فهرست مطالب

تحقیقات کاربردی خاک - سال چهارم شماره 2 (زمستان 1395)

نشریه تحقیقات کاربردی خاک
سال چهارم شماره 2 (زمستان 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/12/16
  • تعداد عناوین: 9
|
  • سلمان میرزایی، فرخ اسدزاده، علی اصغر ذوالفقاری صفحات 1-13
    ظرفیت تبادل کاتیونی (CEC) یکی از مشخصه مهم خاک در جذب و رهاسازی عناصر غذایی مورد نیاز گیاه و برآورد پتانسیل خطر فلزات سنگین و برخی آلاینده های آلی است. آگاهی از چگونگی الگوی پراکنش مکانی CEC به منظور مدیریت پایدار اکوسیستم، دارای اهمیت ویژه ای است. هدف از این پژوهش، تعیین مناسب ترین روش میانیابی برای پهنه بندی CEC در خاک های زراعی بخشی از استان گیلان بود. بدین منظور، 153 نمونه از عمق صفر تا 15 سانتی متری خاک برداشت و میزان رس، کربن آلی و CEC خاک اندازه گیری شد. روش های میان یابی شامل کریجینگ، کوکریجینگ، رگرسیون کریجینگ و فازی کریجینگ با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی انجام شد. نتایج نشان داد که روش های هیبریدی نظیر روش رگرسیون کریجینگ و فازی کریجینگ در مقایسه با سایر تخمین ها، (به ترتیب با RMSE 02/1 و 2/1) دقت بیشتری داشت. در مقایسه بین دو روش فوق، نیز روش رگرسیون کریجینگ با توجه به خطای کمتر توانایی بیشتری در برآورد الگوی پراکنش CEC از خود نشان داد. همچنین، نتایج نشان داد که افزایش تعداد داده ها با استفاده از توابع تبدیلی مناسب (ایجاد شده با استفاده از ANFIS)، سبب افزایش دقت تخمین گردید. در کل، نتایج این پژوهش نشان داد که استفاده از توابع تبدیلی مناسب و ادغام آن با روش پهنه بندی مطلوب، کمک موثری در برآورد دقیق تر CEC در منطقه مورد مطالعه نمود.
    کلیدواژگان: درون یابی، رگرسیون کریجینگ، فازی کریجینگ، توابع تبدیلی خاک
  • علی اشرف سلطانی طولارود، لیلا حیدرپور، اسماعیل گلی کلانپا صفحات 14-25
    به منظورانجام این تحقیق، یک آزمایش گلخانه ای به صورت طرح کاملا تصادفی در سه تکرار با استفاده از یک خاک آلوده به آرسنیک انجام شد. تیمار های آزمایش شامل مایه زنی گیاه پونه با 5 جدایه برتر از نظر برخی صفات محرک رشد گیاهی و مقاوم به آرسنیک و عدم مصرف مایه تلقیح بود. نتایج نشان داد که اثر مایه زنی پونه با جدایه های برتر بر مقدار پرولین در این گیاه معنی داری شد. بیشترین میزان تجمع پرولین (μg g-1FW 23/0) در گیاهان مایه زنی شده با جدایه ی AHG-6 مشاهده گردید. کاربرد جدایه های محرک رشد بر میزان مقادیر کلروفیل a، b، کلروفیل کل، شاخص کلروفیل و کارتنوئیدها تاثیر معنی داری داشت و باعث افزایش چشمگیر این شاخص ها در گیاهان مایه زنی شده در مقایسه با شاهد گردید. مایه زنی گیاه پونه با جدایه های محرک رشد تاثیر چندانی در غلظت فسفر گیاه در مقایسه با شاهد نداشت و اختلاف معنی داری بین آنها مشاهده نشد. کاربرد تمام ریزموجودات محرک رشد باعث افزایش غلظت منیزیم در اندام هوایی گیاه پونه در مقایسه با شاهد شد. این در حال بود که فقط جدایه های AHG-5 و AHG-6 مورد مطالعه باعث افزایش معنی دار منیزیم ریشه گیاه پونه در مقایسه با شاهد گردیدند. در مورد کلسیم و پتاسیم استفاده از جدایه های محرک رشد توانست باعث افزایش غلظت این عناصر در ریشه و اندام هوایی گیاه پونه گردد، اما اختلاف معنی داری بین شاهد و برخی از تیمارها وجود نداشت.
    کلیدواژگان: پونه، جدایه های محرک رشد گیاهی مقاوم به آرسنیک، صفات فیزیولوژیکی، عناصر غذایی
  • پریسا مشایخی، شجاع قربانی دشتکی، محمدرضا مصدقی، حسین شیرانی، مهدی پناهی، محمدرضا نوری صفحات 26-37
    آگاهی از منحنی مشخصه رطوبتی برای شبیه سازی جریان آب و پدیده های انتقال در کشاورزی و هیدرولوژی ضروری است .در پژوهش حاضر از نرم افزار HYDRUS-2D/3D برای برآورد پارامترهای منحنی مشخصه رطوبتی در سه بافت متفاوت خاک به روش معکوس، با استفاده از داده های نفوذسنج استوانه های-دوگانه، استفاده شد. برای این منظور، آزمایش نفوذ آب به خاک از طریق استوانه های-دوگانه در سه منطقه با بافت های مختلف رس سیلتی، لومی و لوم شنی در سه تکرار انجام شد. در هر منطقه نمونه های دست خورده و دست نخورده خاک از سه عمق (0-10، 10-30 و 30-60 سانتی متر) برداشت شده و برخی ویژگی های فیزیکی خاک مانند بافت، چگالی ظاهری، درصد رطوبت اولیه و درصد رطوبت اشباع در این نمونه ها اندازه گیری شد. همچنین منحنی مشخصه رطوبتی خاک با استفاده از دستگاه جعبه شن برای مکش های کمتر از 100 سانتی متر و دستگاه صفحه فشار برای مکش های 100 تا 15000 سانتی متر اندازه گیری شد و پارامترهای مدل ون گنوختن با برازش این مدل بر داده های اندازه گیری شده منحنی مشخصه رطوبتی خاک توسط نرم افزار RETC به دست آمد. دقت و قابلیت اطمینان روش معکوس در تعیین پارامترهای منحنی مشخصه رطوبتی خاک در مقایسه با روش آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس ارزیابی های آماری صورت گرفته، منحنی مشخصه رطوبتی که از طریق پارامترهای هیدرولیکی برآوردشده به روش حل معکوس به دست آمد با منحنی مشخصه رطوبتی به دست آمده از طریق برازش مدل ون گنوختن بر داده های اندازه-گیری شده به کمک برنامه RETC، هم خوانی بسیار خوبی داشت به طوری که شاخص های ضریب همبستگی پیرسون (r) (-)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSD) (m3 m-3)، اختلاف میانگین ها (MD) (m3 m-3)، و قدر مطلق خطای میانگین ها (AMD) (m3 m-3) برای پارامترهای تخمینی در این روش، به ترتیب برابر با 988/0، 036/0، 008/0 و 012/0 بود. در این روش هم خوانی خوبی بین میزان رطوبت شبیه سازی شده و اندازه گیری شده در نیم رخ خاک دیده شد ( 936/0R2=).
    کلیدواژگان: پارامترهای ون گنوختن، مدل سازی معکوس، منحنی مشخصه ی رطوبتی خاک، نرم افزار HYDRUS، 2D، 3D، نفوذسنج استوانه، دوگانه
  • محمد رحمانیان، علیرضا حسین پور، ابراهیم ادهمی، حمیدرضا متقیان صفحات 38-46
    از گیاهان می توان برای پاکسازی خاک از آلاینده ها استفاده کرد ولی، برای این امر ممکن است سالها و یا حتی چندین دهه وقت لازم باشد، به همین دلیل از تیمارهای شیمیایی و بیولوژیکی برای گیاه پالایی استفاده می شود. در پژوهش حاضر توانایی ذرت (هیبرید سینگل کراس 704) برای اندوزش سرب در یک خاک لومی شنی آلوده به سرب در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار در گلخانه بررسی شد. اسید سیتریک وEDTA در سطوح غلظتی صفر، 5/0 و 1 میلی مول بر کیلوگرم خاک و عصاره کود مرغی در سطوح غلظتی صفر، 5/0 و 1 گرم بر کیلوگرم خاک استفاده شدند. نتایج نشان داد که اثر کلات کننده ها بر غلظت سرب در اندام هوایی و ریشه، جذب سرب اندام هوایی و ضریب تغلیظ زیستی معنی دار (05/0p≤) بود. با افزایش غلظت کلات کننده ها وزن خشک اندام هوایی به صورت غیرمعنی دار کاهش یافت. استفاده از غلظت های 5/0 و 1 میلی مولEDTA بر کیلوگرم خاک غلظت سرب در اندام هوایی ذرت را به ترتیب 164 و 260 درصد برابر شاهد به صورت معنی دار افزایش داد. کاربرد 1 میلی مول بر کیلوگرم خاک اسید سیتریک و 1 گرم بر کیلوگرم خاک عصاره کود مرغی غلظت سرب را در اندام هوایی ذرت به ترتیب 122 و 116 درصد برابر شاهد افزایش داد. کاربرد 1میلی مول در کیلوگرم EDTA و اسید سیتریک ضریب تغلیظ زیستی را به ترتیب 145 و 140 درصد برابر شاهد به-صورت معنی دار افزایش داد. کاربرد غلظت 1 میلی مول EDTA در کیلوگرم خاک ضریب انتقال را 207 درصد برابر شاهد به صورت معنی دار افزایش داد. از آنجایی که استفاده زیاد از حد کلات کننده ها می تواند باعث قابلیت استفاده بیشتر سرب در خاک شود بدون این که جذب گیاه را افزایش دهد، لذا استفاده از سطوح غلظتی بالاتر توصیه نمی شود.
    کلیدواژگان: گیاه پالایی، فلزات سنگین، EDTA، اسید سیتریک، عصاره کود مرغی
  • ایمان صالح، عطاءالله کاویان، زینب جعفریان، رضا احمدی صفحات 47-59
    نفوذ در هیدرولوژی سطحی و زیر سطحی نقش مهمی ایفا کرده و عامل کلیدی در معادلات بارش و رواناب است. استفاده از روش هایی که محدودیت های روش های تئوری و تجربی متداول تعیین روابط نفوذ را نداشته باشد، لزوم انجام آزمایش های پرهزینه و زمان بر تعیین مقادیر نفوذپذیری را به حداقل رسانده و تخمین مقادیر کاربردی آن را ممکن خواهد ساخت. در همین راستا در این تحقیق، میزان نفوذپذیری خاک در دشت ساحلی بهشهر-گلوگاه واقع در استان مازندران با استفاده از روش فازی، الگوریتم خوشه بندی فازی و همچنین شبکه عصبی-فازی انطباقی (نرو-فازی) برآورد گردید به طوری که درصد رطوبت وزنی پیشین خاک، درصد مواد آلی خاک و درصد آهک خاک به عنوان پارامترهای ورودی و سرعت نفوذ نهایی خاک به عنوان پارامتر خروجی مدل ها در نظر گرفته شدند و نتایج به دست آمده از این سه روش با مقادیر مشاهده ای نفوذ نهایی به روش تک استوانه مورد مقایسه قرار گرفت. بر اساس نتایج به دست آمده، روش نرو-فازی با میانگین انحراف 0042/0سانتی متر در دقیقه، میانگین اختلاف 67/0 سانتی متر در دقیقه، ریشه میانگین مربعات خطای 21/1 سانتی متر در دقیقه و ضریب همبستگی 92/0 بهترین عملکرد را در تخمین سرعت نفوذ نهایی خاک در بین مدل های مورد مطالعه نشان داد، در حالی که الگوریتم خوشه بندی فازی با میانگین انحراف 0075/0، میانگین اختلاف 12/2، ریشه میانگین مربعات خطای 02/2 و ضریب همبستگی 88/0 و سیستم استنتاج فازی با میانگین انحراف 016/0، میانگین اختلاف50/2، ریشه میانگین مربعات خطای 45/2 و ضریب همبستگی 82/0 به ترتیب در رتبه های بعد قرار گرفتند. همچنین بیشترین همبستگی میان مقادیر مشاهده ای و برآورد شده در مدل نرو-فازی (85/0=R2) مشاهده گردید و پس از آن، مدل های الگوریتم خوشه بندی فازی (77/0=R2) و سیستم استنتاج فازی (66/0=R2) قرار گرفتند. در پایان این تحقیق پیشنهاد گردیده است تا با تهیه داده های بیشتر از مشخصات فیزیکی و شیمیایی خاک ها و مقادیر نفوذپذیری محدوده مطالعات زمینه تخمین و مقایسه دقیق تر مدل های مورد مطالعه فراهم گردد.
    کلیدواژگان: نفوذپذیری، رطوبت وزنی خاک، ماده آلی، درصد آهک خاک، بهشهر، گلوگاه
  • علیرضا یزدان پناه، رحیم مطلبی فرد صفحات 60-71
    استفاده از کودهای آلی می تواند در افزایش عملکرد محصولات مختلف کشاورزی و نیل به کشاورزی پایدار موثر باشد. این پژوهش به منظور بررسی اثر کود مرغی و کود پتاسیمی بر عملکرد و جذب برخی عناصر غذایی توسط سیب زمینی به صورت آزمایش فاکتوریل، در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی و با سه تکرار، به مدت 2 سال در ایستگاه تحقیقاتی تجرک استان همدان اجرا گردید. تیمارهای کود مرغی در 4 سطح (صفر، 5، 10 و 15 تن در هکتار) و کود پتاسه در 3 سطح (صفر، 50 و 100 کیلوگرم در هکتار) از منبع سولفات پتاسیم بودند. در مرحله گلدهی با تهیه نمونه و برداشت بخش هوایی، عملکرد و غلظت عناصر غذایی در بخش هوایی، و بعد از برداشت نیز عملکرد و غلظت عناصر غذایی غده تعیین شد. نتایج ادغام شده دو سال آزمایش نشان داد که اثر اصلی کود مرغی بر عملکرد غده و بخش هوایی سیب زمینی و غلظت عناصر غذایی آن معنی دار بود. اثر اصلی سولفات پتاسیم فقط بر غلظت مس و روی بخش هوایی و غده معنی دار بود و مصرف 50 کیلوگرم در هکتار سولفات پتاسیم بیشترین غلظت عناصر غذایی روی و مس را در غده و بخش هوایی سیب زمینی ایجاد نمود. با مصرف 5 تن در هکتار کود مرغی، بیشترین مقدار عملکرد غده سیب زمینی به میزان 71/44 تن در هکتار به دست آمد. بیشترین غلظت عناصر غذایی غده و بخش هوایی و بیشترین عملکرد بخش هوایی سیب زمینی نیز در تیمار مصرف 15 تن در هکتار کود مرغی مشاهده شد. چنانکه مثلا غلظت روی غده 29/35 میلی گرم در کیلوگرم و غلظت مس 41/29 میلی گرم در کیلوگرم وزن خشک و عملکرد غده 51/27 تن در هکتار بود. بنابراین می توان نتیجه گرفت که در شرایط خاک های مشابه با خاک این پژوهش، مصرف 5 تن در هکتار کود مرغی می تواند تاثیر قابل ملاحظه ای بر افزایش عملکرد غده داشته باشد.
    کلیدواژگان: جذب عناصر غذایی، سیب زمینی، کود پتاسیمی، کود مرغی
  • لیلا پاشایی، شهرام منافی صفحات 72-90
    خاک های گچی، بخش مهمی از منابع اراضی را در مناطق خشک و نیمه خشک دنیا به خود اختصاص می دهند و گچ متداول ترین کانی سولفاتی در خاک های نواحی خشک و نیمه خشک می باشد. تجمع گچ در خاک ها بسیاری از خواص فیزیکوشیمیایی، کانی شناسی و مهندسی خاک ها را متاثر می سازد و در بسیاری از زمینه ها مشکلات جدی برای فعالیتهای انسانی ایجاد می کند. در این پژوهش، 9 خاکرخ که اغلب خاک های واقع در مواد مادری گچی در منطقه نوشین شهر بودند، حفر و نمونه برداری شدند. سپس ویژگی های مورفولوژیکی، فیزیکی، شیمیایی و کانی شناسی آنها طبق روش های استاندارد تعیین و خاک ها بر اساس کلید رده بندی خاک امریکایی (2014)، رده بندی گردیدند. براساس نتایج حاصل، مقدار گچ خاک ها از 91/62 درصد در افق Cyy خاکرخ شماره 1 تا 91/2 درصد در افق Ap خاکرخ شماره 8 متغیر بود و هرگونه تغییر درمقدار گچ خاک ها با تغییر سایر ویژگی های خاک ها همراه بود. نتایج نشان داد که خاک های حاوی بیشترین مقدار گچ، دارای رنگ روشنتر، بافت سبکتر و کمترین مقدار رس، مواد آلی و ظرفیت تبادل کاتیونی کمتر و قابلیت هدایت الکتریکی بیشتری بودند و با کاهش مقدار گچ، مقادیر پارامترهای بالا به طور معکوس تغییر یافتند. نتایج مطالعات کانی شناسی نشان داد که کانی های اسمکتایت، ایلایت، کلرایت، کائولینایت، ورمی کولایت و پالی گورسکایت کانی های رسی غالب در این خاک ها بودند. منشا ایلایت، کلرایت و کائولینایت، موروثی تشخیص داده شد، درحالی که، منشا ورمی کولایت به تغییر شکل ایلایت نسبت داده شد. کانی های اسمکتایتی در این خاک ها از سه منشا توارث از سنگ مادر، تغییر شکل کانی های دیگر (ازجمله ایلایت) و نوتشکیلی حاصل آمده اند. پالی گورسکایت نیز دارای منشا پدوژنیک بوده و در اثر نوتشکیلی در خاک تشکیل شده است. مقایسه کانی شناسی رس خاک های با مقادیر مختلف گچ، حضور بیشترین مقدار اسمکتایت را در خاک هایی با بیشترین مقدار گچ نشان داد. کانی پالی گورسکایت تنها در خاک های با مقادیر بالای گچ شناسایی شد، درحالی که در خاک هایی که حاوی گچ کمتری بودند، کانی های ایلایت و کلرایت غالب بودند و در این خاک ها پالی گورسکایت نیز شناسایی نشد. در نهایت، با توجه به تاثیر گچ بر خصوصیات مورفولوژیکی، فیزیکی، شیمیایی و کانی شناسی خاک های مورد مطالعه، لازم است برای بهره وری بهینه این خاک ها، مدیریت آنها مورد تجدید نظر قرار گیرد.
    کلیدواژگان: نوتشکیلی، تغییر شکل، اسمکتایت، پالی گورسکایت
  • محمدحسین انصاری، هادی اسدی رحمانی، جلال ملاجعفری صفحات 91-104
    به منظور بررسی اثر کمپوست آزولا پارامترهای کمی و کیفی برنج تحت تلقیح با باکتری های محرک رشد گیاه، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در در استان گیلان انجام شد. فاکتورهای آزمایشی شامل سه سطح کمپوست آزولا (صفر، 5 و 10 تن در هکتار) و باکتری های محرک رشد گیاه در سه سطح (عدم تلقیح، هربا سپیریلوم، آزوسپیریلوم) بودند. نتایج نشان داد که اثر باکتری بر فسفاتاز اسیدی و قلیایی معنی دار بود به طوری که باکتری آزوسپریلوم برتری معنی دار نسبت به تیمار عدم تلقیح و باکتری هرباسپریلوم داشت. همچنین کاربرد 10 تن در هکتار کمپوست آزولا افزایش معنی دار در فعالیت فسفاتاز اسیدی نسبت به عدم کاربرد کمپوست نشان داد. همچنین برهمکنش کمپوست آزولا و باکتری بر تعداد پنجه، تعدادپنجه، طول بوته، تعداد دانه پر در خوشه، عملکرد بیولوژیک و عملکرد شلتوک معنی دار بود. حداکثر عملکرد شلتوک از تیمار 10 تن در هکتار کمپوست آزولا + باکتری آزوسپربلوم با میانگین 7946 کیلوگرم در هکتار به دست آمد که نسبت به تیمار شاهد 28/31 درصد و تیمار 10 تن در هکتار کمپوست آزولا، 47/27 درصد افزایش عملکرد نشان داد. همچنین تلقیح باکتریایی، فسفر دانه را نسبت به تیمار عدم تلقیح به طور معنی دار افزایش داد. ضمن آن که بیشترین مقدار فسفر و پتاسیم دانه به ترتیب از سطح 10 و 5 تن در هکتار کمپوست آزولا مشاهده شد. بنابراین با توجه به نتایج به دست آمده برای حصول حداکثر عملکرد برنج کاربرد 10 تن در هکتار کمپوست آزولا به همراه تلقیح با باکتری آزوسپریلوم پیشنهاد می شود.
    کلیدواژگان: آزوسپریلوم، پتاسیم، فسفاتاز اسیدی و قلیایی، فسفر، هرباسپریلوم
  • هادی علوی، مجتبی بارانی مطلق*، اسماعیل دردی پور صفحات 105-118

    اجزای مختلف عناصر در خاک تفاوت قابل ملاحظه ای به لحاظ واکنش پذیری شیمیایی و زیست فراهمی دارند. توزیع عناصر در بین اجزای خاک جهت ارزیابی پتانسیل خاک برای تامین مقادیر کافی عناصر غذایی کم مصرف جهت رشد گیاه دارای اهمیت است. روش های عصاره گیری دنباله ای برای شناسایی و ارزیابی تحرک و فراهمی عناصر در نمونه های خاک استفاده شده اند. در این تحقیق ده نمونه خاک که از لحاظ ویژگی های فیزیکی و شیمیایی متنوع بودند، از خاک های کشاورزی استان گلستان جمع آوری گردید. قابلیت استخراج و جزءبندی مس فاز جامد خاک با استفاده از دو روش عصاره گیری دنباله ای تعیین شد و سپس رابطه این اجزاء با یکدیگر و با جذب گیاهی بررسی شد. نتایج نشان داد که مقادیر مس تبادلی (3/0 درصد) و پیوندیافته با کربنات ها (4/0 درصد) بسیار پایین بود. مس در این خاک ها غالبا با شبکه کریستالی کانی ها متصل بود (روش تسیر 80% و روش سینگ 37%). در دیگر جزءها یعنی مس پیوند یافته با مواد آلی و متصل به اکسیدهای آهن و منگنز نتایج بدست آمده با دو روش به طور قابل ملاحظه ای با هم متفاوت بود. این مطالعه نشان داد که انحلال اکسیدهای آهن در طی مرحله احیا روش تسیر ناقص بوده که این امر منجر به بیش برآورد جزء باقی مانده گردید. وجود رابطه معنی دار و منفی (*692/0r=-) بین غلظت مس در گیاه و مس قابل استخراج با هیپوکلریت سدیم (پیوند یافته با مواد آلی، روش سینگ) در 10 خاک آهکی می تواند بیانگر نقش برجسته مواد آلی در نگهداری و زیست فراهمی مس باشد. چنین ارتباطی در هنگام استفاده از روش تسیر حاصل نشد که می تواند حاکی از تناسب هیپوکلریت سدیم (NaOCl) برای استفاده در روش های عصاره گیری دنباله ای باشد.

    کلیدواژگان: ذرت، زیست فراهمی، شکل های شیمیایی، هیپوکلریت سدیم
|
  • Salman Mirzaee, Farrokh Asadzadeh, Ali Asghar Zolphaghari Pages 1-13
    Cation Exchange Capacity (CEC) is an important characteristic of soil in absorption and desorption of nutrient and potential of heavy metals hazard and some of organic contamination. Knowing spatial patterns of CEC for sustainable management of ecosystems, has special importance. hence, the main objectives of this research was to evaluate, recognize and introduce the best interpolation methods for prediction of CEC in some of Guilan province soils. 153 points of surface soil in depth 0-15 cm were sampled and were measured clay, Organic carbon and CEC. Interpolation methods including kriging, cokriging, fuzzy kriging and regression kriging have been done using GIS. Results showed that the hybrid methods including regression kriging and fuzzy kriging, respectively with RMSE values of 1.02 and 1.2, significantly reduced the error of prediction compared with the other methods. In addition, between these two mentioned methods, the regression kriging had more efficiency in prediction of CEC. The results also revealed that increasing the number of data by means of the best pedotransfer functions (created by ANFIS) will enhance the accuracy of prediction. In general, combination of the best pedotransfer functions with the best interpolation method increased the accuracy of CEC prediction in the study area.
    Keywords: Fuzzy kriging, Interpolation, Regression Kriging, Soil Pedotransfer Function
  • Layla Haydarpoor, Ali Ashraf Soltani Toolarood, Esmaeel Goli Kalanpa Pages 14-25
    In order to perform this research, a greenhouse experiment was conducted in a completely randomized design with three replications. Treatments were involved: inoculation of Mentha peparata L. with 5 plant growth promoting (PGP) and arsenic-resistant isolates and control (without use of inoculant). Results revealed that inoculation of Oregano with superior isolates had significant effect on proline concentration. The greatest accumulations of proline (0.23 µg g-1FW) was observed in plants inoculated with AHG-6 isolate. The application of PGP isolates significantly increased chlorophylla, b, total chlorophyll content, chlorophyll index and carotenoids proportions compared with control. The inoculation of Mentha peparata L with PGP isolates has no significant effect on the plant phosphorus concentration. The utilization of all PGP microorganisms notably propagated the shoot magnesium concentration compared with control. Whereas only AHG-5 and AHG-6 significantly increased the root magnesium concentration. Regarding calcium and potassium, the use of PGP isolates augmented their concentration in the root and shoot, although there was no significant between some treatments and control The utilization of all PGP microorganisms notably propagated the shoot magnesium concentration compared with control. Whereas only AHG-5 and AHG-6 significantly increased the root magnesium concentration. Regarding calcium and potassium, the use of PGP isolates augmented their concentration in the root and shoot, although there was no significant between some treatments and control.
    Keywords: Mentha peparata L, growth promoting (PGP), arsenic, resistant isolates, Physiological characteristics, nutrients
  • Parisa Mashayekhi, Shoja Gorbani Dashtaki, Mohammad Reza Mosaddeghi, Hossein Shirani, Mehdi Panahi, Mohammad Reza Nouri Pages 26-37
    Quantitative knowledge of soil water characteristic curve is crucial for modeling water flow and transport processes in agriculture and hydrology. In this study, HYDRUS2D/3D software was used to estimate the hydraulic parameters of van Genuchten-Mualem model via inverse modeling using double-ring infiltrometers. Double-ring infiltration experiment was conducted in three sites with different soil textures (i.e., silty clay, loam and sandy loam) with three replications. Disturbed and undisturbed soil samples were also collected from three depths (0−10, 10−30 and 30−60 cm) per each soil and some soil physical properties such as bulk density, texture, initial water content and saturated water content were measured. Soil water retention curve was determined for the matric suctions lower than 100 cm H2O by sand box, and for the matric suction range 100−15000 cm H2O using pressure plate. The van Genuchten model with Mualem’s restriction was fitted to the soil water retention data by RETC software. The accuracy and reliability of the HYDRUS predictions were evaluated. The results showed that inverse estimation of soil hydraulic parameters provided a reliable alternative method for determining the soil water retention curve at horizon/field scale. The soil water retention curves obtained from the RETC fitting had very good correspondence with those derived from inverse modeling; the efficacy parameters of inverse estimation (i.e., Pearson’s correlation coefficient (r), root of mean squared differences (RMSD, m3 m-3), absolute value of mean differences (AMD, m3 m-3) and the mean difference (MD, m3 m3)) were 0.988, 0.036, 0.012 and 0.008, respectively. Also there was a good agreement between the water content values measured in the soil profile and those predicted by HYDRUS (R2= 0.936).
    Keywords: van Genuchten parameters, Inverse modeling, Soil water retention curve, HYDRUS, 2D, 3D, Double, ring infiltrometer
  • Mohammad Rahmanian, Ali Reza Hosseinpour, Ebrahim Adhami, Hamid Reza Motaghian Pages 38-46
    The plants which can be used to clean up the heavy metals contaminated soils but, for this reason may take years or even decades, because of this chemical and biological treatment uses for phytoremediation. In this study, the potential of corn (hybrid KSC. 704) for accumulation of lead was conducted as an experiment using a completely randomized design with three replications in a greenhouse experiment in a sandy loam soil contaminated with Pb. Citric acid and EDTA were used at concentrations level 0, 0.5 and 1 mmol kg-1 soil and poultry manure extract 0, 0.5 and 1 g kg-1 soil. The results showed that the effect of chelating agents on the shoots and roots Pb concentration, shoots absorption Pb and biological concentration factor (BCF) was (p
    Keywords: phytoremediation, heavy metal, EDTA, citric acid, poultry manure extract
  • Iman Saleh, Ataollah Kavian, Zeynab Jafarian, Reza Ahmadi Pages 47-59
    Infiltration plays an important role in surface and subsurface hydrology and it is a key factor in the rainfall and runoff equations. The use of new approaches that have no limitations of common theoretical and empirical methods to determine infiltration relationships, will minimize the necessity of time consuming and costly experiments to determine permeability values and will make it possible to estimate the functional values. In this regard, in the present study the amount of soil permeability was estimated in Behshahr plain of Galougah located in Mazandaran province, using Fuzzy Inference System (FIS), Fuzzy Clustering Algorithm (FCA) and Nero-Fuzzy (ANFIS); so that, initial soil moisture content, soil organic matter content and soil lime content were considered as input parameters, and final soil infiltration rate was considered as output parameters of the models. Finally, the results obtained by the three mentioned modes were compared to the observed values by single-ring approach. According to the achieved results, Nero-Fuzzy approach with a mean deviation of 0.0042 cm/min, BIAS value of 0.6754 cm/min, Root-Mean-Square Error of 1.2096 cm/min and correlation coefficient of 0.9233 showed the most appropriate performance to estimate soil infiltration rate among the studied models; while, Fuzzy Clustering Algorithm with a mean deviation of 0.0075 cm/min, BIAS value of 2.1165 cm/min, Root-Mean-Square Error of 2.0244 cm/min and correlation coefficient of 0.8776, and Fuzzy Inference System with a mean deviation of 0.0161 cm/min, BIAS value of 2.5042 cm/min, Root-Mean-Square Error of 2.4533 cm/min and correlation coefficient of 0.8167 were placed in the next ranks respectively. Also, the highest correlation between observed and estimated values was seen in Nero-Fuzzy model (R2=0.85), and the two other studied models including Fuzzy Clustering Algorithm (R2=0.77) and Fuzzy Inference System (R2=0.66) are at the next ranks respectively. At the end of this research providing more data of soil physical and chemical characteristics as well as permeability amounts has been recommended in order to more accurate estimation of the studied models.
    Keywords: Behshahr, Galougah, Permeability, Soil lime percentage, Soil moisture content, Soil organic matter
  • Alireza Yazdanpanah, Rahim Motallebifard Pages 60-71
    Use of organic manure can improve yield of agricultural products for sustainable agriculture. This research was conducted to study the effects of Chicken manure and Potassium fertilizer on yield and uptake of some nutrients by Potato in a factorial experiment with a randomized complete block design that replicated three times for two years in Tajarak research station, Hamedan Province. The Chicken manure had four levels (0, 5, 10 and 15 T/ha) and Potassium fertilizer had three levels (0, 50 and 100 kg/ha) as Potassium sulfate. In flowering stage, shoot yield and nutrient concentrations was determined by sampling. Yield of potato tubers and nutrient concentrations of tubers were also determined after harvesting. Combined data of two years of experiment showed that the main effect of chicken manure on the potato tubers and shoot yield and also the nutrient concentrations were significant. The main effect of potassium sulfate was only significant on the copper and zinc concentrations of tubers and the shoots. Consumption of 50 kg/ha potassium sulfate made maximum concentration of copper and zinc in tubers and shoots. Use of 5 T/ha chicken manure caused the highest yield equal to 44.7 T/ha. The maximum nutrient concentrations in tubers and shoots and maximum yield of shoots was obtained with application of 15 T/ha chicken manure. Therefore, in the soil conditions similar to this research, using 5 T/ha chichen manure could cause considerable increase in tuber yield.
    Keywords: Nutrients uptake, Potato, Potassium fertilizer, Poultry manure
  • Leila Pashaei, Shahram Manafi Pages 72-90
    Gypsiferous soils comprise an important part of soil resources in arid and semiarid areas in the world and gypsum is the most common sulphate mineral in the soils of arid and semiarid areas. Accumulation of gypsum in the soils affect the most of physic-chemical, mineralogical and engineering properties of soils and in the most of cases results in serious problems for human activities. In this research, 9 soil profiles that all mostly located on the gypsiferous parent material in Nooshi Shahr region, were dug, described and sampled and their morphological, physical, chemical and mineralogical properties were determined using standard methods. Finally, soils were classified according to American soil taxonomy (2014). According to the results, gypsum content of soils varied from 62.91% in Cyy horizon of profile 1 to 2.91% in Ap horizon of profile 8 and each change in gypsum content of soils followed by variations in other properties of soils. Results showed that the soils with higher gypsum content had lighter color, lighter texture, lower values of organic Carbone and cation exchange capacity and higher values of electrical conductivity. These parameters reversely changed with decreasing of gypsum content of soils. Mineralogical studies revealed the presence of smectite, illite, chlorite, vermiculite and palygorskite as major clay minerals in these soils. The origin of illite, chlorite and kaolinite were related to the inheritance from parent material and the origin of vermiculite was related to the transformation of illite. Smectite group of clay minerals in these soils have been resulted from three origin of inheritance from parent material, transformation of other minerals (especially from illite) and neoformation. Palygorskite had pedogenic origin and has been formed in the soil via neoformation. The comparison of clay mineralogy of soils with different gypsum values revealed the presence of higher smectites in soils with higher gypsum and palygorskite was identified just in soils with higher gypsum. But, in soils with lower values of gypsum, illite and chlorite were the predominant clay minerals and palygorskite has not been identified in these group of soils. Finally, regarding to the effect of gypsum on morphological, physical, chemical and mineralogical properties of studied soils, in order to optimum use of these soils, revision in their management is necessary.
    Keywords: Neoformation, Palygorskite, Smectite, Transformation
  • Jalal Molajafari, Mohammad Hossein Ansari, Hadi Asadi Rahmani Pages 91-104
    In order to evaluate the effect of Azolla compost on qualitative and quantitative parameters of the rice under PGPRs inoculated, a factorial experiment in a randomized complete block design with three replications was conducted in Guilan province. Experimental Factors including Azolla compost (0, 5 and 10 ton.ha-1) and plant growth promoting bacteria (non-inoculated, Herbaspirillum, Azospirillum). The results showed that the bacterial effect on acidic and alkaline phosphatase was significant so that the Azospirillum was superiority compared to non-inoculated treatment and Herbaspirillum. The use of 10 ton.ha-1 of Azolla compost significantly increased in activity of acid phosphatase. Interaction of Azolla compost and PGPRs on tiller numbers, plant height, grains number.panicle-1, biomass and grain yield were significant. The maximum grain yield was obtained from 10 ton.ha-1 of Azolla compost Azospirillum with 7946 kg.ha-1 that compared to the control and 10 ton.ha-1 of Azolla compost had increased 31.28 and 27.47 percent, respectively. The bacterial inoculation, increased significantly phosphorous compared with non-inoculated treatment. While the maximum amount of phosphorus and potassium was observed. 10 and 5 ton.ha-1 of Azolla compost, respectively. Thus, according to the results obtained for the maximum seed yield 10 ton.ha-1 of Azolla compost as well as Azospirillum inoculation is recommended.
    Keywords: Acidic, alkaline Phosphatase, Azospirillum, Herbaspirillum, Phosphorus, Potassium
  • Hadi Alavi, Mojtaba Barani Motlagh, Esmaeil Dordipour Pages 105-118

    The different fractions of soil metals vary considerably in their chemical reactivity and bioavailability. The distribution of metals among soil components is important for assessing the soils potential to supply sufficient micronutrients for the growth of plant. The sequential extraction procedures have been used to identify and evaluate the mobility and the availability of the metals in soil samples. Ten soil samples with a wide range of chemical and physical properties were collected from agricultural soils of Golestan province. The extractability and solid-phase fractionation of copper (Cu) in the soils was determined by two different sequential extraction procedures and then studied relationship between this fractions together and with plant uptake. Results indicated that the amounts of Cu present in exchangeable form and associated with carbonates were very small (0.3 and 0.4%, respectively). Copper in these soils was dominantly associated with mineral lattices (Tessier procedure: 80%; Singh procedure: 37%). In the remaining fractions i.e. (associated with organic matter and associated with Mn and Fe oxides), the results obtained by Tessier et al. procedure were differed considerably from those obtained by employing Singh et al. procedure. This study demonstrated that dissolution of iron oxides was incomplete during the reductive step of Tessier’s scheme, leading to an overestimation of the residual fraction. Strong and negative correlation (r=-0.692*) was found between plant Cu concentration and the Sodium hypochlorite-extractable Cu (associated with organic matter, Singh procedure) in the 10 calcareous soils, suggesting a prominent role of organic matter in the retention and bioavailability of Cu. Such relation was not observed when employing Tessier’s scheme, suggesting suitability of NaOCl for use in the sequential extraction procedures.

    Keywords: Bioavailability, Chemical forms, Maize, NaOCl