علوم آب و خاک

---

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

---

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

---

خاک‌های آهکی و گچی، عواملی محدودکننده برای جذب برخی عناصر غذایی توسط گیاه و تولید محصول هستند. اغلب خاک‌ در ایران آهکی و گچی می‌باشند. بنابراین هدف از این پژوهش، بررسی تأثیر کربنات کلسیم و گچ بر قابلیت جذب برخی عناصر غذایی و رشد گیاه ذرت بود. این مطالعه در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه ولی عصر (عج) رفسنجان انجام شد. تیمارها به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با 3 تکرار اعمال شدند. تیمارها شامل کربنات کلسیم در سه سطح (صفر، 20 و 40 گرم در صد گرم خاک)، گچ در سه سطح (صفر، 15 و 30 گرم در صد گرم خاک) و بافت خاک در دو سطح (شن و لوم رسی سیلتی) بود. نتایج نشان داد که افزایش مقدار کربنات کلسیم به هر دو نوع بافت خاک در بالاترین سطح موجب کاهش معنی‌دار سطح برگ (80 و 15 درصد کاهش به‌ترتیب برای بافت شنی و لوم رسی سیلتی)، وزن خشک (70 و 14 درصد کاهش به‌ترتیب برای بافت شنی و لوم رسی سیلتی)، ارتفاع گیاه (شیب 7/0- برای خاک شنی و 15/0- برای خاک ریزبافت)، جذب آهن (شیب 67/9- برای خاک شنی و 3/11- برای خاک ریزبافت) و روی (شیب 24/0- برای خاک شنی و 1- برای خاک ریزبافت) اندام هوایی شد، ولی تأثیر معنی‌داری بر جذب مس اندام هوایی نداشت. افزایش مقدار گچ به خاک شنی، باعث کاهش معنی‌دار سطح برگ (80 درصد کاهش)، وزن خشک (62 درصد کاهش) و جذب مس اندام هوایی (شیب 93/1-) شد، ولی اثر معنی‌داری بر ارتفاع و جذب روی اندام هوایی نداشت. کاربرد گچ، جذب آهن اندام هوایی در خاک ریز‌بافت را به‌طور معنی‌داری کاهش داد (شیب 86/24-)، در صورتی که بر جذب آن در خاک درشت بافت اثر معنی‌داری نداشت.

---

حرکت باکتری اشریشیا کولی مقاوم به نالیدیکسیک اسید (E. coli NAR) تحت شرایط جریان اشباع و غیراشباع در دو دمای ºC 5 و ºC 20 در دو خاک لوم‌رسی و لوم‌شنی مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش‌های آبشویی در ستون‌های بزرگ بازسازی‌شده با هوادیدگی فیزیکی انجام شد. از دستگاه نفوذسنج مکشی برای برقراری شرایط جریان اشباع و غیراشباع ماندگار استفاده گردید. نمونه‌برداری از زه‌آب خروجی از سه عمق 10، 30 و 45 سانتی‌متر در زمان‌های مشخص انجام شد. شرایط رطوبتی اشباع، دمای ºC 20 و خاک لوم-رسی سبب افزایش غلظت باکتری در زه‌آب خروجی شدند. ضریب پالایش و شاخص نسبی جذب در خاک لوم‌شنی (میانگین شرایط جریان، دما و عمق خاک) به ترتیب 32% و 23% بیشتر از خاک لوم‌رسی به دست آمد، که بیانگر توانایی بیشتر خاک لوم‌شنی در پالایش باکتری به دلیل ساختمان ضعیف‌تر و منافذ ریزتر است. به عبارت دیگر باکتری‌ها در منافذ ریز خاک لوم‌شنی به صورت فیزیکی حبس شده و گیر می‌افتند. با افزایش عمق خاک غلظت آلاینده نیز کمتر شد که نشان‌دهنده اثر خاک در پالایش آلاینده‌های میکروبی به عنوان یک فیلتر طبیعی است. کاهش دمای محیط شستشو سبب کاهش شدت جریان و در نتیجه افزایش پالایش باکتری (میانگین شرایط جریان، دما و عمق خاک) به میزان 100% در خاک لوم‌رسی و 68% در خاک لوم‌شنی شد

---

پخش سیلاب نقش مؤثری در بهبود و حاصل‌خیزی خاک، تغذیه آب‌های زیرزمینی، احیا و تقویت پوشش گیاهی و کنترل بیابان‌زایی دارد. از آنجایی که سیلاب زمینه انتقال ذرات خاک را فراهم می‌آورد، در صورت مناسب بودن مواد معلق موجود در سیلاب، پخش آن سبب افزایش حاصل‌خیزی خاک می‌شود. در نتیجه لازم است تا میزان این تغییرات و روند آن در طول زمان بررسی و روش مناسب در راستای افزایش بهره‌وری این طرح‌ها ارائه شود. به همین منظور با نمونه‌برداری از نقاط مختلف عرصه پخش سیلاب و تجزیه فیزیکی و شیمیایی این نمونه‌ها، این روند در طول 5 سال دوره رسوب‌گذاری بررسی شد. در این رابطه، نمونه‌برداری به روش سیستماتیک - تصادفی و با شبکه‌بندی نوارها از سه نوار اول سیلگیری شده مربوط به 13 ایستگاه منتخب پخش سیلاب در سراسر کشور انجام و شاخص‌های نیتروژن کل، فسفر قابل جذب، پتاسیم قابل جذب و کربن آلی خاک اندازه‌گیری شد. برای مقایسه میانگین‌ها، به دلیل عدم تطابق داده‌ها با توزیع نرمال، از آزمون ناپارامتری استفاده گردید. هم‌چنین، به منظور دست‌یابی به اهداف مورد نظر و تحلیل صحیح داده‌های جمع‌آوری شده، مبادرت به گروه‌بندی ایستگاه‌‌ها شد. بدین منظور، با استفاده از تجزیه خوشه‌ای، میانگین ویژگی‌‌های فیزیکی و شیمیایی خاک، ایستگاه‌های منتخب در سه دسته قرار گرفت. نتایج نشان ‌داد که تغییرات شاخص‌های حاصل‌خیزی در نوارهای پخش در سال‌‌های مختلف، دارای تغییرات نامنظم و هم‌چنین بین گروه‌‌های سه‌گانه ایستگاه‌‌ها نیز تا حدی متفاوت بوده است. به نظر می‌رسد این موضوع می‌تواند متأثر از عوامل مختلفی از جمله متفاوت بودن کمیّت و کیفیت سیلاب منحرف شده، متفاوت بودن بستر عرصه‌‌های پخش سیلاب و عدم توزیع یک‌نواخت سیلاب روی عرصه‌ها باشد. اگرچه بستر اولیه عرصه‌های پخش سیلاب از نظر مواد آلی و حاصل‌خیزی خاک فقیر است، ولی در مجموع پخش سیلاب باعث بهبود شاخص‌های حاصل‌خیزی در خاک سطحی عرصه‌های پخش سیلاب شده است، البته برای رسیدن به شرایط اید‌آل نیاز به گذشت زمان بیشتری می‌باشد.

---

مطالعه انتقال میکروب‌ها در خاک از جنبه‌های مختلفی مانند آلودگی آب‌های زیرزمینی و پالایش زیستی خاک و آب زیرزمینی اهمیت دارد. هدف از این پژوهش مطالعه کمی انتقال باکتری در ستون‌های خاک آهکی دست‌نخورده تحت شرایط رطوبتی اشباع بود. بدین منظور، منحنی رخنه باکتری سودوموناس فلورسنس و کلراید در شرایط اشباع پایدار اندازه‌گیری شد. پس از پایان آزمایش انتقال باکتری، تعداد باکتری در لایه‌های مختلف خاک شمارش شد. مدل جذب- واجذب سینتیک تک مکانی و دو مکانی برنامه HYDRUS-1D برای پیش‌بینی انتقال و جذب باکتری در ستون خاک استفاده شد. نتایج نشان داد مدل جذب- واجذب سینتیک دو مکانی در مقایسه با مدل تک مکانی برآوردی بهتر از انتقال و نگهداشت باکتری در نیمرخ خاک دارد. کارایی این مدل (E) در برآورد منحنی رخنه باکتری از 92/0 تا 95/0 و در برآورد نگهداشت باکتری در نیمرخ خاک از 86/0 تا 94/0 بود. جذب باکتری به مکان 1 نسبتاً سریع و واجذب آن کند بود. در‌حالی‌که جذب باکتری و واجذب آن از مکان 2 سریع بود. ویژگی جذب سریع و واجذب کند باکتری در مکان 1 به کربنات کلسیم خاک نسبت داده شد که مکانی مناسب برای جذب باکتری است. نرخ واجذب باکتری کمتر از 01/0 نرخ جذب آن بود که نشان‌دهنده جذب تقریباً غیرقابل برگشت باکتری به کربنات کلسیم است. بیشتر باکتری‌ها پالایش شده در لایه‌های سطحی خاک نگهداشته شدند و با کاهش عمق مقدار نگهداشت باکتری به‌صورت نمایی کاهش یافت. نرخ حذف باکتری در خاک از 4 تا 9/4 متغیر بود. نرخ بالای حذف باکتری به کربنات کلسیم خاک نسبت داده شد که دارای بار موافق برای جذب باکتری گرم منفی است

---

اثر ویژگی‌های ذاتی خاک بر پایداری ساختمان خاک مورد ارزیابی قرار گرفت. نمونه‌های خاک (33 سری) از استان همدان به گونه‌ای انتخاب شد که دامنه گسترده‌ای از ویژگی‌های ذاتی و پایداری ساختمان خاک را دربرگیرند. دو شاخص پایداری ساختمان خاک شامل میانگین وزنی قطر خاکدانه‌ها (MWD) با استفاده از روش یودر و شاخص دبوت- دلینهیر (DDI) مورد استفاده قرار گرفت. پیش از آزمایش الک تر خاکدانه‌ها دو پیش- تیمار رطوبتی به صورت (مرطوب شدن سریع تا اشباع و مرطوب شدن آهسته تا مکش ماتریک kPa 30) اعمال گردید. روابط رگرسیون خطی و چندگانه بین MWD و DDI با ویژگی‌های ذاتی خاک (مقدار ماده آلی، رس، رس ریز، سیلت، شن، کربنات کلسیم، رسانایی الکتریکی و واکنش خاک) تعیین گردید. نتایج نشان داد که مقدار ماده آلی خاک بیشترین تأثیر را بر شاخص‌های ذکر شده داشت. پس از ماده آلی، رس، رس ریز و کربنات کلسیم به ترتیب تأثیرگذار بودند. مرطوب کردن سریع باعث خرد شدن بیشتر خاکدانه‌ها به علت انرژی تخریبی آن، محبوس شدن هوا و آماس غیریکنواخت خاک شد. در حالی که مرطوب شدن آهسته تفاوت خاک‌های با پایداری ساختمان کم را بهتر نشان داد. این پژوهش نشان داد پس از تأثیر ماده آلی، رس ریز عامل مؤثرتری نسبت به کل رس بر شاخص‌های پایداری ساختمان خاک است و هم‌چنین ضریب تبیین بالایی (75%< 2R) بین MWD و DDI وجود دارد و این دو شاخص برای ارزیابی پایداری خاکدانه‌ها در استان همدان پیشنهاد می‌شود.

---

در میان آلاینده‌های محیطی، فلزات سنگین به دلیل غیرقابل تجزیه بودن و اثرات فیزیولوژیکی که بر موجودات زنده در غلظت‌های کم دارند، از اهمیت خاصی برخوردارند. این عناصر به دلیل تحرک کم به مرور در خاک انباشته می‌شوند. انباشت این عناصر در خاک در نهایت باعث ورود آنها به چرخه غذایی و تهدید سلامت انسان و سایر موجودات می‌شود. لذا بررسی توزیع غلظت عناصر سنگین جهت پایش آلودگی خاک و حفظ کیفیت محیط زیست ضروری است. این تحقیق با هدف بررسی اثر کاربری اراضی کشاورزی و زمین‌شناسی بر میزان غلظت فلزات سنگین و نقشه پهنه‌بندی آلودگی خاک با استفاده از داده‌های جمع‌آوری شده، سیستم اطلاعات جغرافیایی و زمین آمار انجام گرفت. با استفاده از روش نمونه‌برداری سیستماتیک تصادفی طبقه‌بندی شده، تعداد 135 نمونه خاک سطحی (20- 0 سانتی‌متری) از منطقه‌ای به وسعت7262 کیلومتر مربع جمع‌آوری و غلظت کل عناصر نیکل،کروم وکبالت و خصوصیات خاک شامل pH، ماده آلی و بافت آنها اندازه‌گیری شد. میانگین غلظت عناصر 7/22 ± 9/88Cr:، 5/3±6/17Co:، 7/17 ± 1/63Ni: میلی‌گرم بر کیلوگرم به‌دست آمد و میانگین اسیدیته 8/7 می‌باشد که نشان‌دهنده قلیایی بودن خاک منطقه مورد مطالعه است. برای پهنه‌بندی غلظت فلزات سنگین از روش‌های زمین آمار استفاده شد و با کمک آنالیز همبستگی مکانی، مناسب‌ترین روش پهنه‌بندی با استفاده از توابع قدرمطلق میانگین خطا و میانگین اریبی خطا انتخاب گردید. نقشه پهنه‌بندی غلظت فلزات سنگین کروم، کبالت و نیکل با استفاده از روش کریجینگ معمولی و مدل نمایی تهیه شد. تجزیه و تحلیل نقشه پهنه‌بندی فلزات سنگین با کمک نقشه‌های زمین‌شناسی و کاربری اراضی نشان داد که پراکنش عناصر کروم، کبالت و نیکل با طبقات زمین‌شناسی مطابقت دارد. اما با الگوی کشاورزی مطابقت نداشت. از سوی دیگر با بررسی غلظت نمونه‌های واقع در مناطق بکر و دور از دسترس انسان به تفکیک طبقات سنگ بستر، مشخص شد در سنگ بسترهای شیل، ماسه سنگ، سنگ دگرگونی و سنگ آهک به‌طور طبیعی غلظت این عناصر بالا می‌باشد. یافته‌های این تحقیق اطلاعات مناسبی را در مورد توزیع غلظت فلزات سنگین کروم، کبالت و نیکل در منطقه مورد مطالعه ارائه می‌کند که می‌تواند به فرآیندهای پایش و ارزیابی آلودگی فلزات سنگین در اراضی کشاورزی منطقه مورد بررسی کمک کند.

---

کاربرد کمپوست و شیرابه کمپوست به عنوان کودهای آلی، می‌تواند سبب بهبود رشد گیاه، جذب عناصر غذایی و افزایش زیست‌فراهمی عناصر غذایی در خاک شود. یک آزمایش فاکتوریل (2×4×4) در چارچوب طرح کاملاً تصادفی برای ارزیابی اثر کمپوست و شیرابه کمپوست بر رشد و ترکیب شیمیایی جو بهاره و هم‌چنین زیست‌فراهمی برخی عناصر در خاک آهکی لوم رسی و شنی در شرایط گلخانه اجرا گردید. تیمارها شامل چهار سطح کمپوست (صفر، 15، 30 و 60 گرم در کیلوگرم)، چهار سطح شیرابه کمپوست (صفر، 10، 20 و 40 گرم در کیلوگرم) و دو محیط کشت (خاک لوم رسی و شنی) با سه تکرار بود. نتایج نشان داد که با افزایش کمپوست و شیرابه کمپوست در خاک لوم رسی و شنی وزن ماده خشک اندام هوایی، تعداد پنجه، تعداد سنبله و عملکرد دانه جو افزایش معنی‌داری یافت. بیشترین وزن ماده خشک اندام هوایی و تعداد پنجه در دو محیط کشت در بالاترین سطح کمپوست یا شیرابه کمپوست و بیشترین تعداد سنبله و عملکرد دانه جو در کمترین سطح کمپوست و شیرابه کمپوست به‌دست آمد. کاربرد کمپوست در خاک لوم رسی و شنی سبب افزایش معنی‌دار غلظت نیتروژن، فسفر، آهن، منگنز، روی و مس در اندام هوایی و ریشه جو شد. ولی افزودن شیرابه کمپوست تنها سبب افزایش معنی‌دار غلظت فسفر و آهن در اندام هوایی گیاه شد. با افزایش سطوح کمپوست، غلظت نیتروژن نیتراتی، فسفر، آهن، منگنز، روی، مس و هم‌چنین میزان قابلیت هدایت الکتریکی و ماده آلی در خاک لوم رسی و شنی پس از برداشت جو افزایش یافت. افزودن شیرابه سبب افزایش معنی‌دار غلظت آهن، روی، مس و میزان ماده آلی و قابلیت هدایت الکتریکی در دو محیط کشت شد. در تیمارهای کمپوست و شیرابه کمپوست در دو محیط کشت، پس از برداشت گیاه غلظت عناصر کم مصرف از حد بحرانی بالاتر بود. بنابراین نیاز به افزودن این عناصر برای کشت بعدی نمی‌باشد. به طور کلی از کمپوست و شیرابه کمپوست می‌توان به عنوان کود آلی مناسب در کشت جو استفاده نمود، هر چند به دلیل شوری بالای شیرابه کمپوست و عناصر سنگین موجود در کمپوست و شیرابه کمپوست در میزان و دفعات کاربرد آنها به ویژه در خاک‌های شنی باید دقت کافی نمود. قبل از هر توصیه کودی، نتایج این پژوهش بایستی در شرایط مزرعه نیز تأیید شود

---

فرسایش پاشمانی باران به‏عنوان اولین رویداد در فرسایش خاک، حرکت ذرات و کلوخه‏های خاک را سبب می‏شود، و یک فرآیند مهم در فرسایش بین‏شیاری محسوب می‏شود. نرخ جدایش در فرسایش پاشمانی با ویژگی‏های خاک و باران مرتبط بوده و تحت تأٔثیر فرسایندگی باران و فرسایش‏پذیری خاک است. بنابراین در این بررسی نرخ فرسایش پاشمانی و مقایسه آن در کاربری‏های مختلف و ارتباط آن با برخی خصوصیات خاک مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور 120 نمونه خاک از سه کاربری اراضی مجاور هم شامل جنگل، مرتع و کشاورزی در دو عمق 0-10 و10-20 سانتی‏متری از حوزه آبخیز کسیلیان جمع‏آوری شد. اندازه‏گیری فرسایش پاشمانی تحت شرایط آزمایشگاهی و با استفاده از شبیه‏ساز باران و فنجان پاشمان انجام شد. نتایج نشان داد که اختلاف معنی‏داری بین نرخ فرسایش پاشمانی در کاربری‏های مختلف وجود ندارد و تغییر کاربری جنگل به کاربری کشاورزی و مرتع درصد ماده آلی را به ترتیب 93/59 و 62/33 درصد در عمق سطحی و 33/33 و 59/25 درصد در عمق زیرین کاهش داده است. درصد سیلت در کاربری کشاورزی دارای هم‏بستگی مثبت معنی‏دار (742/ 0=r ، 018/0= p)، ماده آلی در کاربری مرتع دارای هم‏بستگی منفی معنی‏دار (798/0= r ، 001/ 0= p) و شاخص فرسایش‏پذیری خاک در کاربری کشاورزی دارای هم‏بستگی مثبت معنی‏دار (668/0 r =و 00/0 p=) با نرخ پاشمان است.

---

منحنی مشخصه آب خاک نشان‌دهنده تغییرات رطوبت در برابر مکش آب خاک است که در مسائل حرکت آب در خاک دارای اهمیت بسیار زیادی می‌باشد. اندازه‌گیری این منحنی در آزمایشگاه وقت‌گیر و پرهزینه است، بنابراین روش‌های بسیاری برای تخمین آن ارائه شده است که از آن‌جمله می‌توان به توابع انتقالی اشاره نمود. با استفاده از توابع انتقالی امکان تخمین منحنی مشخصه از روی سایر پارامترهای خاک که اندازه‌گیری آنها آسان‌تر است، امکان‌پذیر می‌شود. توابع انتقالی پارامتریک توابعی هستند که برای پارامترهای مدل‌های موجود منحنی مشخصه ارائه شده‌اند. در این پژوهش 12 تابع انتقالی پارامتریک داخلی و خارجی برای مدل‌های بروکس و کوری، کمپبل و ونگنوختن درنظر گرفته شدند و روی 30 نمونه خاک با بافت‌های مختلف در استان فارس مورد ارزیابی قرار گرفتند. برای این منظور منحنی مشخصه آب خاک و سایر ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی لازم خاک‌ها اندازه‌گیری شدند و خاک‌ها با توجه به بافت به سه گروه ریز، میانه و درشت بافت تقسیم شدند. نتایج این پژوهش نشان داد که توابع پارامتریک مدل ونگنوختن مناسب‌‌تر از توابع انتقالی پارامتریک دو مدل دیگر می‌باشد که از دلایل آن برازش بهتر مدل ونگنوختن بر داده‌های اندازه‌گیری شده است. هم‌چنین نتایج نشان داد که تابع پارامتریک وستن و همکاران مناسب‌ترین تابع برای تخمین منحنی مشخصه آب خاک در خاک‌های مورد بررسی در استان فارس است و توابع داخلی ارائه شده چندان مناسب نیستند

---

به منظور بررسی اثر کاربرد ورمی کمپوست بر برخی خواص فیزیکی و شیمیایی خاک شامل جرم مخصوص حقیقی (ρs)، جرم مخصوص ظاهری (ρb)، تخلخل (f)، ظرفیت نگهداشت آب خاک (S)، رطوبت در نقاط ظرفیت زراعی (FC) و پژمردگی دائم (PWP)، میزان آب قابل دسترس (AWC)، pH، هدایت الکتریکی (EC) و کربن آلی (OC)، آزمایشی در قالب طرح کرت‌های خرد شده با پایه بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکرار انجام شد. تیمارهای کودی در کرت‌های اصلی و سال‌های اعمال این تیمارها در کرت‌های فرعی قرار گرفتند. تیمارهای کودی به عنوان فاکتور اصلی در شش سطح (T1 = شاهد، T2 = کود شیمیایی، T3 = 20 تن ورمی کمپوست در هکتار،T4 = ‌20 تن ورمی کمپوست در هکتار + 2/1 تیمار T2، T5 = 40 تن ورمی کمپوست در هکتار+ 2/1 تیمار T2 و T6 = 40 تن ورمی کمپوست در هکتار ) و سال‌های اعمال این تیمارها به عنوان فاکتور فرعی در سه سطح به صورت A = یکسال، B = دو سال متوالی و C = سه سال متوالی کود دهی بود. نتایج به‌دست آمده از این آزمایش نشان داد که کاربرد ورمی کمپوست به‌صورت معنی‌داری سبب بهبود تمامی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی شد. نتایج بیانگر آن است که خصوصیاتی مانند FC، PWP، AWC، pH، OC و EC در تیمارهای سال‌های مصرف کود دارای اختلاف معنی‌دار با شاهد بودند و آثار متقابل تیمارهای کودی و سال‌های مصرف آنها نیز در مورد ρs ، FC، EC و OC تأثیر معنی‌دار داشت و در سایر موارد فاقد اختلاف معنی‌دار بود.

---

در سال‌های اخیر شبیه‌سازی عملکرد گیاهان، مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته شده است. چرا که ضمن کاهش هزینه‌های اجرایی، امکان شبیه‌سازی در شرایط مختلف را به آسانی فراهم می‌آورد. در این تحقیق ضمن اضافه نمودن زیر برنامه گیاه کلزا به مدل گیاهی CRPSM، اثر تیمارهای مختلف آبی روی کلزا مورد آزمون قرار گرفت. در این بررسی گیاه کلزا واریته طلایه تحت 5 تیمار آبی مختلف (تیمار آبیاری کامل (شاهد)، تنش آبی در مرحله رشد رویشی مجدد در بهار، در مرحله گلدهی و تشکیل غلاف، مرحله رسیدن دانه و تیمار دیم با آبیاری تکمیلی در اول رشد) در چهار تکرار در قالب بلوک‌های کامل تصادفی، در سال زراعی 1386 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز (باجگاه)، کشت گردید و سپس مدل اصلاح شده براساس اطلاعات موجود (خاک-محل-گیاه-آب) واسنجی شد. بررسی آماری مقادیر اندازه‌گیری و شبیه‌سازی شده حاکی از دقت بالای مدل در تخمین میزان محصول (98/0=2R) و آب خاک بود. هم‌چنین نتایج اعتبارسنجی مدل با سری داده‌های مستقل نیز نشان داد که نتایج به دست آمده از واحد آب خاک مدل به استثنای تیمار دیم مطلوب می‌باشد و هم‌بستگی مناسبی مابین مقدار عملکرد محصول شبیه‌سازی شده با مقادیر اندازه‌گیری شده (98/0=2R) دیده شد.

---

آلوده شدن خاک‌های کشاورزی به فلزات سنگین یک خطر جدی می‌باشد که از هر دو دیدگاه کشاورزی و زیست محیطی حائز اهمیت است. از بین عناصر سنگین، کادمیم به دلیل تحرک و زیست فراهمی زیاد آن در خاک و سمیت آن برای انسان و گیاهان، حتی در غلظت‌های پایین، اهمیت زیادی دارد. برخلاف کادمیم، فسفر عنصری ضروری برای رشد گیاه است. به منظور بررسی اثر کاربرد کادمیم، فسفر و برهمکنش آنها بر رشد و ترکیب شیمیایی اسفناج در یک خاک آهکی آزمایشی در شرایط گلخانه در یک طرح کاملاً تصادفی انجام شد. تیمارها شامل چهار سطح کادمیم (5، 10، 20 و 40 میلی‌گرم کادمیم در کیلوگرم خاک به صورت سولفات کادمیم) و چهار سطح فسفر (0، 20، 40 و80 میلی‌گرم فسفر در کیلوگرم خاک به صورت منو کلسیم فسفات) در سه تکرار بود. نتایج نشان داد که مصرف 40 میلی‌گرم کادمیم به طور معنی‌داری وزن خشک اندام هوایی اسفناج را 47 درصد کاهش داد ولی مصرف فسفر اثر سوء کادمیم بر وزن خشک را به‌طور معنی‌داری تعدیل نمود. هم‌چنین مصرف فسفر، غلظت کادمیم را به طور معنی‌داری(78 درصد) در اندام هوایی گیاه کاهش داد. با افزایش سطوح کاربردی کادمیم غلظت این عنصر در اندام هوایی اسفناج افزایش یافت. مصرف 40 میلی‌گرم کادمیم، غلظت فسفر اندام هوایی را 5/21 درصد کاهش داد. غلظت روی، منگنز، کلسیم و نیتروژن در اندام هوایی اسفناج تحت تأثیر کاربرد فسفر به طور معنی‌داری کاهش یافت ولی غلظت سدیم افزایش یافت. کاربرد کادمیم، کاهش غلظت روی اما افزایش غلظت کلسیم، سدیم و نیتروژن را در اندام هوایی گیاه، به دنبال داشت. نتایج اولیه نشان داد که برای کاهش غلظت و اثر سوء کادمیم بر رشد گیاه اسفناج، کاربرد فسفر در خاک‌های با کمبود این عنصر، احتمالاً می‌تواند مؤثر باشد که مؤید برهمکنش منفی بین این دو عنصر است. قبل از هر گونه توصیه کودی نتایج این پژوهش بایستی در شرایط مزرعه نیز تأیید گردد.

---

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.

---

در کشاورزی برای بهبود حاصل‌خیزی خاک از کودهای گاوی بهره‌گیری می‌شود. اشرشیا کولی معمول‌ترین کلیفرم روده‌ای کود گاوی است، که به عنوان شاخص آلودگی آب‌های زیرزمینی مورد بررسی قرار می‌گیرد. هدف این پژوهش بررسی چگونگی حرکت باکتری اشرشیا کولی آزادشده از کود گاوی در شرایط جریان غیراشباع خاک، در مزرعه است. لایسیمترهایی (به قطر درونی 5/20 و ارتفاع cm‌50) در مزرعه‌ای با بافت خاک لوم رسی کار گذاشته شدند. کنترل جریان غیراشباع در پتانسیل ماتریک cm 5- با دستگاه نفوذسنج مکشی انجام گرفت. پس از برقراری جریان ماندگار، کود گاوی تازه هوا-خشک به میزان Mg ha-1 10 (براساس وزن خشک) روی لایسیمترها ریخته شد. نمونه‌گیری با نمونه‌گیرهای پلاستیکی کارگذاشته شده در عمق‌های 20 و cm 40 لایسیمتر و در زمان‌های 1، 2، 4، 6، 12 و 24 ساعت پس از آغاز آبشویی کود انجام گرفت. فراوانی اشرشیا کولی در واحد حجم محلول خروجی از نمونه‌گیرها (C) و آب ورودی (C0) به روش زنده (شمارش پلیت) شمارش گردید. اثر عمق خاک، زمان نمونه‌برداری و اثر متقابل آنها بر C و C0/ Cمعنی‌دار شد (در سطح آماری 1%). در همه زمان‌ها شاخص نسبی جذب باکتری (SR) در مجموع دو لایه کمتر بود و با افزایش عمق خاک میزان پالایش هم بیشتر شد. با تصحیح غلظت ورودی برای لایه دوم دیده شد که SR در این لایه (cm 40-20) قابل توجه بوده و در زمان‌های 4 و 6 ساعت بیشتر از لایه اول به دست آمد. نقش لایه رویین خاک در پالایش باکتری برجسته بود ولی وجود جریان‌های ترجیحی به ویژه در زمان‌های آغازین باعث انتقال باکتری‌ها تا لایه دوم شد. کاهش دما در کاهش آزادشدن باکتری از کود و افزایش گران‌روی آب تأثیرگذار بوده و سبب کاهش شدید غلظت باکتری محلول خاک در زمان h 24 شد. در کل نتایج این پژوهش نشان داد که افزون بر لایه رویین، لایه زیرین خاک با توجه به درصد بیشتر رس و آهک می‌تواند در پالایش باکتری‌ها کارایی ویژه‌ای داشته باشد.