علوم آب و خاک

---

مصرف علف‌کش‌ها می‌تواند جمعیت و فعالیت ریزجانداران خاکزی را تغییر دهد، از این رو بر واکنش‌های بیـوشیمیایی خاک نیز تأثیرگذار هستند و معمولاً حاصل‌خیزی خاک و رشد گیاه به تبع آن تغییر می‌یابد. هدف این تحقیق ارزیابی تأثیر سطوح مختلف علف‌کش ارادیکان بر کربن و نیتروژن توده زنده میکروبی و نسبت آنها و نیز بررسی روند فعالیت آنزیم‌های اوره‌آز و آریل‌سولفاتاز تحت شرایط مزرعه‌ای بود. در این آزمایش، سطوح 6 و 9 لیتر در هکتار ارادیکان در خاک‌های تحت کشت ذرت و بدون کشت به صورت کرت‌های خرد شده و در قالب طرح پایه بلوک‌های کاملاً تصادفی با سه تکرار به یک خاک آهکی اضافه شد. کربن و نیتروژن توده زنده میکروبی طی دو مرحله (روزهای 30 و90 پس از کشت) و فعالیت آنزیم‌های اوره‌آز و آریل‌سولفاتاز در روزهای 30، 60 و 90 پس از شروع آزمایش اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد در محیط کشت ذرت با افزایش سطح ارادیکان کربن توده زنده میکروبی در تیمارهای 6 و 9 لیتر در هکتار (بین 12 تا 116 درصد)، نیتروژن توده زنده میکروبی (به طور متوسط حدود 50 درصد) و نسبت کربن به نیتروژن توده زنده میکروبی (بین 26 تا 115 درصد) در مقایسه با شاهد افزایش پیدا کرد. فعالیت اوره‌آز در مرحله اول نمونه‌برداری در هر دو محیط در سطح 6 لیتر در هکتار حدود 50 درصد کاهش و در سطح 9 لیتر در هکتار به ترتیب 3 و 137 درصد نسبت به شاهد در محیط کشت شده و کشت نشده افزایش پیدا نمود. با این وجود، در مرحله دوم تفاوت چندانی در فعالیت این آنزیم بین تیمارهای مختلف دیده نشد و در مرحله سوم فعالیت آن در بین تیمارهای مختلف در نوسان بود. این در حالی است که فعالیت آنزیم آریل‌سولفاتاز نیز در خاک تحت کشت ذرت در هر سه مرحله با افزایش سطح سم کاهش (در دامنه 30-50 درصد در سطح 9 لیتر در هکتار) پیدا کرد و در خاک بدون کشت ذرت از روند خاصی پیروی نکرد. به طور خلاصه، نتایج این تحقیق نشان داد مصرف علف‌کش ارادیکان می‌تواند باعث هم کاهش و هم افزایش توده زنده و فعالیت‌های آنزیمی در خاک‌های آهکی تیمار شده با این علف‌کش شود ولی این تغییرات به سطح مصرف ارادیکان، زمان سپری شده پس از مصرف آن و حضور یا عدم حضور گیاه بستگی دارد.

---

اندازه‌گیری مستقیم هدایت هیدرولیکی غیراشباع (K(h) یا K(θ)) بسیار دشوار و وقت‌گیر است و در بسیاری از مدل‌های کاربردی، اغلب پیش‌بینی هدایت هیدرولیکی براساس اندازه‌گیری‌های منحنی مشخصه رطوبتی خاک و هدایت هیدرولیکی اشباع (Ks) انجام می‌شود. با وجود این، استفاده از KS به عنوان یک مرجع در بسیاری از مدل‌های تخمینی ممکن است باعث بیش برآورد K(θ) در ناحیه خشکی شود. بنابراین در این پژوهش از هدایت هیدرولیکی نقطه عطف منحنی مشخصه رطوبتی (Ki) و Ks به عنوان مرجع برای برآورد K(h) استفاده گردید. برای اندازه‌گیری K(h)، 30 نمونه خاک براساس تنوع بافت (8 کلاس بافتی از شنی تا رسی) و سایر ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی از دشت کرج جمع‌آوری شدند. علاوه بر اندازه‌گیری Ks، مقادیر K(θ) در نمونه‌های دست‌نخورده با استفاده از روش جریان خروجی چند مرحله‌ای در مکش‌های ماتریک 1/0، 2/0، 3/0، 5/0، 7/0 و 1 بار و نقطه عطف منحنی مشخصه رطوبتی به کمک ستون آب آویزان و دستگاه صفحه فشاری اندازه‌گیری شد. سپس مقادیر K(h) و پخشیدگی هیدرولیکی D(θ) اندازه‌گیری شده با مقادیر تخمینی از مدل‌های وان‌گنوختن و بروکس و کوری (با فرضیات معلم و بردین) مقایسه شدند. نتایج نشان داد که در 80 درصد نمونه‌ها مدل وان‌گنوختن- معلم با Ki دقیق‌ترین و بهترین مدل برای پیش‌بینی K(θ) بود. یعنی استفاده از Ki به عنوان مرجع در مدل وان‌گنوختن– معلم، باعث برازش بهتر مدل با داده‌های اندازه‌گیری شده گردید. هم‌چنین در 7/6 درصد موارد (دو نمونه خاک رس شنی) مدل بروکس و کوری-‌معلم با Ki و در 3/13 درصد خاک‌ها (دو نمونه رس سیلتی و دو نمونه لوم رسی سیلتی)، مدل وان‌گنوختن– معلم دارای برازش خوبی بر داده‌های اندازه‌گیری شده K(h) بود. علاوه بر این، در 20 درصد موارد (چهار نمونه لوم رسی و دو نمونه لوم سیلتی) دقت و کارآیی مدل‌های وان‌گنوختن– معلم با Ki و وان‌گنوختن– معلم در برآورد K(h) تقریباً یکسان بود. براساس آزمون t-Student میانگین پارامترهای RMSE و GSDER در مدل وان‌گنوختن-‌معلم با Ki در سطح آماری 1%، به طور معنی-داری کمتر از مدل وان‌گنوختن-‌معلم بود. در 90 درصد از نمونه‌های خاک مورد بررسی، مدل‌های وان‌گنوختن- معلم و بروکس و کوری- بردین برازش خوبی بر داده‌های اندازه‌گیری شده D(θ) داشتند، ولی در مواردی مدل وان‌گنوختن- بردین با Ki بهترین مدل برای برآورد D(θ) بود.

---

مناطق کوهستانی زاگرس به دلیل چرای مفرط و پیوسته به شدت در حال تخریب هستند. یکی از مکانیسم‌های اثر چرا بر تولید مرتع ایجاد پسخور منفی از طریق تغییرات ملموس برخی خصوصیات خاک است. معدنی شدن نیتروژن یکی از فرآیندهای زیستی در خاک است که می‌تواند تحت تأثیر عوامل زنده و غیرزنده از جمله مدیریت چرای مرتع قرار ‌گیرد. این مطالعه با هدف بررسی نقش مدیریت مرتع (قرق و چرا) بر معدنی شدن نیتروژن خاک در مراتع طبیعی استان چهارمحال و بختیاری انجام شد. سه مدیریت مرتع شامل الف) قرق، ب) چرای تحت کنترل و ج) چرای آزاد (مفرط) در مجاورت یکدیگر در سه منطقه سبز کوه (18 سال قرق)، بروجن ( 23 سال قرق) و شیدا (2سال قرق) در استان چهارمحال و بختیاری انتخاب و از عمق 15-0 سانتی‌متری نمونه‌های خاک جمع‌آوری و برخی ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک و روند معدنی شدن نیتروژن در شرایط استاندارد اندازه‌گیری گردید. اثر مدیریت مرتع بر معدنی شدن تجمعی نیتروژن و درصد معدنی شدن نیتروژن (معدنی شدن نسبی نیتروژن) در منطقه سبز کوه معنی‌دار (05/0>P) بود و باعث افزایش 89 و 96 درصد معدنی شدن نسبی نیتروژن در مرتع قرق شده به ترتیب در مقایسه با مرتع تحت کنترل و چرای آزاد گردید. هم‌چنین مدیریت مرتع در منطقه بروجن باعث افزایش معنی‌دار (05/0>P) معدنی شدن نیتروژن در مرتع تحت قرق (بین 3/3 تا 5/3 برابر) در مقایسه با مرتع تحت چرای مفرط شد. در حالی که در منطقه شیدا به دلیل سابقه کوتاه قرق و کشت وکار تفاوت معنی‌دار و محسوس بین مدیریت قرق، کنترل ورود دام و چرای فصلی در معدنی شدن نیتروژن مشاهده نگردید. در مجموع به نظر می‌رسد خاک اکوسیستم‌های مرتعی مناطق سبز کوه و بروجن با مدیریت مناسب و صحیح چرا ظرفیت عرضه نیتروژن معدنی بیشتر و در نتیجه قابلیت احیا شدن دارند در حالی که در منطقه شیدا برای احیای خاک، ایجاد حالت پایا و بهبود کیفیت و باروری آن زمان طولانی‌تری لازم است.

---

آزاد شدن پتاسیم غیرتبادلی از جنبه قدرت تأمین پتاسیم برای گیاهان در خاک‌های مختلف از اهمیت بالایی برخوردار است. مطالعات کمی بر روی آزاد شدن پتاسیم غیرتبادلی از خاک و به ویژه اجزای انجام شده است. هدف از این تحقیق بررسی سرعت آزاد شدن پتاسیم غیرتبادلی از خاک و بخش‌های رس و سیلت چهار سری خاک غالب استان گلستان به وسیله عصاره‌گیری متوالی با اسید اگزالیک 01/0 مولار در مدت 1844 ساعت بود. مقدار پتاسیم غیرتبادلی آزاد شده پس از 1844 ساعت از کل خاک، بخش رس و سیلت خاک-های مورد مطالعه به ترتیب 242 تا 450، 380 تا 550 و 105 تا 199 میلی‌گرم در کیلوگرم بود. مقدار پتاسیم غیرتبادلی آزاد شده در زمان‌های مختلف با استفاده از معادلات الوویچ ساده شده، پخشیدگی و تابع نمایی بخوبی توصیف شدند. در تمام خاک‌ها و بخش رس و سیلت خاک‌ها، سرعت رهاسازی پتاسیم در ابتدا زیاد بود و سپس تدریجاً کاهش یافت. مقدار پتاسیم آزاد شده با سرعت زیاد در مراحل اولیه درصد کمی از پتاسیم غیرتبادلی کل را تشکیل داد، ولی این شکل از پتاسیم، به رغم مقدار کم، نقش مهمی در پویایی پتاسیم و حاصل‌خیزی خاک بازی می‌کند

---

این پژوهش به‌منظور بررسی غلظت روی و کادمیم در خاک‌های شالیزاری و دانه برنج تولید شده در مرکز و جنوب غربی ایران در ارتباط با ویژگی‌های خاک و گیاه انجام شد و مقدار روی و کادمیم وارد شده از طریق مصرف این برنج به سبد غذایی افراد نیز محاسبه گردید. تعداد 136 نمونه گیاه و خاک سطحی زیر کشت (صفر تا 30 سانتی‌متر) از مزارع برنج در استان‌های اصفهان، فارس و خوزستان برداشت شد. نتایج نشان داد که با وجود بالا بودن مقدار کل روی خاک، در بیشتر از 50 درصد خاک‌های شالیزاری، غلظت روی قابل عصاره‌گیری با DTPA کمتر از حد کفایت (2 میلی‌گرم بر کیلو‌گرم) است. در 54 درصد از دانه‌های برنج نیز غلظت روی کمتر از حد بحرانی آن در دانه برنج (20 میلی‌گرم بر کیلو‌گرم) بود. اندازه-گیری غلظت کادمیم در خاک‌های شالیزاری و بخش خوراکی برنج نیز نشان داد که در 12 درصد از نمونه‌های استان اصفهان، غلظت کادمیم بیشتر از حد توصیه شده توسط سازمان بهداشت جهانی بود. با در نظر گرفتن مصرف روزانه 110 گرم برنج برای هر ایرانی، حدود 10 درصد نیاز مردم به روی با مصرف برنج تولید شده در این استان‌ها تأمین می‌شود. هم‌چنین محاسبه جذب روزانه کادمیم به بدن افراد، هیچ گونه خطرپذیری ناشی از مصرف برنج را زمانی که میانگین غلظت کادمیم 04/0 میلی‌گرم بر کیلو‌گرم بود نشان نداد اما جذب روزانه کادمیم از طریق مصرف برنج‌های آلوده، بالاتر از حد مجاز بود.

---

اندازه‌گیری مستقیم ویژگی‌های هیدرولیکی خاک وقت‌گیر و پر‌هزینه بوده و تا حدی به علت غیرهمگن بودن خاک و خطاهای آزمایشگاهی غیرقابل اعتماد است. در عوض ویژگی‌های هیدرولیکی خاک می‌تواند از جایگزینی داده‌های زودیافتی مانند بافت خاک و چگالی ظاهری با استفاده از توابع انتقالی به دست آید. شبکه‌های عصبی و رگرسیون آماری از جمله روش‌هایی هستند که برای تخمین توابع انتقالی خاک (PTFs) استفاده می‌شوند. در این پژوهش از شبکه عصبی نوع پرسپترون چند‌لایه (MLP) و مدل-های رگرسیونی حذف تدریجی متغیرها و گام به گام ورود متغیرها برای بسط این توابع برای تخمین هدایت هیدرولیکی اشباع خاک با استفاده از چگالی ظاهری، تخلخل کل و درصد توزیع اندازه ذرات خاک استفاده شد. داده‌ها از 125پروفیل خاک مربوط به مطالعات خاک‌شناسی و اصلاح اراضی موجود در سازمان آب و برق خوزستان تهیه شد. نتایج نشان داد که شبکه MLP با الگوریتم آموزشی بیزین با ضریب تعیین (65/0=2R) و خطای ( 04/0RMSE=) نسبت به مدل‌های رگرسیونی کارایی بهتری در تخمین هدایت هیدرولیکی اشباع خاک داشت.

---

این پژوهش به منظور بررسی و مقایسه آثار روش‌های مختلف خاک‌ورزی بر ویژگی‌های فیزیکی خاک و عملکرد محصول گندم در تناوب آیش- گندم در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با 5 تیمار در 4 تکرار در ایستگاه تحقیقات کشاورزی دیم- مراغه، به مدت 3 سال زراعی اجرا شد. براساس نتایج تجزیه مرکب، میانگین عملکرد گندم دیم در تیمارها دارای اختلاف معنی‌داری بود. به‌طوری‌که بیشترین عملکرد دانه (452/1 تن در هکتار) مربوط به تیمار مخلوط کردن کاه وکلش با خاک و شخم با گاوآهن قلمی در پاییز + پنجه‌غــازی در بهار و کاشت با خطی‌کار بوده و کمترین عملکرد مربوط به تیمار حذف کاه و کلش در پاییز + شخم با گاوآهن بدون صفحه برگـردان در بهار + دستپاشی کود و بذر و مخلوط کردن با هرس بشقابی با 077/1 تن در هکتار بود. نتایج بررسی‌ها بر اجزای عملکرد نشان داد که تعداد پنجه در بوته و طول سنبله به عنوان یک عامل اصلی در افزایش عملکرد نسبت به سایر اجزا می‌باشد. از نظر میزان رطوبت و چگالی ظاهری خاک، اختلاف بین میانگین تیمارها معنی‌دار و در مرحله گل‌دهی گندم، درصد رطوبت خاک در تیمار خردکردن کاه و کلش با خاک همزن و شخم با گاوآهن قلمی در پاییز، پنجه‌غــازی در بهار،کاشت با خطی‌کار بیش از سایر تیمارهای مورد آزمون بود.

---

در این پژوهش تأثیر شوری و سدیمی‌بودن آب بر توزیع اندازه منافذ و مقدار آب قابل استفاده برای گیاه در دو خاک آهکی رسی و لوم رسی شنی بررسی شد. خاک‌ها با تیمار‌های ترکیبی شامل 16 آب با کیفیت متفاوت (مقادیر EC برابر 5/0، 2، 4 و 1-dS m 8 و مقادیر SAR برابر 1، 5، 13 و 18) اشباع شده و پنج بار تر و خشک شدند. سپس مقدار رطوبت در مکش‌های ماتریک 0 (θs)، 10 (10θ)، 100 و cm 300 (θFC) و cm 15000 (θPWP) اندازه‌گیری شد. تفاوت‌های 100θ یا 300θ با 15000θ برابر آب قابل استفاده، θs با 10θ برابر تخلخل درشت، 10θ با 100θ برابر تخلخل میانه، و 100θ برابر تخلخل ریز در نظر گرفته شد. تخلخل اولیه دو خاک یکسان بود ولی مقدار بیشتر شاخص‌های توزیع اندازه منافذ و θFC، θPWP و AWC را خاک رسی به علت ایجاد تخلخل بیش‌تر ناشی از آماس به خود اختصاص داد. با افزایش EC، منافذ میانه کاهش یافته و به منافذ درشت و ریز تبدیل شدند. هم‌چنین EC به دلیل کاهش ضخامت لایه پخشیده دوگانه و هم‌آوری ذرات خاک، باعث تبدیل منافذ میانه به منافذ درشت و در نتیجه کاهش θFC و از طرفی باعث ایجاد منافذ ریز جدیدی شد که θPWP را افزایش داد، و در کل منجر به کاهش AWC گردید. افزایش SAR منجر به تخریب و کاهش حجم منافذ میانه و تبدیل آنها به منافذ ریز شد ولی اثر معنی‌داری بر منافذ درشت نداشت. با افزایش SAR، θFC و θPWP به علت تخریب منافذ ساختمانی، آماس و پراکندگی رس‌ها و افزایش سطوح برای جذب آب، افزایش یافت که این افزایش برای θPWP شدیدتر و مشخص‌تر بود و در نتیجه AWC کاهش یافت. بنابراین گذشته از اثر ویژه (سمیت) یون سدیم برای گیاه، با افزایش SAR، آب خاک در دسترس گیاه هم کاهش یافت. با افزایش شوری آب آبیاری، اثر تخریبی SAR کاهش یافت و اثر کیفیت آب بر نگهداشت آب خاک رسی بیشتر بود.

---

شاخص‌های بیولوژیکی به‌علت وابستگی به موجودات زنده خاک از ارکان کیفیت خاک محسوب می‌شوند. به منظور بررسی آثار کاربرد کودهای کمپوست و ورمی‌کمپوست غنی شده با کود شیمیایی و کود شیمیایی بر تغییرات کربن آلی، تنفس میکروبی، بیوماس میکروبی و فعالیت آنزیم اوره‌آز خاک، در ریزوسفر گیاه دارویی ریحان، تحقیقی به‌صورت اسپلیت پلات با بلوک‌های کامل تصادفی و در 3 تکرار در سال 1385 آغاز گردید. فاکتور اصلی در شش سطح کودی، 20 و 40 تن کمپوست غنی شده ، 20 و 40 تن ورمی‌کمپوست غنی شده در هکتار، کود شیمیایی و تیمار شاهد (بدون مصرف کود آلی و شیمیایی) و فاکتور فرعی نیز سال‌های کوددهی (دو (1385و1388)، سه (1385، 1386 و 1388) و چهار سال (1385، 1386، 1387، 1388) در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که کاربرد کمپوست و ورمی‌کمپوست در کلیه سطوح، باعث افزایش میزان کربن آلی خاک، تنفس میکروبی، بیوماس میکروبی و فعالیت آنزیم اوره‌آز نسبت به تیمار شاهد شد (05/0(P<، اما روند افزایش در بین تیمارها مشابه نبود. بیشترین میزان کربن آلی، تنفس میکروبی، بیوماس میکروبی و فعالیت آنزیم اوره‌آز در تیمار 40 تن ورمی‌کمپوست غنی شده با چهار سال مصرف پیاپی مشاهده شد. در سطوح بالای مصرف کمپوست، روند کاهشی در فعالیت آنزیم اوره آز دیده شد.

---

به منظور بررسی تغییرپذیری مکانی خصوصیات خاک در با ارزش‌ترین توده‌های جنگلی شمال کشور به کمک تکنیک زمین‌آمار، 20 هکتار از جنگل آموزشی- پژوهشی دانشگاه تربیت مدرس واقع در استان مازندران مورد پیمایش قرار گرفت. نمونه‌های خاک از لایه‌های سطحی (15 - 0 سانتی‌متری) و عمقی (30 - 15 و 45 - 30 سانتی‌متری) محل‌های پیت، ماند، حفره تاج پوشش، موقعیت تک درختان جنگلی و سطوح زیر تاج پوشش بسته برداشت گردید. متغیرهای اسیدیته و ماده آلی در محیط آزمایشگاه اندازه‌گیری و مقادیر نسبت کربن به نیتروژن و میزان ترسیب کربن خاک نیز محاسبه گردید. نتایج حاکی از آن است که اکثر مشخصه‌های مورد بررسی در لایه‌های سطحی و عمقی خاک دارای مدل‌های خطی می‌باشند و تنها اسیدیته خاک در سه لایه مورد بررسی و میزان ترسیب کربن در لایه سوم دارای مدل‌های نمایی می‌باشد. نتایج ساختار مکانی مشخصه‌های مورد بررسی نیز بر این امر دلالت دارد که مشخصه اسیدیته خاک در هر سه لایه مورد بررسی دارای ساختار مکانی متوسط، ماده آلی و نسبت کربن به نیتروژن خاک فاقد ساختار مکانی (اثر قطعه‌ای خالص)، ترسیب کربن در دو لایه بالایی دارای ساختار مکانی ضعیف و در لایه سوم دارای ساختار مکانی متوسط می-باشد.

---

کاربرد مدل‌های تغییرپذیری ناپیوسته در روش‌های سنتی (مرسوم) شناسایی خاک، محدودیت‏هایی را برای مرزبندی واحدهای نقشه به‌‌همراه دارد. راه‌کارهای نوین ارایه‌شده برای غلبه بر این محدودیت‌ها (که به‌طور کلی، "نقشه‌برداری رقومی خاک" نامیده می‌شوند)، با بررسی تغییرات پیوسته خاک، تلاش می‌کنند براساس متغیرهای محیطی که به‏سادگی قابل دست‌یابی یا محاسبه هستند، کلاس‏های خاک یا ویژگی‏های آن را پیش‏بینی کنند. پژوهش حاضر می‌کوشد تا با هدف تهیه نقشه خاک منطقه بروجن- استان چهارمحال و بختیاری- توسط مدل SoLIM و به‌کارگیری مدل رقومی ارتفاع و ویژگی‌های آن، گامی جدید در راستای تهیه نقشه‌های خاک بردارد. برای این منظور، 18 ویژگی مختلف از مدل رقومی ارتفاع استخراج گردیدند و پس ‌از پردازش اولیه، هفت ویژگی مهم‌تر انتخاب شدند. این ویژگی‌ها به‌همراه سه زیرگروه و هفت فامیل خاک غالب موجود در منطقه مطالعاتی (شامل 41 خاک‌رخ از 125 خاک‌رخ حفرشده در کل منطقه)، ماتریس داده‌های ورودی به مدل SoLIM را تشکیل دادند. نقشه‌های خاک فازیِ به‌دست آمده از SoLIM در سامانه اطلاعات جغرافیایی (نرم‌افزار آرک- جی‌آی‌اس) به نقشه چندگوشه‌ای پراکنش خاک‌ها تبدیل شدند. نتایج نشان داد که ترکیبات گوناگون ویژگی‌های مدل رقومی ارتفاع در برآورد نوع خاک‌ها دقت متفاوتی دارند، و به‌طورکلی، دقت درون‌یابی‌ها حدود دو برابر دقت برون‌یابی‌ها هستند. هم‌چنین، مدل SoLIM در برآورد نوع واحدهای نقشه و خاک‌های موجود در آن، دقت قابل قبولی داشت؛ لیکن در برآورد مکان دقیق کلاس‌های خاک، از دقت چندانی برخوردار نبود. لزوم استفاده از اطلاعات بیشتر مانند نقشه‌های زمین‌شناسی و غیره، برای افزایش دقت این روش، پیشنهاد می‌شود.

---

پدیده سخت‌شوندگی یکی از نشانه‌های کیفیت فیزیکی ضعیف خاک است. خاک‌های سخت‌شونده، خاک‌هایی هستند که تغییر مقاومت مکانیکی آنها با خشک‌شدن شدید بوده، در هنگام خشک‌شدن، سخت و متراکم شده و خاک‌ورزی آنها دشوار است. خاک‌های سخت‌شونده دارای دشواری‌هایی مانند تهویه ضعیف در شرایط مرطوب، مقاومت مکانیکی زیاد در دامنه رطوبتی خشک، نفوذپذیری اندک و رواناب و فرسایش زیاد می‌باشند. با توجه به این‌که اکثر خاک‌های ایران از نظر ماده آلی فقیرند، انتظار می‌رود که پدیده سخت‌شوندگی در برخی از آنها رخ دهد. این پژوهش بر روی 9 سری خاک از استان همدان با هدف بررسی پدیده سخت‌شوندگی از راه اندازه‌گیری سه نوع مقاومت کششی (ITS)، فشاری غیرمحصور (UCS) و فروروی (PR) در نمونه‌های باز‌ساخته‌شده خاک انجام شد. آزمون‌های ITS، UCS و PR بر روی نمونه‌های ساخته‌شده با چگالی ظاهری (BD) که ضریبی از BD بحرانی برای رشد گیاه (BDcritical9/0) بود، انجام شدند. هم‌چنین ویژگی‌های ذاتی مؤثر بر این پدیده بررسی شد. براساس تعریف پیشنهادی در سمپوزیوم جهانی خاک‌های سخت‌شونده و سله‌دار به اتحادیه بین‌المللی خاک‌شناسی، که مقاومت کششی خاک سخت‌شونده در حالت هوا-خشک باید بزرگ‌تر یا برابر kPa 90 باشد، می‌توان گفت که در BDcritical9/0، تنها یکی از خاک‌های مورد بررسی (با بافت متوسط) سخت‌شونده شد. بنابراین می‌توان نتیجه گرفت که خاک‌های با بافت متوسط بیش‌تر مستعد سخت‌شوندگی هستند. در تمامی خاک‌های مورد بررسی، با افزایش درصد رس، مقدار ITS افزایش یافت. هم‌چنین اثر افزایشی مقدار رس بر UCS و اثر افزایشی مقدار کربنات کلسیم بر PR دیده شد. کربنات کلسیم مانند سیمانی بین ذرات خاک قرار گرفته و باعث گردیده خاک بیش‌تر مستعد سخت‌شوندگی شود. هم‌چنین در تمامی خاک‌های مورد بررسی، روند کاهشی مقادیر مقاومت مکانیکی با افزایش مقدار رطوبت خاک مشاهده گردید. شیب مدل نمایی (b) برازش‌یافته بر منحنی مشخصه مقاومت مکانیکی به‌عنوان شاخص سخت‌شوندگی خاک، رابطه‌ای مثبت با مقدار شن و رابطه‌ای منفی با مقدار سیلت برقرار کرد. درکل می‌توان گفت بافت و مقدار کربنات کلسیم از عوامل مهم و مؤثر بر پدیده سخت‌شوندگی در خاک‌های همدان می‌باشند.

---

افزایش جرم مخصوص ظاهری و کاهش خلل و فرج و میزان نفوذپذیری آب در خاک مهم‌ترین تغییراتی است که حین عملیات چوبکشی زمینی توسط ماشین آلات بهره‌برداری ایجاد می‌شوند. مطالعه حاضر به بررسی تغییردر خصوصیات فیزیکی شامل جرم مخصوص ظاهری، رطوبت، تخلخل وخصوصیات هیدرولوژیکی شامل نفوذپذیری خاک در مسیرهای چوبکشی زمینی در یک بازه زمانی 20 ساله پرداخته است. بدین منظور 4 مسیر چوبکشی رها شده با خصوصیات مشابه از نظر شرایط خاکی، فیزیوگرافی، اقلیمی با سنین مختلف در جنگل‌های حوزه نکاء-ظالمرود در شرق مازندران انتخاب گردید. نتایج نشان داد که با گذشت بیست سال از چوبکشی زمینی آثار تردد ماشین آلات در ترافیک شدید هنوز پابرجاست. در تردد شدید جرم مخصوص ظاهری 42 درصد بیشتر و تخلخل و نسبت پوکی خاک به‌ترتیب به اندازه 25 و 47 درصد کمتر از ناحیه شاهد بوده است. کمترین میزان نفوذپذیری خاک در ترافیک شدید در مسیر با سن 1-5 سال پس از چوبکشی زمینی ثبت گردید، به‌طوری‌که در این تیمار 18 دقیقه پس از شروع آزمایش میزان نفوذ آب به داخل خاک قابل اندازه‌گیری نبوده است. نتایج حاصله در هر مسیر اثبات کرد که با افزایش سن رها شدن خصوصیات فیزیکی و هیدرولوژیکی خاک تخریب شده به مرور زمان در مقایسه با ناحیه شاهد به‌ویژه در تردد کم تمایل به بازیابی دارند.

---

سیلاب و آتش‌سوزی از جمله رخدادهایی است که به‌طور متناوب بخش‌هایی از جنگل‌های شمال ایران را تحت تأثیر قرار می‌دهد. این رخدادها می‌تواند اثرات نامطلوبی بر ویژگی‌ها و کیفیت خاک بگذارد. این پژوهش به منظور بررسی اثرات سیلاب و آتش‌سوزی بر برخی از ویژگی‌های خاک جنگل لاکان در استان گیلان انجام شد. نمونه‌های خاک از سه عمق 3-0، 6-3 و 9-6 سانتی‌متری سطح خاک با سه تکرار از مناطق تحت تأثیر سیلاب، سوخته و شاهد جمع‌آوری شد. نتایج نشان داد که در خاک سیلابی، مقدار رس، سیلت، pH، سدیم و پتاسیم (در همه عمق‌ها)، مقدار کربن‌آلی و نیتروژن (در عمق دوم و سوم) به‌طور معنی‌داری افزایش یافت ولی مقدار شن به‌طور معنی‌داری در مقایسه با خاک شاهد کاهش یافت. در خاک‌های سوخته، مقدار pH (در عمق‌های اول و دوم)، مقادیر پتاسیم و فسفر (در عمق اول) به‌طور معنی‌داری افزایش و مقادیر رس، کربن‌آلی و نیتروژن (در عمق اول) به‌طور معنی‌داری در مقایسه با خاک شاهد کاهش یافت. مقایسه ظرفیت نگهداری رطوبت خاک نیز نشان داد که خاک‌های سیلابی و سوخته به‌ترتیب بیشترین و کمترین مقدار رطوبت خاک را در مکش‌های مختلف داشتند که می‌تواند در ارتباط با تغییرات رس و ماده‌آلی باشد. نتایج آزمون WDPT نیز وجود پدیده آبگریزی را تنها در عمق اول خاک سوخته نشان داد. به‌طور کلی، دو پدیده سیلاب و آتش‌سوزی باعث تغییرات فیزیکی و شیمیایی قابل ملاحظه‌ای در خاک شد.

---

اسیدهای آلی می‌توانند بر فراهمی جذب فسفر توسط خاک‌ها تأثیر داشته باشند. به منظور بررسی تأثیر اسید سیتریک و اسید اگزالیک بر ویژگی‌های جذب فسفر پنج نمونه خاک با خواص مختلف از خاک‌های آهکی استان آذربایجان غربی تهیه شد. به 5/2 گرم از خاک‌ها غلظت‌های فسفر از صفر تا 20 میلی‌گرم بر لیتر (از منبع KH2PO4) و 5 میلی‌مول بر لیتر از اسیدهای آلی اضافه و هم دماهای جذب فسفر ایجاد شد. داده‌های جذب فسفر به مدل‌های فروندلیچ، لانگمویر و خطی برازش داده شدند. نتایج نشان داد داده‌های جذب فسفر با معادله‌های فروندلیچ (97/0r2=، 01/0P <) و خطی (95/0r2=، 01/0P <) برازش خوبی نشان دادند. متوسط ضریب توزیع، n معادله فروندلیچ و گنجایش بافری تعادلی در معادله خطی در اثر تیمار با اسید سیتریک به‌ترتیب 30، 12 و17 درصد و در اثر تیمار با اسید اگزالیک به‌ترتیب 43، 27 و14 درصد کاهش یافت. به‌طورکلی اسید اگزالیک نسبت به اسید سیتریک به‌طور چشمگیری حداکثر جذب و ثابت انرژی پیوند (k) در خاک‌ها را کاهش داد و نیاز استاندارد فسفر (SPR) در اثر افزودن اسیدهای آلی به‌طور متوسط 57 درصد نسبت به شاهد کاهش یافت. می‌توان نتیجه‌گیری کرد که اسیدهای آلی سبب کاهش جذب فسفر توسط خاک‌ها می‌شوند.

---

در این پژوهش روابط رگرسیونی خطی و درجه دوم بین پارامترهای هواشناسی (دمای هوا، رطوبت نسبی و ساعات آفتابی) و دما در اعماق خاک (5، 10، 20، 30، 50 و 100 سانتی‌متری) در ایستگاه هواشناسی همدان (دوره سال‌های میلادی 1992-2005) بررسی گردید. داده‌های دمای خاک در هر روز در ساعت 3 صبح، 9 صبح و 3 بعدظهر اندازه‌گیری و به‌کار گرفته شد و نرم‌افزار Excel جهت بررسی هم‌بستگی بین پارامترهای هواشناسی و دمای خاک استفاده گردید. نتایج نشان داد که بیشترین ضریب تبیین خطی بین دمای هوا و دمای خاک مربوط به ساعت 3 بعدظهر و عمق 20 سانتی‌متری (%15/98 R2=) و بیشترین ضریب تبیین غیرخطی (معادله درجه دوم) بین دمای هوا و دمای خاک مربوط به ساعت 3 بعدظهر و عمق 10 سانتی‌متری (%45/98 R2=) است. بیشترین ضریب تبیین خطی بین پارامترهای هواشناسی (ساعات آفتابی و درصد رطوبت نسبی) و دمای خاک در ساعت 3 بعدظهر و عمق 10 سانتی‌متری دیده شد. هم‌چنین نتایج نشان داد که کمترین ضریب تبیین بین پارامترهای هواشناسی و دمای خاک در عمق 100 سانتی‌متری مشاهده گردید. دمای هوا هم‌بستگی بیشتری با دمای خاک در مقایسه با دو پارامتر دیگر نشان داد. هم‌چنین ضرایب تبیین رگرسیون غیرخطی بیشتر از رگرسیون خطی بود.

---

خاک‌های متورم‌شونده، خاک‌هایی هستند که با تغییر رطوبت، حجم آنها تغییر می‌کند. تغییر حجم این خاک‌ها باعث ایجاد خسارت به سازه‌های بنا‌شده روی آنها می‌شود. از آنجایی که تورم و انقباض در این خاک‌ها از هم جدایی ناپذیرند، بنابراین بررسی تورم بدون انقباض منطقی به نظر نمی رسد. در این پژوهش میزان تورم-پذیری یک خاک متورم‌شونده تحت سربار 10 کیلوپاسکال با سه نوع کیفیت آب در چرخه‌های متوالی تر و خشک‌شدن، بررسی شد. به این منظور، یک نمونه از خاک متورم‌شونده که به روش استاتیکی متراکم شد، در دستگاه تحکیم اصلاح‌شده تحت سربار ثابت 10 کیلو پاسکال با سه کیفیت مختلف آب در معرض چرخه‌های تر و خشک‌شدن قرار گرفت. نتیجه حاکی از یکسان‌شدن تورم و انقباض پس از طی حدود 6 چرخه بود. هم‌چنین تغییرات پتانسیل تورمی خاک در چرخه‌های متوالی تر و خشک متأثر از کیفیت آب بود به گونه‌ای که آب شور سبب کاهش پتانسیل تورم پس از چند چرخه، نسبت به آب خالص شد. منحنی‌های تغییرات نسبت پوکی در برابر رطوبت در حالت تعادل نیز نشان‌گر حذف پدیده پس‌ماند پس از اعمال چرخه‌های تر و خشک‌شدن بود.

---

تغییرات شرایط آب و هوایی در طول سال باعث تغییر در برخی از خصوصیات خاک شده و حساسیت آن را به فرسایش تغییر می‌دهد. بررسی این تغییرات و چگونگی تأثیر آن روی فرسایش می‌تواند از اهمیت ویژه‌ای برخوردار باشد. این تحقیق با هدف بررسی تغییرات رسوب‌زایی و عوامل خاکی مؤثر بر این تغییرات در مراتع تیرگان واقع در شهرستان درگز استان خراسان رضوی انجام گرفت. در این تحقیق از موقعیت‌های بالادست و پایین‌دست جهت‌های شرقی و غربی نمونه‌برداری با باران‌ساز انجام گرفت. ویژگی‌های مشخص‌کننده رسوب‌زایی شامل آستانه و حجم روان‌آب، رسوب و گل‌آلودگی اندازه‌گیری شد. در کنار هر نمونه باران‌ساز یک نمونه خاک برداشت و خصوصیاتی شامل وزن مخصوص ظاهری و رطوبت اولیه، هدایت الکتریکی، اسیدیته و ماده آلی اندازه‌گیری شد. نمونه‌برداری باران‌ساز با شدت و مدت یکسان و در محل‌های ثابت در چهار فصل تکرار شد. به منظور به‌دست آوردن اثر هر یک از پارامترهای جهت و موقعیت روی داده‌های به‌دست آمده در فصول مختلف از آزمون تجزیه واریانس مرکب استفاده شد. اختلاف بین آنها با استفاده از آزمون توکی مورد بررسی قرار گرفت و نمودارهای آن ترسیم گردید. نتایج نشان داد که همه پارامترهای مشخص‌کننده رسوب‌زایی درطول سال دارای تغییرات معنی‌داری‌اند. میزان رسوب تولیدی در فصل پاییز حداکثر و به‌تدریج کاهش می‌یابد. علت کاهش آن در دو فصل زمستان و بهار را می‌توان به‌نوع پوشش گیاهی منطقه نسبت داد.

---

پخش سیلاب یکی از روش‌های مناسب در مهار سیلاب‌ها و حفظ آب و خاک در مناطق خشک و نیمه‌خشک است. با توجه به این‌که ویژگی‌های خاک ممکن است تحت تأثیر پخش سیلاب قرار گیرند، در این بررسی تأثیر پخش سیلاب بر ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک در پهنه پخش سیلاب قره‌چریان واقع در شمال غربی زنجان در سال 1389 بررسی گردید. برای این منظور سه عرصه پخش سیلاب همراه با یک عرصه شاهد جهت نمونه‌برداری خاک انتخاب شد. در هر عرصه پخش، هشت مکان و در عرصه شاهد، سه مکان تحت نمونه‌برداری خاک قرار گرفت. در این راستا 216 نمونه خاک از سه عرصه پخش همراه با 27 نمونه از عرصه شاهد برداشت شد. نفوذپذیری خاک نیز با استفاده از استوانه‌های مضاعف در سه مکان در هر عرصه پخش و عرصه شاهد اندازه‌گیری شد. بررسی ویژگی‌های فیزیکی خاک نشان داد که پخش سیلاب اثر کاهشی معنی‌دار(001/0 P<) بر نفوذپذیری و آب قابل دسترس خاک داشت. کاهش نفوذپذیری خاک در عرصه‌های پخش نسبت به عرصه شاهد به‌دلیل کاهش درصد شن و افزایش درصد رس بود. هم‌بستگی معنی‌دار منفی بین مقدار آب قابل دسترس و میزان رس خاک نیز وجود داشت(05/0 P<). ویژگی‌های شیمیایی خاک شامل شوری، پتاسیم و بی‌کربنات بر خلاف اسیدیته، آهک و ازت در عرصه‌های پخش سیلاب افزایش یافتند(001/0 P<). تفاوت مقدار ماده آلی و کربنات در عرصه‌های پخش و عرصه شاهد معنی‌دار نبود. این پژوهش آشکار کرد که کنترل بار معلق و نمک‌های محلول در سیلاب به منظور جلوگیری از افت کیفیت فیزیکی (نفوذپذیری و آب قابل دسترس) و شیمیایی خاک (شوری و بی‌کربنات) در عرصه‌های پخش و افزایش کارایی این روش حائز اهمیت است.

---

نقشه‌برداری رقومی خاک شامل پیش‌بینی مکانی خاک‌ها و ویژگی‌های آنها براساس ارتباط با متغیرهای کمکی می‌باشد. این مطالعه به منظور نقشه‌برداری رقومی خاک با استفاده از مدل‌های رگرسیونی لاجیستیک دوتایی و درختی توسعه‌یافته در منطقه زرند کرمان طراحی گردید. یک طرح نمونه‌برداری طبقه‌بندی شده در منطقه‌ای به مساحت نود هزار هکتار تعریف شد و در نهایت، 123 خاک‌رخ حفر و تشریح گردید. در هر دو مدل، ابتدا احتمال حضور افق‌های مشخصه از طریق ارتباط دادن با متغیرهای کمکی، تخمین زده شد و سپس حضور کلاس‌های مختلف خاک پیش‌بینی گردید. متغیرهای کمکی شامل نقشه ژئومرفولوژی، اجزای سرزمین و شاخص‌های سنجش از دور بودند. نتایج نشان داد که نقشه ژئومرفولوژی، یک ابزار مهم در روش‌های نقشه-برداری رقومی خاک است که به افزایش دقت پیش‌بینی کمک می‌کند. پس از سطوح ژئومرفیک، اجزای سرزمین به‌عنوان پارامترهای کمکی مؤثر شناخته شدند. هر دو مدل، احتمال بالای حضور افق سالیک را در سیمای اراضی پلایا، افق جیپسیک را در تپه‌های گچی و افق کلسیک را در مخروط‌افکنه‌ها پیش‌بینی کردند. در بین کلاس‌های خاک مورد پیش‌بینی، کلاس "کلسی‌جیپسیدز"، دقت و قابلیت اعتبار تخمین پایینی را نشان داد، در صورتی‌که تخمین کلاس‌های "هپلوسالیدز" و "هپلوجیپسیدز" از دقت بالایی برخوردار بود.