علوم آب و خاک

---

ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک و شرایط آزمایش بر پایداری ساختمان خاک مؤثرند. در این پژوهش اثر شرایط آزمایش در کنار ویژگی‌های ذاتی بر پایداری خاکدانه‌های شماری از خاک‌های استان همدان به کمک روش الک تر و اندازه‌گیری مقاومت کششی خاکدانه‌ها بررسی شد. از دو شاخص میانگین وزنی قطر (MWD) و مقاومت کششی (Y) خاکدانه‌ها برای بیان پایداری ساختمان خاک استفاده شد. در روش الک تر و با استفاده از پیش-تیمار مرطوب کردن آهسته، سه زمان متفاوت (5، 10 و 15 دقیقه) الک‌کردن خاکدانه‌ها در آب به منظور اعمال تنش‌های مکانیکی- آبی در نظر گرفته شد. مقاومت کششی خاکدانه‌ها نیز در دو شرایط رطوبتی هوا-خشک و مکش ماتریک  500kPa به روش غیرمستقیم برزیلی اندازه‌گیری شد. با توجه به پایداری ساختمانی نسبتاً ضعیف خاک‌های همدان که از ویژگی‌های مناطق خشک و نیمه‌خشک است، زمان‌های کوتاه الک کردن خاکدانه‌ها برای تشخیص تغییرات پایداری ساختمان ناشی از ویژگی‌های ذاتی مناسب‌تر بود. در بین ویژگی‌های مؤثر بر MWD، بیشترین نقش مربوط به ماده ‌آلی بود. از سه ویژگی ذاتی ماده آلی، رس و کربنات کلسیم که اثر آنها بر Y خاکدانه‌ها بررسی شد، تأثیر ماده آلی به مراتب بیشتر از دو ویژگی دیگر بود. بالاترین ضریب تبیین (R²) برای رابطه Y خاکدانه‌ها با ویژگی‌های ذاتی خاک‌های مورد بررسی در مکش ماتریک 500kPa حاصل شد. نقش ماده آلی در این خاک‌ها در ایجاد خاکدانه های پایدار نسبت به سایر ویژگی‌های خاک بیشتر قابل توجه است. نتایج این پژوهش، زمان‌های کوتاه الک کردن (5 دقیقه در الک تر) و مکش ماتریک 500kPa  را برای اندازه‌گیری مقاومت کششی برای ارزیابی پایداری ساختمان خاک‌های استان همدان توصیه می‌کند.

---

کانی‌شناسی به‌عنوان یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های خاک بسته به اقلیم و شرایط شیمیایی خاک روی یک شیب از بالا به پایین تغییر می‌کند. تغییر این ویژگی‌ در مناطق با آب و هوای مختلف متفاوت است و در نتیجه تأثیرهای متفاوتی بر ویژگی‌های خاک می‌گذارد. بنابراین با هدف بررسی تغییر کانی‌شناسی در ردیف‌های ارضی در مناطق خشک و نیمه‌خشک و تأثیر کیفی آن بر واجذبی فسفر خاک مطالعه‌ای در چهار ردیف ارضی در اصفهان به‌عنوان منطقه خشک و چهارمحال و بختیاری به‌عنوان منطقه نیمه‌خشک انجام گرفت. روی هر یک از ردیف‌های ارضی از قسمت‌های بالا، میان و پایین شیب نمونه‌برداری انجام شد. نمونه بالای شیب از خاک روی مواد مادری، نمونه وسط شیب از خاک غیر زراعی و نمونه پایین شیب از خاک زراعی برداشته شدند. برخی از ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی نمونه‌ها و هم‌چنین رس‌های غالب خاک تعیین شدند. سپس سینتیک‌ واجذبی و تغییرات پارامترهای معادلات سینتیکی در طول ردیف‌های ارضی بررسی گردید. نتایج نشان داد در تمام ردیف‌های ارضی مقدار رس،ECe، CEC وpH خاک‌ها به طرف پایین شیب افزایش می‌یابد. در بررسی پراش‌نگارهای پرتو ایکس دیده شد که از موقعیت بالای شیب به طرف پایین شیب از شدت پیک‌های کائولینایت و ایلایت کاسته و بر شدت پیک‌های اسمکتایت و کانی‌های مختلط اسمکتایت-کلرایت افزوده می‌شود. از بین معادلات سینتیکی مورد مطالعه، معادله ایلوویچ به‌دلیل بالا بودن ضریب تشخیص و پایین بودن خطای استاندارد براورد، به‌عنوان بهترین معادله در تشریح روابط بین آزاد شدن فسفر و زمان در خاک‌های مورد مطالعه انتخاب شد. سرعت واجذبی فسفر در ردیف‌های ارضی ناحیه خشک چنین روندی را دنبال کرد: بالای شیب < وسط شیب < پایین شیب. از طرفی سرعت واجذبی فسفر در ردیف‌های ارضی مناطق نیمه‌خشک بیشتر از ردیف‌های اراضی مناطق خشک بود. با توجه به مقادیر بیشتر پارامترهای سینتیکی در قسمت پایین شیب می‌توان نتیجه گرفت سرعت واجذبی فسفر و در نتیجه توانایی خاک‌ها در تأمین فسفر مورد نیاز گیاه به طرف پایین شیب افزایش می‌یابد

---

علی‌رغم وجود خاک های سرشار از سیلت در جنوب مشهد، هیچ‌گونه اطلاعاتی در باره منشا بادرفتی یا تشکیل در جای آنها وجود ندارد. هدف از این پژوهش تعیین منشأ تولید سیلت در این منطقه بود. تپه ماهورهای گرانیتی جنوب مشهد به‌صورت ناپیوسته توسط رسوبات سیلتی پوشیده شده اند. بر اساس منشأ تشکیل خاک ها، چهار نیمرخ، شامل خاک درجا با پوشش رسوبات سرشار از سیلت و خاک درجا با سیلت کم روی تپه ماهور های گرانیتی، خاک سرشار از سیلت در طول نیمرخ خاک در دامنه های گرانیتی و خاک آبرفتی واقع در دشت دامنه ای، هم‌چنین یک مقطع طبیعی دارای تناوبی از لایه های سیلتی و آبرفتی مطالعه شد. منحنی تجمعی توزیع اندازه ذرات(CPSDC) ، نمودار های توزیع عمقی نسبت سیلت به شن (Si/S)، انحراف معیار ترسیمی جامع فولک (σI )، چولگی ترسیمی جامع فولک(SKI )و مورفولوژی ذرات شن با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) برای تفکیک افق های مختلف خاک ها از نظر منشأ استفاده شد. بر اساس نتایج به‌دست آمده، افق های سرشار از سیلت (L)، درجا - سیلتی (R-L)، درجا (R)، آبرفتی (A)، و آبرفتی - سیلتی (A-L ) در خاک های مورد مطالعه شناسایی شد. CPSDC افق های سرشار از سیلت، S شکل و به سادگی از افق های دیگر قابل شناسایی است. در مقابل، CPSDS افق های در جا و آبرفتی از مدل کروی پیروی می کند. CPSDS افق های درجا - سیلتی و آبرفتی - سیلتی، S شکل و کروی نمی باشد بلکه حد واسط آنهاست. افق های سرشار از سیلت حداکثر SKI (بسیار چوله به سمت ذرات ریز) و حداقل σI (جور شدگی بسیار بد) را داشته و افق های آبرفتی و درجا از این نظرحدواسط هستند. افق های آبرفتی - سیلتی و درجا - سیلتی به‌دلیل اضافه شدن سیلت به آنها، دارای SKI نزدیک به صفر (متقارن) و بیشترینσI(جورشدگی بسیار بد) هستند. نمودار توزیع فراوانی اندازه ذرات افق های مذکور دارای دو نما، یکی در شن و دیگری در سیلت بوده که دلیلی بر منشاء دو گانه آنهاست. تغییرات عمقیSKI ، Si/S و σI بین افق‌های سرشار از سیلت و دیگر افق ها، ناگهانی بوده و نشان از وجود انقطاع سنگی بین آنها و در نتیجه تفاوت در منشأ آنها می‌باشد. در نتیجه علی‌رغم امکان تولید سیلت از مواد مادری گرانیتی در این منطقه، می توان گفت که رسوبات سیلتی شناسایی شده در این منطقه توسط باد انتقال پیدا کرده اند.

---

برای جلوگیری از تراکم خاک، دانستن حد تنش فشاری مجاز (مقاومت تراکمی) خاک حائز اهمیت می‌باشد. تنش پیش-‌تراکمی (σ_pc ) به‌عنوان معیاری از مقاومت به تراکم خاک و برای تعیین درجه تراکم‌پذیری خاک پیشنهاد شده است. در این پژوهش، σ_pcخاک با استفاده از آزمایش‌های نشست صفحه‌ای (PST) و فشردگی محصور (CCT) تعیین گردید. آزمایش‌ها روی نمونه‌هایی از یک خاک لوم-‌شنی انجام گرفت. برای تهیه نمونه‌های خاک با درجات مختلف تراکم، از دو سطح رطوبت (17 و 19 درصد وزنی خشک) و شش سطح تنش پیش-‌باری (0، 25، 50، 100، 150 و 200 کیلوپاسکال) استفاده شد. برای بررسی اثر رطوبت و تنش  پیش-‌باری  بر σ_pcبراورده شده، از آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی و با سه تکرار استفاده شد. مقادیر σ_pcتعیین شده به‌طور معنی‌داری تحت تأثیر ترکیب بارگذاری و شرایط رطوبتی خاک قرار گرفت. نتایج آزمایش PST نشان داد که با افزایش مقدار تنش پیش-‌باری و رطوبت خاک، میزان σ_pc به ترتیب افزایش و کاهش یافته است. در صورتی که در آزمایش CCT با افزایش رطوبت خاک، σ_pc براورد شده به‌طور معنی‌داری افزایش یافت. هم‌چنین نتایج نشان داد که با آزمایش PST، مقاومت تراکمی خاک ( σ_pc) با دقت تعیین شد، در صورتی‌که مقادیر  تعیین شده با آزمایش 4/5 ، CCT  (در رطوبت 17%) و 5/8 (در رطوبت 19%) برابر مقادیر تنش پیش- ‌باری اعمال شده به خاک بودند. نتایج این تحقیق نشان داد که σ_pc بستگی به روش آزمایش فشاری داشته، آزمایش‌ PST روشی مناسب برای براورد مقاومت تراکمی (تنش پیش- تراکمی) خاک بوده و در مدیریت پایدار خاک (از جنبه‌های تردد‌پذیری خاک و خاک‌ورزی) و اثر عوامل مختلف مدیریتی بر تنش پیش- ‌تراکمی خاک قابل استفاده می‌باشد.

---

به منظور بررسی برهمکنش نیتروژن و مواد آلی بر رشد و عملکرد گندم دیم، آزمایشی دردو سال 1٣٨٤ و ١٣٨٥ در ایستگاه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز واقع در باجگاه به‌صورت کرت‌های خرد شده در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با چهار تکرار اجرا گردید. فاکتور اصلی نیتروژن در سه سطح (صفر، 40 و80 کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار) و فاکتورهای فرعی سه نوع ماده آلی شامل پسمان‌های گندم به میزان ٧٥٠ و ١٥٠٠ کیلوگرم در هکتار، پسمان‌های ریشه شیرین بیان به میزان ١٥و٣٠ تن در هکتار و کمپوست ضایعات شهری به میزان 10 و20 تن در هکتار (معادل 50 و100%) بودکه با تیمار شاهد (فاقد هر گونه ماده افزودنی) مقایسه گردیدند. نتایج نشان داد عملکرد دانه گندم با افزایش نیتروژن از صفر به ٤٠ و از ٤٠ به ٨٠کیلوگرم در هکتار به‌طور معنی‌داری افزایش یافت. از بین اجزای عملکرد گندم، تعداد دانه در سنبله و تعداد سنبله در بوته افزایش یافت که این افزایش در مورد تعداد دانه در سنبله از صفر به ٤٠ و ٨٠ کیلوگرم در هکتار و در مورد تعداد خوشه از صفر به ٨٠ کیلوگرم در هکتار معنی‌دار بود. نتایج حاصله از مصرف مواد آلی مختلف به خاک نشان داد که حداکثر عملکرد دانه گندم دیم در تیمار 100 درصد کمپوست به میزان ٣٢% در مقایسه با تیمار شاهد افزایش داشت. نتایج به‌دست آمده از اثر برهمکنش مواد آلی و نیتروژن (میانگین دو سال) نشان داد که در تیمار١٠٠درصد کمپوست، با افزایش نیتروژن از صفر به ٤٠ کیلوگرم در هکتار، عملکرد دانه گندم به‌طور معنی‌داری افزایش پیدا کرد و افزایش نیتروژن از ٤٠ به 80 کیلوگرم اختلاف معنی‌داری ایجاد نکرد. بنابراین حداکثر ٥٠ درصد از نیتروژن مورد نیاز می‌تواند با کمپوست جایگزین گردد. داده‌های به‌دست آمده از تأثیر مواد آلی بر روند تغییرات آب موجود در خاک نشان داد که به‌طور کلی در هر دو سال آزمایش مصرف مواد آلی، در مقایسه با تیمار شاهد، مقدار آب موجود درخاک (صفر تا ٦٠ سانتی‌متر) را افزایش داد لیکن از بین مواد آلی، مصرف کمپوست تأثیر بیشتری بر ظرفیت نگه‌داری آب خاک داشت.

---

عملیات و مدیریت کشاورزی اغلب باعث ایجاد تغییرات فاحشی در پوشش گیاهی، تولید بیومس، مواد آلی خاک، چرخه عناصر غذایی و پویایی فسفر خاک می شود. در این پژوهش تأثیر تخریب پوشش گیاهی بر مقدار شکل‌های آلی و معدنی لبایل، نسبتاً لبایل و غیر لبایل فسفر و هم‌چنین مقدار فسفر کل آلی و معدنی خاک بررسی شد. نمونه های خاک از عمق 10-0 سانتی‌متری از سه کاربری مرتع با پوشش گیاهی نسبتاً خوب (25-20 درصد)، مرتع با پوشش گیاهی ضعیف (10-5 درصد) و دیمزار در زیر حوزه سولگان و دو کاربری مرتع با پوشش گیاهی نسبتاً خوب (30-25 درصد) و مرتع با پوشش گیاهی ضعیف (10-5 درصد) در سادات‌آباد جمع‌آوری شد. نتایج نشان داد که مقدار فسفر کل آلی خاک به ترتیب 2/18 و 9/23 درصد در کاربری دیمزار و مرتع با پوشش گیاهی ضعیف در سولگان و 8/40 درصد در مرتع با پوشش گیاهی ضعیف در سادات آباد نسبت به مرتع با پوشش نسبتاً خوب کاهش یافته است. فرم‌های آلی فسفر در اثر تخریب مراتع تغییر بیشتری نسبت به فرم‌های معدنی داشت، به‌طوری‌که در سولگان شکل‌های آلی لبایل، نسبتاً لبایل و غیر لبایل فسفر به ترتیب 3/72، 3/24 و 1/7 درصد در کاربری دیمزار و 1/42، 9/13 و 9/12 درصد در کاربری مرتع با پوشش گیاهی ضعیف نسبت به مرتع با پوشش گیاهی نسبتاً خوب کاهش یافت. در سادات آباد نیز در اثر چرای بی رویه دام و کاهش پوشش گیاهی مقدار این شکل‌ها به ترتیب 4/64، 7/35 و 4/44 درصد نسبت به مرتع با پوشش گیاهی نسبتاً خوب کاهش یافت. نتایج این پژوهش نشان داد که تخریب پوشش گیاهی تأثیر قابل توجهی بر مقدار ذخایر فسفر خاک دارد. با کاهش ذخایر نسبتاً مقاوم و مقاوم فسفر در خاک توانایی خاک در عرضه فسفر قابل دسترس کاهش یافته و از قدرت باروری و حاصل‌خیزی خاک در دراز مدت کاسته می‌شود.

---

اهمیت و وجود تغییرات مکانی در خصوصیات خاک امری بدیهی به‌شمار می‌رود، با این حال درک فعلی از علل و منابع تغییرات کامل نیست. بررسی تغییرپذیری خاک در سطح مزرعه توسط آمار کلاسیک و زمین آمار قابل بررسی می‌باشد. این تحقیق به‌منظور تعیین عوامل کنترل کننده تغییرات مکانی عناصر غذایی پرمصرف و کم‌مصرف به‌وسیله تلفیق آنالیز مؤلفه‌های اصلی به‌عنوان یک روش کلاسیک و روش زمین آمار در مزارع روستای آپایپولی ایالت آندراپرادش هند صورت گرفته است. در مطالعات صحرایی در 110 نقطه از عمق 30-0 سانتی‌متری نمونه‌برداری شده و نیتروژن کل، فسفر، پتاسیم،کلسیم، سدیم، منیزیوم، سولفات، بور، منگنز، روی و آهن قابل استفاده اندازه‌گیری شد. تجزیه و تحلیل‌های آمار کلاسیک و زمین آمار روی داده‌ها صورت گرفت. نتایج آنالیز مؤلفه‌های اصلی نشان داد که چهار مؤلفه اول دارای ارزش ویژه بیش از یک بوده‌اند و جمعاً 64/71 درصد کل تغییرات را توجیه کرده‌اند. نتایج آنالیزهای زمین آماری روی سه مؤلفه اول نشان داد که هر سه مؤلفه بر اساس تغییرنمای سطحی ، همسانگرد بوده‌اند. مدل‌های برازش داده شده به هر سه مؤلفه از نوع کروی می‌باشند. مقدار دامنه تأثیر برای مؤلفه‌های اول و سوم نزدیک به هم بوده و به ترتیب معادل 288 و 393 متر می‌باشد. به‌نظر می‌رسدکه مهم‌ترین عناصر غذایی در این مؤلفه‌ها دارای دامنه تأثیر 400-300 متر هستند. در مقابل مؤلفه دوم که دارای دامنه تأثیر حدود 877 متر می‌باشد، احتمالاً عناصر غذایی مهم در آن مانند آهن، منگنز و روی دارای دامنه تأثیر مشابهی در حدود 900-700 متر در مقیاس مطالعه هستند. مقایسه الگوی مکانی مؤلفه‌ها نشان می‌دهد که الگوی پراکنش مؤلفه اول و سوم که در آن مهم‌ترین عناصر غذایی نیتروژن کل، منیزیوم ،پتاسیم، مس، کلسیم و فسفر قابل استفاده هستند با الگوی کشت و ابعاد مزارع مطابقت دارد. این امر نشان دهنده آن است که تغییرپذیری عناصر مزبور عمدتاً تحت مدیریت زارعین قرار گرفته است. جهت رعایت بهینه مصرف عناصر غذایی بایستی میزان کوددهی توسط زارعین مورد بازنگری قرار گیرد. الگوی مؤلفه دوم با شکل قطعه‌بندی مزارع هم‌خوانی ندارد ولی با الگوی مکانی اسیدیته خاک در منطقه تطابق بسیار زیادی نشان می‌دهد. با توجه به این‌که مؤلفه دوم ترکیب خطی از عناصر مهم روی، آهن و منگنز می‌باشد لذا می‌توان نتیجه گرفت که توزیع مکانی عناصر مزبور عمدتاً توسط اسیدیته خاک کنترل شده است و مدیریت موضعی زارعین کم‌رنگ‌تر بوده است. در عین حال توزیع این عناصر نیز باید در نقاط بحرانی و کمتر از حد قابل قبول، مورد توجه قرار گیرد.

---

شور شدن خاک‌ها در مناطق خشک و نیمه‌خشک یک معضل جدی برای توسعه کشاورزی و استفاده پایدار از منابع خاک و آب می‌باشد. به منظور بررسی تأثیر توسعه فعالیت‌های کشاورزی بر تخریب اراضی و افزایش شوری خاک، منطقه شمس‌آباد استان قم انتخاب گردید. ابتدا عکس‌های هوایی سال 1334 (1955 میلادی) و داده‌های ماهواره‌ای سال‌های 1990 و 2002 میلادی و هم‌چنین اطلاعات در دسترس از وضعیت منابع آب و خاک منطقه در گذشته، جمع‌آوری گردید. با استفاده از اطلاعات موجود و پس از بازدید صحرایی، از خاک‌های با شوری متفاوت در طول ۳ ترانسکت تعداد 150 نمونه خاک در دو عمق 50-0 و 100-‌‌ 51 سانتی‌متری جمع‌آوری شد. روی نمونه‌ها تجزیه‌های فیزیکی و شیمیایی انجام گرفت و سپس با کمک نرم‌افزار ILWIS، نقشه‌های شوری، سدیمی و کاربری اراضی ترسیم گردید. نتایج به‌دست آمده نشان داد که طی 47 سال گذشته، وسعت اراضی کشاورزی در منطقه حدود 5/9 برابر افزایش یافته است که موجب افزایش شوری و افت سطح منابع آب‌های زیرزمینی این ناحیه شده است. در حال حاضر متوسط شوری آب چاه‌های منطقه حدود 19/7 دسی زیمنس بر متر می‌باشد و سالانه حدود یک متر افت در سطح ایستابی چاه‌ها مشاهده می‌گردد. متوسط هدایت الکتریکی خاک در سال 1362 در عمق سطحی حدود 5/6 دسی زیمنس بر متر و در سال 1384 این رقم به حدود 7/10 دسی زیمنس بر متر رسیده است. در صورت ادامه این روند و عدم برنامه‌ریزی صحیح، تمام اراضی منطقه در سال‌های آینده از حیز انتفاع خارج خواهند شد. بنابراین برنامه‌ریزی برای توسعه استان قم باید با درنظر گرفتن مشکلات و محدودیت‌های توسعه ناپایدار کشاورزی در حاشیه کویر صورت پذیرد.

---

کودهای آلی منبع ریزجانداران بیماری‌زا می‌باشند که می‌توانند سلامتی انسان را به خطر اندازند. در این پژوهش، اثر نوع خاک و کود بر سرنوشت باکتری‌های آزاده شده از کود‌های آلی در حین آبشویی ستون‌های خاک-کود بررسی شد. کود‌های گاوی و مرغی و لجن ‌فاضلاب به مقدار 10 تن در هکتار به سطح ستون‌های دست‌نخورده دو خاک با بافت لوم‌ رسی‌ شنی و شن‌ لومی اضافه شد. آبشویی ستون‌های خاک-تیمار شده با کود با شدت جریان غیراشباع و ماندگار 8/4 سانتی‌متر در ساعت تا چهار برابر حجم آب منفذی (PV) انجام شد. غلظت باکتری‌های گرم - منفی آب ورودی و زه‌آب ستون‌های خاک در کسرهای مختلف PV اندازه‌گیری شد. غلظت متوسط ورودی، غلظت متوسط خروجی، درصد پالایش نسبی باکتری، درصد باکتری انتقال یافته در طول زمان آبشویی محاسبه شد. در سطح آماری 5 درصد اختلاف معنی‌داری بین کود مرغی و دو تیمار کودی دیگر از نظر میانگین غلظت باکتری آزاد شده از تیمارهای کودی وجود داشت. ساختمان پایدار و مسیرهای ترجیحی باعث هدایت بیشتر باکتری در ستون‌های خاک‌ لوم رسی شنی شد. به دلیل ساختمان ضعیف و پیوستگی کم منافذ در خاک شن لومی میزان پالایش باکتری 45/1 برابر خاک لوم‌ رسی شنی بود. کود مرغی آلودگی نسبی بیشتری در زه‌آب ایجاد کرد. قدرت یونی کم سوسپانسیون لجن‌ فاضلاب سبب پالایش کمتر باکتری آزاد شده از این کود شد. بالا بودن کربن آلی محلول در کود گاوی باعث شد تا انتقال باکتری در ستون‌های خاک تیمار شده با آن 12/1 برابر کود مرغی شود. به طور کلی در استفاده از کودهای دامی، به ویژه کود مرغی خانگی که منبع مهمی از باکتری‌های آلوده ‌کننده محیط زیست هستند، مدیریت کود اهمیت ویژه‌ای دارد. هم‌چنین بافت و ساختمان خاک بر سرنوشت باکتری‌های آزاد شده از کودهای آلی مؤثرند.

---

اندازه‌گیری پذیرفتاری مغناطیسی (χ) به طور گسترده‌ای جهت ارزیابی تکامل نیمرخ خاک به کار رفته است. 14 نیمرخ خاک در دامنه نسبتاً گسترده‌ای از شرایط اقلیمی در استان فارس مورد مطالعه قرار گرفتند. عصاره‌گیر سیترات - بی کربنات - دی تیونات (CBD) و تصاویر میکرو کت اسکن جهت ارزیابی منشاء پذیرفتاری مغناطیسی استفاده گردیدند. نتایج نشان داد که نمونه‌های خاک، 23 تا 91 درصد از پذیرفتاری مغناطیسی خود را پس از تیمارCBD از دست دادند که بیانگر اختلاف در منشاء (پدوژنیک یا لیتوژنیک) پذیرفتاری مغناطیسی بوده است. کاهش پذیرفتاری مغناطیسی به مقدار زیادتری در خاک‌های با تکامل پروفیلی بیشتر و هم‌چنین در سطح خاک غالباً مشاهده گردید. کاهش پذیرفتاری مغناطیسی وابسته به فرکانس (χfd) پس از تیمار CBD، 22 تا 89 درصد بوده است. رابطه مثبت و معنی‌داری میان میزان کاهش پذیرفتاری مغناطیسی پس از تیمار CBD و پذیرفتاری مغناطیسی وابسته به فرکانس در خاک‌های مطالعه شده مشاهده گردید. تصاویر میکرو کت اسکن با قدرت تفکیک فضایی 33 میکرومتر، حضور ذرات اکسید مغناطیسی آهن (مگنتیت) لیتوژنیک را نشان داد.

---

عدم وجود و یا کمبود آمار و اطلاعات در زمینه فرسایش خاک و تولید رسوب در بسیاری از حوزه های آبخیز کشور، استفاده از روش های تجربی مناسب برای برآورد شدت و مقادیر فرسایش خاک و تولید رسوب را گریزناپذیر می نماید. در این تحقیق، میزان کارآیی مدل USLE و نسخ مختلف آن شامل MUSLE-S، AOF، MUSLT، MUSLE-E، USLE-M و AUSLE در کرت استاندارد در تیمارهای دیم، شخم رها شده و مرتع در مقیاس رگبار ارزیابی شده است. برای این منظور کلیه متغیرهای مورد نیاز و ورودی مدل های مذکور در سه کرت مستقّر در هر تیمار در ایستگاه تحقیقات منابع طبیعی خسبیجان در شهرستان اراک محاسبه و به منظور اجرای مدل های مذکور مورد استفاده قرار گرفت. نتایج به دست آمده از به کارگیری هر یک از مدل ها با مقادیر رسوب اندازه گیری شده 12 رگبار مقایسه و نهایتاً کارآیی و دقّت مدل های مذکور در هر یک از تیمارهای مورد بررسی ارزیابی شد. نتایج ارزیابی ضمن تأیید ارتباط آماری خوب بین برآوردهای بسیاری از مدل ها با یکدیگر نمایان گر عدم توانایی و کارآیی مدل های مذکور در برآورد رسوب ناشی از رگبارها در تیمارهای مورد مقایسه بوده اند. حال آن که ارتباط معنی دار تخمین های حاصل از مدل MUSLE-E (99/0r=) و غیرمعنی‌دار MUSLE-S و MUSLE-E (50/0r<) با مقادیر مشاهده ای به ترتیب در کاربری های مرتع، و دیم و شخم رهاشده مورد تأیید قرار گرفت.

---

 زادآوری برای جنگل مهم است و آینده آن را تضمین می کند. خاک یکی از سرمای ههای اصلی جنگل به حساب میآید. به حداقل رساندن صدمات به خاک و زادآوری در جنگل در طی عملیات بهره برداری یک اصل است . آگاهی از میزان صدمات بهره برداری بر توده های سرپای جنگل کمک زیادی به مدیریت جنگل دارد . برای این  منظور جنگل های راش اسالم واقع در شمال ایران مورد بررسی قرار گرفت . این جنگل ها به شیوه تک گزینی اداره می شوند و سیستم کشش زمینی با استفاده از ماشین های چوبکشی چرخ لاستیکی برای خارج کردن بینه ها استفاده می گردد. در این تحقیق برای جمع آوری داده های مربوط به وضعیت زادآوری از روش نمونه برداری تصادفی سیستماتیک و برای بررسی وضعیت خاک از طرح کاملاً تصادفی استفاده شده است . تجزیه و تحلیل داده های جمع آوری شده با استفاده از تکنیک های آماری ۲۰m3/ha آنالیز واریانس و توزیع دو جمله ای و آزمون حداقل اختلاف معنی دار انجام گرفت . نتایج این تحقیق نشان داد که با برداشت ۱۴ درصد از زادآوری منطقه تحت تأثیر صدمات مکانیکی ناشی از عملیات بهره برداری قرار گرفته اند که از این میان /۵ ± ۰/ حدود ۹۹ ۵ درصد آن زخمی شده اند. این صدمات از طریق قطع، جمع آوری، کشیدن و دپو کردن حاصل /۳ ± ۰/ ۹ درصد آن نابود و ۶۳ /۱۲ ± ۰/۸۳ ۱۵ درصد و در مسیرهای / شده اند. وزن مخصوص ظاهری خاک جنگل در عمق ۱۰ سانتی متر سطحی در مناطق بهره برداری شده ۷۴ ۳۵ درصد نسبت به مناطق شاهد افزایش نشان داده است . سازماندهی مناسب عملیات خروج چوب از جنگل، طراحی و / چوبکشی ۶۱ ساخت دقیق و استاند ارد مسیرهای چوبکشی قبل از برداشت درختان بر اساس نقشه های بهره برداری تهیه شده می تواند در کاهش صدمات بهره برداری بر توده جنگل و کاهش فشردگی خاک مؤثر واقع گردد.

---

استفاده بهینه از نزولات جوی، منجر به توسعه سطح زیر کشت و امکان تخصیص منابع آب موجود به مصارف دیگر می‌گردد که در نهایت منجر به توسعه اقتصادی خواهد شد. یکی از روش‌های مؤثر در این زمینه، استفاده از مدل‌های شبیه‌سازی مدیریت آب خاک و زمان‌بندی آبیاری می‌باشد. در این پژوهش مدل رایانه‌ای برای مدیریت و برنامه‌ریزی آبیاری مزارع بر اساس بیلان آب خاک و بارش، که قبلاً تهیه شده بود، تکمیل گردید و برای مزرعه گندم در منطقه باجگاه به کار برده شد. هم‌چنین تأثیر مقدار ذخیره رطوبت در حداکثر عمق خاک ناحیه ریشه در مقدار آب آبیاری بررسی شد. مدل مورد نظر در محیط برنامه‌نویسی Visual Basic .Net نوشته شده است. مدل تهیه شده برای 13 سال آمار هواشناسی منطقه باجگاه که کامل‌تر بودند، به کار برده شد. مدل در دو حالت که باران مؤثر کمبود رطوبتی خاک (نسبت به حالت ظرفیت زراعی) تا حداکثر عمق ریشه را جبران می‌نماید (حالت دوم) نسبت به حالتی که باران مؤثر تنها کمبود رطوبتی خاک تا عمق ریشه روزانه را جبران می‌کند(حالت اول) اجرا شد. در حالت دوم، مقدار آب آبیاری و تعداد دفعات آبیاری نسبت به حالت اول کاهش یافته است. چنانکه میانگین مقدار آبیاری فصلی از 8/706 به 2/569 میلی‌متر و میانگین تعداد دفعات آبیاری فصلی از 8 بار به 6 بار کاهش یافته‌اند. هم‌چنین میانگین نسبت باران مؤثر به کل مقدار باران از 31/46 درصد به 6/73 درصد افزایش یافته است. با احتمال 80%، در حالت اول با احتساب 9/108 میلی‌متر بارش مؤثر نیاز به 9 بار آبیاری و 7/757 میلی‌متر آب آبیاری نیاز است و در حالت دوم با احتساب 7/236 میلی‌متر بارش مؤثر به 7 بار آبیاری و 9/636 میلی‌متر آب آبیاری نیاز است. با احتمال 50% ، در حالت اول با احتساب 6/165 میلی‌متر بارش مؤثر به 8 بار آبیاری و 6/712 میلی‌متر آب آبیاری نیاز است و در حالت دوم با احتساب 1/292 میلی‌متر بارش مؤثر به 6 بار آبیاری و 1/545 میلی‌متر آب آبیاری نیاز است. در نهایت نشان داده شد که با استفاده از اصول ساده مدیریتی می‌توان از مصرف بیش از اندازه آب آبیاری جلوگیری نمود.

---

ارزیابی مناسب عامل فرسایش‌پذیری خاک (K) برای پیش بینی قابل اطمینان فرسایش آبی حائز اهمیت است. در این پژوهش، عامل فرسایش‌پذیری خاک در 900 کیلومتر مربع از خاک‌های شهرستان هشترود واقع در ناحیه نیمه خشک شمال غربی ایران مورد بررسی قرار گرفت. نتایج اندازه‌گیری مقدار هدررفت خاک در 36 زمین مختلف در کرت-های استاندارد تحت باران های طبیعی از سال 1384 تا 1386 نشان داد که مقدار عامل فرسایش‌پذیری اندازه‌گیری شده 77/8 برابر کمتر از مقدار برآوردی با نموگراف USLE است. برای دست‌یابی به نموگراف جدید، هم‌بستگی بین عامل فرسایش‌پذیری اندازه‌گیری شده و ویژگی‌های خاک‌ها بررسی شد. نتایج نشان داد که شن درشت، رس، ماده آلی، آهک، پایداری خاکدانه و نفوذپذیری خاک، هم‌بستگی منفی معنی دار و شن بسیار ریز و سیلت، هم‌بستگی مثبت معنی دار با عامل فرسایش‌پذیری خاک دارند. نتایج تجزیه مولفه های اصلی و رگرسیون چند متغیره نشان داد که نفوذپذیری خاک، پایداری خاکدانه، آهک و شن درشت رابطه ای معنی-دار (92/0=2R) با فرسایش‌پذیری دارند. برای برآورد آسان عامل فرسایش‌پذیری، نموگرافی بر اساس عوامل مذکور با ضریب تبیین 92 درصد تهیه شد. از این نموگراف در مناطقی که دارای ویژگی خاک و باران مشابه با منطقه مورد بررسی باشند، برای برآورد مطمئن عامل فرسایش‌پذیری خاک می توان بهره گرفت.

---

منظور نمودن شاخص‌های حاصل‌خیزی خاک از جمله ظرفیت تبادل کاتیونی(CEC) می‌تواند در ارتقا و افزایش کیفیت نقشه‌های خاک مفید باشد. برای اندازه‌گیری CEC که زمان‌بر و پرهزینه است می‌توان از برآورد آن از طریق توابع انتقالی استفاده کرد. در این تحقیق، ابتدا چند محدوده (Delineation)‌ از دو واحد نقشه همگون (Consociation)، شامل دو فامیل خاک واقع در دشت شهرکرد، یک واحد نقشه شامل سری شهرک و دیگری شامل سری چهارمحال، مشخص شد. سپس، از اعماق صفر تا20 و30 تا50 سانتی‌متری محدوده‌ها نمونه‌گیری و چند ویژگی فیزیکی- شیمیایی هر نمونه در آزمایشگاه اندازه‌گیری شد. سه ویژگی درصد رس، درصد ماده آلی و رطوبت در پتانسیل 1500- کیلو پاسکال بیشترین هم‌بستگی را با CEC نشان دادند. توابع انتقالی با استفاده از رگرسیون خطی و شبکه عصبی استخراج شد. در این مطالعه، برای تمام مدل‌های شبکه عصبی یک لایه میانی به همراه یک گره کافی به نظر رسید. در هر دو روش، مدلی که شامل پارامتر‌های زود یافت ماده آلی و رس بود به وسیله روش رگرسیون با 81/0=R2 و 2/7= RMSE و از طریق شبکه عصبی با ضریب یادگیری 3/0 و تعدادتکرار(Epoch) 40 و 88/0=R2 و34/0= RMSE بهترین و دقیق‌ترین تخمین را در بین مدل‌ها جهت تخمین CEC نشان داد. تفکیک داده برحسب لایه و فامیل باعث افزایش دقت و صحت توابع گردید. تکنیک شبکه عصبی در مقایسه با رگرسیون، مدل‌هایی باR2 بیشتر و RMSE کمتر تولید کرد.

---

آتش به صورت گسترده برای تمیز کردن مزارع در ایران استفاده می‏شود در حالی که اطلاعات کمی از اثر آن بر خصوصیات خاک به ویژه خصوصیات مینرالوژیکی خاک در دسترس می‏باشد. تحقیق حاضر به منظور ١) مقایسه برخی از ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی خاک سوخته و نسوخته و ٢) بررسی امکان تحول کانی‌های موجود در لایه سطحی خاک بر اثر افزایش دما صورت گرفت. نمونه‏ها از عمق 5- 0 و 15- 5 سانتی‏متری قسمت سوخته و نسوخته یک خاک زراعی در منطقه تخت‏ جمشید و خاک جنگل بمو که در آنها آتش‏سوزی رخ داده بود با 4 تکرار برداشته شدند. تجزیه‌های فیزیکوشیمیایی روی نمونه‌های نسوخته و سوخته صورت گرفت. هم‌چنین کانی‏های موجود در جزء رس خاک‌ها در عمق 5-0 سانتی‌متری خاک نسوخته و سوخته و نمونه‌های خاک تیمار شده در دماهای 300 و 600 درجه سانتی‌گراد به مدت 2، 4، 8 و 12 ساعت در آزمایشگاه، توسط دستگاه پراش پرتو ایکس مطالعه گردید. در ناحیه جنگلی پ‏هاش و شن در عمق 5- 0 سانتی‏متری خاک سوخته افزایش یافت در صورتی که مقدار فسفر و پتاسیم قابل جذب در هر دو عمق نمونه‏برداری خاک جنگلی افزایش نشان داد. در خاک زراعی تغییرات خواص فیزیکی و شیمیایی در اثر آتش‏سوزی از نظر آماری معنی‏دار نبود. نتایج حاصل از پراش پرتو ایکس کاهش شدت پیک‏های کلریت و ایلیت در نمونه ‏خاک‌های زراعی و جنگلی سوخته را نشان داد. در تیمار دمایی ٣٠٠ درجه سانتی‌گراد اعمال شده در مدت زمان‌های متفاوت کلریت و ایلیت با مقدار نسبی کمتر نسبت به خاک نسوخته در هر دو منطقه نمونه‌برداری شده مشاهده شد در حالی که در تیمار دمایی ٦٠٠ درجه سانتی‌گراد با زمان‌های ٨ و ١٢ ساعت، پیک‌های مربوط به کلریت و ایلیت بر خلاف زمان‌های ٢ و ٤ ساعت مشاهده نشد. پیک کوارتز در خاک جنگلی و زراعی سوخته و تیمارهای دمایی ٣٠٠ و ٦٠٠ درجه سانتی‌گراد بدون تغییر مشاهده شد.

---

ژئوپدولوژی، یک روش سیستماتیک تجزیه و تحلیل سطوح ژئومرفیک برای نقشه‌برداری خاک است که عملیات صحرایی را عمدتاً بر مبنای کار در منطقه نمونه پایه ریزی می کند. هدف از تحقیق حاضر، بررسی موقعیت منطقه نمونه و تأثیر نظر کارشناس در راستای تعیین میزان اعتبار تعمیم‌پذیری نتایج حاصل از روش ژئوپدولوژی برای اشکال اراضی مشابه، در جنوب غربی بروجن است. پس از تهیه نقشه تفسیری اولیه روی عکس های هوایی با مقیاس "1:20000"، با توجه به موقعیت‌های مختلف واحد Pi111 که بیشترین مساحت از محدوده مطالعاتی را در برمی گرفت، منطقه نمونه در سه موقعیت مختلف طراحی شد و نقشه مزبور، در قالب مطالعات خاک شناسی رده دوم نهایی گردید. هم چنین، نظر دو کارشناس مختلف در رابطه با تعیین نقاط آزمون در خارج از منطقه نمونه به منظور بررسی میزان اعتبار نتایج تعمیم پذیری روش ژئوپدولوژی برای واحد مذکور، مد نظر قرار گرفت. نتایج نشان داد که تغییر موقعیت منطقه نمونه، تفاوت‌های تاکسونومیکی را در سطوح مختلف (رده، تحت گروه و یا فامیل) و نوع واحد نقشه (کمپلکس و همگون) برای واحد Pi111 در بر داشته است. هم چنین، علی رغم مشابهت نتایج رده بندی پروفیل های تعیین شده توسط کارشناسان با یکدیگر، میزان هم خوانی این خاک ها با پروفیل‌های شاهد منطقه نمونه (تا سطح فامیل) در هر کدام از موقعیت های سه گانه ، متفاوت بود. بنابراین، استفاده از فازهای شکل اراضی برای افزایش دقت نتایج روش ژئوپدولوژی توصیه می شود.

---

اگر چه ماده آلی بخش کمی از وزن خاک را تشکیل می‌دهد ولی تأثیر زیادی بر ویژگی‌های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک دارد و از شاخص‌های مهم کیفیت و توان تولید خاک به‌شمار می‌رود. تعیین مقدار ماده آلی خاک در مطالعات حاصل‌خیزی خاک‌‌ و آلودگی محیط خاک، ضروری است. روش اکسایش تر واکلی- بلک یکی از روش‌های متداول تعیین ماده‌ آلی است. این روش علی‌رغم دقت و تبعیت از استانداردها، پرهزینه و با مصرف ترکیب کرومیوم‌دار انجام می‌شود. سوزاندن در کوره (Loss On Ignition, LOI) روش دیگری است که به دلیل عدم تمایل به استفاده از اسید کرومیک، هزینه کم و آسانی بیشتر مورد توجه قرارگرفته است. اهداف این پژوهش، تعیین روابط بین روش‌‌های اکسایش ‌تر و LOI در خاک‌های چهار دشت‌ مهم استان چهار محال و بختیاری و تعیین مناسب‌ترین دمای سوزاندن در کوره برای برآورد ماده آلی خاک است. بدین منظور، نمونه‌برداری خاک از لایه سطحی صفر تا 25 سانتی‌متری چهار دشت‌ شهرکرد، فارسان، کوهرنگ و لردگان به طور تصادفی ‌انجام گردید و در مجموع 205 نمونه خاک برداشت شد. ماده آلی خاک به روش‌های اکسایش تر و LOI در پنج دمای 300، 360، 400، 500 و 550 درجه سیلسیوس به مدت دو ساعت تعیین گردید. به منظور تعیین بهترین دمای سوزاندن خاک، 40 نمونه‌‌ خاک، انتخاب و ماده‌ آلی و کربنات کلسیم معادل آنها، قبل و بعد از سوزاندن در دماهای مذکور اندازه‌گیری گردید. نتایج نشان داد در هر دشت بین روش‌های اکسایش تر و LOI در دما‌های مختلف یک رابطه خطی، مثبت و معنی‌دار وجود دارد. تفاوت در دشت‌ها موجب گردید معادله‌ به دست آمده برای هر دشت از معادله‌ کلی متفاوت باشد و تفکیک داده‌ها بر اساس دشت، موجب افزایش R2 معادلات شد. با افزایش دمای سوزاندن، R2 و شیب معادلات کاهش و مجذور میانگین مربعات خطای باقی‌مانده (RMSE) افزایش یافت. در مقادیر بالاتر کربنات کلسیم معادل، کاهش شیب خطوط رگرسیون با افزایش دما قابل توجه بود که می‌تواند ناشی از تخریب بیشتر کربنات‌ها در دمای بالاتر باشد. در این پژوهش، دمایی حدود 360 درجه سیلسیوس بهترین دمای سوزاندن خاک در کوره تشخیص داده شد زیرا در این دما تمام کربن آلی سوزانده شده، حداقل تخریب کربن معدنی و از دست دادن آب ساختمانی از کانی‌های رسی صورت گرفته و هزینه انرژی مصرفی کمتر است.

---

سورگوم مهم‌ترین گیاه علوفه‌ای در منطقه بیرجند است لذا فسفر قابل جذب این گیاه مورد بررسی قرار گرفت. هشتاد نمونه خاک از نقاط مختلف منطقه تجزیه و از بین آنها 24 نمونه با خصوصیات فیزیکوشیمیایی متفاوت انتخاب شدند. پنج عصاره‌گیر شامل 1) بیکربنات سدیم 5/0 نرمال (5/8 pH=) و مدت هم زدن 30 دقیقه (روش اولسن)، 2) بیکربنات سدیم 5/0 نرمال (5/8 pH=) و مدت هم زدن 16 ساعت (روش کالول)، 3) Na2-EDTA 0025/0 نرمال (7pH= ) (روش EDTA)، 4) بیکربنات آمونیم یک مولار و DTPA 005/0 مولار (6/7 pH=) (روش سلطان‌پور و شواب) و 5) آب مقطر (روش پاو) برای اندازه‌گیری فسفر قابل جذب استفاده شدند. آزمایش گلخانه‌ای با دو تیمار صفر و 90 میلی‌گرم فسفر بر کیلوگرم خاک با سه تکرار اجرا گردید. نتایج نشان داد که کلیه عصاره‌گیرهای فوق برای اندازه‌گیری فسفر قابل جذب سورگوم قابل استفاده‌اند ولی از میان آنها روش‌های اولسن و پاو مناسب‌ترند. حد بحرانی فسفر قابل جذب گیاه سورگوم برای پنج عصاره‌گیر فوق به ترتیب برابر 17، 24، 14، 7 و 5/2 میلی‌گرم بر کیلوگرم خاک است. آزمون رگرسیون گام به گام نشان داد که واکنش خاک، میزان کربن آلی و درصد رس بر میزان فسفر قابل جذب خاک مؤثرند.

---

عوامل زمین شناختی و خاک شناختی نقش بسیار مهمی بر رفتار عناصر در خاک های بکر دارند. به منظور تعیین نقش این عوامل بر غلظت و توزیع برخی عناصر اصلی و کمیاب در خاک، شش ماده مادری مختلف، شامل فیلیت، تونالیت، پریدوتیت، دولریت، شیل و سنگ آهک در منطقه فومن- ماسوله شناسایی و نحوه تشکیل و تکامل خاک های درجا در این مواد مادری مطالعه گردید. غلظت کل Si، Al، Ca، Mg، Fe، Ti، Mn، Ni، Co، Cr، Cu، Pb، V و Zn در کلیه افق های پدوژنیک و ژئوژنیک مورد مقایسه قرار گرفت و نقش ترکیب ژئوشیمیایی مواد مادری بر غلظت کل عناصر مذکور در خاک بررسی شد. به‌علاوه، الگوهای غنی‌شدن- تهی‌شدن عناصر کمیاب با استفاده از عنصر مرجع Ti بررسی شد. به طور کلی، عناصر Cr، Ni، Co و V در خاک-های پریدوتیتی (به ترتیب 984، 285، 53 و 204 میلی گرم در کیلوگرم) و دولریتی (به ترتیب 1023، 176، 39 و 185 میلی گرم در کیلوگرم) حداکثر هستند. هم‌چنین روند تغییرات Si و Al تا حد زیادی تحت تأثیر نوع ماده مادری است به طوری که کمترین مقادیر این عناصر در خاک های پریدوتیتی، دولریتی و آهکی ملاحظه شد. حداکثر مقادیر Pb و Zn (به ترتیب 27 و 106 میلی گرم در کیلوگرم) در خاک های شیلی دیده شد. عناصر مختلف الگوهای غنی‌شدن- تهی‌شدن متفاوتی در یک خاک مشخص نشان دادند؛ به‌علاوه، یک عنصر مشخص نیز الگوهای متفاوتی را در خاک های با مواد مادری مختلف، و حتی در برخی موارد، در نیمرخ‌های مختلف با یک نوع ماده مادری خاص، نشان داد. سرب، Zn، Cu و Mn عموماً و در اکثر خاک‌رخ‌ها، به استثنای خاک‌های اسیدی و شدیداً آبشویی‌شده، غنی شده‌اند. در مقابل، Co، Cr، Fe، Ni و V، به ویژه در خاک‌های دیستریودپتز و یوتریودپتز، روند تهی‌شدن نشان می‌دهند. با این حال، عناصر مذکور در خاک‌های هپل‌یودآلفز و آرجی‌یوداولز، به موازات تشکیل افق‌های ایلوویال، روند غنی‌شدن نشان می‌دهند.