علوم آب و خاک

اگر چه افزودن مواد بهساز به خاک جهت تغییر وضعیت پتاسیم خاک نیست، اما تأثیرات جانبی این مواد می‌تواند در توزیع پتاسیم بین شکل‌های محلول، تبادلی و غیرتبادلی خاک مهم باشد. در پژوهش حاضر تأثیر افزودن مقدار 2 درصد زئولیت، 2 درصد ورمی‌کمپوست و 1 درصد زئولیت+ 1 درصد ورمی‌کمپوست روی10 خاک آهکی استان فارس در 5 راسته ، مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش‌ها به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. نمونه‌ها به مدت 90 روز در دمای 2±22 درجه سلسیوس و 50 درصد رطوبت اشباع نگهداری شده و سپس شکل‌های مختلف پتاسیم در آنها اندازه‌گیری گردید. افزودن زئولیت سبب افزایش 279 میلی‌گرم بر کیلوگرم در پتاسیم تبادلی، کاهش 24 میلی‌گرم بر کیلوگرم در پتاسیم غیرتبادلی و عدم تغییر معنی‌دار پتاسیم محلول شد. کاربرد ورمی‌کمپوست اگر چه شکل محلول و تبادلی پتاسیم را افزایش داد اما این تأثیر بیشتر در جهت افزایش پتاسیم محلول بود (افزایش 139 میلی‌گرم بر کیلوگرم). ترکیب زئولیت+ورمی‌کمپوست سبب افزایش هر سه شکل پتاسیم گردید. افزایش پتاسیم محلول در‌نتیجه کاربرد ورمی‌کمپوست می‌تواند احتمال آبشویی پتاسیم را افزایش دهد؛ اما کاربرد زئولیت می‌تواند با نگهداشتن پتاسیم در فاز تبادلی از آبشویی و تثبیت پتاسیم جلوگیری کند.

پستی و بلندی و کاربری اراضی از عوامل مهم تأثیرگذار بر تشکیل خاک می‌باشند. اشکال شیمیایی اکسید آهن و پذیرفتاری مغناطیسی (χ) به‌طور گسترده‌ای جهت ارزیابی تکامل خاک به کار رفته‌اند. این مطالعه به‌منظور بررسی عوامل ذکر‌شده بر تغییرات χ 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 χ، پذیرفتاری مغناطیسی وابسته به فرکانس (χfd%) 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 χ 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 χ در سطح خاک‌های غیرشالیزاری 17 درصد بیشتر از خاک‌های شالیزاری بوده‌است. ارتباط مثبت و معنی‌داری میان χ و برخی خصوصیات خاک از جمله Fed، میزان رس و χfd% به‌دست آمد.

کرم‌های خاکی به‌دلیل نقش اساسی در بهبود خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک، مهم‌ترین جزء فون خاک محسوب می‌شوند. به‌منظور بررسی تأثیر کرم‌های‌ خاکی بر برخی از خواص شیمیایی خاک و شاخص‌های رشد گیاه، آزمایشی به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در شرایط گلخانه‌ای به‌مدت 140 روز اجرا گردید. فاکتور اول شامل حضور یا عدم حضور کرم‌های خاکی (Eisenia foetida)، فاکتور دوم مواد آلی مختلف شامل شاهد (بدون مواد آلی)، کمپوست ضایعات هرس سیب و انگور، کاه‌ و‌کلش گندم، ضایعات عرقیات گیاهی و هرس درختان سیب و انگور و فاکتور سوم شامل حضور یا عدم حضور گیاه ذرت (برای بررسی خواص منطقه ریزوسفر) بود. در پایان دوره رشد، برخی خصوصیات شیمیایی خاک شامل مقادیر نیتروژن کل، کربن آلی، آمونیوم و نیترات و شاخص‌های رشد گیاه اندازه‌گیری شدند. نتایج نشان داد که کاربرد موادآلی و کرم‌خاکی تأثیر معنی‌داری بر خصوصیات شیمیایی اندازه‌گیری شده داشت. کمپوست ضایعات هرس (PWC) در مقایسه با سایر بقایای آلی بیشترین تأثیر را در مقدار آمونیوم و نیترات داشت، به‌طوری که میزان این عناصر را به‌ترتیب 7/1 و 3/3 برابر در مقایسه با تیمار بدون مواد آلی (شاهد) افزایش داد. همچنین در تیمار کمپوست ضایعات هرس (PWC)، مقدار کربن آلی در خاک ریزوسفر نسبت به‌غیر ریزوسفر از 9/0 به 32/1 درصد افزایش نشان داد. حضور کرم‌های خاکی شاخص‌های رشد گیاه از جمله اندام هوایی و وزن خشک ریشه گیاه را به‌ترتیب 34 و 30 درصد نسبت به‌شرایط بدون کرم‌های‌ خاکی افزایش داد. مقادیر آمونیوم و نیترات خاک در شرایط حضور کرم ‌خاکی به‌ترتیب 32 و 49 درصد افزایش نشان داد. به‌طور کلی استفاده از مواد آلی مختلف با تلقیح کرم‌خاکی نتایج مطلوب‌تری نسبت به شرایط عدم حضور کرم خاکی به‌همراه داشت.

این مطالعه برای جداسازی و شناسایی گونه‌های قارچی حل کننده فسفر و ارزیابی توانایی آنها به‌صورت کیفی و کمی آنها انجام شد. آزمایش بر 5 نمونه خاک‌های جنگلی اطراف کوه سپیدلار استان کهگیلویه و بویراحمد انجام شد و توانایی قارچ‌های جداسازی شده در دو محیط کشت PVK و مایع بررسی گردید. آزمون کمی با تیمارهای قارچی شاهد، چهار جدایه و آسپرجیلوس نیجر با سه تکرار انجام شد. جدایه‌های برتر این دو محیط کشت توسط روش ITS-PCR شناسایی شد. از میان قارچ‌ها، 4 قارچ هاله بسیار بزرگ و روشن روی محیط کشت پیکواسکای ایجاد کردند. نتایج نشان داد که ترتیب مقدار فسفر محلول در قارچ­های مورد مطالعه‌به‌صورت شاهد< قارچ 4> قارچ 3>  قارچ 2<  آسپرجیلوس نیجر> قارچ 1 بود. جدایه‌های برتر 1 و 2 به‌ترتیب قارچ کلادوسپوریوم کلادوسپوریودس و ایوپنی‌سیلیوم روبیدوروم شناسایی شدند. این اولین گزارش از توانایی این قارچ‌ها در سطح گونه برای انحلال فسفر است.

مطالعه حاضر با هدف تعیین غلظت برخی عناصر غذایی در خاک و گیاهان در سه طبقه ارتفاعی (1500، 2200 و3000 متری) و دو مرحله زیستگرد گلدهی و شروع بذردهی در مراتع شمال سبلان انجام شد. نمونه‌های خاک از عمق 20 سانتی‌متری و نمونه‌های گیاه از سطح پلات‌های 1×1 متری به تعداد 10 پلات جمع‌آوری شد. پس از آماده‌سازی نمونه‌ها، غلظت عناصر معدنی کلسیم، فسفر، سدیم، پتاسیم، آهن، مس، روی و منگنز با استفاده از دستگاه‌های اسپکتروفتومتر جذب اتمی و فلیم‌فتومتر تعیین شد. داده‌ها با نرم‌افزار SAS9.1 و رویه مدل عمومی خطی در قالب طرح کاملاً تصادفی تجزیه و تحلیل شد. نتایج نشان داد ارتفاع بر غلظت کلسیم، آهن، مس، روی و منگنز خاک و فسفر، سدیم، پتاسیم، منیزیم، مس و منگنز گیاهان در طبقات ارتفاعی اثر معنی‌داری دارد (05/0P&le). فصل رویشی بر کلیه عناصر به جز کلسیم در گیاهان اثر معنی‌داری داشت‌ (05/0P&le). همچنین نتایج نشان داد در هر سه رویشگاه ارتفاعی غلظت عناصر پرنیاز در مرحله شروع بذردهی بالاتر از مرحله گلدهی بود. در مقابل، عناصر کم ‌نیاز در هر سه منطقه ارتفاعی در مرحله گلدهی غلظت‌های بالاتری نسبت به شروع بذردهی داشتند. اثر متقابل ارتفاع و مرحله رشد نیز به جز کلسیم در ارتباط با سایر عناصر معنی‌دار بود (05/0P&le).

این تحقیق به‌منظور بررسی سینتیک آزادسازی پتاسیم غیر‌تبادلی درافق‌های سطحی و زیرسطحی سری‌های غالب خاک‌های استان کهگیلویه و بویراحمد، با عصاره‌گیرهای معدنی و آلی انجام شد. عصاره‌گیری متوالی پتاسیم غیر‌تبادلی با کلرید کلسیم 01/0 مولار و اگزالیک اسید 01/0 مولار در 17 مرحله و به‌مدت 1948 ساعت در دو تکرار بر روی 64 نمونه سطحی و عمقی خاکرخ‌های انتخابی انجام شد. سپس برای بررسی سینتیک آزادسازی پتاسیم غیرتبادلی، داده‌های آزادسازی پتاسیم با معادلات مختلف سینتیکی شامل الوویچ، مرتبه اول، تابع توانی و پخشیدگی پارابولیک برازش داده شدند. نتایج نشان داد که میانگین پتاسیم غیر‌تبادلی (پتاسیم استخراج شده با اسید نیتریک) خاک‌های مطالعه شده 356 میلی‌گرم بر کیلوگرم بود. کلرید کلسیم و اگزالیک اسید تنها بخش کوچکی از پتاسیم غیر‌تبادلی را آزاد کردند به‌طوری که اگزالیک اسید حدود 52 درصد و کلرید کلسیم نیز حدود 58 درصد از پتاسیم غیرتبادلی را آزاد کردند. مقدار پتاسیم غیرتبادلی آزاد شده توسط اگزالیک اسید تقریباً در همه نمونه‌ها کمتر از پتاسیم غیرتبادلی آزاد شده با کلرید کلسیم بود که دلیل اصلی آن می‌تواند ظرفیت بافری بالای خاک‌های آهکی و خنثی شدن اگزالیک اسید توسط آهک باشد. ضریب سرعت آزادسازی (b) معادله‌های الوویچ و پخشیدگی پارابولیک همبستگی معنی‌داری با پتاسیم غیرتبادلی و تعدادی از خصوصیات فیزیکو شیمیایی خاک نشان دادند. همچنین با توجه به‌ضرایب تبیین و اشتباه استاندارد برآورد، به‌ترتیب معادله‌های الوویچ، تابع توانی، مرتبه اول و پخشیدگی پارابولیک به‌عنوان بهترین معادله‌ها برای پیش‌بینی آزادسازی پتاسیم غیرتبادلی خاک‌های استان پیشنهاد شدند.

بارش یک پارامتر مهم در چرخه هیدرولوژی بوده و کمبود داده‌های آن از بزرگ‌ترین مشکلات در تحلیل‌های اقلیمی و هیدرولوژیک است. لذا، محققین استفاده از تصاویر ماهواره‌ای حاصل از سنجش از دور را به‌عنوان یکی از راهکارهای عملی به‌منظور تخمین بارش مطرح کرده‌اند. در این مقاله، به ارزیابی اطلاعات بارش ماهواره‌ای PERSIANN و TRMM-3B42 V7 در حوضه گرگانرود پرداخته شده است. بدین‌منظور، از اطلاعات بارش روزانه ایستگاه‌های تمر، رامیان، بهلکه ‌داشلی، سد گرگان، غفارحاجی و فاضل‌آباد طی سال‌های آبی 83-1382 تا 86-1385 استفاده شد. شاخص‌های ارزیابی برای مقیاس‌های زمانی روزانه، ماهانه و فصلی محاسبه و تحلیل شدند. نتایج نشان داد اگرچه PERSIANN و TRMM-3B42 V7 در مقیاس روزانه دقت کافی ندارند، ولی در مقیاس‌های ماهانه و فصلی با قیاس نتایج مطالعات مشابه، از دقت مناسبی برخوردارند. بیشترین همبستگی بین اطلاعات این دو پایگاه و داده‌های مشاهداتی در مقیاس‌های زمانی روزانه و ماهانه برای  TRMM-3B42 در ایستگاه‌های سد گرگان و بهلکه‌ داشلی به‌ترتیب برابر 397/0 و 404/0 مشاهده شد. در مقیاس فصلی همبستگی داده‌های مشاهداتی در فصل زمستان با PERSIANN و در بقیه فصل‌ها با TRMM-3B42 بیشتر است. همچنین، نتایج نشان می‌دهد اگرچه TRMM-3B42 همبستگی بیشتری را با داده‌های مشاهداتی دارد، اما PERSIANN در آشکارسازی تعداد روزهای بارانی نتایج بهتری را ارائه کرده است.

پتاسیم فراوان‌ترین عنصر غذایی موجود در بخش سطحی خاک بوده که بخش اعظم آن غیرقابل‌ دسترس برای گیاه می‌باشد. مطالعه حاضر با هدف جداسازی باکتری‌های حل‌ کننده پتاسیم از خاک ریزوسفری و ارزیابی توانایی کمی پتاسیم آزاد شده توسط سویه‌ها از منابع مختلف سیلیکاته انجام شد. بدین‌منظور بررسی‌های آزمایشگاهی و نیز گلخانه‌ای با گیاه ذرت (Zea mays L.) رقم سینگل کراس ۶۴۰ به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار اجرا شد. عامل‌های آزمایشگاهی شامل منبع پتاسیم (چهار سطح)، زمان انکوباسیون (هفت سطح) و تلقیح میکروبی (شش سویه) و فاکتورهای گلخانه‌ای شامل منبع پتاسیمی (۵ سطح) و تلقیح میکروبی (چهار سطح) بودند. نتایج نشان داد که از بین سویه‌ها، سویه _۱۳KSB دارای بیشترین قطر هاله انحلال (۲۵ میلی‌متر) و شاخص حلالیت (سه) بود. بالاترین مقدار پتاسیم آزاد شده (۳۲/۳ میکروگرم بر میلی‌لیتر) از منبع بیوتت بوده که توسط سویه _۱ KSB پس از ۱۰ روز انکوباسیون به‌دست آمد. تلقیح میکروبی، وزن خشک ریشه و ارتفاع گیاه را به‌ترتیب ۳۰ و ۲۵ درصد نسبت به شاهد افزایش داد. همچنین میانگین مقدار پتاسیم و وزن خشک بخش هوایی گیاهان در تیمار میکروبی در کانی‌های سیلیکاته به‌ترتیب ۷۵/۳ و ۵۷/۱ برابر بیش از تیمار شاهد به‌‌دست آمد. می‌توان نتیجه‌گیری کرد که تلقیح باکتریایی سبب آزادسازی پتاسیم از کانی‌های سیلیکاتی و بهبود رشد گیاه می‌شود.

احداث سد مخزنی در بالادست حوضه آبریز تجن به‌عنوان یکی از فعالیت‌های انسانی جهت تأمین آب شرب، برقابی، کشاورزی، کنترل سیلاب و یا سایر اهداف می‌تواند روی سایر بخش‌ها نظیر منابع آب زیرزمینی تأثیرگذار باشد. هدف این پژوهش، بررسی اثر احداث سد مخزنی شهید رجایی روی منابع آب زیرزمینی دشت ساری- نکا در یک دوره 26 ساله (1390-1364) با استفاده از روش‌های زمین آمار و آزمون‌های آماری پارامتری و ناپارامتری می‌باشد. نتایج آزمون‌های آماری نشان داد که تغییرات سطح آب زیرزمینی در طول این 26 سال، روند صعودی غیر‌معنی‌داری داشت. عامل‌های کیفی EC،TDS ، TH، Cl، SO₄، Mg، Na، SAR در محدوده مورد مطالعه، روند نزولی معنی‌دار را در سطح اطمینان 5 درصد در آزمون‌های پیرسون و کندال نشان دادند. تغییرات کیفی منابع آب زیرزمینی در منطقه، نشان از بهتر شدن وضعیت منابع آب به‌دلیل احداث سد مخزنی داشت. نتایج تحلیل مکانی در محدوده مورد مطالعه با استفاده از روش کریجینگ در سه سال 1364، 1378 و 1390 نیز نشان داد که در سال 1378 (سال بهره‌برداری از سد)، اغلب عامل‌های کیفی از سال 1364 تا زمان بهره‌برداری سد (1378) به بالاترین مقدار خود رسیده‌اند و بعد از آن در سال 1390 مقدار آنها کاهش یافته است. نتایج این پژوهش نشان داد که با احداث سد و بهره‌برداری از طرح شبکه آبیاری و زهکشی سد شهید رجایی، سطح آب زیرزمینی در قسمت شمالی دشت به‌دلیل فعالیت‌های کشاورزی بالا آمده که به‌تبع آن روی کیفیت منابع آب در این منطقه تأثیر به‌سزایی گذاشته است.
 

به‌دلیل سرعت بالای تصعید نیتروژن به‌صورت آمونیاک، نیتریفیکاسیون، رواناب سطحی و آب‌شویی، کارایی استفاده از نیتروژن در شالیزارها پایین می‌باشد. از آنجائی که نیتروژن برگ نشان‌دهنده ذخیره نیتروژنی کل از تمام منابع می‌باشد در نتیجه می‌تواند نشانگر خوبی از فراهمی نیتروژن برای گیاه در هر زمان باشد. دیاگرام شاخص رنگ برگ یک وسیله ساده و قابل حمل برای تعیین زمان مصرف سرک کود نیتروژن می‌باشد. این ابزار برای افزایش کارائی استفاده از نیتروژن مورد استفاده قرار می‌گیرد. یک آزمایش مزرعه‌ای برای مقایسه تأثیر کاربرد تقسیطی کود نیتروژن واستفاده از ابزار چارت رنگ برگ، بر عملکرد دانه و راندمان استفاده از کود نیتروژن در سال 1387 در مزرعه تحقیقاتی برنج در مرکز تحقیقات برنج کشور در آمل انجام شد. آزمایش در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با 12 تیمار در 3 تکرار برروی رقم فجر انجام شد.12 تیمار شامل تیمار شاهد (بدون مصرف کود نیتروژن) و تقسیط‌های 45، 90، 135 کیلوگرم نیتروژن در هکتار در سه زمان مصرف برای هر کدام از مقادیر و دو تیمار دیگر شامل تیمارهای LCC شماره 4 و 5 بوده است. نتایج نشان داد که عملکرد دانه نسبت به شاهد تا سطح 135 کیلوگرم در هکتار افزایش یافت به‌طوری که عملکرد دانه در این سطح مصرف کود 55‌% نسبت به شاهد افزایش یافت. همچنین نتایج نشان داد عملکرد دانه درتیمارهای LCC بیشترازتیمارهای تقسیطی بود. بنابراین نتایج بین تیمارهای مختلف کودی، تیمار 5LCC با داشتن حداکثر عملکرد دانه و راندمان‌های زراعی، فیزیولوژیک، داخلی و عامل بهره‌وری نسبی، می‌تواند بهترین روش مدیریتی برای استفاده از کود نیتروژن محسوب گردد و مانع از کاربرد اضافی کود نیتروژن در رقم فجر می‌گردد.
 

تأثیر آتش‌سوزی بر خاک‌ها به‌‌شدت و مدت آتش‌سوزی بستگی دارد. به‌منظور بررسی تأثیر آتش‌سوزی و زمان‌های پس از آن بر برخی خواص فیزیکی و شیمیایی خاک، تعداد 80 نمونه خاک (سوخته و غیرسوخته) از دو عمق سطحی (5 -0 سانتی‌متری) و زیرسطحی (20-5 سانتی‌متری) با سابقه آتش‌سوزی متفاوت شامل 2 و 12 ماه پس از آتش‌سوزی به‌صورت تصادفی برداشت گردیدند. برخی از خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک در نمونه‌های تهیه شده اندازه‌گیری شدند. نتایج نشان‌دهنده وجود اختلاف معنی‌دار از نظر میزان pH، EC، وزن مخصوص ظاهری و آمونیوم در خاک‌هایی با سابقه آت ش‌سوزی متفاوت بود. به‌طوری که مقدار این پارامترها بلافاصله پس از آتش‌سوزی در خاک‌های سوخته در مقایسه با خاک‌های شاهد (غیرسوخته) افزایش نشان داد ولی پس از گذشت 12 ماه به سطوح قبل از آتش‌سوزی رسید. مقدار نیتروژن کل در خاک‌هایی با 2 و 12 ماه سابقه آتش‌سوزی به‌ترتیب به میزان 18/1 و 11/1 برابر نسبت به خاک‌های شاهد افزایش یافت. مقدار کربن آلی در عمق سطحی خاک‌های سوخته با 2 و 12 ماه سابقه آتش‌سوزی نسبت به خاک‌های شاهد به‌ترتیب 25/37 و 7/24 درصد افزایش یافت. همچنین آتش‌سوزی منجر به کاهش معنی‌دار مقدار رس (25/29 درصد) در مناطق سوخته در مقایسه با خاک‌های شاهد شد. به‌طوری که توزیع اندازه ذرات خاک در مناطق شاهد در کلاس‌های بافتی رسی تا لومی و در مناطق سوخته در کلاس‌های بافتی لوم‌رسی تا لوم‌شنی قرار گرفت. به‌طور کلی آتش‌سوزی منجر به تغییرات محسوسی در خواص خاک شده که احیاء این شرایط به بیش از یک سال زمان نیاز دارد.