تحقیقات کاربردی خاک
سال:1397 | دوره:6 | شماره:3 |تعداد مقالات:11

این پژوهش با هدف بررسی تأثیر جنگل کاری های مختلف بر فعالیت جانداران خاکزی، شاخص های تنوع زیستی و رابطه آن ها با برخی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک انجام شد. نمونه برداری خاک و جانداران خاکزی و سنجش شاخص های میکروبی به صورت روش منظم– تصادفی در توده های صنوبر دلتوئیدس (Populus deltoides)، کاج تدا ((Pinus taeda و جنگل طبیعی انجام شد. در هر یک از توده های جنگلی بررسی شده 40 نقطه انتخاب و نمونه برداری خاک از عمق 20-0 سانتی متری انجام شد. نتایج نشان داد بیشترین مقدار تنفس میکروبی، کربن زیست توده میکروبی، نیتروژن زیست توده میکروبی و جمعیت باکتری در توده صنوبر و سپس جنگل طبیعی دیده شد. دو شاخص سهم متابولیک و سهم میکروبی نیز تفاوت معنی دار و معکوس در میان توده ها نشان دادند. نتایج همبستگی پیرسون میان شاخص های میکروبی بررسی شده با ویژگی های مختلف خاک بیانگر آن است که میان این شاخص ها و کربن آلی و نیتروژن کل همبستگی مثبت و معنی داری وجود دارد. بر پایه نتایج این پژوهش می توان بیان کرد که تغییرات ویژگی های کیفیت خاک و شاخص های تنوع، با ویژگی های خاک و حاصلخیزی رویشگاه جنگلی متناسب است. جمعیت ماکروفون، نمایانگر توانایی تولید رویشگاه و در آینده معیار مناسبی برای ارزیابی عملکرد مدیریت جنگل از نظر حفاظت و پایداری اکوسیستم خواهد بود. همچنین می توان عنوان کرد توده صنوبر شرایط مناسب تری را برای تولید مواد آلی، تنفس میکروبی و فعالیت بی مهرگان خاکزی در توده های جنگلی فراهم کرده است.

شناخت شکل های شیمیایی مس در خاک و تعیین مقدار هر کدام از آن ها، اطلاعات مفیدی برای ارزیابی وضعیت مس، حاصلخیزی خاک و تغذیه گیاه و شیمی مس در خاک در اختیار می گذارد. به منظور کسب چنین اطلاعاتی، در این پژوهش مس قابل جذب خاک در 21 نمونه خاک آهکی سطحی (0-30 سانتی متر) از استان آذربایجان شرقی با شش روش مختلف شامل DTPA، AB-DTPA، AC-EDTA، هیدروکسیل آمین هیدروکلراید، اکسالات آمونیوم مرجع و اکسالات آمونیوم سریع اندازه گیری شد. شکل های شیمیایی مس نیز با روش اصلاح شده سینگ و همکاران تعیین شدند. بر طبق نتایج حاصله بیشترین مقدار مس استخراج شده با روش اکسالات آمونیوم سریع (mg kg-1 69/25) و کمترین آن با روش DTPA-TEA (mg kg-157/1) حاصل گردید. همچنین شکل های باقی مانده (Cu-Residual) و پیوسته به اکسیدهای بلورین (Cu-CFeox) بیشترین مقدار مس خاک را به خود اختصاص دادند. با توجه به ضرایب همبستگی چنین نتیجه گیری شد که روش عصاره گیری AC-EDTA علاوه بر شکل های تبادلی (Cu-Ex) و (Cu-CFeox) از مس باقی مانده خاک (Cu-Res) نیز عصاره گیری کرد. عصاره گیر هیدروکسیل آمین در مقایسه با سایر عصاره گیرها مس را بیشتر از منبع اکسیدهای منگنز استخراج کرد. نتایج تحلیل رگرسیونی نشان داد که شکل Cu-CFeox بیشترین سهم را در مس عصاره گیری شده با عصاره گیرهای AB-DTPA، AC-EDTA و DTPA در خاک های مورد مطالعه داشت. با توجه به روابط آماری احتمالا مس پیوسته به اکسیدهای آهن بلوری، منبع بالقوه ای برای مس قابل جذب در خاک های آهکی مورد مطالعه بوده و از ویژگی های شیمیایی خاک نیز محتوای کربنات کلسیم معادل مؤثرترین ویژگی است که فراهمی مس قابل جذب گیاه در خاک های مورد مطالعه را پیش بینی می کند.

گسترش شوری چالش بزرگی در بیشتر خاک های زراعی مناطق خشک و نیمه خشک می باشد. اخیراٌ استفاده از روش های زیستی همانند استفاده از ریزجانداران خاکزی به منظور کاهش اثرات زیان بار شوری بر گیاهان، اهمیت زیادی پیدا کرده است. در این مطالعه سعی شده است باکتری های متحمل به نمک از خاک های شور جداسازی گردند و خصوصیات محرک رشدی آنها همانند توانایی تولید اکسین، سیدروفور، سیانیدهیدروژن، مقاومت به خشکی و آزادسازی فسفر و پتاسیم از منبع نامحلول معدنی، بررسی شود. از بین 20 جدایه متحمل به نمک مولد پلیمر، بر اساس آزمون خاصیت محرک رشد گیاه، در نهایت دو جدایه شماره 17 و 5 به عنوان جدایه برتر انتخاب شدند. نتایج نشان داد که میانگین مقدار پلیمر از 8/0 تا 2/4 گرم بر لیتر متغیر بود و بیشترین آن در جدایه 17 به دست آمد. اکثر جدایه ها قادر به تولید هاله نارنجی در محیط CAS-Agar بودند که بیشترین مقدار سیدروفور در جدایه 5 با نسبت قطر هاله به کلنی برابر با دو مشاهده شد. بیشترین میزان تولید اکسین در جدایه شماره 17 با مقدار 14/8 میلی گرم بر لیتر مشاهده شد. همچنین این جدایه بالاترین توانایی آزادسازی پتاسیم معدنی با مقدار 2/12 و 62/18 میلی گرم بر لیتر به ترتیب در حضور و عدم حضور نمک داشت. اغلب جدایه ها مقاومت به خشکی در سطح 2 و 5 بار از خود نشان دادند. بیشترین مقاومت به خشکی در سطح 15بار در جدایه شماره 17 و 5 به ترتیب با 6/55 و 2/53 درصد کاهش رشد نسبت به محیط بدون تنش مشاهده شد. آزمایش های تعیین ترادف ژنی SrRNA16 نشان داد که جدایه 17 به میزان 4/99 درصد با سویهDSM13 Bacillus licheniformis و جدایه 5 به میزان57/99 درصد با سویه Bacillus megaterium NBRC 15308 قرابت فیلوژنی دارند.

حاصلخیزی خاک توصیف کننده توانایی و قابلیت خاک به منظور ایجاد شرایط رشد پایا، بهینه و مطلوب گیاه است. عناصر موجود در خاک اثرات سازنده ای بر روی ساختمان، بافت، میزان نگهداشت آب و نفوذ آب در خاک دارند. از طرفی با توجه به درصد عناصر موجود در خاک، میزان کود مورد استفاده برای گیاهان مختلف متفاوت می باشد. این پژوهش سعی دارد که به بررسی حاصلخیزی خاک در حوضه دشت تربر داریان استان فارس(غرب ایزدخواست) را مورد بررسی قرار دهد. در این مطالعه پارامترهایی مانند پتاسیم، فسفر، مواد آلی، مس، منگنز، روی و آهن مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت. برای این منظور از داده های 38 نمونه خاک منطقه استفاده و از روش میانگین عکس فاصله (IDW) به منظور تهیه نقشه پهنه بندی هر یک از عناصر در محیط GIS استفاده شد. همچنین به منظور همگن ساختن هر یک از داده ها به منظور تهیه نقشه نهایی حاصلخیزی خاک از روش فازی استفاده شد. توابع عضویت فازی با استفاده از استاندارد های حاصلخیزی خاک تهیه شدند. در نهایت به منظور تهیه نقشه نهایی حاصلخیزی خاک با سطح اطمینان های مختلف از روش میانگین وزنی مرتب شده (OWA) استفاده شد. نتایج نهایی حاصل از حاصلخیزی خاک منطقه مورد مطالعه با استفاده از روش OWA نشان داد که با کاهش ریسک پذیری (بدون trade-off) اکثر قسمت های منطقه مشکلی از نظر حاصلخیزی خاک ندارد به طوریکه کلاس 4 و 5 با ویژگی حاصلخیزی خاک متوسط و خوب، دارای مساحت بیشتری نسبت به بقیه کلاس ها می باشند. با افزایش سطح اطمینان و کاهش ریسک پذیری، مناطق نامناسب از نظر حاصلخیزی خاک بیشتر شد. به طوریکه بیشتر منطقه مورد مطالعه در کلاس یک که دارای حاصلخیزی خاک نامناسبی است، قرار گرفتند.

آگاهی از شکل های معدنی فسفر در خاک از نظر حاصلخیزی خاک و تغذیه گیاه مهم است. این پژوهش به منظور تعیین اشکال معدنی فسفر با مصرف سوپرفسفات تریپل و کشت گندم در شرایط خاک های آهکی در دو مرحله انکوباسیون و گلخانه به مرحله اجرا درآمد. آزمایش انکوباسیون روی سه خاک دیزان، قزوین 1 و قزوین 2 با مقادیر متفاوت فسفر قابل جذب در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار انجام پذیرفت. در هر خاک 50 میلی گرم فسفر برکیلوگرم خاک از منبع سوپرفسفات تریپل به کار برده شد. در زمان های صفر، 45 و90 روز، شکل های معدنی فسفر خاک شامل: Ca2P، Ca8P، OP، FePو Ca10P اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که تثبیت شکل های فسفر تحت تأثیر نوع خاک مورد مطالعه بود. در خاک دیزان، غلظت Ca2P به ترتیب 5/67 و 8/73 درصد، Ca8P 5/74 و 7/59 درصد، AlP 9/31 و 3/50 درصد، FeP 9/47 و 7/63 درصد، OP7/50 و 60 درصد و Ca10P 8/62 و 69 درصد بیشتر از خاک های قزوین 1 و قزوین 2 بود. کاربرد فسفر تأثیر زیادی در افزایش غلظت شکل های Ca2P و Ca8P در هر سه خاک، و با شدت بیشتر در دیزان داشت. بیشترین غلظت اندازه گیری شده شکل های Ca2P، Ca8P، AlP، FeP و OP در زمان T45 و Ca10P در زمان T90 حاصل شد. آزمایش گلخانه بر روی سه خاک مذکور و با کاربرد 50 میلی گرم فسفر برکیلوگرم خاک از منبع سوپرفسفات تریپل با کشت گندم در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار انجام شد. غلظت شکل های فسفر در شرایط گلخانه در خاک دیزان نسبت به سایر خاک ها بالاتر بود. در شرایط انکوباسیون، کاربرد 50 میلی گرم برکیلوگرم فسفر، اشکال فسفر نسبت به شرایط کشت گندم با کاهش 63/30، 1/12، 17/7، 33/3 میلی گرم بر کیلوگرم برای Ca2P، Ca8P، AlPو FeP همراه بود. مقادیر تثبیت Ca2P با کشت گیاه کاهش محسوسی داشت.

تخمین مقدار جریان آب از درون خاک های دست نخورده، نهشته های رسوبی و یا خاک های متراکم شده، از جمله مسائل مهم در عملیات صحرایی است. چرا که در اثر پدیده تحکیم و انحلال مواد موجود در خاک، میزان نفوذپذیری و روان آب سطحی با گذشت زمان تغییر می کنند. هدف از این پژوهش، بررسی تغییرات روان آب و رسوب در خاک گچ دار با استفاده از دستگاه شبیه ساز باران در دشت ارایض استان خوزستان بود. تیمارهای پژوهش شامل خاک طبیعی (شاهد)، پلی اکریل آمید در دو سطح سه و شش گرم در مترمربع (P3 و P6) و مالچ پلیمری پارسیان(Pc) است که در بافت خاک لوم شنی گچ دار، با دو شدت بارندگی 32 و 50 میلی متر بر ساعت، دو شیب 5/7 و 5/12 درصد با سه تکرار اعمال گردیدند. برای مقایسه آماری تولید روان آب و رسوب، از طرح کرت های دو بار خرد شده استفاده شد. با بررسی تغییرات مقدار رسوب برای تیمارهای مختلف، مشخص شد که در هیچ یک از حالت های مالچ پاشی، رسوبی تولید نشده و تنها در حالتی که سطح خاک طبیعی بود (تیمار شاهد)، رسوب تولید شده است. با بررسی تغییرات روان آب برای تیمارهای مختلف، مشخص شد که استفاده از مالچ های P3، P6 و Pc در بیشتر موارد موجب افزایش تولید روان آب نسبت به تیمار شاهد گردیده است. مقایسه آماری میانگین مقدار کل روان-آب تولیدی نشان داد که تیمارهای شاهد، مالچ P3، P6 و Pc با همدیگر اختلاف معنی داری دارند. همچنین نتایج آشکار کرد که مقدار رسوب تولیدی در تیمار شاهد اختلاف معنی دار با مالچ P3، P6 و Pc دارد و تیمارهای P3، P6 و Pc تولیدی رسوبی نداشته و در یک گروه قرار می گیرند.

ففسفر یکی از عناصر غذایی ضروری برای تغذیه گیاه است که میزان جذب آن توسط گیاه به وسیله واکنش های انحلال، رسوب و جذب و واجذب کنترل می شود. به منظور بررسی رفتار جذب فسفر در خاک های منطقه خوی، آزمایشات جذب به صورت بچ (Batch) با 60 نمونه خاک زراعی و 9 غلظت اولیه فسفر بین mg L-1 0-30 در قدرت یونی 01/0 مولار CaCl2 انجام گرفت. پس از تعادل، مقدار فسفر باقیمانده در محلول اندازه گیری و داده های آزمایشی با مدل های لانگ مویر، فروندلیچ و تمکین برازش یافتند. بر اساس ضریب تبیین (R2) و خطای استاندارد برآورد (SE)، مدل لانگ مویر در مقایسه با مدل های فروندلیچ و تمکین برازش نسبتا خوبی با داده های آزمایشی نشان داد. میزان حداکثر جذب تک لایه ای لانگ مویر (qmax) بین 135 تا 486 mg kg-1 و پارامتر انرژی جذب لانگ مویر (KL) بین 09/0 تا 52/0 L mg-1 متغیر بود. همچنین پارامترهای ظرفیت (KF) و شدت جذب (n) فروندلیچ نیز متفاوت بود و بین 4/123-0/16 mg kg-1 و 4/2-1/1 و پارامتر های A و KT تمکین نیز به ترتیب بین 3/196-3/10 mg kg-1 و 7/88-3/17 L kg-1 قرار گرفتند. بیشترین مقدار qmax، KF و A در خاک هایی با درصد رس و کربنات کلسیم زیاد مشاهده شد و بین پارامترهای جذب معادلات با میزان رس (r=0. 70**) و کربنات کلسیم (r=0. 65**) همبستگی معنی داری بدست آمد. نتایج نشان داد که مقدار غلظت تعادلی فسفر (EPC) در دامنه ی 89/0-01/0 mg L-1 با مقدار متوسط 35/0 mg L-1 قرار داشت. همچنین بین EPC و فسفر قابل استخراج با بی کربنات سدیم بیشترین همبستگی معنی دار وجود داشت (r=0. 90**). مقدار ظرفیت بافری فسفر (PBC) نیز در دامنه ی 2/3 تا4/122 mg kg-1 با متوسط مقدار 5/33 قرار داشت. تجزیه ی آماری نشان داد که PBC با میزان رس (r=0. 80**) و کلسیم کربنات (r=0. 43**) ارتباط مثبت و معنی دار دارد.

کمبود آهن در خاک یک عامل محدودکننده برای رشد اکثر گیاهان است. فراهمی آهن در خاک بستگی به توزیع شکل های شیمیایی آن در بین اجزای تشکیل دهنده خاک دارد، که خود تحت تأثیر برخی ویژگی های فیزیکوشیمیایی خاک است. هدف از پژوهش حاضر بررسی توزیع شکل های شیمیایی آهن در تعدای از خاک های آهکی باغ های پرتقال در منطقه داراب فارس و رابطه این شکل ها با برخی از خصوصیات فیزیکوشیمیایی خاک و غلظت آهن در برگ درختان پرتقال بود. برای جداسازی شکل های شیمیایی آهن در خاک از روش عصاره گیری دنباله ای استفاده شد. نتایج نشان داد که توزیع شکل های شیمیایی آهن در خاک های مورد مطالعه به صورت اکسیدهای آهن بلوری < آهن باقی مانده < اکسیدهای آهن بی شکل < آهن محلول و تبادلی < آهن آلی ≤ آهن کربناتی < آهن متصل به اکسید های منگنز بود. حدود 2/98 درصد از کل آهن خاک در شکل-های اکسیدهای آهن بلوری و آهن باقی مانده وجود داشت که نشان دهنده حضور عمده آهن خاک در شکل های غیر قابل استفاده گیاهی است. در میان شکل های شیمیایی آهن، تنها اکسیدهای آهن بی شکل با آهن قابل استفاده خاک (عصاره گیری شده توسط DTPA) و غلظت آهن برگ همبستگی مثبت و معنی داری نشان داد. همچنین، در بین ویژگی های خاک، ماده آلی، کربنات کلسیم معادل و ظرفیت تبادل کاتیونی از ویژگی های مؤثر در تعیین میزان قابلیت استفاده آهن و مقدار اکسید آهن بی شکل در خاک بودند. بین برخی از شکل های شیمیایی آهن در خاک همبستگی مثبت و معنی داری مشاهده شد که نشانگر رابطه ای پویا بین این شکل ها در خاک است. با توجه به نتایج به نظر می رسد که میزان ماده آلی خاک می تواند نقش مؤثری بر فراهمی آهن در خاک باغات پرتقال داشته باشد.

افزایش تقاضای محصولات کشاورزی و کمبود منابع آب و خاک مناسب همراه با مشکلات تحقیقات میدانی، ضرورت استفاده از مدل های مناسب برای پیش بینی عملکرد محصولات کشاورزی را آشکار می سازد. این تحقیق به بررسی کارایی مدل های فراکاوشی شبکه های عصبی مصنوعی، شبکه تطبیقی عصبی فازی و روش ترکیبی شبکه های عصبی-فازی تطبیقی و الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات دربرآورد عملکرد گندم به کمک ویژگی های خاک و اراضی پرداخته است. منطقه مورد مطالعه در شهرستان هریس (استان آذربایجان شرقی) قرار داشته و رژیم حرارتی و رطوبتی به ترتیب مزیک و اریدیک هم مرز با زریک می باشد. جهت نیل به اهداف در تحقیق حاضر 80 خاکرخ در مزارع گندم منطقه حفر گردید. از هر افق ژنتیکی یک نمونه خاک برداشت و به آزمایشگاه منتقل و تجزیه های فیزیکی و شیمیایی بر روی آن ها انجام شد. نتایج آنالیز حساسیت مدل نشان داد که نیتروژن کل، فسفر قابل جذب، درصد شیب، درصد سنگریزه، واکنش خاک و ماده آلی به عنوان ویژگی های تاثیرگذار اراضی در عملکرد گندم هستند. کارایی مدل های مذکور با موفقیت برای تشریح رابطه بین عملکرد گندم و ویژگی-های زودیافت بررسی شد. مدل ترکیبی نروفازی-ازدحام ذرات که یک روش ترکیبی عصبی، فازی و ازدحام ذرات بوده از نظر آماره های ضریب تبیین (89/0) و جذر میانگین مربعات خطا (5/213) عملکرد بهتری نسبت به دو مدل شبکه های عصبی مصنوعی و نروفازی دارد. همچنین، روش نروفازی دارای ضریب تبیین (84/0) و جذر میانگین انحراف مربعات خطا (2/243) و شبکه های عصبی مصنوعی دارای ضریب تبیین (81/0) و جذر میانگین نحراف مربعات (5/274) بود. معیار میانگین هندسی نسبت خطا (GMER) نیز نشان دهنده بیش برآوردی مدل شبکه عصبی مصنوعی (24/0) و نروفازی (53/0) و کم-برآوردی مدل نرفازی-ازدحام (13/1) می باشد. نتایج نشان می دهد که مدل ترکیبی نروفازی– ازدحام ذرات به عنوان مدل کارا می تواند به عنوان یک ابزار قدرتمند در تخمین عملکرد گندم باشد.

مدیریت مصرف نیتروژن (N) یکی از عوامل مهم در افزایش عملکرد و بهبود کیفیت محصول چغندرقند است. هدف از انجام این تحقیق، ارزیابی پاسخ گیاه چغندرقند به سه سطح کودی نیتروژن شامل مقدار مصرف بر مبنای آزمون خاک (125 کیلوگرم در هکتار)، 25 درصد کمتر و 25 درصد بیشتر از آن و چهار منبع کودی شامل اوره، نیترات آمونیوم و نیتروژن کندرها شامل اوره آغشته به گوگرد (تولید داخل) و اوره با پوشش گوگردی بودند. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار، در ایستگاه تحقیقات کشاورزی میاندوآب استان آذربایجان غربی به مدت دو سال زراعی (87-1385) اجرا شد. نتایج نشان داد که سطوح کودی نیتروژن به طور معنی داری عملکرد ریشه، درصد قند و عملکرد شکر را تحت تاثیر قرار داده و بیش ترین مقدار این صفات با مصرف نیتروژن بر مبنای آزمون خاک بدست آمد. همچنین، غلظت نیتروژن برگ ها با افزایش سطوح کودی افزایش یافت. هیچکدام از عوامل مذکور تحت تاثیر منابع کودی نیتروژن قرار نگرفتند. منابع کود نیتروژن بر نیتروژن معدنی (نیتروژن-نیتراتی و نیتروژن-آمونیومی) خاک تاثیر معنی داری داشتند. غلظت نیتروژن معدنی با افزایش سطوح کودی افزایش یافت. بیش ترین مقدار نیتروژن معدنی در تیمار مصرف نیتروژن بر مبنای آزمون خاک از منبع نیترات آمونیوم بدست آمد. از نتایج این تحقیق چنین استنباط می شود که برای تامین نیازهای چغندرقند به نیتروژن، می توان از مصرف یکباره نیتروژن توصیه شده قبل از کشت از منابع کودی نیتروژن کندرها یا مصرف تقسیطی آن از منابع اوره یا نیترات آمونیوم استفاده نمود.

مواد آلی یکی از مهم ترین عوامل در باروری خاک هستند. منابع مختلفی در تأمین مواد آلی خاک نقش دارند. از جمله می توان به کمپوست زباله شهری، کودهای مرغی و گاوی اشاره کرد. این کودها در بسیاری از موارد حاوی مواد سمی و عناصر سنگینی هستند که برای سلامت انسان و حیوانات بسیار مضر می باشند. خطر و سمیت عناصر سنگین در خاک به شکل و مقدار آنها بستگی دارد. این پژوهش در قالب طرح کامل تصادفی با سه تکرار در استان همدان اجرا شده است. در این پژوهش ابتدا اثر کود آلی کمپوست زباله شهری در سه بافت مختلف رسی، لومی و لوم شنی تحقیق گردید. سپس تاثیر دو کود آلی گاوی و مرغی نیز در یک بافت لوم شنی مطالعه شد. تیمارهای اعمال شده 0، 20، 40، 80 و 120 تن در هکتار کودهای آلی بودند. غلظت قابل استفاده و کل عناصر روی، مس، نیکل، کادمیم، سرب و منگنز در هر تیمار اندازه گیری شد. نتایج نشان دادند که با افزایش مقدار کودهای آلی ظرفیت تبادل کاتیونی خاک و مقدار کل و قابل استفاده عناصر سنگین نیز افزایش خواهند یافت. میزان قابل استفاده عناصر سنگین نسبت به میزان کل عناصر در سطح بسیار پایین تری قرار دارد. به طور کلی مشاهده شد که افزایش عناصر سنگین ناشی از کودهای آلی در خاک رسی بیشتر از دو بافت دیگر است. چرا که بافت رسی ظرفیت بالائی برای جذب عناصر سنگین دارد. در بین سه کود آلی کمپوست زباله شهری بیشترین تأثیر را در افزایش غلظت عناصر سنگین در خاک داشته است و بعد از آن کود مرغی تأثیر بالائی در افزایش غلظت عناصر سنگین به خاک را دارا بوده است.