بررسی قابلیت بعد فراکتالی خاکدانه‌ها در ارزیابی مدیریت‌های متفاوت خاک

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری دانشگاه تبریز

2 دانشیار گروه علوم خاک دانشگاه تهران

3 استادیار مرکز تحقیقات کشاورزی کرمانشاه

چکیده

تخریب منابع آب و خاک در بسیاری از مناطق، از جمله نگرانی‌های تولید کنندگان بوده و مدیریت خاک در مزارع زراعی تنها گزینه­ای است که انسان از طریق آن می­تواند باعث تشدید یا جلوگیری از تخریب خاک گردد. نتایج گزارش شده توسط خاکشناسان، حاکی از قابلیت و پتانسیل نظریه فراکتال در تبیین و مدل­سازی ساختار سامانه خاک و درک و تخمین فرایندهای فیزیکی، شیمیایی و زیستی آن است. در این پژوهش اثر اقدامات مدیریتی مختلف بر ویژگی­های فیزیکی خاک با استفاده از هندسه فراکتالی بررسی شده است. بدین منظور، 14 مزرعه دیم با عملیات مدیریتی متفاوت واقع در حوضه آبخیز مِرِگ در جنوب شرقی کرمانشاه، مورد بررسی قرار گرفت. برای تعیین شرایط مدیریتی حاکم بر مزارع آزمایشی، از داده­های استحصال شده از مطالعه میدانی و برای تعیین خصوصیات فیزیکی خاک از
نمونه­های جمع­آوری شده از سطح مزرعه استفاده گردید. نتایج نشان داد که بُعد فراکتالی خاکدانه­ها عامل گویایی در انعکاس تأثیر اقدامات مدیریتی بر توزیع اندازه خاکدانه­ها می­باشد. خاکدانه­های پایدار و درنتیجه بعد فراکتالی کمتر در مزارعی مشاهده شد که در آن­ها مدیریت­های مناسب همانند افزودن کود دامی، کاهش عملیات خاک­ورزی و مدیریت نظام تناوب حاکم است. در مقابل خاکدانه­های ناپایدار، خردشوندگی بیشتر و بعد فراکتالی بزرگتر خاکدانه­ها، منعکس کننده شرایط نا به سامان مدیریتی همانند خاک­ورزی متراکم و شدید، شخم در جهت شیب و مدیریت نادرست بقایای گیاهی می­باشد. سامانه مدیریتی جنگل- زراعی بهترین الگوی مدیریتی در اراضی مورد مطالعه است و به طور معنی­داری باعث بهبود شرایط فیزیکی خاک گردیده است.

عنوان مقاله [English]

Evaluation of the Suitability of Fractal Dimension of Soil Aggregates in Assessing Different Soil Management Practices

نویسندگان [English]

  • A. Ataee 1
  • M. Gorji 2
  • Y. Parvizi 3
چکیده [English]

A major concern of farmers is deterioration of the soil and water resources. Soil management is the most direct way for mankind to interfere with natural processes that may either intensify or hinder soil degradation. Fractal geometry has been widely used to describe heterogeneity in a wide range of natural processes, including physical systems of soil. In this study, the effects of different management practices on soil physical properties have been studied using fractal geometry. Fourteen farms with different soil management practices were selected within Mereg watershed located in Kermanshah province. The management practices information were obtained from the field survey, and used to determine the conditions of the experimental farms. Different soil samples were taken from these farms to determine soil physical properties in the laboratory. Results showed that the fractal dimension of aggregates could reflect the impact of soil management practices on aggregate size distribution. Suitable management practices such as reduced tillage, proper rotation systems, and using manure improved the soil aggregation and reduced fractal dimensions. Intensive tillage, plowing the steep slopes, and improper management of crop residues, on the other hand, enhanced the breakdown of aggregates and increased fractal dimensions of aggregates. Agroforestry system was the best management practices in this area.