پژوهش های خاک
سال:1391 | دوره:26 | شماره:3 الف |تعداد مقالات:11

کود به عنوان یکی از نهاده مهم تولید کشاورزی و یکی از عوامل افزایش تولید شناخته می شود. هم اکنون با گذشت بیش از 50 سال از ورود کود به عرصه کشاورزی کشور و توسعه روز افزون مصرف آن، موضوعاتی مانند کیفیت، توزیع، توصیه علمی، روشهای کاربرد، اثرات جنبی و زیست محیطی، باقیمانده کود در محصولات کشاورزی و اصطلاحات متعدد دیگری در ارتباط با مدیریت کود در کشور مورد استفاده قرار می گیرند. اگرچه در طول این مدت از دهه 40 تاکنون موضوع کود در قوانین، مقررات و مصوبات روند تکاملی داشته و از توجه صرف به تامین و تدارک در سال های دهه 40، در سال های اخیر حتی به تبعات زیست محیطی و لزوم مصرف بهینه کود نیز پرداخته است. لیکن قانون مشخص و فراگیری که بتواند به عنوان عامل اصلی هماهنگ کننده و ایجاد انسجام کامل بین اجزا نظام کود در کشور عمل نماید تاکنون در کشور به تصویب نرسیده است. بررسی نظام کود شامل اجزا تولید، توزیع، مصرف، واردات، صادرات و استانداردهای مرتبط با کود نشان می دهد در نظام مدیریت کود کشور «قانون جامع کود»، «ساختار تشکیلاتی متولی و پاسخگو در رابطه با کود» و «استانداردهای ملی کیفیت انواع کودها» حلقه های گم شده مدیریت امور کود در کشور هستند.

یکی از مهمترین پبامدهای کاهش کیفیت خاک، کاهش پایداری فیزیکی و افزایش آسیب پذیری در برابر فرسایش خاک می باشد. در این مطالعه با هدف بررسی تاثیر کیفیت خاک بر پایداری آن، رابطه بین مدل های کیفیت خاک و دو شاخص پایداری آن شامل شاخص پایداری (SI) و رتبه تجمعی (CR)، در منطقه جنوب مشهد مورد ارزیابی قرار گرفت. مقادیر SI و CR همبستگی معنی داری با فاکتور فرسایش پذیری معادله جهانی فرسایش خاک (K) داشتند، لذا به عنوان شاخص های بیانگر وضعیت فرسایش خاک منطقه، مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج نشان داد که چهار مدل کیفیت خاک شامل IQITDS، IQIMDS، NQITDS، NQIMDS دارای همبستگی معنی داری با شاخص های پایداری خاک بودند که این همبستگی در مورد شاخص SI بیشتر از شاخص CR بود. بنابراین به نظر می رسد که تغییر کیفیت خاک می تواند تاثیر معنی داری بر وضعیت پایداری آن داشته باشد. از آنجا که شاخص SI همبستگی بالاتری با کیفیت خاک داشته و ویژگی های کمتری برای تعیین آن لازم بود، نتیجه گیری شد که برای تعیین تغییرات کیفیت خاک شاخص SI بهتر از CR است.

در سال های اخیر به دلیل افزایش جمعیت و تقاضای بیشتر برای تولید محصولات کشاورزی مقدار کاربرد کودهای فسفره افزایش یافته است. این امر منجربه وارد شدن فسفر به آبهای سطحی، بر هم خوردن تعادل عناصر غذایی در خاک ها و گیاهان و نهایتا آلودگی محیط زیست شده است. لذا، با توجه به اهمیت و آثار مثبت و منفی فسفر در تغذیه گیاه و در نهایت تغذیه و سلامت انسان، این تحقیق با هدف بررسی میزان فسفر محلول و قابل استفاده، جهت بهبود و اصلاح مدیریت تغذیه و توصیه کودی صحیح و نیز کاهش خطرات زیست محیطی ناشی از مصرف بی رویه کودهای فسفره انجام شد. بدین منظور، از 30 مزرعه تحت کشت سیب زمینی منطقه مجن واقع در 35 کیلومتری شهرستان شاهرود، طی دو مرحله (مرحله اول قبل از کشت و مرحله دوم همزمان با برداشت محصول) و هر بار از دو عمق 25-0 و 50-25 سانتیمتری، نمونه برداری و موقعیت هر نقطه با دستگاه GPS ثبت و پس از آنالیزهای آزمایشگاهی، علاوه بر میزان فسفر محلول و قابل استفاده خاک، مقادیر pH، EC، موادآلی و آهک نیز تعیین شدند. همچنین مقدار فسفر در غده های سیب زمینی برداشت شده از مزارع مورد مطالعه، اندازه گیری گردید. نتایج نشان داد که کلیه اراضی نمونه برداری شده، فاقد محدودیت شوری بوده ولی دارای کمی قلیائیت و آهک بالا هستند. میزان کربن آلی نسبتا کم است و فسفر محلول خاک ها 11.4- 0.04 میلی گرم برکیلوگرم خاک و فسفر قابل استفاده خاک ها از 15.8 تا 48.4 میلی گرم بر کیلوگرم خاک متغیر بوده که این میزان بسیار بالاتر از حد بحرانی تعیین شده توسط موسسه تحقیقات خاک و آب می باشد. تجمع بیش از حد فسفر در غده های سیب زمینی نیز حاکی از مصرف بیش از حد کودهای فسفره در خاک می باشد. لذا توصیه می شود که از کاربرد کودهای فسفره در اراضی این شهرستان حداقل برای مدت 2-3 سال اجتناب گردد.

در مطالعه کیفیت خاک، جنبه های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی آن مورد توجه قرار می گیرد. کیفیت خاک در ارزیابی تخریب یا بهبود اراضی اهمیت زیادی دارد. در این تحقیق کیفیت خاک در 140 نمونه از خاک های کشاورزی دشت کرج با استفاده از دو روش رتبه تجمعی (CR) و شاخص پایداری (SI) ارزیابی شد. پارامترهای درصد کربن آلی (OC) ، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها (MWD)، شیب منحنی رطوبتی در نقطه عطف (شاخص Sgi)، رطوبت قابل استفاده گیاه (AWC)، تخلخل تهویه ای (Fa) اسیدیته (pH) هدایت الکتریکی (ECe) و نسبت جذب سدیم (SAR) در عصاره اشباع، بافت خاک، رطوبت ظرفیت مزرعه ای نسبی (RFC) و جرم مخصوص ظاهری (Bd) در تمامی 140 نمونه اندازه گیری شدند. شاخص پایداری با استفاده از پارامترهای شاخص Sgi، Fa، Bd، MWD، AWC و OC تعیین شد. در روش رتبه تجمعی فاکتور وزنی نسبی (RFC) برای همه ویژگی های فوق محاسبه شد و وضعیت پایداری براساس حاصل جمع مقادیر RFC مشخص گردید. نتایج شاخص پایداری نشان داد که 62.14 درصد از خاک های مورد مطالعه دارای کیفیت نامناسبی برای کشاورزی بودند. در روش رتبه تجمعی نیز فقط 2.14 درصد خاک های مورد مطالعه دارای وضعیت پایدار بودند، 37.86 درصد خاک های مورد مطالعه به شرطی برای کاربری کشاورزی پایدار خواهند ماند که از روش های مدیریت مناسب تری (مثل برگرداندن بقایای گیاهی به خاک، کاهش عملیات خاک ورزی و شیوه های نوین آبیاری) استفاده شود و 60 درصد نمونه ها نیز دارای وضعیت ناپایداری برای کشاورزی بودند. بنابراین عملیات مدیریت ویژه ای برای ناحیه مورد نظر که در مناطق خشک و نیمه خشک واقع شده است ضروری به نظر می رسد.

غلظت زیاد یون کلسیم و pH بالا در خاک های آهکی، باعث کاهش قابلیت جذب عناصر وابسته به pH می شود. استفاده از گوگرد به عنوان ماده اسیدزا جهت افزایش قابلیت جذب عناصر تثبیت شده همراه با ریزجانداران اکسیدکننده آن (بویژه باکتری های تیوباسیلوس) در بسیاری از مناطق دنیا متداول می باشد. در تحقیق حاضر اثر مایه تلقیح باکتری تیوباسیلوس بر روند اکسایش گوگرد و آزاد شدن آهن و روی، همچنین بهترین زمان آزادسازی این عناصر در خاک های آهکی مختلف مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش حاضر به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار با هشت سطح گوگرد (مقداری از گوگرد عنصری که بتواند با 0، 2.5، 5، 10، 20، 30، 40 و 50 درصد مواد خنثی شونده واکنش دهد) و دو سطح مایه تلقیح T0 (بدون تیوباسیلوس) و T1 (مقداری از مایه تلقیح که معادل 104 سلول باکتری در هر گرم خاک است) در دو خاک آهکی انجام شد. پس از اعمال تیمارها، 96 گلدان 5 کیلوگرمی با رطوبت FC در دمای 28 درجه سانتی گراد به مدت 3 ماه انکوباسیون شد و در فواصل زمانی 0، 15، 30، 60 و 90 روز غلظت سولفات، آهن و روی قابل جذب، pH و EC خاک اندازه گیری شد. نتایج نشان داد با گذشت زمان و با افزایش مقدار گوگرد مصرفی، غلظت سولفات و آهن روند صعودی نشان داد. غلظت آهن در هر دو خاک و غلظت روی در یکی از خاک ها به تدریج افزایش یافت و پس از 60 روز به حداکثر آهن (17.087 میلی گرم بر کیلوگرم) و روی (1.92 میلی گرم بر کیلوگرم) رسید. باکتری تیوباسیلوس به تنهایی اثر معنی داری بر میزان آهن قابل جذب نداشته است. همچنین pH خاک به موازات افزایش مقدار گوگرد پس از 60 روز کاهش (7.27) ولی EC خاک بعد از گذشت 15 روز افزایش یافت که علت آن اکسایش گوگرد در خاک و انحلال کربنات ها می باشد.

رشد گیاه بطور مستقیم تحت تاثیر رطوبت خاک، تهویه و مقاومت مکانیکی خاک در برابر نفوذ ریشه قرار دارد. دامنه رطوبتی با کمترین محدودیت (LLWR) دامنه ای از رطوبت خاک است که در آن رشد گیاه در ارتباط با مکش ماتریک، تهویه و مقاومت مکانیکی خاک با کمترین محدودیت روبرو است. در این پژوهش اثر خاکورزی بر فاکتورهای فیزیکی کنترل کننده رشد گیاه در قالب شاخص LLWR بررسی گردید. با استفاده از استوانه های فلزی تعداد شصت نمونه خاک دست نخورده از دو قطعه زمین کشاورزی مجاور هم، یکی با سیستم خاکورزی مرسوم و دیگری با سیستم بدون خاکورزی (به مدت 2 سال) جمع آوری شده و منحنی رطوبتی، منحنی مقاومت و وزن مخصوص ظاهری نمونه های خاک اندازه گیری گردید. نتایج نشان داد که مقدار LLWR در سیستم خاکورزی مرسوم به طور معنی دار بیشتر بود (P<0.01). در سیستم بدون خاکورزی در 63% نمونه ها ɵSR (رطوبت معادل مقاومت فروروی 2 مگاپاسکال) به عنوان حد پایینی LLWR جایگزین ɵPWP (رطوبت در نقطه پژمردگی) گردید. در حالیکه این رقم در خاکورزی مرسوم 53% بود. مقدار شاخص LLWR در هر دو سیستم خاکورزی با افزایش وزن مخصوص ظاهری تا یک حد مشخص، ابتدا روند صعودی داشته و از آن به بعد کاهش یافته است.

استفاده از باکتری های افزاینده رشد از طریق مکانیسم های مستقیم و غیر مستقیم می تواند باعث افزایش رشد و عملکرد در گیاهان زراعی شود. در این آزمایش تاثیر گونه هایی از باکتری سودوموناس با توان حل کنندگی فسفات بر عملکرد، پارامترهای رشد و جذب فسفر در سه رقم برنج مورد مطالعه قرار گرفت. اثر این گونه ها از طریق انجام یک آزمایش گلدانی به شکل فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی و در چهار تکرار بررسی شد. در این آزمایش ارقام برنج شامل: طارم، ندا و خزر و شش سویه از باکتری سودوموناس GO11, GO12, GO15, GU10, MZ3, MZ16 همراه با یک تیمار بدون تلقیح، مورد ارزیابی قرار گرفت. در مرحله گلدهی وزن تر و خشک اندام هوایی گیاه و جذب فسفر در گیاه، و در مرحله برداشت محصول، عملکرد دانه، وزن هزار دانه، تعداد خوشه، تعداد سنبلچه، تعداد دانه در خوشه، ارتفاع بوته و جذب فسفر در دانه اندازه گیری شد. نتایج حاصل از اجرای این تحقیق نشان داد که بر اساس آزمون دانکن در سطح پنج درصد، در هر سه رقم مورد مطالعه، اختلاف معنی داری بین پارامترهای اندازه گیری شده وجود داشته و بیشترین عملکرد دانه از رقم ندا حاصل شد. همچنین تلقیح با سویه هایی از باکتری سودوموناس، همه پارامترهای رشد را افزایش داد و سویه Pseudomonas fluorescens GO15، بیشترین تاثیر را بر عملکرد دانه برنج داشت که نسبت به تیمار بدون تلقیح (شاهد)، 24.5% افزایش نشان داد. نتایج حاصل از اثر متقابل ارقام مختلف برنج و سویه های باکتری نشان داد که بیشترین عملکرد دانه و پارامترهای رشد از تلقیح سویه Pseudomonas fluorescens GO15 و رقم ندا حاصل شد. جذب فسفر در گیاه و دانه با تلقیح سویهPseudomonas fluorescens GO12  و به ترتیب با رقم ندا و خزر حاصل شد. بر اساس نتایج حاصل از این آزمایش، سویه های باکتری سودوموناس بر عملکرد دانه برنج و جذب فسفر در گیاه و دانه موثر بود.

بسیاری از جنبه های اثرات فلزات سنگین از جمله کادمیم بر باکتری های ریزوبیوم و همزیستی ریزوبیوم-لگومینوز هنوز کاملا شناخته شده نیست. در این تحقیق اثرات سطوح مختلف کادمیم بر رشد، توان همزیستی جدایه های سینوریزوبیوم ملیلوتی بومی خاک های استان زنجان و میزان تثبیت نیتروژن در سطوح مختلف آلودگی بررسی گردید. برای دستیابی به جدایه های بومی خاک های آلوده، نمونه هایی از غده های ریشه یونجه از مزارع استان زنجان که آلوده به فلزات سنگین از جمله کادمیم بودند، تهیه و پس از جداسازی باکتری های ریزوبیوم در محیط کشت اختصاصی این باکتری ها، کشت خالص هر جدایه تهیه گردید. بررسی مقاومت جدایه ها به سمیت کادمیم در محیط کشت HEPES-MES حاوی مقادیر مختلف کادمیم (150،...، 20، 10، 0 میلی گرم در لیتر) و بررسی وضعیت رشد کلنی ها در مقایسه با شاهد انجام شد. به منظور تعیین توان جدایه ها در تثبیت نیتروژن در شرایط آلودگی کادمیم، تعدادی از جدایه های بسیار موثر که مقاومت آنها به فلز سنگین متفاوت بود (نسبتا حساس و مقاوم)، انتخاب شدند. تیمارها در آزمون گلخانه ای شامل پنج تیمار تلقیح با جدایه های سینوریزوبیوم ملیلوتی (S6، S12، S17، S41 و S51)، و تیمار شاهد و نیز پنج سطح کادمیم (20، 10، 2، 0 میلی گرم در کیلوگرم)، بودند که در قالب طرح کاملا تصادفی با 3 تکرار مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج با نرم افزار آماری MSTATC مورد تجزیه و تحلیل قرارگرفت. بر اساس نتایج، جدایه های سینوریزوبیوم ملیلوتی از لحاظ کارایی تثبیت نیتروژن در چهار گروه بسیار موثر (17.8 درصد از جدایه ها)، موثر (37.8 درصد از جدایه ها)، نسبتا موثر (17.8 درصد از جدایه ها) و بدون تاثیر (26.6 درصد از جدایه ها) قرار گرفتند. نتایج بیانگر وجود اختلاف معنی دار (P<0.05) در بین سویه ها از نظر میزان تحمل به کادمیم بود و سویه ها به سه گروه حساس، نسبتا حساس و مقاوم تفکیک شدند. نتایج آزمون تاثیر کادمیم بر رشد یونجه و توان تثبیت نیتروژن توسط جدایه ها نشان داد کمترین مقدار عملکرد مربوط به تیمار شاهد و بیشترین مقدار آن مربوط به سویه های مقاوم به فلز سنگین بود. سویه S51 از نظر توان تثبیت نیتروژن به عنوان برترین سویه ها شناخته شدند، درحالیکه سایر سویه ها تقریبا تاثیری مشابه یکدیگر داشتند. سویه های  S17 و  S3 به ترتیب به عنوان مقاوم ترین و حساس ترین سویه ها به کادمیم بودند.

این تحقیق به منظور بررسی نقش پارامترهای اقلیمی (دما و بارندگی) بر روی خصوصیات خاک ها و مطالعه تغییر و تحول کانی های رس در استان گلستان انجام شد. منطقه مطالعاتی به گونه ای انتخاب گردید تا یک توالی اقلیمی بر روی مواد مادری لسی وجود داشته باشد. به همین منظور یک ردیف اقلیمی به طول 80 کیلومتر در محدوده جغرافیایی 55o 16’ 56” تا 54o 55’ 46” طول شرقی و 37o 03’ 28” تا 37o 30’ 26” عرض شمالی انتخاب گردید. در منطقه مطالعاتی محدوده های دارای سه رژیم رطوبتی اریدیک، زریک و یودیک و دو رژیم حرارتی مزیک و ترمیک تعیین و در آن ها 7 نیمرخ خاک حفر گردید. از کلیه افق های ژنتیکی و مورفولوژیکی نمونه برداری شد و در نمونه های جمع آوری شده بافت خاک، واکنش عصاره اشباع خاک، مقدار هدایت الکتریکی عصاره اشباع خاک(ECe) ، مقدار کربن آلی، مقدار کربنات کلسیم معادل (آهک) و مقدار ظرفیت تبادل کاتیونی خاک (CEC) تعیین گردید. برای جداسازی ذرات رس خاک از روش های کیتریک و هوپ استفاده شد. نتایج نشان داد که با افزایش بارندگی و کاهش دما بر تکامل خاک ها افزوده شده است. در محدوده دارای رژیم رطوبتی اریدیک خاک های جوان انتی سولز و اریدی سولز، در محدوده دارای رژیم رطوبتی زریک خاک های اینسپتی سولز و مالی سولز با درجه تحول کم و در محدوده دارای رژیم رطوبتی یودیک خاک های تکامل یافته تر مالی سولز با افق زیر سطحی آرجیلیک و کلسیک تشکیل شده اند. بررسی منحنی پراش نگار اشعه ایکس ذرات رس خاک ها وجود کانی های ایلیت، کلریت، اسمکتیت، ورمی کولیت، کائولینیت و کانی های مخلوط را نشان داد. تفسیر منحنی های پراش نگار اشعه ایکس نشان داد که کانی های ایلیت، کلریت و کائولینیت کانی های غالب را در خاک های این مناطق تشکیل می دهند. مقدار کانی های ایلیت و کلریت با شاخص اقلیمی رابطه معکوس نشان داد اما رابطه شاخص اقلیمی با کانی اسمکتیت مثبت بود. در منطقه دارای رژیم رطوبتی اریدیک بیشتر کانی های به ارث رسیده منشا مواد مادری داشته و در مناطق دارای رژیم های رطوبتی مرطوب تر زریک و یودیک بر مقدار کانی های رسی تشکیل شده متاثر از تحولات خاک سازی افزوده شده است. کانی ورمی کولیت فقط در نیمرخ شماره 1 (رژیم یودیک) وجود داشته است و در سایر نیمرخ ها به دلیل واکنش قلیایی خاک، وجود Si4+،Mg2+  و حلالیت کم Al3+ ناپایدار است.