علوم آب و خاک

---

برای مطالعه کربوهیدرات‌های خاک ابتدا می‌بایست آنها را استخراج کرد که بدین منظور روش‌های مختلفی پیشنهاد شده است. سه روش و پنج محلول عصار‌ه‌گیر جهت استخراج کربوهیدرات‌ها از سه نوع خاک جنگلی، رسی و شور مورد استفاده قرار گرفت. روش‌های عصاره‌گیری شامل تکان ‌دادن نمونه‌ها به مدت 16 ساعت، حرارت‌ دادن نمونه‌ها در حمام‌ بخار به مدت 5/2 ساعت و حرارات دادن نمونه‌ها در آون به مدت 24 ساعت و محلول‌های عصاره‌گیر شامل اسید‌کلریدریک 5/0 مولار، اسید‌سولفوریک 25/0 مولار، اسید‌سولفوریک 5/0 مولار، سولفات‌پتاسیم 5/0 مولار و آب مقطر بود. غلظت کربوهیدرات‌ها‌ با روش فنل- اسید‌سولفوریک تعیین گردید. نتایج نشان داد که در اثر اضافه‌کردن فنل به عصاره استخراج‌شده با اسید‌کلریدریک، رسوب شیری‌رنگی تشکیل شد، به همین علت در روش فنل- اسید‌سولفوریک نمی‌توان از این عصاره‌گیر جهت استخراج کربوهیدرات‌های خاک استفاده نمود. در همه خاک‌ها روش تکان ‌دادن مقادیر کمتری کربوهیدرات نسبت به روش‌های آون و حمام بخار عصاره‌گیری‌ کرد و در خاک‌های جنگلی و شور تفاوتی در میزان کربوهیدرات عصاره‌گیری شده با روش‌های آون و حمام‌ بخار دیده نشد. در خاک رسی، روش آون مقدار کربوهیدرات بیشتری نسبت به روش حمام بخار عصار‌ه‌گیری کرد. در تمام خاک‌ها، اسید‌سولفوریک 5/0 مولار بیشترین مقدار کربوهیدرات را عصاره‌گیری نمود و در خاک‌های جنگلی و شور آب مقطر کمترین مقدار کربوهیدرات را عصاره‌گیری کرد. در مجموع استفاده از روش حمام بخار (در خاک‌های جنگلی و شور) و روش آون (در خاک رسی) با محلول اسید‌سولفوریک 5/0 مولار بیشترین مقدار کربوهیدرات را عصاره‌گیری نمود.

---

سیستم های خاک ورزی و کودهای آلی بر ویژگی های فیزیکی و مکانیکی خاک مؤثر هستند. این پژوهش به منظور بررسی اثر دو سیستم خاک ورزی مرسوم با گاوآهن برگردان دار (عمق خاک ورزی 30 سانتی متر) و کم خاک ورزی با دیسک (عمق خاک ورزی 15 سانتی متر) و سه سطح کود گاوی (0، 30 و 60 تن در هکتار) تحت کشت ذرت بر مقاومت فروروی خاک در قالب طرح بلوک‌های خردشده با سه تکرار انجام گردید. با افزایش عمق خاک ورزی، شاخص مخروطی (CI) کاهش یافت. دلیل این امر، به هم خوردن و نرم-شدن بیشتر خاک در عمق، تحت سیستم خاک ورزی مرسوم نسبت به کم خاک ورزی بود. البته این تأثیر تنها در مراحل اول (پس از کاربرد تیمارها و پیش از کشت) و دوم اندازه‌گیری (زمان حداکثر سرعت رشد رویشی گیاه) مشاهده گردید. در مرحله سوم اندازه گیری (پس از برداشت محصول)‌، تفاوت معنی‌داری بین مقادیر CI در دو سیستم خاک‌ورزی و عمق‌ها‌ی مختلف خاک دیده نشد. علت آن برگشت خاک به حالت اولیه (پیش از خاک‌ورزی) و از بین رفتن تأثیر خاک‌ورزی در خاک پس از حدود 7 ماه از انجام عملیات خاک‌ورزی است. در واقع با گذشت زمان، مقاومت مکانیکی خاک افزایش یافت که نشان دهنده تراکم مجدد خاک در طول فصل رشد است. افزودن کود دامی در لایه رویین پشته (0 تا 10 سانتی‌متر) موجب کاهش معنی‌دار مقاومت خاک در مقایسه با شاهد گردید. کاهش CI در تیمار 30 تن در هکتار تا مرحله حداکثر سرعت رشد گیاه دیده شد و پس از برداشت محصول این تیمار تأثیری بر CI نداشت. ولی اثر تیمار 60 تن در هکتار در کاهش CI پس از برداشت محصول نیز در خاک دیده شد. تأثیر کود دامی در عمق‌ها‌ی پایین‌تر از 10 سانتی‌متر از سطح پشته و در تمامی عمق‌ها‌ از کف جوی معنی‌دار نبود. در کف جوی به علت تأثیر کم کود‌، کاهش معنی‌داری در مقاومت خاک دیده نشد.

---

اطلاع از چگونگی فرآیند فرسایش و میزان توانایی حمل رسوب بر اساس مطالعات انجام شده در کرت های اندازه گیری برای بررسی فرآیندهای موجود در تحقیقات فرسایش مورد استفاده قرار می گیرد. لیکن، انجام بررسی در خصوص امکان تعمیم نتایج حاصل از کرت‌های آزمایشی به حوزه های آبخیز کمتر مورد توجه قرار گرفته است. از این رو، در تحقیق حاضر سعی شد تا دقت کرت های مختلف فرسایش خاک در برآورد روان آب و رسوب حوزه های آبخیز کوچک مورد بررسی قرار گیرد. به منظور انجام تحقیق، تعداد 12 کرت آزمایشی با طول های 2، 5، 10، 15، 20 و 25 متر و عرض ثابت 2 متر در دو دامنه شمالی و جنوبی یکی از حوزه های آبخیز پایگاه تحقیقاتی حفاظت خاک سنگانه واقع در شمال شرقی استان خراسان رضوی مستقر گردید. به منظور بررسی دقت کرت های مورد بررسی، مقادیر روان آب و رسوب خروجی از کرت ها و حوزه آبخیز محاط بر آن به مساحت حدود 1 هکتار با استفاده از مخازن، جمع آوری، اندازه‌گیری و برای مقایسه مورد استفاده قرار گرفت. در طول مدت تحقیق از اواخر آبان 1385 تا خرداد 1386 به عنوان دوره بارندگی منطقه، 12 رگبار منجر به روان آب به وقوع پیوست که کلیه داده های حاصل در خروجی کرت ها شامل روان آب، رسوب و غلظت جمع‌آوری و نهایتاً مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج حاصل دلالت بر افزایش دقت کرت های مورد مطالعه در برآورد روان آب و رسوب حوزه های آبخیز کوچک با افزایش طول آنها داشته و طول مناسب آنها برای تخمین صحیح هر یک از متغیرهای روان آب و رسوب به میزان طول متوسط شیب حوزه آبخیز و بیش از 20 متر بوده است.

---

گیاه پالایی از روش های آلودگی زدایی نوین، درجا و مستقیم است که طی آن از گیاهان برای آلودگی زدایی خاک ها استفاده میشود. این روش در مقایسه با دیگر روش های پالایش، روشی پایدار، طبیعی، کم هزینه و قابل کاربرد در سطوح وسیع است. مدل سازی گیاه پالایی می تواند اطلاعاتی کمی از این فناوری و فرایندهای حاکم بر آن را در اختیار مدیران قرار دهد. بنابراین هدف از این پژوهش، مدل سازی گیاه پالایی خاک های آلوده به آلاینده های نیکل و کادمیم بود. بدین منظور، با استفاده از توابع کاهش تعرق نسبی و غلظت نسبی نیکل و کادمیم در گیاه به عنوان تابعی از غلظت این آلاینده ها در خاک، مدلی برای تعیین نرخ گیاه پالایی این آلاینده ها از خاک ارائه شد. به منظور آزمون مدل های پیشنهادی، خاک با سطوح مختلفی از آلاینده های نیکل و کادمیم آلوده شد. سپس با پر کردن گلدان ها با خاک های آلوده، بذر شاهی (Lepidum sativum) و کلم زینتی (Brassica oleracea var. Viridis) در آنها کشت شد. گیاهان به ترتیب در سه و چهار بازه زمانی برداشت شدند. در هر مرحله از ابتدا تا انتهای دوره رشد، گیاهان تا رسیدن به رطوبت ظرفیت زراعی با آب غیر آلوده آبیاری شدند. در هر مرحله از برداشت، مقادیر تعرق نسبی و غلظت نیکل و کادمیم در نمونه های خاک و گیاه اندازه گیری شد. سپس، کارایی مدل های پیشنهادی با استفاده از داده های آزمایشگاهی آزمون شد. نتایج حاصل از مقایسه آماره های کارایی مدل، ریشه میانگین مربعات خطا، خطای بیشینه، ضریب تبیین و ضریب جرم باقی‌مانده نشان داد مدل غیر خطی و بدون آستانه کاهش در برآورد تعرق نسبی کلم زینتی و شاهی در سطوح مختلف آلودگی نیکل و کادمیم در خاک کارایی بالایی دارد. هم‌چنین، مدل حاصل از ترکیب تابع غیر خطی بدون آستانه و غلظت نسبی نیکل و کادمیم گیاه، نتایجی کارآمد در برآورد نرخ گیاه پالایی نیکل و کادمیم توسط شاهی (83/0<2R) و نیکل توسط کلم زینتی (78/0=2R) ارائه کرد.

---

باکتری‌های خاک زی با کارکردهای مهم و متنوع، بسترساز واکنش‌های اساسی خاک بوده و نقش مهمی در تنوع زیستی بی‌مهرگان خاک‌زی دارند. به منظور تعیین تنوع و فراوانی باکتری‌های خاک‌زی در مناطق خشک و هم‌چنین شناخت اثر فعالیت‌های کشاورزی بوم نظام زراعی اصلی استان‌های خراسان رضوی و شمالی بر این میکروارگانیسم‌ها، مطالعه‌ای در سه منطقه متفاوت از نظر میانگین درجه حرارت و بارندگی سالیانه در شهرستان‌های شیروان، مشهد و گناباد انجام شد. سیستم‌های کشاورزی کم نهاده و پرنهاده گندم و سیستم طبیعی در هر منطقه به عنوان اکوسیستم‌های مورد مطالعه انتخاب شدند. در هر منطقه مورد مطالعه از خاک مزارع گندم کم نهاده و پرنهاده و سیستم طبیعی نمونه‌گیری انجام شده و درصد مواد آلی خاک و باکتری‌های خاک‌زی مورد سنجش و ارزیابی قرار گرفت. در مجموع 19 گونه باکتری از 4 جنس در مناطق و سیستم‌های مورد مطالعه جداسازی و شناسایی گردید. میانگین غنای گونه‌ای باکتری‌ها تحت تأثیر منطقه مورد مطالعه قرار گرفت و در گناباد حداقل بود. در مقایسه سیستم‌ها، سیستم طبیعی گناباد حداقل غنای گونه‌ای باکتری‌ها را نشان داد و سایر سیستم‌ها تفاوت معنی‌داری با یکدیگر نداشتند. فراوانی باکتری‌های خاک‌زی تحت تأثیر درصد مواد آلی خاک در هر منطقه بوده و در هر گرم خاک خشک در منطقه گناباد حداکثر و در منطقه شیروان حداقل بود. سیستم‌های مورد مطالعه نیز از نظر فراوانی باکتری‌ها تفاوت داشتند و سیستم کم نهاده گناباد، کم نهاده مشهد و پرنهاده گناباد حداکثر فراوانی باکتری‌ها را نشان دادند. نتایج نشان می‌دهد که فعالیت‌های کشاورزی در مناطق مورد مطالعه نه تنها باعث کاهش غنای گونه‌ای و فراوانی باکتری‌ها نشده‌اند، بلکه در مشهد و گناباد باعث بهبود غنای گونه‌ای و فراوانی باکتری‌ها نیز گردیده‌اند. هم‌چنین یافته‌های این پژوهش حاکی از آن است که با افزایش تنش‌ها، توزیع فراوانی باکتری‌ها نامتعادل شده و گونه‌هایی با کارکردهای متفاوت ظهور کمتری داشته و در شرایط حداکثر تنش، کارکرد باکتری‌ها به تجزیه مواد آلی محدود شده است. با توجه به حضور گونه‌های مفید باکتری در خاک سیستم‌های مورد مطالعه، مدیریت این سیستم‌ها از نظر حفظ و حمایت از تنوع و فراوانی باکتری‌های خاک‌زی جهت بهره‌برداری از کارکردهای سودمند آنها حساسیت ویژه‌ای می‌یابد و در این زمینه افزایش درصد مواد آلی خاک اهمیت قابل توجهی دارد.

---

استفاده از لجن فاضلاب به عنوان کود در زمین‌های کشاورزی رواج زیادی یافته است. لجن سرشار از مواد مغذی مورد نیاز گیاهان است. اما از طرف دیگر غلظت بالای فلزات سنگین موجود در لجن مثل جیوه (Hg) می‌تواند منجر به آلودگی خاک، گیاه و زنجیره غذایی انسان شود. به منظور ارزیابی خطر جذب جیوه از خاک تیمار شده با لجن فاضلاب، در مرکز ایران طی پنج سال، آزمایشی با سه سطح لجن فاضلاب (25، 50 و100 مگاگرم در هکتار 1-ha Mg) و تیمار شاهد (بدون لجن) در قالب طرح پلات‌های خرد شده و در سه تکرار اجرا شد. در سال اول به کل پلات، سال دوم به 5/4، سال سوم به 5/3، سال چهارم به 5/2 و سال پنجم به 5/1 هر پلات لجن اضافه گردید. بعد از پنج سال، از دو عمق cm20-0 و 40-20 خاک، ریشه، ساقه و دانه گیاه ذرت بخش‌های مختلف پلات‌ها نمونه‌برداری و مقدار جیوه آن آنالیز شد. به طور کلی استفاده از لجن باعث افزایش معنی‌دار غلظت جیوه خاک هر دو عمق و بخش‌های مختلف گیاه گردید. غلظت جیوه اندازه‌گیری شده نمونه‌های خاک در دامنه 1-kg µg 22 (در نمونه‌های شاهد) تا 1- µg kg1200 (در پلات‌هایی که 5 سال متوالی لجن با حجم 1-ha Mg100 دریافت کرده بودند) متغیر بود. میانگین غلظت Hg ریشه، ساقه و دانه به ترتیب 1- µg kg 91، 9 و 8 اندازه‌گیری شد. کابرد لجن فاضلاب هم‌چنین باعث افزایش معنی‌دار عملکرد گیاه شد.

---

دمای خاک یکی از متغیرهای مهم در مطالعات هیدرولوژی، هواشناسی کشاورزی و اقلیم شناسی می باشد. با توجه به این که دمای خاک فقط در ایستگاه های سینوپتیک کشور اندازه گیری می گردد، کمبود آن در نقاط فاقد ایستگاه یکی از چالش های بزرگ در بسیاری از مطالعات مرتبط با علوم کشاورزی است. در این تحقیق، با استفاده از داده های یک دوره 10 ساله (2005-1996) دمای هوا، تابش خورشیدی، بارندگی، رطوبت نسبی هوا، فشار بخار آب، سرعت باد و فشار هوا در هشت ایستگاه منتخب هواشناسی (ساری، رشت، تبریز، ارومیه، اصفهان، شیراز، زاهدان و یزد)، روابطی تجربی جهت تخمین دمای روزانه خاک در اعماق 5، 10، 20، 30، 50 و 100 سانتی‌متری برای چهار اقلیم متفاوت، پیشنهاد شده است. روابط تجربی با استفاده از رگرسیون های چند متغیره بین دمای خاک به عنوان متغیر وابسته و بقیه متغیرهای روزانه هواشناسی ( به عنوان متغیرهای مستقل) استخراج و بر حسب معیارهای آماری دسته بندی شدند. نتایج تحقیق نشان داد که روابط پیشنهادی در سطح معنی داری جهت تحمین دمای خاک در عمق ها و اقلیم های مورد نظر قابل اعتماد می باشند (برای لایه‌های سطحی خاک با 94/0 < 2R و برای لایه های عمیق با 69/0 < 2R). هم‌چنین نشان داده شد که اهمیت تأثیر متغیرهای هواشناسی بر دمای خاک در اقلیم‌های مختلف، یکسان نمی باشد. از بین متغیرهای مورد مطالعه، میانگین روزانه دمای هوا در هر چهار اقلیم، بیشترین هم‌بستگی معنی دار را با دمای خاک نشان داد (به طور متوسط با 91/0 < 2R برای اقلیم گرم نیمه خشک، الی 85/0 < 2R برای اقلیم مرطوب). نتایج هم‌چنین نشان داد که با افزایش عمق خاک، ضرایب تعیین به طور قابل ملاحظه (تا حد 36 درصد) کاهش می یابند. در این تحقیق رفتار آماره‌های اعتبار سنجی روابط پیشنهادی در عمق های مختلف و در هر یک از اقلیم-های مورد مطالعه نیز بحث می گردد.

---

تثبیت پتاسیم به وسیله کانی‌های رسی فرآیند مهمی است که قابلیت دسترسی پتاسیم توسط گیاهان را تحت تأثیر قرار می‌دهد. اطلاعات درباره تثبیت پتاسیم در خاک‌های همدان محدود است. هدف این پژوهش تعیین ظرفیت تثبیت پتاسیم و شاخص تثبیت پتاسیم در 10 نمونه از خاک‌های سطحی استان همدان و ارتباط آنها با ویژگی‌های بار بود. بار صفحات چهار وجهی خاک‌ها پس از اشباع کردن خاک‌ها با کلرید لیتیم و حرارت دادن در دمای 300 درجه سلسیوس برای کاهش بار صفحه هشت وجهی به نزدیک صفر تعیین شد. ظرفیت تثبیت پتاسیم با افزودن 6 غلظت مختلف پتاسیم با استفاده از نمک کلرید پتاسیم و سه چرخه متناوب خشک و مرطوب شدن تعیین شد. نتایج نشان داد که دامنه گنجایش تبادل کاتیونی صفحات چهار وجهی و هشت وجهی به ترتیب 0/16-6/4 و 9/4-8/0 سانتی‌مول بار در کیلوگرم بود. دامنه تغییرات گنجایش تبادل کاتیونی بخش معدنی و آلی به ترتیب 9/20-1/6 و 7/9-97/0 سانتی مول بار در کیلوگرم بود. گنجایش تثبیت پتاسیم با افزایش کاربرد پتاسیم افزایش یافت. میانگین ظرفیت تثبیت پتاسیم خاک‌ها در دامنه 3/175-2/58 میلی‌گرم در کیلوگرم خاک بود. شاخص تثبیت پتاسیم در دامنه 67/0-23/0 بود. شاخص تثبیت پتاسیم با گنجایش تبادل کاتیونی صفحه هشت وجهی، گنجایش تبادل کاتیونی کل، گنجایش تبادل کاتیونی بخش معدنی، گنجایش تبادل کاتیونی بخش آلی، پتاسیم تبادلی و پتاسیم غیر تبادلی هم‌بستگی معنی‌داری داشت. نتایج این پژوهش نشان داد که شاخص تثبیت پتاسیم در خاک‌های مطالعه شده تغییرات زیادی داشت. بنابراین این ویژگی بایددر آزمون خاک پتاسیم در نظر گرفته شود.

---

هدف از این تحقیق مقایسه خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک‌های دارای پوشش گیاهی با سطوح مجاور عاری از پوشش در منطقه دق سرخ اردستان است. جهت انجام این پژوهش، ابتدا به روش فیزیونومی، تیپ‌بندی پوشش گیاهی انجام گرفت و در هر تیپ رویشی، منطقه معرف جهت نمونه‌برداری پوشش گیاهی و خاک مشخص شد. نمونه‌برداری پوشش گیاهی به روش تصادفی- سیستماتیک انجام گرفت و شاخص پوشش تاجی اندازه‌گیری شد. در مجموع 22 عامل فیزیکی و شیمیایی خاک نیز در هر یک از تیپ‌های رویشی و منطقه بدون پوشش بررسی شد. سپس با استفاده از نرم افزار PC-ORD، جهت بررسی تشابه و تفاوت‌ موجود در خاک عرصه‌های بیابانی، تجزیه خوشه‌ای انجام گرفت و نتایج به صورت دندروگرام ترسیم شد. پس از آن با استفاده از تجزیه واریانس یک طرفه (ANOVA) با روش دانکن و بر مبنای طرح کاملاً تصادفی نا متعادل، مهم‌ترین عامل‌های خاک که نقش مؤثری در ایجاد تفاوت در خاک‌های منطقه داشتند، شناسایی شد. نتایج نشان داد که خاک عرصه‌های دارای پوشش و بدون پوشش از نظر خصوصیات فیزیکی تفاوت زیادی داشته، به طوری که در مناطق عاری از پوشش گیاهی، بافت خاک سنگین‌تر و درصد سنگریزه کمتر می‌شود. از لحاظ خصوصیات شیمیایی نیز فراوانی یون‌های سدیم، کلسیم، منیزیم، کلر و هم‌چنین بالا بودن مقدار هدایت الکتریکی در منطقه عاری از پوشش سبب تفاوت قابل ملاحظه‌ای شده بود. وضعیت توپوگرافی و شیب منطقه عاری از پوشش به گونه‌ای است که کلیه رواناب‌ها به این منطقه هدایت شده و املاح را با خود در این منطقه انباشت می‌کند. هم‌چنین بالا بودن سطح آب زیرزمینی و صعود مویینه املاح به بالا از مهم‌ترین دلائل شوری این منطقه است. این عوامل محدودیتی برای استقرار پوشش گیاهی در عرصه‌های بیابانی منطقه اردستان محسوب می‌شود.

---

اگرچه نقش حیاتی کرم‌های خاکی بر اغلب خصوصیات فیزیکی خاک محرز می‌باشد، ولی مطالعات اندکی در باره آثار متقابل نوع مواد آلی و کرم‌ خاکی بر خصوصیات فیزیکی از جمله پایداری خاکدانه‌ها، به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک، انجام شده است. پایین بودن میزان ماده‌ آلی در خاک‌های این مناطق و در عین حال نقش مهم کرم‌های خاکی در بهبود شرایط فیزیکی خاک‌های این اقلیم ضرورت توجه خاص به آثار متقابل بقایای آلی و کرم‌های خاکی را نشان می‌دهد. بدین منظور آزمایشی به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملاً تصادفی در چهار تکرار، تحت شرایط کنترل شده گلخانه‌ای برای مدت 150 روز در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه شهرکرد اجرا شد. فاکتور اول شامل حضور یا عدم حضور کرم خاکی و فاکتور دوم شامل با و یا بدون بقایای آلی مختلف (بقایای یونجه، کود کمپوست و مخلوط بقایای یونجه + کود کمپوست و کود گاوی) بود. در این آزمایش از یک نوع کرم خاکی آنسیک (Lumbricus terrestris L.) استفاده شد. نتایج به دست آمده حاکی از این است که کاربرد مواد آلی و کرم خاکی هر یک به تنهایی سبب افزایش شاخص‌های پایداری خاکدانه‌ها مانند میانگین وزنی قطر ذرات (MWD)، توزیع اندازه ذرات خاکدانه‌ها نسبت خاکدانه سازی (AR)، میانگین هندسی قطر ذرات (GMD) و هم چنین میزان کلسیم و منیزیم خاک ‌گردید، ولی بهترین نتایج ناشی از کاربرد هم‌زمان کرم خاکی و مواد آلی به دست آمد، به طوری که تلقیح کرم‌های خاکی در حضور مواد آلی به طور متوسط شاخص‌های MWD، AR، GMD، Ca، Mg و درصد خاکدانه‌های 25/0< میلی‌متر را به ترتیب 39، 58، 2، 67، 43 و 74 درصد افزایش در حالی که درصد خاکدانه‌های کوچک‌تر از 25/0 میلی‌متر را 5/13 درصد کاهش داد. هم‌بستگی معنی‌دار (945/0=R2) بین کلسیم خاک و میانگین وزنی قطر ذرات مشاهده شد که نشان می‌دهد کرم‌های خاکی احتمالاً از طریق ترشح کلسیت از طریق پیوند کاتیونی با ذرات رسی و ماده آلی به پایداری خاکدانه‌ها و در نتیجه ساختمان خاک کمک می‌نمایند. به طور کوتاه، نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که کاربرد هم‌زمان مواد آلی و کرم‌های خاکی نوع آنسیک کمک شایانی به بهبود ساختمان خاک‌های مناطق خشک و نیمه خشک می‌نماید.

---

افزودن سوبستراهای‌ آلی و غیرآلی به خاک‌ آهکی فقیر از ماده آلی و نیتروژن، فعالیت و بیومس میکروبی را تغییر می‌دهد. به منظور مطالعه تأثیر کود مرغی و اوره بر تولید 2CO و کربن بیومس میکروبی، آزمایشی در شرایط مزرعه‌ای، تحت کشت ذرت به صورت طرح کرت‌های خرد شده در قالب بلوک‌های کامل تصادفی با 7 تیمار شامل: 8/3، 6/7 و 5/11 تن بر هکتار کود مرغی و 100، 200 و 300 کیلوگرم نیتروژن از منبع کود اوره و شاهد در چهار تکرار انجام شد. نتایج نشان داد تیمار کودی و زمان، اثر معنی‌دار (05/0< P) بر جریان 2CO از خاک داشت. میانگین تولید 2CO از 8/21 گرم بر متر مربع در تیمار شاهد به 1/24 در سطح دوم کود مرغی افزایش یافت. هم‌چنین تأثیر کود مرغی بر تولید 2CO بیش از کود اوره بود. مشابه تولید 2CO ، کربن بیومس میکروبی نیز به طور معنی‌داری (05/0< P) تحت تأثیر تیمار کودی قرار گرفت. کربن بیومس میکروبی در تیمار کود مرغی 28% بیش از خاک‌های تیمار شده با کود اوره بود. در حالی‌که ضریب متابولیک (2CO q) در حضور کود اوره 10% بیشتر از کود مرغی بود. به‌طور کلی کود مرغی و اوره باعث بهبود خواص بیولوژیک خاک شدند، اما تأثیر کود مرغی و به ویژه سطح سوم آن بیش از کود اوره بود.

---

مدیریت و استفاده از پسماندهای آلی صنعتی، کشاورزی و شهری در زمین‌های کشاورزی ضمن کاهش خطرات زیست محیطی، افزایش بهره‌وری آنها را در پی دارد. به‌همین منظور این پژوهش با هدف ارزیابی و مقایسه تأثیر لجن فاضلاب کارخانه پلی‌اکریل، کمپوست زباله شهری و کود گاوی بر ویژگی‌های خاک و رشد و عملکرد هیبرید سینگل کراس 704 ذرت دانه‌ای انجام شد. تیمارهای مورد استفاده، شامل لجن فاضلاب کارخانه پلی‌اکریل، کمپوست زباله شهری، کود گاوی هر کدام در دو سطح (15 و 45 تن در هکتار) و تیمار شاهد (بدون کاربرد پسماند آلی) بودند. آزمایش در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد. این پژوهش در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی اصفهان واقع در لورک نجف آباد اجرا شد. تیمارها قبل از کشت ذرت در سوم تیر ماه 1387 به خاک اضافه و نمونه‌برداری از خاک بعد از گذشت 132 روز و در زمان برداشت ذرت انجام شد. نتایج نشان داد که کاربرد این پسماندها سبب بهبود ویژگی‌های خاک از لحاظ مقدار ماده آلی، نیتروژن کل، جرم مخصوص ظاهری شد، اما لجن فاضلاب باعث کاهش هدایت هیدرولیکی اشباع خاک شد. هم‌چنین با کاربرد پسماندهای آلی، عملکرد ذرت و اجزای آن افزایش یافت، به طوری که شاخص سطح برگ، ارتفاع گیاه، عملکرد بیولوژیک، وزن هزار دانه و عملکرد دانه به طور معنی‌داری افزایش پیدا کردند.

---

عوامل زمین‌شناختی و پدولوژی نقش بسیار مهمی بر توزیع عناصر در خاک‌های بکر دارند. به منظور تعیین نقش این عوامل بر غلظت و توزیع عناصر اصلی در خاک، شش ماده مادری مختلف، شامل فیلیت (Ph)، تونالیت (To)، پریدوتیت (Pe)، دولریت (Do)، شیل (Sh) و سنگ آهک (Li) در منطقه فومن- ماسوله شناسایی و نحوه تشکیل و تکامل خاک‌های درجا در این مواد مادری مطالعه شد. غلظت کل عناصر Si، Al، Ca، Mg، Fe، Mn، K، Na، Ti و P در کلیه افق‌های پدوژنیک و ژئوژنیک تعیین و نقش ترکیب ژئوشیمیایی و کانی‌شناسی مواد مادری، هم‌چنین تأثیر فرآیندهای خاک‌سازی، بر غلظت کل عناصر مذکور در خاک بررسی شد. حداکثر غلظت Fe2O3 و MgO در خاک‌های با منشأ Pe و Do مشاهده شد، این خاک‌ها دارای غلظت‌های پایینی از SiO2 و Al2O3 هستند. این روند با ترکیب ژئوشیمیایی سنگ‌های مادری هم‌آهنگ است. از طرف دیگر، مقدار FeCBD در این خاک‌ها حداقل بود، این امر بیانگر توسعه کم این خاک‌ها و، به همین دلیل، تأثیر عامل وراثت بر فراوانی آهن است. در مقابل، مقایسه Fe کل و FeCBD در خاکرخ‌‌های Li1، Sh2 و To2 نشان‌ داد که تحول نسبی این خاک‌ها بیشتر از سایر خاکرخ‌هاست. شدت تهی شدن Si در خاکرخ‌های Ph1، ‌To2 و Sh2 نسبت به سنگ‌بستر، بیشتر از خاک‌های Pe و Do است؛ این عنصر در خاک‌های آهکی غنی شده است. فراوانی MnO در خاک‌های ‌Pe و Do تحت کنترل مواد مادری بوده، حال‌آن‌که در خاک‌های شیلی، تأثیر عوامل خاک‌ساز، به ویژه شرایط اکسیداسیون و احیا، بر رفتار این عنصر بیشتر است. اشکال تبادلی Ca و Na بیشتر تحت تأثیر خصوصیات خاک بوده و کمتر تحت کنترل نوع ماده مادری می‌باشد. با وجود توزیع مجدد کلیه عناصر اصلی در اثر فرآیندهای خاک‌سازی، نقش عامل وراثت بر غلظت عناصر Si، Al، Mg، Fe، K و Ti بیشتر از عوامل خاک‌ساز است.

---

عوامل مختلفی بر تراکم‌پذیری و خواص فیزیکی خاک تأثیر دارند که یکی از مهم‌ترین آنها مواد آلی است. هدف از این پژوهش، بررسی اثر تفاله‌های پسته بر برخی خواص فیزیکی دو نوع خاک، قبل و بعد از عمل تراکم و منحنی تراکم دو نوع خاک بود. این پژوهش به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در شرایط گلخانه‌ای اجرا شد. تیمارهای اعمال شده شامل تفاله‌های پسته در 4 سطح (صفر، 3، 6 و 9 درصد وزنی) و بافت خاک در دو سطح (لوم رسی سیلتی و شنی) بود. در این تحقیق از تفاله‎های پسته (پوست تازه پسته، خوشه‎های بدون دانه و مقداری برگ درخت) به‌عنوان ماده آلی استفاده شد. نتایج نشان داد که سطوح بالای تفاله قبل از عمل تراکم، موجب کاهش معنی‌دار جرم ویژه ظاهری خاک شنی شد، ولی بر جرم ویژه ظاهری خاک رسی تأثیری معنی‌دار نداشت. این در حالی بود که مقاومت فروپذیری هر دو خاک در اثر افزودن تفاله پسته به‌طور معنی‌داری کاهش یافت. هم‌چنین، منحنی رطوبتی هر دو نوع بافت خاک با افزودن ماده آلی به سمت بالاتر انتقال یافت. بدین معنی که ظرفیت نگه‌داری رطوبت در خاک در یک مکش معین افزایش پیدا کرد. پس از عمل تراکم، با افزایش سطوح بقایا، جرم ویژه ظاهری خاک کاهش یافت، به‌طوری‌که منحنی تراکم هر دو نوع خاک، در اثر افزودن تفاله‌های پسته به سمت پایین‌تر انتقال پیدا کرد. بدین معنی که حداکثر جرم ویژه ظاهری خاک، در سطوح بالاتر بقایا کاهش و رطوبت بحرانی (رطوبت معادل جرم ویژه حداکثر) افزایش یافت که این اثر در خاک ریزبافت چشمگیرتر بود. اثر تفاله پسته بر مقاومت فروپذیری خاک شنی پس از عمل تراکم، فقط در بالاترین سطح (9 درصد وزنی) معنی‌دار بود. ولی در مورد خاک لوم رسی سیلتی، سطح کمتر تفاله پسته نیز، مقاومت فروپذیری را نسبت به شاهد کاهش داد.

---

به‌منظور مطالعه تأثیر کاربری‌های مختلف بر تحول و تکامل خاک، اراضی لسی شرق استان گلستان منطقه آق‌سو انتخاب شد. تعداد 6 پروفیل در کاربری‌های مرتع، جنگل طبیعی بلوط، جنگل مصنوعی سرو و زراعی حفر شد و مورد مطالعه قرار گرفت و از افق‌های مختلف تعدادی نمونه جهت مطالعات فیزیکوشیمیایی و تعدادی جهت مطالعات میکروسکوپی برداشته شد. پارامترهای فیزیکی و شیمیایی مهم همچون وزن مخصوص ظاهری ((BD، میانگین وزنی قطر خاکدانه (MWD)، کربن آلی (OC)، ظرفیت تبادل کاتیونی (CEC)، کربنات کلسیم معادل (CCE) و فسفر قابل دسترس (P) در کاربری‌ها مقایسه شد. OC، CECو MWD در کاربری زراعی خیلی پایین‌تر بودند. میزان مواد آلی در منطقه جنگلی و مرتعی به‌طور قابل ملاحظه‌ای بیشتر از اراضی زراعی بود. مطالعه تکامل پروفیل خاک نشان داد که خاک‌های جنگلی تکامل یافته‌ترند، به‌طوری که خاک‌های مناطق جنگل طبیعی تحت عنوان کلسیک آرجی زرالز طبقه‌بندی شدند و پایداری اراضی بیشتر سبب به‌وجود آمدن افق آرجیلیک با بی فابریک لکه‌ای و کریستالی در افق کلسیک زیرین شده است. ولی خاک‌های زراعی دارای تکامل کمتری بودند و تحت عنوان تیپیک کلسی زرپتز طبقه‌بندی شدند. بی فابریک خاک‌های زراعی در تمام افق‌ها کریستالیتیک بوده و نشان‌دهنده عدم آبشویی کافی کربنات و متعاقب آن عدم انتقال رس است و به دلیل فرسایش شدید افق‌های سطحی، افق غنی از آهک زیرین رخنمون نموده و مانع تکامل پروفیل شده است. خاک‌های جنگل مصنوعی و مرتع نیز دارای افق مالیک و طبقه‌بندی تیپیک کلسی زرالز بودند و از تکامل متوسطی برخوردار بودند.

---

زمین‌های شور در قسمت‌های خشک مرکزی ایران با ویژگی‌هایی مانند رطوبت و حاصل‌خیزی کم، شوری، تبخیر و تعرق زیاد شناخته می‌شوند. زیر کشت‌بردن این زمین‌ها ممکن است بر برخی از شاخص‌های کیفیت خاک تأثیر داشته باشد. هدف از این پژوهش تعیین میزان تغییرات شاخص‌های کیفیت خاک در طی احیا و زیر کشت‌بردن زمین‌های شور دشت ابرکوه واقع در مرکز ایران بوده است. شاخص‌های کیفی خاک در سه کاربری شامل زمین‌های شور، زمین‌های زیر کشت گندم‌ و یونجه اندازه‌گیری شده‌اند. نمونه‌های ترکیبی خاک از چهار لایه‌ 10-0، 20-10، 30-20 و 40-30 سانتی‌متری برداشته شده و کربن آلی، نیتروژن کل، کربوهیدرات قابل عصاره‌گیری با اسید رقیق، کربن آلی ذره‌ای موجود در خاک‌دانه‌های درشت (POCmac) و ریز (POCmic)، معدنی‌شدن کربن آلی و پایداری خاک‌دانه‌ها در آنها تعیین شد. زیر کشت‌بردن زمین‌های شور باعث کاهش معنی‌دار شوری خاک در تمام لایه‌ها گردیده ولی مقادیر کربن آلی، نیتروژن کل، کربوهیدرات، POCmac ،POCmic و معدنی‌شدن کربن آلی خاک در زمین‌های کشاورزی افزایش یافته است. در تمام لایه‌ها نسبت POCmac/POCmic در زمین‌های زیر کشت یونجه بیشتر از زمین‌های زیر کشت گندم بوده است. هم‌چنین زیر کشت‌بردن زمین‌های شور موجب افزایش معنی‌دار شاخص پایداری خاک‌دانه‌ها (MWD) شده است. در بیشتر لایه‌ها، میزان مواد آلی و پایداری ساختمان خاک در زمین‌های زیر کشت یونجه بیشتر از زمین‌های زیر کشت گندم بوده که این نشان‌دهنده بهتر‌بودن کیفیت خاک و زیادتر‌بودن پتانسیل ترسیب کربن در زمین‌های زیر کشت یونجه نسبت به زمین‌های زیر کشت گندم می‌باشد.

---

یکی از فراسنجه‌های مکانیکی مهم در تعیین تنش مجاز برای جلوگیری از تراکم خاک، تنش پیش‌تراکمی (pc) یا تنش در آستانه تراکم است. اگر تنش وارد شده به خاک در اثر تردد ماشین‌های کشاورزی کمتر از pc باشد، احتمال تغییر شکل ماندگار در خاک کم است. در این پژوهش، برای تعیین pc نمونه‌های بازسازی شده از خاک لایه رویین در یک طرح کودی درازـ مدت، از آزمایش‌های نشست صفحه‌ای (PST) و فشردگی محصور (CCT) استفاده شد. در طرح کودی، کودهای آلی (لجن فاضلاب، کمپوست و کود گاوی) در سه سطح (25، 50 و100 تن در هکتار) و یک ترکیب کودشیمیایی (250 کیلوگرم فسفات آمونیوم در هکتار و 250 کیلوگرم اوره در هکتار) به مدت 7 سال متوالی در تناوب گندم- ذرت به یک خاک لوم رسی سیلتی اضافه شده بود. تأثیر تیمارهای کودی و رطوبت (1/17 و 9/20 درصد وزنی) بر تنش پیش‌تراکمی خاک با دو طرح فاکتوریل و مقایسه اورتوگونال در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکرار بررسی گردید. تنش پیش‌تراکمی با سه روش کاساگراند، نقطه بیشینه انحنا و تقاطع خط فشردگی بکر با محور xها در کرنش صفر از منحنی‌های فشردگی خاک تعیین گردید. مقادیر pc برآورد شده برای تیمارهایی که با کودها آلی تیمار شده بودند بیش تخمینی داشتند و این بیش تخمینی در هر دو آزمایش با افزایش مقدار کودآلی افزایش یافت، ولی این بیش تخمینی در آزمایش CCT بیشتر از آزمایش PST بود. بنابراین، می‌توان بیان نمود که نتایج به دست آمده از آزمایشPST برای برآورد تنش پیش‌تراکمی خاک مطمئن‌تر است. مقادیر pc تخمین زده شده با هر یک از سه روش بستگی به تیمار کودی و رطوبت اولیه نمونه خاک داشت. برای تعیین تنش در آستانه تراکم خاک‌های تیمار نشده با کودهای آلی (شاهد و تیمار کود شیمیایی) و یا تیمار شده با مقدار کم کودهای آلی (25 تن در هکتار)، استفاده از آزمایشPST و به کارگیری روش کاساگراند را می‌توان توصیه نمود. در صورتی که برای خاک‌های تیمار شده با مقادیر زیاد کودهای آلی (50 و100 تن در هکتار)، استفاده از آزمایشPST و به کارگیری روش‌ نقطه بیشینه انحنا را می‌توان پیشنهاد کرد

---

گنجایش تبادل کاتیونی یکی از ویژگی‌های شیمیایی مهم خاک بوده که اندازه‌گیری آن بسیار پرهزینه و وقت‌گیر است. توابع انتقالی، می‌تواند راه‌کاری مناسب در برآورد این پارامتر به جای اندازه‌گیری‌ مستقیم باشد. هدف از این تحقیق، توسعه چند تابع انتقالی مناسب برای برآورد گنجایش تبادل کاتیونی خاک‌های استان گیلان با استفاده از دو روش رگرسیون خطی چندگانه و شبکه عصبی مصنوعی و تأثیر گروه‌بندی خاک‌ها بر پایه کلاس‌های بافتی و کربن آلی بر بهبود توانایی برآورد گنجایش تبادل کاتیونی به وسیله دو روش بود. برای این تحقیق از 1662 داده مربوط به خاک‌های استان گیلان از بانک اطلاعات آزمایشگاه شیمی خاک مؤسسه تحقیقات برنج کشور استفاده شد. نتایج نشان داد که کربن آلی مهم‌ترین متغیر در برآورد گنجایش تبادل کاتیونی در کل داده‌ها و کلیه کلاس‌های بافتی و کربن آلی در هر دو روش رگرسیون و شبکه عصبی بوده است. شبکه عصبی مصنوعی نسبت به روش رگرسیون در برآورد گنجایش تبادل کاتیونی در کل داده‌ها، کارایی بهتری داشت و گروه‌بندی داده‌ها تنها در کلاس‌های بافتی شن و شنی رسی لومی در روش شبکه عصبی مصنوعی، موجب بهبود محسوس پیش‌بینی‌ها نسبت به کل داده‌ها شد.

---

بقایای گیاهی، مواد آلی مفیدی محسوب می‌شوند که می‌توانند تغییرات مهمی در ویژگی‌های زیستی، شیمیایی و فیزیکی خاک ایجاد کرده و سبب افزایش یا پایداری عملکرد محصولات زراعی شوند. به منظور بررسی حفظ بقایای گیاهی و اختلاط آنها با خاک و کاربرد کود نیتروژن بر ویژگی‌های خاک در زراعت لوبیا قرمز (Phaseolus vulgaris L.)، آزمایشی در تابستان 1387 و 1388 در قالب بلوک‌های کامل تصادفی به‌صورت دو‌ بار خرد شده با سه تکرار در مزرعه پژوهشی دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز (باجگاه) انجام شد. فاکتور اصلی رقم لوبیای قرمز (لوبیا قرمز D81083 و قرمز صیاد)، فاکتور فرعی کود نیتروژن (صفر، 5/34، 69 و 5/103 کیلوگرم نیتروژن در هکتار) و فاکتور فرعی فرعی بقایای گندم (0، 25، 50 و 75 درصد) ‌بود. نتایج نشان داد که کربن آلی، نیتروژن، فسفر و پتاسیم خاک با کاربرد بقایای گیاهی افزایش یافتند. استفاده از مقادیر زیاد بقایا (75 درصد)، در ویژگی‌های فوق تفاوت معنی‌داری ایجاد نکرد. بنابراین حفظ بقایای گیاهی می‌تواند به بهبود ویژگی‌های خاک کمک کند. بنابراین میزان مطلوب بقایای گیاهی برای کیفیت مناسب خاک، حفظ 50 درصد بقایای گندم بود. کاربرد کود نیتروژن، باعث افزایش میزان نیتروژن و کاهش میزان فسفر و پتاسیم خاک شد، ولی تأثیری بر کربن آلی خاک نداشت

---

آثار مفیـد و مثبت همزیستی میکوریزایـی بر رشد گیاهان مختلف در گذشته اثبات شده است. اغلب گیاهان زراعی قادر به برقراری همزیستــی با قـارچ‌های اندومیکـــوریزا هستند ولــی تاکنون مطالعه‌ای در مورد امکـــان برقراری ارتباط همزیستی این قارچ‌ها با گیاه بادام (Prunus amygdalus) و بررسی نقش آنها بر این گیاه، به ویژه در خاک‌های آهکی انجام نشده است. از این‌رو به منظور بررسی رابطه هم‌زیستی قارچ‌های میکوریزا و ژنوتیپ‌های تجاری و بومی بادام در استان چهارمحال و بختیاری، آزمایشی به صورت فاکتوریل، شامل تیمارهای ژنوتیپ بادام (مامایی، ربیع، تلخ و سفید)، فسفر (0 و 150 کیلوگرم در هکتار) و قارچ میکــوریزا (Glomus intraradices Glomus mosseae,) به همراه یک تیمار بدون تلقیح به عنوان شاهد در قالب طرح بلوک‌های کاملاً تصادفی با سه تکرار در شرایط گلخانه‌ای به مدت 4 ماه اجرا شد. بر اساس نتایج به دست آمده از این آزمایش شاخص‌های فیزیولوژیکی گیاه بادام شامل غلظت کلروفیل کل برگ، سرعت فتوسنتز خالص و بازده آب مصرفی در گیاهان هم‌زیست با قارچ‌های میکوریزا نسبت به گیاهان شاهد فاقد هم‌زیستی میکوریزی به ترتیب 20%، 300% و 300% افزایش پیدا کردند، ولی سرعت تبخیر و تعرق از سطح برگ گیاه کاهش (%10-8) یافت. هرچند میزان تغییر شاخص‌های یاد شده به نوع ژنوتیپ بادام و سطح فسفر خاک بستگی دارد، ولی گونه‌های قارچ مورد مطالعه دارای آثار یکسانی بودند. افزایش فسفر قابل جذب در خاک موجب افزایش رشد گیاهان تلقیح شده و شاهد و افزایش فتوسنتز تنها در گیاهان دارای هم‌زیستی میکوریزایی گردید.