علوم آب و خاک

---

کانی‌های رسی اثر چشم‌گیری بر ویژگی‌های فیزیکو شیمیایی خاک‌ها دارند. این پژوهش برای شناسایی کانی‌های رسی به روش‌های مختلف، و نحوه تشکیل آنها در منطقه فرخ شهر استان چهارمحال و بختیاری انجام شده است. منطقه مورد بررسی دارای مساحت تقریبی 1300 هکتار بوده و رژیم رطوبتی و حرارتی آن به ترتیب زریک و مزیک است. لندفرم‌های این منطقه را مسیل، دشت‌سر، تپه و دشت دامنه‌ای تشکیل می‌دهند. پس از آزمایش‌های صحرایی و آزمایشگاهی، واحدهای نقشه‌برداری تعیین شد، و در نهایت پنج پروفیل شاهد انتخاب، و از افق‌های آنها نمونه‌برداری گردید. نمونه‌های رس از دو نمونه سنگ مادر کرتاسه و کلیه افق‌های خاک جداسازی و تحت بررسی‌های پراش پرتو ایکس(XRD)، میکروسکوپ الکترونی (TEM و SEM) و پرتو مادون قرمز(IR) قرار گرفتند. هم‌چنین، سطح ویژه و ظرفیت تبادل کاتیونی رس‌های خاک تعیین شد. نتایج گویای این است که کانی‌های ایلیت، اسمکتیت، کلریت، پالیگورسکیت و کائولینیت در تمامی خاک‌ها وجود دارند. با توجه به انباشته شدن پالیگورسکیت در عمق همراه با کربنات کلسیم ثانویه، اشکال کشیده آن در میکروسکوپ الکترونی، و نبود آن در مواد مادری، تنها منشأ پدوژنیک برای این کانی پیشنهاد می‌شود. ولی در مورد اسمکتیت دو منشأ مواد مادری و تشکیل از پالیگورسکیت را می‌توان در نظر گرفت. به احتمال زیاد کانی‌های ایلیت، کلریت و کائولینیت در خاک تنها از سنگ مادر به ارث رسیده‌اند. نتایج پرتو مادون قرمز نیز نتایج پراش پرتو ایکس و میکروسکوپ الکترونی را تأیید می‌کند.

---

مقدار فرسایش‌پذیری خاک در مناطق خشک، و به ویژه در خاک‌های با تکامل کم، بسیار وابسته به نوع مواد مادری خاک است. این پژوهش با هدف مقایسه توان تولید رواناب و رسوب در خاک‌هایی با مواد مادری متفاوت، و شناسایی حساسیت آنها به فرسایش در حوزه آبخیز گل‌آباد انجام شده است. حوزه آبخیز گل‌آباد واقع در شمال شرق اصفهان با میانگین بارندگی سالیانه 160 میلی‌متر و سنگ‌شناسی متنوع، یکی از حوزه‌های آبخیز با فرسایش شدید در کشور است. دوازده نوع خاک تشکیل شده روی مواد مادری متفاوت این حوزه انتخاب گردید. به طور کلی، خاک‌های مورد بررسی میزان مواد آلی و رس کمی داشته ولی دارای مقادیر زیادی سنگ‌ریزه و شن می‌باشند. با استفاده از باران‌ساز صحرایی، رگباری با شدت 5±40 میلی‌متر در ساعت و مدت 80 دقیقه، با میانگین قطر قطرات 56/6 میلی‌متر و کارمایه 7/13 تا 2/17 ژول بر متر مربع بر میلی‌متر، روی کرتی به مساحت یک متر مربع با سه تکرار روی هر خاک تولید گردید، و میزان رواناب و رسوب تولید شده در فواصل 10 دقیقه اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که خاک‌های حاصل از آندزیت سبزرنگ و آبرفتی با پستی و بلندی کم و با منشأ مخلوط آذرین و رسوبی حداکثر رواناب و سریع‌ترین زمان تبدیل بارندگی به رواناب، و خاک‌های با مواد مادری سنگ آهک کرتاسه بالایی، گرانودیوریت و آبرفتی با پستی و بلندی متوسط، کمترین میزان رواناب و طولانی‌ترین زمان تبدیل بارندگی به رواناب را داشتند. هم‌چنین، حداکثر میزان رسوب در خاک‌های حاصل از آندزیت سبزرنگ و پلمه‌سنگ همراه با ماسه‌سنگ، و حداقل آن در خاک‌های حاصل از آبرفت با پستی و بلندی متوسط و گرانودیوریت دیده شد. حداکثر گل‌آلودگی در پلمه‌سنگ همراه با ماسه‌سنگ مشاهده گردید، و خاک‌های دیگر تفاوتی از نظر میزان گل‌آلودگی نشان ندادند. در مجموع، نتایج این پژوهش، علاوه بر رتبه‌بندی حساسیت خاک‌ها به فرسایش، گویای وابستگی بسیار زیاد توان تولید رواناب و رسوب خاک‌ها به مواد مادری آنها در حوزه آبخیز مورد بررسی است، که نمونه خوبی از آبخیزهای منطقه خشک کشور می‌باشد.

---

اریدی‌سول‌های گچی از اهمیت و گسترش فراوانی در محیط‌های خشک و نیمه خشک برخوردارند. هم‌چنین، ارتباط نزدیکی بین موقعیت ژئومورفولوژی و نحوه تشکیل و تکامل خاک وجود دارد. مهم‌ترین اهداف این پژوهش، بررسی نحوه تشکیل و طبقه‌بندی خاک‌های گچی و نیز تعیین ارتباط بین فرم بلوری میکروسکوپی و ماکروسکوپی گچ و موقعیت ژئومورفولوژی در منطقه رفسنجان است. منطقه مورد بررسی با بارندگی حدود 60 میلی‌متر در منطقه نوق و در 30 کیلومتری شمال رفسنجان قرار دارد. از میان پروفیل‌های بررسی شده، هفت پروفیل به عنوان شاهد انتخاب شد. نمونه‌های خاک تحت آزمایش‌های پراش پرتو ایکس، میکرومورفولوژی، فیزیکی و شیمیایی و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) قرار گرفتند. سطوح ژئومورفولوژی پدیمنت سنگی کنونی، که در حقیقت، سواحل دریاچه‌های بسته قدیمی ایران مرکزی هستند، محل تجمع گچ بوده، به عنوان منشأ گچ در منطقه به حساب می‌آیند. آویزه‌های بزرگ گچی و نیز اشکال میکروسکوپی صفحه‌ای، عدسی، کرمی شکل و صفحات در هم قفل شده گچی در پدیمنت سنگی دیده می‌شود. به طرف پایین شیب (پدیمنت پوشیده) از میزان گچ و اندازه آویزه‌ها کاسته می‌شود. خاک واقع بر سطح حد واسط پدیمنت و پلایا دارای بلورهای عدسی و صفحات در هم قفل شده گچی می‌باشد. روی خاک شور موقعیت پلایا در مرکز دشت، سطوح پف کرده رسی دیده می‌شود. اشکال عدسی و کرمی شکل در جهت شیب افزایش یافته است، و در پلایا گچ به صورت ریزبلورین است. در سطح خاک پدیمنت سنگی واقع در غرب منطقه، مقادیر زیادی گره‌های نرم گچی مشاهده می‌شود. به علاوه، شکل دوکی گچ و نیز بلورهای پالیگورسکیت در این موقعیت دیده می‌شود. باد نقش مهمی در تشکیل و تکامل پروفیل واقع بر پدیمنت سنگی ایفا کرده است. ارتباط نزدیکی بین مورفولوژی گچ و موقعیت ژئومورفولوژی در منطقه یافت شد.

---

کانی‌ها‌ی رسی شایسته بررسی دقیقی هستند، زیرا در بسیاری از خاک‌ها نقشی مهمی بازی می‎کنند. شناسایی کانی‌ها‌ی رسی پنج خاک گچــی از زمین‌ریخـت‌های مختـلف در شـرق اصـفـهان با استفاده از پراش اشـعه ایکـس (X-ray diffraction ) مـورد بررسی قرار گـرفت. علاوه بر این، خاکدانه‎ها و رسوب‌های فرسـایش یافته بادی به‌وسیله میـکروسکوپ الکـترونی روبشی ( Scanning electron microscopy) مشاهده و با اسپکتروفتومتری اشعه ایکس ( Energy dispersive X-ray analyser) تجزیه گردید. نتایج نشان می‎دهند که در همه نیم‌رخ‌های‌ خاک، کانی‌ها‌ی پالیگورسکیت، میکا، کائولینیت، کلریت و کوارتز و به مقدار ناچیز ورمی‎کولیت و کانی‌ها‌ی مخلوط نامنظم وجود دارند. اسمکتیت در خاک‌های دشت دامنه‎ای و تراس قدیمی رودخانه شناسایی شد ولی در خاک‌های مخروط‎افکنه دیده نشد. احتمالاً کانی‌ها‌ی کلریت، کائولینیت، میکا و کوارتز از مواد مادری به ارث رسیده‎اند. به‌نظر می‎رسد که کانی پالیگورسکیت در خاک‌های مخروط‎افکنه با عمق افزایش، در حالی که درخاک‌های تراس قدیمی رودخانه، با عمق کاهش می‎یابد. بخش زیادی از پالیگورسکیت موجود در خاک‌های مخروط‎افکنه در پایان دوره ترشیاری موقعی‌که منطقه توسط برکه‎های کم عمق و خیلی شور پوشیده بود به‌صورت خود تشکیل ایجاد گردیده است. منشأ پالیگورسکیت در خاک‌های تراس قدیمی ماهیتاً آواری می‎باشد و منشأ بادی پالیگورسکیت نیز محتمل است، زیرا که در ‌‌افق‌های‌‌‌ سطحی این خاک به مقدار زیاد شناسایی گردید. در خاک‌های تراس قدیمی، افزایش اسمکتیت با عمق در مقایسه با کاهش پالیگورسکیت، به خود تشکیل اسمکتیت از پالیگورسکیت نسبت داده می‎شود.

---

بررسی خصوصیات کیفی و پدولوژیکی خاک بر روی اجزای متفاوت اراضی شیب‌دار مواج، موجبات بهره‎برداری بهتر از خاک در این‌گونه اراضی را فراهم می‎سازد. علی‌رغم اهمیت شناخت میزان تغییرپذیری خاک‌ها در مدیریت بهتر آنها، هیچ‌گونه مطالعه‎ای در زمینه مقدار تغییرات کیفیت خاک‌ها در سطح زمین‎نما در کشور ما انجام نشده و عمده بررسی‌ها خصوصیات پدولوژیکی را شامل گردیده است. این پژوهش با هدف بررسی دقیق میزان تغییرپذیری برخی از ویژگی‌های کیفیت خاک سطحی در مقیاس زمین نما در اراضی مرتعی اطراف شهرستان سمیرم انجام گرفت. برای نمونه‎برداری از این منطقه یک شبکه منظم مربعی 12×10 نقطه‌ای با فواصل نقاط 30 متر پیاده و از محل گره‎های این شبکه 120 نمونه خاک سطحی از عمق 15-0 سانتی متر برداشته شد و متغیرهای کربن آلی، فعالیت آنزیم فسفاتاز، تنفس میکروبی، pH وEC در آنها اندازه‎گیری شد. ضخامت افق A و درصد رطوبت حجمی خاک سطحی نیز در محل گره‎های شبکه در صحرا تعیین شد. بررسی‌ها نشان داد که قسمت‌های پایین شیب شامل پایه و انتهای شیب حداکثر میزان فعالیت آنزیم فسفاتاز، تنفس میکروبی، ضخامت افق A ، کربن آلی و EC را داراست. در مقابل خاک‌های واقع بر شانه شیب حداقل ویژگی‌های فوق را دارا هستند و قله شیب و شیب پشتی تا حدودی تخریب شده و در درجه بعدی قرار می‎گیرند. pH نسبت به سایر پارامترها روند معکوس نشان داد. خاک‌های مورد بررسی اساساً مشکل شوری نداشته و به نظر می‌رسد حداکثر EC این خاک‌ها (dS/m 0/7) در قسمت‌های پایینی شیب برای فعالیت‌های میکروبی محدودکننده نمی‌باشد. علت تفاوت بسیار فاحش کیفیت خاک در موقعیت‌های متفاوت زمین نما بر اساس ویژگی‌های مورد بررسی را می‎توان به‌طور عمده به تفاوت در میزان رطوبت مؤثر دریافتی و سرعت فرسایش و رسوب در این موقعیت‌ها نسبت داد. هم‌چنین، تفاوت بسیار فاحش فوق نشان دهنده درجه تخریب بسیار شدید اراضی مورد بررسی می‌باشد. از آنجایی‌که انجام مدیریت متفاوت در موقعیت‌های متفاوت شیب عملاً میسر نیست، ضرورت دارد به‌منظور حفظ و بهبود کیفیت خاک، عملیات حفاظتی و اصلاحی بر اساس بخش با حداکثر تخریب کیفیت خاک تنظیم گردد.

---

به منظور دست‌یابی به مدیریت پایدار اراضی و بهبود کیفیت آنها، ارزیابی کمّی عوامل و شاخص‌های مؤثر در پایداری اراضی ضروری است. در بررسی حاضر آثار عوامل مختلف مانند نواحی جغرافیایی، کاربری و مدیریت اراضی بر تغییر پذیری برخی شاخص‌های کیفیت خاک در زاگرس مرکزی ایران مورد مطالعه قرار گرفت. بدین منظور 12 منطقه مطالعاتی در مناطق واقع در استان‌های چهارمحال و بختیاری (سبزکوه و بروجن)، اصفهان (سمیرم) و کهکیلویه و بویراحمد (میمند یاسوج) انتخاب و در هر منطقه با توجه به کاربری و مدیریت های مختلف اراضی شامل مرتع (قرق، چرای کنترلی، چرای بی رویه)، کشاورزی (گندم دیم، گندم آبی، یونجه) و جنگل (قرق و تخریب شده) اقدام به نمونه برداری منظم و به تعداد 50 نمونه در هر منطقه شد. نتایج به دست آمده از تجریه و تحلیل‌های آماری تک متغیره و چند متغیره نشان داد که کلیه عوامل نواحی جغرافیایی، نوع کاربری و مدیریت اراضی به طور معنی داری بر تغییر پذیری مکانی شاخص‌های مورد مطالعه کیفیت خاک شامل فعالیت آنزیم فسفاتاز، تنفس میکروبی، مواد آلی و ازت کل خاک در عرصه های مختلف کشاورزی، مراتع و جنگل تأثیر گذاشته‌اند. از سوی دیگر، نتایج حاصل از روش تجزیه به توابع تفکیک کارایی شاخص‌های مورد مطالعه کیفیت خاک در شناسایی اکوسیستم‌های پایـدار و مدیریت‌های بهینه به ویژه در مناطق کشاورزی و جنگل را نشان می‌دهد.

---

عناصر سنگین از جمله کادمیوم و سرب از مسیرهای مختلف و عمدتاً تحت تأثیر فعالیت‌های انسان وارد زمین‌های کشاورزی شده و به دلیل تحرک کم در طول زمان در خاک انباشته می‌شوند. انباشت کادمیوم و سرب در خاک در نهایت باعث ورود آنها به چرخه غذایی و تهدید سلامت انسان و سایر حیوانات می‌شود. بنابراین بررسی روند انباشت عناصر سنگین برای پیشگیری از آلودگی خاک و حفظ کیفیت محیط زیست ضروری بوده و باید مد نظر محققین و برنامه ریزان در سطوح مختلف مدیریتی قرار گیرد. این مطالعه به منظور مدل‌سازی روند انباشت کادمیوم و سرب در زمین‌های زراعی شهرستان‌های اصفهان، برخوار، خمینی شهر، لنجان، فلاورجان، مبارکه و نجف آباد صورت گرفت. روند انباشت عناصر در زمین‌های زراعی منطقه به کمک روش تصادفی مبتنی بر توازن جرمی و با استفاده از ترکیب روش لاتین هایپر کیوب و شبیه سازی مونت کارلو محاسبه گردید. به این منظور از اطلاعات زراعی (نوع، سطح زیر کشت و عملکرد محصولات)، اطلاعات مرتبط با احشام (انواع و تعداد)، آمار مربوط به میزان مصرف کودهای شیمیایی، کمپوست و لجن فاضلاب و همین‌طور اطلاعات مرتبط با غلظت عناصر در گیاهان و مواد اصلاح کننده خاک استفاده شد. نتایج حاکی از انباشت مقادیر قابل توجهی از عناصر کادمیوم و سرب در زمین‌های کشاورزی شهرستان‌های مورد مطالعه می‌باشد. بیشترین نرخ انباشت کادمیوم و سرب به ترتیب،(18g ha^-1yr^-1 ) و (260g ha^-1yr^-1) در شهرستان اصفهان و کمترین نرخ انباشت کادمیوم و سرب به ترتیب، (3g ha^-1yr^-1 ) و (10g ha^-1yr^-1) در شهرستان لنجان و مبارکه دیده شد. صرف‌نظر از ریزش‌های جوی، مهم‌ترین مسیر ورود کادمیوم به زمین‌های کشاورزی در مقیاس شهرستان کودهای فسفره است. در صورتی‌که در مورد سرب کودهای حیوانی نقش مهم‌تری را در شهرستان‌های مورد مطالعه به جز اصفهان دارند. ورود سرب از طریق کودهای حیوانی به طور عمده ناشی از ریزش جوی سرب روی سطح گیاهان و انتقال آن به زنجیره غذایی حیوانات می‌باشد. در شهرستان اصفهان کمپوست مهم‌ترین مسیر ورود سرب به زمین‌های کشاورزی است زیرا بیشترین مقدار کمپوست در این شهرستان استفاده می‌شود.

---

عدم توجه انسان به نحوه بهره‌برداری از منابع طبیعی از جمله خاک باعث تخریب و فرسایش آن می‌گردد. فرسایش آبی یکی از عوامل مهم تخریب خاک می‌باشد. در اثر تعییر کاربری اراضی مرتعی به دلیل کاهش پوشش گیاهی و بهم خوردگی سطح خاک، مقاومت خاک سطحی کاهش یافته و فرسایش آبی شدیدی رخ می‌دهد. مطالعه‌ای در منطقه چشمه علی (سولیجان) استان چهارمحال ‌و بختیاری با هدف برآورد رسوب، رواناب و هدررفت عناصر غذایی در چهار کاربری اراضی انجام شد. چهار کاربری بررسی شده شامل مرتع با پوشش گیاهی تقریباً خوب (20% <)، مرتع با پوشش گیاهی ضعیف (10%>)، دیمزار و دیمزار رها شده بود. نمونه‌های خاک از عمق 10 - 0 سانتی‌متر در قالب طرح کاملاً تصادفی در چهار تکرار برداشته شد. به منظور برآورد رسوب، رواناب و هدررفت عناصر غذایی از اندازه‌گیری صحرایی فرسایش خاک تحت شرایط استاندارد از باران‌ساز مصنوعی استفاده شد. درصد مواد آلی، ازت کل، فسفر قابل دسترس، توزیع اندازه ذرات رسوب و خاک در آزمایشگاه اندازه‌گیری شد. تجزیه و تحلیل داده‌ها نشان داد که بیشترین تخریب در این منطقه از فرسایش آبی بوده و عوامل متعددی در گسترش آن نقش داشته‌اند از جمله چرای بی‌رویه در مرتع، حساسیت سازندهای زمین‌شناسی و مهم‌ترین آن تغییر کاربری اراضی مرتعی به دیمزارهای کم بازده را می‌توان نام برد. بیشترین مقدار رواناب در کاربری دیمزار رها شده و کمترین مقدار رواناب در کاربری مرتع با پوشش گیاهی خوب ایجاد گردید. بیشترین مقدار رسوب درکاربری دیمزار مشاهده شد. مقدار رسوب در کاربری‌های دیمزار، دیمزار رها شده و مرتع با پوشش گیاهی ضعیف به ترتیب 5/54، 21 و 4/10 برابر مرتع با پوشش گیاهی خوب بود. کمترین مقدار رواناب و رسوب در کاربری مرتع با پوشش گیاهی خوب ایجاد گردید. نسبت غنی شدن ذرات خاک در رسوب در جزء سیلت ریز (mμ 5 - 2) و سپس رس بیشترین و در مورد شن کمترین مقدار بود. درصد هدررفت مواد آلی، ازت کل ومقدار فسفر قابل دسترس همراه با رسوب در ساعت اول بارندگی نسبت به ساعت دوم بارندگی بیشتر بود که علت آن انتقال ذرات ریزتر در ابتدای واقعه بارندگی است. هدررفت کل این سه فاکتور اندازه‌گیری شده در رسوب طی 2 ساعت بارندگی در کاربری دیمزار بیشترین، در کاربری مرتع با پوشش گیاهی ضعیف و دیمزار رها شده در حد متوسط و در کاربری مرتع با پوشش گیاهی خوب کمترین مقدار بود. نسبت غنی شدن ماده آلی، ازت کل و فسفر در رسوب در چهار کاربری بیشتر از یک است که دلیلی بر انتقال ماده آلی و این دو عنصر غذایی همراه با رسوب می‌باشد. به طور کلی می‌توان گفت تغییر کاربری اراضی از عرصه‌های منابع طبیعی نظیر مرتع به کاربری‌های دیگر که تحت سیستم مدیریت انسان باعث افزایش فرسایش، هدررفت تشدیدی خاک و انتقال عناصر غذایی همراه با آن می‌شود.

---

پژوهندگان بسیاری دگرگونی پوشش گیاهی در اثر چرای دام در منطقه زاگرس مرکزی را بررسی نموده‌اند، اما مطالعه دقیقی در ارتباط با نقش اقلیم و مدیریت چرا در تغییر ویژگی‌های خاک در این مناطق انجام نگرفته است. این مطالعه با هدف بررسی نقش اقلیم و قرق درازمدت بر ویژگی‌های بیوشیمیایی خاک انجام شد. چهارده قرق مطالعاتی و مناطق مجاور چرا شده آنها در سه منطقه چادگان، پیشکوه و پشتکوه انتخاب و از دو عمق 5-0 و 15- 5 سانتی‌متری نمونه خاک جمع‌آوری گردید و ویژگی‌های خاک شامل کربن آلی (OC)، نیتروژن کل (TN)، نسبت کربن آلی به نیتروژن کل (C/N)، کربن توده زنده میکروبی (MBC)، نسبت کربن توده زنده میکروبی به کربن آلی (C_mic/C_oc) و کسر متابولیکی (qCO2) اندازه‌گیری یا محاسبه گردید. کمترین میزان OC، MBC، TN و Cmic/Coc در منطقه چادگان مشاهده گردید که عمدتاً به علت ورودی کمتر بقایای تازه گیاهی در اثر اقلیم خشک‌تر می‌باشد. مقادیر این ویژگی‌ها در مناطق پیشکوه و پشتکوه حدود 5/2 تا 3 برابر منطقه چادگان می‌باشند. شدت چرا در منطقه پیشکوه کمتر از منطقه پشتکوه بوده و تفاوتی بین مناطق چرا و قرق شده مشاهده نمی‌شود. اما به علت شدت بیشتر چرا در منطقه پشتکوه تفاوت شدید و معنی‌داری بین مناطق چرا و قرق شده وجود دارد. نتایج C_mic/C_oc و qCO2 نشان داد کیفیت کربن خاک در مناطق پیشکوه و پشتکوه مناسب‌تر می‌باشد. در مجموع به نظر می‌رسد مناطق پیشکوه و پشتکوه می‌توانند با مدیریت مناسب به سرعت احیا گردند در حالی که در منطقه چادگان احیای خاک به زمان بسیار طولانی‌تری نیاز خواهد داشت

---

تخریب اراضی جنگلی یکی از بزرگ‌ترین معضلات زیست محیطی در شمال کشور است. یکی از پیامدهای این تخریب تأثیر منفی بر کیفیت خاک می‌باشد. تبدیل جنگل‌های طبیعی به اراضی کشاورزی، ایجاد قرق و تبدیل اراضی کشاورزی به مرتع و تخریب مراتع به دلیل چرای بی رویه در کنار یکدیگر در حوزه پاسنگ استان گلستان امکان بررسی تغییر کیفیت خاک را در این چهار کاربری فراهم آورده است. نتایج این مطالعه نشان داد، تبدیل جنگل‌های طبیعی به اراضی کشاورزی تا 66 درصد مواد آلی خاک را کاهش داده و پایداری خاکدانه‌ها را تا یک سوم مقدار اولیه تغییر می‌دهد. به تبع آن میزان نیتروژن به میزان یک سوم، و پتاسیم به میزان 15 درصد کاهش می‌یابد. به نظر می‌رسد خاک اراضی مرتعی ( اراضی کشاورزی قرق شده ) نسبت به خاک جنگل‌های طبیعی از لحاظ کیفیت فیزیکی و در مقایسه با خاک کشاورزی از لحاظ کیفیت شیمیایی وضعیت مطلوب‌تری داشته و از لحاظ شاخص‌های زیستی از دو کاربری دیگر نیز شرایط بهتری را دارا می‌باشد. نتایج نشان داد که فعالیت دو آنزیم، دهیدروژناز و ال آسپاراژیناز در اراضی مرتعی دارای مقادیر بیشتری نسبت به جنگل‌های طبیعی و اراضی کشاورزی است و بر خلاف تنفس میکربی رابطه مستقیمی با میزان مواد آلی خاک ندارد. تفاوت در کیفیت مواد آلی اضافه شده به خاک به عنوان بستره موجودات زنده به نظر می‌رسد که عامل تأثیر گذارتری نسبت به کمیت مواد آلی، بر روی فعالیت‌های آنزیمی در این منطقه باشد. گرچه با توجه به نتایج ذکر شده، اراضی مرتعی قرق شده دارای کیفیت مطلوب‌تری نسبت به کاربری‌های دیگر است، با این حال نتایج بررسی شدت فرسایش این نکته را تأیید می‌کند که تخریب جنگل‌های طبیعی تا چه حد فرسایش را در اراضی کشاورزی و مرتعی تشدید کرده است. تحقیق ارائه شده لزوم توجه بیشتر به بررسی شدت فرسایش و اصول حفاظتی، به عنوان یک شاخص مهم در ارزیابی کیفیت خاک را نشان می‌دهد.

---

عوامل زمین‌شناختی و پدولوژی نقش بسیار مهمی بر توزیع عناصر در خاک‌های بکر دارند. به منظور تعیین نقش این عوامل بر غلظت و توزیع عناصر اصلی در خاک، شش ماده مادری مختلف، شامل فیلیت (Ph)، تونالیت (To)، پریدوتیت (Pe)، دولریت (Do)، شیل (Sh) و سنگ آهک (Li) در منطقه فومن- ماسوله شناسایی و نحوه تشکیل و تکامل خاک‌های درجا در این مواد مادری مطالعه شد. غلظت کل عناصر Si، Al، Ca، Mg، Fe، Mn، K، Na، Ti و P در کلیه افق‌های پدوژنیک و ژئوژنیک تعیین و نقش ترکیب ژئوشیمیایی و کانی‌شناسی مواد مادری، هم‌چنین تأثیر فرآیندهای خاک‌سازی، بر غلظت کل عناصر مذکور در خاک بررسی شد. حداکثر غلظت Fe2O3 و MgO در خاک‌های با منشأ Pe و Do مشاهده شد، این خاک‌ها دارای غلظت‌های پایینی از SiO2 و Al2O3 هستند. این روند با ترکیب ژئوشیمیایی سنگ‌های مادری هم‌آهنگ است. از طرف دیگر، مقدار FeCBD در این خاک‌ها حداقل بود، این امر بیانگر توسعه کم این خاک‌ها و، به همین دلیل، تأثیر عامل وراثت بر فراوانی آهن است. در مقابل، مقایسه Fe کل و FeCBD در خاکرخ‌‌های Li1، Sh2 و To2 نشان‌ داد که تحول نسبی این خاک‌ها بیشتر از سایر خاکرخ‌هاست. شدت تهی شدن Si در خاکرخ‌های Ph1، ‌To2 و Sh2 نسبت به سنگ‌بستر، بیشتر از خاک‌های Pe و Do است؛ این عنصر در خاک‌های آهکی غنی شده است. فراوانی MnO در خاک‌های ‌Pe و Do تحت کنترل مواد مادری بوده، حال‌آن‌که در خاک‌های شیلی، تأثیر عوامل خاک‌ساز، به ویژه شرایط اکسیداسیون و احیا، بر رفتار این عنصر بیشتر است. اشکال تبادلی Ca و Na بیشتر تحت تأثیر خصوصیات خاک بوده و کمتر تحت کنترل نوع ماده مادری می‌باشد. با وجود توزیع مجدد کلیه عناصر اصلی در اثر فرآیندهای خاک‌سازی، نقش عامل وراثت بر غلظت عناصر Si، Al، Mg، Fe، K و Ti بیشتر از عوامل خاک‌ساز است.

---

مطالعات فراوانی در زمینه تأثیر ماده آلی بر خصوصیات فیزیکی، شیمیایی، حاصل‌خیزی و بیولوژیکی خاک‌ها، از جمله تأثیر مواد آلی بر قابلیت جذب عناصری مثل فسفر، نیتروژن، فلزات سنگین و غیره صورت گرفته است، ولی تأثیر ماده آلی بر قابلیت جذب پتاسیم از کانی‌های میکایی بررسی نشده است. این مطالعه با هدف بررسی تأثیر ماده آلی بر رهاسازی پتاسیم از کانی‌های میکایی توسط یونجه صورت گرفت. تحقیق به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار انجام شد. بستر کشت مخلوطی از شن کوارتزی، دو نوع کانی میکایی (موسکویت یا فلوگوپیت) و ماده آلی در سه سطح شاهد، نیم و یک درصد بود. از یونجه رقم رهنانی برای کشت استفاده شد. در دوره 120 روزه کشت گیاهان با محلول غذایی کامل یا بدون پتاسیم تغذیه شدند. پس از اتمام دوره رشد، بخش هوایی و ریشه گیاهان برداشت و عصاره‌گیری به روش خاکستر خشک انجام و مقدار پتاسیم عصاره‌ها تعیین شد. حضور ماده آلی در محیط کشت دارای فلوگوپیت، در شرایطی که گیاهان با محلول غذایی بدون پتاسیم تغذیه شده بودند باعث افزایش معنی‌دار عملکرد ریشه و اندام هوایی نسبت به تیمار بدون ماده آلی شد. هم‌چنین در این شرایط تغذیه‌ای تنها کانی فلوگوپیت توانست غلظت پتاسیم اندام هوایی را به حد کفایت برساند. از لحاظ غلظت پتاسیم، بین سطوح مختلف ماده آلی در تیمار بدون کانی میکایی و تیمار دارای موسکویت در شرایط بدون پتاسیم تفاوت معنی‌داری دیده نشد. در هر دو وضعیت تغذیه‌ای، حضور ماده آلی در محیط کشت دارای فلوگوپیت باعث افزایش معنی‌دار میزان جذب پتاسیم اندام هوایی و ریشه نسبت به شرایط بدون ماده آلی شد. ولی در بستر دارای موسکویت، در شرایط بدون پتاسیم حضور ماده آلی تفاوت معنی‌داری در جذب پتاسیم اندام هوایی و ریشه ایجاد نکرد. تجزیه ماده آلی و فعالیت‌های ریشه، اسیدیته ریزوسفر را افزایش داده و آزادسازی پتاسیم را تنها در کانی سه‌جایی فلوگوپیت در شرایط کمبود پتاسیم تسهیل کرده است. بنابراین تأثیر ماده آلی روی آزادسازی پتاسیم به نوع کانی میکایی وابسته است.

---

هدف اصلی در کشاورزی پایدار، افزایش کمی و کیفی تولید محصولات غذایی به شرط عدم افزایش میزان آلودگی در اکوسیستم زراعی از حدود مجاز می‌‌باشد. مقدار ورود و خروج عناصر به زمین‌های کشاورزی یکی از شاخص‌های پایداری به شمار می‌رود. این پژوهش به منظور مدل‌سازی روند انباشت روی در خاک‌های کشاورزی سه استان منطقه خشک و نیمه‌خشک ایران (فارس، اصفهان و قم) به کمک مقایسه توازن جرمی ورودی‌ها و خروجی‌ها و بررسی عدم قطعیت (Uncertainty) آن انجام گرفت. مدل‌سازی روند انباشت روی در خاک‌های زراعی با استفاده از مدل (MFA) Mass Flux Assessment و با روش تصادفی مبتنی بر توازن جرمی و از ترکیب روش لاتین هایپرکیوب و شبیه‌سازی مونت کارلو انجام گرفت. به این منظور از اطلاعات زراعی شامل نوع محصول، سطح زیر کشت، عملکرد، نوع و تعداد دام‌ها، میزان مصرف کودهای شیمیایی، کمپوست و لجن فاضلاب و هم‌چنین اطلاعات مرتبط با غلظت روی در گیاهان و انواع کودها استفاده شد. نتایج بیانگر انباشت مقادیری چشمگیر از روی در زمین‌های کشاورزی شهرستان‌های مورد مطالعه و به‌ویژه نجف‌آباد (g ha-1yr-1 3009) بود. کودهای حیوانی و شیمیایی مهم‌ترین مسیرهای ورود روی به زمین‌های کشاورزی، و کود‌های حیوانی مهم‌ترین مسیر مؤثر بر عدم قطعیت نرخ انباشت روی در این مطالعه شناخته شدند.

---

پذیرفتاری مغناطیسی، یک شیوه ساده و سریع برای تعیین ویژگی‌های خاک و رسوبات و تشریح فرآیندهای خاک‌سازی است. تفسیر داده‌های پذیرفتاری مغناطیسی خاک، نیازمند آگاهی از عوامل مؤثر بر آن است. به منظور شناخت تأثیر مواد مادری و مواد دیامغناطیس گچ و کربنات‌ها، 42 نمونه از افق‌های خاک‌های تشکیل‌شده روی مواد مادری لسی، آبرفتی، گرانیتی و مارنی جنوب مشهد برداشت شد. گچ نمونه‌ها توسط شست‌وشوی متوالی با آب مقطر و کربنات‌ها توسط اسید کلریدریک رقیق حذف شدند. پذیرفتاری مغناطیسی نمونه‌های اصلی (lfbulk)، نمونه‌های عاری از گچ (lfGf)، نمونه‌های عاری از گچ و کربنات‌ها (lfGCf) و نمونه‌های عاری ازگچ، کربنات‌ها و شن (lfGCSf) اندازه‌گیری شد. نتایج، نشان‌دهنده یک همبستگی قوی 1:1 بین مقدار اندازه‌گیری‌شده و محاسبه‌شده lfGf و lfGCf بود. lfbulk خاک مارنی با وجود مقدار زیاد کربنات‌ها و گچ، آشکارا از خاک‌های دیگر بیشتر بود و تا m3 kg-1 8-10×7/122 می‌رسید. در مقابل، lfbulk ساپرولیت گرانیتی کمتر از m3 kg-1 8-10× 4/10 بود. lfbulk خاک‌های لسی و آبرفتی حالت حدواسط داشت. lfbulk همه نمونه‌ها (به جز خاک مارنی) با مقدار شن همبستگی منفی داشتند که افزایش پذیرفتاری مغناطیسی پس از حذف شن، مؤید این مطلب بود؛ ولی کاهش پذیرفتاری مغناطیسی خاک مارنی پس از حذف شن، نشان‌دهنده طبیعت متفاوت در مقایسه با دیگر خاک‌ها بود. مقدار سیلت و رس با lfbulk همبستگی مثبت داشت؛ ولی مقادیر پذیرفتاری مغناطیسی به تغییرات رس حساس‌تر بودند که نشان‌دهنده اهمیت بیشتر رس در تأمین پذیرفتاری مغناطیسی است. به‌طورکلی، نتایج پژوهش حاضر بیانگر اهمیت مواد مادری و مواد دیامغناطیس متحرک گچ و کربنات‌ها بر مقدار پذیرفتاری مغناطیسی خاک می‌باشند و لازم است که نقش آنها در تفسیر نتایج پذیرفتاری مغناطیسی خاک‌ها در نظر گرفته شود.

---

نقشه‌برداری رقومی خاک شامل پیش‌بینی مکانی خاک‌ها و ویژگی‌های آنها براساس ارتباط با متغیرهای کمکی می‌باشد. این مطالعه به منظور نقشه‌برداری رقومی خاک با استفاده از مدل‌های رگرسیونی لاجیستیک دوتایی و درختی توسعه‌یافته در منطقه زرند کرمان طراحی گردید. یک طرح نمونه‌برداری طبقه‌بندی شده در منطقه‌ای به مساحت نود هزار هکتار تعریف شد و در نهایت، 123 خاک‌رخ حفر و تشریح گردید. در هر دو مدل، ابتدا احتمال حضور افق‌های مشخصه از طریق ارتباط دادن با متغیرهای کمکی، تخمین زده شد و سپس حضور کلاس‌های مختلف خاک پیش‌بینی گردید. متغیرهای کمکی شامل نقشه ژئومرفولوژی، اجزای سرزمین و شاخص‌های سنجش از دور بودند. نتایج نشان داد که نقشه ژئومرفولوژی، یک ابزار مهم در روش‌های نقشه-برداری رقومی خاک است که به افزایش دقت پیش‌بینی کمک می‌کند. پس از سطوح ژئومرفیک، اجزای سرزمین به‌عنوان پارامترهای کمکی مؤثر شناخته شدند. هر دو مدل، احتمال بالای حضور افق سالیک را در سیمای اراضی پلایا، افق جیپسیک را در تپه‌های گچی و افق کلسیک را در مخروط‌افکنه‌ها پیش‌بینی کردند. در بین کلاس‌های خاک مورد پیش‌بینی، کلاس "کلسی‌جیپسیدز"، دقت و قابلیت اعتبار تخمین پایینی را نشان داد، در صورتی‌که تخمین کلاس‌های "هپلوسالیدز" و "هپلوجیپسیدز" از دقت بالایی برخوردار بود.

---

تا کنون مطالعه ای در رابطه با مقایسه رهاسازی پتاسیم از کانیهای مقاوم پتاسیم دار در ایران صورت نگرفته است. این پژوهش با هدف مقایسه سینتیک رهاسازی پتاسیم از فلدسپار و موسکویت، تحت تأثیر عصاره گیرهای آلی و معدنی به روش عصاره گیری متوالی انجام شد. مطالعه به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. فاکتورهای آزمایش شامل نوع کانی (موسکویت و فلدسپارهای یزد و وارد آمریکا)، نوع عصاره گیر (کلریدکلسیم، اسیدهای اگزالیک و سیتریک) با غلظت 01/0 مولار و 6 زمان عصاره گیری 1، 2، 4، 8، 24 و 48 ساعت بودند. نتایج نشان داد رهاسازی پتاسیم از موسکویت 8-6 برابر فلدسپارها است. تأثیر نوع عصاره گیر بر سینتیک رهاسازی پتاسیم معنی دار بود، به گونه ای که عصاره گیرهای آلی 3-5/2 برابر بیشتر از کلریدکلسیم پتاسیم آزاد کردند. برازش مدل های سینتیکی نشان داد که معادلات توانی، پارابولیکی و مرتبه اول قادر به توصیف رهاسازی پتاسیم هستند ولی معادله ایلوویچ نمی تواند رهاسازی پتاسیم را به خوبی توجیه کند. در بین سه معادله فوق الذکر معادله توانی بهترین معادله برای برازش داده‌ها تشخیص داده شد. همچنین بر اساس تطبیق مدل‌های فوق الذکر چنین استنباط میشود که آزاد شدن پتاسیم از کانی های مذکور توسط فرآیند پخشیدگی یون‌ها کنترل می شود.

---

یکی از راه‌های جلوگیری از ورود آلودگی ناشی از تجمع فلزات سنگین خاک به داخل گیاهان تثبیت این عناصر توسط رسوبات رسی در خاک‌های آلوده می‌باشد. این مطالعه با هدف بررسی پتانسیل رسوبات حاوی رس‌های اسمکتیت و پالیگورسکیت در جذب کادمیم و جلوگیری از ورود این فلز به داخل گیاه کلزا انجام شد. نمونه‌برداری رسوبات از دو منطقه واقع در استان اصفهان صورت گرفت. پس از تجزیه‌های فیزیکی و شیمیایی نمونه‌های رسوب، مشخص شد کانی غالب در رسوب 1 پالیگورسکیت و در رسوب 2 اسمکتیت است. آزمایش گلدانی به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. هر واحد آزمایشی شامل یک گلدان 800 گرمی با سه بوته بود. در 27 گلدان، رس به عنوان بستر کشت و شن کوارتزی به‌عنوان پرکننده با نسبت 5 درصد به صورت رس 1 (پالیگورسکیت غالب) + شن کوارتزی، رس 2 (اسمکتیت غالب) + شن کوارتزی و شن کوارتزی (شاهد) خالص ریخته شد. برای آلوده کردن خاک با کادمیم از نمک کلرید کادمیم با غلظت‌های صفر، 5/2 و 5/7 میلی‌گرم بر کیلوگرم استفاده شد. آزمایش گلدانی ثابت کرد استفاده از رس‌هایی با کانی‌های غالب پالیگورسکیت و اسمکتیت برای تثبیت کادمیم در خاک‌های آلوده و جلوگیری از ورود آن به گیاه بسیار مفید است. کانی رسی اسمکتیت، نسبت به پالیگورسکیت میزان بیشتری از فلز کادمیم را جذب کرد . گیاهان کاشته شده در گلدان‌های حاوی رس اسمکتیت رشد رویشی بهتری نسبت به گلدان‌های حاوی رس پالیگورسکیت و شاهد داشتند.

---

گرد و غبار یک منبع مهم فلزات سنگین به ویژه در محیط زیست شهری است. فلزات سنگین با اتصال به ذرات گرد و غبار قادرند در مقیاس وسیعی منتشر شوند. در این تحقیق به منظور اطلاع از وضعیت فلزات سنگین گرد و غبار مجموعاً 144 نمونه گرد و غبار طی مرداد تا آذرماه 1389 از شهرهای اصفهان، خمینی‌شهر، فلاورجان، مبارکه و زرین‌شهر جمع‌آوری گردید. غلظت کل فلزات Pb، Zn، Cd، Cu، Ni، Co، Cr و Mn در نمونه‌ها پس از عصاره‌گیری با اسید نیتریک با استفاده از دستگاه جذب اتمی تعیین شد. میانگین غلظت این فلزات به ترتیب 5/223، 3/470، 5/3، 71، 82، 5/26، 4/24 و 3/426 میلی‌گرم بر کیلوگرم به دست آمد. نتایج نشان داد که غلظت فلزات سنگین در مناطق مختلف با توجه به منابع آلاینده در هر منطقه متفاوت می‌باشد و غلظت این فلزات در مقایسه با میانگین خاک-های منطقه به مراتب بالاتر است. هم‌چنین حداکثر نرخ فرونشست فلزات مورد مطالعه در دوره آبان-آذر به دنبال افزایش استفاده از وسایل گرمایشی و وقوع پدیده وارونگی دمایی مشاهده شد. بر اساس نتایج حاصله اتمسفر نقش مهمی در ورود فلزات سنگین به خاک منطقه داشته و عامل ورود 91-35% از سرب و 47-12% از کادمیوم به خاک است