تاثير ويژگي‌هاي پستي و بلندي و خاك بر عملكرد گندم ديم در منطقه سيساب، شمال شرق ايران

Influence of Topography and Soil Characteristics on the Rainfed Wheat Yield in Sisab Region, Northeastern Iran

ويژگي‌هاي پستي و بلندي اراضي به‌دليل تاثير بر توزيع آب در بخش‌هاي گوناگون زمين‌نما و همچنين اثر بر ويژگي‌هاي فيزيكي و شيميايي خاك، از عوامل مهم موثر بر رشد و عملكرد محصول در كشاورزي ديم هستند. با وجود اين‌كه استان خراسان شمالي، يكي از مناطق مهم ديم‌كاري گندم مي‌باشد، اطلاعاتي درباره ارتباط ويژگي‌هاي خاك و پستي و بلندي با رشد گندم ديم در اين استان وجود ندارد. پژوهش حاضر به‌منظور بررسي تاثير ويژگي‌هاي پستي و بلندي و خاك بر عملكرد گندم ديم در منطقه سيساب استان خراسان شمالي انجام شد. داده‌هاي عملكرد گندم و نمونه‌هاي خاك سطحي از 100 پلات 1×1 متر در منطقه‌اي به وسعت800 هكتار به گونه‌اي جمع‌آوري شد كه گوناگوني موقعيت‌هاي شيب را دربرگيرد. سنگريزه، رس، كربنات كلسيم معادل، ماده آلي، pH، EC، نيتروژن كل، پتاسيم و فسفر قابل دسترس اندازه‌گيري شدند. مشتقات اوليه و ثانوي پستي و بلندي دربرگيرنده ارتفاع، شيب، جهت شيب، انحناي سطح، شاخص‌ خيسي، انتقال رسوب و قدرت جريان با استفاده از مدل رقومي ارتفاع به ابعاد 30×30 متر محاسبه شدند. بين ويژگي‌هاي خاك و پستي و بلندي با مولفه‌هاي عملكرد، مدل‌هاي رگرسيوني چند متغيره برقرار و سپس به وسيله نقاط كمكي (20 نقطه از 100 نقطه) پيش‌بيني مدل‌هاي بدست آمده اعتبارسنجي شد. ضرايب ماتريس همبستگي نشان دادند كه ارتفاع و درصد كربنات كلسيم معادل، بيشترين ميزان همبستگي را با مولفه‌هاي عملكرد گندم دارند. در ميان فاكتورهاي بررسي شده خاك در اين مطالعه، درصد آهك و ماده آلي و از ميان شاخص‌هاي پستي و بلندي، ارتفاع، شيب و شاخص خيسي وارد مدل‌ها گرديدند. به‌دليل وجود رابطه‌هاي غيرخطي و پيچيده، مدل‌هاي رگرسيوني، فقط 43 درصد از تغييرات عملكرد كل و 40 درصد از تغييرات عملكرد دانه را توجيه كردند. نتايج اين پژوهش نشان داد اگرچه سيساب در مرز اقليمي خشك و نيمه‌خشك قرار دارد، ويژگي‌هاي توپوگرافي بر ويژگي‌هاي خاك و عملكرد گندم ديم موثر هستند.

Topographic characteristics are considered as important factors for growth and yield of rainfed crops because of the impact on the water distribution and consequently effects on soil physical and chemical properties. No information is available on this subject for North Khorasan province of Iran. The purpose of this study was to investigate the effect of soil and topographic characteristics on the rainfed wheat yield in Sisab region of North Khorasan province. Surface soil samples and wheat yield data were taken from 100, 1×1 m2 plots on different slope positions from 800 ha of rainfed farms. Sand, silt, clay, gravel, calcium carbonate equivalent, soil organic matter, pH, EC, total nitrogen, available potassium and phosphorus were measured. Primary and secondary topographic derivatives including elevation, slope, aspect, plan curvature, topographic wetness index, sediment transport index and stream power index were calculated from a 30m grid cell size digital elevation model. Multiple regression models were developed between soil and topographic characteristics and yield components. 20 out of 100 samples were used to validate the model prediction. Coefficients of correlation matrix showed that elevation and calcium carbonate equivalent have the strongest correlation with wheat yield components. Soil factors including calcium carbonate percentage and organic matter and topographic indices such as elevation, slope and stream power index were entered into the regression models. Because of non-linear and complex interrelation, the regression models explained only 43% and 40% of total and grain yield variations, respectively. The results of this study showed that although Sisab is located on the border of arid and semiarid climate, the topographic characteristics could affect soil properties and wheat yield components.