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

2. Materials and methods
2.1. Study area and soil samples
The study area is located in Canals municipality, in the valley of
Montesa, between the Serra Grossa and Plana, Valencia province,
eastern Spain (
Fig. 1
). We selected this study site because it is a re-
presentative persimmon plantation, located in a colluvial area (foot
slope position) with active erosion processes, including tillage and
water soil erosion. The soil is classified as Chromic luvisol. The climate
is characterized by 500 mm of rainfall yr
−1
and the coldest and the
Fig. 1.
Location of the studied persimmon orchard in Canals, Valencia, Spain.
F. Bayat, et al.
Catena 183 (2019) 104176
2

---

warmest months of the year are January (10.2 °C) and August (25.5 °C),
respectively. The plantation is 25-years old with a planting framework
of 2.5 × 5 m. Each row contains 75 persimmon trees in 185 m long
rows. To reflect the topography of the studied row, the LS factor (slope
degree and slope length) was calculated and mapped (
) with
ArcGIS 10.4.1 (ESRI, Redlands, CA) using the
approach (Eq.
inter-row (April, June, and July) using a 3 Mg tractor pulling a culti-
vator (2.5 m wide) to 15 cm depth to control weeds. The persimmon
trees are irrigated with high-quality water coming from the Massis del
Caroig aquifer, which has not been negatively affected by human use,
using drip irrigation. Irrigation normally consists of 80 l of water per
plant per day during summer (the drought period) with no irrigation in
other seasons.
=
×
×
×
LS
Slope Length
22.13
Sin
0.01745
0.0896
1.4
0.4
1.4
(1)
where slope length is flow accumulation × cell resolution (DEM) and θ
is a slope in degrees.
2.2. Improved Stock Unearthing Method (ISUM)
The Improved Stock Unearthing Method (ISUM) considers the dis-
tance between the frontal marks on the persimmon graft union and the
current soil surface. The unearthed graft union reflects the initial dis-
tance between the rootstock and the current topsoil level at the date of
observation. Before planting the persimmon saplings (trees that grew in
a nursery for one year, where they were grafted), ridges that were 2 m
wide and 5 cm high were created by a tractor with an implement that
transformed a flat, smooth and intensively plowed surface into ridges
spaced 5 m apart on center. Each row was 2 m wide and the interrow
was 3 m wide. The saplings were planted 2.5 m from each other in the
middle of the ridges (on the row). On the ridge (row), the distance from
the graft union to the soil surface at the time of planting was 7 cm along
the rows and 12 cm in the interrow ). When manually planting,
the graft union was consistently placed 7 cm above the soil surface to
prevent a variety of infections and diseases caused by soil moisture,
freezing, and fungal pests. The height of the grafting was confirmed
through interviews with farmers and measurements carried out at re-
cent persimmon plantings during spring 2018. The distance from the
Fig. 2.
Slope Length and Steepness factor (LS-factor) map for the studied row of persimmon trees.
F. Bayat, et al.
Catena 183 (2019) 104176
3

---

graft union to the original soil level remains constant since the original
persimmon rootstock does not experience vertical growth and elonga-
tion, much as was confirmed for vineyards (
Brenot et al., 2008
;
Casalí
et al., 2009
). Moreover, persimmon offers an easy to distinguish
grafting line. We also confirmed in the field with the farmers of the La
Ribera and La Costera districts, Valencia Province, that the graft union
does not vertically change using the same methods as
Rodrigo-Comino
et al. (2018b)
. We measured the relative soil heights of 150 (75 paired-
trees) graft unions from the end of the graft union to the current soil
surface level. The same person took these measurements throughout the
study area. If the soil roughness under the persimmon was character-
ized by little steps, rock fragments or the grass cover limited the visi-
bility of the graft union, they were carefully removed. In the inter-row,
the distance between the topsoil level and the graft unions of two trees
were measured every 10 cm, meaning we took distance to soil surface
measurements at 51 points (2 at the tree trunks and 49 in between) for
each of the 75 paired trees. Therefore, the DEM maps and soil erosion
estimations were created using 3825 points over 925 m
2
.