مهندسی زراعی
سال:1397 | دوره:41 | شماره:4 |تعداد مقالات:9

پایداری خاکدانه ها یکی از عوامل مهم اثرگذار بر فرسایش خاک است. هدف از انجام این پژوهش مقایسه روش های مختلف برآورد پایداری خاکدانه ها، شامل اندازه گیری پاشمان، الک تر و مقاومت برشی اندازه گیری شده با فروسنج مخروطی اُفتان برای برآورد فرسایش پاشمان است. برای این منظور، 28 نمونه خاک با ویژگی های اولیه متفاوت از نظر بافت، آهک و ماده آلی از خاک های سطحی استآن های اصفهان و چهارمحال بختیاری جمع آوری شد. میزان پاشمان (S) با دستگاه شبیه ساز باران، مقاومت برشی (τ ) با فروسنج مخروطی اُفتان و میانگین وزنی قطر خاکدانه ها (MWD) و میانگین هندسی قطر خاکدانه ها (GMD) با استفاده از الک تر اندازه گیری شدند. نتایج همبستگی بین روش های مختلف نشان داد میزان پاشمان با τ و GMD همبستگی منفی و معنی دار و τ با GMD و MWD همبستگی مثبت و معنی دار داشت. نتایج نشان داد که S عمدتاً به توزیع اندازه ذرات، MWD و GMD به کربن آلی، و τ هم به توزیع اندازه ذرات و هم به کربن آلی خاک وابسته است. برای ارزیابی کارآیی روش ها در خاک های متفاوت، خاک های مورد مطالعه با استفاده از روش K-means در محیط نرم افزار MATLAB بر اساس ویژگی های اولیه خوشه بندی شدند. مقایسه میانگین بین خوشه ها با استفاده از آزمون حداقل تفاوت معنی دار (LSD) در قالب طرح کاملاً تصادفی انجام شد. نتایج مقایسه میانگین نشان داد هر سه روش، روند تغییرات پایداری خاکدانه در گروه های مختلف را به طور مشابه برآورد می کنند؛ بنابراین روش های ذکرشده به جای یکدیگر قابل استفاده هستند و فروسنج مخروطی اُفتان را می توان به عنوان یک روش درجا برای اندازه گیری پایداری خاکدانه در برابر فرسایش پاشمانی معرفی کرد.

آلودگی منابع آب و خاک به فلزات سنگین، از چالش های مهم عصر کنونی است؛ به همین دلیل، آلودگی-زدایی چنین خاک هایی، پیش نیاز هرگونه بهره برداری بهینه از این منابع است. یکی از روش های مقرون به-صرفه برای پیش گیری از انتشار فلزات سنگین در منابع آب و خاک، تثبیت و جامدسازی آن هاست. طی این فرایند، فلزات سنگین در خاک های آلوده با اصلاح کننده هایی همچون مواد آلی و معدنی واکنش داده و با تشکیل موادی کم محلول یا نامحلول در محیط، به صورتی پایدار باقی می مانند. در این پژوهش، به منظور بررسی اثر مواد اصلاحی آلی (بیوچار تهیه شده در دمای 640 و زمان 30 دقیقه از کاه و کلش برنج و بیوچار تهیه شده در دمای 420 و زمان 2 ساعت از کاه و کلش برنج) و معدنی (پومیس، لیکا، زئولیت و بنتونیت) در سه سطح صفر، 1 و 5 درصد وزنی بر عدم تحرک و تثبیت دو فلز کادمیوم و سرب در خاک های آلوده، آزمایشی در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار انجام گرفت. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که افزودن مواد اصلاحی به خاک، موجب کاهش غلظت کادمیوم و سرب عصاره گیری شده با DTPA و EDTA شد. بیشترین کاهش غلظت سرب عصاره گیری شده با DTPA و EDTA (بخش محلول یا زیست فراهمی) در تیمار سطح 5٪ بیوچار 640 مشاهده شدکه در مقایسه با شاهد، به ترتیب کاهشی معادل 68 و 2/41 درصد داشتند؛ همچنین بیشترین کاهش غلظت کادمیوم عصاره گیری شده با DTPA و EDTA به ترتیب مربوط به تیمارهای سطح 5٪ پومیس و زئولیت بود که به ترتیب 39 و 8/28 درصد نسبت به شاهد کمتر بودند. بیشترین کاهش غلظت سرب و کادمیوم در بخش تبادلی در سطح 5٪ بیوچار 640 مشاهده شد که در مقایسه با شاهد، به ترتیب کاهشی معادل 96/54 و 41 درصد داشتند. کاربرد اصلاح کننده ها، اثری معنی-دار بر مقدار کل سرب و کادمیوم خاک نداشتند. بنابراین، تکنیک حاضر، می تواند به طور مؤثری، زیست فراهمی سرب و کادمیوم را در خاک کاهش دهد که این مساله می تواند در اصلاح خاک استفاده شود.

شناسایی رقومی خاک، برای استفاده مفید و مؤثر از خاک و تصمیم گیری های مدیریتی مهم است. این پژوهش با هدف تهیه نقشه رقومی گروه بزرگ خاک با روش رگرسیون لاجیستیک چند جمله ای با استفاده از دو مجموعه از متغیر های کمکی، شامل: مجموعه (1) متغیر های مشتق شده از مدل رقومی ارتفاع، شاخص های سنجش از دور، سطوح ژئومورفیک تفکیک شده و نقشه زمین شناسی منطقه ی مورد پژوهش، و مجموعه (2) متغیر های مشتق شده از مدل رقومی ارتفاع، شاخص های سنجش از دور، سطوح ژئومورفیک تفکیک شده، نقشه زمین شناسی و واحد های خاک شناسایی شده (نقشه قدیمی خاک)، در بخشی از اراضی منطقه ی فاریاب کرمان، طراحی شد. به منظور دست یابی به این هدف، نقشه ژئومورفولوژی بر مبنای توپوگرافی، مواد مادری و تفسیر تصاویر ماهواره ای تهیه شد. از طرح نمونه برداری لاتین هایپر کیوب در منطقه مورد پژوهش به مساحت 14 هزار هکتار، برای تعیین نقاط نمونه برداری استفاده شد و 70 خاکرخ حفر و تشریح شد. نتایج این پژوهش نشان داد شاخص موقعیت توپوگرافی، بیشترین تاثیر را در پیش بینی گروه های بزرگ خاک دارد. نتایج ارزیابی دقت مدل رگرسیون لاجیستیک چند جمله ای، نشان داد که با به کارگیری نقشه قدیمی خاک در مدل سازی، شاخص های اعتبار سنجی مدل، از جمله خلوصنقشه و شاخص کاپا به ترتیب از 47/0 و 16/0 به 63/0 و 43/0 افزایش یافتند. به طور کلی نتایج نشان داد که دقت روش نقشه برداری رقومی با بکارگیری نقشه قدیمی خاک، می تواند ارتقاء پیدا کند و کاربرد نقشه های تولید شده را افزایش دهد؛ همچنین قابلیت استفاده از این نقشه ها را برای شاخه های علمی مختلف امکان پذیر کند.

تا کنون پژوهش های اندکی در رابطه با بررسی توانایی نانوذرات پالیگورسکیت در کاهش آلودگی فلزات سنگین از محیط زیست انجام شده است. این پژوهش با هدف بررسی توانایی کانی پالیگورسکیت در اندازه-های نانو و میکرو در حذف رقابتی سرب و مس از محلول های آبی صورت گرفته است. آزمایش های سینتیکی در 11 زمان تماس مختلف با استفاده از محلول هایی که حاوی 150 میلی گرم بر لیتر از عناصر سرب و مس بودند، انجام شده است. کانی پالیگورسکیت به ترتیب با استفاده از آسیاب برقی و آسیاب گلوله ای سیاره-ای در دو اندازه کوچکتر از 1/0 میلی متر و کوچکتر از 100 نانومتر تهیه و خصوصیات فیزیکی و شیمیایی کانی، شامل ظرفیت تبادل کاتیونی (از روش اشباع سازی با استات سدیم)، سطح ویژه (روش BET) و تجزیه عنصری آن به روش XRF اندازه گیری شده است. تعیین همدماهای جذب عناصر در قالب آزمایشات پیمانه ای و 6 غلظت تعادلی انجام شد. نتایج این پژوهش نشان می دهد که با افزایش زمان تماس و کاهش اندازه ذرات از میکرو به نانو جذب عناصر سنگین سرب و مس افزایش یافته است؛ همچنین در ارزیابی سه مدل سینتیکی درجه اول، درجه دوم کاذب و پخشیدگی درون ذره ای جهت توصیف فرآیند جذب سرب و مس توسط کانی پالیگورسکیت به نظر می رسد مدل درجه دوم در توصیف فرآیند جذب سرب و مس توسط هر دو اندازه ذرات کانی تخمین های قابل قبول تری را ارائه می دهد. همچنین نتایج مدل لانگمویر برازش بهتری نسبت به مدل فروندلیچ نشان می دهد؛ بر این اساس، به نظر می رسد ظرفیت جذب سرب از محلول های آبی توسط میکرو و نانوذرات کانی پالیگورسکیت نسبت به مس بیشتر است.

وجود تناوبی از خاک های قدیمی در رسوبات لسی شمال ایران، اشاره به دوران سرد و خشک در زمان رسوب گذاری لس و دوران گرم و مرطوب در زمان تشکیل خاک های قدیمی دارد. از این رو، این پژوهش با هدف پژوهش میکرومورفولوژیک خاک های لسی اوایل پلیستوسن و مقایسه آن با لس های مدرن در مناطق آق بند، یلی بدراق و قره آغاچ استان گلستان انجام شد. پس از مشاهدات مقدماتی و صحرایی و تعیین افق ها برای هر خاک رخ در منطقه، از هر یک از افق ها به مقدار کافی، نمونه خاک برای انجام آزمایش های فیزیکوشیمیایی و همچنین نمونه دست نخورده، به منظور پژوهش مقاطع نازک خاک جمع آوری شد. یکی از روش های مهم برای شناسایی و تفسیر لس های مدرن و خاک های قدیمی در راستای مطالعات اقلیم شناسی گذشته، بررسی میکرومورفولوژیکی خاک است. نتایج به دست آمده از مقاطع نازک خاک های پالئوسول و مدرن نشان می دهد که زمان و تغییرات آب و هوا، باعث تغییر در ویژگی های میکرومورفولوژی خاک (مانند نوع و تعداد حفرات، ریزساختمان خاک، بی فابریک و پدوفیچر و. . . ) می شود. مشاهده های میکرومورفولوژیکی، شواهد مختلفی از وقوع فرآیندهای پدوژنیک را در این خاک ها نشان داد. بی فابریک غالب خاک ها به دلیل آبشویی آهک در افق های آرجیلیک، لکه ای و در افق های کلسیک، بلورین می باشد. از مهم ترین شاخص های خاک سازی، وجود پوشش های رسی دور حفرات در برخی از افق های خاک های قدیمی است که شواهدی از شرایط اقلیمی مرطوب تر برای آب شویی و انتقال رس است. تشکیل لس و خاک های قدیمی مورد پژوهش احتمالاً به ترتیب مربوط به دوره های یخچالی و بین یخچالی با شرایط اقلیمی متفاوت بوده است.

به منظور بررسی تاثیر اسید هیومیک و عناصر کم مصرف بر برخی از ویژگی های کمی و کیفی چغندرقند رقم یونیورس آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در اراضی تحقیقاتی کارخانه چغندرقند نقده اجرا گردید. تیمارهای آزمایشی شامل مقادیر مختلف اسید هیومیک شامل صفر، 200، 300، 400، 500 و 600 کیلوگرم در هکتار و محلول پاشی عناصر کم مصرف (آهن، روی، بر، منگنز و شاهد) به عنوان فاکتور دوم در نظر گرفته شد. صفات مورد مطالعه شامل درصد قند ناخالص، مقدار سدیم، پتاسیم و نیتروژن در غده، شاخص قلیایئت، ضریب استحصال قند، عملکرد ریشه، درصد قند خالص و قند ملاس بود. نتایج نشان داد که حداکثر درصد قند ناخالص (67/18 درصد)، خالص (30/16 درصد) و ضریب استحصال شکر (25/87 درصد) از تیمار مصرفی 500 کیلوگرم در هکتار اسید هیومیک با محلول پاشی بور (B) بدست آمد. کاربرد عناصر کم مصرف و اسید هیومیک سبب کاهش میزان قند ملاس و افزایش درصد پتاسیم ریشه چغندرقند گردید. افزایش مقادیر مصرفی اسید هیومیک به ترتیب سبب افزایش درصد عملکرد ریشه (08/ 29 درصد)، عملکرد قند ناخالص (75/32 درصد) و شاخص قلیایئت (39/29)، نسبت به تیمار شاهد شد. همچنین با افزایش مواد هومیکی مقادیر نیتروژن (58/27 درصد) و سدیم (89/24 درصد) در ریشه چغندرقند کاهش یافت. حداکثر عملکرد ریشه (96 /68 تن در هکتار) و عملکرد قند ناخالص (18/12 تن در هکتار) در تیمار با منگنز (Mn) به دست آمد. لذا جهت نیل به کشاورزی پایدار و افزایش عملکرد کمی و کیفی چغندرقندکاربرد اسید هومیک همراه با عناصرکم مصرف توصیه می شود.

هدف این پژوهش بررسی میزان ترشح اسیدهای آلی مالیک، سیتریک و استیک در شرایط کمبود روی، در دو رقم ذرت بود. آزمایش در قالب طرح فاکتوریل، کاملاً تصادفی و در سه تکرار اجرا شد. بذرهای ذرت ارقام KSC704 و KSC703 پس از جوانه زنی به محیط کشت هیدروپونیک منتقل شده و تیمارهای روی در سه سطح صفر، 5/0و 1میکرو مولار به محیط کشت گیاهان اضافه شد. دو ماه پس از اعمال تیمارهای روی، ترشحات ریشه ای جمع آوری شدند و غلظت اسیدهای مالیک، استیک و سیتریک توسط دستگاه HPLC اندازه گیری شدند. از بین سه نوع اسید آلی اندازه گیری شده، اسید مالیک و پس از آن اسید سیتریک و اسید استیک، بیشترین میزان ترشحات را داشتند. با کاهش غلظت روی در ریشه و اندام هوایی، بر میزان ترشحات هر سه اسید آلی افزوده شد. بیشترین میزان اسید مالیک ترشح شده از ریشه (6/6 میلی گرم بر گرم وزن خشک ریشه) در رقم 703 و در تیمار بدون روی و کمترین میزان ترشح مالیک اسید نیز(98/1میلی گرم بر گرم وزن خشک ریشه) در تیمار حد کفایت روی و در رقم 704 بود. بیشترین میزان ترشح اسید سیتریک و استیک نیز در هر دو رقم در سطح بدون روی بود. نتایج این پژوهش نشان دادکه با افزایش غلظت روی در محلول غذایی، وزن خشک اندام هوایی افزایش یافت. با افزایش غلظت روی در محلول غذایی از میزان نفوذپذیری غشا ریشه و ترشح اسیدهای آلی کاسته شد. در هر دو رقم، بیشترین نفوذپذیری غشا ریشه مربوط به سطح بدون روی بود که بیشترین میزان ترشح اسیدهای آلی از ریشه را داشتند. به طور کلی رقم 703 به دلیل ترشحات بیشتر اسیدهای آلی در شرایط کمبود روی، نسبت به رقم 704 در برابر کمبود روی مقاوم تر بوده و در این شرایط کاهش عملکرد کمتری نشان داد.

اثر جایگاه شیب و تخریب جنگل بر روی کیفیت خاک شناخته شده و مهم است. پایش تغییرات شاخص های کیفیت خاک، روشی ساده و معمول جهت ارزیابی کیفیت خاک است. در این پژوهش، اثر تخریب جنگل و جایگاه شیب بر روی شاخص کیفیت خاک وزنی تجمعی و نمرو در جنگل های مریوان در استان کردستان بررسی شد. تعداد 8 نیمرخ خاک در جایگاه های مختلف دو شیب تپه، تحت کاربری های جنگل و جنگل تخریب شده حفر و تشریح شدند. افزون بر این، در هر کاربری در هر موقعیت شیب، 3 نمونه خاک از عمق 20-0 سانتی متری برداشت شد. 15 ویژگی خاک اندازه گیری و به عنوان مجموعه کل داده ها استفاده شدند؛ سپس با استفاده از روش تجزیه مولفه اصلی هفت ویژگی خاک (کربن آلی، ظرفیت تبادل کاتیونی، رطوبت قابل دسترس، فسفر قابل دسترس، ازت کل، جرم مخصوص ظاهری و فرسایش پذیری خاک) به عنوان مجموعه حداقل داده ها انتخاب شدند. وزن و نمره هر ویژگی به ترتیب با استفاده از واریانس مشترک و توابع نمره دهی مشخص شدند و در نهایت شاخص کیفیت وزنی تجمعی خاک محاسبه شد. میانگین مقادیر شاخص های کیفیت خاک در جنگل تخریب شده به طور معنی داری، کمتر از کاربری جنگل بود؛ همچنین میانگین شاخص های کیفیت خاک در موقعیت شانه شیب به طور معنی داری کمتر از سایر موقعیت های شیب بود. ضریب همبستگی معنی دار قوی (98/0) بین شاخص های کیفیت وزنی تجمعی خاک محاسبه شده با استفاده از مجموعه کل داده ها و مجموعه حداقل داده ها به دست آمد.

در میان فناوری های نوین، فناوری نانو نقش مهمی در کشاورزی و تولید مواد غذایی دارد. در این راستا، آزمایشی به صورت طرح کامل تصادفی برای بررسی تأثیر نانو ذرات اکسید آهن عامل دار بر ویژگی های عملکردی و غلظت و جذب و روی گندم انجام شد. تیمارهای آزمایش، شامل نانو ذرات اکسید آهن عامل دار (هیدروکسیل OH، کربوکسیل COOH، آمین NH2) هر کدام در سه سطح (100، 200 و 300 میلی گرم بر کیلوگرم)، سولفات روی (ZnSO4) (در سطح 40 کیلوگرم در هکتار) و تیمار شاهد بودند. نتایج نشان داد که بیش ترین مقدار روی قابل دسترس خاک در تیمار نانو ذرات اکسید آهن کربوکسیل دار به مقدار 300 میلی گرم در کیلوگرم نسبت به تیمار شاهد به دست می آید. بیش ترین مقدار عملکرد ریشه و ساقه در تیمار نانو ذرات اکسید آهن هیدروکسیل دار به مقدار 300 میلی گرم در کیلوگرم به دست آمد. نانو ذرات اکسید آهن کربوکسیل دار بیش ترین تأثیر را بر غلظت و جذب روی در گندم داشتند. بنابراین استفاده از نانو ذرات به مقدار مناسب می تواند موجب بهبود وضعیت عناصر غذایی خاک، محصولات و در نهایت انسان شود.