علوم آب و خاک

تأثیر شدت پادلینگ بر نگهداشت آب در خاک و میزان آب مصرفی برای پادلینگ در سه بافت خاک در اراضی شالیزاری استان گیلان

سید فرهاد موسوی

پادلینگ (گل آب) متداول ترین روش تهیه بستر نشا برای کاشت برنج است. هدف از این پژوهش، بررسی اثر شدت های مختلف پادلینگ بر نفوذ آب به خاک، نگهداشت آب توسط خاک و تعیین میزان آب مصرفی برای انجام پادلینگ در سه بافت خاک غالب در اراضی شالیزاری استان گیلان بود. از سه بافت خاک رس سیلتی، لوم رسی و لوم، نمونه های دست نخورده در سه تکرار تهیه شد. نمونه ها توسط دستگاه همزن تحت تأثیر شدت های مختلف پادلینگ قرار گرفتند. براساس نتایج به دست آمده تیمار پادل با شدت کم سبب شد سرعت نفوذ آب به خاک به اندازه 3/29، 4/32 و 0/36 درصد در بافت های رس سیلتی، لوم رسی و لوم کاهش یابد. افزایش شدت پادلینگ از سطح کم به متوسط، سرعت نفوذ آب به خاک را به طور معنی داری کاهش داد، ولی تیمار پادل با شدت زیاد سبب کاهش معنی دار این پارامتر نشد. منحنی رطوبتی هر سه بافت خاک در تمامی سطوح پادلینگ نشان داد که عملیات پادلینگ قابلیت نگهداشت آب خاک را افزایش می دهد. با افزایش شدت پادلینگ، نگهداشت آب خاک در بافت رس سیلتی بیشتر از دو بافت دیگر بود. افزایش شدت پادلینگ از سطح کم به زیاد سبب افزایش میزان آب مصرفی به طور معنی دار شد. با افزایش شدت پادلینگ از سطح متوسط به زیاد میانگین آب به کار برده شده به ترتیب 4/15، 1/14 و 3/16 درصد در بافت های رس سیلتی، لوم رسی و لوم افزایش یافت. به طور کلی، در هر سه بافت خاک، تهیه بستر نشا با استفاده از عملیات پادلینگ با شدت زیاد در مقایسه با شدت متوسط به میزان آب مصرفی بیشتری نیاز دارد، در حالی که بر کاهش سرعت نفوذ آب به خاک و افزایش قابلیت نگهداشت آب خاک تأثیر معنی داری ندارد

برآورد توأم هدایت هیدرولیکی اشباع خاک و تخلخل مؤثر با استفاده از رویکرد مسأله معکوس هوشمند

پرویز فتحی

هدایت هیدرولیکی اشباع خاک (k) و تخلخل مؤثر (f) از جمله مهم ترین پارامترها برای شبیه سازی فرآیندهای مرتبط با آبیاری، زه کشی، هیدرولوژی و آبشویی به شمار می روند. روش های مستقیم اندازه گیری این پارامترها اغلب مشکل، زمان بر و پر هزینه می باشند. لذا ارائه روشی که موجب برآورد دقیق تر این پارامترها شود ضروری است. هدف از این تحقیق برآورد توأم k و f با استفاده از رویکرد مسأله معکوس می باشد. در این تحقیق از مدل تحلیلی زه کشی گلوور- دام به عنوان مدل شبیه سازی در روش مسأله معکوس استفاده شد. هم چنین برای یافتن مقادیر بهینه k و f از روش الگوریتم ژنتیک استفاده گردید. به منظور اندازه گیری داده های لازم برای واسنجی و ارزیابی مدل معکوس هوشمند پیشنهادی یک مدل فیزیکی زه کشی طراحی و در آزمایشگاه ساخته شد. مدل معکوس هوشمند تهیه شده در دو حالت با فرض ثابت و متغیر بودن f واسنجی گردیـد. نتـایج نشـان داد که روش پیشنهـادی از کارآیی و قابلیت بالایی جهت برآورد توأم k و f برخـوردار است. هم چنین فرض متغیر بودن f خطای پیش بینی ارتفاع سطح ایستابی در اطراف زه کش را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد

استفاده از روش برنامه‌ریزی غیرخطی در روندیابی سیلاب و مقایسه با نتایج روش‌های هیدرولیکی موج دینامیک و هیدرولوژی ماسکینگام

رسول قبادیان

توسعه روش های ساده و دقیق شبیه سازی سیلاب باعث کاهش خسارات مالی و تلفات جانی برجای مانده از سیلاب شده است. بدین منظور مدل ها و روش های گوناگون شبیه سازی سیلاب ارائه شده که اساس و پایه اکثر آنها حل معادلات جریان غیرماندگار در حالت تک بعدی( معادلات سنت- ونانت) است. با توجه به ساده سازی های صورت گرفته در حل آنها انواع روش های تقریبی، تحلیلی و عددی ارائه شده است. در این تحقیق برای روندیابی سیلاب روشی جدید که بر مبنای مفهوم بهینه سازی و استفاده از روش برنامه ریزی غیرخطی (NLP) است، ارائه شده است. بدین منظور از روش تابع جریمه که ایده اساسی آن تبدیل مسایل برنامه ریزی غیرخطی مقید به یک رشته از مسایل بهینه سازی نامقید می باشد، استفاده شد. جهت تعیین و به تبع آن صحت سنجی مقادیر متغیرهای تصمیم گیری تابع هدف NLP از هیدروگراف سیلاب 25 ساله و 60 مقطع رودخانه قره سو استفاده شد. بعد از صحت سنجی مدل، هیدروگراف های 50 و 100 ساله در بازه مورد مطالعه به طول 18 کیلومتر روندیابی شد و با هیدروگراف های به دست آمده از روش روندیابی هیدرولیکی و روش هیدرولوژی ماسکینگام مقایسه آماری شدند. نتایج نشان داد که روش NLP به خوبی هیدروگراف روندیابی شده به طریق هیدرولیکی را شبیه سازی می نماید، به گونه ای که ضریب نکویی برازش دبی های محاسبه شده به روش هیدرولیکی و NLP برای سیلاب 25، 50 و 100 ساله به ترتیب 984/0 ، 99/0 و989/0 می باشد. هم چنین دقت روش NLP از روش ماسکینگام به خصوص در پیش بینی دبی اوج لحظه ای سیلاب بالاتر است.

بررسی تغییرات نفوذ عمقی در یک ترانسکت از اراضی شالیزاری در طول دوره کشت

سید محسن موسوی

شیوه مرسوم آبیاری برنج در ایران همانند بیشتر نقاط دنیا آبیاری غرقاب دائم می باشد که نیازمند مقدار زیادی آب است. کمبود آب در سال های اخیر و ناکارامدی سیستم های تأمین و توزیع و مدیریت آبیاری لزوم استفاده بهتر از آب و بالا بردن راندمان مصرف آن را افزایش داده است. بدین منظور، آگاهی از میزان تلفات آب در شالیزارها ضروری است. نفوذعمقی در 4 منطقه از شالیزارهای شهرستان صومعه سرا در استان گیلان و در هر منطقه در 7 نقطه از آن با استفاده از رینگ های ته باز و ته بسته اندازه گیری شد. این نقاط براساس واحدهای مختلف فیزیوگرافی انتخاب شدند. هم چنین متوسط نفوذعمقی این نقاط در طول فصل پایش گردید. اندازه گیری ها دو بار در هفته انجام شد. نتایج نشان داد که نفوذ عمقی در طول فصل یکسان نیست و بسته به شرایط می تواند مثبت و یا حتی منفی نیز باشد. مهم ترین عوامل در تغییرات نفوذ عمقی، نشت جانبی (ازمزارع مجاور) و بالا بودن سطح آب زیرزمینی معلق در شالیزاها بودند.

ارزیابی اثر مدیریت آبیاری شور و شیرین بر عملکرد برنج رقم هاشمی

مریم نوابیان

رودخانه سفیدرود به عنوان مهم ترین منبع آب آبیاری استان گیلان، در اثر کاهش حجم مخزن سد سفیدرود، افزایش برداشت از سرشاخه ها، خشک سالی های پیاپی و ورود پسماندهای مختلف به رودخانه، دچار روند افزایش شوری و کاهش دبی شده است. این تحقیق، با استفاده از مدل شبیه سازی- بهینه سازی، عمق و دوره تناوبی آبیاری را متناسب با مقاومت مراحل مختلف رشد برنج به شوری به گونه ای تعیین می نماید که حداقل کاهش عملکرد ایجاد شود. مدل شبیه ساز SWAP پس از واسنجی برای شبیه سازی مراحل رشد گیاه برنج رقم هاشمی استفاده شد. براساس نتایج مدل شبیه سازی- بهینه سازی، مدیریت بهینه آبیاری متناوب با آب شور و شیرین، آبیاری با دوره تناوب 8 روز و شوری 747/0 دسی زیمنس بر متر در مرحله حساس زایشی و 36/3 دسی زیمنس بر متر در مراحل نسبتاً مقاوم استقرار، پنجه زنی و رسیدگی به دست آمد. هم چنین بر طبق نتایج، رژیم آبیاری با عمق آب آبیاری 5، 3، 3 و 1 سانتی متر به ترتیب در مراحل استقرار، پنجه زنی، زایشی و رسیدگی پیشنهاد می گردد. مقایسه مدیریت های آبیاری با آب شور به تناسب مقاومت مراحل رشد با آبیاری با شوری ثابت در طول دوره رشد نشان داد که مدیریت آبیاری براساس مقاومت مراحل مختلف رشد به شوری سبب بهبود 24-19 درصدی عملکرد محصول برنج می شود.

اثر قارچ‌ ریشه‌های آربوسکولار بر شاخص‌های رشد و عملکرد دانه ماش ]‌Vigna radiata (L.) Wilczk‌[ تحت تنش کم‌آبی

علیرضا پیرزاد

برای بررسی تأثیر رژیم های مختلف آبیاری و قارچ ریشه ها بر رشد و عملکرد لاین NM92 ماش سبز، یک آزمایش مزرعه ای به صورت کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی (آبیاری پس از 50، 100، 150 و 200 میلی متر تبخیر از تشتک تبخیرکلاس A به عنوان فاکتور اصلی و سه سطح قارچ ریشه، بدون مایه زنی با قارچ-ریشه، مایه زنی با گونه های Glomus mosseae و intraradices G. به عنوان فاکتور فرعی)، با سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه ارومیه و در سال 1388 انجام شد. نتایج نشان داد که آبیاری پس از 50 میلی متر تبخیر از تشتک و مایه زنی با intraradices G. بیشترین عملکرد دانه (به ترتیب با 5/1678 و 6/1537 کیلوگرم در هکتار)، وزن خشک کل، وزن خشک برگ، شاخص سطح برگ، سرعت رشد محصول، سرعت رشد نسبی و میزان جذب خالص را داشت. در حالی که آبیاری پس از 200 میلی متر تبخیر از تشتک و در شرایط بدون تلقیح با قارچ ریشه کم ترین عملکرد دانه (به ترتیب با 2/1154 و 9/1301 کیلوگرم در هکتار) را تولید کردند. با کاهش فواصل آبیاری، وزن خشک کل، وزن خشک برگ، شاخص سطح برگ، سرعت رشد محصول، سرعت رشد نسبی و میزان جذب خالص افزایش یافت. هر چند تنش کم آبی باعث کاهش عملکرد دانه شد، ولی تلقیح با قارچ ریشه شدت اثر آن را کاهش داد و کاربرد هر دو گونه قارچ ریشه موجب افزایش معنی دار (در سطح احتمال 5 درصد) عملکرد دانه نسبت به شاهد شد.

تعیین معادله فشار ورودی به لوله‌های فرعی آبیاری بارانی با در نظر گرفتن دبی متفاوت برای آبپاش‌ها

سید فرهاد موسوی

محاسبه دقیق میزان فشار ورودی به لوله های آبیاری بارانی مسئله ای مهم برای برخورداری سیستم از توزیع یکنواختی مناسب می باشد. فاکتور متوسط ضریب تصحیح اصلاح شده FaAVG امکان محاسبه فشار ورودی به لوله را هنگامی که اولین آبپاش به فاصله دلخواه از ابتدای لوله قرار گرفته باشد فراهم می کند. در این مطالعه، به منظور بررسی اثر افت فشار مجاز در طول لوله فرعی بر میزان فشار ورودی به لوله، معادله ای جدید برای محاسبه این ضریب ارائه شد. برای نیل به این هدف و اعمال دبی متغیر برای آبپاش ها، یک تصاعد هندسی فرضی بین دبی آنها در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد اگر چه میزان فشار ورودی به لوله فرعی وابسته به میزان افت فشار موجود بین آبپاش ها می باشد، اما مقدار این وابستگی برای حالتی که بیش از 15 آبپاش روی لوله فرعی قرار گرفته باشند، قابل صرف نظر کردن است. نتایج هم چنین نشان داد برای حالتی که تعداد آبپاش ها کمتر از 15 عدد و نسبت فاصله اولین آبپاش از دهانه ورودی به فاصله آبپاش ها از همدیگر کمتر از 1 باشد، محاسبه فشار ابتدایی لوله با استفاده از روش های قبلی با خطا همراه است و بیشتر از مقدار واقعی تخمین زده می شود. در این تحقیق، معادله ای جدید برای محاسبه ضریب کریستین سن در حالتی که فاصله اولین آبپاش از ابتدای لوله، کسری از فاصله آبپاش ها است، به دست آمد. این ضریب علاوه بر تعداد آبپاش ها و توان پارامتر سرعت در معادله افت، به افت فشار موجود بین دو آبپاش ابتدا و انتهای لوله نیز وابسته است. برای حالتی که تعداد زیادی خروجی روی لوله فرعی قرار دارد، نتایج کاربرد معادله جدید این ضریب، همخوانی بسیار نزدیکی با نتایج عددی سایر محققین دارد

وضعیت روی و کادمیم در خاک‌های شالیزاری و برنج استان‌های اصفهان، فارس و خوزستان و تأثیر آنها بر امنیت غذایی

مهناز پیرزاده

این پژوهش به منظور بررسی غلظت روی و کادمیم در خاک های شالیزاری و دانه برنج تولید شده در مرکز و جنوب غربی ایران در ارتباط با ویژگی های خاک و گیاه انجام شد و مقدار روی و کادمیم وارد شده از طریق مصرف این برنج به سبد غذایی افراد نیز محاسبه گردید. تعداد 136 نمونه گیاه و خاک سطحی زیر کشت (صفر تا 30 سانتی متر) از مزارع برنج در استان های اصفهان، فارس و خوزستان برداشت شد. نتایج نشان داد که با وجود بالا بودن مقدار کل روی خاک، در بیشتر از 50 درصد خاک های شالیزاری، غلظت روی قابل عصاره گیری با DTPA کمتر از حد کفایت (2 میلی گرم بر کیلو گرم) است. در 54 درصد از دانه های برنج نیز غلظت روی کمتر از حد بحرانی آن در دانه برنج (20 میلی گرم بر کیلو گرم) بود. اندازه-گیری غلظت کادمیم در خاک های شالیزاری و بخش خوراکی برنج نیز نشان داد که در 12 درصد از نمونه های استان اصفهان، غلظت کادمیم بیشتر از حد توصیه شده توسط سازمان بهداشت جهانی بود. با در نظر گرفتن مصرف روزانه 110 گرم برنج برای هر ایرانی، حدود 10 درصد نیاز مردم به روی با مصرف برنج تولید شده در این استان ها تأمین می شود. هم چنین محاسبه جذب روزانه کادمیم به بدن افراد، هیچ گونه خطرپذیری ناشی از مصرف برنج را زمانی که میانگین غلظت کادمیم 04/0 میلی گرم بر کیلو گرم بود نشان نداد اما جذب روزانه کادمیم از طریق مصرف برنج های آلوده، بالاتر از حد مجاز بود.

اثر بخش معدنی و آلی کود گاوی و لجن فاضلاب غنی شده بر توزیع شکل‌های شیمیایی سرب در خاک

امیرحسین بقائی

کاربرد بقایای آلی از جمله لجن فاضلاب وکودگاوی سبب افزودن برخی فلزات سنگین به خاک می شود. این بقایا حاوی ترکیبات آلی و معدنی بوده که می توانند فلزات سنگین از جمله سرب را تثبیت کرده و قابلیت جذب آنها را تحت تأثیر قرار دهند. این پژوهش با هدف مقایسه اثر بخش معدنی و آلی کود گاوی و لجن فاضلاب بر توزیع شکل های سرب در خاک در قالب طرح کاملاً تصادفی انجام شد. تیمارها شامل کاربرد 10 درصد وزنی لجن فاضلاب و کود گاوی غنی شده (6 گرم سرب در کیلوگرم کود آلی) بود. هم چنین در تیمار دیگری غلظت سرب خاک با استفاده از نمک نیترات سرب به 600 میلی گرم در کیلوگرم افزایش یافت. به منظور مطالعه بخش معدنی و آلی کود گاوی و لجن فاضلاب، کربن آلی، اکسید آهن و آهن و منگنز قابل کاهش از نمونه ها حذف و پس از غنی شدن به میزان 10 درصد وزنی، به خاک اضافه شد. نمونه ها به مدت 111 روز در دمای 25-23 درجه سلسیوس و رطوبت 80 درصد ظرفیت مزرعه خوابانیده شد. در تیمار نمک نیترات سرب بیش از 50 درصد سرب کل، در بخش تبادلی بود، در حالی که در تیمار کود گاوی و لجن فاضلاب بیش از 40 درصد سرب کل در بخش اکسید دیده شد. اضافه کردن کود گاوی و لجن فاضلاب به خاک به ترتیب باعث افزایش 8/14 و 5/17درصدی سرب در بخش اکسید گردید. حذف کربن آلی از تیمار کودگاوی و لجن فاضلاب به ترتیب باعث افزایش 12و 14 درصدی سرب در بخش باقی-مانده شد. حذف آهن اکسید از تیمارهای لجن فاضلاب و کود گاوی میزان سرب در بخش اکسید را به ترتیب 8 و 13 درصد کاهش داد. حذف آهن و منگنز قابل کاهش نیز به ترتیب مقدار سرب در بخش اکسید را 16 و 14 درصد کاهش داد. نتایج نشان داد، با وجود درصد نسبت بالای کربن آلی در تیمارهای لجن و کود گاوی، بخش معدنی این ترکیبات تأثیر بیشتری بر قابلیت دسترسی سرب در خاک دارد

مقایسه روش‌های شبکه عصبی مصنوعی و رگرسیونی برای پیش‌بینی هدایت هیدرولیکی اشباع خاک‌های استان خوزستان

غلامعباس صیاد

اندازه گیری مستقیم ویژگی های هیدرولیکی خاک وقت گیر و پر هزینه بوده و تا حدی به علت غیرهمگن بودن خاک و خطاهای آزمایشگاهی غیرقابل اعتماد است. در عوض ویژگی های هیدرولیکی خاک می تواند از جایگزینی داده های زودیافتی مانند بافت خاک و چگالی ظاهری با استفاده از توابع انتقالی به دست آید. شبکه های عصبی و رگرسیون آماری از جمله روش هایی هستند که برای تخمین توابع انتقالی خاک (PTFs) استفاده می شوند. در این پژوهش از شبکه عصبی نوع پرسپترون چند لایه (MLP) و مدل-های رگرسیونی حذف تدریجی متغیرها و گام به گام ورود متغیرها برای بسط این توابع برای تخمین هدایت هیدرولیکی اشباع خاک با استفاده از چگالی ظاهری، تخلخل کل و درصد توزیع اندازه ذرات خاک استفاده شد. داده ها از 125پروفیل خاک مربوط به مطالعات خاک شناسی و اصلاح اراضی موجود در سازمان آب و برق خوزستان تهیه شد. نتایج نشان داد که شبکه MLP با الگوریتم آموزشی بیزین با ضریب تعیین (65/0=2R) و خطای ( 04/0RMSE=) نسبت به مدل های رگرسیونی کارایی بهتری در تخمین هدایت هیدرولیکی اشباع خاک داشت.

اثر روش‌های مختلف خاک‌ورزی بر عملکرد گندم دیم و مقدار رطوبت و چگالی ظاهری خاک در تناوب آیش-گندم در مراغه

اسماعیل کریمی

این پژوهش به منظور بررسی و مقایسه آثار روش های مختلف خاک ورزی بر ویژگی های فیزیکی خاک و عملکرد محصول گندم در تناوب آیش- گندم در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با 5 تیمار در 4 تکرار در ایستگاه تحقیقات کشاورزی دیم- مراغه، به مدت 3 سال زراعی اجرا شد. براساس نتایج تجزیه مرکب، میانگین عملکرد گندم دیم در تیمارها دارای اختلاف معنی داری بود. به طوری که بیشترین عملکرد دانه (452/1 تن در هکتار) مربوط به تیمار مخلوط کردن کاه وکلش با خاک و شخم با گاوآهن قلمی در پاییز + پنجه غــازی در بهار و کاشت با خطی کار بوده و کمترین عملکرد مربوط به تیمار حذف کاه و کلش در پاییز + شخم با گاوآهن بدون صفحه برگـردان در بهار + دستپاشی کود و بذر و مخلوط کردن با هرس بشقابی با 077/1 تن در هکتار بود. نتایج بررسی ها بر اجزای عملکرد نشان داد که تعداد پنجه در بوته و طول سنبله به عنوان یک عامل اصلی در افزایش عملکرد نسبت به سایر اجزا می باشد. از نظر میزان رطوبت و چگالی ظاهری خاک، اختلاف بین میانگین تیمارها معنی دار و در مرحله گل دهی گندم، درصد رطوبت خاک در تیمار خردکردن کاه و کلش با خاک همزن و شخم با گاوآهن قلمی در پاییز، پنجه غــازی در بهار،کاشت با خطی کار بیش از سایر تیمارهای مورد آزمون بود.

ارزیابی کارآیی سه گیاه شورپسند در کاهش سدیم تبادلی (ESP) و آلودگی کادمیمی و سربی خاک

حبیب خداوردی لو

آلودگی خاک با فلزات سنگین از جمله کادمیم و سرب از نگرانی های جدی به شمار می رود. هدف از این مطالعه، ارزیابی کارآیی سه گیاه آتریپلکس (Atriplex verucifera)، سالیکورنیا (Salicornia europaea) و سلمه تره (Chenopodium album) در کاهش سدیم تبادلی و آلودگی کادمیم و سرب خاک در دو خاک با ویژگی های متفاوت بود. دو نمونه خاک، یکی شور- سدیمی-آهکی (1S) و دیگری آهکی (2S) انتخاب گردید. سپس غلظت های مختلف سرب و کادمیم به خاک افزوده شد. خاک ها پس از آلوده شدن، نزدیک هفت ماه تحت تیمار تر و خشک شدن قرار گرفتند. سپس بذرهای گیاهان ذکر شده در گلدان های حاوی خاک های آلوده در تیمارهای فوق و هم چنین تیمارهای شاهد (بدون آلودگی سرب یا کادمیم) کشت شدند. پس از طی دوره رشد، عملکرد گیاهان و غلظت سرب، کادمیم و سدیم خاک و گیاه در تیمارهای مختلف اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که سالیکورنیا بالاترین انباشت کادمیم و سالیکورنیا و آتریپلکس بالاترین انباشت سرب را تحت شرایط نامطلوب خاک های شور- سدیمی داشتند. درحالی که سلمه تره و آتریپلکس بردباری بالایی به کادمیم در خاک معمولی داشتند. هم چنین کاشت این گیاهان موجب کاهش چشمگیرESP خاک 1S شد. سالیکورنیا با کمترین کاهش عملکرد نسبی، بردبارترین گیاه نسبت به شوری و آلودگی سرب و کادمیم در بین گیاهان مورد مطالعه شناخته شد. شناسایی عوامل پیچیده گیاهی و خاکی (شوری- سدیمی و غلظت فلز در خاک) تأثیرگذار بر کنترل غلظت فلز در این گیاهان، به طراحی فناوری گیاه پالایی در مناطق خشک و متأثر از نمک کمک خواهد کرد.

برآورد هدایت ‌آبی‌اشباع و عکس طول ‌‌درشت‌ مویینگی خاک با استفاده از توابع انتقالی خاک

شجاع قربانی دشتکی

هدایت آبی اشباع و طول درشت مویینگی از ویژگی های هیدرولیکی خاک هستند که تعیین آنها برای مدل سازی جریان آب و انتقال املاح در خاک بسیار مهم است. با توجه به اهمیت فراوانی که این پارامترها در تعیین نفوذ آب به خاک دارند، اندازه گیری آنها در بررسی فرآیند نفوذ آب به خاک ضروری است. از سوی دیگر اندازه گیری نفوذ آب به خاک دشوار، وقت گیر و پرهزینه است. یکی از راه های چیرگی بر این مشکل، استفاده از روش های غیرمستقیم از جمله توابع انتقالی خاک در تعیین این پارامترها می باشد. هدف از این پژوهش، پی ریزی توابع انتقالی برای برآورد هدایت آبی اشباع و عکس طول درشت مویینگی خاک بود. بدین منظور هدایت آبی اشباع و عکس طول درشت مویینگی و هم چنین برخی ویژگی های زودیافت دو لایه پدوژنیکی سطحی و زیرسطحی خاک در 60 نقطه از دشت آزدگان واقع در شهرستان شهرکرد با استفاده از تک استوانه و به روش بار ثابت چندگانه اندازه گیری شد. با استفاده از ویژگی های زودیافت اندازه گیری شده، به روش رگرسیون گام به گام توابعی برای برآورد هدایت آبی اشباع و عکس طول درشت مویینگی ایجاد شد. اعتبار توابع اشتقاق یافته در تعیین هدایت آبی اشباع و عکس طول درشت مویینگی با استفاده از جذر میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین خطا (ME)، خطای نسبی (RE) و ضریب همبستگی پیرسون ارزیابی شد. نتایج نشان داد که هدایت آبی اشباع و عکس طول درشت مویینگی به ترتیب با ضرایب همبستگی 92/0 و 72/0 بیشترین همبستگی را با جرم وی‍ژه ظاهری خاک داشتند. همبستگی معنی داری (05/0 P<) بین توزیع اندازه ای ذرات خاک و هدایت آبی اشباع و عکس طول درشت مویینگی وجود نداشت. این امر را می توان در شباهت زیاد خاک های انتخابی از نظر کلاس بافتی و هم چنین متأثر بودن این دو پارامتر از منافذ درشت خاک دانست. کارآمدترین توابع در برآورد هدایت آبی اشباع و عکس طول درشت مویینگی به ترتیب قادر به بیان 85 و 66 درصد از تغییرات این دو پارامتر بودند. تمامی توابع اشتقاق یافته، هدایت آبی اشباع و عکس طول درشت مویینگی را کمتر از مقدار واقعی برآورد کردند

اثر کیفیت آب آبیاری بر مقدار آب قابل استفاده برای گیاه و توزیع اندازه منافذ دو خاک آهکی با بافت متفاوت

محمدرضا مصدقی

در این پژوهش تأثیر شوری و سدیمی بودن آب بر توزیع اندازه منافذ و مقدار آب قابل استفاده برای گیاه در دو خاک آهکی رسی و لوم رسی شنی بررسی شد. خاک ها با تیمار های ترکیبی شامل 16 آب با کیفیت متفاوت (مقادیر EC برابر 5/0، 2، 4 و 1-dS m 8 و مقادیر SAR برابر 1، 5، 13 و 18) اشباع شده و پنج بار تر و خشک شدند. سپس مقدار رطوبت در مکش های ماتریک 0 (θs)، 10 (10θ)، 100 و cm 300 (θFC) و cm 15000 (θPWP) اندازه گیری شد. تفاوت های 100θ یا 300θ با 15000θ برابر آب قابل استفاده، θs با 10θ برابر تخلخل درشت، 10θ با 100θ برابر تخلخل میانه، و 100θ برابر تخلخل ریز در نظر گرفته شد. تخلخل اولیه دو خاک یکسان بود ولی مقدار بیشتر شاخص های توزیع اندازه منافذ و θFC، θPWP و AWC را خاک رسی به علت ایجاد تخلخل بیش تر ناشی از آماس به خود اختصاص داد. با افزایش EC، منافذ میانه کاهش یافته و به منافذ درشت و ریز تبدیل شدند. هم چنین EC به دلیل کاهش ضخامت لایه پخشیده دوگانه و هم آوری ذرات خاک، باعث تبدیل منافذ میانه به منافذ درشت و در نتیجه کاهش θFC و از طرفی باعث ایجاد منافذ ریز جدیدی شد که θPWP را افزایش داد، و در کل منجر به کاهش AWC گردید. افزایش SAR منجر به تخریب و کاهش حجم منافذ میانه و تبدیل آنها به منافذ ریز شد ولی اثر معنی داری بر منافذ درشت نداشت. با افزایش SAR، θFC و θPWP به علت تخریب منافذ ساختمانی، آماس و پراکندگی رس ها و افزایش سطوح برای جذب آب، افزایش یافت که این افزایش برای θPWP شدیدتر و مشخص تر بود و در نتیجه AWC کاهش یافت. بنابراین گذشته از اثر ویژه (سمیت) یون سدیم برای گیاه، با افزایش SAR، آب خاک در دسترس گیاه هم کاهش یافت. با افزایش شوری آب آبیاری، اثر تخریبی SAR کاهش یافت و اثر کیفیت آب بر نگهداشت آب خاک رسی بیشتر بود.

تأثیر استفاده از پساب فاضلاب شهری شهرکرد بر رشد، عملکرد و تجمع سرب و کادمیم در گیاه دارویی بادرنجبویه(‌(Melissa officinalis

هادی علی نژادجهرمی

امروزه به علت خشک سالی و کمبود آب استفاده از آب های نا متعارف به ویژه پساب حاصل از تصفیه فاضلاب شهری در کشاورزی اهمیت ویژه ای پیدا کرده است. از عوامل محدودکننده استفاده از این پساب ها وجود عناصر سنگین در آنها می باشد. در این پژوهش، اثر پساب تصفیه شده شهرکرد بر رشد، عملکرد و تجمع سرب و کادمیم در گیاه بادرنجبویه در قالب طرح کاملاً تصادفی با 5 تیمار (0، 25، 50، 75 و 100 درصد پساب در آب آبیاری) و سه تکرار مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که بیشترین ارتفاع ساقه، قطر ساقه، تعداد ساقه، تعداد برگ و پنجه در تیمار 100 درصد پساب به دست آمد. وزن تر و خشک اندام هوایی و ریشه نیز در تیمار 100 درصد پساب بیشترین بود. درصد اسانس حاصل از دارو برگ ها تحت تأثیر درصد استفاده از پساب در آب آبیاری قرار گرفت و بیشترین مقدار آن (23/1 %) نیز در تیمار 100 درصد پساب حاصل شد. میزان تجمع سرب در ریشه و اندام های هوایی و فاکتور انتقال آن در گیاه بادرنجبویه دارای اختلافی معنی دار نبود. با این وجود، بیشترین غلظت سرب در ریشه (057/0 میلی گرم بر کیلوگرم) و اندام هوایی (013/0 میلی گرم بر کیلوگرم) به تیمار 100 درصد و کمترین مقدار آنها به تیمار صفر درصد پساب مربوط می شد. غلظت سرب در تمامی تیمارها کمتر از حد مجاز آن در گیاهان دارویی (2 میلی گرم بر کیلوگرم) بود. غلظت کادمیم در تمامی نمونه های گیاهی غیرقابل تشخیص بود. نتایج به دست آمده از این پژوهش نشان داد، آبیاری با پساب شهری شهرکرد افزون بر تأمین آب و مواد غذایی مورد نیاز گیاه بادرنجبویه، به طور مستقیم و یا غیر مستقیم از طریق افزایش زیست توده، میزان اسانس آن را نیز افزایش می دهد. شایان ذکر است که غلظت سرب و کادمیم تجمع یافته در این گیاه نیز بسیار کمتر از حد مجاز آنها بود.

تأثیر کاربرد کمپوست و ورمی‌کمپوست غنی شده با کود شیمیایی و کود شیمیایی ‌بر برخی شاخص‌های بیولوژیک کیفیت خاک در ریزوسفر ریحان (Ocimum basilicum)

حمید دهقان منشادی

شاخص های بیولوژیکی به علت وابستگی به موجودات زنده خاک از ارکان کیفیت خاک محسوب می شوند. به منظور بررسی آثار کاربرد کودهای کمپوست و ورمی کمپوست غنی شده با کود شیمیایی و کود شیمیایی بر تغییرات کربن آلی، تنفس میکروبی، بیوماس میکروبی و فعالیت آنزیم اوره آز خاک، در ریزوسفر گیاه دارویی ریحان، تحقیقی به صورت اسپلیت پلات با بلوک های کامل تصادفی و در 3 تکرار در سال 1385 آغاز گردید. فاکتور اصلی در شش سطح کودی، 20 و 40 تن کمپوست غنی شده ، 20 و 40 تن ورمی کمپوست غنی شده در هکتار، کود شیمیایی و تیمار شاهد (بدون مصرف کود آلی و شیمیایی) و فاکتور فرعی نیز سال های کوددهی (دو (1385و1388)، سه (1385، 1386 و 1388) و چهار سال (1385، 1386، 1387، 1388) در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که کاربرد کمپوست و ورمی کمپوست در کلیه سطوح، باعث افزایش میزان کربن آلی خاک، تنفس میکروبی، بیوماس میکروبی و فعالیت آنزیم اوره آز نسبت به تیمار شاهد شد (05/0(P<، اما روند افزایش در بین تیمارها مشابه نبود. بیشترین میزان کربن آلی، تنفس میکروبی، بیوماس میکروبی و فعالیت آنزیم اوره آز در تیمار 40 تن ورمی کمپوست غنی شده با چهار سال مصرف پیاپی مشاهده شد. در سطوح بالای مصرف کمپوست، روند کاهشی در فعالیت آنزیم اوره آز دیده شد.

اثر شوری و مس بر برخی خصوصیات رشد و ترکیب شیمیایی دو رقم پسته

وحید مظفری

به‎منظور بررسی تأثیر سطوح مختلف مس و شوری بر پارامترهای رشد و ترکیب شیمیایی نهال‎های پسته، یک آزمایش فاکتوریل با سه فاکتور، شوری در پنج سطح (۰، 800، 1600، 2400 و 3200 میلی گرم در کیلوگرم خاک از منبع کلرید سدیم)، مس در چهار سطح (۰، 5/2، 5 و 5/7 میلی‎گرم مس در کیلوگرم خاک از منبع سولفات مس) و دو رقم پسته (بادامی ریز زرند و قزوینی)، در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در گلخانه اجرا شد. نتایج نشان داد، بالاترین تیمار شوری موجب کاهش میانگین وزن خشک اندام هوایی، ریشه، ارتفاع گیاه و سطح برگ به ترتیب به میزان 67، 72، 45 و 76 درصد نسبت به شاهد گردید. لیکن کاربرد 5/7 میلی‎گرم مس در کیلوگرم خاک میانگین وزن خشک اندام هوایی و سطح برگ را به ترتیب 24 و 26 درصد نسبت به شاهد افزایش داد. هم‎چنین اختلاف معنی‎داری بین دو رقم در خصوصیات رشد به‎‎جز شاخص سطح برگ وجود نداشت. افزایش شوری خاک موجب کاهش معنی‎‎دار جذب کل عناصر فسفر، پتاسیم و مس در اندام هوایی و ریشه و افزایش جذب کل سدیم و کلر در اندام هوایی و ریشه گردید. تیمار 5 میلی‎گرم مس در کیلوگرم خاک، باعث افزایش معنی‎دار جذب مس در اندام هوایی گردید. به دلیل این که جذب کل عناصر در رقم بادامی به‎طورمعنی‎داری بیشتر از رقم قزوینی بود، می‎توان چنین نتیجه‎گیری نمود که احتمالاً رقم اخیر تحمل بیشتری به محیط ‎های شور دارد.

برهمکنش پساب تصفیه شده شهری و نیتروژن بر ویژگی‌های شیمیایی خاک در کشت ذرت شیرین

محمدجواد فریدونی

تأثیر پساب تصفیه شده شهری و نیتروژن بر ویژگی های شیمیایی خاک در کشت ذرت شیرین، در سال 1388 در منطقه یاسوج ارزیابی گردید. عامل اصلی آزمایش شامل آبیاری در 5 سطح ، آبیاری مزرعه با آب معمولی در کل فصل رشد (1I)؛ نیمه اول فصل رشد گیاه، آبیاری با پساب تصفیه شده و بقیه فصل رشد، آبیاری با آب معمولی (2I)؛ نیمه اول فصل رشد، آبیاری با آب معمولی و بقیه فصل رشد، آبیاری با پساب تصفیه شده (3I)؛ آبیاری یک در میان با آب معمولی و پساب تصفیه شده (4I)؛ آبیاری مزرعه با پساب تصفیه شده در کل فصل رشد (5I) و عامل فرعی شامل نیتروژن در سه سطح (0=0N، 80=80N و 160=160N کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار) بود. نتایج نشان داد که غلظت عناصر نیتروژن، فسفر و پتاسیم موجود در خاک، تحت تیمار آبیاری 5I، اختلاف معنی داری با سایر سطوح نشان داد. تأثیر آبیاری بر مقدار کربن آلی و EC خاک معنی دار شد. بیشترین و کمترین مقدار کربن آلی خاک به ترتیب در سطح آبیاری 5I معادل 45/0 درصد و 1I معادل 33/0 درصد به دست آمد. بیشترین و کمترین مقدار EC خاک به ترتیب در سطح آبیاری 5I معادل 0/2 دسی زیمنس بر متر و در سطح آبیاری 1I معادل 4/1 دسی زیمنس بر متر دیده شد. تأثیر آبیاری بر pH خاک معنی دار نگردید. تأثیر آبیاری و برهمکنش آبیاری و نیتروژن بر غلظت عناصر آهن، روی، مس و منگنز در خاک معنی دار نشد. هم چنین تأثیر کود نیتروژن بر غلظت نیتروژن خاک معنی دار گردید. بیشترین و کمترین غلظت نیتروژن در خاک به ترتیب در سطوح کودی 160N و 0N، معادل 034/0 و 030/0 درصد به دست آمد.

منشأیابی منابع رسوب: ارتباط بین فعالیت‌‌های آنزیمی خاک و رسوب

کاظم نصرتی

شناخت سهم و یا جداسازی منابع رسوب به عنوان ابزاری در پیش بینی فرسایش، اعتبارسنجی مدل های فرسایش و رسوب، پایش بیلان رسوب و در نتیجه در تعیین مناسب ترین عملیات کنترل فرسایش و رسوب و حفاظت خاک در مقیاس حوزه آبخیز مورد نیاز است. تفکیک خاک فرسایش یافته به چندین منبع با استفاده از ردیاب های طبیعی رویکردی جامع در مطالعات فرسایش و رسوب محسوب می شود. هدف از این تحقیق، به عنوان نخستین مطالعه، بررسی تغییرات مکانی ردیاب های بیوشیمیایی و کارایی این ردیاب ها در جداسازی منابع رسوب در سطح حوزه آبخیز تحت تأثیر انواع کاربری اراضی و فرسایش آبی، و کاربرد آنها به عنوان منشأیاب و تعیین سهم نسبی منابع رسوب است. به این منظور چهار فعالیت آنزیمی به عنوان ردیاب بیوشیمیایی در 42 نمونه منابع رسوب و 14 نمونه رسوب اندازه گیری گردید. نتایج تحلیل توابع تشخیص نشان داد ترکیب بهینه دو ردیاب شامل اوره آز و دهیدروژناز با تایید بیش از 92 درصد تفکیک منابع رسوب قادر به جداسازی منابع رسوب در منطقه مطالعاتی هستند. مدل منشأیابی منابع رسوب براساس ترکیب بهینه ردیاب های حاصل از تحلیل توابع تشخیص اجرا و درصد سهم نسبی هر یک از منابع رسوب تعیین گردید. نتایج نشان داد میانگین سهم نسبی رسوب (خطای استاندارد ± میانگین) از واحدهای کاری مرتع- فرسایش سطحی، اراضی کشاورزی-فرسایش سطحی، مرتع- فرسایش آبراهه ای و اراضی دیم- فرسایش سطحی به ترتیب برابر با مقادیر 3/5±3/11، 8/3±1/8، 5/8±75 و 5/2±6/3 درصد است. بدین ترتیب می توان نتیجه گرفت منشأیابی با استفاده از ردیاب های بیوشیمیایی، می تواند باعث تحول و ارتقای مدل های منشأیابی گشته و گام نخستی برای ایجاد ابزاری نوین برای تکمیل رویکرد منشأیابی در آینده باشد.

بررسی ساختار مکانی خصوصیات خاک در یک توده جنگلی راش با استفاده از روش زمین‌آمار

یحیی کوچ

به منظور بررسی تغییرپذیری مکانی خصوصیات خاک در با ارزش ترین توده های جنگلی شمال کشور به کمک تکنیک زمین آمار، 20 هکتار از جنگل آموزشی- پژوهشی دانشگاه تربیت مدرس واقع در استان مازندران مورد پیمایش قرار گرفت. نمونه های خاک از لایه های سطحی (15 - 0 سانتی متری) و عمقی (30 - 15 و 45 - 30 سانتی متری) محل های پیت، ماند، حفره تاج پوشش، موقعیت تک درختان جنگلی و سطوح زیر تاج پوشش بسته برداشت گردید. متغیرهای اسیدیته و ماده آلی در محیط آزمایشگاه اندازه گیری و مقادیر نسبت کربن به نیتروژن و میزان ترسیب کربن خاک نیز محاسبه گردید. نتایج حاکی از آن است که اکثر مشخصه های مورد بررسی در لایه های سطحی و عمقی خاک دارای مدل های خطی می باشند و تنها اسیدیته خاک در سه لایه مورد بررسی و میزان ترسیب کربن در لایه سوم دارای مدل های نمایی می باشد. نتایج ساختار مکانی مشخصه های مورد بررسی نیز بر این امر دلالت دارد که مشخصه اسیدیته خاک در هر سه لایه مورد بررسی دارای ساختار مکانی متوسط، ماده آلی و نسبت کربن به نیتروژن خاک فاقد ساختار مکانی (اثر قطعه ای خالص)، ترسیب کربن در دو لایه بالایی دارای ساختار مکانی ضعیف و در لایه سوم دارای ساختار مکانی متوسط می-باشد.