علوم آب و خاک

---

تأثیر دو نوع خاک‌ورزی بر خصوصیات فیزیکی خاک در مزرعه تحقیقاتی آموزشی دانشگاه صنعتی اصفهان (لورک) و عملکرد ذرت (Zea mays) طی دو سال (1377-1376) مورد مطالعه قرار گرفته است. خاک (Fine loamy, Thermic, typic Haplargids) از دو عمق 20-0 و 40-20 سانتیمتری نمونه‌برداری و مواد آلی (OM)، جرم مخصوص ظاهری (BD)، شاخص فروسنجی (PI) میانگین وزنی قطر خاک‌دانه (MWD) و توزیع اندازه‌ای خاک‌دانه‌ها (ASD) و همچنین عملکرد محصول ذرت مورد مقایسه قرار گرفت. اعمال روش بدون خاک‌ورزی باعث افزایش مواد آلی خاک تا دو برابر، نسبت به سیستم خاک‌ورزی مرسوم شد. جرم مخصوص ظاهری و شاخص فروسنجی در هر دو سیستم یکسان بود. در سیستم خاک‌ورزی مرسوم خاک‌دانه‌های کوچک‌تر از 25/0 میلیمتر در حدود 20 درصد بیشتر از سیستم بدون خاک‌ورزی بوده است. به همین جهت میانگین وزنی قطر خاک‌دانه در خاک سطحی شخم خورده نیز حدود 20 درصد کوچک‌تر از خاکهای شخم نخورده می‌باشد. ولی سیستم بدون خاک‌ورزی اثر معنی‌داری بر کاهش وزن خشک گیاه در تمام طول دوران رشد داشته است. در نتیجه بیشترین کاهش عملکرد در سال دوم و در سیستم بدون شخم صورت گرفته است. علت این موضوع را می‌توان در کم بودن اولیه مواد آلی خاک، ساختمان ضعیف آن و در نتیجه عدم رشد مناسب ریشه در خاک این مناطق دانست. با توجه به موارد مذکور سیستم خاک‌ورزی بدون شخم در مناطق یاد شده توصیه نمی‌گردد.

---

 مطالعه حاضر به جهت بررسی تاثیر رطوبت خاک و کود دامی بر تراکم‌پذیری خاک به صورت نوارهای خرد شده، در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با چهار تکرار در مزرعه آموزشی – پژوهشی دانشگاه صنعتی اصفهان (لورک) اجرا شد. خاک مورد مطالعه از نظر رده‌بندی تیپیک هاپل آرجید می‌باشد. کود دامی یک سال مانده، شامل سه سطح صفر، 50 و 100 تن در هکتار تا عمق شخم (20 سانتیمتر) توسط دیسک سنگین با خاک مخلوط شد. پس از گذشت 5 ماه (تیر تا آبان ماه) در رطوبتهای حد خمیری 80 ،(PL) درصد حد خمیری (0/8PL) و 60 درصد حد خمیری (0/6PL) توسط یک تراکتور دوچرخ متحرک مدل اونیورسال 650-U، با یک عبور (₁ P) و دو عبور (₂ P) تحت تیمار تراکم قرار گرفت و جرم مخصوص ظاهری (BD)، شاخص مخروطی (CI) تا عمق 40 سانتیمتر و نشست خاک به عنوان شاخصهای تراکم‌پذیری و ترددپذیری اندازه‌گیری شد.

  افزودن کود سبب کاهش قابل توجه تاثیر بارگذاری و رطوبت در زمان بارگذاری بر BD و CI شد. تفاوت معنی‌دار بین تاثیر دو سطح 50 و 100 تن در هکتار بر BD دیده شد، ولی در مورد CI این تفاوت معنی‌دار نبود. مواد آلی در رطوبتهای زیاد سبب کاهش و در رطوبتهای پایین سبب افزایش نشست خاک شد. همچنین کود دامی سبب کاهش BD و CI خاک تحت‌الارضی گردید. در رطوبت  (0/6PL) افزایش معنی‌دار در درجه تراکم خاک ایجاد نشد. بنابراین در تیمار بدون کود، رطوبت  (0/6PL) مناسب ترددپذیری شناخته شد. در حالی که در تیمارهای کودی این حد به 0/8PL رسید. عبور مجدد ( ₂ P ) سبب افزایش معنی‌دار درجه تراکم خاک شد. مطالعه حاضر نشان داد اضافه نمودن کود دامی در مقادیر حدود 50 تن در هکتار سبب کاهش قابل توجه تراکم‌پذیری و افزایش دامنه رطوبتی ترددپذیری این خاک می‌گردد.

---

روش‌های شخم حفاظتی به منظور جلوگیری از تخریب و فرسایش روزافزون خاک‌های زراعی و حفاظت هرچه بیشتر از منابع طبیعی، در جهان رو به گسترش است. عوامل متعددی، همچون ژنوتیپ‌های گیاهی در موفقیت استفاده از روش‌های شخم حفاظتی نقش دارند. هدف از تحقیق حاضر بررسی امکان استفاده از روش بدون شخم، و بررسی واکنش ژنوتیپ‌های مختلف ذرت به این روش کشت در اصفهان بود. بدین منظور، در تابستان سال‌های 74 و 75، دو آزمایش به صورت کرت‌های خرد شده، در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی، در چهار تکرار انجام گرفت. دو روش شخم متداول و بدون شخم به عنوان فاکتورهای اصلی، و پنج هیبرید ذرت به عنوان فاکتورهای فرعی انتخاب شد. جوانه‌زنی در همه تیمارها مشابه بود، و تعداد روز از کاشت تا 50 درصد سبز شدن، برای هیبریدهای مختلف و روش‌های متفاوت شخم شش روز به طول انجامید. نوع شخم اثر بسیار معنی‌داری بر وزن خشک گیاه در تمام دوران رشد گیاه گذاشت، و موجب کاهش آن در روش بدون شخم شد. هم‌چنین، تفاوت وزن خشک گیاه در ارقام مختلف در مرحله رسیدگی کامل بسیار معنی‌دار بود. شاخص سطح برگ از روند مشابهی پیروی کرد، و به صورت معنی‌داری در روش بدون شخم کاهش یافت. قطر ساقه در سال‌های مختلف آزمایش و نیز روش‌های مختلف شخم به طور معنی‌داری متفاوت بود. کمترین قطر ساقه در سال دوم آزمایش و در روش بدون شخم، با تبعیت از رشد رویشی گیاه به دست آمد. عملکرد نهایی دانه به صورت معنی‌داری تحت تاثیر سال آزمایش، روش شخم و ژنوتیپ گیاه قرار گرفت. بیشترین عملکرد دانه در سال اول و کمترین آن در سال دوم آزمایش حاصل شد. با توجه به معنی‌دار بودن اثر متقابل سال و شخم، مشخص شد که بیشترین کاهش عملکرد در سال دوم و در روش بدون شخم صورت گرفته است. اثر متقابل شخم و رقم از نظر آماری معنی‌دار نبود، که مبین عملکرد یکسان ژنوتیپ‌های مختلف در دو روش شخم می‌باشد، یعنی هیبریدهایی که عملکرد بهتری در روش شخم متداول داشتند، در روش بدون شخم دارای عملکرد بیشتری بودند. نتایج دوساله این آزمایش نشان داد که تغییرات عملکرد ژنتیپ‌های مورد آزمایش در دو روش شخم یکسان است و احتمالاً تولید ذرت در اصفهان به روش بدون شخم، با کاهش عملکرد دانه، خصوصاً در دراز مدت همراه خواهد بود.

---

خاک‌های مراتع استان چهارمحال و بختیاری به خاطر پستی و بلندی، ساختمان ضعیف و کم بودن مواد آلی، عموماً در معرض تخریب و فرسایش می‌باشد. تبدیل این مراتع به زمین‌های کشاورزی و انجام عملیات خاک‌ورزی، شدت تخریب‌پذیری در این خاک‌ها را افزایش می‌دهد. در این پژوهش عوامل دخیل در شاخص کشت‌پذیری و برخی از ویژگی‌های حاصل‌خیزی خاک، در سه موقعیت مرتعی بکر، تبدیل شده تحت کشت، و تبدیل شده کاملاً تخریب شده بررسی گردیده است. این عوامل عبارتند از: بافت و مقدار رس، مواد آلی، درصد اشباع، شاخص مخروطی، نیتروژن، فسفر، پتاسیم، جرم مخصوص ظاهری، شاخص خمیری، میانگین وزنی قطر خاک‌دانه‌ها و توزیع اندازه‌ای خاک‌دانه‌ها. حدود 20 سال انجام عملیات کشت و کار باعث تغیر محسوسی در بافت و مقدار رس گردیده است. در خاک مرتع تخریب شده، جرم مخصوص ظاهری خاک حدود 20% افزایش یافته، و مواد آلی خاک به میزان 30% کمتر از دو خاک مرتعی بکر و تحت کشت می‌باشد. درصد اشباع (تخلخل کار) در خاک مرتع دست نخورده و مرتع تحت کشت حدود 25% بیشتر از مرتع تخریب شده بود. خاک مرتع دست نخورده مقاومت کمتری نسبت به فرو رفتن میله فروسنج از خود نشان داد. در خاک مرتع دست نخورده مقادیر نیتروژن کل و فسفر قابل جذب نیز بیشتر بود. اندازه میانگین خاک‌دانه‌های خاک مرتعی دست نخورده در عمق صفر تا 10 سانتی‌متری سه برابر خاک مرتعی تخریب شده می‌باشد. نتایج این پژوهش نشان داد که برخورد با منابع طبیعی بایستی هماهنگ با پتانسیل کاری طولانی مدت آنها باشد، یعنی استفاده از این منابع بایستی با کلیه پدیده‌ها و قوانین طبیعی ماندگاری آنها هم‌خوانی داشته باشد. در صورت توجه نکردن به چنین قوانینی، به مرور کیفیت خاک کاهش می‌یابد و اگر مدیریتی متناسب با موقعیت خاک جای‌گزین نگردد، ممکن است خاک برای مدت زیادی توان بهره‌دهی خود را از دست بدهد.

---

در این پژوهش اثر لجن فاضلاب بر ویژگی‌های فیزیکی خاک، و هم‌چنین اثر گذشت زمان پس از افزودن لجن فاضلاب به خاک بر این ویژگی‌ها بررسی گردید. چهار سطح لجن فاضلاب (صفر، 25، 50 و 100 تن در هکتار) در چارچوب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار به خاک افزوده و تا عمق 20 سانتی‌متری مخلوط شد. خاک مورد آزمایش جزو فامیل فاین- لومی، میکسد، ترمیک هاپل آرجید است. پس از افزودن لجن فاضلاب، گندم کشت شد و 23، 85، 148 و 221 روز بعد از افزودن لجن فاضلاب ویژگی‌های فیزیکی خاک شامل پایداری خاک‌دانه‌ها، جرم مخصوص ظاهری، هدایت هیدرولیکی اشباع، نفوذپذیری، درصد رطوبت در 3/1 و 15 بار و آب قابل استفاده گیاه در خاک اندازه‌گیری گردید. لجن فاضلاب در خاک باعث افزایش معنی‌دار پایداری خاک‌دانه‌ها،‌ هدایت هیدرولیکی اشباع، سرعت نفوذ نهایی، درصد رطوبت در 3/1 و 15 بار و آب قابل استفاده گیاه در خاک و کاهش معنی‌دار جرم مخصوص ظاهری آن گردید. برای خواص فیزیکی اندازه‌گیری شده، بهترین نتایج در تیمار 100 تن در هکتار مشاهده شد. گذشت زمان پس از افزودن لجن فاضلاب به خاک باعث شد که کمیت این ویژگی‌ها در تمام تیمارها به سوی مقدار شاهد میل کند. ولی حتی 221 روز پس از افزودن لجن فاضلاب به خاک در تیمارهای 50 و 100 تن در هکتار، ویژگی‌های فیزیکی تفاوت معنی‌دار با شاهد داشتند. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که افزودن لجن فاضلاب به خاک اثر مطلوبی بر ویژگی‌های فیزیکی آن دارد، ‌و این موضوع مخصوصاً در مورد افزایش آب قابل استفاده گیاه و نفوذپذیری خاک در مناطق مرکزی ایران که با کمبود آب روبه‌رو هستند، بسیار اهمیت دارد.

---

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.

---

هدف از این پژوهش بررسی اثر ماده آلی (کود گاوی) بر برخی از ویژگی‌های فیزیکی، خصوصیات و ضرایب هیدرولیکی و انتقال ردیاب برماید در خاک بوده است. برای این منظور خاک سطحی (30-0 سانتی‌متری) از یک مزرعه لوم شنی انتخاب و 3 سطح کود دامی 0 (صفر)، 30 و 60 تن در هکتار به آن اضافه و در تمام پلات‌ها ذرت کاشته شد. این آزمایش در قالب بلوک‌های کامل تصادفی با 3 تکرار اجرا گردید. سه ماه بعد از اضافه کردن کود آلی بقایای ذرت حذف و محلول KBr به صورت یک‌نواخت روی سطح کرت‌ها پاشیده شد. جرم مخصوص ظاهری، تخلخل، مقدار ماده آلی و رطوبت خاک در 18 مقدار پتانسیل ماتریک در آزمایشگاه اندازه‌گیری شد. پس از اضافه کردن ردیاب، سه مرحله آبیاری به مقدار 100، 200 و 400 میلی‌متر انجام ‌گردید. بعد از هر مرحله آبیاری نمونه‌های خاک از هفت عمق، با ضخامت‌های مساوی 15 سانتی‌متری تا 105 سانتی‌متر برداشته شد و غلظت باقی‌مانده Br در نمونه‌ها تعیین گردید. برای هر زمان نمونه‌برداری مرکز جرم توزیع غلظت ردیاب در اعماق ذکر شده در تمام تیمارها نیز محاسبه شد. نتایج نشان داد که افزودن کود دامی باعث کاهش جرم مخصوص ظاهری، افزایش تخلخل، مقدار ماده آلی و رطوبت خاک در بیشتر پتانسیل‌های ماتریک شده است. هم چنین افزودن کود دامی باعث تغییر ضرایب هیدرولیکی خاک گردید. مقدار Br در نیم‌رخ پلات‌هایی که کود دامی دریافت کرده بودند، کمتر انتقال پیدا کرد. مشابه همین نتایج از بررسی مرکز جرم ردیاب در زمان‌های نمونه‌برداری به دست آمد.

---

  مدیریت صحیح عملیات کشاورزی و حفظ مواد آلی خاک، از جمله عوامل مهم در کشاورزی پایدار می‌باشند. مقدار ماده آلی خاک یکی از شاخص‌های مهم کیفیت خاک محسوب می‌شود. ذخایر لبایل مواد آلی به عنوان شاخص خوبی از کیفیت خاک که بیشتر به تغییرات عملیات مدیریتی حساس می‌باشد، می‌تواند مورد بررسی قرار گیرد. تحقیق حاضر با هدف بررسی برخی از ذخایر لبایل کربن آلی خاک به عنوان شاخص ارزیابی تأثیر مدیریت‌های متفاوت زراعی در دو خاک آهکی صورت گرفت. این مطالعه دردو محل 1- کرت‌های تحت کوددهی با چهار سطح0،25، 50 و 100 مگاگرم کود گاوی در هکتار با تناوب زراعی ذرت- گندم ( C1, C2, C3, C4 ) و در کرت‌های زیر سیستم‌های کاشت ( C5, C6, C7 ) با سابقه تناوب مشخص در مزرعه تحقیقاتی لورک و2- در سیستم‌های کاشت با تاریخچه کشت مشخص ( C8, C9, C10 ) در مزرعه ایستگاه تحقیقاتی فزوه اجرا گردید. نمونه برداری خاک از دو عمق 5- 0 و 15- 5 سانتی‌متر از وسط کرت‌ها انجام شد. در نمونه‌های خاک مقادیر کربن آلی، کربوهیدرات قابل عصاره‌گیری با آب داغ، ذرات مواد آلی ( POM )، کربن آلی و مقدار کربوهیدرات قابل عصاره‌گیری با آب داغ در بخش POM ومیانگین وزنی قطر خاکدانه‌های پایدار در آب اندازه‌گیری شد. اجزای اندازه‌گیری شده مواد آلی و پایداری خاکدانه‌ها، تحت تأثیر مدیریت‌های گوناگون، تفاوت معنی داری نشان دادند. بیشترین مقدار کربوهیدرات و پایداری خاکدانه در منطقه لورک در پلات­های 100 مگاگرم کود گاوی در هکتار و در منطقه فزوه درزمین زیر کشت یونجه به دست آمد. هم‌چنین نتایج نشان داد که میانگین وزنی قطر خاکدانه‌های پایدار در آب هم‌بستگی بیشتری با مقدار کربوهیدرات‌های قابل عصاره‌گیری با آب داغ نسبت به سایر اجزای کربن آلی داشتند. بخش کربوهیدرات قابل عصاره­گیری با آب داغ به تغییرات مدیریتی در کوتاه مدت حساسیت بیشتری نشان داده و به عنوان شاخص خوبی از کیفیت خاک به ویژه در ارتباط با تشکیل خاکدانه می‌تواند در ارزیابی کیفیت خاک مورد توجه باشد.

---

استفاده از سیستم های مختلف خاک ورزی پس از تغییر ناآگاهانه و غیر علمی کاربری اراضی سبب تسریع تجزیه ماده آلی خاک شده و سایر ویژگی های فیزیکی و شیمیایی آن را تحت تأثیر قرار می دهد. این امر به‌ویژه در اراضی حاشیه ای و مناطق پرشیب کوهستانی، عموماً سبب افزایش امکان تخریب و فرسایش خاک و در نتیجه جاری شدن سیل های ویرانگر می گردد. این پژوهش با هدف بررسی اثر تبدیل اراضی مرتعی به زمین های کشاورزی بر برخی از ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک مانند چگالی ظاهری، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها، مقدار ماده آلی و رسانایی الکتریکی خاک انجام گرفته است. بدین منظور از هشت منطقه در جنوب و جنوب غربی اصفهان از دو بخش مرتع دست نخورده و مرتع دست خورده و از دو لایه 0-15 و 15-30 سانتی متری، نمونه برداری خاک انجام شد. پس از انجام آزمایش های مربوطه، نتایج مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفت. نتایج نشان داد که تغییر کاربری اراضی مرتعی مورد مطالعه به کشاورزی در برخی از مناطق بر حسب نوع استفاده از اراضی پس از تغییر کاربری آنها (کشت دیم یا آبی، عملیات خاک ورزی و کوددهی) سبب افزایش تقریباً 39 درصدی در میزان ماده آلی خاک و در برخی نیز سبب کاهش 26 درصدی در میزان آن شده است. رسانایی الکتریکی خاک نیز در اثر این تغییر کاربری تقریباً 41 درصد افزایش یافت. در حالی که تغییر کاربری به کشاورزی سبب ایجاد اختلاف معنی دار آماری در ویژگی‌های میانگین وزنی قطرخاکدانه ها، وزن مخصوص ظاهری و واکنش خاک در دو لایه مذکور نشد. بنابراین به نظر می رسد که اگرچه در مناطق مورد مطالعه در این پژوهش، تغییر کاربری اراضی و انجام عملیات کشت و کار، تأثیر معنی داری از نظر آماری بر برخی از ویژگی‌های خاک نداشته است، ولی در نهایت می تواند موجب کاهش کیفیت و افزایش تخریب آن شده و پیامدهای نامطلوبی را به‌دنبال داشته باشد.

---

برای مطالعه کربوهیدرات‌های خاک ابتدا می‌بایست آنها را استخراج کرد که بدین منظور روش‌های مختلفی پیشنهاد شده است. سه روش و پنج محلول عصار‌ه‌گیر جهت استخراج کربوهیدرات‌ها از سه نوع خاک جنگلی، رسی و شور مورد استفاده قرار گرفت. روش‌های عصاره‌گیری شامل تکان ‌دادن نمونه‌ها به مدت 16 ساعت، حرارت‌ دادن نمونه‌ها در حمام‌ بخار به مدت 5/2 ساعت و حرارات دادن نمونه‌ها در آون به مدت 24 ساعت و محلول‌های عصاره‌گیر شامل اسید‌کلریدریک 5/0 مولار، اسید‌سولفوریک 25/0 مولار، اسید‌سولفوریک 5/0 مولار، سولفات‌پتاسیم 5/0 مولار و آب مقطر بود. غلظت کربوهیدرات‌ها‌ با روش فنل- اسید‌سولفوریک تعیین گردید. نتایج نشان داد که در اثر اضافه‌کردن فنل به عصاره استخراج‌شده با اسید‌کلریدریک، رسوب شیری‌رنگی تشکیل شد، به همین علت در روش فنل- اسید‌سولفوریک نمی‌توان از این عصاره‌گیر جهت استخراج کربوهیدرات‌های خاک استفاده نمود. در همه خاک‌ها روش تکان ‌دادن مقادیر کمتری کربوهیدرات نسبت به روش‌های آون و حمام بخار عصاره‌گیری‌ کرد و در خاک‌های جنگلی و شور تفاوتی در میزان کربوهیدرات عصاره‌گیری شده با روش‌های آون و حمام‌ بخار دیده نشد. در خاک رسی، روش آون مقدار کربوهیدرات بیشتری نسبت به روش حمام بخار عصار‌ه‌گیری کرد. در تمام خاک‌ها، اسید‌سولفوریک 5/0 مولار بیشترین مقدار کربوهیدرات را عصاره‌گیری نمود و در خاک‌های جنگلی و شور آب مقطر کمترین مقدار کربوهیدرات را عصاره‌گیری کرد. در مجموع استفاده از روش حمام بخار (در خاک‌های جنگلی و شور) و روش آون (در خاک رسی) با محلول اسید‌سولفوریک 5/0 مولار بیشترین مقدار کربوهیدرات را عصاره‌گیری نمود.

---

سیستم های خاک ورزی و کودهای آلی بر ویژگی های فیزیکی و مکانیکی خاک مؤثر هستند. این پژوهش به منظور بررسی اثر دو سیستم خاک ورزی مرسوم با گاوآهن برگردان دار (عمق خاک ورزی 30 سانتی متر) و کم خاک ورزی با دیسک (عمق خاک ورزی 15 سانتی متر) و سه سطح کود گاوی (0، 30 و 60 تن در هکتار) تحت کشت ذرت بر مقاومت فروروی خاک در قالب طرح بلوک‌های خردشده با سه تکرار انجام گردید. با افزایش عمق خاک ورزی، شاخص مخروطی (CI) کاهش یافت. دلیل این امر، به هم خوردن و نرم-شدن بیشتر خاک در عمق، تحت سیستم خاک ورزی مرسوم نسبت به کم خاک ورزی بود. البته این تأثیر تنها در مراحل اول (پس از کاربرد تیمارها و پیش از کشت) و دوم اندازه‌گیری (زمان حداکثر سرعت رشد رویشی گیاه) مشاهده گردید. در مرحله سوم اندازه گیری (پس از برداشت محصول)‌، تفاوت معنی‌داری بین مقادیر CI در دو سیستم خاک‌ورزی و عمق‌ها‌ی مختلف خاک دیده نشد. علت آن برگشت خاک به حالت اولیه (پیش از خاک‌ورزی) و از بین رفتن تأثیر خاک‌ورزی در خاک پس از حدود 7 ماه از انجام عملیات خاک‌ورزی است. در واقع با گذشت زمان، مقاومت مکانیکی خاک افزایش یافت که نشان دهنده تراکم مجدد خاک در طول فصل رشد است. افزودن کود دامی در لایه رویین پشته (0 تا 10 سانتی‌متر) موجب کاهش معنی‌دار مقاومت خاک در مقایسه با شاهد گردید. کاهش CI در تیمار 30 تن در هکتار تا مرحله حداکثر سرعت رشد گیاه دیده شد و پس از برداشت محصول این تیمار تأثیری بر CI نداشت. ولی اثر تیمار 60 تن در هکتار در کاهش CI پس از برداشت محصول نیز در خاک دیده شد. تأثیر کود دامی در عمق‌ها‌ی پایین‌تر از 10 سانتی‌متر از سطح پشته و در تمامی عمق‌ها‌ از کف جوی معنی‌دار نبود. در کف جوی به علت تأثیر کم کود‌، کاهش معنی‌داری در مقاومت خاک دیده نشد.

---

لجن‌ تولید شده در پالایشگاه‌ها از جمله مهم‌ترین آلاینده‌های محیط زیست می‌باشد. دفن کردن و سوزاندن لجن‌ها آثار خطرناکی بر محیط زیست و سلامت انسان می‌گذارد. بنابراین باید از روش‌هایی که سبب کاهش آثار سمی لجن حاوی مواد هیدروکربنی می‌شوند، استفاده نمود. به همین منظور در این پژوهش با استفاده از گیاهان، پالایش ترکیبات آلی لجن در خاک جهت کاهش یا حذف هیدروکربن‌های نفتی مورد آزمون قرار گرفت. لجن آبگیری شده واحد بازیافت آب پالایشگاه اصفهان ابتدا در هوا خشک شد. سپس به نسبت‌های 0، 10، 20، 30 و 40 درصد وزنی با دو خاک آهکی محمودآباد با بافت رسی (Typic Haplocalcids) و باغ‌پرندگان با بافت لوم‌سیلتی (Anthropic Torrifluvents) مخلوط شدند. به منظور آزمایش گیاه‌پالایی 100 عدد بذر تال‌فسکیو(Festuca arundinacea) و اگروپایرون (Agropyron Smithii) هر یک جداگانه در گلدان‌های 3 کیلوگرمی حاوی تیمارهای مختلف خاک‌های آلوده به لجن در سه تکرار به مدت 5 ماه کشت شد. آبیاری به طور مرتب هر سه روز یک بار با اندازه‌گیری رطوبت به صورت وزنی، در حد ظرفیت مزرعه انجام شد. در پایان دوره کشت، عملکرد گیاهان و درصد کاهش کل هیدروکربن‌های نفتی ریزوسفر گیاهان تعیین شد. نتایج نشان داد که با افزایش درصد لجن تا سطح 40 درصد میزان هیدروکربن‌های نفتی در ریزوسفر گیاه تال‌فسکیو 65 درصد کاهش یافت. در حالی‌که در ریزوسفر گیاه اگروپایرون با افزایش درصد لجن و در سطح 30 درصد میزان ترکیبات نفتی 55 درصد کاهش یافت. در مجموع سطح 40 درصد لجن، عملکرد ریشه و اندام‌هوایی کمتری نسبت به سایر سطوح لجن در اگروپایرون و تال‌فسکیو داشت. تجزیه هیدروکربن‌های نفتی در ریزوسفر تال‌فسکیو و در سطح 40 درصد لجن مخلوط با خاک باغ‌ پرندگان بیشتر از سایر سطوح بود، اما عملکرد به دست آمده در این سطح بسیار پایین بوده و به دست آوردن سطح پوشش مناسبی از گیاه مشکل است. اما در کل عملکرد این گیاه در سطح 20 درصد لجن مخلوط با خاک محمودآباد کاهش بسیار زیادی نسبت به شاهد نداشت و تجزیه هیدروکربن‌های نفتی نیز در این سطح نسبتا قابل قبول بود. بنابراین گیاه‌پالایی به وسیله این گیاه و در خاک محمود آباد در سطح 20 درصد لجن و درخاک باغ‌پرندگان در سطح 30 درصد لجن توصیه می‌شود. بیشترین مقدار تجزیه هیدروکربن‌های نفتی در ریزوسفر اگروپایرون، در سطح 30 درصد لجن مخلوط با خاک باغ‌پرندگان مشاهده شد. اما بیشترین عملکرد گیاه در سطح 20 درصد لجن دیده شد. بنابراین گیاه‌پالایی به وسیله این گیاه در سطح 20 و 30 درصد لجن و ترجیحا مخلوط با خاک با بافت سبک‌تر توصیه می‌شود. این مطالعه نشان داد که ریزوسفر گیاه تال فسکیو در کاهش ترکیبات نفتی بیشترین اثر را داشته است و به نظر می‌رسد که گیاه‌پالایی در خاک‌های با بافت ریزتر می‌تواند با جذب و تثبیت ترکیبات سمی در سطوح بالاتری از ترکیبات آلاینده گیاه را در خود رشد و توسعه دهد

---

لاستیک‌های فرسوده خودروها یکی از آلوده‌کننده‌های محیط ‌زیست محسوب می‌شوند. تولید روز‌افزون این ضایعات سبب شده است تا راه‌های کاهش مضرات ناشی از تجمع آنها در محیط ‌زیست نیز به طور جدی‌تر مورد توجه قرار بگیرد. به همین منظور در این تحقیق آثار اختلاط ذرات خرد شده لاستیک‌های فرسوده در دو اندازه 2-1 و 5-3 میلی‌متر و به مقدار 5، 10 و 20 تن در هکتار تا عمق 30 سانتی‌متری روی برخی از ویژگی‌های شیمیایی خاک، در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه صنعتی اصفهان (لورک) بررسی شد. در این تحقیق هفت تیمار به همراه شاهد در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در سال 1387 مورد سنجش قرار گرفت. نمونه‌گیری خاک برای تجزیه‌های آزمایشگاهی هشت ماه پس از اختلاط انجام شد. نتایج جداول تجزیه واریانس تیمارها نشان داد که pH، قابلیت هدایت الکتریکی، درصد نیتروژن کل، غلظت کادمیم، سرب، مس و آهن قابل عصاره‌گیری با DTPA خاک تحت تأثیر کاربرد ذرات لاستیک قرار نگرفت. درصد کربن آلی و نسبت کربن به نیتروژن به طور معنی‌داری با کاربرد ذرات لاستیک افزایش یافت. افزایش مقدار روی قابل عصاره‌گیری با DTPA خاک در تیمارهای 10 و 20 تن در هکتار قطعات ریز و درشت لاستیک نسبت به تیمار شاهد در سطح احتمال یک درصد معنی‌دار بود. مقدار روی قابل عصاره‌گیری با DTPA در خاک تیمار شده با 10 و 20 تن در هکتار قطعات 5-3 میلی‌متری لاستیک فرسوده به‌ترتیب حدود 2 و 3 برابر بیش از تیمار شاهد شد. به طور کلی نتایج این پژوهش نشان داد که در کوتاه مدت، اختلاط ذرات خرد شده لاستیک‌های فرسوده تأثیر معنی‌داری بر بیشتر ویژگی‌های شیمیایی خاک نداشت ولی روی قابل جذب خاک را به طور معنی‌داری افزایش داد. در این راستا، انجام مطالعات بیشتر در مورد معدنی شدن مواد آلی و امکان ایجاد سمیت گیاه در دراز مدت و هم‌چنین تأثیر لاستیک خرد شده بر ویژگی‌های فیزیکی خاک پیشنهاد می‌شود.

---

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.

---

روی از عناصر کمیاب ضروری است که نقشی مهم در تغذیه موجودات زنده دارد. در هر اکوسیستم، رابطه‌ای معنی‌دار بین وضعیت روی در خاک‌های کشاورزی، گیاهان و انسان‌هاوجود دارد. این پژوهش به منظور شناسایی وضعیت روی در خاک‌ و دانه گندم در سه استان فارس، اصفهان و قم و نیز مدل‌سازی رابطه بین روی در دانه گندم با ویژگی‌های خاک و اکوسیستم کشاورزی انجام گرفت. با استفاده از روش نمونه‌برداری تصادفی، 137 نمونه خاک و دانه گندم از زمین‌های کشاورزی منطقه جمع‌آوری گردید. تجزیه‌های آزمایشگاهی لازم بر روی نمونه‌های برداشت شده انجام گرفت. مدل‌سازی رابطه بین روی گیاه با ویژگی‌های اکوسیستم زراعی با استفاده از روش‌های تجزیه رگرسیونی کمترین مربعات و روباست صورت پذیرفت. نتایج این پژوهش نشان داد که غلظت‌های اندازه‌گیری شده کل روی در محدوده نرمال (بین mg kg-1 149 -21 و به طور میانگینmg kg-1 2/75 ) بوده و غلظت‌های قابل عصاره‌گیری با DTPA روی تنها در۱۶٪ از خاک‌های مطالعه شده کمتر از حد بحرانی (mg kg-18/0) می‌باشند. غلظت روی دانه‌های گندم نمونه‌برداری‌شده از جنبه تغذیه گیاه غالباً بیشتر از حد کفایت ( بیش ازmg kg-1 24 در 80 درصد از نمونه ها) بود. اما زیاد بودن نسبت مولی فایتیک اسید به روی (بیش از 15) در بیش از 75 درصد نمونه‌های تجزیه شده نشان می‌دهد که قابلیت جذب روی در این نمونه‌ها برای مصرف ‌کنندگان عموماً کم است. روی قابل عصاره‌گیری با DTPA و فسفر قابل جذب خاک به عنوان متغیرهایی مهم و معنی‌دار به بیشتر مدل‌های رگرسیونی وارد شدند. تجزیه‌های رگرسیونی نشان داد که اکثر روابط به‌دست آمده بین غلظت روی گندم با روی خاک و تحت تأثیر سایر ویژگی‌های اکوسیستم زراعی با وجود زیاد بودن ضرایب تبیین، قدرت پیش‌بینی خوبی از خود نشان ندادند. این بدان معناست که عوامل دیگری غیر از موارد بررسی شده در این مطالعه بر جذب روی توسط گندم در این خاک‌ها اثر دارند.

---

قارچ‌های اندوفایت به‌عنوان یکی از مهم‌ترین گروه میکروارگانیسم‌های خاک با ایجاد تغییرات ژنتیک، فیزیولوژیک و اکولوژیک در گیاهان میزبان خود نقش مؤثری در تحریک رشد گیاه و نیز افزایش توان تحمل گیاه نسبت به تنش‌های زیستی وغیر‌زیستی ایفا می‌نمایند. این‌تحقیق با‌ هدف ارزیابی تأثیر قارچ Priformospora indicaبر افزایش توان تحمل گیاه جو (Hordeum vulgare L.) به فلز سرب انجام شده ‌است. بدین‌منظور آزمایش گلخانه‌ای در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی به‌صورت فاکتوریل با دو سطح قارچ (تلقیح‌ شده و تلقیح ‌نشده) و 5 سطحفلز سرب ( mg/kg 500، 100، 50، 25، 0) در سه تکرار انجام ‌شد. اندازه‌گیری وزن خشک زیست توده اندام هوایی و ریشه نشان‌ داد که عملکرد گیاهان تیمار‌ شده با قارچ در تمامی سطوح اعمال‌ شده سرب به میزان معنی‌داری (05/0P ≤) بالاتر از گیاهان فاقد قارچ بود. همچنین غلظت کلروفیل در گیاهان تلقیح‌ شده با قارچ P. indica بیشتر از گیاهان شاهد (تلقیح ‌نشده) بود. بررسی غلظت سرب در اندام هوایی و ریشه گیاهان بیان‌گر افزایش تجمع سرب در ریشه گیاهان تلقیح ‌شده و کاهش غلظت این عنصر در اندام هوایی گیاهان مذکور می‌باشد.

---

فلوراید برای انسان و حیوانات یک عنصر ضروری محسوب می‌شود. در حیوانات نیز همانند انسان مصرف مقادیر زیاد فلوراید اثرات زیانباری را به همراه دارد. با توجه به اهمیت فلوراید در سلامت انسان و دام، جذب فلوراید از خاک توسط اسفناج (Spinacia oleracea)که یکی از سبزیجات مورد استفاده انسان است و به‌عنوان یک انباشتگر برای فلوراید شناخته شده است و یونجه (Medicago sativa) که یکی از علوفه‌های مورد نیاز دام‌ها می‌باشد، بررسی شد. دو گیاه در لایسیمترهایی در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه صنعتی اصفهان کاشته شد. دو سطح گیاه (اسفناج و یونجه) و سه‌سطح غلظت فلوراید ( صفر، 318 و 1- mg kg 635) با سه تکرار درنظر گرفته شد.گیاهان 125 روز بعد از شروع آزمایش، برداشت شدند و غلظت فلوراید آنها تعیین شد. نتایج نشان داد که غلظت فلوراید در ریشه به‌صورت معنی‌داری بیشتر از اندام هوائی بود. غلظت فلوراید در ریشه اسفناج 2 تا 5/2 برابر غلظت فلوراید در ریشه یونجه بود. به‌طورکلی ضرایب انتقال فلوراید از خاک به ریشه و اندام هوائی اسفناج و یونجه بسیار پائین بود. این موضوع نشان می‌دهد که این دو گیاه فلوراید زیادی را از طریق خاک جذب نمی‌کنند.

---

حرکت فلوراید به سمت آب‌های زیر‌زمینی و مصرف آب‌های زیر‌زمینی با مقادیر زیاد فلوراید، سلامت میلیون‌ها نفر از مردم در نقاط مختلف دنیا را به مخاطره انداخته است. لذا این مطالعه با هدف بررسی حرکت فلوراید و شبیه‌سازی آن با استفاده از مدل HYDRUS-1D در یک خاک آهکی در اصفهان انجام شد. این پژوهش در لایسیمترهایی در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه صنعتی اصفهان انجام شد. تیمارهای اعمال شده شامل دو غلظت 318 و mg kg- 635 فلوراید بود. برخی ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی و غلظت فلوراید محلول و کل خاک در طول دوره آزمایش، اندازه‌گیری شد. نتایج این پژوهش نشان‌دهنده حرکت فلوراید در نیم‌رخ خاک آهکی منطقه بود که علت آن را می‌توان به pH زیاد خاک و نیروی دافعه حاصل از بارهای منفی رس‌ها نسبت داد. حداکثر عمق انتقال فلوراید 40 سانتی‌متری بود ولی بیشترین غلظت آن، در 10 سانتی‌متر اول خاک مشاهده شد. مقادیر ضرایب همبستگی بین غلظت فلوراید محلول اندازه‌گیری و شبیه‌سازی شده در سطح یک درصد معنی‌دار بود و تفاوت میزان t-value در مقایسه با t جدول معنی‌دار نبود که نشان‌دهنده پیش‌بینی قابل قبول غلظت فلوراید محلول به‌وسیله مدل می‌باشد.

---

مطالعه جذب و واجذب فلورید در توصیف حرکت آن در خاک ضروری است. این پژوهش در خاک مزرعه تحقیقاتی دانشگاه صنعتی اصفهان (دو عمق صفر تا30 و 30 تا 60 سانتی‌متری) انجام شد. برای تعیین میزان جذب فلوراید از غلظت‌های صفر، 5/2، 5، 10، 25، 50 و 100 میلی‌گرم فلورید بر لیتر (با استفاده از نمک فلورید سدیم) استفاده شد. برای اندازه‌گیری مقدار واجذب فلوراید نیز از محلول کلرید سدیم 03/0 مولار استفاده شد. براساس معیارهای ²R و SEE، مدل‌های لانگمویر و فروندلیچ جذب فلورید را در خاک به‌خوبی توصیف کردند. ضریب n مدل فروندلیچ برای دو عمق به‌ترتیب 57/0 و 55/0 و ثابت K_F به‌ترتیب )¹  (mg^(1-n) Lⁿ g^- 026/0و 025/0 به‌دست آمد. بیشینه ظرفیت جذب خاک (q_max) برای فلورید براساس مدل لانگمویر¹mg g^- 4/0 و 35/0 به‌ترتیب در عمق اول و دوم تعیین شد. مدل فروندلیچ، واجذب فلورید از خاک را نیز به‌خوبی توصیف نمود. مقادیر ثابت K_F و n هم‌دماهای واجذب برای هر دو عمق خاک بیشتر از مقادیر متناظر هم‌دماهای جذب بودند. همچنینK_sorb  کوچک‌تر از K_desorb  بود که نشانه پسماند مثبت بود. میانگین فلورید واجذب شده از خاک بعد از دو مرحله واجذب در غلظت‌های مختلف حدود 28 درصد بود. با توجه به نتایج به‌دست آمده جذب فلورید توسط خاک مورد مطالعه برگشت‌پذیر بود.

---

در طی یکصد سال گذشته رها سازی زه‌آب‌های خروجی معدن طلا سبب تجمع فلزات سنگین مانند روی، سرب و کادمیم در خاک‌های منطقه زرشوران و افزایش چشمگیر بیماری‌های اپیدمیک در این منطقه شده است. هدف از این پژوهش بررسی کاهش تحرک و دسترسی زیستی روی، سرب و کادمیم در ریزوسفر خاک‌های اطراف معدن زرشوران به‌وسیله جاذب‌های معدنی بود. این آزمایش به‌صورت گلدانی (کشت آفتابگردان) با سه سطح زئولیت (1 و6 و12 درصد وزنی)، سه سطح بنتونیت (1 و6 و12 درصد وزنی) و تیمار شاهد (بدون جاذب) در سه تکرار و در قالب طرح کاملاً تصادفی اجرا گردید. پس از پایان کشت، از خاک و گیاه نمونه‌برداری و غلظت سرب، کادمیم و روی در آنها اندازه‌گیری شد. بنتونیت و سطوح مختلف آن، غلظت قابل جذب سرب و روی و همچنین غلظت این عناصر در بافت‌های گیاهی را کاهش داد ولی تأثیر معنی‌داری در کاهش غلظت قابل جذب کادمیم نداشت. فاکتور انتقال هر سه فلز سنگین در ریشه بیش از شاخساره بود و کاهش غلظت فلزات سنگین در گیاه تأثیری بر رشد آن نداشت. براساس این مطالعه، بنتونیت خام در سطح 12 درصد وزنی مناسب‌ترین جاذب برای تثبیت سرب و روی و زئولیت خام در سطح 12 درصد وزنی بهترین جاذب برای تثبیت کادمیم بود.