علوم آب و خاک

---

به‌منظور اطلاع از چگونگی توزیع شکل‌های معدنی نیتروژن، تعیین هم‌بستگی بین این شکل‌ها با ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک، و به‌دست آوردن معادله‌هایی برای پیش‌بینی شکل‌ها با بهره‌گیری از ویژگی‌های خاک در خاک‌های آهکی استان فارس، 25 نمونه خاک سطحی از مناطق عمده کشاورزی استان فارس انتخاب و شکل‌های نیتروژن زیر در آنها اندازه‌گیری شد: نیتروژن کل، نیتروژن نیتراته به روش فنل دی سولفونیک اسید؛ نیتروژن نیتراته استخراجی به‌وسیله پتاسیم کلرید 2 مولار، آمونیوم استخراجی به‌وسیله محلول‌های پتاسیم کلرید 2 مولار، سولفوریک اسید یک نرمال؛ سدیم هیدروکسید 25/0 نرمال، نیتروژن قابل اکسایش به‌وسیله محلول‌های پرمنگنات اسیدی و قلیایی و نیتروژن آمونیومی استخراجی به‌وسیله پتاسیم کلرید 2 مولار در دمای 100 درجه سانتی‌گراد. بر اساس نتایج به دست آمده، بیشترین مقدار نسبی شکل‌ها ( نسبت به نیتروژن کل خاک) مربوط به شـکل آزاد شده با پرمنگنات قلـیایی (47/4 درصد) و کمترین آن مربوط به شکل‏ تبادلی ( 6/0 درصد ) بود. شکل‌های محلول در آب و تبادلی روی‌هم‌رفته کمتر از 2 درصد نیتروژن را تشکیل می‌داد. بین نیتروژن کل خاک و شکل‌های آزاد شده با پرمنگنات اسیدی و پرمنگنات قلیایی، هم‌بستگی بالایی به ترتیب با ضریب‌های هم‌بستگی 931/0 و 850/0 به دست آمد. هم چنین بین ماده آلی خاک و هر یک از شکل‌های نیتروژن کل خاک، آزاد شده با پرمنگنات اسیدی و آزاد شده با پرمنگنات قلیایی، معادله‌های خوبی به دست آمد که ارتباط تنگاتنگ این شکل‌ها را با ماده آلی نشان می‌دهد.

---

یک آزمایش فاکتوریل با دو سطح روی (صفر و 5/1 میلی‌گرم در کیلوگرم خاک)، پنج سطح شوری آب آبیاری (صفر، 60، 120 و 180 میلـی‌مولار کـلرید سدیم و 120 میلی‌مولار نیترات سدیم) با سه تکرار اجـرا گردید. بذر گنـدم، رقـم روشـن (Triticum aestivum cv. Roshan) در داخل گلدان‌ها کشت گردید. بعد از برداشت گیاه، غلظت روی و کادمیم در اندام‌های هوایی اندازه‌گیری شد. فعالیت گونه‌های مختلف روی و کادمیم محلول خاک با استفاده از نرم‌افزار MINTEQA2 تخمین زده شد. شوری ناشی از کلرید سدیم باعث افزایش غلظـت کادمیم کل و نیز گونـه‌های CdC1⁰₂, Cd²⁺ و⁺CdC1 محلول خـاک شد، در حـالی‌که شوری نیترات سدیم تأثیری بر غلظت کادمیم محلول خاک نداشت. غلظت کادمیم گیاه، با غلظت کادمیم کل و کلر محلول خاک هم‌بستگی مثبت و با غلظت روی محلول خاک هم‌بستگی منفی داشت. مصرف سولفات روی باعث کاهش غلظت کادمیم و افزایش غلظت روی در گیاه گردید. نتایج این آزمایش نشان داد یون کلرید، نقش مؤثری در افزایش حلالیت کادمیم خاک و جذب آن به وسیله گیاه دارد.

---

در یک پژوهش مزرعه‌ای دوساله با استفاده از طرح کرت‌های خردشده در قالب بلوک‌های کامل تصادفی با چهار تکرار، در ایستگاه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز واقع در باجگاه، ویژگی‌های رشد و عملکرد گندم زمستانه رقم شیراز در واکنش به سه تاریخ کاشت و چهار تراکم بوته مورد بررسی قرار گرفت. تاریخ‌های کاشت (15آبان، 15آذر، 15دی ) را کرت‌های اصلی و چهار تراکم (150، 250، 350، 450 بوته در متر مربع) را کرت‌های فرعی تشکیل می‌دادند. نتایج نشان داد که کاشت تأخیری با کاهش عملکرد دانه همراه بود، به نحوی که عملکرد دانه در تاریخ کاشت 15 دی به طور معنی‌داری کمتر از تاریخ‌های کاشت 15 آبان و 15 آذر بود. به علاوه، با تأخیر در کاشت مراحل نموی بوته‌ها با سرعت بیشتری سپری شد و بوته‌ها دوره رشد خود را سریع‌تر به پایان رساندند. روند تغییرات شاخص سطح برگ و وزن خشک بوته‌ها نیز تحت تأثیر تیمارهای آزمایشی قرار گرفت، به طوری‌که در تاریخ کاشت زودتر و تراکم کاشت زیادتر، شاخص سطح برگ بیشتری در هر نمونه برداری به دست آمد. با تأخیر در کاشت تعداد ساقه بارور در واحد سطح مزرعه کاهش یافت، گرچه در تراکم‌های زیادتر تعداد ساقه‌ بیشتری در واحد سطح تولید شد، ولی در مرحله مرگ و میر پنجه‌ها کاهش شدیدتری در تعداد ساقه در مترمربع در این تراکم‌ها مشاهده گردید. بررسی روند تغییرات وزن خشک شاخساره در طول فصل نشان داد که در تراکم‌های زیادتر و تاریخ کاشت زودتر، وزن خشک بیشتری تولید شد، که این موضوع در ارتباط با زمین پوشی زودتر و دریافت بیشتر تابش پاییزی بود. در مجموع، بر اساس نتایج پژوهش حاضر برای مناطق آب و هوایی مشابه با محل اجرای این پژوهش، گندم زمستانه را می‌توان برای گذران مطلوب مراحل رشد و نمو خود و تولید عملکرد قابل قبول، تا نیمه آذرماه و با تراکم 250 بوته در مترمربع کشت کرد.

---

تأثیر سطوح مختلف کلرید سدیم بر غلظت عناصر کم مصرف در شاخساره دانهال‌های پنج گونه مرکبات شامل بکرایی (Citrus riteculata×C. limetta)، لیموی ولکامریانا (C. volkameriana)، نارنج (C. aurantium)، لیمو شیرین (C. limetta) و لیموی آب (C. aurantifolia) به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌‌های کامل تصادفی در چهار تکرار در گلخانه مورد بررسی قرار گرفت. دانهال‌های یکساله گونه‌های مورد مطالعه در گلدان‌های حاوی خاک آهکی ( 2/8 =pH) کشت شد و آبیاری آنها با آب آبیاری حاوی غلظت‌های صفر، 20، 40 و 60 میلی‌مول در لیتر کلرید سدیم صورت گرفت. پس از انقضای مدت آزمایش، غلظت عناصر کم مصرف شامل آهن، روی، منگنز، مس، کلر و بْر در شاخساره اندازه‌گیری شد. در تیمار شاهد، بین گونه‌های مورد آزمایش از نظر غلظت عناصر کم مصرف اختلاف معنی‌دار وجود داشت. شوری آثار متفاوتی بر غلظت عناصر کم مصرف گذاشت. تحت تأثیر شوری، غلظت آهن در شاخساره همه گونه‌ها به جز بکرایی و لیموشیرین افزایش و غلظت روی در شاخساره همه گونه‌ها به جز بکرایی کاهش یافت. بر اثر شوری، غلظت منگنز در شاخساره همه گونه‌ها به جز نارنج کاهش و غلظت مس تنها در شاخساره ولکامریانا کاهش یافت. شوری، غلظت کلر را در شاخساره همه گونه‌ها افزایش داد. در سطح شوری کم، غلظت بْر در شاخساره همه گونه‌ها به جز نارنج، افزایش و با افزایش شوری کاهش یافت و در نارنج با افزایش سطح شوری، غلظت بْر در شاخساره کاهش یافت.

---

شناخت شکل‌های مختلف روی در خاک، اطلاعات مفیدی برای ارزیابی وضعیت روی و نیز حاصلخیزی خاک و تغذیه گیاه در اختیار می‌گذارد. به منظور کسب چنین اطلاعاتی، روی کل و توزیع آن در شکل‌های مختلف در 20 نمونه خاک استان تهران به روش عصاره‌گیری دنباله‌ای تعیین و رابطه این شکل‌ها با یکدیگر و با ویژگی‌های خاک مطالعه شد. میزان روی کل 70 تا 9/169 میلی‌گرم بر کیلوگرم خاک به‌دست آمد. به طور متوسط روی متصل به مواد آلی کمتر از 1/0، محلول + تبادلی 1/0، متصل به اکسیدهای منگنز 9/0، متصل به کربنات‌ها 6/1، متصل به اکسیدهای آهن متبلور 8/3، متصل به اکسیدهای آهن بی شکل 2/4، و روی تتمه 3/89 درصد مجموع شکل‌های اندازه‌گیری شده را تشکیل می‌داد. ضریب هم‌بستگی pH با تمام شکل‌های روی (به استثنای شکل متصل به مواد آلی) منفی و معنی‌دار بود. درصد رس و سیلت با روی کل، تتمه، و متصل به اکسیدهای آهن متبلور هم‌بستگی مثبت معنی‌دار نشان داد. رابطه ظرفیت تبادل کاتیونی خاک فقط با روی کل معنی‌دار بود. هم‌بستگی درصد کربنات کلسیم معادل تنها با شکل‌های محلول+ تبادلی، متصل به اکسیدهای منگنز و اکسیدهای آهن بی شکل معنی‌دار به‌دست آمد. روی عصاره‌گیری شده با DTPA با شکل‌های محلول+ تبادلی، کربناتی و متصل به اکسیدهای آهن بی‌شکل و متبلور هم‌بستگی معنی‌دار نشان داد. شکل‌های مختلف روی بین خود دارای هم‌بستگی معنی‌داری بودند که احتمالاً بیانگر وجود یک رابطه پویا بین آنها در خاک می‌باشد.

---

این پژوهش به منظور بررسی اثر شوری بر غلظت یون‌های پتاسیم، سدیم و کلر تحت تأثیر کلرید سدیم در اندام‌های هوائی و ریشه نهال‌های لیموشیرین پیوند شده روی پنج پایه مرکبات شامل بکرایی (لیموشیرین × نارنگی) لیموآب، ولکامریانا و لیموشیرین به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در چهار تکرار در گلخانه به اجرا در آمد. براساس نتایج، نوع پایه تأثیر زیادی بر غلظت یون‌ها داشت. غلظت و پراکنش یون‌های پتاسیم، سدیم و کلر در تیمار شاهد و سایر سطوح شوری با هم تفاوت معنی دار داشت. شوری غلظت سدیم و کلر را در ریشه و شاخساره افزایش داد ولی میزان افزایش بسته به نوع پایه متفاوت بود. کمترین غلظت کلر و سدیم در شاخساره پیوندک روی پایه ولکامریانا وجود داشت. بر اثر شوری غلظت پتاسیم در شاخساره پیوندک روی پایه نارنج و بکرایی افزایش و روی سایر پایه‌ها کاهش یافت و هم‌چنین غلظت پتاسیم در ریشه همه پایه‌ها به جز لیموآب افزایش یافت.

---

در میان فلزات سنگین آلوده کننده خاک، کادمیم از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. زیرا به راحتی به وسیله ریشه گیاه جذب می‌شود و سمیت آن تا 20 برابر بیشتر از سایر فلزات سنگین است. بنابراین درک عوامل مؤثر بر قابلیت استفاده این فلز و تغییر و تبدیل آن در خاک از اهمیت فراوانی برخوردار است. گرچه در سال‌های اخیر عصاره‌گیری دنباله‌ای به عنوان روشی مناسب در تعیین شکل‌های شیمیایی و قابلیت استفاده بالقوه فلزات در خاک‌های ایران به کار رفته است، اما ظرفیت اجزای مختلف خاک برای نگه‌داری کادمیم و تغییر و تبدیل شکل‌های شیمیایی آن با زمان کمتر مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش به منظور بررسی تغییرات زمانی شکل‌های شیمیایی کادمیم و تعیین ظرفیت اجزای مختلف خاک برای نگه‌داری این فلز به یک خاک لوم رسی آهکی Fine, mixed (calcareous), mesic Typic Calcixerepts شن خالص کوارتزی افزوده شد و بافت لوم شنی حاصل به همراه خاک اولیه با مقادیر 0، 5، 15، 30، و 60 میلی‌گرم کادمیم در کیلوگرم خاک تیمار شدند. نمونه‌های خاک به مدت 0، 1، 2، 4، 8، و 16 هفته در رطوبت حدود ظرفیت مزرعه خوابانده شد. در پایان هر زمان با برداشت زیر نمونه شکل‌های شیمیایی کادمیم به روش عصاره‌گیری دنباله‌ای تعیین شد. نتایج نشان داد که به ترتیب در بافت‌های لوم رسی و لوم شنی 82 و 87 درصد از کادمیم به کار رفته به شکل‌های محلول + تبادلی، کربناتی و آلی در می‌آید. در بافت لوم شنی مقدار بیشتری از کادمیم به کار رفته در مقایسه با بافت لوم رسی به شکل محلول + تبادلی و کربناتی در آمد. برای سایر شکل‌ها (به جز شکل اکسید آهن متبلور که در تمامی تیمارها کمتر از حد تشخیص دستگاه جذب اتمی بود) عکس این مطلب درست بود. با افزایش سطوح کادمیم کاربردی تمامی شکل‌های کادمیم در خاک افزایش یافتند اما درصد این افزایش‌ها به ظرفیت اجزای مختلف خاک برای نگه‌داری این فلز بستگی داشت. بیشترین ظرفیت نگه‌داری کادمیم مربوط به بخش کربناتی بود. تأثیر زمان بر تغییر شکل‌های کادمیم معنی‌دار بود، اما در اکثر تیمارها بلافاصله پس از افزودن کادمیم به خاک بیش از 80 درصد این فلز وارد شکل‌های کربناتی و آلی گردید و تا پایان آزمایش این نسبت تقریباً حفظ شد.

---

در یک آزمایش کشت گلخانه‌ای به منظور بررسی شکل‌های شیمیایی منگنز معدنی و ارتباط آنها با پاسخ‌های گیاهی تعداد 22 نمونه از خاک‌های آهکی استان فارس (عمق20- 0 سانتی‌متری) در گلدان‌های سه کیلویی ریخته شد و گیاه سویا از رقم ویلیامز در سه تکرا به مدت هفت هفته پرورانده شد. میزان شکل‌های شیمیایی منگنز در خاک گلدان‌‌ها پس از برداشت، به روش عصاره‌گیری دنباله‌ای واردن و ریزوناور اندازه‌گیری شد. در این روش منگنز به اشکال کاملاً محلول (عصاره‌گیری با Ca(N0₃)₂)، به طور ضعیف جذب شده (عصاره‌گیری با CaDTPA + Na₂B₄O₇) ، کربناتی (عصاره‌گیری با HNO₃) و اکسیدی (عصاره‌گیری با NH₂OH . HCl) جداسازی می‌شود. نتایج نشان داد بیشترین میزان منگنز به ترتیب در اشکال کربناتی، اکسیدی، به طور ضعیف جذب شده و محلول وجود داشت. روابط رگرسیون بین خواص فیزیکی و شیمیایی خاک‌ها و شکل‌های شیمیایی منگنز حاکی از هم‌بستگی کربنات کلسیم معادل خاک‌ها و منگنز کربناتی بود. هم‌چنین هم‌بستگی معنی‌دار بین جزء کربناتی و غلظت منگنز در اندام هوایی سویا حاکی از آن نقش فعال این جزء در تغذیه گیاه می‌باشد.

---

اثر سطوح فسفر (0، 25، و 50 میلی‌گرم در کیلوگرم خاک به صورت Ca(H2PO4)2 ) و ماده آلی (0 و 2% وزنی به صورت کود گوسفندی) بر توزیع فسفر ولی روی در اندام‌ها و مراحل مختلف رشد گندم (Triticum aestivum L.) و ارتباط آن با فسفر و روی خاک در شرایط گلخانه بررسی شد. در تمام تیمارها، غلظت فسفر اندام هوایی با رشد گیاه کاهش یافت. غلظت فسفر شاخساره و برگ پرچم از مرحله هفتم تا نهم رشد کاهش و در سنبله افزایش یافت. با ادامه رشد، جذب کل فسفر سنبله، روی در شاخساره، کل اندام هوایی، برگ پرچم، و سنبله افزایش یافت. جذب کل فسفر اندام هوایی از مرحله سوم تا نهم رشد افزایش یافت درحالی که جذب کل فسفر شاخساره و برگ پرچم از مرحله هفتم تا نهم کاهش یافت. غلظت فسفر و روی خاک، با کاربرد فسفر و ماده آلی و با رشد گیاه افزایش یافت. روند تغییرات فسفر و روی در اندام هوایی، شاخساره، و برگ پرچم مشابه بود، لذا به نظر می‌رسد تجزیه برگ پرچم برای تعیین غلظت فسفر و روی برای پیش‌بینی وضعیت تغذیه این عناصر در گیاه در مواردی که چنین اطلاعاتی نیاز است استفاده شود.

---

بقایای گیاهی، مواد آلی مفیدی محسوب می‌شوند که می‌توانند تغییرات مهمی در ویژگی‌های زیستی، شیمیایی و فیزیکی خاک ایجاد کرده و سبب افزایش یا پایداری عملکرد محصولات زراعی شوند. به منظور بررسی حفظ بقایای گیاهی و اختلاط آنها با خاک و کاربرد کود نیتروژن بر ویژگی‌های خاک در زراعت لوبیا قرمز (Phaseolus vulgaris L.)، آزمایشی در تابستان 1387 و 1388 در قالب بلوک‌های کامل تصادفی به‌صورت دو‌ بار خرد شده با سه تکرار در مزرعه پژوهشی دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز (باجگاه) انجام شد. فاکتور اصلی رقم لوبیای قرمز (لوبیا قرمز D81083 و قرمز صیاد)، فاکتور فرعی کود نیتروژن (صفر، 5/34، 69 و 5/103 کیلوگرم نیتروژن در هکتار) و فاکتور فرعی فرعی بقایای گندم (0، 25، 50 و 75 درصد) ‌بود. نتایج نشان داد که کربن آلی، نیتروژن، فسفر و پتاسیم خاک با کاربرد بقایای گیاهی افزایش یافتند. استفاده از مقادیر زیاد بقایا (75 درصد)، در ویژگی‌های فوق تفاوت معنی‌داری ایجاد نکرد. بنابراین حفظ بقایای گیاهی می‌تواند به بهبود ویژگی‌های خاک کمک کند. بنابراین میزان مطلوب بقایای گیاهی برای کیفیت مناسب خاک، حفظ 50 درصد بقایای گندم بود. کاربرد کود نیتروژن، باعث افزایش میزان نیتروژن و کاهش میزان فسفر و پتاسیم خاک شد، ولی تأثیری بر کربن آلی خاک نداشت

---

به منظور بررسی اثر کاربرد ورمی کمپوست و نیتروژن بر رشد، غلظت و جذب کل عناصر غذایی آفتابگردان، آزمایشی در شرایط گلخانه ای به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار طراحی و اجرا شد. تیمارها شامل سه سطح ورمی کمپوست (صفر، 5/2، و 5 درصد وزنی) و سه سطح نیتروژن (صفر، 90، و 180 میلی‌گرم در کیلوگرم) بود. کاربرد 5/2 درصد ورمی کمپوست، میانگین وزن تر و خشک، و جذب کل پتاسیم، آهن، روی، منگنز و مس اندام هوایی آفتابگران را به طور معنی‌داری نسبت به سطح بدون کاربرد ورمی کمپوست افزایش داد ولی میانگین غلظت روی و مس را کاهش داد. کاربرد 90 میلی‌گرم نیتروژن در مقایسه با سطح بدون کاربرد نیتروژن، میانگین وزن تر و خشک و غلظت نیتروژن، روی و منگنز، جذب کل نیتروژن، فسفر، پتاسیم، آهن، روی، منگنز و مس اندام هوایی آفتابگردان را افزایش داد ولی میانگین غلظت فسفر را کاهش داد. کاربرد 180 میلی‌گرم نیتروژن تنها میانگین جذب کل نیتروژن را نسبت به سطح 90 میلی‌گرم نیتروژن افزایش داد. تیمار 5/2 درصد ورمی کمپوست توأم با 90 میلی‌گرم نیتروژن، عملکرد وزن خشک اندام هوایی آفتابگردان را نسبت به تیمار دارای 5/2 درصد ورمی کمپوست بدون کاربرد نیتروژن به طور معنی‌داری افزایش داد.