فهرست مطالب

پژوهشهای خاک (علوم خاک و آب) - سال سی و دوم شماره 4 (زمستان 1397)

نشریه پژوهشهای خاک (علوم خاک و آب)
سال سی و دوم شماره 4 (زمستان 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/12/18
  • تعداد عناوین: 10
|
  • عبدالحسین ضیاییان *، فرهاد مشیری، غلامرضا زارعیان صفحات 431-441
    به منظور بررسی اثر سامانه های کشت مرسوم و کم خاک ورزی بر میزان نیتروژن و آب مصرفی گندم، با استفاده از طرح بلوک های نواری خرد شده و دو سیستم آبیاری بارانی تک شاخه، اثرهای چهار سطح صفر، 90 ، 135 و 180 کیلوگرم نیتروژن و چهار میزان 4610، 4240، 3850 و 3395 متر مکعب آب در هر هکتار در این دو سامانه کشت بررسی گردید. نتایج نشان داد که در هر دو سامانه، با کاهش آب مصرفی تعداد خوشه در واحد سطح، عملکرد دانه و جذب نیتروژن بطور معنی داری کاهشیافت. در کشت مرسوم، با کاربرد نیتروژن تا سطح 180 کیلوگرم در هکتار، عملکرد و اجزاء عملکرد دانه و جذب نیتروژن افزایش یافت. اما در کم خاک ورزی، مقادیر این پارامترها با افزایش نیتروون تا 135 کیلوگرم در هکتار افزایش و در سطح 180 کیلوگرم نیتروژن در هکتار، کاهش یافت. نتایج همچنین نشان داد که مقادیر پارامترهای مطالعه شده در خاک ورزی مرسوم بالاتر از سامانه کم خاک ورزی بود، اما بجز تعداد خوشه در واحد سطح و میزان پروتئین دانه، تفاوت معنی داریبین دو سامانه خاک ورزی وجود نداشت. بالاترین کارآیی مصرف آب (85/1 کیلوگرم دانه بازاء هر متر مکعب آب) در هر دو سامانه کشت، از کاربرد توام 135 کیلوگرم نیتروژن و 3850 متر مکعب آب در هر هکتار به دست آمد اما بیشترین عملکرد دانه در خاک ورزی مرسوم (8226 کیلوگرم در هکتار) از کاربرد 4610 متر مکعب آب و 180 کیلوگرم نیتروژن در هر هکتار با کارآیی مصرف آب 79/1 کیلوگرم دانه بهازاء هر متر مکعب آب و در سامانه کم خاک ورزی بیشترین عملکرد دانه (8378 کیلوگرم در هکتار) از مصرف توام 3850 متر مکعب آب و 135 کیلوگرم نیتروژن در هر هکتار با کارآیی مصرف آب 85/1 کیلوگرم دانه بهازاء هر متر مکعب آب به دست آمد. به عبارت دیگر، در سامانه کشت کم خاک ورزی، با مصرف آب و نیتروژن کمتر، عملکردی معادل خاک ورزی مرسوم به دست آمد.
    کلیدواژگان: تنش رطوبتی، سیستم آبیاری بارانی تک شاخه، کارآیی مصرف آب
  • کامران میرزاشاهی *، علیرضا پاک نژاد، شهرام امیدواری صفحات 443-455
    این تحقیق به منظور بررسی واکنش ارقام چغندر قند پاییزه به کاربرد نیتروژن و شاخص های کارایی آن از پاییز 1389 به مدت دو سال زراعی در مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی صفی آباد اجرا گردید. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار اجرا گردید. تیمارهای آزمایش عبارت بودند از:(1) چهار سطح نیتروژن خالص (بدون مصرف نیتروژن "شاهد"، 30 درصد کمتر از حد بهینه ، حد بهینه" بر مبنای حد بهینه نیترات باقیمانده خاک" و 30 درصد بیشتر از حد بهینه و (2) سه رقم(رسول " شاهد منطقه"، شریف" SBSI001" و رقم پالما" Palma" (که همگی منوژرم هستند). نتایج دو ساله آزمایش نشان داد که مصرف نیتروژن فقط بر عملکرد ریشه، درصد قند و سار صفات کیفی ریشه معنی دار بود. ضمن اینکه با مصرف بیشتر نیتروژن عملکردشکر کاهش یافت ولی سایر شاخص های کیفی (سدیم، پتاسیم و نیتروژن مضره) افزایش نشان داد. تاثیر رقم بر شاخص های مورد بررسی از جمله عملکردهای ریشه و شکر سفید معنی دار بود. رقم پالما در مقایسه با دو رقم دیگر بیشترین عملکرد ریشه و عملکرد شکر سفیدرا داشت. هم چنین، با مصرف نیتروژن شاخص های کارایی نیتروژن کاهش یافت. اثر متقابل تیمارها بر درصد قند، درصد قند سفید، درصد قند ملاس، ضریب استحصال و مقادیر سدیم و نیتروژن مضره معنی دار بود. به طوری که رقم پالما از نظر شاخص های پیش گفته در شرایط بهتری بود. اثر متقابل تیمارها بر شاخص های کارایی معنی دار نشد، اما رقم پالما نسبت به سایرارقام بالاترین کارایی مصرف و استفاده را داشت. بنابراین، با توجه به شرایط اجرای این آزمایش، تیمار 30 درصد کمتر حد بهینه مصرف نیتروژن و رقم پالما و در مرتبه بعد ارقام شریف و رسول برای حصول به عملکرد اقتصادی شکر سفید(51/11 تن در هکتار در مقایسه با 26/9 و 03/9 تن در هکتار) در این منطقه توصیه می گردد.
    کلیدواژگان: شکر سفید، عملکرد اقتصادی، نیتروژن خاک
  • جهانبخش میرزاوند *، عبدالمجید ثامنی، سیدعلی اکبر موسوی، صادق افضلی نیا، نجفعلی کریمیان صفحات 457-468
    فرآیند نفوذ آب به خاک در کارآمدی طراحی سامانه های آبیاری از اهمیت خاصی برخوردار است. از سوی دیگر، پدیده نفوذ آب به خاک و تغییرات آن به خصوص در مناطق خشک و نیمه خشک تحت تاثیر مدیریت بقایای گیاهی و روش های خاک ورزی قرار می گیرد. هدف اصلی این پژوهش برآورد ضرایب مدل های مختلف نفوذ آب به خاک (کوستیاکوف، کوستیاکوف- لوئیز، فلیپ، هورتون و سازمان حفاظت خاک آمریکا) و کارآیی آن ها تحت تاثیر روش های مختلف خاک ورزی (خاک ورزی رایج، کم خاک ورزی و بی خاک ورزی) و مدیریت بقایا (حفظ بقایای به صورت ایستاده و حذف تمام بقایا از سطح خاک) بود.به این منظور، پژوهشی مزرعه ای در سال 1395 و 1396 در منطقه زرقان استان فارس (بافت خاک لوم رسی سیلتی) با طرح کرت های یک بار خرد شده در قالب بلوک های کامل تصادفی در تناوب گندم-ذرت با سه تکرار اجرا شد. فرآیند نفوذ آب به خاک برای هر محصول زراعی با استفاده از روش استوانه های دوگانه با 3 تکرار مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از برازش هر مدل بر داده های نفوذ تجربی بر اساس بهینه سازی غیر خطی، آماره های ضریب تبیین (R2)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) و درصد کارآیی (EF) تعیین و مدل ها، از نظر درستی برآورد نفوذ ارزیابی و رتبه بندی شدند. نتایج نشان داد که مدل کوستیاکوف- لوئیز در کشت گندم و حذف بقایا در سامانه های خاک ورزی رایج (با R2، RMSE و EF به ترتیب 99/0، 07/0 و 99/99) و کم خاک ورزی (با R2، RMSE و EF به ترتیب 99/0، 13/0 و 99/99) و مدل هورتون در کشت ذرت و حفظ بقایا در سامانه بی خاک ورزی (با R2، RMSE و EF به ترتیب 99/0، 14/0 و 70/99)، بهترین کارآیی را در برآورد نفوذ آب به خاک داشتند. در میان سامانه های خاکورزی، مدل های حفاظت خاک آمریکا، کوستیاکوف و فیلیپ در هر دو کشت از این نظر ناکارآمدترین بودند. بطورکلی، در مناطق خشک و نیمه خشک از جمله زرقان در استان فارس جهت کمی سازی فرآیند نفوذ آب به خاک مدل های کوستیاکوف- لوئیز و هورتون به ترتیب در کشت گندم و ذرت می تواند قابل توصیه باشد.
    کلیدواژگان: کم خاک ورزی، مدل کوستیاکوف- لوئیز، مدل هورتون
  • مژگان یگانه ، کامبیز بازرگان *، مرجان سمایی، مهناز فیضاللهزاده اردبیلی، شیدا طباخیان صفحات 469-480
    نیترات یکی از آلاینده های مهمی است که عمدتا در اثر مصرف نامتعادل کود و زیاده روی در مصرف کودهای نیتروژنی در اندام های گیاهی تجمع پیدا می کند. نیترات در سیستم گوارشی بدن انسان و دام تبدیل به نیتریت شده و نیتریت با برخی از اسیدهای آمینه ترکیب و تولید نیتروز آمین می نماید که مادهای سرطان زا می باشد. سیب زمینی یکی از محصولات مهم کشاورزی است که مصرف سرانه آن در کشور بعد از گندم و برنج قرار دارد. لذا بررسی میزان آلودگی نیترات در این محصول و شناخت منابع آلایندگی و ارائه راهکارهای مناسب برای کاهش نسبی آلودگی ضروری به نظر می رسد. در این مطالعه به مدت یک سال، هر هفته یک بار از میدان اصلی میوه و تره بار شهر تهران نمونه های سیب زمینی تهیه گردید. نمونه هایی نیز مستقیما از سطح مزارع در 9 منطقه عمده سیب زمینی کاری کشور (اصفهان- چهارمحال و بختیاری- همدان- آذربایجان شرقی- اردبیل- تهران- خوزستان- فارس- کرمان (جیرفت و کهنوج)) گرفته شد. مقدار نیترات در نمونه های بخش خوراکی سیب زمینی در 2 تکرار و نیز درصد رطوبت نمونه ها در 341 نمونه برداشت شده، اندازه گیری گردید. نتایج نشان داد محتوای نیترات در سیب زمینی های تولیدی کشور در محدوده میانگین جهانی (از 2/10 تا 524 با میانگین 5/163 میلی گرم در هر کیلوگرم وزن تر غده) می باشد. با فرض 200 میلی گرم بر کیلوگرم به عنوان حد مجاز معرفی شده توسط برخی کشورهای اروپایی، غلظت نیترات در 30% نمونه ها از حد مجاز تجاوز می کند. با فرض 246 میلی گرم بر کیلوگرم به عنوان حد مجاز پیشنهادی برای ایران، غلظت نیترات در 20% نمونه ها بیش از این حد مجاز است. نتایج نشان داد که عامل فصل برداشت می تواند در محتوای نیترات غده های سیب زمینی تاثیرگذار باشد. میانگین غلظت نیترات در سیب زمینی های برداشت شده از میدان میوه و تره بار در دوره بهار - تابستان 55/216 و پائیز- زمستان 53/131 میلی گرم در کیلوگرم وزن تر بدست آمد.
    کلیدواژگان: آلایندگی نیترات، حد مجاز نیترات، باقیمانده نیترات-زیاده روی در مصرف کود
  • محمود علی محمدی، ابراهیم پناهپور *، عبدعلی ناصری صفحات 481-491
    این پژوهش با هدف بررسی تاثیر کاربرد کود نانوکلات نیتروژن بر تعدادی از ویژگی های گیاه نیشکر (رقم CP69-1062) و امکان سنجی استفاده از روش تجزیه و تحلیل تصویر دیجیتال برای تعیین درصد پوشش سبز گیاهچه نیشکر در سال 1396 در کشت و صنعت میرزاکوچک خان واقع در 65 کیلومتری جنوب غربی اهواز اجرا شد. قالب آماری آزمایش بلوک های کامل تصادفی (RCB) با پنج تیمار و سه تکرار بود. سطح هر کرت 2 مترمربع انتخاب شد. در روز پانزدهم بعد از کشت، تیمارهای آزمایش در مزرعه اجرا شدند که شامل محلول پاشی غلظت های متفاوت از کود اوره (46 درصد نیتروژن) و نانو کلات نیتروژن (17 درصد نیتروژن) در سطح کرت های آزمایشی بود (تیمار T0= بدون محلول پاشی (شاهد)، تیمار U1= محلول پاشی اوره (غلظت 2/0 درصد)، تیمار U2= محلول پاشی اوره (غلظت 3/0 درصد)، تیمار N1= محلول پاشی نانو کلات نیتروژن (غلظت 4/0 درصد) و تیمار N2= محلول پاشی نانو کلات نیتروژن (غلظت 6/0 درصد). شمارش هفتگی جوانه ها و نمونه برداری از گیاهچه ها (برای تعیین درصد نیتروژن برگ) به مدت 12 هفته ادامه یافت. در هر کرت آزمایشی عکس های دیجیتال به صورت هفتگی تهیه و با استفاده از نرم افزار Canopeo درصد پوشش گیاهی تعیین شد. بررسی ها نشان داد تیمارهای آزمایشی بر ارتفاع گیاهچه ها تاثیر معناداری نداشتند ولی بر درصد جوانه زنی (p ≤ 0.05)، درصد نیتروژن برگ و پوشش گیاهی گیاهچه ها (p ≤ 0.01) تاثیرگذار بودند. مقایسه میانگین درصد پوشش گیاهی گیاهچه ها نشان دهنده اختلاف معناداری بین همه تیمارهای کودی نسبت به تیمار شاهد بود. بین غلظت های متفاوت اوره (تیمارهای U1 و U2) با محلول پاشی نانو کلات نیتروژن (تیمارهای N1 و N2) اختلاف معناداری دیده شد (p ≤ 0.01). همچنین مقایسه میانگین ها با آزمون دانکن نشان داد که میانگین تعداد جوانه زنی، درصد نیتروژن برگ و پوشش گیاهی در تیمار N2 بیشترین مقدار است. همبستگی معناداری بین جوانه زنی هفتگی قلمه های نیشکر با پوشش گیاهی گیاهچه ها (خروجی نرم افزار) مشاهده شد (R2 = 90.67%).
    کلیدواژگان: کود اوره، نرم افزار Canopeo، محلول پاشی کود
  • یاسر عظیم زاده* ، نصرتاللهنجفی، عادل ریحانی تبار، شاهین اوستان صفحات 493-509
    هیدروچار، ماده جامد کربنی است که از کربونیزه شدن گرمآبی (Hydrothermal carbonization, HTC) زیست توده تولید می شود و در بهبود ویژگی های خاک و تثبیت آلاینده های آن کاربرد دارد. ویژگی های فیزیکی و شیمیایی هیدروچار به ماهیت زیست توده و شرایط فرآیند تولید (دما و زمان HTC) وابسته است. هدف از این پژوهش بررسی برخی ویژگی های هیدروچار حاصل از ضایعات هرس درختان سیب در دماهای 180، 200 و 220 درجه سلسیوس و زمان های ماندگاری 6، 9 و 12 ساعت بود. علاوه بر آن، در یک آزمایش فاکتوریل با طرح پایه کاملا تصادفی و در سه تکرار، اثر هیدروچار تولید شده در دمای 180 درجه سلسیوس و زمان 12 ساعت و کود فسفر بر فراهمی برخی عناصر در خاک و رشد گیاه ذرت در شرایط گلخانه ای بررسی شد. نتایج نشان داد که pH بخش های جامد و مایع هیدروچارهای تولید شده به ترتیب در دامنه های 9/6-7/5 و 1/4-5/3 بود. با افزایش دما و زمان واکنش، بازده بخش جامد هیدروچار و pH بخش مایع کم شد اما pH، درصد خاکستر و غلظت P، Ca و Mg بخش جامد و EC و غلظت N، P، Ca، Mg، Fe، Mn، Cu و Zn در بخش مایع افزایش یافت. یافته های این پژوهش نشان داد که HTC در دماهای بالاتر غلظت عناصر غذایی در هر دو بخش جامد و مایع هیدروچار را افزایش داد که ممکن است برای اهداف کشاورزی مناسب باشد. نتایج آزمایش گلخانه ای نشان داد که هیدروچار منجر به افزایش فراهمی فسفرخاک شد و جذب فسفر توسط گیاه ذرت را به طور معنادار افزایش داد.
    کلیدواژگان: رآکتور HTC، ضایعات چوب، کود آلی، بهسازی خاک
  • امیر مصلحی، محمد فیضیان *، حمیدرضا عیسوند صفحات 511-523
    کادمیم جذب شده در بدن منشا بسیاری از سرطانهای شناخته شده ی امروزی است. جذب کادمیم از طریق تنفس دود توتون بسیار بیشتر از آشامیدن آب و خوردن غذای آلوده به کادمیم است. این پژوهش به منظور بررسی اثر شوری آب آبیاری، کود سوپر فسفات تریپل و آلودگی کادمیم خاک بر غلظت کادمیم در خاکستر، دود توتون و سرنوشت کادمیم در بخش های مختلف خاک انجام شد. آزمایش با سه عامل شوری آب آبیاری (صفر، 20 و 40 میلی مولار NaCl)، کود سوپر فسفات تریپل (صفر و 5/1 گرم بر کیلوگرم خاک) و آلودگی کادمیم اضافه شده به خاک (صفر و 12 میلی گرم بر کیلوگرم خاک) به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با چهار تکرار انجام شد. نتایج نشان داد، بیشترین سهم غلظتی کادمیم در خاک آلوده شده به کادمیم، در بخش کربناتی با میانگین کل 84/6 میلی گرم بر کیلوگرم و کمترین غلظت کادمیم در بخش اکسید های آهن با میانگین کل 4/0 میلی گرم بر کیلوگرم مشاهده گردید. کاربرد سوپرفسفات تریپل در خاک آلوده به کادمیم، در شوری صفر، 20 و 40 میلی مولار به ترتیب باعث افزایش غلظت کادمیم خاکستر توتون به مقدار 47/1%،89/15% و 80/29 درصد و غلظت کادمیم دود به مقدار 20/23%، 30/23% و 18 درصد نسبت به تیمار شاهد شد. با افزایش سطوح شوری آب آبیاری در خاک های آلوده به کادمیم، غلظت کادمیم محلول+ تبادلی در شوری 20 و 40 میلی مولار، به طور میانگین و به ترتیب 15/22% و 42 درصد افزایش نشان داد که این افزایش غلظت در سطح 5 درصد آماری معنی دار بود. کاربرد کود سوپر فسفات تریپل در خاک های آلوده به کادمیم و در سطوح شوری 20 و 40 میلی مولار، به ترتیب سبب کاهش 65/14% و 12 درصدی غلظت کادمیم محلول+تبادلی نسبت به شاهد شد. برهمکنش شوری آب آبیاری و کود فسفاتی اثر فزاینده ای بر غلظت کادمیم خاکستر و دود توتون داشت.
    کلیدواژگان: عصاره گیری دنباله ای، کادمیم محلول+تبادلی، کادمیم دود توتون، کود سوپر فسفات تریپل
  • طیبه رحیمی، عبدالامیر معزی *، سعید حجتی صفحات 525-534
    بیوچار یک ماده جاذب می باشد که قادر به کاهش قابلیت دسترسی فلزات سنگین می باشد. برایارزیابی اثر کاربرد بیوچار، نیکل و برهمکنش آنها بر رشد و غلظت نیکل و برخی عناصر کم مصرف در اندام هوایی ذرت در یک خاک آهکی،آزمایشی در شرایط گلخانه به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملا تصادفی انجام شد. تیمارها شامل سه سطح بیوچار (صفر، 2 و 4 درصد وزنی) و سه سطح نیکل (صفر، 50 و100 میلی گرم نیکل بر کیلوگرم خاک به صورت سولفات نیکل) در سه تکرار بود. نتایج نشان داد که مصرف بیوچار نسبت به شاهد به طور معنی داری وزن خشک اندام هوایی ذرت، درجه سبزی و شاخص سطح برگ را افزایش داد اما مصرف نیکل تاثیر معنی داری بر این پارامترها نداشت همچنین مصرف بیوچار، غلظت نیکل را به طور معنی داری (33 درصد) در اندام هوایی گیاه کاهش داد. با افزودن غلظت های مختلف نیکل به خاک، غلظت این عنصر در اندام هوایی ذرت افزایش یافت. غلظت روی، منگنز و آهن دراندام هوایی ذرت تحت تاثیر کاربرد بیوچار به طور معنی داری کاهش یافت. کاربرد سطوح مختلف نیکل، کاهش غلظت آهن و منگنز در اندام هوایی گیاه را به دنبال داشت. با توجه به نقش مثبت بیوچار در افزایش وزن خشک، شاخص سطح برگ، قرائت کلروفیل متر و همچنین کاهش غلظت نیکل در اندام هوایی ذرت، گمان می رود که در خاک های آلوده به فلزات سنگین می توان از بیوچار استفاده نمود.
    کلیدواژگان: اصلاح کننده های آلی، فلزات سنگین، آلودگی نیکل
  • آزاده صداقت، حسین بیات *، علی اکبر صفری سنجانی صفحات 535-550
    در ایجاد توابع انتقالی خاک، یافتن متغیرهای جدید یک چالش اساسی برای بهبود تخمین خصوصیات هیدرولیکی خاک است. دراین تحقیق از رفتار خاک تحت تراکم به عنوان متغیرهای جدید به همراه برخی خصوصیات پایه ای خاک در برآورد هدایت هیدرولیکی اشباع 120 نمونه خاک از 5 استان مازندران، آذربایجان غربی و شرقی، کرمانشاه و همدان استفاده شد. هدایت هیدرولیکی اشباع توسط حدود آتربرگ (حدروانی، حد خمیری و حد انقباض) و پارامترهای منحنی فشردگی محصور به همراه خصوصیات پایه خاک (نسبت سیلت به شن، درصد رس و جرم مخصوص ظاهری) به عنوان تخمین گر در 3 مرحله تخمین زده شد. در مرحله اول فقط از خصوصیات پایه خاک به عنوان تخمین گر استفاده شد. توابع انتقالی ایجاد شده باروش رگرسیون نشان دادند که در مرحله 2 ورود پارامترهای منحنی فشردگی محصور به همراه خصوصیات پایه خاک در توابع ایجاد شده و در مرحله 3 ورود تنها حدود آتربرگ به همراه همان خصوصیات پایه به عنوان برآوردگر موجب بهبود نسبی در برآورد هدایت هیدرولیکی اشباع شدند. مقدار مجذور میانگین مربعات خطا(RMSE) در قسمت آموزش برای مرحله 1، 2 و 3 به ترتیب 624/0، 620/0 و 584/0 و برای آزمون به ترتیب 887/0، 821/0 و 829/0 به دست آمد. مقدار بهبود نسبی بر اساس معیار RMSE در مراحل دو و سه برای آموزش به ترتیب 64/0% و 35/6 درصد و برای آزمون 45/7% و 53/6 درصد به دست آمد. بر اساس ضریب تبیین تعدیل شده (R2adj) ورود متغیرهای منحنی فشردگی محصور و یا حدود آتربرگ در جوار خصوصیات پایه خیلی در بهبود تخمین موثر واقع نشدند. نتایج نشان داد که صحت مدل در مرحله سه (بر اساس مقدارRMSE و معیار اطلاعات آکایک) و قابلیت اعتماد مدل در مراحل دو و سه (بر اساس مقدارRMSE و معیار اطلاعات آکایک) نسبت به مرحله اول بهبود یافت.
    کلیدواژگان: تراکم خاک، توابع انتقالی، مدل گمپرتز، معیار اطلاعات آکایک
  • سیدعلی اکبر موسوی *، ادریس گویلی، فاطمه مسعودی صفحات 551-564
    ضریب پخشیدگی –پراکندگی و سایر ضرایب انتقال املاح از ویژگی های مهم در فرایند انتقال مواد در خاک هستند که می تواند تحت تاثیر عوامل متعددی از جمله افزودن اصلاح کننده ها و مواد آلی قرار گیرند. بنابراین این پژوهش با هدف بررسی اثرات بیوچارهای تهیه شده از کود گاوی و بقایای نخل در دماهای مختلف بر ضریب پخشیدگی پراکندگی یون کلر، هدایت هیدرولیکی اشباع، میزان آب غیرمتحرک و ضریب تبادل جرمی یون کلرید در یک خاک لوم شنی انجام شد. تیمارها عبارت بودند از: شاهد، بیوچار کود گاوی (CMB400 و CMB600) و بیوچار بقایای نخل (PRB400 و PRB600) تهیه شده در دماهای 400 و 600 درجه سلسیوس (هریک در سه سطح 5/0%، 1%و 2 درصد وزنی). آزمایش در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در شرایط آزمایشگاه و در ستون های خاک به مدت 70 روز انجام شد. کاربرد مقادیر 5/0%، 1% و 2 درصد PRB400 وPRB600 به ترتیب سبب افزایش معنی دار ضریب پخشیدگی-پراکندگی کلر به میزان 89%، 80%، 44% و 39%، 141% و 139 درصد در مقایسه با شاهد شد. همچنین کاربرد مقادیر 5/0%، 1% و 2 درصد CMB400 و همچنین 1% و 2 درصد CMB600به ترتیب سبب افزایش معنی دار ضریب پخشیدگی به مقدار 95%، 48%، 95%، 81% و 159 درصد در مقایسه با شاهد شد. در حالی که کاربرد 1 درصد CMB600در مقایسه با شاهد اثر معنی داری بر ضریب پخشیدگی- پراکندگی یون کلر نداشت. همچنین کاربرد مقادیر 5/0% و 1 درصد CMB400 و کاربرد 2 درصد CMB600به ترتیب سبب افزایش معنی دار هدایت هیدرولیکی اشباع به میزان 24%، 18% و 29 درصد در مقایسه با شاهد شد و کاربرد مقدار 5/0 درصد PRB400و همچنین مقادیر 1% و 2 درصد PRB600 به ترتیب سبب افزایش معنی دار هدایت هیدرولیکی اشباع به میزان 24%، 20% و [ACO1] 18 درصد در مقایسه با شاهد شدند. به طور کلی کاربرد بیوچار تولید شده از بقایای نخل و کود گاوی سبب افزایش میزان نسبت آب غیر متحرک و ضریب تبادل جرمی یون کلرید در خاک مورد مطالعه شد. در این پژوهش تفاوت آماری معنی داری بین اثر بیوچارهای تولید شده از کود گاوی و بقایای نخل و همچنین دماهای 400 و 600 درجه سلسیوس (به جز در مورد اثر بیوچار بقایای نخل بر ضریب پخشیدگی-پراکندگی کلر) بر ویژگی های هیدرولیکی در خاک وجود نداشت. نتایج نشان داد علی رغم اینکه بیوچار ممکن است اثرات مثبت قابل ملاحظه ای بر ویژگی های مختلف خاک داشته باشد ولی کاربرد هر دو نوع بیوچار مورد مطالعه در این پژوهش می تواند با افزایش ضرایب هیدرولیکی و ضرایب انتقال املاح اندازه گیری شده، سبب تسریع در انتقال نمک ها و ترکیبات کلریدی به منابع آبی و به ویژه آب های زیر زمینی شود و این موضوع بایستی در کاربرد این اصلاح کننده ها در خاک مدنظر قرار گیرد.
    کلیدواژگان: ضریب انتشارپذیری-پراکندگی، منحنی رخنه، زغال زیستی، آب غیر متحرک، ضریب تبادل جرمی
|
  • A. Ziaeyan *, F. Moshiri, G. Zareian Pages 431-441
    This research aimed In order to investigated the effects of minimum and conventional tillage systems on the nitrogen and water consumption of wheat., Bby using a split-block design and implementing two single- line- source sprinkler systems, effects of four levels of 0, 90, 135, and 180 kgN.ha-1 as from urea source and four levels of irrigation water (4610, 4240, 3850 and 3395 m3.ha-1), was studied in theseunder conventional and minimum tillage systems, was studied. The results showed that, in both of two tillage systems, by reduceding water consumption, the Nonumber. of spikes. in m-1, grain yield, and wheat nitrogen uptake decreased significantly. In conventional tillage system, grain yield, grain yield components, and nitrogen uptake increased by nitrogen application, until 180 kgN.ha-1 levels; but in minimum tillage system, these parameters increased until 135 kgN.ha-1 and decreased in at 180 kg N.ha-1 level. The results showed that the amounts values of the studied parameters in conventional system were higher than the minimum tillage system, but, but except the No.number of spiklet. in m-1 2 and amounts of grain protein, there were no differencess between the two tillage systems. The results also showed that, in both tillage systems, the heighest water use efficiency (WUE, (1.85 kg.m-3) was obtained from combined application of 135 kgN.ha-1 and 6700 m3.ha-1 irrigation water. but However, the highest grain yield in conventional tillage system (8226 kg.ha-1) was obtained from combined application of 4610 m3.ha-1 of irrigation water and 180 kg.ha-1 nitrogen, with by water use efficiencyWUE of 1.85 kg.m-3. and iIn minimum tillage system, the highest grain yield (8378 kg.ha-1) was obtained from combined application of 3850 m3.ha-1 of irrigation water and 135 kg.ha-1 nitrogen, with by water use efficiencyWUE of 1.79 kg.m-3. In other words, in the minimum tillage system, by using less water and nitrogen, a similar yield similar than to the conventional tillage was obtained.
    Keywords: Single line-source irrigation system, Water stress, Water use efficiency
  • K. Mirzashahi *, A. R. Paknejad, S. Omidvari Pages 443-455
    This research was conducted to investigate the response of autumn-planted sugar beet varieties to nitrogen and parameters of its efficiency. The experiment was arranged as factorial in a randomized complete block design with three replications. The first factor consisted of four nitrogen levels (control" without nitrogen application"), 30% less than optimum level, optimum level "on the basis of optimum level soil residue nitrate", and 30% more than optimum level). The second factor consisted of three varieties (Rasoul" as regional control", Sharif "SBSI001", and Palma). The result of combined analysis showed that nitrogen application on root yield, sugar content, and other root quality traits (white sugar, molasses content) was significant. Moreover, with higher use of nitrogen, sugar yield decreased, but other quality indices (Na, K, etc) increased. The effect of variety on the traits studied was significant including root and white sugar yields. Palma variety had the highest root yield and white sugar yield compared to other varieties. Also, with more nitrogen application, efficiency parameters (use, utilization and uptake) decreased. The interaction of treatments was significant on the traits such as sugar percentage, white sugar percentage, and molasses sugar content, such that Palma variety was better in terms of the above indicators. The interaction of treatments was not significant on efficiency indices, but Palma cultivar, compared to other varieties, had the highest use and utilization efficiency. Therefore, to achieve economic yield of white sugar in this region and for conditions similar to this experiment, application of nitrogen at 30% less than the optimum rate and use of plma variety is recommended followed by Sharif and Rasoul varieties.
    Keywords: Economic yield, Soil nitrogen, White sugar
  • J. Mirzavand *, A. M. Sameni, S. A. A. Moosavi, S. Afzalinia, N. A. Karimian Pages 457-468
    Water infiltration process into the soil is significantly affected by plant residue management and tillage systems, which are important factors for designing efficient irrigation systems, especially in arid and semi-arid regions. We aimed to estimate the coefficients of infiltration process models (including Kostiakov-Lewis, Kostiakov, Horton, SCS and Philip) and their performance under the effect of residue management (residue removal and retention) and different tillage systems (conventional tillage, reduced tillage, and no-tillage). The field experiment was conducted in wheat (Triticum aestivum L.)-corn (Zea mays L.) rotation based on split-plot design with three replications, in Zarghan, Fars province, during 2016 and 2017. The water infiltration process was determined by double ring method in three replications for each crop. Then, the statistical criteria of determination coefficient (R2), root mean square error (RMSE), and efficiency model (EF) were defined by Solver tools and used to quantify and classify the infiltration process models. In wheat cultivation and residue removal, the highest performance for estimating of water infiltration was obtained by Kostiakov-Lewis model under conventional tillage (R2, RMSE, EF were 0.99, 0.07 and 99.99%, respectively). In the case of reduced tillage, R2, RMSE, EF were 0.99, 0.13, and 99.99%, respectively), while Horton’s model in corn cultivation and residue retention was the best model under no-tillage system (R2, RMSE, EF were 0.99, 0.14 and 99.70%, respectively). Among tillage systems, the lowest performance of models was observed for SCS, Kostiakov, and Philip models in a wheat-corn-wheat rotation. Overall, to quantifying water infiltration process into the soil under arid and semi-arid region such as Zarghan, it is recommendable to apply Kostiakov-Lewis and Horton models in, respectively, wheat and corn fields.
    Keywords: Horton Model, Kostiakov-Lewis Model, Reduced Tillage
  • M. Yeganeh, K. Bazargan *, M. Samaee, M. Feizolahzadeh Ardebili, S. Tabbakhian Pages 469-480
    Nitrate is an important pollutant that accumulates in edible parts of crops. This accumulation usually occurs because of misuse and excess use of N- fertilizers. Nitrate is transformed to nitrite and then to nitrosamine, which is a carcinogen compound, in digestion system of human and animal bodies. Potato is the third important foodstuff in Iranian food basket after wheat and rice. Therefore, it seems that evaluating the nitrate pollution in potato and recognition of the pollution sources and ways to reduce the pollution is necessary. Potato tuber samples were collected from the main Fruit and Vegetables Supply Center of Tehran once a week, from May 2008 to May 2009. Additionally, potato samples were collected directly from different farms in 9 most important potato-producing regions, namely, Esfahan, Charmahal, Hamadan, East-Azarbaijan, Ardabil, Tehran, Khozestan, Fars, and Kerman (Jiroft and Kahnooj). Nitrate content in edible part and water content of fresh potato tubers were determined in all 341 samples in the central laboratory of Soil and Water Research Institute of Iran. Results showed that nitrate content in potato tubers ranged from 10.2 mg. kg-1 FW, to 524 mg. kg-1 FW with a mean of 163.5 mg kg-1FW, which was in accordance with world normal range. Assuming 200 mg kg-1 FW as the European nitrate limit in potato tubers, it exceeded from this level in about 30% of the tuber samples, and assuming 246 mg kg -1 FW as the Iranian nitrate limit, it exceeded from this level in about 20% of the tuber samples. Results showed that harvest season could affect nitrate content in potato tuber. Mean nitrate content in potato tubers taken from Fruit and Vegetables Supply Center of Tehran during spring-summer was 216.55 mg kg-1 FW, and for samples taken during autumn-winter, it was 131.53 mg kg-1FW.
    Keywords: Nitrate residue, Nitrate pollution, Excess use of N- fertilizers, European nitrate limit
  • M. Alimohammadi, E. Panahpour *, A. A. Nseri Pages 481-491
    The purpose of the study was to investigate the effect of nano-nitrogen chelate fertilizer application on a number of sugarcane characteristics (cultivar CP69-1062) and the feasibility of using digital image analysis method to determine the percentage of sugarcane seedlings green cover. The research was conducted at Mirza Kuchak Khan Aagro-industry Corporation located 65 km southwest of Ahwaz, Iran, in 2017.Statistical design was randomized complete block with five treatments and three replications. On the 15th day after cultivation, treatments were carried out in the field and included spraying different concentrations of urea fertilizer and nano-nitrogen chelate: T0= without fertilizer spraying (control), U1= urea spraying (concentration 0.2%), U2= urea spraying (concentration 0.3%), N1= nano-nitrogen chelate spraying (concentration 0.4%), and N2= nano-nitrogen chelate spraying (concentration 0.6%). Counts of buds and seedling sampling (to determine leaf nitrogen percentage) continued weekly for 12 weeks. In each experimental plot, digital photos were taken weekly and the green vegetation cover in these images was determined by Canopeo software. The results showed that experimental treatments did not have significant effect on seedling height, but had significant effects on germination percentage (p ≤ 0.05), leaf nitrogen, and seedling vegetation (p ≤ 0.01). Comparison of average vegetation percentage of seedlings by Duncan method showed a significant difference between all treatments compared to the control. Comparison of average vegetation percentage of seedlings showed significant differences (p ≤ 0.01) between all treatments compared to the control. There was significant difference between U1 and U2 treatments with N1 and N2 treatments. Also, the highest mean for germination number, leaf nitrogen content, and vegetation percentage was observed in N2 treatment. Significant correlation (R2 = 90.67%) was observed between weekly germination of sugarcane with green vegetation of seedlings, which can be used for grading sugarcane cultivation.
    Keywords: Urea fertilizer, Canopeo software, Fertilizer spraying
  • Y. Azimzadeh *, N. Najafi, A. Reyhanitabar, S. Oustan Pages 493-509
    Hydrochar is a carbonaceous solid material obtained from hydrothermal carbonization (HTC) of biomass and has received more attention as a potential agent for soil contaminants stabilization and soil improvement. Physical and chemical properties of hydrochar are affected by the feedstock nature and production processes (HTC temperature and reaction time). The aim of this work was investigation of some properties of hydrochars produced from apple pruning wastes at temperatures of 180, 200, and 220 °C and 6, 9, and 12 h reaction times. In addition, the effect of the hydrochar produced at 180 °C and 12 h on availability of some nutrients in soil and corn growth was investigated. The results showed that pH of solid and liquid fractions of hydrochars were in the range of 5.7-6.9 and 3.5-4.1, respectively. By increasing conversion temperature and reaction time, the hydrochar yield and the pH of the liquid fraction were decreased, but pH and concentrations of P, Ca, Mg, and ash of solid fraction and concentrations of N, P, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu and Zn and EC of liquid fraction were increased. Findings from this work suggested that HTC at higher temperatures increased elements concentrations in both solid and liquid fractions, and may be useful for agricultural aims. The results of the greenhouse experiment showed that hydrochar increased the availability of P added to the soil and the corn P uptake.
    Keywords: Hydrothermal carbonization reactor, Organic fertilizer, Wood wastes, Soil improvement
  • A. Moslehi, M. Feizian *, H. R. Eisvand Pages 511-523
    Absorbed cadmium (Cd) in the body is the source of many known cancers. The absorption of Cd through tobacco smoke inhalation is much greater than drinking and eating Cd contaminated food. This research was carried out to investigate the effect of irrigation salinity, TSP, and Cd contamination on the concentration of Cd in the ash, tobacco smoke, and the fate of Cd in the different soil fractions. The experiment was done with three factors of irrigation salinity (0, 20, and 40 mM NaCl), TSP (0 and 1.5 g. kg-1 soil), and contamination of Cd added to the soil (0 and 12 mg.kg-1 soil) by factorial arrangement in a completely randomized design with four replications. The results showed that the highest concentration of Cd in the Cd contaminated soil was observed in carbonate fraction with a total average of 6.84 mg.kg-1, and the lowest Cd concentration was observed in the iron oxide fraction with a total average of 0.4 mg.kg-1. Application of TSP in the Cd contaminated soil in salinity of 0, 20, and 40 mM increased the concentration of Cd in tobacco ash by 1.47%, 15.98%, and 29.87 percent, and the concentration of Cd in smoke increased by 23.20%, 23.30%, and 18%, respectively, compared to the control treatment. By increasing the salinity levels in Cd contaminated soils, Cd concentration of solution+exchangeable fraction in 20 and 40 Mm salinity, was increased with an average of 22.15% and 42 percent, respectively. This increase was significant at 5% level. Application of TSP in Cd contaminated soils and at levels of 20 and 40 mM salinity resulted in a decrease of 14.65% and 12% in solution + exchange Cd concentration compared to the control. The interaction of irrigation salinity with phosphate fertilizer had a synergistic effect on the concentration of Cd in ash and tobacco smoke.
    Keywords: Sequential extraction, Soluble+exchangeable Cd, Cd in tobacco smoke, Triple superphosphate
  • T. Rahimi, A. Moezzi *, S. Hojatti Pages 525-534
    Biochar is an absorbent material that can reduce the availability of heavy metals. A greenhouse experiment was carried out in factorial arrangement using completely randomized design to examine the influence of biochar, nickel (Ni) and their interaction on the growth and concentration of Ni and some micronutrients in corn grown on a calcareous soil. Treatments consisted of three biochar levels (0, 2, and 4 % w/w) and three Ni levels (0, 50 and 100 mg/kg soil as nickel sulfate) in three replicates. The results indicated that biochar significantly increased corn dry weight, chlorophyll index, and LAI. However, nickel application had no significant effect on the dry weight of corn. Biochar application significantly decreased Ni concentration in corn aerial part by 33%. Increasing Ni levels increased concentration of this element in corn shoot. Zinc, Mn, and Fe concentration significantly decreased with biochar application. Ni application decreased Fe and Mn concentration in corn. Considering the positive role of biochar on dry weight, chlorophyll greenness, and LAI, and decreasing Ni concentration in corn aerial part, it can be suggested that biochar application might be useful in soils contaminated with Ni.
    Keywords: Heavy metal, Organic amendments, Nickel contamination
  • A. Sedaghat, H. Bayat *, A. A. Safari Sinegani Pages 535-550
    In developing new pedotransfer functions, finding new input variables is a major challenge for improving the estimation of soil hydraulic properties. In this study, behavior of soils under compaction along with some basic soil properties were used as new inputs for the estimation of saturated hydraulic conductivity (Ks) of 120 soil samples from five provinces, namely, Mazandaran, West and East Azarbaijan, Kermanshah, and Hamadan. The Ks was estimated using Atterberg limits (liquid limit, plastic limit and shrinkage limit), confined compression curve parameters and basic soil properties (silt/sand, clay percentage and bulk density) as predictors, at 3 steps. At the first step, only the basic soil properties were used as predictors. Pedotransfer functions developed by regression method showed that step 2, with the inputs of confined compression curve parameters, and step 3, with the inputs of only Atterberg limits, both along with basic soil properties, led to relative improvement in the Ks estimates.The root mean square error (RMSE) values in training and testing of the steps 1, 2, and 3 were 0.624, 0.620, 0.584 and 0.887, 0.821, 0.829, respectively. According to RMSE criterion, relative improvement values for the training of the second and third steps were 0.64% and 6.35% and for the testing of the second and third steps were 7.55% and 6.33%, respectively. According to the R2adj entering confined compression curve parameters or Atterberg limits along with the basic soil properties could not improve the estimations. Accuracy of the third step (according to RMSE and Akaike’s information criterion) and reliability of the second and third steps (according to RMSE and Akaike’s information criterion) were improved in comparison with the first step.
    Keywords: Soil compaction, Gompertz model, Pedotransfer functions, Akaike’s information criterion
  • A. A. Moosavi *, E. Gavili, F. Masoudi Pages 551-564
    Diffusion-dispersion and the other parameters of solute transport are important characteristics in material transportation within soil that can be influenced by several factors including addition of soil amendments and organic materials. Therefore, this research aimed to evaluate the effects of cattle manure and palm residue biochars produced at different pyrolysis temperatures on the diffusion-dispersion coefficient (D) of chloride, saturated hydraulic conductivity (K), immobile water content (θim), and mass exchange coefficient (α) of chloride in a sandy loam soil. Treatments consisted of control, cattle manure (CMB), and palm residue (PRB) biochar produced at 400 and 600 ˚C (CMB400, CMB600, PRB400, and PRB600, respectively). Each biochar type was applied at three levels of 0.5, 1, and 2 % wt. The experiment was conducted using a completely randomized design with three replications on soil columns under laboratory condition after 70 days incubation. Application of 0.5,1 and 2% PRB400, and PRB600 increased D parameter by 89%, 80%, 40%; and 39%, 141%, 139% as compared to that of control, respectively. Furthermore, application of 0.5%, 1%, and 2% CMB400 and 1% and 2% CMB600 significantly increased D parameter by nearly 95%, 48%, 95%; and 81% and 159% as compared to the control, respectively. On the contrary, application of 1% CMB600 had no significant effect on D parameter as compared to the control. Besides, application of 0.5% and 1% CMB400 and application of 2% CMB600 resulted in significant increases by 24%, 18%, and 29% in K as compared to the control. Application of 0.5% PRB400 and 1% and 2% PRB600 increased K by 24%, 20%, and 18% as compared to the control, respectively. In general, application of CMB and PRB increased the θim and α in the studied soil. In the present study, there were no significant differences between the effect of CMB and PRB and the applied temperatures (except for the effect of PRB on D parameter) on the studied hydraulic characteristics of the soil. Results suggest that although biochar may have positive effects on different soil properties, application of both studied biochars may intensify transportation of the solute and chloride and their entrance into water resources, particularly ground waters, by increasing the hydraulic and solute transportation coefficients. This point should be considered in the application of these soil amendments.
    Keywords: Diffusion-dispersion coefficient, Break through curve, Immobile water, Mass exchange coefficient