علوم آب و خاک

---

هدف از این تحقیق مقایسه خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک‌های دارای پوشش گیاهی با سطوح مجاور عاری از پوشش در منطقه دق سرخ اردستان است. جهت انجام این پژوهش، ابتدا به روش فیزیونومی، تیپ‌بندی پوشش گیاهی انجام گرفت و در هر تیپ رویشی، منطقه معرف جهت نمونه‌برداری پوشش گیاهی و خاک مشخص شد. نمونه‌برداری پوشش گیاهی به روش تصادفی- سیستماتیک انجام گرفت و شاخص پوشش تاجی اندازه‌گیری شد. در مجموع 22 عامل فیزیکی و شیمیایی خاک نیز در هر یک از تیپ‌های رویشی و منطقه بدون پوشش بررسی شد. سپس با استفاده از نرم افزار PC-ORD، جهت بررسی تشابه و تفاوت‌ موجود در خاک عرصه‌های بیابانی، تجزیه خوشه‌ای انجام گرفت و نتایج به صورت دندروگرام ترسیم شد. پس از آن با استفاده از تجزیه واریانس یک طرفه (ANOVA) با روش دانکن و بر مبنای طرح کاملاً تصادفی نا متعادل، مهم‌ترین عامل‌های خاک که نقش مؤثری در ایجاد تفاوت در خاک‌های منطقه داشتند، شناسایی شد. نتایج نشان داد که خاک عرصه‌های دارای پوشش و بدون پوشش از نظر خصوصیات فیزیکی تفاوت زیادی داشته، به طوری که در مناطق عاری از پوشش گیاهی، بافت خاک سنگین‌تر و درصد سنگریزه کمتر می‌شود. از لحاظ خصوصیات شیمیایی نیز فراوانی یون‌های سدیم، کلسیم، منیزیم، کلر و هم‌چنین بالا بودن مقدار هدایت الکتریکی در منطقه عاری از پوشش سبب تفاوت قابل ملاحظه‌ای شده بود. وضعیت توپوگرافی و شیب منطقه عاری از پوشش به گونه‌ای است که کلیه رواناب‌ها به این منطقه هدایت شده و املاح را با خود در این منطقه انباشت می‌کند. هم‌چنین بالا بودن سطح آب زیرزمینی و صعود مویینه املاح به بالا از مهم‌ترین دلائل شوری این منطقه است. این عوامل محدودیتی برای استقرار پوشش گیاهی در عرصه‌های بیابانی منطقه اردستان محسوب می‌شود.

---

پوشش کانال‌ها با هدف افزایش مقاومت دیواره‌های خاکی آنها در مقابل آب شستگی، کاهش نفوذ و سایرتلفات آب به منظور افزایش راندمان انتقال یک امر ضروری است. از آنجایی که ارزان‌ترین پوشش‌ها نیز هزینه قابل توجهی در بردارند، انتخاب نوع پوشش باید با دقت زیادی صورت گیرد و ضمن انتخاب مناسب‌ترین پوشش، باید در جهت کاهش هزینه‌ها با حفظ مشخصات و خصوصیات مهندسی تلاش شود. یکی از پوشش‌های معمول کانال‌های انتقال آب پوشش بتنی است. این پوشش به واسطه عمر متوسط بالا (در حدود 40 سال) و هزینه نگهداری پائین، از بهترین نوع پوشش‌ها به شمار می‌رود. ولی در عوض هزینه اجرای آن گران بوده و سرمایه اولیه زیادی را لازم دارد. در حال حاضر تحقیقات گسترده‌ای در سطح جهان روی انواع پوزولان‌ها و نیز دوام بتن‌های ساخته شده از پوزولان‌های مصنوعی در حال بررسی است. با توجه به سطح زیاد کشت گندم در کشور، پوزولان مورد استفاده در این تحقیق نانو (از اجزای واحد طول و مقدار آن 9-10 متر است) ذرات خاکستر غلاف گندم است. در این مطالعه خصوصیات مکانیکی بتن ساخته شده از نانو ذرات خاکستر غلاف (پوسته سلولزی دانه گندم است) گندم مورد بحث و بررسی قرار گرفت، خصوصیات مورد بررسی مقاومت فشاری، مقاومت کششی و دوام نمونه‌های بتنی در مقیاس آزمایشگاهی است. نتایج حاصل نشان داد که مقاومت فشاری و مقاومت کششی بتن با 20 درصد وزنی جایگزینی سیمان با نانو پوزولان خاکستر غلاف گندم، تفاوت معنی‌داری، از نظر آماری با بتن کنترل (بتن فاقد جایگزینی پوزولان) نداشته است (05/0>P). درصد بهینه جایگزینی نانو پوزولان،20 درصد وزنی سیمان بوده است. هم‌چنین نتایج دوام نمونه‌های بتنی نشان داد که بتن حاوی 20 درصد خاکستر غلاف گندم جایگزینی، دارای دوام بیشتری نسبت به بتن کنترل در محیط سولفات منیزیم است. خاکستر غلاف گندم با داشتن 56/90 درصد اکسید سیلیسیوم، فعالیت پوزولانی قابل ملاحظه و قابلیت انجام واکنش‌های شیمیایی با هیدروکسید کلسیم، سبب کاهش تخلخل و افزایش مقاومت در بتن شده است.

---

اگرچه نقش حیاتی کرم‌های خاکی بر اغلب خصوصیات فیزیکی خاک محرز می‌باشد، ولی مطالعات اندکی در باره آثار متقابل نوع مواد آلی و کرم‌ خاکی بر خصوصیات فیزیکی از جمله پایداری خاکدانه‌ها، به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک، انجام شده است. پایین بودن میزان ماده‌ آلی در خاک‌های این مناطق و در عین حال نقش مهم کرم‌های خاکی در بهبود شرایط فیزیکی خاک‌های این اقلیم ضرورت توجه خاص به آثار متقابل بقایای آلی و کرم‌های خاکی را نشان می‌دهد. بدین منظور آزمایشی به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملاً تصادفی در چهار تکرار، تحت شرایط کنترل شده گلخانه‌ای برای مدت 150 روز در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه شهرکرد اجرا شد. فاکتور اول شامل حضور یا عدم حضور کرم خاکی و فاکتور دوم شامل با و یا بدون بقایای آلی مختلف (بقایای یونجه، کود کمپوست و مخلوط بقایای یونجه + کود کمپوست و کود گاوی) بود. در این آزمایش از یک نوع کرم خاکی آنسیک (Lumbricus terrestris L.) استفاده شد. نتایج به دست آمده حاکی از این است که کاربرد مواد آلی و کرم خاکی هر یک به تنهایی سبب افزایش شاخص‌های پایداری خاکدانه‌ها مانند میانگین وزنی قطر ذرات (MWD)، توزیع اندازه ذرات خاکدانه‌ها نسبت خاکدانه سازی (AR)، میانگین هندسی قطر ذرات (GMD) و هم چنین میزان کلسیم و منیزیم خاک ‌گردید، ولی بهترین نتایج ناشی از کاربرد هم‌زمان کرم خاکی و مواد آلی به دست آمد، به طوری که تلقیح کرم‌های خاکی در حضور مواد آلی به طور متوسط شاخص‌های MWD، AR، GMD، Ca، Mg و درصد خاکدانه‌های 25/0< میلی‌متر را به ترتیب 39، 58، 2، 67، 43 و 74 درصد افزایش در حالی که درصد خاکدانه‌های کوچک‌تر از 25/0 میلی‌متر را 5/13 درصد کاهش داد. هم‌بستگی معنی‌دار (945/0=R2) بین کلسیم خاک و میانگین وزنی قطر ذرات مشاهده شد که نشان می‌دهد کرم‌های خاکی احتمالاً از طریق ترشح کلسیت از طریق پیوند کاتیونی با ذرات رسی و ماده آلی به پایداری خاکدانه‌ها و در نتیجه ساختمان خاک کمک می‌نمایند. به طور کوتاه، نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که کاربرد هم‌زمان مواد آلی و کرم‌های خاکی نوع آنسیک کمک شایانی به بهبود ساختمان خاک‌های مناطق خشک و نیمه خشک می‌نماید.

---

افزودن سوبستراهای‌ آلی و غیرآلی به خاک‌ آهکی فقیر از ماده آلی و نیتروژن، فعالیت و بیومس میکروبی را تغییر می‌دهد. به منظور مطالعه تأثیر کود مرغی و اوره بر تولید 2CO و کربن بیومس میکروبی، آزمایشی در شرایط مزرعه‌ای، تحت کشت ذرت به صورت طرح کرت‌های خرد شده در قالب بلوک‌های کامل تصادفی با 7 تیمار شامل: 8/3، 6/7 و 5/11 تن بر هکتار کود مرغی و 100، 200 و 300 کیلوگرم نیتروژن از منبع کود اوره و شاهد در چهار تکرار انجام شد. نتایج نشان داد تیمار کودی و زمان، اثر معنی‌دار (05/0< P) بر جریان 2CO از خاک داشت. میانگین تولید 2CO از 8/21 گرم بر متر مربع در تیمار شاهد به 1/24 در سطح دوم کود مرغی افزایش یافت. هم‌چنین تأثیر کود مرغی بر تولید 2CO بیش از کود اوره بود. مشابه تولید 2CO ، کربن بیومس میکروبی نیز به طور معنی‌داری (05/0< P) تحت تأثیر تیمار کودی قرار گرفت. کربن بیومس میکروبی در تیمار کود مرغی 28% بیش از خاک‌های تیمار شده با کود اوره بود. در حالی‌که ضریب متابولیک (2CO q) در حضور کود اوره 10% بیشتر از کود مرغی بود. به‌طور کلی کود مرغی و اوره باعث بهبود خواص بیولوژیک خاک شدند، اما تأثیر کود مرغی و به ویژه سطح سوم آن بیش از کود اوره بود.

---

مدیریت و استفاده از پسماندهای آلی صنعتی، کشاورزی و شهری در زمین‌های کشاورزی ضمن کاهش خطرات زیست محیطی، افزایش بهره‌وری آنها را در پی دارد. به‌همین منظور این پژوهش با هدف ارزیابی و مقایسه تأثیر لجن فاضلاب کارخانه پلی‌اکریل، کمپوست زباله شهری و کود گاوی بر ویژگی‌های خاک و رشد و عملکرد هیبرید سینگل کراس 704 ذرت دانه‌ای انجام شد. تیمارهای مورد استفاده، شامل لجن فاضلاب کارخانه پلی‌اکریل، کمپوست زباله شهری، کود گاوی هر کدام در دو سطح (15 و 45 تن در هکتار) و تیمار شاهد (بدون کاربرد پسماند آلی) بودند. آزمایش در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد. این پژوهش در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی اصفهان واقع در لورک نجف آباد اجرا شد. تیمارها قبل از کشت ذرت در سوم تیر ماه 1387 به خاک اضافه و نمونه‌برداری از خاک بعد از گذشت 132 روز و در زمان برداشت ذرت انجام شد. نتایج نشان داد که کاربرد این پسماندها سبب بهبود ویژگی‌های خاک از لحاظ مقدار ماده آلی، نیتروژن کل، جرم مخصوص ظاهری شد، اما لجن فاضلاب باعث کاهش هدایت هیدرولیکی اشباع خاک شد. هم‌چنین با کاربرد پسماندهای آلی، عملکرد ذرت و اجزای آن افزایش یافت، به طوری که شاخص سطح برگ، ارتفاع گیاه، عملکرد بیولوژیک، وزن هزار دانه و عملکرد دانه به طور معنی‌داری افزایش پیدا کردند.

---

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.

---

عوامل مختلفی بر تراکم‌پذیری و خواص فیزیکی خاک تأثیر دارند که یکی از مهم‌ترین آنها مواد آلی است. هدف از این پژوهش، بررسی اثر تفاله‌های پسته بر برخی خواص فیزیکی دو نوع خاک، قبل و بعد از عمل تراکم و منحنی تراکم دو نوع خاک بود. این پژوهش به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در شرایط گلخانه‌ای اجرا شد. تیمارهای اعمال شده شامل تفاله‌های پسته در 4 سطح (صفر، 3، 6 و 9 درصد وزنی) و بافت خاک در دو سطح (لوم رسی سیلتی و شنی) بود. در این تحقیق از تفاله‎های پسته (پوست تازه پسته، خوشه‎های بدون دانه و مقداری برگ درخت) به‌عنوان ماده آلی استفاده شد. نتایج نشان داد که سطوح بالای تفاله قبل از عمل تراکم، موجب کاهش معنی‌دار جرم ویژه ظاهری خاک شنی شد، ولی بر جرم ویژه ظاهری خاک رسی تأثیری معنی‌دار نداشت. این در حالی بود که مقاومت فروپذیری هر دو خاک در اثر افزودن تفاله پسته به‌طور معنی‌داری کاهش یافت. هم‌چنین، منحنی رطوبتی هر دو نوع بافت خاک با افزودن ماده آلی به سمت بالاتر انتقال یافت. بدین معنی که ظرفیت نگه‌داری رطوبت در خاک در یک مکش معین افزایش پیدا کرد. پس از عمل تراکم، با افزایش سطوح بقایا، جرم ویژه ظاهری خاک کاهش یافت، به‌طوری‌که منحنی تراکم هر دو نوع خاک، در اثر افزودن تفاله‌های پسته به سمت پایین‌تر انتقال پیدا کرد. بدین معنی که حداکثر جرم ویژه ظاهری خاک، در سطوح بالاتر بقایا کاهش و رطوبت بحرانی (رطوبت معادل جرم ویژه حداکثر) افزایش یافت که این اثر در خاک ریزبافت چشمگیرتر بود. اثر تفاله پسته بر مقاومت فروپذیری خاک شنی پس از عمل تراکم، فقط در بالاترین سطح (9 درصد وزنی) معنی‌دار بود. ولی در مورد خاک لوم رسی سیلتی، سطح کمتر تفاله پسته نیز، مقاومت فروپذیری را نسبت به شاهد کاهش داد.

---

به‌منظور مطالعه تأثیر کاربری‌های مختلف بر تحول و تکامل خاک، اراضی لسی شرق استان گلستان منطقه آق‌سو انتخاب شد. تعداد 6 پروفیل در کاربری‌های مرتع، جنگل طبیعی بلوط، جنگل مصنوعی سرو و زراعی حفر شد و مورد مطالعه قرار گرفت و از افق‌های مختلف تعدادی نمونه جهت مطالعات فیزیکوشیمیایی و تعدادی جهت مطالعات میکروسکوپی برداشته شد. پارامترهای فیزیکی و شیمیایی مهم همچون وزن مخصوص ظاهری ((BD، میانگین وزنی قطر خاکدانه (MWD)، کربن آلی (OC)، ظرفیت تبادل کاتیونی (CEC)، کربنات کلسیم معادل (CCE) و فسفر قابل دسترس (P) در کاربری‌ها مقایسه شد. OC، CECو MWD در کاربری زراعی خیلی پایین‌تر بودند. میزان مواد آلی در منطقه جنگلی و مرتعی به‌طور قابل ملاحظه‌ای بیشتر از اراضی زراعی بود. مطالعه تکامل پروفیل خاک نشان داد که خاک‌های جنگلی تکامل یافته‌ترند، به‌طوری که خاک‌های مناطق جنگل طبیعی تحت عنوان کلسیک آرجی زرالز طبقه‌بندی شدند و پایداری اراضی بیشتر سبب به‌وجود آمدن افق آرجیلیک با بی فابریک لکه‌ای و کریستالی در افق کلسیک زیرین شده است. ولی خاک‌های زراعی دارای تکامل کمتری بودند و تحت عنوان تیپیک کلسی زرپتز طبقه‌بندی شدند. بی فابریک خاک‌های زراعی در تمام افق‌ها کریستالیتیک بوده و نشان‌دهنده عدم آبشویی کافی کربنات و متعاقب آن عدم انتقال رس است و به دلیل فرسایش شدید افق‌های سطحی، افق غنی از آهک زیرین رخنمون نموده و مانع تکامل پروفیل شده است. خاک‌های جنگل مصنوعی و مرتع نیز دارای افق مالیک و طبقه‌بندی تیپیک کلسی زرالز بودند و از تکامل متوسطی برخوردار بودند.

---

زمین‌های شور در قسمت‌های خشک مرکزی ایران با ویژگی‌هایی مانند رطوبت و حاصل‌خیزی کم، شوری، تبخیر و تعرق زیاد شناخته می‌شوند. زیر کشت‌بردن این زمین‌ها ممکن است بر برخی از شاخص‌های کیفیت خاک تأثیر داشته باشد. هدف از این پژوهش تعیین میزان تغییرات شاخص‌های کیفیت خاک در طی احیا و زیر کشت‌بردن زمین‌های شور دشت ابرکوه واقع در مرکز ایران بوده است. شاخص‌های کیفی خاک در سه کاربری شامل زمین‌های شور، زمین‌های زیر کشت گندم‌ و یونجه اندازه‌گیری شده‌اند. نمونه‌های ترکیبی خاک از چهار لایه‌ 10-0، 20-10، 30-20 و 40-30 سانتی‌متری برداشته شده و کربن آلی، نیتروژن کل، کربوهیدرات قابل عصاره‌گیری با اسید رقیق، کربن آلی ذره‌ای موجود در خاک‌دانه‌های درشت (POCmac) و ریز (POCmic)، معدنی‌شدن کربن آلی و پایداری خاک‌دانه‌ها در آنها تعیین شد. زیر کشت‌بردن زمین‌های شور باعث کاهش معنی‌دار شوری خاک در تمام لایه‌ها گردیده ولی مقادیر کربن آلی، نیتروژن کل، کربوهیدرات، POCmac ،POCmic و معدنی‌شدن کربن آلی خاک در زمین‌های کشاورزی افزایش یافته است. در تمام لایه‌ها نسبت POCmac/POCmic در زمین‌های زیر کشت یونجه بیشتر از زمین‌های زیر کشت گندم بوده است. هم‌چنین زیر کشت‌بردن زمین‌های شور موجب افزایش معنی‌دار شاخص پایداری خاک‌دانه‌ها (MWD) شده است. در بیشتر لایه‌ها، میزان مواد آلی و پایداری ساختمان خاک در زمین‌های زیر کشت یونجه بیشتر از زمین‌های زیر کشت گندم بوده که این نشان‌دهنده بهتر‌بودن کیفیت خاک و زیادتر‌بودن پتانسیل ترسیب کربن در زمین‌های زیر کشت یونجه نسبت به زمین‌های زیر کشت گندم می‌باشد.

---

یکی از فراسنجه‌های مکانیکی مهم در تعیین تنش مجاز برای جلوگیری از تراکم خاک، تنش پیش‌تراکمی (pc) یا تنش در آستانه تراکم است. اگر تنش وارد شده به خاک در اثر تردد ماشین‌های کشاورزی کمتر از pc باشد، احتمال تغییر شکل ماندگار در خاک کم است. در این پژوهش، برای تعیین pc نمونه‌های بازسازی شده از خاک لایه رویین در یک طرح کودی درازـ مدت، از آزمایش‌های نشست صفحه‌ای (PST) و فشردگی محصور (CCT) استفاده شد. در طرح کودی، کودهای آلی (لجن فاضلاب، کمپوست و کود گاوی) در سه سطح (25، 50 و100 تن در هکتار) و یک ترکیب کودشیمیایی (250 کیلوگرم فسفات آمونیوم در هکتار و 250 کیلوگرم اوره در هکتار) به مدت 7 سال متوالی در تناوب گندم- ذرت به یک خاک لوم رسی سیلتی اضافه شده بود. تأثیر تیمارهای کودی و رطوبت (1/17 و 9/20 درصد وزنی) بر تنش پیش‌تراکمی خاک با دو طرح فاکتوریل و مقایسه اورتوگونال در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکرار بررسی گردید. تنش پیش‌تراکمی با سه روش کاساگراند، نقطه بیشینه انحنا و تقاطع خط فشردگی بکر با محور xها در کرنش صفر از منحنی‌های فشردگی خاک تعیین گردید. مقادیر pc برآورد شده برای تیمارهایی که با کودها آلی تیمار شده بودند بیش تخمینی داشتند و این بیش تخمینی در هر دو آزمایش با افزایش مقدار کودآلی افزایش یافت، ولی این بیش تخمینی در آزمایش CCT بیشتر از آزمایش PST بود. بنابراین، می‌توان بیان نمود که نتایج به دست آمده از آزمایشPST برای برآورد تنش پیش‌تراکمی خاک مطمئن‌تر است. مقادیر pc تخمین زده شده با هر یک از سه روش بستگی به تیمار کودی و رطوبت اولیه نمونه خاک داشت. برای تعیین تنش در آستانه تراکم خاک‌های تیمار نشده با کودهای آلی (شاهد و تیمار کود شیمیایی) و یا تیمار شده با مقدار کم کودهای آلی (25 تن در هکتار)، استفاده از آزمایشPST و به کارگیری روش کاساگراند را می‌توان توصیه نمود. در صورتی که برای خاک‌های تیمار شده با مقادیر زیاد کودهای آلی (50 و100 تن در هکتار)، استفاده از آزمایشPST و به کارگیری روش‌ نقطه بیشینه انحنا را می‌توان پیشنهاد کرد

---

گنجایش تبادل کاتیونی یکی از ویژگی‌های شیمیایی مهم خاک بوده که اندازه‌گیری آن بسیار پرهزینه و وقت‌گیر است. توابع انتقالی، می‌تواند راه‌کاری مناسب در برآورد این پارامتر به جای اندازه‌گیری‌ مستقیم باشد. هدف از این تحقیق، توسعه چند تابع انتقالی مناسب برای برآورد گنجایش تبادل کاتیونی خاک‌های استان گیلان با استفاده از دو روش رگرسیون خطی چندگانه و شبکه عصبی مصنوعی و تأثیر گروه‌بندی خاک‌ها بر پایه کلاس‌های بافتی و کربن آلی بر بهبود توانایی برآورد گنجایش تبادل کاتیونی به وسیله دو روش بود. برای این تحقیق از 1662 داده مربوط به خاک‌های استان گیلان از بانک اطلاعات آزمایشگاه شیمی خاک مؤسسه تحقیقات برنج کشور استفاده شد. نتایج نشان داد که کربن آلی مهم‌ترین متغیر در برآورد گنجایش تبادل کاتیونی در کل داده‌ها و کلیه کلاس‌های بافتی و کربن آلی در هر دو روش رگرسیون و شبکه عصبی بوده است. شبکه عصبی مصنوعی نسبت به روش رگرسیون در برآورد گنجایش تبادل کاتیونی در کل داده‌ها، کارایی بهتری داشت و گروه‌بندی داده‌ها تنها در کلاس‌های بافتی شن و شنی رسی لومی در روش شبکه عصبی مصنوعی، موجب بهبود محسوس پیش‌بینی‌ها نسبت به کل داده‌ها شد.

---

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

---

آثار مفیـد و مثبت همزیستی میکوریزایـی بر رشد گیاهان مختلف در گذشته اثبات شده است. اغلب گیاهان زراعی قادر به برقراری همزیستــی با قـارچ‌های اندومیکـــوریزا هستند ولــی تاکنون مطالعه‌ای در مورد امکـــان برقراری ارتباط همزیستی این قارچ‌ها با گیاه بادام (Prunus amygdalus) و بررسی نقش آنها بر این گیاه، به ویژه در خاک‌های آهکی انجام نشده است. از این‌رو به منظور بررسی رابطه هم‌زیستی قارچ‌های میکوریزا و ژنوتیپ‌های تجاری و بومی بادام در استان چهارمحال و بختیاری، آزمایشی به صورت فاکتوریل، شامل تیمارهای ژنوتیپ بادام (مامایی، ربیع، تلخ و سفید)، فسفر (0 و 150 کیلوگرم در هکتار) و قارچ میکــوریزا (Glomus intraradices Glomus mosseae,) به همراه یک تیمار بدون تلقیح به عنوان شاهد در قالب طرح بلوک‌های کاملاً تصادفی با سه تکرار در شرایط گلخانه‌ای به مدت 4 ماه اجرا شد. بر اساس نتایج به دست آمده از این آزمایش شاخص‌های فیزیولوژیکی گیاه بادام شامل غلظت کلروفیل کل برگ، سرعت فتوسنتز خالص و بازده آب مصرفی در گیاهان هم‌زیست با قارچ‌های میکوریزا نسبت به گیاهان شاهد فاقد هم‌زیستی میکوریزی به ترتیب 20%، 300% و 300% افزایش پیدا کردند، ولی سرعت تبخیر و تعرق از سطح برگ گیاه کاهش (%10-8) یافت. هرچند میزان تغییر شاخص‌های یاد شده به نوع ژنوتیپ بادام و سطح فسفر خاک بستگی دارد، ولی گونه‌های قارچ مورد مطالعه دارای آثار یکسانی بودند. افزایش فسفر قابل جذب در خاک موجب افزایش رشد گیاهان تلقیح شده و شاهد و افزایش فتوسنتز تنها در گیاهان دارای هم‌زیستی میکوریزایی گردید.

---

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

---

با توجه به تأثیر ساختمان خاک و پایداری خاکدانه‌ها بر فرسایش پذیری خاک و لزوم افزایش پایداری و مقاومت خاکدانه‌ها در برابر عوامل فرساینده‌ای مانند باد و آب، این تحقیق روی نمونه خاک سطحی (عمق20-0 سانتی‌متر) جمع‌آوری شده از اراضی زراعی حساس به فرسایش واقع در دشت چاهو (شهرستان مهر) در جنوب استان فارس انجام شد. آزمایش در قالب طرح کاملاً تصادفی با 10 تیمار در 3 تکرار اجرا شد و تیمارها عبارت بودند از شاهد (بدون افزودن ماده اصلاح‌کننده)، گچ خالص، کاه‌ و کلش خرد شده گندم، کود دامی، کاه و کلش همراه با گچ، کود دامی همراه با گچ هر کدام به میزان 1 درصد وزنی، سیمان در سطوح 3/0، 6/0 و 9/0 درصد وزنی و گچ همراه با سیمان 9/0 درصد وزنی. یک، چهار و هفت ماه پس از اعمال تیمارها با برداشت نمونه‌های 50 گرمی از هر تیمار، میزان خاکدانه‌های با اندازه‌های 53 تا 4000 میکرو‌متر به روش الک‌تر اندازه‌گیری شد و میانگین وزنی- قطر (MWD) آنها محاسبه گردید. نتایج نشان داد که کاربرد تیمارهای کود دامی و کاه و کلش به تنهایی یا همراه با گچ، متناسب با کاهش مقدار خاکدانه‌‌های با اندازه µm>106 باعث افزایش خاکدانه‌های با اندازه µm< 106 شده‌اند. هم‌چنین، تأثیر این تیمارها در افزایش میزان MWD ناشی از افزایش بیشتر خاکدانه‌های با اندازه µm<1000 بوده است. با توجه به نتایج به دست آمده از این تحقیق، می‌توان کاربرد این تیمارها را برای افزایش مقاومت خاک‌های سیلت لوم حساس در شرایط مشابه پیشنهاد نمود.

---

در مدل‌هایی که به پیش‌بینی فرآیندهای حاکم در محیط خاک می‌پردازند، دانستن جرم ویژه ظاهری خاک به عنوان یک پارامتر ورودی، لازم است. رویکردهای غیرپارامتریک در جنبه‌های مختلفی برای تخمین متغیرهای پیوسته به کار رفته‌اند. در این پژوهش نوعی از الگوریتم‌های غیرپارامتریک از نوع یادگیرنده‌های تنبل موسوم به k- نزدیک‌ترین همسایه، برای تخمین جرم ویژه ظاهری خاک با استفاده از دیگر ویژگی‌های کمکی آن شامل توزیع اندازه ذرات خاک، pH خاک، هدایت الکتریکی عصاره اشباع خاک (EC)، درصد اشباع خاک (SP)، درصد کربن آلی خاک (OC) و مقدار آهک به کار گرفته شد. بر اساس تکنیکcross validation برای تخمین جرم ویژه ظاهری هر نمونه خاک هدف، هشت نمونه خاک که حداکثر تشابه به خاک هدف را داشتند، از بانک مرجع که حاوی 136 نمونه خاک بود، انتخاب و مقدار جرم ویژه ظاهری آنها برآورد شد. استفاده از آماره‌های ضریب هم‌بستگی پیرسون (86/0=r)، خطای ماکزیمم (15/0=ME)، ریشه میانگین مربعات خطا (5/2=RMSE)، ضریب تبیین (3/1=CD)، کارآیی مدل (75/0=EF) و ضریب جرم باقی‌مانده (001/0=CRM) نشان داد که در اکثر موارد این تکنیک به صورت قابل‌قبول توانمند است. بر این اساس، می‌توان نتیجه‌گیری کرد که استفاده از این تکنیک به عنوان روشی جایگزین برای اشتقاق توابع انتقالی خاک، به ویژه زمانی که فراهمی داده‌های جدید؛ نیاز به اشتقاق مجدد این توابع را الزام‌آور می‌کند، می‌تواند به کار رود.

---

درختان جنگلی در نتیجه عوامل مختلفی بر خاک زیر سایه‏انداز خود تأثیرگذار هستند. مطالعه ارتباط میان درختان و خاک یکی از عوامل اساسی در مدیریت و آمایش جنگل‌هاست. اکوسیستم جنگلی زاگرس یکی از مهم‌ترین اکوسیستم‌های جنگلی در حال تخریب در ایران است. بلوط ایرانی (Quercus brantii) مهم‌ترین گونه درختی این جنگل‏هاست. این مطالعه به منظور بررسی اثر درخت بلوط بر برخی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک سایه‏انداز در سه منطقه جنگلی اطراف یاسوج صورت گرفت. این تحقیق با استفاده از یک طرح فاکتوریل ٢×3×3 (3 عمق، 3 منطقه و 2 فاصله) و در قالب طرح کاملاً تصادفی در 4 تکرار انجام شد. نمونه‏های خاک از 3 عمق20-0، 40-20 و 60-40 سانتی‏متری در زیر و خارج سایه‌انداز برداشته شد. بر اساس نتایج به دست آمده درخت بلوط در اکثر موارد موجب افزایش معنی‏دار کربن آلی، نیتروژن کل، فسفر قابل جذب، پتاسیم تبادلی، هدایت الکتریکی، آهن، منگنز و روی گردیده و بر میزان pH، کربنات کلسیم معادل و مس کاهش معنی‏داری داشته است. براساس این نتایج تاج پوشش این درخت بر بافت خاک اثر معنی‏داری نداشته است. با توجه به آثار ذکر شده مشخص می‏شود که حضور این درختان عامل مهمی در تغییر خصوصیات خاک این جنگل‌ها بوده است.

---

پوشش‌های بیولوژیکی سطح خاک مانند گلسنگ‌ها نقش‌های بسیار بحرانی در پایداری خاک و ممانعت از فرسایش بر عهده دارند. لذا به منظور مطالعه تأثیر پوشش بیولوژیک گلسنگ بر پایداری خاکدانه‌ها و حفاظت خاک، تپه‌های لسی پوشیده از گلسنگ و بدون پوشش در شمال استان گلستان انتخاب گردید. پنج نمونه از عمق صفر تا 5 سانتی‌متری خاک هر دو ناحیه برای آنالیزهای فیزیکوشیمیایی برداشته شد. تعدادی خاک دست نخورده نیز به منظور مطالعات میکرومورفولوژیکی نمونه‌برداری گردید. تجزیه خاک منطقه نشان داد میزان کربن آلی خاک در اراضی تحت پوشش گلسنگ به میزان قابل توجهی در مقایسه با خاک بدون پوشش افزایش یافته است. میانگین وزنی قطر خاکدانه‌ها نیز نزدیک به سه برابر افزایش پیدا کرده است. رشته‌های هیف قارچی و پلی‌ساکاریدهای ترشح شده از گلسنگ با پیوند ذرات خاک به یکدیگر سبب افزایش اندازه خاکدانه‌ها می‌شوند. مطالعه میکرومورفولوژیکی مقاطع نازک نشان داد خاک‌های بدون پوشش دارای ساختمان ضعیف و متراکم بوده ولی خاک‌های تحت پوشش گلسنگ ساختمان دانه‌ای متخلخل و هم‌چنین بلوکی زاویه‌دار با جداشدگی خوب همراه با سهم بالایی از حفرات را دارا هستند. به دلیل تأثیر گلسنگ در حرکت رو به بالای کربنات کلسیم، بی- فابریک کریستالیتیک در لایه سطحی خاک و بی- فابریک لکه‌ای در بخش زیرین آن به وجود آمده است. بقایا و فضولات موجودات خاکزی از رایج‌ترین پدوفیچرها در خاک‌های پوشیده از گلسنگ می‌باشند

---

انتخاب مناسب‌ترین مدل توزیع اندازه‌ ذرات خاک PSD)) به منظور تخمین دقیق‌تر خواص رطوبتی و هیدرولیکی خاک حائز اهمیت است. در این ارتباط تاکنون، انواع مختلفی از مدل‌های ریاضی PSD ارائه شده است. هدف از این پژوهش مقایسه‌ برازش هشت مدل PSD (فردلاند، گمپرتز، ون‌گنوختن، جیکی، لگاریتمی، نمایی، لگاریتمی- نمایی و فراکتال) به توزیع اندازه‌ ذرات در 71 نمونه‌ خاک از دو شهرستان لردگان و سامان استان چهارمحال و بختیاری است. ضریب تعیین ( ) و معیار آکائیکه ( ) برای مقایسه‌ دقت و کیفیت برازش مدل‌های PSD به داده‌های آزمایشگاهی مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج نشان دادند که مدل فردلاند، بهترین مدل برای توصیف PSD در کلاس‌های بافت لوم سیلتی، لوم رس سیلتی، رس سیلتی و لوم شنی است. سه مدل فراکتال، نمایی و لگاریتمی- نمایی که در کلاس‌های بافت لوم سیلتی، لوم رس سیلتی و رس سیلتی ضعیف‌ترین برازش را داشتند، ولی بهترین برازش را برای بافت لوم شنی نشان دادند. برازش دو مدل فردلاند و گمپرتز در توصیف PSD با بالا رفتن درصد رس و سیلت نمونه‌های خاک (به ترتیب از 25 و 40 درصد) بهبود یافت، برازش سه مدل‌ فراکتال، نمایی و لگاریتمی- نمایی با افزایش مقدار شن افزایش یافت. رابطه معکوسی بین برازش مدل فراکتالی با مقدار سیلت نمونه‌های خاک دیده شد.

---

خاک‌ورزی عمیق اگر به طور مناسب انجام شود، می‌تواند آثار منفی تراکم خاک را کاهش دهد. هدف از این تحقیق، تعیین اثر کاربرد ادوات خاک‌ورزی عمیق بر ویژگی‌های فیزیکی خاک و عملکرد گندم بود. بنابراین، آزمایشی در سال زراعی86-1385 در ایستگاه تحقیقاتی تجرک مرکز تحقیقات کشاورزی همدان در خاکی با کلاس بافتی لومی رسی انجام شد. در این پژوهش از چهار روش خاک‌ورزی (1- نیمه زیرشکن تا عمق30سانتی‌متر+ خاک‌ورزی مرسوم (شخم با گاوآهن برگرداندار+ دیسک)؛ 2- زیرشکن به عمق 50 سانتی‌متر+ خاک‌ورزی مرسوم؛ 3- شخم با گاوآهن مرکب (قلمی+ غلطک) به عمق30 سانتی‌متر؛ 4- تیمار شاهد (شخم با گاوآهن برگرداندار به عمق 30-25 سانتی‌متر+ دیسک) استفاده شد. این تحقیق به صورت طرح آماری بلوک‌های کامل تصادفی در چهار تکرار اجرا شد. قبل و بعد از اعمال روش‌های مختلف خاک‌ورزی، پارامترهای مقاومت خاک (شاخص مخروطی)، جرم ویژه ظاهری خاک و سرعت نفوذ پایه آب به خاک اندازه‌گیری شد. هم‌چنین قبل از برداشت، اجزای عملکرد گندم شامل (تعداد بوته در متر مربع، تعداد دانه در خوشه و وزن هزار دانه) اندازه‌گیری و محاسبه شد. هم‌چنین در پایان با برداشت10 متر مربع از هر پلات، عملکرد بیولوژیکی (دانه+کاه) و عملکرد دانه محاسبه شد. نتایج نشان داد که اثر روش‌های مختلف خاک‌ورزی بر مقاومت خاک معنی‌دار نبود. روش‌های مختلف خاک‌ورزی تأثیر معنی‌دار بر سرعت نفوذ آب به خاک و جرم ویژه ظاهری خاک داشتند. روش‌های خاک‌ورزی عمیق باعث افزایش سرعت نفوذ آب در خاک و کاهش جرم ویژه ظاهری خاک شدند. روش‌های مختلف خاک‌ورزی تأثیر معنی‌دار بر عملکرد و اجزای عملکرد گندم نداشتند. ممکن است نتیجه گرفت که در مزارعی که به طور کامل آبیاری می‌شوند، زیرشکن‌زنی تأثیری در افزایش عملکرد نداشته باشد. بنابراین با توجه به نتایج و در صورت وجود لایه متراکم تا عمق30 سانتی‌متری مشابه آزمایش حاضر، استفاده از گاوآهن مرکب (قلمی+ غلطک) به دلیل اقتصادی (مصرف سوخت کمتر و ظرفیت مزرعه‌ای بیشتر) جهت تهیه زمین گندم آبی توصیه می‌شود