بررسی میدانی و آزمایشگاهی تعیین بافت خاک در اراضی کشاورزی، مطالعه موردی: منطقه زنگی‌آباد استان کرمان

نویسندگان
1 علوم و مهندسی خاک، دانشگاه شهید باهنر کرمان
2 استاد، بخش علوم و مهندسی خاک، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران،
3 استادیار، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران.
4 بخش مهندسی عمران، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران
10.22034/wmji.2025.2067585.1123
چکیده
شناخت دقیق بافت خاک، به‌عنوان یکی از ویژگی‌های فیزیکی کلیدی و تقریباً ثابت خاک، برای توسعه راهبردهای مدیریت بهینه اراضی در مناطق خشک و نیمه‌خشک ضروری است. ازآنجایی‌که بافت خاک مستقیماً بر ظرفیت نگهداری آب، نیاز آبی گیاه و پتانسیل فرسایش تأثیر می‌گذارد، تهیه نقشه پراکندگی آن، اساس مدیریت ویژه مکانی[1] را تشکیل می‌دهد. این پژوهش باهدف بررسی تغییرات مکانی بافت خاک (شن، سیلت، رس) در منطقه زنگی‌آباد استان کرمان انجام شد. در همین راستا، ۱۵۰ نمونه خاک سطحی (20-0 سانتی‌متر) از کاربری کشاورزی به‌صورت تصادفی سیستماتیک جمع‌آوری و با روش هیدرومتری تحلیل شد. داده‌ها با آزمون کولموگروف-اسمیرنوف نرمال‌سازی شدند و مدل‌های نیم‌تغییرنما برازش یافتند. هم‌چنین درون‌یابی با روش‌های کریجینگ و IDW در نرم‌افزار + GS و GIS انجام شد. نتایج نشان داد که یک گرادیان بافتی مشخص از جنوب غرب به سمت شمال شرق منطقه وجود دارد؛ به‌طوری‌که بافت خاک به‌صورت تدریجی از شنی و لومی-شنی در بخش‌های جنوبی و غربی (با درصد شن تا ۸۹ درصد) به لومی و لوم-رسی در بخش‌های شمالی و شرقی (با درصد رس دو تا ۲۱ درصد و سیلت پنج تا ۶۰ درصد) تغییر می‌کند. نتایج نشان داد که روش IDW به روش کریجینگ، از دقت بالاتری در تخمین مقادیر بافت خاک برخوردار بود. نتایج این پژوهش با ارائه نقشه‌های دقیق بافت خاک، ابزاری کاربردی برای پیاده‌سازی کشاورزی دقیق و مدیریت پایدار اراضی فراهم می‌کند. این نقشه‌ها می‌توانند مبنای مدیریت متغیر آبیاری، تعیین مناطق مستعد فرسایش بادی (نواحی شنی جنوب غرب) و بهینه‌سازی مصرف کود بر اساس ظرفیت نگهداری مواد غذایی در خاک قرار گیرند
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Field and laboratory investigation of soil texture determination in Agricultural Lands: case study: Zangiabad region, Kerman province

نویسندگان English

Fatemeh Sheikhpour 1
Majid Mahmoodabadi 2
Atefeh Jafarpoor 3
Mohammad Zounemat-Kermani 4
1 Soil Science and Engineering, Shahid Bahonar University of Kerman
2 Department of Soil Science and Engineering, Faculty of Agriculture, Shahid Bahonar University of Kerman
3 Assistant Professor, Agricultural Faculty, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
4 Department of Civil Engineering, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
چکیده English

Accurate identification of soil texture, as one of the fundamental and relatively stable physical properties of soil, is essential for developing effective land management strategies in arid and semi-arid regions. Since soil texture directly affects water retention capacity, plant water requirements and erosion potential, mapping its spatial distribution forms the basis of site-specific management.  This study aimed to assess the spatial variability of soil texture (sand, silt, and clay) in the Zangiabad region of Kerman Province, Iran. In this regard, a total of 150 surface soil samples (0–20 cm) were systematically randomly collected from agricultural land and analyzed using the hydrometer method. Data normalization was performed with the Kolmogorov–Smirnov test, and variogram models were fitted. Spatial interpolation was conducted using Kriging and IDW methods in GS+ and GIS. The results showed a clear textural gradient from the southwest to the northeast, with soils ranging from sandy and sandy loam (sand up to 89%) in the southern and western parts to loam and clay loam (clay 2–21% and silt 5–60%) in the northern and eastern areas. The IDW method demonstrated higher accuracy than Kriging in estimating soil texture values. Overall, the generated soil texture maps provide a useful basis for precision agriculture and sustainable land management, particularly for variable-rate irrigation, identification of wind erosion-prone zones (sandy regions in the southwest), and optimization of fertilizer application according to soil nutrient-holding capacity.

کلیدواژه‌ها English

Soil texture
Geostatistics
Spatial interpolation
Site-specific management
Arid and semi-arid lands
Kriging
  1. Adhikary S, Yang, X., Leys, J., Zhang, M., and Gray, J. M. 2023. Estimating nutrient transport associated with water and wind erosion across New South Wales, Australia. Geoderma, 430, 116345.
  2. Ajami, M., Khormali, F., and Abuei, S. 2008. Changes in some soil quality parameters due to land use change in different sub-soil locations in eastern Golestan province. Journal of Iranian Soil and Water Research, 39(1): 1–10. (In Persian).
  3. Asadzadeh,F., Khosravi-Aghdam, K., Yaghmaeian-Mahabadi, N., and Ramezanpour, H. 2018. Spatial changes of soil mineral particles using remote sensing and geostatistics for soil texture interpolation. Journal of Water and Soil, 32(6): 1207–1222. (In Persian).
  4. Biswas, A., and Biswas, A. 2024. Geostatistics in soil science: A comprehensive review on past, present and future perspectives. Journal of the Indian Society of Soil Science, 72(1): 1-22.
  5. Bogunovic, I, Ibáñez, A., Sombrero, A., Santiago-Pajón, A., Santiago-Calvo, Y., and Manzanera, M. C. A. S. 2024. Effect of long-term conservation tillage management on microbial diversity under Mediterranean rainfed conditions. Soil and Tillage Research, 236, 105923.
  6. Burrough, P. A., McDonnell, R. A., and Lloyd, C. D. 2015. Principles of geographical information systems. Oxford university press.
  7. Ghaemi, M., Astaraei, A.R., Emami, H., Nassiri Mahalati, M. and Sanaeinejad, S.H. 2014. Determining Soil Indicators for Soil Sustainability Assessment Using Principal Component Analysis of Astan Quds-East of Mashhad-Iran. Journal of Soil Science and Plant Nutrition, 14, 1005-1020. (In Persian).
  8. Goovaerts, P. 1997. Geostatistics for natural resources evaluation. Oxford university press.
  9. Hosseinpour-Zarnaq, M., Omid, M., Sarmadian, F., Ghasemi-Mobtaker, H., Alimardani, R., and Bohlol, P. 2025. Exploring the capabilities of hyperspectral remote sensing for soil texture evaluation. Ecological Informatics, 103336. (In Persian).
  10. La, N., Bergkvist, G., Dahlin, A. S., Mulia, R., and Öborn, I. 2025. Spatial and temporal variation in crop productivity and relation with soil fertility within upland agroforestry. Field Crops Research, 320, 109675.‏
  11. Minasny, B., and McBratney, A. B. 2025. Machine Learning and Artificial Intelligence Applications in Soil Science. European Journal of Soil Science, 76(2): e70093.
  12. Mohammadi, S. B., Miri, A., Hosseini, V., Biabani, A., and Koravand, R. 2019. Investigation and prediction of spatial changes in urban green space soil texture using geostatistics techniques (case study: District Seven of Shiraz Municipality). 10th National Conference on Environment, Energy and Sustainable Natural Resources (In Persian).
  13. Parviz, L., and Sattari, L. 2021. Statistical analysis of elevation and soil texture variations (In part of East Azerbaijan Province) Third National Conference on Data Mining in Earth Sciences (In Persian).
  14. Pelegrino, M. H. P., Guilherme, L. R. G., de Oliveira Lima, G., Poppiel, R., Adhikari, K., Dematte, J. M., Curi, N. and de Menezes, M. D. 2025. Optimizing soil texture spatial prediction in the Brazilian Cerrado: Insights from random forest and spectral data. Geoderma Regional, 40, e00922.
  15. Shepard, D. 1968. January. A two-dimensional interpolation function for irregularly-spaced data. In Proceedings of the 1968 23rd ACM national conference (pp. 517-524).
  16. Song, Q., Gao, X., Song, Y., Li, Q., Chen, Z., Li, R., Zhang, H. and Cai, S. 2023. Estimation and mapping of soil texture content based on unmanned aerial vehicle hyperspectral imaging. Scientific reports, 13(1): 14097.
  17. Taghipur, F., Emadi, S. M., Qājer-Sepānlū, M., and Dānesh, M. 2021. Investigating the effect of land use and elevation on soil texture variations in eastern Mazandaran Province .Natural Land Degradation and Restoration, 2(4): 22–37(In Persian).
  18. Webster, R., and Oliver, M. A. 2007. Geostatistics for environmental scientists. John Wiley and Sons.

 

  1. https://hydrogis.ir/product/synoptic-kerman/