تعیین روابط هدایت الکتریکی عصاره اشباع (ECe) با برخی پارامترهای شوری خاک در مقایسه با روش جدید تعیین ECe

نوع مقاله : مقاله پژوهشی


1 گروه آبیاری و زهکشی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان

2 گروه آبیاری و زهکشی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا،

3 دکتری گروه آبیاری و زهکشی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان.

4 گروه آبیاری و زهکشی، دانشگاه صنعتی اصفهان


در پژوهش پیش‌رو رابطه بین هدایت الکتریکی عصاره اشباع خاک (ECe) با ترکیب یونی، قدرت یونی و غلظت نمک‌های محلول در عصاره اشباع خاک در دشت سودجان مطالعه شده است. هم‌چنین از روش جدید محاسبه هدایت الکتریکی، ارائه شده توسط مک‌کلسکی و همکاران (2012)، به‌منظور مقایسه با روابط ارائه شده استفاده شده است. بدین منظور، 80 نمونه خاک از دشت سودجان در استان چهارمحال و بختیاری برداشت و پارامترهای شوری با اندازه‌گیری مقادیر سدیم، منیزیم، کلسیم، پتاسیم، کلر، سولفات، بی‌کربنات، کربنات، اسیدیته و ECe نمونه‌های خاک مورد تحلیل قرار گرفت. بررسی معنی‌داری ضریب همبستگی پیرسون در سطوح 1 و 5 درصد بین پارامترها بیان‌گر عدم همبستگی معنی‌دار کربنات با دیگر پارامترها بود. همبستگی منیزیم و ECe نیز غیرمعنی‌دار به‌دست آمد. مدل‌های رگرسیونی خطی بین ترکیب یونی، مجموع غلظت یون‌‌ها، کاتیون‌ها و آنیون‌ها، قدرت یونی و غلظت کل نمک‌های محلول با ECe برقرار گردید. بیشترین ضریب همبستگی (91/0) و کم‌ترین جذر میانگین مربع خطا (dSm1 08/0) در مدل بین ECe با ترکیب یونی به‌دست آمد. نتایج در دشت مورد مطالعه نشان داد، مدل ارائه شده در این تحقیق نسبت به مدل جدید مک‌کلسکی و همکاران (2012) خطای کمتر و همبستگی بیشتر را بین داده‌های مشاهداتی را به‌دست می‌دهد. عدم معنی‌داری بین کربنات با ECe و بررسی مدل‌های رگرسیونی نشان داد که می‌توان در محاسبات ECe از اندازه‌گیری این یون صرف‌نظر نمود.


عنوان مقاله [English]

Determination of electrical conductivity of the saturation extract (ECe) relationships with a few soil salinity parameters in comparison with the new method of calculating ECe

نویسندگان [English]

  • Hamid Zare Abyaneh 1
  • Mehdi Jovzi 2
  • Ali Afruzi 3
  • Amin Gharibzadeh 4
1 Associated Professor, Irrigation and Drainage Dept, Faculty of Agriculture, Buali Sina University, Hamedan
2 Ph.D. Student, Water Engineering Dept., Faculty of Agriculture, Buali Sina University, Hamedan
3 Ph.D. Student, Water Engineering Dept., Faculty of Agriculture, Buali Sina University, Hamedan
4 Irrigation Dept, Faculty of Agriculture, Isfahan University of Technology, Isfahan
چکیده [English]

In this study, relationships of electrical conductivity of the soil saturation extract (ECe) with the ionic composition, the ionic strength and the total dissolved salts are studied in the Sudjan plain; also, the general new method of electrical conductivity calculation that has been presented by McCleskey et al. (2012) is used in order to compare with the proposed equations. Therefore, the 80 soil samples were taken from the Sudjan Plain in Chaharmahal va Bakhtiyari Province and soil salinity parameters by measuring sodium, magnesium, calcium, Potassium, chloride, sulphate, bicarbonate, carbonate, pH and ECe were determined and analyzed. The Pearson’s correlation coefficient at the significance levels 5 and 1 percent between the salinity parameters showed that the carbonate isn’t significantly correlated with other parameters. Also, the correlation of magnesium and ECe was insignificant. The linear model regressions between the ionic composition, sum of ions, cations and anions concentration, ionic strength and total dissolved salts were generalized. The greatest correlation coefficient (0.91) and the lowest root mean square error (0.08 dS m−1) were obtained in the model between the ECe and the ionic composition. The results of research in the studying plain showed that the presented model in this investigation in comparison with the new model of McCleskey et al. (2012) give smaller error and greater correlation. The insignificancy between the carbonate and ECe and the regression models showed that this ion can be neglected in the calculation of ECe.

کلیدواژه‌ها [English]

  • : Ionic composition
  • Ionic strength
  • Regression
  • Chaharmahal va Bakhtiyari Province
سازمان جهاد کشاورزی چهارمحال و بختیاری. 1387. مطالعات خاک‌شناسی نیمه‌تفصیلی دقیق اراضی کشاورزی سودجان. 163 ص.
2. Ayers, R.S. and D.W. Westcot. 1985. Water quality for agriculture. Irrigation and Drainage Paper 29, Rev. 1. FAO, Rome. 174 pp.
3. Bastidaa, J.A., N. Vela De Oro and R. Ortiz Silla. 2004. Electrolytic conductivity of semiarid soils (Southeastern Spain) in relation to ion composition. Arid Land Research and Management. 18: 265-281.
4. Bohn H., B. McNeal and G. O’Connor. 1979. Soil Chemistry. New York, USA: Wiley.
5. Chang, C., T.G. Sommerfeldt, J.M. Carefoot and G.B. Schaalje. 1983. Relationship of electrical conductivity with total disolved salts and cation concentration of sulfate-dominant soil extracts. Canadian Journal of Soil Science. 63: 79-86.
6. Corwin, D. and S. Lesch. 2005. Apparent soil electrical conductivity measurements in agriculture. Computers and Electronics in Agriculture. 46: 11-43.
7. Douglas, A.S. 2004. Fundamentals of Analytical Chemistry. Saunders golden sunburst series. Thomson-Brooks/Cole.
8. Griffin R. and J. Jurinak. 1973. Estimation of activity coefficients from the electrical conductivity of natural aquatic systems and soil extracts. Soil Science. 116: 26-30.
9. Jallaha J.K. and T.J. Smyth. 1995. Predicting soil solution chemical attributes from more easily measured soil and soil solution parameters. Communications in Soil Science and Plant Analysis. 26: 3315-3333.
10. Lattey, R.T. 1927. On the dilution law for strong electrolytes. Philos. Mag. 7: 831–836.
11. Marion, G. and K. Babcock. 1976. Predicting specific conductance and salt concentration in dilute aqueous solutions. Soil Science. 122: 181-187.
12. Maas, E.V. 1984. Salt tolerance of plants. The handbook of plant science in agriculture. BR Christie. CRC Press, Boca Raton, Florida.
13. McCleskey, R.B. 2011. Electrical conductivity of electrolytes found in natural waters from (5 to 90) °C. J. Chem. Eng. Data. 56: 317–327.
14. McCleskey, R.B., D.K. Nordstrom, J.N. Ryan and J.W. Ball. 2012. A new method of calculating electrical conductivity with applications to natural waters. Geochimica et Cosmochimica Acta. 77: 369–382.
15. McNeal, B., J. Oster and J. Hatcher. 1970. Calculation of electrical conductivity from solution composition data as an aid to in-situ estimation of soil salinity. Soil Science. 110: 405-414.
16. Nordstrom, D.K. and J.L. Munoz. 1994. Geochemical Thermodynamics, (second ed.) Blackwell Scientific Publications, Caldwell, New Jersey.
17. Page, A.L., R.H. Miller and D.R. Keeney. 1992. Method of soil Analysis. Part II: Chemical and Mineralogical Properties (Second Edition ed.). Madison, Wisconsin: SSSA.
18. Ponnamperuma, F., E. Tianco and T. Loy. 1966. Ionic strengths of the solutions of flooded soils and other natural aqueous solutions from specific conductance specific conductance. Soil Science. 102: 408-413.
19. Robbins, C.W. and W.S. Meyer. 1990. Calculating pH from EC and SAR values in salinity models and SAR from soil and bore water pH and EC data. Australian Journal of Soil Research. 28: 1001-1011.
20. Simón, M. and I. García. 1999. Physico-chemical properties of the soil-saturation extracts: estimation from electrical conductivity. Geoderma. 90: 99-109.
21. Siosemarde, M., F. Kave, E. Pazira, H. Sedghi and S.J. Ghaderi. 2010. Determine of constant coefficients to relate total dissolved solids to electrical conductivity. World Academy of Science, Engineering and Technology. 70: 258-260.
22. Smedma, L.K., W.F. Vlotman and D. Rycroft. 2004. Modern land drainage: planning, design and management of agricultural drainage systems. Taylor & Francis. 449 P.
23. U.S. Salinity Laboratory Staff. 1954. Diagnosis and improvement of saline and alkali soils. U.S. Dep. Agric. Handb.
24. Verhoeven, B. 1973. Salty soils. In ILRI, Drainage Principles and Application (Vol. 1). Wageningen: International Institute for Land Reclmation and Improvement.
25. Visconti, R.F., J.M. de Paz Becares,  R.D. Zapata Hernandez and J. Sanchez Diaz. 2004. Development of an equation to relate electrical conductivity to soil and water salinity in a Mediterranean agricultural environment. Australian Journal of Soil Research. 42: 381-388.
26. Wolt, J.D. 1989. SOILSOLN: A program for teaching equilibria modeling of soil solution composition. J. Agron. Educ. 18: 40-42.
27. Zare Abyaneh, H., A.H. Nazemi, M.R. Neyshabori, K. Mohammadi and G.H. Majzoobi. 2005. Chloride estimation in ground water from electrical conductivity measurement. Tarim Bilimleri Dergisi. 11: 110-114.