پژوهش های خاک
سال:1392 | دوره:27 | شماره:4 الف |تعداد مقالات:23

منطقه مورد مطالعه در جنوب غرب ایران، دشت عقیلی شهرستان گتوند از استان خوزستان قرار دارد. با توجه به آمار ایستگاه سینوپتیک شوشتر این منطقه جزء اقلیم نیمه بیابانی خفیف می باشد. حداکثر دمای روزانه در تیر ماه 46.6 درجه سانتی گراد و حداقل دمای روزانه 8.1 درجه سانتی گراد در دی ماه می باشد. مقدار متوسط بارندگی سالیانه در منطقه مورد مطالعه 324 میلی متر است. هدف از این تحقیق ارائه مدلی است که پتانسیل تولید گندم آبی را با در نظر گرفتن شرایط محیطی منطقه تخمین بزند. بدین منظور در مرحله اول پتانسیل تولید گندم آبی به روش مدل رشد فائو در شرایط مطلوب محاسبه گردید. و در مرحله دوم پتانسیل تواید اراضی برای محصول گندم آبی با توجه به محدودیت های خاک با استفاده از روش پارامتری (فرمول استوری و ریشه دوم) و تاثیر مدیریت برای 110 نقطه محاسبه گردید. نتایج بدست آمده نشان داد که در مرحله اول پتانسیل تولید آبی به روش مدل رشد فائو 8041 کیلوگرم در هکتار است و پتانسیل تولید اراضی برای گندم آبی با توجه به پتانسیل تولید به روش مدل رشد فائو و تاثیر عوامل محدود کننده در خاک به روش پارامتری برای گندم آبی در سطوح مختلف مدیریتی از 2454 تا 6687 کیلوگرم در هکتار برای روش ریشه دوم و 2296 تا 6756 کیلوگرم در هکتار برای روش استوری است. کاهش عملکرد به علت عوامل محدود کننده از قبیل محدودیت های آهک، زهکشی، شوری و قلیائیت و عدم مدیریت صحیح است. برای ارزیابی مدل، عملکرد گندم آبی کشاورز با عملکرد پیش بینی شده توسط مدل فائو با استفاده از سه روش رگرسیون چندگانه استاندارد، رگرسیون گام به گام و رگرسیون منحنی تخمین مقایسه گردید. بر اساس نتایج بدست آمده ضریب تشخیص (r2) برای عملکرد پیش بینی شده به روش استوری، ریشه دوم و خصوصیات اراضی به ترتیب برابر 0.83، 0.80 و 0.33 می باشد. که نشان می دهد مدل می تواند عملکرد کشاورز را به ترتیب ذکر شده تا 83 درصد برای روش پارامتری با استفاده از فرمول استوری، 80 درصد برای فرمول ریشه دوم و 33 درصد برای خصوصیات اراضی پیش بینی کند. در ضمن مقدار RMSE که مقدار خطا را نشان می دهد نیز به ترتیب برای روش های ذکر شده 598، 648 و 1258 کیلوگرم در هکتار بود. با توجه به نتایج فوق می توان نتیجه گیری کرد که مدل ارائه شده به روش استوری با توجه به ضریب تشخیص بالاتر و خطای پایین تر نسبت به سایر روش ها عملکرد کشاورز را بهتر پیش بینی می کند.

در این تحقیق تاثیر رقم، رژیم رطوبتی، مقدار نیتروژن و فسفر بر غلظت، مقدار و فاکتور انتقال آهن، روی و منگنز در شرایط گلخانه ای و در یک خاک آهکی بررسی گردید. این آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی و با سه تکرار انجام شد. فاکتورها شامل دو رقم برنج (هاشمی و علی کاظمی)، دو سطح رطوبت (غرقاب دائم و متناوب)، سه سطح نیتروژن از منبع اوره (75، 0 و 150 میلی گرم نیتروژن بر کیلوگرم خاک) و سه سطح فسفر از منبع منوکلسیم فسفات (0، 25 و 50 میلی گرم فسفر بر کیلوگرم خاک) بودند. بعد از 90 روز گیاهان برداشت، غلظت و مقدار آهن، روی و منگنز ریشه و بخش هوایی اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که با مصرف نیتروژن غلظت و مقدار آهن، روی و منگنز بخش هوایی افزایش یافت اما غلظت روی و منگنز بخش هوایی کاهش یافت. با مصرف فسفر غلظت آهن و روی بخش هوایی کاهش یافت ولی تغییر معنی داری در غلظت منگنز بخش هوایی حاصل نشد. غلظت روی در ریشه و آهن در بخش هوایی رقم هاشمی بیشتر از رقم علی کاظمی بود. غلظت آهن، منگنز و روی بخش هوایی و ریشه در رژیم رطوبتی غرقاب دائم بیشتر از اشباع متناوب بود. در شرایط این آزمایش بین دو رقم مورد آزمایش در مقدار آهن بخش هوایی و ریشه اختلاف معنی دار مشاهده نشد اما مقدار آهن بخش هوایی و ریشه در رژیم رطوبتی غرقاب بیشتر از اشباع متناوب بود. در مورد عنصر روی هم بین رقم ها در بخش هوایی و ریشه اختلاف معنی دار مشاهده نشد. مقدار روی بخش هوایی در رژیم رطوبتی غرقاب دائم بیشتر از اشباع متناوب بود. اثر متقابل نیتروژن × فسفر بر غلظت روی، آهن و منگنز بخش هوایی و ریشه معنی دار بود. فاکتور انتقال روی در رقم هاشمی بیشتر از رقم علی کاظمی بود ولی در مورد آهن و منگنز بین دو رقم از لحاظ فاکتور انتقال اختلاف معنی دار مشاهده نشد.

ارزیابی جامع از کیفیت اراضی کشاورزی به دستیابی به کشاورزی پایدار کمک می نماید. لذا ارائه روش های مناسب ارزیابی کیفیت خاک برای بهبود راهکارهای مدیریتی و عملیات کشاورزی امری ضروری است. در این راستا مدل های مختلف کیفیت خاک و روش های انتخاب ویژگی های موثر برای ارزیابی کیفیت شیمیایی-بیولوژیکی خاک مورد مقایسه قرار گرفتند. دوازده پارامتر شیمیایی- بیولوژیکی را به عنوان مجموعه کل ویژگی های موثر برکیفیت خاک (TDS) در نظر گرفته و با استفاده از روش تجزیه مولفه های اصلی (PCA) مجموعه حداقل ویژگی های موثر انتخاب گردید. چهار ترکیب حاصل از روش ها و مدل های کیفیت محاسبه و مناسبترین شاخص و ویژگی های موثر جهت ارزیابی کیفیت خاک انتخاب شدند. ضریب تبیین بین شاخص های IQITDS و IQIMDS معادل R2=0.883 و بین NQITDS و NQIMDS معادل R2=0.818 نشان داد که شاخص کیفیت تجمعی (IQI) کارایی بهتری برای ارزیابی کیفیت خاک منطقه مورد مطالعه دارد. شاخص IQITDS ارزیابی دقیق تر و جامع تری از کیفیت خاک را در اختیار قرار می دهد. با این وجود استفاده از مجموعه حداقل ویژگی های موثر بر کیفیت خاک (MDS) کاهش حجم کار و هزینه را همراه با دقت مناسب موجب می شود.

یکی از راه های مقابله با شوری استفاده از ارقام متحمل به شوری است. لذا به منظور بررسی جنبه های فیزیولوژیک تحمل به شوری، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملا تصادفی با سه تکرار در سال 1389 در پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی ایران انجام گرفت. در این آزمایش پنج گونه گیاه علوفه ای جمع آوری شده از مناطق مرتعی و شور ایران در شش سطح مختلف تنش شوری (صفر، 50، 100، 150، 200 و 250 میلی مولار کلرید سدیم) مورد ارزیابی قرار گرفتند. گیاهان به صورت کشت در شن و به وسیله محلول دهی روزانه هوگلند تغذیه شدند. تیمارهای شوری در انتهای مرحله رشد رویشی به مدت 21 روز اعمال گردید و پس اعمال تنش نمونه برداری از اندام های هوایی صورت پذیرفت. نتایج آزمایش نشان داد گونه فستوکا (Festuca ovina) دارای بیشترین درصد کاهش وزن تر و خشک نسبت به تیمار شاهد خود (صفر شوری) بود. با افزایش سطوح شوری، چهار گونه جو زراعی(Hordeum vulgare) ، علف بره (Festuca arundinacea)، بروموس (Bromus confines) و علف گندمی بلند (Agropyron elongatum) شاخص محتوای رطوبت نسبی گیاه (RWC) را به طور معنی داری حفظ نمودند، در حالی که حداکثر کاهش 40 درصد RWC در گونه F.ovina در سطح 250 میلی مولار مشاهده شد. بیشترین مقدار جذب سدیم در گونه H.vulgare و پس از آن به ترتیب F.arundinacea، A.elongatum، B.confines و F.ovina و قرار گرفتند. همچنین F.ovina مقدار پایینی از پتاسیم را نسبت به گونه های دیگر دارا بود. در نهایت بر اساس سه شاخص وزن تر، وزن خشک و میزان تنظیم اسمزی، گونهH.vulgare  از لحاظ تحمل شوری در مکان نخست سپس F.arundinacea، A.elongatum و B.confines و در رتبه آخر F.ovina قرار گرفت.

تعیین تغییرات غلظت عناصر غذایی در مراحل مختلف رشد گیاه، زمان صحیح و مدیریت بهینه مصرف کود را مشخص نموده و از آلوده شدن محیط زیست و منابع آبی جلوگیری می نماید. این آزمایش با هدف تعیین تغییرات غلظت عناصر غذایی نیتروژن، فسفر و پتاسیم در اندام های مختلف گیاه ذرت (Zea Mays L.) و مدیریت بهینه مصرف کود طی مراحل مختلف رشد در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در 3 تکرار در ایستگاه تحقیقات خاک و آب کرج به اجرا در آمد. کودهای فسفر و پتاسیم بر اساس آزمون خاک در هنگام کشت و نیتروژن در سه نوبت هنگام کشت و مراحل 4 برگی و 7 برگی مصرف گردید. نمونه برداری از اندام های مختلف گیاه (برگ، ساقه، گل، بلال و دانه) در مراحل مختلف رشد (3، 5، 7 و 10 برگی شدن، گل دهی، به کاکل رفتن و رسیدن) جهت تعیین درصد ماده خشک و میزان تجمع نیتروژن، فسفر و پتاسیم در هر یک از اندام ها و سپس در کل بوته انجام گردید. بررسی روند تجمع ماده خشک بیانگر افزایش معنی دار بیوماس کل گیاه طی مراحل رشد بود. نتایج نشان داد که بخش عمده جذب نیتروژن، فسفر و پتاسیم در مراحل اولیه رشد صورت می گیرد. قسمت عمده نیتروژن هماهنگ با روند رشد از برگ به ساقه و سپس در بلال و دانه ذخیره شده است. در زمان رسیدن، میزان نیتروژن و فسفر برگ و ساقه به طور معنی داری کاهش یافته و عمده ذخیره این عناصر در دانه بوده است (به ترتیب 180 و 32 کیلوگرم در هکتار). برخلاف نیتروژن و فسفر، پتاسیم بیشتر در ساقه گیاه ذخیره شده است. بالاترین میزان جذب پتاسیم در مرحله به کاکل رفتن اتفاق افتاد. در این مرحله میزان پتاسیم کل گیاه 369 کیلوگرم در هکتار و میزان پتاسیم تجمع یافته در ساقه 255 کیلوگرم در هکتار بود.

فسفر (P) یکی از مهمترین عناصر مورد نیاز در تولید محصول به شمار می آید. بخش اعظم کودهای فسفاتی که برای تامین فسفر گیاه به خاک افزوده می شوند در مدت زمان کوتاهی تثبیت شده و در خاک های زراعی آهکی عمدتا به صورت فسفات های کلسیم ترسیب می شوند. به منظور استفاده اقتصادی از ذخایر فسفاتی انباشته شده در خاک های آهکی ایران و افزایش کارایی کودهای فسفاتی، مطالعه گلخانه ای در سال زراعی90-1389به صورت طرح کاملا تصادفی با 8 تیمار و 4 تکرار انجام گرفت. تیمارهای آزمایشی شامل T1= شاهد (C)، T2= ریزجانداران حل کننده فسفات (PSM)، =T3سوپرفسفات تریپل (TSP)، T4=TSP+PSM، T5=بیوفسفات طلایی (GBP)، T6=GSM+PSM، T7=خاک فسفات (RP) و T8=RP+PSM بود. نتایج نشان داد تلقیح با ریزجانداران حل کننده فسفات جذب فسفر توسط کلزا را 80.44 درصد نسبت به تیمار شاهد بدون تلقیح افزایش داد که این مقدار در سطح 5 درصد معنی دار شد. بیشترین مقدار جذب فسفر از تیمار T4 برابر با 84.36 میلی گرم در گلدان حاصل شد. همچنین بیشترین مقدار بازده نسبی زراعی و درصد بازیافت کود به ترتیب برابر 109.29 و 71.91 درصد بود که از تیمار TSP+PSM بدست آمد. تلقیح با ریزجانداران حل کننده فسفات در همه تیمارها باعث افزایش وزن خشک اندام هوایی، تعداد غلاف، غلظت فسفر، جذب فسفر، بازده نسبی زراعی و درصد بازیافت کود نسبت به تیمار شاهد و تیمارهای بدون تلقیح شد. با توجه به نتایج حاصله، گرانی کودهای فسفاتی در جهان و رعایت مسایل زیست محیطی، انجام تحقیقات میدانی در این رابطه مورد پیشنهاد است.

به منظور بررسی اثر روش های مختلف خاک ورزی بر جرم مخصوص ظاهری خاک در طول دوره رشد گندم، رشد ریشه، جذب عناصر غذایی توسط گیاه و عملکرد گندم دیم، آزمایشی در قالب بلوک های کاملا تصادفی با 5 تیمار و 4 تکرار در خاکی با بافت لومی رسی سیلتی، طی سال زراعی 89-88 در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان واقع در 15 کیلومتری غرب گرگان اجرا گردید. پنج تیمار خاک ورزی شامل: شخم با گاوآهن برگرداندار سوار شونده سه خیش به عمق 25-20 سانتیمتر به همراه یک بار دیس (MP)، رتیواتور به عمق 17-12 سانتیمتر (RP)، دیسک (هرس بشقابی) به عمق 10-8 سانتیمتر (DH) گاوآهن چیزل به عمق 30-25 سانتیمتر (CP)، و بدون خاک ورزی (NT)، بود. نتایج نشان داد که درطول دوره رشد گندم، کمترین و بیشترین جرم مخصوص ظاهری خاک در عمق 8-0 سانتیمتری خاک خاک به ترتیب مربوط به تیمارهای MP و NT بود. اما در عمق 16-8 سانتیمتر به جز در مراحل قبل از پنجه زنی و برداشت نهایی، کمترین مقدار جرم مخصوص ظاهری خاک در تیمار MP مشاهده شد. مقدار جرم مخصوص ظاهری خاک در هر دو عمق 8-0 و 16-8 سانتیمتر در طول دوره رشد گندم و در تمام روش های مختلف خاک ورزی افزایش یافت. اما این افزایش در تیمار NT نسبت به سایر تیمارهای خاک ورزی کمتر بود. بیشترین و کمترین مقدار وزن ریشه در دو مرحله قبل از خوشه دهی و برداشت نهایی به ترتیب در تیمارهای MP و NT ظاهر شد. بیشترین جذب عناصر غذایی گیاه در تیمار خاک ورزی با MP بوده که منجر به افزایش عملکرد شد. میزان افزایش عملکرد دانه و کاه در تیمار MP نسبت به تیمار NT به ترتیب 65.9 و 58.61 درصد بود. بنابراین به منظور استفاده بهینه از منابع تولید (زمین زراعی، رطوبت و عناصر غذایی موجود در خاک)، روش خاک ورزی MP به عنوان مناسب ترین روش پیشنهاد شد.

توضیح کمی منحنی رطوبتی خاک برای مطالعه حرکت آب در بخش غیر اشباع خاک ضروری است. اندازه گیری مستقیم رطوبت و پتانسیل ماتریک خاک، مستلزم صرف هزینه و زمان زیاد می باشد. افزون بر این به علت پدیده پسماند، اندازه گیری رطوبتی در شاخه خشک شدن را نمی توان برای رسم منحنی در شاخه مرطوب شدن به کار برد. بنابراین استفاده از روشی غیر مستقیم برای پیدا کردن رابطه بین دو شاخه منحنی رطوبتی مورد احتیاج می باشد. یکی از این روش های غیر مستقیم، ایجاد و استفاده از توابع انتقالی خاک می باشد. هدف از این پژوهش ارائه توابعی برای برآورد پارامترهای مدل ون گنوختن در شاخه مرطوب شدن منحنی با استفاده از اطلاعات شاخه خشک منحنی رطوبتی می باشد. اطلاعات مورد نیاز در این پژوهش از بانک اطلاعاتی خاک Unsoda جمع آوری شده است. این اطلاعات شامل داده های منحنی رطوبتی در حالت خشک و تر شدن و همچنین وزن مخصوص ظاهری 21 نمونه خاک در سه کلاس بافتی شنی (10نمونه)، لوم و لوم رسی (7نمونه) و لوم رس سیلتی (4نمونه) می باشد. برای ایجاد توابع، کل نمونه های خاک به کار گرفته شد و در مرحله ارزیابی به دلیل کم بودن تعداد نمونه ها از ارزیابی متقاطع استفاده شد. نتایج نشان داد که پارامتر nw در مدل ون گنوختن با اطلاعات موجود با دقت خوبی برآورد شده و تابع معرفی شده برای پارامتر aw از عملکرد پایین تری برخوردار بود. مدل ارائه شده برای برآورد پارامترهای مدل ون گنوختن در شاخه مرطوب شدن منحنی رطوبتی، مقدار رطوبت را در پتانسیل های کم بهتر برآورد می کند. در پتانسیل های بالاتر مدل مذکور مقدار رطوبت را کم تر از مقدار واقعی برآورد کرد. نتایج مقایسه تابع انتقالی با مدل پسماند پارلانژ، عملکرد بهتر توابع انتقالی را در برآورد منحنی رطوبتی در شاخه مرطوب شدن نشان داد.

ویژگی های هیدرولیکی خاک برای مدلسازی حرکت آب و مواد در خاک مورد نیاز می باشد. به دلیل تغییرپذیری بالا و پیچیدگی خاک، به دست آوردن آنها به گونه مستقیم دشوار، زمان بر و هزینه بر است. توابع انتقالی برای برآورد منحنی نگهداری آب خاک (SWRC) با روش های گوناگونی از جمله روش های رگرسیونی (regression) ساخته شده اند. در این پژوهش توابع انتقالی برای برآورد پارامترهای SWRC مدل گرانولت و گرنت بکار رفتند. برای این کار 69 نمونه از خاک های استان گیلان گردآوری گردید. توزیع اندازه دانه های خاک و خاکدانه های ریز، SWRC و ویژگی های پایه خاک در آزمایشگاه اندازه گیری گردید. مدل های فراکتالی و غیر فراکتالی بر داده های توزیع اندازه دانه های خاک و خاکدانه های ریز برازش شده و پارامترهای آنها برآورد شدند. برای پیش بینی پارامترهای مدل گرانولت و گرنت روش رگرسیون خطی (linear regression) بکار گرفته شد. برای برآورد هر کدام از پارامترهای مدل گرانولت و گرنت چهار تابع انتقالی طراحی شد، به گونه ای که از پارامترهای مدل های توزیع اندازه دانه ها و خاکدانه های ریز همانند برآورد گر بهره گیری گردید. سپس SWRC با استفاده از پارامترهای برآورد شده محاسبه و با SWRC اندازه گیری شده مقایسه گردید. در مقایسه با دیگر برآورد گرها، بهره گیری از پارامتر های فراکتالی توزیع اندازه دانه های خاک برآورد بهتری از SWRC را بدست داد. مدل فردلاند با پارامترهای بیشتری که دارد نتوانست دقتی بیشتر و یا معادل با پارامترهای فراکتالی با تعداد کمتر در برآورد SWRC بدست دهد. شاید این یافته برتری تئوری فراکتالی در مدلسازی توزیع اندازه دانه ها و SWRC را نشان دهد.

فرسایش پاشمانی، مرحله اولیه فرسایش آبی است که با برخورد قطرات باران به سطح خاک سبب جداشدن ذرات خاک می گردد. هدف از این پژوهش بررسی اثر متقابل نوع کاربری اراضی، شیب و شدت بارندگی بر اجزاء فرسایش پاشمانی (بالادست شیب، پایین دست شیب، کل پاشمان و انتقال پاشمان) از نمونه های خاک جمع آوری شده از زیرحوضه آبخیز لردگان در شرایط آزمایشگاهی بود. این پژوهش به صورت آزمایش فاکتوریل سه عاملی در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار با استفاده از دستگاه جام پاشمانی چندمتغیره که به این منظور طراحی و ساخته شده است، اجرا شد. عامل اول شامل کاربری اراضی در سه سطح (مرتع، دیم و کشت آبی)، عامل دوم شدت بارندگی در دو سطح (2.5 و 3.5 میلی متر بر دقیقه) و عامل سوم شیب در دو سطح (5 و 15 درصد) بود. نتایج نشان داد که نمونه های خاک مرتعی، میزان ماده آلی و میانگین وزنی قطر خاکدانه بیشتر، ولی میزان آهک کمتری نسبت به نمونه های خاک کشت دیم و آبی داشتند. به طور کلی اثر تغییر کاربری اراضی بر نرخ فرسایش پاشمانی بالادست، پایین دست، کل فرسایش پاشمانی و انتقال پاشمان معنی دار نشد، اما افزایش معنی داری در فرسایش پاشمانی پایین دست، کل فرسایش پاشمانی و انتقال پاشمان با افزایش شیب و شدت بارندگی حاصل گردید. همچنین برای فرسایش پاشمانی بالادست، پایین دست، کل فرسایش پاشمانی اثر متقابل کاربری و شدت بارندگی معنی دار شد. به طوری که افزایش نرخ فرسایش پاشمانی با افزایش شدت بارندگی (از 2.5 به 3.5 میلی متر بر دقیقه) در کاربری کشت آبی نسبت به کاربری مرتع و دیم به ترتیب 1.58 و 1.16 برابر بود.

فسفر، پتاسیم و آهن در زمره عناصر غذائی ضروری گیاهان هستند که نقش مهمی در رشد و توسعه گیاهان ایفا می کنند. هدف از این تحقیق بررسی کارائی هفت سویه از باکتری ها در آزادسازی پتاسیم، آهن و فسفر از کانی های نامحلول در شرایط آزمایشگاهی بود. آزمایش در قالب طرح کاملا تصادفی با چهار تکرار در شرایط آزمایشگاهی انجام شد. تیمارها شامل هفت سویه از باکتری ها و شاهد (بدون تلقیح با سویه باکتری ها) بودند. باکتری های مورد آزمایش شامل پنج سویه (JK3، JK4، JK5، JK6، JK7) Bacillus megaterium و دو سویه Lysinibacillus fusiformis Arthrobacter sp sp (JK1 و JK2) بودند. محیط کشت الکساندروو حاوی کانی بیوتیت و محیط کشت پیکووسکیا حاوی تری کلسیم فسفات در غلظت های به ترتیب 0.2 و 0.5 درصد برای بررسی توانائی آزاد سازی عناصر توسط سویه ها مورد استفاده قرار گرفتند.PH نهائی و آزادسازی پتاسیم، آهن و فسفر در محیط های کشت مورد بررسی قرار گرفتند.PH نهائی و مقدار فسفر محلول در محیط های کشت پیکووسکیا رابطه معکوس با هم داشته، در حالی که بعد از پنج روز انکوباسیون تفاوت معنی داری در کاهش pH محیط کشت مایع حاوی بیوتیت مشاهده نشد. توانائی باکتری های مورد آزمایش در آزادسازی فسفر بیشتر از پتاسیم و آهن بود. در مقایسه با تیمار بدون باکتری، همه سویه های مورد آزمایش از هر دو محیط کشت به طور معنی داری پتاسیم، آهن و فسفر آزاد کرده بودند (p<0.01). بیشترین مقدار پتاسیم آزاد شده مربوط به سویه JK7 (3.1 میلی گرم در گرم) بود اما تفاوت معنی داری با سویه های JK6 و JK3 نداشت. همچنین سویه JK7 دارای بیشترین مقدار آهن (0.29 میلی گرم در گرم) آزاد شده از محیط کشت اصلاح شده الکساندروو حاوی بیوتیت داشت و با بقیه سویه ها تفاوت معنی داری داشتند. سویه JK7 دارای بیشترین مقدار فسفر (61.26 میلی گرم در گرم) آزاد شده از محیط کشت پیکووسکیا حاوی تری کلسیم فسفات بود و با بقیه سویه ها دارای تفاوت معنی دار بود. بنابراین می توان نتیجه گرفت که در بین سویه های مورد آزمایش، سویه JK7 کارآمدترین باکتری در آزادسازی پتاسیم، آهن و فسفر در شرایط آزمایشگاهی می باشد هر چند که بقیه سویه ها نیز در آزادسازی این سه عنصر موثر واقع شدند.

هدف از اجرای این تحقیق بررسی اثرات پخش سیلاب بر برخی از خصوصیات شیمیایی خاک در منطقه مورد نظر مورد بود. بدین منظور عرصه های شبکه پخش سیلاب انتخاب و هر یک از عرصه ها به سه قسمت مساوی تقسیم گردید. سپس نمونه های منفردی از وسط هر سه قسمت از عمق های 0-25 و 25-50 سانتیمتری و با 4 تکرار برداشت شد. در نهایت نمونه های فوق با هم ترکیب شده و یک نمونه ترکیبی بدست آمد. در خارج از عرصه های پخش، قطعاتی از منطقه که در آنها سیلاب پخش نشده بود به عنوان شاهد در نظر گرفته شد. از مناطق شاهد نیز مانند عرصه های پخش، نمونه خاک برداشت گردید و همراه سایر نمونه ها جهت انجام آزمایشات به آزمایشگاه خاکشناسی ارسال شد. نتایج حاکی از کاهش اسیدیته و آهک به ترتیب در سطح یک درصد و سطح 5 درصد و افزایش کربن آلی، ماده آلی و هدایت الکتریکی در سطح یک درصد در لایه سطحی خاک در مناطق شاهد در مقایسه با عرصه پخش سیلاب بود. همچنین می توان اثر پخش سیلاب را برکاهش میزان هدایت الکتریکی در سطح یک درصد و میزان اسیدیته درسطح 5 درصد در لایه زیرسطحی خاک معنی دار دانست اما در مقدار آهک تغییر معنی داری مشاهده نگردید.

از آنجا که حرارت روی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک تاثیر می گذارد و گاهی سبب آب گریزی خاک می شود، بنابراین منحنی رطوبتی خاک نیز تحت تاثیر این تغییرات قرار می گیرد. در این پژوهش به منظور تعیین اثر حرارت بر منحنی رطوبتی خاک، یک نوع خاک آلی با آب گریزی اندک به مدت 30 دقیقه در دماهای 100 (T100)، 200 (T200)، 300 (T300)، 400 (T400)، 500 (T500) درجه سانتی گراد در کوره حرارت داده شد به این ترتیب خاک حاصل تحت تاثیر 5 تیمار حرارتی در 3 تکرار در قالب طرح آزمایشی کاملا تصادفی قرار گرفت. سپس آب گریزی خاک ها به روش زمان نفوذ قطره آب و محلول آب - الکل و منحنی رطوبتی نمونه های تیمار شده با استفاده از دستگاه صفحات فشاری و جعبه شنی اندازه گیری شد. پارامترهای معادله ون گنوختن به روش حداقل سازی مجموع مربعات و با استفاده از برنامه RETC تعیین گردید. سپس با استفاده از نرم افزار SAS8 و آزمون LSD اثر حرارت بر پارامترهای این معادله مشخص شد. مشخصات منحنی رطوبتی نیز در خاک های حرارت دیده و خاک بدون حرارت (تیمار شاهد) تعیین شد. نتایج نشان داد خاک مورد نظر که در ابتدا دارای آب گریزی اندک بود با حرارت دادن در 300 درجه آب گریزی قوی در آن ایجاد شد و با بالاتر رفتن دما، ناگهان آب گریزی آن از بین رفت. همچنین، پارامترهای معادله ون گنوختن تحت تاثیر افزایش دما و آب گریزی خاک قرار گرفتند. تیمارهای خاک آب گریز رطوبت اشباع کمتری نسبت به سایر تیمارهای با بافت مشابه داشتند. تیمار T500 دارای کمترین مقدار رطوبت اشباع بود که احتمالا علت آن افزایش ذرات با اندازه شن و نیز از بین رفتن مواد آلی و تشکیل خاکستر در این تیمار است. مقدار پارامتر a در تیمارهای خاک آب گریز (T300 و تیمار شاهد) نسبت به سایر تیمارها با بافت مشابه کمتر بود. پارامتر n نیز در تیمارهای خاک آب گریز نسبت به تیمارهای T100 و T200 بیشتر بود. از آنجا که این پارامتر در خاک های سنگین مقدار کمتری نسبت به خاک های سبک دارد به همین دلیل در تیمارهای T400 وT500 که دارای بافت لوم شنی بودند نسبت به سایر تیمارها که دارای بافت لومی بودند، مقدار آن بیشتر بود. رطوبت در ظرفیت زراعی و نقطه پژمردگی نیز با افزایش دمای تیمارها کاهش یافت.

پخشیدگی یک گاز در خاک نسبت به پخشیدگی آن در اتمسفر (DP/D0) و نیز گذرپذیری هوا درخاک (Ka) تابع خصوصیات فیزیکی خاک مانند اندازه و پیوستگی منافذ و همچنین تخلخل تهویه ای است. پخشیدگی گاز در خاک نیز بر اساس خصوصیات شکل، اندازه و پیچ خوردگی منافذ و مقدار رطوبت خاک متفاوت می باشد. در این تحقیق تعداد 30 نمونه خاک از کلاس های بافتی مختلف بصورت دست نخورده با استفاده از استوانه فولادی تهیه گردید. در رطوبت های متعدد مقادیر DP/D0 با روش حالت غیرماندگار پخشیدگی گاز اکسیژن و Ka با روش بار افتان اندازه گیری شد. در نهایت تغییرات Dp/D0 و Ka در رطوبت های متعدد و رابطه بین آنها به صورت معادله رگرسیونی بدست آمد. نتایج نشان داد که با افزایش میزان رطوبت خاک DP/D0 و Ka بصورت تابع لگاریتمی کاهش یافت به نحوی که حداکثر مقادیر این دو خصوصیت در رطوبت های پائین و حداقل آن در رطوبت های نزدیک اشباع بدست آمد.R2 بدست آمده برای برآورد Dp/D0 و Ka (به ترتیب برابر 0.75 و 0.58) نشان داد با فرض ثابت بودن سایر خصوصیات فیزیکی خاک، با اطمینان قابل توجهی می توان از این روابط به منظور برآورد DP/D0 از روی مقدار رطوبت خاک استفاده کرد و نیازی به اندازه گیری مستقیم این دو خصوصیت نمی باشد.

فرسایش بادی به دلیل تداوم و وسعت عمل فرسایندگی در زمان و مکان به ویژه در مناطق خشک دارای پتانسیل تخریب بالایی است. از این رو، خسارات وارد شده به منابع اقتصادی به ویژه خاک و پوشش گیاهی چشمگیر است. لذا، شناخت جامع شکل گیری، عملکرد، مناطق تحت تاثیر و اثرات آن ضروری است. در این راستا، این پژوهش با هدف ارائه مدلی مناسب به منظور برآورد کمی و تهیه نقشه پهنه بندی پتانسیل خطر فرسایش بادی به انجام رسید. در ایجاد فرسایش ناشی از باد، عوامل متعددی به صورت برهم کنش تاثیر می گذارند، بنابراین با توجه به وضعیت منطقه مطالعاتی، به بررسی نقش شش عامل موثر تغییرات ارتفاع، ژئومرفولوژی، حساسیت سنگ به فرسایش بادی، تیپ های خاک، پوشش گیاهی و کاربری اراضی پرداخته شد. به این منظور، از مدل تاکسنومی عددی توسعه یافته که از مهمترین مدل های درجه بندی رتبه ای است، استفاده شد. در چارچوب این مدل، ابتدا اقدام به تفکیک واحدهای کاری از روش ژئومرفولوژی شد. سپس، از روش تاکسنومی شدت فرسایش و شاخص های موثر در هر واحد تعیین و در نهایت در محیط Arc View نقشه پهنه بندی ارائه شد. نتایج حاصله نشان داد که واحدهای تپه های ماسه ای با پوشش گیاهی (SDPC)، اراضی رسی لخت (BCG) و با پوشش گیاهی (CGPC) به ترتیب با بیشترین ارزش کمی 0.76، 0.76 و 0.77 در معرض فرسایش بادی خیلی شدید قرار دارند. درعین حال، ارزش کمی خطر فرسایش بادی برای کل منطقه 0.52 برآورد شد که نشان از پتانسیل شدید منطقه در وقوع فرسایش بادی دارد. به طور کلی، بر اساس لایه نهایی، 15 درصد از مساحت حوضه خضرآباد در معرض خطر زیاد (خیلی شدید) فرسایش بادی قرار دارد و با مجموع طبقه شدید فرسایش بادی نزدیک به 70 درصد منطقه را تهدید می کند.

نفوذ آب به خاک یکی از مهم ترین پارامترها در آبیاری و کشاورزی است. یکی از اطلاعات اساسی مورد نیاز برای طراحی یک سیستم آبیاری کارآمد، آگاهی از مشخصات نفوذ آب به خاک است. تعیین تغییرپذیری مکانی فرایند نفوذ در خاک علی رغم دشواری زیاد، یکی از مهم ترین پیش نیازهای نیل به کشاورزی دقیق است. هدف از پژوهش حاضر تحلیل تغییرات مکانی و ویژگی های نفوذ در حوضه آبریز شهرکرد می باشد. برای مقیاس سازی منحنی نفوذ از داده های 111 حلقه مضاعف با بار ثابت در حوضه مورد مطالعه استفاده شد. داده ها با چهار مدل نظری، گرین آمپ، کوستیاکوف، کوستیاکوف -لوئیس و فیلیپ، برازش داده شدند. بر اساس ضریب همبستگی پیرسون (R) و معیار دقت مدل (MAE)، مدل فیلیپ بهترین برازش را دارا بود. فراسنج های مدل فیلیپ (عامل انتقال و ضریب جذب) نشان دهنده تغییرات مختلفی در منطقه بودند. عامل مقیاس برای ضریب انتقال (aA) و ضریب جذب (aS) محاسبه شدند و پس از آن داده های نفوذ مشاهده شده مقیاس (Scale) شدند. همچنین بررسی نشان داد که خطای مدل نیم تغییرنمای داده های اندازه گیری شده aA با اثر قطعه ای 0.0001 و دامنه تاثیر 0.793 کیلومتر برابر 0.073 درصد می باشد که نشان دهنده وجود همبستگی مکانی در منطقه است. مقادیر ضریب همبستگی پیرسون و انحراف مدل بین نفوذ واقعی و نفوذ از مقیاس خارج شده (de-Scale) بر اساس aA، به ترتیب 0.944 و 0.426 بدست آمد.

در کشاورزی پایدار توجه ویژه ای به پتانسیل بیولوژیک خاک، از جمله میکروارگانیسم های مفید و کارآمد خاک می شود. باکتری های مفید غیر همزیست موجود در ناحیه ریزوسفر گیاهان، که به باکتری های محرک رشد گیاه (PGPR) موسومند، به طور مستقیم و غیر مستقیم با مکانیسم های مختلف در بهبود رشد و نمو گیاه و افزایش کمی و کیفی عملکرد موثر می باشند. یکی از مراحل مهم استفاده از باکتری های PGPR انتخاب سویه موثر و کارآمد می باشد. در تحقیق حاضر به منظور بررسی کارایی مایه تلقیح باکتری های محرک رشد و حل کننده فسفات بر عملکرد و ترکیب شیمیایی ذرت، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سال زراعی 1389-90 در مزرعه ای در منطقه دشتی اصفهان اجرا گردید. تیمارها شامل تلقیح باکتری (یک گونه سودوموناس محرک رشد، دو جدایه حل کننده فسفات و شاهد بدون تلقیح)، کود شیمیایی فسفره (0، 25، 50، 75، 100% توصیه براساس آزمون خاک) بودند. در مرحله شیری شدن دانه ها، بوته های ذرت به طور تصادفی از هر کرت انتخاب و عملکرد دانه و نیز مقدار غلظت عناصر غذایی آهن، روی، فسفر و نیتروژن در گیاه اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد اثر کاربرد باکتری ها در مقایسه با شاهد بدون تلقیح بر شاخص های اندازه گیری شده در سطح 5% معنی دار بود. در تمام سطوح مصرفی کود فسفری، تلقیح ذرت با باکتریها توانست در مقایسه با شاهد بدون باکتری بطور معنی دار عملکرد ذرت را افزایش دهد. بیشترین عملکرد دانه با کاربرد سطوح بالای فسفر و تلقیح باکتری ها بدست آمد. دو تیمار کود زیستی در سطوح مختلف کود شیمیایی از لحاظ عملکرد دانه، وزن صد دانه و تعداد دانه در بلال تفاوت معنی داری با هم نداشتند در حالیکه از لحاظ شاخص های غلظت نیتروژن، فسفر، آهن و روی با یکدیگر تفاوت معنی دار نشان دادند.

به منظور بررسی تغییرات میزان کربن آلی، نیتروژن، فسفر، پتاسیم، روی، آهن، مس و منگنز باقیمانده در خاک، تحت شرایط تناوب های زراعی مختلف، آزمایشی در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار از سال 1386 به مدت پنج سال متوالی در ایستگاه تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی جلگه رخ اجرا گردید. تیمارها شامل هشت تناوب زراعی: 1- کشت مداوم گندم 2-گندم- گندم- گندم- کلزا- گندم 3-گندم- چغندرقند- گندم- چغندرقند- گندم 4- گندم- سیب زمینی- گندم- سیب زمینی- گندم 5- گندم- سیب زمینی- گندم- کلزا- گندم 6- گندم- چغندرقند- گندم- سیب-زمینی- گندم 7- گندم- ذرت- گندم- سیب زمینی- گندم 8- گندم- ذرت- گندم- چغندرقند- گندم بودند. نتایج نشان داد که تغییرات معنی داری در روند میزان کربن آلی خاک و باقیمانده عناصر غذایی در خاک وجود داشت به طوری که، میزان کربن آلی خاک بعد از دو سال افزایش، کاهش یافت و میزان نیتروژن باقیمانده در خاک افزایش نشان داد. میزان فسفر باقیمانده درخاک در شروع و پایان سال های آزمایش تابت باقی ماند، ولی پتاسیم باقیمانده درخاک در سال های پایانی کاهش یافت. تناوب های مختلف زراعی بر میزان کربن آلی خاک و باقیمانده فسفر، پتاسیم و روی خاک تاثیر معنی داری داشتند، اما بر باقیمانده نیتروژن، آهن، منگنز و مس موجود در خاک تاثیر معنی داری مشاهده نشد. در تناوب های تحت کشت مداوم گندم و گندم-کلزا، میزان کربن آلی و نیتروژن باقیمانده در خاک، در سطح بالاتری نسبت به تناوب های دیگر قرار داشت و کمترین میزان کربن آلی خاک و نیتروژن باقیمانده در خاک به تناوب های زراعی گندم همراه با ذرت و سیب زمینی اختصاص داشت. این در حالی است که در تناوب تحت کشت مداوم گندم و گندم-کلزا میزان فسفر باقیمانده خاک کمترین مقدار را نشان داد. بیشترین مقدار پتاسیم باقیمانده در خاک در تناوب تحت کشت گندم، سیب زمینی و کلزا مشاهده شد. در تناوب هایی که گندم و کلزا شرکت داشتند میزان کربن آلی، نیتروژن، پتاسیم و مس باقیمانده در خاک افزایش یافت و زمانی که سیب زمینی هم به تناوب فوق افزوده شد میزان منگنز باقیمانده در خاک افزایش یافت. بنابر این به نظر می رسد که این سه محصول از نظر افزایش عناصر غذایی در خاک منطقه و در شرایط اگرواکولوژی آن قابل توصیه می باشد.