مقایسه شاخص‌های کیفیت فیزیکی خاک سطحی و زیرسطحی زیر کشت آفتابگردان و گندم

این پژوهش با هدف ارزیابی شاخص های کیفیت فیزیکی (spq) خاک های سطحی و زیرسطحی مزارع گندم و آفتابگردان دشت ارومیه انجام شد. از تجزیه مولفه های اصلی (pca) برای تفکیک تاثیر لایه های خاک و نوع کشت بر spq استفاده شد. نمونه برداری ها و اندازه گیری ها در دو لایه (خاک سطحی و زیرسطحی) 30 مزرعه (پانزده مزرعه گندم و پانزده مزرعه آفتابگردان) انجام شد. منحنی های نگهداری آب در خاک و مقاومت فروروی خاک در نمونه های دست نخورده به ترتیب با استفاده از دستگاه های جعبه شن و صفحه فشار، و ریزفروسنج اندازه گیری شدند. سپس دامنه رطوبتی با حداقل محدودیت (llwr)، گنجایش آب انتگرالی (iwc) و شاخص کیفیت فیزیکی خاک دکستر (s) محاسبه شد. تفاوت معنی داری (p <0.05) بین مقادیر میانگین شاخص های کیفیت فیزیکی خاک های سطحی و زیرسطحی وجود داشت. مقادیر چگالی ظاهری نسبی (rbd) خاک های زیرسطحی بزرگتر از مقادیر آنها در خاک های سطحی بود. همچنین مقادیر iwc، llwr، و s خاک های زیرسطحی بسیار کوچکتر از مقادیر آنها در خاک های سطحی بود که نشان دهنده کیفیت فیزیکی ضعیف خاک زیرسطحی در مزارع مورد بررسی است. این یافته می تواند به دلیل خاک ورزی رایج با ماشین های کشاورزی سنگین وزن (به ویژه در شرایط رطوبت زیاد خاک) در دهه های گذشته باشد که سبب تشکیل کفه شخم در خاک زیرسطحی شده است. بنابراین پیشنهاد می شود اصلاح سامانه های خاک ورزی و پایش پیوسته اثر کشت و کار بر spq در منطقه انجام گیرد. ارزیابی شاخص های spq مزارع گندم و آفتابگردان، با استفاده از مقایسه میانگین و pca، نشان داد که مزارع گندم نسبت به مزارع آفتابگردان کیفیت فیزیکی خاک بهتری داشتند. تفاوت سامانه های ریشه های دو گیاه و تردد بیشتر انسان در مزارع آفتابگردان می توانند دلایل اصلی کاهش کیفیت فیزیکی خاک در کشت آفتابگردان در مقایسه با کشت گندم باشند.

Comparison of Physical Quality Indices of Topsoil and Subsoil under Wheat and Sunflower Cultivation

This study was conducted to evaluate the soil physical quality (SPQ) indices of topsoil and subsoil of wheat and sunflower fields in Urmia plain. Principal component analysis (PCA) was used to distinguish the effect of soil layer and cultivation type on SPQ. Soil samplings and measurements were done in two layers (topsoil and subsoil) of 30 agricultural fields (15 wheat fields and 15 sunflower fields). Soil water retention and penetration resistance curves of undisturbed samples were determined using sand box and pressure plate, and micropenetrometer, respectively. Then, least limiting water range (LLWR), integral water capacity (IWC), and Dexter’s index of soil physical quality (Svalue) were calculated. There were significant differences (p < /em><0.05) in the mean values of physical quality indices between the topsoil and subsoil. The relative bulk density (RBD) values of subsoil were bigger than topsoil. Also, the IWC, LLWR, and S values of subsoil were much smaller than those of topsoil, indicating poor physical quality of subsoil layer in the studied fields. This might be related to conventional tillage with heavy machinery, especially under high soil moisture conditions in last decades, which induced some compaction effects in the subsoil. These findings recommend improving of tillage systems and continuous monitoring of cultivation effects on SPQ in the studied area. Evaluating the SPQ indices of wheat and sunflower fields, using the means comparison and PCA, showed that wheat fields had better soil physical quality compared to sunflower fields. The difference of root systems and more human trafficking in the sunflower fields could be the main reasons of lower soil physical quality in sunflower cultivation compared to wheat cultivation.