پژوهش های خاک
سال:1391 | دوره:26 | شماره:4 الف |تعداد مقالات:14

در سال های اخیر احداث و توسعه کوره های آجرپزی بر روی اراضی کشاورزی همچون سایر موارد تغییر کاربری اراضی کشاورزی، نگرانی های جدی را در سطح ملی بوجود آورده است. در عین حال داده ها و اطلاعات مستند کافی در مورد شدت عمل، پی آمدها و تهدیدهای حاصل از این نوع تغییر کاربری اراضی در دسترس نیست. در این تحقیق، پراکنش جغرافیائی و قابلیت اراضی تبدیل شده به کوره های آجرپزی در دو دشت مهم کشاورزی مرودشت و کوار در استان فارس تعیین و اثرات این تغییر کاربری اراضی کشاورزی بر روی تولید و مسائل اجتماعی و زیست محیطی آن مورد بررسی قرار گرفت. پراکنش جغرافیائی و روند گسترش زمانی کوره های آجرپزی بصورت نقشه رقومی با استفاده از لایه های اطلاعاتی شامل تصاویر دریافتی از گوگل ارت(Google Earth)  و عکس های هوائی سال های مرجع تعیین شد. برای تعیین قابلیت کاربری اراضی برای کشاورزی، از داده های حاصل از تشریح مورفولوژیکی و تجزیه آزمایشگاهی نمونه های خاک نیمرخ های مطالعاتی در دو دشت مورد مطالعه استفاده شد. تجزیه و تحلیل داده ها در سیستم اطلاعات جغرافیائی (Arc GIS) انجام شد. مساحت فعلی اشغال شده توسط کوره های آجرپزی پس از چهار دهه فعالیت در دشت مرودشت 560 و در دشت کوار 740 هکتار می باشد. این ارقام به ترتیب یک افزایش 3 و 8 برابری را نسبت به سال 1372 در این دو دشت نشان می دهد. افزایش سطح در دشت مرودشت بیشتر مربوط به خاکبرداری های انجام شده بین کوره های قدیمی و در دشت کوار به دلیل بلعیدن بخش های جدیدی از اراضی کشاورزی در مرکز و شمال این دشت است. اراضی تغییر کاربری یافته دارای خصوصیات مناسب برای کشاورزی بوده و در سیستم طبقه بندی ارضی، غالبا در کلاس IIS قرار می گیرند. روند کنونی تغییرات نشان می دهد در آینده نزدیک مساحت بیشتری از اراضی مستعد دشت های مورد مطالعه از چرخه تولید خارج شده و علاوه بر تهدید جدی برای پایداری تولید، مشکلات عمده ای را به لحاظ اجتماعی و زیست محیطی در این مناطق بوجود خواهد آورد.

آلودگی محیط زیست یکی از مشکلاتی است که جوامع بشری با آن روبرو هستند. استان خوزستان علاوه بر وجود چاه های نفت، دارای صنایع متعددی است که باعث آلودگی خاک می شود. یکی از روش های نوین و کم هزینه برای پالایش خاک های آلوده، گیاه پالایی می باشد که افزون بر هزینه کمتر، سازگار با طبیعت بوده و نیاز به امکانات کمتری نسبت به سایر روش های پالایش دارد. ترشحات ریشه گیاهان و سایر مکانیسم های خاک و گیاه روی حرکت عناصر سنگین در ریزوسفر اثر گذاشته و باعث تغییر در میزان پالایش این عناصر توسط گیاهان می گردد. بنابر این با توجه به وجود منابع متعدد آلوده کننده خاک و با عنایت به این که نخلستان های خوزستان در معرض این خطرات قرار دارند لزوم تحقیقاتی در این زمینه اجتناب ناپذیر است به همین منظور آزمایشی با 3 تکرار در قالب طرح کاملا تصادفی و با تیمارهای زیر در گلخانه موسسه تحقیقات خرما و میوه های گرمسیری در اهواز به اجرا در آمد: 1- شاهد (کاشت خرما) 2- کاشت ذرت 3- کاشت یونجه 4- کاشت آفتابگردان 5- کاشت خرما و ذرت 6- کاشت خرما و یونجه 7- کاشت خرما و آفتابگردان. بعد از این که گیاهان زراعی به رشد کامل رسیدند از خاک برداشت و توزین و غلظت عناصر نیتروژن، فسفر، پتاسیم، مس، منگنز، و سرب در خاک و گیاه اندازه گیری گردید، سپس شاخص جذب محاسبه شد. نتایج نشان داد وزن تر و خشک نهال خرما در تیمار کاشت خرما و گیاهان زراعی بیشتر از کاشت خرما به تنهایی بود. غلظت نیتروژن، فسفر و پتاسیم اندام هوائی و ریشه نخل خرما اختلاف معنی داری بین تیمارهای مختلف نشان نداد. آفتابگردان و یونجه کاشت شده به تنهائی بالاترین و پائین ترین شاخص جذب سرب را داشتند. یونجه کاشت شده با خرما بالاترین فاکتور انتقال سرب را در بین تیمارها به خود اختصاص داد یعنی زمانی که یونجه به همراه خرما کشت شود می تواند نسبت به سایر تیمارها مقدار سرب بیشتری را از ریشه به اندام های هوایی منتقل نماید.

مطالعه شکل های مس در خاک امکان تعیین شکل یا شکل های قابل استفاده و متحرک این عنصر را می دهد. هدف این پژوهش بررسی شکل های قابل استفاده مس در خاک های آهکی تیمارشده و تیمارنشده با لجن فاضلاب می باشد. برای تیمار خاک ها 10 گرم لجن فاضلاب به هر کیلوگرم خاک اضافه شد. پس از خواباندن خاک های تیمارشده و تیمارنشده با لجن فاضلاب به مدت یک ماه، شکل های تبادلی، متصل به کربنات ها، متصل به اکسیدهای آهن و منگنز، متصل به ماده آلی و تتمه عنصر مس تعیین شد. گیاه گندم در این خاک ها کشت و پس از 8 هفته گیاهان برداشت و عملکرد، غلظت و جذب مس در آن تعیین شدند. سپس بر اساس ضریب همبستگی بین پاسخ های گیاه و شکل های مس، شکل های قابل استفاده گندم تعیین شدند. نتایج نشان داد که کاربرد لجن فاضلاب سبب افزایش همه شکل های مس و پاسخ های گندم شد. نتایج کشت گلدانی نشان داد که در خاک های شاهد، بین شاخص غلظت مس در گندم و شکل های تبادلی (*(r=0.66، متصل به اکسیدهای آهن و منگنز (*(r=0.75 و شکل تتمه (*(r=0.75 همبستگی معنی داری وجود داشت. به علاوه در خاک ها تیمار نشده جذب مس با شکل تتمه همبستگی معنی داری (* (r=0.64داشت. همچنین نتایج نشان داد که در خاک های تیمارشده با لجن فاضلاب غلظت مس در گندم با شکل های تبادلی (** (r=0.89و متصل به اکسیدهای آهن و منگنز (*(r=0.65 همبستگی معنی داری داشت. بنابراین در خاک های شاهد شکل های تبادلی، متصل به اکسیدهای آهن و منگنز و تتمه و در خاک های تیمارشده با لجن فاضلاب شکل های تبادلی و متصل به اکسیدهای آهن و منگنز می توانند به عنوان شکل های دارای قابلیت استفاده گیاه گندم به کار روند.

در این مطالعه 32 نمونه خاک سطحی (صفر تا 30 سانتیمتر) با خصوصیات فیزیکی و شیمیایی متنوع از نقاط مختلف استان خوزستان برداشته و شکل های شیمیایی کادمیوم (Cd) به روش عصاره گیری دنباله ای در این خاک ها استخراج گردید. پس از انجام مطالعات شکل های شیمیایی، به منظور بررسی ارتباط بین این شکل ها و جذب گیاهی اقدام به کشت گیاه گندم در شرایط گلخانه در خاک های مورد مطالعه گردید. نتایج نشان داد که بین کادمیوم قابل استخراج با DTPA و قابلیت هدایت الکتریکی (EC) ارتباط معنی داری (r=0.65, p<0.01) وجود دارد. از بین شکل های شیمیائی کادمیوم در خاک شکل محلول+تبادلی کمترین (5.1 درصد) و شکل کربناتی بیشترین (40 درصد) مقدار کادمیوم را به خود اختصاص دادند. شکل کادمیوم محلول+تبادلی همبستگی مثبت و معنی داری با میزان کادمیوم قابل استخراج با DTPA و قابلیت هدایت الکتریکی خاک ها نشان داد. شکل کربناتی کادمیوم نیز همبستگی مثبت و معنی داری با درصد رس و میزان کربنات کلسیم فعال خاک نشان داد. بین میزان کادمیوم جذب شده در دانه گندم کشت شده بروی خاک های مورد مطالعه و خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک ها و نیز شکل های شیمیایی کادمیوم ارتباط معنی داری مشاهده نگردید. در حالیکه ارزیابی توزیع وضعیت مقدار کادمیوم کل در این خاک ها و مقایسه آن با حدود ذکر شده در منابع علمی حاکی از آلودگی بیش از نیمی از خاک ها (53.1%) به کادمیوم بود، مقایسه این مقادیر با اطلاعات جذب کادمیوم در دانه نسبت به حد مجاز آلودگی (3.1% بالاتر از حد مجاز)، نشان داد که مقادیر کادمیوم کل خاک، حداقل برای پیش بینی جذب کادمیوم در دانه گندم شاخص مناسبی نیست.

در حال حاضر اگرچه ابزارهای متعددی برای پایش سریع و کم هزینه برخی پارامترهای خاک وجود دارند، هنوز انجام پیمایش های طاقت فرسای صحرایی در سطوح وسیع و نمونه برداری از اعماق مختلف به عنوان یکی از مراحل ضروری در تهیه داده های زمینی محسوب می گردد. در این پژوهش اقدام به معرفی و استفاده از ابزاری به نام هدایتگر الکترومغناطیس (EM38) شده که بر اساس شواهد و مستندات علمی متعدد در نقاط مختلف دنیا می تواند تعداد نمونه برداری های صحرایی به منظور پایش شوری اعماق مختلف خاک را به میزان قابل توجهی کاهش داده و از این طریق در هزینه و زمان نمونه برداری ها و اقدامات آزمایشگاهی صرفه جویی نماید. هدف از انجام تحقیق حاضر شناخت بیشتر این ابزار و مشخصا ارزیابی اثرات کاتیونی و آنیونی خاک بر قرائت های این وسیله در دشت آزادگان در استان خوزستان می باشد. بدین منظور با نمونه برداری از خاک اعماق مختلف و همچنین قرائت همزمان دستگاه EM38 در محل نقاط نمونه برداری شده، اقدام به بررسی های آماری بین مقادیر آنیون، کاتیون، شوری و نسبت جذب سدیم خاک اعماق مختلف و قرائت های این دستگاه شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که بیشترین همبستگی های آماری بین قرائت های EM38 و میزان یون سدیم خاک وجود دارد. بنابراین انتظار می رود که به توان از این وسیله در پایش میزان سدیم خاک نقاط مختلف کشور نیز بهره برداری نمود. همبستگی معنی دار قرائت های این وسیله و SAR خاک لایه های مختلف نیز بیانگر همین موضوع است.

تهیه نقشه دقیق از تغییرات مکانی خاک های شور و سدیمی، اولین گام برای مدیریت بهینه این خاک ها می باشد. لذا، در این تحقیق، برای تهیه نقشه شوری 78000 هکتار از اراضی منطقه اردکان، اقدام به نمونه برداری از 151 پروفیل انتخاب شده بر اساس روش هایپرکیوب شد. به منظور پیش بینی پراکنش مکانی شوری خاک در عمق های 30-0 و 100-0 سانتی متری، از روش کریجینگ و کوکریجینگ استفاده شد. متغیرهای کمکی مورد استفاده در روش کوکریجینگ شامل داده های تصویر ماهواره ای ETM+، پارامترهای اراضی و قرائت های افقی- عمودی دستگاه القاگرمغناطیسی می باشد. با استفاده از روش ارزیابی متقابل و استفاده از معیارهای ریشه مربعات خطا و میانگین خطا، روش مناسب میان یابی انتخاب شد. نتایج نشان داد که برای پهنه بندی شوری خاک، روش کوکریجینگ با متغیر کمکی هدایت گر الکترومغناطیسی دارای دقت مناسب تری می باشد. دقت روش کوکریجینگ، بر اساس معیارهای ریشه مربعات خطا و میانگین خطا در عمق 30-0 سانتی متری به ترتیب 69.1، 30.55 و در عمق 100-0 سانتی متری به ترتیب 48.8، 20.41 است. نقشه های نهایی شوری خاک همچنین نشان دادند که بیشترین مقدار تجمع نمک در قسمت شمالی منطقه و کمترین میزان شوری در مناطق مرتفع تر می باشد که این مساله به علت حالت شکل محدب منطقه مورد مطالعه می باشد که باعث حرکت املاح و در نهایت تجمع نمک در نواحی شمالی می شود.

مدیریت نامناسب آب در اراضی تحت کشت دشت آزادگان در غرب استان خوزستان همراه با شیب عمومی ناچیز و ضعیف بودن زهکشی طبیعی منطقه بدلیل واقع شدن این دشت در انتهای حوزه، بر شوری و سطح ایستابی زیرزمینی و همچنین شوری خاک لایه های مختلف بالای آن تاثیر گذاشته است. بروز چنین شرایطی می تواند منجر به کاهش محصول تولیدی منطقه و نیز زوال تدریجی منابع آب و خاک این دشت در دراز مدت گردد. هدف این تحقیق بررسی و ارزیابی میزان تاثیر شوری آب زیرزمینی بر شوری پروفیل خاک در این دشت است که به کمک نمونه برداری های زمینی، تجزیه های آزمایشگاهی و تفسیر داده ها حاصل شده است. بدین منظور در 80 نقطه از دشت آزادگان اقدام به نمونه برداری از آب زیرزمینی و همچنین خاک اعماق مختلف (از سطح زمین تا رسیدن به سطح ایستابی) گردید. سپس روابط بین شوری آب زیرزمینی (ECgw) و شوری عصاره اشباع اعماق مختلف خاک (ECe) بررسی و تاثیرات آب زیرزمینی منطقه بر روند شور شدن خاک لایه های مختلف به صورت کمی تحلیل گردید. نتایج این تحقیق نشان می دهد که شوری پروفیل خاک تا حد زیادی وابسته به شوری آب زیرزمینی بوده (R2=0.70) و این وابستگی ها با افزایش عمق خاک از سطح زمین، افزایش می یابد. همچنین می توان ارتباط بین شوری عصاره اشباع پروفیل خاک و شوری آب زیرزمینی در دشت آزادگان را بر حسب دسی زیمنس بر متر به صورت ECe=0.27ECgw+6.27 تعریف نمود.

حدود 20 میلیون هکتار از اراضی کشورمان را خاک های مبتلا به نمک تشکیل می دهد. هدف از این تحقیق اشتقاق توابع انتقالی تعدادی از خاک های مبتلا به نمک جهت پیش بینی پارامترهای معادله وان گنوختن و رطوبت در مکش های مختلف با استفاده از خصوصیات زودیافت خاک بود. به همین منظور 68 نمونه خاک از خاک های جنوب تهران انتخاب گردید (خاک های شور و شور و سدیمی). منحنی رطوبتی خاک ها در پتانسیل های ماتریک صفر، 10-، 33-، 100-، 300-، 500-، 1000- و 1500- کیلو پاسکال تعیین شدند. فراوانی نسبی ذرات خاک، جرم ویژه ظاهری، کربنات کلسیم، کربن آلی،EC و SAR اندازه گیری شده و پارامترهای معادله وان گنوختن نیز با استفاده از نرم افزار RETC بدست آمد. همچنین کارایی توابع بدست آمده در تخمین منحنی رطوبتی با تعدادی از توابعی که قبلا توسط محققین مختلف ارائه شده بود (13 تابع) مقایسه گردید. بطورکلی یافته های این پژوهش نشان داد: 1- با استفاده از توابع انتقالی می توان نقاط مختلف منحنی رطوبتی خاک و پارامترهای معادله وان گنوختن را به میزان قابل قبولی تخمین زد (در توابع نقطه ای: 0.844 ³R2adj³0.577 و (0.0121≤RMSE (cm3/cm3) ≤0.0296. 2- نتایج آنالیز حساسیت نشان داد که حساسیت اکثر توابع نقطه ای به تغییرات جرم مخصوص ظاهری بیشتر از بقیه متغیرها بوده و نسبت رس به سیلت،EC و شن در مراتب بعدی قرار می گیرند. 3- با توجه به ضریب پارامتر EC در معادلات و با توجه به ضرایب همبستگی جزئی و نتایج آنالیز حساسیت، مقادیر بالای پارامترEC می تواند تا حدودی توزیع اندازه منافذ و نهایتا شکل منحنی رطوبتی را بواسطه انبساط و انقباض تغییر داده و این تغییرات را می توان با وارد کردن متغیرهای EC و SAR در ایجاد توابع، تا حدودی لحاظ کرد. 4- مقایسه توابع قبلی ارائه شده و توابع بدست آمده نشان می دهد که توابع بدست آمده در این تحقیق، بهترین توابع در تخمین منحنی رطوبتی خاک های مورد مطالعه می باشند.

به منظور بررسی تاثیر باکتری های محرک رشد گیاه بر فیلوکرون و سرعت ظهور برگ جو در سطوح مختلف کودهای نیتروژن و فسفر، آزمایشی در سال زراعی 1388 در مزرعه دانشگاه آزاد اسلامی واحد اردبیل انجام شد. کرت های اصلی شامل دو عامل نیتروژن در سه سطح (صفر، 40 و 80 کیلوگرم در هکتار نیتروژن خالص از منبع اوره) و کود فسفر (صفر، 30 و 60 کیلوگرم فسفر در هکتار به صورت (P2O5 و کرت های فرعی به تلقیح بذور با باکتری های محرک رشد گیاه در 4 سطح (بدون تلقیح، تلقیح با ازتوباکتر کروکوکوم استرین 5، آزوسپریلوم لیپوفرم استرینOF  و مخلوط دو باکتری) اختصاص داده شدند. نتایج نشان داد فیلوکرون، سرعت ظهور برگ، تعداد برگ در بوته، وزن خشک برگ و شاخص سطح برگ تحت تاثیر تیمارهای مورد آزمایش قرار داشتند. به این ترتیب که با افزایش سطوح کود نیتروژن و فسفر سرعت ظهور برگ افزایش و فیلوکرون کاهش یافت. سرعت ظهور برگ در تلقیح توام بذور با باکتری های ازتوباکتر کروکوکوم استرین 5 و آزوسپریلوم لیپوفرم استرین OF، بیشتر از تلقیح انفرادی با باکتری های مورد مطالعه بود. اثر ترکیب تیماری باکتری های محرک رشد گیاه× سطوح کود فسفر× کود نیتروژن برای صفت وزن خشک برگ معنی دار شد. بیشترین ماده خشک برگ در به کارگیری بالاترین سطح نیتروژن و فسفر به همراه تلقیح بذر با باکتری آزوسپریلوم لیپوفرم استرین OF، در مقایسه با سطوح شاهد برآورد گردید. بیش ترین تعداد برگ و شاخص سطح برگ در تلقیح توام با ازتوباکتر و آزوسپریلوم و کمترین آن در عدم پرایمنیگ مشاهده شد. بیشترین تعداد برگ و شاخص سطح برگ در بالاترین سطح نیتروژن و فسفر و کمترین آن ها در سطوح شاهد این دو فاکتور به دست آمد. تلقیح بذر با باکتری های محرک رشد گیاه در تمامی مراحل یادداشت برداری در مقایسه با شاهد از شاخص سطح برگ بالاتری برخوردار بود. بنابراین به منظور افزایش سرعت ظهور برگ، تعداد برگ در بوته و شاخص سطح برگ آن می توان پیشنهاد کرد که تلقیح بذر به طور توام با باکتری های ازتوباکتر و آزسپریلوم در بالاترین سطح از کودهای نیتروژن (80 کیلوگرم در هکتار نیتروژن خالص) و فسفر (60 کیلوگرم فسفر در هکتار به صورت (P2O5 به کار برده شود.

باکتری های ریزوسفری محرک رشد گیاه به گروه نامتجانسی از باکتری های ریزوسفری مفید اطلاق می شود که قادرند با استفاده از یک یا چند مکانیسم معین رشد گیاه را افزایش دهند. باکتری های جنس Pseudomonas و بالاخص گونه های P. fluorescens و P. putida از مهم ترین باکتری های ریزوسفری محرک رشد محسوب می شوند. تولید هورمون اکسین یکی از اصلی ترین دلایل افزایش عملکرد ناشی از تلقیح با این باکتری ها گزارش شده است. در این تحقیق تعداد 50 سویه از گونه های P. fluorescens و P. putida متعلق به بانک میکروبی موسسه تحقیقات خاک و آب که از خاک های مناطق مختلف ایران جداسازی شده بودند از نظرتوانایی در تولید ترکیبات مختلف اکسین مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج حاصل از تعیین ترکیبات مختلف اکسین با استفاده از دستگاه HPLC نشان داد تعداد 36 سویه (72%) از باکتری ها قادر بودند حداقل یکی از انواع ترکیبات ایندولی اکسین شامل IAA (ایندول استیک اسید)، IAM (ایندول استامید) و ILA (ایندول لاکتیک اسید) را ترشح کنند؛ لیکن هیچکدام از سویه های تحت آزمایش IBA (ایندول بوتیریک اسید) ترشح نمی کردند. به منظور بررسی تاثیر تلقیح سویه ها ی تولید کننده IAA بر رشد گیاهچه های کلزا یک آزمون گلخانه ای انجام گرفت. نتایج نشان داد که این سویه ها توانستند ارتفاع اندام هوایی (تا 15.5%)، وزن خشک اندام هوایی (تا 58%) و وزن خشک ریشه (تا 305%) را به طور معنی داری افزایش دهند. تفاوت های آشکار در مرفولوژی و تراکم تارهای کشنده ریشه کلزا در کشت گلدانی نیز دیده شد. در مجموع بنظر می رسد سویه های سودوموناس فلورسنت مورد مطالعه از طریق ترشح IAA در ریزوسفر بر شاخص های رشد گیاه کلزا تاثیر مثبت داشتند.