فهرست مطالب

تحقیقات آب و خاک ایران - سال چهل و ششم شماره 4 (پیاپی 23، آذر و دی 1394)

مجله تحقیقات آب و خاک ایران
سال چهل و ششم شماره 4 (پیاپی 23، آذر و دی 1394)

  • تاریخ انتشار: 1394/12/25
  • تعداد عناوین: 20
|
  • مقاله پژوهشی
  • فرشته مدرسی*، شهاب عراقی تژاد، کیومرث ابراهیمی صفحات 597-607
    در مقاله حاضر، اثر توام نوسانات فصلی دمای سطح آب خلیج فارس و دریای مدیترانه بر پیش بینی آبدهی ماهانه رودخانه کرخه بررسی شده است. در این راستا، روش داده کاوی تجزیه به مقادیر منفرد (SVD) برای تشخیص گره های اثرگذار دریاها بر اقلیم منطقه و ایجاد سری های زمانی هم بسته از دمای سطح آب و جریان رودخانه استفاده شده است. همچنین، مدل شبکه عصبی رگرسیون تعمیم یافته (GRNN) بر مبنای صحت سنجی متقاطع برای تشخیص بهترین پیش بینی کننده های جریان از میان ترکیب های مختلف پیش بینی کننده ها برای هر ماه به کار رفته است. نتایج پیش بینی آبدهی در محل ورودی به سد گرشا نشان می دهد که دمای پاییزه سطح آب مدیترانه بر آبدهی بهمن تا فروردین و دمای تابستانه و پاییزه خلیج فارس بر آبدهی فروردین و اردیبهشت اثرگذار است، به طوری که به کارگیری این دو متغیر در پیش بینی آبدهی فروردین و اردیبهشت به طور متوسط سبب افزایش 118 و 282 درصدی شاخص نش در مراحل واسنجی و صحت سنجی می شود.
    کلیدواژگان: پیش بینی آبدهی ماهانه، خلیج فارس، دریای مدیترانه، GRNN، SVD
  • بهرام بختیاری عنایت*، آرش ملکیان، علی سلاجقه صفحات 609-616
    به منظور بررسی آثار زمانی خشکسالی اقلیمی بر خشکسالی آب شناختی در منابع آب زیرزمینی، تحقیق حاضر در دشت هشتگرد انجام شد. در این تحقیق، ابتدا SPI به عنوان نمایه خشکسالی اقلیمی استانداردشده و GRI به عنوان شاخص منابع آب زیرزمینی محاسبه شد. از آزمون من کندال برای بررسی وجود روند در داده ها استفاده شد. همبستگی پیرسون بین SPI و GRI از طریق همبستگی متقابل محاسبه شد. برای بررسی دقیق همبستگی، از پایه های زمانی 0 تا 200 ماهه SPI و هم تاخیر زمانی صفر تا 150 ماهه با GRI استفاده شد. در نهایت، مشخص شد که در ارتباط زمانی بین SPI و GRI علاوه بر وابستگی به پایه زمانی شاخص خشکسالی و تاخیر زمانی بین این دو شاخص، به ارتباط درونی بین تاخیر و پایه زمانی نیز وابسته است و الگوی رفتاری هر پیزومتر منجر به گروه بندی پیزومترها در سه گروه متفاوت شد.
    کلیدواژگان: الگوی پیزومتر، GRI، SPI
  • فرید فروغی*، شهاب عراقی نژاد، قاسم عزیزی، محسن ارسلانی صفحات 617-629
    با اندازه گیری حلقه های رویشی سالیانه درختان و ساخت گاه شناسی از آن ها، امکان مطالعه و بازسازی جریان رودخانه ها در محدوده رویشگاه ها فراهم می شود. هدف از انجام این پژوهش، بازسازی جریان رودخانه با استفاده از گاه شناسی درختی، و مدلسازی و طبقه بندی خشکسالی هیدرولوژیکی در حوضه کرخه است. در این تحقیق از شاخص گاه شناسی درختی منطقه ای زاگرس مرکزی دو گونه درختی بلوط ایرانی ( Quercus brantii) و بلوط مازو (Quercus infectoria) طی دوره 1840-2010 برای بازسازی جریان رودخانه در حوضه کرخه استفاده شده است. سه ایستگاه آب سنجی در حوضه رودخانه کرخه انتخاب و دوره پرآبی آن ها تعیین شد. با توجه به همبستگی مثبت و معنادار جریان رودخانه در دوره پرآبی سه ایستگاه آب سنجی در این حوضه با شاخص گاه شناسی درختی منطقه ای، میانگین جریان رودخانه در دوره پرآبی برای این سه ایستگاه طی سال های 1840 تا 2010 بازسازی شد. مقادیر مشاهداتی جریان رودخانه و مقادیر بازسازی شده آن در دوره آماری مشترک به خوبی با هم مطابقت دارد. در ادامه، وضعیت هیدرولوژیکی در طول دوره گاه شناسی و بر اساس آن خشکسالی هیدرولوژیکی در حوضه کرخه برای سال های 1840 تا 2010 بررسی شد. شدت و تداوم خشکسالی ها، همچنین دهه های پرآب و کم آب تعیین شد. همچنین، نتایج این تحقیق با سایر محققان نیز مقایسه شد. پس از بازسازی جریان رودخانه، از مدل شبکه عصبی احتمالاتی برای طبقه بندی دوره های بسیار کم آب، کم آب، پرآب و بسیار پرآب استفاده شد. نتایج نشان داد که مدل ارائه شده با دقت زیاد قادر به تشخیص دوره های نامبرده در منطقه مورد نظر است.
    کلیدواژگان: اقلیم شناسی درختی، بازسازی جریان رودخانه، حلقه های درختی، حوضه کرخه، طبقه بندی خشکسالی
  • محبوبه کیانی هرچگانی، سیدحمیدرضا صادقی*، حسین اسدی صفحات 631-640
    جدایش پاشمانی و انتقال ذرات خاک به وسیله اثر قطره های باران در خاک سطحی شروع روند فرسایش آبی محسوب می شود. این در حالی است که به تحلیل فرایندی و اثر عوامل مختلف روی آن کمتر توجه شده است. به همین منظور پژوهش حاضر با هدف تحلیل مقایسه ای اثر شیب و شدت باران بر مولفه های فرسایش ناشی از اثر قطره های باران (RIIE) در خاک لوم رسی شنی در مقیاس آزمایشگاهی برنامه ریزی شد. برای این کار، 81 آزمایش شبیه سازی بارش در پلات های 1×6 متر در شیب های 5، 15 و 25 درصد متناسب با شرایط فعلی منطقه و در شدت های 30، 60 و 90 میلی متر بر ساعت با استفاده از منحنی شدت، مدت و فراوانی منطقه و در سه تکرار با شبیه ساز باران و در بالادست و پایین دست فنجان پاشمان مورگان و در سه موقعیت بالادست، وسط و پایین دست پلات ها صورت گرفت. طبق نتایج پژوهش حاضر، تاثیرپذیری تمامی متغیرهای مورد بررسی شامل پاشمان بالادست و پایین دست و پاشمان کل و خالص ناشی از شدت بارش و تغییرات مکانی در سطح 99 درصد معنا دار بود. تنها تاثیر تغییرات مکانی بر پاشمان خالص معنا دار نبود (13/0 ≥ P). همچنین تحلیل نتایج، بر نبود اثر معنا دار شیب بر متغیرها (11/0 ≥ P) به جز پاشمان خالص (01/0 P ≤) دلالت داشته است.
    کلیدواژگان: خاک، شبیه ساز باران، عوامل فرسایش، فرسایش بارانی، فرایند فرسایش
  • مهدی نادی، جواد بذرافشان*، کامبیز پورطهماسی، آخیم براونینگ صفحات 641-652
    یکی از روش های بازسازی متغیرهای اقلیمی، به ویژه دما، استفاده از گاه شناسی درختی (عرض حلقه های درختان) است. تاکنون تحقیقی در زمینه بازسازی درازمدت دما در اکوسیستم خزری انجام نشده است. تحقیق حاضر با استفاده از گاه شناسی درختان راش ارتفاعات نوشهر به بازسازی دما پرداخته است. برای این منظور، همبستگی حلقه های سالانه درختان با متغیرهای هواشناسی ایستگاهی و جهانی بررسی شد. تحلیل همبستگی نشان داد که کاهش دمای حداکثر در دوره رشد عامل محدودکننده رشد درختان است. بنابراین، متوسط دمای حداکثر مارس- سپتامبر ایستگاه هواشناسی نوشهر بازسازی شد. نتایج بازسازی دما نشان داد که در دو قرن گذشته، در این منطقه سال های بسیار سرد بیش از سال های بسیار گرم بوده است. همچنین، دهه اول قرن بیستم و سال های 1950-1970 گرم ترین و دهه 1830 و سال های 1930-1950 سردترین دوره ها بوده اند. به علاوه، تاثیر معنادار فاز منفی NAO در ماه های ابتدایی رشد بر افزایش دما مشخص شد. دماهای بازسازی شده در این تحقیق مشابه تحقیقات انجام شده در شرق مدیترانه، روند جهانی افزایش دما در سال های اخیر را نشان نداد.
    کلیدواژگان: بازسازی دما، حلقه های درخت، راش، نوشهر، NAO
  • مهدی محمدی قلعه نی، کیومرث ابراهیمی*، محمدحسین امید صفحات 653-662
    تاکنون سه رویکرد شامل آزمایش های ردیابی، انتگرال گیری از پروفیل سرعت و کاربرد رابطه های تجربی به عنوان روش های متداول به منظور برآورد ضریب پخش طولی در رودخانه ها و انهار به کار رفته است. در مقاله حاضر معادله جدید ضریب پخش طولی بر مبنای داده های برداشت شده از آزمایش های ردیابی با استفاده از ردیاب نمک و کاربرد دو گروه مختلف از روابط بنیادی تجربی این ضریب تعیین و ارزیابی شده است. برای این منظور طولی معادل 500 متر از کانال بتنی برای اجرای آزمایش های ردیابی، در سه طول اختلاط متفاوت برابر با 45، 75 و 100 متر، در بهمن ماه 1393 به کار برده شد. نتایج نشان می دهد که اختلاف بین میانگین، واریانس و غلظت ماکزیمم بین داده های اندازه گیری شده و برآوردشده با استفاده از بهترین رابطه تجربی موجود به ترتیب 79، 6 و 99 و در رابطه استخراجی از مقاله حاضر 66، 1- و 44 میلی گرم بر لیتر است.
    کلیدواژگان: رابطه تجربی، ردیاب، طول اختلاط، مشخصه های هیدرولیکی
  • وحید حق شناس، علیرضا وطن خواه* صفحات 663-671
    سرریز جانبی یکی از سازه های کنترل جریان است که به طور گسترده در شبکه های آبیاری و زهکشی و شبکه های فاضلاب استفاده می شود. تحقیق حاضر با 162 آزمایش روی سرریز جانبی دایره ای لبه تیز انجام شده است. با توجه به متغیربودن ارتفاع لبه سرریز و گسترش عرض فوقانی در سرریز جانبی دایره ای، این سرریز توانایی کنترل بهتر سیلاب را نسبت به سرریز جانبی مستطیلی داراست. معادله دیفرانسیل حاکم بر سرریز جانبی دایره ای حل تحلیلی ندارد و با استفاده از روش های عددی حل می شود. از آنجا که روش های عددی هزینه محاسباتی دارد، در این تحقیق از معادله سرریزهای معمولی و خطی فرض کردن پروفیل سطح آب در طول سرریز جانبی استفاده شده است. در نهایت، با انجام سه آزمایش دیگر در شرایط متفاوت از شرایط آزمایش های انجام شده مشخص شد که روش خطی فرض کردن پروفیل سطح آب نسبت به سایر روش های مورد استفاده در این تحقیق دقت بیشتری دارد.
    کلیدواژگان: جریان متغیر مکانی، سرریز جانبی، سرریز جانبی دایره ای، ضریب بده
  • اسماء مقبلی مهنی دررودی، معصومه دلبری*، نادر کوهی صفحات 673-683
    در این تحقیق، صفات تعداد شاخه در هر بوته، قطر سایه انداز، ارتفاع بوته، تعداد غنچه، وزن گلبرگ، وزن تر یک گل، درصد ماده خشک گل و وزن خشک کل گل محمدی تحت سه سطح آبیاری (100، 70، و 40 درصد مقدار تبخیر- تعرق پتانسیل) از طریق دو سامانه آبیاری قطره ای (سطحی و زیرسطحی) بررسی شد. بدین منظور، آزمایشی دوساله در قالب طرح کرت های خرد ده بر پایه بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان کرمان در ایستگاه تحقیقاتی جوپار در سال های 1391 و 1392 اجراشد. نتایج نشان داد صفات ارتفاع بوته، تعداد غنچه، وزن تر یک گل، وزن گلبرگ و درصد ماده خشک گل در دو نوع سامانه آبیاری تفاوت معناداری نداشت، اما تمامی صفات به غیر از درصد ماده خشک گل تحت رژیم های مختلف آبیاری تفاوت معناداری داشت. در مجموع، با توجه به محدودیت منابع آب در منطقه مورد مطالعه، تیمار 70 درصد تبخیر- تعرق پتانسیل مناسب تشخیص داده شد، زیرا با کاهش 30 درصدی آب آبیاری، تنها 8/5 و 15 درصد کاهش به ترتیب در تعداد غنچه و قطر سایه انداز حاصل شد که با ضریب همبستگی 99/0 موثرترین صفات بر عملکرد بود.
    کلیدواژگان: آبیاری قطره ای، صفات مورفولوژی، کم آبیاری، گل محمدی، همبستگی
  • منا گلابی*، عبدعلی ناصری صفحات 685-694
    در سال های اخیر مدل های متعددی جهت روابط آب و خاک و گیاه ارائه شده است. یکی از آن ها مدل AquaCrop است که در تحقیق حاضر به منظور پیش بینی عملکرد نیشکر و شوری پروفیل خاک تحت تنش شوری در جنوب خوزستان استفاده شده است. به منظور دستیابی به برخی ضرایب ورودی مورد نیاز ابتدا کالیبره شدن انجام شد. مدل نسبت به پوشش کانوپی اولیه در زمان تکمیل 90 درصد سبزشدن (CC0)، حداکثر کانوپی گیاهی (CCx) و شاخص برداشت (HI) کالیبره شد. این ضرایب به ترتیب 2/7 سانتی مترمربع، 90 درصد و 40 درصد به دست آمد. سپس، مدل اجرا و مقادیر شبیه سازی و اندازه گیری شده با استفاده از شاخص های آماری مقایسه شد. ضریب تعیین بین مقادیر اندازه گیری و شبیه سازی شده عملکرد 97/0، میانگین مربعات خطای نرمال شده 8 درصد، معیار کارایی نش- ساتکلیف 83/0 و ضریب باقیمانده 09/0- برآورد شد. به طورکلی، می توان گفت مدلAquaCrop توانایی مناسبی در شبیه سازی میزان عملکرد تحت تنش شوری دارد. همچنین، مقادیر شبیه سازی شده توسط مدل بیش از مقدار واقعی برآورد شده است. ضریب تعیین مدل در شبیه سازی شوری پروفیل خاک بیش از 80 درصد به دست آمد و نحوه قرارگیری داده های اندازه گیری و شبیه سازی شده نسبت به خط 1:1 بیانگر برآورد بیشتر مدل AquaCrop است.
    کلیدواژگان: تنش شوری، مدل AquaCrop، نیشکر
  • وحید رضاوردی نژاد*، رزا جنوبی، سینا بشارت، فریبرز عباسی صفحات 695-706
    مسئله اصلی روش های آبیاری سطحی بازده اندک آب آبیاری است که اغلب از ضعف مدیریت و طراحی نامناسب ناشی می شود. هدف از این مطالعه، بهبود عملکرد آبیاری نواری براساس چهار متغیر شامل دبی ورودی، زمان قطع جریان، طول و شیب نوار بود. برای این منظور هشت سری داده میدانی آبیاری نواری با سیستم انتهاباز در نظر گرفته شد. واسنجی پارامترهای نفوذ نوارها براساس روش بهینه سازی چندسطحی انجام شد. نتایج نشان داد که روش بهینه سازی چندسطحی در تخمین پارامترهای نفوذ آبیاری نواری روشی قابل قبول و با دقت مناسب است. مطابق روش بهینه سازی چندسطحی، متوسط خطای نسبی تخمین حجم رواناب 5/0 درصد و متوسط ریشه میانگین مربعات خطای تخمین زمان پیشروی و پسروی به ترتیب 1/3 و 2/3 دقیقه محاسبه شد. با استفاده از منحنی های هم راز بازده کاربرد و یکنواختی توزیع WinSRFR، عملکرد نوارها بهینه شد. براساس مدیریت متغیرهای جریان دبی ورودی و زمان قطع جریان، بازده کاربرد به طور متوسط 12 درصد (با فرض کفایت 100 درصد) برای هشت سری آزمایش نسبت به شرایط موجود افزایش پذیر است. نتایج نشان داد متغیرهای هندسی نوار (شیب و طول نوار) به همراه متغیرهای جریان، تاثیر کم بر عملکرد بهینه داشت و مطابق تمام متغیرهای جریان و هندسی نوار به عنوان متغیرهای تصمیم، بازده کاربرد به طور متوسط 35/13 درصد نسبت به شرایط موجود افزایش پذیر است.
    کلیدواژگان: روش بهینه سازی چندسطحی، مدل آبیاری سطحی، مدیریت آبیاری
  • پروین چاکانی، نادر پیرمرادیان*، محمدرضا یزدانی، مریم نوابیان صفحات 707-714
    این تحقیق به منظور دستیابی به بهترین فاصله زهکش های زیرزمینی و تداوم زهکشی در زهکشی میان فصل اراضی شالیزاری در سال 1393 در مزرعه آزمایشی موسسه تحقیقات برنج کشور در رشت با طول جغرافیایی 63/49 درجه شرقی و عرض جغرافیایی 16/37 درجه شمالی و ارتفاع 6/24 متر از سطح دریا در آرایش فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در کرت هایی به ابعاد 4×3 متر با فاکتور فاصله زهکش در سه سطح 5/7، 10 و 15 متر و فاکتور تداوم زهکشی میان فصل در دو سطح 7 و 11روز با زهکش هایی در عمق 90 سانتی متری روی برنج رقم هاشمی انجام شد. صفاتی نظیر ارتفاع بوته، تعداد پنجه، طول خوشه، تعداد دانه پر، وزن هزاردانه، ماده خشک، شاخص برداشت، عملکرد، رطوبت خاک و دبی خروجی از زهکش ها اندازه گیر ی شد. بر اساس نتایج اثر تداوم زهکشی میان فصل بر عملکرد، بیشترین عملکرد در تداوم زهکشی هفت روز با مقدار 3987 کیلوگرم در هکتار به دست آمد. همچنین، از نظر اثر فاصله زهکش ها، فاصله 15 متر بیشترین عملکرد با مقدار 3446 کیلوگرم در هکتار را داشت. تحلیل آماری اثر متقابل تداوم زهکشی میان فصل و فاصله زهکش های زیرزمینی بر عملکرد بیانگر حصول بیشترین عملکرد (4384 کیلوگرم در هکتار) در تیمار تداوم هفت روز با فاصله زهکش 15 متر بود که برای اجرا در منطقه مورد مطالعه توصیه می شود.
    کلیدواژگان: تداوم زهکشی، زهکشی اراضی شالیزاری، عملکرد و اجزای عملکرد، فاصله زهکش ها
  • فاطمه بابایی*، علیرضا واعظی، مهدی طاهری، احسان زرین آبادی، سیده فاطمه اسلامی صفحات 715-725
    گندم دیم منبع غذایی اصلی غالب کشورهای درحال توسعه است که عوامل مختلفی بر تولید آن موثر است. هدف از این پژوهش ارائه مدلی است که عملکرد دانه گندم دیم را بر اساس ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک برآورد کند. بدین منظور، مقادیر عملکرد دانه گندم دیم و ویژگی های فیزیکی و شیمیایی در سه تکرار به طور جداگانه در یک سال زراعی ،1393، در 53 مزرعه گندم دیم، در سطح استان زنجان اندازه گیری شد. با به کارگیری روش رگرسیون حداقل مربعات جزئی، مدلی برای بیان رابطه عملکرد دانه گندم دیم و ویژگی های خاک ارائه شد (40n= و 6/0R2=). سیلت و کربنات کلسیم معادل، موثرترین عوامل بر عملکرد گندم دیم و ضرایب استانداردشده آن ها در مدل برآوردکننده به ترتیب 23/0 و 24/0- بود. نتایج پژوهش حاضر نشان داد که برخی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک شامل میزان سیلت، کربنات کلسیم معادل و پتاسیم به ترتیب اولویت تاثیر بیشتری بر عملکرد دانه گندم دیم دارد.
    کلیدواژگان: اعتبارسنجی ضربدری، تجزیه مولفه اصلی، رگرسیون حداقل مربعات جزئی
  • ایمان جوادزرین، بابک متشرع زاده* صفحات 727-737
    هدف از انجام این تحقیق مقایسه کارایی مدل های رگرسیون چند متغیره و شبکه عصبی مصنوعی (ANN) جهت پیش بینی مقدار فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان سوپراکسید دیسموتاز (SOD)، کاتالاز (CAT)، آسکوربات پراکسیداز (APX) و پراکسیداز (POX) در شاخساره گندم (Triticumaestivum) رقم الوند در خاک آلوده به کادمیم بود. تیمارهای آزمایش شامل چهار سطح کادمیم (صفر (شاهد)، 25، 50 و 100 میلی گرم کادمیم در کیلوگرم خاک) بود. پس از گذشت 30 روز (هم زمان با مرحله به ساقه رفتن) اقدام به برداشت نمونه ها و اندازه گیری ده پارامتر مختلف شامل وزن تر و خشک، غلظت کلروفیل های a و b، غلظت عناصر کادمیم، مس، آهن، منگنز، روی و پتاسیم شد. همچنین، مقدار فعالیت آنزیم های SOD، CAT، APX و POX اندازه گیری شد. در مرحله بعد ضرایب همبستگی بین پارامترهای ده گانه و مقدار فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان تعیین شد. نتایج حاصل از مدل های بهینه شده رگرسیون چند متغیره و شبکه عصبی مصنوعی نشان داد که کارایی مدل شبکه عصبی مصنوعی در پیش بینی مقدار فعالیت آنزیم های SOD و POX بیش از مدل رگرسیون چند متغیره بود. ضرایب همبستگی (r2) بین مقادیر اندازه گیری شده و پیش بینی شده فعالیت آنزیم SOD برای مدل های رگرسیون چند متغیره و شبکه عصبی مصنوعی به ترتیب 76/0 و 87/0 بود. ضرایب همبستگی آنزیم POX برای مدل های رگرسیون چند متغیره و شبکه عصبی مصنوعی به ترتیب 96/0 و 98/0 بود. ضرایب همبستگی بین مقادیر اندازه گیری شده و پیش بینی شده فعالیت آنزیم CAT برای مدل های رگرسیون چند متغیره و شبکه عصبی مصنوعی به ترتیب 97/0 و 98/0 بود. در رابطه با آنزیم APX این ضرایب برای مدل های رگرسیون چند متغیره و شبکه عصبی به ترتیب 97/0 و 99/0 بود. با توجه به نتایج این تحقیق می توان گفت کارایی مدل شبکه عصبی مصنوعی در پیش بینی مقدار فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان در شاخساره رقم الوند تحت سمیت کادمیم به طور کلی بیش از مدل رگرسیون چند متغیره بود.
    کلیدواژگان: آلودگی خاک، فلزات سنگین، مدل سازی
  • حسن توفیقی، مصطفی شیرمردی * صفحات 739-748
    در این بررسی آثار کربنات کلسیم و pH بر سینتیک تثبیت فسفر در چهار خاک غیرآهکی تیمار شده با سطوح متفاوت کربنات کلسیم خالص، همچنین، در شش خاک تنظیم شده با pH 5 تا 9 مطالعه شد. خاک ها قبل از آزمایش با K2HPO4 به میزان mgP/kg45 تیمار شد. سپس، در اینکوبیتور به مدت صد روز در دمای C○25 نگهداری شد. در زمان های مشخص از خاک ها نمونه گیری و غلظت فسفر در آن ها به روش Olsen اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که واکنش فسفر با خاک ها دو فازی و متشکل از دسته ای از واکنش های سریع و دسته ای از واکنش های کند است. سرعت کاهش فسفر قابل استفاده (Olsen-P) در طول روز اول خیلی سریع، سپس تا پنجاه روز به تدریج کاهش یافت. بعد از آن در بسیاری از خاک ها به سمت صفر میل کرد. به علاوه، با افزایش درصد کربنات کلسیم در خاک ها، میانگین بازیابی فسفر به طور معناداری (در سطح 5 درصد) افزایش یافت. اما این اثر در همه خاک ها یکسان نبود، به طوری که در یک خاک افزایش درصد کربنات کلسیم تا 35 درصد هیچ تاثیری بر بازیابی فسفر نداشت. اثر pH بر قابلیت استفاده فسفر از روند معینی پیروی نکرد. در بعضی خاک ها افزایش pH از 2/5 به 8/8 اثر معناداری بر قابلیت استفاده فسفر نداشت، در حالی که در خاک های دیگر میزان Olsen-P در pHهای بالا به طور معناداری کمتر یا به عکس، بیشر از pH پایین بود. این آثار متفاوت pH در خاک ها را می توان به این صورت توضیح داد که تغییر pH در خاک باعث تغییر هم زمان چند عامل مرتبط با قابلیت استفاده از فسفر شامل حلالیت کانی های فسفر، ویژگی های باری سطوح جامد خاک، گونه گونه شدن فسفر محلول و تغییر نسبت غلظت یا فعالیت این گونه های فسفر و سرعت معدنی شدن فسفر آلی در خاک می شود. اثر خالص این تغییرات با تغییر pH در خاک های مختلف متفاوت است.
    کلیدواژگان: اولسن، بازیابی، فسفر قابل استفاده، کربنات کلسیم معادل
  • کیوان ولی زاده راد، بابک متشرع زاده*، حسینعلی علیخانی، مهدی خزایی صفحات 749-758
    استخراج و پالایش سوخت های فسیلی، سبب آلودگی منابع خاک و از دسترس خارج شدن قسمت عظیمی از اراضی شده است. این تحقیق با هدف بررسی تاثیر سطوح مختلف ماده آلی و باکتری های تجزیه کننده هیدروکربن ها بر میزان عناصر غذایی نهال سپستان صورت پذیرفت. تیمارها شامل نفت خام (0، 3 و 6 درصد وزنی)، کمپوست زباله شهری (0، 5 و 10 درصد حجمی) و باکتری (بدون باکتری و دارای باکتری psu141 و psu27ps) بود. نتایج نشان داد که بیشترین غلظت عناصر غذایی نیتروژن در شاخساره، فسفر، پتاسیم، منگنز، آهن و روی در شاخساره و ریشه به ترتیب 69/3، 22/0، 15/0، 82/1، 52/1 درصد و 91/94، 66/123، 15/110، 01/1068، 44/32 و 67/79 میلی گرم بر کیلوگرم، در سطح 10 درصد کمپوست و در حضور باکتری بود. بر اساس نتایج این پژوهش، حضور عوامل زیستی سبب افزایش جذب عناصر غذایی و بهبود وضعیت تغذیه ای گیاه سپستان در شرایط تنش آلودگی نفتی شد.
    کلیدواژگان: آلودگی خاک، پالایش، عوامل زیستی، محرک رشد
  • آزاده صفادوست صفحات 759-767
    چرخه های تر و خشک شدن از فرایندهای مهم محیطی است که معمولا از سازوکارهای تغییر سیستم منافذ خاک به شمار می روند. همچنین، رس و ماده آلی از ویژگی های ذاتی خاک است که در خصوصیات ساختمان خاک اهمیت دارد. هدف از این پژوهش بررسی رابطه بین تعداد چرخه های تر و خشک شدن، میزان رس و مواد آلی خاک با پایداری ساختمان، توزیع اندازه ذرات و سیستم منافذ خاک بود. برخی ویژگی های فیزیکی نمونه های خاک پس از یک، سه و پنج چرخه تر و خشک شدن تعیین شد. سپس، با پایداری خاکدانه های خاک اولیه (خاک بدون تر و خشک شدن) مقایسه شد. نتایج نشان داد که بهبود و توسعه خاکدانه سازی و پایداری ساختمان خاک برای خاک های رسی به ویژه خاک رسی که ماده آلی بیشتری داشت، بیشتر بود. یک و سه چرخه تر و خشک شدن تنها در دو نمونه خاک رسی سبب افزایش بیشتر خاکدانه سازی نسبت به نمونه های خاک دارای رس کمتر شد؛ ولی با افزایش تعداد چرخه های تر و خشک شدن (پنج چرخه)، پایداری خاکدانه ها کاهش یافت. یافته های این پژوهش نشان داد که تشکیل خاکدانه های بزرگ غالبا به ویژگی های بافت خاک بستگی دارد تا به میزان ماده آلی خاک؛ و اثر مواد آلی خاک هنگامی که با میزان بالای رس خاک همراه باشد، موثر است. همچنین، تراکم ایجادشده در حین نمونه برداری طی چرخه های تر و خشک شدن تعدیل می شود و تناوب این چرخه ها سازوکار مهمی در بهبود ساختمان خاک است.
    کلیدواژگان: تراکم، خاکدانه سازی، نمونه برداری، ویژگی های ذاتی
  • سیده نساء سیدالعلما، حسین اسدی *، محسن زواره صفحات 769-780
    در تحقیق حاضر که در بخشی از اراضی دیم کاری در جنوب استان گیلان صورت گرفت، تاثیر فرسایش ناشی از شخم بر جابه جایی و توان تولید خاک بررسی شد. به این منظور هجده نقطه نمونه برداری در موقعیت های مختلف زمین بر مبنای همجواری با مرز زمینی ایجادشده در هفت قطعه زمین مجاور هم در نظر گرفته شد. ویژگی های حاصلخیزی خاک در عمق 0 تا 30 سانتی متری، همچنین اجزای عملکرد گندم در هر نقطه نمونه برداری تعیین شد. آنالیز داده ها با تجزیه خوشه ایبه روش ward، خاک را با توجه به مقدار نیتروژن، فسفر، پتاسیم و کربن آلی و توان تولید را بر مبنای ویژگی های تعداد سنبله، وزن هزاردانه، تعداد دانه در سنبله و عملکرد دانه در سه گروه تقسیم کرد. بین مناطق گروه بندی شده از نظر حاصلخیزی با گروه های عملکرد ارتباط معناداری وجود نداشت که به نظر می رسد به دلیل تفاوت در مدیریت زراعی زمین های مجاور مورد بررسی باشد. نتایج نشان داد اختلاف ارتفاع ایجادشده بین قطعات در جهت شیب بین 1 تا 2/3 متر و در جهت جانبی بین 1 تا 3/1 متر است. همچنین، حجم خاک جابه جاشده در این دو جهت به ترتیب بین 8 تا 36 و 5 تا 22 تن در هکتار در سال برآورد شد.
    کلیدواژگان: پشته خاکی، جابه جایی خاک، شخم طولانی مدت، فرسایش مکانیکی
  • مرضیه پیری، ابراهیم سپهر* صفحات 781-790
    روی یکی از عناصر ریزمغذی ضروری برای گیاهان، حیوانات و انسان هاست. قابلیت دسترسی روی برای ریشه گیاه، از طریق واکنش های جذب کنترل می شود. برای بررسی تاثیر اسید سیتریک بر رفتار جذب روی، آزمایشی به صورت بچ (Batch) روی دو نوع خاک (S1 و S2) با درصدهای رس و کربنات کلسیم مختلف با سه سطح اسید سیتریک (0، 5/0، 1 میلی مولار) و 12 سری غلظتی روی (0 تا450 میلی گرم بر لیتر) در محلول زمینه 05/0 مولار NaCl انجام شد. داده های جذب با مدل های لانگمویر (95/0-76/0=R2)، فروندلیچ (95/0-83/0=R2)، تمکین (92/0-62/0=R2)، دوبینین- رادشکویچ (92/0–44/0=R2) و ایلوویچ (90/0–54/0=R2) برازش داده شد. نتایج نشان داد پارامترهای جذب شامل حداکثر جذب تک لایه ای لانگمویر (qmax)، انرژی جذب لانگمویر (KL) و فاکتورهای ظرفیت و شدت جذب فروندلیچ (Kf و n)، ضرایب تمکین (A، KT) و حداکثر ظرفیت جذب دوبینین- رادشکویچ (qm) با افزودن اسید سیتریک کاهش یافت. مقادیر پارامترهای جذب در خاک S1 (با مقادیر رس و کربنات کلسیم پایین) کمتر از خاک S2 (با مقادیر رس و کربنات کلسیم بالا) به دست آمد. متوسط انرژی جذب محاسبه شده از طریق معادله دوبینین- رادشکویچ و پارامتر انرژی آزاد گیبس (Gr∆) نشان دهنده سازوکار جذب فیزیکی و خودبه خودی روی است. می توان نتیجه گرفت اسید سیتریک احتمالا با تشکیل کمپلکس های محلول با روی موجب کاهش جذب توسط ذرات خاک و افزایش روی محلول خاک می شود. بنابراین، اصلاح گیاهان برای ترشح بیشتر اسید سیتریک در افزایش جذب روی در گیاهان موثر است.
    کلیدواژگان: اسید آلی با وزن مولکولی کم، اسید سیتریک، جذب، روی
  • حمایت عسگری لجایر، غلامرضا ثواقبی فیروزآبادی، بابک متشرع زاده*، جواد هادیان صفحات 791-799
    روی و مس از عناصر غذایی ضروری کم مصرف گیاه و در غلظت های زیاد، عاملی تنش زا برای گیاهان و محدودکننده رشد و جذب سایر عناصر غذایی به شمار می روند. هدف این پژوهش، بررسی جذب عناصر کم مصرف (مس، روی، آهن و منگنز) و پرمصرف (فسفر و پتاسیم) در گیاه دارویی بالنگوی شهری در خاک دچار کمبود، کفایت و بیش بود عناصر مس و روی است. تیمارها شامل سه سطح مس (صفر، 5 و 25 میلی گرم مس در کیلوگرم از منبع سولفات مس) و سه سطح روی (صفر، 10 و 50 میلی گرم روی در کیلوگرم خاک از منبع سولفات روی) به همراه ترکیبی از تمام سطوح فوق (در مجموع 9 تیمار) بود. نتایج نشان داد که تمام تیمارهای اعمال شده موجب اثر مثبت بر جذب مس و روی ریشه شد؛ اما در اندام هوایی، مس و روی در غلظت های پایین (به ترتیب 5 و 10 میلی گرم بر کیلوگرم خاک) و بالا (به ترتیب 25 و 50 میلی گرم بر کیلوگرم خاک) به ترتیب اثر مثبت و منفی بر جذب همدیگر داشتند. اثر منفی سطوح بالای روی بر جذب مس اندام هوایی بیش از سطوح بالای مس بر جذب روی اندام هوایی بود. میزان جذب پتاسیم ریشه و اندام هوایی نیز به غیر از سطوح بالای مس و تیمارهای ترکیبی روی با سطوح بالای مس افزایش داشت. این نتایج هشداری سودمند در استفاده کنترل شده از مس و روی در کشت وکار گیاه دارویی بالنگوی شهری است.
    کلیدواژگان: بالنگوی شهری، تنش، جذب، گیاه دارویی
  • ارژنگ فتحی گردلیدانی، حسین میر سیدحسینی*، محسن فرحبخش صفحات 801-812
    کمبود فسفر یکی از مشکلات اصلی کشاورزی در خاک های آهکی است. به منظور بررسی اثر کمپوست قارچ مصرفی (SMC) و بیوچار باگاس نیشکر (B) بر فعالیت آنزیم فسفاتاز قلیایی و فراهمی فسفر در سه خاک لوم، لوم رسی و لوم شنی مطالعه انکوبه کردن انجام گرفت. تیمارها شامل سطوح بیوچار B1 و B2 (15و30 تن در هکتار)، سطوح کمپوست SMC1، SMC2 (20و40 تن در هکتار) و شاهد (C) بود. بعد از اعمال تیمارها در زمان های 14 (T1)، 60 (T2) و 120 (T3) روز فسفر قابل جذب و pH و در زمان T3 فعالیت فسفاتاز قلیایی اندازه گیری شد. نتایج نشان داد SMC در هرسه خاک سبب افزایش فعالیت فسفاتاز در خاک می شود، ولی بیوچار در خاک لوم شنی بی تاثیر بود. میانگین فعالیت فسفاتاز تیمار شاهد در سه بافت لوم شنی، لوم و لوم رسی به ترتیب 2090، 2931 و 2888 μg PNP.g-1Soil. h-1بود که برای تیمار SMC2 به ترتیب به 3034، 3709 و 3533 μg PNP.g-1Soil. h-1افزایش پیدا کرد. همچنین، هر دو سطح SMC سبب افزایش فراهمی فسفر شد، در حالی که مصرف بیوچار اثر کمتری داشت. SMC2 بهترین اثر را در افزایش فراهمی فسفر داشت، به طوری که میانگین فسفر قابل جذب در سه بافت لوم شنی، لوم و لوم رسی به ترتیب از 4/19، 8/8 و 9/3 mg.Kg-1در تیمار شاهد به 37، 28 و 22 mg.Kg-1در تیمار SMC2 افزایش یافت. کمپوست قارچ pH خاک ها را کاهش و بیوچار را افزایش داد. نتایج نشان داد که کاربرد SMC در خاک های آهکی مورد آزمایش، سبب افزایش فراهمی فسفر و بهبود سایر خصوصیات از جمله pH شده است.
    کلیدواژگان: بیوچار، فراهمی فسفر، فسفاتاز قلیایی، کمپوست قارچ
|
  • Fereshteh Modaresi *, Shahab Araghinejad, Kumars Ebrahimi Pages 597-607
    In the current paper, the combined effect of seasonal fluctuations of Persian Gulf and Mediterranean Sea Surface Temperature (SST) on the forecast of monthly streamflow of Karkheh River has been investigated. For this purpose, Singular Value Decomposition method (SVD) has been used to determine the effective nodes of the seas on the climate of the region and to produce correlated series of sea surface temperature and streamflow. Moreover, Generalized Regression Neural Network method (GRNN) based on cross-validation technique has been applied in order to determine the best predictors from several combinations of predictors for each month. Results for the forecast the inflow to Garsha dam show that the Mediterranean sea SST in autumn affects the streamflow from February to April, and summer and autumn SSTs of Persian Gulf affect the streamflow in April and May such that applying these two indices for streamflow forecast in April and May results in an average increase of 118% and 282% in Nash-Sutcliff index during calibration and validation phases, respectively.
    Keywords: Monthly streamflow forecasting, SVD, Persian Gulf, Mediterranean Sea, GRNN
  • Bahram Bakhtiare Enayat *, Arash Malekian, Ali Salajegheh Pages 609-616
    The aim of this research, study of effects climatic drought on hydrological drought in Hashtgerd plain. In this study, the SPI (standardized precipitation index) for climatic drought and GRI for hydrological drought was calculated. The Mann-Kendall trend test were used to assess data (rainfall and water level). Pearson correlation calculated through the cross-correlation between SPI and GRI. For detailed study of the correlation, the SPI time scales were calculated from 0 to 200 months and the lag time from 0 to 150. The results showed high correlation relate to interaction between the SPI and the lag time with the GRI. Also, the behavior patterns of piezometers caused three groups of time actions in study area.
    Keywords: Key word: SPI, GRI, piezometer pattern
  • Farid Foroughi *, Shahab Araghinejad, Ghasem Azizi, Mohsen Arsalani Pages 617-629
    By measuring the annual growth of tree ring and make their chronology, the possibility of study and reconstructions of streamflow in the habitats areas is provided. The aim of this research is to reconstruct streamflow using dendrochronology, and modeling and classification of hydrological drought in Karkheh basin. In this research the chronology index of two tree species, Quercus brantii, and Quercus infectoria, in the central Zagros region during the period 1840-2010 were used to reconstruct streamflow in Karkheh basin. Three gage stations in Karkheh basin were selected, and their high flow periods were determined. Correlations between streamflow in high flow period and regional chronology index for gage stations were positive and significant at 1% confidence level, and with regard to this fact, the average streamflow in high flow period of these three gage stations from the year 1840 to 2010 were reconstructed. The values of observed and reconstructed streamflow in common statistical period are properly consistent with each other. In the following, hydrological conditions during chronology period were studied and accordingly, hydrological drought was analyzed in the Karkheh Basin for years 1840 to 2010. Severity and duration of the droughts as well as low flow and high flow decades were determined. In addition, the results were compared with other researchers as well. After reconstructing streamflow a probabilistic neural network model were utilized in order to classify the periods of very low flow, low flow, high flow, and very high flow. The results showed that provided model is able to recognize the mentioned periods with a high accuracy in the region.
    Keywords: Streamflow reconstruction, dendroclimatology, tree ring, drought classification, Karkheh basin
  • Mahboobeh Kiani Harchegani, Seyed Hamidreza Sadeghi *, Hossein Asadi Pages 631-640
    Splash detachment and transport of soil particles by raindrops impact on the soil surface are the initiating mechanisms of water erosion. However, mechanistical analysis of different effective factors has been less taken into account. The present study has been therefore formulated for comparative analysis of effective intensities and slopes on Raindrop Impact Induced Erosion (RIIE) components in laboratory scale for a sandy clay loam soil. Towards this attempt, a total of 81 rainfall simulation experiments were conducted in a set of 1 × 6 m plot with varying slopes of 5, 15 and 25% using current situation in the region and in three replications and simulated rainfall intensities of 30, 60, and 90 mm h-1 using region IDF. The experiments were adopted using rainfall simulation system and upward and downward Morgan’s splash cups situated at upper, middle and lower part of the plot. Results indicated that all study variables viz. total and net splash and upward and downward splash were significantly (p ≤ 0.01) influenced by rainfall intensity and cups locality but net splash was not statistically influenced (p ≥ 0.13) by spatial variation of cups. In addition, the results showed that slope did not affect any study variables (p ≥ 0.11) except the net splash (p ≤ 0.01).
    Keywords: Erosion factors, Rainfall erosion, Rainfall simulator, Soil erosion process, Water erosion
  • Mehdi Nadi, Javad Bazrafshan *, Kambiz Pourtahmasi, Achim Br, Auml, Uning Pages 641-652
    One way to reconstruction of climatic variables, especially temperature, is dendroclimatogy or the use of trre-ring width chronology. There is no tree-ring based reconstruction of long term temperature in Caspian Ecosystem. In this research, temperature was reconstructed using Fagus Orientalis tree-ring chronology collected from high elevated regions of Koliak (Nowshahr). To this target, a correlation between annual tree ring width with meteorological variables in local and global scales was considered. Correlation analysis showed that the reduction of maximum temperature is a limiting factor of tree growth, particularly in the period March-September. So, the average of March-September maximum temperature based on data measured at Nowshahr’s station was reconstructed. The results of temperature reconstruction showed that this region has experienced very cold years more than very warm ones in two past centuries. Also 1900th, 1950-1970 and 1830th, 1930-1950 were the warmest and coldest periods, respectively. Besides, the significant effect of negative NAO on temperature rising in the early months of growth period was revealed. Reconstructed temperatures of this research like the results of other researchers in Eastern Mediterranean didn’t show the warming trend in recent years.
    Keywords: Fagus Orientalis, Reconstruction of temperature, Tree rings, NAO, Noshahr
  • Mehdi Mohammadi Ghaleni, Kumars Ebrahimi *, Mohammad Hosein Omid Pages 653-662
    Longitudinal dispersion coefficient is normally affected by many hydraulic parameters. So far three approaches namely, integral method, dye tracing filed measurements and empirical formulae have been widely used to estimate the above mentioned coefficient, in rivers and streams. In this paper a new equation of the longitudinal dispersion coefficient is determined and evaluated using an environmentally safe tracer and the basic empirical equations. To achieve this aim, a length of 500 meters of a mankind concrete canal was chosen, to carry out the tracer tests. A set of experiments was conducted in three different mixing lengths, including 45, 75 and 100 meters in Feb. 2015. The results show that differences of average, variance and maximum concentration between measured and estimated data using the past equation are equal to 79, 6, and 99 mg/lit and using the equation in present study equal to 66, -1 and 44 mg/lit, respectively.
    Keywords: Empirical Equation, Hydraulic Parameters, Mixing Length, Tracer
  • Vahid Haghshenas, Alireza Vatankhah* Pages 663-671
    Side weir is a flow control structure that used extensively in irrigation and drainage networks and sewer networks. In this research, a study with 162 experiments has been done on sharp-crested circular side weir. Since the height of this side weir varies along its length, this feature enables it to control flood better than rectangular side weir in different flood conditions. The governing differential equation of circular side weir has no analytical solution, and thus it is necessary to use numerical methods to solve it. Since numerical methods have computation cost, normal weir equation and linear assumption of water surface profile are used to solve the problem. Lastly, by doing three other experiments under completely different conditions, it was found that the method of considering linear water surface profile has less error in comparison with other methods used in this research.
    Keywords: side weir, discharge coefficient, circular side weir, spatially varied flow
  • Asma Moghbeli Mehni Dareroodi, Masoomeh Delbari *, Nader Koohi Pages 673-683
    In this study some vegetative and reproductive characteristics of Rosa damascene under three levels of irrigation water amounts (100, 70 and 40 % potential evapotranspiration) though surface and subsurface drip irrigation systems has been investigated. The investigated morphological characteristics were included the number of branches per plant, shading diameter, plant height, number of blooms, petals weight, fresh weight of one flower, percentage of dry matter of flower and total dry weight. The experiment was performed as a split plots design based on the randomized complete blocks with three replications at Research Center for Agriculture and Natural Resources of Kerman province (Research Station Joopar) during 2012 and 2013. Results showed that the plant height, number of blooms, fresh weight of one flower, petals weight and percentage of dry matter of flower were not significantly different for the two types of irrigation systems but all plant traits except percentage of dry matter of flower were significantly different under different irrigation management regims. Due to water resources limitation in the study area, the 70% potential evapotranspiration treatment was recognized as the best treatment because having 30% decrease in irrigation water amount, there were only 5.8% and 15% decrease in the number of blooms and the shading diameter, the most effective traits on yield (correlation coefficient = 0.99), respectively.
    Keywords: Rosa damascene, Drip irrigation, Deficit irrigation, Morphological characteristics, Correlation
  • Mona Golabi *, Abdali Naseri Pages 685-694
    In recent years, several models have been presented for water, soil and plant relationships that one of them is AquaCrop model, which in this study were used to predict sugarcane yield and soil salinity profiles under salinity stress in the southern Khuzestan. In order to achieve the required number of input factors, model was calibrated and the amount of soil surface covered by an individual seedling at 90% emergence, maximum canopy cover and harvest index were determined. These coefficients were determined 7.2 (cm2), 90% and 40% respectively. Then the model was performed and simulated and measured values were compared using statistical indicators. The coefficient of determination between measured and simulated yield data was achieved 0.97, the normal root mean square error 8%, Nash-Sutcliffe efficiency 0.83 and coefficient of residual mass -0.09. The results showed that the model has acceptable performance to estimated sugarcane yield and the model in condition of current study was over estimated. Also, coefficient of determination of soil salinity was more than 80% and the model estimated the amount of soil salinity more than measurement.
    Keywords: Salinity stress, Aquacrop model, Sugarcane
  • Vahid Rezaverdinejad *, Roza Jonoobi, Sina Besharat, Fariborz Abbasi Pages 695-706
    The low irrigation application efficiency is the major problem of surface irrigation systems due to weak management and poor design. The purpose of this study was improvement of border irrigation performance based on four variables including inflow rate, cut off time, slope and border length. For this purpose 8 series of the field experimental borders were considered with open-end downstream condition. Calibration of infiltration parameters of borders were conducted based on multilevel optimization method. The results indicated that the multilevel optimization method for prediction of infiltration parameters in border irrigation was an acceptable method. According the multilevel optimization method, the mean relative error for the volume of run-off prediction was determined to be 0.5% and the average of root mean square error for advance and recession times predicting about 3.1 and 3.2 minutes, respectively. The performance of borders was optimized using application efficiency and distribution uniformity performance contours of the WinSRFR. Based on flow variables (inflow rate and cut off time), the average of application efficiency could be increase about 12 % (with adequacy equal to 100%) for 8 series of the field experiments compared with current evaluation. Results indicated with considering geometric variables (slope and border length) more over the flow variables as decision variables, affected on optimal irrigation performance partially and in terms of all flow and geometric variables, the average of application efficiency could be increased about 13.35 % compared with current evaluation.
    Keywords: Multilevel Optimization Method, Surface Irrigation Model, Irrigation Management
  • Parvin Chakani, Nader Pirmoradian *, Mohammad Reza Yazdani, Maryam Navabian Pages 707-714
    This study was conducted to determine the best drainage distance and duration in mid-season drainage of paddy fields in 2014. The experimental field was located in Rice Research Institute of Iran in Rasht, Giulan province, with 49.63˚ E and 37.16 ˚ N and altitude of 24.6 m above sea level. The experiment was carried out on Hashemi cultivar in the plots of 3×4m as a completely randomized design in three replication with factors of drain distance in three levels of 7.5, 10 and 15 m and depth of 90 cm and drainage duration in two levels of 7 and 11 days. The characteristics such as plant height, number of tiller, panicle length, filled grains, 1000-grain weight, dry matter, harvest index, yield, soil moisture and discharge of drains were measured. As a result, the effect of mid-season drainage duration on yield showed that the maximum yield was gained in 7-day drainage duration with amount of 3987 kg ha-1. Also, based on the effects of drains distance on yield, the distance of 15m obtained the maximum yield with amount of 3446 kg ha-1. Statistical analysis of drainage distance and mid-season drainage duration interaction on yield represented that the maximum yield (4384 kg ha-1) was gained in treatment of 7-day mid-season drainage duration and drains distance of 15m that is recommended for study area.
    Keywords: Paddy fields drainage, Drainage duration, Drains distance, Yield, yield components
  • Fatemeh Babaei *, Ali Reza Vaezi, Mehdi Teheri, Ehsan Zarrinabadi, Fatemeh Eslami Pages 715-725
    Rainfed wheat is a food resource for developing countries that various factors may contribute in its production. The aim of the present study was developing a model that estimate rainfed wheat grain yield based on physico-chemical properties of the soil. Therefore, wheat grain yield was measured at 53 rainfed wheat fields over Zanjan province in agronomical year 2014. Also, 18 soil physico-chemical properties were measured in triplicates in the fields. Using partial least square regression, a model was developed to explain the relationship between rainfed wheat grain yield and soil properties (n=40, R2= 0.6). The highest and lowest standardized coefficients of the model belonged to silt and calcium carbonate percentages which were equal to 0.23 and -0.24, respectively. The results of the present research revealed that some soil physico-chemical properties, in order of priority, including silt, calcium carbonate and potassium has more effects on rainfed wheat grain yield.
    Keywords: Cross validation, Principal component analysis, Partial least square regression
  • Iman Javadzarrin, Babak Motesharezadeh* Pages 727-737
    The aim of this study was to compare the performance of multiple regression and neural network models to predict the activity of antioxidant enzymes superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), ascorbate peroxidase (APX) and peroxidase (POX) in shoots of wheat (Triticum aestivum), Alvand cultivar in a soil contaminated with cadmium. The treatments consisted of four levels of cadmium (0 (as control), 25, 50 and 100 mg cadmium kg-1 soil), respectively. After 30 days (almost simultaneously with stage of the plant's stem elongation) plant samples were harvested. The following ten different parameters measured included wet and dry weight, chlorophyll a and b, Concentrations of cadmium, copper, iron, manganese, zinc and potassium, respectively. The amount of enzyme activity of SOD, CAT, APX and POX were measured. As next stage, the correlation coefficients between ten parameters and the activity of antioxidant enzymes were determined. The results of multiple regression and neural network models optimized showed that the efficiency of artificial neural network in predicting the activity of SOD and POX enzymes was more of than multiple regression models. Coefficient of multiple determinations (r2) between measured and predicted values of SOD activity for multiple regression and neural network models was 0.76 and was 0.87 respectively. Coefficient of multiple determinations (r2) of POX activity for multiple regression and neural network models was 0.96 and was 0.98 respectively. Coefficient of multiple determinations (r2) between measured and predicted values of CAT activity for multiple regression and neural network models was 0.97 and was 0.98 respectively. In regarding the APX enzyme, coefficients for multiple regression and neural network models was 0.97 and 0.99 respectively. According to the results of this research, generally efficiency of artificial neural network model in predicting the activity of antioxidant enzymes of wheat shoots, under toxicity of Cd was more than the multivariate regression model.
    Keywords: Modeling, Heavy metals, Soil Pollution, Modeling
  • Hasan Towfighi, Mostafa Shirmardi* Pages 739-748
    Effects of calcium carbonate and pH on the kinetics of P fixation were studied on four non-calcareous soils which had been treated with different levels of pure CaCO3, and also on six soils which were adjusted for pH in the range of 5 to 9. Soils were also treated with K2HPO4 at rate of 45 mg P/kg before they were incubated for a period of 100 days at 25○c. Olsen-P was measured at certain intervals time. It was indicated that the reaction of P with soil was biphasic, composed of a set of fast reactions and a set of slow reaction. The rate of reduction in available P (Olsen-P) was very fast during the first day, then it diminished gradually up to 50 days, and thereafter approached to zero in most of the soils. In addition, an increased in the amount of CaCO3 in soils resulted in a significant (5% level) increase in the mean P recovery of the soils, however, the effect was not the same in all soils, and in one of the soils an increase in the amount of CaCO3 up to 35%, had no effect on P recovery. The effect of pH on P availability was not the same in different soils. In some soils an increase in the pH from 5.2 to 8.8 had no significant effect on P availability, while in others, the amount of Olsen-P was higher or lower at higher pH values. The different effects of pH on P availability was explained by the variable effects of a change in pH on the available-P related parameters such as solubility of P minerals, change characteristics of the soil surface, speciation of soluble P and change in concentration or activity of P species and the rate of organic P mineralization.
    Keywords: Available phosphorus, Calcium carbonate Equivalent, Olsen, Recovery
  • Keyvan Valizadeh Rad, Babak Motesharezadeh *, Hossein Ali Alikhani, Mahdi Khazaei Pages 749-758
    Extraction and refinement of fossil fuels have led to contaminate of soil resources and also caused to make a considerable part of lands out of reach. This study aimed to evaluate the effect of different levels of organic matter and hydrocarbon decomposing bacteria on nutrient uptake of Cordia myxa seedlings. Treatments included crude oil (0, 3 and 6 w/w) municipal solid waste compost (0, 5 and 10% v/v) and bacteria (with and without bacteria of psu141 and psu27ps). The results showed that the highest concentrations of nitrogen in shoot, phosphorus, potassium, manganese, iron and zinc in shoot and root were found in compost 10%, with 3.69%, 0.22%, 0.15%, 1.82%, 1.52% and 94.91, 123.66, 110.15, 1086.01, 32.44, and 79.67 mg/kg, respectively, and the concentrations of these elements in the presence of bacteria were significantly higher than the control. In general, the presence of biological factors caused an increase in the absorption of nutrients and improvement of the nutritional status of plants under oil pollution stress conditions.
    Keywords: biological factors, Growth promoting, Remediation, Soil contamination
  • Azadeh Safadoust Pages 759-767
    Wetting and drying cycles are important environmental processes that often act as a mechanism of soil pore system changes. Also, clay content and organic matter are the soil intrinsic properties which involved in soil structure properties. The aim of this study was to investigate the relations of number of wetting and drying cycles, clay content and soil organic matter with structure stability, particles size distribution and pore system. Some soil physical properties were determined after one (T1), three (T3) and five (T5) wetting and drying cycles and were compared to the aggregate stabilities of initial untreated soils (soil without wetting and drying cycles). The Results showed that the improvement in aggregation most pronounced for the clayey soils especially with high amount of organic matter. After one and three wetting and drying cycles, only two clayey soils more aggregated than soils with less clay; but further wetting and drying cycles (5 cycles) resulted in decreasing of stability of aggregates. Our finding indicated that the macroaggregation depended mostly on soil texture attributes rather than organic matter content; and the former were more effective in aggregating when combined with high amount of clay. Also the compaction caused by sampling can be repaired by wetting and drying cycles and the alternation of these cycles is an important mechanism for soil structure improvement.
    Keywords: Aggregation, compaction, sampling, Intrinsic properties
  • Seyedeh Nesa Seyed Olama, Hossein Asadi *, Mohsen Zavareh Pages 769-780
    This research conducted in a part of the dry farming lands in the southern Guilan aimed to examine the impact of tillage erosion on the soil displacement and productivity. In order to achieve the research aims, 18 sampling points were considered in different locations of the landscape in seven adjacent fields, based on the adjacency to the filed ridges (borders). The soil fertility characteristics at 0-30 cm depth and wheat yield components were determined at each sampling point. The cluster analysis by the Ward method grouped the soils in three groups based on their fertility and productivity. The criteria for grouping soils fertility were nitrogen, phosphorous, potassium and organic carbon. The soil productivity was classified based on ear number, one thousand grain weight, grain number in ear and grain yield. There was no significant relationship between the grouped points in terms of fertility and productivity probably due to differences in crop management of the adjacent fields. The terrace elevation formed between two fields was observed to be 1 to 3.2 meters in the slope direction, and 1 to 1.3 meters in the lateral direction. In addition, the soil volume displaced in the two directions was estimated to be 8 to 36 and 5 to 22 tons per hectare per year, respectively.
    Keywords: Embankment, Long, term tillage, Lynched, Mechanical erosion, Soil displacement
  • Marziyeh Piry, Ebrahim Sepehr* Pages 781-790
    Zinc (Zn) is an essential micronutrient for plants, animals and humans. Bioavailability of Zn for plant root is controlled by sorption process in soils. In order to evaluate the effect of citric acid on Zn sorption, a batch experiment was conducted with two soil samples (S1, S2) which were different in clay and calcium carbonate content. Three levels of citric acid (0, 0.5, 1mM) and various Zn concentration (0 to 450 mg L-1) were applied at background solution 0.05 M NaCl. Adsorption data were fitted to Langmuir (R2=0.76-0.95), Freundlich (R2=0.83-0.95), Temkin (R2=0.62-0.92), Dubinin-Radushkevich (R2=0.44-0.92) and Elovich (R2=0.54-0.90) isotherm models. Sorption parameters including maximum adsorption of Langmuir (qmax), Freundlich capacity and intensity factors (KF, n), coefficients of Temkin equation (A, KT) and maximum adsorption capacity Dubinin-Radushkevich (qm) decreased by application of citric acid; above mentioned sorption parameters of S1 (with low clay and calcium carbonate) were lower than those of S2 (with high clay and calcium carbonate). The sorption energy parameter of D-R isotherm and Gibbs free energy change (ΔGr) indicated that the Zn adsorption processes were physicaly and spontaneity. The results of this experiments showed that the application of citric acid significantly decreased Zn sorption by soil particles probably due to formation of soluble complexes, and consequently increasing Zn availability for plants. Therefore, by modifying plants to secrete higher of citric acid can increase zinc absorption by plants.
    Keywords: Zinc, citric acid, sorption, Low molecular weight organic acid
  • Hemayat Asgari Lajaier, Gholamreza Savabeghi Firooz Abadi, Babak Motesharezadeh* Pages 791-799
    Zinc (Zn) and Copper (Cu) are known to be essential micronutrients for plants. High concentrations of these elements, stressing factor for the plant growth and it can act as a limiting nutrient uptake and growth. The aim of this study was to investigate the effect of different concentrations of Cu and Zn on micronutrient (Cu, Zn, Fe and Mn) and macronutrient (P and K) uptake in dragon’s head plant with soil in a Zn and Cu deficiency,suficcient and toxicity levels. The treatments consisted of three levels of Cu (0, 5 and 25 mg/Kg CuSO4) and three levels of Zn (0, 10 and 50 mg/Kg ZnSO4) and their combination. This study was investigated to the effect of different concentrations of Cu (zero, 5 and 25 mg per kg of soil) and Zn (zero, 10 and 50 mg per kg of soil) on the uptake of Cu, Zn, Iron (Fe), Manganese (Mn), Potassium (K) and Phosphorus (P) in the root and shoot of Balangu (Lallemantia iberica F. & CM). The results showed that all treatments had a positive effect on the uptake of Cu and Zn in roots, but in shoot, Cu and Zn at low concentrations (5 and 10 mg per kg of soil, respectively) and high concentration (25 and 50 mg kg soil), had a positive and negative effects on uptake of these element, respectively. The negative effect of high levels of Zn on Cu absorption more higher than the levels of Cu on zinc absorption shoot. K upateke of root and shoot increased in all treatment except of high levels of Cu and Zn combined treatment with high levels of copper. These findings can be alert useful as a controlled use of Cu and Zn in Balangu cultivation.
    Keywords: Balangu, Uptake, Medicinal plants, Stress
  • Arzhang Fathi Gerdelidani, Hossein Mirseyed Hosseini *, Mohsen Farahbakhsh Pages 801-812
    Phosphorus deficiency is a common disorder for agriculture in calcareous soils. To study the effects of spent mushroom compost (SMC) and sugar cane bagasse biochar (B) on alkaline phosphatase activity and phosphorus availability in three soil types (that is) loam, clay loam, and sandy loam, an incubation experiment was conducted. The treatments included levels of biochar B1 and B2 (15 and 30 ton.ha-1), levels of spent mushroom compost SMC1 and SMC2 (20 and 40 ton.ha-1) and the control (C). After applying treatments in 14, 60, and 120 days, T1, T2, and T3 respectively, available phosphorus and pH were measured and alkaline phosphatase activity at T3 period was also measured. The results indicated that in all soil samples SMC increased phosphatase activity, But biochar was ineffective in sandy loam soil. Average phosphatase activity in control treatment was 2090, 2931 and 2888 µg PNP.g-1Soil. h-1 at sandy loam, loam and clay loam, respectively and was increased to 3034, 3709 and 3533 µg PNP.g-1Soil. h-1 in SMC2 treatment, respectively. Both levels of SMC also caused increase in phosphorus availability, while biochar was less effective on that. SMC2 treatment showed the best effectiveness on increasing phosphorus availability. So that available phosphorus average was increased from19.4, 8.8 and 3.9 mg.Kg-1 in control treatments to 37, 28 and 22 mg.Kg-1 in SMC2 treatment for sandy loam, loam and clay loam soils respectively. Application of SMC reduced soils pH while biochar increased that. Results indicated that SMC has a positive effect on phosphorus availability and improves other properties including pH in calcareous soils.
    Keywords: Mushroom compost, Biochar, Alkaline Phosphatase, Phosphorus Availability