فهرست مطالب

پژوهشهای خاک (علوم خاک و آب) - سال سی و یکم شماره 1 (بهار 1396)

نشریه پژوهشهای خاک (علوم خاک و آب)
سال سی و یکم شماره 1 (بهار 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/03/22
  • تعداد عناوین: 11
|
  • محمدحسین سدری *_احمد گلچین_رایحه میرخانی_ولی فیضی اصل_عادل سی و سه مرده صفحات 1-17
    به منظور بررسی اثر مدیریت مصرف نیتروژن بر کارائی نیتروژن در گندم دیم، آزمایشی با سه نحوه مصرف نیتروژن شامل کل نیتروژن در پائیز، در پائیز + در بهار، و در پائیز + در بهار به عنوان کرت اصلی و پنج سطح نیتروژن شامل 0، 30، 60، 90 و 120 کیلوگرم در هکتار با استفاده از اوره نشان دار 8 و 6 اتم درصد اضافه به عنوان کرت فرعی با سه تکرار در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی به صورت کرت های یک بار خرد شده در سال زراعی 92-1391 در ایستگاه تحقیقات کشاورزی قاملو کردستان اجرا شد. نتایج نشان داد که اثر نحوه مصرف بر عملکرد دانه، برداشت نیتروژن در سطح آماری پنج درصد معنی دار بود. اثر مقادیر نیتروژن بر عملکرد دانه، برداشت کل نیتروژن، %[1]Ndff، برداشت نیتروژن و کارایی نیتروژن در سطح یک درصد و پروتئین دانه در سطح پنج درصد معنی دار بود. با مصرف نیتروژن، عملکرد دانه و درصد پروتئین دانه نسبت به شاهد به ترتیب 35 و 33 درصد افزایش نشان دادند. با افزایش مصرف نیتروژن از 30 تا 120 کیلوگرم در هکتار، % Ndff از 11 تا 39 درصد افزایش یافت که این مقادیر به ترتیب با کارایی نیتروژن-15، 21 تا 28 درصد مرتبط بود. بیشترین کارایی (31 درصد) با مصرف 90 کیلوگرم نیتروژن در هکتار حاصل شد. از کل نیتروژن جذب شده توسط اندام هوایی گندم، 70 درصد مربوط به دانه بود. بهترین عملکرد دانه با بیشترین کارایی نیتروژن در تیمارهای مصرف کل در پائیز، در پائیز + در بهار و در پائیز + در بهار به ترتیب با مصرف 69، 60 و 51 کیلوگرم نیتروژن در هکتار برآورد شد.
    کلیدواژگان: جذب نیتروژن، اوره نشان دار، زمان مصرف نیتروژن و گندم
  • میراحمد موسوی شلمانی*، امیر لکزیان، رضا خراسانی، کاظم خاوازی، سیدمحمود محاطی صفحات 19-31
    با توجه به لزوم افزایش مواد آلی در اراضی کشاورزی (از طریق برگرداندن بقایای محصولات زراعی به خاک) و انجام فرایند غیر متحرک شدن نیتروژن و کمبود موقتی منابع نیتروژنی، تحقیق و پژوهش در رابطه با افزایش بهره مندی هر چه بیشتر از این منابع امری بدیهی خواهد بود. در این راستا به منظور بررسی اثرات بازدارنده DMPP تحت سطوح مختلف کاه گندم و پاسخ آن [H1] در تجمع نیترات و آمونیوم در خاک و افزایش عملکرد و کارایی مصرف کود در گندم، آزمایش گلخانه ای در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با آرایش فاکتوریل شامل سه سطح کاه گندم (صفر، پنج و ده تن کاه در هکتار) و فاکتور دوم در سه سطح بدون کود، کود سولفات آمونیوم نشاندار و کود سولفات آمونیوم نشاندار به همراه DMPP در سه تکرار و در طی دو سال زراعی (1393 و 1394) انجام شد. نتایج موید این مطلب بود که با استفاده از بازدارنده DMPP می توان تبدیل آمونیوم به نیترات را حدود یک ماه و نیم به تاخیر انداخت. کاربرد کاه گندم در تیمار بدون بازدارنده منجر شد تا میزان عملکرد و کارایی مصرف کود کاهش یابد. افزودن DMPP به کود سولفات آمونیوم روند فوق را تغییر داد و سبب شد تا عملکرد افزایش یافته و کارایی مصرف کود نیز سیر صعودی پیدا نماید. با افزایش بازدارنده (DMPP) غلظت آمونیوم مشتق شده از کود در خاک افزایش یافته و ریزجانداران تجزیه گر از منبع تغذیه ای آمونیومی بهره مند می شوند. با توجه به ترجیح جذب آمونیوم به نیترات برای تغذیه این موجودات، به نظر می رسد حضور مقادیر زیادی از آمونیوم، رشد آنان را تحت تاثیر قرار داده و لذا از رقابت با گیاه کم می شود. بدین ترتیب برآیند فرایند فوق به نفع گیاه تمام شده و روند کاهش عملکرد و کارایی مصرف کود (به واسطه غیر متحرک شدن نیتروژن) تا حدودی خنثی (و یا تعدیل) گردیده است.
    کلیدواژگان: 3 و 4-دی متیل پیرازول فسفات، آمونیوم، کارایی مصرف کود و کلش
  • محمود محمدی * صفحات 33-45
    به منظور بررسی تاثیر میزان و زمان مصرف نیتروژن بر عملکرد کمی و کیفی بادام، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح آماری بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار به مدت سه سال بر روی درختان بادام رقم مامایی (Prunus dulcis) انجام شد. فاکتورهای این آزمایش شامل نیتروژن در چهار سطح (150 N1=، 300N2=، 450 N3=و 600N4= گرم نیتروژن خالص از منبع نیترات آمونیم برای هر درخت) و زمان های مختلف مصرف: T1: مصرف یک مرتبه،T2 : مصرف در دو قسط،T3 : مصرف در سه قسط وT4 : مصرف در چهار قسط بود. نتایج تجزیه واریانس مرکب نشان داد که اثر سال بر وزن 100 عدد میوه، قطر تنه درخت، درصد تشکیل اولیه و نهایی میوه و عملکرد درخت تفاوت معنی دار ایجاد نمود. اثر مقدار مصرف نیتروژن بر صفات مورد مطالعه معنی دار شد. بیشترین میزان وزن 100 عدد میوه، عملکرد درخت، وزن 100 عدد مغز، درصد تشکیل اولیه و نهایی میوه و درصد پروتئین برای هر درخت به ترتیب به مقدار 6/403 گرم، 78/3 کیلوگرم، 5/120 گرم، ،34، 23 و 7/20 درصد از تیمار N3 حاصل شد. حداکثر طول شاخه، قطر شاخه و قطر درخت به ترتیب به میزان 5/31، 92/0 و 8/7 میلیمتر از تیمار N4 حاصل شد. زمان های مختلف مصرف باعث تفاوت معنی دار در در صفات مورد مطالعه شد. حداکثر صفات مطالعه شده از تیمار T3 حاصل شد. اثر متقابل میزان در زمان مصرف نیتروژن بر وزن 100 عدد میوه، وزن 100 عدد مغز، قطر تنه درخت و درصد پروتئین مغز معنی دار شد. بیشترین مقادیر این صفات از تیمار N3T3 حاصل شد. با توجه به نتایج این آزمایش، تیمار N3T3 برای افزایش عملکرد کمی و کیفی بادام در مناطق بادام کاری استان چهارمحال و بختیاری و مناطق با شرایط خاک و اقلیم مشابه پیشنهاد می شود.
    کلیدواژگان: درصد تشکیل میوه، پروتئین و عملکرد
  • مهدی طاهری، سمیرا واحدی*، محمد عباسی، تورج خوش زمان، اسماعیل سهرابی صفحات 47-59
    بهره برداری صحیح از منابع موجود در بخش کشاورزی با بررسی روابط بین گیاه، خاک و عوامل محیطی موثر بر آن امکان پذیر است. بررسی الگوی تغییرات مکانی عناصر غذایی در خاک و گیاه و تهیه نقشه های پراکنش آن ها راهکاری اثربخش در راستای توسعه کشاورزی پایدار است. در این راستا در پژوهش حاضر به بررسی ساختار مکانی عناصر غذایی فسفر، پتاسیم، روی، مس، منگنز و بور در خاک و برگ و عنصر نیتروژن در برگ و کربن آلی در خاک با استفاده از مدل های نیم تغییر نما در تاکستان های شهرستان خدابنده در استان زنجان پرداخته شد. پس از تهیه بهترین مدل نیم تغییر نما با استفاده از روش های میان یابی شامل کریجینگ، کوکریجینگ و وزن دهی عکس فاصله با توان های 1-5 و روش کرنل عناصر برآورد و نقشه های پهنه بندی تهیه گردید. نتایج نشان داد بیشتر ویژگی ها در گروه خاک و برگ تاکستان ها از پیوستگی مکانی متوسط به بالایی برخوردار هستند. بیشترین شعاع همبستگی در نمونه های خاک به عنصر منگنز و در نمونه های برگ به عنصر فسفر تعلق داشت. به طور میانگین دامنه شعاع همبستگی در عناصر خاک بیشتر از عناصر برگ بود. نتایج حاصل از ارزیابی روش های میانیابی با آماره های خطاسنجی ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین مطلق خطا (MAE) و ضریب کارایی(EF) بیان گر برتری روش کوکریجینگ در برآورد عناصر خاک و برگ تاکستان های مورد مطالعه بود. بهترین برآورد با روش کوکریجینگ در عنصر روی در خاک و در نمونه های برگ هم در عنصر روی با روش کرنل بدست آمد. همچنین نتایج بررسی پراکنش عناصر غذایی در خاک و برگ منطقه مورد مطالعه نشان داد که بیشتر خاک های تاکستان این منطقه از لحاظ کربن آلی، فسفر، آهن و روی کمبود دارند.
    کلیدواژگان: تغییرات مکانی، میانیابی، نیم تغییرنما
  • حسین میرسید میرسید حسینی*، ارژنگ فتحی گردلیدانی، مریم جبل عاملی صفحات 61-73
    به منظور بررسی اثر منابع مختلف گوگرد و کود دامی به همراه تلقیح باکتری تیوباسیلوس بر فراهمی گوگرد و فسفر خاک و رشد ذرت در خاک آهکی، آزمایش گلخانه ای بر مبنای طرح کاملا تصادفی با 3 تکرار انجام شد. تیمارها شامل، S (گوگرد عنصری)، SIB (گوگرد بنتونایتی ایرانی)، SDB (گوگرد بنتونایتی خارجی)، S+M (گوگردعنصری با کود دامی) و IN (شاهد) در 3سطح کودی S0، S1 و S2 (صفر، 25 و 50 میلی گرم گوگرد بر کیلوگرم خاک) بودند. پس از اعمال تیمارها، بذور ذرت کشت و بعد از 8 هفته برداشت شد. نتایج نشان داد که تیمار S+Mو S فراهمی فسفر و سولفات خاک را نسبت به شاهد به طور معنی داری افزایش دادند. اثر اصلی همه تیمارها سبب افزایش جذب گوگرد و فسفر، عملکرد، مقدار کلروفیل، ارتفاع و شاخص سطح برگ ذرت در مقایسه با شاهد شدند. نتایج نشان می دهد که کاربرد گوگرد همراه با ماده آلی در نمونه خاک آهکی مورد استفاده به طور معنی دار (P<0.01) سبب افزایش فراهمی فسفر و گوگرد و بهبود خصوصیات رشد ذرت شده است.
    کلیدواژگان: کوددامی، عملکرد ذرت، ماده آلی، کلروفیل
  • زهرا نوروزیان عزیزی، مهدی قاجار سپانلو *، سید مصطفی عمادی، فردین صادق زاده صفحات 75-87
    هدایت هیدرولیکی اشباع یکی از خصوصیات مهم هیدرولیکی در علوم مرتبط با آب، خاک و کشاورزی می باشد که در مدلسازی حرکت املاح و آب در خاک بسیار اهمیت دارد.اندازه گیری آزمایشگاهی و صحرایی آن دشوار، وقت گیر و پرهزینه بوده و امکان شناسایی تغییرپذیری مکانی و زمانی آن در مقیاس وسیع عملا وجود ندارد.امروزه با استفاده از روش های غیرمستقیم مانند توابع انتقالی می توان آن را با دقت بالایی برآورد نمود. پژوهش حاضر با هدف استفاده از روش های رگرسیونی و شبکه عصبی مصنوعی به عنوان دو روش کارآمد از توابع انتقالی، در برآورد هدایت هیدرولیکی اشباع انجام شد. در این مطالعه هدایت هیدرولیکی اشباع80 نمونه خاک با سه تکرار به روش آزمایشگاهی بررسی شد. خصوصیات زودیافت خاک (بافت، میانگین هندسی قطر ذرات و انحراف معیار آن، جرم مخصوص ظاهری و حقیقی، هدایت الکتریکی، pH، ماده آلی و کربنات کلسیم) که به عنوان ورودی در توابع استفاده شد به دو دسته آموزش (80%) و آزمون (20%) تقسیم شدند. به منظور مدل سازی هدایت هیدرولیکی اشباع از مدلهای رگرسیون چند متغیرهخطی (MLR)، شبکه عصبی پرسپترون چندلایه(MLP) و شبکه عصبی تابع پایه شعاعی (RBF) استفاده شد. همچنین برای ارزیابی اعتبار توابع توسعه یافته از شاخصهای ضریب تبیین (R2)، میانگین مجذور مربعات خطا (RMSE) و ضریب همبستگی همگام (CCC) استفاده شد. نتایج نشان از برتری مدل پرسپترون شبکه عصبی با دو لایه مخفی با تابع فعال سازی سیکموئیدی با R2، RMSEو CCCبه ترتیب معادل 871/0، 02/1(cm/h) و 869/0 نسبت به سایر مدل‏ها در منطقه مورد مطالعه داشته است. با توجه به نتایج آنالیز حساسیت، مدل بهینه دارای بالاترین حساسیت نسبت به تغییرات پارامترهای جرم مخصوص ظاهری، pH و تخلخل دارد و در مقابل نسبت به پارامتر شوری کمترین حساسیت را نشان داد. به نظر میرسد که استفاده از شبکه عصبی پرسپترون با دو لایه مخفی روش کارآمدی برای تعیین هدایت هیدرولیکی اشباع در منطقه باشدو بتواند با صرفه جویی در زمان و هزینه، هدایت هیدرولیکی اشباع خاک را برآورد کند. نتایج این تحقیق به علت کمبود تعداد نمونه ها اعتبارکافی را نداشته، لذا می تواند به عنوان شروعی برای انجام تحقیقات بعدی استفاده شود.
    کلیدواژگان: توابع انتقالی، پرسپترون چندلایه، تابع پایه شعاعی، آنالیز حساسیت
  • طاهره منصوری*، احمد گلچین، محمودرضا نیستانی، حسین کوهستانی صفحات 89-101
    آرسنیک ازجمله فلزهای سنگینی است که آلودگی خاک و آب های زیرزمینی توسط آن شایع و نگران کننده است لذا کاهش غلظت اجزاء متحرک آرسنیک بسیار حائز اهمیت است چرا که این اجزاء ارتباط مستقیمی با زیست فراهمی این فلز دارند. پژوهش حاضر با هدف بررسی کارایی جاذب های نانوذرات هماتیت و کوپلیمر مالئیک انیدرید-استایرن- اکریلیک اسید در غیرمتحرک کردن آرسنیک و تاثیر آن ها بر توزیع آرسنیک در اجزاء مختلف آن در خاک انجام شد. بدین منظور یک آزمایش در قالب طرح کاملا تصادفی با دو نوع جاذب نانوذرات هماتیت و کوپلیمر مالئیک انیدرید- استایرن-اکریلیک اسید در سطح 2/0 درصد و در خاک آلوده شده با سطح 96 میلی گرم آرسنیک بر کیلوگرم از منبع نمک آرسنات سدیم (Na2HAsO4.7H2O) در سه تکرار انجام شد. خصوصیات نانوذرات هماتیت (α-Fe2O3) سنتز شده به وسیله تکنیک های XRD، SEMو TEMبررسی گردید. تاثیر جاذب ها بر غیرمتحرک نمودن و توزیع آرسنیک در خاک با روش عصاره گیری دنباله ای و با استفاده از دستگاه پلاسمای جفت شده القایی (ICP) بررسی شد. تصویر برداری از نانوذرات هماتیت نشان داد که متوسط قطر آنها 69/32 نانومتر و مورفولوژی آنها کروی است. نتایج نشان داد که تاثیر نوع جاذب بر غلظت آرسنیک بصورت غیراختصاصی و اختصاصی جذب شده، آرسنیک پیوند شده با اکسیدهای آهن و آلومینیوم آمورف و بلوری و آرسنیک باقیمانده معنی دار بود و کاربرد هر دو نوع جاذب سبب کاهش غلظت آرسنیک بصورت غیراختصاصی و اختصاصی جذب شده گردید و نانوذرات هماتیت کارایی بیشتری از خود نشان داد. میزان کاهش غلظت آرسنیک قابل جذب خاک با کاربرد سطح 2/0 درصد جاذب های نانوذرات هماتیت و پلی مر اکریلیکی نسبت به شاهد به ترتیب 31/65% و 53/62% بود. غلظت آرسنیک پیوند شده با اکسیدهای آهن و آلومینیوم آمورف و بلوری با افزودن نانوذرات هماتیت و غلظت آرسنیک باقیمانده با افزودن پلیمر بشدت افزایش یافت. جاذب ها با تغییر توزیع آرسنیک در خاک، این فلز سمی را غیرمتحرک نمودند.
    کلیدواژگان: آلودگی خاک، عصاره گیری متوالی، تحرک آرسنیک، غیرمتحرک کردن
  • کمال نبی اللهی*، شیرین مرادیان، روح الله تقی زاده مهرجردی صفحات 103-115
    در چند دهه اخیر استفاده از روش های زمین آمارب رای نقشه برداری شوری و سدیمی خاک و بررسی تغییرات آنت وسعه پیدا کرده است .هدف از این پژوهش استفاده از روش کریجینگ شاخص برای تهیه نقشه های احتمال شوری و سدی میخاک بود. بدین منظور، در 178 نقطه از منطقه مورد مطالعه تعداد 356 نمونه خاک از دو عمق 30-0 و 60-30 سانتی متری خاک های منطقه قروه استان کردستان به روش هایپرکیوب برداشت شد و خصوصیات هدایت الکتریکی، pH، سدیم، کلسیم، منیزیم و نسبت جذب سطحی سدیم اندازه گیری شد. با استفاده از روش کریجینگ شاخص،نقشه های احتمال شوری و سدیمی خاک در هر دو عمق بر اساس دو شاخص آستانه شوری 4 دسی زیمنس بر متر و SAR 13 میلی مول بر لیتر تهیه شد. نتایج نشان داد نقشه های احتمال در عمق 30-0 سانتی متری برای شوری و SAR خاک به ترتیب با شاخص کاپای 53/0 و 94/0 دارای سطح دقت متوسط و عالی و در عمق 60-30 سانتی متری هم با شاخص کاپای 64/0 و 80/0 دارای سطح دقت خوب و عالی می باشند. بخش مرکزی منطقه احتمال شوری و سدیمی بیشتری (بیشتر از شاخص های آستانه) نسبت به سایر بخش ها دارد. این بخش از اراضی دارای فیزیوگرافی پست و سفره آب زیر زمینی با کیفیت نه چندان مناسب نزدیک به سطح خاک بود.
    کلیدواژگان: زمین آمار، نقشه احتمال، شوری و قلیائیت
  • علیرضا مرجوی، زهرا رضوی*، سمیرا بهروش صفحات 117-129
    یکی از روش های نوین پایش آلودگی خاک به فلزات سنگین، استفاده از مغناطیس سنجی به عنوان یک روش ارزان، ساده، موثر و سریع الاجرا می باشد. در این مطالعه کارایی پذیرفتاری مغناطیسی برای پایش عناصر مغذی گیاه شامل آهن، منگنز، روی و مس در فاز قابل جذب خاک، به همراه همبستگی آن ها با ویژگی های فیزیکو شیمیایی خاک گلخانه های دو شهرستان استان اصفهان (دهاقان و شهرضا) بررسی گردید.40 نمونه از خاک سطحی (عمق 20-0 سانتی متری) گلخانه های موردنظر در تابستان 1393 برداشت و پذیرفتاری مغناطیسی نمونه ها در دو فرکانس پایین (χlf) و فرکانس بالا (χhf)توسط دستگاهBartington MS2 dual frequency sensor اندازه گیری شد. نتایج به دست آمده نشان داد در کل منطقه مورد مطالعه بین پذیرفتاری مغناطیسی خاک و عناصر مس، روی و منگنز در فاز قابل دسترس همبستگی معنی دار آماری وجود ندارد. این امر می تواند به دلیل عدم ورود آن ها به شبکه ساختمانی کانی های فرو مگنتیت باشد. همبستگی منفی میان فلز آهن و پذیرفتاری مغناطیسی خاک نشان می دهد که افزایش غلظت این عنصر در فاز قابل جذب، لزوما دلیل بر بالا بودن این عنصر در ساختار کانی های مغناطیسی خاک نبوده و تاثیری مثبت بر مغناطیس نخواهد داشت. به علاوه، بافت رسی و سیلتی با خاصیت مغناطیسی خاک همبستگی معنی دار مثبت و بافت شنی همبستگی معنی دار منفی نشان داد. همچنین، میزان پایین پذیرفتاری مغناطیسی در بخش قابل جذب (8- 10 89/7 30/30 مترمکعب بر کیلوگرم) بیانگر اثر غالب سنگ بستر و ویژگی های ذاتی خاک بر غلظت فلزات در منطقه می باشد. بر اساس این مطالعه می توان نتیجه گرفت که به منظور پایش فلزات سنگین در بخش های قابل جذب خاک و همچنین در مناطقی که تحت تاثیر منبع مشخصی از آلودگی نباشد سنجش پذیرفتاری مغناطیسی کارایی بالایی ندارد.
    کلیدواژگان: روش مغناطیسی، غلظت قابل جذب، فلزات سنگین، شهرضا، دهاقان
  • معصومه پیشگیر*، سیروس جعفری، منصور غنیان صفحات 131-142
    رقابت تثبیت پتاسیم و آمونیوم در برخی از خاک های شمالی و جنوبی استان خوزستان از اعماق 30-0 و 60-30 سانتی متری در سیستم های کشت نیشکر، تناوب، نخلستان و بایر تعیین شد. از غلظت های 1000-800-600-400-200-100-50-0 میلی گرم بر کیلوگرم از پتاسیم و آمونیوم استفاده گردید. مقایسه میانگین ها با آزمون دانکن نشان داد که در همه تیمارها با افزایش غلظت از صفر به 1000 میلی گرم بر کیلوگرم پتاسیم و آمونیوم، مقدار تثبیت در همه سیستم ها و اعماق افزایش یافت. میانگین تثبیت آمونیوم در سیستم های کشت برای لایه سطحی و زیرسطحی بترتیب 50/2007 و 08/1952 میلی گرم بر کیلوگرم بود در حالیکه در زمین های بایر برای دو عمق سطحی و عمقی 62/1880 و 87/1941 میلی گرم بر کیلوگرم بود و برخلاف لایه خاک سطحی، در عمق اختلاف چندانی نداشت. در تثبیت پتاسیم چنین روند افزایشی ملاحظه نشد. همچنین تمایل به تثبیت آمونیوم به دلیل وجود کانی های رسی اسمکتایت و ایلایت تخلیه شده بیشتر از تثبیت پتاسیم بود. نتایج ضرایب همبستگی نشان داد که میزان ماده آلی و رس بر تثبیت هر دو کاتیون اثر منفی داشته و این اثر از لحاظ آماری معنی دار نبود. میزان پ هاش، آهک و شن بر تثبیت آمونیوم اثر منفی و غیرمعنی دار به ترتیب 034/0-، 029/0- و 021/0- داشت و ظرفیت تبادل کاتیونی و درصد سیلت بر تثبیت پتاسیم اثر منفی و غیرمعنی دار به ترتیب به میزان 068/0- و 017/0- نشان داد.
    کلیدواژگان: تناوب، خوزستان، کانی های رسی، مواد آلی
  • ثمین نظریات*، مهران هودجی، علی اصغر بسالت پور صفحات 143-153
    بررسی توزیع غلظت فلزات سنگین، برای پایش آلودگی خاک و حفظ کیفیت آن امری ضروری است. در این پژوهش، تغییرات غلظت سرب در خاک سطحی زمین های حاشیه بزرگراه دزفول-اهواز بررسی و ویژگی های خاک موثر بر آن تعیین شد. بدین منظور، نمونه برداری خاک از عمق 0 تا 10سانتی متر بر روی خط مجاور با محور بزرگراه با سه نمونه یکسان به فواصل 15، 40 و 100 متری از حاشیه جاده انجام شد (مجموعا 135 نمونه). سپس در هر نمونه خاک، غلظت کل سرب، ماده آلی ، کربنات کلسیم معادل، اسیدیته، قابلیت هدایت الکتریکی (EC) و توزیع اندازه ای ذرات خاک (درصد رس، سیلت، شن ریز و خیلی ریز و درصد کل شن) اندازه گیری گردید. مدل سازی با استفاده از روش ماشین های بردار پشتیبان (SVMs) و رگرسیون خطی چندمتغیره (MLR) انجام شد. برای بررسی کارایی مدل ها نیز از برخی شاخص های آماری نظیر ضریب همبستگی (r)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) و شاخص کارایی مدل (MEF) بین مقادیر اندازه گیری شده و برآورد شده، استفاده گردید. بررسی نتایج حاصل از انتخاب متغیر به روش SVMs نمایان گر آن بود که در فاصله 15 متری از جاده، پارامتر درصد کربنات کلسیم معادل، در فاصله 45[H1] متری، درصد رس و در فاصله 45 تا 100 متری، pH و سپس میزان درصد شن بیشترین ضریب اهمیت را در جذب سطحی سرب داشتند. ضریب r و شاخص MEF برای برآورد سرب با استفاده از مدل SVM به ترتیب برابر 86/0 و 70/0 درصد بود، در حالی که مقدار آن ها برای مدل MLR برابر 62/0 و 38/0 درصد بود. بنابراین؛ بر اساس نتایج این پژوهش به نظر می رسد بتوان از ماشین های بردار پشتیبان برای تعیین عوامل موثر بر دریافت سرب در خاک حاشیه جاده ها و مدل سازی تغییرات غلظت آن در خاک استفاده نمود.
    کلیدواژگان: آلاینده های خودرویی، آلودگی خاک، انتخاب متغیر، فلزات سمی
|
  • M. H. Sedri *, A. Golchin, R. Mirkhani, V. Fieziasl, A. Sioseh-Mardeh Pages 1-17
    In order to study the effects of nitrogen application management on nitrogen use efficiency (NUE) in rainfed wheat, a field experiment was conducted as split plot experiment, based on randomized complete block design, included five rates of nitrogen (0, 30, 60, 90 and 120 kgN ha-1) using urea (labeled with 8% and 6% atom excess 15N) as the main plot in Kurdistan province during 2012-13. The sub-plots were consisted of three application times such as T1: Total nitrogen in the fall, T2: 2/3 nitrogen in the fall 1/3 nitrogen in the spring, and T3:1/2 nitrogen in the fall 1/2 nitrogen in the spring (at tillering stage). The isotopic (15N) technique was applied to estimate fertilizer N recovery efficiency based on recovery of labeled urea-15N in the aboveground portion of wheat (grain and straw). Results showed that the effects of nitrogen timing on grain yield and total N uptake were significant at 5% level. The effect of nitrogen rates were significant on grain yield, total N uptake,fertilizer N uptake, fraction of N in the plant derived from the 15N-labeled fertilizer (Ndff%), and NUE of 15N (p
    Keywords: Nitrogen uptake, Labelled urea, N application timing, Wheat
  • M.A. Mousavi Shalmani *, A. Lakzian, R. Khorassani, K. Khavazi, S. M. Mohati Pages 19-31
    Regarding the necessity of increasing organic matter in agricultural land (through application of crop residues to the soil) and due to net immobilization and temporary shortage of nitrogen sources in the soil, conducting more research on utilization of N resources is inevitable. In order to evaluate the effects of nitrification inhibitor DMPP on soil nitrate and ammonium accumulation and wheat yield production and fertilizer use efficiency, a greenhouse experiment was carried out in a factorial randomized complete block design (CRD) in three replications during two consecutive years (2014-2015). The first factor was three levels of wheat straw (zero, five and ten tons per hectare) and the second factor was three fertilization treatments (no-fertilizer, labeled 15N ammonium sulfate, and 15N fertilizers containing nitrification inhibitor). The results showed that DMPP could delay conversion of ammonium to nitrate for more than a month. The use of wheat straw (treated with ammonium sulfate) reduced yield and nitrogen fertilizer use efficiency. But, the addition of DMPP (mixed with ammonium sulfate fertilizer) changed the above process and led to increased yield and nitrogen fertilizer use efficiency. By the application of DMPP inhibitor, ammonium concentration in the soil (derived from fertilizer) increased and, consequently, soil microorganisms benefitted from ammonium nutritional source. Considering that absorption of ammonium is preferred by these microorganisms, it seems that presence of large amounts of ammonium affect microorganisms growth and, consequently, their competition with plant will decrease. The outcome of the above actions is over in favor of the plant and reduction in yield and nitrogen use efficiency (due to the net immobilization) partially adjusted (or neutralized).
    Keywords: Ammonium, Dimethylpyrazole Phosphate, Fertilizer use efficiency, nitrate
  • M. Mohammadi * Pages 33-45
    A three-year study was carried out to evaluate the effects of different levels and times of nitrogen (N) application on qualitative and quantitative yield of almond (Prunus dulcis Mill.), cv."Mamai". The experiment used a factorial arrangement in a randomized complete block design, with three replications. The treatments of this research consisted of four rates of N (N1=150, N2=300, N3=450 and N4=600 gram net N per tree, from ammonium nitrate) and four times of N application (T1= one, T2= Two, T3= Three and T4= Four splits). The analysis of variance results revealed that the effect of year was significant on 100 fruit weight, tree diameter, initially and finally fruit set percentage, and tree yield. The effect of nitrogen rate application was significant on the studied parameters. The maximum rate of 100 fruit weight, tree yield, 100 kernel weight, initial and final fruit set percentage, and protein percentage were obtained from N3 and were, respectively, 403.6 g, 3.78 kg, 120.5 g, 34%, 23% and 7.20% . The maximum of branch length, branch diameter and tree diameter were, respectively, 31.5, 0.92, and 7.8 mm which were obtained in N4 treatment. Different times of N application showed a significant effect on the studied parameters. The maximum of these parameters were obtained from T3. The interaction effect of rate and time of application was significant on 100 fruit weight, 100 kernel weight, tree diameter, and protein percentage. The maximum of the studied parameters was obtained from N3T3. Considering the results of this experiment, the N3T3 treatment is suggested for almond orchards of Chaharmahal–va-Bakhtiari province and regions with the same soil and climate condition
    Keywords: Fruit set percentage, Protein percent, yield
  • M. Taheri, S. Vahedi *, M. Abasi, T. Khoshzaman, E. Sohrabi Pages 47-59
    Proper exploitation of available resources in agriculture is possible by examining relationships between plants, soil, and environmental factors. Effective strategy for the development of sustainable agriculture requires maps of the spatial variability of soil nutrients and plant distribution. In this context, the present study is to evaluate the spatial structure with Semi-variogram models in nutrient: P, K, Zn, Cu, Mn, and B in the soil and leaves as well as leaf nitrogen and organic carbon in the soil in vineyards of Khodabande in Zanjan Province. After preparing the Best Semi-variogram model, zoning maps were prepared by using geostatistical methods such as Kriging and Co-Kriging also IDW (powers: 1 to 5) and Kernel model of the interpolation methods. Results showed most of parameters in soil and the leaves in vineyards had high coefficients of variation. Soil content of Mn and P in leaves samples had the highest correlation radius. The nutrients in soil samples had higher average correlation radii than those of leaves. The results of the evaluations by geostatistical and interpolation methods with root mean square error (RMSE) values, mean absolute error (MAE) and efficiency coefficient showed that the Co-Kriging had the best performance for estimating hydraulic properties and Co-Kriging for soils and vineyards leaves nutrients. The best estimates were obtained with Co-Kriging in soil Zn and Kernel method showed similar results for leaves Zn. The results of the spatial variation of soil and leaf nutrients in the area showed that most of the vineyards were deficient in soil organic carbon, phosphorus, iron, and zinc.
    Keywords: Interpolation, Semi-variogram, Spatial Variability
  • H. Mirseyed Hosseini *, A. Fathi Gerdelidani, M. Jabalameli Pages 61-73
    To evaluate the effect of different sources of sulfur and manure inoculated with Thiobacillus on sulfur and phosphorus availability in the soil and corn grown in a calcareous soil, a greenhouse experiment was conducted based on randomized complete block design with 3 replications. The treatments included S (elemental sulfur), SIB (domestic bentonite sulfur), SDB (foreign bentonite sulfur), S (elemental sulfur馩) and IN (control) at 3 levels of fertilizer, i.e. S0, S1 and S2 (0, 25 and 50 mg S .kg-1 soil), respectively. After imposing the treatments, corn seeds were planted and harvested after 8 weeks. The results showed that S and S treatments significantly increased soil sulfate and phosphorus availability compared to the control. The main effect of all treatments increased corn plant yield and sulfur uptake as well as phosphorus, chlorophyll content, and leaf area index compared to the control. The results showed that the use of sulfur along with an organic matter source in the calcareous soil sample used in the experiment significantly (P
    Keywords: manure, Corn yield, organic matter, Chlorophyll
  • Z. Norouzian Azizi, M. Ghajar Sepanlou *, S. M. Emadi, F. Sadeqzade Pages 75-87
    Soil saturated hydraulic conductivity (Ks) is one of the important factors involved in water, soil, and agricultural sciences. Ks measurement is important for solute and water movement modeling and, in turn, is costly and time consuming. It is also impractical to spatially and temporarily measure the Ks in large scale studies. Therefore, it would be wise to predict Ks using indirect methods such as pedotransfer functions (PTFs). The objective of this study was to use the regression and artificial neural networks methods as an alternative method to estimate the saturated hydraulic conductivity. Therefore, 80 undisturbed soil samples in three replications were collected in Mazandaran province, northern Iran, and analyzed by laboratory methods. Data was divided into two categories including the training (80%) and testing dataset (20%). In order to predict the soil saturated hydraulic conductivity, the multiple linear regression models (MLR), multilayer perceptron (MLP) and radial basis function (RBF) methods were used. To test the performance of the three methods, the correlation (R2), mean square error (RMSE) and consistent correlation coefficient (CCC) statistics between actual and predicted values were measured. The results showed that MLP with two hidden layers by sigmoid activation function was the best method for Ks estimation. R2, RMSE and CCC statistics were 0.871, 1.02 cm/h [M1] and 0.869, respectively, for the best predicted method. The sensitivity analysis showed that the soil bulk density, pH and porosity had the highest impact on Ks, while soil salinity affected the Ks slightly. Therefore, use of MLP with two hidden layers efficiently can predict Ks in the study area and could be introduced as a promising method for Ks estimation. Considering the slightly low sampling data, this research can be considered as a starting step for future comprehensive studies with high intensive sampling sites that would enhance the reliability of these results.
    Keywords: Pedotransfer functions, MLP, RBF, Sensitivity analysis
  • T. Mansouri *, A. Golchin, M. R. Neyestani, H. Kouhestani Pages 89-101
    Arsenic (As) is one of the heavy metals whose contamination of soil and groundwater is common and disturbing. Therefore reducing the concentrations of labile fractions of arsenic is very important, because these fractions are bioavailable. This study was carried out to evaluate the effects of hematite nanoparticles (α-Fe2O3) and maleic anhydride - styrene - acrylic acid copolymer on motility of arsenic in contaminated soils and arsenic distribution in different fractions in soil. For this purpose, an experiment was conducted using a completely randomized design and three replications. Two types of adsorbents including hematite nanoparticles and maleic anhydride - styrene - acrylic acid copolymer were applied at the rate of 0.2 percent in a soil contaminated with 96 mg As/kg. The structure and properties of the nanoparticles were determined using x-ray diffraction, scanning electron microscopy, and transmission electron microscopy. The effects of adsorbents on arsenic mobility and distribution in soil were assessed by sequential extraction method and using ICP devices. Imaging of hematite nanoparticles showed that the mean diameter of the particles was 32.69 nm and their morphology was spherical. The results showed that the effects of adsorbents on the concentrations of non-specifically and specifically sorbed arsenic, amorphous and poorly-crystalline hydrous oxides of Fe and Al, well-crystallized hydrous oxides of Fe and Al and residual phases were significant. Application of adsorbents decreased the concentrations of non-specifically and specifically sorbed arsenic and hematite nanoparticles had more efficiency. The reduction in the concentrations of non-specifically sorbed (available) arsenic at the application rate of 0.2% of the hematite nanoparticles and acrylic copolymer were 65.31% and 62.54%, respectively. A sharp increase was observed in the concentrations of poorly and well-crystalline hydrous oxides of Fe and Al by application of hematite nanoparticles. Also, the concentration of residual arsenic sharply increased by application of acrylic copolymer. Hematite nanoparticles and acrylic copolymer immobilized arsenic in the soil by changing its distribution.
    Keywords: Soil contamination, Motility of arsenic, Immobilization, Sequential extraction
  • K. Nabiollahi *, Sh. Moradian, R. Taghizadeh-Mehrjardi Pages 103-115
    In the recent decades, application of geostatistic for mapping salinity and sodicity of soil and investigation of their changes has developed. The purpose of this study is to use Indicator Krijing to make probability maps of soil salinity and sodicity. In order to do this, in 178 points of the study area, 356 soil samples from two depths, i.e. 0-30 and 30-60 cm, were taken in Ghorveh soils, Kurdistan Province, using hypercube method. Then, electrical conductivity, pH, Na, Ca, Mg, and Sodium Adsorption Ratio characteristics were measured. Using Indicator Krijing, probability maps of soil salinity and sodicity were prepared for both depths based on two threshold indices of 4 dS/m for salinity and 13 (mmoll-1)0.5 for SAR. Results showed that probability maps of 0-30 cm depth for soil salinity and sodicity, respectively, with 0.53 and 0.94 Kappa index, had moderate and excellent accuracy levels, while in 30-60 cm depth, with 0.64 and 0.8 Kappa index, respectively, had good and excellent accuracy levels. Central part of the area had higher probability of salinity and sodicity compared to the other parts. This part of the area had lowland physiography and somewhat unsuitable water table near the soil surface.
    Keywords: Geostatistic, Probability map, Alkalinity, Kappa index
  • A. Marjovvi, Z. Razavi *, S. Behravesh Pages 117-129
    A novel method of monitoring soil pollution by heavy metals is using magnetometry as a cost-effective, simple, efficient, and fast method. In the present study, the potential of the magnetometric method to monitor the plant nutrient elements such as iron, manganese, zinc, and copper in the bioavailable fraction was evaluated. Also, their relationship with the greenhouse soil physicochemical characteristics of two towns of Isfahan Province (Dehaqan and Shahreza) were investigated. A total of 40 topsoil samples were collected (0-20 cm depth) from the study area in summer 2014 and the magnetic susceptibility (χ) of the collected samples was measured at both low and high frequencies (χlf and χhf) using the Bartington MS2 dual frequency sensor. The results indicated that there were no significant correlations between the soil magnetic susceptibility and the bioavailable forms of Cu, Zn, and Mn in the whole of the study area. This could be probably due to lack of penetration of these elements into the lattice structure of the ferromagnetic materials. The negative correlations between magnetic susceptibility and Fe showed that the increase of the bioavailable concentration of Fe is not necessity related to its high contents in the soil magnetic structure, so, it would not affect magnetic susceptibility positively. In addition, there was positive significant correlation between the magnetic susceptibility and clay and silt content as well as a negative significant correlation with sand content. Also, the low values of soil magnetic susceptibility in the bioavailable fraction (30.30 15±"> 7.89 15×"> 10-8 m3 kg-1) reflects the dominant effect of the bedrock and the inherent characteristics of soil on metals concentrations in the region. Based on this study, it can be concluded that in order to monitor the heavy metals in the bioavailable fraction of soils, and also in areas that are not affected by certain sources of pollution, monitoring techniques based on magnetic susceptibility do not have high efficiency.
    Keywords: Magnetometric method, Bioavailable Concentration, Heavy metals, Shahreza, Dehaqan
  • M. Pishgir *, S. Jafari, M. Ghanian Pages 131-142
    Competition between potassiumand ammonium fixationwas studied in somesoilsofthe northern and southernKhuzestan province. Samples were taken from0-30and30-60cmdepthsin cultivation systemssuch assugarcane, rotational cropping, date palm, and uncultivated lands. Then, 0, 50, 100, 200, 400, 600, 800, 1000 mg kg-1 concentrations ofpotassiumand ammoniumwere added to these soil samples. The statistical analysis showed that with increasing concentrations from zero to 1000 mg kg-1 potassium and ammonium for all treatments, potassium and ammonium fixation increased in all systems and depths. In cultivated system, ammonium was fixed from 2007.50 to 1952.08 mg kg-1 in the surface and subsurface layers, respectively, while uncultivated land fixed 1880.62 to 1941.87 mg kg-1 ammonium. In contrast to ammonium, the same trend was not observed for potassium. Ammonium has also more tendency to fixing than potassium due to the presence of smectites and depleted illite clay minerals in these regions. The correlation coefficients between physicochemical properties and fixation showed that organic matter and clay content had negative effect on these cation fixations, but these effects were not statistically significant. Also, soil pH, the amount of lime and sand had insignificant and negative effect on ammonium fixation -0.034, -0.029 and -0.021 and cation exchange capacity and silt percentage show negative effect that was insignificant at -0.068 and -0.017, respectively.
    Keywords: Rotation, Khuzestan, Clay minerals, organic matter
  • S. Nazariyat *, M. Hodaji, A. A. Besalatpour Pages 143-153
    Investigation of heavy metal distributions in environment is vital for the remediation of contaminated soils and environmental monitoring. In this study, the Pb-concentration variation in surface soils surrounding the Dezful-Ahvaz highway and the soil parameters influencing it were investigated. For this purpose, soil sampling was performed from depth of 0-10 cm of adjacent lines with the highway by collecting three identical samples at intervals of 15, 40, and 100 m from the road side (a total of 135 samples). Then, the total Pb-concentration, organic matter, calcium carbonate equivalent (CCE), pH, electrical conductivity (EC), and soil particle size distribution (clay, silt, sand, fine sand, and very fine) were measured in each soil sample. Modeling analyses were performed using support vector machine (SVM) and multiple linear regression (MLR) methods. To investigate the model performances, some statistical indicators including the correlation coefficient (r), root mean square error (RMSE), and model efficiency factor (MEF) were calculated between the measured and the predicted values. The variable selection results using the SVMs method indicated that the CCE was the most effective factor on Pb- adsorption by soil particles at the distance of 0-15 m from the road side and the clay % and pH (followed by sand %) parameters had the highest importance coefficients at the distances of 15-45 [H1] and 45-100 m, respectively. The r coefficient and MEF values for estimation of Pb using the SVM model were 0.86 and 0.70 %, while they were 0.62 and 0.38 % for the MLR models. Therefore, according to the obtained results in this study, it appears that it would be possible to use support vector machines for determining the factors influencing the Pb- adsorption by soil surrounding the road sides and for modelling heavy metal concentration variations in soils.
    Keywords: Car pollutants, Soil pollution, Variable selection, Heavy metals