بازتعریف مفهوم شاخص آب قابل استفاده خاک در ارزیابی کیفیت فیزیکی خاک اراضی شالیزاری

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 بخش تحقیقات خاک و آب، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان خوزستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، اهواز، ایران

2 موسسه تحقیقات خاک و آب، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

چکیده

سابقه و هدف: کیفیت فیزیکی خاک، نقشی اساسی در مطالعات کیفیت خاک‌ دارد و بررسی آن برای تولید پایدار اقتصادی، حفظ محیط ‌زیست و جلوگیری از تخریب خاک، ضروری به نظر می‌رسد. در تعیین شاخص‌های کیفیت فیزیکی خاک و محدوده‌ی بهینه آن‌ها می‌بایست شرایط خاص کاربری اراضی و نوع گیاه کشت شده نیز در نظر گرفته شود. در اراضی شالیزاری برخلاف دیگر کاربری‌ها، با اضافه کردن آب به خاک و گلخراب کردن بسیاری از ویژگی‌ها و رفتارهای فیزیکی، شیمیایی و بیولوژی خاک تغییر می‌کند، از این رو انتظار بر این است که محدودیت‌های آن نیز با دیگر خاک‌ها متفاوت باشد. لذا این پژوهش با هدف بازنگری تعریف شاخص آب قابل استفاده خاک در ارزیابی کیفیت فیزیکی خاک براساس شرایط خاص گیاه برنج و عملیات آماده‌سازی اراضی شالیزاری انجام شد.
مواد و روش‌ها: 40 نمونه خاک سطحی از اراضی شالیزاری استان گیلان انتخاب و ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک اندازه‌گیری شد. علاوه بر شاخص‌ S دکستر، شاخص آب قابل استفاده گیاه (PAW) به سه روش مختلف ۱) بافرض رطوبت ظرفیت مزرعه‌ای در مکش 100 سانتی‌متر به‌عنوان حد بالای قابلیت دسترسی آب خاک (PAW100) ۲) با فرض رطوبت ظرفیت مزرعه‌ای در مکش 330 سانتی‌متر (PAW330) و ۳) بازتعریف شاخص PAW با استفاده از رطوبت اشباع و رطوبت در مکش 2000 سانتی‌متر به‌ترتیب به‌عنوان حد بالا و پایین آب قابل استفاده گیاه برنج (PAWrice) محاسبه شد.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که با فرض رطوبت ظرفیت مزرعه‌ای در مکش 100 و 330 سانتی‌متر به‌ترتیب 65 و 55 درصد نمونه‌‌های خاک دارای کیفیت فیزیکی مناسبی بودند. در حالی‌که بازنگری شاخص PAW در اراضی شالیزاری ( محاسبه شاخص با استفاده از روش سوم، PAWrice) مؤید کیفیت فیزیکی خوب تا عالی در ۵/۵۷ درصد از نمونه‌های مورد مطالعه بود. در نمونه‌های مورد مطالعه، استفاده از PAW100 مقدار آب قابل استفاده خاک را در تمامی کلاس‌های بافت خاک بیش از مقدار واقعی برآورد نمود. درحالی‌که استفاده از مفهوم PAW330 موجب بیش‌برآورد آب قابل استفاده خاک در کلاس‌های بافت خاک متوسط (شامل بافت‌های لوم سیلتی و لوم رسی سیلتی) گردید. اما، با سنگین‌تر شدن بافت خاک، مقدار آب قابل استفاده خاک را کمتر از مقدار واقعی برآورد نمود. تغییرات میانگین شاخص S دکستر و PAWrice در کلاس‌های بافت خاک مورد مطالعه با روند مشابه و به‌صورت بافت خاک لوم سیلتی  بافت رس سیلتی  بافت لوم رسی سیلتی  بافت لوم رسی  بافت رسی مشاهده شد. بایستی به این نکته نیز توجه نمود علی‌رغم بازنگری در تعریف شاخص‌ آب قابل استفاده خاک در اراضی شالیزاری مقدار شاخص S دکستر در محدوده مطلوب شاخص مذکور در خاک‌های مورد مطالعه بیش از 035/0 به دست آمد.
نتیجه‌گیری: تفاوت در محدوده قابلیت دسترسی آب خاک در اراضی شالیزاری و اثر آن بر عملکرد گیاه برنج مؤید لزوم بازنگری در تعریف شاخص آب قابل استفاده خاک در اراضی شالیزاری بود. علاوه بر این، علی‌رغم بازنگری شاخص آب قابل استفاده خاک در اراضی شالیزاری، نتایج نشان داد که احتمالا حد آستانه 035/0 برای شاخص S دکستر برای ارزیابی کیفیت فیزیکی خوب خاک از لحاظ قابلیت دسترسی آب خاک برای گیاه در اراضی شالیزاری مناسب است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Redefining the Soil available Water Indicator to assess the soil Physical Quality in the rice paddies

نویسندگان [English]

  • Fatemeh Meskini-Vishkaee 1
  • Naser Davatgar 2
1 Soil and Water Research Department, Khuzestan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Ahvaz, Iran
2 Soil and Water Research Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran
چکیده [English]

Background and Objectives: Soil physical quality plays a major role in soil quality studies and it is considered necessary for sustainable economic production, conservation of the environment and prevention of soil degradation. To determine the soil physical quality indicators and their optimal range, the specific conditions of land use and type of cultivated plant should also be considered. Unlike other land uses in rice paddies, many soil physical, chemical and biological behavior and properties are altered by adding water to the soil and puddling. Hence, it is expected that its limitations will vary with other soils. Therefore, this study was conducted with the aim of reviewing the definition of soil available water index in assessing soil physical quality based on specific conditions of rice plant and land preparation operations.
Materials and Methods: 40 soil samples were selected from rice paddies of Guilan province, and soil physical and chemical properties were measured. In addition to Dexter's S index, the soil available water index for plant (PAW) was calculated in three different ways including 1) by assumption of filed capacity at soil suction of 100 cm as upper limit of soil water availability (PAW100), 2) by assumption of filed capacity at soil suction of 330 cm (PAW330), and 3) Redefining of PAW using soil saturation moisture and soil moisture at a suction of 2000 cm as the upper and lower limits of soil available water indicator for rice, respectively (PAWrice).
Results: The results showed that assuming the moisture content of the field capacity at the soil suctions of 100 and 330 cm, 65 and 55 percent of the soil samples had a good physical quality, respectively. While redefining of the PAW indicator of rice paddies (PAWrice) confirmed a good to great soil physical quality in 57.5% of the studied samples. In the studied samples, the use of PAW100 overestimated the amount of soil available water in all soil texture classes. While the use of the PAW330 concept has led to an overestimation of the soil available water value in medium soil textural classes (i.e. silty loam and silty clay loam). However, as the soil texture becomes clayey, the estimated soil available water using PAW330 was less than actual value. The variation of the average values of Dexter S and PAWrice indicators in different soil texture classes was observed by the same trend and as silty loam > silty clay > silty clay loam > clay loam > clay. It should be noted that despite the redefining of the soil available water indicator in rice paddies, the value of Dexter's S index in its optimal range for studied soils was more than 0.035.
Conclusion: Difference in the range of soil water availability in rice paddy fields and its effect on rice yields confirmed the need to redefine soil available water indicator paddy fields. In addition, despite the redefining the soil available water indicator, the results indicated that the Threshold value of 0.035 for S index is probably suitable to evaluate soil good physical quality based on the soil water availability for plant in rice paddies.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Rice
  • Field capacity
  • Dexter's S index