علوم آب و خاک

---

 مطالعه حاضر به جهت بررسی تاثیر رطوبت خاک و کود دامی بر تراکم‌پذیری خاک به صورت نوارهای خرد شده، در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با چهار تکرار در مزرعه آموزشی – پژوهشی دانشگاه صنعتی اصفهان (لورک) اجرا شد. خاک مورد مطالعه از نظر رده‌بندی تیپیک هاپل آرجید می‌باشد. کود دامی یک سال مانده، شامل سه سطح صفر، 50 و 100 تن در هکتار تا عمق شخم (20 سانتیمتر) توسط دیسک سنگین با خاک مخلوط شد. پس از گذشت 5 ماه (تیر تا آبان ماه) در رطوبتهای حد خمیری 80 ،(PL) درصد حد خمیری (0/8PL) و 60 درصد حد خمیری (0/6PL) توسط یک تراکتور دوچرخ متحرک مدل اونیورسال 650-U، با یک عبور (₁ P) و دو عبور (₂ P) تحت تیمار تراکم قرار گرفت و جرم مخصوص ظاهری (BD)، شاخص مخروطی (CI) تا عمق 40 سانتیمتر و نشست خاک به عنوان شاخصهای تراکم‌پذیری و ترددپذیری اندازه‌گیری شد.

  افزودن کود سبب کاهش قابل توجه تاثیر بارگذاری و رطوبت در زمان بارگذاری بر BD و CI شد. تفاوت معنی‌دار بین تاثیر دو سطح 50 و 100 تن در هکتار بر BD دیده شد، ولی در مورد CI این تفاوت معنی‌دار نبود. مواد آلی در رطوبتهای زیاد سبب کاهش و در رطوبتهای پایین سبب افزایش نشست خاک شد. همچنین کود دامی سبب کاهش BD و CI خاک تحت‌الارضی گردید. در رطوبت  (0/6PL) افزایش معنی‌دار در درجه تراکم خاک ایجاد نشد. بنابراین در تیمار بدون کود، رطوبت  (0/6PL) مناسب ترددپذیری شناخته شد. در حالی که در تیمارهای کودی این حد به 0/8PL رسید. عبور مجدد ( ₂ P ) سبب افزایش معنی‌دار درجه تراکم خاک شد. مطالعه حاضر نشان داد اضافه نمودن کود دامی در مقادیر حدود 50 تن در هکتار سبب کاهش قابل توجه تراکم‌پذیری و افزایش دامنه رطوبتی ترددپذیری این خاک می‌گردد.

---

اثر روش‌های خاک‌ورزی مرسوم (CT) و بدون خاک‌ورزی (NT) بر ویژگی‌های فیزیکی خاک و حرکت برومید، در دو مزرعه در ایالت کارولینای شمالی (مزرعه اول با خاک لوم شنی تیپیک پیل یودالتز؛ مزرعه دوم با خاک لوم رسی شنی تیپیک کانهاپل یودالتز) بررسی گردید. گیاه کاشته شده، سویا (واریته آسگرو 6297) بود. در سه موقعیت مکانی شامل ردیف گیاه (R)، ردیف رفت و آمد (T) و ردیف بدون رفت و آمد (N)، جرم مخصوص ظاهری (BD)، تخلخل کل (TP)، تخلخل درشت (MP) و هدایت هیدرولیکی اشباع (K_S) خاک قبل از کاشت گیاه اندازه‌گیری شد. برای بررسی آب‌شویی املاح، از برومید پتاسیم (KBr) استفاده گردید. به وسیله دستگاه باران‌ساز، باران مصنوعی با شدت 27/1 و 08/5 سانتی‌متر در ساعت به مدت نیم ساعت روی کرت‌های (1m²) تیمار شده با KBr باریده شد. برای تعیین میزان آب‌شویی Br در خاک، دو روز پس از اولین و دومین باران مصنوعی با فاصله زمانی یک هفته، و در پایان فصل نمونه‌های خاک از اعماق مختلف گرفته شد.

روش خاک‌ورزی و موقعیت مکانی در هر دو مزرعه، بر ویژگی‌های فیزیکی خاک تأثیر معنی‌داری گذاشت. BD در روش NT بیش از روش CT، و در دریف T بیشتر از ردیف R و N بود. در هر دو مزرعه، TP در روش NT کمتر از روش CT بود. افزایش معنی‌دار MP در روش NT نسبت به روش CT در مزرعه اول، بیانگر اثر مفید روش NT در بهبود ساختمان خاک‌های سبک است، ولی در مزرعه دوم (خاک سنگین) روند برعکس بود. هر چند روند تغییرات KS مانند MP بود، ولی به دلیل ضریب تغییرات زیاد KS، میان دو روش خاک‌ورزی در مورد این ویژگی فیزیکی، اختلاف آماری مشاهده نشد. بیشترین اثر تیمارها بر حرکت برومید، در عمق 0-25 سانتی‌متر دیده شد. در هر دو مزرعه، در اولین و دومین نمونه‌برداری، غلظت برومید در عمق‌های بالایی خاک، در روش CT بیشتر از NT بود، که بیانگر جابه‌جایی بیشتر Br در روش NT به اعماق پایین خاک می‌باشد. شدت بارندگی اثر معنی‌داری بر جا‌به‌جایی Br در خاک داشت، و در بارندگی با شدت 08/5 سانتی‌متر در ساعت، نسبت به 27/1 سانتی‌متر در ساعت، مقادیر بیشتری Br به عمق خاک انتقال یافت. در پایان فصل رشد، تفاوت معنی‌دار در جابه‌جایی Br بین دو روش وجود نداشت، ولی کاهش Br در تمام عمق‌ها نسبت به گذشته، گویای انتقال Br به عمق‌های پایین‌تر خاک (120cm) است. در مزرعه اول، به علت بافت سبک و هدایت هیدرولیکی بیشتر خاک، Br به عمق‌های پایین‌تر خاک انتقال یافت.

---

حالت فیزیکی خاک نقش مهمی در سبز شدن بذر، رشد و توسعه ریشه گیاه و تولید محصول دارد. از عوامل تغییردهنده ویژگی‌های فیزیکی خاک، نیروهای داخلی حاصل از مکش ماتریک است. در این بررسی، تأثیر این نیروها در افق سطحی یک خاک لوم‌رسی‌سیلتی و با ساختمان ناپایدار (سری خمینی شهر یا فاین‌لومی، میکسد، ترمیک تیپیک هاپل‌آرجید) بررسی شد. آزمایش به صورت گلدانی انجام گرفت. در این پژوهش، تغییرات سطح خاک با زمان، چگالی ظاهری، شاخص مخروطی و مقاومت کششی در رطوبت‌های مختلف پس از نخستین آبیاری غرقابی اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که بستر بذر (20 سانتی‌متر) با آرایش سست (با چگالی ظاهری 2/1 مگاگرم بر متر مکعب) حدود 5/1 سانتی‌متر نشست کرد. با توجه به این که هیچ گونه بار خارجی، پس از نخستین آّبیاری، بر خاک وارد نشده بود، حالت فیزیکی آن به قبل از خاک‌ورزی نزدیک شد. چگالی ‌ظاهری، شاخص مخروطی و مقاومت کششی خاک پس از اّبیاری و در طول خشک شدن افزایش چشم‌گیری یافت. تغییرات مقاومت خاک (شاخص مخروطی و مقاومت کششی) با رطوبت شدید بود. ارتباط شاخص مخروطی و مقاومت کششی با تنش مؤثر نشان داد که احتمالاً کنترل کننده اصلی مقاومت در حالت تر، تنش مؤثر است.

---

افزایش فرسایش و تراکم خاک به واسطه کشت مداوم محصولات ردیفی و خاک‌ورزی فشرده از دلایلی است که سبب نگرانی و توجه بیشتر به روش‌های ‌خاک‌ورزی حفاظتی شده است. هدف از این تحقیق، ‌بررسی آثار کوتاه‌مدت (یک‌ساله) مدیریت‌های متفاوت بر ویژگی‌های فیزیکی یک خاک لوم شنی تحت کشت ذرت بود. تیمارها شامل سه سیستم خاک‌ورزی (بی‌خاک‌ورزی، NT؛ خاک‌ورزی با گاو آهن قلمی،CP و خاک‌ورزی با گاوآهن برگردان‌دار، MP) و سه سطح کود گاوی کاملاً پوسیده (صفر،30 و60 تن در هکتار) بودند. آزمایش در قالب طرح کرت‌های خرد شده انجام گرفت. سه تکرار از تیمارها به صورت بلوک‌های کامل تصادفی به کار رفت. هنگامی که 100 درصد پرچم‌های ذرت ظاهر شدند، ضریب آبگذری اشباع (K_s)، تخلخل کل (TP)، تخلخل درشت (Macro–P)، تخلخل ریز (Micro–P) خاک و میانگین وزنی قطر خاکدانه‌ها (MWD) در لایه‌های مختلف خاک تا عمق 5/22 سانتی‌متر اندازه‌‌گیری شد. خاک‌ورزی و کود دامی دارای اثرات معنی دار بر Log[K_s]، TP، Macro-P و Micro-P بودند. سست و مخلوط شدن کامل خاک سطحی در روش MP، حجم و پیوستگی منافذ را افزایش داد و در نتیجه سبب افزایش K_s، TP، Macro-P و Micro-P نسبت به روش NT شد. افزایش Macro–P در سیستم CP احتمالاً سبب افزایش K_s نسبت به MP گردید. سیستم‌های کم‌خاک‌ورزی MWD را افزایش داده و افزایش کود آلی باعث افزایش MWD در تمامی تیمارهای خاک‌ورزی گردید. نتایج این تحقیق نشان دهنده اثرات مثبت کاربرد کود آلی (در دوره کوتاه‌مدت) بر ویژگی‌های منافذ و پایداری ساختمان خاک تحت خاک‌ورزی با گاوآهن برگردن‌دار و گاو‌آهن قلمی در این منطقه بود.

---

  خاک‌ورزی از جمله عوامل مدیریتی مهمی است که می‌تواند موجب تخریب یا بهبود ساختمان خاک شود. نوع ادوات خاک­ورزی و شکل چرخ ‌ها ی ماشین‌های کشاورزی موجب تغییر ساختمان خاک می‌ شود، لذا یک آزمایش مزرعه‌ای درمرکز تحقیقات کشاورزی همدان روی یک خاک Coarse Loamy Mixed Mesic Calcixerolic Xerocrepts جهت اندازه‌ گیری و بررسی اثرات خاک‌ورزی و تراکم ناشی از تردد چرخ ‌ها بر برخی از خصوصیات فیزیکی خاک انجام شد. تیمارها شامل دو روش خاک‌ورزی با گاوآهن برگردان‌دار و خاک‌ورزی حفاظتی (CP, MP) بود که با استفاده از سه تراکتور رایج در ایران [John Deer (J), Romany (R) and Massey Ferguson(MF)] اجرا شدند. محل تردد و بدون تردد از دیگر تیمارهای مورد بررسی در این تحقیق بودند. آزمایش به‌صورت کرت ‌ها ی خرد شده در قالب طرح بلوک ‌ها ی کامل تصادفی با سه تکرار اجرا گردید. نمونه ‌ها ی خاک در آخر فصل رشد گندم از محل تردد چرخ و محل بدون تردد از چهار لایه برداشت شد و از نظر چگالی ظاهری (BD) ، شاخص مخروطی (CI) و میانگین وزنی قطر خاکدانه‌ها (MWD) مقایسه شدند. اثر هر دو روش خاک‌ورزی در روی BD در هیچ‌کدام از لایه‌ها معنی‌دار نبود، در حالی‌که، با افزایش عمق BD افزایش پیدا کرد. تردد چرخ‌ها موجب افزایش معنی‌دار BD نگردید، ولی با افزایش عمق اثر تراکم کاهش پیدا کرد. خاک‌ورزی حفاظتی به‌طور معمول، پایداری خاکدانه‌ها را افزایش داد که توسط MWD مورد ارزیابی قرار گرفت. شاخص مخروطی روندی مشابه BD داشت، با این تفاوت که به دلیل حساسیت بیشتر CI در محل تردد در تیمار CP بیشتر از MP بود. ولی چنین تفاوتی در محل بدون تردد مشاهده نگردید. هم‌چنین CI در محل تردد نسبت به بدون تردد به‌طور معنی‌داری افزایش یافت. تراکتور جان دیر در دو لایه اول و دوم موجب افزایش معنی‌دار CI نسبت به MF گردید، ولی بین تراکتور R و J تفاوتی مشاهده نگردید. شخم با گاوآهن قلمی MWD را در محل بدون تردد افزایش داد که در لایه چهارم معنی‌دار شد. تردد چرخ ‌ها موجب افزایش معنی‌ دار MWD در لایه دوم گردید و در دیگر لایه‌ها تفاوت معنی‌داری مشاهده نشد. در لایه سوم تراکتور رومانی موجب بهبود ساختمان خاک گردیده و MWD را به‌طور معنی‌داری افزایش داد. به‌طور کلی تراکتور رومانی موجب تخریب کمتر ساختمان خاک شده و روش‌های خاک‌ورزی بعضی از ویژگی‌های فیزیکی خاک را تغییر دادند.

---

انتقال و پالایش باکتری‌های بیماری‌زا در محیط‌های متخلخل و آب‌های زیر‌زمینی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در سال های اخیر بررسی عوامل مؤثر بر پالایش و انتقال باکتری‌ها مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش اثر مقادیر مختلف سولفات کلسیم و کربنات کلسیم بر جذب و پارامترهای پالایش باکتری سودوموناس فلورسنس در ستون‌های شنی تحت شرایط رطوبتی اشباع بررسی شد. چهار سطح صفر، 5 ،10 و 20 درصد کربنات کلسیم و سه سطح صفر، 5 و 10 درصد سولفات کلسیم در مخلوط با شن (25/0-15/0 میلی‌متر) به‌عنوان تیمارهای اصلی (به‌صورت فاکتوریل) و در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار اعمال گردید. مخلوط‌های مذکور در سیلندرهای پیرکس به طول 20 و قطر 7 سانتی متر ریخته و شرایط جریان اشباع ماندگار با شدت جریان یکسان در آنها ایجاد شد. سوسپانسیون با غلظت 10⁶ باکتری سودوموناس فلورسنس در سانتی‌متر مکعب (C₀) به‌صورت تزریق پله‌ای روی ستون‌ها اعمال شد. آزمایش تا خروج زه‌آب از زیر ستون برابر پنج حجم آب منفذی (PV) ادامه یافت. هنگام آبشویی، غلظت باکتری (C) در زه‌آب با فواصل 0/25PVاندازه گیری شد. پس از پایان آبشویی، فراوانی باکتری در لایه های 5-0، 10-5، 15-10 و 20-15 سانتی‌متر از ستون‌ها نیز اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که اثر مقادیر کربنات کلسیم بر نگه‌داری و پالایش باکتری در لایه‌های 10-5 و 15-10 سانتی متری در سطح آماری 1 درصد و در لایه20-15 در سطح آماری 5 درصد معنی‌دار شد. هم‌چنین اثر مقادیر سولفات کلسیم در لایه های 15-10 و 20-15 سانتی‌متری در سطح آماری 5 درصد معنی‌دار شد. اثر متقابل سولفات کلسیم X کربنات کلسیم بر پالایش باکتری در لایه‌‌های 10-5 ، 15-10 و 20-15 سانتی متری در سطح آماری 1 درصد معنی‌دار گردید. نیمرخ غلظت باقی مانده و ضریب پالایش به خوبی نشان‌دهنده کاهش میزان پالایش باکتری با افزایش عمق در تیمارها بود. بنابراین می توان گفت معنی دار بودن اثر تیمارهای به‌کار رفته در لایه های سطحی نشان دهنده پالایش فیزیکی بیشتر در این لایه ها می باشد. بنابراین ظرفیت پالایش بالای کانی های کربناته و سولفاته می تواند از انتقال باکتری در محیط‌های متخلخل اشباع و به‌دنبال آن آلودگی آب های زیرزمینی بکاهد.

---

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.

---

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.

---

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.

---

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.

---

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

---

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 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.

---

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.

---

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.

---

این پ‍ژوهش با هدف بررسی اثر دراز‌مدت بافت خاک و مدیریت کشت بر حرکت لیتیم و برمید تحت شرایط جریان غیراشباع ماندگار انجام شد. تیمارها شامل دو خاک با بافت لوم رسی و لوم شنی بودند که هر دو به‌مدت چهار سال زیر کشت گندم و یونجه قرار داشتند. ستون‌های دست‌نخورده خاک درشرایط جریان ماندگار با استفاده از آب شهری برقرار شد و سپس پالسی از محلول برمید لیتیم ( M005/0) به‌عنوان غلظت ورودی (C0) بر سطح ستون‌های خاک اعمال گردید. آب‌شویی برای هر ستون تا PV4 (چهار برابر حجم آب منفذی) ادامه یافت. غلظت برمید و لیتیم موجود در زه‌آب خروجی با فواصل PV2/0، به‌ترتیب توسط الکترود انتخاب‌گر برمید و دستگاه فلیم فتومتر اندازه‌گیری شد. غلظت نسبی (C/C0) برمید و لیتیم در برابر حجم آب منفذی رسم شد. نتایج نشان داد که نوع کشت و بافت خاک (در مجموع ساختمان خاک) اثر معنی‌داری بر غلظت‌های خروجی داشتند. منحنی‌های رخنه نشان‌دهنده خروج زودهنگام برمید به‌دلیل دفع آنیونی و دیرآیی لیتیم به‌دلیل جذب سطحی در ستون‌های خاک بود. با گذشت زمان غلظت برمید و لیتیم کاهش یافت و در زمان‌های طولانی به هم رسیدند که این نشان‌گر از بین‌رفتن اثر منافذ درشت بر انتقال مواد در نتیجه ادامه آب‌شویی و انتقال عمده آنها از راه جریان در پیکره خاک بود. غلظت برمید و لیتیم خروجی از خاک لوم رسی زیر کشت یونجه به‌دلیل پایداری بیشتر‏ ساختمان خاک نسبت به خاک لوم شنی تحت همان کشت بیشتر‏ بود. هم‌چنین نتایج این پژوهش نشان داد غلظت برمید و لیتیم خروجی در خاک‌های زیر کشت یونجه (هر دو بافت) بیشتر‏ از خاک‌های زیر کشت گندم بود. این امر بیان‌کننده اثر قابل توجه نوع کشت نسبت به بافت خاک، بر حرکت آلاینده‌ها در خاک می‌باشد. روند تغییرات منحنی رخنه لیتیم نیز مانند برمید بود؛ با این تفاوت که به‌علت جذب بر روی سطوح فعال؛ غلظت آن در زه‌آب خروجی کمتر از برمید بود.

---

در این پژوهش اثر ساختمان خاک در انتقال بروماید غیر‌فعال تحت شرایط جریان اشباع و غیراشباع بررسی گردید. تیمارهای ساختمان خاک شامل ستون‌های خاک دست‌نخورده (ساختمان منشوری و دانه‌ای) و خاک دست‌خورده (ساختمان تک‌دانه) بودند. غلظت ثابتی از برومید (M 005/0) بر سطح ستون‌ها تحت شرایط جریان ماندگار اعمال شد. برای شرایط اشباع، شدت جریانی برابر با بیشترین هدایت هیدرولیکی اشباع (Ks) خاک‌ها و برای ایجاد شرایط غیراشباع، شدت جریانی برابر نصف کمترین Ks روی ستون‌ها اعمال گردید. آبشویی ستون‌ها تا حجم آب خروجی 5 حجم آب منفذی ( PV) ادامه یافت. غلظت برومید خروجی با فواصل PV2/0 توسط الکترود انتخابگر برومید اندازه‌گیری شد. منحنی رخنه برومید برای ساختمان تک‌دانه S شکل و نزدیک به الگوی جریان‌های پیستونی و مویینه‌ای بود. در دو ساختمان منشوری و دانه‌ای، منحنی رخنه در ابتدا دارای شیب تند و سپس شیب ملایم‌تر و کشیده بود. مسیرهای ترجیحی موجب خروج زود هنگام برومید از ستون‌های خاک در این دو ساختمان شد. کشیدگی منحنی رخنه بیان‌گر نقش مهم پخشیدگی و پراکنش در انتقال برومید در این خاک‌ها می‌باشد. در شرایط اشباع، جبهه برومید نسبت به شرایط غیراشباع به علت غالبیت جریان توده‌ای و جریان سریع‌تر در منافذ درشت زودتر به انتهای ستون رسید. نتایج این پژوهش اهمیت ساختمان خاک، مسیرهای ترجیحی و شرایط جریان را در انتقال املاح نشان می‌دهد.

---

پایداری خاکدانه‌های خاک به‌عنوان یک شاخص کلیدی برای ارزیابی کیفیت و سلامت خاک مراتع درنظر گرفته می‌شود. بسیاری از عوامل و ویژگی‌ها مانند بافت، کربن آلی، آهک، نسبت جذب سدیم و رسانایی الکتریکی خاک بر پایداری خاکدانه‌های خاک مؤثرند. تأثیر این فاکتورها بر پایداری خاکدانه‌ها در 71 نمونه خاک در چهار منطقه (2 منطقه در مناطق نیمه‌خشک و 2 منطقه در مناطق خشک) از استان اصفهان بررسی شد. پایداری خاکدانه‌ها به‌روش الک تر اندازه‌گیری شد. برای بهینه‌سازی شرایط آزمایش برای خاک‌های مورد بررسی، سه زمان الک‌کردن (5، 10 و 15 دقیقه) به‌منظور اعمال تنش‌های هیدرومکانیکی متفاوت در آب استفاده شد و اثر آنها بر پایداری خاکدانه‌های 10 خاک انتخابی از بین خاک‌های مورد بررسی ارزیابی شد. پایداری خاکدانه‌ها با استفاده از شاخص‌های میانگین وزنی قطر (MWD) و میانگین هندسی قطر (GMD) خاکدانه‌ها محاسبه شد. پایداری خاکدانه‌ها در همه زمان‌های الک‌کردن با یکدیگر تفاوت معنی‌داری در سطح 1/0 درصد با یکدیگر نشان دادند. زمان 10 دقیقه الک‌کردن خاکدانه‌ها برای ارزیابی پایداری ساختمان خاک در این مناطق مناسب‌تر بود، زیرا در این زمان اختلاف بین پایداری ساختمانی خاک‌ها بهتر مشخص شد. از میان ویژگی‌های ذاتی خاک، مقدار کربن آلی بیشترین نقش را در پایداری خاکدانه‌های خاک در همه‌ی مناطق داشت. علاوه بر مقدار کربن آلی، رسانایی الکتریکی خاک در پایداری خاکدانه‌ها در مراتع مناطق استپی که شرایط خشک‌تری دارند، اهمیت بیش‌تری داشت. در مقایسه با توزیع نرمال و شاخص MWD، توزیع لوگ-نرمال و شاخص GMD بهتر توانستند توزیع اندازه خاکدانه‌ها را در مناطق مورد بررسی استان اصفهان نشان دهند. بنابراین ارزیابی و پایش پایداری خاکدانه‌ها و مقدار کربن آلی می‌تواند اطلاعات ارزشمندی در خصوص روند تغییرات مثبت و منفی عملکرد مراتع در نتیجه انجام روش‌های مدیریتی فراهم نماید.

---

این پژوهش با هدف ارزیابی معضل تراکم خاک در مزارع شرکت توسعه نیشکر و صنایع جانبی اهواز انجام گرفت. نمونه‌های دست‌نخورده از کف جوی‌ها برای اندازه‌گیری درصد رطوبت (mc)و چگالی ظاهری (BD) خاک جمع‌آوری شد. با توجه به تغییر بافت در مزارع، برای بیان درجه فشردگی خاک‌های مختلف و مقایسه آنها با هم، علاوه بر چگالی ظاهری، چگالی ظاهری نسبی (RBD، نسبت چگالی ظاهری به چگالی ظاهری مرجع) نیز تعیین شد. تغییرات مقاومت مکانیکی (شاخص مخروط؛ CI) خاک نیز بررسی شد. نتایج نشان داد که اکثر مقادیر BD اندازه‌گیری شده در مزارع نیشکر، در محدوده "ریشه‌های اندک" (محدودیت زیاد) می‌باشد. با مقایسه مقادیر BD به‌دست‌ آمده با حد بهینه (85/0) دیده شد که بیشتر مقادیر به‌دست آمده بیش از حد بهینه برای رشد ریشه گیاه بود که بیان‌گر فشردگی بیش از حد خاک‌های مزارع نیشکر می‌باشد. مقادیر CI در نیم‌رخ خاک‌ها نشان داد که در اکثر عمق‌ها مقادیر اندازه‌گیری شده در کف جوی‌ها از حدود محدود‌کننده (MPa 2) و بحرانی (MPa 3) برای رشد و نمو ریشه بیشتر می‌باشد. بنابراین، به‌منظور بهبود حاصلخیزی و کیفیت فیزیکی خاک، مدیریت تردد ماشین‌های برداشت نی در مزارع نیشکر، باید مورد بازنگری قرار گیرد.

---

قارچ‌های میکوریز آربسکولار یکی از مهم‌ترین فاکتورهای مؤثر بر کیفیت خاک هستند و از طریق ترشحات خود بر بسیاری از ویژگی‌های خاک تأثیرمی‌گذارد. این پژوهش گلخانه‌ای در قالب طرح کاملاً تصادفی با شش تیمار قارچ میکوریز آربسکولار شامل سه گونه‌ی غیربومی (Funneliformis mosseae، Claroideoglomus claroideum و Rhizophagus irregularis)، ترکیبی از سه گونه غیر‌بومی، ترکیبی از سه گونه به‌صورت بومی و یک تیمار خاک استریل در چهار سطح شوری 1، 5، 10 و 15 دسی‌زیمنس بر متر در حضور گیاه گندم انجام شد. حضور قارچ‌های میکوریز، باعث افزایش غلظت گلومالین آزاد و کل و همچنین غلظت کربوهیدرات قابل عصاره‌گیری با آب داغ و اسید رقیق در مقایسه با تیمار شاهد (فاقد قارچ) در همه سطوح شوری شده است. تأثیر مخلوطی از قارچ‌های بومی بر پارامترهای اندازه‌گیری شده در سطوح شوری 10 و 15 دسی‌زیمنس بر متر، بیش‌تر از مخلوطی از سه گونه قارچ غیر‌بومی بود. غلظت گلومالین آزاد و کل در همه سطوح شوری در تیمار حاوی مخلوطی از سه گونه غیر‌بومی بیشتر از هریک از گونه‌های غیر‌بومی مورد مطالعه بوده است. بیشترین تأثیر در افزایش غلظت گلومالین در خاک در سطح شوری 1، 5 و 15 دسی‌زیمنس بر متر مربوط به گونه F. mosseae و در سطح شوری 10 دسی‌زیمنس بر متر مربوط به گونه C. claroideum بوده است. براساس نتایج این پژوهش بین گونه‌های مختلف بومی و غیر‌بومی قارچ‌های میکوریز و شوری اثرات متقابلی از نظر تولید گلومالین و اثر بر غلظت کربوهیدرات‌ها در خاک وجود دارد.