تحقیقات آب و خاک ایران
سال:1397 | دوره:49 | شماره:3 |تعداد مقالات:20

امروزه آلودگی خاک های حاوی هیدروکربن های نفتی از مهم ترین مشکلات زیست محیطی به شمار می رود. به منظور حذف این ترکیبات از خاک راهکارهای مختلف از جمله استفاده از فرایند الکتروسینتیک بکار می رود. نتیجة فرایند الکتروسینتیک در خاک حرکت آب، یون ها و ذرات باردار در اثر ایجاد اختلاف پتانسیل الکتریکی می باشد. در این پژوهش اثر کنترلpH در کاتولیت و آنولیت بر فرایند اصلاح الکتروسینتیکی یک خاک رسی آلوده به هیدروکربن های نفتی به طول 30 سانتی متر، مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور دو آزمایش با شرایط بدون کنترل pH و با کنترل pH (در محدوده 6 تا 9) در الکترولیت آب مقطر انجام شد. غلظت اولیه هیدروکربن های نفتی در خاک، پنج درصد در نظر گرفته شد. اندازه گیری مقدار و نوع هیدروکربن های نفتی در خاک با استفاده از دستگاه GC/MS انجام شد. نتایج این بررسی نشان داد در هر دو آزمایش پس از 30 روز با اعمال اختلاف پتانسیل یک 1-Vcm، بیشترین درصد خروج مربوط به نواحی مجاور آند و کمترین جابجایی در میانه ستون مشاهده گردید. میانگین حذف هیدروکربن های نفتی از ستون آزمایش اول 67/16 درصد و در آزمایش دوم، 5/31 درصد مشاهده شد که بیانگر اهمیت نقش تنظیم pH در فرایندهای اصلاح الکتروسینتیک است. همچنین در آزمایش دوم، بطور میانگین 26% از هیدروکربن های پارافینی و 37% از هیدروکربن های آروماتیک نفتالینی از کل ستون خاک خارج شدند.

فعالیت ریشه ها و فرآیند های ریزوسفری بر حلالیت و زیست فراهمی فلزات سنگین در ریزوسفر اثر گذاشته و نقش تعیین کننده ای بر سرنوشت عناصر شیمیایی در اکوسیستم های خاکی دارند. به منظور بررسی تغییرات بیوژئوشیمیایی مس در یک خاک آلوده به مس (5/85 میلی گرم در کیلوگرم)، یک آزمایش کشت گلدانی به مدت 45 روز با 3 رقم ترب (سفید، قرمز، سیاه) و 2 رقم شلغم (N-135, N-180) به صورت طرح پایه کاملاً تصادفی با چهار تکرار انجام شد. در خاتمه مقدار مس در شاخساره نمونه های گیاه اندازه گیری و همچنین شکل های شیمیایی مس در خاک های ریزوسفری و غیرریزوسفری پس از جداسازی و به روش های دنباله ای و تک مرحله ای با DTPA 005/0 مولار، NH4NO3 یک مولار و Ca(NO3)2 پنج میلی مولار اندازه گیری شد. غلظت مس در شاخساره ارقام مختلف بین 4/66 تا 4/78 میلی گرم در کیلوگرم متغیر بود. میزان مس تبادلی و محلول خاک ریزوسفری در ارقام مختلف دو گیاه افزایش معنی داری را نشان داد (p<0. 05)، در حالی که بخش های کربناته و نیز مس همراه با مواد آلی کاهش معنی داری را داشت که نشان دهنده افزایش تحرک مس در ریزوسفر است. مقدار مس عصاره گیری شده با نیترات آمونیوم و نیترات کلسیم در ریزوسفر تمامی ارقام، افزایش معنی داری را در مقایسه با خاک غیرریزوسفری نشان داد (p<0. 05). ارقام مختلف شلغم بر خلاف ارقام ترب افزایش معنی داری در pH خاک ریزوسفری ایجاد کردند (p<0. 05) افزایش معنی دار در میزان کربن آلی محلول خاک ریزوسفری در مقایسه با خاک غیرریزوسفری در ارقام مختلف دو گیاه نیز مشاهده شد. علیرغم افزایش فراهمی مس در خاک ریزوسفرِی، مقدار جذب کل مس در کلیه ارقام ترب و شلغم کمتر از مقدار مس موجود در فاز تبادلی و محلول خاک غیرریزوسفری بود. نتایج بیانگر نقش احتمالی کربن آلی محلول در کاهش جذب مس می باشد.

بحران آب یکی از مسائل اساسی در مناطق خشک و نیمه خشک مانند ایران است. بنابراین استفاده از منابع آب نامتعارف، در جایی که آب با کیفیت مناسب در دسترس نیست، رو به فزونی است. ﻳ ﻜ ﻲ ﺍ ﺯ ﺍ ﻳ ﻦ ﻣ ﻨ ﺎ ﺑ ﻊ ، فاضلاب تصفیه شده شهری ﺍ ﺳ ﺖ ﻛ ﻪ ﻋ ﻼ ﻭ ﻩ ﺑ ﺮ ﺗ ﺄ ﻣ ﻴ ﻦ ﺁ ﺏ می تواند ﻧ ﻴ ﺎ ﺯ ﻏ ﺬ ﺍ ﻳ ﻲ گیاه را نیز تأمین کند. این پژوهش با استفاده از طرح فاکتوریل در قالب طرح آماری کاملاً تصادفی بر روی گیاه ذرت با دو تیمار نوع آب آبیاری (فاضلاب تصفیه شده شهری و آب معمولی) و چهار سطح مقدار آب آبیاری شامل آبیاری کامل و کم آبیاری 80، 60 و 40% نیاز آبی گیاه و در سه تکرار انجام شد. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که آبیاری با فاضلاب تصفیه شده شهری و آب معمولی تأثیر معنی دار بر وزن تر و خشک کل اندام هوایی محصول، وزن بلال، وزن تر و خشک ریشه، ارتفاع و قطر گیاه داشت، یعنی میزان رشد گیاه کاملاً وابسته به نوع آب برای آبیاری و احتمالاً حضور مواد مغذی و آلی در پساب است. نتایج به دست آمده نشان داد آبیاری با فاضلاب تصفیه شده شهری سبب افزایش وزن تر و خشک اندام هوایی و ریشه گیاه نسبت به آب معمولی شد. هم چنین با کاهش مقدار آب آبیاری وزن تر و خشک اندام هوایی و ریشه کاهش پیدا کرد ولی در مقایسه با آب معمولی این کاهش کمتر بوده است. وزن تر و خشک اندام هوایی ذرت آبیاری شده تحت تیمار 100% فاضلاب تصفیه شده شهری به ترتیب با 3/874 و 306 گرم بیشترین میزان بود و نسبت به تیمار 40% آب معمولی به ترتیب 5/45 و 2/59% افزایش را نشان داد. بنابراین کم آبیاری با فاضلاب نسبت به کم آبیاری با آب معمولی سبب افزایش معنی دار عملکرد این محصول شد. استفاده از منابع فاضلاب در کنار پایش دائمی کیفیت آن ها توصیه می شود.

فسفر به دلیل حلالیت و تحرک اندک در خاک های زراعی دنیا و نقش حیاتی ترکیبات آن در متابولیسم سلول گیاهی، به عنوان عنصر غذایی پرمصرف برای گیاه در نظر گرفته می شود. شناسایی رقم هایی از گیاهان که به صورت کارآمدی بتوانند فسفر را جذب و مصرف کنند، می تواند باعث کاهش هزینه مالی و زیست محیطی کاربرد کودهای فسفره گردد. کلزا به عنوان گیاه دانه روغنی در سطح وسیعی در جهان و نیز در ایران کشت می گردد. در این تحقیق گلخانه ای، کارایی جذب و مصرف فسفر هفت رقم کلزا با تیپ رشد زمستانه (Talaye, Okapi, L72, Gabriela, Karaj, Brutus, Elvis) در دو سطح فسفر صفر و 80 میلی گرم در کیلوگرم فسفر از منبع مونوپتاسیم فسفات در خاکی با مقدار فسفر قابل دسترس 6/4 میلی گرم در کیلوگرم خاک، در طرح کاملاً تصادفی در قالب فاکتوریل مورد بررسی قرار گرفت. شاخص های وزن خشک اندام هوایی، سطح برگ، حجم و وزن خشک ریشه، جذب عناصر فسفر و کلسیم در ریشه و اندام هوایی اندازه گیری گردید. برای به دست آوردن خاک ریزوسفری و غیر ریزوسفری از تکنیک رایزوبگ استفاده شد. بر اساس نتایج، ارقام ازلحاظ تولید بیوماس، جذب فسفر و کلسیم، کارایی جذب و کارایی استفاده، تفاوت معنی داری با یکدیگر داشتند. فسفر کارایی از 615/0 در رقم Gabriela تا 248/0 در رقم Elvis متغیر بود و کارایی جذب فسفر ارقام کلزا نیز از 469/0 در رقم Gabriela تا 157/0 در رقم Elvis متغیر بود و روند عکس آن در مورد شاخص تنش فسفر وجود داشت. مقدار pH خاک درون و بیرون رایزوبگ در شرایط فراهمی فسفر، تفاوت معنی دار داشت. به نظر می رسد که فسفر کارایی و تولید ماده خشک در زمان کمبود فسفر این ارقام، بیشتر وابسته به کارایی آن ها در جذب فسفر و نیز وابسته به جذب بیشتر کلسیم آن ها از طریق افزایش حجم سیستم ریشه و افزایش توانایی تحرک و جذب فسفر خاک باشد.

مدل سازی هیدرولوژیکی معمولاً ابزاری است که به وسیله آن برنامه ریزان منابع آب از پاسخ هیدرولوژیکی یک حوضه جهت پیش بینی سیل و مدیریت منابع آب استفاده می کنند. انتخاب پارامترهای مناسب مدل آبشاری نش، به عنوان یک مدل کاربردی جهت شبیه سازی هیدروگراف جریان سیل در آبخیزهایی با داده های محدود جریان نقش مهمی ایفاء می کند. هدف از پژوهش حاضر تعیین پاسخ مدل آبشاری نش به دامنه تغییرات مقادیر پارامترهای تعداد مخزن و ضریب ذخیره و ترکیب پارامترهای بهینه ورودی در شبیه سازی هیدروگراف واحد آبخیز جعفرآباد استان گلستان می باشد. در این پژوهش ابتدا هیدروگراف واحد معرف حوزه با روش منحنی S برای 43 رویداد همزمان بارش و رواناب برآورد گردید. سپس واکنش مدل نش با مقادیر تصادفی پارامتر n و k در 3220 شبیه سازی مصنوعی ارزیابی شد و دقت مدل در شبیه سازی هیدروگراف واحد با معیار نش-ساتکلیف مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که مقادیر متفاوتی از پارامتر n و k در شبیه سازی هیدروگراف واحد عملکرد خوبی داشته و در دامنه بین 10 تا 30 برای پارامتر n و دامنه بین 01/0 تا 3 برای پارامتر k مقدار معیار نش-ساتکلیف بالای 6/0 می باشد. پاسخ مدل هیدرولوژیکی نش در دسته پارامترهایی که k دارای مقادیر بالا بوده و n مقادیر پایین داشته است، نشان دهنده تطابق کامل شبیه سازی می باشد. نتایج هم چنین نشان داد که مقدار پارامتر ضریب ذخیره (k) در تعیین ترکیب بهینه پارامترهای ورودی مدل نقش بیش تری دارد، در حالی که پاسخ مناسب مدل در مقادیر مختلف پارامتر تعداد مخزن (n) قابل دستیابی است. در مجموع تعیین دقیق پارامتر ضریب ذخیره در بهبود نتایج شبیه سازی جریان نقش موثرتری ایفاء می کند. رویکرد و نتایج تحقیق می تواند در تعیین پاسخ مناسب مدل به ازای پارامترهای ورودی در آبخیزهای مشابه و فاقد آمار استفاده شود.

فرآوری پسماندهای آلی و بازگشت آنها به خاک، کمک شایانی به کشاورزی پایدار می نماید. زغال زیستی (Biochar) حاصل از فرایند گرماکافت (Pyrolysis) پسماندهای آلی است. ویژگی های شیمیایی و فیزیکی زغال زیستی به طور معنی داری متأثر از ویژگی های زیتوده اولیه و نیز دمای فرایند گرماکافت می باشد. لذا این پژوهش جهت ارزیابی ویژگی های شیمیایی و فیزیکی زغال زیستی حاصل از باگاس نیشکر، کاه برنج، خاک اره و برگ درخت کنوکارپوس که در دمای گرماکافت 400، 700 و 900 درجه سانتی گراد فراوری شدند، اجرا شد. تیمارها در آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی و در سه تکرار اعمال شدند. نتایج نشان داد که در هر دو گروه، تیمارها به طور جداگانه و نیز اثر متقابل آنها بر میزان pH، هدایت الکتریکی، ظرفیت تبادل کاتیونی، سطح ویژه، نسبت C/N، غلظت کل عناصر غذایی، کاتیون های ریز مغذی و نیز سرب در زغال های زیستی، تاثیر متفاوت و معنی داری داشتند. افزایش دمای گرماکافت از 400 به 900 درجه سانتی گراد سبب کاهش ظرفیت تبادل کاتیونی زغال زیستی حاصل از باگاس نیشکر، کاه برنج، خاک اره و برگ کنوکارپوس به ترتیب به میزان 3/153، 1/241، 9/283 و 2/21 سانتی مول بر کیلو گرم شد. ولی افزایش دمای گرماکافت از 400 به 900 درجه سانتی گراد موجب افزایش سطح ویژه زغال زیستی باگاس نیشکر، کاه برنج، خاک اره و برگ کنوکارپوس به ترتیب به میزان 3/153، 1/241، 9/283 و 2/21 متر مربع بر گرم شد. با توجه به نتایج بدست آمده می توان کاربرد زغال های زیستی تولیدشده در دمای 400 درجه سانتی گراد را به ترتیب اولویت زغال زیستی حاصل از برگ کنوکارپوس، کاه برنج، باگاس نیشکر و خاک اره برای افزایش ظرفیت تبادل کاتیونی و بهبود ذخیره عناصر غذایی قابل دسترس پیشنهاد کرد.

تحرک و زیست فراهمی فلزات سنگین در خاک، به توزیع آن ها بین فاز محلول و فاز جامد خاک و بین ترکیبات مختلف فاز جامد بستگی دارد. به منظور بررسی تأثیر نانوذرات آهن صفر ظرفیتی بر شکل های شیمیایی عناصر کادمیم و سرب در خاک، آزمایشی بصورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با چهار سطح نانوذره (0، 1، 2 و 4 درصد) و چهار زمان خوابانیدن (1، 2، 4 و 8 هفته) در دو خاک آلوده و در سه تکرار انجام گرفت و توزیع عناصر در زمان های مذکور با روش عصاره گیری متوالی تعیین و شاخص تفکیک کاهش یافته (IR) و شاخص تحرک (MF) محاسبه شد. کاربرد نانوذره آهن صفر ظرفیتی موجب کاهش معنی دار (P ≤ 0. 01) کادمیم و سرب در بخش های تبادلی و کربناتی و افزایش معنی دار عناصر در بخش های پیوند با اکسیدهای آهن و منگنز نسبت به خاک شاهد شد. با افزایش درصد نانوذره افزوده شده به خاک و زمان خوابانیدن، مقدار IRافزایش و مقدار MF کاهش یافت که بیانگر کاهش تحرک فلز با افزایش درصد نانوذره است. درنهایت می توان نتیجه-گیری کرد که افزودن نانوذره آهن صفر ظرفیتی به خاک، منجر به کاهش تحرک فلزات کادمیم و سرب در خاک می شود.

برآورد ویژگی های هیدرولیکی مؤثر خاک در مقیاس بزرگ به عنوان یک چالش مهم در مدل سازی هیدرولوژیک مطرح است. هدف از این پژوهش، محاسبه مقادیر مؤثر پارامترهای هیدرولیکی مدل ون گنوختن-معلم از طریق فرامقیاس سازی توابع انتقالی خاک (PTFs) و توابع انتقالی طیفی (STFs، SPTFs) در مقیاس منطقه ای و بر اساس توپوگرافی بود. منطقه مورد مطالعه بخشی از زیرحوزه آبخیز زنجان رود به وسعت 250 کیلومتر مربع بود. بدین منظور، با استفاده از روش عملگر متوسط توان (PAO) پارامترهای، ، و در مقیاس نقطه ای به پیکسل هایی به ابعاد یک کیلومتر فرامقیاس شدند. بر پایه نتایج به-دست آمده، همبستگی زیاد و معنی داری (50/0p) با میانگین CTI نشان داد. نتایج این پژوهش نشان داد که توپوگرافی عامل مهمی در شناسایی مقادیر مؤثر ویژگی های هیدرولیکی خاک در مقیاس منطقه ای است.

با توجه به اثرات فلزات سنگین بر سلامت انسان، حذف آنها از محیط زیست ضروری است. در این مطالعه، کارآیی چند جاذب در حذف سرب از محلول خاک ارزیابی شد. آزمایش به صورت فاکتوریل، در قالب طرح کاملاٌ تصادفی با سه تکرار اجرا شد. تیمارهای آزمایشی شامل سه نوع جاذب (زئولیت، بیوچار آفتابگردان و کربن فعال)، چهار سطح غلظت سرب (0، 300، 600 و 900 میلی گرم بر لیتر نیترات سرب) و سه نمونه خاک مختلف بود. طبق نتایج، بهترین pH جذب سرب 5 و زمان تعادلی مناسب 24 ساعت بود. همچنین، با افزایش وزن جاذب، میزان حذف فلز سرب از محلول افزایش یافت. همین طور در بیشتر حالات، مدل لانگمویر داده ها را بهتر از مدل فروندلیچ توصیف کرد. از آنجا که غلظت کل سرب واجذب شده با زئولیت و بیوچار کمتر از کربن فعال بود، این موضوع نشان دهنده کارایی بالاتر این جاذب ها نسبت به کربن فعال است.

در این تحقیق با به کارگیری یک مدل عددی دوبعدی، هیدرولیک جریان عبوری از دریچه های کشویی در شرایط مستغرق شناسایی شد و نتایج حاصل با روابط موجود و داده های آزمایشگاهی مورد مقایسه قرار گرفت. داده های آزمایشگاهی مورد استفاده در این تحقیق گستره مناسبی از جریان با استغراق پایین تا استغراق کامل را پوشش می دهند. مدل سازی عددی با استفاده از جعبه ابزار صورت گرفت. برای اعمال اثرات آشفتگی، مدل استاندارد به کار گرفته شد. همچنین، شناسایی سطح آزاد جریان به کمک روش حجم سیال صورت گرفت. نتایج حاصل به صورت پروفیل سطح آب، الگوی توزیع سرعت در عمق، وضعیت جریان رو به جلو و جریان برگشتی در ناحیه مستغرق بعد از دریچه، استخراج و با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شد. پروفیل های سطح آب و توزیع سرعت با درستی مناسبی شبیه سازی شد. در بررسی پروفیل های سرعت بدون بعدشده، ملاحظه شد که در نزدیک سطح جریان، به دلیل اثر جریان های زیرسطحی که در مدل دوبعدی لحاظ نشده است، سرعت محاسبه شده از مدل بیشتر از سرعت اندازه گیری شده است. اختلاف نتایج حاصل از مدل با داده های آزمایشگاهی روی پارامترهای عمق جریان روبه جلو و عمق پایاب، نشان دهنده تاثیر نسبت استغراق روی این مولفه های جریان است. در ناحیه جریان توسعه یافته پایاب دریچه مستغرق، اختلاف بین نتایج مدل دوبعدی با اندازه گیری های آزمایشگاهی کاهش یافت که می توان آن را به کاهش اثرات آشفتگی و نزدیک شدن به جریان دو بعدی در نقاط دورتر در پایین دست دریچه نسبت داد. پیشنهادهایی در خصوص نحوه تعیین شرایط مرزی در بسته مطرح گردید.

پوشش های شناور یکی از روش های کاهش تبخیر از سطح آب می باشند. هدف این تحقیق بررسی اثر پوشش های شناور در کاهش تبخیر از سطح مخازن آب می باشد. در این تحقیق از سه نوع پوشش (پلی کربنات، پلی استایرن و پلی استایرن با روکش آلومینیوم) بر روی سطح 3 مخزن آب (با سه تکرار برای هر پوشش) استفاده شد. تغییرات عمق آب مخازن پوشش-دار و بدون پوشش در بازه زمانی آذر 93 تا آبان 94 اندازه گیری شد. سپس مقادیر تبخیر اندازه گیری شده در قالب طرح بلوک کامل تصادفی در نرم افزار آماری SAS آنالیز شد و مقایسه میانگین آن ها در سطح احتمال 99 درصد (01/0P<) و با آزمون چند دامنه ای دانکن انجام شد. نتایج نشان داد مقدار کاهش تبخیر نسبت به مخزن شاهد برای سه پوشش پلی استایرن، پلی استایرن با آلومینیوم و پلی کربنات به ترتیب 6/85، 83 و 5/76 درصد می باشد. این اعداد نشان دهنده عملکرد خوب سه پوشش در کاهش تبخیر از سطح آب می باشد. حداکثر مقدار تبخیر روزانه از مخزن شاهد 0/13 میلیمتر و در مورد پوشش-های پلی کربنات، پلی استایرن و پلی استایرن با روکش آلومینیوم، مقدار تبخیر روزانه به ترتیب 1/3، 3/2 و 9/2 میلیمتر در تیرماه بود. پوشش پلی استایرن نسبت به پلی کربنات هزینه کمتری داشت، اما پوشش پلی کربنات در پایان دوره تحقیق دوام بهتری از خود نشان داد.

زهکش های زیرزمینی در اراضی شالیزاری به منظور زهکشی میان فصل، خشک کردن زمین در زمان برداشت برنج و پایین آوردن سطح ایستابی پس از برداشت برنج (جهت کشت پاییزه و زمستانه) احداث می گردد. با توجه به اینکه اراضی شالیزاری استان گیلان (به دلیل بافت خاک سنگین، نفوذپذیری کم، بارندگی شدید و وجود لایه نفوذناپذیر کم عمق) از شرایط منحصر به فردی نسبت به اراضی غیر شالیزاری برخوردار می باشند، مطالعه و معرفی معادله ای که بیشترین سازگاری را با این شرایط دارد ضرورت دارد. لذا در این پژوهش کارایی معادلات ماندگار و غیر ماندگار زهکشی برای تعیین فواصل زهکش های زیرزمینی در اراضی شالیزاری به منظور کشت دوم پس از برداشت برنج (کشت پاییزه و زمستانه) مطالعه گردید. تیمارهای مورد مطالعه شامل شش سیستم زهکشی زیرزمینی معمولی متشکل از L7. 5D0. 8، L10D0. 8، L15D0. 8، L7. 5D1، L10D1، L15D1 بودند. در این مطالعه از هفت رابطه ماندگار زهکشی شامل معادلات هوخهات، کرکهام، داغان، اگینو موراشیما، دلاکرویکس، هوخهات-ارنست و ارنست و سه رابطه غیر ماندگار شامل معادلات گلور-دام، معادله ترکیبی باور-وان شیلفگارد با معادله هوخهات و دوزو و هلینگا استفاده گردید. از بین بارندگی های رخ داده در طول آزمایش، باران سه روزه با مقدار 9/23 میلی متر به دلیل نزدیکی به باران طرح برای تصمیم گیری در مورد بهترین معادله انتخاب گردید. معادله ای که فاصله زهکش ها را در بارندگی مذکور با کمترین انحراف نسبت به بهترین تیمار زهکشی (L10D0. 8) برآورد نمود به عنوان بهترین معادله زهکشی انتخاب شد. بر اساس نتایج بدست آمده در این پژوهش، معادله هوخهات-ارنست از بین معادلات ماندگار و معادله ترکیبی باور-وان شیلفگارد با معادله هوخهات از بین معادلات غیر ماندگار فاصله زهکش ها را با کمترین انحراف نسبت به بهترین تیمار زهکشی برآورد نمود که به عنوان بهترین معادلات و معادله دلاکرویکس به عنوان ضعیف ترین معادله در طراحی زهکش های زیرزمینی برای اراضی شالیزاری به منظور فراهم کردن شرایط مناسب در کشت دوم معرفی گردید.

این پژوهش با هدف بررسی اثر کمپوست زباله شهری اراک، غنی شده با خاکستر لاستیک بر تغییر قابلیت دسترسی روی در یک خاک آلوده به کادمیوم انجام گرفت. تیمارهای آزمایشی شامل کاربرد 0، 15 و 30 تن در هکتار کمپوست زباله شهری اراک غنی شده با 0 و 200 کیلوگرم در هکتار خاکستر لاستیک در خاکی با مقادیر 0، 5، 10 و 15 میلی گرم کادمیوم در کیلوگرم و گیاه مورد نظر سورگوم (رقم کیمیا) بوده است. افزایش کاربرد کمپوست زباله شهری اراک از 0 به 15 تن در هکتار در خاک آلوده به 10 میلی گرم کادمیوم در کیلوگرم خاک باعث افزایش 80 درصدی در مقدار روی قابل عصاره گیری با DTPA شد. مشابه این نتیجه، بعد از 60 روز از شروع آزمایش در غلظت روی در شاخساره گیاه حاصل شد که 60 درصد افزایش یافت. کاربرد خاکستر لاستیک نیز نقش مؤثری در افزایش قابلیت دسترسی روی داشت، به نحوی که غنی سازی 15 و 30 تن در هکتار کمپوست زباله شهری با خاکستر لاستیک در خاک آلوده به 10 میلی گرم کادمیوم به ترتیب باعث افزایش 22 و 26 درصدی در غلظت روی قابل دسترس خاک شد، این در حالی است که غلظت روی در شاخساره گیاه نیز به ترتیب 13 و 20 درصد افزایش یافت. نتایج این پژوهش حاکی از آن است که بیشترین غلظت روی در شاخساره گیاه همزمان با کاربرد 30 تن در هکتار کمپوست زباله شهری اراک غنی شده با خاکستر لاستیک در خاک غیر آلوده به فلز کادمیوم بوده است، هر چند که در این میان نقش نوع گیاه و ویژگی های فیزیولوژیکی گیاه در تغییر قابلیت دسترسی روی توسط گیاه نبایستی نادیده گرفته شود.

در این تحقیق سعی گردید تا یک بررسی آزمایشگاهی بر روی پارامتر های انتقال و انتشار محیط های سنگدانه ای با استفاده از دو دبی کاملاً درون گذر عبوری، دو قطر سنگدانه و پنج غلظت تزریقی مختلف انجام شود. ابتدا با استفاده از حسگر های دیجیتال تعیین کننده هدایت الکتریکی و نرم افزار مربوطه اقدام به برداشت منحنی های رخنه آزمایشگاهی نموده سپس با استفاده از روش گشتاور گیری زمانی ضرایب انتشار طولی و سایر پارامتر های انتقال و انتشار اعم از متوسط زمان ماند، واریانس و چولگی منحنی های رخنه محاسبه شد و با استفاده از ضرایب بدست آمده و حل تحلیلی معادله ی کلاسیک انتقال و انتشار، منحنی های تحلیلی استخراج شده و با موارد آزمایشگاهی مورد مقایسه قرار گرفتند. نتایج حاصله کارائی روش گشتاور گیری را به اثبات رسانده و نشان داد که حل تحلیلی انجام شده با ضرایب انتشار حاصل شده از روش گشتاورگیری، به جز نقطه اوج منحنی (در بعضی از مواقع)، بقیه قسمت های آن را به خوبی مدل سازی می نماید.

پژوهش حاضر با هدف بررسی تأثیر سطوح شوری آب آبیاری، dSm-15/0، 3 و 6 ناشی از کلریدسدیم (به ترتیبS0. 5، S3 و S6) و سطوح آبیاری 60، 80 و 100 درصد نیاز آبی گیاه (به ترتیبE60، E80، E100) بر عناصر غذایی و رشد اسفناج و پروفیل شوری خاک به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در چهار تکرار در گلدان اجرا گردید. بر اساس یافته ها، ارتفاع گیاه، تعداد برگ، شاخص سطح برگ و کلروفیل به طور معنی داری تحت تأثیر میزان شوری و آب قرار گرفتند به گونه ای که با افزایش مقدار نمک در آب آبیاری و کاهش مصرف آب، شاخص کلروفیل، شاخص سطح برگ، ارتفاع گیاه و تعداد برگ کاهش یافت. با افزایش شوری تا dSm-1 3، میزان فسفر و نیتروژن گیاه نسبت به تیمار S0. 5 افزایش غیر معنی دار و پتاسیم کاهش معنی داری نشان دادند. کاهش فسفر و نیتروژن در تیمار E60 نسبت به E100 به ترتیب 3/1 و 46/0 درصد و افزایش پتاسیم 62/1 درصد به دست آمد که هیچکدام معنی دار نگردید. نیمرخ شوری خاک نیز بیانگر افزایش حدود 23 و 53 درصدی شوری در لایه ی 6-0 سانتی متری در تیمار S3 و S6 نسبت به S0. 5 بود و با کاربرد آب با شوریdSm-1 6، متوسط شوری خاک در حد قابل قبول به دست آمد.

این پژوهش به منظور بررسی تأثیر مقادیر مختلف کودهای آلی کمپوست زباله شهری و لجن فاضلاب بر خصوصیات خاک و محصول ذرت پس از یک و پنج سال مصرف، در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در ایستگاه تحقیقاتی آبیاری و زهکشی رودشت اصفهان انجام شد. در هر سال چهار تیمار مصرف کودهای آلی (کمپوست شهری 25 و 50 تن در هکتار و لجن فاضلاب 15 و 30 تن در هکتار) به همراه تیمار شاهد (عدم مصرف کود آلی) قبل از کشت، در کرت های ثابت به خاک اضافه شد. نتایج آزمایش نشان داد که مصرف کودهای آلی علاوه بر کاهش pH خاک باعث افزایش معنی دار برخی از عناصر ضروری پرنیاز و کم نیاز در خاک و به ویژه عنصر غیرضرور سرب در خاک شد. هم چنین افزایش این عناصر در اندام هوایی گیاه نیز قابل مشاهده بود. غلظت این عناصر در خاک و گیاه با مصرف پنج سال کودهای آلی مورد نظر به صورت قابل توجهی نسبت به سال اول افزایش داشت. کاربرد کودهای آلی به ویژه پس از پنج سال مصرف، باعث افزایش معنی دار عملکرد گیاه ذرت نسبت به تیمار شاهد شد.

با توجه به محدودیت منابع آب، کم آبیاری می تواند یکی از روش های مناسب در این شرایط باشد. هدف این پژوهش بهینه سازی مصرف آب و تعیین حد بهینه نیتروژن به صورت همزمان می باشد. در این پژوهش دو راهبرد کم آبیاری 75 (I2)، 50 (I3) و 25 (I4) درصد آب مورد نیاز و آبیاری کامل (I1) و تیمارهای مختلف نیتروژن با کاربرد 150 (N1)، 5/112 (N2) و 75 (N3) کیلوگرم در هکتار مورد استفاده قرار گرفت. بهینه سازی آب و نیتروژن نشان داد که از میان توابع تولید خطی ساده، تابع کاب داگلاس، درجه دومو متعالی، تابع تولید مناسب سویا، مدل متعالی می باشد. میزان بهینه آب و نیتروژن تحت شرایط تنش آب-نیتروژن برای گیاه سویا در دو سال به ترتیب 230 و 5/216 میلی متر آب و 150 کیلوگرم نیتروژن برآورد شد. نتایج نشان داد، تیمار N3 در حالت کم آبیاری I2 نسبت به روش آبیاری کامل، 28/33% افزایش تولید داشته است.

به منظور ارزیابی اثر مقادیر مختلف مواد اصلاح کننده طبیعی و مصنوعی خاک بر عملکرد بیولوژیک و عملکرد دانه گندم، آزمایشی در مزرعه تحقیقاتی مرکز آموزش عالی کاشمر اجرا شد. در این پژوهش تیمار های آزمایشی شامل چهار مقدار هیدروژل A200؛ صفر (S0)، 1 (S1)، 2 (S2) و 3 (S3) گرم در کیلوگرم خاک، چهار مقدار ورمی کمپوست؛ صفر (V0)، 2 (V1)، 3 (V2) و 4 (V3) گرم در کیلوگرم خاک و سه میزان آبیاری؛ 40 (W1)، 20 (W2) و صفر (W3) درصد نقصان رطوبتی بودند. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی و به صورت گلدانی در تعداد 144 عدد گلدان اجرا شد. نتایج نشان داد که بیش ترین میزان زیست توده و عملکرد دانه در تیمار S3V3W3 به ترتیب به میزان 7/81 و 35 گرم در گلدان و کم ترین میزان زیست توده و عملکرد دانه نیز در تیمار S0V0W1 به ترتیب به میزان 35 و 2/10 گرم در گلدان به دست آمد. کاربرد هیدروژل A200 و ورمی کمپوست به ترتیب باعث افزایش 88/31 و 5/18 درصدی عملکرد بیولوژیک و 5/23 و 25/20 درصدی عملکرد دانه گندم شده است. تحت شرایط این آزمایش، اثر متقابل هیدروژل A200 و ورمی کمپوست بر عملکرد دانه معنی دار نشد. اثر هیدروژل A200 و ورمی کمپوست بر روی عملکرد دانه معنی دار شد به طوری که بیش ترین مقدار عملکرد دانه مربوط به تیمار 2 گرم در کیلوگرم خاک هیدروژل A200 و 3 گرم در کیلوگرم خاک ورمی کمپوست و بیش ترین مقدار عملکرد بیولوژیک مربوط به تیمار 3 گرم در کیلوگرم خاک هیدروژل A200 و 4 گرم در کیلوگرم خاک ورمی کمپوست بدست آمد. کاربرد جداگانه هیدروژل A200 و ورمی کمپوست برای رسیدن به حداکثر میزان عملکرد بیولوژیک و عملکرد دانه قابل توصیه است.

کنترل پرش هیدرولیکی برای کاهش خسارت وارده به ابنیه پایین دست از مسائل مورد توجه محققین است. هر چند تحقیقاتی بر روی کاربرد بستر زبر برای کنترل پرش مستغرق انجام شده است، اما مطالعه ای بر روی کاربرد همزمان شیب معکوس همراه با زبری بستر و پله انتهایی انجام نگرفته است. در این پژوهش، بررسی خصوصیات پرش هیدرولیکی مستغرق در محدوده اعداد فرود اولیه 4 تا 10 و نسبت استغراق 1/0 تا 5/1 بر روی بستر با شیب معکوس، زبری سنگریزه-ای و ارتفاع پله انتهایی متفاوت انجام شد. نتایج نشان داد که در یک عدد فرود معین، طول پرش مستغرق و افت انرژی نسبی آن به ترتیب بیشتر و کمتر از این مشخصات برای پرش هیدرولیکی آزاد است. همچنین با افزایش نسبت استغراق اتلاف انرژی به طور متوسط 10 و طول پرش مستغرق در مقایسه با حالت کلاسیک آن 33 درصد کاهش نشان داد. همچنین ضخامت لایه مرزی بی بعد در پرش مستغرق برابر با 37/0 به دست آمد. از سوی دیگر مقادیر ضریب نیروی برشی (ε ) به طور متوسط 44/4 برابر حالت کلاسیک محاسبه شد.

با توجه به افزایش تبخیر-تعرق و کمبود منابع آب، برآورد دقیق نیاز آبی گیاهان ضرورت می یابد. پیشرفت های موجود و توسعه فناوری ساخت دستگاه های خودکار و هوشمند در زمینه کشاورزی، کمک بسیاری به بررسی این متغیر نموده است. در این پژوهش به طراحی، ساخت و واسنجی لایسیمتر کوچک وزنی هوشمند قابل حمل به عنوان ابزاری دقیق در برآورد پارامترهایی نظیر تبخیر-تعرق گیاه، ضرایب گیاهی و همچنین بررسی رفتار ترکیبات شیمیایی در آب و اعماق خاک پرداخته شده است. این مطالعه در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه شهید باهنر کرمان طی سال های 1395 و 1396 به انجام رسیده است. به منظور طراحی میکرولایسیمتر مورد نظر، ابتدا سیلندر داخلی آن با ابعادی به قطر و ارتفاع 30×27 سانتی متر از جنس استیل ضد زنگ و جدار خارجی به قطر 40 سانتی متر انتخاب گردید. با توجه به این موضوع که میکرولایسیمتر ساخته شده از نوع وزنی الکترونیکی می باشد لذا از یک لودسل تک نقطه از جنس آلومینیوم، با نرخ بارگذاری 60 کیلوگرم برای سیستم توزین استفاده گردید. به منظور برداشت داده های هواشناسی نظیر بارش، دمای هوا، رطوبت نسبی، فشار هوا، تعداد ساعات آفتابی و شدت تابش، از یک ایستگاه هواشناسی خودکار در مجاورت میکرولایسیمتر و جهت تأمین آب مورد نیاز گیاه، یک سیستم آبیاری خودکار نیز طراحی گردید که قادر است در فواصل زمانی معین، آب گیاه را با توجه به مقادیر ثبت شده توسط سنسور رطوبت موجود در خاک تأمین نماید. مقدار آب مازاد خروجی نیز به واسطه پیمانه های خودکار طراحی شده مستقر در زیر سیلندر میکرولایسیمتر به دست می آید. اندازه گیری رطوبت و دمای خاک در عمق موردنظر و توسط دو سنسور رطوبت سنج و دماسنج خاک انجام می پذیرد. کلیه ی سنسورها مورد واسنجی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که ضریب تبیین بین مقادیر مشخص و وزن میکرولایسیمتر برابر با 9998/0 می باشد. در مرحله ی آخر میکرولایسیمتر آماده نصب و کشت، در محیط مزرعه گردید.