پژوهش های خاک
سال:1398 | دوره:33 | شماره:2 الف |تعداد مقالات:11

کشت زارهای دیم واقع در اراضی شیب دار تحت انواع فرسایش آبی به ویژه فرسایش شیاری قرار دارند. شدت فرسایش شیاری در مراحل مختلف رشد گیاه تغییر پیدا می کند. این پژوهش به منظور بررسی تأثیر کاه و کلش گندم بر مقدار هدررفت خاک ناشی از فرسایش شیاری در مراحل رشد گندم دیم انجام گرفت. آزمایش صحرایی در کشت زار دیم با شیب 10 درصد با هفت سطح کاه و کلش گندم (صفر، 25، 50، 75، 100، 125 و 150 درصد پوشش سطح) در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد. زمین به موازات شیب شخم زده شد و مقادیر مختلف کاه و کلش به طور جداگانه با خاک مخلوط شدند. مصرف مالچ در تیمار 100 درصد برابر با 5/0 کیلوگرم در هر متر مربع بود. شیارها[H1] یی مستقیم به عرض 20 سانتی-متر و به طول 10 متر در سه تکرار برای هر سطح مالچ به وسیله دستگاه کشت مشابه با جویچههای کشت گندم دیم ایجاد شد. فرسایش شیاری در پنج مرحله رشد گندم (کاشت، سبز شدن، پنجه زنی، ساقه روی و خوشه دهی) با استفاده از جریانی با دبی 2 لیتر بر دقیقه اندازه گیری شد. هدررفت خاک ناشی از فرسایش شیاری در تیمارهای مصرف کاه و کلش تحت تأثیر مرحله رشد گندم قرار گرفت (05/0>P). هدررفت خاک ناشی از فرسایش شیاری در تیمار 100 درصد مصرف کاه و کلش در تمام مراحل رشد کمترین بود و به طور متوسط به اندازه 79[H2] درصد کمتر از تیمار شاهد بود. بین تیمار 100 درصد کاه و کلش گندم با سطوح بالاتر کاه و کلش (125 و 150 درصد پوشش سطح) تفاوتی معنی دار از نظر شدت فرسایش شیاری یافت نشد. در هر هفت سطح کاه و کلش گندم مرحله سبز شدن حساس ترین مرحله رشد بین کل مراحل رشد به فرسایش شیاری بود. این نتیجه به دلیل ضعف پوشش گیاهی و رطوبت بالای خاک در این مرحله بود. در این مرحله از رشد مصرف 100 درصد کاه و کلش معادل با 5 تن در هکتار منجر به کاهش حدود 71 درصد فرسایش شیاری (009/0 گرم بر متر مربع بر ثانیه یا 34/0 تن در هکتار در هر رخداد باران یک ساعتی) در جویچه های کشت شد.

ارزیابی جامع کیفیت خاک های کشاورزی برای تصمیم گیری های خردمندانه که سبب تولید پایدار و حفظ محیط زیست می شود، ضروری است. بسیاری از مطالعات نشان دادند که شاخص کیفیت خاک که بر اساس ترکیبی از ویژگی های خاک است در مقایسه با ویژگی های فردی خاک بهتر می تواند شرایط خاک را توصیف نماید. در این تحقیق برای ارزیابی کیفیت خاک اراضی شالیزاری نیمه جنوبی دشت فومنات ابتدا با استفاده از تجزیه به مؤلفه های اصلی یک مجموعه داده های حداقل تهیه و سپس ویژگی های کمی خاک از طریق نمره دهی کیفی شد. در نهایت با وزن دهی به هر ویژگی (از طریق روش تجزیه به مؤلفه های اصلی)، شاخص کیفیت خاک (SQI) بدست آمد و در نرم افزار GIS به پهنه تبدیل شد. نتایج نشان داد، بیشتر خاک ها (97 درصد نمونه خاک ها) هدایت الکتریکی کمتر از 2 دسی زیمنس بر متر در گروه خاک های طبیعی و بدون محدودیت قرار داشتند. بیشتر خاک های اراضی شالیزاری مورد مطالعه دارای pH مناسب و بدون محدودیت خاص بود. میانگین حسابی غلظت فسفر قابل استفاده به علت وجود تعدادی نمونه با غلظت زیاد از حد بحرانی آن (12 میلی گرم در کیلوگرم) بیشتر بود، اما در بیش از 50 درصد منطقه وضعیت نامطلوب فسفر وجود داشت. نزدیک به 76 درصد مناطق مورد بررسی دارای نیتروژن کل بالاتر از 2/0 درصد بودند که نشان دهنده ی کفایت نسبی این عنصر غذایی در بیشتر اراضی است. غلظت پتاسیم قابل استفاده در بیشتر مناطق مورد بررسی کمتر از حد بحرانی بود. بازنمایی شاخص کیفیت خاک نشان داد که بخش محدودی از اراضی شالیزاری که دارای کیفیت حاصلخیزی بدی بودند عمدتا متاثر از محدودیت عوامل ذاتی وایستای خاک مانند رس، کربن آلی و گنجایش تبادل کاتیونی خاک بودند، اما بیشتر اراضی مورد مطالعه دارای کیفیت حاصلخیزی متوسط بوده و مهمترین عامل محدود کننده آن کمبود عناصر غذایی فسفر و پتاسیم قابل استفاده است. این در حالیست که مصرف کودهای فسفر و پتاسیم در این ناحیه کم است.

یکی از راه های استفاده و بهره برداری از آب واراضی شور استفاده از ارقام متحمل به شوری مانند گیاه کینوا است. مدیریت عناصر غذایی مانند فسفر در خاک های شور می تواند اثرات منفی شوری بر رشد و عملکرد گیاهان را کاهش دهد. به منظوربررسی تأثیر سطوح شوری و فسفر بر برخی ویژگی های گیاه کینوا در شرایط گلخانه ای آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار صورت پذیرفت. تیمارهای آزمایش شامل شوری آب آبیاری در شش سطح: شاهد (7/0)، 3، 6، 9، 12 و 15دسی زیمنس بر متر و فسفر از طریق اضافه کردن به خاک از منبع سوپر فسفات تریپل در چهار سطح، 0، 50، 100، 200 کیلوگرم در هکتار (معادل 01/0، 02/0 و 04/0 گرم فسفر در گلدان) بود. نتایج نشان داد با افزایش شوری آب آبیاری تا 15 دسی زیمنس بر متر (معادل شوری نهایی عصاره اشباع خاک 44/30 دسی زیمس بر متر)، ارتفاع گیاه 65/18% و طول پانیکول 4/52 درصد کاهش، هدایت الکتریکی عصاره اشباع خاک 72/218 دسی زیمنس بر متر بود و غلظت سدیم در گیاه 5/18 درصد افزایش یافت. با افزایش فسفر به خاک تا سطح 100 کیلوگرم بر هکتار ارتفاع گیاه در مقایسه با شاهد 3/12%، طول پانیکول 79/8% و غلظت فسفر در اندام هوایی گیاه 5/12 درصد افزایش یافت. نتیجه حاصل از مقایسه میانگین اثر متقابل شوری آب آبیاری و فسفر بر ارتفاع گیاه نشان داد که در تمام سطوح فسفر، شوری 3 دسی زیمنس بر متر باعث ایجاد بیشترین ارتفاع گیاه شد که در مقایسه با شاهد 09/15 درصد افزایش یافت. افزودن فسفر تا سطح 100 کیلوگرم سوپرفسفات تریپل در هکتار باعث کاهش اثر تنش شوری در گیاه شد اما در 200 کیلوگرم اثرات شوری را تشدید کرد و منجر به تشدید کاهش ارتفاع گیاه و طول پانیکول شد. بیشترین غلظت فسفر در سطح 100 کیلوگرم در هکتار فسفر و شوری 15 دسی زیمنس بر متر مشاهده شد که در مقایسه با شاهد 92/80 درصد افزایش یافت. بر اساس نتایج به دست آمده کینوا می تواند انتخاب بسیار مناسبی برای زمین های شور و کم بازده باشد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

بافت[H1] خاک یک خصوصیت ایستای خاک است و بر بیشتر ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک تأثیر میگذارد. از این رو، تقاضا برای اطلاعات مکانی آن رو به افزایش است. کمبود اینگونه اطلاعات می تواند منجر به اتخاذ سیاست های غلط در مدیریت و تخریب منابع زمین و آب شود. در ایران داده های پراکنده بسیاری در مورد خاک وجود دارد که هزینه های بسیاری صرف تولید آن ها شده است. در صورت پهنه بندی صحیح، این داده ها به صورت نقشه در دامنه وسیعی از کاربردها قابل استفاده هستند. در این پژوهش، روش های کریجینگ معمولی، وزن دهی عکس فاصله و طبقه بندی پیکسل مبنا برای پهنه بندی ذرات معدنی و گروه های بافت خاک (سبک، سنگین و متوسط) در 4665 نمونه خاک سطحی با مختصات جغرافیایی معین در اراضی زراعی و باغی استان گیلان که عمدتاً در دشت های ساحلی و پست قرار داشتند، مقایسه گردید و با استفاده از آماره های صحت سنجی ضریب تبیین (R2)، میانگین اریب خطا (MBE)، ریشه میانگین نرمال شده مربعات خطا (NRMSE)، ضریب کاپا (KIA) و درصد صحت طبقه بندی پیکسل ها (Pa) ارزیابی شد. نتایج نشان داد که روش وزن دهی عکس فاصله در برآورد درصد رس (64/0 R2 = و 22/0 NRMSE =) و شن (67/0 R2 = و 25/0 NRMSE =) از صحت بالاتری برخوردار بود. اما در برآورد گروه های بافتی سبک، سنگین و متوسط روش طبقه بندی پیکسل مبنا بر پایه آماره های ضریب کاپا و صحت طبقه بندی (به ترتیب برابر 46/0 و 73%) از صحت بیشتری نسبت به دیگر روش ها برخوردار بود؛ اما این برتری نسبت به روش کریجینگ معمولی (43/0 KIA = و 71% Pa =) جزئی بود. در طبقه بندی پیکسل مبنا از مولفه های داده های رقومی خاک به عنوان متغیر ورودی در شبکه عصبی مصنوعی برای برآورد اجزای معدنی در پیکسل های مجهول استفاده شد. برای تصمیم گیری با قطعیت بیشتر در رابطه با کارایی طبقه بندی پیکسل مبنا در برآورد گروه-های بافتی خاک لازم است این روش در شرایطی با تنوع بیشتر در فیزیوگرافی نیز ارزیابی شود.

برنامه ریزی و مدیریت منابع اراضی نیاز به اطلاعات مکان دار تفصیلی و دقیق از خصوصیات خاک دارد. این در حالی است که در بسیاری از مناطق ایران این نوع اطلاعات در دسترس نیست. در این پژوهش کارائی روش های نقشه برداری رقومی خاک، شامل رگرسیون خطی چند متغیره، کوبیست و جنگل تصادفی برای پیش بینی تغییرات کربن آلی در سطح و عمق خاک اراضی دشت سعادت شهر مورد ارزیابی قرار گرفت. موقعیت نقاط مطالعاتی بر اساس روش مربعات لاتین تعیین و مقدار کربن آلی نمونه های خاک در افق های ژنتیکی اندازه گیری شد. با کاربرد الگوریتم اسپلاین با نواحی یکسان، مقدار کربن آلی افق های ژنتیکی به مقدار آن در اعماق استاندارد نقشه جهانی خاک تبدیل و بر اساس تعیین رابطه بین مقدار کربن آلی خاک در نقاط مطالعاتی با داده های متغیرهای کمکیانتخابی از مجموعه متغیرهای اجزای سرزمین، شاخص های سنجش از دور و نقشه های خاک، واحدهای ژئوفرم و فاصله از رودخانه، در قالب مدل های مورد استفاده، نقشه پیوسته مقدار کربن آلی اعماق مختلف خاک تهیه شد. کارائی مدل ها با استفاده از شاخص ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین خطا (ME) و میانگین مربعات خطای نرمال شده (NRMSE) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج ارزیابی نشان داد اگرچه اختلاف اندکی بین مقادیر خطای مدل های مختلف در تمام اعماق وجود داشت، روش جنگل تصادفی در عمق صفر تا پنج سانتی متری (49/0RMSE=) و 60 تا 100 سانتی متری (13/0RMSE=)، روش رگرسیون خطی چند متغیره در عمق پنج تا 15 سانتی-متری (41/0RMSE=) و روش کوبیست در عمق 15 تا 30 سانتی متری (27/0RMSE=) از خطای کمتری برخوردار بودند. برخلاف اختلاف اندک این مدل ها، با توجه به توانایی مدل جنگل تصادفی در نشان دادن توزیع مکانی مقادیر کربن آلی، این مدل برایتخمین کربن آلی در تمامی عمق ها انتخاب و نقشه های پراکنش کربن آلی در اعماق مختلف خاک دشت سعادت شهر در محیط سامانه های اطلاعات جغرافیایی (GIS) تهیه شد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

محدودیت های موجود در روش های مرسوم شناسایی خاک و پیشرفت های صورت گرفته در فناوری اطلاعات، باعث شده تا توجه بیشتری به رویکرد های نوین نقشه برداری خاک برای افزایش خلوص نقشه-های خاک صورت گیرد. هدف این رویکرد پیش بینی کلاس های خاک یا ویژگی های آن، بر اساس متغیرهای محیطی یا خصوصیاتی از خاک است که به سادگی قابل محاسبه هستند. پژوهش حاضر در اراضی بخش سیوان از شهرستان ایلام با هدف شناسایی و تهیه نقشه خاک های این منطقه صورت پذیرفته است. ابتدا موقعیت 46 خاکرخ با استفاده از تفسیر اولیه تصاویر ماهواره ای و روش مطالعه شناسایی آزاد مشخص گردید. سپس بر اساس مشخصات مورفولوژیکی هر خاکرخ، نمونه برداری از کلیه افق های ژنتیکی و تجزیه-های شیمیایی و فیزیکی لازم انجام گرفت. خاک های منطقه مورد مطالعه بر اساس کلید رده بندی خاک آمریکایی (2014) طبقه بندی گردید. در این مطالعه از مدل رگرسیون منطقی چند جمله ای برای پیش بینی مکانی کلاس های رده بندی خاک استفاده شد. ویژگی های پستی و بلندی اولیه و ثانویه زمین از مدل رقومی ارتفاع با قدرت تفکیک مکانی 30 متر با استفاده از نرم افزار ساگا استخراج شد. نتایج رده بندی خاکرخ ها نشان داد که خاک های منطقه در سه رده مالی سولز، اینسپتی سولز و انتی سولز و شش کلاس در سطح خانواده خاک بود. بررسی همبستگی بین ویژگی های مدل رقومی ارتفاع نشان داد که پارامترهای موقعیت شیب میانی، تابش خورشیدی پراکنده، شاخص رطوبت پستی بلندی، شاخص زبری زمین، خمیدگی شکل سطح، خمیدگی طولی بیشترین تأثیر را روی تشکیل کلاس های خانواده خاک داشتند. دقت کلی مدل رگرسیون برای کلاس های خانواده 60/0 به دست آمد. هم چنین ضریب کاپای نقشه ی پیش بینی مکانی در سطح خانواده 38/0 برآورد گردید. نتایج این مطالعه نشان داد که متغیرهای زمین ریخت سنجی در پیش بینی کلاس های خاک مؤثر واقع شدند و پیشنهاد می شود در مطالعات آینده از سایر متغیرهای محیطی مشتق از داده های سنجش از دور نیز به منظور ارتقا صحت نقشه های خاک استفاده گردد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.