اثر سطوح مختلف رده‏ ‏بندی و پستی و بلندی بر وضعیت پتاسیم خاک‏ های سپیدان استان فارس

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری تخصصی مدیریت‏ منابع خاک، گروه علوم خاک، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران.

2 استاد، گروه علوم خاک، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران.

3 دانشیار، علوم خاک، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران.

چکیده

چکیده
سابقه و هدف:
مشخصات خاک‏های هر منطقه متاثر از عامل پستی و بلندی است. این عامل اثرات مستقیم و غیر مستقیمی بر ویژگی‏های فیزیکی و شیمیایی خاک و حتی غلظت عناصر غذایی دارد. پتاسیم از جمله عناصر مهم در تغذیه گیاهان است و دومین ماده غذایی عمده جذب شده توسط گیاهان است. پتاسیم در خاک به چهار شکل محلول، تبادلی، غیر تبادلی و ساختمانی وجود دارد. تحقیقات گسترده‏ای بر روی شکل‏های مختلف پتاسیم در ارتباط با کانی‏شناسی، اقلیم، ویژگی‏های خاک، رده‏بندی خاک و به طور ویژه پستی و بلندی صورت گرفته است اما بررسی اثر جداگانه واحدهای مختلف فیزیوگرافی و سطوح مختلف رده‏بندی فراموش شده است. بنابراین هدف از این پژوهش بررسی اثر سطوح مختلف رده‏بندی و پستی و بلندی (واحدهای فیزیوگرافی) بر وضعیت پتاسیم خاک‏های سپیدان استان فارس بود.
مواد و روش‏ها:
به منظور تعیین اثر سطوح مختلف رده‏بندی و پستی و بلندی بر وضعیت پتاسیم خاک‏های سپیدان استان فارس، یک ردیف پستی و بلندی در منطقه سپیدان استان فارس اعمال گردید. پس از حفر و تشریح نیم‏رخ‏ انتخابی در هر واحد فیزیوگرافی شناسایی شده و انجام نمونه‏برداری، ویژگی‏های فیزیکی و شیمیایی خاک به روش‏های معمول اندازه‏گیری شدند. شکل‏های مختلف پتاسیم به روش اجمالی برآورد گردید و با استفاده از نرم‏افزار آماری SPSS16 و آزمون آماری LSD معنی‏داری تفاوت شکل‏های مختلف پتاسیم در سطوح مختلف رده‏بندی و واحدهای مختلف فیزیوگرافی سنجیده شد.
یافته‏ها:
بررسی خاک‏رخ‏های مطالعاتی نشان داد که خاک‏ها در راسته‏های انتی‏سول‏، اینسپتی‏سول و آلفی‏سول با توجه به سیستم طبقه‏بندی تاکسونومی 2014 قرار گرفتند. تعداد سه زیر راسته، چهار گروه بزرگ و زیرگروه شناسایی شدند. در منطقه مطالعاتی پتاسیم محلول، تبادلی، غیرتبادلی، ساختمانی و کل به ترتیب دارای میانگین 96/0، 279، 510، 3792 و4583 میلی‏گرم بر کیلوگرم بودند.میانگین شکل‏های پتاسیم محلول، تبادلی، غیرتبادلی، ساختمانی و پتاسیم کل مرتبط با واحدهای مختلف فیزیوگرافی به ترتیب 73/0، 421، 1360، 1405، 15833 میلی‏گرم بر کیلوگرم در واریزه‏های بادبزنی ثقلی-آبرفتی، 21/1، 236، 565، 2803 و 3603 در دشت دامنه‏ای، 76/0، 352، 436، 2071، 2860 میلی‏گرم بر کیلوگرم در دشت سیلابی، 73/0، 270، 372، 2249، 2893 میلی‏گرم بر کیلوگرم در تراس رودخانه‎ای، 91/0، 321، 656، 2541، 3520 میلی‏گرم بر کیلوگرم در دشت رسوبی و 17/1، 172، 88، 2292، 2554 میلی‏گرم بر کیلوگرم گزارش شد. پتاسیم کل و همچنین شکل‏های مختلف پتاسیم بجز پتاسیم محلول در واحدهای مختلف فیزیوگرافی با یکدیگر تفاوت معنی‏دار (P<0.05) داشتند. در رابطه با اثر سطوح مختلف رده‏بندی، در تمامی سطوح مورد بررسی شکل‏های تبادلی و غیرتبادلی دارای تفاوت معنی‏دار (P<0.05) بودند.
نتیجه‏گیری:
مطالعه حاضر نشان داد که پستی و بلندی در قالب واحدهای مختلف فیزیوگرافی با کنترل میزان رطوبت، تابش خورشید دریافت شده و همچنین سرعت هوادیدگی به ایجاد تفاوت‏هایی در ویژگی‏های فیزیکوشیمیایی و رده‏بندی خاک منجر شود. مجموعه این عوامل سبب مشاهده تفاوت‏های معنی‏دار در میزان شکل‏های مختلف پتاسیم در واحدهای مختلف فیزیوگرافی شد. به دلیل عدم کاربرد اختلافات بسیار فاحش در سطوح مختلف رده‏بندی تا سطح زیرگروه پیشنهاد می‏گردد که به منظور پایش بهتر عنصر پتاسیم برای دستیابی به کشاورزی پایدار حداقل از طبقه‏بندی خاک‏ها در سطح فامیل استفاده نمود تا تفاوت‏ها بهتر درک شود. همچنین لازم به ذکر است که نوع ماده مادری، اقلیم، توپوگرافی و دیگر شرایط محیطی می‏تواند بر میزان دقت مطالعه در مناطق مختلف اثر بگذارند که آنها را نباید در هنگام انتخاب میزان دقت مطالعه فراموش نمود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

The Effect of Different Classification Levels and Topography on Potassium Status of Sepidan Soils, Fars Province

نویسندگان [English]

  • Sayyed Mahmoud Enjavinezhad 1
  • Majid Baghernezhad 2
  • Seyed Ali Abtahi 2
  • Reza Ghasemi-Fasaei 2
  • Mehdi Zarei 3
1 Department of soil science, School of Agriculture, Shiraz University, Shiraz, Iran.
2 Department of soil science, School of Agriculture, Shiraz University, Shiraz, Iran
3 Department of soil science, School of Agriculture, Shiraz University, Shiraz. Iran
چکیده [English]

Background and objectives:
The soil characteristics of each region are affected by the topography factor. This factor has direct and indirect effects on the physicochemical properties of soil and even nutrient concentrations. Potassium is one of the most important elements in plant nutrition and is the second major nutrient absorbed by plants. Potassium exists in the soil in four forms, including soluble, exchangeable, non-exchangeable and structural. Many studies conducted on different potassium forms in relation with mineralogy, soil characteristics and classification, climate, and especially topography, but investigating the effect of different physiographic units and different levels of classification had been neglected. Therefore, this study was aimed to investigate the effect of different levels of classification and topography (physiographic units) on the potassium status of Sepidan soils in Fars province.

Materials and methods:
In order to investigate the effect of topography on the potassium status of Sepidan soils in Fars province, toposequence was applied in Sepidan region of Fars province. After digging and describing the selected profiles in each identified physiographic unit, samples were taken and physical and chemical properties of soils were measured by conventional methods. The different forms of potassium were measured by summary method; and using SPSS16 statistical software and LSD statistical test, the significance of differences in the amount of different forms of potassium were determined at different classification levels and different physiographic units.

Results:
Investigation of studied pedons showed that soils were classified as Entisols, Inceptisols and Alfisols based on 2014 taxonomy classification system. Three suborders, four great groups and subgroups were identified. In the study area, soluble, exchangeable, non-exchangeable, structural and total potassium had a mean of 0.96, 279, 510, 3792 and 4583 mg kg-1, respectively. The mean of soluble, exchangeable, non-exchangeable, structural forms and total potassium related to different physiographic units were reported 0.73, 421, 1360, 1405, 15833 mg kg-1 in the colluvial-alluvial fan, 1.21 , 236, 565, 2803 and 3603 in piedmont plain, 0.76, 352, 436, 2071, 2860 mg kg-1 in flood plain, 0.73, 270, 372, 2249, 2893 mg kg-1 in river terrace, 0.91, 321, 656, 2541, 3520 mg kg-1 in alluvial plain and 1.17, 172, 88, 2292, 2554 mg kg-1, respectively. Total potassium and also different forms of potassium except soluble potassium in different physiographic units were significantly different from each other (P<0.05). In relation to the effect of different classification levels, there were significant differences (P<0.05) between exchange and non-exchange forms in all the studied levels.

Conclusion:
The present study showed that topography in the form of different physiographic units by controlling the amount of humidity, received sunlight and also the speed of weathering lead to differences in physicochemical properties and classification of soil. The set of these factors led to observe significant differences in the amount of different forms of potassium in different physiographic units. Due to the lack of application of very significant differences in different classification levels up to the subgroup level, it is suggested that for having better monitoring of the potassium element to obtain sustainable agriculture, at least the classification of soils at the family level should be performed so that the differences are better be understood. Also, it is worth mentioning that the type of parent material, climate, topography and other environmental conditions can affect the accuracy of the study in different areas, which should not be neglected when choosing the accuracy of the study.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Topography
  • Soil evolution
  • Potassium forms
  • Classification levels

مراجع

1.Jenny, H. (1941). Factors of soil formation. Mc Graw - Hill, New York. 281p.
2.Tsubo, M., Basnayake, J., Fukai, S., Sihathep, V., Siyavong, P., Sipaseuth, & Chanphengsay, M. (2006). Toposequential effects on water balance and productivity in rainfed lowland rice ecosystem in Southern Laos. Field Crops Research,
97 (2-3), 209-220. doi:1016/j.fcr.2005. 10.004.
3.Bispo, F. H. A., Silva, A. C., & Torrado, P. V. (2011). Highlands of the upper Jequitinhonha valley, Brazil: I-characterization and classification. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 35, 1069-1080. doi:10.1590/S0100-06832011000400001.
4.Duda, B. M., Weindorf, D. C., Chakraborty, S., Li, B., Man, T., Paulette, L., & Deb, S. (2017). Soil characterization across catenas via advanced proximal sensors. Geoderma, 298, 78-91. doi:10.1016/j.geoderma. 2017.03.017.
5.Samndi, M. A., & Tijjani, M. A. (2014). Distribution of potassium forms along a hillslope positions of newer basalt on
the Jos Plateau Nigeria. International Journal of Soil Science, 9 (3), 90-100. doi:10.3923/ijss.2014.90.100.
6.Spector, C. (2001). Soil Forming Factors: The Story of Rocks and Soil. NASA's Goddard Space Flight Center.
7.Mahmoodi, S. H., Heydari, A., Masihabadi, M. H., & Stoops, G. (2007). Soil-landscape relationship as indicated by micromorphological data on selected soils from Karaj Basin, Iran. Journal of Agricultural Science and Technology,
9 (2), 153-164. doi:20.1001.1.16807073. 2007.9.2.9.6.
8.Egli, M., Merkli, C., Sartori, G., Mirabella, A., & Plötze, M. (2008). Weathering, mineralogical evolution and soil organic matter along a Holocene soil toposequence developed on carbonate-rich materials. Geomorphology, 97 (3-4), 675-696. doi:10.1016/j.geomorph.2007. 09.011.
9.Gupta, C. K., Wadood, A., Kumar, R., Kumari, P., & Prasad, S. M. (2020). Effect of Topo-sequence on Physical and Chemical Soil Properties of Hazaribagh, Jharkhand. Journal of Agricultural Physics, 20(1), 82-86. ISSN 0973-032X.
10.Russell, E.W. (1961). Soil conditions and plant growth. Longmans, London, UK. 536p.
11.Marschner, P. (2012). In Marschner's Mineral Nutrition of Higher Plants, third Ed. Academic Press, San Diego. 650p.
12.Lalitha, M., & Dhakshinamoorthy, M. (2014). Forms of soil potassium-a review. Agricultural reviews, 35 (1), doi:64-68.10.5958/j.0976-0741.35.1.008.
13.Sahai, V. N. (2011). Fundamentals of Soil. New Delhi: Kalyani Printings.
14.Lakudzala, D. D. (2013). Potassium response in some Malawi soils. International Letters of Chemistry, Physics and Astronomy, 8, 175-181. doi: bwmeta1.element.baztech-article-BPS2-0070-0008.
15.Römheld, V., & Neumann, G. (2006). The rhizosphere: contributions of the soil-root interface to sustainable soil systems. Biological Approaches to Sustainable Soil Systems, 92-107.
16.Al-Zubaidi, A., Bashour, I., Darwish, T., & Safieddin, M. (2011). Content of different forms of potassium in Lebanese soils. International Potash Institute, 28, 22-25.
17.Reza, S. K., Baruah, U., Chattopadhyay, T., & Sarkar, D. (2014). Distribution of forms of potassium in relation to different agroecological regions of North-Eastern India. Archives of Agronomy and Soil Science, 60 (4), 507-518. doi: 10.1080/03650340.2013.800943.
18.Zörb, C., Senbayram, M., & Peiter, E. (2014). Potassium in agriculture–status and perspectives. Journal of Plant Physiology, 171 (9), 656-669. doi: 10.1016/j.jplph.2013.08.008.
19.Öborn, I., Andrist‐Rangel, Y., Askekaard, M., Grant, C. A., Watson, C. A., & Edwards, A. C. (2005). Critical aspects of potassium management in agricultural systems. Soil Use and Management, 21 (1), 102-112. doi: 10.1111/j.1475-2743.2005.tb00114.x.
20.Duda, B. M., Weindorf, D. C., Chakraborty, S., Li, B., Man, T., Paulette, L., & Deb, S. (2017). Soil characterization across catenas via advanced proximal sensors. Geoderma, 298, 78-91. doi:10.1016/j.geoderma. 2017.03.017.21.Winzeler, H. E., Owens, P. R., Joern,
B. C., Camberato, J. J., Lee, B. D., Anderson, D. E., & Smith, D. R. (2008). Potassium fertility and terrain attributes in a Fragiudalf drainage Catena. Soil Science Society of America Journal, 72 (5), 1311-1320. doi:10.2136/sssaj 2007.0382.
22.Simonsson, M., Andersson, S., Andrist-Rangel, Y., Hillier, S., Mattsson, L., & Öborn, I. (2007). Potassium release and fixation as a function of fertilizer application rate and soil parent material. Geoderma, 140 (1-2), 188-198. doi: 10.1016/j.geoderma.2007.04.002.
23.Malakouti, M. J. (1999). Iran confronts the imbalances in fertilizer use. Inentoa otsFnttt Basel Switerlan, 11-25.
24.Brennan, R. F., & Bell, M. J. (2013). Soil potassium-crop response calibration relationships and criteria for field crops grown in Australia. Crop and Pasture Science, 64 (5), 514-522. doi: 10.1071/ CP13006.
25.Andrist-Rangel, Y., Hillier, S., Öborn, I., Lilly, A., Towers, W., Edwards, A. C., & Paterson, E. (2010). Assessing potassium reserves in northern temperate grassland soils: A perspective based on quantitative mineralogical analysis and aqua-regia extractable potassium. Geoderma, 158 (3-4), 303-314. doi:10.1016/j.geoderma.2010.05.010.
26.Tóth, G., Jones, A., & Montanarella, L. (2013). The LUCAS topsoil database and derived information on the regional variability of cropland topsoil properties in the European Union. Environmental Monitoring and Assessment, 185, 7409-7425. doi: 10.1007/s10661-013-3109-3.
27.Shakeri, S., & Abtahi, A. (2020). Potassium fixation capacity of some highly calcareous soils as a function of clay minerals and alternately wetting-drying. Archives of Agronomy and Soil Science, 66 (4), 445-457. doi: 10.1080/ 03650340.2019.1619176.
28.Obi, J. C., Ibia, T. O., & Eshiet, P. B. (2016). Effect of land use on potassium form of coastal plain sands of Nigeria. Chemistry and Ecology, 32 (3), 238-258. doi:10.1080/02757540.2015.1136293.
29.Ghiri, M. N., Abtahi, A., Owliaie, H., Hashemi, S. S., & Koohkan, H. (2011). Factors affecting potassium pools distribution in calcareous soils of southern Iran. Arid Land Research and Management, 25 (4), 313-327. doi: 10.1080/15324982.2011.602177.
30.Schafer, B.M., & Mcgarity, J.W. (1980). Genesis of red and dark brown soils on basaltic parent materials near Armidale, NSW, Australia. Geoderma, 23 (1), 31-47. doi:10.1016/0016-7061(80)90047-6.
31.Sadri, N., Owliaie, H. R., Adhami, E., & Najafi Ghiri, M. (2016). Investigation of different forms of potassium as a function of clay mineralogy and soil evolution in some soils of Fars province. Water and Soil, 30 (1), 172-185. doi:10. 22067/JSW.V30I1.38048. [In Persian]
32.Staff, S. S. (2014). Keys to Soil Taxonomy, 12th Edn Washington. DC: Natural Resources Conservation Service, United States Department of Agriculture. 372p.
33.Rowell, D. L. (1994). Soil science: Methods and applications. Harlow, Essex (UK): Longman Scientific and Technical. 405p.
34.Loeppert, R. H., & Suarez, D. L. (1996). Carbonate and gypsum. In: Sparks, D. L., Page, A. L., Helmke, P. A., Loeppert,
R. H., Soltanpour, P. N., Tabatabai,
M. A., Johnston, C. T., Sumner, M. E. (Eds.), Methods of Soil Analysis, Part 3, Chemical and Microbiological Properties. American Society of Agronomy and Soil Science Society of America, Madison, Wisconsin, USA, 437-474.
35.Nelson, D.W., & Sommers, L.E. (1996). Total carbon, organic carbon, and organic matter, in: Sparks, D. L., Page, A. L., Helmke, P. A., Loeppert, R. H., Soltanpour, P. N., Tabatabai, M. A., Johnston, C. T., Sumner, M. E. (Eds.), Methods of Soil Analysis, Part 3, Chemical and Microbiological Properties. American Society of Agronomy and Soil Science Society of America, Madison, Wisconsin, USA, 961-1010.
36.Chapman, H. D. (1965). Cation-Exchange Capacity. In Methods of Soil Analysis, A.G. Norman (Ed) Part 2, Chemical and Microbiological Properties. American Society of Agronomy and Soil Science Society of America, Madison, Wisconsin, USA, 891-901
37.Helmke, P., & Sparks, D. L. (1996). Lithium, sodium, potassium, rubidium, and cesium. In: Sparks, D. L., Page,
A. L., Helmke, P. A., Loeppert, R. H., Soltanpour, P. N., Tabatabai, M. A., Johnston, T., Sumner, M. E. (Eds.), Methods of Soil Analysis, Part 3, Chemical Methods. American Society of Agronomy and Soil Science Society of America, Madison, Wisconsin, USA, 551-574.
38.Afshar, F. A., Ayoubi, S., & Jalalian, A. (2010). Soil redistribution rate and its relationship with soil organic carbon and total nitrogen using 137Cs technique in a cultivated complex hillslope in western Iran. Journal of environmental radioactivity, 101 (8), 606-614. doi: 10.1016/j.jenvrad.2010.03.008.
39.Zareian, G. H., & Baghernezhad, M. (2007). The effect of topography on the evolution and diversity of soil clay minerals Fars Bayzay the province. Soil and Water Research. 14, 46-56. [In Persian]
40.Kirkman, J. H., Basker, A., Surapaneni, A., & MacGregor, A. N. (1994). Potassium in the soils of New Zealand-a review. New Zealand Journal of Agricultural Research, 37 (2), 207-227. doi:10.1080/00288233.1994.9513059.
41.Sparks, D. L. (2000). Bioavailability of Soil Potassium. Handbook Of Soil. CRC Press, New York. 16p.
42.Zhou, J. M., & Wang, H. Y. (2008). K forms and transformation in soils. In: Zhou, J. M., Magen, H. (Eds.) Soil potassium dynamics and K fertilizer management (in Chinese). Hehai University Press, Nanjing. 3-9.
43.Rees, G. L., Pettygrove, G. S., & Southard, R. J. (2013). Estimating plant-available potassium in potassium-fixing soils. Communications in soil science and plant analysis, 44 (1-4), 741-748. doi:10.1080/00103624.2013.748129.
44.Sharma, A., Jalali, V. K., & Arora, S. 2010. Non-exchangeable potassium release and its removal in foot-hill
soils of North-west Himalayas. Catena, 82 (2), 112-117. doi:10.1016/j.catena. 2010. 05.009.
مجله مدیریت خاک و تولید پایدار
دوره 13، شماره 1
فروردین 1402
صفحه 75-93

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار