علوم آب و خاک

---

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.

---

حرکت فلوراید به سمت آب‌های زیر‌زمینی و مصرف آب‌های زیر‌زمینی با مقادیر زیاد فلوراید، سلامت میلیون‌ها نفر از مردم در نقاط مختلف دنیا را به مخاطره انداخته است. لذا این مطالعه با هدف بررسی حرکت فلوراید و شبیه‌سازی آن با استفاده از مدل HYDRUS-1D در یک خاک آهکی در اصفهان انجام شد. این پژوهش در لایسیمترهایی در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه صنعتی اصفهان انجام شد. تیمارهای اعمال شده شامل دو غلظت 318 و mg kg- 635 فلوراید بود. برخی ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی و غلظت فلوراید محلول و کل خاک در طول دوره آزمایش، اندازه‌گیری شد. نتایج این پژوهش نشان‌دهنده حرکت فلوراید در نیم‌رخ خاک آهکی منطقه بود که علت آن را می‌توان به pH زیاد خاک و نیروی دافعه حاصل از بارهای منفی رس‌ها نسبت داد. حداکثر عمق انتقال فلوراید 40 سانتی‌متری بود ولی بیشترین غلظت آن، در 10 سانتی‌متر اول خاک مشاهده شد. مقادیر ضرایب همبستگی بین غلظت فلوراید محلول اندازه‌گیری و شبیه‌سازی شده در سطح یک درصد معنی‌دار بود و تفاوت میزان t-value در مقایسه با t جدول معنی‌دار نبود که نشان‌دهنده پیش‌بینی قابل قبول غلظت فلوراید محلول به‌وسیله مدل می‌باشد.

---

در پژوهش حاضر از نرم‌افزار  Hydrus-1D جهت شبیه‌سازی میزان هدایت الکتریکی، اسیدیته و یون‌های سدیم، پتاسیم، کلسیم، منیزیم، کلر و سولفات پروفیل خاک استفاده گردید. آزمایش‌های مزرعه‌ای در مرکز تحقیقات نیشکر برروی نیشکر واریته CP48-103 با یک تیمار آب کارون و سه تیمار زه‌آب رقیق شده با سه تکرار انجام شد. نمونه‌برداری از سه عمق صفر تا 30، 60-30 و 90-60 سانتی‌متری قبل از هر آبیاری انجام و در آزمایشگاه هدایت الکتریکی و آنیون‌ها و کاتیون‌ها عصاره اشباع خاک اندازه‌گیری گردید. با هدف صحت‌سنجی نرم‌افزار Hydrus-1D ابتدا آنالیز حساسیت و واسنجی انجام شد. آنالیز حساسیت مدل نشان داد که نرم‌افزار نسبت به رطوبت حجمی اشباع حداکثر حساسیت را دارا می‌باشد. کمترین حساسیت مدل نسبت به عکس پتانسیل ورود هوا به داخل خاک، پارامتر پیچ و خم (تورجسیتی) در تابع جریان و رطوبت حجمی باقیمانده بوده و نسبت به هدایت هیدرولیکی اشباع حساسیت متوسط دارد. همچنین مدل نسبت به پارامتر تجربی شکل منحنی رطوبتی خاک حساس نمی‌باشد. از واسنجی مدل ضرایب هدایت هیدرولیکی اشباع، رطوبت حجمی باقیمانده، رطوبت حجمی اشباع، عکس پتانسیل ورود هوا به خاک، پارامتر تجربی شکل منحنی رطوبتی خاک و پارامتر تورجسیتی در تابع جریان به‌ترتیب
(cm/day) 18 ،(cm³/cm³) 04/0، (cm³/cm³) 63/0، (cm ^-1)012/0، 2/1 و 6/0 به‌دست آمدند. نتایج صحت سنجی مدل نشان داد که ضریب تعیین برای تمام پارامترهای مورد بررسی بیش از 85% به‌دست آمده که بیانگر توانایی مدل در شبیه‌سازی میزان هدایت الکتریکی، اسیدیته، آنیون‌ها و کاتیون‌ها را می‌باشد. در مدل‌سازی صورت گرفته مقدار NRMSE بین 11 تا 18 درصد به‌دست آمده که عملکرد مناسب مدل را نشان می‌دهد. مقدار معیار کارایی نش- ساتکلیف بین 72/0 تا 8/0 بیانگر تطابق مناسب مدل با واقعیت می‌باشد. ضریب باقیمانده در این مقاله برای هدایت الکتریکی، اسیدیته و یون‌های سدیم، پتاسیم، کلسیم و منیزیم منفی و برای کلر و سولفات مثبت برآورد شده است.