علوم آب و خاک

---

مطالعه واکنش‌های فسفر در طول زمان و نقش مواد آلی در خاک‌های آهکی در رأستای مدیریت صحیح استفاده از کودهای فسفر و کودهای دامی سودمند خواهد بود. هدف از این پژوهش تعیین تأثیر مواد آلی بر فراهمی فسفر و اجزای آن در طول زمان بود. به این منظور 8 خاک از خاک‌های آهکی دشت مشهد جمع‌آوری شد. تیمارهای آزمایش شامل تیمار فسفر، با دو سطح صفر و 300 میلی‌گرم فسفر بر کیلوگرم خاک از KH₂PO₄ و تیمار ماده آلی با دو سطح صفر و یک درصد کود گاوی بود. آزمایش در قالب طرح کاملاً تصادفی به صورت فاکتوریل اجرا گردید. مقدار فسفر قابل دسترس (Olsen-P) در خاک‌ها، 2، 5، 10، 30، 60، 90 و 150 روز پس از تیمار شدن اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که در پایان دوره آزمایش تنها 17 درصد فسفر افزوده شده در تیمار فسفر قابل دسترس بود در حالی که در این زمان در تیمار کود دامی این مقدار 34 درصد بود. استفاده از کود دامی به همراه فسفر معدنی، درصد بازیافت فسفر را افزایش داد. در بررسی توزیع اجزای معدنی فسفر در زمان‌های 5، 30 و 150 روز مشخص شد که کاربرد کود دامی به همراه فسفر موجب افزایش مقدار فسفر در جزء CBD (سیترات-‌ بی‌کربنات-‌ دی‌تیونات) گردیده است. این امر می‌تواند به دلیل تشکیل کمپلکس‌های آلی فسفر با اکسیدهای آهن باشد. استفاده از کود دامی در مقایسه با تیمارهای فسفر و فسفر به‌علاوه ماده آلی باعث افزایش بیشتر فسفر در جزء NaCl-NaOH گردید. می‌توان نتیجه گرفت که فسفر کود دامی در مقایسه با فسفر معدنی در طول زمان ممکن است برای گیاه بیشتر قابل استفاده باشد.

---

به منظور بررسی تأثیر ماده آلی و شوری روی محلول خاک یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با 3 سطح شوری و 2 سطح ماده آلی و 2 سطح روی از نمک سولفات روی در 4 خاک در 3 تکرار انجام شد. نمونه‌ها به مدت 6 ماه در دمای آزمایشگاه نگه‌داری شدند. مقادیر pH و EC و نیز غلظت یون‌های ^- SO4^-2, HCO^3-,Cl^-, Zn⁺², Mg⁺², Ca⁺², Na⁺, K⁺, PO4^-3, NO3و کربن آلی محلول (DOC) در عصاره اشباع خاک در پایان 2 و 6 ماه اندازه‌گیری شد. سپس با استفاده از نرم افزار MINTEQA2 گونه‌های شیمیایی موجود در عصاره اشباع خاک بر آورد گردید. افزایش قابلیت هدایت الکتریکی عصاره اشباع خاک باعث افزایش معنی‌دار (در سطح 5 درصد) غلظت کل روی عصاره اشباع تمام خاک‌های مورد مطالعه شد. با افزایش شوری در تمام خاک‌های مورد مطالعه غلظت کاتیون دو ظرفیتی روی افزایش و مقدار کربن آلی محلول کاهش یافت. در تمام خاک‌های مورد مطالعه اضافه کردن ماده آلی باعث افزایش معنی‌داری (در سطح 5 درصد) غلظت روی کل محلول شد. با توجه به نتایج به‌دست آمده به نظر می‌رسد شوری، کاربرد کود سولفات روی و ماده آلی سبب افزایش غلظت روی محلول شود.

---

در این پژوهش تأثیر کاربرد مواد آلی گوناگون با نسبت‌های C/N و ساختار شیمیایی متفاوت بر تجزیه شیمیایی و زیستی آترازین در خاک سترون و ناسترون مطالعه شد. این پژوهش در قالب طرح کاملاً تصادفی و به صورت فاکتوریل 2×6×2 دو خاک (سترون و ناسترون)، شش نوع ماده آلی (ورمی‌کمپوست، کود گاوی، گلوکز، نشاسته و خاک اره و بدون ماده آلی) و دو سطح نیتروژن (صفر و 250 میلی‌گرم در کیلوگرم) با سه تکرار انجام شد. غلظت اولیه آترازین در خاک لوم سیلتی mg.kg-1 100 بود و بر روی آن مواد آلی به مقدار 5 درصد وزنی و 250 میلی‌گرم نیتروژن به بعضی از تیمارها به شکل NH4NO3 افزوده شد. برای حذف ریزجانداران خاک در تیمارهای خاک سترون از کلرید جیوه استفاده گردید. باقیمانده آترازین در خاک پس از گذشت 20، 40 و 60 روز از آغاز خوابانیدن تیمارها به وسیله دستگاه HPLC اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که به جز کود گاوی، سایر مواد آلی موجب کاهش تجزیه زیستی آترازین در خاک ناسترون شدند و افزودن نیتروژن معدنی نیز کاهش تجزیه آترازین را در پی داشت. نتایج نشان داد که نمی‌توان تجزیه زیستی آترازین را با توجه به نسبت C/N مواد آلی و شدت فعالیت ریزجانداران خاک پیش‌بینی کرد. تجزیه شیمیایی آترازین در خاک سترون در 60 روزه آزمایش زیر تأثیر مواد آلی و نیتروژن معدنی قرار نگرفت.

---

افزایش فعالیت‌های صنعتی در طی سال‌های اخیر و به دنبال آن ورود انواع آلاینده‌های آلی و غیر آلی از جمله سرب به خاک از مشکلاتی است که سلامت بشر را تهدید می‌کند. گیاه‌پالایی (Phytoremediation) از جمله روش‌های پیشنهادی است که با انباشت عناصر سنگین در اندام هوایی گیاهان، خروج این عناصر از خاک‌های آلوده را امکان‌پذیر می‌کند. هدف این مطالعه بررسی امکان گیاه پالایی در خاک با استفاده از گیاهان آفتابگردان، ذرت و پنبه در حضور اسید سولفوریک و EDTA بود. این آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با دو سطح عنصر سرب (0 و 200 میلی‌گرم در کیلوگرم خاک)، EDTA با سه سطح 0، 5/1، 3 میلی‌مول در کیلوگرم خاک، اسید سولفوریک با سه سطح 0، 5/0 و 1 میلی‌مول در کیلوگرم خاک و سه گیاه آفتابگردان، ذرت و پنبه با سه تکرار در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه فردوسی مشهد اجرا شد. نتایج نشان داد که مقدار 5/1 و 3 میلی‌مولEDTA اثر معنی‌داری بر مقادیر سرب در ریشه و اندام هوایی گیاهان داشت. بیشترین افزایش سرب اندام هوایی به ترتیب به اندازه 17 و 3/28 برابر شاهد در پنبه دیده شد. مقدار 5/1 میلی‌مول EDTA نسبت به 3 میلی‌مول EDTA تأثیر بیشتری در انباشت مقدار کل این عنصر در بین گیاهان داشت. افزایش EDTA در سطوح ذکرشده بر مقدار کل سرب ریشه اثر معنی‌داری نداشت. افزایش اسید سولفوریک در غلظت‌های یادشده با روند نامنظم، تغییراتی را در مقادیر سرب گیاهان ایجاد کرد. به طور کلی، ذرت در بین سه گیاه دارای توان بالاتری در جذب و انتقال سرب بود. مقایسه مقادیر سرب در ریشه و اندام هوایی گیاهی بر اثر استفاده از اسیدسولفوریک و EDTA در غلظت‌های ذکرشده نشانگر اثر بیشتر EDTA در افزایش تجمع این عنصر در گیاهان بود.

---

تنظیم اسمزی به عنوان یک مکانیسم مهم تحمل به تنش خشکی در گیاهان عمل می‌کند. تجمع اسمولیت‌ها به حفظ تورژسانس سلولی و فرایندهای وابسته به آن کمک می‌کند و رشد، عملکرد و زنده مانی گیاهان در خاک‌های شور یا خشک را تحت تأثیر قرار می‌دهد. با این حال اساس فیزیولوژیکی تنظیم اسمزی و نقش آن در عملکرد گندم کمتر بررسی می‌شود. در این تحقیق اثر تنظیم اسمزی و اجزای آن بر عملکرد تک بوته‌های گندم نان در یک آزمایش گلدانی تحت تنش خشکی مورد بررسی قرار گرفت. ده لاین گندم نان در گلدان‌هایی تحت سطوح مختلف آبیاری در قالب طرح اسپلیت پلات رشد یافتند. در طی مرحله پر شدن دانه، محتوای قند برگ، محتوای پرولین و تنظیم اسمزی با نمونه‌گیری از برگ پرچم تحت شرایط نرمال و تنش اندازه‌گیری شد. از ساقه اصلی گیاه برای اندازه‌گیری محتوای قند استفاده شد. اگر چه لاین‌ها از نظر تنظیم اسمزی با یکدیگر تفاوت داشتند، اما رابطه‌ای بین عملکرد با تنظیم اسمزی دیده نشد. عدم وجود رابطه بین تنظیم اسمزی و محتوای پرولین و قندها نشان می‌دهد که این ترکیبات احتمالاً سهم کمی در تنظیم اسمزی گندم داشته و مطالعات تکمیلی در این رابطه باید صورت گیرد.

---

امروزه سمیت نقره و سرنوشت زیست محیطی آن مورد بحث و چالش است. با این‌که مطالعات بسیاری در مورد مقدار کل نقره در خاک صورت گرفته، گونه‌‌بندی این فلز در خاک به ویژه در خاک آهکی مطالعه نشده است. بنابراین هدف این مطالعه بررسی رفتار شیمیایی این فلز سنگین در دو خاک آهکی و غیرآهکی تعریف شد. آزمایش به شکل فاکتوریل با طرح کاملاً تصادفی با تیمار‌‌های نقره (0 و 15 میلی‌‌گرم بر کیلوگرم)، لجن فاضلاب (0 و 20 تن در هکتار) و EDTA (صفر و 5/0 درصد‌‌) در دو زمان 30 و 60 روز با سه تکرار و عصاره‌‌گیری پی‌‌درپی با 8 مرحله (تبادلی، کربنات، فلز- ماده آلی، اکسید منگنز، آلی، اکسید‌‌های فلزی بی‌شکل، اکسید‌‌های آهن کریستالی و باقی‌مانده) انجام شد. نتایج نشان داد که افزودن نقره به خاک غیرآهکی باعث توزیع دوباره آن در اجزای تبادلی (34%)، آلی (33%) و باقی‌مانده (17%) شد. در خاک آهکی نقره تبادلی و باقی‌مانده پس از 30 روز و نقره آلی در پایان انکوباسیون افزایش یافت. افزودن نقره به خاک‌‌ها باعث افزایش تحرک این فلز شد ولی تیمار‌های لجن فاضلاب و زمان رفتاری متفاوت نشان دادند. نقره در خاک آهکی تیمار شده با EDTA نسبت به خاک غیرآهکی حلالیت بیشتری نشان داد. به نظر می‌رسد این مشاهده از لحاظ زیست محیطی برای خاک آهکی آلوده به فلز سنگین نقره قابل توجه و بررسی است.

---

اصلاح خاک‌های شور با وسعت جهانی 831 میلیون هکتار، اقدامی مؤثر در افزایش تولیدات کشاورزی است. کشت گونه‌هایی از گیاهان مقاوم به شوری می‌تواند سبب افزایش حلالیت کلسیت و آزاد شدن کلسیم در محلول خاک و در نتیجه اصلاح خاک گردد. این تحقیق در قالب طرح کاملاَ تصادفی با آرایش کرت‌های خرد شده در ستون‌هایی پر شده از یک خاک شور- سدیمی ( 8/23 SAR= ،7/7=pHs، dS m-188/12=(ECe انجام شد. تیمار‌های آزمایشی شامل تیمار‌های تحت کشت روناس(Rubia tinctorum)، سسبانیا (Sesbania acuelata) و مرغ (Cynodon dactylon) و تیمار‌های شیمیایی گچ در دو سطح 50 و 100 درصد نیاز گچی و اسید سولفوریک به میزان اکی‌والانی برابر با نیاز گچی و یک شاهد، هر یک در سه تکرار اعمال شد. تمامی تیمارها با 41 لیتر آب شهری به‌طور یکسان و به‌مدت 30 روز در 8 مرحله آبشویی شدند. پس از آبشویی، ویژگی‌هایی شامل نسبت جذبی سدیم (SAR) و هدایت الکتریکی (EC) خاک، مقدار سدیم موجود در زهاب و مقدار سدیم جذب شده توسط گیاهان اندازه‌گیری شدند. نتایج نشان داد گیاهان و بهسازهای شیمیایی به‌طور میانگین به‌ترتیب سبب 59 و 65 درصد کاهش SAR خاک نسبت به شاهد شدند. هم‌چنین، تیمارهای گیاهی به استثناء گیاه سسبانیا، سبب بیشترین مقدار آبشویی سدیم از خاک گردیدند که نشان‌دهنده نقش مؤثر این گیاهان در انحلال و آبشویی سدیم نامحلول یا تبادلی خاک است. با توجه به نتایج این تحقیق و نیز مزیت کشت گیاه جهت حفاظت خاک، گیاه‌پالایی را می‌توان به‌عنوان جایگزینی مناسب و سودمند برای اصلاح خاک‌های شور- سدیمی مورد توجه قرار داد.

---

در سال‌های اخیر به‌دلیل افزایش جمعیت شهرنشینی و تغییر در الگوی مصرفی انسان‌ها، خاک‌های با کاربری شهری، صنعتی و کشاورزی در معرض آلاینده‌های مختلفی مانند عناصر سنگین قرار گرفته‌اند. عنصر سرب به‌عنوان یکی از این عناصر شناخته شده و سمیت آن باعث مشکلاتی در سلامتی انسان می‌گردد. این پژوهش با هدف تعیین نقاط حساس سرب با استفاده از شاخص‌های جامع و منطقه‌ای مورن در زیرحوضه کشف‌رود صورت پذیرفته است. تعداد 261 نمونه خاک سطحی به‌روش شبکه‌بندی نامنظم نمونه‌برداری و مقدار کل سرب آنها اندازه‌گیری شده است. نتایج نشان می‌دهد با توجه به مثبت بودن شاخص جامع مورن مشاهدات سرب در سطح اطمینان بیش از 99 درصد دارای همبستگی مکانی از نوع خوشه‌ای می‌باشند. بر‌اساس شاخص منطقه‌ای مورن نیز تعداد 15 نمونه در سطح اطمینان بیش از 99 درصد به‌عنوان نقاط حساس معرفی که این نقاط در ناحیه جنوب شرقی حوضه مطالعاتی واقع شده‌اند. علاوه بر این نتایج ناشی از حذف نمونه‌های پرت نیز نشان‌دهنده امتداد موقعیت نقاط حساس به‌سمت غرب شهر مشهد می‌باشد. از علل قرار گرفتن این نواحی به‌عنوان نقاط حساس می‌توان مواردی مانند وجود کاربری شهری، جهت وزش باد غالب منطقه و نزدیکی این ناحیه به فرودگاه مشهد را معرفی نمود.

---

اسیدهای آلی در افزایش زیست ‌فراهمی عناصر غذایی خاک نقش مهمی دارند. این مطالعه به‌منظور تعیین تأثیر غلظت‌های مختلف اسید اگزالیک در آزاد‌سازی شکل‌های محلول، تبادلی و غیر‌تبادلی پتاسیم در برخی از کانی‌های میکایی و فلدسپات پتاسیم و بررسی روند آزاد‌سازی پتاسیم در طول زمان، انجام شد. آزمایش در قالب طرح کاملاً تصادفی با آرایش فاکتوریل شامل پنج نوع کانی (بیوتیت، فلوگوپیت، موسکویت، فلدسپات‌زنجان و فلدسپات‌یزد)، چهار غلظت اسید‌اگزالیک (صفر، 1، 10 و 100 میلی‌مولار)، چهار زمان (5 ساعت، 20، 60 و 90 روز) و در دو تکرار انجام شد. کانی‌های مورد‌مطالعه (کوچک‌تر از 50 میکرون) تحت تأثیر اسید‌ اگزالیک با غلظت‌های مختلف در دوره‌های زمانی گفته شده قرار گرفتند. مقدار پتاسیم محلول، تبادلی و غیر‌تبادلی آزاد شده در این کانی‌ها، با استفاده از دستگاه فلیم‌ فتومتر اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که از بین غلظت‌های مختلف اسید اگزالیک، بیشترین غلظت اسید (100 میلی‌مولار) توانسته است بیشترین مقدار پتاسیم محلول، تبادلی و غیر‌تبادلی را در تمام کانی‌ها آزاد نماید. بیشترین میزان پتاسیم محلول به‌مقدار 86/0 گرم بر کیلوگرم از کانی فلوگوپیت و بیشترین پتاسیم تبادلی و غیر‌تبادلی به‌ترتیب، به میزان 56/1 و 64/29 گرم بر کیلوگرم از کانی بیوتیت آزاد شد. کانی موسکویت با مقادیر 19/0، 34/0 و 41/1 گرم بر کیلوگرم به‌ترتیب کمترین آزاد‌سازی پتاسیم محلول، تبادلی و غیر‌تبادلی را در بین کانی‌های مورد مطالعه داشت. به‌طور کلی روند رها‌سازی پتاسیم از کانی‌ها دارای دو فاز مشخص رهاسازی سریع در مراحل اولیه و رها‌سازی با سرعتی کمتر تا انتهای آزمایش می‌باشد. پیشنهاد می‌شود که در پژوهش‌های بعدی، بازه زمانی طولانی‌تری برای رهاسازی پتاسیم در نظر گرفته شود.