) only at soil surface (0–10 cm) in favour of no tillage and a variation of 30% at this depth. The results obtained after 32 years of testing showed a significant soil profile difference (), up to 40 cm under no tillage compared to conventional tillage, and a variation of 54% at 5–10 cm. For total nitrogen, there was no significant effect between no tillage and conventional tillage at the soil surface after 11 years unlike the result obtained after 32 years. There are no significant differences in bulk density between tillage treatments at soil surface for both sites. The measurement of soil structural stability showed a significant effect () for all three tests and for both sites. This means that no tillage helped Vertisols to resist different climatic constraints, preserving environmental soil quality."> 长期和中期保护性农业对土壤特性的影响在干旱地区的摩洛哥 - raybet雷竞app,雷竞技官网下载,雷电竞下载苹果
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应用和环境土壤学
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应用和环境土壤学/2016年/文章

研究文章|开放获取

体积 2016年 |文章的ID 6345765 | https://doi.org/10.1155/2016/6345765

马里卡Laghrour,拉希德•Moussadek Rachid Mrabet, Rachid Dahan,穆罕默德El-Mourid Abdelmajid Zouahri,穆罕默德Mekkaoui, ”长期和中期保护性农业对土壤特性的影响在干旱地区的摩洛哥”,应用和环境土壤学, 卷。2016年, 文章的ID6345765, 9 页面, 2016年。 https://doi.org/10.1155/2016/6345765

长期和中期保护性农业对土壤特性的影响在干旱地区的摩洛哥

马里卡Laghrour,1,2 Rachid Moussadek,2 Rachid Mrabet,2 Rachid Dahan,2 穆罕默德El-Mourid,3 Abdelmajid Zouahri,2 和 穆罕默德Mekkaoui1

1Groupe材料物理化学、纳米材料、环境、教师的科学,穆罕默德五世大学,伊本·白图泰大道,邮政信箱1014,摩洛哥拉巴特

2国家农业研究所(INRA),英国石油公司6356年,摩洛哥拉巴特

3国际干旱地区农业研究中心(ICARDA),拉巴特研究所,北非平台,邮政信箱6299,10112拉巴特摩洛哥

学术编辑器:Artemi Cerda先生
收到了 2016年8月25日
修改后的 2016年11月01
接受 2016年11月02
发表 2016年12月22日

文摘

在摩洛哥,保护性农业,特别是没有耕作系统,已经成为另外一个策略来减轻土地退化造成的传统耕作制在干旱半干旱地区。本文是基于行为两个变性土在摩洛哥的耕作治疗。经过11年的测试后,土壤有机质含量结果显示显著差异( )只有在土壤表面(清廉厘米)支持不耕作,30%在这个深度的一种变体。经过32年的测试获得的结果显示土壤剖面的重大差异( ),40 cm在免耕和传统耕作制相比,和54%的变异5 - 10厘米。总氮,之间没有显著影响免耕和传统耕作的土壤表面11年之后不像32年后获得的结果。之间没有显著差异容重耕作治疗两个站点的土壤表面。土壤结构稳定性的测量显示出显著的影响( 所有三个测试和对网站)。这意味着没有耕作帮助变性土抵抗不同气候限制,保护土壤环境质量。

1。介绍

土壤有机质(SOM)是土壤质量的一个基本属性(1- - - - - -4]。足够数量的SOM的存在土壤中的养分和土壤物理性质改变了很多(5- - - - - -10]。它可以提高土壤肥力11矿物颗粒之间),增强了凝聚力,有助于改善水渗透和良好的结构。SOM扮演着一个重要的角色在土壤抵御干旱、侵蚀和径流和可持续食品生产12]。然而,过度的恐惧失去SOM已经表示在最近几十年在世界13]。SOM的损失自然人为,特别是由于使用不恰当的土壤管理技术。遗憾的是,农民们相信这些不恰当的技术,如深耕,并没有意识到这一事实,从长远来看,这些农业与可持续农业。最近的一些研究表明,强化耕地土壤暴露SOM快速的矿化作用,降低土壤肥力,骨料破坏,恶化曝气和水分条件。此外,这将导致增加土壤侵蚀和农作物残留物可以减少土壤流失(14- - - - - -19]。

为此,采用一种策略来保护自然资源应该是一个在国际上强烈的关注。Bessam和Mrabet20.],Mrabet [21),Moussadek et al。22],Sheehy et al。23)显示,在几项研究中,采用保护性农业的重要性,包括没有耕作(NT)作为替代治疗处理这种令人担忧的情况。在农业技术方面,NT被认为是本世纪最伟大的革命。这种做法是基于直接播种,前期文化留下的残留物在土壤表面,以确保固碳的积累及其在世界上不同类型的气候24- - - - - -26]。

在摩洛哥,在世界的许多地方,适应NT系统已成为另一种策略,以缓解土地退化在干旱半干旱地区通过碳积累在土壤表面。有机质在大多数摩洛哥地区小于2%,十年之后,由于耕作土壤有机质的平均损失约为30% (25]。一般来说,有很多好处NT面对气候灾害的半干旱和干旱地区(干旱、水土流失等)。NT的实用性和重要性作为土壤质量的保守技术促使摩洛哥国家农业研究所的研究人员(INRA)立即采取NT。这始于Jemaat Shaim摩洛哥地区1983年然后Sidi试验站的El兴建Chaouia,最后NT试验站的实施在Zaer-Rabat Merchouch 200427]。这项工作的目的是研究中长期的影响耕作模式,也就是说,NT和常规耕作(CT),相关的土壤质量:(我)土壤有机质含量。(2)结构稳定性和土壤容重。(3)总氮和碳/氮比(C / N)。

2。材料和方法

2.1。研究领域

两个实验网站的变性土为本研究选择(图1)。


图1
地图显示了两个站点。

我第一个网站(网站)位于Merchouch INRA试验站。这个实验场与区域农业研究中心拉巴特(RCARR)。它位于中央高原Merchouch的农村公社,Rommani圈,东南约68公里的省份Khemisset拉巴特和16公里Rommani的西北部。它是由二级公路交叉的N 218°,它分为两个部分:北部和南部。这个网站的地理坐标如下:高度:339;经度:06°71′西;纬度:60°33′。

第二个实验网站(网站II)位于12公里村的东北Jemaat Shaim(萨菲地区)和40公里从大西洋海岸(N 32°40′×10°0′, 170)。这个网站的特点是每年降水从147.2到527.8毫米的意思是30年估计为300毫米。温度达到−4°C在12月和1月和7月和8月47°C。的年平均降雨量和温度是获得两个站点2014 - 2015年,分别在图2。


图2
2014 - 2015年期间平均气温和降雨雪在摩洛哥为研究地点。(A)的意思是降雨雪(mm) 2日网站;(B)的意思是降雨雪(1毫米)网站;(C)平均温度(2°C)的网站;(D)的平均气温(1°C)的网站。

这个数字表明,Jemaat Shaim网站的特点是更高的温度和降雨量低于年度Merchouch记载的那些网站。第一个网站是半干旱的气候,而第二个网站是属于半干旱的气候干旱。根据粒度结果见表1在第一个站点,土壤有超过50%的粘土在0 - 80厘米深度,和在第二个网站,土壤粘土量减少深度小于50%。
场 持续时间 土壤深度(厘米) 结构(%) 纹理
粘土 狭缝 沙子
网站我
Merchouch		 11年 清廉 54.5 32.3 11.2 粘土
0-20 50.0 37.3 12.7 粘土
20 - 80 52.5 35.1 12.4 粘土
网站二世
Jemaat Shaim		 32年 0 - 2.5 56.5 32.23 11.38 粘土
2.5 - 5 46.2 30.95 22.9 粘土
5 - 10 45 22.9 32.1 粘土
10 - 20 42.1 21.01 36.91 粘土
20 - 30 39.7 23.32 37.02 粘土/壤土土
30 - 40 31.4 33.24 35.05 壤粘土
奖金的 42.1 21.01 36.82 粘土
60 - 80 42 20.21 36.84 粘土
表1
So1l纹理特征在两个地点的土壤剖面。
2.2。方法

的情节两个实验网站是有区别的,两个耕作的治疗方法:CT和NT。第一个治疗由传统耕作制(耕作到30厘米深)其次是浅耕作(10 - 15厘米)。目的是准备好的苗床和埋葬植物残留物。第二个治疗相比,这个由单个操作。意识到特别NT钻,由开放从地上把种子2 - 3厘米,5厘米深度。两个站点是基于农业旋转谷物或豆类。这个旋转是自2009年以来开始在第二个网站。

2.3。土壤测量

为了研究NT和CT的影响土壤质量的主要组成部分,不同的土壤采样方法是根据我们的目标和测量参数,用于研究。

第一个实验,收集了36个样本从土壤表面,包括以下深度:(清廉厘米)(10 - 20;20 - 40;40 - cm),基于SOM分析三个复制为每个参数。对于这个网站,样品收集在5月26日,2015年。故事情节是基于谷物(软质小麦)。在最古老的田间试验,有关抽样八深处,0 - 2.5;2.5 - 5;5 - 10;10 - 20;20 - 30; 30–40; 40–60; and 60–80 cm, for five replicates. There were twenty-four samples for the soil physical analysis (structural stability and BD) with 3 replications, for each analysis considering only two depths (0–10 and 10–20 cm). Samples collection was performed on June 23, 2015, on two plots of chickpea. The summary of soil samples collected from two sites is presented in Table2。
场 采样时间 旋转 作物 数量的样品
总样本 进行化学分析 物理分析
网站我 2015年5月26日, 谷类和豆类 软质小麦 36 24 12
网站二世 2015年6月23日 谷类和豆类 鹰嘴豆 104年 80年 24
表2
总结两个站点的土壤样本收集。
2.4。分析方法
2.4.1。有机物质

收集到的样本0.2毫米干耗氧和筛分以决定性的土壤有机碳含量。这些内容是使用修改后的方法估计Walkley和黑色的28)基于的原则重铬酸钾氧化所包含的土壤中的碳。重铬酸钾改变其颜色取决于数量的减少产品;这个颜色的变化可以相比,土壤中有机碳的数量。我们推导出有机质含量乘以1.724的碳含量。

2.4.2。总氮

TN由修改凯氏法(29日]。土壤有机氮的矿化硫酸铵在浓硫酸的存在了。通过剥离水蒸气,解放的氨碱性介质及其剂量由酸量滴定法。

2.4.3。干散货密度(BD)

BD的测量是执行只有在土壤表面(清廉厘米),使用一个圆柱体(核心样本)。样本体重前后经过48小时的烤箱以105°C。这项措施是在g·厘米−3和评估的方法,格罗斯曼和Reinsch30.]。

2.4.4。总体稳定

土壤团聚体稳定性估计土壤的能力时保留其结构受到不同的约束。它是由Le Bissonnais[提出的方法31日],它结合了三个测试描述土壤的行为在不同的气候和水条件。Le Bissonnais在于对土壤采样3治疗方法:(我)通过浸快速润湿。(2)润湿缓慢的毛细管。(3)机械解集再湿润后搅拌。

此外,土壤有机质是土壤总量之间的凝聚力的主要因素这三个测试。

2.5。统计分析

统计分析的数据已经意识到为了研究耕作的影响治疗(NT和CT)对土壤物理和化学性质。为此,我们的研究结果进行了测量比较他们的根据 以及(学生的 以及)。用于数据处理的软件SPSS统计21。

3所示。结果与讨论

3.1。耕作系统对土壤有机质含量的影响

SOM的重要性是它的积极影响在许多物理和化学性质的土壤。这就是为什么NT的影响,前期文化的残留不删除和分解在土壤表面,SOM内容由不同的作者对研究不同气候条件和不同类型的土壤。但没有研究了SOM的变性土后11和NT下32年。

第一个站点(表3),这是发现在NT下SOM内容高于CT和30%的变异。统计分析显示之间的显著差异只有在清廉厘米耕作系统( 值= )和土壤剖面中没有显著的影响(从10到60厘米的深度)在NT下。这个结果类似于通过Moussadek et al。22],Laghrour et al。32),对同一研究领域后七和十年的试验,分别。这也证实了激怒et al。33)和Blanco-Canqui拉尔(34],他也表明SOM含量高在NT下清廉cm层与CT相比。此外,Hassink [35和史等。36]发现,深度,两者之间的价值观相似的耕作治疗。漫步et al。37),Guzmane et al。38],麻雀等。39)报道,在NT下,土壤有机碳含量在土壤表面强烈分层和深度迅速减少。
场 土壤深度(厘米) 有机质含量(g·公斤−1) CT NT % SOM变化
NT CT
网站我 清廉 30.
10 - 20 19.11±0.03 17.38±0.12 10
20 - 40 17.23±0.10 16.43±0.05 5
奖金的 15.80±0.04 15.36±0.03 3
网站二世 0 - 2.5 19.12±0.47 13.02±0.21 b 47
2.5 - 5 15.38±0.27 10.74±0.14 b 44
5 - 10 15.62±0.06 10.06±0.17 b 54
清廉 16.44±0.22 10.97±0.17 b 50
10 - 20 12.68±0.06 9.42±0.10 b 35
20 - 30 12.48±0.09 9.58±0.10 b 30.
30 - 40 13.22±0.17 9.80±0.10 b 35
奖金的 11.18±0.06 9.440±0.17 19
60 - 80 10.20±0.10 12.94±0.22 −21
同一行,其次是不同字母的值明显不同在每个研究网站根据学生的测试( )。
表3
耕作影响SOM(平均值±标准偏差)的内容。

根据学生的测试,我们的结果为第二个站点(表3)在土壤剖面显示显著差异,深度可达40厘米(从土壤表面40 cm的深度)之间的两个耕作治疗。这个结果与愤怒和Eriksen-Hamel [40]Syswerda和科尔。(41]表明NT和CT的区别是谁没有观察到在30厘米深度。然而,一个重要的积累被记录在NT下5 - 10 cm层记录相比其他两层的土壤表面(0 5 - 2.5厘米和2.5厘米),SOM耕作治疗之间的差异为54%,47%,和44%,分别。然而,刘等人。42)观察到17年后在NT下更大的有机碳含量在0 - 5 cm层比5 - 10 cm层。这些作者是具有统计学意义的结果只有清廉cm的深度和没有显著差异的其他层深度从10到60厘米。他们补充说,在深层,有机碳含量高于CT和NT后与我们的结果11年的审判。SOM获得的不同变化的概要文件可以解释为土壤的类型,这是证实了佩顿(43)和Kovda et al。44),他表明,变性土的特点是镜岩和深裂缝的存在。在另一项研究中,这些结果的显著影响到40厘米深处NT是由于有机碳的积累在土壤表面45,46),其长期在深层分布。这些结果与通过Dimassi et al。47]。

3.2。耕作系统对总氮的影响和C / N比率

八十五TN包括有机氮的95%。后者可用矿化对植物与微生物的活性有关。SOM的主要土壤氮储量。

第一个站点,TN更高NT CT相比(表下土壤表面4)。但这个结果表明耕作治疗之间没有显著差异。也发现类似的结果激怒et al。33)和Blanco-Canqui拉尔(34]。这可能是解释为缺乏SOM积累在土壤表面经过11年的实验。
场 土壤深度(厘米) 总氮(g·公斤−1) C / N
NT CT NT CT
网站我 清廉 10.75 8.28
网站二世 0 - 2.5 1.22±0.01 0.92±0.01 b 9.02 8.31
2.5 - 5 1.08±0.01 0.94±0.01 b 8.23 6.63
5 - 10 1.10±0.01 0.94±0.01 b 8.28 6.25
10 - 20 1.20±0.01 0.94±0.01 b 6.15 5.87
20 - 30 1.04±0.01 0.98±0.00 6.98 6.67
30 - 40 0.94±0.01 0.90±0.01 8.24 6.31
奖金的 0.88±0.01 0.98±0.01 7.39 5.61
60 - 80 0.88±0.01 0.88±0.01 6.80 8.64
相同的行,意味着紧随其后的是相同的字母没有显著不同 在耕作的治疗方法。
表4
耕作方法对总氮的影响(平均值±标准偏差)和C / N比率。

32年之后,伟大的TN测量值与两者之间的显著差异在NT下耕作治疗从表面(0 - 2.5、2.5 - 5和5 - 10厘米)(表10 - 20厘米深层4)。获得的值的配置文件没有显著的影响。这种重要的NT效应似乎受到有机质含量的积累和采用NT系统在不同条件下的时期。这是清晰可见,理解在一些研究工作。5年后在NT下测试,外种皮等。48)表示在土壤表面显著差异(0 - 7.5厘米)。经过9年的试验发现显著差异也在0 - 12.5厘米(49)和11年之后在0 - 17.5厘米,20厘米Burle et al。50)和Mrabet et al。51),分别。

从这些结果由几个作者,看来TN含量与土壤深度变得越来越重要,主要取决于采用的NT持续时间。

C / N比率被认为是一个重要的土壤肥力指标可以用来反映SOM和土壤之间的交互TN (52]。结果第一站点(表4)表明,土壤C / N比值在NT下高于CT清廉cm层。第二个站点(表4),有更大的提高这一比率比CT在NT下土壤剖面深度60厘米。这个结果的C / N比值在土壤表面的NT可以解释之前剩余的残留物从作物。此外,土壤C / N比率下降与深度剖面两种耕作治疗。这可能是可能由于粘土含量,随深度。一些作者报道,粘土含量高时通常与有机质分解增加有关C / N比值降低(53- - - - - -56]。

也发现类似的结果支持后NT 22年(52),而Mazzoncini et al。57)没有发现C / N比值的差异两个耕作系统尽管土壤有机碳和总氮的变化。

3.3。耕作系统对结构稳定性的影响

Le Bissonnais [31日]定义了结构稳定或稳定的聚合能力的固体之间的土壤保持其安排和空粒子暴露在各种不同类型的压力,因为他们可能和不同的强度。的影响土壤耕作工具,雨或润湿,这些约束的例子。良好的结构稳定性降低结壳,因此通过径流和侵蚀土壤流失。耕作的影响治疗的总体稳定的平均重量直径图所示3。

(一)”name=
(一)
(b)”name=
(b)
(c)”name=
(c)
图3
耕作方法对结构稳定性的影响在土壤表面都坐在位于摩洛哥。(一)平均重量直径(随钻测量)为每个测试的第一站点结构稳定性清廉cm的深度;(b和c)平均重量直径为2的网站。(b)清廉cm的深度;(c)在10 - 20厘米的深度。酒吧代表标准偏差,列显示字母上面的差异没有显著区别耕作(NT)和传统耕作制(CT)实践。

第一站点土壤结构稳定性的测量显示了所有三个测试显著影响耕作。这意味着,经过11年的测试后,变性土可以抵抗不同气候条件的限制,特别是快速润湿。这个测试的重要性意味着土壤可以抵抗残酷的雨而slow-wetting测试意味着变性土可以抵抗温和多雨(22,58]。这些结果是一致的与那些通过Laghrour et al。32),10年后同样的实验研究。这些作者没有发现有意义的机械解集的测试结果,与我们的研究结果显示,经过11年的实验,耕作治疗之间的显著差异。这意味着,11年后,Merchouch的变性土可以承受这个测试,其目的是测试土壤凝聚力湿无论破裂。Sheehy et al。23]表明,聚合稳定性结果变性始成土(10年的实验)和饱和粗骨土(11年的实验)NT和CT在土壤表面之间明显不同。

然而,对于第二个网站,NT结果增加聚合稳定性,与CT相比,89 - 30%的深度清廉厘米,10 - 20厘米,分别。这个伟大的稳定土壤表面的记录显示,32年后在NT下,变性土更稳定在NT CT对侵蚀和径流。此外,统计分析清楚地表明,所有测试清廉,10 - 20厘米的深度明显不同( )之间的治疗NT。这些结果相反通过Kibet et al。59],他表明,在长期的实验(1981年成立),他们发现了一个显著的影响夏普斯堡粉砂质粘壤土土只在清廉厘米在NT下其他耕作相比,治疗和任何显著影响被发现在10 - 20厘米的深度之间的耕作治疗。

此外,显著影响fast-wetting试验观察到的,这是一种破坏性试验,表明土壤能抵抗分解聚合(22,58),突然降雨。然而slow-wetting测试的结果,表现为低水位梯度和更大的排气的可能性,表明NT能够限制这湿润的速度。这意味着变性土可以更好地抵御中雨。显著的影响也被观察到的机械解集测试后32年。

Amezketa [60]表明,聚合稳定性受多种因素影响,SOM是最重要的。事实上,SOM充当粘合剂之间的粒子和改变聚合物的疏水性。不过,大量研究相关增加结构稳定性SOM的积累(61年- - - - - -66年]。是指出,尽管结构稳定性的重要影响记录下NT和CT,结果显示低的值随钻测量(NT 0.3到0.81,0.19到0.48 CT)。这一发现可能是由于变性土。

这些结果之后,我们可以说NT帮助构建一个良好的结构随着时间的推移,这是非常可取的维持农业生产(它可以有利于植物生长)和保护环境质量(它可以减少土壤侵蚀和养分径流损失)(67年]。

3.4。耕作系统容重的影响

BD是最重要的参数之一,对土壤结构的研究。它允许的诊断这个土壤压实密度与土壤的孔隙度有关。结果(表5经过11年的NT)表示没有显著的影响。发现了相同的结果经过十年的试验(32),与Moussadek et al。22)显示的显著影响测量BD (CT) < BD (NT)在NT下2011。这就解释了在NT下土壤通常变得更多孔和压实,从而更多的水渗透。
场 土壤深度(厘米) BD (g·厘米−3)
NT CT
网站我 清廉 1.29±0.04 1.15±0.14
网站二世 清廉 1.41±0.07 1.37±0.22
10 - 20 1.45±0.05 1.35±0.14
表5
耕作方法对体积密度的影响(均值±标准差)。

双相障碍的结果为第二个站点也提出了在表5。这个分析的结果表明,两者之间没有显著差异的耕作系统土壤表面清廉厘米( ),10 - 20厘米( )。在清廉厘米,下有价值的BD NT(1.41)几乎等于在CT (1.37)。层,10 - 20厘米的差异仍然存在。此外,与CT相比,BD更高在NT清廉厘米深度的百分之三和百分之七,10 - 20厘米。这可能意味着变性土的压实土壤类型可能下降长期采用NT。也观察到类似的结果在中期内NT的变性土(32]。我们也可以比较我们的结果与那些通过刘et al。42]表明,经过17年的测试,BD NT下更高的土壤表面和0 30厘米深度。始成土的BD NT和CT下5日高3.5和13.9%深度0 - 5、5 - 10,和10 - 20。作者发现显著差异( )治疗清廉厘米,10 - 20厘米。德·莫拉埃斯et al。68年的BD)相比氧化土在NT下获得CT 11 (NT11)和24年之后(NT24)。这些作者发现显著差异比较NT系统的CT和NT11和NT24之间没有找到一个显著的影响,但BD是低比NT24和NT11 (BD NT11 > BD NT24 > BD CT),而低BD NT24记录了CT与深度10 - 20的显著差异了。在这个深度,获得的结果可以概括如下:BDNT11 >时> BDNT24。

4所示。结论

在文化实践中,NT是近年来持续关注的话题。NT的这种做法是最近进化,许多观测表明,它有一个强大的对SOM的性质和演化的影响,影响的一组化学性质(TN和C / N)和物理土壤(BD和结构稳定性)。本文允许研究NT和CT的影响的物理和化学性质半干旱干旱地区。第二个网站的结果Jemaat Shaim表明,经过32年的测试后,SOM的NT促进积累在土壤表面和深度可达40厘米,与CT。积累在土壤表面经过11年的测试证实了在第一个网站,记录重要的土壤表面的SOM水平。一方面,高含量的SOM地解释营养为总氮的可用性和聚合在NT下的稳定性比那些已经密集耕种。另一方面,获得的结果在两个耕作治疗的持续时间可以解释这个新农业实践。这允许说CT被侵蚀和径流更容易降解,但在NT下土壤稳定聚合所示结构稳定性的测试。

相互竞争的利益

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

这项研究支持联合INRA-ICARDA项目整合自然资源管理(INRM项目)。

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