مهندسی زراعی
سال:1397 | دوره:41 | شماره:1 |تعداد مقالات:9

به منظور بررسی تغییرپذیری محتوای سزیم-137 در سایت مرجع شهرستان فریدن و ارتباط آن با برخی ویژگی های خاک، تعداد 96 نمونه از اعماق 15-0 و 30-15 سانتی متری و هم چنین برای تعیین توزیع عمودی آن، 8 نمونه خاک از دو پروفیل مرجع از اعماق 5-0، 15-5، 25-15 و 35-25 سانتی متری برداشته شد. دستگاه اسپکترومتری اشعه گاما برای آنالیز سزیم-137 مورد استفاده قرار گرفت. مقادیر پذیرفتاری مغناطیسی در دو فرکانس 46/0 و 6/4 کیلوهرتز به وسیله دستگاه Bartington اندازه گیری شد. ویژگی-های خاک، شامل نیتروژن کل، ماده آلی، ظرفیت تبادل کاتیونی، آهک، هدایت الکتریکی، pH، توزیع اندازه ذرات، سنگریزه و چگالی ظاهری در نمونه ها تعیین شد. سزیم-137 از خود تغییرپذیری نسبتاً کم آشکار کرد. نتایج نشان داد، چگالی ظاهری بیش ترین همبستگی مثبت را با سزیم-137 (01/0˂ p، 46/0=r) دارد. بین رس و سزیم-137، هم بستگی منفی (01/0˂ p، 52/0-=r) مشاهده شد. کانی شناسی رس نشان داد که کانی های ایلیت، کائولینیت و کلریت در سایت مرجع مورد مطالعه وجود دارند. نتایج تجزیه و تحلیل رگرسیون خطی چندگانه با روش گام به گام نشان داد که چگالی ظاهری، درصد رس و پذیرفتاری مغناطیسی در فرکانس پایین، 43 درصد از کل تغییرپذیری سزیم-137 را در سایت مورد مطالعه توجیه می کنند.

استان گلستان به دلیل پستی و بلندی، اقلیم متنوع، اراضی لسی و حساسیت این اراضی به فرسایش، نیاز به توجه بیش تری در خصوص حفاظت خاک دارد. روش های مختلف برای افزایش کیفیت خاک پیشنهاد شده است. مطالعه حاضر با هدف بررسی نقش عملیات حفاظتی بر بهبود کیفیت زیستی خاک طراحی شده است. عملیات حفاظتی نهال کاری، تراس بندی و باغ کاری انتخاب و کیفیت زیستی آن ها در مقایسه با اراضی زراعی، مرتعی و جنگلی بررسی شد. نتایج نشان داد که تبدیل اراضی جنگلی و مرتعی به کشاورزی موجب تخریب کیفیت خاک می شوند؛ به نحوی که شاخص های کیفیت خاک، مانند موادآلی تا 60 درصد و پایداری خاکدانه تا70 درصد کاهش نشان می دهند. هم چنین در این مطالعه شاخص های زیستی و شاخص های کیفیت زیستی خاک (QBS) و شاخص های اکومرفولوژیک (EMI) کاهش نشان دادند. در مقابل عملیات حفاظتی باعث بهبود این شاخص ها شده بود. در شاخص های زیستی، عملیات نهال کاری و باغ کاری افزایشی حدود 40 درصد در EMI و کربن زی توده میکروبی و تا 80 درصد در تنفس میکروبی را موجب شدند و تراس بندی نسبت به عملیات دیگر بهبودی کم تر، در حدود 11 درصد در EMI و تا 20 درصد در کربن زی توده میکروبی موجب گردید. در مجموع روند یکسانی برای همه ی شاخص ها و عملیات قابل مشاهده نبود. کمی افزایش در برخی شاخص ها مورد بررسی، مشاهده شد که به آن نظرمی رسد به دلیل عمر کوتاه عملیات حفاظتی بوده و در آینده نتایج، بهبود بیش تر و بهتری را نشان خواهند داد.

پژوهش حاضر به طراحی، ساخت و آزمایش یک نوع روتوتیلر جدید مناسب برای مزارع کوچک و باغ ها پرداخته است. روتوتیلر ساخته شده دارای عرض کار 60 سانتی متر، عمق کار 7 سانتیمتر، سرعت دورانی متغیر بین 140 تا 260 دور بر دقیقه، سرعت پیشروی برابر با سرعت حرکتی اپراتور و حداکثر توان 5/5 اسب بخار است. دور موتور در یک مرحله توسط تسمه و پولی قطر rpm 1108 و مجدداً در دو مرحله دیگر توسط چرخ زنجیرو زنجیر، به ترتیب به rpm 312 و در نهایت به rpm 260 کاهش یافت. به این ترتیب، سرعت دورانی محور تیغه ها در محدوده rpm 260-140 قرار گرفت که با تغییر دور موتور توسط اهرم کنترل دریچه گاز، قابل تنظیم است. با توجه به نمودارهای توان و گشتاور خروجی موتور مورد استفاده، حداکثر نیروی دینامیکی وارد بر تیغه در دور rpm 180روتور به دست آمد. به منظور بررسی توزیع تنش در مجموعه ی فلنج، از تحلیل استاتیکی بر اساس نیروی دینامیکی بیشینه وارد بر تیغه در بسته نرم افزاری ANSYS WORKBENCH 2015 استفاده شد. بازده روتوتیلر ساخته شده در سرعت های دورانی مختلف و رطوبت های متفاوت زمین، در محدوده 92 تا 97 درصد به دست آمد. با افزایش سرعت دورانی تیغه در سرعت پیشروی ثابت دستگاه، کلوخه های کوچک تری بر جای ماند. استفاده از سرعت دورانی زیاد، به دلیل افزایش مصرف سوخت و سخت تر بودن کنترل و هدایت دستگاه، به جز در مواقعی که دانه بندی بسیار ریز خاک مورد نیاز باشد، توصیه نمی گردد.

روی یکی از عناصر کم مصرف ضروری برای گیاه و انسان است و در بسیاری از چرخه های فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی موجودات زنده نقش دارد. در شرایط کمبود روی، گیاهان از طریق ترشح اسیدهای آلی در ریزوسفر سبب افزایش فراهمی روی در خاک می شوند. به منظور بررسی سینتیک رهاسازی روی توسط اسیداگزالیک، 5/1 گرم از نمونه های خاک سطحی (30-0 سانتی متر) در دو تکرار به لوله های پلی اتیلنی حاوی 15 میلی لیتر اسید اگزالیک (نسبت 10: 1 خاک به محلول) در دو سطح 100 و 200 میلی گرم در لیتر اضافه و سوسپانسیون ها در بازه زمانی 1 تا 72 ساعت تکان داده شدند. در زمان های مشخص شده غلظت روی در عصاره با استفاده از دستگاه جذب اتمی اندازه گیری شد؛ سپس معادلات مختلف سینتیکی بر داده-های حاصل از آزمایش برازش داده گردیدند. با توجه به نتایج، الگوی رهاسازی روی در خاک نشان داد که رهاسازی روی در ابتدا با سرعت زیاد انجام گرفته و با گذشت زمان به تدریج به یک تعادل نسبی رسیده است. افزایش سطح اسید اگزالیک در تمامی زمان ها سبب کاهش رهاسازی روی در خاک های مورد مطالعه شد. بر اساس ضریب تبیین و خطای استاندارد معادلات برازش یافته، معادلات ایلوویچ، تابع توانی و پخشیدگی پارابولیک و در انتها معادله مرتبه صفر به ترتیب به عنوان بهترین معادلات در توصیف داده ها شناخته شدند. نتایج نشان می دهد که کاربرد اسید اگزالیک در سطح 100 میلی گرم در لیتر می تواند سبب افزایش رهاسازی روی و افزایش قابلیت دسترسی آن در خاک شود.

بیوسورفکتانت ها ترکیبات آمفی فیلیک هستند که ریزجانداران گوناگونی توانایی ساخت آنها را دارند. این ریزجانداران در صنایع گوناگون و پاکسازی زیستگاه های آبی و خاکی کارایی ویژه ای دارند. این پژوهش با هدف جداسازی باکتری های سازنده بیوسورفکتانت انجام شد و توان ساخت بیوسورفکتانت توسط باکتری جداسازی شد و در کشتگاه های دارای کربن آلی گوناگون )نفت سفید، گلوکز و ملاس نیشکر( در دماهای 30 و 37 درجه سلسیوس و زمان گرماگذاری 48 و 156 ساعت بررسی و ارزیابی گردید. برای شناسایی توان ساخت بیوسورفکتانت از روش های کمی و کیفی غربالگری گوناگونی مانند توان همولیز، پراکنش نفت، فروپاشی نفت، فعالیت امولسیون کنندگی، سنجش آب گریزی یاخته و اندازه گیری کشش رویین بهره گیری گردید؛ سپس برپایه یافته ها بهترین زیستگاه برای ساخت بیوسورفکتانت باکتری بررسی شد. در این پژوهش توان یک جدایه سازنده بیوسورفکتانت در شرایط گوناگون بررسی و آزمون شد. سویه جداسازی شده دارای همولیز مثبت یا β در محیط آگار خون دار بود. ترکیب های ساخته شده سویه جداسازی شده در همه کشتگاه های با کربن آلی گوناگون در زمان ها و دماهای به کار رفته به ته چاهک ته نشین شدند. این باکتری بیشترین کاهش کشش رویین را در کشتگاه دارای ملاس پس از 48 ساعت و در دمای 30 درجه سلسیوس داشت و توانست کشش رویین آن را تا 83/22 میلی نیوتون بر متر کاهش دهد؛ همچنین بیشترین درصد امولسیون کنندگی (2/56 درصد) نیز در کشتگاه دارای ملاس پس از 48 ساعت و در دمای 30 درجه سلسیوس به دست آمد. بیشینه درصد آبگریزی رویه یاخته در کشتگاه دارای ملاس (63/66 درصد) دیده شد. برپایه این نتایج نیاز به تحقیقات بیشتری برای استفاده از ملاس نیشکر به عنوان مواد پسماند کشاورزی برای تولید بیوسورفکنانت در سطح تجاری برای کاربردهای مختلف است.

شوری از جمله عوامل محدود کننده عملکرد محصولات در سرتاسر جهان به شمار می رود و این مسأله به خصوص در مناطق خشک و نیمه خشک به عنوان یکی از اساسی ترین مشکلات بخش کشاورزی مطرح است. کاربرد عناصر ریزمغذی یکی از راه های افزایش کمیت و کیفیت عملکرد گندم در شرایط تنش شوری می باشد. به منظور مطالعه تأثیر مصرف روی در بهبود غلظت روی در دانه و عملکرد گندم رقم چمران، آزمایشی در سال 93-1392 در گلخانه مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی برازجان، به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در چهار تکرار انجام گرفت؛ فاکتور اول: چهار سطح شوری 4 (شاهد)، 8، 12 و 16دسی زیمنس بر متر که در سه مرحله نموی (پنجه زنی(GS23)، گل دهی(GS55) و خمیری(GS71)) بر گیاه اعمال شد و فاکتور دوم: سطوح کاربرد روی شامل 0، 10، 20 و 30 میلی گرم در کیلوگرم خاک بود. نتایج نشان داد که در هنگام وجود تنش شوری، کاربرد مقادیر 10، 20 و 30 میلی گرم در کیلوگرم روی نسبت به شاهد، تغییرات معنی دار مثبتی در ارتفاع، تعداد دانه در سنبله، میزان رطوبت نسبی برگ، کلروفیل a، b، کلروفیل کل، کارتنویید، عملکرد بیولوژیک، عملکرد دانه و غلظت روی در دانه ایجاد نموده است. افزایش سطح روی کاربردی در هر یک از سطوح شوری موجب افزایش عملکرد گردید و بیشترین عملکرد دانه (03/692 گرم بر مترمربع) با کاربرد 30 میلی گرم روی در کیلوگرم خاک و شوری آب آبیاری 4 دسی زیمنس بر متر به دست آمد. با افزایش مصرف کود سولفات روی، غلظت روی دانه و برگ افزایش یافت. بر همین اساس کاربرد روی می تواند به عنوان یک راه کار فیزیولوژیکی مفید جهت افزایش تحمل در برابر تنش شوری تلقی گردد. به طور کلی به نظر می رسد که مصرف روی در آبیاری متناوب با آب شور از صدمه شدید شوری بر گیاه جلوگیری کرده، باعث بهبود صفات کیفی و عملکرد گندم می گردد.

یکی از اهداف ارزیابی تناسب اراضی، تعیین درجه تناسب اراضی در صورتآن جام هرگونه عملیات عمرانی به منظور رفع یا ایجاد محدودیت هایی مانند شوری خاک است. مهم ترین محصولات زراعی شهرستان نی ریز گندم و جو است. اما طی دو دهه اخیر مدیریت های نادرست در بخش کشاورزی در منطقه، باعث کاهش و شور شدن آب شده است. مطالعه حاضر با هدف بررسی امکان تغییر کلاس یا درجه تناسب اراضی درصورت تغییر میزان هدایت الکتریکی خاک در اثر ادامه آبیاری با آب شور در منطقه نی ریز برای 10 سال آینده آن جام شد. به این منظور، در 3 واحد نقشه خاک، مزارع گندم و جو انتخاب و پروفیل هایی حفر و رده بندی شدند. نمونه های خاک تهیه وعملکرد و مقدارآبآبیاری برای هر مزرعه محاسبه گردید. مدل سازی شوری با نرم افزار هایدروس آن جام گرفت. ارزیابی کیفی و کمی تناسب اراضی برای محصولات آن جام و برای آینده مجدداً محاسبه گردید و درستی نتایج مدل هایدروس، با مقایسه با نقشه شوری منطقه بررسی شد. براساس نتایج، کلاس تناسب اقلیم در منطقه نی ریز برای گندم S1 و برای جو S2 (محدودیت در میانگین حداکثر دمای سردترین ماه سال)، تعیین گردید. هم چنین کلاس تناسب خاک و زمین، برای محصولات گندم و جو، در هر سه منطقه S1بود. نتایج نشان داد که با فرض عدم تغییر شرایط بارندگی و آبیاری در 10 سال، کلاس تناسب اراضی ثابت می ماند ولی درجه آن در طول زمان کاهش خواهد یافت. مقایسه نتایج مدل سازی و نقشه های شوری نیز، این روند را تایید کرد؛ بنابراین، جلوگیری از گسترش و افزایش شوری و از بین رفتن مزارع، توجه مبرم مسؤولان را می طلبد.

افزایش گرد و غبارهای داخلی از یکسو و پیامدهای بهداشتی این طوفان ها از سوی دیگر، موجب شده است که بررسی زمین شیمی فلزات سنگین و شاخص های زیست محیطی طوفان های غبار در خوزستان، از اهمیت بالایی برخوردار باشد. در این راستا تعداد 40 نمونه گرد و غبار از اندازه های TSP و PM10 با دستگاه نمونه گیر High Volume Air Sampler گردآوری شد و غلظت فلزات سنگین وانادیوم، کبالت، نیکل، آرسنیک، کادمیوم، سرب و روی با روش ICP-MS (multi-acid digestion-Perkin Elmer-SCIEX ELAN 6000) تعیین گردید. داده های حاصل نشان می دهند، در نمونه های TSP، میزان سرب از 11/8 تا 197 میلی گرم بر کیلوگرم متغیر است و میانگین و میانه داده ها نیز به ترتیب 6/23 و 15/11 میلی گرم بر کیلوگرم می باشد. میزان روی نیز در PM10 در این نمونه ها از 4670 تا بالغ بر 5000 میلی گرم بر کیلوگرم متغیر خواهد بود. در مورد نیکل نیز، غلظت این عنصر در نمونه های PM10 از 8/5 تا 2/43 میلی گرم بر کیلوگرم متغیر می باشد. کم ترین میزان کبالت نیز در نمونه های PM10بوده و از 6/0 تا 7/4 میلی گرم بر کیلوگرم متغیر است. بیش ترین فراوانی وانادیم نیز در نمونه های شهر اهواز مشاهده شد. نمونه های PM10 نسبت به TSP بیش ترین میزان آرسنیک (12 میلی گرم بر کیلوگرم) را دارا هستند که از نظر بهداشتی بسیار نگران کننده است. پایین ترین غلظت نیز، با میانگین 12/0 میلی گرم بر کیلوگرم مربوط به عنصر کادمیوم است. براساس داده های حاصل از مطالعه فاکتور آلودگی، روند میزان فاکتور آلودگی عناصر بدین صورت است: سرب > روی > کادمیوم >آرسنیک > نیکل > کبالت> وانادیوم. میانگین درجه آلودگی نیز، در نمونه های PM10 با مقدار حدود 40 میلی گرم بر کیلوگرم نسبت به نمونه های TSPبا میانگین 10 میلی گرم بر کیلوگرم بسیار بیش تر است. در مورد فاکتور غنی شدگی نیز، روند کادمیوم > روی > نیکل > سرب > آرسنیک > وانادیوم > کبالت صادق است. بالاترین غنی شدگی آرسنیک نیز در نمونه های PM10 مشاهده می شود. از منظر شاخص آلودگی یکپارچه نیز، در نمونه های PM10، سرب، نیکل، وانادیم و کبالت غیر آلوده، کادمیوم آلودگی کم، آرسنیک آلودگی متوسط و روی آلودگی شدید را نشان می دهند. در نمونه های TSP عناصر وانادیوم، کبالت، آرسنیک رده غیر آلوده، عناصر سرب، نیکل، روی آلودگی کم و کادمیوم آلودگی شدید دارند. بررسی غلظت فلزات سنگین در گرد و غبارهای با منشأ مختلف تأیید می نماید که آرسنیک در نمونه های PM10 با منشأ داخلی میزان بالاتری دارد. بررسی های فصلی نیز نشان می دهد که میزان عناصر وانادیم، کبالت و آرسنیک در فصل گرم و مقدار سرب در فصل سرد بالاتر می باشد. هم بستگی بالای کادمیوم (9/0) با کبالت، وانادیوم، نیکل نشان دهنده منشأ مشترک احتمالی این عناصر است.

رسوبات لسی شمال ایران، حاوی اطلاعات ارزشمندی از شرایط اقلیمی و محیطی گذشته منطقه می-باشند. مطالعات سن یابی و رسوب شناسی گسترده ای بر روی لس های میانی و اواخر پلیستوسن در دهه های گذشته صورت گرفته است؛ ولی نیاز به مطالعه مقایسه ای در مورد رسوبات لسی قدیمی تر، ضروری است. از این رو، این پژوهش با هدف مطالعه کانی شناسی رسی و خصوصیات فیزیکوشیمیایی پالئوسول های لسی اوایل پلیستوسن و مقایسه آن با خاک های لسی مدرن در مناطق آق بند، یلی بدراق و قره آغاچ استان گلستان انجام شد. پس از بررسی های کامل گزارش های خاک شناسی و تفسیر عکس های هوایی، در مجموع شش خاک رخ حفر و مطالعه گردید. پس از مشاهده های مقدماتی و صحرایی و تعیین افق ها برای هر پروفیل در منطقه، رده بندی خاک ها براساس سیستم های جهانی خاک صورت گرفت. سپس از هر یک از افق ها به مقدار کافی نمونه خاک برای انجام آزمایش های فیزیکوشیمیایی و کانی شناسی رس تهیه گردید. مقایسه نتایج آزمایش های فیزیکوشیمیایی (نظیر رنگ، درصد آهک، میزان ظرفیت تبادل کاتیونی، نسبت آهن و. . . ) در خاک های لسی قدیمی و مقایسه آن با خاک های لسی مدرن، نشان دهنده این است که خاک های لسی قدیمی، چندین مرحله خاک سازی را گذرانده اند. یکی از شاخص های بررسی تغییر اقلیم گذشته در لس ها، کانی های رسی است. نتایج کانی شناسی رس نشان داد در خاک های لسی اوایل پلیستوسن، وجود رس های هوادیده ای، مانند اسمکتیت در مقادیر بیش تر بیانگر شرایط مرطوب تر و مساعد هوادیدگی در عصر بین یخچالی است و حضور رس های اولیه و بدون تحول مانند ایلیت و کلریت در خاک های لسی اواخر پلیستوسن، با اقلیم حال حاضر در منطقه مطابقت داشته، محیط خشک تر کنونی را تأیید می-نماید.