علوم آب و خاک

---

یکی از عناصر غذایی که نقش مهمی در افزایش عملکرد و کیفیت برنج دارد، پتاسیم است. اطلاع از حد بحرانی این عنصر در خاک و پاسخ‌های گیاهی به کاربرد مقادیر مختلف آن می‌تواند کمک مؤثری در توصیه بهینه کودی این عنصر غذایی باشد. بنابراین در این تحقیق حد بحرانی پتاسیم خاک برای گیاه برنج رقم خزر و مدل مناسب پیش‌بینی عملکرد دانه به منظور تعیین کود پتاسیمی مورد نیاز در 21 مزرعه از شالیزارهای استان گیلان تعیین شد. در شالیزارهای انتخاب شده، عملیات آماده سازی زمین، کرت‌بندی قطعات آزمایشی به ابعاد 5×4 متر انجام گردید. قبل از نشاکاری، ازت و فسفر بر اساس آزمون خاک و به ترتیب از منابع اوره و سوپر فسفات تریپل اضافه گردید. پتاسیم به میزان 0، 100، 200، 300، 400 و500 کیلوگرم اکسید پتاسیم از منبع کلرید پتاسیم به خاک اضافه گردید. سپس نشاهای سالم و یک‌نواخت برنج رقم خزر به تعداد 3 تا 5 عدد در هر کپه و به فواصل 25×25 سانتی‌متر در مزرعه کاشته شد. در پایان فصل رشد، بوته‌های برنج از سطح 5 مترمربع کف‌بر گردیدند و دانه، کاه و کلش به طور جداگانه توزین گردید. وزن دانه براساس 14 درصد رطوبت محاسبه و کلیه تجزیه و تحلیل‌های آماری مورد نیاز بر روی آن انجام شد. نتایج به دست ‌آمده نشان داد که تأثیر مقادیر مختلف کلرید پتاسیم در سطح 5 % و اثر نوع خاک در سطح 1% بر میزان عملکرد دانه معنی‌دار گردید. میانگین افزایش عملکرد در اراضی که به مصرف کلرید پتاسیم پاسخ مثبت نشان دادند برابر 982 کیلوگرم شلتوک در هکتار بوده است. نتایج هم‌چنین نشان داد در شالیزارهایی که پتاسیم قابل استفاده آنها کمتر از 100 میلی‌گرم در کیلوگرم بود، عکس‌العمل نسبت به کاربرد کلرید پتاسیم زیاد، در شالیزارهایی که پتاسیم آنها بین 100 و 160 میلی‌گرم در کیلوگرم بود، عکس‌العمل آنها تقریباً کمتر و در شالیزارهایی که پتاسیم خاک‌های شالیزاری بیشتر از 160 میلی‌گرم در کیلوگرم بود، عکس‌العمل پایین بود. حد بحرانی پتاسیم خاک برای برنج رقم خزر در این بررسی براساس 90 درصد عملکرد نسبی 110 میلی‌گرم در کیلوگرم خاک به دست آمد. در معادله نهایی پیش‌بینی عملکرد نسبی برنج، رابطه پتاسیم قابل استفاده خاک، پتاسیم آب آبیاری و مقدار کلرید پتاسیم مصرفی با عملکرد مثبت ولی رابطه عملکرد با مقدار فسفر قابل استفاده خاک منفی بود.

---

میوه 2 رقم از گلابی آسیایی(.Pyrus serotina Rehd) به نام‌های‘Ksq’₉ و‘Ksq’₁₃ در شرایط آب و هوایی تهران برای بررسی تغییرات میزان قندها و اسیدهای آلی و اثر آنها بر خواص فیزیکوشیمیایی و قهوه‌ای شدن داخلی میوه مورد ارزیابی قرار گرفت. قندها و اسیدهای آلی 2 بار قبل از برداشت، زمان برداشت و 2 بار پس از برداشت (میوه‌ها در دمای2°C رطوبت نسبی هوای%85-80 نگه‌داری شدند) به فواصل زمانی هر ماه یک بار با دستگاه HPLC اندازه‌گیری شد. تفاوت معنی‌داری بین ارقام مورد آزمایش، شاهد و زمان نمونه برداری از نظر میزان قندها و اسیدهای آلی مشاهده شد. در این مطالعه میزان قندهای فروکتوز، گلوگز و سوربیتول تا یک ماه بعد از برداشت افزایش نشان داد (از حدود 1 به 9% وزن تر میوه) و سپس کاهش یافت. ساکاروز از 2 ماه قبل از برداشت تا 2 ماه پس از برداشت کاهش یافت (از حدود 3 به 75/0% وزن تر میوه). در هر دو رقم اسیدهای آلی تا قبل از برداشت افزایش و از زمان رسیدن تا پیری میوه کاهش یافت. بیشترین مقادیر اسیدهای آلی مربوط به مالیک و آسکوربیک اسید بود (به ترتیب 345 و 1/41 میلی‌گرم در 100گرم وزن تر میوه، در زمان برداشت به ترتیب در ارقام ‘Ksq’₉و شاهد). هم‌بستگی زیادی (از 8/0تا 1) بین کاهش قندها و اسیدهای آلی با افزایش قهوه‌ای شدن داخلی میوه و کاهش صفات سفتی بافت، وزن تر و خشک، و مواد جامد محلول کل میوه(TSS) مشاهده شد. نتایج نشان داد افزایش میزان قندها و اسیدهای آلی باعث تأخیر در قهوه‌ای شدن میوه شد. ارقام گلابی آسیایی با میزان آسکوربیک اسید کمتر، احتمالاً به عارضه قهوه‌ای شدن داخلی میوه حساس‌ترند. ارتباط زیادی بین افزایش میزان قندها با افزایش رنگ در میوه‌ها مشاهده شد.

---

به منظور بررسی تأثیر مقادیر مختلف نیتروژن و زئولیت طبیعی ایرانی بر عملکرد کمی و کیفی علوفه کلزای پاییزه (.Brassica napus L) در خاک‌هایی با بافت سبک، آزمایشی در سال زراعی 86-1385 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس، به صورت فاکتوریل و در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در 3 تکرار اجرا شد. تیمارهای مورد بررسی از فاکتوریل سطوح مختلف زئولیت (0، 3، 6 و 9 تن در هکتار) و مقدار کود نیتروژن در سه سطح (90، 180 و270 کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار) از منبع اوره حاصل شدند. بذور کلزا (رقم OKAPI) در دهم مهرماه کشت و 170 روز بعد، مصادف با ابتدای مرحله غلاف‌دهی، محصول علوفه سبز آن برداشت شد. نتایج نشان داد اثر نیتروژن و زئولیت بر صفات کمـّی علوفه شامل عملکرد ماده خشک، وزن خشک برگ و ساقه و شاخص سطح برگ معنی‌دار بود. به علاوه صفات کیفی علوفه (درصد پروتئین خام و درصد کلسیم در توده گیاهی) تحت تأثیر اثرات اصلی نیتروژن و زئولیت قرار گرفت. با افزایش مصرف کود نیتروژن شستشوی نیتروژن افزایش و با افزایش مصرف زئولیت به طور معنی‌داری شستشوی نیتروژن کاهش یافت. اثر متقابل دو فاکتور بر هیچ‌کدام از صفات مورد بررسی معنی‌دار نشد. کاربرد 270 کیلوگرم نیتروژن در هکتار در تلفیق با 9 تن زئولیت در هکتار بیشترین افزایش در صفات کمّی و کیفی علوفه کلزا را ایجاد کرد. انجام بررسی‌های بیشتر به منظور کاربرد تلفیقی کودهای شیمیایی با زئولیت‌های طبیعی توصیه می‌شود.

---

شور شدن خاک‌ها در مناطق خشک و نیمه‌خشک یک معضل جدی برای توسعه کشاورزی و استفاده پایدار از منابع خاک و آب می‌باشد. به منظور بررسی تأثیر توسعه فعالیت‌های کشاورزی بر تخریب اراضی و افزایش شوری خاک، منطقه شمس‌آباد استان قم انتخاب گردید. ابتدا عکس‌های هوایی سال 1334 (1955 میلادی) و داده‌های ماهواره‌ای سال‌های 1990 و 2002 میلادی و هم‌چنین اطلاعات در دسترس از وضعیت منابع آب و خاک منطقه در گذشته، جمع‌آوری گردید. با استفاده از اطلاعات موجود و پس از بازدید صحرایی، از خاک‌های با شوری متفاوت در طول ۳ ترانسکت تعداد 150 نمونه خاک در دو عمق 50-0 و 100-‌‌ 51 سانتی‌متری جمع‌آوری شد. روی نمونه‌ها تجزیه‌های فیزیکی و شیمیایی انجام گرفت و سپس با کمک نرم‌افزار ILWIS، نقشه‌های شوری، سدیمی و کاربری اراضی ترسیم گردید. نتایج به‌دست آمده نشان داد که طی 47 سال گذشته، وسعت اراضی کشاورزی در منطقه حدود 5/9 برابر افزایش یافته است که موجب افزایش شوری و افت سطح منابع آب‌های زیرزمینی این ناحیه شده است. در حال حاضر متوسط شوری آب چاه‌های منطقه حدود 19/7 دسی زیمنس بر متر می‌باشد و سالانه حدود یک متر افت در سطح ایستابی چاه‌ها مشاهده می‌گردد. متوسط هدایت الکتریکی خاک در سال 1362 در عمق سطحی حدود 5/6 دسی زیمنس بر متر و در سال 1384 این رقم به حدود 7/10 دسی زیمنس بر متر رسیده است. در صورت ادامه این روند و عدم برنامه‌ریزی صحیح، تمام اراضی منطقه در سال‌های آینده از حیز انتفاع خارج خواهند شد. بنابراین برنامه‌ریزی برای توسعه استان قم باید با درنظر گرفتن مشکلات و محدودیت‌های توسعه ناپایدار کشاورزی در حاشیه کویر صورت پذیرد.

---

به منظور بررسی تأثیر منابع مختلف کودهای محتوی نیتروژن پایه، بر عملکرد، کار‌ایی نیتروژن (NUE)Nitrogen Use Efficiency و درصد بازیافت نیتروژن (NARF) Fraction Nitrogen Apparent Recovery، در گندم آبی(.Triticum aestivum L)، آزمایشی دو ساله در ایستگاه تحقیقات خاک و آب کرج از سال 1383 اجرا گردید. آزمایش در سال اول در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با 6 تیمار و 3 تکرار انجام شد. تیمار اول ( شاهد) شامل مصرف تمامی عناصر غذایی پر مصرف و کم‌مصرف- (ریزمغذی)‌ منهای نیتروژن)؛ تیمار دوم = مصرف 150 کیلوگرم در هکتار نیتروژن از منبع اوره به عرف گندمکاران پیشرو (سه بار سرک اوره)؛ تیمار سوم = یک سوم نیتروژن از منبع اوره با پوشش گوگردی (SCU) به صورت پایه + دو سرک اوره؛ تیمار چهارم= مصرف تمام 150 کیلوگرم نیتروژن به صورت پایه از منبع SCU؛ تیمار پنجم= مصرف 150 کیلوگرم در هکتار نیتروژن از منبع اوره در دو سرک اوره (عرف زارعین معمولی) و تیمار ششم = یک سوم نیتروژن از منبع کود کامل پرمصرف به صورت پایه + دو سرک اوره انجام شد. پس از بررسی نتایج سال اول، مقادیر عناصر غذایی مازاد موجود در کودهای کامل پرمصرف‌ (فسفر، پتاسیم و روی) و SCU (گوگرد) تأمین، مقدار نیتروژن مصرفی تا 180 کیلوگرم در هکتار افزایش داده شد و هفت تیمار به شرح تیمار اول= شاهد؛ تیمار دوم = دو سرک اوره؛ تیمار سوم = سه سرک اوره؛ تیمار چهارم = پنج سرک اوره با آب آبیاری؛ تیمار پنجم = اوره پایه زیر بذر+ چهار سرک اوره؛ تیمار ششم = اوره پایه از منبع SCU + چهار سرک اوره و تیمار هفتم = اوره پایه از منبع کود کامل پرمصرف + چهار سرک اوره اعمال گردید. پس از عملیات آماده‌سازی زمین، طرح پیاده گردید. سایر کود‌های مورد نیاز بر اساس آزمون خاک تأمین شد. نتایج حاصله در سال اول نشان داد، عملکرد دانه در تیمارهای دوم و ششم (5145 و 5067 کیلوگرم در هکتار) در مقایسه با شاهد ( 3068 کیلوگرم در هکتار) به‌طور معنی‌داری در سطح یک درصد افزایش یافت. NUE (8/13 و 2/13 کیلوگرم در کیلوگرم) و NARF (2/41 و 2/38 درصد)‌ نیز در این دو تیمار در گروه برتر قرارگرفتند. در سال دوم، بیشترین عملکرد (6335 کیلوگرم در هکتار)، کارایی (2/16 کیلوگرم در کیلوگرم) و بازیافت نیتروژن (50 درصد) در تیمار ششم مشاهده شد. علت افزایش عملکرد، NUE و NARF در سال دوم آزمایش عمدتاً مربوط به جایگزینی SCU و کود کامل پرمصرف با اوره پایه، افزایش مقدار نیتروژن و تعداد دفعات تقسیط بود. بازده اقتصادی برای هر دو سال محاسبه و همین تیمارها در گروه برتر قرار گرفته و میانگین آنها بدون اعمال هرگونه یارانه به ترتیب 14، 8 و 4 گردید. به رغم آن‌که بازده اقتصادی تیمار دوم بیشترین بود. لیکن به دلایل متعددی از جمله افزایش عملکرد هکتاری دانه گندم، افزایش NUE و NARF، ذخیره‌‌سازی عناصر غذایی بیشتر در خاک ذخیره‌سازی، جلوگیری از هدررفت (آبشویی و تصعید) نیتروژن و حفظ محیط زیست، جایگزینی یک سوم اوره مصرفی (قبل از کاشت) با کود کامل پرمصرف و یا SCU مورد تأیید قرار گرفت. بنابراین، اجرائی نمودن نتایج حاصله در چند استان گندم‌خیز کشور، توصیه می‌گردد.

---

هم‌بستگی بین پارامترهای کمیت- شدت پتاسیم خاک(Q/I) با بعضی ویژگی‌های خاک و شاخص‌های گیاهی گندم (Triticum aestivum L.) در یک آزمایش گلخانه‌ای در سال زراعی 83-1382 در منطقه آبیک قزوین مورد مطالعه قرار گرفت. بدین منظور تعداد 80 عدد نمونه خاک از عمق 30-٠ سانتی‌متری مزارعی که به صورت تصادفی در سرتاسر منطقه انتخاب شده بود، برداشت و بر اساس بافت خاک و پتاسیم قابل استفاده، 21 نمونه از آنها انتخاب گردید و در آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کامل تصادفی که فاکتور اول 21 نمونه خاک و فاکتور دوم دو سطح کودی 0 و 100 میلی‌گرم پتاسیم در کیلوگرم بود، در سه تکرار انجام شد. اثرکود پتاسه بر عملکرد گندم در سطح ٥% و اثر خصوصیات خاک بر عملکرد گندم در سطح ١% معنی‌دار شد، ولی اثر متقابل کود پتاسه و خصوصیات خاک معنی‌دار نشد. دامنه‌ای از نسبت فعالیت پتاسیم خاک( ARK) که در آن نمودار Q/Iبه صورت خطی بود، تعیین گردید. ظرفیت بافری بالقوه پتاسیم خاک(PBCK) هم‌بستگی بالایی را با **)CEC996/0 (r =، درصد رس (**921/0= r) و درصد رطوبت اشباع (** 811/0 r =) نشان داد. معادله زیر به عنوان برآورد کننده ظرفیت بافری خاک در خاک‌های زیر کشت گندم منطقه آبیک پیشنهاد گردید. PBCK = 419/7 CEC - 743/19 R2adj=782/0 نسبت فعالیت تعادلی پتاسیم (AReK)‌ هم‌بستگی بالایی را با پتاسیم محلول (**846/0r=)، پتاسیم قابل استخراج با استات آمونیوم (**730/0 = r)، درصد رطوبت اشباع (**794/0- = r) و در صد رس (**602/0-= r) نشان داد. هم‌چنین مقدار پتاسیم سهل‌الوصول (K0) هم‌بستگی بالایی را با پتاسیم قابل استخراج با استات آمونیوم (**871/0= r)، پتاسیم محلول (**778/0 r= )، درصد رطوبت اشباع (*551/0- = r) و در صد رس (**206/0-= r) نشان داد. هم‌بستگی بین پتاسیم قابل استفاده گیاه، K0 و AReK با پتاسیم جذب شده توسط گندم و عملکرد نسبی گندم معنی‌دار نگردید. ولی PBCK با پتاسیم جذب شده به وسیله گندم (**729/0 = r) و عملکرد نسبی گندم (**735/0 = r) هم‌بستگی بالایی را نشان داد. هم‌بستگی بین پارامترهای Q/I حاصل از محلول‌های K2SO4, KCl با خصوصیات خاک دارای تفاوت معنی‌داری نبود اما پارامترهای Q/I حاصل از محلول KCl هم‌بستگی بیشتری با شاخص‌های رشد گندم داشت.

---

کپک خاکستری، ناشی از قارچ Botrytis cinerea ، یکی از بیماری‌های مهم گل بریده رز در گلخانه های ایران است. به منظور بررسی تأثیر غلظت‌های مختلف پتاسیم و کلسیم در محلول غذایی بر حساسیت گل بریده رز به این بیماری، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با دو عامل غلظت پتاسیم و کلسیم در محلول غذایی در چهار تکرار در گلخانه آب‏کشت مرکز تحقیقات کشاورزی صفی آباد از سال 1386 به مدت یک سال انجام شد. سطوح پتاسیم شامل 0/1، 0/5 و 0/10 میلی‏مولار و سطوح کلسیم شامل 6/1 و 8/4 میلی‏مولار بود. در طول دو دوره گل‌دهی متوالی مایه زنی گل‌های رز برداشت شده با سوسپانسیون 104 اسپور در میلی لیتر جدایه B. cinerea انجام شد و پس از آن اندازه‏گیری حساسیت گل‌ها به کپک خاکستری صورت گرفت. نتایج نشان داد کاربرد پتاسیم در محلول غذایی به مقدار 0/10 میلی مولار منجر به افزایش معنی دار (01/0 P <) شدت بیماری کپک خاکستری گل رز (4/30 درصد/ روز) در مقایسه با سطوح 0/1 میلی مولار (8/24 درصد/ روز) و 0/5 میلی مولار (2/26 درصد/ روز) آن شد که این مسأله به دلیل کاهش غلظت کلسیم گلبرگ‌ها بود. هم‌بستگی مثبتی بین نسبت پتاسیم به مجموع کاتیون‌های موجود در محلول غذایی و میزان بیماری (*94/0r =) دیده شد. هم‌چنین با افزایش میزان کلسیم در محلول غذایی از 6/1 به 8/4 میلی مولار، شدت بیماری از 6/29 به 6/24 درصد/ روز کاهش یافت (01/0 P <). بنابراین کاربرد متعادل پتاسیم و کلسیم در محلول‌های غذایی (به ترتیب 0/5 و 8/4 میلی مولار) برای تولید گل رز در شرایط آب‏کشت برای جلوگیری از اثرات ناهمسازی بین آنها و کاهش خسارت بیماری کپک خاکستری گل رز توصیه می‌شود.

---

هدایت الکتریکی و اسیدیته خاک، از جمله مهم‌ترین فاکتورهای شیمیایی خاک برای کشاورزی محسوب می‌شود. ماهیت خاک به گونه‌ای است که تغییر در ویژگی‌های آن عمدتاً حالت پیوسته دارد. روشی که بتواند این پیوستگی را در نظر بگیرد، قادر خواهد بود تا تصویر واقعی‌تری از تغییرات خصوصیات خاک را نشان دهد. هدف از این تحقیق بررسی روابط بین داده‌های اندازه‌گیری شده هدایت الکتریکی و اسیدیته خاک دشت قم، خوشه‌بندی، مقایسه روش‌های خوشه‌بندی، تعیین تعداد بهینه خوشه‌ها و پهنه‌بندی خوشه‌ها در منطقه مورد مطالعه بوده است. به این منظور از دو روش خوشه‌بندی فازی FCM و GK به منظور داده‌کاوی و خوشه‌بندی 465 داده اندازه‌گیری شده، استفاده گردید. هم‌چنین به منظور صحت‌سنجی و مقایسه این دو روش از معیارهای ضریب ‌تقسیم‌بندی، گشتاور رده‌بندی، شاخص تقسیم‌بندی، شاخص جداشدگی و شاخص ‌زای و بنی استفاده شده است. نتایج داده‌کاوی داده‌ها نشان داد که تعداد بهینه خوشه‌ها بر اساس روش FCM و GK به ترتیب 15 و 17 می‌باشد. پس از بررسی نتایج خوشه‌بندی و بر اساس معیارهای صحت‌سنجی، مشخص شد که روش GK روش بهتری برای خوشه‌بندی است. براساس این روش 295 داده از 465 نمونه مشاهداتی استفاده شده دارای درجه عضویت بیشتر از 40 درصد بوده‌اند. که در این میان 9 خوشه از 17 خوشه دارای تعداد بیش از 20 عضو بوده‌اند. سپس پهنه‌بندی شوری- قلیائیت بر اساس روش فازی GK و به منظور نمایش بهتر توزیع خوشه‌های تعیین شده برای منطقه مورد مطالعه به‌دست آمده است. نقشه فازی تهیه شده بیانگر آن بود که قسمت‌های شمال غربی و غرب بیشتر جز خوشه 1 و قسمت شرقی منطقه مورد مطالعه جزو خوشه 17 بوده‌اند. به این ترتیب شوری- قلیائیت و در پی آن احتمال تخریب خاک خاک در شرق منطقه مورد مطالعه به مراتب بیشتر از غرب آن است

---

این تحقیق با هدف بررسی تغییرات مکانی عناصر غذایی پرمصرف خاک شامل فسفر و پتاسیم و ماده آلی با استفاده از روش‌های مختلف زمین آماری در برآورد مقادیر این عناصر در تهیه نقشه‌های پراکنش مکانی آنها برای توزیع مناسب کود در دشت ارومیه می‌باشد. وجود تغییرات مکانی در عناصر غذایی خاک امری طبیعی است، که شناخت این تغییرات دراراضی کشاورزی جهت برنامه‌ریزی دقیق و مدیریت اجتناب‌ناپذیر می‌باشد و آگاهی از این امر برای افزایش سودآوری و مدیریت در کشاورزی پایدار ضروری است. لذا برای برآورد تغییرات این عناصر در نقاط نمونه‌برداری نشده، از روش‌های کریجینگ، فازی کریجینگ، کوکریجینگ و میانگین متحرک وزندار در محیط GS⁺ استفاده شد. در این تحقیق برای فازی‌سازی داده‌ها از نرم‌افزار MATLAB و برای تهیه نقشه‌های نهایی از نرم‌افزار GIS استفاده شد. برای مقایسه این روش‌‌ها معیارهای MAE ،MBE وRMSE به‌کار گرفته شد که نتایج به‌دست آمده نشان داد روش تلفیقی منطق فازی با مقادیر میانگین خطای کمتر برای عناصر فسفر، پتاسیم و ماده آلی که به‌ترتیب برابر با 17/0، 18/0 و 18/0 به‌دست آمد، به‌عنوان روش برتر می‌باشد که براساس این روش نقشه‌های پهنه‌بندی برای فسفر، پتاسیم و کربن‌آلی در محیط GIS تهیه گردید.