Efek Persiapan Lahan Dan Kandungan Air Pada Sifat Hidrolik Tanah Permukaan Dan Albedo Gelombang Pendek
Abstrak
Modifikasi struktur tanah permukaan mempengaruhi proses proses tanah-air yang penting dalam produksi tanaman pangan dan konservasi tanah. Efek dari kandungan air tanah pra-persiapan (PTSW) dengan operasi persiapan lahan multi pass pada tanah yang baru dipersiapkan. Sasaran meliputi penentuan apakah PSTW bisa digunakan untuk memperbaiki manajemen sifat –sifat hidrolik persemaian dan apakah kondisi permukaan tanah yang diinduksi persiapan lahan mempengaruhi albdeo atau tidak. Dari tiga sekuen persiapan lahan (persiapan minimum, sedang, dan berlebihan) diaplikasikan pada tanah liat-endapan (silt-loam) templeton (campuran, mesic udic ustochrept), sekuen persiapan lahan berlebih menghasilkan volume mikropori terendah, terutama melalui penurunan dalam volume pori aerasi (pori >300 um diameternya). Slope karakteristik air diantara -1.0 dan -1500 kPa potensi matrik tidak dipengaruhi oleh treatment persiapan lahan. Sekuen persiapan lahan lebih menghasilkan konduktivitas hidrolik mean (potensi matrik = -0.4 kPa) dari 11.1 cm h-1, dibandingkan dengan 14.9 cm h-1 setelah persiapan lahan minimum. PTSW yang berbeda tidak menyebabkan perubahan signifikan dalam sifat-sifat hidrolik dari tanah yang baru dipersiapkan. Range struktur tanah yang diinduksi persiapan lahan mempengaruhi albedo gelombang pendek, tetapi pada tingkat yang lebih rendah daripada yang ditunjukkan dalam beberapa studi sebelumnya. Variasi albdeo gelombang pendek tanah gundul dengan sudut puncak nampak spesifik tanah, di sini penurunan kecil dalam albedo diamati ketika sudut puncak naik. Dalam tanah ini, dengan sekuen persiapan lahan yang dipraktekkan secara umum dan range representative PTSW kondisi lahan, informasi mengenai PTSW tidak akan membantu manipulasi sifat-sifat hidrolik dan albedo gelombang pendek dalam semaian segar.
Ladang yang ditaburi tanaman sereal pada tanah dangkal di dataran Canterbury Selandia baru sering rentan terhadap erosi angin selama periode dari persiapan lahan sampai pembentukan tanaman. Rugi air evaporatif selama periode ini mempengaruhi secara signifikan air yang ada untuk pertumbuhan tanaman dalam lingkungan ini. Erodibilitas dipengaruhi oleh kondisi fisik dari tanah permukaan dan oleh kandungan air tanah permukaan. Sehingga, dalam menilai dalam menilai praktek persiapan lahan untuk lingkungan ini, hubungan tanah-air pada semaian adalah penting.
Kondisi tanah yang berasal dari persiapan lahan mempengaruhi penyimpanan air tanah dan hilangnya air tanah melalui proses evaporasi. Rate evaporasi ditentukan oleh kapasitas evaporatif dari lingkungan atmosfertik atau oleh suplai air pad situs evaporasi, yang terbatas. Struktur permukaan tanah ditunjukkan mempengaruhi jumlah radiasi yang datangyagn diserap oleh tanah. Persiapan lahan mempengaruhi sifat hidrolik tanah dan infiltrasi dan pergerakan air terhadap siotuasi evaporasi. Sehingga, modifikasi struktur tanah permukaan bisa mempengaruhi evaporasi dengan mempengaruhi suplai energi yang ada dan suplai air untuk evaporasi.
Model simulasi keseimbangan air tanah mekanistik dan energi (misal, Van Bavel dan Hillel, 1976) memberikan tool yang berguna untuk menilai perubahan dalam keseimbangan air tanah yang berasal dari perubahan dalam sifat hidrolik dan sifat fisik. Untuk mengaplikasikan model ini, ada sebuah kebutuhan untuk menentukan efek praktek manajemen pada sifat tanah ini. Sehingga, untuk dengan benar mengevaluasi kecocokan sistem persiapan lahan yang berbeda untuk lingkungan tanah tertentu dan iklim tertentu, berikut harus ditentukan (i) struktur tanah yang dihasilkan oleh sistem persiapan lahan tertentu pada berbagai kandungan air tanah, dan (ii) pengaruh struktur tanah yang dihasilkan pada proses tanah-tanaman-air dalam iklim tertentu. Yang pertama adalah penekanan studi ini. Studi sebelumnya mempertimbangkan efek manajemen persiapan lahan pada sifat fisik tanah permukaan yang secara langsung mempengaruhi proses transport sediment oleh angin, dalam studi ini kami mempertimbangkan efek persiapan lahan pada sifat-sifat yang mempengaruhi erosi dengan mempengaruhi hubungan air tanah semaian.
Kami juga akan membahas apakah range kondisi permukaan tanah yang dihasilkan sistem persiapan lahan yang umum digunakan di Selandia Baru menghasilkan variasi siginifikan dalam albedo dan apakah variasi ini besar dibandingkan dengan variasi albedo dengan kandungan air tamah permukaan. Meskipun studi sebelumnya (Coulson dan Reynold, 1971; Idso dkk, 1975, Jackson dkk, 1990; Iron dkk 1992) menunjukkan dependensi albedo pada kekasaran permukaan tanah, interaksi kekasaran permukaan dengan kandungan air tanah mendapatkan sedikit perhatian. Studi albedo sering menggunakan permukaan yang lebih halus daripada yang digunakan dalam operasi tanaman sereal komersial. Kami menguji besaran variasi yang disebabkan disebabkan struktur permukaan dalam albedo dan apakah variasi ini cukup besar ketika memutuskan pada operasi persiapan lahan yang tepat.
BAHAN DAN METODE
Situs eksperimental
Situs eksperiemental kami di Pertanian Riset, Universitas Lincoln, Caterbury, Selandia baru. Selama 7 tahun sebelumnya, lucerne /sejenis rmput makanan hewan (medicago sativa L), ditanam di ladang ini. . Tanah alluvial dari situs ini diklasifikasikan sebagai tanah silt loam. Pasir kasar rata-rata (0.2-2.10 mm), pasir halus (0.02-0.2 mm), endapan (0.002-0.02 mm) dan lempung (<0.002 style=""> 29, 20, 30 dan 21%, masing-masing, sebagaimana ditentukan oleh analisis ukuran partikel. Batas plastic bawah (batas Atterberg barah) ditentukan untuk permukaan 15 cm dari tanah menggunakan metode Thomas sebesar 0.30 kg kg-1 (error standard = 0.004 kg kg-1, 30 sampel). Bahan organik tanah ditentukan oleh teknik loss on ingnition (Ball, 1964), adalah 6.2% (error standard = 0.06%, 30 sampel). Densitas bulk kering dan porositas total zona kultivasi sebelum persiapan lahan adalah 1.18 mg m-3 (error standard = 0.01 Mg m-1) dan 53.5% (error standard =0.32), masing-masing. Deskripsi lebih lanjut dari tanah ini diberikan oleh Cresswell dkk (1991)
Prosedur eksperimental
Eksperimen ini adalah split plot, random, desain random dengan empat replikasi. Plot utama aad tiga PTSW (0.18, 0.23, dan 0.32 kg kg-1), yang berkaitan ddengan 0.58, 0.76, dan 1.0 kali batas plstik bawah. Range konten air adalah representative dimana tanah dikelola secara umum di Caterburi. Setiap plot utama dipisah menjadi sub plot ukuran 3.2 kali 14 m, masing-masing memiliki treatment sekuen yang berbeda. Sekuen tillage selanjutnya digunakan (i) tiga kali jalan cultivator spring tined berat (persiapan lahan minimum), dan (ii) bajak moldboard, kemudian tiga kali jalan garu spring tined (persiapan lahan sedang); (iii) bajak moldboard, tiga kali jalan cultivator rotary, diikuti dengan sekali jalan garu spring tined (persiapan lahan berlebihan).
Area percobaan ini disemprot dengan herbisida spectrum luas (36% glyphosate [isopropylamine salt N (Phosphonemethyl) glycine]) dan bahan tanaman residual dihilangkan ke level tanah menggunakan pemotong rumput sebelum persiapan lahan. Kontrol air tanah dicapai dengan sistem irigasi sprinkler. Koefisien Christiansent untuk keseragaman aplikasi ada 95% dalam udara (Christiansen, 1942). Air diaplikasikan pada rate rata-rata 3.5 mm h-1 melalui sprinkler yang bisa mengatur sendiri dalam kondisi kalem. Setiap plot utama disampling untuk menentukan air tanah segera sebelum persiapan lahan awal. Sampel gavimetrik sekitar 300 cm3 diambil dari 12 situs yang dipilih random pada setiap plot utama pada kedalaman 0 sampai 15 cm. persiapan lahan sekunder diselesaikand alam 1 jam persiapan lahan awal. Kedalaman pembajakan dibuat konstan sekitar 15 cm. Tidak ada pengukuran tanah yang dilakukan dalam area dimana roda traktor berjalan selama operasi persiapan lahan.
Pengukuran kekasaran permukaan dan sifat – sifat hidrolik dibuat pada tanah yang baru dipersiapkan sebelum kejadian hujan pasca persiapan lahan terjadi dan sebelum plot ini diirifasi sebelum penentuan albedo. Pengukuran lapangan ini dan sampling untuk analisis laboratorium diselesaikan dalam 8 hari persiapan lahan. Pengukuran albedo kemudian dimulai dan diselesaikan 22 hari selanjutnya.
Pengukuran eksperimental
Konduktivitas hidrolis dekat saturasi
Konduktivitas hidrolik pada -0.4 kPa potensial matrik ditentukan dalam laboratorium menggunakan infiltrometer inti utuh dan tensi (Cllothier dan White, 1981). Infiltrometer ini menggunakan jarum syringe hiodermik untuk membatasi entry udara dan menjaga potensi suplai. Inti tanah utuh (150 mm panjangnya kali 200 mm) diambil dari empat lokasi dalam setiap sub plot pada kedalaman 0 sampai 150 mm. Tanah ini dilembabkan, dan kemudian dijalankan mengalir selama 24 jam sebelum sampling. Stabilizer tanah (polyvinyl alcohol) diaplikasikan pada permukaan tanah sebelum pra-pembasahan situs sampling untuk menghindari perubahan dari tanah permukaan selama aplikasi air. Dalam laboratorium, skor ini disaturasi dengan menempatkannya dalam beberapa millimeter air de-aerasi sampai menjadi basah dengan peningkatan kapiler. Level air disesuaikan sampai dalam beberapa millimeter dari puncak inti. Setelah 24 jam, inti in idihilangkan dari air dan ditempatkan di stand yang dilapisi baja-gauze. Pasir halus ( potensial entry udara – 3 Kpa) diaplikasikan pada permukaan atas inti sebagai slurry untuk memudahkan kontak diantara permukaan tanah dan dasar infiltrometer. Aliran keluar dari infiltrometer dimonitor sampai keadaan steady state dicapai (biasnya <1 style=""> dihitung menurut Clothier dan White (1981) dan dikoreksi sampai suhu air 20oC. Satu penentuan konduktivitas hidrolik tunggal dibuat pada setiap inti tanah.
Karakteristik air tanah
Hubungan kandungan air tanah-potensial matrik ditentukan pada empat inti utuh yang diambil dari empat posisi random dalam setiap sub plot pada kedalaman 75 mm. Silinder sampling 70 mm kali 200 mm diameter, digunakan dalam plot yang menjadi subyek persiapan lahan minimum dan intermediate, ketika panjang 50 mm kali 104 mm diaeter, silinder digunakan dalam plot persiapan lahan berlebihan. Dalam setiap silinder sampling dilumasi dengan jelly minyak sebelum digunakan untuk meminimalkan efek ujung. Dalam laboratorium, inti disaturasikan dengan menempatkannya dalam beberapa milimeter air de-aerasi sempai menjadi basah karena peningkatan kapilaritas. Level air kemudian disesuaikan dalam beberapa millimeter bagian tas inti. Setelah 24 jam, inti dihilangkan dan ditempatkan pada tabel tensi untuk menentukan retensi air pada potensial -1.0, -3.0, -5.0 dan -10.0 kPa. Sub sampel utuh (panjang 15 mm kali 42 mm diameter) dari pusat setiap sampel meja tensi diseimbangkan menggunakan alat plat tekanan pada potensial -33, -100, -300, -500, dan -1500 kPa. Konten air pada -33 dan -100 kPa ditentukan pada tiga sampel per subplot. Satu sampel per suplot digunakan pada -300, -500, dan -1500 kPa, meskipun pengukuran pada -1500 kPadiulangi hanya dua ulangan saja. Konten air gravimetric dikonversi menjadi volumetric dengan penggalian dengan nilai densitas bulk. Distribusi ukuran
Konduktivitas hidrolik non saturasi
Fungsi konduktivitas hidrolis non saturasi ditentukan dengan solusi analitik bentuk tertutup untuk model hidrolik prediktif dari Bourdine (1953) yang diajukan oleh van Genuchten (1980)
Persamaan (1)
dimna K, adalah konduktivitas hidrolik relatif, y adalah potensial air, dan a dan n adalah parameter iindependen yang diestimasikan dengan mencocokan persamaan berikut terhadap data karakteristik air.
Persamaan (2)
qr adalah kandungan air volumetric residual, qs adalah kandungan air pada saturasi. Nilai m diberikan oleh
persamaan (3)
Porositas total
Densitas bulk kering ditentukan, menggunakan metode Gradwell (1972), pada empat sampel masing-masiing 2640 cm3 diambil random dari setiap sub plot (40-110 mm kedalaman tanah). Densitas partikel diukur dan porositas total dihitung, juga menggunakan metode Gradwell (1972)
Albedo gelombang pendek
Albedo gelombang pendek diukur menggunakan solarimeter inverse dan tegak Kipp dan Zonen (model CM 11, Kipp & Zonen, DELFT BV, Delft, Belanda) ditempatkan 0.5 m di atas permukaan tanah. Sebuah faktor koreksi untuk mengkompensasi cetakan bayangan oleh instrumen dihitung dengan teori faktor pandangan. Solarimeter invers dilindungi untuk mencegah error dengan mengukur radiasi matahari dari horizon, ini membatasi area lihat sampai 5.56 m2. Sebuah faktor pandangan digunakan untuk kompensasi untuk batasan ini. Output dari solarimeter dikumpulkan dengan sistem loging data otomatis sebagai rata-rata per jam menggunakan interval sampel 10-s. Albedo gelombang pendek dicatat sebagai rasio yang direfleksikan terhadap radiasi sinar matahari yang datang. Pengukuran albedo dibuat dalam kondisi matahari cerah jika mungkin. Dimana adanya mendung mengurangi fluksi sinar matahari yang masuk sampai di bawah 600 W m-2, pengukuran albedo ini dibuang. Tindakan pencegahan harus dilakukan karena fraksi yang nampak (0.4-0.7 um) dari radiasi matahari total di bawah langit mendung cenderung lebih besar daripada langit cerah pada kondisi yang lain yang sama. Ini bisa menghasilkan pengukuran refleksi yang tertekan.
Kandungan air tanah permukaan (bersama dengan albedo gelombang pendek)
Kandungan air tanah permukaan diukur secara gravimetric pada sampel sekitar 170 cm3. Pada setiap kejadian sampling bersama dengan pengukuran albego (per jam), enam replikasi dari sampel kandungan air diambil dari kedalaman 0 sampai 20 mm.
Kekasaran permukaan (bersama dengan albedo gelombang pendek)
Kekasaran permukaan diukur dengan pengukuran point microrelief meter, yang memungkinkan pengukuran elevasi permukaan dengan resolusi 1.0 mm pda grid 0.5 m regular. Alat ini diangkat di atas permukaan tanah sebelum pembacaan dilakukan pada jarak 0.05 m. Dua dari set pengukuran ini diselesaikan pada setiap sub plot yang digunakan untuk penentuan albedo. Kekasaran permukaan tanah dicirikan menggunakan metode semivarian dari
Persamaan (4)
Distribusi ukuran agregat (bersama dengan albedo)
Distribusi ukuran agregat tanah ditentukan dengan mengunakan ayakan rotasi (Lyles dkk, 1970). Sampel tanah permukaan sekitar 2400 cm didapatkan dari 40 mm dari tanah menggunakan skup dasar flat. Tiga sampel didapatkan dari posisi random dalam setiap sub plot. Sampel kering udara diayak untuk menentukan distribusi ukuran agregat. Range ukuran agregat ditentukan: <0.26,>18.0 mm diameternya. Potongan besar dari residu tanaman dihilangkan sebelum diayak.
Analisis statistik
HASIL DAN PEMBAHASAN
Porositas total
Analisis varian menunjukkan bahwa PTSW tidak memiliki efek signifikan pada porositas total. Analisis menggunakan DNMRT menunjukkan bahwa porositas total rata-rata dari sekuen persiapan lahan minimum (67.4%) secara signifikan lebih tinggi (P<0.05) style=""> sekuen intermediate dan berlebihan.
Karakteristik air tanah
Efek dari PTSW dan sekuen persiapan lahan pada karakteristik air tanah ditunjukkan dalam gambar 1 dan 2. Analisis varian dari konten air volumetric (qv) pada setiap langkah potensial matrik yang diukur dalam hubungan ini menunjukkan bahwa treatment PTSW memiliki efek signifikan pada (P<0.01) style="font-family: Symbol;">qv pada -3.0 kPa tetapi tidak pada segala potensial matrik terukur yang lain. Pada setiap potensial terukur dari -1.0 sampai -500.0 kPA, treatment PTSW 0.18 kg kg-1 menghasilkan nilai-nilai qv terbesar.
Efek sekuen persiapan lahan signifikan pada potensial matrik -3.0, -10.0, -100.0 dan -300.0 kPA (ANOVA, P<0.01). style="font-family: Symbol;">ym) dari -1.0 sampai -500.0 kPa, qv pada plot persiapan lahan berlebihan adalah lebih besar daripada dua sekuen persiapan lahan yang lain. Struktur tanah dihasilkan dari sistem persiapan lahan yang berbeda memiliki efek kecil pada slope bagian fungsi karakteristik air dalam range potensial matrik -1.0 sampai 1500 kPA.
Ketika sembilan treatment individual dipertimbangkan secara terpisah, operasi persiapan lahan berlebihan pada 0.18 kg kg-1 PTSW menghasilkan qv terbesar pada setiap y yang diukur.
Efek dari PTSW dan sekuen persiapan lahan pada berbagai kategori ukuran
Makroporositas tanah didefinisikan sebagai volume total dari semua
Kapasitas penahanan air yang ada dimaksimalkan ketika tanah dipersiapkan berlebihan (tabel 1). Namun, tidak ada perbedaan signifikan diantara kapasitas penahanan air yang tersedia setelah sekuen persiapan lahan intermediate dan berlebihan (DNMRT). Analisis varian menunjukkan PTSW tidak secara signifikan mempengaruhi makro, aerasi, porositas transmisi atau kapasitas holding air. Cresswell dk (1991) membahas distribusi ukuran agragat yang dihasilkan dalam eksperimen yang dijelaskan di sini. Mereka mengamati bahwa sekuen pelayanan berlebihan menghasilkan tanah halus, bubuk, dengan terutama agregat granular sangat kecil dan dengan agregat granular besar persiapan lahan minimum, mungkin pecah sepanjang bidang kelemahan natural, dicampur dengan jumlah agregat kecil yang lebih sedikit. Agregat besar tidak memadat dengan erat, menghasilkan porositas total yang lebih besar yang merupakan
Konduktivitas hidrolik dekat saturasi
Sekuen persiapan lahan memiliki efek signifikan pada konduktivitas hidrolik dekat saturasi (ANOVA, P <0.01), style=""> persiapan lahan dirata-rata pada semua treatment PTSW) setelah persiapan lahan minimum (14.9 cm h-1) secara signifikan lebih tinggi (DNMRT, p <0.05)>-1), ketika keduanya tidak berbeda signifikan dari persiapan lahan intermediate (13.5 cm h-1). Treatment individual menghasilkan nilai konduktivitas tertinggi adalah persiapan lahan minimum pad anilai PTSW 0.18 dan 0.23 kg kg-1 (tabel 2). Dua treatment ini memiliki konduktivitas tinggi (DNMRT, P <0.05) style=""> persiapan lahan berlebih. Tidak ada perbedaan signifikan yang lain dalam treatment. Hasil ini menegaskan sekuen persiapan lahan dan treatment PTSW yang menghasilkan volume makropori tinggi menghasilkan rate fluksi air dekat saturasi rate yang tinggi.
Penguuran karakteristik air tanah dan konduktivitas hidrolik dekat saturasi melibatkan saturasi sampel tanah. Perubahan struktural mungkin terjadi selama prosedur pembasahan dan hasil yang dilaporkan disini lebih representative dari tanah yang mengalami siklus basah-kering lapangan daripada tanah yang baru diolah. Ketika tanah ladang selesai setelah siklus basah dan kering, volume makropori mungkin turun, akibatnya menurunkan konduktivitas dekat saturasi. Usaha lebih lanjut dibutuhkan untuk menentukan dan mengerti lebih baik segala perbedaan dalam perubahan temporal dalam sifat hidrolik tanah setelah operasi persiapan lahan yang berbeda.
Konduktivitas hidrolik tidak saturasi
Konduktivitas hidrolik tidak saturasi yang diprediksi, K (q), dipengaruhi oleh sekuen persiapan lahan, dengan konduktivitas terkecil mengikuti setelah persiapan lahan berlebihan (gambar 3). Treatment persiapan lahan minimumd an intermediate menghasilkan konduktivitas yang sama rata-rata, keduanya leblih tinggi daripada yang setelah persiapan lahan berlebihan. Pada kandungan air >0.20 m3 m-3, efek PTSW nampak dalam treatment persiapan lahan minimal, dengan konduktivitas hidrolik non saturasi setelah persiapan lahan minimum pada PTSW 0.18 kg kg-1 lebih dari persiapan lahan selanjutnya pada pTSW 0.32 kg kg-1. Meskipun persiapan lahan berlebihan menghasilkan volume
Albedo gelombang pendek tanah gundul
Efek sudut puncak pada albedo gelombang pendek
Untuk menghubungkan koefisien refleksi radiasi matahari gelombang pendek pada permukaan secara langsung terhadap kandungan air tanah, efek sudut puncak matahari harus dihilangkan terlebih dahulu. Efek sudut puncak pada albedo gelombang pendek diukur pada dua tilth tanah yang berbeda, keduanya pada permukaan kering-udara (kandungan air 0.05-0.07 kg kg-1) (gambar 4). Albedo turun dengan sudut puncak meningkat, meskipun hanyasedikit range sudut puncak yang dipertimbangkan (23.5 sampai 49.5o). Kedua regresi ini berbeda signifikan dari slope nol dalam arah negatif (P <0.01,>
Mekanisme sudut zenith pada albedo nampak kompleks dan ini tidak dimengerti dengan baik. Distribusi angular dari kedatangan radiasi pada permukaan tanah mungkin mempengaruhi hubungan diantara albedo dan sudut puncak. Distribusi ini dipengaruhi oleh posisi matahari dan turbiditas atmosfer. Coulson dan Reynold (1971) menyarankan bahwa penjebakan sinar dengan beberapa refleksi dalam gap diantara partikel tanah akan dimaksimalkan pada sudut puncak rendah dimana radiasi datang lebih normal terhadap permukaan tanah. Agar albedo turun dengan peningkatan sudut puncak, harus ada mekanisme lain yang beroperasi.
Kandungan air tanah, struktur tanah permukaan, dan albedo gelombang pendek
Efek dari kandungan air pada albedo gelombang pendek ditunjukkan untuk tanah dengan struktur permukaan yang berbeda dalam gambar 5 dan 6. Basah rata –rata (kandungan air >0.22 kg kg-1) dan kering (<0.10>-1) untuk berbagai treatment ditunjukkan dalam tabel 3 bersama dengan kekasaran permukaan terkait (indeks LD) dan prosentase agregat (18 mm diameternya. Dalam kondisi kering, warna tanah (warna standard Munssell) adalah coklat kuning abu-abu (10 YR 2/3) dan basah, coklat (10 YR 5/3)
Perubahan besar dalam albedo dengan kandungan air tanah permukaan diamati. Bentuk akr dari albedo vs kurva kandungan air diukur dalam stud ini bersama dengan observasiIdso dkk (1975), dimana kedalaman yang sama dari tanah disampling. Kandungan air tanah ditentukan pada kedalaman 0 sampai 20 mm sebagaimana dibutuhkan oleh sifat kasar dari permukaan tanah. Albedo diharapkan menjadi fungsikandungan air pada permukaan tanah. Kandungan air berubah dengan kedalaman sehingga penggunaan kandungan air rata-rata pada kedalaman ini mungkin mencairkan hubungankandungan air-albedo. Hasil ini, kemudian, spesifik terhadap kedalaman 0 sampai 20 mm dan tidak menunjukkan hubungan diantara albedo gelombang pendek dan kandungan air pada permukaan tanah. Namun, hubungan yang diberikan di sini adalah nilai praktis untuk pengukuran lapangan.
Twomey dkk (1986) menyarankan bahwa alasan untuk albedo tanah basah untuk lebih rendah daripada tanah kering adalah perubahan media sekitar partikel dari udara ke tanah menurunkan indeks refraktif relatif dan meningkatkan ‘forwardness’ dari penyebaran udara. Sebagai hasil, foton yang datang harus disebarkan lebih sering sebelum berputar dan kembali dari tanah. Setiap penyebaran melibatkan probabilitas absorbsi, semakin kecil jumlah foton yang bertahan semakin besar event penyebaran, dan albedo turn.
Efek perbedaan dalam struktur tanah permukaan pada albedo kecil terhadap efek kandungan air tanah. Variasi maksimum dalam albedo tanah kering dan basah (tabel 3) pada range penuh kondisi permukaan adalah 2. Perbedaan diantara nilai albedo maksimum dan minimum diamati pada range penuh kandungan air permukaan tidak berbeda secara konsisten dengan struktur permukaan tanah. Struktur perumukaan yang berubah nampak mempengaruhi albedo dengan memindahkan kurva kandungan air –albedo secara keseluruhan naik atau turun, tidak ada indikasi jelas rate penurunan albedo dengan peningkatan kandungan air terhadap struktur tanah permukaan.
KESIMPULAN
Operasi persiapan lahan multi pass sangat mempengaruhi karakteristik air tanah dekat saturasi, dengan persiapan lahan itnensif menurunkan makroporositas terutama karena reduksi volume
Sekuen persiapan lahan secara signifikan mempengaruhi konduktivitas hidrolis dekat permukaan. Persiapan lahan yang semakin intensif menghasilkan konduktivitas hidrolik yang lebih kecil yang diukur pada -0.4 kPa potensial matrik. Hubungan diantara konduktivitas hidrolik dan kandungan air juga dipengaruhi oleh sekuen persiapan lahan, dengan persiapan lahan intermediate menghasilkan konduktivitas non saturasi terbesar pada range luas kandungan air. Namun, ada inkonsistensi diantara konduktivitas hidrolik non saturasi dan distribusi ukuran
Perbabandingan hasil stud ini dan studi sebelumnya menunjukkan bahwa variasi albedo gelombang pendek tanah gundul dengan sudut puncak adalah spesifik tanah. Dalam studi ini, ada penurunan kecil dalam albedo ketika sudut puncak naik. Kandungan air dari tanah permukaan memiliki efek besar pada albedo gelombang pendek tanah gundul, dengan tanahyang lebih kering memiliki albedo gelombang pendek yang lebih tinggi. Struktur tanah permukaan yang berbeda yang dihasilkan oleh treatment persiapan lahan tidak menghasilkan perbedaan yang konsisten dalam hubungan kandungan air tanah-albedo. Tanah dengan permukaan kasar, berbongkah pada umumnya memiliki albedo yang turun sedikit meskipun perbedaan dalam albedo pada range permukaan yang dihasilkan dalam studi ini kecil dan tidak selalu konsisten. Efek dari kekasaran permukaan pada albedo pada umumnya kecil dibandingkan dengan efek kandungan air tanah. Albedo tanah gundul sangat berkorelasi dengan kekasaran skala kecil yang didapatkan dari distribusi ukuran agregat daripada indeks kekasaran permukaan random skala yang lebih besar (Indek LD)
Range struktur tanah induksi persiapan lahan yang dihasilkan dalam tanah ini mungkin mempengaruhi evaporasi dari tanah yang baru dipersiapkan melalui perbedaan dalam suplai air terhadap situs evaporasi daripada melalui perbedaan dalam suplai energi yang tersedia. Perubahan yang disebabkan persiapan lahan dalam albedo adalah kecil dan tahap terbatas energi awal dari evaporasi akan berakhir hanya dalam waktu yang pendek, dimana evaporasi akan dibatasi oleh suplai air terhadap situs evaporasi. Dalam manajemen persiapan lahan untuk mengoptimalkan hubungan air – tanah semaian, penekanan harus pada menciptakan sifat hidrolik semaian yang diinginkan bukan berusaha memanipulasi albedo gelombang pendek. Representasi kandungan air tanah pra-persiapan tidak nampak berguna untuk memanipulasi sifat-sifat hidrolik dan albedo gelombang pendek dalam tanah silt loam Templeton yang baru diolah dimana sekuen persiapan lahan yang umum diadopsi digunakan. Namun, efek jangka panjang dari persiapan lahan dan treatment PTSW pada struktur tanah mungkin berbeda dari hasil jangka pendek yang dipresentasikan di sini.
Riset dibutuhkan untuk mengerti perubahan temporal dalam sifat hidrolik tanah permukaan dan struktur tanah permukaan setelah persiapan lahan. Perbedaan dalam perubahan temporal dari sifat ini mengikuti treatment persiapan lahan yang berbeda mungkin terbukti menjadi lebih signifikan daripada perbedaan diantara mereka setelah persiapan lahan segera.
Pekerjaan lebih lanjut diperlukan untuk menentukan dan lebih memahami setiap perbedaan dalam perubahan temporal dalam sifat-sifat hidrolik tanah berikut tanah yg dikerjakan berbeda operasi
Konduktivitas hidrolik jenuh
Prediksi tak jenuh fungsi konduktivitas hidrolik, K (6), yang dipengaruhi oleh tanah yg dikerjakan urutan, dengan konduktivitas terkecil kelebihan berikut tanah yg dikerjakan (Fig.3). Minimum dan menengah perawatan tanah yg dikerjakan konduktivitas menghasilkan rata-rata sama, keduanya menjadi lebih tinggi daripada kelebihan berikut tanah yg dikerjakan. Pada kadar air> 0,20 m3 m ~ 3, efek PTSW jelas di tanah yg dikerjakan minimum perawatan, dengan konduktivitas hidrolik jenuh minimum sebagai berikut PTSW tanah yg dikerjakan di kg 0,18 kg-1 menjadi lebih besar daripada yang berikut PTSW tanah yg dikerjakan di kg 0,32 kg-1. Meskipun kelebihan tanah yg dikerjakan mengakibatkan volume yang lebih besar pori-pori mengalir antara -10 dan potensi -1.500 kPa matric, dibandingkan dengan sekuens tanah yg dikerjakan lain, hal ini tidak menghasilkan ramalan konduktivitas hidrolik yang lebih besar di kisaran ini. Ini mungkin karena kurang pori kontinuitas dan lebih ketidakjujuran setelah kelebihan tanah yg dibajak tapi lebih cenderung karena sensitivitas dari metode prediksi yang sesuai (diukur) konduktivitas hidrolik dan potensi matric (- 0,4 kPa) di mana konduktivitas diukur ditentukan .
Bare Tanah Shortwave Albedo
Sudut zenith Shortwave Efek pada Albedo
Dalam rangka untuk menghubungkan koefisien refleksi gelombang pendek radiasi matahari insiden pada permukaan yang telanjang langsung ke kadar air tanah, efek sudut zenith matahari pertama-tama harus dihilangkan. Efek dari sudut puncaknya pada Albedo gelombang pendek diukur pada dua tilths luas tanah yang berbeda, baik dengan udara-permukaan kering (kadar air 0,05-0.07kg kg-1) (Gambar 4). Albedo menurun dengan meningkatnya sudut zenith, meskipun hanya oleh sejumlah kecil di berbagai sudut zenit dianggap (23,5-49,5 °). Kedua regresi berbeda secara signifikan dari nol lereng ke arah negatif (P <0,01,>Idso et al. (1975) dan Irons et al. (1992) juga mengamati Albedo meningkat dengan meningkatnya sudut zenith. Perbandingan hasil dari studi ini dengan orang-orang dari karya yang diterbitkan sebelumnya menunjukkan bahwa sudut puncak efek pada tampaknya refleksi khusus untuk tanah tertentu dan kondisi permukaan.
Mekanisme efek dari sudut puncaknya pada Albedo muncul kompleks dan tidak dipahami dengan baik. Distribusi sudut insiden radiasi di permukaan tanah dapat mempengaruhi hubungan antara Albedo dan sudut zenith. Distribusi ini dipengaruhi baik oleh posisi matahari dan oleh atmosfer kekeruhan (Monteith dan Unsworth, 1990). Coulson dan Reynolds (1971) mengusulkan bahwa cahaya perangkap oleh beberapa refleksi dalam kesenjangan antara partikel tanah akan maksimal pada sudut zenith kecil di mana radiasi insiden lebih normal terhadap permukaan tanah. Untuk Albedo menurun dengan meningkatnya sudut zenit harus ada mekanisme lain jelas akan beroperasi.
Permukaan tanah yang efek dari sudut zenit telah dievaluasi dalam studi ini dan dalam bahwa dari Coulson dan Reynolds (1971) (tanah lempung) tampak lebih kasar daripada yang digunakan dalam studi Idso et al. (1975) atau pada tanah liat juga digunakan oleh Coulson dan Reynolds (1971). Pada permukaan tanah yang kasar, permukaan tidak teratur disajikan insiden radiasi bahkan dari sudut zenith tinggi. Sebagai akibatnya, mekanisme menjebak cahaya dapat beroperasi hampir sama secara efektif pada tinggi dan rendah sudut zenith. Dengan tanah halus, di mana permukaan seragam yang lebih jelas, sudut zenith yang lebih besar berpengaruh pada perangkap cahaya bisa diharapkan.
Efek dari sudut puncaknya pada Albedo ditentukan pada tanah kering hanya karena menguapkan tingginya permintaan selama periode percobaan membuat pemeliharaan permukaan yang basah saat langit cerah kondisi sulit. Idso et al. (1975) diamati tidak ada perbedaan dalam efek pada sudut zenith Albedo antara permukaan basah dan kering. Albedo data yang dinormalisasi dengan penambahan ke sudut zenith 23.5 ° menggunakan bentuk yang diturunkan berdasarkan fungsi mean dari kedua kurva ditunjukkan pada Gambar. 4. Perbedaan antara nilai Albedo pada 23.5 ° zenit sudut pada fungsi normalisasi, dan nilai Albedo di sudut zenit di mana pengukuran itu diambil, telah ditambahkan ke nilai Albedo asli.
Tanah Air Isi, Permukaan Tanah Struktur, dan Shortwave Albedo
Pengaruh kadar air pada gelombang pendek dinormalkan Albedo diperlihatkan untuk tanah yang berbeda struktur permukaan pada Gambar. 5 dan 6. Mean basah (kadar air> 0,22 kg kg-1) dan kering (<0,10>18-mm diam. Dalam kondisi kering, warna tanah (warna standar Munsell) adalah kuning keabu-abuan coklat (10YR 2 / 3) dan, ketika basah, cokelat (10YR 5 / 3).
Perubahan besar pada permukaan Albedo dengan kadar air tanah yang diamati. Karakteristik bentuk dari Albedo kurva kadar air vs diukur dalam penelitian ini setuju dengan pengamatan Idso et al. (1975), di mana kedalaman yang sama adalah sampel tanah. Kadar air tanah ditentukan pada kedalaman 0 hingga 20 mm seperti yang diharuskan oleh sifat kasar permukaan tanah. Albedo diharapkan merupakan fungsi dari kandungan air di bagian paling permukaan tanah. Kadar air berubah secara mencolok dengan kedalaman dan karena itu penggunaan mean kadar air pada kedalaman ini akan mengencerkan kadar air Albedo-relasi. Hasil ini, maka, khusus untuk 0 - to 20-mm mendalam dan tidak menunjukkan hubungan antara Albedo gelombang pendek dan kadar air di bagian paling permukaan tanah. Namun, hubungan yang disajikan di sini adalah nilai praktis untuk pengukuran lapangan.
Twomey et al. (1986) mengusulkan bahwa alasan utama bagi Albedo tanah basah lebih rendah daripada tanah kering adalah bahwa mengubah medium di sekeliling partikel dari udara ke air berkurang indeks bias relatif dan karenanya meningkatkan "kesiapan" cahaya hamburan ( yaitu, menyebar ke arah insiden radiasi). Akibatnya, foton harus tersebar lebih kali sebelum mereka berbalik dan muncul dari tanah. Setiap penyebaran probabilitas melibatkan penyerapan terbatas, lebih sedikit foton bertahan hidup semakin banyak jumlah kejadian hamburan, dan Albedo berkurang.
Pengaruh perbedaan struktur tanah permukaan Albedo kecil dibandingkan dengan efek kadar air tanah. Variasi maksimum di kedua tanah kering dan basah Albedo (Tabel 3) melintasi lengkap kondisi permukaan adalah 2%. Perbedaan antara maksimum dan nilai-nilai Albedo minumum diamati di berbagai kadar air tanah tidak bervariasi secara konsisten dengan struktur permukaan tanah. Mengubah struktur permukaan tampaknya telah terpengaruh oleh menggusur Albedo seluruh konten albedowater kurva ke atas atau bawah, tidak ada petunjuk yang jelas tentang tingkat penurunan Albedo dengan peningkatan kadar air permukaan yang terkait dengan struktur tanah.
Perbedaan di antara tanah yg dikerjakan Albedo perawatan di PTSW 0,32 kg kg-1 (Gambar 5) lebih besar dari orang-orang di PTSW 0,18 kg kg-1 (Gambar 6), konsisten dengan variasi yang lebih besar dan kekasaran permukaan agregat-distribusi ukuran antara kurva pada Gambar. 5. Efek yang PTSW Albedo yang terbesar dengan minimum tanah yg dikerjakan, mencerminkan efek yang lebih besar pada PTSW agregat <18>Dengan kelebihan tanah yg dikerjakan, efek pada PTSW Albedo itu diabaikan. Secara keseluruhan, luas permukaan tanah kondisi struktural yang dihasilkan oleh perawatan tanah yg dibajak itu efek kecil pada gelombang pendek Albedo-hubungan kadar air tanah. Karena itu pada tanah ini, tanah yg dikerjakan kisaran pretillage urutan dan kadar air tanah yang digunakan dalam budidaya tanaman sereal komersial yang tidak akan menyebabkan perubahan signifikan dalam Albedo gelombang pendek.
Efek struktur permukaan pada lebih Albedo muncul terkait dengan distribusi ukuran agregat daripada indeks kekasaran acak. Koefisien korelasi Albedo tanah kering kekasaran acak adalah - 0,59, sedangkan korelasi dengan persentase agregat <18>adalah 0,81. Kekasaran acak tidak berhubungan dengan baik untuk ukuran agregat distribusi di permukaan tanah yang dipertimbangkan di sini. Ukuran agregat yang lebih baik berkaitan dengan distribusi skala kecil kekasaran, yang tampaknya mempengaruhi Albedo. Beberapa gumpalan besar di permukaan tanah, yang akan memiliki pengaruh signifikan pada indeks kekasaran acak, Albedo tidak mempengaruhi tingkat yang sama. Permukaan tanah di mana Albedo diukur mewakili rentang yang ekstrem dalam arti praktis, walaupun dalam hal Albedo mereka semua permukaan kasar. Dalam percobaan sebelumnya bekerja di mana penurunan Albedo besar telah terjadi dari permukaan roughening (misalnya, Idso et al., 1975), perbandingan telah dibuat dengan permukaan halus buatan yang dibuat oleh rolling atau Adanya genangan.
Permukaan tanah yang dipertimbangkan di sini memiliki nilai Albedo rendah. Hal ini mungkin disebabkan oleh sifat kasar permukaan tanah yang digunakan, dibandingkan dengan yang digunakan untuk Albedo pengamatan oleh pekerja lain. Alasan utama lainnya adalah tingginya kandungan bahan organik tanah ini (6,2%). Total penerimaan gelombang pendek radiasi sangat tinggi pada Januari 1988 ketika pengukuran ini dibuat, dengan nilai radiasi melebihi 900 W m ~ 2 yang umum.
KESIMPULAN
Multiple-pass operasi tanah yg dikerjakan secara signifikan mempengaruhi karakteristik air tanah di dekat saturasi, dengan penurunan tanah yg dikerjakan macroporosity intensif terutama karena penurunan volume pori-pori aerasi besar. Kemiringan karakteristik air di kisaran potensi matric untuk -1.500 kPa -1,0 tidak terpengaruh oleh sistem tanah yg dikerjakan secara luas walaupun kontras yang berlebihan mengakibatkan tanah yg dikerjakan urutan isi air yang lebih besar pada setiap matric potensial dalam kisaran ini. Pretillage kadar air tanah tidak memiliki pengaruh signifikan pada karakteristik air.
Budidaya urutan secara signifikan mempengaruhi dekat-saturation konduktivitas hidrolik. Tanah yg dikerjakan lebih intensif menghasilkan konduktivitas hidrolik lebih kecil -0,4 kPa diukur pada potensi matric. Hubungan antara konduktivitas hidrolik dan kandungan air juga dipengaruhi oleh tanah yg dikerjakan urutan, dengan tanah yg dikerjakan menengah menghasilkan konduktivitas tak jenuh terbesar di berbagai isi air. Namun, ada inkonsistensi antara konduktivitas hidrolik diprediksi tak jenuh dan distribusi ukuran pori-pori disimpulkan dari karakteristik air tanah. Sementara lebar rentang kadar air tanah sebelum tanah yg dikerjakan lakukan mempengaruhi struktur tanah yang dihasilkan dari tanah yg dikerjakan operasi (Cresswell et al., 1991), perbedaan-perbedaan ini tidak diterjemahkan ke dalam perubahan signifikan dalam sifat-sifat hidrolik tanah yang baru digarap.
Perbandingan hasil dari ini dan studi sebelumnya menunjukkan bahwa tanah gundul Albedo variasi gelombang pendek dengan sudut puncaknya adalah tanah spesifik. Dalam studi ini, ada penurunan kecil Albedo sebagai sudut zenith meningkat. Kadar air permukaan tanah memiliki dampak yang besar terhadap tanah gundul Albedo gelombang pendek, dengan tanah yang lebih kering memiliki Albedo gelombang pendek yang lebih tinggi. Permukaan yang berbeda struktur tanah yang dihasilkan oleh pengobatan tanah yg dikerjakan tidak menghasilkan perbedaan konsisten dalam Albedo gelombang pendek-hubungan kadar air tanah. Tanah dengan kasar, permukaan cloddy umumnya telah mengalami penurunan meskipun Albedo Albedo perbedaan dalam kisaran di permukaan yang dihasilkan dalam studi ini kecil dan tidak selalu konsisten. Efek Albedo kekasaran permukaan pada umumnya kecil dibandingkan dengan efek kadar air tanah. Albedo tanah gundul lebih kuat berkorelasi dengan skala kecil kekasaran berasal dari distribusi ukuran agregat daripada skala yang lebih besar indeks kekasaran permukaan acak (LD indeks).
Kisaran tanah yg dikerjakan-akibat struktur tanah yang diproduksi di tanah ini kemungkinan akan mempengaruhi penguapan dari tanah yang baru digarap melalui perbedaan dalam pasokan air ke situs menguap daripada melalui perbedaan dalam pasokan energi yang tersedia. Budidaya-perubahan akibat Albedo kecil dan energi awal tahap penguapan terbatas akan berlangsung hanya dalam waktu yang singkat, setelah penguapan akan dibatasi oleh pasokan air untuk penguapan situs. Penawaran ini secara langsung dipengaruhi oleh sifat-sifat hidrolik tanah. Di tanah yg dikerjakan persemaian manajemen untuk mengoptimalkan hubungan tanah-air, penekanan karenanya harus menciptakan persemaian yang dikehendaki sifat hidrolik daripada mencoba untuk memanipulasi Albedo gelombang pendek. Isi air tanah Pretillage mewakili kondisi lapangan yang normal tidak tampak berguna untuk memanipulasi sifat hidrolik dan gelombang pendek yang baru digarap Albedo dalam lumpur Templeton tanah lempung tanah yg dikerjakan di mana umumnya mengadopsi sekuens digunakan. Namun, efek jangka panjang dari tanah yg dikerjakan dan perawatan PTSW pada struktur tanah mungkin berbeda dari hasil jangka pendek yang disajikan di sini.
Penelitian diperlukan untuk memahami perubahan temporal permukaan sifat-sifat hidrolik tanah dan permukaan tanah yg dikerjakan berikut struktur tanah. Perbedaan dalam perubahan temporal properti ini perawatan tanah yg dikerjakan berbeda berikut mungkin terbukti menjadi lebih penting daripada perbedaan antara mereka segera setelah tanah yg dikerjakan.
UCAPAN
Penelitian ini dimungkinkan oleh bantuan keuangan Selandia Baru Universitas fromnthe Hibah Committee, NationalnWater dan Konservasi Tanah Authority, dan Departemen Riset Ilmiah dan Industri. Bantuan dari Mr David Lees, Mr Roger McLenaghen, dan staf Field Service Center, Lincoln University, adalah rasa syukur diakui
REFERENSI
Akanbi, W.B., Adediran, J. A. Olaniyan, A.B and Togun, A.O. An economic Analysis of split application of organo-mineral fertilizer on okra in Humid forest zone in Nigeria(2004). www. tropentag.de /2004/abtracts/full/143.pdf
Alabi, R.A. and P. O. Onolemhemhen Relative Economic Advantage of Maize-Soybean Mixed Cropping. Nigerian Journal of Agric-business and Rural Development (2001) 2(1): 13 - 21.
Anselm, A.E., Nweke, F. I. and Tollens E. Determinants of Cassava Cash Income in Female Headed Households of Africa. Quarterly Journal of International Agriculture(2002) 41(3):241-284.
Ayeni, A.O. Maize production in Nigeria: Problems and Prospects. Journal of Food and Agriculture (1991) 2:123-129.
Eneh, F. K. Onwubuja, I. I. and Inedia. The Economics of Intercropping Young Oil palms with Maize and Cassava. Nigeria Journal of Palms and Oils Seeds (1997) 13: 11-21.
FAO. FAO 1988-1989 Production Year Book .Statistical Series(1989) 142 (85) :159-172.
Jain, S.K. and Singh, P. S. Economic Analysis of Industrial Agroforestry in India. Agroforestry Systems(2000) 49: 255-273.
Kumar, V., Ogunlela, V. B. and Yadav. Production of Maize and Associated Intercrops in Relation to bed Configuration and Planting. Samaru Journal of Agricultural Research (1987) 5(1): 97-108.
Mead, R. and Rilley, R.W. The Concepts Of Land Equivalent Ratio And Advantages In Yield From Intercropping. Experimental Agriculture(1980) 16: 27- 228.
Moseley, W.G. An Equation for the Replacement value of Agroforestry. Agroforestry Systems (1994) 26:47-52.
Nweke, F. New Challenges In The Cassava Transformation In Nigeria And Ghana. EPTD Discussion Paper No. 118. Environment And Production Technology Division(2004) .International Food Policy Research Institute 2033 K Street, NW. Washington, D.C. 2006 USA.
Ogunsumi, L.O, S.O. Ewuola and A. G Daramola. Socio-economic impact assessment of maize production technology on farmers’ welfare in Southwest, Nigeria. Journal of Central European Agriculture ( 2005) .6 (1): 15-26
Perin, R.M. Pest Management in Multiple Cropping Systems. Agro- ecosystems (1977) 3:93-118.
Remison, S.U. Introduction Between Maize And Cowpea At Various Frequencies. Journal of Agric. Science(1980) 94: 617-621.
Remison, S.U. Interference between Crops Grown In Binary Combinations In The South West Zone Of Nigeria. Nig. Journal of Agric(1991) 26:59-72.
Remison, S.U and O.P Onelemhemhen. Effect Of Maize, Okra And Rice Intercropping With Soybean On Grain Yield In A Humid Tropical Environment. Nigerian Journal of palm and oil seeds(1999) 14: 169-175.
Steiner, K.G. Intercropping In Tropical Smallholder Agriculture With Special Reference To West Africa. Germany, German Agency for Tech. Coop (GTZ) (1982)
0 komentar: