The effect of Long-Term Pistachio Cultivation on Phosphorus Fractions and Some Soil Characteristics

Document Type : Research Paper

Authors

1 Department of soil science, Faculty of Agriculture, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran

2 Department of Soil Science/Faculty of Agriculture/Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran

3 Department of soil science, Faculty of Agriculture, Shahid Bahonar University of Kerman,Kerman, Iran

4 Kerman Center for Agricultural and Natural Resources Research, Agricultural Research, Education and Extension Organization, Kerman, Iran

Abstract

This research examined the impact of long-term pistachio cultivation on soil inorganic phosphorus (P) fractions. Soil properties and phosphorus fractions, particularly residual-P, were compared at different depths in pistachio cultivated and the adjacent uncultivated lands in Kerman Province. Soil samples were collected from four different depths (0-10, 10-20, 20-30, and 30-50 cm) in triplicates from both pistachio-cultivated and the adjacent uncultivated lands, using a randomized systematic method. The physical and chemical properties of soil samples were measured, along with soil P fractions, and the data were analyzed using the one-way ANOVA. The findings indicated that, with the exception of bulk density, other soil properties exhibited significant differences between the two land uses. The electrical conductivity (EC) of soil in pistachio-cultivated land was lower than that in uncultivated land, whereas the amounts of calcium carbonate and soil organic matter were greater in the pistachio-cultivated land. The highest content of calcium carbonate (26.2%) and organic matter (0.9%) was found at 10-20 cm depth. There was a significant difference between the two lands regarding inorganic phosphorus fractions. The results showed that soil total and available P concentration were higher in pistachio land compared to uncultivated land by 3% and 37%, respectively. Pistachio land had a higher amount of soil residual-P (146.2 mg/kg) as compared to the uncultivated land (129.8 mg/kg). Additionally, it was observed that the concentration of residual-P fluctuated at different depths. The amount of residual-P was lowest at a depth of 0-10 cm (117 mg/kg) and highest at a depth of 10-20 cm (154 mg/kg). Based on the results obtained, it was found that HCl-P was the most prevalent fraction of inorganic phosphorus in both lands. The findings indicated that understanding phosphorus fractions is crucial for effective phosphorus management in pistachio-cultivated land.

Keywords

Main Subjects

References

  1. ابراهیمی، م، روحی مقدم، ع و کاشانی، س. 1395. تاثیر تغییر کاربری مرتع به کشاورزی بر حاصلخیزی خاکدر منطقه تفتان. نشریه دانش آب و خاک. شماره ١، صفحه ٣١-44.
  2. تجری، س، بارانی مطلق، م، خرمالی، ف و کیانی، ف. 1394. اثر تغییر کاربری اراضی بر شکل های فسفر معدنی در خاک های لسی منطقه توشن استان گلستان. نشریه آب و خاک(علوم و صنایع کشاورزی). جلد 29، شماره 2، صفحه 453-465.
  3. تقی­پور، آ، رضا­پور،س، دولتی، ب و حمزه­نژاد­ تقلید آباد، ر. 1394. بررسی تاثیر کاربری اراضی بر برخی ویژگی­های شیمیایی خاک در خوی، استان آذربایجان غربی. نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی). جلد 29، شماره 2، صفحه 418-431.
  4. جعفری، س. 1384 . مطالعه تحول ساختمانی، مینرالوژیکی، فیزیکوشیمیایی و تثبیت پتاسیم در خاک­ها و کانی­های رسی اراضی تحت کشت تناوبی، نیشکری و بکر خوزستان. پایان نامه دکترا بخش خاکشناسی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز.
  5. جعفری، س، گلچین، ا و طولابی­فرد، ا. 1395. تاثیر تغییر کاربری اراضی بر خصوصیات اجزاء فیزیکی ماده آلی، میزان رس قابل انتشار و پایداری خاکدانه­ها در برخی از اراضی استان خوزستان. تحقیقات آب و خاک ایران. جلد 47، شماره 3، صفحه 539-603.
  6. حاج عباسی، م، ع، بسالت پور، ا و مللی، ا. 1386. اثر تبدیل مراتع به اراضی کشاورزی بر برخی ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک های جنوب و جنوب غربی اصفهان. نشریه علوم آب و خاک.۱۱ جلد 11، شماره 42، صفحه ۵۲۵-۵۳۴.
  7. حجازی مهریزی، م، آیینه حیدری، م و عباس‌زاده، ف. 1395، بررسی پویایی فسفر در یک خاک آهکی تیمار شده با سطوح مختلف کود مرغی و کود شیمیایی،https://civilica.com/doc/1587582

 

  1. حجازی مهریزی، م، آیینه حیدری، م و عباس‌زاده، ف. 1394. توزیع اجزای فسفر معدنی در خاک آهکی تیمار شده با کود مرغی و فسفر در زمان‌های مختلف خواباندن.پژوهش های خاک، جلد 29، شماره 3، صفحه  297-308.‎
  2. دهقان، ر، شریعتمداری، ح و خادمی، ح. 1386. شکل­های فسفر خاک در چهار ردیف اراضی از مناطق اصفهان و شهرکرد. علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی. جلد 11، شماره 42، صفحه 463-472.
  3. رضایی­نژاد، ر، ابطحی، ع، زین­الدینی، ع، زارع، س و شاهنظری­کرباسرایی، س. 1390. تاثیر تغییر کاربری اراضی بر برخی خصوصیات شیمیایی خاک. دوازدهمین کنگره علوم خاک ایران، تبریز. 3ص.
  4. صادقی میانرودی، م، معزی، ع، غلامی، ع، بابائی نژاد، ت و پناهپور، ا. 1400. تاثیر تغییر کاربری اراضی بر ویژگی­های فیزیکی و عناصر غذایی خاک در منطقه شمال خوزستان. مهندسی زراعی (مجله علمی کشاورزی). جلد 44، شماره 4، صفحه 383-397.
  5. کرمی، ز و شریفی، ز. 1399. ارزیابی اثر تغییر کاربری اراضی از مرتع به گندم دیم بر ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک با استفاده از شاخص کیفیت خاک.تحقیقات کاربردی خاک. جلد 8 شماره 2، صفحه 201-213.‎
  6. لندی، ا، پورکیهان، س، چرم، م، حجتی، س و جعفری، س. 1397.  مطالعه اثرات تغییر کاربری اراضی و احداث مزارع نیشکر برخصوصیات فیزیکوشیمیایی، کانی‌شناسی و میکرومورفولوژیکی خاک در منطقه جنوب خوزستان. مجله مدیریت خاک و تولید پایدار. جلد 8، شماره 2، صفحه 43-61.‎
  7. مظفری، ح و موسوی، ع، ا.1397. اثر تغییر کاربری اراضی بر تغییرات واکنش و میزان آهک در خاک های باجگاه استان فارس. نهمین همایش سراسری کشاورزی و منابع طبیعی پایدار. تهران. https://civilica.com/doc/918868
  8. ملکوتی، م، ج. همایی، م. 1383. حاصلخیزی خاک های مناطق خشک و نیمه خشک " مشکلات و راه حل ها". ناشر دانشگاه تربیت مدرس، دفتر نشر آثار علمی. چاپ دوم. 518 صفحه.
  9. ملکوتی، م، ج. 1382. تغذیه گیاهان در شرایط شور. انتشارات سنا. تهران. 246 صفحه.
  10. مومنی، م، کلباسی، م، جلالیان، ا و خادمی، ح. 1387. اثر تغییر کاربری و چرای مفرط بر هدررفت برخی از شکل­های فسفر خاک در دو منطقه از زیر حوطه آبخیز ونک. علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی. جلد 12، شماره 46، صفحه 595-606.
  11. نورمندی­پور، ف، فرپور، م، ه، سرچشمه­پور، م. 1392. مقایسه خصوصیات فیزیکی شیمیایی و میکرومورفولوژی خاک­های تحت کشت پسته و کشت نشده مجاور آن در منطقه بیاض. نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی). جلد 27، شماره 1، صفحه 169-179.
  12. وفایی­زاده، ر، ایوبی، ش، ا، مصدقی، م،ر و یوسفی فرد، م. 1395. تأثیر موقعیت شیب و تغییر کاربری اراضی بر ویژگی های خاک و پذیرفتاری مغناطیسی در اراضی تپه ماهوری یاسوج. نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی). جلد 30، شماره 2، صفحه 632-642.
  13. Abd El-Galil, A., and Adly, A.M.O. 2005. Spatial variability of phosphorus fractions in surfacial sediments along the river Nile, Egypt. Environmental inmact assessment. Ass. Univ. Bull. Environ. Res. 8: 2. 41-57.
  14. Adhami, E., M. Maftoun, A. Ronaghi, N. Karimian, J. Yasrebi, and M. T. Assad. 2006. Inorganic phosphorus fractionation of highly calcareous soils. Commun. Soil Sci. Plant Anal. 37:1877-1888.
  15. Bouyoucos, G.J. 1962. Hydrometer method improved for making particle size analysis of soils. J. 54: 464-465.
  16. Brady N.C., and Weil R.R. 2008. Nature and Properties of Soils, Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall USA, 13: 662-710.
  17. Celik, I. 2005. Land -use effects on organic matter and physical properties of soil in a southern Mediterranean highland of Turkey. Soil Tillage Res. 83: 270-277.
  18. Chen, C.R., Condron, L.M., Davis, M.R., and Sherlock, R.R., 2000. Effects of afforestation on phosphorus dynamics and biological properties in a New Zealand grassland soil. Plant 220 (1-2):151–163.
  19. Cherubin, M. R., Franco, A. L., Cerri, C. E., Karlen, D. L., Pavinato, P. S., Rodrigues, M., and Cerri, C. C. 2016. Phosphorus pools responses to land-use change for sugarcane expansion in weathered Brazilian soils. Geoderma. 265: 27-38.
  20. Chibsa, T. and A. Ta’a. 2009. Assessment of soil organic matter under four land use systems, in Bale Highlands, Southeast Ethiopia A. (Soil Organic Matter Contents in Four Land Use Systems: Forestland, Grassland, Fallow Land and Cultivated Land). World Appl. Sci. J. 6(9): 1231-1246.
  21. Garcia-Montiel, D.C., Neill, C., Melillo, J., Thomas, S., Steudler, P.A., and Cerri, C.C., 2000. Soil phosphorus transformations following forest clearing for pasture in the Brazilian Soil Sci. Soc. Am. J. 64:1792–1804.
  22. Grossman, R.B., and T.G. Reinsch. 2002. Bulk density and linear extensibility. p. 202-228. In J.H. Dane and G.C. Topp (eds.) Methods of Soil Analysis, Part 4. Physical Methods. Soil Sci. Soc. Am. J. Book Series No. 5. ASA and SSSA, Madison, WI.
  23. Harrell, D. L., and Wang, J. J. 2006. Fractionation and sorption of inorganic phosphorus in Louisiana calcareous soils. Soil Sci, 171(1):39-51.
  24. Hedley, M. J., Stewart, J. W. B. and Chauhan, B. S., 1982. Changes in inorganic and organic soil phosphorus fractions induced by cultivation and by laboratory incubations", Soil Sci. Soc. Am. J. 46: 970-976.
  25. Jiang Y., Zhang Y.G., Zhou D., Qin Y., and Liang W.J. 2009. Profile distribution of micronutrients in an aquic brown soil as affected by land use. Plant, Soil and Environ. 55(11): 468-476.
  26. Jimenez-Carceles, F. J., and Alvarez-Rogel, J. 2008. Phosphorus fractionation and distribution in salt marsh soils affected by mine wastes and eutrophicated water: a case study in SE Spain. 144: 299–309
  27. Larsen, S. and A. E. Widdowon. 1970. Evidence of dicalcium phosphate precipitation in a calcareous soil. J. Soil Sci. 21(2): 364 – 367
  28. Litaor M.L., Reichmann O., Auerswald K., Haim A., and Shenker M. 2004. The geochemistry of phosphorus in peat soils of a semiarid altered wetland. Soil Sci. Soc. Am. J. 68: 2078–
  29. Lizaga I., Quijano L., Gaspar L., Ramos M.C. and Navas A. 2019. Linking land use changes to variation in soil properties in a Mediterranean mountain agroecosystem. Catena. 172: 516-527.
  30. Maranguit, D., Guillaume, T., and Kuzyakov, Y. 2017. Land-use change affects phosphorus fractions in highly weathered tropical soils. Catena. 149: 385-393.
  31. Meixner, R. E. and M. J. Singer. 1985. Phosphorus fractions from a chornosequence of alluvial soils, Sanjonquin Valley, California. Soil Sci. 139: 37-46.
  32. Murphy, J., and J.P. Riley.1962. A modified single solution method for determination of phosphate in natural waters. Anal Chim Acta. 27:31-36.
  33. Olsen S.R., Kole C.W., Wantanabe F.S., and Dean L.A. 1954. Estimation of available phosphorus in soils by extraction with sodium bicarbonate. Circular. US Dept of Agriculture, pp. 939.
  34. Raiesi F. 2017. A minimum data set and soil quality index to quantify the effect of land use conversion on soil quality and degradation in native rangelands of upland arid and semiarid regions. Ecol. Indic. 75: 307-320.
  35. Reddy, K. R., Wetzel, R. G., and Kadlec, R. H. 2005. Biogeochemistry of phosphorus in wetlands. Phosphorus: Agric. Environ. 46: 263-316.
  36. Rezapour, S., Taghipour, A., and Samadi, A. 2013. Modifications in selected soil attributes as influenced by long-term continuous cropping in a calcareous semiarid environment. Nat Hazards (Dordr). 69(3): 1951-1966.
  37. Sharpley A.N., and Smith S. J.1985. Fractionation of inorganic and organic phosphorus in virgin and cultivate Soil Sci. Soc. Am. J. 49:127-130.
  38. Sheklabadi, M., Mahmoudzadeh, H., Mahboubi, A. A., Gharabaghi, B., and Ahrens, B. 2014. Land use effects on phosphorus sequestration in soil aggregates in western Iran. Environ. Monit. Assess. 186: 6493-6503.
  39. Six, J., K. Paustian, E.T. Elliott and C. Combrink. 2000. Soil structure and organic matter, I. distribution of aggregate-size classes and aggregate-associated carbon. Soil Sci. Soc. Am. J. l (64): 681-689.
  40. Solomon, D., Lehmann, J., Mamo, T., Fritzsche, F., and Zech, W. 2002. Phosphorus forms and dynamics as influenced by land use changes in the sub-humid Ethiopian highlands. Geoderma.105(1-2): 21-48.
  41. Soltangheisi, A., de Moraes, M. T., Cherubin, M. R., Alvarez, D. O., de Souza, L. F., Bieluczyk, W., and de Camargo, P. B. 2019. Forest conversion to pasture affects soil phosphorus dynamics and nutritional status in Brazilian Amazon. Soil Tillage Res.194: 104-330.
  42. Stutter, Marc I., Charles A. Shand, Timothy S. George, Martin SA Blackwell, Liz Dixon, Roland Bol, Regina L. MacKay, Alan E. Richardson, Leo M. Condron, and Philip M. 2015. Land use and soil factors affecting accumulation of phosphorus species in temperate soils. Geoderma. 257: 29-39.
  43. Sui, Y., Thompson, M. L., Shang, C. 1999. Fractionation of phosphorus in a Mollisol amended with biosolids. Soil Sci. Soc. Am. J. 63: 1174–1180.
  44. Tiessen H., Stewart J.W.B., and Moir J.O. 1983. Changes in organic and inorganic phosphorus composition of two grassland soils and their particle size fractions during 60–90 years of cultivation. Soil Sci. 34: 815–
  45. Walker, T. W. and A. F. R. Adams. 1958. Studies on soil organic matter: I. Influence of phosphorus content of parent material on accumulation of carbon, nitrogen, sulfur and organic phosphorus in grassland soils. Soil Sci. 85:307-318.
  46. Walky, A. and Black, I. A. 1934. An examination of detjareff method for determining soil organic matter and a proposed modification of the choromic acid in soil analysis. Exprimental. Soil Sci. 79: 459-465.
  47. Wang G.P., Liu J.Sh., Wang J.D., and Yu J.B. 2006. Soil phosphorus forms and their variations in depressional and riparian freshwater wetlands (Sanjiang Plain, Northeast China). Geoderma. 132(1-2): 59-74.
  48. Wang, X., Yan, X., and Liao, H. 2010. Genetic improvement for phosphorus efficiency in soybean: a radical approach. Ann. Bot. 106(1):215-222.

 

  1.  
Iranian Journal of Soil Research
Volume 38, Issue 2
October 2024
Pages 125-146

Files

Share

How to cite

Statistics