مدیریت خاک و تولید پایدار
سال:1391 | دوره:2 | شماره:1 |تعداد مقالات:10

هدف از انجام این پژوهش، بررسی اثر شرایط آب خاک، لجن فاضلاب و کودهای شیمیایی بر غلظت های N، P، K، Ca، Ma و Na در بخش هوایی و ریشه برنج (.Oryza sativa L) رقم علی کاظمی در یک خاک قلیایی غیرآهکی با بافت شن لومی بود. آزمایش به صورت فاکتوریل و در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی شامل شرایط آب خاک در 3 سطح (غرقاب دایم، غرقاب متناوب و اشباع متناوب) و منبع و مقدار کودهای آلی و شیمیایی در 10 سطح (شاهد، 100 درصد کودهای شیمیایی، 20 گرم لجن فاضلاب بر کیلوگرم خاک با و بدون 50 درصد کودهای شیمیایی، 40 گرم لجن فاضلاب بر کیلوگرم خاک با و بدون 50 درصد کودهای شیمیایی، 20 گرم کود مرغی بر کیلوگرم خاک با و بدون 50 درصد کودهای شیمیایی و 40 گرم کود مرغی بر کیلوگرم خاک با و بدون 50 درصد کودهای شیمیایی) و با 3 تکرار انجام شد. نتایج نشان داد که اثر متقابل شرایط آب خاک و کودها بر غلظت های عناصر پرمصرف در بخش هوایی و ریشه برنج معنی دار بود. مصرف 20 و 40 گرم کود مرغی بر کیلوگرم خاک با و بدون 50 درصد کودهای شیمیایی به دلیل افزایش شوری محلول خاک مانع رشد برنج گردید. بنابراین، این تیمارها حذف شدند. مصرف 20 و 40 گرم لجن فاضلاب بر کیلوگرم خاک باعث افزایش معنی دار غلظت عناصر پرمصرف به جز غلظت N و Na بخش هوایی و غلظت K ریشه نسبت به شاهد و 100 درصد کودهای شیمیایی شد. افزودن 50 درصد کودهای شیمیایی به همراه 20 گرم لجن فاضلاب بر کیلوگرم خاک غلظت های P و Ca بخش هوایی و ریشه را نسبت به مصرف فقط 20 گرم لجن فاضلاب بر کیلوگرم خاک افزایش داد. غلظت های P، K، Ca، Mg و Na بخش هوایی و ریشه (به جز غلظت K ریشه) در غرقاب متناوب بیش تر از غرقاب دایم و اشباع متناوب بود. غلظت P، K و Mg بخش هوایی برنج بیش تر از ریشه بود در حالی که غلظت Na و Ca ریشه برنج بیش تر از بخش هوایی بود.

به منظور بررسی اثر نیتروژن و سیلیسیم به همراه کودهای بیولوژیک بر بیماری سفیدک سطحی، صفات فیزیولوژیکی و عملکرد گندم رقم N8019 آزمایشی در سال 1388 به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با 3 تکرار در گلخانه دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری اجرا شد. فاکتورهای آزمایشی شامل کودهای زیستی در 4 سطح (کاربرد نداشتن کود زیستی، کود فسفات بارور 2 (شامل سودوموناس و باسیلوس)، کود نیتروکسین (شامل ازتوباکتر و آزوسپیریلوم) و کود سوپرنیتروپلاس (شامل آزوسپیریلوم، سودوموناس و باسیلوس)، کود نیتروژن (از منبع اوره) در 3 سطح (بدون مصرف نیتروژن، 35 و 70 کیلوگرم نیتروژن در هکتار) و سیلیکات پتاسیم در 3 سطح (بدون مصرف، 500 و 1000 میلی گرم بر کیلوگرم سیلیکات پتاسیم) بود. نتایج نشان داد کودهای زیستی بر صفات فیزیولوژیکی و عملکرد دانه گندم نسبت به شاهد برتری داشته و معنی دار بود. به طوری که بهترین تیمار کود زیستی از نظر صفت عملکرد دانه و سطح برگ مربوط به کاربرد کود نیتروکسین بوده و به ترتیب باعث افزایش 32.3 درصدی و 27.4 درصدی آن ها شد. همچنین بیش ترین مقدار کلروفیل a و کلروفیل b در کاربرد فسفات بارور 2 به همراه کود نیتروژن (به ترتیب 70 و 35 کیلوگرم در هکتار) به دست آمد. محلول پاشی سیلیکات پتاسیم (500 و 1000 میلی گرم بر کیلوگرم) بر میزان آلودگی بوته ها و درصد بوته های آلوده به سفیدک سطحی تاثیرگذار بوده و میزان آلودگی ها را نسبت به تیمار شاهد به طور معنی داری کاهش داد.

در این مقاله بردباری، پتانسیل جذب و اندوزش کادمیوم توسط جمعیت بومی ارزن وحشی (Pennisetum glaucum)، سلمه تره (Chenopodium album)، خرفه (Portulaca oleracea) و خاکشیر (Descurainia Sophia) در منطقه آذربایجان غربی در یک خاک آلوده شده در شرایط آزمایشگاهی با مقادیر صفر، 20، 60 و 100 میلی گرم کادمیوم بر کیلوگرم مطالعه شد. این گیاهان در گلدان های شامل خاک آلوده کشت شدند. شاخسار گیاهان در پایان مرحله گل دهی برداشت شد. زیست توده خشک، غلظت کادمیوم در شاخسار گیاهان و مقدار کل برداشت کادمیوم از خاک در هر یک از گونه های گیاهی اندازه گیری شد. با افزایش غلظت آلودگی کادمیومی خاک، تولید زی توده در گیاهان ارزن وحشی و خرفه به گونه ای معنی دار (P£0.05) کاهش یافت. با این حال، این کاهش، برخلاف وجود، در گیاهان سلمه تره و خاکشیر از نظر آماری معنی دار نبود. در بین گیاهان مورد مطالعه، سلمه تره و خاکشیر با 25 درصد کاهش عملکرد نسبی ماده خشک در محدوده غلظت های اعمال شده کادمیوم در خاک، بردبارترین گیاهان به تنش آلودگی کادمیومی بودند. گیاهان مورد مطالعه نتوانستند غلظت های بالایی از کادمیوم را در خود بیاندوزند، به طوری که بیشینه غلظت فلز در ارزن وحشی، سلمه تره، خاکشیر و خرفه به ترتیب حدود 19، 6، 16 و 16 میلی گرم در کیلوگرم ماده خشک گیاه بود. با این حال، کاربرد گیاهان سلمه تره و خاکشیر، به دلیل تولید زی توده به نسبت بالا و غلظت متوسط فلز در گیاه، می تواند در زدودن سطوح پایین آلودگی کادمیومی خاک نویدبخش باشد.

واکنش فلزات سنگین با خاک در تعیین سرنوشت آن ها در محیط دارای اهمیت می باشد. برای بررسی مقادیر جذب و واجذبی عناصر غذایی کم مصرف شامل منگنز، آهن، روی و مس چهار خاک غیراسیدی و چهار خاک اسیدی به ترتیب از استان های آذربایجان غربی و گیلان نمونه برداری شدند. هم دماهای جذب عناصر تعیین و پارامترهای جذب عناصر یاد شده به دو مدل فروندلیچ و لانگمویر برازش داده شدند. نتایج نشان داد که معادله فروندلیچ (R2>0.88) در مقایسه با معادله لانگمویر (R2=0.28-0.90) به خوبی برای توصیف خصوصیات جذب در خاک اسیدی و غیراسیدی برای عناصر کم مصرف به داده های جذب برازش یافت. مقادیر پارامترهای معادله های جذب برای همه عناصر در خاک های غیراسیدی نسبت به خاک های اسیدی بیش تر بود، که بیانگر ظرفیت جذب بالای عناصر در خاک های غیراسیدی می باشد. رفتار جذب فلزات مورد مطالعه در خاک ها متفاوت بود، در خاک های غیراسیدی و اسیدی بیش ترین ظرفیت جذب مربوط به آهن و کم ترین ظرفیت جذب در خاک های اسیدی برای روی و در خاک های غیراسیدی برای منگنز مشاهده شد. متوسط درصد نامتحرک سازی فلزات مورد مطالعه در خاک های اسیدی در مورد عناصر منگنز، آهن، روی و مس به ترتیب 13.2، 11.6، 11.7 و 6.6 درصد نسبت به خاک های غیراسیدی کم تر بود. درصد نامتحرک سازی هر کدام از فلزات در خاک های مختلف متفاوت بود، برای آهن و منگنز کم ترین درصد نامتحرک سازی در خاک 5 (6.5=pH) و بیش ترین درصد نامتحرک سازی آهن و منگنز به ترتیب در خاک های 3 (7.9=pH) و 4 (7.5=pH) مشاهده شد. در مورد مس و روی کم ترین درصد نامتحرک سازی در خاک 8 (6.5=pH) و بیش ترین درصد نامتحرک سازی به ترتیب در خاک های 4 (7.5=pH) و 1 (7.8=pH) مشاهده شد. چنین استنباط می شود که ظرفیت بالای جذب عناصر در خاک های مطالعه شده به ویژه در خاک های آهکی از نقطه نظر اکولوژیکی می تواند در کاهش سمیت آن ها موثر باشد.

تغذیه متعادل یکی از عوامل مهم در افزایش عملکرد و بهبود کیفیت تمام محصولات باغی است. در این راستا ارزیابی حاصل خیزی خاک، تعیین نیاز بهینه کودی و بررسی تعادل تغذیه ای در باغ های هلو ضروری می باشد. تجزیه برگ روش مناسبی برای ارزیابی وضعیت تعادل تغذیه ای باغ های هلو می باشد. روش انحراف از درصد بهینه مدل جدید و آسانی در مقایسه با روش جامع تشخیص و توصیه کودی در تفسیر نتایج تجزیه برگی است و شاخص آن برای هر عنصر غذایی به سادگی محاسبه می شود. نمونه های برگ از 61 باغ در سطح استان در تیرماه سال های 1388 و 1389 جمع آوری و غلظت عناصر ازت، فسفر، پتاسیم، کلسیم، منیزیم، آهن، منگنز، مس و روی در آن ها تعیین شد. شاخص DOP با استفاده از فرمول زیر برای هر عنصر محاسبه می گردد: DOP=[(C×100)/Cref]-100 که در آن C غلظت عنصر غذایی در نمونه برگ و Cref غلظت عنصر غذایی در نمونه برگ های باغ های با عملکرد بالا می باشد. شاخص های انحراف از درصد بهینه برای باغ های با عملکرد پایین محاسبه گردید. نتایج نشان داد که متوسط ترتیب نیاز غذایی هلو در این باغ ها به صورت P>Ca>Mn>K>Fe>Cu>Zn>Mg>N می باشد.

هدایت هیدرولیکی اشباع خاک از مهم ترین ویژگی های فیزیکی خاک است که اهمیتی ویژه در شناخت، بررسی و مدل سازی ترابری آب، املاح و آلاینده ها در محیط های متخلخل دارد. با وجود پژوهش های پرشمار که پیرامون اندازه گیری مستقیم هدایت هیدرولیکی اشباع صورت گرفته است، این روش ها هم چنان پرهزینه، زمان بر و تخصصی هستند. از این رو، برآورد هدایت هیدرولیکی اشباع با استفاده از روش هایی سریع، کم هزینه و با دقتی قابل قبول از جمله توابع انتقالی خاک، ضروری است. هدف از این پژوهش برآورد هدایت هیدرولیکی اشباع با استفاده از پارامترهای زودیافت خاک شامل توزیع اندازه ذرات، جرم ویژه ظاهری، تخلخل کل، تخلخل موثر، درصد رطوبت در مکش 0.3 و 15 بار، درصد آهک، درصد مواد آلی، pH و EC با بهره گیری از شبکه عصبی مصنوعی بود. به این منظور، در منطقه چهل دین در محدوده شهرستان گرگان هدایت هیدرولیکی اشباع با استفاده از دستگاه نفوذسنج گوالف در 27 مکان در عمق های 35-10، 35-15 و 35-20 (81 = 3×27) اندازه گیری و از همان نقاط نمونه برداری خاک نیز صورت گرفت. سپس ویژگی های زودیافت خاک، در آزمایشگاه اندازه گیری و نتایج اولیه به دست آمد. بر پایه نتایج تجزیه حساسیت، درصد شن و رس، درصد رطوبت در مکش 0.3 بار، تخلخل کل و میانگین هندسی اندازه ذرات به ترتیب به عنوان پارامترهای حساس در برآورد هدایت هیدرولیکی اشباع بودند. در نهایت به منظور تخمین سریع و کم هزینه هدایت هیدرولیکی اشباع، با استفاده از پارامترهای حساس، مدل هایی گوناگون طراحی شدند. نتایج نهایی مقایسه مدل ها نشان داد که بهترین مدل از نظر دقت و سرعت تخمین هدایت هیدرولیکی اشباع مدلی بود که از پارامترهای ورودی لگاریتم میانگین هندسی قطر ذرات، تخلخل کل و درصد شن و رس استفاده شد.

به منظور امکان سنجی کاربرد کودهای فسفاتی زیستی و مقایسه اثرات آن ها با کودهای شیمیایی، یک آزمایش مزرعه ای سه ساله، در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با 4 تیمار و 3 تکرار، در مزارع ذرت کاری استان فارس انجام شد. تیمارها عبارت بودند از: 1) بدون مصرف کود فسفری (تیمار شاهد)، 2) مصرف فسفر براساس آزمون خاک از منبع کود فسفاتی میکروبی (کود زیستی)، 3) مصرف فسفر بر اساس آزمون خاک از منبع کود بیوفسفات طلایی (کود زیستی) و 4) مصرف فسفر بر اساس آزمون خاک از منبع سوپر فسفات تریپل (کود شیمیایی). بر اساس آزمون خاک، در هر 3 سال، 75 کیلوگرم در هکتار پنتا اکسید فسفر (P2O5) لازم بود. چون کودهای زیستی دارای مقداری ماده آلی، گوگرد و روی بودند، مقدار محاسبه شده این عناصر در تیمارهای دیگر نیز مصرف گردید. نتایج تجزیه و تحلیل آماری نشان داد که بالاترین عملکرد کل و عملکرد دانه، به ترتیب به میزان های 15000 و 9559 کیلوگرم در هکتار، از کاربرد کود سوپر فسفات تریپل به دست آمد اما با کود فسفاتی میکروبی در یک گروه آماری قرار داشت. علاوه بر این اختلاف معنی داری (P<0.01 درصد) بین کود سوپر فسفات تریپل با شاهد و کود بیوفسفات طلایی وجود داشت. در مجموع نتایج نشان داد که در شرایط مشابه، در مرحله اول ذرت به فسفر نیاز دارد، در مرحله دوم می توان کود فسفات میکروبی را در زراعت ذرت توصیه نمود و در مرحله سوم استفاده از کود بیوفسفات طلایی در زراعت ذرت توصیه نمی شود.

اراضی شالیزاری از نظر کیفیت حاصل خیزی دارای وضعیت متفاوتی هستند. کیفیت حاصل خیزی و شناخت توان خاک های شالیزاری از نظر تامین عناصر غذایی ضروری و مهم است. این پژوهش با هدف بررسی تغییرات مکانی خواص خاک و تهیه نقشه پراکنش مکانی خصوصیات حاصل خیزی خاک های شالیزاری در 306 هکتار از اراضی شالیزاری موسسه تحقیقات برنج کشور انجام شد. خواص فیزیکی و شیمیایی اندازه گیری شده خاک عبارت از: رس، سیلت، شن، pH، ظرفیت تبادل کاتیونی، هدایت الکتریکی، کربن آلی، نیتروژن، فسفر و پتاسیم قابل دسترس بودند. تغییرات مکانی خواص مطالعه شده با استفاده از روش های موجود در علم زمین آمار ارزیابی شدند. نتایج نشان داد خاک های مورد مطالعه از نظر ویژگی های مرتبط با حاصل خیزی ذاتی خاک بر خلاف تفاوت در توزیع مکانی در حد کفایت هستند. پتاسیم قابل جذب، ساختار مکانی قوی تری نسبت به سایر متغیرها دارد که نشان دهنده اثرپذیری رفتار این متغیر از عامل های ذاتی تشکیل دهنده خاک (مانند مواد مادری) است. فسفر قابل جذب بر پایه ضریب تغییرات دارای بیش ترین غیر یکنواختی و از ساختار مکانی متوسط برخوردار بود که نشان دهنده اثر هم زمان عامل های ذاتی و مدیریتی بر رفتار این متغیر است. بازنمایی توزیع مکانی عناصر غذایی مطالعه شده نشان دهنده غیریکنواختی در توزیع مکانی این عناصر بوده و لازم است در راستای مدیریت تغذیه خاص مکان، از مصرف یکنواخت کودها خودداری نمود.

پوشش سنگ ریزه سطحی یک عامل مهم در کنترل فرسایش خاک، به خصوص در مناطق خشک و نیمه خشک که پوشش گیاهی کمی دارند، می باشد. هدف از این پژوهش، بررسی اثر پوشش های مختلف سنگ ریزه سطحی بر خصوصیات هیدرولیکی جریان و فرسایش خاک می باشد. این موضوع در یک فلوم به طول 6 متر و عرض 0.5 متر با شیب ثابت 3 درصد انجام شد. تیمارها شامل پوشش سنگ ریزه (0، 10، 20 و 30 درصد) و سه جریان سطحی (3، 6 و 9 لیتر در دقیقه) بودند. با افزایش پوشش سنگ ریزه، سرعت جریان 69.2 درصد کاهش، ضریب زبری مانینگ از 0.012 به 0.115 افزایش، عدد فرود از 2.24 به 0.28 کاهش یافت و عدد رینولدز تغییرات کمی را نشان داد. اما عدد رینولدز با افزایش جریان سطحی، افزایش یافت. علاوه بر آن، با افزایش پوشش سنگ ریزه از صفر به 30 درصد، مقدار تلفات خاک در جریان های سطحی مختلف به طور متوسط 80.1 درصد کاهش یافت. کاهش تلفات خاک رابطه نمایی با پوشش سنگ ریزه را نشان می دهد.

به منظور مدیریت موثر خاک به اطلاعات پایه درباره تغییرات مکانی خصوصیات خاک به ویژه بافت خاک مزرعه نیاز می باشد. در این پژوهش، توانایی سنسور EM38 در دو وضعیت افقی (EM38-h) و عمودی (EM38-v) و سنسور الکترودی VERIS3100 در دو وضعیت کم عمق (VERIS-sh) و عمیق (VERIS-dp) برای نشان دادن تغییرات بافت خاک از روش اندازه گیری ECa خاک در شهر برانشوایک، کشور آلمان (www.vti.band.de) مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفتند. نتیجه ها نشان داد که اگرچه قرائت های EM38 و VERIS3100 ارتباط مستقیمی با درصد رس و سیلت دارند اما قادر به تخمین درصد رس خاک نمی باشند. سنسور EM38-v در مقایسه با دیگر حالات از توانایی بیش تری برای پیش بینی تغییرات بافت لایه 90 سانتی متری فوقانی خاک برخورداراست (R2=0.63). مقایسه نتایج این پژوهش با پژوهش های مشابه دیگر بیانگر آن است که پیش بینی تغییرات بافت خاک با استفاده از ECa اندازه گیری شده توسط سنسورهای EM38 و VERIS3100 به بررسی بیش تری نیاز دارد.