پژوهش های خاک
سال:1402 | دوره:37 | شماره:4 |تعداد مقالات:6

در این پژوهش، واحدهای خاک در دشت های آبی کشور بر اساس داده های مطالعات قبلی خاک شناسی، تصاویر ماهواره ای، نقشه های کاربری و در نظر گرفتن پهنه های زراعی- اقلیمی، باهدف تعیین توان (پتانسیل) اراضی برای کشت آبی محصولات صنعتی شامل چغندرقند، پنبه، گلرنگ و نیشکر مشخص شد. سپس، اراضی موردنظر برای کشت آبی محصولات مزبور از نظر تناسب اراضی طبق چهارچوب فائو و روش پارامتریک ریشه دوّم ارزیابی شد. نتایج نشان داد که از چهار میلیون هکتار اراضی مزبور برای کشت آبی چغندرقند، حدود 1/23 میلیون هکتار در کلاس S1 (مناسب زیاد)، 1/5 میلیون هکتار در کلاس S2 (مناسب متوسط)، 740 هزار هکتار در کلاس S3 (مناسب بحرانی)، 390 هزار هکتار در کلاس N1 (نامناسب در حال حاضر) و 420 هزار هکتار در کلاس N2 (نامناسب دائمی) قرار داشت. از مجموع اراضی بررسی شده برای کشت پنبه به مساحت حدود 2/4 میلیون هکتار، 75 هزار هکتار در کلاس S1، 671 هزار هکتار در کلاس S2، 895 هزار هکتار در کلاس S3، 420 هزار هکتار در کلاس N1 و 340 هزار هکتار در کلاس N2 بود. از 2/2 میلیون هکتار اراضی بررسی شده برای کشت گلرنگ، 38 هزار هکتار در کلاس S1، 56 هزار هکتار در کلاس S2، 1/3 میلیون هکتار در کلاس S3، 363 هزار هکتار در کلاس N1 و 398 هزار هکتار در کلاس N2 ، و از مجموع اراضی بررسی شده برای کشت نیشکر به مساحت حدود 615 هزار هکتار، 6 هزار هکتار در کلاس S1، 18 هزار هکتار در کلاس S2، 193 هزار هکتار در کلاس S3، 98 هزار هکتار در کلاس N1 و 300 هزار هکتار در کلاس N2 قرار داشت. تجزیه وتحلیل آماری داده‎ها نشان داد که تفکیک کلاس‎های تناسب اراضی دارای دقت قابل قبول است. مُهّم ترین ویژگی های محدودکنندۀ خاک برای کشت چغندرقند عبارت اند از: اسیدیته، شوری و قلیائیت و زهکشی. ویژگی های محدودکننده برای کشت پنبه شامل عوامل اقلیمی، مقدار و درجۀ شیب، شوری و قلیائیت، آهک و گچ بود. نیز، اسیدیته، زهکشی، شوری و قلیائیت، و اقلیم جزو ویژگی های محدودکنندۀ کشت گلرنگ بود و برای نیشکر، شوری و قلیائیت، زهکشی و شیب زمین. توجه به اراضی مناسب و نامناسب تفکیک شده در نقشه های تناسب اراضی محصولات ذکرشده در بالا، مدیریت کشت را برای کشاورزان و برنامه‎ریزان تسهیل می نماید.

ناخالصی های ریشه چغندرقند به ویژه سدیم یکی از عوامل موثر بر کیفیت ریشه و ضریب استحصال قند است. عوامل مختلف از جمله شرایط خاک، زمان و مقدار مصرف کودهای مختلف بر مقدار قند قابل استحصال در کارخانه، اثر دارد. به منظور بررسی عوامل تاثیرگذار بر مقدار ناخالصی ها و صفات کمی و کیفی ریشه، در یک تجزیه فراتحلیل، داده ها و نتایج تحقیقات انجام شده طی سال های 1376 تا 1399که در 30 گزارش نهایی موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه بذر چغندرقند منتشر شده بود، تجزیه و تحلیل شد. داده های این گزارش ها در پایگاه داده ای شامل 480 ردیف در 26 ستون ایجاد گردید. داده های متناظر با تیمارهای مورد بررسی شامل کود دامی، فرآورده باکتری و اسید آمینه، مقدار و زمان مصرف نیتروژن از پایگاه داده استخراج و سپس نسبت واکنش (نسبت تغییرات صفات هر تیمار به شاهد تیمار در همان آزمایش)، میانگین وزنی نسبت واکنش، انحراف معیار و اثرات معنی دار سهم هر یک از عوامل بر صفات کمی و کیفی ریشه چغندرقند مشخص شد. نتایج نشان داد که مصرف 60 تن در هکتار کود دامی، 200-150 کیلوگرم در هکتار نیتروژن و تقسیط 25%کود  نیتروژن قبل از کاشت، 50% در زمان تنک و 25% در زمان تنک دوم، ضمن افزایش معنی دار عملکرد ریشه، عملکرد قند خالص و عملکرد قند ناخالص، بر میزان سدیم ریشه چغندرقند تاثیر معنی داری نداشت. مصرف بیش از حد نیتروژن به مقدار 300-250 کیلوگرم در هکتار و مصرف تمام کود نیتروژن بعد از کاشت ضمن عدم تاثیر معنی دار بر عملکرد ریشه، عملکرد قند ناخالص و عملکرد قند خالص به ترتیب موجب افزایش سدیم ریشه به مقدار 18%و7/5% شد. فرآورده باکتری و اسید آمینه تنها باعث افزایش درصد قند ناخالص ریشه چغندرقند به مقدار 1% گردید.

گرماکافت به عنوان یک فن­آوری اقتصادی و سازگار با محیط زیست برای تسهیل بازیافت و کاهش خطر زیست محیطی لجن فاضلاب حائز اهمیت است. هدف از این پژوهش مطالعه تغییرات ساختار، سطح ویژه و منافذ بیوچار، خصوصیات شیمیایی و ارزیابی خطر آلودگی فلزات سنگین روی و سرب در اثر گرماکافت لجن فاضلاب بود. بیوچار لجن فاضلاب به مدت 2 ساعت در شرایط محدود اکسیژن دردماهای 300 ، 400، 500، 600 و 700 درجه سلسیوس تهیه شدند. سطح ویژه و بررسی منافذ با استفاده از ایزوترم جذب N2، معادله BET و تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) تعیین شدند. خطر آلودگی فلزات سرب و روی با استفاده از روش جزءبندی BCR و فاکتورهای آلودگی ارزیابی شد. نتایج نشان داد سطح ویژه بیوچار تحت تأثیر دماهای 400، 500، 600 و 700 درجه سلسیوس به ترتیب 2/65، 3/65، 8/38، 5/75 برابر لجن بود. با مقایسه حجم کل و میانگین قطر منافذ، بیوچار تخلخل بیشتری نسبت به لجن فاضلاب داشت. عمده منافذ موجود در بیوچارها از نوع مزو (19/98-8/34 نانومتر) بود. ساختار مورفولوژیکی لجن فاضلاب صاف و نامنظم و بیوچارها دارای سطحی متخلخل و ناهموارتر بودند. حضور ساختارهای آروماتیکی به شکل لانه زنبوری در دماهای بالا به ویژه دمای 600 درجه سلسیوس به وضوح قابل تشخیص بود. خطر زیست محیطی (Er) برای لجن فاضلاب و بیوچارها در رده کم قرار داشت. با تبدیل لجن به بیوچار، فاکتور آلودگی (Cf) روی و سرب، بیش از 50 % کاهش یافت. تبدیل لجن به بیوچار سبب افزایش سطح، تخلخل بیشتر و تثبیت کربن به شکل ترکیبات آروماتیکی شد. به دلیل کاهش فاکتور آلودگی فلزات و احتمال خطر زیست محیطی در بیوچارها، از این مواد میتوان به عنوان جاذب یا اصلاح کننده در محیط­های مختلف استفاده کرد.

اندازه گیری مقادیر رطوبت خاک سطحی به عنوان یکی از مهم ترین مؤلفه های چرخه آبی، نقش مهمی در مدیریت بهینه منابع آب وخاک ایفا می کند. هدف پژوهش حاضر ارزیابی دقت شاخص های طیفی و تصاویر ماهواره ای سنتینل-2 در برآورد رطوبت خاک  طی دوره 2022-2020 در منطقه تلو است. داده های این پژوهش شامل؛ تصاویر روزانه ماهواره سنتینل-2، مدل رقومی ارتفاع 30 متر و برداشت های میدانی با استفاده از دستگاه TDR برای هفت نقطه می باشد. شاخص های طیفی موردبررسی شامل: NDVI[1], SAVI[2], NDMI[3], NDWI[4], MNDWI[5] است. بررسی مقادیر رطوبت خاک برداشت شده با استفاده از دستگاه TDR در سطح منطقه موردمطالعه نشان داد که متوسط رطوبت خاک منطقه07/ 14% بود. از نظر زمانی، بیشینه مقدار رطوبت خاک ثبت شده در 19 آذرماه 1399 با مقدار 40 % و کمینه مقدار آن در اوایل تیرماه 1400 با مقدار 1/3 % ثبت گردیده است. محاسبه شاخص های طیفی نشان داد که از نظر مکانی، جنوب شرق منطقه موردمطالعه از مقدار رطوبت و سبزینگی بالاتری برخوردار بود. بررسی روند مقادیر رطوبت خاک و مقادیر شاخص های طیفی ثبت شده نشان داد که همانند بسیاری از نقاط کشور، طی فصل گرم به تبع از شرایط بارشی و دمایی در این منطقه نیز ، از یک طرف به دنبال افرایش دما و تبخیر و از طرف دیگر کاهش بارش، کمترین مقادیر رطوبت خاک، و در فصل سرد سال با شروع دوره بارشی منطقه و کاهش دما، بیشترین مقادیر رطوبت خاک ثبت می شود. بررسی ارتباط مقادیر رطوبت خاک ثبت شده با استفاده از دستگاه TDR با شاخص های طیفی محاسبه شده بر روی تصاویر سنتینل-2 نشان داد که بین شاخص های NDVI و SAVI با مقادیر رطوبت خاک TDR ارتباط بسیار ضعیفی وجود داشت و برای شاخص های NDWI با مقدار همبستگی 0/23، NDMI با مقدار 0/35 و شاخص MNDWI با مقدار همبستگی 0/59 به ترتیب بیشترین ارتباط برقرار بود.   [1

جنگل ها نقش مهمی در پایداری زیست بوم دارند و جنگل تراشی یکی از عوامل کاهش کیفیت خاک به شمار می آید. در این پژوهش، با بهره­گیری از تحلیل های چند متغیره، شاخص کیفیت خاک در سه کاربری جنگل، مرتع و زراعی در منطقه سی دشت استان گیلان ارزیابی شد. 20 نمونه خاک مرکب از هر کاربری و از دو عمق 10-0 و20-10 سانتی متر برداشت شد. شاخص تجمعی وزنی کیفیت خاک با استفاده از آنالیز تجزیه به مولفه های اصلی و دو گروه (1) مجموعه داده حداقل (MDS1) و (2) مجموعه داده حداقل تصحیح شده (MDS2)، محاسبه شد. هم چنین، دو روش وزن دهی (واریانس و سهم هر ویژگی) و نمره­دهی (خطی و غیر­خطی) مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که از نظر شاخص کیفیت خاک، تفاوت بین کاربری های اراضی توسط  MDS2در روش نمره دهی غیرخطی بهتر از روش خطی نمایان می­شود، به­طوری که میانگین شاخص کیفیت خاک در کاربری جنگل و مرتع بیشتر از کاربری زراعی  بود. شاخص کیفیت خاک با روش وزن دهی واریانس و نمره دهی غیرخطی در MDS2 (SQIW2-MDS2-NLS) دارای بالاترین میزان شاخص حساسیت (3/14) بود. مجموعه داده حداقل تصحیح شده ( MDS2) که شامل ویژگی های سیلت، میانگین وزنی قطر خاکدانه، واکنش خاک، کلسیم کربنات معادل و فسفر قابل دسترس بود، با دارا بودن راندمان 80% در مقایسه با مجموعه داده حداقل (MDS1) از کارآیی بالاتری برخوردار بود. اولویت دهی شاخص های کیفیت خاک نشان داد که شاخص کیفیت خاک با روش وزن دهی واریانس و نمره دهی غیرخطی در MDS2 (SQIW2-MDS2-NLS) اولین رتبه را داشت و این شاخص تغییر در شیوه های مدیریتی و وضعیت کلی خاک را بهتر نشان داده و مناسب ترین روش در ارزیابی اثر جنگل تراشی بر کیفیت خاک در منطقه مورد مطالعه بود.

هیدروکربن­های نفتی یکی از شایع­ترین گروه­های آلوده کننده آلی در محیط­زیست می­باشند. زیست پالایی خاک­های آلوده به ترکیبات نفتی یک فرآیند مؤثر برای پاک­سازی آلاینده­های نفتی در محیط­زیست است، در تحقیق حاضر در یک خاک لوم شنی برای کاهش یا از بین بردن آلاینده­ی­ نفتا سبک با غلظت 1% در خاک، از روش­های مختلف زیست ­پالایی ازجمله تحریک زیستی، تلقیح زیستی و تیمار تلفیقی (شامل تیمار توأم تلقیح زیستی و تحریک زیستی) استفاده شد. این آزمایش به­صورت طرح اسپلیت­پلات با سه عامل (آلودگی، زیست­پالایی و زمان) با 3 تکرار در گلدان­های 3 کیلوگرمی انجام شد. پس از اجرای آزمایش در فواصل زمانی صفر، 5، 10، 15، 20، 30، 45، 60، 90 و 120 روز، از گلدان های آزمایشی نمونه­برداری شد و مقادیر تنفس پایه و برانگیخته اندازه­گیری شد. نتایج نشان داد که اعمال تیمارهای زیست­پالایی باعث کاهش آلودگی نفتا سبک شده و همچنین آلودگی نفتی، فعالیت ریزجانداران (میکروارگانیسم­ها) خاک را نیز تحت تأثیر قرار داد، به­طوری­که بیشترین مقدار تنفس پایه و برانگیخته در روزهای ابتدائی به­ دست آمد، اما باگذشت زمان تنفس پایه نسبت به تنفس برانگیخته افت شدیدتری داشت، به نظر جامعه میکروبی به گلوکز افزوده شده، به عنوان منبع کربن ساده و در دسترس پاسخ داده و تنفس برانگیخته کاهش کمتری داشت، اما تنفس پایه احتمالاً با کمبود منابع کربن مواجه شده و کاهش بیشتری داشت. از میان تیمارهای زیست پالایی، تیمار تلفیقی نسبت به دیگر تیمارهای زیست­پالایی در سطح احتمال (0/01  P<) تأثیر بیشتری در کاهش هیدروکربن­های نفتی داشت. به نظر کاربرد تیمارهای تلفیقی علاوه بر بالا بردن جمعیت میکروبی فعال درگیر در تجزیه ترکیبات نفتی و تأمین شرایط بهینه برای فعالیت آن­ها، باعث تحریک جمعیت میکروبی بومی خاک شده و روشی مناسب برای حذف ترکیبات نفتی باشد.