بررسی تغییرات مکانی خصوصیات خاک و عملکرد گندم در بخشی از اراضی زراعی سرخنکلانه استان گلستان. مجله علوم وفنون کشاورزی و منابع طبیعی. سال یازدهم.شماره 40 (الف). صفحه­های 79تا92.
 محمدی ج، 1385. پدومتری- جلد دوم(آمار مکانی).انتشارات پلک. 453 صفحه.
 محمدی ج، و چیت ساز و، ١٣٨١. مقایسه تخمینگرهای ژئواستاتیستیکی و رگرسیون خطی جهت برآورد برخی از خصوصیات خاک سطحی به کمک داده های رقومی TM. مجله علوم خاک وآب. جلد١٦. شماره ٢. صفحه­های95 تا 102.
Anonymus, 1990. SPSS Reference Guide. Parson Education Limited, ChicagoIL.
Asio VB, Cobunos CC, and Chen ZS, 2006 . Morphology, physiochemical characteristics and fertility of soil from Quaternary limestone in Leyte, Philippines. Soil Sci 171: 648-661.
Backett PHT and Webster R, 1971. Soil variability: A review. Soil Fert 34: 1-15.
Black GR and Hartage KH, 1986. Bulk density. Pp. 363-375. In: Compbell GS, Nielsen DA, Jackson RD, Klute A and Mortland MM (Eds). Methods of Soil Analysis. Part1. Soil Sci Soc of Am. Madison, WI.
Brejda JJ, Moorman TB, Smith JL, Karlen DL, Allen DL and Dao TH, 2000. Distribution  and variability of surface soil properties at a regional scale. Soil Sci Soc Am J 64: 974-982.
Bremner JM and Mulvaney CS, 1986. Nitrogen – Total. Pp. 595-622. In: Page AL Miller RH and Keeney DR (Eds). Methods  of  Soil Analysis. Part 2 , Soil Sci Soc of Am. Madison, WI.
Burgess TM and Webster R, 1980. Optimal interpolation and isorithmic mapping of soil properties: I.The variogram and punctual kriging. J Soil Sci 31:315-331.
Cambardella CA, Moorman TB, Novak JM, Parkin TB, Karlen DL, Turco RF and  Konopka AE, 1994. Field-scale variability of soil properties in central Iowa soils. Soil Sci Sco Am J 58: 1501-1511.
Cetin M and Kirda C, 2003. Spatial and temporal changes of soil salinity in a cotton field irrigated with low-quality water. J Hydrol 272:238-249.
Chen FS, Zeng DH, and Xing-Yuan HE, 2006. Small-scale spatial variability of soil nutrients  and vegetation properties in semi-arid northern China. Pedosphere 16: 778- 787.
Dahiya IS, Richter J, and Malik RS, 1984. Soil spatial variability:A review. Int J Trop Agric
11:1-102.     
Kemper WD and Rosenau RS, 1986. Aggregate stability and size distribution. Pp.425-442.
In: Methods of Soil Analysis. Part I. 2nd ed, Soil Sci Soc of Am. Madison, WI.
Gee GW and Bauder JW, 1986. Particle-size analysis. Pp. 383-411. In: Compbell GS, Nielsen DA, Jackson RD, Klute A and Mortland MM (Eds). Methods of Soil Analysis. Part1. Soil Sci Soc of Am. Madison, WI.
Miller MP, Singer MJ and Nielson DR, 1988. Spatial variability of wheat yield and soil properties on complex hills. Soil Sci Soc Am J 52: 1133-1141.
Mohammadi J, 1998. Geostatistical mapping of environment soil hazards. Pp:42-43. Fourth  Iranian  International  Statistic  Conference. Shahid  Beheshti  University.Tehran, Iran.
Mohammadi J, 2000. Evaluation and mapping of soil salinity hazard in Ramhormoz area(Khuzestan) using disjunctive kriging. Journal of Agricultural Research 25: 45-57.
Momtaz HR, Jafarzadah AA, Torabi H, Oustan Sh, Samadi A, Davatgar N, and Gilkes RJ, 2009. An assessment of the variation in soil properties within and between landforms in Amol region, Iran. Geoderma 149:10-18.
Nelson RE, 1986. Carbonate and gypsum. Pp.181-197. In: Page AL, Miller RH and Keeney DR   (Eds). Methods  of  Soil Analysis. Part 2 , Soil Sci Soc of Am. Madison, WI.
Nelson BW and Sommers LE, 1986. Total carbon, organic carbon and organic matter. Pp. 539 - 577. In: Page AL, Miller RH and Keeney DR (Eds). Methods  of  Soil Analysis. Part 2 , Soil Sci Soc of Am. Madison, WI.
Olsen SR, and Sommers LE, 1986. Phospharous. Pp. 403-427. In: Page AL, Miller RH and Keeney DR (Eds). Methods  of  Soil Analysis. Part 2 , Soil Sci Soc of Am. Madison, WI.
Quine TA, and Zhang Y, 2002. An investigation of  spatial variation  in soil erosion, soil properties  and  crop production  within  an  agricultural field in Devon, UKJ. Soil and Water Cons 57: 50-60.
Ovalles FA and Collins ME, 1986. Soil - Landscape relationships and soil variability in north central Florida. Soil Sci Soc Am J 50: 401-408.
Rhoades JD, 1986. Soluble salts. Pp.167-179. In: Compbell GS, Nielsen DA, Jackson RD, Klute A and Mortland MM (Eds). Methods of Soil Analysis. Part1. Soil Sci Soc of Am. Madison, WI.
Rhoades ID, 1986. Cation exchange capacity. Pp. 149-157. In: Page AL, Miller RH and Keeney DR (Eds). Methods  of  Soil Analysis. Part 2 , Soil Sci Soc of Am. Madison, WI.
Sun Bo, Shengiu  Zhou, Qiguo Zhao, 2003. Evaluation of spatial and temporal changes of soil  quality  based on  geostatistical  analysis  in  the region of subtropical China. Geoderma 115: 85-99.
Utset A, Lopez T and Diaz M, 2000. A comparison of soil maps, Kriging and a combined method for spatially prediction of bulk density and field capacity of Ferralsols in the Havana-Matanza Plain. Geoderma 96: 199-213
Vang Y, Zhang X and Huang C, 2009. Spatial variability of soil total nitrogen and soil total phosphorus under different land uses in a small watershed on the loess Plateau, China. Geoderma 150: 141-149.
Vieira SR and Paz Gonzalez A, 2003. Analysis of the spatial variability of crop yield and soil properties in small agricultural plots. Bragantia. 62:127-138
Wang YQ, Zhang XC, Zhang JL and Shun-Ji LI, 2009. Spatial variability of soil organic carbon in a watershed on the loess Plateau. Pedosphere 19: 486-495.
Yemefack M, Rossiter DG  and yomgang RN, 2005. Multi-scale characterization of soil variability  within  an  agricultural  landscape  mosaic  system in southern Cameroon. Geoderma 125:117-143.
Yost RS and Fox RL, 1981. Partitioning variation in soil chemical properties of some Andepts using soil taxonomy. Soil Sci Soc Am J 45: 373-377.
Young FJ, Hammer RD and Williams F, 1998. Evaluating central tendency and variance of soil properties within map units. Soil Sci Soc Am J 62: 1640-1646.
Young FJ, Hammer RD and Larsen D, 1999. Freqency distribution of soil properties on a loess- manted Missouri watershed. Soil Sci Soc Am J 63: 178-185.
 Zar  JH, 1974. Biostatistical  Analysis. Prentice-Hall, EnglewoodCliffe, NJ.
Zhou J, Ying W,  Kang Q and Zhang J, 2007.Spatial variations of carbon, nitrogen, phosphorous and sulfur in the salt marsh sediments of the Yangtze Estuary in China. Esturarine Coastal and  Shelf  Sci 71:47-59.