تحقیقات کاربردی خاک
سال:1402 | دوره:11 | شماره:1 |تعداد مقالات:10

این تحقیق با هدف تأثیر نوع گیاه زراعی بر میزان کربن خاک در زمین­های زراعی تحت تناوب سویا (Glycin max L.) و گندم (Triticum aestivum L.) به­ترتیب در سال­های زراعی 96-1395 در 150مزرعه و 97-1396 در 89 مزرعه در شهرستان گرگان انجام شد. برای تعیین میزان کربن آلی و تغییرات آن، نمونه­های خاک در دو عمق 15-0 و 30-15 سانتی­متری تهیه شدند و سپس کربن آلی خاک با روش والکی - بلک اندازه­گیری شد. توزیع مکانی کربن آلی خاک و تغییرات آن در عمق­های مختلف و در زمان­های قبل از کاشت و پس از برداشت با استفاده از انواع روش­های مختلف درون­یابی در محیط ArcGIS انجام شد. نتایج روش­های درون­یابی نشان داد که روش کریجینگ بهترین مدل برای درون­یابی کربن آلی و میزان انباشت کربن خاک می­باشد. میانگین کربن آلی خاک در مزرعه سویا در شرایط قبل از کاشت در عمق 15– 0 سانتی­متری (عمق اول) به میزان 84/14 تن در هکتار و در عمق 30–15سانتی­متری (عمق دوم) به میزان 41/13 تن در هکتار بدست آمد و در شرایط پس از برداشت سویا در عمق اول به میزان 85/16 تن در هکتار و در عمق دوم نیز به میزان 52/15 تن در هکتار برآورد شد. همچنین میزان کربن آلی خاک در مزارع گندم در عمق­های اول و دوم خاک به­ترتیب 78/16 و 25/15 تن در هکتار در مرحله قبل از کاشت و در شرایط پس از برداشت گندم نیز در عمق­های اول و دوم خاک به­ترتیب 68/13 و 30/12 تن در هکتار به دست آمد. نتایج نشان داد که بخش­های شرقی، شمال، شمال شرقی، جنوب، جنوب شرقی و مرکزی شهرستان به علت دسترسی به سیستم­های آبیاری مدرن، منابع آبی بیشتر، مدیریت­های زراعی مناسب، برگرداندن مناسب بقایای گیاهی به خاک، توسعه روش های کم خاکورزی، به حداقل رساندن آتش زدن بقایا و استفاده از کود دامی دارای بیشترین میزان انباشت کربن بود.

روی یکی از عناصر کم مصرف است که در خاک های آهکی عمدتا به شکل های کم محلول وجود دارد. یکی از راه های فراهمی روی مورد نیاز گیاه در این شرایط، استفاده از میکروارگانیسم ها در قالب کود زیستی است. برای عرضه این کودها نیاز به حامل مناسب می باشد. لذا، این تحقیق به منظور جداسازی و شناسایی باکتری های حل کننده روی از خاک ها و بررسی زنده مانی سویه برتر در حامل های مختلف به مدت نه ماه در قالب طرح پایه کاملا تصادفی دو فاکتوره (حامل و زمان) با سه تکرار اجرا گردید. حامل های جامد، شامل پرلیت، پیت ماس، خاک اره، تفاله چغندرقند، کود دامی، ورمی کمپوست، آزولا، بیوچار (آزولا و سیب)، سبوس و تالک بودند. در این تحقیق، زادمایه های باکتری یایی تهیه شده با جمعیت اولیه یکسان پس از نگهداری در دمای اتاق از نظر توان زنده مانی باکتری مورد مقایسه قرار گرفتند. برای شمارش باکتری های زنده در حامل های میکروبی، در هر ماه از روش شمارش MPN استفاده شد. نتایج نشان داد که از 24 نمونه خاک، تعداد 15 جدایه باکتری حل کننده روی جداسازی و خالص سازی شد. پنج جدایه ی برتر از لحاظ انحلال ترکیب نامحلول روی، جهت شناسایی مولکولی مورد بررسی قرار گرفتند. بر اساس توالی ژن 16S rRNA، سه جدایه به جنس سودوموناس و دو جدایه به انتروباکتر تعلق داشتند. از بین باکتری های شناسایی شده باکتری سودوموناس فلورسنس (Ur 22) توان کمی (2/75 میلی گرم در لیتر) و توان کیفی (28/2) بالایی در انحلال ترکیب نامحلول فسفات روی داشت. همچنین نتایج نشان داد که بیشترین لگاریتم جمعیت شمارش شده بعد از گذشت نه ماه در حامل بیوچار سیب ( log cfu g-107/5) و بیوجار آزولا ( log cfu g-107/5) و کمترین جمعیت شمارش شده در حامل تالک ( log cfu g-111/2) به دست آمد. بطور کلی می توان بیان داشت که از بین حامل های مورد آزمایش، بیوچار بعلت ویژگی های خوب و مقرون به صرفه بودن از نظر اقتصادی توصیه می شود.

میکروپلاستیک ها به عنوان یکی از انواع آلاینده های نوظهور گزارش شده است و اطلاعات کمی درباره تأثیر و رفتار آنها بر خصوصیات خاک وجود داد. هدف این تحقیق بررسی تغییرات غلظت قابل تبادل (عصاره گیری شده با استات آمونیوم 1 مولار) و محلول در آب (نسبت 1 به 5/2 خاک به آب) عناصر سدیم، پتاسیم، کلسیم و منیزیم تحت تأثیر ذرات میکروپلاستیک پلی اتیلن سبک در خاک بود. آزمایش به صورت فاکتوریل بر پایه طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار اجرا شد. عوامل آزمایش شامل مقدار ذرات میکروپلاستیک (صفر، 1، 2 و 4 درصد وزنی-وزنی) و دوره انکوباسیون (3، 17، 31، 45، 90 و 180 روز) بود. نتایج نشان داد که ذرات میکروپلاستیک غلظت قابل تبادل و محلول در آب عناصر را تحت تأثیر قرار داد. ذرات میکروپلاستیک غلظت قابل تبادل سدیم، پتاسیم و کلسیم را کاهش داد. بیشترین کاهش مربوط به سطح 4 درصد میکروپلاستیک بود. به طور خلاصه، غلظت سدیم، پتاسیم و کلسیم قابل تبادل در مقایسه با خاک شاهد به ترتیب 2/7، 7/5 و 6/2 درصد کاهش یافت. از سوی دیگر، تحت تأثیر ذرات میکروپلاستیک (سطح 4 درصد) غلظت پتاسیم و کلسیم محلول در آب به ترتیب 97/6 و 4/8 درصد در مقایسه با خاک شاهد کاهش یافت. ذرات میکروپلاستیک سدیم محلول در آب را در دوره های اول (3روز) تا چهارم (45 روز) انکوباسیون کاهش داد. همچنین، ذرات میکروپلاستیک غلظت منیزیم قابل تبادل و محلول در آب را نیز کاهش داد، اما معنی دار نبود. به طور خلاصه حضور ذرات میکروپلاستیک در خاک به ویژه با مقادیر بالاتر (مانند 4 درصد)، می تواند قابلیت دسترسی عناصر کاتیونی مانند سدیم، پتاسیم، کلسیم و منیزیم را تحت تأثیر قرار دهد.

جهت مدیریت بهتر خاک­های گچی، آگاهی از پراکنش و ویژگی­های مختلف آن­ها ضروری می­باشد. پژوهش حاضر به منظور مطالعه نحوه تشکیل، طبقه­بندی، میکرومورفولوژی و کانی­شناسی خاک­های گچی در مناطق جیرفت و عنبرآباد، جنوب استان کرمان انجام گرفت. برای این منظور هفت خاکرخ، جانمایی، تشریح و نمونه­برداری شدند. نمونه­های خاک تحت آزمایش­های مرسوم فیزیکوشیمیایی، میکرومورفولوژی و کانی­شناسی رس قرار گرفتند و در نهایت خاک­های منطقه بر اساس دو سیستم رده­بندی آمریکایی (2014) و طبقه­بندی جهانی (2015) نام­گذاری و مقایسه شدند. سازندهای مارن گچی در ارتفاعات، منشأ گچ در خاک­های منطقه مورد مطالعه می­باشد. خاک­های منطقه بر اساس سیستم رده­بندی آمریکایی در دو زیر­رده جیپسیدز و سالیدز و بر اساس سیستم طبقه­بندی جهانی در سه گروه مرجع جیپسی­سولز، سولونچاک و سلونتز قرار گرفتند. بررسی مقاطع نازک نشان­دهنده وجود پوشش و بلورهای عدسی شکل گچ و پوشش رس می­باشد. بلورهای عدسی شکل گچ در خاک­هایی با بافت ریز مشاهده شدند. پوشش­های رس مشاهده شده در دو افق ناتریک و آرجیلیک، به ترتیب به دلیل نقش پراکندگی سدیم و اقلیم مرطوب­تر گذشته می­باشد. مطالعه کانی­شناسی رس نشان­دهنده وجود کانی­های ایلیت، کلریت، اسمکتیت، کائولینیت، سپیولیت و پالیگورسکیت در خاک­های منطقه می­باشد. وجود گچ در خاک و نیز سازندهای تبخیری موجود در منطقه باعث تشکیل کانی­های پالیگورسکیت و سپیولیت در خاک شده بود. بین میزان پالیگورسکیت و سپیولیت با میزان اسمکتیت ارتباط معکوسی مشاهده شد، به طوری که به دلیل هوادیدگی بیشتر طی اقلیم مرطوب­تر گذشته و با کاهش میزان گچ، بر میزان اسمکتیت افزوده شده و از میزان کانی­های پالیگورسکیت و سپیولیت کاسته شده است.

آنتی­بیوتیک­ها در سراسر جهان نقش مهمی در کنترل بیماری­های عفونی در انسان و حیوان ایفا می­کنند. آن­ها به دلیل ناقص بودن متابولیسم­شان در طول درمان وارد آب و خاک شده و به­ عنوان آلاینده آلی پایدار در محیط زیست محسوب می­شوند. آنتی­بیوتیک­ها براساس پایداری ذاتی در برابر تجزیه دارای محدوده وسیعی از نیمه عمر (از کمتر از یک روز تا ده سال) هستند و میزان تجزیه آنتی­بیوتیک­ها به خصوصیات فیزیکوشیمیایی آن­ها، نوع خاک و عوامل اقلیمی (دما، رطوبت و ...) بستگی دارد. بخش باقیمانده این ترکیبات می­تواند به­عنوان عوامل ضد میکروبی بر جوامع میکروبی خاک و به نوبه خود بر سلامت خاک پیامدهای منفی بگذارند. در نهایت آنتی­بیوتیک­ها از طریق جذبشان توسط محصولات زراعی، وارد زنجیره غذایی انسان شده و مقاومت آنتی­بیوتیکی در انسان ایجاد می­کنند. با این حال بسیاری از نتایج مبهم بوده که این نشان می­دهد تعیین دقیق سرنوشت آنتی­بیوتیک­ها و برآورد خطر ناشی از مقاومت آنتی­بیوتیکی یک چالش بزرگ است. در این مقاله سرنوشت آنتی­بیوتیک­ها در خاک (جذب و تجزیه)، تاثیرشان بر عملکرد جامعه میکروبی خاک، جذب توسط گیاه و تاثیر بر امنیت غذایی انسان مرور می­شود.

توت یک درخت تک پایه بوده و می تواند در شرایط آب و هوایی مختلف رشد کند. برگ درخت توت به عنوان غذای اصلی کرم ابریشم، و نقش اساسی در صنعت ابریشم دارد. مصرف کودهای شیمیایی در چند دهه اخیر سبب بروز مشکلات زیست­محیطی فراوانی شده است، از این رو در چند سال اخیر مصرف کودهای آلی و مایه تلقیح باکتریایی افزایش چشمگیری داشته است. هدف از انجام این پژوهش بررسی اثر باکتری های محرک رشد گیاه و پسماند زباله شهری بر تغییرات آنزیمی برگ توت و فعالیت آنزیم فسفاتاز خاک می باشد. برای انجام این پژوهش تعداد 27 نهال توت از موسسه تحقیقات کرم ابریشم کشور تهیه شد. این پژوهش به صورت طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه گیلان به اجرا در آمد. تیمارهای مورد استفاده شامل دو سطح از پسماند زباله شهری (دو و چهار درصد)، دو سطح باکتری سودوموناس (106 و 106×5 سلول در گرم خاک) و شاهد است. آنزیم های کاتالاز، پلی فنل اکسیداز و سوپراکسید دیسموتاز، کلروفیل a و b در برگ توت و آنزیم فسفاتاز در خاک اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که استفاده مایه تلقیح باکتریایی میزان آنزیم فسفاتاز را در خاک افزایش داده است. همچنین نتایج حاکی از آن است که مقدار آنزیم سوپراکسید دیسموتاز از 2/77 در تیمار شاهد به 276 میکرومول بر گرم بافت تازه برگ در تیمار سطح دوم کمپوست و باکتری رسیده است. بیشترین مقدار این آنزیم در سطح دوم مایه تلقیح باکتریایی (106×5) به همراه سطح دوم کود آلی (چهار درصد) معادل 16/0 (میکرومول بر دقیقه برگرم وزن تر) به دست آمده است. به طور کلی، نتایج به دست آمده نشان داد که می­توان از ترکیب کودهای آلی و مایه تلقیح باکتریایی جهت تامین عناصر مورد نیاز گیاه توت استفاده کرد.

توت یک درخت تک پایه بوده و می تواند در شرایط آب و هوایی مختلف رشد کند. برگ درخت توت به عنوان غذای اصلی کرم ابریشم، و نقش اساسی در صنعت ابریشم دارد. مصرف کودهای شیمیایی در چند دهه اخیر سبب بروز مشکلات زیست­محیطی فراوانی شده است، از این رو در چند سال اخیر مصرف کودهای آلی و مایه تلقیح باکتریایی افزایش چشمگیری داشته است. هدف از انجام این پژوهش بررسی اثر باکتری های محرک رشد گیاه و پسماند زباله شهری بر تغییرات آنزیمی برگ توت و فعالیت آنزیم فسفاتاز خاک می باشد. برای انجام این پژوهش تعداد 27 نهال توت از موسسه تحقیقات کرم ابریشم کشور تهیه شد. این پژوهش به صورت طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه گیلان به اجرا در آمد. تیمارهای مورد استفاده شامل دو سطح از پسماند زباله شهری (دو و چهار درصد)، دو سطح باکتری سودوموناس (106 و 106×5 سلول در گرم خاک) و شاهد است. آنزیم های کاتالاز، پلی فنل اکسیداز و سوپراکسید دیسموتاز، کلروفیل a و b در برگ توت و آنزیم فسفاتاز در خاک اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که استفاده مایه تلقیح باکتریایی میزان آنزیم فسفاتاز را در خاک افزایش داده است. همچنین نتایج حاکی از آن است که مقدار آنزیم سوپراکسید دیسموتاز از 2/77 در تیمار شاهد به 276 میکرومول بر گرم بافت تازه برگ در تیمار سطح دوم کمپوست و باکتری رسیده است. بیشترین مقدار این آنزیم در سطح دوم مایه تلقیح باکتریایی (106×5) به همراه سطح دوم کود آلی (چهار درصد) معادل 16/0 (میکرومول بر دقیقه برگرم وزن تر) به دست آمده است. به طور کلی، نتایج به دست آمده نشان داد که می­توان از ترکیب کودهای آلی و مایه تلقیح باکتریایی جهت تامین عناصر مورد نیاز گیاه توت استفاده کرد.

خشکی یک از رایج­ترین تنش­های غیر زنده می­باشد. با کاربرد کودهای آلی از جمله ورمی کمپوست، اثرات منفی تنش­های آبی کاهش می­یابد. به همین علت آزمایشی با هدف بررسی اثر ورمی­کمپوست و  تنش رطوبتی بر میزان عناصر غذایی کم مصرف گیاه و خاک پس از برداشت ریحان، به­صورت فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی با دو عامل و 3 تکرار در دانشکده کشاورزی لرستان انجام گرفت. عامل اول شامل ﭼﻬﺎر ﺳﻄﺢ ورمی­کمپوست ( 0، 10، 20 و 30 گرم در کیلوگرم خاک) و عامل دوم شامل ﺳﻪ ﺳﻄﺢ رﻃﻮﺑﺘﯽ (ظرفیت مزرعه ، 75 و 55 درصد ظرفیت مزرعه) ﺑﻮد. نتایج نشان داد بیشترین وزن خشک اندام هوایی در سطح بدون تنش رطوبتی و کاربرد 30 گرم ورمی­کمپوست در کیلوگرم خاک (9/5 گرم در گلدان) مشاهده شد. بیشترین غلظت آهن اندام هوایی (29/65 میلی­گرم در کیلو­گرم) در بالاترین سطح تنش (55 درصد رطوبت مزرعه) و 30 گرم ورمی­کمپوست و بیشترین غلظت مس اندام هوایی (23/8 میلی­گرم در کیلو­گرم) در سطح تنش رطوبتی 75 درصد ظرفیت مزرعه و کاربرد 20 گرم ورمی­کمپوست وجود داشت. با افزایش تنش رطوبتی، غلظت روی و منگنز اندام هوایی گیاه نسبت به تیمار شاهد کاهش معنی­داری داشت. در سطح تنش رطوبتی 55 درصد ظرفیت مزرعه و کاربرد 30 گرم ورمی­کمپوست، بیشترین غلظت آهن (55/3 میلی­گرم در کیلو­گرم) و روی (70/2 میلی­گرم در کیلو­گرم) در خاک پس از برداشت مشاهده شد. همچنین با افزایش تنش رطوبتی میزان غلظت عناصر مس و منگنز در خاک پس از برداشت افزایش معنی­داری یافت. با توجه به اثر مثبت کاربرد ورمی­کمپوست در کاهش اثر سوء تنش آبی بر وزن خشک و غلظت عناصر غذایی ریحان، می­تواند کود مناسبی جهت افزایش عملکرد گیاه ریحان در شرایط تنش رطوبتی باشد.

استفاده از ریزجانداران کارآمد می تواند درتأمین عناصر ضروری فسفر، پتاسیم و آهن برای گیاهان سودمند باشد. در پژوهش حاضر، توانایی آزادسازی این عناصر از کانی­های نامحلول توسط چندین گونه­ی قارچی شامل Trichoderma asperellum، T. atroviride، T. brevicompactum، T. citrinoviride، T. harzianum، T. koningii، T. viridescens و Alternaria sp. و Aspergillus niger ارزیابی شد. بدین منظور، قارچ­های نامبرده در سه تکرار به محیط کشت مایع الکساندروف دارای تری کلسیم فسفات (منبع فسفر) و موسکویت یا فلوگوپیت (منبع پتاسیم و آهن) افزوده و به مدت 10 روز در شرایط بهینه نگهداری شدند. نتایج نشان داد که گونه­های قارچی در مقایسه با شاهد قادر به آزادسازی پتاسیم بیشتر به میزان 103 تا 389 درصد از کانی فلوگوپیت و 5/21 تا 178 درصد از کانی موسکویت بودند. در بین گونه­های قارچی، بیشترین آزادسازی پتاسیم توسط Aspergillus niger و T. koningii از فلوگوپیت و کمترین آن توسط T. atroviride از موسکویت دیده شد. بیشترین مقدار آهن محلول در حضور قارچ T. citrinoviride و Aspergillus niger در محیط کشت دارای فلوگوپیت اندازه­گیری شد. بیشترین افزایش فسفر محلول توسط گونه­های Aspergillus niger (در حضور دو کانی)، Alternaria sp.، T. citrinoviride، T. coningii و T. viridescens در حضور فلوگوپیت در مقایسه با شاهد مشاهده شد. گونه­های قارچی، هدایت الکتریکی را افزایش دادند که نشان­دهنده آزادسازی عناصر از منابع نامحلول توسط قارچ­ها است. همچنین بین مقدار فسفر، پتاسیم و آهن با pH رابطه منفی و معنی­داری مشاهده شد که نشان­دهنده آن است که احتمالا گونه­های قارچی با تولید اسیدهای آلی و معدنی توانسته­اند منجر به آزادسازی عناصر از منابع نامحلول آن­ها شوند. در مجموع، نتایج نشان داد که گونه­های قارچی، توانایی انحلال تری­کلسیم فسفات و آزادسازی پتاسیم و آهن بیشتری را از فلوگوپیت در مقایسه با موسکویت در شرایط درون شیشه ای دارند. بنابراین، استفاده از این ریزجانداران درتأمین عناصر ضروری گیاه می­تواند امیدوارکننده باشد.

در طی سه دهه اخیر، تمایل عمومی به تغییر روش در تحقیقات پیرامون مدیریت منابع خاک و تهیه نقشه­های اراضی از روش­های مرسوم و عمدتاً کیفی به روش­های کمّی بر اساس مدل­های همبستگی مکانی بوجود آمده است که به این روش­ها اصطلاحاً تهیه نقشه­های رقومی خاک گفته می­شود. بافت خاک به عنوان یکی از خصوصیات مهم در تعیین نوع و تراکم فعالیت­های کشاورزی و انواع کاربری اراضی محسوب می­شود. پژوهش حاضر در دشت شبانکاره استان بوشهر به مساحت 15000 هکتار با واحدهای فیزیوگرافی مختلف که دارای کاربری عمدتاً زراعی است انجام شد. تعداد 172 محل هدف برای نمونه برداری خاک در عمق­های 30-0 و 60-30 سانتی­متر بر اساس تصاویر ماهواره­ای و همچنین تفاوت­های ظاهری مشاهده شده در منطقه مطالعاتی در نظر گرفته شده و نمونه­برداری صورت گرفت. نقشه رقومی بافت خاک برای دو روش مثلث قدیمی بافت خاک شامل ذرات شن، سیلت و رس و روش مثلث جدید خاک شامل میانگین هندسی قطر ذرات و انحراف معیار هندسی قطر ذرات خاک، ترسیم گردید.از دو برنامه زمین آماری GS+ و ArcGIS و روش­های مختلف تخمین­­گرها برای پهنه­بندی ذرات خاک استفاده شد. نتایج نشان داد قوی­ترین کلاس ساختار مکانی مربوط به انحراف معیار هندسی قطر ذرات خاک (48/0) و ضعیف­ترین آن در سیلت (73/0) به دست آمد. بیشترین و کمترین شعاع تأثیر در بین پارامترهای بافت خاک به ترتیب مربوط به رُس و انحراف معیار هندسی قطر ذرات خاک به مقدار 684 و336 متر بود. تعداد خاکرخ­های حفر شده بر اساس پیش­بینی نقشه رقومی یکنواختی خاک، برابر با 11 خاکرخ تعیین گردید. نقشه­های رقومی تولید شده می­توانند اطلاعات مکانی از ویژگی­های مهم خاک مانند وضعیت نفوذپذیری و زهکشی، ظرفیت نگهداری آب، حاصلخیزی، میزان فرسایش و شوری خاک را نشان دهند که سبب افزایش دقت در مدیریت بهینه اراضی کشاورزی نسبت به روش­های معمول می­شود.