علوم آب و خاک

---

اثر باقی‌مانده شیرابه زباله بر گندم (Triticum aestivum)، پس از کشت برنج، در یک طرح بلوک‌های کامل تصادفی با پنج تیمار و سه تکرار بررسی گردید. تیمارها عبارت بودند از باقی‌مانده مقادیر صفر، 150، 300 و 600 تن در هکتار شیرابه زباله، و نیز یک تیمار کودی شامل اثر باقی‌مانده کودهای اوره، سوپرفسفات تریپل، سولفات پتاسیم و سولفات روی. برای اجرای طرح کرت‌هایی به ابعاد 4×4 متر با فواصل سه متر ایجاد، و اواخر خردادماه 1376، نشاهای برنج داخل کرت‌ها کاشته شد. کلیه مقادیر شیرابه و کودهای شیمیایی در کشت برنج به کرت‌ها افزوده، و اواخر مهرماه همان سال، پس از برداشت برنج، داخل همان کرت‌ها بذر گندم رقم روشن کاشته شد. در پایان دوره رشد گندم، عملکرد کاه و دانه و غلظت عناصر غذایی (پرمصرف و کم‌مصرف)، و نیز عناصر سنگین در کاه و دانه اندازه‌گیری گردید. باقی‌مانده شیرابه زباله، با افزایش مقادیر قابل جذب عناصر غذایی پرمصرف و کم‌مصرف در خاک، موجب افزایش معنی‌دار غلظت این عناصر در گیاه، و نیز افزایش عملکرد کاه و دانه گندم در مقایسه با شاهد گردید، به طوری که عملکرد دانه گندم از 67/1 تن در هکتار در تیمار شاهد به 93/3 تن در هکتار در تیمار 600 تن در هکتار شیرابه افزایش یافت. اثر باقی‌مانده شیرابه زباله در خاک متناسب با میزان شیرابه مصرفی بود. ولی برای شناخت کامل آثار عناصر سنگین بر خاک، گیاه و محیط، پژوهش‌های بیشتری توصیه می‌گردد.

---

قابلیت کرم‌های خاکی برای بازیافت محدوده وسیعی از ضایعات آلی به خوبی شناخته شده است. معدودی از گونه‌های کرم‌های خاکی برای تولیـد تجـاری ورمی کمپوست‌ها مناسب‌اند و از این میـان دو گـونه foetida Eisenia و Lumbricus rubellus در مناطق معـتدله یافت می‌شوند. نمونه‌های کرم‌های خاکی از مناطق شمال و شمال‌غرب کشور و از داخل توده‌های قدیمی کود دامی و لاشبرگ‌های سطحی جمع‌آوری و در شرایط گلخانه‌ای نگه‌داری شدند. برای شناسایی گونه‌های کرم‌های خاکی از ویژگی‌های ظاهری شامل شمار حلقه‌های بدن، شماره حلقه‌های کمربند جنسی، شماره حلقه‌های برآمدگی بلوغ، رنگ بدن، ابعاد بدن کرم‌های بالغ، شکل سر و پیش دهان و شماره نخستین حلقه دارای سوراخ پشتی استفاده شد. تمامی نمونه‌های کرم‌های کمپوستی جمع‌آوری شده، متعلق به گونه Eisenia foetida بودند. این کرم‌ها برای تولید ورمی کمپوست از کود دامی، بقایای گیاهی، لجن فاضلاب، زباله شهری، فیلتر کیک و باگاس حاصل از کارخانه‌های نیشکر قابلیت خوبی داشتند. در شرایط انکوباسیون درون کود دامـی با رطوبت 70 درصـد وزنی و در دمای 2 ± 24 درجـه سانتی‌گراد، هر کرم در هفته، یک الی دو کپسول تخم تولید کرده و در هر کپسول تخم دو الی هفت عدد نوزاد کرم وجود داشت. در طی فرآیند تولید ورمی کمپوست، نسبت کربن به نیتروژن مواد کاهش یافت که نشان‌دهنده پیشرفت تجزیه مواد و پایداری بیشتر ورمی کمپوست تولید شده‌است.

---

امکان استفاده از لجن کنورتور، یک محصول فرعی صنایع فولاد، به عنوان کود آهن بررسی شد. حدود 64 درصد وزن این ماده را اکسیدهای دو و سه ظرفیتی آهن و بقیه را به‌طور عمده عناصری مانند کلسیم، سیلیسیم، منگنز، پتاسیم و فسفر تشکیل داده است. این پژوهش به صورت یک آزمایش انکوباسیون در سه خاک آهکی و با نمونه‌های 400 گرمی در رطوبت ظرفیت مزرعه و دمای اتاق به مدت دو ماه انجام شد. تیمارها شامل سطوح مختلف لجن کنورتور(0، 4و8 درصد)، لجن همراه با گوگرد عنصری وتیوباسیلوس و لجن اسیدی شده بودند. نمونه برداری از تیمارها در زمان‌های 1، 10، 30و 60 روز پس از شروع آزمایش صورت گرفت. نتایج آزمایش نشان داد که کاربرد لجن کنورتور باعث افزایش مختصری در pH خاک شد ولی در عین حال قابلیت جذب آهن خاک را افزایش داد. مقدار افزایش به‌طور عمده متناسب با مقدار لجن مصرفی بود. اسیدی کردن لجن کنورتور باعث افزایش چشم‌گیری در قابلیت جذب آهن خاک شد ولی مقدار قابل جذب این عنصر عموماً با گذشت زمان کاهش یافت. استفاده از لجن کنورتور همراه با گوگرد عنصری قابلیت جذب آهن ومنگنز خاک‌ها را در مقایسه با تیمار‌های لجن به تنهایی افزایش داد. هم‌چنین استفاده از لجن کنورتور به تنهایی و همراه باگوگرد عنصری واسیدسولفوریک باعث افزایش مختصری در قابلیت جذب فسفر خاک‌ها شد. با توجه به نتایج این پژوهش می‌توان دریافت که لجن کنورتور فولادسازی پتانسیل کاربرد به‌عنوان کود آهن در خاک‌های آهکی را داراست هرچند که انجام پژوهش‌های بیشتر گلخانه‌ای ومزرعه‌ای به‌منظور بررسی این موضوع مورد نیاز است.

---

سرباره کنورتور LD یک فرآورده جنبی صنایع آهن و فولاد است که به مقدار زیاد در اصفهان تولید می‌شود. سرباره به کاررفته به ترتیب حاوی 8/52 و 2/2 درصد CaO و MgO است. برای تعیین اثر سرباره LD برخصوصیات شیمیایی خاک، یک آزمایش انکوباسیون با استفاده از سه خاک اسیدی از گیلان انجام گرفت. نمونه‌های خاک از عمق 30-0 سانتی‌متری سطح مزارع برنج و توتون و باغ چای گرفته شدند. تیمارها شامل 0 ، 5/0 ، 1 ، 2 ، 4 ، 8 و 16 درصد سرباره کنورتور در هر کیلوگرم خاک بود که به طور کامل با 5/0 کیلوگرم از هر خاک مخلوط شد. رطوبت خاک‌ها‌ در ظرفیت مزرعه‌ای برای مدت دو ماه ثابت نگه‌داشته شد، و در زمان‌های 1 ، 10 ، 30 و 60 روز پس از شروع آزمایش از نمونه‌ها، نمونه‌های فرعی برای یررسی تغییراتpH ،EC و غلظتFe ، Mn ، P و K قابل استخراج با AB-DTPA گرفته شد. نتایج نشان داد pH خاک با افزایش نسبت سرباره به کاررفته افزایش پیدا کرد. سرباره مقدارP و Mn قابل استخراج با AB-DTPA را متناسب با مقـدار به کار رفته افزایش داد. ولی تأثیر سرباره بر مقـدارFe بسته به pH اولـیه خاک متفـاوت بـود، به طـوری که با افزایش pH خاک به محدوده 5/8-4/7 از غلظت آهن کاسته شد و بعد از آن با افزایش pH خاک مقدار آهن دوباره افزایش یافت. سرباره، پتاسیم قابل استخراج با AB-DTPA را به ویژه در خاک‌ها‌ی شدیداً اسیدی کاهش داد. pH خاک در طول زمان کاهش یافت ولی قابل ملاحظه نبود. مقدار آهن قابل جذب غالباً در طول زمان کاهش یافت. اثر زمان انکوباسیون بر فسفر و منگنز متفاوت بود. اثر زمان برEC قابل ملاحظه نبود. در کل، خصوصیات شیمیایی خاک‌ها‌ بیشتر تحت تأثیر تیمارها بود تا زمان. با توجه به نتایج به دست آمده به نظر می‌رسد سرباره کنورتور برای اصلاح خاک‌ها‌ی اسیدی مناسب باشد. پیشنهاد می‌شود که اثر سرباره کنورتور LD بر خصوصیات شیمیایی خاک‌ها‌ی اسیدی طی آزمایش‌های مزرعه‌ای بررسی شود.

---

سیب زمینی (Solanum tuberosum L) گیاهی است با سیستم ریشه ای که نیاز بالای آن به نیتروژن از جنبه های اقتصادی و زیست محیطی حائز اهمیت است. این پژوهش با هدف تعیین و مقایسه ویژگی های مرفولوژیکی ریشه و جذب نیتروژن در 8 رقم رایج و جدید سیب زمینی تحت کشت در ایران انجام شد. برای این منظور رقم های سیب زمینی آریندا، اگریا، پریمیر، دیامانت، کنکورد، مارفونا، مارودانا و نویتا در یک آزمایش در قالب طرح کاملاً تصادفی با 3 تکرار در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه صنعتی اصفهان مورد مقایسه قرار گرفتند. غده های عاری از ویروس پس از کشت در گلدان و رشد در شرایط مناسب، در زمان گلدهی برداشت شدند. ویژگی های ریشه شامل طول، متوسط قطر و سطح ریشه با استفاده از دستگاه دلتا-ت اسکن ایمیج آنالیز، همچنین تراکم طول ریشه و نسبت ریشه به اندام هوایی تعیین شد. وزن خشک و تجمع نیتروژن (کل نیتروژن جذب شده) در گیاه اندازه گیری شد. غلظت نیتروژن معدنی خاک نیز قبل از کاشت و بعد از برداشت تعیین شد. نتایج بیانگر تفاوت معنی دار رقم ها از نظر تمام ویژگی های مورد بررسی به جز متوسط قطر ریشه بود. تفاوت زیاد بین رقم ها برای بیشتر صفات، حاکی از تنوع ژنتیکی بالا بین رقم ها بود. رقم های مارفونا و نویتا به ترتیب دارای بالاترین و پائیترین مقادیر ویژگی های مرفولوژیکی ریشه، تجمع ماده خشک و نیتروژن بودند. تجزیه کلاستر بر اساس صفات طول ریشه، نسبت ریشه به اندام هوایی، تجمع ماده خشک و تجمع نیتروژن رقم های فوق را به چهار گروه کلی زیر تقسیم نمود. به طور کلی رقم مارفونا که در یک گروه جداگانه قرار گرفت در بین 8 رقم مورد مطالعه از نظر ویژگی های ریشه، تجمع ماده خشک و جذب نیتروژن به عنوان مناسب ترین رقم شناخته شد در حالی که رقم های نویتا، اگریا، مارودانا و آریندا رقم های ضعیف تری بودند. تنوع دیده شده در ویژگی های مورفولوژیکی ریشه و جذب نیتروژن امکان شناسایی و استفاده از رقم هایی با سیستم ریشه ای قوی تر و قابلیت جذب بالاتر نیتروژن را به وسیله متخصصان اصلاح نبات فراهم می سازد.

---

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.

---

از میان عناصر مورد نیاز گیاهان کمبود آهن به عنوان عنصر کم مصرف بیشترین محدودیت را برای محصولات کشاورزی سرتا سر جهان دارد. متخصصین امروزه برای حل مشکل کمبود آهن در گیاهان از روش‌های بسیار پر هزینه مانند کاربرد نمک‌ها وکلات‌های آهن، تعدیل مصنوعی پ- هاش خاک و جایگزینی گونه‌های گیاهی که توانایی زیاد برای جذب آهن دارند، استفاده نموده‌اند. استفاده از مواد جامد زاید کارخانجات فولادسازی و ذوب‌آهن مانند سرباره و لجن کنورتور به عنوان مواد اصلاحی خاک در تغذیه آهن می‌توانند مفید باشند. این ترکیبات حاوی درصد قابل توجهی آهن هستند و سالانه به مقدار خیلی زیاد تولید و انباشته می‌شوند. قابلیت دسترسی زیستی و تحرک عناصر وابسته به شکل‌های شیمیایی آنها درخاک است. این تحقیق با هدف مطالعه اثر کاربرد سه ساله لجن کنورتور و سرباره کارخانه ذوب‌آهن اصفهان بر 1) مقدار آهن قابل جذب، 2) شکل‌های شیمیایی آهن و 3) چگونگی توزیع این شکل‌ها در خاک سطحی و عمقی سه خاک آهکی در قالب طرح اسپلیت پلات با طرح پایه بلوک‌های کامل تصادفی با سه تیمار، در سه تکرار و در دو عمق طی سه سال متوالی اجرا شد. کاربرد سرباره و لجن کنورتور برای یک، دو و سه سال متوالی سبب شد بیش از 99% آهن در فرم‌های باقی‌مانده، متصل به اکسیدها و هیدروکسیدهای آهن، آمورف و آزاد و کمتر از 1% آهن در سایر فرم‌های شیمیایی قرار گیرد. نتایج نشان داد کاربرد سرباره و لجن کنورتور طی سه سال متوالی باعث افزایش معنی دار شکل‌های شیمیایی آهن و آهن قابل جذب در خاک هر سه مزرعه شد.