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

تغییر کاربری بخشی از شالیزارهای شمال کشور به باغ های کیوی برای جبران خسارات ناشی از بازار نابه سامان برنج یکی از شایع ترین مشکلات کشاورزی در استان مازندران و گیلان می باشد. با توجه به اقتصادی نبودن کشت برنج در این مناطق، تبدیل شالیزارها به باغ های کیوی اجتناب ناپذیر بوده و موجب تغییراتی در ویژگی های فیزیکوشیمیایی، کانی شناسی و میکرومورفولوژیکی این خاک ها می شود. به این منظور در ایستگاه تحقیقات برنج کشور (غرب شهرستان تنکابن) تعداد 7 خاک رخ حفر و تشریح و خصوصیات فیزیکوشیمیایی، کانی شناسی و میکرومورفولوژیکی آنها مطالعه شد. عوارضی مانند پوسیده شدن ریشه ها در نتیجه نداشتن زه کشی مناسب، کلروز شدید و کاهش عملکرد محصول درختان کیوی از مهمترین نتایج سوء تغییر نادرست کاربری می باشد. نتایج نشان داد که مقدار آهن و منگنز قابل استفاده در خاک های شالیزاری بیشتر و مقدار پتاسیم و فسفر کمتر از خاک های زیر کشت کیوی است که از دلایل عمده آن می توان به وجود شرایط کاهشی در خاک و تفاوت در مدیریت اراضی در دو کاربری اشاره نمود. نتایج کانی شناسی گویای غالبیت اسمکتایت در خاک های شالیزاری با زه کشی ضعیف بود. در حالی که در باغ های کیوی به دلیل بهبود وضعیت زه کشی از مقدار اسمکتایت کاسته و مقدار ورمی کولایت افزوده شده است، زیرا در این شرایط آب شویی ذرات ریز اسمکتایت به اعماق سبب بر جای ماندن ورمی کولایت می گردد. نتایج میکرومورفولوژیکی نیز گویای تخلخل بیشتر در خاک باغ های کیوی و وجود اشکال تکامل یافته تر ترکیبات آهن در نتیجه اشباع نشدن از سطح و فعالیت بیشتر ریزموجودات می باشد.

لجن فاضلاب دارای ماده آلی فراوان و عناصر ضروری گیاه مانند نیتروژن و فسفر است. استفاده از لجن فاضلاب به عنوان کود در زمین های کشاورزی علاوه بر داشتن برتری های اقتصادی، گزینه مناسبی نیز برای رفع مشکل مدیریت لجن فاضلاب است. محدودیت اصلی مصرف لجن فاضلاب وجود غلظت های بالای فلزات سنگین مانند سرب و کادمیوم می باشد. هدف از این پژوهش، بررسی اثر لجن فاضلاب بر خصوصیات خاک، جذب عناصر غذایی، فلزات سنگین و عملکرد ذرت می باشد. به این منظور آزمایشی گلخانه ای با کاربرد سطوح مختلف لجن (0، 15، 20 و 25 درصد وزنی / وزنی) بر پایه طرح کاملا تصادفی با 4 تکرار اجرا گردید. نتایج نشان داد کاربرد لجن فاضلاب موجب افزایش معنی دار ماده آلی، قابلیت هدایت الکتریکی خاک و کاهش معنی دار pH خاک در سطح 1 درصد گردید. کاربرد لجن فاضلاب افزایش معنی دار عملکرد، غلظت نیتروژن، فسفر و سدیم را در ذرت در سطح 1 درصد به دنبال داشت. همچنین نتایج نشان داد، کاربرد لجن فاضلاب موجب افزایش غلظت سرب در اندام هوایی ذرت گردید، ولی فقط در تیمار 20 درصد نسبت به تیمار شاهد از نظر آماری اختلاف معنی دار در سطح 1 درصد مشاهده گردید. کاربرد لجن موجب افزایش معنی دار در سطح 1 درصد غلظت سرب و کادمیوم در ریشه ذرت گردید.

میکروارگانیسم های خاک به عنوان جزو زنده خاک معمولا کمتر از 1 درصد حجم خاک را تشکیل می دهند در حالی که تعداد و تاثیر آنها در خاک بسیار زیاد است. از طرف دیگر یکی از شاخص های کیفیت خاک وجود تعداد کافی از میکروارگانیسم ها بوده و تعداد و فعالیت آنها در خاک به خصوصیات مختلف خاک بستگی دارد. به منظور بررسی رابطه بین جمعیت باکتری ها و قارچ ها با برخی خصوصیات خاک های استان گیلان 50 نمونه خاک از مناطق مختلف این استان جمع آوری و جمعیت کل باکتری ها و کل قارچ ها در آنها شمارش و برخی خصوصیات خاک اندازه گیری گردید. برای شمارش تعداد کل باکتری ها و قارچ ها رقت های تا 8-10 در آب استریل تهیه و از هر رقت 0.1 میلی لیتر در 3 تکرار به ترتیب روی محیط کشت نوترینت آگار شامل سیکلوهگزیمید و مارتین آگار شامل رزبنگال و استرپتومایسین پخش شده و تشتک ها در دمای 30-28 درجه سانتی گراد نگهداری شدند. شمارش تعداد کلنی باکتری ها و قارچ ها پس از یک هفته از زمان کشت انجام شد. نتایج نشان داد که هدایت الکتریکی در 50 درصد از نمونه های با جمعیت کل باکتری بیشتر از 108 سلول در هر گرم، کمتر یا مساوی 1 (دسی زیمنس بر متر) بود. جمعیت کل قارچ ها در تمام دامنه های هدایت الکتریکی، اکثرا بین 108-107 سلول در هر گرم متغیر بود. حدود 84 درصد از نمونه ها رطوبت بیش از 10 درصد داشتند که در این دامنه رطوبتی، بیشتر نمونه ها (62 درصد) شامل جمعیتی از کل باکتری برابر 108-107 سلول در هر گرم بودند. در درصدهای مختلف مواد آلی، جمعیت کل باکتری ها در بیش از 50 درصد از نمونه ها بین 108-107 سلول در هر گرم متغیر بود. در تمامی دامنه های مواد آلی، بیش از 50 درصد نمونه ها دارای جمعیتی از کل قارچ برابر 105-104 سلول در هر گرم بودند. در تمامی دامنه های ظرفیت تبادل کاتیونی (به جز در کمتر از 10 سانتی مول بار بر کیلوگرم) درصد بیشتری از نمونه ها دارای جمعیتی از کل باکتری برابر 108-107 سلول در هر گرم داشتند. در دامنه ظرفیت تبادل کاتیونی بین 20-10 سانتی مول بار بر کیلوگرم، جمعیت کل قارچ ها در 69.2 درصد از نمونه ها بین 105-104 سلول در هر گرم متغیر بود. در تمامی دامنه های تغییرات فسفر قابل دسترس، جمعیت کل باکتری ها در درصد بیشتری از نمونه ها بین 108-107 سلول در هر گرم بود. پراکندگی جمعیت کل قارچ ها در دامنه فسفر قابل دسترس بین 15-10 میلی گرم در کیلوگرم، بیشتر از سایر دامنه ها بود.

نوع کاربری زمین از جمله مهمترین عوامل موثر بر کیفیت خاک است. در این مطالعه با هدف بررسی تاثیر تغییر کاربری زمین بر کیفیت خاک، 18 ویژگی (مجموعه TDS) 60 نمونه خاک به عنوان شاخص کیفیت خاک، در زمین های کشاورزی و مرتعی محدوده ای به وسعت 1800 هکتار در جنوب مشهد تعیین شد. همچنین منحنی توزیع اندازه منافذ خاک نیز به عنوان شاخص دیگری از کیفیت خاک در 40 نمونه تعیین گردید. مقادیر کمی کیفیت خاک در نمونه های مورد بررسی توسط 6 مدل (IQITDS، IQIMDS، NQITDS، NQIMDS،CR  و SI) محاسبه شد. نتایج نشان داد که تغییر کاربری زمین از مرتع به کشاورزی موجب کاهش معنی دار تخلخل، خاک دانه های پایدار در آب (WSA)، شیب منحنی رطوبتی در نقطه عطف (شاخص Sgi) و میانگین وزنی قطر خاک دانه ها (MWD) در سطح 1 درصد و فاکتور فرسایش پذیری و آب قابل استفاده گیاه (PAWC) در سطح 5 درصد شد و نیز باعث خارج شدن توزیع اندازه منافذ از محدوده بهینه گردید. تغییر کاربری با تاثیر منفی بر ویژگی های فیزیکی، موجب فروسایی کیفیت خاک گردید. همچنین همبستگی معنی دار و مثبت درصد خاک دانه های درشت (بزرگتر از 4 میلی متر) با درصد کربن آلی و شاخص Sgi، در سطح احتمال 1 درصد مشاهده شد. در بین مدل های مورد بررسی، سه مدل IQITDS، NQITDS و SI به تغییر کاربری زمین حساس بودند و تفاوت معنی داری بین دو کاربری داشتند (P<0.01).

کلروز آهن یک مشکل مهم در درختان هلو در خاک های آهکی ایران می باشد و بیش از 60 درصد خاک های ایران را شامل می شود (میرعبدالباقی و ضرغامی، 2008). به منظور بررسی وضعیت آهن و ارزیابی عصاره گیرهای رایج برای استخراج آهن قابل استفاده درختان هلو در خاک های استان گلستان 39 خاک مهم باغی استان از دو عمق 30-0 و 60-30 انتخاب و بر اساس آزمایش های پایه و میزان آهن استخراجی با روش DTPA، 24 خاک برای مطالعات بعدی انتخاب شد. آهن قابل عصاره گیری این خاک ها با استفاده از عصاره گیرهای AB-DTPA، هیدروکسیل آمین هیدروکلراید و مهلیخ 1 استخراج شد. در مطالعات باغی آزمایشی به صورت طرح اسپیلیت پلات در قالب بلوک های کامل تصادفی انجام شد. فاکتور اصلی خاک بیست و چهار باغ و فاکتور فرعی تیمارهای آهن شامل (Fe0 و Fe1) از منبع سکوسترین آهن 138 (6 درصد) در مقادیر 0 و 10 کیلوگرم در هکتار بود که به صورت نواری در سایه انداز درخت زیر خاک در 4 تکرار استفاده شد. بقیه عناصر غذایی بر اساس آزمون خاک به طور یکسان به همه تیمارها اضافه شد. بر اساس نتایج به دست آمده مقدار آهن استخراج شده به وسیله عصاره گیر DTPA و AB-DTPA رابطه معنی داری با جذب و غلظت کلروفیل در گیاه نشان داد. همچنین عصاره گیر هیدروکسیل آمین هیدروکلراید با غلظت آهن کل همبستگی معنی داری نشان داد. عصاره گیر AB-DTPA بر اساس بالا بودن ضریب همبستگی با میزان کلروفیل و نیز سادگی و اقتصادی بودن به عنوان عصاره گیر مناسب در بین عصاره گیرهای مورد استفاده تشخیص داده شد. همچنین حد بحرانی آهن بر اساس روش کیت نلسون تصویری با عصاره گیر AB-DTPA برای غلظت آهن کل، غلظت آهن فعال و شاخص کلروفیل متری به ترتیب 13، 14 و 13 میلی گرم بر کیلوگرم به دست آمد.

اندازه گیری تنفس خاک یکی از حساس ترین شاخص های موثر بر کیفیت و کارآیی خاک است. بنابراین با هدف بررسی اثر نظام های جداگانه و تلفیقی کود اوره، کود گاوی و کود مرغی بر خروج 2‍CO خاک و برآورد پتانسیل معدنی شدن کربن و نیز تولید ماده خشک سورگوم، آزمایشی به صورت طرح بلوک های کامل تصادفی با 4 تکرار، در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه شهرکرد در سال 1389 اجرا گردید. تیمارها شامل نبود کوددهی (شاهد)، کاربرد جداگانه کود اوره، گاوی و مرغی (به ترتیب به عنوان منبع شیمیایی و منابع آلی نیتروژن) و سه ترکیب تلفیقی 50:50 (اوره + گاوی، اوره + مرغی، گاوی + مرغی) بودند. نتایج نشان داد که بیشترین میزان تنفس تجمعی خاک (141.39 گرم در مترمربع) و سرعت تنفس (3.8 گرم در مترمربع در روز) با کاربرد کود مرغی به دست آمد و کمترین مقدار تنفس خاک مربوط به تیمار شاهد بود. در تیمار کود مرغی جداگانه بیشترین میزان ماده خشک سورگوم (11.16 تن در هکتار) مشاهده گردید ولی ماده خشک تولیدی در این تیمار با تیمارهای دارای اوره اختلاف معنی داری نداشت. پتانسیل معدنی شدن کربن تحت تاثیر کوددهی قرار نگرفت. به طور کلی کود مرغی با داشتن عناصر غذایی بیشتر در مقایسه با سایر منابع کودی علاوه بر اثرهای مفید بر تنفس خاک، سبب بالا بردن میزان ماده خشک سورگوم می گردد. همچنین، با جایگزینی کود شیمیایی در کشت سوگوم می تواند خطر آلودگی محیط زیست را کاهش دهد.

ازتوباکتر از باکتری های مهم منطقه ریزوسفر گیاهان زراعی می باشد. این پژوهش به منظور جداسازی جدایه های ازتوباکتر بومی استان گلستان تحت کشت گیاه سویا و بررسی پتانسیل های تحریک رشد در این باکتری ها به اجرا درآمد. پس از خالص سازی، 30 جدایه انتخاب و توانایی تثبیت نیتروژن مولکولی با روش احیاء استیلن به اتیلن، توانایی تولید اکسین و انحلال فسفر معدنی با روش رنگ سنجی و توانایی تولید سیدروفور با استفاده از محیط Cas-Agar مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که بین جدایه های مختلف از نظر توانایی تولید اکسین و تثبیت بیولوژیک نیتروژن تفاوت معنی داری وجود دارد. بیشترین میزان تثبیت نیتروژن در جدایه Az26 (به میزان 428.23 نانومتر در ویال بر هکتار) و کمترین میزان آن در جدایه Az27 (به میزان 21.39 نانومتر در ویال بر هکتار) مشاهده شد، میزان تولید اکسین در جدایه Az4 حداکثر (27.3 میلی گرم بر لیتر) و در جدایه Az20 حداقل (0.0157 میلی گرم بر لیتر) بود، همچنین بیشترین میزان تولید سیدروفور در جدایه Az9 و کمترین میزان آن در جدایه Az18 به ترتیب با نسبت قطر هاله بر کلنی 6.36 و 2.24 در مدت 72 ساعت مشاهده شد.

به منظور بررسی تاثیر روش های کاربری کود و آب در حرکت جانبی کود نیتروژنی و نقش آن در تعیین ابعاد دقیق کرتچه ایزوتوپی در گیاه غده ای چغندرقند و گیاه سبزینه ای کاهو، آزمایش مزرعه ای در طی سال های 1384 و 1385 در پژوهشکده تحقیقات کشاورزی، پزشکی و صنعتی (مزرعه زعفرانیه کرج) در کرت های به ابعاد 144 مترمربع در قالب طرح بلوک کامل تصادفی (RCB) به صورت کرت خرد شده و در 3 تکرار اجرا گردید. سیستم های مختلف آبیاری شامل سیستم کود آبیاری قطره ای، کود آبیاری بارانی و سیستم فارو به عنوان فاکتور اصلی و مناطق نمونه برداری شامل ایزوتوپی مرکزی، گارد و غیرایزوتوپی (فاکتور فرعی) بودند. نمونه های گیاهی از مناطق مختلف کرتچه ایزوتوپی برداشت شده و نسبت ایزوتوپی 15N/14Nدر اندام هوایی توسط دستگاه اسپکترومتر گسیلی NOI7 اندازه گیری گردید. نتایج بیانگر این مطلب می باشد که در گیاه کاهو، مناطق مرکزی کرتچه ایزوتوپی و گارد اول در یک گروه آماری قرار گرفته و به طور میانگین 48 درصد از نیاز کودی، از منبع نشان دار تامین گردیده است. در خصوص گیاه چغندرقند مناطق مرکزی کرتچه ایزوتوپی، گارد و غیرایزوتوپی در 3 گروه متفاوت آماری قرار گرفته و روند کاهش جذب به ترتیب برابر با 31 درصد و 82 درصد ملاحظه گردیده است. بنابراین در طراحی کرتچه های ایزوتوپی اولا توصیه بر این است تا همه امور مرتبط با افزایش کارایی مصرف کودهای نیتروژنی با رویکرد کاهش اتلاف نیتروژن و به دنبال آن کاهش درصد غنی سازی کود نشان دار مورد لزوم مدنظر قرار گیرند. همچنین بین گیاهان مورد مطالعه و گیاهان غیرایزوتوپی حتما باید یک ردیف گیاه گارد به صورت حایل قرار گیرد. به این ترتیب با در نظر گرفتن همه شرایط، می توان سطح کرتچه ایزوتوپی را در سیستم های قطره ای و بارانی تا حد 0.56 مترمربع در گیاه کاهو و 1.12 مترمربع در گیاه چغندرقند کاهش داد. تحت این شرایط کارایی ردیابی ایزوتوپی در حد کرتچه های حایل دار پلاستیکی افزایش خواهد یافت. خاطرنشان می گردد در نمونه برداری از کرتچه ایزوتوپی در سیستم آبیاری فارو، نمونه برداری از مرکز کرتچه ایزوتوپی همواره دقیق ترین پاسخ را به همراه نخواهد داشت. بنابراین به دلیل حرکت کود نشان دار در مسیر جریان آب، توصیه بر این است تا نمونه برداری اندکی متمایل به جلو (در امتداد جریان آب) صورت گیرد. در این صورت نقطه مورد مطالعه بیشترین جذب را در خصوص 15N و کمترین تداخل را با 14N خواهد داشت.

باکتری های آزوسپیریلوم و سودوموناس از جمله باکتری های محرک رشد گیاه هستند که می توانند باعث تحریک رشد و افزایش مقاومت گیاهان در شرایط تنشی مانند خشکی و شوری شوند. به منظور بررسی توانایی جدایه های مختلف باکتری های محرک رشد گیاه روی کاهش اثرات تنش شوری در کلزا از سه گونه آزوسپیریلوم و دو گونه سودوموناس جدا شده از ریزوسفر کلزا استفاده شد. این آزمایش در بخش تحقیقات خاک و آب مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی گلستان در شرایط گلخانه و در ظروف شیشه ای خاص (جار لئونارد) شامل محلول هوگلند اجرا گردید. طرح آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در 3 تکرار انجام شد. فاکتورها شامل رقم کلزا در دو سطح (Hyola 401 و RGS 003)، شوری در 3 سطح (0، 80 و 160 میلی مولار کلرید سدیم) و جدایه باکتری در 6 سطح شامل (A. irakense DSM 11586=Ba1، A. irakense 49=Ba2، Azosprillum lipoferum 45=Ba3، P. fluorescens=Ba4، P. putida=Ba5 و شاهد تلقیح نشده= Control ) بودند. نتایج این پژوهش نشان داد که با افزایش شوری تا 160 میلی مولار پارامترهای رشدی مانند وزن تر و خشک اندام هوایی، تعداد برگ ها و ارتفاع و سطح برگ ها در گیاه کلزا کاهش می یابد. تلقیح بذور هر دو رقم کلزا با جدایه های مختلف باکتری های محرک رشد گیاه اثر تنش شوری را کاهش داد. اثر تنش شوری در گیاهچه های تلقیح شده با جدایهA. irakense DSM 11586  کمتر از بقیه بود. اما، غلظت عناصر روی و آهن در ارقام تلقیح شده با جدایه باکتری A. lipoferum 45 بیشتر بود و در دو سطح مختلف شوری اعمال شده اختلاف معنی داری نداشتند. بیشترین میزان منگنز مربوط به گیاهان تلقیح شده با جدایه A. irakens DSM 11586 بوده و در دو سطح مختلف شوری (80 و 160 میلی مولار کلرید سدیم) اختلاف معنی داری وجود نداشت.

در میان راه کارهای ارایه شده ناشی از مشکلات آلودگی نفتی و تاثیرات ویران گر آن، استفاده از میکروارگانیسم ها برای تجزیه زیستی در بیشتر کشورهای پیشرفته مورد استفاده قرار می گیرد. به کارگیری این روش در رفع آلودگی مناطق آلوده به وسیله تعدادی از پارامترهای زیست محیطی محدود می شود که از جمله این پارامترها عناصر غذایی می باشند. در این پژوهش 4 سویه باکتریایی از خاک استان بوشهر جداسازی شد، عمل جداسازی باکتری ها قبل از انجام بررسی عوامل محیطی از جمله بررسی اثر غلظت فسفر در یک محیط حداقل بدون منبع کربنه به انجام رسیده بود و از بین باکتری هایی که از قبل فرایند جداسازی و سپس شناسایی آنها از خاک صورت گرفته بود، 4 سویه باکتری برتر انتخاب و مورد استفاده قرار گرفت، سویه های نام برده با عنوان سودوموناس استاتزری، کریزوباکتریوم، اسینتوباکتر جانسونی، سودوموناس آئروجینوس نام گذاری شدند. این باکتری ها از نظر کارایی در تجزیه فنانترن و در غلظت های مختلف فسفر در طی زمان های مختلف مورد بررسی قرار گرفتند. در این بررسی زمان در 4 سطح 0، 48، 72 و 144 ساعت و فسفر در 3 سطح غلظت 0.5، 1 و 2 میلی گرم بر لیتر در نظر گرفته شد، نتایج به صورت فاکتوریل، در قالب طرح کاملا تصادفی مورد آنالیز قرار گرفت. نتایج بررسی اثر مقادیر مختلف فسفر در تجزیه فنانترن نشان داد که بهترین سطح غلظت فسفر در تجزیه فنانترن سطح 2 میلی گرم در لیتر می باشد. همچنین باکتری سودوموناس ائروجینوس بهترین کارایی را در تجزیه فنانترن نسبت به بقیه باکتری ها داشت. بهترین زمان نیز در تجزیه فنانترن زمان 144 ساعت پس از تلقیح باکتری ها می باشد.