Study on the Variations of Organic Carbon and Some Nutrients in Soil in Wheat Based Rotations

Document Type : Research Paper

Authors

1 Associate Professor, Agricultural and Natural Resources Research Center of Khorasan Razavi

2 Instructor, Soil and Water Research Department of Agricultural and Natural Resources Research Center of Khorasan Razavi

Abstract

In order to ‍ study variations of organic carbon,  nitrogen, phosphorous, potassium, iron, zinc, copper, and manganese available in soil in response to different wheat based rotations, an experiment was conducted for 5 years with completely randomized block design, with 8 treatments and 3 replications. Treatments were: T1- continuous wheat culture, T2- wheat, wheat, wheat, canola, wheat, T3- wheat, sugar beet, wheat, sugar beet, wheat,T4- wheat, potato, wheat, potato, wheat, T5- wheat,  potato, wheat, canola, wheat, T6- wheat, sugar beet, wheat, potato, wheat, T7- wheat, corn, wheat , potato, wheat, T8- wheat, corn, wheat, sugar beet, wheat. Results showed that the amount of macronutrients in surface soil layer varied with rotation and number of years. The %OC and the residual macronutrients and micronutrients were affected significantly in 5 years: %OC was reduced, the residual N increased, the residual P remained constant, and the residual K decreased in 5 years. Also, the residual Fe and Zn increased while the amount of residual Mn decreased, but the residual Cu remained unchanged in 5 years. The amount of %OC and the residual macronutrients and micronutrients were affected significantly by different rotations. T1 rotation had the highest levels of %OC and  the amount of residual N, Fe, and Zn and the lowest level  of residual K. T2 rotation, too, had the highest %OC and residual N, but the lowest level  of  residual P, Zn , and Fe and the highest level of residual Mn and Cu. T3 rotation had the highest level of residual P. T4 rotation resulted in the lowest level of %OC and  residual N. T5 rotation had the highest level of %OC and  the residual N and K. T7 rotation resulted in the lowest level of %OC and  residual N. T8 rotation had the highest level of residual P.

Keywords

References

  1. ابراهیمی، س.، ح. بهرامی، م. همایی و م.ج. ملکوتی. 1384. نقش مواد آلی در افزایش سطح حاصل خیزی خاک­های زراعی. نشریه فنی شماره 401. موسسه تحقیقات خاک و آب. تهران، ایران.
  2. احمدی، م. ر. و ف. جاویدفر. 1377. تغذیه گیاه روغنی کلزا. شرکت سهامی خاص توسعه کشت دانه­های روغنی. انتشارات کمیته دانه­های روغنی. تهران، ایران.
  3. آینه بند، ا. 1384. الف. اثر تاریخچه کشت بر خصوصیات اکولوژیکی _ زراعی اکوسیستم گندم. مطالعه موردی: مزارع آموزشی تولیدی مجتمع کشاورزی رامین (ملاثانی). مجله علمی کشاورزی. جلد28. شماره2.
  4. آینه بند، ا. 1384. ب. تناوب گیاهان زراعی. انتشارات جهاد دانشگاهی مشهد.
  5. زارع فیض آبادی، ا. و ع. کوچکی. 1378 الف. بررسی عملکرد و اجزاء عملکرد نظام­های زراعی متداول و اکولوژیک دو رقم گندم الموت و بزوستایا در تناوب­های مختلف. مجله علوم زراعی ایران. جلد1. شماره3. تهران، ایران.
  6. زارع فیض آبادی، ا.، ع. کوچکی و ل. علیمرادی. 1384. بررسی تغییرات نیتروژن، فسفر و پتاسیم باقیمانده در خاک در واکنش به تناوب­ها و نظام­های زراعی متداول و اکولوژیک. مجله علوم آب و خاک. جلد 19. تهران، ایران.
  7. شهبازیان، ن.، ا. اله دادی. و ح. ایران نژاد. 1386. واکنش عملکرد گندم پاییزه به کشت ما قبل (آیش، گندم، سویا و یونجه) و کاربرد کود دامی در منطقه قزوین. مجله علمی پژوهشی علوم کشاورزی. سال سیزدهم. شماره 1. تهران، ایران.
  8. طهرانی، م. م. و م. سینگ ساچدیو. 1384. تأثیر روی، نیتروژن و فسفر در جذب عناصر غذایی در تناوب گندم – ذرت. مجموعه مقالات نهمین کنگره علوم خاک ایران. کرج، ایران.
  9. عدالت، م.، ح. غدیری.، ع. ا. کامکار حقیقی.، ی. امام.، ع. رونقی.، و م. ت. آساد. 1385. بر هم کنش دو تناوب زراعی و سطوح نیتروژن بر عملکرد دانه و اجرای آن در دو رقم گندم نان در شرایط دیم شیراز. مجله علوم زراعی ایران. جلد هشتم. شماره2. تهران، ایران.
  10. علی احیایی، م. و ع. ا. بهبهانی زاده.1372. شرح روش­های تجزیه شیمیایی خاک. نشریه فنی شماره 893. موسسه تحقیقات خاک و آب. کرج، ایران.
  11. ملکوتی، م. ج.، ز. خادمی و پ. مهاجر میلانی.1382. توصیه بهینه کودی برای کلزا در کشور. مجموعه مقالات تغذیه بهینه دانه­های روغنی. موسسه تحقیقات خاک و آب کشور. کرج، ایران.
  12. نوری نیا، ع. ع.، م. صالحی.، ا. فغانی.، ع. ر. گرزین.، ع. نظری، و ا. میر کریمی.1386. تأثیر نظام های تناوبی بر برخی پارامترهای رشد، شاخص تنوع و عملکرد گندم در شرایط اقلیمی شهرستان گرگان. مجموعه مقالات دومین همایش ملی کشاورزی بوم شناختی ایران. گرگان، ایران.
  13. Andersron, R. I. 2008. Growth and yield of winter wheat as affected by preceding crop and crop management. Agron. J. 100: 977-980.
  14. Balyan, J.S. 1997. Production potential and nitrogen uptake by succeeding wheat under different cropping sequences. Indian. J. Agron. 42: 250-252.
  15. Baybordi, M., M. J. Malakouti., M. Nafisi. 2000. Production and balanced fertilizer towards sustainable agriculture. Agric. Research, Education and Extention Organ. Ministry of Jihad-e-Agriculture.P.282.          
  16. Campbell, C., G. Lafond. and F. Selles. 1996. Relative cost to soil fertility of long-term crop rotation without fertilization. Can. J. Plant Sci. 79: 401-406.
  17. Chaney, K. 1990. Effect of nitrogen fertilizer rate on soil nitrate content after harvesting wheat. J. Agric. Sci. Camb. 114: 171-176.
  18. Echeverria, H. E., C.A. Navarro, and F.H. Andrade. 1992. Nitrogen nutrient of wheat following different crops. J. Agric. Sci. Camb. 118: 157-163.
  19. Eck, H. V. and B. A. Stewart. 1998. Effects of long-term cropping on chemical aspect of soil quality. J. Sus. Agric. 12: 5-19.
  20. Faber, A. 1987. Initial and Residual effects of microelements in crop rotation, The utilization of secondary and trace elements in agriculture,Proceedings of a symposium organized jointly by the united nations. Geneuva, 12-16 January.
  21. Haddadchi, G. R., and Z. Gerivani. 2009. Effects of phenolic extracts of canola (Brassica napuse L.) on germination and physiological responses of soybean (Glycin max L.) seedlings. International Journal of Plant Production. 3(1): 63-74.
  22. Hirel, B., J. Le Gouis, B. Ney. and A. Gallais. 2007. The challenge of improving nitrogen use efficiency in crop plants: toward a more central role for genetic variability and quantitative genetics within integrated approaches. J. Exp. Bot. 58(9): 2369-2387.
  23. Jalili, A., Abbassi, F. and Bazubandi, M., 2007.Allelopathic influence of canola (Brassica napus L. cv. PF) on germination of five weeds of canola fields. International Workshop on Allelopathy-current Trends and Future Applications, Faisalabad, Pakistan.
  24. Lopez-Bellido, R., J. Lopez-Bellido., E. Castillo. and F.J. Lopez-Bellido. 2000. Effects of tillage, crop rotation and nitrogen fertilization on wheat under rainfed Mediterranean condition. Agron. J. 192: 1045-1063.
  25. Mongia, A. and B. Gangwar. 1991. Nutrient balance under multiple cropping sequence in an acid soil. Indian J. Agron. 36: 17-22.
  26. Negi, S.C., K. Singh. and R. C. Thakur. 1992. Economics of phosphorus and farmyard manure application in wheat-maize sequence. Indian Agron. 37 : 30-33.
  27. Prasad, N. and R. Kerketta. 1991. Nutrient harvest and soil fertility in sequential cropping systems. Indian J. Agron. 36: 68-73.
  28. Riedell, W.E., J.L. Pikul., A.A. Jaradat. and T.E. Schumacher. 2009. Crop rotation and nitrogen input effects on soil fertility, maize mineral nutrition, yield and seed composition. Agron. J. 101: 870-879.
  29. Russel, A.E., D.A. Laird, T.B. Parkin, and A.P. Mallarino. 2005. Impact of nitrogen fertilization and cropping system on carbon sequestration in Midwestern mollisoils. Soil Sci. Soc. Am. J. 69: 413-422.
  30. Setty, T.K. and N. Gowda. 1997. Performance of rice based cropping systems in Karnataka. Indian. J. Agron. 42: 5-8.
  31. Soon, Y.K., G. W. Clayton. and W. A. Rice. 2001. Tillage and previous crop effects on dynamics of nitrogen in a wheat-soil system. Agron. J. 93: 842-849.
  32. Sundermeier, P., R. C. Reeder., J. Hoorman., Y. Raut., N. Fausey., K. R. Islam. And SM. Reno. 2009.Crop Rotation and Tillage Impact on Soil Nutrients, Ohio State University, Columbus, OH, 2USDA-ARS Soil Drainage, Columbus, OH, and Ohio State University South Centers, Piketon, OH.
  33. Van Faassen, H. G. and G, Lebbink. 1994. Organic matter and nitrogen dynamics in conventional vsintegrated arable farming. Agric. Ecosystems Environ. 51: 209-226.
  34. Varvel, G. E. 2000. Crop rotation and nitrogen effects on normalized grain yields in a long-term study. Agron. J. 92: 938-941.
  35. Varvel, G. and T. Peterson. 1992. Nitrogen fertilizer recovery by soybean in monoculture and rotation systems. Agron. J. 84: 215-218.
  36. Zemenchik, R.A., and K.A. Albrecht. 2002. Nitrogen use efficiency and apparent nitrogen recovery of Kentucky Bluegrass, Smooth Bromegrass and Orchardgrass. Agron. J. 94: 421-428.
  37. Zhao, R.F., X.P. Chen., F.S. Zhang., H. Zhang., J. Schroder. and V. Romheld. 2006. Fertilization and nitrogen balance in a wheat-maize rotation system in North China. Agron. J. 98: 935-945.
  38. Zoum, X. and K.G. Doxtader. 1992. A new method for estimating gross phosphorus mineralization and immobilization rate in soil. Plant and Soil. 147: 243-250.
Iranian Journal of Soil Research
Volume 27, Issue 4
March 2013
Pages 629-643

Files

Share

How to cite

Statistics