Analyzing long-term soil erosion in a ridge-shaped persimmon plantation in eastern Spain by means of isum measurements

Agriculture, Ecosystems &
Environment
258, 49–58
.
Cerdà, A., Rodrigo-Comino, J., Giménez-Morera, A., Novara, A., Pulido, M., Kapović-
Solomon, M., Keesstra, S.D., 2018b. Policies can help to apply successful strategies to
control soil and water losses. The case of chipped pruned branches (CPB) in
Mediterranean citrus plantations. Land Use Policy 75, 734–745.
https://doi.org/10.
1016/j.landusepol.2017.12.052
.
Da Silva, A.M., Moradi, E., Rodrigo-Comino, J., Cerdà, A., 2019. Spatial variability of soil
roughness in persimmon plantations: a new combined ISUM (improved stock un-
earthing method) approach. Ecol. Indic. 106, 105528
.
Gan, Y., Siddique, K. H., Turner, N. C., Li, X. G., Niu, J. Y., Yang, C., ... and Chai, Q.
(2013). Ridge-furrow mulching systems—an innovative technique for boosting crop
productivity in semiarid rain-fed environments. In
Advances in agronomy
(Vol. 118,
pp. 429–476). Academic Press. doi:
https://doi.org/10.1016/B978-0-12-405942-9.
00007-4
.
Hollister, J., Milstead, W.B., 2010. Using GIS to estimate lake volume from limited data.
Lake and Reservoir Management 26 (3), 194–199.
https://doi.org/10.1080/
07438141.2010.504321
.
Hudson, N. (2015).
Soil conservation: fully revised and updated
(No. Ed. 3). New India
Publishing Agency.
https://www.cabdirect.org/cabdirect/abstract/20163246876
Jianjun, W., Quansheng, L., Lijiao, Y., 1997. Effect of intercropping on soil erosion in
young citrus plantation-a simulation study. Chin. J. Appl. Ecol. 2.
http://en.cnki.
com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-YYSB199702007.htm
.
Keesstra, S., Mol, G., de Leeuw, J., Okx, J., de Cleen, M., Visser, S., 2018. Soil-related
sustainable development goals: four concepts to make land degradation neutrality
and restoration work. Land 7 (4), 133
.
Keesstra, S.D., Rodrigo-Comino, J., Novara, A., Giménez-Morera, A., Pulido, M., Di Prima,
S., Cerdà, A., 2019. Straw mulch as a sustainable solution to decrease runoff and
erosion in glyphosate-treated clementine plantations in Eastern Spain. An assessment
using rainfall simulation experiments. Catena 174, 95–103
.
Leistra, M., Boesten, J.J., 2010. Pesticide leaching from agricultural fields with ridges and
furrows. Water Air Soil Pollut. 213 (1–4), 341–352.
https://doi.org/10.1007/s11270-
010-0389-x
.
Li, X.Y., Gong, J.D., Gao, Q.Z., Li, F.R., 2001. Incorporation of ridge and furrow method of
rainfall harvesting with mulching for crop production under semiarid conditions.
Agric. Water Manag. 50 (3), 173–183.
https://doi.org/10.1016/S0378-3774(01)
00105-6
.
Llácer, G., Martínez-Calvo, J., Naval, M., Badenes, M.L., 2008. From germplasm to fruit
export: the case of 'Rojo Brillante' persimmon. Adv. Hortic. Sci. 281–285.
https://
www.jstor.org/stable/42883470
.
López-Vicente, M., Álvarez, S., 2018. Influence of DEM resolution on modeling hydro-
logical connectivity in a complex agricultural catchment with woody crops. Earth
Surf. Process. Landf. 43 (7), 1403–1415.
https://doi.org/10.1002/esp.4321
.
McKenzie, N., Jacquier, D., Isbell, R., Brown, K., 2004. Australian Soils and Landscapes:
An Illustrated Compendium. CSIRO Publishing.
http://www.publish.csiro.au/pid/
3821.htm
.
Moore, I.D., Burch, G.J., 1986. Physical basis of the length-slope factor in the universal
soil loss equation 1. Soil Sci. Soc. Am. J. 50 (5), 1294–1298
.
Morgan, R.P.C., 2009. Soil Erosion and Conservation. John Wiley and Sons
https://doi.
org/10.1097/00010694-198806000-00011
.
Panagos, P., Borrelli, P., Poesen, J., Ballabio, C., Lugato, E., Meusburger, K., Alewell, C.,
2015. The new assessment of soil loss by water erosion in Europe. Environ Sci Policy
54, 438–447.
https://doi.org/10.1016/j.envsci.2015.08.012
.
Paroissien, J.B., Lagacherie, P., Le Bissonnais, Y., 2010. A regional-scale study of multi-
decennial erosion of vineyard fields using vine-stock unearthing-burying
Table 3
Calculation of soil depletion in individual sections (a, b, c, & d) using MATLAB.
Section
Area (m
2
)
Mean
Min.
Max.
CV (%)
STDEV
kg m
−2
yr
−1
a
225
5.01
4.59
5.64
6.35
0.31
b
225
4.47
3.66
5.61
15.31
0.67
c
225
5.80
5.08
6.95
8.50
0.48
d
250
4.83
3.45
6.41
18.22
0.86
F. Bayat, et al.
Catena 183 (2019) 104176
9

---

measurements. Catena 82 (3), 159–168.
https://doi.org/10.1016/j.catena.2010.06.
002
.
Perry, R.L., 1996. Planting stone fruit on ridges: effects on tree longevity. Pennsylvania
Fruit News 76 (4), 44–50
.
Planchard, D., 2017. SOLIDWORKS 2017 Reference Guide. SDC Publications
.
Remke, A., Rodrigo-Comino, J., Gyasi-Agyei, Y., Cerdà, A., Ries, J., 2018. Combining the
stock unearthing method and structure-from-motion photogrammetry for a gapless
estimation of soil mobilisation in vineyards. ISPRS Int. J. Geo Inf. 7 (12), 461
.
Rodrigo-Comino, J., Cerdà, A., 2018. Improving stock unearthing method to measure soil
erosion rates in vineyards. Ecol. Indic. 85, 509–517
.
Rodrigo-Comino, J., Brevik, E.C., Cerdà, A., 2018a. The age of vines as a controlling factor
of soil erosion processes in Mediterranean vineyards. Sci. Total Environ. 616,
1163–1173
.
Rodrigo-Comino, J., Davis, J., Keesstra, S.D., Cerdà, A., 2018b. Updated measurements in
vineyards improve accuracy of soil erosion. Agron. J. 110 (1), 411–417.
https://doi.
org/10.2134/agronj2017.07.0414
.
Rodrigo-Comino, J., Novara, A., Gyasi-Agyei, Y., Terol, E., Cerdà, A., 2018c. Effects of
parent material on soil erosion within Mediterranean new vineyard plantations. Eng.
Geol. 246, 255–261
.
Rodrigo-Comino, J., Keshavarzi, A., Zeraatpisheh, M., Gyasi-Agyei, Y., Cerdà, A., 2019.
Determining the best ISUM (improved stock unearthing method) sampling point
number to model long-term soil transport and micro-topographical changes in vi-
neyards. Comput. Electron. Agric. 159, 147–156
.
Rubio-Delgado, J., Schnabel, S., Gómez-Gutiérrez, Á., Sánchez-Fernández, M., 2018.
Estimation of soil erosion in dehesas using the inflection point of holm oaks. CATENA
166, 56–67.
https://doi.org/10.1016/j.catena.2018.03.017
.
Ruidisch, M., Arnhold, S., Huwe, B., Bogner, C., 2013. Is ridge cultivation sustainable? A
case study from the Haean catchment, South Korea. Applied and Environmental Soil
Science 2013.
https://doi.org/10.1155/2013/679467
.
Saffigna, P.G., Tanner, C.B., Keeney, D.R., 1976. Non-uniform infiltration under potato
canopies caused by interception, streamflow, and hilling 1. Agron. J. 68 (2),
337–342.
https://doi.org/10.2134/agronj1976.00021962006800020033x
.
Steinhoff-Knopp, B., Burkhard, B., 2018. Soil erosion by water in northern Germany: long-
term monitoring results from Lower Saxony. CATENA 165, 299–309.
https://doi.org/
10.1016/j.catena.2018.02.017
.
Tian, Y., Su, D., Li, F., Li, X., 2003. Effect of rainwater harvesting with ridge and furrow
on the yield of potato in semiarid areas. Field Crop Res. 84 (3), 385–391.
https://doi.
org/10.1016/S0378-4290(03)00118-7
.
Tisdell, C.C., 2011. Section 6: Double integrals and applications. Retrieved July 9, 2019,
UNSW Sydney (the University of New South Wales), mathematics. In: From web.-
maths.unsw.edu.au/~cct/2011notes/dbl-Int-notes-2011-2011
.
Tisdell, C.C., 2017. Critical perspectives of pedagogical approaches to reversing the order
of integration in double integrals. Int. J. Math. Educ. Sci. Technol. 48 (8), 1285–1292.
https://doi.org/10.1080/0020739X.2017.1329559
.
Vanwalleghem, T., Amate, J.I., de Molina, M.G., Fernández, D.S., Gómez, J.A., 2011.
Quantifying the effect of historical soil management on soil erosion rates in
Mediterranean olive orchards. Agric. Ecosyst. Environ. 142 (3–4), 341–351.
https://
doi.org/10.1016/j.agee.2011.06.003
.
Xiaolong, R., Zhikuan, J., Xiaoli, C., Qingfang, H., Rong, L., 2008. Effects of a rainwater-
harvesting furrow/ridge system on spring corn productivity under simulated rain-
falls. Acta Ecol. Sin. 28 (3), 1006–1015.
https://doi.org/10.1016/S1872-2032(08)
60034-7
.
Yao, X., Liu, S., Sun, M., Wei, J., Guo, W., 2012. Volume calculation and analysis of the
changes in moraine-dammed lakes in the north Himalaya: a case study of Longbasaba
lake. J. Glaciol. 58 (210), 753–760.
https://doi.org/10.3189/2012JoG11J048
.
Zhou, L.M., Jin, S.L., Liu, C.A., Xiong, Y.C., Si, J.T., Li, X.G., Li, F.M., 2012. Ridge-furrow
and plastic-mulching tillage enhance maize–soil interactions: opportunities and
challenges in a semiarid agroecosystem. Field Crop Res. 126, 181–188.
https://doi.
org/10.1016/j.fcr.2011.10.010
.
F. Bayat, et al.
Catena 183 (2019) 104176
10

---

Document Outline

• Analyzing long-term soil erosion in a ridge-shaped persimmon plantation in eastern Spain by means of ISUM measurements
  • Introduction
  • Materials and methods
    • Study area and soil samples
    • Improved Stock Unearthing Method (ISUM)
    • Micro-topographical changes and soil erosion estimations
  • Results
    • Soil erosion estimations
      • ArcMap method
      • SolidWorks method
      • MATLAB method
  • Discussion
  • Conclusion
  • Acknowledgments
  • References