تحقیقات آب و خاک ایران
سال:1391 | دوره:43 | شماره:3 |تعداد مقالات:9

کادمیوم (Cd) یکی از سمی ترین آلاینده ها بوده و تجمع آن در گیاهان و خاک ها نگرانی در این مورد را افزایش داده است. از طرف دیگر Zn عنصر کم مصرف در تغذیه برنج بوده و با Cd دارای برهمکنش می باشد. برای مطالعه اثر Cd و Zn بر ویژگی های رشد گیاه برنج و غلظت Zn، Cd، Fe و Mn در خاک آزمایشی به صورت فاکتوریل و در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با دو رقم برنج (هاشمی و واندانا)، دو سطح رطوبتی (غرقاب و غیر غرقاب)، سه سطح Zn (0، 5 و 10 میلی گرم بر کیلوگرم خاک)، سه سطح Cd (0، 5 و 10 میلی گرم بر کیلوگرم خاک) و در سه تکرار انجام گرفت. نتایج نشان داد با تغییر رژیم رطوبتی از غرقاب به غیرغرقاب وزن بخش هوایی و وزن و حجم ریشه ها در هر دو رقم کاهش یافت. رقم واندانا ماده خشک، حجم ریشه و تعداد برگ در بوته بیشتری نسبت به رقم هاشمی داشت. مصرف Zn وزن بخش هوایی و ریشه، حجم ریشه، تعداد برگ و پنجه در بوته، ارتفاع گیاه و کارایی مصرف آب را افزایش داد اما غلظت Cd قابل استخراج با DTPA خاک کاهش یافت. مصرف Cd پارامتر های مذکور و غلظت Fe و Zn قابل استخراج با DTPA خاک را ابتدا افزایش و سپس کاهش داد. با مصرف Cd، غلظت Cd و Mn قابل استخراج با DTPA خاک افزایش یافت. بر همکنش Cd و Zn فقط در مورد Zn قابل استخراج با DTPA معنی دار نبود. مصرف Cd در هر سطح Zn وزن بخش هوایی و کارایی مصرف آب را ابتدا افزایش و سپس کاهش داد.

برای مطالعه اثر کادمیوم (Cd) و روی (Zn) بر غلظت، مقدار و فاکتور انتقال فسفر (P)‎، مس (Cu)، آهن (Fe) و منگنز (Mn) در گیاه برنج آزمایشی در گلخانه به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با دو رقم برنج (هاشمی و واندانا)، دو سطح رطوبت (غرقاب و غیر غرقاب)، سه سطح Zn و Cd (0، 5 و 10 میلی گرم بر کیلوگرم خاک) و در سه تکرار انجام گرفت. نتایج نشان داد که با تغییر رژیم رطوبتی از غرقاب به غیرغرقاب غلظت و مقدار P بخش هوایی و ریشه، مقدار Fe بخش هوایی، غلظت Fe ریشه، غلظت و مقدار Mn بخش هوایی کاهش یافت اما غلظت Cu در بخش هوایی و ریشه و فاکتور انتقال Fe در هر دو رقم افزایش یافت. مصرف Zn ابتدا باعث افزایش و سپس کاهش غلظت P بخش هوایی و ریشه، مقدار P ریشه و غلظت Fe بخش هوایی شد. غلظت Cu و Mn بخش هوایی با مصرف Zn کاهش یافت. مصرف Cd مقدار P، Mn و Fe بخش هوایی و ریشه و مقدار Cu ریشه را ابتدا افزایش و سپس کاهش داد. همچنین غلظت Cu و Fe ریشه، غلظت Mn بخش هوایی و فاکتور انتقال Mn کاهش یافت. بر همکنش Cd و Zn معنی دار بوده و مصرف Cd در هر سطح Zn، غلظت و مقدار P بخش هوایی، مقدار Cu و P ریشه، مقدار Fe و Mn بخش هوایی را ابتدا افزایش و سپس کاهش داد.

هیدروکربن های نفتی همچون الیگواتیلن جزء مهمی از آلاینده های خاک و آب به شمار می روند. بعلت عدم کارایی و مشکلات زیست محیطی ناشی از روش های حذف شیمیایی و فیزیکی، در این تحقیق با هدف دستیابی به جدایه های توانمند تجزیه کننده الیگواتیلن، یک جدایه باکتری، Lysinibacillus xylanilyticus و یک جدایه قارچ، Aspergillus niger، از طریق روش غنی سازی از خاک های مکان های دفن زباله جداسازی شدند. توانایی تجزیه الیگواتیلن توسط این جدایه ها در محیط معدنی حاوی 1% (V/V) الیگواتیلن مایع به عنوان تنها منبع کربن پس از 30 روز گرماگذاری بر روی شیکر در دمای 30oC سنجش شد. پس از گذشت زمان یاد شده، زیست توده قارچ برابر با 0.1370 گرم به ازای 100ml محیط کشت اندازه گیری شد و میزان رشد باکتری به 3.2 برابر مقدار اولیه خود (1.5×108CFU.ml-1) رسید که نشان دهنده مصرف الیگواتیلن بعنوان تنها منبع کربن بود. نتایج آنالیز FTIR نمونه ها، اکسایش ترکیب و تشکیل گروه های کربونیل طی فرآیند های اکسیداسیون توسط هر دو جدایه را اثبات نمود.

در یک آزمایش گلخانه ای، تغییرات فسفر قابل جذب و شکل های فسفر معدنی در رایزوسفر برنج (Oryza sativa L.) رقم خزر پس از مصرف 40 میلی گرم فسفر به صورت مونوکلسیم فسفات بر کیلوگرم خاک های شالیزاری شمال ایران بررسی گردید. آزمایش به صورت فاکتوریل 2×14 و در قالب طرح پایه کاملا تصادفی با دو فاکتور نوع خاک در 14 سطح (10 خاک آهکی و چهار خاک غیرآهکی و اسیدی) و کشت گیاه در دو سطح (با کشت و بدون کشت برنج) و هر سطح با دو تکرار انجام شد. لوله های خاک را که به روش خاصی طراحی و در ابتدای آزمایش در تمامی گلدان های باکشت و بدون کشت برنج قرار داده شده بودند، پس از گذشت سه ماه، از خاک رایزوسفر (گلدان های باکشت) و توده خاک (بدون کشت)، به طور هم زمان بیرون کشیده و بلافاصله شکل های فسفر معدنی در خاک های آهکی به روش عصاره گیری متوالی (1989) Jiang and Gu و در خاک های غیرآهکی به روش (1996) Kuo و فسفر قابل جذب به روش اولسن اندازه گیری گردید. نتایج نشان داد که در همه 14 خاک مورد مطالعه، فسفر قابل استخراج با عصاره گیر اولسن در خاک رایزوسفر برنج (باکشت) به طور معنی داری از توده خاک (کشت نشده) کمتر بود ولی پس از افزودن فسفر جذب شده به وسیله گیاه به فسفر قابل استخراج باقی مانده در خاک رایزوسفر، کل فسفر قابل-جذب در خاک رایزوسفر بیشتر از توده خاک گردید. در خاک های آهکی، مقدار فسفر به شکل های دی کلسیم فسفات، اکتا کلسیم فسفات و فسفات های آلومینیوم در خاک رایزوسفر به طور معنی داری از توده خاک (کشت نشده) کمتر بود در حالی که مقدار فسفر به شکل های فسفات های آهن و فسفر محبوس در اکسیدهای آهن در رایزوسفر تفاوت معنی داری با توده خاک نداشت. مقدار آپاتایت فقط در دو خاک آهکی در رایزوسفر برنج به طور معنی داری کمتر از توده خاک بود. در خاک های غیرآهکی و اسیدی، مقدار فسفر به شکل های به سهولت محلول، فسفات های آلومینیوم و فسفات های آهن در رایزوسفر به طور معنی داری از توده خاک کمتر بود در حالی که مقدار فسفر به شکل های آپاتایت و فسفر محبوس در اکسیدهای آهن در خاک رایزوسفر تفاوت معنی داری با توده خاک نداشت. نتایج این تحقیق نشان داد که عصاره گیر اولسن ممکن است فسفر قابل جذب خاک را در شرایط آزمایشگاهی (هواخشک) کمتر از مقدار واقعی برآورد نماید.

آبیاری تکمیلی به عنوان یکی از مدیریت های زراعی موثر در افزایش بهره وری و عملکرد محصول در شرایط دیم مطرح است، با توجه به بحث توابع تولید زمان آبیاری تکمیلی یکی دیگر از عوامل مهم در میزان افزایش محصول می باشد. به منظور بررسی اثر زمان آبیاری تکمیلی و اثر متقابل آن با تاریخ کاشت بر عملکرد عدس، دو عامل آبیاری تکمیلی (بدون آبیاری (تیمار شاهد)، تک آبیاری در مرحله دانه بندی T2 و تک آبیاری در مرحله پر شدن غلاف T3) و تاریخ کاشت (کاشت در 15 فروردین ماه D1 و کاشت در 25 فروردین ماه D2) مورد پژوهش قرار گرفتند و در این راستا آزمایشی در سال 1390 در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره) قزوین انجام شد. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی، با شش تیمار و سه تکرار اجرا گردید، تیمارها شامل، D1T1 (کاشت در 15 فروردین، بدون آبیاری به عنوان تیمار شاهد)، D1T2 (کاشت در 15 فروردین، تک آبیاری در مرحله دانه بندی)، D1T3 (کاشت در 15 فروردین، تک آبیاری در مرحله پر شدن غلاف)، D2T1 (کاشت در 25 فروردین، بدون آبیاری)، D2T2 (کاشت در 25 فروردین، تک آبیاری در مرحله دانه بندی) و D2T3 (کاشت در 25 فروردین، تک آبیاری در مرحله پر شدن غلاف). تاثیر مرحله اعمال تک آبیاری بر عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک و تعداد دانه در واحد سطح معنی دار بود، به طوری که نتایج نشان داد برای کشت در تاریخ 15 فروردین، اعمال تیمار تک آبیاری در مرحله دانه بندی باعث شد عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیکی به ترتیب 280% و 210% بیشتر از تک آبیاری در مرحله پرشدن غلاف شود. از طرفی با مقایسه عامل تاریخ کاشت (که باعث اختلاف بسیار معنی داری در عملکرد و اجزای عملکرد در سطح 99 درصد شده است) مشاهده گردید، میزان عملکرد دانه گیاه، برای تک آبیاری در مرحله دانه بندی از 1057.6 کیلوگرم در هکتار برای تاریخ کشت 15 فروردین به 190.93 کیلوگرم در هکتار برای کشت در 25 فروردین، کاهش پیدا کرده، یعنی تاخیر در تاریخ کاشت در شرایط تک آبیاری در مرحله دانه بندی، منجر به کاهش 82 درصدی عملکرد دانه گردیده است. این عدد برای تک آبیاری در مرحله پر شدن غلاف نیز برابر 82 درصد بوده و میزان عملکرد دانه گیاه از 371.6 کیلوگرم در هکتار برای کشت در 15 فروردین به 68.2 کیلوگرم در هکتار برای کشت در 25 فروردین کاهش پیدا کرده است.

تداوم خیسی برگ (Leaf Wetness Duration) یک پارامتر کلیدی در هواشناسی کشاورزی است که به دلیل دشواری های موجود در اندازه گیری، روش های مختلفی برای برآورد آن با استفاده از داده های هواشناسی توسعه پیدا کرده است. از میان مدل های مختلفی که برای برآورد LWD استفاده می شود مدل های فیزیکی که از اصول شکل گیری شبنم و تبخیر شبنم و بارندگی استفاده می کنند دارای قابلیت انتقال پذیری مکانی زیادی بوده اما اغلب به دلیل پیچیدگی استفاده عملی از آنها دشوار است. در مقابل، مدل های تجربی با وجود محدودیت هایی که دارند بیشتر کاربرد دارند. ساده ترین مدل تجربی تنها از رطوبت نسبی استفاده می کند. هدف این مطالعه ارزیابی کارآئی یک مدل تجربی بر مبنای کاربرد رطوبت نسبی و یک رهیافت فیزیکی بر مبنای مدل پنمن- مانتیث در برآورد LWD در ایستگاه سروستان استان فارس است. نتایج نشان می دهند که هر دو مدل آستانه ثابت رطوبتی و مدل فیزیکی در فصول پاییز و زمستان برآورد بهتری از LWD را نسبت به فصول بهار و تابستان دارند.هر دو مدل در فصول گرم دارای کم برآورد LWD می باشند که این مقادیر در فصول سرد توسط مدل تجربی کم برآورد و با مدل فیزیکی بیش برآورد را نشان می دهد و میانگین خطای مطلق MAE در مدل تجربی نسبت به مدل فیزیکی کمتر است. در نهایت تعیین آستانه بهینه برای محل مورد نظر و به کار گیری آن در مدل تجربی آستانه ثابت رطوبتی برآوردها را بهبود می بخشد و LWD را با خطای کمتری نسبت به دو مدل پیشین برآورد می کند. مقایسه ساعتی هر سه مدل نیز برآوردهای بهتر با خطای کمتری را برای مدل آستانه بهینه نشان می دهند.

گرمایش جهانی باعث تغییرات در سری زمانی متغیرهای هواشناسی شده است که این تغییرات همراه با مداخله جدی عوامل انسانی در طبیعت، تغییرات هیدرولوژیکی را نیز به همراه داشته است. بطوریکه می توان اثرات آنها را در قالب روند در سری زمانی مربوط مشاهده کرد. هدف از انجام این تحقیق، بررسی و مقایسه روند تغییرات متغیرهای دما، بارندگی و دبی رودخانه ها بصورت ماهیانه و سالانه در سطح حوضه دریاچه ارومیه با استفاده از روش های غیرپارامتری می باشد. بدین منظور چهار روش من-کندال، تایل-سن، اسپیرمن و سنس تی که جزو متداولترین روش های غیرپارامتری هستند، به کار گرفته شدند. مطالعه 11 ایستگاه دما سنجی، 35 ایستگاه باران سنجی و 35 ایستگاه آب سنجی نشان داد که دما در سطح حوضه بطور معنی دار روند افزایشی دارد. اما بارندگی های سالانه و ماهیانه رفتارهای متفاوت را نشان دادند، بطوریکه در 8 درصد از ایستگاه ها روند افزایشی و در 14 درصد از ایستگاه ها روند کاهشی ملاحظه شد. در خصوص دبی رودخانه ها، 60 درصد از ایستگاه ها به صورت سالانه و ماهیانه روند کاهشی داشته اند. مقایسه روش ها نشان داد که روش های من-کندال و تایل سن درصد ایستگاه های معنی دار یکسان و روش های سنس تی و اسپیرمن به ترتیب کمترین و بیشترین روند را در ارزیابی ماهیانه ایستگاه ها تشخیص می-دهند اما در ارزیابی سالیانه، روش سنس تی بیشترین روند را در ایستگاه ها نشان داد.

انتقال آب توسط فرایند پمپاژ مستلزم صرف انرژی و هزینه زیادی است و استفاده از آن باید با طراحی صحیح مجموعه ایستگاه پمپاژ و جایگذاری درست پمپها و اتصالات همراه باشد. حوضچه های مکش برای بسیاری از ایستگاههای پمپاژ طراحی می شوند و اغلب با مشکل جریانهای نامنظم و تولید گردابه ها مواجهند بنابراین نتایج بررسی الگوی عمومی جریان درون حوضچه های مکش در وضعیتهای مختلف هیدرولیکی و ژئومتری، و همچنین بررسی فشارهای منفی وارد بر کف می تواند به بهره برداری مناسب از طرح پمپاژ و کاهش هزینه ها کمک کند. این پارامترها می توانند با مقدار مصرف انرژی برای حجم یا دبی مشخصی از آب نیز مرتبط باشند، و نتیجه تحقیق هم حاکی از افزایش مصرف انرژی، در اثر نامناسب بودن پارامترهای طراحی و افزایش گردابه های سطحی است. در این تحقیق با اندازه گیری سه بعدی سرعت در حوضچه مکش و ثبت مشاهدات کیفی، تغییرات الگوی جریان بر حسب تغییر دو پارامتر ارتفاع استغراق لوله مکش و فاصله لوله مکش از کف در دبیهای مختلف بررسی شده است. نتایج، تاثیر واضح این پارامترها بر تشکیل گردابه ها و مقدار فشار منفی وارده بر کف حوضچه و همچنین لزوم تحقیق بیشتر برای تکمیل و تعدیل روابط موجود در این زمینه را نشان می دهند.

ایران پس از چین، هند و پاکستان بیشترین مساحت اراضی شور و سدیمی را در آسیا دارا می باشد. بنابراین زهکشی جزء غیر قابل تفکیک کشاورزی فاریاب در بسیاری از نقاط ایران به حساب می آید. عمق نصب زهکش ها یکی از چالش های مهم در طراحی و اجرای شبکه های زهکشی از دیدگاه اقتصادی و زیست محیطی است. در این مقاله برای بررسی این موضوع، از یک مدل آزمایشگاهی بهره گرفته شده است. زهکش ها در اعماق 0.25، 0.5 و 0.85 متری در یک تانک شن به ابعاد 2×1×0.5 متر حاوی سه لایه خاک با بافت رس سیلتی هر یک به ضخامت 0.3 متر با هدایت های الکتریکی عصاره اشباع به ترتیب از بالا 12.7، 31.2و 67.5 دسی زیمنس بر متر نصب شده و کمیت و کیفیت آب خروجی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد که بیشینه هدایت الکتریکی آب خروجی با افزایش عمق نصب زهکش ها افزایش می یابد. بیشترین شوری خارج شده از زهکش های نصب شده در عمق های 0.25، 0.5 و 0.85 متری به ترتیب برابر 43.1، 55.6 و 131.8 دسی زیمنس بر متر اندازه گیری شد. عمق آب تخلیه شده در هر آزمایش برای رسیدن به شوری بیشینه به ترتیب برای سه عمق برابر با 22.5، 25.5 و 27 میلی متر اندازه گیری شد. بنابراین، می توان نتیجه گرفت که کاهش عمق نصب زهکش ها موجب بهبود کیفیت آب خروجی و کاهش مقدار آن می گردد.