تحقیقات کاربردی خاک
سال:1396 | دوره:5 | شماره:1 |تعداد مقالات:10

آلودگی خاک به فلزهایی مانند کادمیم با کاهش کارکرد ریزجانداران می تواند کربن اندوزی در خاک را دگرگون سازد. مانده های گیاهی پس از افزوده شدن به خاک، به ریخت مواد آلی دانه ای آزاد بوده که با گذشت زمان به کمک ریزجانداران خاک با رس ها پوشیده شده و در پایان به ریخت هم تافته های آلی-کانی در می آیند. در این پژوهش پیامد کاربرد کادمیم در دو سطح (صفر و 10 میلی گرم بر کیلوگرم) و گذشت زمان در 4 سطح (1روز، 1، 3 و 5 ماه) بر بخش های اندازه دانه ای کربن آلی دو خاک همدان و شمال که با 5 درصد کاه گندم تیمار شده اند، در سه تکرار آزمون شد. بخش هم اندازه شن و بخش هم اندازه سیلت+رس مواد آلی خاک ها در زمان های یاد شده به روش بخش بندی اندازه دانه ای جدا شده و کربن آلی آنها به روش اکسیداسیون تر اندازه گیری شد. برای خاک همدان، بیشترین کربن آلی خاک در بخش شن به اندازه 14.12 گرم بر کیلوگرم خاک (40 درصد)، و در خاک لاهیجان با بافتی ریزتر در بخش سیلت+رس خاک، به اندازه 15.80 گرم بر کیلوگرم خاک (32 درصد) در روز نخست آزمایش بود. تندی کاهش کربن آلی با گذشت زمان در خاک همدان بیشتر از آن در خاک لاهیجان بود. آلودگی خاک به کادمیم از تندی فروزینگی و تجزیه کربن آلی در هر دو خاک کاست و مایه نگهداری کربن آلی بویژه در خاک لاهیجان شد که این می تواند وابسته به رس فراوان تر و بالاتر بودن زیست فراهمی و فاکتور آلودگی کادمیم در این خاک باشد.

پتاسیم و نیتروژن دو عنصر غذایی بوده که بیشترین نقش را در افزایش کمی و کیفی برنج ایفا می نماید. این عنصر نیز همانند نیتروژن به مقدار زیادی، توسط گیاه برنج جذب می شود. ارزیابی وضعیت عناصر غذایی در خاک از نقطه نظر تغذیه ای، زیست محیطی و اقتصادی حائز اهمیت است. این تحقیق با هدف مقایسه 11 عصاره گیر مختلف به منظور تعیین عصاره گیرهای مناسب جهت برآورد پتاسیم قابل جذب برنج در 11 نمونه خاک انتخابی (از مجموع 40 خاک) استان کهگیلویه و بویر احمد انجام شد. بذرهای برنج در سه تکرار در گلدان های یک و نیم کیلوگرمی به مدت 10 هفته کشت و سپس برداشت شدند. میزان پتاسیم گیاه برنج به کمک اسیدکلریک 1 نرمال عصاره‏گیری شد. پتاسیم قابل جذب خاک به وسیله عصاره گیرهای استات آمونیوم 1 مولار، کلرید سدیم 1 و 2 مولار، اسید سولفوریک 0.025 مولار، کلرید باریم 0.1 مولار، کلرید کلسیم 0.01 مولار، مورگان-ولف، AB-DTPA، استات سدیم 1 نرمال، استات منیزیم 1 مولار و اسیدکلریدریک 2 مولار اندازهگیری شد. بررسی نتایج ضرایب همبستگی عصاره گیرهای مختلف با میزان جذب پتاسیم توسط اندام هوایی گیاه برنج حاکی از آن بود که بیشترین همبستگی با جذب گیاهی مربوط به عصاره‏گیر استات سدیم و استات آمونیوم بوده (r به ترتیب 0.85 و 0.73) و پس از آن ها عصاره گیرهای مورگان و سدیم کلرید 2 مولار قرار دارند. کمترین مقدار همبستگی مربوط به عصاره‏گیر کلرید کلسیم بوده‏ است. بنابراین عصاره گیرهای استات سدیم و استات آمونیوم به ترتیب با توجه به سادگی و اقتصادی بودن، سرعت عصاره گیری و بالا بودن ضریب همبستگی با جذب توسط برنج جهت تعیین پتاسیم قابل دسترس در خاک های مورد نظر توصیه می گردند.

پتاسیم و فسفر از جمله عناصر ضروری و مهم برای رشد گیاه تلقی می شوند و راهکار زیستی یکی از روش های تامین آن ها می باشد. برای بررسی روابط بین منابع فسفر محلول (فسفات سدیم) و نامحلول (تری کلسیم فسفات) بر آزادسازی پتاسیم از کانی های میکا یعنی بیوتیت و موسکویت و همچنین ارزیابی اثر نوع کانی میکا در انحلال فسفر از منبع تری کلسیم فسفات، این تحقیق با حضور برخی از باکتری های متعلق به جنس سودوموناس به نام های S10-3، S14-3، S19-1 و S21-1 انجام شد. این آزمایش به صورت فاکتوریل در غالب طرح کاملا تصادفی با دو نوع کانی میکا و دو منبع فسفر با در نظر گرفتن سه تکرار انجام شد. ازکشت شبانه این باکتری ها به میزان 500 میکرولیتر به 30 میلی لیتر محیط کشت الکساندروف افزوده شد. پس از انکوباسیون به مدت یک هفته در دمای 26 درجه سلسیوس و شیک 120 دور در دقیقه، میزان آزادسازی پتاسیم با استفاده از دستگاه فلیم فتومتر و میزان انحلال فسفات با استفاده از روش زرد و دستگاه اسپکتروفتومتر در طول موج 430 نانومتر، اندازه گیری شد. اندازه گیری ها نشان داد که آزادسازی پتاسیم از کانی بیوتیت بیش از موسکویت بود و همچنین جدایه ها در حضور تری کلسیم فسفات نسبت به فسفات سدیم، بین 15 تا 48 درصد پتاسیم بیشتری آزاد کردند. جدایه S19-1 در میان جدایه ها بیشترین پتاسیم آزاد شده را با میانگین 5.45 میلی گرم بر لیتر نشان داد. یافته های آزمایش نشان داد که آزادسازی پتاسیم توسط باکتری ها از کانی بیوتیت حدود 4.5 برابر بیش از موسکویت بوده و به نظر مکانیسم مشابهی در انحلال فسفر و آزادسازی پتاسیم وجود دارد زیرا در حضور تری کلسیم فسفات مقدار بیشتری پتاسیم از کانی میکا آزاد شد. بالاترین میزان انحلال فسفات به مقدار 488 میلی گرم بر لیتر بود که در جدایه S19-1 به دست آمد. اثر کانی های بیوتیت و موسکویت بر انحلال فسفات جدایه ها معنی دار نبود و توانایی انحلال فسفات جدایه ها متاثر از کانی های میکا نبود اما توان رهاسازی پتاسیم در حضور منابع محلول و نامحلول فسفر متفاوت بود.

به منظور مطالعه تغییرات شکلهای مختلف فلزات روی، مس، کادمیوم و سرب در طی فرآیند تهیه ورمی کمپوست، آزمایشی برمبنای طرح کاملا تصادفی با آرایش فاکتوریل با سه تکرار انجام شد. فاکتور اول این آزمایش شامل تاثیر حضور و عدم حضور کرم خاکی بود و روند فرایند تولید ورمی کمپوست در بازه های زمانی صفر، 30، 60 و 90 روز بعنوان فاکتور دوم انتخاب شد. بخشهای مختلف (تبادلی، کربناتی، بخش آلی، پیوند شده با اکسیدهای آهن و منگنز و باقیمانده) فلزات روی، مس، کادمیوم و سرب با استفاده از روش عصارهگیری پی در پی و 5 مرحله ای روش تسیر در طی فرآیند تهیه ورمی کمپوست از کود گاوی تعیین شدند. نتایج نشان داد که اسیدیته ورمی کمپوست در تیمارهای دارای کرم خاکی 0.4 واحد کاهش و میزان کربن آلی محلول 0.15 درصد افزایش را نشان داد. فراهمی زیستی عناصر روی، مس و کادمیوم بجز سرب نیز در تیمار های کرم خاکی افزایش معنی داری را نشان دادند. بیشترین مقادیر روی، مس و کادمیوم در نتیجه فعالیت کرمهای خاکی به ترتیب در بخش های کربناتی، مواد آلی و تبادلی نشان داده شد، اما بیشترین سهم سرب در بخش پیوند شده با مواد آلی بود. غلظت عناصر روی وکادمیوم در بخش های تبادلی و کربناتها به طور معنیداری در حضور کرمهای خاکی افزایش یافت، عنصر روی 16.4 و 18.21 درصد و کادمیوم 10 درصد افزایش را در این بخش ها نشان دادند، لیکن غلظت این عناصر در بخش باقی مانده در انتهای دوره کاهش یافت. چنین استنباط می شود که فراهمی زیستی عناصر سنگین با فعالیت کرمهای خاکی در فرایند تولید ورمی کمپوست افزایش می یابد.

به منظور مطالعه تاثیر پوشش های درختی دست کاشت بر مشخصههای زیستی و بیوشیمی خاک، تودههای جنگلی اقاقیا، زبان گنجشک، بلوط و سرو نقرهای، در محدوده پارک جنگلی خرگوش دره تهران مورد بررسی قرار گرفتند. در هر یک از پوشش های درختی، تعداد 10 نمونه خاک از لایه بالایی( 10 - 0 سانتی متری) برداشت شد. علاوه بر مشخصه های زیستی و بیوشیمی، برخی مشخصه های فیزیکی و شیمیایی خاک در محیط آزمایشگاه مورد اندازهگیری قرار گرفت. مطابق با نتایج، هیچ یک از مشخصه های فیزیکی مورد مطالعه خاک در پوششهای درختی مورد بررسی، تفاوت آماری معنیداری را به نمایش نگذاشتند. خاک بخش زیر تاج پوشش سرو نقرهای شرایط اسیدیتری نسبت به گونههای بلوط، زبان گنجشک و اقاقیا داشت. بیشترین مقادیر نیتروژن، فسفر و پتاسیم قابل جذب به خاک زیر تاج پوشش درختی اقاقیا (به ترتیب 0.33 درصد، 26.21 و 349.80 میلیگرم بر کیلوگرم) و کمترین آنها به خاک زیر تاج پوشش گونه سرو نقرهای (به ترتیب 0.10 درصد، 12.76 و 145.30 میلی گرم بر کیلوگرم) اختصاص داشته است. بیشترین مقادیر زیتوده ریشه ها) ریز ریشه، درشتریشه و کل ریشه (در خاک زیر تاج پوشش گونه درختی بلوط) به ترتیب 950.21 ، 1079.90 و 1692.54 کیلوگرم بر هکتار) مشاهده شد. درحالی که کمترین مقادیر این مشخصه ها، به خاک زیر تاج پوشش توده سرو نقره ای (به ترتیب 402.24، 755.60 و 1157.84 کیلوگرم بر هکتار) تعلق داشت. بیشترین مقادیر نرخ نیتریفیکاسیون، آمونیفیکاسیون و معدنی شدن خالص نیتروژن، به خاک زیر تاج پوشش گونه درختی اقاقیا (به ترتیب -0.13، 0.44 و 0.30 میلیگرم بر کیلوگرم) اختصاص داشت. درحالیکه کمترین مقادیر آنها در خاک زیر تاج پوشش گونه درختی سرو نقرهای (به ترتیب -0.18، -0.07 و -0.26 میلی گرم بر کیلوگرم) مشاهده شد. مطابق با نتایج تحقیق حاضر، گونه اقاقیا به عنوان گونه تثبیت کننده ازت، در بهبود کیفیت خاک، عملکرد بهتری نسبت به سایر گونه ها داشت.

مجموعه های فازی، بدون مرزهای تیز و مجزا هستند. به طوری که، عبور از یک منطقه عضو به غیرعضو در کلاس، تدریجی است. یک مجموعه فازی توسط توابع عضویت فازی تعریف می شود که از صفر تا یک متغیر است و نمایان گر افزایش تداومی و پیوسته از غیرعضویت کامل به عضویت کامل می باشد، از طرفی، تابع عضویت یکی از پارامترهای تاثیرگذار در ارزیابی تناسب اراضی به روش نظریه مجموعه های فازی است. هدف از این تحقیق، مقایسه سه تابع عضویت کندل، کوچی و ذوزنقه ای در ارزیابی تناسب اراضی شرق منطقه آمل برای گیاه برنج، بر اساس نظریه مجموعه های فازی می باشد. برای نیل به این هدف، ویژگی های اراضی (8 ویژگی) براساس نظر فائو انتخاب، و ارزیابی تناسب اراضی به روش فازی در 17 واحد اراضی صورت پذیرفت. نتایج نشان داد که بر اساس وزن های به دستامده، در هر سه نوع تابع عضویت مورد استفاده، اقلیم دارای بیشترین وزن و ظرفیت تبادل کاتیونی ظاهری دارای کمترین وزن (درجه اهمیت) در رشد محصول برنج در منطقه مطالعاتی می باشند. همبستگی بین شاخص اراضی و عملکرد مشاهده شده در سطح منطقه، برای نظریه مجموعه های فازی با تابع عضویت کندل (0.98) بیشتر از توابع کوچی (0.75) و ذوزنقه ای (0.79) بود و اختلاف نسبتا زیاد ضریب همبستگی محاسبه شده، نشان از دقت بالای تابع عضویت کندل دارد. همچنین در این روش، نرم افزار متلب با توجه به حدود انتقالی انتخاب شده مناسب، توانسته وزن ها را به طور دقیق برآورد نماید. نهایتا می توان چنین بیان کرد که اگر از توابع عضویت و حدود انتقالی مناسب در روش فازی استفاده گردد، می توان از آن به عنوان یک روش کارا در ارزیابی تناسب اراضی استفاده کرد.

در مدیریت بهینه و پایدار اراضی کشاورزی، تهیه نقشه تخمین احتمال ویژگی های خاک از جمله کربن آلی و عناصر غذایی مبتنی برمقادیرکمتر یا بیشتر از یک حد آستانه از اهمیت زیادی برخوردار است. یکی از راه های تهیه چنین نقشه هایی استفاده از روش های زمین آمار ناپارامتری مانند کریجینگ شاخص می باشد. در این مطالعه با استفاده از کریجینگ شاخص، نقشه احتمال کمبود و فزونی کربن آلی و فسفرقابل جذب خاک برای بخشی از اراضی ایستگاه تحقیقات کشاورزی اسلام آباد غرب واقع در استان کرمانشاه تهیه گردید. به منظور اجرای این پژوهش از داده های میراثی خاک شامل217 نمونه خاک سطحی (عمق0-30 سانتیمتر) با فواصل نمونه برداری 50 متر استفاده شد. پس از پردازش های اولیه آماری،تغییرنمای شاخص براساس مقادیر آستانه 1.2 درصد برای کربن آلی و 15 میلی گرم بر کیلوگرم برای فسفرقابل جذب محاسبه گردید و بر مبنای جمع باقیمانده مربعات خطای کمتر، مدل نمائی به عنوان بهترین مدل برازش یافته بر تغییرنمای شاخص تعیین شد. داده های اعتبارسنجی، از روش حذف یک داده و اجرای مدل به دست آمد. سپس برای ارزیابی کارایی کریجینگ شاخص، منحنی مشخصه عامل گیرنده ترسیم و مساحت زیرمنحنی محاسبه گردید. مساحت زیرمنحنی مشخصه عامل گیرنده به ترتیب برای فسفر قابل جذب و کربن آلی 0.7956 و 0.8005 به دست آمد که نشان می دهد کریجینگ شاخص در تخمین این متغیرها نسبتا خوب عمل نموده است. بطورکلی می توان ذکر نمود کاربردکود بر اساس نقشه های احتمال خصوصیات حاصلخیزی خاک، سبب کاهش هزینه و افزایش تولید پایدار می گردد.

استفاده از کود های زیستی، رویکرد جهانی برای کاهش آلودگی نهاده های شیمیایی جهت افزایش کمیت و کیفیت محصولات گیاهی در راستای کشاورزی پایدار است. در این تحقیق جهت مقایسه ی اثر کود بیولوژیکی و شیمیایی فسفره بر جذب فسفر و عملکرد گیاه زینتی همیشه بهار، آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی با دو فاکتور: 1- روش های مختلف کاربرد کود زیستی بارور در چهار سطح: M1 (بدون استفاده از کود زیستی)، M2 (کود زیستی بصورت بذرمال)، M3(کود زیستی بصورت ریشه مال)، M4 (کود زیستی بصورت بذر مال + ریشه مال ) و 2- مقادیر فسفر شیمایی به شکل سوپر فسفات تریپل در چهار سطح P1 (صفر)،P2 (100)،P3 (200)،P4 (300 میلی گرم در لیتر)، 16تیمار و 3 تکرار و با 5 گلدان در هر تیمار انجام شد. در این آزمایش صفاتی چون قطر گل، تعداد گل، ارتفاع نهایی بوته، تعداد برگ در بوته، وزن تر و خشک اندام هوایی، وزن تر و خشک گل ، فسفر کل اندام هوایی و فسفر کل بستر مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج این آزمایش نشان داد که از بین روش های کاربرد کود بیولوژیک فسفاته، M4 بر اکثر صفات مورد بررسی مانند ارتفاع نهایی بوته (35.53)، قطر گل (66.58)، تعداد گل (9.15)، تعداد برگ در بوته (64.25)، وزن تر اندام هوایی (29.09) و فسفر اندام هوایی (3.45) موثر و کارا بوده و موجب کاهش مصرف کود فسفره شده است. نظر به اینکه تیمار M4P3 در اکثر صفات با تیمار M4P4 اختلاف معنی داری نداشت، لذا با هدف کاهش مصرف کود فسفره شیمیایی کاربرد آن قابل توصیه است.

کودهای شیمیایی، زیستی و آلی نقش مهمی در افزایش کمی و کیفی تولیدات کشاورزی دارند. به منظور مطالعه اثرات تلقیح میکوریزایی، کاربرد پتاسیم و کود دامی بر عملکرد و ترکیب شیمیایی برگ انار، پژوهشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی و در سه تکرار، در منطقه جنت شهر، نزدیک داراب در استان فارس، در سال 1393 انجام شد. تیمارهای آزمایشی شامل ترکیبی از دو سطح 0 و 500 گرم میکوریزا، سه سطح 0، 10 و 20 کیلوگرم کود گوسفندی و دو سطح 0 و 500 گرم اکسید پتاسیم به ازای هر درخت بود. میکوریزا و کود دامی قبل از گلدهی و اکسید پتاسیم در دو مرحله قبل و بعد از گلدهی مصرف شدند. فاکتورهای اندازه گیری شده شامل عملکرد هر درخت، وزن میوه، وزن پوست، وزن دانه ها، نسبت پوست به دانه در پنج میوه و غلظت پتاسیم، فسفر، آهن، منگنز، روی و مس در برگ ها بود. نتایج نشان داد که اثرات اصلی کاربرد میکوریزا، پتاسیم و کود دامی بر بیشتر صفات مورد مطالعه معنی دار بود. بیشترین میانگین وزن 5 میوه، بیشترین وزن دانه در میوه و کمترین نسبت پوست به دانه از اثر توأم 500 گرم میکوریزا، 20 کیلوگرم کود دامی و 500 گرم پتاسیم حاصل شد. بالاترین غلظت پتاسیم، فسفر، آهن، مس، منگنز و روی از کاربرد توأم 500 گرم میکوریزا، 500 گرم پتاسیم و 20 کیلوگرم کود گوسفندی به ازای هر درخت به دست آمد. بالاترین عملکرد انار (44 کیلوگرم در درخت) از کاربرد توأم500 گرم میکوریزا، 10 کیلوگرم کود دامی و 500 گرم اکسید پتاسیم به دست آمد که در مقایسه با تیمار شاهد، 127 درصد افزایش عملکرد نشان داد و می توان آن را به عنوان تیمار برتر پیشنهاد نمود.

بهسازی خاک های شور و سدیمی از دیدگاه حفاظت منابع آب و خاک، اهمیت فراوانی دارد. تجمع و فزونی املاح خاک از رشد و نمو گیاه جلوگیری نموده و به طور مستقیم بر عملکرد گیاه تاثیر می نهد. مهم ترین گام جهت جلوگیری از اثرات سوء شوری خاک، کاهش املاح تا حد بهینه از طریق آبشویی و ممانعت از ماندابی شدن می باشد. بهسازی خاک های شور سدیمی به کیفیت و مقدار آب کاربردی، نوع بهساز و وضعیت زهکشی خاک بستگی دارد. در این پژوهش، به منظور ارزیابی چگونگی اصلاح خاک های شور و سدیمی، تیمارهای مختلف آبشویی با آب خالص و آب اسیدی در سه سطح 25، 50 و 75 سانتی متری در قالب طرح آزمایش بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار انجام شد. پس از آنکه رطوبت خاک به حد ظرفیت مزرعه ای رسید، نمونه خاک جهت تجزیه و تحلیل مقدار تغییرات املاح تهیه گردید. نتایج نشان داد تغییر کلاس شوری و قلیائیت خاک از S3A2 (شوری زیاد و قلیائیت نسبتا زیاد) به S1A1 (شوری و قلیائیت کم) پس از انجام آبشویی می باشد. کمترین و بیشترین درصد بهبود شوری و قلیائیت مربوط به تیمارهای 25 سانتی متر آب خالص و 75 سانتی متر آب اسیدی به ترتیب با مقادیر کاهش متوسط 24.7 و 41.2 درصد برای سدیم قابل تبادل و 25.9 و 69 درصد برای قابلیت هدایت الکتریکی نسبت به شرایط اولیه خاک می باشد. در تمامی تیمارها اختلاف بین استفاده از آب خالص و اسیدی معنی دار شد که نشان از عملکرد موثر ماده اصلاحی دارد. تجزیه آماری نتایج، بیانگر معنی دار بودن تغییرات پارامتر درصد سدیم قابل تبادل و قابلیت هدایت الکتریکی به ترتیب در سطح احتمال پنج و یک درصد بود. تیمار 50 سانتی متر آب اسیدی از بین تیمارها به عنوان مناسب ترین تیمار از لحاظ مصرف آب و کارآیی آبشویی شناخته شد. پیشنهاد می شود برای استفاده بهینه آب، از تیمار 50 سانتی متر آب اسیدی برای اصلاح خاک های منطقه استفاده شود.