فهرست مطالب

نشریه پژوهشهای خاک (علوم خاک و آب)
سال بیست و هشتم شماره 4 (زمستان 1393)

  • تاریخ انتشار: 1393/12/21
  • تعداد عناوین: 10
|
  • جواد لامعی هروانی*، محمد اسماعیلی آفتابدری صفحات 607-616
    جهت بررسی امکان کشت گیاهان خلر و ماشک بعد از برداشت گندم و هم چنین تاثیر کود سبز حاصل از این گیاهان برعملکرد سیب زمینی و گندم در چرخه تناوب زراعی، این تحقیق به مدت چهار سال زراعی (1388 – 1384) در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با چهار تکرار در ایستگاه تحقیقاتی خیرآباد زنجان اجرا گردید. تیمارهای آزمایش شامل حذف و افزودن کود سبز خلر و ماشک و هم چنین افزودن کود سبز ناشی از رویش گندم ریزشی(شاهد) در خاک بودند. در نتایج حاصل از هر دو دوره توالی کشت، بین تیمارهای آزمایش از نظر عملکرد علوفه خشک و میزان تجمع نیتروژن در بافت اندام های هوایی، تفاوت در سطح احتمال یک درصد معنی دار بود. کمترین مقادیر علوفه خشک (95/1-63/1 تن در هکتار) و تجمع نیتروژن (22/21-67/17کیلوگرم در هکتار) از تیمار شاهد حاصل شد. بین دو گیاه خلر و ماشک از نظر تولید علوفه خشک، تفاوت معنی دار نبود. در نتایج تجزیه مرکب، تاثیر تیمارها بر میانگین عملکرد سیب زمینی، عملکرد بیولوزیک و عملکرد دانه گندم معنی دار بود. بیشترین مقادیر این صفات از تیمارهای افزودن کود سبز خلر و ماشک حاصل شدند. در تیمار افزودن کود سبز ماشک، میانگین عملکرد سیب زمینی (47/38 تن در هکتار)، عملکرد دانه گندم (71/3 تن در هکتار)، میانگین وزن - قطر خاکدانه ها (46/1) و کربن آلی خاک (77/0 درصد) بیشتر از بقیه تیمارها بود. نتایج این تحقیق موفقیت کشت گیاهان خلر و ماشک در شرایط آیش تابستانی و تاثیر مثبت افزودن کودسبز ناشی از این گیاهان را به خاک، در بهبود عملکرد سیب زمینی، گندم و برخی ویژگی های خاک نشان داد.
    کلیدواژگان: آیش تابستانی، گیاهان پوششی، عملکرد ماده خشک، تجمع نیتروژن
  • ناصر برومند، مجتبی مقبلی* صفحات 617-624
    گردو درختی است که کشت و عمل آوری آن با اهداف چند منظوره صورت می گیرد لذا از نظر اقتصادی بسیار با اهمیت است. افزایش کمیت و کیفیت محصول به منظور دستیابی بازارهای جهانی جزء اهداف مهم اصلاح گردو است که نیازمند برنامه ریزی طولانی و بنیادی است در این میان فسفر و روی از جمله عناصر مهم در تغذیه گردو بوده و نقش این دو عنصر کاملا برجسته است. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب بلوک کامل تصادفی با سه سطح فسفر (صفر، 150 و 300 کیلوگرم P2O5 در هکتار) و سه سطح روی (صفر، 15 و 30 کیلوگرم Zn در هکتار) در چهار تکرار انجام شد. افزایش مصرف فسفر اثر معنی داری بر افزایش غلظت فسفر و آهن در برگ داشت. کاربرد فسفر در سطح 150 کیلوگرم در هکتار سبب افزایش معنی دار غلظت مس در برگ گردید، اما کاربرد سطح بیشتر فسفر آن را کاهش داد. همچنین کاربرد روی سبب افزایش غلظت روی در برگ شد ولی غلظت فسفر را به طور معنی داری در برگ کاهش داد. نتایج نشان داد افزایش فسفر مصرفی در سطح 150 کیلوگرم در هکتار سبب افزایش معنی دار وزن خشک مغز گردید، اما کاربرد سطح بیشتر فسفر آن را کاهش داد.
    کلیدواژگان: اثر متقابل، آهن، منگنز، مس
  • ابوالفضل رنجبرفردویی*، رضا دهقانی بیدگلی صفحات 625-634
    شوری یکی از تنش های اصلی محیطی است که اثر بازدارنده بر متابولیزم و رشد گیاهان دارد. تنش شوری فیزیولوژی گیاه را در سطوح کلی و سلولی، از طریق ایجاد تنش ناشی از افزایش فشار اسمزی و بر هم زدن تعادل یونی، تحت تاثیر قرار می دهد. در ایران مناطق پرورش بادام به نواحی خشک و عمدتا به کشت های آبی محدود می شوند. در این مناطق، خشکی های مزمن با گرمای زیاد و بارش کم همراه است که این وضعیت سبب اتلاف آب از گیاه (افزایش تنفس) و تجمع املاح در خاک می گردد. بدین منظور و جهت ارزیابی پاسخ فیزیو- بیوشیمیایی گیاه بادام ((Prunus dulcis. Webb به شوری این آزمایش اجرا گردید. نهال های یک ساله ی بادام، رقم مامایی، تحت تیمارهای مختلف شوری آب آبیاری (با هدایت الکتریکی 3، 5، 7 و 10 دسی زیمنس بر متر) قرار گرفت. در این آزمایش، رنگدانه های فتوسنتزی شامل کلروفیل های a و b، مجموع (a+b)، نسبت (a/b) و شاخص پایداری آنها (CSI) مورد ارزیابی قرار گرفت. محتوای عناصر غذایی شامل یون های سدیم، پتاسیم، منیزیم و کلسیم و همچنین پارامترهای بیوشیمیایی شاخص از جمله قندهای محلول (کل)، پرولین، اسیدهای آمینه آزاد و محتوی پروتئین کل اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد علاوه بر وجود رابطه ی مستقیم و منفی بین افزایش میزان شوری و بیشتر پارامترهای مربوط به رنگدانه های فتوسنتزی، یک فرایند رقابتی بین یون های سدیم و کلر با یون های پتاسیم و کلسیم برقرار است. افزایش شوری آب آبیاری سبب تجمع معنی دار قند های محلول، پرولین و اسید های آمینه آزاد و کاهش تراکم پروتئین گردید. در این آزمایش نهال های بادام (رقم مامایی) شوری آب آبیاری را تا 3 دسی زیمنس بر متر، بدون نشان دادن تغییرات اساسی در پارامترهای فیزیوبیوشیمیایی، تحمل کردند.
    کلیدواژگان: کلروفیل، محتوای یونی، پرولین، اسیدهای آمینه
  • لیلا شکاری، محمدمجتبی کامل منش*، فرشاد صادقی صفحات 635-646
    کادمیوم یک عنصر سنگین و بسیار سمی می باشد که جزء مهمترین آلاینده های محیطی و صنعتی طبقه بندی شده و در بین عناصر سنگین به دلیل تحرک بالا، حلالیت زیاد و سمیت بیش از حد، مورد توجه خاص قرار گرفته است. به منظور بررسی اثر سمیت کادمیوم بر گیاه فلفل، آزمایشی گلخانه ای شامل سه سطح کادمیوم (صفر، 25/0 و 5/0 میلی مولار به صورت کلرید کادمیوم) در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار انجام شد. نتایج نشان داد که مصرف کادمیوم اثر منفی بر روی عملکرد و برخی شاخص های مرفولوژیکی گیاه فلفل داشت، به طوری که افزودن 5/0 میلی مولار کادمیوم باعث کاهش معنی دار (0.05 >p) در حجم ریشه، طول ریشه، تعداد برگ، وزن تر و خشک اندام هوایی، وزن تر ریشه، تعداد میوه و وزن خشک میوه به ترتیب به میزان 8/45، 2/12، 48/18، 38، 3/15، 7/20، 32/55، 08/34 درصد، نسبت به تیمار شاهد گردید. تعیین محتوای رنگیزه های فتوسنتزی نیز نشان داد که افزایش سطوح کادمیوم بر میزان رنگیزه های کلروفیلی موثر بوده به نحوی که در تیمار 5/0 میلی مولار کادمیوم باعث کاهش معنی دار (0.05>p) کلروفیلa، b و کلروفیل کل به میزان 5/26، 7/34، 19/18 درصد نسبت به تیمار شاهد گردید. همچنین نتایج تجزیه واریانس کاهش معنی دار محتوای نسبی آب بافت گیاه تحت تاثیر سمیت کادمیوم را نشان داد به طوری که این شاخص به میزان 5/14 درصد نسبت به تیمار شاهد کاهش یافت ولی بین دو سطح تیمار کادمیوم اختلاف معنی داری مشاهده نشد (0.05 >p). با توجه به نتایج حاصل از پژوهش حاضر، در کل سمیت کادمیوم باعث آسیب به ساختار گیاه، تاثیر منفی بر فرایندهای فیزیولوژیکی گیاه و همچنین کاهش عملکرد میوه در هر بوته شد ولی برای تعیین دقیق تر تاثیرکادمیوم بر رشد و عملکرد گیاه اندازه گیری میزان این عنصر در بافت میوه در تحقیقات بعدی پیشنهاد می گردد.
    کلیدواژگان: کادمیوم، شاخص های مورفولوژیک، محتوای نسبی آب بافت، شاخص پایداری غشاء سلولی، فلفل
  • فوزیه بیگ محمدی، بابک سوری*، هدیه بدخشان صفحات 647-658
    حضور فلز سنگین ارسنیک ناشی از تشکیلات زمین شناسی در منابع آب و خاک دشت قروه به عنوان قطب کشاورزی استان کردستان در غرب ایران، محصولات کشاورزی تولیدی در این منطقه را بیش از پیش در معرض آلودگی قرار داده است. با توجه به آنکه ارسنات بعنوان فراوان ترین فرم ارسنیک در محیط خاک با آنیون فسفات رقابت می کند از اینرو استفاده از کود فسفات آمونیوم در اراضی کشاورزی این منطقه نیاز به مطالعه دقیق با استفاده از ستون های خاک دارد. به همین منظور چهار ستون خاک با استفاده از نمونه خاک آلوده تهیه شده از این منطقه ساخته شدند. بطوری که دو ستون شاهد با استفاده از آب دو بار تقطیر و دو ستون دیگر با استفاده از آب مقطر محتوی کود فسفات آمونیوم به مدت شش ماه بطور هفتگی تحت آبشویی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که بین مقدار ارسنیک شسته شده از ستون های شاهد و کود اختلاف آماری معنی داری وجود ندارد (05/0P>). در پایان دوره شش ماهه آبشویی همچنین هفت نمونه خاک نیز از امتداد هر ستون با فواصل cm10برداشت شد و مورد تجزیه قرار گرفت. به استناد نتایج به دست آمده مقدار ارسنیک در سطح ستون های کود کمتر از ستون های شاهد بود. ضمن آنکه بین مقدار ارسنیک موجود در اعماق مختلف ستون های شاهد و کود اختلاف آماری معنی داری مشاهده شد (01/0p<). بدین ترتیب می توان نتیجه گرفت که فسفات اضافه شده به ستون های کود جایگزین ارسنیک موجود در سطح خاک شده و حرکت آن به اعماقی که محل فعالیت گسترده تر ریشه گیاهان زراعی می باشد را در پی داشته است.
    کلیدواژگان: ارسنات، آلودگی، استان کردستان، فلز سنگین
  • مراد میرزایی، مجید محمودآبادی* صفحات 659-671
    بهبود ویژگی های خاک در راستای دستیابی به کشاورزی پایدار، مستلزم مدیریت صحیح بقایای گیاهی است. پژوهش حاضر با هدف بررسی تاثیر نوع و مدیریت های مختلف بقایای گیاهی بر برخی ویژگی های فیزیکی خاک در قالب آزمایش مزرعه ای به صورت فاکتوریل و در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار اجرا شد. عامل اول نوع بقایا شامل کاه و کلش جو و بقایای یونجه و عامل دوم مدیریت های مختلف شامل 1) مخلوط یک درصد بقایا با خاک، 2) مخلوط نیم درصد بقایا با خاک، 3) سوزاندن بقایا، 4) باقی گذاشتن بقایا در سطح و 5) عدم کاربرد بقایا (شاهد) بود. نتایج نشان داد که نوع و مدیریت بقایای گیاهی، تاثیر معنی داری بر ویژگی های مورد مطالعه داشت. تیمار مخلوط یک درصد بقایای جو باعث بیشترین افزایش کربن آلی (70 درصد)، تخلخل کل (23 درصد) و نفوذپذیری نهایی (82 درصد) و بیشترین کاهش چگالی ظاهری (40 درصد) نسبت به تیمار شاهد شد. در مقابل، تیمار سوزاندن بقایای یونجه به ترتیب با 200، 5/29 و 30 درصد، بیشترین کاهش در میزان کربن آلی، تخلخل و نفوذپذیری نهایی نسبت به تیمار شاهد و بیشترین افزایش در چگالی ظاهری (5/5 درصد) را نشان داد. به علاوه، تیمارهای مخلوط نیم درصد و گذاشتن سطحی آنها نیز باعث بهبود معنی دار ویژگی های مورد مطالعه نسبت به شاهد شد. بیشترین و کمترین شدت نفوذ نهایی آب در خاک در تیمارهای مخلوط یک درصد بقایای جو و سوزاندن بقایای یونجه به ترتیب با 6/48 و 6/4 میلی متر در ساعت مشاهده شد. در مجموع، اولویت بندی مدیریت بقایا از نظر بهبود ویژگی های مورد مطالعه به صورت: سوزاندن بقایا< شاهد< کاربرد سطحی بقایا< مخلوط نیم درصد بقایا< مخلوط یک درصد بقایا، تعیین شد.
    کلیدواژگان: تخلخل خاک، چگالی ظاهری، مالچ سطحی، کاه و کلش جو، بقایای یونجه
  • جلیل کاکه، علی اصغر ذوالفقاری*، منوچهر گرجی صفحات 673-687
    توزیع اندازه ذرات خاک، یکی از خصوصیات فیزیکی مهم خاک است که بسیاری از خصوصیات شیمایی، فیزیکی و زیستی آن را تحت تاثیر قرار می دهد. علاوه بر خصوصیاتی مانند نفوذپذیری خاک، تغییر کاربری اراضی و فرسایش خاک، پوسته های زیستی نیز سبب تغییر توزیع اندازه ذرات خاک ها می شوند اگرچه ممکن است که سبب تغییر در کلاس بافتی خاک نشوند. اندازه گیری و تحلیل مالتی فرکتال یکی از ابزارهای مهم در توصیف توزیع اندازه ذرات خاک می باشد. این پژوهش با هدف بررسی تاثیر پوسته های زیستی بر پارامترهای مالتی فرکتالی توزیع اندازه ذرات خاک های مورد مطالعه انجام شد. در این مطالعه نمونه برداری از چهار ناحیه خاک های دارای و بدون پوسته زیستی و از دو عمق 5-0 و 15-5 سانتی متری مراتع قره قیر واقع در شمال شهرستان آق قلا، در استان گلستان انجام شد. توزیع اندازه ذرات 16 خاک مورد مطالعه با استفاده از روش هیدرومتر تعیین شد. مقایسه منحنی های توان جرم () و خط تک فرکتالی شبیه سازی شده نشان داد که توزیع اندازه ذرات خاک های مورد مطالعه دارای رفتار مالتی فرکتالی می باشد. در تمامی خاک های مورد مطالعه تغییرات ابعاد فرکتالی توزیع اندازه ذرات خاک ها در مقادیر مختلف گشتاور (q) دارای روند سیگموئیدی بود. در این مطالعه همبستگی مثبت و معنی داری (در سطح 1 درصد) بین ابعاد فرکتال D0.5 (بعد فرکتال در q=0.5)، D1 (بعد فرکتال در q=1)، D1.5 (بعد فرکتال در q=1.5)، D2 (بعد فرکتال در q=2) و D2.5 (بعد فرکتال در q=2.5) با درصد رس مشاهده شد در حالی که همبستگی بین درصد شن و این ابعاد منفی و در سطح 1 درصد معنی دار بود. شاخص (D0-D2) برای بررسی درجه مالتی فرکتالی توزیع اندازه ذرات خاک ها استفاده شد. بیشترین مقدار متوسط این شاخص در توزیع اندازه ذرات خاک های 5-0 سانتی متری دارای پوسته (295/0) و کمترین مقدار متوسط این شاخص در لایه 15-5 سانتی متری خاک های بدون پوسته (240/0) مشاهده شد. این نتایج نشان داد که توزیع اندازه ذرات خاک های دارای پوسته زیستی به نسبت خاک های بدون پوسته دارای ناهمگنی بیشتری می باشند.
    کلیدواژگان: طیف مالتی فرکتال، ویژگی های فیزیکی خاک، ابعاد فرکتالی
  • زهرا کاظمی*، محمدرضا نیشابوری، حسین بیات، شاهین اوستان، محمد مقدم صفحات 689-699
    دامنه ای از رطوبت حجمی خاک که در آن، محدودیت ها برای رشد گیاه در ارتباط با پتانسیل آب، تهویه و مقاومت مکانیکی خاک در کمترین مقدار خود باشد، دامنه رطوبتی با حداقل محدودیت (LLWR) نامیده می شود. اندازه گیری LLWR به طور تجربی به هزینه و زمان زیادی نیاز دارد. به کارگیری توابع تبدیلی ((PTF می تواند برآورد آن را تسریع کند. درباره صحت و قابلیت اعتماد تخمین PTF های توسعه یافته برای خصوصیات هیدرولیکی خاک از طریق شبکه عصبی مصنوعی (ANNs)، روش چند هدفی مدیریت گروهی داده ها ((MGMDHو رگرسیون چند متغیره خطی MLR)) اطلاعات متناقضی در دست است. این پژوهش به منظور ارزیابی کارایی سه روش مذکور در تخمین مستقیم LLWR انجام گرفت. بدین منظور 188 نمونه دست نخورده برای تعیین منحنی نگهداری آب خاک، منحنی مقاومت خاک و نهایتا ثابت های رطوبتیpwp)θ، fcθ، sr θ، afp θ) و نمونه های دست خورده برای اندازه گیری یازده ویژگی فیزیکی و شیمیایی خاک به کار گرفته شد. پس از محاسبه LLWR از رطوبت های حد بالا و حد پایین (LLWRe) یک بار دیگر نیز LLWR با به کارگیری سه روش مذکور مستقیما ((LLWRd از خصوصیات خاک برآورد شد. صحت و قابلیت اعتماد تخمین با به کارگیری آماره های مجذور میانگین مربعات خطا (RMSE)، معیار اطلاعات آکایک AIC)) و بهبود نسبی مورد بررسی قرار گرفت. روش ANNs از بالاترین صحت و قابلیت اعتماد تخمین برخوردار بودRMSE) پایین تر و AIC منفی تر(. MGMDH و MLR در درجات بعدی قرار داشتند. معنی دار بودن تفاوت صحت و قابلیت اعتماد تخمین PTF های ایجاد شده با سه روش مختلف با به کارگیری AIC ارزیابی شد. تفاوت ها بین PTF های ایجاد شده با روش های ANNs وMGMDH از یک طرف و روش MLR از نظر آماری معنی دار بود، اما تفاوت بین ANNs با MGMDH فقط برای مرحله آموزش معنی دار شد. در بین سه روش مورد مطالعه، ANNs از بالاترین کارایی در برآورد مستقیم LLWR برخوردار بود.
    کلیدواژگان: تابع تبدیلی (PTF)، ثابت های رطوبتی، صحت تخمین، قابلیت اعتماد
  • علی عطایی*، منوچهر گرجی، یحیی پرویزی صفحات 701-712
    تخریب منابع آب و خاک در بسیاری از مناطق، از جمله نگرانی های تولید کنندگان بوده و مدیریت خاک در مزارع زراعی تنها گزینه ای است که انسان از طریق آن می تواند باعث تشدید یا جلوگیری از تخریب خاک گردد. نتایج گزارش شده توسط خاکشناسان، حاکی از قابلیت و پتانسیل نظریه فراکتال در تبیین و مدل سازی ساختار سامانه خاک و درک و تخمین فرایندهای فیزیکی، شیمیایی و زیستی آن است. در این پژوهش اثر اقدامات مدیریتی مختلف بر ویژگی های فیزیکی خاک با استفاده از هندسه فراکتالی بررسی شده است. بدین منظور، 14 مزرعه دیم با عملیات مدیریتی متفاوت واقع در حوضه آبخیز مرگ در جنوب شرقی کرمانشاه، مورد بررسی قرار گرفت. برای تعیین شرایط مدیریتی حاکم بر مزارع آزمایشی، از داده های استحصال شده از مطالعه میدانی و برای تعیین خصوصیات فیزیکی خاک از نمونه های جمع آوری شده از سطح مزرعه استفاده گردید. نتایج نشان داد که بعد فراکتالی خاکدانه ها عامل گویایی در انعکاس تاثیر اقدامات مدیریتی بر توزیع اندازه خاکدانه ها می باشد. خاکدانه های پایدار و درنتیجه بعد فراکتالی کمتر در مزارعی مشاهده شد که در آن ها مدیریت های مناسب همانند افزودن کود دامی، کاهش عملیات خاک ورزی و مدیریت نظام تناوب حاکم است. در مقابل خاکدانه های ناپایدار، خردشوندگی بیشتر و بعد فراکتالی بزرگتر خاکدانه ها، منعکس کننده شرایط نا به سامان مدیریتی همانند خاک ورزی متراکم و شدید، شخم در جهت شیب و مدیریت نادرست بقایای گیاهی می باشد. سامانه مدیریتی جنگل- زراعی بهترین الگوی مدیریتی در اراضی مورد مطالعه است و به طور معنی داری باعث بهبود شرایط فیزیکی خاک گردیده است.
    کلیدواژگان: مدیریت خاک، توزیع اندازه خاکدانه ها، خردشوندگی
  • مجتبی مقبلی، محسن فرحبخش، ناصر برومند* صفحات 713-721
    بور (B) یکی از عناصر کم مصرف لازم جهت رشد گیاهان است که قابلیت استفاده آن توسط بسیاری از عوامل خاک تحت تاثیر قرار می گیرد. فرآیندهای جذب و واجذب نقش تعیین کننده ای بر حلالیت بور در محلول خاک و در نتیجه در دسترس بودن آن برای گیاهان ایفا می کنند.به منظور ارزیابی اثر نسبت جذب سدیم (SAR) در قابلیت دسترسی بور، جذب بور در یک نمونه خاک آهکی با هدایت الکتریکی پایین مورد بررسی قرار گرفت. برای تعیین همدما های جذب سطحی بور (مقدار بور جذب شده به عنوان تابعی از غلظت بور محلول تعادلی)، آزمایش های جذب این عنصر در خاک به صورت پیمانه ای بررسی شد. برای اندازه گیری مقدار جذب بور، پنج گرم خاک در لوله های 50 میلی لیتری پلی پروپیلنی منتقل شد و به هریک از تیوپ های آزمایشی 20 میلی لیتر محلول (حاوی مقادیر 0، 2، 5، 8، 10، 15و 20 میلی گرم در لیتر بور) در قدرت یونی ثابت 12/0 مولار (تهیه شده از نمک های NaCl، CaCl2.2H2O و MgCl2.6H2O با نسبت معین) در پنج سطح SAR (2، 5، 10، 15 و 20) اضافه گردید. در نهایت مقدار بور جذب سطحی شده، به روش Azomethine-H با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر (در طول موج 420 نانومتر) تعیین شد. همدماهای لانگمویر، فروندلیچ و شکل خطی معادله فروندلیچ به خوبی بر داده های جذب بور بر اساس ضریب تشخیص (R2) و خطای معیار تخمین (SEE) برازش نشان داد، هرچند معادله لانگمویر با داده های بدست آمده برازش بهتری داشت. در نسبت های جذب سدیم مختلف، خاک رفتار متفاوتی در جذب بور به نمایش گذاشت. اثر SAR در جذب بور در غلظت های بالا بیشتر و به جز در 20=SAR که کمترین مقدار جذب بور دیده شد، افزایش SAR از 2 به 15موجب افزایش جذب سطحی بور در خاک شد بطوری که در 15=SAR بیشترین مقدار جذب دیده شد. اثر نسبت جذب سدیم بر جذب سطحی بور احتمالا ناشی از تفکیک اسید بوریک به آنیون بورات و تغییر ضخامت لایه دوگانه پخشده باشد.
    کلیدواژگان: قدرت یونی، همدمای لانگمویر، همدمای فروندلیچ
|
  • J. Lamei Harvani*, M. Esmaeli Aftabdari Pages 607-616
    In order to investigate the possibility of planting grass pea and common vetch crops after harvesting wheat and to evaluate the effects of green manure of these crops on yield of potato-wheat in croprotation cycle، this research was carried out using a Randomized Complete Block Design with four replications during 2006-2010 at Khair-Abad Research Station، Zanjan، Iran. The treatments were either removal or addition of grass pea and common vetch green manure as well as of wheat green manure (originating from threshing grains as the control) into the soil. Analysis of the data obtained from two cycles of crop rotation revealed significant difference (at 1% level) among the treatments in terms of forage dry matter yield and nitrogen accumulation in tissues of the above ground organs. The lowest amount of dry matter (1. 63-1. 95 t/ha) and nitrogen accumulation (17. 67-21. 22 kg/ha) was recorded in the control. Between grass pea and common vetch، there was no significant difference in terms of forage dry matter yield. In combined analysis of the results، the effect of treatments on mean yield of potato and biological and grain yield of wheat was significant. The highest amounts of this characteristic were obtained from addition of grass pea and common vetch green manure. In the treatment consisting of addition of common vetch green manure، the mean yields of potato (38. 47 t/ha) and wheat (3. 71 t/ha)، mean weight diameter of soil particles (1. 46)، and soil organic carbon (0. 77 percent) were higher than the other treatments. Results of this research show the successful effects of planting grass pea and common vetch in summer fallow condition along with positive effect of green manure addition of these crops on the performance of potato and wheat and some soil characteristics.
    Keywords: Summer fallow, Cover crops, Dry matter yield, Nitrogen accumulation
  • N. Boroumand, M. Moqbeli* Pages 617-624
    Walnut tree is grown for multiple purposes. Indeed، it is economically important and increasing its yield and improving its quality in order to compete in the international markets is one of great importance. To this end، one significant management practice is proper use of suitable fertilizers. Zinc and Phosphorus are two important elements in the nutrition of walnut. In this study، experiments were conducted with 3 phosphorus levels (0، 150، and 300 kg P2O5. ha-1) and 3 zinc levels (0، 15، and 30 kg Zn. ha-1) by using factorial arrangement in randomized complete blockdesign with four replications. Addition of phosphorus significantly affected concentration of P and Fe in the leaves. Phosphorus application of 150 kg. ha-1significantly increased copper concentration in the leaves. But، the application of higher levels of phosphorus decreased it. Also، Zn application increased its concentration in the leaves، but significantly decreased concentration of P in the leaves. The results of the study showed P application of 150 kg. ha-1significantly increased the dried weight of nutmeat، but application of higher levels of phosphorus decreased it.
    Keywords: interaction, Iron, Manganese, Copper
  • A. Ranjbar Fordoei*, R. Dehghani Bidgoli Pages 625-634
    Salinity is one of the major environmental stresses that adversely affects plant growth and metabolism. Salt stress affects plant physiology at both whole-plant and cellular levels through osmotic and ionic stress effects. In Iran، orchard crops such as almond are mainly confined to irrigated fields. Irrigated agricultural lands in arid regions، characterized by chronic drought، extreme temperatures، and scarce precipitation، induce accumulation of salt in soils following a combination of sustained evaporative and transpirational water losses. In order to evaluate of physio-biochemical response in almond trees to salinity stress، the present investigation was carried out. One-year old almond seedlings (Mamaei cultivar) were subjected to different salinity treatments: 3، 5، 7، and 10 dS. m-1). Characteristics of photosynthetic pigments (involving، Chl. a، Chl. b، Chl. (a + b) and CIS)، concentration of nutrient elements and some biochemical parameters were measured. Our study revealed a strong and negative relationship between increasing salinity intensity and most of the measured parameters related to photosynthetic pigments. Our results showed a competitive process among the measured nutrients ions (amongst Na+، Cl-، and K+، Ca2+) and soil salt content. In conclusion، the photosynthetic pigment traits، nutrient element contents، and biochemical parameters measured under NaCl treatments indicate that almond seedlings studied can be regarded as salt sensitive.
    Keywords: chlorophyll, Ion content, Proline, Amino acids
  • L. Shekari, M. M. Kamelmanesh*, F. Sadeghi Pages 635-646
    Cadmium is a highly toxic heavy metal and one of the most important environmental pollutants. Cadmium has a particular interest among the heavy elements due to the high mobility، solubility، and toxicity for human، plants، and other organisms. In order to study cadmium toxic effect on green pepper، a completely randomized design was performed with three levels of cadmium (0، 0. 25، and 0. 5 mM as cadmium chloride) in three replications under greenhouse conditions. The result showed that cadmium had a negative effect on some morphological traits of green pepper. In this regard، concentration of 0. 5mM of cadmium caused significant decrease (p<0. 05) in root volume، root length، leaf number، fresh weight and dry weight of shoot and root by، respectively، 45. 8%، 12. 2%، 18. 5%، 38%، 15. 3%، and 20. 7 percent compared to the control. Also، results showed that increase in the levels of cadmium lowered the content of photosynthesis pigments: at the concentration of 0. 5mM، cadmium caused a significant reduction (p<0. 05) in chlorophyll a، b and total chlorophyll content at the rate of، respectively، 26. 5%، 34. 7%، and 18. 2 percent relative to the control. Besides، analysis of variance showed significant reduction in the relative water content of plant tissue as affected by cadmium toxicity: this index decreased 14. 5 percent compared to the control treatment. But، there was no significant difference between the two levels of cadmium treatment (p<0. 05). According to the results of the present study، cadmium caused reduction of growth، damage to the plant، and had negative effect on physiological processes of green pepper. In general، the toxicity of this element varies in different plant species and cultivars، therefore، more studies will be useful on different crop varieties.
    Keywords: Membrane stability index, Relative water content, Morphological character
  • F. Beigmohammadi, B. Souri*, H. Badakhshan Pages 647-658
    Presence of arsenic، a heavy metal، in soil and water resources originating from geological formations of Qorveh plain، which is considered as the main agricultural zone of Kurdistan province in western Iran، has put the agricultural products of this region at risk of pollution. Since arsenate، as the most abundance form of arsenic in soil environment، competes against phosphate anion; application of ammonium phosphate fertilizer across farmlands in this region requires careful study. Hence، four soil columns were made using a polluted soil sample obtained from the region. In the study، two control columns and two test columns were under weekly leaching process by pure and ammonium phosphate fertilizer containing distilled water، respectively، for six months. The results showed that there was no significant difference between the control and the test columns regarding amount of arsenic leached (P>0. 05). After the six months of leaching; seven soil samples along every 10 cm of each soil column were taken and analyzed. According to the results، concentration of arsenic measured at the surface of the test columns was less than the control columns. Moreover، arsenic concentrations significantly differed at various depths of both the control and the test columns (P<0. 01). Therefore، it could be concluded that the phosphate supplied to the test columns replaced arsenic at the soil surface encouraging arsenic to move into deeper layers where more root activities of cultivated plants are expected.
    Keywords: Arsenate, Heavy metal, Kurdistan province, Pollution
  • M. Mirzai, M. Mahmoodabadi* Pages 659-671
    Improvement of soil properties through sustainable agriculture requires suitable management of plant residues. This study was conducted to investigate the effect of different types and managements of plant residue on soil physical properties in a field experiment as factorial based on RCBD with three replicates. The first factor was residue type including barley straw and alfalfa residue، and the second was different managements including 1) incorporating one percent of the plant residues with the soil (MIX1)، 2) incorporating 0. 5 percent of the plant residues with the soil (MIX0. 5)، 3) surface retention­­ of plant­ residues (SUR)، 4)، burning plant residues (BUR) and 5) control (C). The results showed that the applied managements of plant residue had significant effects on the selected soil properties. In comparison to the control، MIX1 application of barley straw resulted in the highest increases in organic carbon content (70%)، total porosity (23%) and final infiltration rate (82%)، and the highest reduction in bulk density (40%). In contrast، burning the alfalfa residue led to the highest reductions in organic carbon (200%)، total porosity (29. 5%)، the final infiltration rate (30%)، and the highest increase in bulk density (5. 5%). In addition، MIX0. 5 and SUR treatments improved the soil properties significantly. The highest and the least infiltration rates were found in MIX1 of barley straw (48. 6 mm/h) and BUR of alfalfa residue (4. 6 mm/h)، respectively. Overall، with respect to the improvement of soil properties، the managements of plant residue were prioritized as: MIX1>MIX0. 5>SUR>C>BUR.
    Keywords: Soil porosity, Bulk density, Surface mulch, Barley straw, Alfalfa residue
  • J. Kakeh, A. A. Zolfaghari*, M. Gorji Pages 673-687
    Soil particle-size distribution (PSD) is one of the most important physical attributes due to its great influence on soil physical، chemical، and biological properties. Water infiltration rate، land-use change، soil erosion، and biological soil crusts (BSCs) may influence PSD in a soil. The multifractal measures were useful tools in characterization of PSD in soils. The objective of the current study was to investigate the effect of BSCs on multifractal spectrum of soils. To this end، sixteen soil samples were collected from 0-5 cm and 5-15 cm depths in soils with and without BSCs in Qara Qir rangeland، north of Agh Ghala city of Golestan province، Iran. Particle size distribution was measured by the hydrometer method. Results showed that soils PSD had multifractal behavior. Multifractal spectra followed the typical sigmoidal shape. The result showed that fractal dimensions (i. e. D0. 5، D1، D1. 5، and D2) were significantly positively correlated with clay content and significantly negatively correlated with sand content. In the current study، the (D0 –D2) index was used for investigation of multifractality. The average largest D0 –D2 was obtained at 0-5 cm depth of soil with BSCs (0. 295) and average smallest D0 –D2 was obtained at 5-15 cm soil depth of soil without BSCs (0. 240). Results showed that PSD of soils with BSCs had higher multifractality compared to those of soils without BSCs.
    Keywords: Fractal dimensions, Soil physical properties
  • Z. Kazemi*, M. R. Neyshabouri, H. Bayat, Sh. Oustan, M. Moghaddam Pages 689-699
    The range of the soil volumetric water content at which plant growth is least limited in relation to water potential، aeration، and mechanical resistance is the least limiting water range (LLWR). Experimentally، measurement of LLWR is expensive and time consuming. Using pedotransfer functions (PTFs) can facilitate its prediction. There are، however، contradictory information about the accuracy and reliability of the developed PTFs for soil hydraulic properties using various methods including artificial neural networks (ANNs)، multi-objective group method of data handling (MGMDH) and multivariate linear regression (MLR). Evaluating the performance of these methods in direct prediction of LLWR was the main purpose of the present study. To this end، 188 undisturbed soil samples were used to determine water retention and soil resistance curves and finally four moisture coefficients (θpwp،θ fc،θ sr،θ afp) and disturbed samples for measurement of eleven various soil physical and chemical attributes. After calculation of LLWR from upper and lower limits (LLWRe)، another time it was directly predicted from soil attributes (LLWRd) using the three mentioned methods. Accuracy and reliability of the developed PTFs was evaluated using root mean square error (RMSE)، Akaike information criterion (AIC)، and relative improvement (R. i). ANNs appeared as the most accurate and reliable one for LLWRd prediction (lower RMSE and more negative AIC); MGMDH and MLR ranked in descending order. Significant differences between accuracy and reliability of the developed PTFs by the three methods was evaluated using AIC. Differences between developed PTFs by ANNs and MGMDH versus MLR method were statistically significant، but differences between ANNs and MGMDH were only significant for the training step. Among the three methods studied، ANNs had the highest performance in LLWRd prediction.
    Keywords: Pedotransfer function (PTF), Moisture coefficients, Accuracy, Reliability
  • A. Ataee*, M. Gorji, Y. Parvizi Pages 701-712
    A major concern of farmers is deterioration of the soil and water resources. Soil management is the most direct way for mankind to interfere with natural processes that may either intensify or hinder soil degradation. Fractal geometry has been widely used to describe heterogeneity in a wide range of natural processes، including physical systems of soil. In this study، the effects of different management practices on soil physical properties have been studied using fractal geometry. Fourteen farms with different soil management practices were selected within Mereg watershed located in Kermanshah province. The management practices information were obtained from the field survey، and used to determine the conditions of the experimental farms. Different soil samples were taken from these farms to determine soil physical properties in the laboratory. Results showed that the fractal dimension of aggregates could reflect the impact of soil management practices on aggregate size distribution. Suitable management practices such as reduced tillage، proper rotation systems، and using manure improved the soil aggregation and reduced fractal dimensions. Intensive tillage، plowing the steep slopes، and improper management of crop residues، on the other hand، enhanced the breakdown of aggregates and increased fractal dimensions of aggregates. Agroforestry system was the best management practices in this area.
    Keywords: Aggregate size distribution, Fragmentation
  • M. Moqbeli, M. Farahbakhsh, N. Broomand* Pages 713-721
    Boron (B) is an important plant essential micronutrient whose availability is influenced by many soil factors. Adsorption–desorption processes play a major role in governing the solubility of boron in soil solution and، consequently، its availability to growing plants. To assess the effect of sodium adsorption ratio (SAR) on availability of B، adsorption of B was investigated in a sampled calcareous soils that had low levels of electrical conductivity. Boron adsorption experiments were carried out on the soil in batch systems to determine adsorption isotherms (amount of B adsorbed as a function of equilibrium solution B concentrations). To determine the quantity of adsorbed B، 5 g of soil were shaken for 12 h، in propylene 50 mL tubes، with 20 mL of B solution (0، 2، 5، 8، 10، 15، 20 mg L-1) (as boric acid) at ionic strengths of 0. 12 M (prepared by NaC1، CaC12. 2H2O، MgCl2. 6H2O) at five SAR levels (2، 5، 10، 15، 20). The reaction temperature was 25◦C. The suspension was centrifuged، filtered، and a sample was removed and B was determined by Azomethine-H spectrophotometric method (at a wavelength of 420 nm). Soil B adsorption was calculated by subtracting B in the solution after filtration from the added boron. Langmuir، Freundlich، linear Freundlich isotherms fitted well to the adsorbed data based on R2 and SEE. However، the fit of the Langmuir equation was closer to the experimental data. At different SAR values، the soil exhibited different adsorption behaviors. The effect of SAR on the boron adsorption was greater at high concentrations and the highest adsorption was at SAR 15، except for SAR 20 that had the lowest B adsorption. Effect of sodium adsorption ratio on adsorption of boron may be due to the dissociation of boric acid to borate anion and changes in the thickness of the diffuse double layer.
    Keywords: Ionic Strength, Freundlich isotherm, Langmuir isotherm