水土保持措施对土壤质量的影响指标:对于Geshy Subcatchment, Gojeb河流域,埃塞俄比亚

文摘

土地退化是一个全球性的负面环境的过程,会导致土地资源的生产力下降的能力来执行其功能。虽然水土保持(SWC)技术已经被采用Geshy subcatchment,研究其对土壤质量的影响是限制。这项研究进行了评估SWC措施对土壤质量指标的影响Geshy subcatchment, Gojeb河流域,埃塞俄比亚。共有54个土壤样品(两个treatments-farmlands有无SWC措施三个斜坡类三个阳台位置三个复制)收集在一个20厘米的深度。土壤质量指标的统计差异分析了用多元方差分析(方差分析)的一般线性模型程序SPSS 20.0版本的Windows。使用图基意味着表现出显著差异比较的诚实的意义差别在5%概率水平。研究了土壤的特点是低体积密度,微酸性土和粘壤土纹理。结果表明,农田SWC措施大大改善了土壤物理(淤泥和粘土分数,土壤体积含水量(VSWC))和化学(pH值,SOC TN C: N比率,和Av.磷)质量指标与农田相比没有SWC措施。VSWC显著升高,粘土,SOC, TN C: N比率,Av。P类和阶地斜坡底部位置可以归因于SWC措施减少侵蚀和沉积的影响。一般来说,研究土壤低SOC状态的内容,TN C: N比率,Av。P(不足)。因此,积分使用两个物理和生物的SWC选项和农艺措施在改善土壤质量更好的至关重要农业生产和生产力。

1。介绍

土地退化是一个渐进的、全球负面环境过程和发展问题,导致临时或永久土地资源的生产力下降的能力来执行它们的功能(1]。土壤退化,包括物理、化学和生物降解,是土地退化的关键组件2,3,4]。土壤退化的最重要的形式是消耗土壤质量和土壤侵蚀的水(5]。土壤质量(平方)被定义为“一种特定的土壤功能的能力在自然或生态系统管理范围内维持植物和动物生产力,维持或提高水和空气质量,和支持人类健康和居住”(2]。平方的测量需要识别特定的“指标”,可以定量测量随着时间的推移,相对于参考条件或对一些常见的评判标准6]。因此,平方指标可以被定义为最敏感的土壤特性和过程对土壤功能变化由于土地管理实践的变化在一个短期的基础上(7]。因此,平方平方的量化评估指标,是衡量土壤性质影响土壤的能力来执行指定的函数(8]。

土壤退化和农业生产率低的问题严重的农村埃塞俄比亚高地(9,10]。平方的恶化主要是由于水侵蚀由于崎岖的地形,土地资源管理不善,以及植被的损失(11]。灾难性的干旱和饥荒后的1984/85,质量结算程序已经进行了从北部到西南地区导致大规模砍伐森林和土壤退化(12]。研究结果显示,土壤侵蚀的速度在全国耕地42 Mgha⁻¹一年⁻¹(13]。最近的研究(14]也估计土壤侵蚀的利率20 Mgha⁻¹一年⁻¹目前耕地和33 Mgha⁻¹一年⁻¹在埃塞俄比亚以前耕地退化土地。Bewket和菲利15]和Gelagay Minale [1647]报道的土壤侵蚀率和93 Mgha⁻¹一年⁻¹分别在四郎和Chemoga分水岭。在Shomba subcatchment, Mekuria [12)也报道,估计年平均土壤侵蚀率13.5 Mgha栽培领域⁻¹年⁻¹加速速度超出了可容忍的水平。政府和非政府机构巨大的金融投资和劳动力资源来解决土地退化Geshy subcatchment, Gojeb河流域的埃塞俄比亚。各种水土保持(SWC)技术被采纳并构建培养领域和山坡上植树造林的土地可持续管理项目(SLMP)农业部。SWC等改善土地管理实践被认为是一个关键的战略来减少土地退化和维持土壤质量(17,18]。

虽然SWC干预措施的主要目的是为了减少水土流失,恢复土壤质量,提高农业生产率,都有混合对其利益实现在埃塞俄比亚和矛盾的报告。几项研究(例如,3,5,19,20.)确认SWC技术的重大积极作用对土壤质量和作物生产率。其他研究在埃塞俄比亚的各个部分(3,17,21,22,23)报道,SWC技术发挥了重要作用在维持土壤质量,提高农业生产和减轻土地退化。相反,Wolka et al。20.)认为与水平农田土壤外滩和石头外滩和nonterraced没有显示显著差异的一些参数和更少一些网站在埃塞俄比亚南部。

因此,正确理解和量化土壤质量的变化造成SWC干预是必要的,因为它提供了多样化的土地管理的有效性的信息选项。SWC干预措施对土壤质量的影响本质上是特定站点,并且没有研究来评估其对土壤质量的影响进行Geshy subcatchment。目前迫切需要评估SWC措施对土壤质量指标的影响。因此,本研究的目的是评估SWC技术对土壤质量的影响指标Geshy subcatchment Gojeb河流域,埃塞俄比亚。

2。材料和方法

2.1。研究区域的描述

这项研究是在进行Geshy subcatchment Gojeb河流域,埃塞俄比亚,占地总面积9628.5公顷。之间的地理位置,它是07年7°26°22′′N纬度和36°12′-36°24′E经度和海拔范围从1600年到1800年m.a.s.l。因此,小支流与干流,Geshy河,来自西部,西南部,南和东南Geshy河流流向Gojeb河出口(图1)。

农业生态的,它落在湿/潮湿(Woina戴格)政权,在温暖的submoist低地,温热submoist中部高地,温和湿润半湿润气候的中部高地,温暖半湿润气候的低地(24]。基于记录Gojeb气象台,最酷的是6月至8月在主要的雨季,而最热的几个月从2月到5月。较低的降雨是单峰降雨从11月到2月和5月和9月之间最潮湿的一个月。和月平均降水量1762毫米和136.3毫米,月平均最高和最低温度25.3°C和15°C(图2),分别在Dirri气象站记录。

根据粮农组织在Geshy subcatchment土壤分类、腐殖质的土壤制图单位主导性Nitisols(5971.78公顷,总面积的62%)和腐殖质Alisols(图3656.70公顷,38%3)。土地利用模式的特点是大量的农田,主要由五个LULC类如农田、林地、灌木地、林地、沼泽区域(表1)。7261的总人口是14518人的家庭总数306012]。

2.2。方法

2.2.1。选址

初步调查的SLMP实现网站,Geshy subcatchment确定合适的采样站点的情节。各种SWC措施如土壤国债和Fanya juu通过大规模社区管理者实现了SLM程序。因此,从农田土壤数据收集,没有SWC这些治疗措施,比较在不同坡梯田中类和位置。在农场情节SWC措施的情况下,抽样块指连续两个梯田之间的区域。在农田没有SWC措施的情况下,抽样情节是指耕地面积,这是发现连续农场之间的界限。然后,选中subcatchment分为不同边坡类别使用数字高程模型(DEM)。民主党的输出和subcatchment土壤地图被用来研究区进行分类和确定抽样的情节。研究subcatchment分为平轻轻倾斜(< 3%),坡度(3 - 5%)、倾斜的(5 - 8%),强烈倾斜(8 - 15%),中度陡峭(15 - 30%)和陡峭的极其陡峭的(> 30%,图3)采用联合国粮农组织系统(26]。因此,代表性情节从三个坡类别,即低(3 - 8%),中期(8 - 15%)和上层(15 - 30%),是被故意省略不到3%的土地坡度小侵蚀的假设斜率(27]。

2.2.2。土壤采样和数据收集

在Geshy subcatchment,侦察调查确定代表SWC措施和土壤取样的情节。不同的土壤采样方法有自己的优点和缺点。兰登(28]表明判断抽样选择典型的网站表示大部分地区是可行的。此外,样本网站的特点后Shiene[所使用的方法23],Winowiecki [29日),Abegaz et al。30.],Dagnachew et al。25]。因此,判断抽样用于带代表农田土壤样本,没有SWC措施。后确定抽样阴谋在不同边坡类别(3 - 8、地位和15 - 30%)和阶地职位(low-terrace mid-terrace, up-terrace),农田SWC措施和复合土壤样本收集沿着梯田在50厘米的距离各自钻到20厘米深度通过立意抽样技术。为农田没有SWC措施,钻洞打开三个斜坡类(3 - 8%、8 - 15%和15 - 30%,数字3),在三个位置在梯田上考虑块耕地,即。,一个在较低,中间和上部的阴谋。subcatchment的研究中,所有土壤样品都是从类似的映射单元,腐殖质Nitisols,看到SWC措施对土壤质量指标的影响。便携式全球定位系统(GPS)是用来记录经度,纬度和海拔的采样点(图3)。斜率类、土壤映射单元和土壤采样点如图3在下面。

此外,三个取样位置的梯田内固定选择情节,即。low-terrace (A), mid-terrace (B),和up-terrace (C)(表2)。采样点的位置如下:(一)low-terrace位置指的是位置50厘米的低阶地立管在上坡方向,(B) mid-terrace是连续两个梯田之间的中点位置,和(C) up-terrace位置指的是位置50厘米上下盘的阶地斜坡方向。50厘米的距离从上下阶梯状斜坡的影响是减少水漫溢积累和飞溅的水,分别为(23]。选择这三个坡位的原因是土壤和排水条件相差很大等领域。此外,水土保持研究项目(SCRP)长期一系列生产力测量使用相同的程序,可用于比较土壤质量和农业生产在这些位置25,31日]。土壤采样完成从三个坡三阶地类别和职位有三个复制(情节)(图3、表2)。

因此,总共54土壤采集样本进行实验室分析从1月到2016年2月。后删除顶部5厘米土壤排除窝和线虫,土壤样本完全混合,标签,袋装(2公斤样品)进行实验室分析。原状土样本收集使用核心环采样器测定干体积密度和土壤含水量的中心抽样阴谋。因此,共有54个样本(样本27日农场土地SWC措施和27日从农场情节没有SWC措施)进行实验室分析。

2.2.3。土壤实验室

土壤样本脱水、粉碎和筛分2毫米孔筛进行分析。的农田,没有SWC措施,边坡,阶地头寸作为独立变量(因素)和土壤质量指标作为因变量。选中的土壤质量指标考虑本研究粒径分布,干容重、土壤体积含水量、总孔隙度、pH值、土壤有机碳(SOC)、总氮(TN)、carbon-to-nitrogen比率,和可用磷(美联社)。干散货密度( )原状土样的土壤测量使用干燥后的岩心取样器收集105年核心样品放在烤箱里^°C (32)在土壤Jimma农业研究中心的实验室,埃塞俄比亚,计算烘干的土壤的质量除以102.1厘米³核的体积(25,33)如下: 在哪里= (gcm土壤容重⁻³),米_年代=质量的土壤经过干燥(g),和V_b=土壤总体积(cm³)。

总孔隙度估计从体积密度和粒子密度(假设粒子密度2.65克/厘米³)。因此,

重量的土壤含水量(GSWC %)确定以下描述的方法(34]。烘干的土壤之前,初始重量测量之后,烘箱干燥24小时在105°C和称量烘干的土壤。重量的土壤含水量决定使用以下公式(25]: 在哪里=重量质量基础上土壤含水量(%),=湿土壤样本的重量 ,和=干土壤样本的重量 。

然而,与农业和工程功能,体积比重量的基础上表达相关的土壤含水量和决心乘以重量的土壤含水量与干容重和gcm它除以1⁻³水的密度(34]。

土壤反应(pH)和粒度分布测定使用1:2.5 (w / v) H₂O悬挂玻璃电极和液体比重计Van Reeuwijk [35)和Haldar人形(36)方法,分别。SOC是由Walkley和黑色(37)法和TN的凯氏法描述在黑色32]。可用的磷(美联社)确定后,奥尔森过程(38]。分析了在国家土壤测试实验室标准程序后,埃塞俄比亚的亚的斯亚贝巴。

2.2.4。统计数据分析

统计差异选择处理间土壤质量指标进行了分析(有或没有SWC),斜坡类和阶地位置在前20厘米的土壤深度和运用多元方差分析测试(MANOVA)后一般线性模型(GLM)程序SPSS 20.0版的Windows。每个土壤质量指标的土壤空间变异性映射使用Geostatisical分析工具、反距离权重插值法(IDW),在ArcGIS 10.4.1空间分析工具。所有数据在土壤质量指标是检测正常之前做方差分析。意味着表现出显著差异比较使用事后测试图基诚实的重要性的差异(HSD)以5%的概率水平。皮尔森相关系数是执行检查所有可能的土壤质量指标之间的配对组合生成一个相关系数矩阵。

3所示。结果与讨论

3.1。身体上的土壤质量指标

表3- - - - - -7显示平均水平,标准偏差值,方差分析、皮尔逊相关系数的土壤物理和化学质量指标为每个治疗(SWC没有SWC措施),三个斜坡类,平台位置Geshy subcatchment。此外,地图的空间变异性的粒度分布和体积密度如图4在下面。

3.1.1。粒度分布(PSD)

土壤粒度分布在有和没有SWC治疗如表所示3和图4。方差分析(方差分析)表明,与砂分数,淤泥和粘土分数明显不同( )与治疗(表6)。土壤处理SWC措施明显高于粘土分数与那些没有SWC措施。相反,在农田SWC淤泥分数明显低于没有SWC措施。虽然没有统计学意义,相对较高的砂分数记录在土壤处理SWC比没有SWC措施。

主要的土壤结构类是粘土和粘壤土分数与SWC没有SWC,分别(表3)。方差分析结果表明,PSDs没有任何明显的变化与类和阶地斜坡位置和他们的交互作用(表6)。然而,在与旱作农田,淤泥和粘土分数显示的总体平均值显著变化( ),但沙在露台的位置变化不显著(表3)。因此,总体平均粘土分数较低(45.3%)明显高于上层平台位置(37.8%)在农田SWC措施。总体平均泥沙分数较低(25.9%)明显低于上露台的位置(32.4%)在农田SWC措施。这可能归因于其强负相关性与粘土分数(r=−0.943, ,表7)。然而,在农田没有SWC措施,总体平均沙子,淤泥,粘土分数没有任何明显的变化在阳台位置(表3)。这可能归因于SWC措施对土壤侵蚀和沉积过程的影响。PSD不遵循任何不同的模式在斜坡位置在农田和没有SWC措施。与这一发现内联,Wolka et al。20.]发现显著变化的淤泥和粘土分数( )比相邻农田underterraced nonterraced埃塞俄比亚南部的农田。同样,门格斯图等。3]和Demelash Stahr [39)也报道nonconserved泥沙含量显著高于守恒的土地在埃塞俄比亚高原。此外,海驴et al。19],Shiene [23],门格斯图等。3)也报告说,土壤质地在不同坡梯田之间的差异可能与侵蚀和沉积过程。

3.1.2。体积密度( ,gcm⁻³)

在Geshy subcatchment,体积密度的空间分布如图4。体积密度与治疗,没有任何明显的变化斜率类和位置在梯田(表以及它们的交互影响6)。土壤被发现在临界水平(1.00 - -1.40 gcm吗⁻³)为农田,没有SWC措施,这是一个理想的根系生长条件对农业土地利用和粘土土壤(评为“低”34,40]。的平均值在农田SWC略低于没有SWC措施(表3,图4)。土壤通常被认为是“低”(28]。同样,重金et al。19和门格斯图等。3)报道,土壤容重差异不显著守恒和nonconserved农田。相反,他们报道的一个重大的变化与景观的位置。Shiene [23)也没有观察到显著的差异在景观Wello地区的位置。相比之下,Demelash和Stahr [39,阿拜et al。41报道一个显著的变化守恒和nonconserved水域和斜率梯度。相比之下,Shiene [23]报道重大的变化在这三个平台的位置。因此,无意义的差异在农田土壤物理质量指标之间有或没有SWC措施SWC结构的可能与年龄有关。

3.1.3。土壤体积含水量(VSWC %)和总孔隙度(%)

的空间分布在Geshy subcatchment VSWC TP和pH值被显示在图5。整个VSWC显著不同的治疗方法和位置在梯田( ),但不明显随坡类( )及其交互作用的治疗,阳台位置,和斜坡类( ,表6)。在农田SWC措施的总体平均值VSWC,虽然不显著,高( ,32.22%)的斜率(3 - 8%)低于8 - 15%的斜率(29.61%)而不是与斜坡类(15 - 30% ,32.76%,表3)。在农田没有SWC措施,它没有任何明显的变化与坡位( ,表3),这可以归因于缺乏SWC结构陷阱沉积物和储存水分。对位置在露台,VSWC显示显著差异( ,表3)在低、中间和上部平台位置。因此,观察VSWC最高显著低阶地中间位置(34.90%)比(27.57%)和上层(20.71%)阳台位置在农田SWC措施。然而,它是显著提高( )低(39.29%),其次是中间(32.18%),比上面的阳台位置(23.13%,表3)在农田SWC措施。

总体平均VSWC被发现显著的高于低阶地职位( ,比上面的阳台位置(28.30%) ,32.18%),而不是与阶地的中间位置( ,23.13%,表3)。这可能归因于存在明显高于OM,粘土土壤,SWC在减少径流的影响比更快速度和增强渗透径流流量下斜坡农田没有SWC措施。简而言之,在研究subcatchment,平均VSWC农田SWC措施已经发现要高( ,49.58%)比农田没有SWC措施(49.58%),这可能归因于能力SWC技术能提高土壤的质量改进的沉积物捕获和储存水分背后的结构。研究土壤的TP(%)没有明显随治疗,斜坡类和位置在露台以及它们的交互作用( ,表6)。数值,它几乎是类似在农田没有SWC治疗,这可能是由于年龄结构和微不足道的体积密度的变化与治疗。在研究土壤、TP强烈与土壤容重(r=−1.00, ,表7)。

同样的,其他的研究(23,41]表明,梯田的斜坡地区温和的斜坡和更广泛的间距,因此,传入的径流仍将长期持续,部分存款悬浮和溶解的材料。

3.2。化学土壤质量指标

土壤有机碳的空间分布地图,TN C: N比率,美联社如图6。

3.2.1之上。土壤pH_H₂O

土壤pH值,从而影响营养的可用性和毒性,微生物活动,和根系生长的第一个参数被认为是在土壤质量评价42]。在Geshy subcatchment,土壤pH值的空间分布如图5。方差分析表明,土壤pH值显著( )与治疗方法多样,但不是用斜率类和位置在露台以及它们的交互作用( ,表6)。总体平均pH值在农田SWC显著低于没有SWC(表5)。这可能归因于较高的年降雨量的subcatchment渗滤液的阳离子和叶子可交换的复合体由H⁺和艾尔^{3 +}和SWC的年龄结构。土壤pH值斜率类之间的差异没有统计学意义( ),表6。在农田SWC措施、土壤pH值随着坡度呈下降趋势(表类5)。在没有SWC措施的农田,土壤pH值在3 - 8%高于坡的15 - 30%。此外,土壤pH值与阳台位置没有任何明显的变化( ,表5)。然而,它的价值被发现在低(沉积区)高于上部(损失区)在农田SWC措施(表5),这可能归因于SWC实践的积极作用,增加土壤的pH值,然后降低土壤酸度。

同样,重金et al。19)和Ademe et al。21)发现最大的pH值6.27和5.65底部和上部景观头寸在农田SWC措施,分别。阿玛雷et al。22和门格斯图等。3)还观察到一个更高的土壤的pH值脚趾和波峰斜坡比其他景观位置。这可能是由于这样的事实,高降雨量加上陡峭的山坡可能增加浸出,水土流失,减少可溶性碱阳离子导致更高的H⁺活动和注册为降低pH值(26]。Wolka et al。20.)和Ademe et al。21]报道重大的pH值变化SWC实践和发现与SWC实践领域的pH值高于没有SWC实践在埃塞俄比亚南部地区。其他地方的研究(3,22,39]和[41)并没有发现显著差异之间的土壤pH值守恒和nonconserved土地。相反,海驴et al。19]报道低pH值控制农田和高Fanya juu 10年。阿玛雷et al。22)也报道相对较低pH值的损失区,而最高的堆积区。这可能归因于更高的可交换阳离子的存在由于减少水土流失3,21,23]。据兰德勒(28土壤pH值等级,研究土壤的pH值是归类为媒介,被评为微酸性。

3.2.2。土壤有机碳(SOC), %)

在Geshy subcatchment,方差分析结果表明,SOC与治疗明显不同( ),位置在梯田( ),和治疗和斜率之间的交互类( )(表6)。SOC的总体平均值(3.21%)和旱作农田措施相对高于在农田没有SWC(3.03%)措施(表5)。这可能归因于积累和留存OM由于subcatchment SWC措施进行,而最低的OC可能归因于损失的形式腐烂的叶子,茎,根从土壤表面由于缺乏物理障碍。

在农田没有SWC SOC内容被发现显著的高于3 - 8%(3.36%)比8 - 15%(2.90%)和15 - 30%(2.84%)的斜率类( ,表6),它显示斜坡类的增加趋势与减少。最低的SOC上斜坡类可能归因于水土流失的严重程度和交通的有机物质通过径流和侵蚀下斜坡。结果表明,梯度SOC与坡度呈负相关。在农田SWC措施,SOC与斜坡类没有任何明显的变化(表6),这可能是由于建立SWC结构增强原位保护和进一步减少侵蚀过程。

关于职位在露台,SOC含量表现出显著的变化在农田和没有SWC措施( ,表6)。与旱作农田,SOC含量较低的总体平均值(3.42%)和mid-terrace头寸(3.39%)明显高于上一个(2.82%,表5)。同样,在农田没有SWC,其内容在较低的位置(3.19%)显著高于上层(2.86%)阳台位置( ,表6)。这SOC的变化可能是由于由于侵蚀减少SWC措施和生物量积累的影响41,43]。阿玛雷et al。22也观察到显著变化的SOM积累和损失之间的内容区域内农田梯田。梯田减少水土流失和提高沉积和被困的材料如植物凋落物(23]。保守地区的土壤可以积极侵蚀土壤流失区和沉积于土壤堆积区,创造空间变异性的水分和养分有效性interconserved空间内(41]。SOC的积累是一个初始土壤的形成过程,是由物理、化学、生物、和人为因素复杂的相互作用[44]。

同样,Mulugeta和卡尔45),海驴et al。19),阿拜et al。41],Hishe et al。46SOC)观察到显著的变化对SWC措施。他们报道农田没有SWC下SOC含量显著低于耕地在5和10年的岁Fanya juu结构。海驴et al。19]报道重大变化SOC与山坡坡度和观察到的内容意味着SOC在更低的斜坡高于山坡坡度越高。subcatchment的研究中,OC内容斜坡的底部位置越高可能是由于低腐蚀率和高生物质产量(21,22]。此外,研究机器人和Benites [47]表明SOM积累往往是喜欢山的底部由于水分含量高于中期或上斜坡类和运输的SOC的最低点subcatchment通过径流和侵蚀过程。Hishe et al。46)也报道了SOC与植被的直接关系和保护措施的应用。据兰德勒(28)评级热带土壤SOC的总体平均值的农田和内容没有SWC被评为低(2 - 4%)。这可能是一个迹象,进一步实现集成SWC技术提高SOC和提高土壤质量更好的农业生产和生产力。

3.2.3。总氮(%)和C: N比率

在Geshy subcatchment,方差分析结果表明,TN和治疗没有明显变化( )和阳台的位置( ),但与斜率统计学意义( )和治疗的交互影响斜坡类( ,表6)。方差分析结果显示,TN明显不同( ,表5和6与斜坡类)。因此,在3 - 8%明显高于坡比8 - 15%(0.28%)(0.25%)和15 - 30%的斜率(0.23%)范围在农田没有SWC措施,但不是在农田SWC措施。在Geshy subcatchment,皮尔森相关系数表明,TN含量与土壤相关的研究土壤强烈和积极OC内容(r= 0.975, ,表7)。

因此,去除和燃烧的SOC如作物残渣的潜在来源,肥料,和任何其他家庭废物以及水土流失将自动导致土壤TN损耗,这可能会引起损失的粮食生产41]。同样,Wolka et al。20.TN浓度也报道了一个无意义的不同土壤守恒和nonconserved之间的分水岭。相反,一些研究人员(19,21,39,41,45]报道明显高于TN与SWC措施相比nonconserved农田土地。阿拜et al。41和海驴等。19]报道重大TN和斜率的变化梯度,TN是在斜坡低于高斜率梯度。这可能是由于切除OM从陡峭的山坡上的土壤侵蚀和淋溶的斜率。此外,Shiene [23和门格斯图等。3报道一个无足轻重的TN浓度差的土壤景观在埃塞俄比亚的分水岭。据兰德勒(28的TN)评级,研究土壤在农田和没有SWC被定为中级(0.2 -0.5%)。这些可能是由于相对较少的物理保护水的侵蚀,连续培养和使用农作物残留物,和股票的燃料和饲料而不是离开农田土壤分解和丰富OM内容。Carbon-to-nitrogen (C: N)比率指数养分矿化和固定,低C: N比率表明更高的矿化率(42]。

在Geshy subcatchment C: N比率显示显著的变化在治疗( ),阳台位置( ),和治疗之间的交互作用、斜率和阳台位置( ,表5)。然而,与类(斜率变化不显著 )在农田和没有SWC措施。因此,在旱作农田,C: N比率(12.38)显著高于农田没有SWC (11.92)。整个治疗,C: N比率显著高于低阶地上阳台位置(表4)。根据Hazelton和墨菲(34)评级的总体平均值C: N比在农田和没有SWC治疗被认为是低的。它或多或少被视为正常的耕地土壤和分解进行速度的最大可能的环境条件下(34]。相比之下,海驴et al。19)报道,C: N比率在治疗没有任何明显的变化,但随着坡渐变。

3.2.4。有效磷(美联社,ppm)

美联社的地图空间分布如图6。方差分析结果显示AP明显随坡类( )和立场在露台( ),但不是与治疗及其交互作用( ,表5,图6)。虽然不显著,土壤下SWC练习(2.58 ppm)高于土壤有效P没有SWC措施(1.82 ppm,表4)。低P从没有SWC可能是由于不同的地区在过去的土地退化产生的连续培养,萃取植物丰收,和土壤侵蚀。

美联社的浓度明显变化的斜率类和阶地(表内的位置5)。在农田SWC措施,美联社在斜率明显高于类3 - 8% (3.69 ppm)比(1.67 ppm)在15 - 30%,而在没有SWC农田,它没有任何明显的变化(表4)。符合这些发现,海驴et al。19),门格斯图等。3],Hishe et al。46]报道据美联社守恒和nonconserved字段中微不足道的差异埃塞俄比亚分水岭。相比之下,Mulugeta和Stahr [45),Wolka et al。20.],Ademe et al。21]报告美联社守恒的土壤显著高于nonconserved土地。同样,门格斯图等。3)观察到显著差异在美联社浓度土壤上层和中层,和上下subwatershed地点。Ademe et al。21)和阿玛雷et al。22更高的美联社报道在斜坡底部位置和上一个较低的价值。相比之下,海驴et al。19]和Shiene [23]报道中微不足道的变化可用的P景观位置。

关于职位在阳台内,可用P的总体平均值在农田SWC上露台的位置明显高于低(表5)。然而,在没有SWC农田,其价值在阳台位置没有明显变化。相比之下,虽然不显著,阿玛雷et al。22沉积中的可用P]报道相对高于损失区。据兰德勒(28评级,美联社的临界水平分类是低和缺乏(表5)在农田和没有SWC措施。固有的低等植物美联社可以归因于土壤属性如P固定的铁和铝,而农田之间的差异,没有SWC可能与OM输入差异(21,23]。这表明有高不足的美联社Geshy subcatchment,这可能会阻碍植物生长是美联社土壤养分的基本要素之一。有机P的内容取决于许多因素,如气候、植被、土壤质地、土地使用、和肥料的应用程序。此外,土壤中磷的可用性较高的pH值范围6.0 - -7.0 (46,48]。一般来说,它可以得出结论,Geshy subcatchment被美联社低为特征,这可能是由于存在的微酸性土壤和低SOC的存在。这个结果支持Hishe et al。46]发现美联社减少较高的酸性土壤博士是如此,营养物质被分解通过SOM和回收提供了超过90%的氮和P和硫(约50 - 60%48]。因此,李明酸性土壤和添加phosphorus-contained化肥可以提高其可用性。

3.3。相关矩阵的物理和化学土壤质量指标

进行了偏相关调查每一个土壤质量指标之间的关系和其他8个参数被认为是本研究的分析。SOC非常强阳性与总氮显著相关(r= 0.74, )和carbon-to-nitrogen比(r= 0.37, ,表7)和消极与淤泥分数显著相关(r= 0.40, ,表7)。这个结果直接类似于Hishe等的结果。46和阿拜等。41]研究中间Silluh谷埃塞俄比亚北部和中部高地的埃塞俄比亚,分别。砂分数表明积极与淤泥分数显著相关(r= 0.37, )和消极与粘土分数显著相关(r=−0.614, )和土壤pH值(r=−0.51, )。同样,粘土分数非常强烈的负面与淤泥分数显著相关(r=−0.94, ,表7)。土壤非常强烈的负面与总孔隙度显著相关(r=−1.00, )。此外,carbon-to-nitrogen比例与总氮负显著相关(r=−0.34, )和美联社(r=−0.35, ,表7)。

4所示。结论

土壤退化的问题,主要是土壤质量恶化和农业生产率低、严重在埃塞俄比亚由于崎岖的地形主要由水侵蚀,土地资源管理不善,以及植被的损失。本研究的目的是评估SWC土壤质量指标的影响在Geshy subcatchment Gojeb河流域,Omo-Gibe盆地,埃塞俄比亚。结果显示,从农田土壤SWC措施大大改善了土壤物理(淤泥和粘土分数,VSWC)和化学(pH值,SOC TN C: N比率,和美联社)质量指标与农田相比没有SWC措施。由于SWC改进措施也观察到的粒度分布,VSWC, pH值,SOC内容、TN, C: N比率,和美联社;然而,一些测试指标的差异没有统计学意义对SWC措施,边坡类,在梯田和立场。

土壤处理SWC措施明显高于粘土分数与那些没有SWC措施。相反,在农田SWC淤泥分数明显低于没有SWC措施可能归因于其强负相关性与粘土分数。此外,明显高于粘土分数低阶地位置(沉积区)的农田SWC措施表明SWC措施对土壤侵蚀和沉积过程的影响。占主导地位的土壤结构类是粘土和粘壤土在农田和没有SWC措施,分别。subcatchment的研究中,SWC的实现措施,边坡类,和阳台位置没有显著影响容重和总孔隙度,这可能与年轻的年龄结构。虽然土壤容重低粘土土壤,研究了土壤可以被看作是一个农业土地利用根系生长的理想条件。此外,与农田没有SWC VSWC明显改善农田SWC措施减少斜坡类。VSWC最高显著低阶地(沉积区)比上层平台位置在农田和没有SWC措施可以归因于更高的存在SOC内容、粘土土壤,更广泛,更温和的自然梯田的口供区。

Geshy subcatchment特点是微酸性土壤。SOC含量和C: N比率明显受到SWC措施和梯田中随位置。因此,更高的提高SOC和C: N比在农田SWC比在农田没有表现出SWC措施,这可能是由于OM的积累和保留。此外,SOC含量和C: N比率显示增加趋势减少类和阶地斜坡位置由于SOC的运输通过径流和侵蚀过程的最低点。更高的SOC含量和C: N比类和阶地斜坡底部位置是由于侵蚀率和高生物质产量较低,这可能是由于减少侵蚀和沉积SWC措施和生物量积累的影响。一般,在Geshy subcatchment, SOC含量和C: N比率被认为是低,这可能反过来是一个迹象,进一步实现集成SWC技术提高SOC和提高土壤质量更好的农业生产和生产力。

另一方面,SWC措施并没有带来显著的改善在TN和美联社但统计随坡类显示增加与减少边坡坡度。这可能是由于切除OM从陡峭的山坡上的土壤侵蚀和淋溶的斜率。TN的状态和美联社的研究土壤中、低(不足),分别,这可能是由于连续培养,萃取植物收割和土壤侵蚀,并使用的燃料和饲料作物残留物和股票而不是离开农田土壤分解和丰富的OM内容。因此,去除和燃烧的潜在来源的SOC作物残留物、肥料和任何其他家庭废物以及水土流失会导致土壤TN枯竭和粮食产量的损失。虽然美联社浓度土壤养分的基本要素之一,它被发现低和缺乏,这可能归因于内在土壤特性如P固定、SOC含量低、微酸性土壤的性质研究。观察到的土壤质量改进,然而,从普遍偏低可能通过使用各种SWC土地可持续管理技术。因此,积分使用两个物理和生物的SWC选项和农艺干预在改善土壤质量至关重要。

数据可用性

与此相关的所有数据手稿提交请求。

的利益冲突

作者声明没有利益冲突有关的出版。

确认

本研究通过研究授予土地可持续管理项目,农业与自然资源,和意大利贡献教育部门发展计划(ESDP)与Haramaya大学合作,埃塞俄比亚。

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