اثر شیوة خاک‌ورزی و مقادیر مختلف کود نیتروژن بر حرکت آب و نیترات در اراضی شمال خوزستان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دوره دکتری دانشگاه شهید چمران اهواز و عضو هیئت علمی بخش تحقیقات فنی و مهندسی، دزفول، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی صفی آباد

2 استاد دانشگاه شهید چمران، اهواز، دانشکده مهندسی آب

3 دانشیار پژوهش مؤسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی

4 استادیار پژوهش بخش تحقیقات فنی و مهندسی، دزفول، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی صفی آباد

چکیده

مدیریت آبیاری، شیوة خاک­ورزی و مدیریت کود نیتروژن، نقش مهمی در خصوصیات فیزیکی و چگونگی حرکت آب و نیترات در نیم‌رخ خاک دارند.  لذا، این تحقیق با هدف بررسی اثر بی­خاک­ورزی و مقادیر مختلف کود نیتروژن در حرکت نیتروژن معدنی و رطوبت در خاکی با بافت لوم رسی سیلتی در مرکز تحقیقات کشاورزی صفی‌آباد با شرایط اقلیمی گرم و نیمه­خشک صورت گرفت.  برای این منظور دو شیوة تهیة بستر بذر شامل روش خاک‌ورزی مرسوم و بی‌خاک‌ورزی هر کدام با سه سطح کود نیتروژن (150، 225، و 300 کیلوگرم در هکتار) برای کشت ذرت پیاده شد.  کود نیتروژن در هر دو روش خاک‌ورزی در سه تقسیط آبیاری اول، مرحله چهار برگی و شروع گلدهی ذرت به‌صورت کودآبیاری استفاده شد.  مقادیر نیترات و آمونیوم خاک قبل و 10 روز پس از کودآبیاری و همچنین پس از برداشت ذرت در لایه‌های30 سانتی‌متر تا عمق 120 سانتی‌متر اندازه‌گیری شد.  مقادیر آب ورودی و خروجی، رطوبت خاک قبل و پس از آبیاری و جرم مخصوص ظاهری خاک اندازه‌گیری شد.  نتایج نشان داد که جرم مخصوص ظاهری خاک در عمق 10-0 سانتی‌متر در ابتدا، اواسط، و انتهای دوره رشد در شیوة بی‌خاک‌ورزی تفاوت معنی‌داری با شیوة خاک‌ورزی مرسوم نداشت.  مقادیر رطوبت خاک قبل از آبیاری، بیان­کنندة بالاتر بودن رطوبت در عمق 20-0 سانتی‌متر در شیوة بی‌خاک‌ورزی نسبت به‌روش خاک‌ورزی مرسوم (به‌میزان 3 درصد) بود.  مقادیر آب ورودی و خروجی اندازه‌گیری شده در دو شیوة خاک‌ورزی نشان‌دهندة افزایش مصرف آب در هر آبیاری و کاهش رواناب سطحی در شیوة بی‌خاک‌ورزی به‌دلیل تجمع بقایا در کف جویچه بود.  میزان نیترات خاک در هر دو روش خاک‌ورزی مرسوم و بی‌خاک‌ورزی در لایه 30-0 سانتی‌متر بیش ازلایه‌های بعدی بود که اختلاف معنی‌داری را در سطح 1 درصد نشان داد.  روش خاک‌ورزی تأثیری بر مقدار و حرکت نیترات در لایه‌های خاک نداشت.  بنابراین مصرف کود در روش بی‌خاک‌ورزی و کشت مستقیم در بقایا می‌تواند به‌میزان توصیه شده برای روش خاک‌ورزی مرسوم باشد.  مقدار آمونیوم خاک در مقایسه با نیترات کمتر و مقدار آن در مراحل قبل و پس از هر نوبت کود‌آبیاری در دو روش خاک‌ورزی، یکسان بود و از لحاظ آماری تفاوت معنی‌داری را نشان نداد. 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of Tillage Method and N Fertilizer Rates on Water and Nitrate Movement in Northern Khuzestan Soils

چکیده [English]

Irrigation management, soil tillage method and fertilizer management play important roles in increasing crop yield and water and solute movement in the soil profile. The present research was conducted to study the effects of a no-tillage system and nitrogen fertilizer on the mineral nitrogen movement and soil moisture under optimum irrigation conditions. The study was conducted at Safiabad Agricultural Research Center in silty clay loam soil and a warm, semi-arid climate. Two methods of corn seedbed preparation, including conventional tillage (CT) and no-tillage (NT) at three nitrogen levels (150, 225, 300 kg per hectare) were implemented. The nitrogen source was urea and was applied through fertigation in three equal splits at first irrigation, four-leaf and flowering stages. Nitrate and ammonium were measured before and 10 days after fertigation and after harvesting at 30 cm depth increments down to 120 cm. Inflow and outflow rates, soil moisture before and after irrigation, and bulk density were measured. The results indicated that no significant difference was observed between soil bulk density at the initial, middle and end of the cropping period for both tillage systems. The greatest moisture level was observed in the upper soil layer (0-20 cm) under NT (about 3%) for all pre-irrigation measurements. Inflow and outflow rates indicated that NT increased applied water and decreased runoff for every irrigation as a result of residues accumulated in the furrows. Nitrate concentration in the 0-30 cm soil layer for the two tillage methods was significantly higher than for the other layers (P<0.01). No significant differences were found between soil nitrate concentration and nitrate movement in soil layer for both tillage systems. Thus, nitrogen fertilizer application in the NT system with direct drilling on wheat residue is recommended at the same level recommended for CT. The levels of NH4-N in pre- and post-fertigation applications were generally low than the NO3-N level and no significant differences were found in the soil layers for both tillage systems.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Corn
  • No-Tillage
  • N fertilizer
  • Nitrate and ammonium movement
  • Northern Khuzestan
Abbasi, F., Liaghat, A.M. and Ganjeh, A. 2008. Evaluation of fertigation uniformity in furrow irrigation. Iranian J. Soil Water Res. 39(1):117-127. (in Farsi).

Angle, J.S., Goss, C.M., Hill, R.L. and McIntosh, M.S. 1993. Soil nitrate concentrations under corn as affected by tillage, manure, and fertilizer applications. J. Environ. Quality. 22, 141–147.

Blevins, R.L. and Frye, W.W. 1993. Conservation tillage an ecological approach to soil management. Adv. Agron. 51, 33-78.

Bremner, J.M. and Keeney, D.R. 1965. Stream distillation methods for determination of ammonium, nitrate and nitrite. Anal. Chim. Acta. 32, 485-495.

Crovetto, C.C., 1998. No-till development in Chequen farm and its influence on some physical, chemical and biological parameters. J. Soil and Water Cons. 53, 194-199.

Derby N.E., Steele, D.D., Terpstra, J. Knighton, R.E. and Casey, F.X.M. 2005. Interactions of nitrogen, weather, soil, and irrigation on corn yield. Agron. J. 97, 1342–1351.

Dick,W.A, Rosenberg, R.J. McCay, E.L. Edwards, W.M. and Haghiri, F. 1989. Surface hydrologic response of soils to no-tillage. Soil. Sci. Soc. Am. J. 53, 1520-1526.

Drury, C.F., Mckenney, D.J.  Findlay, W.I. and Gaynor, J.D. 1993. Influence of tillage on nitrate loss in surface runoff and tile drainage. Soil Sci. Soc. Am. J. 57, 797–802.

Fang, F.Q., Wang, Y.E., Chen, Y., Zhang, G., Wang J. and Li, L. 2006. Soil nitrate accumulation, leaching and crop nitrogen use as influenced by fertilization and irrigation in an intensive wheat–maize double cropping system in the North China Plain. Plant Soil. 284, 335–350.

Hakansson, I. 1993. Impact of machinery induced soil compaction on environmental effects of agriculture. Soil Till. Env. 88, 369-370.

Halvorson, A.D., Mosier A.R., Reule C.A. and Bausch, W.C. 2006. Nitrogen and tillage effects on irrigated continuous corn yields. Agron. J. 98, 63–71.

Hammel, J.E. 1996. Water conservation practices for sustainable dryland farming systems in the Pacific Northwest. Am. J. Alt. Agric. 11, 58-63.

Hill, R.L and Cruse, R.M. 1985. Tillage effects on bulk density and soil strength of two Mollisols. Soil Sci. Soc. Am. J. 49, 1270–1273.

Kalita, P.K and Kanwar, R.S. 1993. Effect of water table management practices on transport of nitrate-nitrogen to shallow groundwater. T. ASAE. 36, 413– 22.

Kanwar, R.S., Saker, J.L. and Laflen, J.M. 1985. Nitrate movement through the soil profile in relation to tillage system and fertilization application method. T. ASAE. 28, 1802-1807.

Kumar, A., Kanwar, R.S. Singh, P. Ahuja, L.R. 1999. Evaluation of the root zone water quality model for predicting water and NO3-N movement in an Iowa soil. Soil Tillage Res. 50, 223-236.

Logan, T.J., Eckert, D.J. and Beak, D.G. 1994. Tillage, crop and climate effects on runoff and tile drainage losses of nitrate and four herbicides. Soil Tillage Res. 30, 75–103.

Malakouti, M. J. and Homaee, M. 1995. Soil Fertility in Arid Regions. Tarbiat Modarres University. P.494. (in Farsi)

Malhi, S.S., Grant, C.A., Johnston, A.M. and Gill, K.S. 2001. Nitrogen fertilization management for no-till cereal production in the Canadian Great Plains: A review. Soil Tillage Res. 60, 101–122.

Rehman, R., Sial, J.K., Arshad, M. and Zaman, W.U. 1999. Effect of fertilizer doses on nitrate-nitrogen leaching. Agric. Bio. J. 1, 356-358.

Shipitalo, M.J. and Edwards, W.M. 1993. Seasonal patterns of water and chemical movement in tilled and no- till column lysimeters. Soil Sci. Soc. Am. J. 57, 218-223.

Silgram, M. and Shepherd, M.A. 1999. The effects of cultivation on soil nitrogen and mineralization. Advance in Agron. 65, 267-311.

Sims, A.L., Schepers, J.S., Olson, R.A. and Power, J.F. 1998. Irrigated corn yield and nitrogen accumulation response in a comparison of no-till and conventional till: Tillage and surface-residue variables. Agron. J. 90, 630-637.

Stark, J.C., Jarrell, W.M.  Letey, J. and Valoras, N. 1983. Nitrogen use efficiency of trickle irrigated tomatoes receiving continuous injection of N. Agron. J. 75, 672-676.

Strudley, M.W., Green, T.R. and Ascough, J.C. 2008. Tillage effects on soil hydraulic properties in space and time. Soil Tillage Res. 99, 4-48.

Tyler, D.D. and Thomas, G.W. 1977. Lysimeter measurements of nitrate and chloride losses from soil under conventional and no-tillage corn. J. Environ. Quality. 6, 63-66.

Uri, N.D. 2000. Perceptions on the use of no-till farming in production agriculture in the United States: An analysis of survey results. Agric. Ecosyst. Environ. 77, 263-266.

Unger, P.W. 1978. Straw mulch effects on soil temperatures and sorghum germination and growth. Agron. J. 70, 858-864.

Walker, W.R., and Skogerboe, G.V. 1987. Surface Irrigation: Theory and Practice, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, N.J.

Zhu, Y.R., Fox, H. and Toth, J.D. 2003. Tillage effects on nitrate leaching measured by pan and wick lysimeters. Soil Sci. Soc. Am. J. 67(5): 1517-1523.