تحقیقات کاربردی خاک
سال:1397 | دوره:6 | شماره:1 |تعداد مقالات:10

نیترات (NO3-) به عنوان یک منبع غذایی برای رشد گیاهان ضروری است اما مقادیر زیاد آن در رژیم غذایی انسان با امکان ابتلا به بیماری های جدی مانند سرطان های گوارشی و متهموگلوبینمیا در نوزادان در ارتباط است. سبزیجات منبع اصلی نیترات هستند به طوری که 80 درصد متوسط جذب روزانه نیترات را تشکیل می دهند و یکی از دلایل اصلی وجود نیترات مازاد در سبزیجات، مصرف بیش از اندازه کودهای نیتروژنی و استمرار در مصرف نامتعادل کودهای شیمیایی نیتروژن است. با توجه به نگرانی های جدی درباره امکان آلودگی محصولات کشاورزی مختلف به نیترات، این مطالعه با هدف بررسی انباشتگی نیترات در اندام خوراکی تعدادی از محصولات کشاورزی غالب شهرستان های استان اصفهان و مقایسه آن با حد بحرانی غلظت نیترات در این محصولات انجام شد. محصولات کشاورزی غالب استان شامل سیب زمینی (Solanum tuberosum) محصول پرمصرف غذایی و خیار (Cucumis sativus) محصول پرمصرف خام خواری که در فصل سرد سال امکان انباشتگی نیترات محتمل تر است، از گلخانه ها و مزارع کشاورزان پیشرو جمع آوری شد. سپس نمونه مرکب تهیه و غلظت نیترات نمونه ها با استفاده از روش دی آزو تعیین شد. براساس سرانه مصرف این محصولات توسط ساکنین استان اصفهان، نقشه پهنه بندی خطرپذیری نیترات برای گروه سنی کودکان و بزرگسالان ترسیم شد. نتایج نشان داد میانگین غلظت نیترات در خیار و سیب زمینی در تمام شهرستان های مورد بررسی کم تر از حد مجاز نیترات بود. نقشه های پهنه بندی خطرپذیری نیترات در استان اصفهان نشان داد که در تمام مناطق این نسبت کمتر از 1 (بیشینه 051/0 و 02/0 به ترتیب برای سیب زمینی و خیار) بود، لذا از لحاظ نیترات اندام های خوراکی کیفیت سلامت محصولات کشاورزی مورد مطالعه در شرایط مطلوب قرار داشت. با این حال پایش مستمر محصولات کشاورزی جهت اطمینان از کیفیت سلامت آن ضروری است.

جزیره هرمز یک منبع گردشگری با جلوه های طبیعی و چشم اندازهای بکر است که متاسفانه امروزه در معرض صدمات ناشی از فعالیت های انسانی قرار گرفته است. در این پژوهش تعداد 58 نمونه سطحی(cm30-0) از منطقه مورد مطالعه که شامل تمامی سطح جزیره هرمز می باشد، جمع آوری و غلظت فلزات آهن، روی، سرب، کادمیوم و نیکل به روش هضم چهار اسید و با دستگاه (ICP-OES) اندازه گیری شد. به منظور شناسایی منابع احتمالی فلزات سنگین موجود در خاک های جزیره هرمز، از آنالیزهای چندمتغیره (آنالیز خوشه ای و تجزیه عاملی) و جهت تعیین میزان آلودگی منطقه از شاخص های زمین انباشتگی و فاکتور غنی شدگی استفاده شد. بر اساس مقادیر شاخص زمین انباشتگی، آلوده ترین عنصر در منطقه موردنظر آهن، و بر اساس فاکتور غنی شدگی نیز آهن در محدوده بسیار غنی شده قرار داشت. نتایج حاصل از تجزیه عاملی نشان داد که بین تک تک عناصر گروه "آهن، نیکل و سرب" و همچنین، بین عناصر گروه "روی و کادمیوم"، ارتباط مثبت و بالایی وجود دارد که بیانگر منشا یکسان اجزای درون هر گروه بوده و بدلیل نبود آلودگی صنعتی در منطقه، این تفاوت احتمالا ناشی از اختلاف در ساختار زمین شناسی می باشد. از طرفی انجام آنالیز خوشه ای، عناصر روی و کادمیوم را در یک گروه، و عناصر آهن، نیکل و سرب را در گروه دیگر قرار داد که این امر تائیدی بر نتایج تجزیه عاملی بوده و مجدداً نشان دهنده منشا و رفتار ژئوشیمی یکسان عناصر در هر گروه و تفاوت در بین گروه های یاد شده است.

اصلاح خاک های شور و سدیمی معمولاً از طریق آبشویی نمک اضافی و به روش های شیمیایی، فیزیکی و زیستی و همچنین با استفاده از به سازهای معدنی و آلی انجام می شود. آزمایش انکوباسیون با استفاده از ستون هایی از جنس پلی اتیلن جهت بررسی اثر کاربرد 4 به ساز آلی و معدنی در یک خاک شور و سدیمی (dS. m-1 7/18EC= و 33SAR=) انجام شد. تیمارها شامل؛ کود سبز، کود دامی، بقایای گیاهی، گچ و شاهد بودند. جهت آبیاری ستون ها از آب منطقه مورد مطالعه با dS. m-1 19/2EC= استفاده شد. تغییرات برخی از شاخص های شوری و سدیمی و غلظت عناصر در نمونه های خاک ستون ها در فواصل 40، 80، 120 و 160 روز در عمق های 10-0، 20-10 و 30-20 سانتی متر اندازه گیری و مقایسه گردید. نتایج نشان داد که تیمارهای آلی به ویژه کود سبز در مقایسه با شاهد در طی دوره ماند pH خاک را به طور معنی داری (P<0. 01) کاهش دادند. کاربرد همه به سازها EC خاک را در مقایسه با شاهد به طور معنی داری (P<0. 01) افزایش دادند. بیشترین مقدار EC در تیمار کود سبز و بعد از آن به ترتیب در گچ، بقایای گیاهی و کود دامی مشاهده شد. گچ و کود سبز در مقایسه با شاهد SAR خاک را به طور معنی داری (P<0. 01) کاهش دادند که گچ موثرترین تیمار بود. کاربردکود دامی تغییری در SAR خاک نشان نداد ولی بقایای گیاهی نسبت به شاهد SAR را به طور معنی داری افزایش داد. در تیمار گچ و کود سبز، غلظت کلسیم و منیزیم در محلول خاک به طور معنی داری (P<0. 01) افزایش مشاهده شد.

نظر به اهمیت آهن و نیکل این پژوهش برای بررسی برهمکنش نیکل و آهن بر غلظت و مقدار جذب نیکل و آهن توسط گیاه ذرت انجام گرفت. برای این منظور آزمایش گلخانه ای به صورت فاکتوریل و در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار، در یک خاک آهکی و با تیمارهای نیکل در چهار سطح (0، 10، 50، 100 میلی گرم از منبع سولفات نیکل) و آهن در پنج سطح (0، 10 و 20 میلی گرم به تفکیک از دو منبع سکوسترین آهن و سولفات آهن) با کاشت ذرت (رقم سینگل کراس 704) انجام گرفت. بعد از 90 روز، گیاهان برداشت و غلظت نیکل و آهن بخش هوایی و ریشه اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که با افزایش سطوح نیکل مصرفی، غلظت نیکل بخش هوایی به ترتیب 8/18، 1/41 و 1/97 درصد و غلظت نیکل ریشه به ترتیب 3/1، 6/4 و 2/9 برابر نسبت به شاهد افزایش یافت. اما با افزایش سطوح نیکل در خاک، غلظت آهن در بخش هوایی در سطوح 10، 50 و 100 میلی گرم نیکل بر کیلوگرم خاک به ترتیب 27/8، 1/16، 7/32 درصد نسبت به شاهد و غلظت آهن ریشه در سطوح 50 و 100 میلی گرم نیکل بر کیلوگرم خاک به ترتیب 7/8 و 3/9 درصد نسبت به شاهد کاهش معنادار یافت. همچنین با افزایش سطح آهن مصرفی، فاکتور انتقال نیکل در سطوح 10 و 20 میلی گرم آهن بر کیلوگرم خاک از منبع سولفات آهن به ترتیب 8/44 و 9/48 درصد و در سطح 10 میلی گرم آهن بر کیلوگرم خاک از منبع سکوسترین آهن 1/55 درصد نسبت به شاهد افزایش معنادار یافت. در نهایت چنین نتیجه گیری شد که برهمکنش آهن و نیکل تحت تأثیر منبع آهن قرار گرفت. اثر متقابل نیکل و آهن نیز بر مقدار جذب نیکل و آهن توسط بخش هوایی و ریشه و فاکتور انتقال آهن معنادار بود.

ویژگی های ساختمانی و هیدرولیکی خاک به نوع و کیفیت آب آبیاری وابسته است. به منظور بررسی اثر پتاسیم در قالب نسبت کاتیونی پایداری ساختمان خاک (CROSS) بر ویژگی های فیزیکی خاک (لوم شنی)، پژوهشی در قالب طرح کاملا تصادفی با آرایش فاکتوریل در ستون های خاک دست نخورده در سه تکرار انجام شد. فاکتورهای آزمایشی شامل شوری آب آبیاری (در دو سطح 4 و 8 دسی زیمنس بر متر) و مقادیر مختلف یون پتاسیم آب آبیاری (CROSS در چهار سطح10، 15، 20 و 25) بودند. بعد از 16 هفته آبیاری، پارامترهای فیزیکی خاک مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که با افزایش مقادیر شوری، مقدار رس قابل پراکنش در آب به طور معنی داری کاهش ولی مقدار میانگین وزنی قطر خاکدانه ها افزایش یافت و تغییر مقدار هدایت هیدرولیکی اشباع و مقاومت فروروی معنی دار نبود (P<0. 05). با وجود عدم استفاده از یون سدیم، یون پتاسیم تاثیر معنی داری (P<0. 05) بر پارامترهای فیزیکی خاک مثل رس قابل پراکنش، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها، مقاومت فروروی و هدایت هیدرولیکی اشباع داشت وباعث تخریب ویژگی های فیزیکی ذکر شده گردید. اثر مشترک شوری و CROSS مشخص نمود که اثر تخریبی پتاسیم و CROSS بر ویژگی های فیزیکی خاک در شوری dS/m 8، کمتر از شوری dS/m 4 در خاک مورد مطالعه بود. بر اساس نتایج این پژوهش پیشنهاد می شود که اثرات یون پتاسیم در ارزیابی ساختمان خاک مورد توجه قرار گیرد.

غلب گونه های سودوموناس به عنوان باکتری های محرک رشد گیاه شناخته شده که در ترکیب با کو نیتروژن (N) می توانند در رشد و جذب عناصر غذایی گیاهان اثرهای مفیدی داشته باشند. تصور می رود با کاربرد تلفیقی باکترهای سودوموناس و کود نیتروژن، تولید اسفناج (Spinacia oleracea L. ) به عنوان یک سبزی پرمصرف در رژیم غذایی انسان را از لحاظ کمی و کیفی افزایش داد. برای دستیابی به این هدف، در یک آزمایش فاکتوریل با طرح بلوک های کامل تصادفی با دو فاکتور و سه تکرار، گیاه اسفناج (Spinacia oleracea L. ) با باکتری های سودوموناس (Pseudomonas fluorescens، Pseudomonas putida و شاهد بدون باکتری تلقیح شده و با سه سطح نیتروژن صفر، 125 و 250 میلی گرم بر کیلوگرم خاک از منبع اوره، تیمار گردید. نتایج تجزیه آماری نشان داد که با افزایش سطح نیتروژن از صفر به 250 میلی گرم بر کیلوگرم خاک، جذب روی، شاخص کلروفیل برگ ها و وزن خشک گیاه به طور معنی داری افزایش یافت. با تلقیح باکتری، وزن خشک بخش هوایی و ریشه اسفناج افزایش معنی داری نسبت به گیاهان شاهد بدون باکتری نشان داد به طوری که بیشترین درصد افزایش وزن خشک در تیمارP. fluorescens با حدود 0/20 درصد برای بخش هوایی و 1/28 درصد برای ریشه در مقایسه با شاهد به دست آمد. شاخص کلروفیل برگ ها در تیمارهای P. putida و P. fluorescens نسبت به گیاهان شاهد به ترتیب حدود 2/22 و 8/13درصد افزایش داشت. میزان جذب نیتروژن گیاهان در تیمارP. fluorescens 2/28 درصد در بخش هوایی و 3/55 درصد در ریشه نسبت به شاهد بدون باکتری افزایش داشت اما جذب روی بخش هوایی در تیمار P. putida کاهش معنی داری نسبت به گیاهان شاهد بدون باکتری نشان داد. بر اساس نتایج به دست آمده در این تحقیق، باکتری P. fluorescens به طور مؤثر با توسعه سیستم ریشه ای و افزایش کارایی جذب آب و عناصر غذایی، میزان رشد و جذب N را افزایش می دهد. همچنین به-واسطه تولید سیدروفور جذب Zn را در اسفناج بهبود می بخشد.

گردوی ایرانی (Juglans regia L. ) یکی از مهمترین خشک میوه ها می باشد که از آسیای مرکزی به ویژه ایران منشا گرفته است. بر اساس آخرین آمار فائو کشور ایران با سطح زیر کشت 65000 هکتار و تولید 170000 تن گردو، چهارمین تولید کننده گردوی جهان است. افزودن صحیح عناصر غذایی به خاک بیشترین اثر را بر رشد و عملکرد گردو دارد. در این میان نیتروژن و پتاسیم از جمله عناصر مهم در تغذیه گردو بوده و مصرف بهینه این عناصر از نظر اقتصادی و همچنین عملکرد گردو مهم است. آزمایش به صورت فاکتوریل با سه سطح نیتروژن (صفر، 200 و 400 کیلوگرم در هکتار سولفات آمونیوم) و سه سطح پتاسیم (صفر، 150 و 300 کیلوگرم در هکتار سولفات پتاسیم) در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی و در چهار تکرار در روستای بندر گردشگری انجام گرفت. نتایج نشان داد کاربرد نیتروژن اثر معنی داری بر غلظت نیتروژن، فسفر، کلسیم و عناصر کم مصرف ( آهن، مس، منگنر و روی) در برگ داشت. افزایش مصرف نیتروژن موجب افزایش معنی دار غلظت نیتروژن، فسفر، آهن، منگنز، مس و روی شد، اما موجب کاهش غلظت پتاسیم و کلسیم در برگ گردید. مصرف پتاسیم نیز اثر معنی داری بر غلظت پتاسیم، فسفر، کلسیم و منگنز در برگ داشت. با افزایش مصرف کود سولفات پتاسیم غلظت نیتروژن و کلسیم برگ کاهش پیدا کرد که نشان دهنده رابطه آنتاگونسیم بین این عناصر است.

خاک های متورم شونده از نوع خاک های مشکل زایی هستند که با تغییر رطوبت، دچار تغییر حجم میشوند. این خاک ها معمولاً حاوی مقادیر زیادی رس بوده و مقدار تورم آن ها بستگی کامل به نوع کانی های رسی و پیوندهای مولکولی دارد. همچنین نوع مواد شیمیایی که با این نوع خاک تماس پیدا می کند بر نحوه رفتار آن بسیار اثر گذار می باشد. در این پژوهش اثر شوری بر رفتار خاک های رسی تحت چرخه های تر و خشک بررسی شد. بدین منظور سه نمونه خاک شامل یک نمونه خاک متورم شونده از اطراف دریاچه ارومیه، در حالت بدون شوری و دو نمونه خاک با شوری 2 و 4 درصد وزنی، با استفاده از نمک NaCl تهیه شده و آزمایش تورم آزاد بر روی نمونه ها در دستگاه تحکیم و در معرض چرخه های تر و خشک انجام گرفت و در نهایت تأثیر شوری بر رفتار خاک بررسی گردید. همچنین در طی آزمایشها میزان نمک زدایی نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصله نشان داد میزان تورم و انقباض در چرخه های دوم از بیشترین مقدار برخوردار بوده است. بررسی چرخه ها نشان داد که میزان پتانسیل تورم و انقباض پس از پایان حدود 6 چرخه به مقدار نزدیک به 50 درصد کاهش می یابد. همچنین نتایج تحقیق حاضر نشان داد که با افزایش غلظت نمک از میزان تورم نمونه ها کاسته شده است. با افزودن میزان اندکی نمک پتانسیل تورمی خاک به میزان قابل توجهی کاهش یافت.

کودهای آلی می توانند بر جذب سطحی فسفر و قابلیت استفاده آن تأثیر داشته باشند. بیوچار به عنوان یک منبع آلی قابل تجدید می تواند در افزایش فراهمی فسفر در خاک های آهکی نقش قابل ملاحظه ای داشته باشد. در این تحقیق جذب فسفر در یک نمونه خاک آهکی تیمار شده با دو نوع بیوچار حاصل از هرس درختان سیب و انگور تولید شده در دمای° C 400 با نسبت های مختلف بیوچار (0، 10 و 20 گرم بر کیلوگرم خاک) و در سه دره انکوباسیون (40، 80 و 120) روز انجام گرفت. داده های جذب با مدل های لانگ مویر و فروندلیچ و تمکین برازش یافتند. نتایج نشان داد که کاربرد بیوچار باعث کاهش جذب فسفر در خاک و افزایش رهاسازی فسفر گردید. بر اساس ضریب تبیین (R2) و خطای استاندارد برآورد (SE)، هر سه مدل لانگ مویر، فروندلیچ و تمکین برازش نسبتا خوبی با داده های آزمایشی نشان دادند. حداکثر جذب فسفر (qmax) معادله لانگمویر در خاک شاهد 850 میلی گرم بر کیلوگرم و حداقل آن در سطح 2 درصد بیوچار درخت انگور 415 میلی گرم بر کیلوگرم مشاهده شد. میزان انرژی پیوند ((Kl از 175/0 به 031/0 لیتر برکیلو گرم کاهش یافت. پارامترهای ظرفیت (KF) فروندلیچ در خاک های تیمار شده در محدوده 14-5/90 و شاهد 95 میلی گرم بر گرم و شدت جذب (n) در خاک تیمار شده در محدوده 1/0-5/1 و در خاک شاهد 25/1 قرار گرفتند. مقدار KT تمکین از 139 به 122 کاهش یافت. با گذشت زمان مقدارجذب فسفر در همه تیمارها کاهش یافت. میزان شاخص های بافری خاک در خاک های تیمار شده با بیوچار سیب و انگور نسبت به خاک غیر تیمار شده روند کاهشی نشان دادند. می توان نتیجه گرفت که کاربرد بیوچار سیب و انگور در خاک آهکی باعث کاهش جذب مکان های جذبی فسفر در خاک و افزایش فسفر محلول می شود.

این پژوهش به منظور مطالعه ی ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و کانی شناسی رس در خاک های شالیزاری دشت سیلاخور دورود در استان لرستان انجام گرفت. هفت خاک رخ با کاربری شالیزار تشریح و نمونه برداری شد و خاک رخ ها در راستهی اینسپتی سولز و انتی سولز رده بندی شدند. بر اساس نتایج به دست آمده، بافت این خاک ها به دلیل شرایط غرقاب به سمت سنگین شدن پیش رفت. pH همه ی نمونه های خاک بسیار نزدیک به خنثی بود، شرایط احیای حاکم بر شالیزار، باعث خنثی شدن واکنش در آن ها شد. هدایت الکتریکی خاک رخها با افزایش عمق کاهش یافته که به دلیل شرایط غرقاب در افق های سطحی و تجمع اکسید های آهن و منگنز دو ظرفیتی در این افق ها می باشد. مقدار آهک خاک رخ ها با افزایش عمق و نزدیک تر شدن به مواد مادری، افزایش یافت. در اغلب خاک رخ ها مقدار ظرفیت تبادل کاتیونی در افق های سطحی نسبت به افق های تحتانی بیشتر بود، دلیل آن بالاتر بودن میزان درصد مواد آلی در افق های سطحی بود. بالا بودن درصد ماده ی آلی در تمام افق های سطحی به دلیل اکسایش کمتر بقایای گیاهی در شرایط بی هوازی است. کانی های غالب در اکثر خاک رخ ها به ترتیب کلریت، اسمکتیت، ورمی کولیت و ایلیت بوده و علاوه بر آن پالی گورسکیت، کائولینیت و کانی های مختلط نیز با مقدار ناچیز مشاهده شدند. در بین آن ها کلریت، ایلیت، کائولینیت و پالی گورسکیت کاملا دارای منشاء موروثی بودند و منشاء اسمکتیت هم چنین می تواند در اثر تبدیل و تغییر ایلیت و پالی گورسکیت باشد. ایجاد شرایط غرقاب باعث افزایش مقدار کلریت در خاک های شالیزار شد. به طور کلی نتایج نشان داد که نوع کانیهای رسی تحت شرایط غرفاب تغییر نمی کند. و تنها میزان درصد نسبی آنها تغییر می کند. نتایج نشان داد که که حالت غرقاب در شالیزارها شرایط را برای پایدار ماندن ورمی کولیت فراهم کرده است. شرایط غرقاب طولانی مدت در منطقه کیفیت خاک را تحت تاثیر قرار داده، و در این مناطق تناوب کشت پیشنهاد می گردد.