امروزه در راستای تولید پایدار، کاهش عملیات خاک ورزی به ویژه سیستم های مرسوم و جایگزینی با نوع حفاظتی توصیه می گردد، ولی هم چنان عملیات خاک ورزی جزء انرژی برترین عملیات ها هستند. در این تحقیق ، با تغییر در تامین توان ادوات و تبدیل توان چرخشی تراکتور به توان الکتریکی و توسعه یک نوع تیغه ارتعاشی به عنوان ایده ای نو، اثرات ارتعاش در 6 بسامد مختلف شامل صفر یا ثابت، خود القایی یا متغیر و القایی با (19+)، (19-)، (37+) و (37-) هرتز، با متوسط سرعت پیشروی در دو سطح 4.5km h-1 و  7.5بر روی پارامترهای عملکردی خاک ورزی با رویکرد خاک ورزی حفاظتی و کاهش مصرف انرژی بررسی گردید. به همین منظور ابتدا اقدام به توسعه و ساخت یک ماشین خاک ورز تک تیغه ای کششی نموده و با نصب الکتروموتور بر روی آن ارتعاش های کنترل شده فراهم گردید. هم چنین با نصب یک دستگاه ژنراتور مدل PM-10KW که چرخش محور آن را شفت تواندهی تراکتور تامین می کرد، انرژی الکتریکی مورد نیاز خاکورز در مزرعه تامین شد. برای اندازه گیری پارامترهای سرعت پیشروی واقعی، نیرو و توان کششی هم زمان با اجرای عملیات در مزرعه از یک تراکتور تجهیز شده به سامانه جمع آوری لحظه ای داده ها استفاده شد. سپس طرح آزمایشی کرت خرد شده در قالب بلوک کامل تصادفی در خاک لوم رسی سیلتی، با دوازده تیمار و سه تکرار اجرا گردید. نتایج نشان داد که فاکتور بسامد به طور معنی داری بر شاخص های درصد حفظ بقایا روی خاک و قطر متوسط وزنی کلوخه ها و توان کششی تاثیر داشت، به طوری که کم ترین توان کششی لازم 4.3 کیلووات در بسامد (19+) و بیش ترین درصد نگهداری بقایا بر روی خاک 85 درصد در بسامد (37+) رخ داد و کم ترین میانگین قطر متوسط وزنی کلوخه ها (2.7cm) در بسامد (37-) به دست آمد.

تراکم خاک یکی از عوامل موثر در کاهش کیفیت فیزیکی خاک است که می­تواند تحت تأثیر نوع عملیات خاک­ورزی، رابطه بین آب، خاک و گیاه و عملکرد محصول را به شدت تحت تأثیر قرار دهد. این پژوهش با هدف بررسی تأثیر نوع سامانه خاک­ورزی بر مشخصه­های تراکمی یک خاک با بافت لوم رسی سیلتی انجام گردید. نمونه برداری پس از سه سال خاک­ورزی پس از برداشت محصول جو صورت پذیرفت. نتایج در قالب طرح آماری بلوک­های کامل تصادفی با سه تیمار خاک‏ورزی مرسوم، کم­خاک‏ورزی و بی­خاک‏ورزی در 6 تکرار تحلیل شد. مشخصه­های تراکمی خاک شامل تنش پیش­تراکمی، نمایه تراکم و نمایه تورم با آزمون تراکم تک محوری محصور تعیین شد. نتایج نشان داد که نوع سامانه خاک­ورزی اثر معنی­دار بر تنش پیش­تراکمی خاک در سطح احتمال 5% دارد به طوری­که کمترین مقدار تنش پیش­تراکمی با مقدارkPa  95/19 مربوط به تیمارهای خاک­ورزی مرسوم و بیشترین مقدار آن با مقدارkPa  62/31 مربوط به تیمار بی­خاک­ورزی می­باشد. نمایه تراکم در تیمار خاک­ورزی مرسوم نسبت به سایر تیمارها افزایش یافت. بررسی نتایج آزمون بارگذاری سیکلی نشان داد که تیمار بی­خاک­ورزی احتمالا به ترددهای متوالی ماشین، حساسیت کمتری داشته ولی این حساسیت در تیمارهای کم­خاک­ورزی و مرسوم بیشتر باشد. نتایج نشان می­دهد که می­توان تیمار بی­خاک­ورزی را به عنوان یک سامانه خاک­ورزی با استعداد کمتر در ایجاد فشردگی خاک بیان نمود که البته اجرای مکرر آن نیاز به زیرشکنی در هر چند سال جهت از بین بردن لایه­های متراکم عمیق خواهد داشت.

ضریب نفوذپذیری یکی از پارامترهای مهم خاکهای ریزدانه است. مطالعه این ضریب و عوامل موثر بر آن بویژه در بررسی نشست تحکیمی خاکهای ریززدانه، نشست ریز شالوده سدها، بدنه سدهای خاکی و غیر از اهمیت بیشتری برخوردار است. برخلاف خاکهای درشت دانه که در مورد آنها تعیین نفوذپذیری با استفاده از روابط تجربی از دقت نسبتا بالایی برخوردار است، در خاکهای ریزدانه به علت تاثیر عوامل مختلف از جمله ساختار، نوع کانیهای متشکله، ترکیب شیمیایی و غیره، ارایه رابطه ای فراگیر کاری دشوار است. از این رو برای اینگونه خاکها باید با توجه به خصوصیات فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی آنها رابطه تجربی خاصی تعیین گردد. در این مقاله ضمن بررسی تاثیر پارامترهای مختلف برضریب نفوذپذیری، آزمایشهای متعددی بر روی خاک ریزدانه فراگیر در استان مازندران برای تعیین این ضریب انجام گرفته است. در این راستا کوشش شده است که عملکرد روابط تجربی موجود بر روی خاک یاد شده مورد سنجش قرار گیرد. نتایج به دست آمده نشان می دهند که روابط تجربی e-long k از تطابق بالایی با نتایج برگرفته از آزمایش برخوردار است.

در این پژوهش تغییرات حجم و رطوبت یک خاک سیلتی غیراشباع تحت مکش های مختلف از طریق انجام آزمایش تحکیم در دستگاه سه محوری مخصوص خاک های غیراشباع، مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش ها روی نمونه های خاک سیلتی تهیه شده از روش رسوب گذاری در یک دستگاه سه محوری اصلاح شده (دستگاه سه محوری با محفظه دوجداره) تحت پنج مکش مختلف در بازه 0 تا 300 کیلوپاسکال انجام شدند. برای ایجاد مکش موردنظر در نمونه از روش انتقال محوری استفاده شد و بارگذاری نمونه تحت مکش ثابت از روش بارگذاری تدریجی صورت گرفت. نتایج نشان می دهد فشار پیش تحکیمی با افزایش مکش افزایش می یابد. علاوه بر آن با توجه به نتایج حاصله، ایجاد منحنی تسلیم (LC) در صفحه تنش-مکش امکان پذیر است. همچنین بررسی تغییرات شیب و عرض از مبدأ منحنی های تحکیم نشان دادند که تغییرات رطوبت و حجم نمونه خاک در خاک های غیراشباع تابع تغییرات مکش خاک می باشد.

انتقال مواد شیمیایی از خاک به آب های زیرزمینی، تحت تاثیر ویژگی های خاک، مدیریت خاک ورزی، مقدار آبشویی و سرعت فرایندهای انتقال است. مدل ها اصولا برای پژوهش ها و اعمال مدیریت ها مفید بوده و ممکن است در طرح ریزی آزمایش های ویژه ای در مورد حرکت آب و املاح استفاده شوند. این تحقیق در دو سال متوالی در یک زمین مشخص انجام شد. در بررسی های صحرایی، تیمارهای خاک ورزی شامل شخم با دیسک سطحی+دو دیسک سطحی به عنوان کم خاک ورزی (عمق خاک ورزی 15 سانتی متر) (T1) و شخم با گاوآهن برگردان دار+دو دیسک سطحی به عنوان خاک ورزی مرسوم (T2) (عمق خاک ورزی 30 سانتی متر) بودند. تیمار های ذکر شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با 3 تکرار و تحت کشت ذرت در دو سال اعمال شدند. برای بررسی حرکت برمید در خاک، برمید پتاسیم به صورت کاملا یک نواخت توسط آب پاش با غلظت 16.67 گرم در لیتر حدود یک ماه پس از کشت به سطح خاک اضافه شد. سپس مقدار برمید در خاک در عمق های صفر تا 15، 15 تا 30، 30 تا 60 و 60 تا 90 سانتی متر پس از 2، 5 و 10 آبیاری (مقدار آب آبیاری به ترتیب معادل 126، 315 و 630 میلی متر) اندازه گیری شد. حرکت یون برمید در خاک توسط مدل های حرکت املاح، معادله پخشیدگی- توده ای معین و نامعین (به ترتیب DCDE، SCDE)، مدل دوناحیه ای رطوبت متحرک و غیر متحرک (MIM) و مدل انتقال منطقه ای نامعین (SRM) پیش بینی گردید. نتایج نشان داد، با افزایش آبشوئی مرکز جرم برمید به عمق پائین تری انتقال یافت. این حرکت رو به پائین در سیستم خاک ورزی مرسوم با شدت بیشتری مشاهده شد. مقایسه برآورد توزیع غلظت برمید در خاک توسط مدل CDE با مقادیر اندازه گیری شده، نشان داد که CDE معین DCDE)) نسبت به CDE نامعین (SCDE) پیش بینی دقیق تری از حرکت برمید نشان می دهد. در سیستم کم خاک ورزی با افزایش آبشویی برمید، مدل CDE برازش ضعیف تری بر داده های اندازه گیری شده نشان داد. در مقابل در خاک ورزی مرسوم مدل CDE پس از 10 آبیاری (630 میلی متر آب) برازش خوبی بر داده های مشاهده ای ارائه نمود. پس از 2 و 5 آبیاری (126 و 315 میلی متر آب) برازش مدل CDE بر حرکت برمید در خاک در تیمار کم خاک ورزی بهتر از تیمار خاک ورزی مرسوم بود. مدل های MIM و SRM برازش مطلوبی بر روند حرکت برمید در خاک نشان ندادند. به طور کلی مدل CDE معین نسبت به مدل های دیگر برازش بهتری بر حرکت برمید داشت.

در بسیاری از مطالعات هیدرولوژیک و کشاورزی برآورد میزان آبی که خاک می تواند در خود ذخیره نماید تا سطح ایستابی آن به سطح زمین برسد، یعنی ظرفیت ذخیره آب در خاک (SWSC)، دارای اهمیت است. در این بررسی مقدار SWSC به صورت تابعی چندجمله ای از عمق سطح ایستابی برای خاک سری کوی اساتید (سیلتی لوم) در حوضه آبریز باجگاه به دو روش نظری و تجربی برآورد و با یکدیگر مقایسه گردید. همچنین، تاثیر میزان هوای محبوس بر SWSC در هر دو روش بررسی شد. چهار سطح ایستابی به عمق های 30، 60، 90 و 120 سانتی متر در آزمایشگاه شبیه سازی شد همچنین رطوبت خاک در اعماق گوناگون ستون خاک اندازه گیری و سپس میزان SWSC در اعماق ایستابی گوناگون تعیین گردید. با روش رگرسیون از SWSC های به دست آمده و عمق سطح ایستابی، ضرایب تجربی معادله یاد شده بدست آمد. مقادیر ظرفیت ذخیره آب در خاک به روش های نظری و تجربی به روش رگرسیون خطی با هم مقایسه شد. ضرایب تعیین به دست آمده برای دو حالت با در نظر گرفتن هوای محبوس (0.96) و بدون در نظر گرفتن هوای محبوس (0.99) خط و تقاطع محور عمودی، نشان دهنده نزدیکی داده های تجربی و نظری برای حالت در نظر گرفتن هوای محبوس است. نتایج بیانگر تاثیر قابل توجه هوای محبوس بر میزان ظرفیت ذخیره آب در خاک بود (0.21 از تخلخل خاک مورد مطالعه). بنابراین منظور نمودن این مقدار در محاسبات ضروری است. تاثیر کاهنده صعود مویینگی در معادله به دست آمده گنجانیده شده است. در مقایسه آماری با در نظر گرفتن هوای محبوس در مطالعات معادله های به دست آمده اختلاف معنی داری ندارند، در حالی که نادیده گرفتن هوای محبوس اختلاف به دست آمده را معنی دار می نماید.