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Infltrution海沟的角色和区域围栏放牧土地上生物量生产力和土壤特性在Diga, Wollega区,东部的埃塞俄比亚

Dessalegn伊Kejela*

环境科学、Wollega Gimbi大学校园,Gimbi,埃塞俄比亚

*通讯作者:
Dessalegn伊Kejela
环境科学、
Gimbi Wollega Gimbi大学校园,
埃塞俄比亚,
电话:
251910069023;
电子邮件:desalagnetana@yahoo.com

收到:06 - 2022年5月,手稿。jaas - 22 - 62976;编辑分配:09 - 2022年5月——前质量控制。jaas - 22 - 62976 (PQ);综述:24日—2022年5月,QC。jaas - 22 - 62976;修改后:07年7月——2022年手稿。jaas - 22 - 62976 (R);发表:15 - 7 - 2022,2347 - 226 DOI: 10.4172 / - x.11.4.009

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文摘

土地退化是一个普遍问题,消极地影响农业生产力和生计的农民在埃塞俄比亚的蓝色尼罗河盆地。它导致损耗的土壤有机质和水。因此,实现水土保持被认为减轻水土流失,提高农业生产的影响。的农场在2016年研究Arjo Gudetu自治街坊联合会,Diga区,东部Wollega Oromia区域状态的客观评估的角色infltration沟土壤理化属性牧场和生物量的罗兹的草。这项研究涉及两个因素。渗透战壕被视为主要情节因素而草管理,再播版图gayana和保持天然草场被视为次要情节的因素。复制(T治疗1和T2复制4倍和T3和T4重复5次)随机完全区组设计一个分裂的情节安排。数据分析使用一般线性模型过程和分离之间的区别意味着使用LSD (5%)。渗滤沟增加土壤含水量的平均值(0 30厘米,30 - 60厘米)土壤深度而平均值的单株分蘖和株高分别增加了3.4%和4.6%。使用渗透槽不显著影响生物质罗兹草(版图gayana)。墙,得出水土保持措施提高土壤肥力,增加土壤水分状态和饲料的生物生产力。然而,该地区还需要进一步的研究来识别可用的时间跨度罗兹草再生在同一个网站。

关键字

区enclouser;渗滤沟;土地退化;罗兹草

介绍

的背景和理由

土地退化是一个严重的问题在世界各地。它有负面影响对农业生产约40 - 75%的全球农业土地的生产力降低由于土地退化1]。人类引起的土地退化是一个严重的全球威胁,增加对气候变化的脆弱性,尤其是在较低的边际农业生态系统和可变的降雨量,陡峭的斜坡和耗尽土壤肥力与合成低农业生产力2]。

在埃塞俄比亚,土地退化过程的严重性使得大部分地区不适合农业生产,因为表层土壤,甚至在一些地区地下的一部分被移除和石头或裸露的岩石暴露在地表。问题主要体现为土壤侵蚀、沟的形成,土壤肥力下降,和减少作物产量。土地退化的土壤侵蚀已经阻碍了农业生产力和经济增长的国家3]。

埃塞俄比亚主要是一个农业国家,由雨低生产率的农业。农业在国家的经济中起着重要作用。然而,每年的粮食生产,平均700万吨,太低了,以支持国家粮食需求4]。农业生产率的增长,受人为和自然因素的影响,可能不匹配的需求。Yirga报道在过去的几十年里,在阿富汗的农业生产和收入增长落后于人口增长因此;人均粮食产量、收入和储蓄下降了。

水土保持是活动在当地的水平,维持或提高土壤的生产能力容易侵蚀地区通过预防或减少水土流失,土壤水分、保护和维护或改善土壤肥力5]。这是唯一缓解措施扭转全球土地水土流失的威胁和保护(6]。结构是为了拦截和减少径流速度,存储径流水,陷阱泥沙和养分,防止土地流失,改善水质,防止洪水邻近的土地,提高土地生产力,提供多样化的生态系统服务(7]。

水土保持活动可以改变土壤的物理条件下土壤结构、持水量、土壤容重、土壤孔隙度和它的可加工性。然而,缺乏评价水土保持的影响作物和放牧的土地上采用和复制这种结构的过程。这个研究建立经验证据对生产率的影响渗透海沟和区域enclouser生产力影响的牧场通过提供可靠的证据。

问题的陈述

在研究区土壤侵蚀是一个严重的问题,由于森林砍伐、继续种植农作物,在放牧,SWC实践的局限性,土地覆盖不足的草由于白蚁,贫瘠的土壤渗透能力和大量的决选。这将导致低的作物和饲料生物生产力导致食品不安全。最近有一个正在进行的农业推广体系试图引入水土保持措施水平土壤外滩,在过滤槽和地区将增加在该地区作物和饲料生物生产力。因此,重要的是要进行研究,以评估如何通过应用SWC放牧土地生产力改进实践渗透战壕和罗兹草re-seedling在研究区草原上。

这项研究的目的

总目标

•评估Infltrution海沟的影响和区域enclouser牧场生物生产力和土壤理化性质。

特定的目标

•访问渗透战壕的影响选择的土壤理化性质和生物生产力

•评估作用区域enclouser牧场的生物量生产力和土壤属性

•评估领域圈地的交互作用和物理治疗

描述研究的网站

位置

Arjo Gudetu农村自治街坊联合会是一个Diga西南部地区自治街坊联合会,靠近Didessa河Abbay河的一部分。研究区域的地理位置是在09010年‘N和0 9000 N纬度和36010 E和36030 E,经度。研究区位于346公里和亚的斯亚贝巴和Nekemte以西40公里的城市,分别。该地区与西方Wollega共享边界区在西方,之前Gida区东部,Sasiga在北部和南部的莱卡Dulecha (图1)。

agriculture-sampling

图1:研究区域的地图和取样的情节。

地形、地质和土壤

Diga地区的海拔范围从1100到2300的美国手语和由两个农业生态区:低地(51%)和中等高度农业生态学(49%)(8]。主要土壤的颜色区域中间是红色的高度,和黑色的低土地和一般分为甲酚和苯甲醚,一些垂直的发生和强风化粘磐土。一旦生产率下降太多,农民只是继续清除更多的森林,这就增加了绝望的边缘化的农村贫困人口,进而加剧自然资源退化。

气候和水资源

平均年降雨量变化从1200年到2000毫米,最小和最大平均温度分别为180 c和320 c。单峰收到的区域降雨模式,主要的雨季(六月到九月)和大雨从7月到8月底。研究区域通常位于低空缺水(雨美联储和灌溉)限制作物和饲料生物生产力。最近严重的压力下,由于土地退化,陡坡种植、砍伐森林以扩大扩大农业和桉树种植园沿着河流和溪流银行(9]。

土地利用和农业系统

这个地区土地面积约为59550公顷,其中49%和51%位于mid-altitude和低地农业生态区域,分别。主要农作物生长玉米之后,高粱,芝麻和手指在低空农业的小米,画眉草和尼日尔种子的主要农作物高度中期农业(10]。

社会经济特征和农业系统

主要作物有;画眉草(Eragrostis微软),手指小米、玉米(玉米),Noug (Guizotia abyssinica)、蚕豆(蚕豆根尖)和几乎没有(Hordeumvulgare)在中间高度和玉米,高粱,Seasam (胡麻属indicum L)和扁豆(菜豆)是生长在陆地区域和咖啡(低Coffea阿拉比卡)也广泛种植。人口压力、土地退化、水(旱作和灌溉)使用效率低、不适当的土地利用和土地和水资源管理实践,是共同挑战农业系统的可持续性。

材料和方法

实验设计和治疗

实验工作,9个农民的土地。而四个农民的土地渗滤沟和五个农民情节enclouser区域,每一个情节子分为两个相等的部分,一个是罗德,另一个用于本地草。这项研究涉及两个因素(有或没有)是主要情节因素和草地管理次要情节因素。治疗随机完全区组设计在一个分裂的情节安排。渗滤沟的设计在本研究旨在允许深度0.6米和0.6米宽的长度是由维情节,但与3 m间隔,以避免径流集中到一个领域的一部分,否则可能导致溢出,因此侵蚀(图2)。

agriculture-grassing

图2:实验设计为放牧的土地。

土壤采样和分析

土壤物理分析

监测土壤水分:收集土壤样本使用螺旋钻在两个深度(0 30,30 - 60厘米)重量含水率的决心。样本标签,放入22毫米塑料袋和转移到Oromia农业研究所Nekemte土壤实验室。土壤含水量是由土壤干燥常数的重量和测量之前,干燥后的土样质量。水的质量是计算湿和烘箱干燥样品之间的差异。这样做是如下:最初称重领域样本(10克)使用敏感平衡和干燥领域样本在烤箱1050 c 48小时,重他们了。水在土壤的百分比计算(方程1)。

方程

在哪里

Mc =所内容

土壤化学性质分析

收集土壤样本在收割阶段所有情节在0 30 cm使用螺旋钻,然后选中的化学性质决定如下:使用Walkely和黑色方法有机碳(Neilsan和Sommers)、总氮使用凯氏消化和蒸馏方法,可用磷布雷II方法,土壤pH值是决定土壤:水悬浮1:2的比例使用传统玻璃电极酸度计和CEC采用醋酸铵法在埃塞俄比亚的农业研究所德勃雷时间农业研究中心。

农业数据收集

农业数据,如平均人口的数量估计通过计算植物从三个象限(随机采取季度也就是说,50厘米50厘米)。生理成熟度的天数等数据,从种植到收获日期、株高(厘米),每个工厂的分蘖数记录在草地上进行跟进和新鲜的草的生物量是收集和干生物量重量测定。

干生物量测定罗兹和本地草:在到期日(10月底和2016年11月开始),整个植物部分,包括叶子和茎收获从三个0.5米* 0.5米(象限)从每个情节在地面上。象限被随机把情节而不考虑地区被渗透战壕。生物量的鲜重的象限被立即在现场使用弹簧秤,约1公斤新鲜从每个象限生物质混合使1公斤/情节样本被送往实验室含水率的决心。水分稻草计算通过大约30克的草和烤箱干在65 oc 48小时Nekemte研究中心和烘干的生物量再记录。那么新鲜和烤箱的重量差异干生物量独自除以新鲜样品的重量乘以100是给了含水率稻草(公式2)(11]。

方程

女士=水分稻草,FB =新鲜生物量、OD =烤箱干生物量,干重的百分比获得的收获是100乘以的鲜重干重的比值方程(3)。

方程

株高测量的高度从土壤表面三个随机采取植物从每个情节到期使用毕业。单株分蘖数在成熟的数量从三个随机选择的植物。植物的分蘖数统计,他们的平均单株分蘖数。

数据分析

收集到的数据进行方差分析(方差分析)使用一般线性模型(GLM)在SAS程序版本9.2.3 (SAS研究所,2002)。意味着被治疗显著影响分离使用最少的显著差异(LSD)测试在5%水平的意义。

结果与讨论

渗滤沟对土壤特性的影响

土壤水分内容:土壤水分是可用的水源之一草的生长。过多的水在土壤阻碍植物生长,使排水必不可少的。关键熟读数据(图1)透露,它的使用显著影响土壤含水量。改善土壤渗滤沟的深层内容的使用研究区域积极影响舵柄/植物株高的本地和罗兹草在罗兹生物量无关紧要的影响。之前的报道布朗和Schueler类似于目前的研究渗透槽用于农业收集地表径流,增加水的渗透,防止水土流失。土壤含水量越高渗透战壕比控制图在整个生长期中观察到当前的研究与先前的报告的观点,据报道水土保持结构减少损失的水,土壤和营养价值12]。

提供的数据(图3)渗透海沟显著影响水分保护土壤深度在0 30厘米,30 - 60厘米。土壤含水量35.04%的平均值获得的情节在0 30厘米而37.18%从non-conserved 30 - 60厘米土壤深度。土壤含水量最高纪录的情节,分别为35.4%和37.18%分别在0 30厘米,30 - 60厘米深度,而32%在30 - 60厘米,36.45% 0 30厘米深度最大土壤湿度记录控制块分别在牧场。结果相似的发现Stroosnijder和Hoogmoed报告为平均土壤含水量在封闭区域SWC高于在封闭的区域没有SWC和开放的牧场。土壤所的内容是一个因素,可以影响SWC实践,因为结构捕获水分,加强渗透,减少地表径流和蒸发(13]。

agriculture-moisture

图3:图牧场上的土壤水分含量。

土壤化学性质

有机碳:有机碳影响显著(P≤0.05)使用它(表1在牧场。意味着越高的有机碳值4.85%获得它的情节而降低4.21%的平均值在故事情节没有它。目前的结果是类似于Kebede的结果,等。世卫组织报告的建设水土保持结构减少地表径流和土壤流失从而留住水,这增强了平台发展。

治疗 TN (%) AvP (ppm) PH值(1:2H2O) 度(%) CEC(毫克当量/ 100克)
用它 0.26一个 4.41 6.02 4.85一个 24.79
没有它 0.22b 4.02 5.23 4.21b 24.68
LSD (5%) 0.13 1.05 1.08 0.57 4.47
简历(%) 16.74 25.56 20.54 19.14 17.47

表1:中值选择土壤化学性质的牧场。

区域外壳也积极影响OC的平均值,作为补充使用,圈地时代中也扮演了重要的角色在条件恢复对土壤特性的影响(14]。辛格的作品和拉尔(2005)与这个结果相似。根据他们的报告,采用技术退化土壤恢复生态植被为基础,通过建立使用适当的水土保持措施,采用集水措施,提高养分的循环机制,控制载畜率增加了SOC股票通过创造有利媒介增加地上生物量,提高它的腐殖化。外壳也有很大的影响的平均值OC的有机物质积累圈地网站可能是高植被覆盖导致垃圾输入,从而提高土壤中有机质堆积(15]。

可用磷:磷是一个重要的植物养分和被植物无机离子的形式。可用的磷被它实践大大影响不显著(P < 0.05)。结果表明,磷在情节的(4.41 ppm)高于没有块(4.02 ppm)。结果是类似的结果报告为最高数量的磷被记录在这一块是明显不同于控制阴谋。埃塞俄比亚AvP在大多数土壤减少固定的影响,丰富的作物收成和侵蚀16]。相对较高的磷可用它稳定的植被比其他情节可能可能是由于其高有机碳含量。

土壤pH值:pH值分析的结果没有显著的影响研究区水土保持实践。获得较高的土壤平均pH值(6.02)的情节,意味着越低pH值(5.23)在没有它的情节了表1。这个观察同意报道Bobe和Gachene确保报道作为土壤pH值较低的价值与保护土地和增加土壤流失土壤pH值增加和减少土壤流失的水土保持方法的应用程序。

总氮:总氮显著影响使用它在研究区(p < 0.05)。数值的情节有更高的平均值比没有它了表1,意思是总氮与它的情节是0.26 TN的平均值在0.22没有它的情节是之间的差异。这一发现相似的结果的总体TN在禁区与SWC高于没有SWC在土壤下封闭的区域。也报道了土地与物理SWC措施相比,高总氮non-conserved土地。

阳离子交换容量:阳离子交换量(CEC)没有明显影响渗滤沟在当下研究的使用。但更高的观察值块水土保持(表1)。结果相似的发现引理(2015),报告为石面临土壤外滩与平均值明显高于阳离子交换量(CEC)比摘要情节与平均值,可以减少土壤CEC的水土流失土壤有机质的损失和粘土颗粒(17]。

渗滤沟对增长的影响罗兹和本地草

影响单株分蘖数、株高和干重

分蘖数量:方差统计分析表明,块之间没有显著差异,在每个植株的分蘖数控制的。情节上的平均分蘖数增加(p < 0.05)所示(表2)[18]。分蘖数的平均值高/植物用它观察的情节比没有它(5.9)(6.125)。相比于2014年的结果(5.57)情节的水土保持植物分蘖每增加9%的结果。花药,平均分蘖数从情节罗兹草(5.667)小于原生草(6.3)(表2)。减少单株分蘖罗兹的情节可能与营养有关可用性和缺乏适当的管理作为罗兹草需要更多的管理比本地草和休耕。分蘖增加生存的机会和可用的饲料资源的草和舵柄数字资源利用效率的指标由不同草地的物种。一个草分蘖工厂有能力生产19]。

治疗 分蘖数/工厂 株高(厘米) 干重(公斤公顷1)
用它 6.125一个 1 51一个 5625年
没有它 5.9一个 1 44一个 767年5
L SD (5%) 3.24 2 8.53 N s
C V (%) 34.72 1 5.24 2 5.14
草地类型
罗兹 5.67一个 1 44.67一个 5337.85一个
原生草 6.3一个 1 49.55一个 6071.56一个
L SD (5%) 2.88 3 2.6 2344年
C V (%) 3 4.72 1 5.238 25.14

表2:在分蘖数的影响,植物的数量。

株高:株高没有显著影响(p < 0.05)的使用渗透战壕。然而,水土保持的情节使平均值高于中提出的控制块(表2)[20.]。越高意味着高度和更低的平均值(151厘米)和(144厘米)分别获得在情节和没有它。

因此,使用渗透海沟的株高增加了4.6%。原生草比罗兹(153.5厘米)高草(148.5厘米)的数据(表2)。因此,渗滤沟积极影响植物生长,保护土壤中养分和水分的可用性。vishwanath2004收购的结果证实了这一发现。他报告草的高度的主要因素是渗透海沟,挖掘出一个抑郁垂直于土地坡度和径流,从而促进渗透,增加植被在广泛的牧场21]。

干重:统计分析表明,该治疗方法对干生物量没有显著的影响了表2。数值,它的情节较低(5625)生物量比控制块(5767)。结果是与罗兹草生物量的减少,比本地草作为罗兹草需要更多的管理。罗兹草产生生物量较低(5337.85公斤公顷1)相比,本地草(6071.56公斤公顷1),在表2。预览的结果是类似的作品Bekeshe,报告为渗透槽的使用不显著影响生雷竞技苹果下载物质由于土壤物理保护措施不带来变化在很短的时间22]。

本研究,原生草比罗兹草更有效。因此,保护和恢复原生草对动物生产的长期和可持续发展至关重要。研究的结果与通过Bekeshe相同的情节。她报告的使用渗透沟显著影响罗兹的生物量。减少罗兹的因素可能是低管理实践缺乏施肥和除草。另一方面,使用Rhodes草长时间在同一地块上可能具有负面影响,生物质罗兹(23,24]。

交互作用的渗滤沟和区域enclouser罗兹草地上数

每个工厂的舵柄:渗滤沟和罗兹草的组合效应没有显著影响(P < 0.05)植物的高度显示表3低价值的结果(5.6)从交互,获得罗兹草。平均值较高的单株分蘖获得本地草在它的情节(6.5)25]。这一发现的结果与Bekeshe [26]。缺乏的原因可能与应用程序可用的肥料和重播长时间在同一块。

主要情节*次要情节 舵柄/工厂
罗兹 控制 的意思是
用它 5.75一个 6.50一个 6.12
没有它 5.75一个 6.20一个 5.9
LSD (5%) 5.75一个 3.77
简历(%) 27.52 6.313

表3:交互作用和罗兹草的分蘖数

株高:结合,罗兹草re-seedling没有明显的影响(p < 0.05)影响株高了表4(27,28]。然而,植物的高度是情节之间的变化和水土保持和草品种之间也有尊重。本机的青草情节有更高的株高平均值(153.5厘米)的交互作用罗兹(148.5厘米)。这可能是由于缺乏管理,应用化肥和长期使用在同一块。配合当前的结果作为主要营养物质的缺乏限制罗兹草生长的植物由于植物不能达到良好的高度(29日]。

主要情节*次要情节 株高(厘米) 干重(公斤公顷1)
罗兹 控制 的意思是 罗兹 控制 的意思是
用它 148.50一个 153.50一个 151年 5138.07 6113.44 5625.76
没有它 141.00一个 146.40一个 144年 5497.68 6038年 5767年
LSD (5%) 16.97 39.24 32.6 1782.5 2205.4
简历(%) 13.36 15.98 14.9 22.82 25.38

表4:交互作用,罗兹草株高和生物量。

生物质能:相互影响的分析结果表明,渗滤沟和罗兹草再播没有显著影响(p < 0.05)干重而原生草产生数值更高的干重(6113.44公斤/公顷)30.,31日]。作为礼物的结果发现罗兹草的生物量因为罗兹草需要适当的管理。干生物量增量值的本地草,圈地面积有积极的影响。这是类似的结果通过易卜拉欣报道围栏区域已经有效地恢复植物物种组成、生物量和草本物种的封面和圈地地区比公共放牧地区更好的条件。

结论

研究证实,使用渗透槽增加土壤含水量在0 30厘米,30 - 60厘米深度。价值TN和OC使用渗透影响沟虽然avon, Ph值和增加。作为本研究裤子高度和单株分蘖分别增加了9%和4.6%渗滤沟防止土壤侵蚀的捕获和储存沉积物和径流,从而促进渗透和植被覆盖率。

重播罗兹草没有明显影响土壤理化性质,选择土壤含水量0 30厘米和土壤深度植物30 - 60厘米,生长参数如生物量、分蘖数和株高。

渗滤沟的交互效应和区域enclouser显著影响土壤水分在土壤深度0 30厘米,30 - 60厘米,总硝基

然而,将军每植物增加株高和舵柄。然而,罗德的干重下降。

建议

基于这些发现以下建议转发;

•渗透槽增加了生长参数的分蘖数和株高,生物量生产力下降。因此,进一步的研究专注于应用程序所需的化肥和一年的长度。

•区域围场的机构应该鼓励自区域封闭,不需要任何劳动要求机构和提高生产率的牧场通过减少水土流失,改善土壤质量。

•现在发现,罗兹草的生物量是无关紧要的。因此,该地区还需要进一步的研究来确定可用的年耐久性罗兹草种植在同一网站,肥料罗兹草地上的应用。

引用