علوم آب و خاک

---

به‌منظور اطلاع از چگونگی توزیع شکل‌های معدنی نیتروژن، تعیین هم‌بستگی بین این شکل‌ها با ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک، و به‌دست آوردن معادله‌هایی برای پیش‌بینی شکل‌ها با بهره‌گیری از ویژگی‌های خاک در خاک‌های آهکی استان فارس، 25 نمونه خاک سطحی از مناطق عمده کشاورزی استان فارس انتخاب و شکل‌های نیتروژن زیر در آنها اندازه‌گیری شد: نیتروژن کل، نیتروژن نیتراته به روش فنل دی سولفونیک اسید؛ نیتروژن نیتراته استخراجی به‌وسیله پتاسیم کلرید 2 مولار، آمونیوم استخراجی به‌وسیله محلول‌های پتاسیم کلرید 2 مولار، سولفوریک اسید یک نرمال؛ سدیم هیدروکسید 25/0 نرمال، نیتروژن قابل اکسایش به‌وسیله محلول‌های پرمنگنات اسیدی و قلیایی و نیتروژن آمونیومی استخراجی به‌وسیله پتاسیم کلرید 2 مولار در دمای 100 درجه سانتی‌گراد. بر اساس نتایج به دست آمده، بیشترین مقدار نسبی شکل‌ها ( نسبت به نیتروژن کل خاک) مربوط به شـکل آزاد شده با پرمنگنات قلـیایی (47/4 درصد) و کمترین آن مربوط به شکل‏ تبادلی ( 6/0 درصد ) بود. شکل‌های محلول در آب و تبادلی روی‌هم‌رفته کمتر از 2 درصد نیتروژن را تشکیل می‌داد. بین نیتروژن کل خاک و شکل‌های آزاد شده با پرمنگنات اسیدی و پرمنگنات قلیایی، هم‌بستگی بالایی به ترتیب با ضریب‌های هم‌بستگی 931/0 و 850/0 به دست آمد. هم چنین بین ماده آلی خاک و هر یک از شکل‌های نیتروژن کل خاک، آزاد شده با پرمنگنات اسیدی و آزاد شده با پرمنگنات قلیایی، معادله‌های خوبی به دست آمد که ارتباط تنگاتنگ این شکل‌ها را با ماده آلی نشان می‌دهد.

---

وضعیت پتاسیم و اثر خواص فیزیکی و شیمیایی خاک بر آن در شالیزارهای استان گیلان با استفاده از یک صد و نه نمونه خاک سطحی از چهار ناحیه در استان گیلان مورد بررسی قرار گرفت. پتاسیم قابل استخراج‌ به وسیله استات آمونیوم یک مولار خنثی (K-NH₄OAc)، پتاسیم قابل استخراج به وسیله اسیدنیتریک یک مولار جوشان (K-HNO₃) و پتاسیم محلول در آب اندازه‌گیری شدند. نتایج بررسی نشان داد که توزیع فراوانی جمعیت رس و ظرفیت تبادل کاتیونی نرمال بود و توزیع فراوانی جمعیت متغیرهای سیلت، کربن‌آلی و pH غیر نرمال (با چولگی و یا کشیدگی معنی‌دار) و برای شن، K-NH₄OAc و K-HNO₃ لگاریتم نرمال بود. پتاسیم محلول تحت تأثیر اثر توام شن، pH، کربن آلی و K-NH₄OAc قرار داشت ( ** 73/0 =² R_a). پتاسیم قابل استخراج به وسیله استات آمونیوم تحت تأثیر پتاسیم محلول، پتاسیم غیرقابل تبادل و ظرفیت تبادل کاتیونی قرار گرفت ( ** 72/0= ² R_a ). پتاسیم قابل‌استخراج به وسیله اسید نیتریک‌جوشان تحت‌ تأثیر پتاسیم‌ تبادلی و جزء سیلت خاک قرار داشت ( ** 55/0= ² R_a ). توزیع جغرافیایی داده‌های K-NH₄OAc  نشان دادکه مقدار آن در گیلان ‌مرکزی، به‌ ویژه در حوزه آبخیز سپیدرود، بیشتر از بقیه نواحی است. در ناحیه فومنات مقدار رس، ظرفیت تبادل کاتیونی، K-NH₄OAc و K-HNO₃ کمتر از بقیه نواحی است. بر اساس بررسی وضعیت انجام شده 8/68 درصد شالیزارهای استان از نظر پتاسیم قابل جذب در وضعیت متوسط تا خیلی کم قرار دارند.

---

این پژوهش در دو فصل متفاوت (تابستان و زمستان) در گلخانه‌ها و آزمایشگاه‌های گروه علوم باغبانی دانشکده کشاورزی دانشگاه تهران انجام شد. در این مطالعه چهار رقم توت فرنگی به نام‌های آلیسو، سلوا، گاویتا و کامارسا کشت شد و تغذیه بوته‌ها با استفاده از پنج محلول غذایی، حاوی مقدار ثابت نیترات و مقدار متغیر آمونیوم انجام گرفت. در تابستان وزن خشک اندام هوایی و نسبت آن به وزن خشک ریشه به ترتیب با افزایش نیتروژن آمونیومی از صفر به 25/0 و از 25/0 به 5/0 میلی‌مولار به حداکثر مقدار خود رسید. نیتروژن آمونیومی سبب کاهش وزن خشک ریشه شد. رقم آلیسو و رقم سلوا به ترتیب بیشترین وزن خشک اندام هوایی و وزن خشک ریشه را در بین چهار رقم داشتند. رقم گاویتا بیشترین تعداد ساقه رونده را تولید نمود. در زمستان، وزن خشک اندام هوایی و نسبت آن به وزن خشک ریشه در ارقام تغذیه شده با محلول غذایی محتوی 2 میلی‌مولار آمونیوم حداکثر بود. با افزایش آمونیوم از صفر به 5/0 میلی‌مولار، عملکرد میوه کاهش و بعد افزایش یافت. رقم سلوا بیشترین وزن خشک ریشه و میوه و رقم گاویتا بیشترین عملکرد و وزن تر میوه را داشتند. رقم کامارسا بیشترین وزن خشک اندام هوایی را تولید نمود. در تابستان وزن خشک اندام هوایی و نسبت آن به وزن خشک ریشه به طور معنی‌داری بیشتر از زمستان بود. در کل محلول غذایی محتوی 2 میلی‌مولار آمونیوم و رقم گاویتا به علت تولید عملکرد بالا توصیه می‌شوند.

---

ویژگی‌های خاک نقش مهمی در جذب فسفر دارد. اطلاعات درباره جذب فسفر در خاک‌های همدان محدود است. هدف از این پژوهش بررسی سرعت جذب فسفر در تعدادی از خاک‌های همدان به وسیله دو نوع عصارهگیر بیکربنات سدیم 5/0 نرمال (روش اولسن) و بیکربنات آمونیوم-دیتیپیای در مدت 2520 ساعت و انتخاب بهترین معادله سینتیکی جهت توصیف جذب فسفر و بررسی هم‌بستگی خصوصیات جذب فسفر با ویژگی‌‌های خاک بود. به این منظور 200 میلی گرم فسفر در کیلوگرم خاک به صورتKH₂PO₄ به نمونه‌های خاک اضافه شد. خاک‌های کود داده شده با رطوبت ثابت 20 درصد وزنی به مدت 2520 ساعت در انکوباتور در دمای 1±25درجه سانتی‌گراد نگه‌داری و در زمان‌های 1، 2 ، 4، 8 ، 24، 48، 72، 96، 120، 144، 168، 240 ، 336 ،504 ،672،840، 1008، 1176 ، 1344، 1512، 1680، 1848، 2016، 2186، 2352 و 2520 ساعت پس از اضافه کردن کود فسفره به خاک‌ها، عمل نمونهبرداری و عصاره‌گیری فسفر توسط عصارهگیر اولسن و بیکربنات آمونیوم-دیتیپیای انجام و معادله‌های سینتیکی مرتبه صفر، مرتبه اول، پخشیدگی پارابولیکی، تابع نمایی و الوویچ ساده شده بر داده‌ها برازش داده شد. نتایج این پژوهش نشان داد که سرعت جذب فسفر در ابتدا سریع بوده، سپس کاهش یافت و به مقدار ثابتی رسید. مقدار فسفری که پس از 2520 ساعت خوابانیدن جذب شد در روش اولسن و بیکربنات آمونیوم-دیتیپیای به ترتیب در دامنه 8/253-6/162 و 1/253-3/193 میلیگرم در کیلوگرم بود. با توجه به بالا بودن ضرایب تشخیص و کم بودن خطای استاندارد برآورد معادله‌های سینتیکی، دو معادله الوویچ ساده شده و تابع نمایی بهتر از معادله‌های دیگر جذب فسفر را تشریح نمودند. دامنه تغییرات ضرایب سرعت در معادله الوویچ ساده شده و تابع نمایی توسط عصاره‌گیر اولسن به ترتیب 49/0-036/0 و 304/0-157/0 میلی‌گرم در کیلوگرم در ساعت و در روش بی کربنات آمونیوم-دیتیپیای به ترتیب 76/0-074/0 و 382/0-184/0 میلی‌گرم در کیلوگرم در ساعت بود. نمودار معادله‌ها در 336 ساعت دارای شکستگی بود. بنابراین دو معادله بر دادهها برازش شد(صفر تا 336 و 336 تا 2520ساعت) . در بخش اول نیز با توجه به بالا بودن ضرایب تشخیص و کم بودن خطای استاندارد برآورد معادله‌های سینتیکی الوویچ، تابع نمایی و پخشیدگی پارابولیکی بهتر از معادله‌های دیگر جذب فسفر را تشریح نمودند. ضرایب سرعت تعیین شده در این معادله‌ها در خاک‌ها تغییرات زیادی داشت. در بخش دوم معادله‌های سینتیکی قادر به توصیف جذب فسفر نبودند. نتایج این مطالعه نشان داد که سرعت جذب فسفر در خاک‌ها متفاوت بود و تحت تأثیر مقدار کربنات کلسیم، آهن و آلومینیوم بلوری و بی‌شکل می‌باشد.

---

هدف از این پژوهش بررسی تأثیر زئولیت پتاسیمی در جذب و نگهداری یون آمونیوم در یک خاک لوم شنی اشباع و در شرایط آزمایشگاهی، با چهار تیمار شاهد و کاربرد 2، 4 و 8 گرم زئولیت در هر کیلوگرم خاک در قالب یک طرح بلوک کامل تصادفی و نیز شبیه‌سازی آبشویی یون آمونیوم، به‌وسیله مدل Hydrus-1D در ستون‌های خاک است. کود نیترات آمونیوم با غلظت 10 گرم بر لیتر به ستون‌های خاک اضافه گردید و سپس ستون‌های خاک آبشویی شدند. نتایج به‌دست آمده نشان داد، اضافه کردن زئولیت پتاسیمی به خاک باعث کاهش شستشوی آمونیوم و افزایش نگهداشت آن در خاک می‌شود. هم‌چنین نتایج به‌دست آمده از بررسی معادلات جابه‌جایی- انتشار (CDE) و رطوبت متحرک- غیرمتحرک (MIM) در برآورد حرکت یون آمونیوم در خاک حاکی از آن بود که جذب یون آمونیوم به‌وسیله خاک از مدل فروندلیچ پیروی می-کند. هم‌چنین ایزوترم‌های جذب و ضرایب پخشیدگی و انتشار یون آمونیوم با استفاده از مدل‌سازی معکوس تعیین گردیدند. مقادیر پارامترهای جذبی بهینه شده ایزوترم فروندلیچ توسط مدل، از میزان تعیین شده در آزمایشگاه بسیار کمتر بود. این امر بیان‌کننده این است که مدل Hydrus-1D توانایی پیش‌بینی حرکت یون آمونیوم را در خلل و فرج درشت خاک ندارد و برای جبران در نظر نگرفتن جریان در خلل و فرج درشت خاک، مقدار پارامترهای جذب را به‌شدت کاهش می‌دهد. روی هم رفته با وجود دست خورده بودن نمونه‌های خاک، برآورد مدل CDE به مقادیر اندازه‌گیری شده در هر چهار تیمار، نزدیک‌تر بود.

---

برگرداندن بقایای گیاهی به خاک به‌ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک از ارکان مهم پایداری اکوسیستم‌های کشاورزی است. تحقیق حاضر در سال‌های 1388 و 1389 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه به‌صورت طرح بلوک‌های کامل تصادفی در چهار تکرار به اجرا گذاشته شد. در این آزمایش گیاهان شبدر سفید، اسپرس، ارزن مرواریدی، سورگوم علوفه‌ای و منداب به‌عنوان کود سبز در نظر گرفته شد و فرآیند تغییرات کربن آلی خاک، نیتروژن و معدنی شدن آن طی دوره‌های بعد از افزودن گیاهان به خاک بررسی گردید. واحدهای آزمایشی در 50 درصد آب ظرفیت زراعی آبیاری شدند. در هر دو سال اجرای تحقیق، نیتروژن کل و آمونیومی خاک تحت تاثیر نوع کود سبز قرار گرفتند. هم‌چنین لیگنین و سلولز بقایا، عوامل اصلی کنترل‌کننده معدنی شدن نیتروژن و میزان تجزیه بقایا بودند. در هر دو سال اجرای تحقیق بیشترین مقدار کربن آلی خاک در اثر تجزیه بقایای ارزن مرواریدی حاصل شد. نسبت C/N خاک در ماه‌های اول، سوم و پنجم بعد از اختلاط بقایای گیاهان اسپرس و شبدر سفید با خاک، کاهش معنی‌داری از خود نشان داد. نیتروژن نیتراتی نیز بیشترین مقدار را بعد از افزودن بقایای اسپرس و شبدر سفید داشت. با توجه به نتایج حاصل از این تحقیق گیاهان شبدر سفید و اسپرس به‌دلیل افزایش نیتروژن کل و معدنی قابل استفاده برای گیاه بعدی، می‌تواند به‌عنوان بهترین کود سبز در بین گیاهان مورد مطالعه معرفی گردد.

---

به‌منظور بررسی مقایسه تثبیت پتاسیم و آمونیوم توسط رس‌های جداسازی شده از خاک با سیستم‌های مختلف کشاورزی، از دو منطقه شمال و جنوب استان خوزستان در شهرستان‌های شوشتر و آبادان نمونه‌های خاک از کشت‌های نیشکر، تناوبی، نخلستان و بایر در عمق‌های صفر تا 30 و60 -30 سانتی‌متری نمونه‌برداری شد. برای مقایسه تثبیت پتاسیم و آمونیوم به رس‌های جداسازی شده از 30 نمونه‌ خاک، هم‌زمان غلظت‌های کلرید پتاسیم و کلرید آمونیوم (صفر، 50، 100، 200، 400، 600، 800، 1000 میلی‌گرم بر کیلوگرم) اضافه گردید. نمونه‌ها به‌‌مدت 24 ساعت در شرایط آزمایشگاهی (دمای 20 درجه سلسیوس بدون تکان دادن) نگه‌داری شد. سپس با استات منیزیم عصاره‌گیری و مقادیر پتاسیم و آمونیوم قابل جذب تعیین و سپس مقدار پتاسیم و آمونیوم تثبیت شده از تفاوت این مقادیر محاسبه گردید. نتایج مطالعه کانی‌شناسی با روش پراش پرتو ایکس وجود کانی‌های رسی کائولینیت، پالی‌گورسکایت، ایلیت، کلرایت، اسمکتیت و کوارتز را در مناطق مورد مطالعه نشان داد. مقایسه میانگین میزان تثبیت پتاسیم و آمونیوم با آزمون دانکن نشان داد که با افزایش غلظت پتاسیم و آمونیوم، مقدار و درصد تثبیت افزایش یافته است. بیشترین تثبیت پتاسیم و آمونیوم در لایه سطحی رس‌های خاک اراضی تحت کشت تناوبی شوشتر و برای رس‌های آبادان در نخلستان بود. مقایسه تثبیت پتاسیم و آمونیوم نشان داد که در هر دو کاتیون، با افزایش غلظت میزان تثبیت افزایش یافته است ولی افزایش غلظت یکی باعث کاهش میزان تثبیت دیگری و برعکس شده است. هم‌چنین میزان تثبیت آمونیوم در این مناطق توسط این رس‌ها بیشتر از پتاسیم بوده است که این امر ممکن است به اثر کانی‌های رسی اسمکتیت و تثبیت بیشتر آمونیوم توسط این کانی نسبت به کانی‌های رسی دیگر باشد. نتایج این تحقیق می‌تواند برای مدیریت کودهای پتاسیمی و آمونیوم‌دار در اراضی زراعی مورد استفاده قرار گیرد.

---

آلودگی خاک به عنصر سرب منجر به کاهش کیفیت و کمیت محصولات کشت شده می‌شود زیرا این عنصر در اشکال یونی محلول بسیار سمی می‌باشد. قابلیت دسترسی این عنصر برای ریشه گیاهان می‌تواند با تشکیل ترکیبات با حلال‌پذیری پایین و رسوب آنها توسط اصلاح کننده‌های فسفره کاهش یابد. همچنین همزیستی ریشه این گیاهان با قارچ میکوریز می‌تواند مقاومت گیاه را در مقابل عناصر سنگین افزایش دهد. بدین‌منظور پژوهشی به‌صورت گلدانی در قالب آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح بلوک‌های کامل تصادفی دردانشگاه شاهرود انجا مپذیرفت. تیمارها شامل قارچ میکوریز با دو سطح تلقیح وعدم تلقیح وتیمار دوم کودهای فسفری شامل تیمارهای بدون کود، اسیدهیومیک، دی ‌آمونیوم فسفات، پودر استخوان وکاربردتوام پودر استخوان و اسید هیومیک بود. نتایج نشان داد تلقیح میکوریز علاوه‌ بر افزایش معنی‌دار درصد کلونیزاسیون میکوریزی، سبب افزایش EC خاک، وزن خشک و جذب فسفر اندام هوایی گیاه شده است. کاربرد کودهای فسفری نیز ضمن افزایش معنی‌دار فسفر قابل دسترس خاک، وزن خشک و جذب فسفر اندام هوایی افزایش معنی‌دار داد. اثرات متقابل میکوریز و کودهای فسفره بر سرب تبادلی خاک معنی‌دار و کاربرد توام دی‌آمونیوم فسفات و میکوریز با کاهش قابل توجه 25/48 درصدی، بیشترین تأثیر را برکاهش سرب تبادلی خاک دارا بود. گیاهان میکوریزی از غلظت سرب کمتری در اندام هوایی خود به‌میزان 78/14 درصد برخودار بودند و همچنین کاربرد کودهای فسفری سبب کاهش معنی‌دار سرب اندام هوایی گیاه شد.