علوم آب و خاک

---

مدل‌های پالایش سبز برای شناخت بیشتر فرآیندهای حاکم بر این پدیده و مدیریت خاک‌های آلوده از اهمیت بالایی برخوردارند. بررسی‌ها نشان داده است که تاکنون تلاش‌های اندکی برای ارزیابی پتانسیل پالایش سبز فلزات براساس مدل‌های ریاضی انجام گرفته است. هدف از این پژوهش، مدل‌سازی پالایش سبز خاک آلوده به نیکل بود. بدین منظور، با استفاده از توابع کاهش تعرق نسبی و غلظت نیکل در خاک مدلی برای تعیین نرخ پالایش سبز نیکل از خاک ارائه شد. برای ارزیابی مدل، خاک با سطوح مختلفی از آلاینده نیکل آلوده شد. جهت آلوده کردن خاک از نمک نیترات نیکل استفاده شد. سپس با پر کردن گلدان‌ها با خاک‌های آلوده بذر ریحان (Ocimum tenuiflorum L.) در آنها کشت گردید. برای دوری از تنش رطوبتی، گلدان‌ها با فواصل زمانی کوتاه (48 ساعت) توزین و تا رسیدن به رطوبتی نزدیک به‌ظرفیت زراعی آبیاری شدند. گیاهان در چهار نوبت برداشت شدند. در هر مرحله از برداشت، مقادیر تعر ق نسبی و غلظت نیکل در نمونه‌های خاک و گیاه اندازه‌گیری شد. در پایان کارآیی مدل‌ها با آماره‌های ریاضی آزموده شد. برای ارزیابی مدل‌ها، محاسبه آماره‌های خطای ماکزیمم، ریشه میانگین مربعات خطا، ضریب تبیین، کارایی مدل و ضریب جرم باقی‌مانده برای هر کدام از مدل‌ها انجام شد. ترسیم روند تغییرات تعرق نسبی ریحان در بازه‌های مختلف زمانی فصل رشد در سطوح مختلف آلودگی نیکل در خاک نشان داد که در حضور آلاینده‌های فلزی در خاک تعرق گیاه کاهش یافته است. اما به‌دلیل پایین بودن غلظت‌های اعمال شده تغییرات چشمگیر نبوده است. نتایج حاصل از مقایسه آماره‌ها نشان داد برای برآورد تعرق نسبی ریحان در آلودگی نیکل خاک برای تمام بازه‌های زمانی در فصل رشد، کارآیی مدل خطی (940/0 =2R) تنها اندکی بهتر از مدل غیرخطی (84/0 =2R) است. هم‌چنین، مدل حاصل از ترکیب تابع خطی و غلظت نیکل در خاک، برازش نسبتاً خوبی (7/0=R) با مقادیر اندازه‌گیری شده نرخ پالایش سبز نیکل از خاک دارد.

---

تکنیک‏های محاسباتی نرم در سه دهه اخیر به‌طور وسیعی در تحقیقات علمی و مسائل مهندسی مطالعه و به‌کار برده شده‏اند. هدف از این پژوهش، بررسی توانایی شبکه عصبی پرسپترون چند لایه (MLP) و عصبی- فازی (NF) در برآورد پارامتریک منحنی نگهداشت رطوبتی خاک (SWRC) با استفاده از داده‏های کشت و صنعت‏های استان خوزستان بود. آنالیز حساسیت نیز جهت انتخاب ترکیب بهینه ورودی‏ها به‌کار برده شد. در تحقیق حاضر معادله‏های ون‏گنوختن و فردلند و زینگ جهت برآورد پارامتریک SWRC استفاده شد. ویژگی‏های اندازه‏گیری شده شامل توزیع اندازه ذرات خاک، ماده آلی، چگالی ظاهری، کربنات کلسیم معادل، نسبت جذب سدیم، هدایت الکتریکی عصاره اشباع، اسیدیته خاک، میانگین وزنی قطر خاکدانه‏ها، حدود خمیری و روانی، مقاومت نفوذی، درصد رطوبت اشباع و محتوی رطوبتی در مکش‏های 33،100، 500 و 1500 کیلوپاسکال بودند. نتایج این پژوهش بر پایه شاخص‏های ارزیابی عملکرد نشان داد که هر دو مدل MLP و NF برآوردهای مناسبی از SWRC ارائه دادند در حالی‏که شبکه عصبی برآوردهای بهتری از مدل عصبی- فازی فراهم کرد. به‌عنوان مثال مقادیر آماره NMSE در برآورد Sθ، rθ، α، n و m در معادله فردلند و زینگ با استفاده از مدل‏های MLP و NF به‌ترتیب برابر (059/0، 061/0)، (154/0، 162/0)، (109/0، 117/0)، (125/0، 135/0) و (129/0، 145/0) بودند. به‌علاوه پارامترهای α و n در عمق اول و rθ و α در عمق دوم در معادله فردلند و زینگ با دقت بیشتری نسبت به معادله ون‏گنوختن برآورد شدند.

---

استفاده ناآگاهانه و غیرعلمی از اراضی مرتعی باعث تخریب آنها می‌گردد. بنابراین، تبدیل این مراتع تخریب‌شده به زمین‌های کشاورزی و سایر کاربری‌ها ممکن است کیفیت خاک را بهبود بخشد. هدف این مطالعه، ارزیابی تأثیر کشت و کار در مراتع تخریب ‌شده بر برخی از ویژگی‌های خاک در منطقه صفاشهر استان فارس بود. بدین منظور، چهار کاربری شامل مرتع تخریب‎شده، مرتعی که به‎مدت 17 سال به زمین کشاورزی تبدیل شده بود، زمین کشاورزی که به‎مدت چهار سال به باغ سیب تبدیل شده بود و نیز باغ سیب قدیمی با قدمت 40 سال انتخاب شد. نمونه‌برداری به‎صورت کاملاً تصادفی، از هر کاربری و از دو عمق (20-0 و 50-20 سانتی‌متر) و در پنج تکرار انجام شد. نتایج نشان داد که تغییر کاربری اراضی مرتعی به سایر کاربری‌ها باعث افزایش ماده آلی و میانگین وزنی قطر خاکدانه‌ها (MWD) در هر دو عمق خاک شده بود. جرم مخصوص ظاهری و رس قابل پراکنش در آب در کاربری‌های کشاورزی و باغ جدید نسبت به مرتع، افزایش و در باغ قدیمی، کاهش یافته بود. بنابراین، توصیه می‌گردد که از روش‌های نوین کشاورزی مانند کشت بدون شخم یا شخم حداقل به‌جای روش‌های سنتی کشاورزی استفاده شود و نیز از چرای بیش از حد دام در مراتع جلوگیری به‌عمل آید.

---

با هدف بررسی تغییر خصوصیات خاک‌ها در یک ردیف پستی و بلندی مطالعه‌ای در استان خوزستان انجام شد. برای این منظور در امتداد شمالی جنوبی استان، خاکرخ‌هایی در اراضی مجاور رودخانه کارون حفر و خصوصیات این خاک‌ها تعیین شد. نتایج نشان داد که بافت خاک از بخش‌های شمالی به‌سمت جنوب با تغییرات تدریجی روبه سنگینی است. در اراضی پست، تکامل خاک به تشکیل افق سالیک و در برخی موارد تشکیل رنگدانه محدود شده است. علی‌رغم سطح بالای آب زیرزمینی در برخی از اراضی، به‌دلیل شوری زیاد گلی یا رنگدانه‌ها ملاحظه نشد. در بخش‌‌هایی از این اراضی با زه‌کشی نسبتاً مناسب، آهک از سطح شسته و در عمق تجمع یافته بود. در این خاک‌ها تشکیل افق کلسیک با درجات توسعه متفاوت، حداکثر تکامل خاکرخی خاک منطقه را نشان می‌دهد. در بخش‌های میانی منطقه با سابقه کشت و کار بیشتر، تشکیل افق‌های کمبیک و یا کلسیک نشان از تحول خاکرخی بیشتر خاک دارد. تشکیل این افق علاوه بر بهبود شرایط زه‌کشی که سبب تسریع در آبشویی شده، به‌واسطه بهبود رشد موجودات زنده (متأثر از زه‌کشی) می‌باشد. وجود رس اسمکتیت در بخش‌های جنوبی منطقه به انتقال این رس از قسمت‌های بالادست در اثر جریان‌های سیلابی مربوط می‌گردد که در اثر فرآیندهای انتشار و رسوب به‌دلیل اندازه بسیار ریز در این خاک‌ها در همه افق ها تجمع یافته است. رس پالی گورسکایت در برخی از خاک‌ها به‌دلیل شرایط مناسب زه‌کشی و آبیاری شدید از خاکرخ خاک حذف شده و یا میزان آن به‌حداقل رسیده است. با این وجود کانی‌های رسی کلریت، اسمکتیت، ایلیت و کوارتز نیز در اندازه رس در این اراضی ملاحظه شد.

---

گیاه‌پالایی یکی از روش‌های پاکسازی خاک‌های آلوده است که با انباشت عناصر سنگین در بافت‌های گیاهان، خروج این عناصر را از خاک‌های آلوده امکان‌پذیر می‌کند. لذا برای رسیدن به‌این هدف، این پژوهش، به‌صورت کشت گلدانی و در قالب طرح کاملاً تصادفی در سال 1390 در دانشگاه بیرجند انجام شد. از دو گونه گیاهی اسفناج و شاهی به‌منظور بررسی حذف یا کاهش غلظت دو فلز کادمیوم و کروم استفاده شد. در این مطالعه از سطوح مختلف کادمیوم با استفاده از نمک کلریدکادمیوم (5، 50 و100 میلی‌گرم بر کیلوگرم) و کروم با استفاده از نمک کلریدکروم (3) (50، 100 و150 میلی‌گرم بر کیلوگرم) و هم‌چنین شاهد (سطح صفر) برای هر گونه با سه تکرار استفاده شد .نتایج نشان داد که غلظت کادمیوم و کروم در اندام‌های هوایی اسفناج و شاهی به‎طور معنی‌داری (01/0P<) تحت تأثیر غلظت تیمارهای به‌کار رفته در خاک بودند. در گونه اسفناج با افزایش غلظت کادمیوم و کروم در خاک، میزان غلظت هر دو فلز در اندام‌های هوایی افزایش نشان داد. در گونه شاهی با افزایش غلظت کادمیوم در خاک، میزان غلظت آن در اندام‌های هوایی افزایش اما غلظت کروم کاهش نشان داد. هم‌چنین مقایسه میزان غلظت کادمیوم و کروم در اندام‌های هوایی دو گونه اسفناج و شاهی نیز نشان داد که هر دوگونه از نظر میزان غلظت کادمیوم، رفتار مشابه و از نظر میزان غلظت کروم رفتار متفاوتی نشان دادند. بنابراین، بر‌اساس نتایج، هر دو گونه اسفناج و شاهی برای گیاه‌جذبی کادمیوم و کروم در فناوری گیاه‌‌پالایی مناسب می‌باشند و در غلظت‌های بالای کروم استفاده از گیاه شاهی جهت گیاه‌پالایی توصیه نمی‌شود.

---

کاهش کیفیت و قدرت باروری خاک ناشی از هدررفت کربن‌آلی از مهم‌ترین پیامدهای تغییر کاربری اراضی است، که اثرات جبران‌ناپذیری را بر خاک به جای می‌گذارد. به‌منظور بررسی اثر تغییر کاربری اراضی بر میزان کربن‌آلی خاک در خاک‌های ورتی‌سول، سری سرتیپ‌آباد به وسعت 1850 هکتار در جنوب دشت بیله‌ور با استفاده از طرح پایه کاملاً تصادفی در قالب آزمایش فاکتوریل با 10 تکرار در دو کاربری زراعی و مرتع مورد مطالعه قرار گرفت و برخی از ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک در دو کاربری با هم مقایسه شدند. نتایج مطالعات نشان داد که کربن‌آلی خاک در افق‌های سطحی در کاربری مرتع بیشتر از کاربری زراعی بوده و به تبع آن میزان کربن ترسیب‌شده نیز در کاربری مرتع بیشتر می‌باشد، در افق‌های پایینی اختلاف معنی‌داری در میزان کربن‌آلی خاک در دو کاربری مشاهده نشد، در اثر تغییر کاربری اراضی از مراتع به زمین‌های زراعی میزان جرم مخصوص ظاهری، نیتروژن، اسیدیته و هدایت الکتریکی خاک به‌طور چشمگیری افزایش و درصد کربن‌آلی خاک کاهش می‌یابد. فرایند فعال پدوتوربیشن، میزان رس (بالای 50 درصد)، خاکدانه‌های کوچک فراوان و ساختمان پایدار از جمله عوامل مهم در ذخیره کربن‌آلی در خاک‌های ورتی‌سول بوده که می‌توانند اثرات تغییر ‌کاربری اراضی را بر میزان کربن‌آلی خاک کاهش دهند. به‌طورکلی می‌توان گفت که تغییر کاربری اراضی نه‌تنها می‌تواند لطمه شدیدی بر ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک بر جای بگذارد بلکه با هدررفت کربن و تصاعد بیشتر گازهای گلخانه‌ای حیات کره زمین را نیز به مخاطره می‌اندازد.

---

خاک‌های زراعی، در روش آبیاری غرقابی مرتباً تحت تأثیر فرآیندهای تروخشک شدن قرار می‌گیرند. به‌همین‌منظور، اثر این فرآیند بر ظرفیت باربری (تنش پیش-تراکمی؛pc ) یک خاک رس سیلتی مورد بررسی قرار گرفت. در این پژوهش، نمونه‌های بزرگ خاک تهیه و برخی از آنها تحت تأثیر 5 چرخه‌ تروخشک شدن قرار گرفت. سپس نمونه‌ها با یا بدون فرآیند تروخشک شدن تحت سه بار (0، 100 و 200 کیلوپاسکال) و در دو سطح رطوبتی معین (9/0 و 1/1 حد خمیری (PL))) متراکم گردید. بارگذاری مجدد با آزمایش نشست صفحه‌ای در مرکز نمونه‌ها انجام شد. از اطراف محل این آزمایش، نمونه‌ای برای انجام آزمایش فشردگی محصور تهیه گردید. نتایج نشان داد که برای نمونه‌های بازسازی‌شده و بدون فرآیند تروخشک شدن، مقدار pc برآورد شده با آزمایش نشست صفحه‌ای، اختلاف معنی‌داری با بار اولیه وارد شده به نمونه نداشت. بنابراین، از این روش می‌توان برای تعیین ظرفیت باریری خاک‌های خاک‌ورزی شده استفاده نمود. ولی فرآیند تروخشک شدن به‌طور معنی‌داری موجب بیش-تخمینی pc در هر سطح رطوبتی، گردید. بنابراین، فشردگی‌پذیری خاک تنها به رطوبت واقعی خاک بستگی ندارد، بلکه به تاریخچه‌ی قبلی تغییرات رطوبت خاک (به‌طور مثال، فرآیندهای تروخشک شدن) نیز وابسته است.

---

این بررسی به‌منظور بررسی اثر کاربری‌های مختلف اراضی بر برخی شاخص‌های کیفیت خاک با استفاده از روش‌های آماری چند متغیره انجام گردید. در جنگل‌های زاگرس واقع در شهرستان مریوان از سه کاربری جنگل، مرتع و زراعی و در دو عمق 25-0 و 50-25 سانتی‌متر نمونه برداری صورت گرفت. ویژگی‌های pH، هدایت الکتریکی، مقدار شن، سیلت، رس، آهک و پایداری خاکدانه‌ها و هم‌چنین کربن آلی در خاکدانه‌های پایدار اندازه‌گیری شد و روش‌های تجزیه عامل‌های اصلی، تحلیل خوشه‌ای و تجزیه به توابع تفکیک جهت ارزیابی کیفیت خاک استفاده گردید. متغیر‌های مورد بررسی در پنج عامل قرار ‌گرفتند. مهم‌ترین عامل‌ها مربوط به کربن آلی و شاخص‌های پایداری خاکدانه‌ای بود. توزیع شماتیک عامل‌ها و تحلیل خوشه‌ای این نتایج را تأیید کردند. با تغییر کاربری، عامل‌های کربن آلی خاکدانه‌ای و پایداری خاکدانه‌ها و در نتیجه شاخص‌های پایداری بیشترین حساسیت را نشان می‌دهند. تغییرات این ویژگی‌ها در کاربری جنگل و مرتع تقریباً مشابه بودند ولی کاربری زراعی در مقابل دو کاربری دیگر تغییرات متفاوتی را نشان داد. تبدیل کاربری جنگل به زراعی منجر به کاهش کربن خاکدانه‌ای و خاکدانه‌های پایدار و هم‌چنین افزایش واکنش خاک گردیده است. روش‌های چند متغیره در ترکیب ویژگی‌های خاک و تعیین شاخص‌های مختلف و ارزیابی کیفیت خاک کارایی بیشتری داشتند.

---

این آزمایش در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه بوعلی سینا، به‌منظور مطالعه اثر روش‌های مختلف خاک‌ورزی بر وزن مخصوص ظاهری خاک، عملکرد و اجزای عملکرد ارقام جو در شرایط دیم، اجرا شد. سه سطح خاک‌ورزی (CT: خاک‌ورزی مرسوم، MT: خاک‌ورزی حداقل و NT: بدون خاک‌ورزی) و پنج رقم جو (V1: محلی، V2: آبیدر، V3: والفجر، V4: بهمن و V5: ماکویی) در یک آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکرار در سال زراعی 90-1389 مورد مطالعه قرار گرفت. صفات وزن مخصوص ظاهری خاک، ارتفاع بوته، اجزای عملکرد، عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک و شاخص برداشت اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که بیشترین مقدار وزن مخصوص ظاهری خاک با مقادیر 09/1، 26/1 و 29/1 گرم بر سانتی‌متر مکعب به‌ترتیب برای عمق‌های نمونه‌برداری 10-0، 20-10 و 30-20 سانتی‌متر در تیمار MT مشاهده شد. ولی بین تیمارMT وNT تفاوتی وجود نداشت. در مقایسه بین ارقام، رقم والفجر بدون اختلاف معنی‌دار با ارقام بهمن و ماکویی، بیشترین وزن مخصوص ظاهری خاک را به خود اختصاص داد. استفاده از گاوآهن قلمی (MT) منجر به تولید بیشترین ارتفاع بوته (70 سانتی‌متر) هم‌چنین اجزای عملکرد (513 سنبله در متر‌مربع و 2/19 دانه در سنبله) شد. در بین ارقام نیز بیشترین ارتفاع بوته (7/72 سانتی‌متر) و تعداد دانه در سنبله (2/23 دانه در سنبله) از رقم والفجر به‌دست آمد. هم‌چنین، نتایج نشان داد که تیمار V3×MT بیشترین عملکرد دانه (3100 کیلوگرم در هکتار) را داشت. بنابراین، استفاده از روش خاک‌ورزی حداقل و رقم والفجر ممکن است قابل توصیه باشد.

---

پستی و بلندی و کاربری اراضی از عوامل مهم تأثیرگذار بر تشکیل خاک می‌باشند. اشکال شیمیایی اکسید آهن و پذیرفتاری مغناطیسی (&chi;) به‌طور گسترده‌ای جهت ارزیابی تکامل خاک به کار رفته‌اند. این مطالعه به‌منظور بررسی عوامل ذکر‌شده بر تغییرات &chi; صورت گرفت. یک ردیف پستی و بلندی در دشت مادوان در شمال شهر یاسوج انتخاب و 9 خاکرخ (با کاربری شالیزار و غیر‌شالیزار) در آن حفر و از افق‌های مشخصه نمونه خاک برداشته شد. پذیرفتاری مغناطیسی نمونه‌های خاک به‌وسیله دستگاه Bartington Dual Frequency، MS2 Meter در فرکانس‏های 46/0و 6/4 کیلوهرتز اندازه‌گیری شد. نتایج نشان دادند که به‌طور‌کلی خاک‌های شالیزاری دارای &chi;، پذیرفتاری مغناطیسی وابسته به فرکانس (&chi;fd%) و آهن عصاری‌گیری شده با دی‌تیونات (Fed) کمتر (به‌ترتیب 1/3 ، 6/2 و 7/1 برابر) و آهن عصاره‌گیری شده با اگزالات (Feo) و نسبت اکسید آهن فعال (Feo/Fed) بیشتر (به‌ترتیب 5 و 2/7 برابر) نسبت به خاک‌های غیر‌شالیزاری بود. بیشترین میزان &chi; به‌طور‌عمده در فیزیوگرافی‌های پایدارتر (پلاتو و دشت دامنه‌ای) با کاربری غیرشالیزار و کمترین مقدار مربوط به خاک موقعیت تراس رودخانه‌ای با کاربری شالیزاری مشاهده شد. هم‌چنین افزایش &chi; در سطح خاک‌های غیرشالیزاری 17 درصد بیشتر از خاک‌های شالیزاری بوده‌است. ارتباط مثبت و معنی‌داری میان &chi; و برخی خصوصیات خاک از جمله Fed، میزان رس و &chi;fd% به‌دست آمد.

---

گنجایش تبادل کاتیونی در خاک مجموع نقاط تبادلی کلوئیدهای آلی و معدنی خاک است. مدل‌سازی و تخمین گنجایش تبادل کاتیونی یک شاخص مفید برای حاصلخیزی خاک می‌باشد. از رویکردهای جدید جایگزین‌شده برای تخمین ظرفیت تبادل کاتیونی، روش‌های غیرمستقیم و مبتنی بر مدل‌های هوشمند است. در‌این مطالعه، به‌منظور تخمین ظرفیت تبادل کاتیونی ، تعداد 485 نمونه خاک از دو منطقه چپرسر(مازندران در شمال ایران) و بستان‌آباد(آذربایجان‌شرقی در شمال‌غرب ایران) تهیه گردید. در‌این تحقیق ضمن معرفی برنامه‌ریزی ژنتیک، پارامترهای ورودی که شامل درصد رس، کربن آلی و سیلت می‌باشد با‌استفاده از مدل‌های برنامه‌ریزی ژنتیک، شبکه عصبی مصنوعی و سیستم استنتاج عصبی- فازی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل حاکی از توانایی مطلوب مدل‌های هوشمند در تخمین مقدار ظرفیت تبادل کاتیونی خاک می‌باشد. با‌توجه به شاخص‌های آماری به‌کار گرفته‌شده در تحقیق حاضر، مدل برنامه‌ریزی ژنتیک با جذر میانگین مربعات خطا 78/1 و ضریب تبیین 95/0 نسبت به مدل‌های دیگر دارای کارایی بالاتری‌بوده و قادر است نتایج قابل قبولی را ارائه نماید. هم‌چنین راه حل‌های صریحی که نشانگر ارتباط بین متغیر‌های ورودی و خروجی باشد، بر مبنای برنامه‌ریزی ژنتیک ارائه گردیدند که این امر بر ارجحیت مدل برنامه‌ریزی ژنتیک بر مدل‌های دیگر می افزاید. تجزیه رگرسیون گام به گام جهت تعیین سهم هر یک از پارامترهای ورودی در مقدار گنجایش تبادل کاتیونی نشان داد که مواد آلی با داشتن ضریب تبیین 84 درصد بیشترین میزان تغییرات گنجایش تبادل کاتیونی را توجیه نموده‌است و رس و سیلت به‌ترتیب دارای ضریب تبیین 10 و 6 درصد بوده‌اند.

---

درپژوهش حاضر، کارآیی شش مدل تجربی با نام‌های فراتر از آستانه ساده، فراتر از نسبت ثابت، ذخیره با تابع درجه دوم، ذخیره با تابع نمایی، ذخیره با تابع درجه سوم و ذخیره با تابع توانی به‌منظور برآورد تغذیه‌ی پتانسیل آب‌های زیرزمینی در منطقه‌ای نیمه‌خشک، مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفت. ابتدا، برآورد تبخیر از روش ضریب دوگانه گیاهی FAO درطی رخداد تغذیه پتانسیل ارزیابی شد. سپس مدل‌های تجربی با استفاده از داده‌های رطوبت خاک و تغذیه پتانسیل، واسنجی شدند. به‌منظور اعتبارسنجی مدل‌های تجربی، رطوبت خاک و تغذیه پتانسیل به‌طور هم‌زمان برای واقعه‌ای مستقل برآورد شدند. مطابق با نتایج، 5 مدل از شش مدل مورد بررسی (به‌استثنای مدل فراتر از آستانه ساده) قادر به برآورد تغذیه‌ی پتانسیل با دقت مناسب و با بیشترین مقدار "جذر میانگین مربعات خطا نرمال شده"(NRMSE) برابر با 4/24 درصد می‌باشند. براساس نتایج اعتبارسنجی، تغذیه پتانسیل توسط مدل‌های نمایی، درجه سه و توانی به‌طور مناسب‌تری نسبت به مدل‌های خطی برآورد گردید. هم‌چنین، رطوبت خاک با به‌کارگیری تمامی مدل‌های تجربی با دقت مناسبی در دوره تغذیه برآورد شد. درنهایت، مدل نمایی که دارای کمترین مقدار NRMSE در برآورد رطوبت خاک و هم‌چنین برآورد مناسبی از تغذیه بوده، به‌عنوان مناسب‌ترین مدل برآورد تغذیه‌ی پتانسیل درمنطقه مورد مطالعه معرفی گردید.

---

هدف تحقیق حاضر ارزیابی قابلیت داده‌های ماهواره‌ای لندست TM مربوطه به شهریور‌ماه 1388 در شناسایی و تفکیک اراضی شور منطقه ورزنه واقع در جنوب‌شرقی استان اصفهان می‌باشد. داده‌های زمینیEC با ‌استفاده از روش نمونه‌برداری تصادفی از 53 سایت نمونه‌برداری با سطحی حدود 8100 متر‌مربع (9 پیکسل تصویر) جمع‌آوری گردید. شاخص‌های طیفی مانند باندهای TM، BI، 1SI، 2SI، و 3SI، مؤلفه‌های 1PC، 2PC، 3PC و همچنین مدل‌سازی رگرسیون چند‌متغیره خطی و روش طبقه‌بندی نظارت‌ شده بر تصویر زمین مرجع‌ شده اعمال‌ شد. نتایج آنالیز رگرسیونی نشان‌ داد که باند 4TM رابطه‌ قوی با EC زمینی دارد (48/0=2R). همچنین تصویر مدل‌سازی با ‌استفاده از باند 3، 4 و 5 و 3PC در سطح 99% معنی‌دار بود. ارزیابی صحت نقشه‌های‌ طبقه‌بندی باند 4 و تصویر مدل‌سازی با 5 کلاس شوری شامل 4-0، 20-4، 60-20، 100-60 و بیشتر از 100 دسی‌زیمنس بر متر نشان داد که به‌طور‌کلی بیش از 86% توافق بین نقشه‌ها و داده‌های زمینی EC وجود دارد. بنابراین، با‌ توجه به صحت بالای تصاویر طبقه‌بندی ‌شده نسبت ‌به روش‌های رگرسیون در تفکیک خاک‌های پهناور شور می‌توان از آنها به‌عنوان ابزار مناسب در جهت مدیریت و مبارزه با شوره‌زایی استفاده نمود.

---

مدیریت کود‌دهی به مثبت و یا منفی ‌شدن کیفیت خاک منجر می‌شود و در نهایت بر عملکرد گیاه و تغذیه انسان اثرگذار است. هدف از این ‌پژوهش محاسبه شاخص کیفیت خاک تحت تأثیر تیمارهای مختلف کودی روی بود. پژوهش در مزرعه تحقیقات کشاورزی رودشت انجام ‌شد. تیمارها شامل لجن فاضلاب و کود گاوی (در دو سطح 5 و 10 تن در هکتار)، خاکستر لاستیک (200 کیلوگرم در هکتار)، پودر لاستیک (1 تن در هکتار)، کود شیمیایی سولفات روی (40 کیلوگرم در هکتار) و شاهد بود. پس از اندازه‌گیری ویژگی‌های خاک با تعیین حدود بحرانی، کلاس‌بندی و امتیازدهی برای هر‌کدام از ویژگی‌های خاک، شاخص کیفیت محاسبه‌ شد. با ‌افزودن سه ‌ویژگی غلظت روی قابل دسترس، آب قابل دسترس و تنفس میکروبی، این‌ شاخص به‎صورت گسترش ‌یافته محاسبه‌ شد. نتایج نشان‌ داد که افزودن 10 تن در هکتار لجن فاضلاب و خاکستر لاستیک به‌خاک نسبت به‌سایر تیمارها باعث‌شد تا مقدار روی قابل جذب نسبت به‌شاهد به‌ترتیب 800 و 661 درصد افزایش یابد. کاربرد مقدار مناسب (10 تن در هکتار) کودهای آلی باعث بهبود کیفیت خاک شد. محاسبه مقدار شاخص کیفیت خاک گسترش‌یافته بهتر توانست به شناخت اثر تیمارها بر خاک کمک کند. همچنین، رابطه مثبت و معنی‌دار در سطح یک درصد بین شاخص کیفیت خاک و عملکرد و میزان روی دانه گندم وجود داشت. نتایج حاصل از پژوهش نشان‌ داد که می‌توان در خاک منطقه رودشت از تیمار لجن فاضلاب 10 تن در هکتار به‌دلیل افزایش ماده آلی و روی در خاک، آن را به‌عنوان یک کود مناسب توصیه‌ نمود.

---

فرسایش شیاری عبارت از فرآیند جدا ‌شدن و انتقال ذرات خاک توسط جریان متمرکز رواناب است. این فرسایش شکل رایج فرسایش آبی در دامنه‌ها می‌باشد. فرسایش‌پذیری شیاری بیان‌گر میزان جدا ‌شدن ذرات خاک و انتقال آنها توسط نیروی برشی جریان متمرکز است. این ‌آزمایش به‌منظور تعیین فرسایش‌پذیری شیاری در برخی خاک‌های استان زنجان تحت باران شبیه‌سازی‌ شده انجام گرفت. برای این‌منظور نمونه‌هایی از هشت خاک با بافت مختلف شامل رسی، لوم رسی، لوم سیلتی، لوم رس شنی، لوم شنی، شن لومی،لومی و شنی از سطح استان جمع‌آوری و به ‌داخل کرت‌های کوچک (120 ×100 سانتی‌متر) مستقر روی زمینی با شیب یکنواخت (10 درصد) انتقال یافت. کرت‌ها تحت پنج رخداد باران با‌شدت 60 میلی‌متر در ساعت به‌مدت یک ساعت قرار گرفتند. براساس نتایج، فرسایش‌پذیری شیاری در خاک‌های با بافت مختلف تفاوتی معنی‌دار داشت (01/0P<). فرسایش‌پذیری شیاری خاک‌ها همبستگی معنی‌داری با درصد بخش معدنی (شن، رس و سنگریزه) و درصد سدیم تبادلی داشت. با افزایش درصد شن و سنگریزه، نفوذپذیری خاک افزایش یافت و در نتیجه تولید جریان متمرکز کاهش یافت. تجزیه رگرسیون خطی چندگانه نشان داد که فرسایش‌پذیری شیاری در خاک‌ها به‌طور قابل‌ ملاحظه‌ای رابطه‌ای معنی‌دار با درصد سدیم تبادلی خاک دارد (01/0, P< 85/0=2R). در خاک رسی به‌دلیل وجود درصد سدیم تبادلی بالا (حدود 13) نسبت به‌ سایر خاک‌ها بالاترین میزان فرسایش‌پذیری شیاری بین خاک‌ها مشاهده ‌شد.

---

خاک از مهم‌ترین اجزای تشکیل‌ دهنده جنگل‌ است و شناسایی خاک، تعیین قابلیت و استعداد آن اولین گام برای اعمال مدیریت بهتر به‌شمار می‌رود. این‌ مطالعه جهت یافتن ارتباط بین جهت دامنه و موقعیت آن بر سه عنصر کربن‌آلی، نیتروژن و فسفر خاک انجام گردید. نمونه‌برداری از خاک در منطقه تنگ دالاب واقع در استان ایلام که جزئی از زاگرس جنوبی است، در دو دامنه شمالی و جنوبی و در توده بلوط ایرانی انجام‌ شد. در هر دامنه، سه ترانسکت ارتفاعی پیاده‌ شد. 60 نمونه در طول دامنه به فواصل 50 متر از یکدیگر برداشت گردید. بعد از آنالیز نرمال ‌بودن داده‌ها، مقایسه میانگین‌ها با ‌استفاده‌ از آزمون دانکن در سطح احتمال 5% انجام شد. اثر جهت دامنه بر میزان کربن آلی و نیتروژن کل معنی‌دار می‌باشد. موقعیت دامنه بر‌ میزان هر سه عنصر تأثیرگذار بوده‌ است. با حرکت از بالای دامنه به‌ طرف پایین دامنه بر غلظت عناصر غذایی در خاک اضافه گردید. بیشترین مقدار کربن در پائین دامنه شمالی 84/5 درصد و کمترین آن در پائین دامنه جنوبی 31/3 درصد، بیشترین مقدار نیتروژن در وسط دامنه شمالی 58/0 درصد و کمترین آن در وسط دامنه جنوبی 24/0 درصد و بیشترین مقدار فسفر در پائین دامنه شمالی 19/108 میلی‌گرم در کیلوگرم و کمترین آن در بالا دامنه شمالی 83/37 میلی‌گرم در کیلوگرم اندازه‌گیری ‌شد. نتیجه کلی حاصل از این ‌مطالعه تأیید می‌کند که عناصر غذایی در دامنه شمالی بیشتر از دامنه جنوبی بوده همچنین با حرکت از بالای دامنه به پایین دامنه بر غلظت عناصر در خاک افزوده ‌می‌شود.

---

در ‌این تحقیق، عملکرد دو نوع پوشش مصنوعی450PP، تولیدی در داخل کشور و پوشش گراولی دانه‌بندی‌ شده با استاندارد U.S.B.R در خاک سیلتی‌لوم در سه‌بار‌فشاری 55، 75 و 105 (غرقاب) سانتی‌متر از محور زهکش با استفاده از دو مدل فیزیکی مخزن خاک بررسی شده ‌است. دبی خروجی از زهکش‌ها در پوشش گراولی و در بارهای آبی 55، 75 و 105 سانتی‌متر و در حالت همگام به‌ترتیب 9/188، 0/172 و0/897 درصد بیشتر از پوشش مصنوعی به‌دست آمد. هدایت هیدرولیکی پوشش گراولی در بارهای آبی 55، 75 و 105 سانتی‌متر به‌ترتیب 3/17،0/14 و6/24 برابر پوشش مصنوعی بوده و نسبت گرادیان در این بارهای آبی در پوشش گراولی به‌ترتیب 4/14، 8/2 و 2/14% کمتر از پوشش مصنوعی بود. همچنین در هدایت هیدرولیکی، مقاومت ورودی لوله و پوشش در بار‌فشاری 105 سانتی‌متر که حالت غرقاب است نسبت به دو‌بار‌فشاری 55 و 75 سانتی‌متر در هر دو پوشش رفتار متفاوتی مشاهده شد. به‌طورکلی براساس پارامترهای اندازه‌گیری ‌شده پوشش گراولی عملکرد بهتری داشت.

---

در سال‌های ‌اخیر با‌ ظهور سامانه اطلاعات جغرافیایی و تکنولوژی سنجش از دور، ویژگی‏های توپوگرافیکی (ارتفاع، شیب و جهت شیب) و ویژگی‏های پوشش گیاهی به‌ راحتی به‌وسیله مدل‏های رقومی ارتفاع و شاخص پوشش گیاهی (NDVI) در مقیاس‏های مختلف (حوزه‏ای و منطقه‏ای) قابل دسترس می‏باشد. هدف از انجام این‌ پژوهش، بررسی امکان استفاده از ویژگی‏های توپوگرافیکی و پوشش گیاهی به‌همراه ویژگی‏های خاک به‌عنوان ویژگی‏های زود یافت برای تخمین هدایت هیدرولیکی اشباع خاک است. برای این‌ کار توزیع اندازه ذرات خاک، کربن آلی، کربنات کلسیم و چگالی ظاهری در افق‏های رویین و زیرین و ویژگی‏های توپوگرافیکی و NDVI از افق رویین خاک اندازه‏گیری شدند. سه ساختار شبکه عصبی پرسپترون برای مقایسه با رگرسیون چند‌متغیره‌ خطی مورد استفاده قرار گرفتند. کارایی توابع انتقالی خاک و توابع پیش‏بینی مکانی خاک به وسیله ضریب همبستگی اسپیرمن (r)، میانگین مربعات خطای نرمال شده (NMSE) و میانگین خطای مطلق(MAE) بین مقادیر اندازه‏گیری ‌‌شده و مشاهده‌ شده مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان‌ داد که ویژگی‏های توپوگرافیکی و پوشش گیاهی از متغیر‏های حساس در تخمین هدایت هیدرولیکی اشباع خاک در مراتع زاگرس مرکزی می‏باشند. به‌طور‌ کلی شبکه‏های عصبی (87/0=r) داری کارایی بهتری از رگرسیون چند‌متغیره ‌خطی (69/0=r) در تخمین هدایت هیدرولیکی اشباع خاک هستند.

---

آلودگی خاک و انباشتگی فلزات سنگین در خاک و محصولات کشاورزی یکی از مهم‌ترین مسایل زیست‌محیطی است که زندگی گیاهان، حیوانات و انسان را تهدید می‌نماید. این مطالعه با هدف بررسی آلودگی فلزات سنگین در خاک‌های استان همدان صورت گرفت. تعداد 286 نمونه مرکب خاک سطحی از عمق صفر تا 20 سانتی‌متری از کل استان جمع آوری شد. بعد از آماده‌سازی نمونه‌ها، مقدار کل روی، سرب، مس و نیکل در نمونه‌های خاک توسط اسید نیتریک عصاره‌گیری شد. غلظت کل عناصر سنگین توسط ICP اندازه‌گیری شد. مقادیر فاکتور آلودگی نشان داد که کلاس آلودگی متوسط دارای بیشترین مقدار فراوانی در نمونه‌های برداشت شده می‌باشد و عنصر سرب دارای کلاس آلودگی زیاد (7/0 درصد) است. نقشه‌های پراکندگی فاکتور آلودگی (CF) و شاخص بار آلودگی (PLI) با استفاده GIS آماده شدند. با روی ‌هم‌اندازی نقشه‌های فاکتور آلودگی و شاخص بار آلودگی با نقشه‌های زمین‌شناسی و کاربری اراضی مشخص گردید که غلظت نیکل، سرب، مس و روی تحت کنترل عوامل طبیعی مانند مواد مادری است، ولی فعالیت‌های کشاورزی به‌دلیل مصرف بیش از حد کودهای دامی و شیمیایی می‌تواند باعث افزایش هر چه بیشتر این عناصر در خاک شود.

---

این پژوهش با هدف ارزیابی معضل تراکم خاک در مزارع شرکت توسعه نیشکر و صنایع جانبی اهواز انجام گرفت. نمونه‌های دست‌نخورده از کف جوی‌ها برای اندازه‌گیری درصد رطوبت (mc)و چگالی ظاهری (BD) خاک جمع‌آوری شد. با توجه به تغییر بافت در مزارع، برای بیان درجه فشردگی خاک‌های مختلف و مقایسه آنها با هم، علاوه بر چگالی ظاهری، چگالی ظاهری نسبی (RBD، نسبت چگالی ظاهری به چگالی ظاهری مرجع) نیز تعیین شد. تغییرات مقاومت مکانیکی (شاخص مخروط؛ CI) خاک نیز بررسی شد. نتایج نشان داد که اکثر مقادیر BD اندازه‌گیری شده در مزارع نیشکر، در محدوده "ریشه‌های اندک" (محدودیت زیاد) می‌باشد. با مقایسه مقادیر BD به‌دست‌ آمده با حد بهینه (85/0) دیده شد که بیشتر مقادیر به‌دست آمده بیش از حد بهینه برای رشد ریشه گیاه بود که بیان‌گر فشردگی بیش از حد خاک‌های مزارع نیشکر می‌باشد. مقادیر CI در نیم‌رخ خاک‌ها نشان داد که در اکثر عمق‌ها مقادیر اندازه‌گیری شده در کف جوی‌ها از حدود محدود‌کننده (MPa 2) و بحرانی (MPa 3) برای رشد و نمو ریشه بیشتر می‌باشد. بنابراین، به‌منظور بهبود حاصلخیزی و کیفیت فیزیکی خاک، مدیریت تردد ماشین‌های برداشت نی در مزارع نیشکر، باید مورد بازنگری قرار گیرد.