مهندسی زراعی
سال:1398 | دوره:42 | شماره:1 |تعداد مقالات:10

ماکروپورهای خاک مهم ترین عامل انتقال پساب کودها و میکروارگانیسم ها از جمله باکتری های شاخص مدفوعی به خاک های عمیق تر و حتی به آب های زیرزمینی می باشند. در این راستا، پژوهش حاضر با هدف مطالعه ترابری ترجیحی و نگهداشت باکتری اشرشیاکولای به عنوان یک باکتری شاخص و متداول در کودهای حیوانی در شرایط استفاده از آب شور تعریف گردید. مطالعات آزمایشگاهی در سیستم جریان ترجیحی با ماکروپورهای مصنوعی با قطرهای مختلف (1 و 2 سانتی متر) و تیمار شوری مختلف آب (1، 2 و 4 دسی زیمنس بر متر) تحت جریان اشباع در سال 1395 انجام شد. طرح آماری مورد استفاده، فاکتوریل دو فاکتوره در قالب طرح کاملاً تصادفی بود. نتایج نشان داد که اثر متقابل شوری و قطر ماکروپور بر میانگین غلظت خروجی(Cav)، ضریب پالایش باکتری (fλ )، شاخص نسبی جذب باکتری (SR) و عمق بیشینه پیش بینی شده انتقال باکتری (Zmax) در سطح آماری پنج درصد معنی دار بود. تیمار شوری 4 دسی زیمنس بر متر و بدون قطر ماکروپور بیشترین مقدار پالایش (01/0 کلنی بر میلی لیتر) را نشان دادند، به طوری که با افزایش قدرت یونی به میزان 2 برابر، از میزان پالایش 30 درصد کاسته شد. به طور کلی نتایج نشان داد که عامل اصلی انتقال باکتری وجود جریان ترجیحی در اثر پیوستگی ماکروپور است، اما شوری به عنوان یک عامل بازدارنده با افزایش قدرت یونی محلول خاک، میزان پالایش باکتری را کاهش داد.

زغال زیستی، مواد آلی مقاوم به تجزیه بوده و حاصل حرارت دهی زیست توده های گیاهی و بقایای کشاورزی در شرایط عدم وجود اکسیژن یا اکسیژن محدود می باشد. به منظور بررسی تأثیر زغال زیستی حاصل از بقایای کشاورزی (برنج، پنبه و کلزا) بر ویژگی های رشد رویشی و شاخص سبزینگی و انواع کلروفیل گیاه ذرت، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در 4 تکرار به اجرا درآمد که تیمارها شامل شاهد و 3 نوع زغال زیستی تهیه شده از بقایای برنج، پنبه و کلزا در دماهای 350 و 700 درجه سلسیوس هرکدام با مقادیر 2 و 5% وزنی بودند. نتایج نشان داد که در اثر تبدیل بقایای کشاورزی به زغال زیستی مقادیر pH، قابلیت هدایت الکتریکی و محتوی خاکستر افزایش و مقادیر کربن آلی و بازده زغال زیستی کاهش یافت. همچنین افزایش دمای تولید زغال زیستی از 350 به 700 درجه سلسیوس منجر به تولید زغال های زیستی با pH و قابلیت هدایت الکتریکی بالاتر شد. نتایج نشان داد که اثر زغال های زیستی و سطح کاربرد بر تمامی ویژگی های رشد رویشی معنی دار شد لیکن اثر دمای تهیه زغال تنها بر ویژگی های وزن تر و خشک برگ و وزن تر ساقه معنی دار بود. دمای تولید زغال زیستی بر انواع کلروفیل (a، b و کل) و شاخص کلروفیل (SPAD) برگ میانی ذرت اثر معنی داری داشت. به گونه ای که مقادیر کلروفیل a، کلروفیل b و کلروفیل کل در تیمارهای زغال های زیستی تولید شده در دمای 700 درجه سلسیوس نسبت به زغال-های زیستی تولید شده در دمای 350 درجه سلسیوس 6 درصد افزایش یافتند.

عملیات بوجاری از جمله فرآیندهای مهم برای افزایش درجه خلوص دانه هاست. تمیز کردن، اساسی ترین کار در یک ماشین بوجاری می باشد، که در آن ناخالصی ها از دانه های سالم جدا می شوند. در این پژوهش سه نوع سیستم بوجاری مختلف مورد بررسی قرار گرفت تا عملکرد آن ها بر روی بازده تمیزسازی بذر گندم آبی مورد مطالعه قرار گیرد. سیستم های بوجاری مورد نظر عبارت بودند از: 1-ماشین بوجاری به همراه ماشین پیش بوجاری آر ماشین (R-Machine) مدل ARS5000 ساخت ایران، 2-ماشین بوجاری به همراه ماشین پیش بوجاری رام صنعت (Ram-Sanat) مدل RAM200 ساخت ایران 3-ماشین بوجاری به همراه ماشین پیش بوجاری گلدسات (Gold-Saat) مدل GS100S ساخت آلمان. در این پژوهش اثر سیستم های مختلف بوجاری بر فاکتورهای مهمی از قبیل: توانایی هر سیستم در میزان تمیزسازی بذر گندم و درصد تلفات دانه سالم در تمامی خروجی های مختلف هر سیستم (شامل ماشین های پیش بوجاری و بوجاری)، بررسی شد. به منظور تحلیل نتایج از طرح پایه کاملاً تصادفی استفاده شده و میانگین ها با آزمون دانکن مقایسه شدند. نتایج تحلیل آماری داده ها نشان داد که بین میانگین های درصد خلوص نهایی (بازده) هر یک از سیستم های بوجاری اختلاف معنی داری مشاهده نگردید و درصد خلوص نهایی همه آن ها بیش تر از 98 درصد بود. نتایج نشان داد که میزان تلفات از خروجی استوانه مشبّک ماشین پیش بوجاری صفر بود ولی میزان تلفات گندم سالم برای سایر خروجی های هر سیستم (ماشین پیش بوجاری و ماشین بوجاری) در سطح احتمال 1 درصد معنی دار بود. به علاوه کمترین میزان تلفات گندم به سیستم بوجاری رام صنعت تعلق داشت.

استفاده از مواد بهساز آلی و شیمیایی ارزان قیمت در باغ های پسته می تواند منجر به افزایش تولید این محصول استراتژیک گردد. به همین منظور آزمایشی به صورت کرت های دوبار خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار، جهت بررسی تاثیر مواد آلی (کمپوست زباله شهری و کود گاوی) به میزان 15 تن در هکتار، مواد شیمیایی (گچ و گوگرد) به میزان 10 تن در هکتار در مزرعه ایزدیاران در 30 کیلومتری جنوب سیرجان اجرا شد. مواد بهساز در اسفند 1390 همزمان با کاشت نهال پسته یک ساله (رقم بادامی سیرجان)، در گودال کاشت (400 گرم مواد آلی و 270 گرم مواد شیمیایی) ریخته و در مرداد سال بعد نمونه برداری از برگ ها و در اسفند سال بعد نمونه برداری از سه عمق خاک (20-0، 40-20 و 60-40 سانتیمتری) جهت اندازه گیری غلظت عناصر صورت گرفت. نتایج (با احتمال 5% معنی دار) نشان داد بیشترین پتاسیم قابل جذب خاک از همراهی کمپوست و گوگرد در عمق 60-40 سانتیمتری بدست آمده درحالی که بر غلظت پتاسیم برگ معنی دار نبود. کاربرد گوگرد باعث افزایش کلسیم محلول خاک و کود گاوی باعث افزایش غلظت کلسیم برگ گردید. بیشترین میزان منیزیم محلول خاک از کاربرد کمپوست به همراه گچ در عمق 40-20 سانتیمتری بدست آمد و بیشترین نیتروژن برگ از تلفیق کود گاوی و گوگرد حاصل شد. بیشترین غلظت فسفر قابل جذب از کاربرد کودگاوی در عمق 40-20 سانتیمتری بدست آمد که باعث افزایش معنی دار غلظت فسفر برگ نیز گردید. درواقع می توان از تلفیق مواد آلی و شیمیایی دردسترس کشاورز، باعث بهبود تغذیه گیاه گردید.

استفاده از فاضلاب و پساب شهری و صنعتی (به عنوان آب های با کیفیت کمتر برای کشاورزی) می تواند منجر به تجمع تدریجی برخی از عناصر سنگین در خاک شود که با ورود به زنجیره غذایی می توانند سلامت موجودات زنده را تهدید کنند. با توجه به هزینه های گزاف پاکسازی های فیزیکی، استفاده از روش هایی که باعث کاهش اثرات آلودگی های موجود در محیط می شوند، منطقی تر به نظر می رسد. به همین منظور آزمایشی گلدانی در قالب فاکتوریل در طرح پایه کاملاً تصادفی با 3 تیمار دوده ی کربن و ضایعات مو (هر کدام در دو سطح صفر و سه درصد وزنی به عنوان جاذب) و آب آبیاری (در دو سطح آلوده و غیرآلوده) با استفاده از گیاه کاهو و اسفناج در 3 تکرار (در مجموع 36 نمونه) اجرا گردید. نتایج نشان داد استفاده از آب آلوده باعث کاهش معنی دار شاخص های رشدی هر دو گیاه گردید که این میزان کاهش با کاربرد جاذب ها محدود می شود. استفاده از دوده ی کربن و ضایعات مو باعث کاهش غلظت سرب گیاه اسفناج به ترتیب به میزان 58 و 25 درصد گردید که در مورد گیاه کاهو کاهش 54 درصدی در میزان سرب با بکارگیری دوده ی کربن مشاهده گردید. مقایسه تأثیر جاذب ها نشان داد در مورد گیاه اسفناج، دوده ی کربن غلظت کادمیوم گیاه را 76 درصد کاهش داد که این مقدار در مورد گیاه کاهو 69 درصد می باشد. اثر ضایعات مو بر مقدار کادمیوم در هردو گیاه غیرمعنی دار بود. بنابراین دوده ی کربن بیشترین مقدار جذب سطحی فلزات را داشته و لذا مؤثرتر از ضایعات مو در کاهش اثرات منفی آنها عمل کرده است.

به منظور بررسی تاثیر باکتری های محرک رشد بر برخی ویژگی های شیمیایی و بیولوژیکی خاک تحت کشت ذرت و گندم، آزمایشی در قالب طرح کاملاً تصادفی شامل دو گیاه ذرت و گندم و سه سطح مایه زنی شامل بدون باکتری، Pseudomonas sp. strain Rhizo_9 و Enterobacter cloacae strain Rhizo_33 در 3 تکرار در گلدان های تقسیم شده (ریزوباکس) و در شرایط گلخانه اجرا گردید. در پایان دوره کشت، گیاه برداشت و خاک های ریزوسفری1 (چسبیده به ریشه)، ریزوسفری2 (چسبیده به مش) وغیرریزوسفری (دور از مش) جدا و برخی ویژگی های خاک اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد میزان هر یک از اجزاء کربن و همچنین تنفس پایه و برانگیخته در تیمارهای دارای باکتری بیشتر از شاهد و در خاک تحت کشت ذرت بیشتر ازخاک تحت کشت گندم بود. بیشترین میزان تنفس پایه میکروبی (31/0 میلی گرم CO2 بر گرم بر روز)، تنفس برانگیخته (65/1 میلی گرم CO2 بر گرم بر روز)، کربن قابل اکسید با پرمنگنات (1/213 میلی گرم بر کیلوگرم) و کربن زیتوده میکروبی (53/17 میلی گرم بر صد گرم) درخاک ریزوسفری1 در کشت ذرت مایه زنی شده با باکتری سودوموناس و بیشترین مقدار کربن آلی (82/0 درصد)، کربن محلول در آب سرد (1727 میلی گرم بر کیلوگرم) و کربن محلول در آب داغ (955 میلی گرم بر کیلوگرم) درخاک ریزوسفری1 در کشت ذرت مایه زنی شده با باکتری انتروباکتر به دست آمد که نشان دهنده تاثیر متفاوت دو باکتری بر افزایش اجزاء گوناگون کربن خاک می باشد. همچنین کاربرد هر دو باکتری موجب افزایش وزن خشک ریشه و اندام هوایی هر دو گیاه شد که در این میان تاثیر انتروباکتر بیشتر از سودوموناس بود.

یکی از راکتورهای که امروزه برای تولید بیوگاز استفاده می شود، راکتور SGBR می باشد. در این پژوهش پارامترهای اساسی در طراحی یک راکتور SGBR آزمایشگاهی به حجم کل 6/5 لیتر با 25 درصد محیط گرانولی برای هضم ویناس نیشکر محاسبه گردید. این راکتور برای تولید بیوگاز می بایست حداقل دارای تحمل فشار 48/4 بار باشد. همچنین به منظور تامین دمای راکتور با استفاده از حمام آب، حداقل به المنت 261 وات نیاز می باشد. همچنین عملکرد این راکتور در در سه زمان ماند هیدرولیکی 2، 3 و4 روز و دمای ترموفیل 55 درجه سلسیوس مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که میزان روزانه گاز متان تولید شده در سه زمان ماند هیدرولیکی 2، 3 و4 روز به ترتیب پس از گذشت 13، 12 و 10 روز به مقدار ثابت 4600، 4800 و 4900 میلی لیتر در روز رسید. همچنین مقدار متوسط گاز متان تولیدی به ازای مواد جامد فرار ویناس در سه HRT 2، 3 و 4 روز به ترتیب 379، 380 و 433 CH4(L)/VS(kg) بدست آمد. بیشترین میزان گاز متان تولید شده m3/kgCOD 582/0 بوده که در HRT 2 روز بدست آمد و بیشترین میزان درصد کاهش COD در این پژوهش 39 درصد بوده که در HRT 4 روز بدست آمد. به طور کلی نتایج بدست آمده، نشان می دهد که این راکتور برای تولید بیوگاز از ویناس نسبت به دیگر راکتورها عملکرد بهتری دارد، اما از نظر کاهش آلایندگی مناسب نمی باشد.

در این تحقیق پارامترهای مودال کوبنده کمباین درشرایط کاری واقعی تحت بار محیطی با استفاده از آنالیز مودال عملیاتی به شیوه غیر پارامتریک و به روش تجزیه فرکانس تخمین زده شد. کمباین به وسیله موتوروارتعاشات ناشی از قسمت های کاری مختلف تحریک شد و سیگنال های شتاب با استفاده از سنسور شتاب سنج در شش سرعت مختلف کوبنده جمع آوری شد. با بررسی پارامترهای سیگنال شامل میانگین، فاکتور ضربه، جذر میانگین مربعات، انرژی و انتروپی در دورهای مختلف کوبنده مشخص شد این پارامترها در دورrpm 1000 نسبت به دیگر دورها بطور معناداری مقادیر بالاتری دارند. که وجود اغتشاش در این دور را تایید می کرد. بنابراین به بررسی پارامترهای مودال سازه به روش تجزیه فرکانس در دورrpm 1000 پرداخته شد و مدل اجزای محدود از کوبنده طراحی و با اطلاعات به دست آمده از آنالیز مودال تطبیق داده شد. بابررسی محدوده فرکانس های طبیعی وفرکانس های تحریک واحدکوبنده یک فرکانس رزونانس برای موداول سازه موردنظریافت شد که عمده ترین عامل ایجادارتعاش درواحدکوبنده تشخیص داده شد. فراینداصلاح سازه با اضافه کردن دو میله با قطر یک سانتی متر بین دو فلنچ میانی کوبنده انجام گرفت و مشاهده شد موقعیت فرکانس طبیعی مود اول به 08/32 هرتز تغییر یافت. با فاصله گرفتن از فرکانس طبیعی از فرکانس تحریک، شرایط ایجاد پدیده رزونانس ودر نتیجه ارتعاشات کوبنده کاهش یافت.

بیوچار و هیدروچار مواد جامد کربنی هستند که از کربونیزه شدن زیست توده های آلی تولید می شوند. بیوچار با گرماکافت زیست توده های خشک اما هیدروچار با کربونیزه شدن گرمآبی زیست توده های خشک و یا مرطوب تولید می شود. در این پژوهش، بعد از تولید بیوچار و هیدروچار از چوب سیب، با ترسیب ذرات هیدروکسید دوگانه لایه ای (LDH) بر روی سطوح بیوچار و هیدروچار، به ترتیب ترکیب های LDH-بیوچار و LDH-هیدروچار ساخته شد و هر گرم از این ترکیب ها به ترتیب با 51 و 47 (میلی گرم فسفر بارگذاری شد (LDH-P-بیوچار و LDH-P-هیدروچار). سپس با استفاده از یک آزمایش گلخانه ای به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملاً تصادفی با 3 تکرار، اثر بیوچار، هیدروچار، LDH، LDH-بیوچار، LDH-هیدروچار، LDH-P-بیوچار و LDH-P-هیدروچار در حضور و عدم حضور کود مونوکلسیم فسفات بر وزن شاخساره و ریشه خشک، غلظت نیتروژن، فسفر و پتاسیم شاخساره و غلظت فسفر و پتاسیم ریشه ذرت بررسی شد. نتایج نشان داد که بیوچار نسبت به هیدروچار دارای درصد عملکرد و خاکستر، pH و EC بیشتری بود و غلظت عناصر مورد بررسی به جز نیتروژن در بیوچار بیشتر از هیدروچار بود. با مصرف کود فسفر در خاک، وزن شاخساره و ریشه خشک در تمام سطوح اصلاحگر به جز LDH-P-بیوچار و LDH-P-هیدروچار نسبت به تیمار بدون اصلاحگر افزایش یافت. بیشترین وزن شاخساره و ریشه خشک گیاه در تیمارهای LDH-P-بیوچار و LDH-P-هیدروچار و کم ترین وزن شاخساره و ریشه خشک در حضور LDH به دست آمد. مصرف کود فسفر در حضور LDH-بیوچار و LDH-هیدروچار باعث افزایش معنادار غلظت فسفر شاخساره و ریشه ذرت شد اما بر غلظت نیتروژن و پتاسیم شاخساره اثر معنادار نداشت و غلظت پتاسیم ریشه را در حضور بیوچار و LDH-بیوچار و در شاهد کاهش داد. بیشترین غلظت فسفر شاخساره و ریشه و بیشترین غلظت نیتروژن شاخساره در دو تیمار LDH-P-بیوچار و LDH-P-هیدروچار مشاهده شد. کود فسفر با بیوچار، هیدروچار، LDH-بیوچار و LDH-هیدروچار در افزایش وزن شاخساره و ریشه خشک و غلظت فسفر شاخساره و ریشه گیاه برهم کنش هم افزایی ولی با LDH، LDH-P-بیوچار و LDH-P-هیدروچار برهم کنش ناهمسازی داشت. بنابراین، مصرف بیوچار، هیدروچار، LDH-بیوچار و LDH-هیدروچار به همراه کود فسفر و ترکیب های LDH-P-بیوچار و LDH-P-هیدروچار بدون مصرف کود فسفر برای کشت ذرت در شرایط مشابه می تواند پیشنهاد شود.

حلزون های خاکزی، بخش مهمی از اکوسیستم جنگل را شامل می شوند و نقش مهمی در تجزیه لاش برگ و غلظت کلسیم خاک دارند. این مطالعه با هدف بررسی ویژگی های خاک و پارامترهای توپوگرافی موثر بر فراوانی حلزون های خاکزی و هم چنین پیش بینی پراکنش فراوانی آن ها دربخشی از اراضی جنگلی استان گلستان آن جام گردید. تعداد 153 نمونه خاک از عمق 0-10 سانتی متر جمع آوری شد؛ سپس حلزون های خاکزی جمع آوری و تاسطح رده شناسایی و طبقه بندی شدند. ویژگی های خاک از طریق آنالیزهای آزمایشگاهی و پارامترهای توپوگرافی، با استفاده از نقشه رقومی ارتفاع منطقه و تصاویر ماهواره ای به دست آمدند. بر طبق نتایج حاصل مدل غیر خطی جنگل تصادفی دارای ضریب تبیین 49/0 و خطا 82/1 است و دقت بالاتری نسبت به مدل رگرسیون خطی با ضریب تبیین 28/0 و خطا 13/2 در پیش بینی فراوانی حلزون ها دارد. نتایج به دست آمده از آنالیز مولفه های اصلی و آنالیز حساسیت نشان دادند که کربنات کلسیم معادل، pH، EC و کربن آلی، از جمله مهم ترین ویژگی های خاکی موثر بر فراوانی حلزون ها هستند. پارامترهای توپوگرافی دارای روابط خطی با فراوانی حلزون های خاکزی نداشته اند اما در مدل غیر خطی به خوبی نقش آن ها نشان داده شده است. جهت شیب، ارتفاع و دمای سطح زمین از جمله مهم ترین پارامترهای تاثیرگذار بر فراوانی حلزون ها بوده اند که احتمالا تاثیر آن ها به دلیل تاثیر بر ویژگی های خاک مانند کربنات کلسیم و رطوبت خاک بوده است.