فهرست مطالب

نشریه تحقیقات کاربردی خاک
سال یازدهم شماره 4 (زمستان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/12/01
  • تعداد عناوین: 10
|
  • شیرزاد جعفری، سهیلا سادات هاشمی*، شهریار مهدوی صفحات 1-17

    تغییر کاربری اراضی فاکتوری موثر بر هدرروی حاصلخیزی خاک، از جمله عناصر غذایی پرمصرف می باشد. پتاسیم از جمله عناصر غذایی پرمصرف ضروری برای رشد گیاه است، که توزیع آن در خاک به کانی های رس، کوددهی، درجه هوازدگی، نوع کاربری، شرایط اقلیمی و آبشویی بستگی دارد. هدف از این تحقیق بررسی شکل های متفاوت پتاسیم در سه کاربری مختلف مرتع، کشاورزی و پارک جنگلی در دو عمق سطحی  (15-0 سانتی متری) و زیرسطحی (30-15 سانتی متری) در شهر اشترینان واقع در استان لرستان بود. نمونه برداری در سه کاربری در 45 نقطه در دو عمق انجام شد. برخی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک و هم چنین شکل های متفاوت پتاسیم در آزمایشگاه اندازه گیری شدند. مطالعات کانی شناسی با کمک دستگاه پراش پرتو ایکس انجام شد. نتایج نشان داد که بالاترین میانگین پتاسیم محلول (9/15 میلی گرم برکیلوگرم)، غیرتبادلی (5/627 میلی گرم برکیلوگرم) و شبه ساختمانی (2/3563 میلی گرم برکیلوگرم) در کاربری پارک جنگلی و بالاترین پتاسیم تبادلی (484 میلی گرم برکیلوگرم) در کاربری مرتع مشاهده شد. تمام شکل های پتاسیم به غیر از پتاسیم ساختاری با افزایش عمق، کاهش داشتند، اما عمق اثر معنی داری بر روی شکل های متفاوت پتاسیم نداشت. اثرکاربری در تمامی‏شکل های پتاسیم دارای تفاوت معنی داری در سطح یک درصد بود. نتایج همبستگی نشان داد که پتاسیم محلول تنها با پتاسیم تبادلی رابطه مثبت معنی دار دارد. بین پتاسیم شبه ساختاری با پتاسیم تبادلی و غیرتبادلی رابطه مثبت معنی دار دیده شد. هم چنین رس و ظرفیت تبادل کاتیونی با پتاسیم تبادلی، غیرتبادلی و ساختمانی رابطه مثبت معنی داری در سطح یک درصد نشان دادند. نتایج کانی شناسی نیز نشان داد که ورمی کولیت و اسمکتیت کانی های کنترل کننده پتاسیم تبادلی در کاربری مرتع و اسمکتیت و ایلایت، کانی های اصلی کنترل کننده پتاسیم غیرتبادلی و ساختاری در پارک جنگلی هستند. تغییر کاربری اراضی از مرتع به کشاورزی در دراز مدت منجر به کاهش تمام شکل های پتاسیم شده، در حالی که تغییر به پارک جنگلی مقدار پتاسیم محلول، غیرتبادلی و ساختاری را افزایش داده است.

    کلیدواژگان: ایلایت، پتاسیم تبادلی، نوع کاربری، ورمی کولایت
  • ناصر میران، میرحسن رسولی صدقیانی*، ولی فیضی اصل، ابراهیم سپهر، مهدی رحمتی، سلمان میرزایی صفحات 18-29
    هدف از این پژوهش، ارزیابی وضعیت تغذیه ای گندم دیم با استفاده از روش DRIS بود. به منظور تعیین نرم ها و شاخص های DRIS در گندم دیم، 54 نمونه از اندام های هوایی گیاه جمع آوری و غلظت عناصر غذایی نیتروژن (N)، فسفر (P)، پتاسیم (K)، آهن (Fe)، منگنز (Mn)، مس (Cu) و روی (Zn) در آنها تعیین گردید. برای تعیین نرم ها، ابتدا مزارع بر اساس میزان عملکرد دانه به دو گروه مزارع با عملکرد بالا و مزارع با عملکرد پایین تقسیم شدند. مزارع با عملکرد بالا برای تعیین نرم ها و مزارع با عملکرد پایین برای تعیین شاخص های DRIS مورد استفاده قرار گرفتند. حد بهینه غلظت عناصر غذایی برای عناصر پرمصرف N، P و K به ترتیب 35/1 - 87/0 ، 104/0 - 036/0، 18/2 -02/1 (درصد) و برای عناصر کم مصرف Fe، Mn، Cu و Zn به ترتیب، 430-170، 51 - 29، 4/8 - 6/3، 27 - 13 (میلی گرم بر کیلوگرم) و نیز غلظت بهینه عناصر غذایی برای N، P و K به ترتیب 11/1، 07/0 و 6/1 (درصد) و برای عناصر Fe، Mn، Cu و Zn به ترتیب 300 ،40، 6 و20 (میلی گرم بر کیلوگرم) تعیین شد. ترتیب نیاز غذایی برای عناصر پرمصرف و کم مصرف به صورت P > K> Fe > N > Mn > Zn > Cu می باشد که در برنامه تغذیه ای باید به عناصر P، K، Fe و N توجه بیشتری گردد. شاخص تعادل تغذیه ای در اکثر مزارعی که دارای عملکرد پایین بودند خیلی بیشتر از صفر بود که این نشان دهنده عدم تعادل بیشتر عناصر غذایی در این مزارع می باشد.
    کلیدواژگان: حد بهینه، شاخص تعادل تغذیه ای، عملکرد مزارع، عناصر غذایی
  • فاطمه کفه ای، محمدرضا دلالیان*، الناز صباغ تازه، سالار رضاپور، امید رفیعیان صفحات 30-42

    ارزیابی و تعیین مجموعه حداقل داده ها جهت بررسی کیفیت خاک به لحاظ صرفه جویی در هزینه و زمان بسیار با اهمیت و ارزشمند است. این تحقیق با اهداف اصلی ارزیابی شاخص کیفیت خاک های تحت کشت متوالی و دراز مدت گندم توسط یک مدل معتبر (Integrated quality index)، تعیین مجموعه حداقل داده برای ارزیابی کیفیت خاک های این منطقه و ارزیابی رابطه مابین شاخص کیفیت خاک و اجزای عملکردی گندم در اراضی کشاورزی منطقه پیرانشهر استان اذربایجان غربی انجام گرفت. 18 ویژگی فیزیکی و شیمیایی و حاصلخیزی در خاک سطحی این اراضی که دارای سه رده خاک مالی سول، اینسپتی سول و ورتی سول می باشد با بررسی و مطالعه 40 پروفیل اندازه گیری شد. کل متغیرهای موثر بر کیفیت خاک (TDS)  تعیین و حداقل داده موثر (MDS) با استفاده از روش تجزیه مولفه های اصلی (PCA) مشخص شدند. شاخص کیفیت خاک با استفاده از تکنیک میان یابی، متناسب با رشد گیاه به پنج کلاس تقسیم بندی شد. بر اساس نتایج تجزیه به مولفه های اصلی، پنج ویژگی کربن آلی، رس، نسبت جذب سدیم، کربنات کلسیم معادل و سیلت دارای ارزش ویژه بزرگ تر از یک بوده و به عنوان شاخص های MDS انتخاب شدند. بیش ترین مقدار IQITDS و IQIMDS در خاک رده ی اینسپتی سول ها سپس بترتیب در رده مالی سول و ورتی سول مشاهده شد. ارتباط معنی داری (p< 0.05) مابین اجزای عملکرد گندم (عملکرد دانه و بیولوژیک گندم) با مدل های IQITDS و IQIMDS یافته شد که نشان دهنده ی تآثیر مثبت و معنی دار شاخص کیفیت خاک بر اجزای عملکرد گندم بود. همچنین مدل IQITDS نسبت به مدل IQIMDS به علت ضریب اطمینان (R2) بیشتر از دقت بیشتری برای پیش بینی عملکرد اجزای گندم برخوردار بود. با این وجود به علت همبستگی مثبت و معنی دار مابین IQITDS و  IQIMDS (R2 = 0.9)، مدل IQIMDS مدل اقتصادی و بهتری برای ارزیابی کیفیت خاک های این منطقه است.

    کلیدواژگان: شاخص کیفیت خاک، مجموعه کل داده ها، مجموعه حداقل داده ها، عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیکی
  • مهدیه میرزایی مشهود، جواد رضاپور فرد*، محسن برین، هادی علیپور، زهره جبارزاده صفحات 43-62
    مایه زنی میکروبی، در بهبود رشد و افزایش تحمل گیاهان به تنش های محیطی و پالایش سبز خاک های آلوده به فلزات سنگین، موثرند. این مطالعه به منظور بررسی تاثیر  مایه زنی قارچ Piriformospora indica در گیاه پالایی سرب توسط گونه چمنی فستوکای پابلند (Festuca arundinacea) رقم Tomahawk در سطوح مختلف آلودگی سرب، در آزمایشی گلدانی به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی و در سه تکرار اجرا شد که عامل های آزمایشی شامل مایه زنی قارچ در دو سطح (مایه زنی و عدم مایه زنی با قارچindica  P.) و تنش آلودگی سرب در سه سطح (0، 500 و 800 میلی گرم بر کیلوگرم خاک) بودند. سرب در هر دو سطح آلودگی 500 و 800 میلی گرم بر کیلوگرم خاک به ترتیب سبب کاهش 46/31 و 98/43 درصد وزن خشک اندام هوایی، 2/31 و 32/44 درصد عملکرد نسبی شاخساره، 89/10 و 74/15 درصد محتوای نسبی آب برگ، 8/47 و 55/47 درصد محتوای کلروفیل a، 41/47 و 22/50 درصد محتوای کلروفیل b، 22/5 و 64/11 درصد غلظت فسفر ریشه، 44/11 و 47/14 درصد غلظت نیتروژن برگ و افزایش 49/27 و 89/20 درصد محتوای پرولین و 13/6 و 71/14 درصد قند محلول برگ شد.  تیمار مایه زنی با قارچ P. indica نسبت به تیمار بدون مایه زنی در هر دو سطح آلودگی500 و 800 میلی گرم بر کیلوگرم خاک سرب به ترتیب با افزایش 34/26 و 67/18 درصدی انباشت سرب در ریشه و افزایش 13/64 و 83/59 درصد سرب قابل استخراج توسط ریشه سبب افزایش 22/40 و 12/18 درصد وزن تر ریشه، 22/51 و 59/50 درصد وزن خشک ریشه، 32/44 و 72/40 درصد محتوای کلروفیل a، 98/16 و 95/33 درصد محتوای کاروفیل b، 71/15 و 6/17 درصد غلظت فسفر ریشه، 21/16 و 92/13 درصد غلظت فسفر برگ شد. می توان نتیجه گیری کرد که مایه زنی میکروبی با قارچ P. indica باعث افزایش انباشت سرب در ریشه ی گیاه چمن فستوکا می شود. بنابراین مایه زنیقارچ P. indica می تواند به عنوان یک تیمار زیستی مفید در بهبود کارایی گیاه پالایی سرب توسط گیاه چمن فستوکا رقم Tomahawk در خاک های آلوده استفاده شود.
    کلیدواژگان: عناصر سنگین، فاکتور انتقال، محتوای نسبی آب برگ، محلول های سازگار
  • یاسر حسینی* صفحات 63-76

    هدایت هیدرولیکی اشباع خاک، یکی از مهم ترین ویژگی های فیزیکی خاک است که اهمیتی ویژه در بررسی و مدل سازی حرکت آب و املاح  در محیط های متخلخل دارد. به دلیل آنکه این روش ها پرهزینه و زمانبر هستند. از این رو، برآورد هدایت هیدرولیکی اشباع با استفاده از روش های سریع، کم هزینه و با دقتی قابل قبول ضروری به نظر می رسد. دراین پژوهش از روش های زمین آماری و سطح پاسخ برای تخمین هدایت هیدرولیکی اشباع خاک استفاده شد، داده ها از 135پروفیل خاک مربوط به مطالعات خاکشناسی و اصلاح اراضی سازمان جهاد کشاورزی استان اردبیل در محدوده دشت فتحعلی تهیه شد. فاکتور اصلی شامل هدایت هیدرولیکی اشباع بود و بافت خاک، چگالی ظاهری خاک، تخلخل، درجه اشباع و ظرفیت زراعی خاک به عنوان فاکتورهای فرعی درنظر گرفته شدند. از میان روش های مدل سازی زمین آماری، روش کوکریجینگ معمولی دارای بهترین برازش بود و بهترین واریوگرام برازش داده شده در این روش، مدل نمایی  با اثر قطعه ای صفر و سقف 156 تعیین گردید که نشان دهنده استحکام ساختار فضایی منطقه و تاثیر کامل متغیر مستقل بر مدل واریوگرام منطقه بود. در روش کوکریجینگ معمولی دقت برآورد با ضریب تعیین 93/0 و ریشه مجذور مربعات خطا 21/3 (میلی متر بر ساعت) برآورد گردید. در مدل سطح پاسخ، بهترین مدل هدایت هیدرولیکی اشباع بر اساس متغیر های موثر، مدل درجه دو با ضریب تعیین 94/0 و میزان کفایت دقت برابر 2/49 به دست آمد، همچنین برای تعیین بیشترین هدایت هیدرولیکی با فرض تغییر سایر پارامترهای موثر در محدوده مقادیر به دست آمده، یک هدف با درجه مقبولیت 67/0 به دست آمد. این هدف هدایت هیدرولیکی خاک را در میزان رس 9/8 (درصد) و میزان شن 86 (درصد)، برابر  15/57 (میلی متر برساعت) محاسبه نمود. بنابراین نتایج نشان داد،  هر دو روش در تعیین میزان هدایت هیدرولیکی اشباع خاک از دقت بالایی برخوردار بودند، لیکن روش سطح پاسخ دارای دقت بالاتری بود.

    کلیدواژگان: مدل سطح پاسخ، هدایت هیدرولیک اشباع، شبکه آبیاری و زهکشی، بهینهسازی، کوکریجینگ
  • اردوان زرندیان*، رویا موسی زاده، مجید رمضانی مهریان، سید قاسم قربان زاده زعفرانی صفحات 77-94
    فرسایش خاک و رسوب گذاری در آبخیز در صورت تشدید می توانند پیامدهای محیط زیستی سنگینی به همراه داشته باشند. هدف این تحقیق معرفی یک روش مدل سازی با کاربرد در برآورد میزان تغییرات در فرسایش خاک در طول زمان و ارزیابی اثر پوشش گیاهی بر فرسایش در محدوده های بحرانی است. در این تحقیق برای مدل سازی هم زمان تغییرات پوشش گیاهی و فرسایش خاک از مدل سامانه پشتیبان سیاست گذاری جهانی آب (WWPSS)، استفاده شد. برای ارزیابی تغییرات پوشش گیاهی در بازه زمانی 2020-2000 از داده های پایگاه داده های مدل که از تصاویر ماهواره ای MODIS VCF اخذ می گردد، استفاده شد. همچنین برای سنجش مقدار و تغییرات در فرسایش خالص خاک (فرسایش منهای رسوبگذاری در همان محل) در دو وضعیت پایه و جاری (قبل و بعد از کاهش پوشش گیاهی)، از نقشه ها و محاسبات حاصل از اجرای مدل بهره گرفته شد. بر اساس یافته های این تحقیق، میانگین درصد پوشش علفی- مرتعی حوضه مورد مطالعه در بازه زمانی مورد نظر، از 36/78% در شرایط پایه (سال 2000) به حدود 47% در شرایط موجود کاهش یافته است. مقدار میانگین فرسایش خالص خاک در دو زیر حوضه آجی چای و مردوق چای به ترتیب بیش از 277% و 33% افزایش یافته است که این دو زیرحوضه را در میان چهار زیرحوضه مورد مطالعه به عنوان محدوده های بحرانی فرسایش خاک تعیین می نماید. درمجموع همان گونه که انتظار می رفت، اتلاف 40 درصدی پوشش گیاهی در محدوده مورد مطالعه، پیامدهای مخاطره آمیزی را طی دوره زمانی موردبررسی بجای گذاشته است و به صورت تجمعی منجر به تخریب بیش از 8 میلیون تن خاک طی 15 سال شده است. روش به کار گرفته شده در این تحقیق می تواند با کاربرد در ارزیابی های کمی و سریع محیط زیستی که نیازمند تعیین کمیت های دقیق تری از پیامد های محیط زیستی مانند فرسایش خاک هستند، مفید واقع گردد.
    کلیدواژگان: پوشش گیاهی، فرسایش خاک، مدل سازی، مدل WWPSS، حوضه آبخیز شرق دریاچه ارومیه
  • اثر ضایعات آلی مختلف و کمپوست آن ها بر فراهمی آهن از منبع اکسید آهن و جذب عناصر غذایی و رشد گیاه گندم
    الهام خاکزار، رضا خراسانی*، اکرم حلاج نیا صفحات 95-111
    آهن از جمله عناصر ضروری برای رشد گیاهان می باشد که کمبود آن یکی از مشکلات رایج در خاک های آهکی است. از این رو این مطالعه به منظور بررسی اثر مواد آلی مختلف و برهمکنش آن ها با پودر اکسید آهن، بر جذب عناصر غذایی و عملکرد گیاه گندم، در قالب طرح پایه کاملا تصادفی با آرایش فاکتوریل، با دو فاکتور نوع ماده آلی شامل تفاله های لیمو ترش، غوره، گوجه فرنگی، چای سیاه، قهوه و کمپوست هر یک از آن ها در سطح یک درصد وزنی و پودر اکسید آهن در دو سطح صفر و 50 میلی گرم آهن در کیلو گرم خاک، به صورت کشت گلدانی، در سه تکرار و در خاک آهکی با بافت لوم انجام شد. نتایج نشان داد که وزن خشک اندام هوایی در همه تیمار ها به جز تفاله های لیمو و قهوه و کمپوست تفاله های چای و قهوه به صورت معنی دار نسبت به شاهد افزایش یافت. همچنین اکثر تیمار ها سبب افزایش معنی دار جذب نیتروژن، پتاسیم و آهن نسبت به شاهد شدند. کمپوست تفاله گوجه فرنگی در تمامی صفات، بیشترین تاثیر را داشت؛ به طوری که در مورد جذب سه عنصر نیتروژن، پتاسیم و آهن، این تیمار توانست به طور معنی داری میزان جذب عناصر را به ترتیب 1/36، 7/39، 9/148 درصد نسبت به کاربرد پودر اکسید آهن به تنهایی افزایش دهد. همچنین مقایسه بین میانگین تفاله ها و کمپوست آن ها نشان دهنده تاثیر بیشتر تفاله ها نسبت به کمپوست ها در همه پارامتر ها به جز وزن خشک اندام هوایی بود. به طور کلی مشخص شد که از میان تمام تیمار های مورد استفاده، به ترتیب کمپوست تفاله گوجه فرنگی و تفاله غوره و در مورد برهمکنش مواد آلی با پودر اکسید آهن، به ترتیب کمپوست تفاله های گوجه فرنگی و لیمو، نسبت به سایر تیمار ها بهتر عمل کردند و باعث بهبود خصوصیات مختلف خاک و گیاه گندم شدند.
    کلیدواژگان: تفاله های آلی، ضایعات آهن، کمپوست کردن، گندم، مواد اصلاحی
  • سهیل سبحان اردکانی*، نیره السادات حسینی صفحات 112-125

    آلودگی خاک به فلزات سنگین چالش و نگرانی مهم و مشترک محیط ‏زیستی و بهداشت عمومی در سراسر جهان است. از این رو، این پژوهش با هدف ارزیابی آلودگی و مخاطره سلامت عناصر بالقوه سمی کبالت، مس، منگنز و نیکل در نمونه های خاک‏ سطحی محیط کنار جاده‏ای در سال 1398 انجام یافت. بدین منظور، 63 نمونه خاک سطحی (عمق 15-0 سانتی‏متری) در طول 700 متر از یک قطعه 9 کیلومتری از جاده‏ های گلتپه، رزن و کرمانشاه جمع‏ آوری و پس از آماده‏سازی و هضم اسیدی نمونه های خاک در آزمایشگاه، محتوی عناصر در آن ها به روش طیف‏سنجی نوری پلاسمای جفت شده القایی (ICP-OES) خوانده شد. بر اساس نتایج، بیشینه میانگین محتوی عناصر کبالت، منگنز و نیکل به‏ ترتیب با 92/1، 334 و 2/22 میلی‏گرم در کیلوگرم مربوط به ایستگاه رزن و بیشینه میانگین محتوی عنصر مس نیز با 0/25 میلی‏گرم در کیلوگرم مربوط به خاک حاشیه جاده کرمانشاه (ایستگاه‏ پرترافیک) و بیان‏گر تاثیر تراکم ترافیک بر آلودگی خاک بود. نتایج محاسبه شاخص EF نشان داد که غنی سازی (آلودگی) عناصر مس، منگنز و نیکل در ایستگاه‎ های پرترافیک یعنی رزن و کرمانشاه "متوسط" تا "شدید" و میانگین مقادیر آن بزرگ تر از 50/1 و بیان‏گر تاثیر ورودی های انسانی به ویژه با منشا ترافیک بوده است، در حالی که، در همه ایستگاه ‏ها مقادیر شاخص برای عنصر کبالت بیان گر شرایط "غیر آلوده یا فاقد غنی‏ شدگی" بود. همچنین، نتایج حاصل از ارزیابی خطر سلامتی نشان داد که "بلع" اصلی ترین مسیر قرار گرفتن کودکان و بزرگسالان در معرض خطر غیرسرطان‏زایی (HQ) خاک آلوده به فلزات سنگین بود. در همه ایستگاه‏ های نمونه برداری مقادیر شاخص خطر تجمعی غیرسرطان‏زایی (HI) عناصر مورد مطالعه در هر دو گروه کودک و بزرگسال بیان‏گر "خطر کم" بود. به‏ علاوه، عنصر منگنز با میانگین %82 از بیش‏ترین سهم در ایجاد خطر غیرسرطان‏زایی برای هر دو گروه کودک و بزرگسال برخوردار بود. از طرفی، خطر سرطان‏زایی (CR) کبالت و نیکل در هر دو گروه سنی غیرقابل توجه بود. نتایج این پژوهش بیان‏گر تاثیر فعالیت‏های ترافیکی بر آلودگی خاک حاشیه جاده‏ به فلزات سنگین در ایستگاه ‏های مورد مطالعه بود؛ از این‏رو، نسبت به پایش دوره‏ای منابع آلاینده خاک محیط کنار جاده به ‏منظور حفظ سلامت محیط و انسان توصیه می شود.

    کلیدواژگان: آلودگی فلزی، خاک سطحی، ترافیک، غنی&rlm، شدگی، مخاطره سلامت
  • سپیده ابریشم کش*، معصومه زحمتکش، نفیسه یغمائیان مهابادی، حسین اسدی صفحات 126-141

    فرسایش خاک در مناطق بالا دست، نقش مهمی در ورود رسوبات به سد ها دارد. تجمع رسوبات موجب کاهش عمر مفید سد، مشکلات زیست محیطی و تشدید سیلاب می شود. میزان فرسایش علاوه بر اقلیم، توپوگرافی، پوشش گیاهی و مدیریت اراضی به خصوصیات خاک و فرسایش پذیری آن نیز بستگی دارد. در این پژوهش، عامل فرسایش پذیری خاک و همچنین توزیع مکانی آن در بخشی از حوضه آبخیز علی آباد رودبار در بالادست سد سفیدرود، با استفاده از توابع انتقالی مختلف شامل KUSLE، KEPIC و KDg بررسی شد. نمونه های خاک از عمق صفر تا 10 سانتی متری برداشته و توزیع اندازه ذرات اولیه خاک، میزان کربن آلی و پایداری خاکدانه ها اندازه گیری شد. عامل فرسایش پذیری معادله جهانی هدر رفت خاک  (KUSLE) به دو شکل با و بدون کد های ساختمان و نفوذ پذیری محاسبه و به ترتیب KUSLEi و KUSLEf نامیده شدند. نتایج نشان داد که خاک های مورد مطالعه عمدتا دارای بافت سبک بوده و KUSLEi  در دامنه 011/0 تا 040/0 تن ساعت بر مگا ژول میلی متر برآورد گردید. کم ترین عامل فرسایش پذیری به KDg تعلق داشت که به طور معنی دار کم تر از عامل فرسایش پذیری محاسبه شده با سایر توابع انتقالی بود. تمامی عوامل فرسایش پذیری محاسبه شده دارای همبستگی معنی دار منفی با میانگین وزنی قطر خاکدانه بودند که  KUSLEi و KDg به ترتیب بیش ترین و کم ترین همبستگی با MWD  را داشتند. تمام عامل های فرسایش پذیری دارای وابستگی مکانی از درجه متوسط بودند اما KUSLEi  وابستگی مکانی قوی را نشان داد. بنا بر این در مجموع می توان نتیجه گرفت که نقشه پهنه بندی KUSLEi ،  تهیه شده توسط روش کریجینگ، می تواند شاخص مناسبی از فرسایش پذیری خاک های منطقه مورد مطالعه باشد

    کلیدواژگان: فرسایش خاک، پایداری خاکدانه، توابع انتقالی، میانگین وزنی قطر خاکدانه، وابستگی مکانی
  • نیکو حمزه پور*، شهاب الدین گرمه ای، مصطفی کریمیان اقبال صفحات 142-157
    پسروی سواحل دریاچه ها و در معرض فرسایش بادی قرار گرفتن رسوبات بستر، در نتیجه تغیرات اقلیمی و کاهش بارندگی، پدیده ای خطرناک در مناطق خشک و نیمه خشک جهان می باشد. ریزگردهای ایجاد شده از چنین محیط هایی، اغلب شور بوده و اثرات زیست محیطی مخرب متعددی از جمله شور شدن زمین های کشاورزی و تشدید جنگل زدایی را دارند. اهداف پژوهش حاضر عبارت از مطالعه سطوح پلایایی غرب دریاچه ارومیه و بررسی پتانسیل تولید گردوغبار توسط این سطوح بود. بدین منظور تمام اراضی برجای مانده از پسروی دریاچه ارومیه در حاشیه غربی انتخاب گردیدند. با استفاده از تصاویر ماهواره ای و نرم افزار گوگل ارث، سطوح پلایایی مختلف شکل گرفته، جداسازی شده و مرزهای ترسیم شده این سطوح با مرزهای واقعی در صحرا مطابقت داده شدند. سپس 130 نمونه خاک از عمق 0 تا 5 سانتی متری سطوح مختلف در طول فصل های بهار و تابستان 1398 برداشته شدند و خصوصیات فیزیکوشیمیایی، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها (MWD) و درصد مواد سست فرسایش پذیر (LEM) اندازه گیری شدند و در نهایت نقشه سطوح پلایایی در نرم افزار ArcGIS تهیه گردید. براساس نتایج حاصل از این پژوهش، هفت سطح مختلف پلایایی در منطقه مطالعاتی شناسایی شد که شامل سطوح رسی؛ سطوح رسی-نمکی؛ سطوح نمکی؛ سطوح شنی-نمکی؛ شن های ساحلی، پهنه های شنی و فن دلتا بودند. هرکدام از این سطوح نیز به دلیل تفاوت در برخی از خصوصیات مورفولوژیکی، نوع و تراکم پوشش گیاهی، پایداری سله های سطحی یا خصوصیات فیزیکوشیمیایی، به واحدهای نقشه مختلفی تقسیم شدند. از میان سطوح مطالعه شده، سفره های شنی که در بخش های شمالی منطقه مطالعاتی و در مجاورت روستای جبل کندی واقع شده اند، بالاترین مقدار مواد فرسایش پذیر (7/89 درصد) را دارا بودند که این مقدار، معادل 8/53 تن در هکتار خاک می باشد. نتایج مقایسه میانگین خصوصیات خاکی مختلف در بین سطوح پلایایی نشان داد که بالابودن درصد شن، پایین بودن میانگین وزنی قطر خاکدانه ها که خود تابعی از سایر خصوصیات است و همچنین کم بودن ماده آلی، خاک این مناطق را بسیار حساس به تولید گردوغبار نموده است. در این مناطق، توسعه پوشش گیاهی و یا کمک به ایجاد سله های سطحی (فیزیکی، شیمیایی و یا بیولوژیکی)، می توانند کمک شایانی به کنترل تولید ریزگردها از این سطوح نماید.
    کلیدواژگان: سطوح رسی، سطوح نمکی، سفره های شنی، مواد سست فرسایش پذیر، گردوغبار
|
  • Shirzad Jafari, Soheyla Sadat Hashemi *, Shariar Mahdavi Pages 1-17

    Land use change is a factor that affects the loss of soil fertility such as macronutrient. Potassium (K) is an essential macro-nutrient for the growth of plant that its distribution in soil depends on clay minerals, manure, degree of weathering, land use type, climate condition and leaching.  The purpose of this research was an investigation of different K forms in three agricultures, rangeland and forest park land uses in surface (0-15 cm) and subsurface (15-30 cm) depths in Oshtorninan region (Lorestan province). Soil sampling was done in 45 points in three land use and two depths. Some soil physicochemical and different K forms were determined in laboratory. Mineralogical study was carried out with X-ray diffraction. Results showed that the mean contents of soluble (15.9 mgkg-1), non-exchangeable (627.5 mgkg-1) and structural K (3563.2 mg kg-1) in the forest park and the content of exchangeable K (484 mgkg-1) in the rangeland was higher than other land uses. All K forms (except structural K) were higher in the surface soils compared to the subsurface soils. Land use had significant effects (p < 0.01) on all K forms, but depth had no significant effect on them. Soluble K only had a positively significant correlation with exchangeable K. Positively significant correlations between structural K with exchangeable and non-exchangeable K were observed. Also, clay and cation exchange capacity had positively significant relationships with exchangeable, non-exchangeable and structural K. Mineralogical studies showed that vermiculite and smectite control the content of exchangeable K in the rangeland and the smectite and illite are important minerals that control the non-exchangeable and structural K in the forest park. The change in land use from rangeland to agricultural land may induces the long-term reduction of all K forms, while the change to forest park increases soluble, non-exchangeable and structural K forms.

    Keywords: Illite, Exchangeable K, Land use type, Vermiculite
  • Naser Miran, Mirhassan Rasouli-Sadaghiani *, Vali Feiziasl, Ebrahim Sepehr, Mehdi Rahmati, Salman Mirzaie Pages 18-29
    The aim of this study was to evaluate the nutritional status of dryland wheat using diagnosis, and recommendation integrated system (DRIS) method. To determine the DRIS indices, and norms in dryland wheat, 54 samples were collected from shoots, and concentrations of nutrients nitrogen (N), phosphorus (P), potassium (K), iron (Fe), manganese (Mn), copper (Cu), and zinc (Zn) were determined. To determine the norms, the farms were divided into two groups of high and low-yielding farms based on yield. Optimum concentrations of nutrients for macronutrients N, P, and K were 0.87- 1.35, 0.0360 - 0.104, 2.18 - 1.02 (%), and for micronutrients including Fe, Mn, Cu, and Zn were 170-430, 29-51, 3.6 – 8.4, 13 – 27 (mg kg-1), respectively, as well as optimum nutrient concentrations for N, P, and K were 1.11, 0.07 and 1.6 (%), and for Fe, Mn, Cu, and Zn 300, 40, 6, and 20 (mg kg-1) respectively, were determined. In most low-yielding farms, the nutritional balance index (NBI) was much higher than zero, indicating more nutrient imbalance in these farms. The overall priority for macro and micronutrients is P > K > Fe > N > Mn > Zn > Cu, which should be paid attention to P, K, Fe, and N in the nutritional program.
    Keywords: Optimum level, Nutritional balance index, farm yield, nutrients
  • Fatemeh Kafei, MohammadReza Dalalian *, Elnaz Sabbagh Tazeh, Salar Rezapour, O. Rafieyan Pages 30-42

    Evaluating and determining the minimum data set to evaluate soil quality is very important, valuable in terms of cost, and time save. The aims of this study were to assess the quality index of soils under successive, and long-term cultivation of wheat by a valid model (Integrated quality index= IQI), determine the minimum data set to evaluate the quality of soils in this region, and evaluate the relationship between soil quality index and wheat yield components. For these purposes, 18 physical, chemical, and fertility properties of the surface soil belonging to 40 soil profiles were determined in the croplands from Piranshahr region of West Azerbaijan province. The soils were classified in the three order of Mollisols, Inceptisols, and Vertisols. Total variables affecting soil quality (TDS) were determined, and minimum effective data (MDS) were estimated using principal component analysis (PCA). The soil quality index was divided into five classes according to the growth of the plant using the interpolation technique. Based on the results of PCA, five properties of organic carbon, clay, sodium adsorption ratio, calcium carbonate equivalent and silt had a specific value greater than one and were selected as MDS indicators. The highest values of IQITDS, and IQIMDS were observed in the Inceptisols, followed by Mollisols and Vertisols, respectively. A significant relationship (p <0.05) was found between wheat yield components (grain yield, and biological yield of wheat) with IQITDS and IQIMDS models, which showed a positive, and significant effect of soil quality index on wheat yield components. Moreover, the IQITDS model was more accurate than the IQIMDS model in predicting the performance of wheat components due to its higher R2. However, due to the positive, and significant correlation between IQITDS and IQIMDS (R2 =0.9(, the IQIMDS model is an economic and better model for evaluating the quality of soils in the region.

    Keywords: Soil quality index, Total Data Set, Minimum data set, Grain yield, Biological Yield
  • Mahdieh Mirzaei Mashhood, Javad Rezapour Fard *, Mohsen Barin, Hadi Alipour, Zohreh Jabbarzadeh Pages 43-62
    Microbial inoculation is effective in improving plant growth and tolerance to environmental stresses, and green refinement of contaminated soils with heavy metals. This study was carried out in order to evaluate the effect of Piriformospora indica inoculation on phytoremediation of lead by tall fescue (Festuca arundinacea cv. Tomahawk) at different levels of Pb contamination. It was performed in pot experiment as factorial based on randomized complete block design with three replications which the experimental factors included inoculation, and non-inoculation with P. indica, and Pb contamination (0, 500, and 800 mg kg-1 of soil). Pb contamination at levels of 500 and 800 mg kg-1 of soil caused a decrease of 31.46% and 43.98% of shoot dry weight, 31.2% and 44.32% of relative yield, 10.89%, and 15.74% of leaf relative water content, 47.8%, and 47.55% of chlorophyll a, 47.41%, and 50.22% of chlorophyll b, 5.22%, and 11.64% of root phosphorus content, 11.44%, and 14.47% leaf nitrogen content, and increase of 27.49% and 20.89% of leaf proline and 6.13% and 14.71% of leaf soluble sugars respectively. P. indica inoculation in compared with non- inoculation in Pb contamination at both 500 and 800 mg kg-1 of soil by increasing the accumulation of 26.34% and 18.67% Pb in roots as well as increasing the 64.13% and 59.83% root metal extraction caused an increase of 40.22% and 18.12% of root fresh and 51.22% and 50.59% dry weight, 44.32% and 40.72% of chlorophyll a and 16.98% and 33.95% of chlorophyll b content, 15.71% and 17.6% of root phosphorus concentration and 16.21% and 13.92% of shoot phosphorus concentration, respectively. It is inferred that microbial inoculation with P. indica increases the accumulation of Pb in the roots of Festuca arundinacea and it is suggested that P. indica-inoculated Festuca arundinacea cv. Tomahawk can be used as biologically useful approach in phytoremediation of Pb-contaminated soils.
    Keywords: Heavy metals, transfer factor, leaf relative water content, compatible solutions
  • Yaser Hoseini * Pages 63-76

    Soil Saturated Hydraulic conductivity is one of the most important soils physical properties, which has particular importance in studying and modeling the movement of water and salts in porous media. Because these methods are expensive and time consuming. Therefore, it seems necessary to estimate saturated hydraulic conductivity using of fast, low-cost methods with acceptable accuracy. In this research, geostatistical and response surface methods were used to estimate the hydraulic conductivity of soil saturation, the data was prepared from 135 soil profiles related to soil science and land reform studies of Ardabil Agricultural Jihad Organization in Fatah Ali Plain area. The main factor included saturated hydraulic conductivity, soil texture, bulk density, porosity, degree of saturation, and field capacity were considered as secondary factors. Among the geostatistical methods, ordinary cokriging had the best fit and the best fitted variogram in this method was the exponential model with zero nugget effect and 156 of sill range. That showed the strength of the spatial structure of the region and the full impact of the spatial structure on region variogram.  In the ordinary cokriging method, the estimation accuracy was estimated with the regression coefficient (R2=0.93) and (RMSE=3.21). In the response surface model, the best saturated hydraulic conductivity model based on the effective variables, was quadratic model with regression coefficient of 0.94 and the adequacy of accuracy of 49.2 was estimated, to determine the maximum hydraulic conductivity assuming the change of other effective parameters in the range of measured values, a target with desirability of 0.67 was obtained. This goal calculated the hydraulic conductivity of the soil at 8.9 (%) clay and 86 (%) sand, equal to 57.15 (mm/hour). Therefore, both methods are highly accurate in determining the hydraulic conductivity of soil saturation, but the response surface method (RSM) was more accurate.

    Keywords: Response surface model, saturated hydraulic conductivity, irrigation, drainage network, Optimization, cokriging
  • Ardavan Zarandian *, Roya Mousazadeh, Majid Ramezani Mehrian, Seyed Ghasem Ghorbanzadeh Zaferani Pages 77-94
    Heavy soil erosion and sedimentation at the watershed level can trigger intense environmental consequences. This research proposes a modeling technique to estimate changes in incremental soil erosion over time and evaluate the effect of vegetation cover on soil erosion in critical areas. For this, the study employed the Water World Policy Support System (WWPSS) for simultaneous modeling of changes in vegetation cover and soil erosion. Changes in vegetation cover from 2000 to 2020 were studied by extracting data from the model databases received from MODIS VCF satellite images. The study further used maps and calculations of the run model to measure the amount of net soil erosion (erosion minus sedimentation in the same place) and subsequent change in its level under two baseline (before loss of vegetation cover) and current (post-vegetation loss) situations. It was found that the average percentage of grass-pasture cover in the studied watershed has declined from 78.36% (under the baseline situation in 2000) to about 47% (under the current situation). The average amount of net soil erosion in the two sub-watersheds of Aji Chai and Marduq Chai has increased by more than 277% and 33%, respectively, signifying them to be the most vulnerable sub-watersheds (among all the four studied sub-watersheds) to soil erosion at critical areas. Overall as expected, a 40% loss of vegetation in the studied watershed has provoked adversely hazardous consequences during the studied period while cumulatively leading to over 8 million tons of soil deterioration in 15 years. The proposed method is assumed to be advantageous by providing quantitative and rapid environmental assessments that entail precise quantification of environmental consequences like soil erosion.
    Keywords: Vegetation, Soil Erosion, modeling, WWPSS Model, East Lake Urmia Watershed
  • Effect of Different Types of Organic Waste and Their Composts on Iron Availability from the Source of Iron Oxide and Nutrient Uptake and Plant Growth of Wheat
    Elham Khakzar, Reza Khorasani *, Akram Halajnia Pages 95-111
    Iron is one of the essential nutrients for plant growth that its deficiency is considered as an important problem in calcareous soils. Therefore, this experiment was conducted to investigate the effect of different organic matters and their interactions with iron oxide powder on nutrient uptake and yield of wheat in a completely randomized design with factorial arrangement. The experimental factors were organic matter type including lemon pomace, sour grape pomace, tomato pomace, black tea pomace, spent coffee grounds, and their composts (1% by weight), and iron oxide powder on two levels (zero, and 50 mg of iron per kg of soil) as potted culture with three replications. The results showed that shoot dry weight increased significantly in all treatments except (lemon pomace and spent coffee grounds and tea pomace compost and spent coffee grounds compost) compared to the control. Also, most of the treatments caused a significant increase in the uptake of nitrogen, potassium and iron compared to the control. Tomato pomace compost, in comparison to other treatments had the greatest impact on all parameters. The uptake of nitrogen, potassium and iron, were significantly increased by adding tomato pomace compost, which the amount of these increases compared to the use of iron oxide powder alone, were 36.1, 39.7, 148.9 percent, respectively. Also, the comparison between the different pomaces and their compost, showed that the pomaces were more effective than their compost in all parameters except the dry weight of the shoot. Finally, it was found that among all of the treatments, respectively, tomato pomace compost and sour grape pomace, and for the interaction effects of organic matter with iron oxide powder, respectively, tomato and lemon pomace compost, effectively, improved different soil and plant properties, compared to the other treatments.
    Keywords: Amendment materials, Composting, Iron waste, Organic pomaces, Wheat
  • Soheil Sobhan Ardakani *, Nayereh Sadat Hosseini Pages 112-125

    Soil contamination with heavy metals is an important, common environmental, public health challenge, and concern worldwide. Therefore, this study was conducted to evaluate the contamination level and health risk of potentially toxic elements (cobalt, copper, manganese and nickel) in the surface soil samples of the roadside environment of Hamedan in 2019. In so doing, 63 surface soil samples (0-15 cm) were collected along 700 m from a 9 km section of Goltepeh (G), Razan (R), and Kermanshah (K) roads. After acidic digestion of soil samples in the laboratory, the contents of elements were determined using ICP-OES. Based on the results obtained, the highest amounts of the analyzed elements (mg kg-1) were found in the samples collected from the R site (1.92, 334 and 22.2 for Co, Mn, and Ni, respectively), and for Cu with 25.0 mg kg-1 it was related to K site, which indicating the effect of traffic density on soil pollution. The calculated values of EF showed that the enrichment (pollution) of Cu, Mn and Ni in the stations with high traffic (Razan and Kermanshah roads) was greater than 1.5, indicating the effect of human inputs especially with the traffic origin, while the EF values for the Co indicated "non-contaminated or no enrichment" conditions. Also, the results of the health risk assessment showed that "ingestion" was the main route of exposure of children and adults to the non-carcinogenic risk (HQ) of soil contaminated with heavy metals. In all sampling stations, the values of cumulative non-carcinogenic risk index (HI) of the studied elements in both child, and adult groups indicated "low risk". In addition, Mn with an average of 82% had the highest share in causing non-carcinogenic risk for both children and adults. On the other hand, the carcinogenic risk (CR) of Co and Ni was negligible for both children and adults. Since the results indicating the impact of traffic activities on the contamination of roadside soil with heavy metals. Therefore, periodic monitoring of the sources of soil contamination in the roadside environment is recommended for the environmental and human health aspects.

    Keywords: Metal Pollution, Surface Soil, Traffic, Enrichment, Health Risk
  • Sepideh Abrishamkesh *, Masoomeh Zahmatkesh, Nafiseh Yaghmaeian, Hossein Asadi Pages 126-141

    Soil erosion in upstream areas has an important role in sediment entry to dams. Sediment accumulation result in decreases of dam service life, environmental problems, and acceleration of floods. In addition to climate, topography, vegetation cover and land management, soil erosion amount depends on soil characteristics and its erodibility.  In this research, soil erodibility factor and its special distribution was assessed by using of various pedotransfer functions including KUSLE, KEPIC and KDg in a part of Aliabad watershed of Roodbar, located at upstream of Sefidrood dam. The soil samples were collected from 0-10 cm depth and size distribution of soil primary particles, organic carbon content, and aggregates stability were measured. The KUSLE was calculated in two ways without codes of soil structure and permeability, and with respective codes, named as KUSLEi, and KUSLEf, respectively. The results showed that studied soils generally had coarse texture, and KUSLEi was estimated low to moderate in range of 0.11 to 0.040 ton h MJ-1 mm-1. The least soil erodibility factor belongs to KDg, which was significantly lower than the soil erodibility factors calculated by other pedotransfer functions. All of the calculated erodibility factors had significant negative correlation with mean weight diameter of aggregates which KUSLEi and KDg showed the most and least correlation with MWD, respectively. All of the erodibility factors had moderate spatial dependence, however KUSLEi showed strong spatial dependence. Therfore, it generally can be concluded that zoning map of KUSLEi  generated via kriging can be a suitable indicator of the studied soils erodibility.

    Keywords: Soil Erosion, Aggregate stability, Pedotransfer function, mean weight diameter of aggregate, Spatial dependence
  • Nikou Hamzehpour *, Shahabeddin Garmei, Mostafa Karimian Eghbal Pages 142-157
    The recession of the lake shores, including Lake Urmia (LU), and later exposure of the lake bed sediments to wind erosion, as a consequence of climate change and drought is an increasingly dangerous phenomenon in arid and semi-arid regions of the world. When salt particles remain unconsolidated, and uncovered on soil surface, they can be moved by wind easily, generating salt dust. These fine-grained salt particles cause salinization of agricultural lands, accelerate deforestation leading to health, and economic problems in lives neighboring residents.  The aims of the present research were to study Urmia Lake Playa (ULP) geomorphic surfaces in its western shores, and their vulnerability to dust generation. All lands from Urmia Lake recession from its western shores were selected. Different playa surfaces in the study area were identified and mapped using satellite images and Google Earth software. Then, boundaries of the mapped surfaces were checked by field observations. Later 130 soil samples from depth 0-5 cm of different surfaces were collected during spring to autumn 2019 and physicochemical analysis, mean weight diameter (MWD) and loose erodible material (LEM) were determined and finally geomorphic map of the study area was prepared in ARCGIS software. Based on the results from present study, seven geomorphic surfaces were identified in western part of ULP including clay flats, salt crusts, clay flats- salt crusts; sandy salt crusts, beach sands, sand sheets and fan delta. Each of these surfaces were subdivided to different map units based on the variation in vegetation cover and density, stability of surficial crusts and some other physicochemical properties. Among studied surfaces, sand sheets located in northern parts of the study area, next to Jabal Kandi village, had the highest LEM with 89.7 % equal to 53.8 ton.ha- soil. The study of the correlation between LEM and several soil physicochemical properties showed that high sand content and low calcium carbonate, MWD (which is also dependent of soil properties) and also low organic matter in soils of sand sheets have made these areas vulnerable to wind erosion and prone to dust generation.
    Keywords: clay flats, salt crusts, sand sheets, loose erodible material, Dust