پژوهش های خاک
سال:1396 | دوره:31 | شماره:4 الف |تعداد مقالات:17

کیوی، درختی با نیاز تغذیه ای بالاست و برای دستیابی به عملکرد بهینه، این نیاز تغذیه ای باید از طریق کوددهی تأمین گردد. تحقیق حاضر با هدف مقایسه روش های مختلف کوددهی شامل پخش سطحی (شاهد)، چالکود و کودآبیاری به تنهایی یا در ترکیب با محلول پاشی بر غلظت عناصر غذایی در برگ و میوه ی کیوی و نیز بررسی رابطه ی بین ترکیب معدنی برگ و میوه کیوی با عملکرد در باغ کیوی پژوهشکده مرکبات و میوه های نیمه گرمسیری اجرا شد. نتایج نشان داد اثر روش کوددهی بر عملکرد معنی دار بوده و بیشترین مقدار این ویژگی در روش کوددهی کودآبیاری+محلول پاشی مشاهده گردید. علاوه براین، اثر روش کوددهی بر غلظت نیتروژن، فسفر، پتاسیم و کلسیم در برگ و میوه کیوی معنی دار بوده و نیز با کاربرد محلول پاشی در همه تیمارهای مورد مطالعه مقدار نیتروژن، فسفر، پتاسیم و کلسیم در برگ کیوی افزایش یافتند. مازادبراین، صرف نظر از روش کوددهی، غلظت عناصر غذایی در برگ کیوی به ترتیب نیتروژن > پتاسیم > کلسیم > فسفر و در میوه کیوی به ترتیب پتاسیم > نیتروژن > کلسیم > فسفر کاهش یافت. بررسی نتایج نشان داد که نسبت بین غلظت عناصر غذائی در میوه به برگ کیوی (فسفر، پتاسیم و کلسیم) متأثر از روش کوددهی بود ولی روش کوددهی اثر معنی داری بر نسبت بین غلظت نیتروژن در میوه به برگ کیوی نداشت. هم چنین، نتایج همبستگی نشان داد که مقدار عملکرد کیوی در زمان برداشت همبستگی معنی داری با غلظت نیتروژن، پتاسیم و کلسیم در برگ کیوی داشت. این درحالی بود که رابطه ی خطی بین عملکرد کیوی و غلظت عناصر غذائی در میوه کیوی مشاهده نشد. مازادبراین، بررسی نتایج رگرسیون گام به گام نشان داد که غلظت پتاسیم در برگ به تنهایی قادر است بخش اعظم تغییرات در عملکرد درختان کیوی را توضیح دهد. علاوه براین، غلظت پتاسیم در برگ کیوی به همراه غلظت نیتروژن و کلسیم در برگ کیوی می تواند برای برآورد عملکرد در باغ کیوی مطالعه شده استفاده شوند. به طورکلی با توجه به مجهز بودن تمام باغ های کیوی شمال کشور به سیستم آبیاری تحت فشار و افزایش معنی دار غلظت عناصر غذایی در برگ پس از انجام محلول پاشی تکمیلی، روش کودآبیاری+محلول پاشی می تواند در زمان و هزینه ها صرفه جویی کرده و نیز منجر به افزایش غلظت عناصر غذائی در برگ و عملکرد درختان کیوی گردد.

از محدودیت های اصلی کشت گیاهان زراعی به خصوص گندم در خاک های آلوده مناطق جنگی وجود غلظت های بالای فلزات سنگین به خصوص منگنز و مس می باشد که با ورود به چرخه حیاتی گیاه باعث سمیت گیاه و به خطر انداختن امنیت غذایی جامعه می گردد. هدف از این پژوهش بررسی اثر زئولیت طبیعی بر جذب مس و منگنز خاک های آلوده مناطق جنگی توسط گندم می باشد. این آزمایش بصورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار برای هر گلدان در مزرعه پژوهشی دانشگاه آزاد اسلامی اهواز در سال زراعی 95-1394 اجرا گردید. تیمارها شامل چهار سطح زئولیت شامل: صفر (a1)، 5/0% (a2)، 5/1% (a3) و 5/2% (a4) از وزن خاک و دو سطح خاک شامل: خاک های آلوده مناطق جنگی مربوط به خط مقدم جبهه (b2) و سطح دیگر مربوط به خاک های بدون آلودگی(b1) پشت خط مقدم جبهه انجام پذیرفت. نتایج نشان داد که خاک های آلوده مناطق جنگی موجب افزایش معنی دار غلظت مس و منگنز در ریشه و اندام هوائی گندم شده بود. همچنین کاربرد مقادیر بیشتر زئولیت باعث کاهش معنی دار غلظت مس و منگنز و افزایش وزن خشک ریشه و اندام هوائی شد.

تجزیه گیاه روش مفیدی است که با استفاده از روش های غلظت بحرانی و دریس به منظور ارزیابی و بهینه سازی عناصر غذایی چغندر قند بکار می رود ولی این رویکردها دو اریب دارند، یکی نادیده گرفتن ماهیت ترکیبی عناصر در تحلیل داده های تجزیه گیاه و دیگری عدم استفاده از نسبت عناصر غذایی تأثیرگذار بر تغذیه گیاه است. با استفاده از روش تحلیل داده های ترکیبی (CDA) و تعادل های متعامد عناصر غذایی می توان این اریب ها را بر طرف ساخت. هدف از این تحقیق، توسعه استانداردهای DRIS و CND-clr[1] به CND-ilr[2] و تعیین نرم های مرجع تعادل عناصر غذایی یا CND-ilr و ارزیابی وضعیت عناصرکم مصرف برای چغندر قند پاییزه است. داده های عملکرد ریشه و شکر و نمونه های گیاهی از 183 مزرعه چغندر قند پاییزه استان خوزستان طی 7 سال متناوب 79-1373 جمع آوری شد و عناصر آهن، منگنز، روی و مس نمونه های برگ چغندر قند اندازه گیری گردید. عناصر غذایی کم مصرف به سه فرم تعادلیilr3 = [Zn|Cu] و ilr2 = [Mn| Zn, Cu] و ilr1 = [Fe| Mn, Zn, Cu] طراحی گردید و شاخص نسبت لگاریتم ایزومتریک4 یا ilr برای این تعادل ها محاسبه شد. جامعه مشاهداتی (183 مزرعه) براساس عملکرد ریشه و عملکرد شکر حد واسط (Cut-off yield) به ترتیب به مقادیر 32/60 و 41/9 تن در هکتار به دو گروه عملکرد بالا و پایین تقسیم شدند. نتایج نشان داد که بر اساس محاسبات حاصله و احتساب سه تعادل مذکور، "فاصله ایچسن" به میزان 3/0 (به عنوان شاخص پیش بینی کننده) برای تشخیص گروه "متعادل عناصر غذایی" از "نامتعادل عناصر غذایی" جامعه چغندر قند پاییزه بدست آمد. همچنین نرم های مرجع برای سه تعادلilr1, ilr2, ilr3 تهیه گردید. روش تعادل ترازویی[3] برای ارزیابی عناصر کم مصرف 33 مزرعه چغندرقند پاییزه با عملکرد کمتر از 60 تن در هکتار واقع در مربع TP با سه تعادل مذکور استفاده شد. نتایج نشان داد که به ترتیب غلظت های 296، 120، 41 و 19 میلی گرم در کیلوگرم ماده خشک برگ عنصر آهن، منگنز، روی و مس واقع در ربع TN می توانند به عنوان غلظت های مرجع ilr* برای تشخیص تعادل بین این عناصر استفاده شوند زیرا که هر کدام از این غلظت ها متاثر از اثرات متقابل و ترکیبی این 4 عنصر می باشند. همچنین نشان داده شد که برای افزایش کمی و کیفی چغندرقند ضرورتی به مصرف کود آهن نیست و اگر کود دهی آهن صورت گرفته است باید مقدار آن را کاهش داد.

کیفیت خاک به طور مستقیم قابل اندازه گیری نبوده و از شاخص های کیفیت خاک تعیین می شود. شیب در نقطه عطف منحنی مشخصه آب خاک (S) از جمله این شاخص ها است. این شاخص با عوامل مختلفی مانند کربن آلی، جرم مخصوص ظاهری، بافت و ساختمان خاک در ارتباط است. مطالعه جاری با هدف مقایسه سه مدل برای تعیین شاخص S و ارزیابی کیفیت فیزیکی خاک های شالیزاری با استفاده از آن انجام شد. برخی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی (بافت خاک، جرم مخصوص ظاهری، کربن آلی، رطوبت اشباع، رطوبت ظرفیت مزرعه و رطوبت در نقطه پژمردگی دائم) در 35 نمونه دست خورده از خاک های شالیزاری شرق و غرب گیلان اندازه گیری شد. پارامترهای مدل ون گنوختن با نرم افزار RETC و پارامترهای مدل های بروکز و کوری و گرانولت و گرانت با استفاده از نرم افزار MATLAB تعیین و شیب نقطه عطف منحنی مشخصه و شاخص S با استفاده از مدل ها محاسبه شد. شاخص های میانگین هندسی نسبت خطا (GMER)، انحراف استاندارد هندسی نسبت خطا (GSDER)، میانگین خطا (ME) و ریشه میانگین مربعات خطای نرمال شده (NRMSE)، برای ارزیابی نکوئی برازش مدل ها و شاخص های(S) محاسبه شده از آنها بکار رفتند. مدل گرانولت و گرنت با حداقل میانگین خطا و حداقل ریشه میانگین مربعات خطای نرمال شده در همه مکش ها توانست منحنی مشخصه خاک های مورد مطالعه را بهتر شبیه سازی کند. همچنین میانگین هندسی نسبت خطا و انحراف استاندارد هندسی نسبت خطا در این مدل نسبت به دو مدل دیگر در همه مکش ها به یک نزدیکتر بود. استفاده از مدل گرانولت و گرنت در تعیین شاخص S با ME=-0. 015 و NRMSE=0. 4 در مقایسه با سایر مدل ها از صحت بیشتری برخوردار بود. میانگین هندسی نسبت خطا و انحراف استاندارد هندسی نسبت خطا نیز در مدل گرانولت و گرانت کمتر از سایر مدل ها بود (GMER=0. 85 و GSDER=1. 33). شاخص S با رس، جرم مخصوص ظاهری و رطوبت نقطه پژمردگی دائم همبستگی منفی معنی دار (P<0. 01) و با رطوبت قابل استفاده و سایر ویژگی ها همبستگی مثبت معنی دار (P<0. 05) داشت. علی رغم اینکه برخی پژوهشگران بیان نموده اند که استفاده از شاخص S نمی تواند معیار مناسبی از کیفیت فیزیکی خاک باشد ولی شاخص Sتعیین شده در خاک های شالیزاری مورد مطالعه، همبستگی معنی داری با بسیاری از ویژگی های موثر بر کیفیت فیزیکی خاک داشت. بنابراین به جای اندازه گیری چندین ویژگی موثر بر کیفیت فیزیکی خاک می توان با استفاده از این شاخص شرایط فیزیکی خاک های مختلف و اثر عملیات مدیریتی بر آنها را مقایسه نمود. در خاک های شالیزاری مورد مطالعه، شاخص کیفیت فیزیکی بیش از 035/0بود که نشان دهنده کیفیت مناسب خاک ها برای شالیزاری است.

هدایت هیدرولیکی اشباع خاک (Ks) یکی از پارامترهای اساسی در مطالعات حرکت آب و املاح در خاک و طراحی پروژوه های آبیاری و زهکشی است. بنابراین، شناخت الگوی توزیع مکانی آن از اهمیت فراوانی برخوردار می باشد. هدف از پژوهش حاضر پیش بینی الگوی پراکنش مکانی Ks در مزرعه تحقیقاتی سد سیستان با استفاده از روش های میان یابی بوده است. برای این منظور تعداد 113 آزمایش نفوذ تک حلقه-ای بیرکن در خاک های مزرعه با فواصل حدود 80 متر انجام گردید. ضریب Ks با استفاده از الگوریتم های محاسباتی بیرکن شامل BESTslope، BESTintercept و BESTsteady به دست آمد. متوسط خطای نسبی برازش برای الگوریتم های BESTslope و BESTintercept به ترتیب 19/5% و 35/9 درصد بوده که رضایت بخش است. برای مقایسه دقت تخمین از پارامترهای ضریب تعیین وزنی (ω r2) و خطای استاندارد (SE) استفاده شد. براساس نتایج به دست آمده، هدایت هیدرولیکی اشباع از همبستگی مکانی متوسط با ساختار غالب نمایی برخوردار بود. همچنین نتایج نشان داد که در بافت لوم و لوم شنی که بافت غالب منطقه مورد مطالعه است و برای هر سه الگوریتم محاسباتی بیرکن، روش لوگ کریجینگ با اختلاف نه چندان زیاد نسبت به سایر روش های میان یابی، بیشترین مقدار ω r2 و کمترین مقدار SE و در واقع بیشترین دقت تخمین را داشت. از طرفی دقت تخمین در الگوریتم BESTsteadyکه ساده ترین فرآیند محاسباتی را در مقایسه با دو الگوریتم دیگر دارد، بیشتر بود. بنابراین طبق نتایج به دست آمده، روش لوگ کریجینگ نمایی به عنوان بهترین روش میان یابی برای تعیین الگوی پراکنش مکانی هدایت هیدرولیکی اشباع خاک براساس مقادیر Ks به دست آمده از الگوریتم ساده و کاربردی BESTsteady در خاک های لوم و لوم شنی پیشنهاد می شود.

تولیدموفقیت آمیزگیاهانمستلزمخاک مناسبووجودمقدارکافیازعناصرغذاییو قابلاستفادهگیاهاناست. عناصرغذایینهتنها بایدبه صورتترکیباتیباشندکهبه سهولت مورداستفادهگیاهانقرارگیرند، بلکهتعادلبینمقدارآنهانیزحائزاهمیتاست. مواد آلی و موادی که برای اصلاح خاک و یا مقابله با شرایط تنش استفاده می شوند می توانند بر غلظت عناصر غذایی در گیاه مؤثر باشند. بنابراین، این پژوهش با هدف بررسی اثر سطوح بیوچار کود گاوی بر ترکیب شیمیایی گیاه اسفناج (رقم Viroflay) رشد یافته در شرایط تنش رطوبتی در یک خاک آهکی در شرایط گلخانه ای به صورت فاکتوریل ودرقالبطرحکاملاًتصادفی با سه تکرار انجام شد. تیمارها شامل چهار سطح بیوچار (صفر، 25/1%، 50/2% و 5 درصد وزنی) و سه سطح رطوبتی (ظرفیت مزرعه (بدون تنش)، 70% و 55 درصد ظرفیت مزرعه) بود. نتایج نشان داد که اعمال سطوح تنش رطوبتی سبب کاهش معنی دار جذب همه عناصر مورد مطالعه و افزایش غلظت عناصر سدیم، پتاسیم، فسفر و نیتروژن در اندام هوایی اسفناج شد. همچنین کاربرد 25/1 درصد بیوچار سبب افزایش منگنز، سدیم، پتاسیم، کاربرد 5/2 درصد بیوچار سبب افزایش فسفر، منیزیم، سدیم، پتاسیم و کاربرد 5 درصد بیوچار نیز سبب افزایش منگنز، نیتروژن، فسفر، منیزیم و سدیم در اندام هوایی اسفناج شد. به طورکلی، کاربرد بیوچار و سطوح رطوبتی خاک سبب تغییر ترکیب شیمیایی و غلظت و جذب عناصر (به ویژه عناصر پرمصرف) در اندام هوایی اسفناج شد. بنابراین در مواردی که به منظور کاهش اثرات تنش رطوبتی بر گیاه از بیوچار استفاده می شود بایستی به تغییرات احتمالی در ترکیب شیمیایی گیاه و غلظت عناصر نیز توجه شود و این موضوع در مدیریت حاصلخیزی خاک و تغذیه گیاه در مناطق خشک مد نظر قرار گیرد. بایستی توجه شود که اثر بیوچار بر ترکیب شیمیایی گیاه و همچنین ویژگی های خاک به نوع مواد اولیه مورد استفاده و شرایط تهیه بیوچار، نوع و رقم گیاه و شرایط خاک مورد مطالعه بستگی دارد بنابراین توصیه می شود به منظور دستیابی به نتایج وسیع تر و مطمئن تر، آزمایش در شرایط مزرعه برای گیاهان مختلف و با استفاده از بیوچار تولید شده از منابع متفاوت و در شرایط مختلف انجام شود.

دامنه رطوبتی با حداقل محدودیت [1](LLWR) از شاخص های مهم فیزیکی و کیفی خاک بوده که اندازه-گیری آن کاری دشوار و زمان بر است. هدف از این پژوهش، برآورد LLWR با بهره گیری از پارامترهای زود یافت خاک با روش رگرسیونی است. در این پژوهش، بعد از جمع آوری 192 نمونه خاک از 24 محل در استان آذربایجان غربی، منحنی های مشخصه رطوبتی، مشخصه مقاومت خاک و تراکم محصور آنها اندازه گیری شد. برای تخمین چهار حد رطوبتی تعیین کننده LLWR (θ Fc، θ PWP، θ AFP و θ SR) ابتدا خصوصیات پایه خاک (رس و نسبت سیلت به شن)، به عنوان متغیرهای ورودی استفاده شد و مدل پایه ایجاد شد. سپس، با افزودن خصوصیات منحنی تراکم محصور و فیزیکی-شیمیایی در گام های مختلف به متغیر های ورودی پیشین، مجموعاً هفت تابع انتقالی ایجاد شد. با واردکردن پارامترهای تراکم محصور به تنهایی و به همراه خصوصیات فیزیکی و شیمیایی مختلف به ترتیب در گام های دوم و سوم برای برآورد حدود رطوبتی LLWR و محاسبه آن، ریشه میانگین مربعات خطا و معیار اطلاعات آکایک به طور معنی دار کاهش یافتند. مقادیر R محاسبه شده برای PTFها نشان داد که استفاده از PTF3، PTF5و PTF7 به جای PTF1 برآورد حدود رطوبتی را به مقدار فراوانی بهبود بخشید ( R مساوی 70/0، 73/0 و 77/0 به ترتیب برای PTF3، PTF5 و PTF7در مقابل 39/0 برای PTF1). بنابراین می توان حدود رطوبتی را با دقت قابل قبولی (31/154-= AICو 77/0R =) با استفاده از پارامترهای منحنی تراکم به همراه خصوصیات فیزیکی و شیمیایی تخمین زد.

الگوی تجمع ماده خشک و سرعت رشد محصول از ویژگی های مهم مؤثر بر تولید بهینه محصول هستند. تغذیه گیاهتأثیر قابل ملاحظه ای بر الگوی رشد گیاه دارد. در این پژوهش، تأثیر برگ پاشی روی (Zn) از منابع سولفات روی و کمپلکس های سنتزیمتیونین-روی و لیزین-روی بر الگوی تجمع ماده خشک، سرعت رشد محصول و برخی دیگر از شاخص های رشد پیاز (Allium cepa L. ) پریماورا بررسی شد. برگ پاشی روی (با غلظت 5 در هزار) در دو نوبت، اوایل دوره رشد سریع گیاه (در مرحله رشد پهنک) و اوایل دوره تشکیل سوخ انجام گرفت. نتایج نشان داد که مرحله رشد کند تا 128 روز بعد از جوانه زنی ادامه داشت و سپس مرحله رشد سریع برگ آغاز شد. بیشترین شاخص سطح برگ (44/3)، سرعت رشد سوخ (30/31 گرم در متر مربع در روز)، سرعت رشد محصول (70/40 گرم در متر مربع در روز)، سرعت نسبی گیاه (0966/0 گرم در گرم در روز) و زیست توده کلبا برگ پاشی لیزین-روی حاصل شد. به همین دلیل بیشینه زیست توده کل (87/14 کیلوگرم در مترمربع)مربوط به این تیمار بود. برگ پاشیروی تأثیر معنی داری بر زمان تشکیل سوخ نداشت. مقایسه الگوی تجمع ماده خشک در بین تیمارهای مختلف نشان داد که برگ پاشی آمینوکلات لیزین-روی باعث افزایش معنی دار وزن خشک گیاه (33 درصد در مقایسه با شاهد) شد و این روند تا انتهای فصل رشد نیز ادامه داشت. براساس نتایج بدست آمده، برگ پاشی لیزین-روی بر الگوی رشد گیاه تأثیر داشته و با بهبود شاخص های تجمع ماده خشک، شاخص سطح برگ، سرعت رشد سوخ و سرعت رشد محصول، سبب تولید بیشترین زیست توده کل در بین تیمارهای مورد آزمایش شد. برگ پاشی آمینوکلات متیونین-روی نیز باعث افزایش معنی دار زیست توده کل و کیفیت سوخ شد در حالی که برگ پاشی سولفات روی فقط سبب افزایش معنی دار غلظت روی در سوخ پیاز گردید. با توجه به نتایج این پژوهش، برگ پاشی با آمینوکلات لیزین-روی برای بهبود عملکرد و کیفیت پیاز در خاک های آهکی دارای کمبود روی توصیه می شود.

با توجه به کاربرد روز افزون نانوذرات و ورود آن ها به زیست بوم، ضروری است انتقال نانوذرات در خاک مورد مطالعه و بررسی قرار گیرد. هدف این پژوهش مطالعه کمّی انتقال نانوذرات مگنتیت پایدار شده با سدیم دودسیل سولفات در ستون های دو نوع خاک (شن لومی آلوده به کادمیم و شن) در شرایط رطوبتی اشباع بود. بدین منظور، با انجام آزمایش های انتقال در ستون های شیشه ای، منحنی رخنه نانوذرات و کلراید در شرایط اشباع اندازه گیری شد و تأثیر غلظت نانوذرات (1/0 و 5/0 گرم در لیتر) و اثر عامل فیزیکی شدّت جریان منفذی (تحت بار آبی 2 و 10 سانتی متر محلول زمینه) بر انتقال نانوذرات در خاک شنی بررسی شد. نتایج نشان داد که در شرایط استفاده از نانوذرات با غلظت 1/0 گرم در لیتر، 100% نانوذرات در لایه 5/0 سانتی متر از سطح خاک شن لومی باقی ماند که نشان دهنده جذب نانوذرات به رس های خاک و پالایش فیزیکی نانوذرات مگنتیت پایدار شده می باشد. اما منحنی رخنه نانوذرات در خاک شنی نشان داد که با افزایش قطر ذرات خاک نسبت به خاک شن لومی تحرّک نانوذرات در خاک بیشتر شد. با تغییر شدت جریان منفذی در ستون خاک شنی، حداکثر غلظت نسبی نانوذرات در جریان خروجی تغییری نکرد. با کاهش غلظت نانوذرات در سوسپانسیون ورودی به ستون خاک شنی انتقال نانوذرات مگنتیت پایدار شده افزایش یافت. بنابراین، می توان نتیجه گیری کرد که قابلیت انتقال نانوذرات مگنتیت پایدار شده با سدیم دودسیل سولفات در خاک های مورد مطالعه بسیار کم بود.

توزیع اندازه ذرات رسوب از فاکتورهای کلیدی رسوب محسوب شده و بسیاری از ویژگی های مربوط به رسوبات از جمله ویژگی های هیدرولیکی و الکتریکی و ویژگی های مرتبط با فرسایش و قابلیت انتقال آنها را تحت تأثیر قرار می دهد. هدف از این مطالعه مقایسه ی تحلیلی خطای برآورد در تعدادی از مدل های ریاضی توزیع اندازه ذرات در توصیف رسوبات انباشته شده در پشت بندهای رسوبگیر متوالی بود. برای این منظور 20 نمونه رسوب از چهار آبراهه ی فصلی در مناطق نوشان و انبی ارومیه تهیه شده و توزیع اندازه ذرات آن-ها به روش هیدرومتری تعیین شد. به منظور بررسی کارایی مدل ها از ضرایب کارایی با ماهیت متفاوت استفاده شد. خوشه بندی سلسله مراتبی مدل ها براساس منتخب نشان داد که 6 مدل ویبول، فردلاند، ویبول اصلاح شده، ون گنوختن، ONL و ORL نسبت به سایر مدل ها کارایی بهتری داشتند. در بین این مدل ها نیز مدل ویبول دارای برتری نسبی در مقایسه با سایرین بود. کارایی مدل های برگزیده از نظر ضریب تبیین با افزایش درصد شن (ماسه) در نمونه های رسوب افزایش یافت. خطای نسبی مدل ها در دامنه ی ذرات با قطر 2-005/0 میلیمتر کم بوده و مدل ها توانایی مطلوبی در پیش بینی مقدار شن (ماسه) در نمونه های رسوب داشتند.

پی بردن به عمق خاک و تغییرات آن با انجام مطالعه خاک شناسی و حفاری خاک امکان پذیر است ولی مستلزم صرف بودجه، وقت و نیروی انسانی ماهر و متخصص است. رهیافت مدل سازی روابط خاک-زمین نما این امکان را می دهد تا با توجه به ویژگی های پستی و بلندی زمین نما بتوانیم مدل پیش بینی عمق خاک را از طریق روش آماری رگرسیون خطی چندگانه تهیه نماییم. در این تحقیق ویژگی های اولیه و ثانویه پستی و بلندی زیر حوضه ریمله واقع در استان لرستان (منطقه زاگرس میانی) از مدل رقومی ارتفاع (DEM) استخراج گردیدند. سپس، در 189 نقطه در سطح زیر حوضه که به روش تصادفی سیستماتیک انتخاب شدند عمق خاک با حفاری (با مته)به وسیله متر اندازه گیری شد. داده های مربوط به عمق خاک و ویژگی-های پستی و بلندی زمین نما به روش آماری رگرسیون خطی چندگانه (شیوه گام به گام) با استفاده از نرم-افزار SPSS 19 تجزیه و تحلیل شد. نتایج نشان داد که پیش بینی عمق خاک با مدل با دو ویژگی درصد شیب و ارتفاع از سطح دریا رابطه منفی معنادار (01/0>P) دارد. ضریب همبستگی مدل برابر با 63/0 به دست آمد. نمودار عمق پیش بینی شده در مقابل عمق مشاهده شده خاک نیز رابطه خطی با ضریب همبستگی 65/0 را نشان داد. سایر ویژگی های پستی و بلندی زمین نما نیز بر عمق خاک مؤثر بوده اند، اما تأثیر آن ها در سطح 5 درصد معنادار نشده است. بنابراین، در مدل پیش بینی عمق خاک دخالت داده نشده اند.

آلودگی خاک به فلزهای سنگین یک مشکل اساسی و در حال گسترش در کشور ما به شمار می-آید. بنابراین آگاهی از الگوی توزیع مکانی خاک های حاوی فلزهای سنگین، می تواند نقش مهمی در ارزیابی پتانسیل آلودگی در یک منطقه داشته باشد. با این هدف در این پژوهش تلاش شدتا با استفاده از علم آمار مکانی، الگوی مکانی حاکم و تغییرات مکانی برخی از فلزهای سنگین شامل کبالت، نیکل، مس، روی، کادمیومو سرب در خاک های اطراف کارخانه سرب و روی ایران در زنجان مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گیرد. بدین منظور 126 نمونه خاک در پیرامون کارخانه مزبور و از شعاع صفر تا 5000 متری از مرکز کارخانه و از عمق صفر تا 15 سانتی متری جمع آوری شد. نتایج تحقیق نشان داد که بالاترین میانگین غلظت فلزهای سنگین در خاک های سطحی مربوط به عنصر روی و کم ترین غلظت مربوط به کبالت بود (Zn > Pb >Ni>Cu > Cd > Co) که در مقایسه بااستانداردهای جهانیخارج از دامنه محدوده های اندازه گیری شده قرار داشت. بر اساس نتایج آماره موران عمومی و در سطح یک درصد معنی داری، مشخص گردید تمامی فلزهای سنگین مورد بررسی در منطقه مورد مطالعه دارای ساختار فضایی بوده و از یک الگوی خوشه ای برخوردار بودند. پراکنش و توزیع مکانی فلزهای سنگین در منطقه مورد مطالعه به گونه ای بود که بیش ترین تمرکز لکه های داغ فلزهای سنگین در اطراف شرکت سرب و روی به ترتیب مربوط به فلزهای سرب، کبالت و روی بود. مقدار این فلزها در خاک در بیش ترین مقدار برحسب میلی گرم فلز بر کیلوگرم خاک به ترتیب برابر با 2990، 20 و 30167 اندازه گیری شد. مهم ترین دلیل چنین توزیعی برای این سه فلز را می-توان فعالیت کارخانه دانست. نتیجه تحلیل تغییرنگار ها در پراکندگی فلزهای سنگین نشان داد که نمونه های خاک حاوی فلز نیکل، دارای وابستگی مکانی ضعیف، نمونه های خاک حاوی فلزهای مس، کادمیم و سرب دارای همبستگی مکانی قوی و خاک های حاوی فلزهای کبالت و روی از همبستگی مکانی متوسط برخوردار بودند.

ظرفیت تبادل کاتیونی (CEC) یکی از مهم ترین ویژگی های فیزیکو شیمیایی خاک است که در حاصلخیزی خاک و مدیریت کیفیت آن اهمیت بسیاری دارد. اندازه گیری CEC به روش مستقیم دشوار، زمان بر و پر هزینه می-باشد. هدف از این پژوهش، ارزیابی عملکرد داده های طیفی خاک در مقایسه با ویژگی های مبنایی خاک به-عنوان متغیرهای ورودی توابع انتقالی در برآورد CEC خاک می باشد. بدین منظور، تعداد 120 نمونه خاک از منطقه مورد مطالعه جمع آوری گردید. سپس CEC و برخی از ویژگی های زودیافت خاک ها در آزمایشگاه با روش های استاندارد اندازه گیری شد. همچنین رفتار طیفی خاک های مورد مطالعه نیز با دستگاه طیف سنجی انعکاسی زمینی در دامنه 2500-350 نانومتر تعیین شد. پس از ترسیم منحنی های انعکاس طیفی و استخراج داده های طیفی، برخی از روش های پیش پردازش طیفی مورد ارزیابی قرار گرفت. با استفاده از روش رگرسیون خطی چند گانه گام به گام، ظرفیت تبادل کاتیونی و نیز برخی از ویژگی های مبنایی خاک برآورد شدند. سه سناریو تابع انتقالی شامل تابع انتقالی طیفی (STF)، تابع انتقالی خاک (PTF) و تابع انتقالی مرکب (SPTF) مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفتند. بر پایه نتایج، STF در مقایسه با دیگر توابع انتقالی، دارای صحت بالاتری (cmolc/kg 57/2 =RMSE، 50/1 = RPD) در برآورد CEC خاک بود. در این میان، PTF (cmolc/kg 55/3 =RMSE، 09/1 = RPD) و SPTF (cmolc/kg 06/4 =RMSE، 95/0 = RPD) از صحت پایین تری برخوردار بودند. به طور کلی، نتایج این پژوهش نشان می دهد داده های طیفی خاک می توانند به عنوان روشی غیرمستقیم، ساده، سریع و کارآمد در برآورد CEC خاک مورد استفاده قرار گیرند.