shahin oustan
-
این پژوهش با هدف بررسی تاثیر کاه برنج، لجن فاضلاب شهری و هیدروچارهای آن ها بر برخی صفات زراعی و شاخص کلروفیل برگ برنج در یک خاک آلوده به سرب در شرایط گلخانه ای انجام شد. آزمایش به صورت فاکتوریل و در قالب طرح پایه کاملا تصادفی با سه تکرار و دو فاکتور شامل مواد آلی در 11 سطح (شاهد، کاه برنج، هیدروچار کاه برنج، لجن فاضلاب شهری، هیدروچار لجن فاضلاب شهری، کاه برنج + هیدروچار کاه برنج، لجن فاضلاب شهری + هیدروچار لجن فاضلاب شهری، کاه برنج + لجن فاضلاب شهری، هیدروچار کاه برنج + هیدروچار لجن فاضلاب شهری، کاه برنج + هیدروچار لجن فاضلاب، لجن فاضلاب شهری + هیدروچار کاه برنج) و سرب در دو سطح 0 و 500 میلی گرم بر کیلوگرم خاک از منبع سرب نیترات اجرا شد. نتایج نشان داد که آلودگی خاک به سرب، شاخص کلروفیل برگ، ارتفاع بوته، ماده خشک خوشه، طول خوشه، تعداد برگ، عرض برگ و قطر ساقه را به طور معنادار کاهش داد. با مصرف لجن فاضلاب و هیدروچار آن، صفات زراعی برنج به طور معنادار افزایش یافت و میزان این افزایش در حضور لجن فاضلاب بیشتر از هیدروچار آن بود. مصرف کاه برنج، ماده خشک خوشه و تعداد برگ را کاهش و نسبت ماده خشک شاخساره به ریشه را افزایش داد ولی بر سایر صفات اثر معنادار نداشت. مصرف هیدروچار کاه برنج، ماده خشک شاخساره و ریشه، تعداد برگ و طول برگ را کاهش داد. نتایج نشان داد که تلفیق لجن فاضلاب و هیدروچار آن با کاه برنج و هیدروچار آن می تواند اثرهای منفی کاه برنج و هیدروچار آن و سمیت سرب را کاهش دهد.
کلید واژگان: خاک شالیزار، سمیت، فلزهای سنگین، کربونیزه شدن گرم آبی، مدیریت تلفیقی حاصلخیزی خاکThe present study aimed to investigate the effects of rice straw, sewage sludge, and their hydrochars on some agronomic traits and chlorophyll index of rice plants in a sandy loam soil contaminated with lead (Pb) under greenhouse conditions. The research was conducted as a factorial experiment in a completely randomized design with three replications and two factors of organic matter at 11 levels (control, rice straw, rice straw hydrochar, sewage sludge, sewage sludge hydrochar, rice straw + rice straw hydrochar, sewage sludge + sewage sludge hydrochar, rice straw + sewage sludge, rice straw hydrochar + sewage sludge hydrochar, rice straw hydrochar + sewage sludge, sewage sludge hydrochar + rice straw), and Pb at two levels of 0 and 500 mg/kg as lead nitrate. The results showed that soil contamination with Pb significantly reduced leaf chlorophyll index, plant height, panicle dry matter, panicle length, leaf number, leaf width, and stem diameter. By application of sewage sludge and its hydrochar, agronomic traits of rice were significantly increased, and this increase was even higher in the presence of sewage sludge than its hydrochar. The application of rice straw decreased panicle dry matter and leaf number and increased the ratio of shoot dry matter to that of root and had no significant effect on other traits. The application of rice straw hydrochar reduced shoot and root dry matter, leaf number, and leaf length. The results showed that integration of sewage sludge and its hydrochar with rice straw and its hydrochar can reduce the negative effects of rice straw and its hydrochar and Pb toxicity.
Keywords: Heavy Metals, Hydrothermal Carbonization, Integrated Soil Fertility Management, Paddy Soil, Toxicity -
در این پژوهش، دو آزمایش جداگانه هر یک به صورت فاکتوریل و در قالب طرح پایه کاملا تصادفی و با سه تکرار انجام شد. در آزمایش اول، اثر کشت، شوری و کود فسفر بر Olsen-P و شکل های فسفر معدنی با سه عامل نوع کشت در شش سطح (بدون کشت، تک کشتی گندم، تک کشتی خلر، تک کشتی ماشک، کشت مخلوط گندم-خلر، کشت مخلوط گندم-ماشک)، کود فسفر در دو سطح (صفر و 80 میلی گرم بر کیلوگرم) و شوری خاک (ECe) در دو سطح (75/0 و 5/7 دسی زیمنس بر متر) بررسی شد. آزمایش دوم برای بررسی اثر زمان، شوری و کود فسفر بر Olsen-P و شکل های فسفر معدنی در شرایط بدون کشت با سه عامل زمان در دو سطح (صفر و 90 روز) و کود فسفر و شوری (با همان سطوح آزمایش اول) انجام شد. نتایج نشان داد که کشت گیاهان گندم، خلر و ماشک در هر دو شرایط تک کشتی و کشت مخلوط، Olsen-P، NH4F-P، NaOH-P، H2SO4-P و مجموع شکل های فسفر خاک را کاهش داد. در شرایط با کود فسفر، Available-P در خاک ریزوسفر بیشتر از خاک توده و در کشت مخلوط بیشتر از تک کشتی بود. 90 روز پس از مصرف کود فسفر، شوری سدیم کلرید در خاک، NH4Cl-P، NH4F-P و NaOH-P را کاهش و Olsen-P و H2SO4-P را افزایش داد. مسن شدن پس از مصرف کود فسفر، NH4Cl-P و Olsen-P را کاهش و NH4F-P، NaOH-P و H2SO4-P را افزایش داد. در شرایط با کود فسفر، عصاره گیر Olsen ممکن است مقدار Available-P گندم، خلر و ماشک را در شرایط تک کشتی و کشت مخلوط کمتر برآورد نماید. کشت مخلوط گندم-خلر و گندم-ماشک و مصرف 80 میلی گرم فسفر بر کیلوگرم خاک در شرایط مشابه می تواند توصیه شود.
کلید واژگان: زیست فراهمی، شورشدن خاک، عصاره گیری دنباله ای فسفر، کشت گیاه، مسن شدنIn this research, two separate experiments were carried out as factorial on the basis of completely randomized design with three replications. In the first experiment, the effects of cultivation, salinity, and phosphorus (P) fertilizer on available-P and inorganic P fractions were investigated with three factors of cultivation type at six levels (No cultivation, wheat monoculture, lathyrus monoculture, vetch monoculture, wheat-Lathyrus intercropping, wheat-vetch intercropping), P fertilizer at two levels (zero and 80 mg P/kg) and soil salinity (ECe) at two levels (0.75 and 7.5 dS/m) under greenhouse conditions. The second experiment was conducted to investigate the effects of ageing, salinity, and P fertilizer on Olsen-P and inorganic P fractions with three factors of time at two levels (zero and 90 days), P at two levels (zero and 80 mg P/kg), and ECe at two levels (0.75 and 7.5 dS/m) under laboratory conditions. Results showed that the cultivation of wheat, lathyrus, and vetch in both monoculture and intercropping conditions decreased Olsen-P, NH4F-P, NaOH-P, H2SO4-P, and sum of P fractions. Under P using conditions, available-P in the rhizosphere soil was more than the one in bulk soil and in intercroping it was more than the one in monoculture. In 90 days after P using, NaCl salinity decreased NH4Cl-P, NH4F-P, and NaOH-P while increased Olsen-P and H2SO4-P compared to non-saline conditions. Aging after P using decreased NH4Cl-P and Olsen-P and increased NH4F-P, NaOH-P, and H2SO4-P. Under P using conditions, Olsen extractant may underestimate soil P availablity for wheat, lathyrus, and vetch plants at both monoculture and intercropping conditions. Generally, intercropping of wheat-Lathyrus and wheat-vetch and using 80 mg P fertilizer per kg of soil can be recommedded under similar conditions.
Keywords: Ageing, Bioavailability, Phosphorus Fractionation, Plant Cultivation, Soil Salinization -
زمانی که میکروب ها در معرض آلاینده ها قرار می گیرند تغییراتی را برای ادامه زندگی در خود ایجاد می کنند. این تغییرات شامل تغییرات فیزیولوژیکی و ژنتیکی می باشند. آنتی بیوتیک ها به طور گسترده در صنعت دام، کشاورزی و در پزشکی مصرف دارند. برای ارزیابی خطرات ناشی از آلودگی اکوسیستم خاک با آنتی بیوتیک ها از روش آزمون تحمل القایی ناشی از آلودگی در جمعیت میکروبی (PICT) استفاده شد. در این تحقیق تاثیر سطوح مختلف آنتی بیوتیک اکسی تتراسایکلین (OTC) بر فعالیت میکروبی در خاک سیلتی لوم بررسی شد. برای این منظور سطوح مختلف OTC شامل 10،0، 20، 30، 40 و 50 میلی گرم بر کیلو گرم به گلدان های حاوی دو کیلوگرم خاک در سه تکرار اعمال شد و به مدت 120 روز در رطوبت با محدوده ی تغییرات 50 تا 70 درصد ظرفیت مزرعه و دمای 22-20 درجه سلسیوس در اتاق رشد نگهداری شد. فعالیت آنزیم دهیدروژناز خاک به عنوان معیاری از فعالیت میکروبی در زمان های 3، 7، 15، 30، 60، 90 و 120 روز انکوباسیون اندازه گیری شد. سپس بر اساس محاسبات روش PICT مقادیر IC50 برای هر یک از تیمارهای آلوده و شاهد تعیین گردید و مقادیر IC50∆ به دست آمد. به گونه ای که افزایش تحمل در جمعیت میکروبی از روز 15ام شروع شد و در روزهای 30ام و 60ام روند افزایشی داشت و مقادیر PICT تا غلظت 50 میلی گرم بر کیلوگرم اکسی تتراسایکلین افزایش تدریجی پیدا کرده ولی در روزهای 90 و 120 این مقدار بسیار کم بود. می توان گفت که القای تحمل در جامعه میکروبی خاک بر اثر OTC پس از گذشت حدود 30 روز در غلظتOTC mg.kg-1 30 آشکار شد.
کلید واژگان: آنتی بیوتیک، اکسی تتراسایکلین، دهیدروژناز، فعالیت میکروبی، PICTMicroorganisms make changes to their lives, when they are exposed to contaminants; these changes include physiological and genetical changes. Antibiotics are used in the livestock industry as well as in medicine. Among several methods for assessing the risks of contamination of soil ecosystems; one of which is the pollution induced community tolerance. This study, the effects of different levels of OTC on microbial activity were investigated in a silty loam soil. Different levels of OTC (10, 20, 30, 40 and 50 mg.kg-1) were applied to the pots containing 2 kg of soil with three replications and kept at room temperature for 120 days. The soil moisture level was adjusted to 50-70% of field capacity. Soil Dehydrogenase activity as an indicator of soil microbial activity was measured at 3, 7, 15, 30, 60, 90 and 120 days of incubation. The ΔIC50 diagram was plotted against different soil OTC concentrations for each time point and the trend of microbial tolerance changes was evaluated. The results showed with increasing incubation time and concentration of OTC, induction of tolerance in the microbial population was gradually enhanced. Overall the increase of tolerance in microbial population started on day 15 and reached the highest values on days 30 and 60 at OTC concentration of 50 mg.kg-1 OTC. A marked change in the slope of ΔIC50 was occurred on day 30 at 30 mg.kg-1 OTC which can be regarded as critical level of OTC in soil at this time point which led to occurrence of microbial tolerance.
Keywords: Antibiotic, Dehydrogenase, Microbial Activity, Oxy-Tetracycline, PICT -
سابقه و هدف
سدیم دودسیل بنزن سولفونات (SDBS) به عنوان یک سورفکتانت آنیونی از طریق آب خاکستری، لجن فاضلاب و آفت کش ها وارد خاک شده و ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک را متاثر می سازد. هدف از این مطالعه بررسی اثر SDBS بر برخی ویژگی های شیمیایی و فیزیکی یک خاک لوم بود.
مواد و روش هادر این تحقیق، اثر SDBS به عنوان عامل بین موردی در چهار سطح (0، 01/0، 05/0 و 25/0 درصد) و اثر زمان به عنوان متغیر درون موردی در یازده سطح (25/0، 2، 7، 14، 21، 28، 35، 49، 63، 77 و 91 روز) بر ویژگی هایpH ، EC، آهن، منگنز، روی و مس فراهم، شاخص مواد آلی محلول و کربن آلی در قالب طرح اندازه گیری های مکرر با سه تکرار بررسی شدند. بررسی اثر کاربرد SDBS بر غلظت سولفات فراهم خاک، نسبت جذب سدیم، درصد اشباع، چگالی ظاهری و شاخص پایداری خاکدانه در قالب طرح کاملا تصادفی، در پایان 95 روز انکوبه کردن خاک ها در سه تکرار انجام شد. بدین منظور، 15 کیلو گرم خاک در12 ظرف پلی اتیلنی ریخته شد. سپس، محلول SDBS در سطوح یادشده اسپری شده و خاک ها به مدت 95 روز در دمای اتاق نگهداری گردیدند. خاک داخل ظروف با استفاده از یک صفحه مشبک به دو بخش برای نمونه برداری های دست نخورده (ویژگی های فیزیکی) و دست خورده (ویژگی های شیمیایی) تقسیم گردید. نهایتا، ویژگی های خاک در روزهای یاد شده مورد اندازه گیری قرار گرفتند.
یافته هامقادیر pH و EC خاک در طی مدت انکوبه کردن برای همه سطوح SDBS به ترتیب کاهشی و افزایشی بودند. pH خاک در سطح 25/0 درصد SDBS ، ابتدا بیشتر و سپس کمتر از شاهد بود. مقادیر نهایی EC خاک برای سطوح 01/0 ، 05/0 و 25/0 درصد SDBS (3/543، 7/693 و µS cm-1 0/786) بیشتر از شاهد (S cm-1µ 3/513) بودند. غلظت آهن فراهم برای سطوح صفر، 01/0 ، 05/0 و 25/0 درصد SDBS به ترتیب از 51/3 ، 88/3 ، 02/4 وmg kg-1 56/4 در شش ساعت اول انکوبه کردن به حد تقریبا ثابت mg kg-1 19/2 در روز شصت و سوم کاهش یافت. از این زمان به بعد، فقط برای دو سطح 01/0 و 05/0 درصد SDBS یک افزایش مشاهده شد. غلظت منگنز فراهم خاک نیز با زمان کاهش یافت. با این حال، رابطه مستقیم بین غلظت فراهم این کاتیون فلزی و سطح کاربرد SDBS فقط در هفته اول انکوبه کردن مشاهده شد و بعد از آن تغییرات نامنظم بود. برعکس، این رابطه مستقیم برای فلز روی در ابتدای آزمایش وجود نداشت و فقط در ماه آخر انکوبه کردن مشاهده شد. روند کاهش و به دنبال آن افزایش غلظت فراهم فلز برای مس نیز مشاهده شد ولی اثر متقابل SDBSو زمان معنادار نبود. غلظت فراهم هر چهار فلز با افزایش سطح SDBS افزایش یافت و این افزایش به طور متوسط از ترتیب زیر پیروی کرد: ≈ Cu Mn < Fe < Zn. شاخص مواد آلی محلول، تغییرات غلظت SDBS در خاک را به نحو منظم تری در مقایسه با کربن آلی خاک نشان داد. همچنین، سولفات فراهم خاک و SAR با افزایش سطح SDBS به طور معنا داری افزایش یافتند. در بین ویژگی های فیزیکی خاک، فقط پایداری خاکدانه در تیمار 25/0 درصد SDBS به طور معناداری کاهش یافت.
نتیجه گیریبه طور کلی، نتایج نشان داد که تاثیر افزودن SDBS بر تغییرات غلظت فراهم آهن، منگنز، روی و مس در خاک با زمان برای هر فلز متفاوت بود. لذا، تغییرات شکل فراهم یون های فلزی در خاک بعد از افزودن آب خاکستری، نه تنها به دلیل محتوای موجود آن ها در آب خاکستری است، بلکه سورفکتانت به تنهایی نیز قادر است این تغییرات را ایجاد کند. مقادیرEC و SAR خاک با افزایش سطح SDBS به طور معناداری افزایش یافتند. با این حال، پایداری خاکدانه فقط با افزودن بالاترین سطح SDBS به طور معناداری کاهش یافت.
کلید واژگان: آب خاکستری، پایداری خاکدانه، سورفکتانت، سولفات فراهم، شاخص مواد آلی محلولBackground and ObjectivesSodium dodecyl benzene sulfonate (SDBS) as an anionic surfactant may be added to soil by the use of wastewater, sewage sludge and pesticides and affects its physical, chemical and biological properties. The aim of this study was to evaluate the impacts of SDBS on some chemical and physical attributes of a loam-textured soil.
Materials and MethodsIn this study, the effect of SDBS as a between-subject factor at four levels (0, 0.01, 0.05 and 0.25 %) and the effect of time as a within-subject variable at eleven levels (0.25, 2, 7, 14, 21, 28, 35, 49, 63, 77 and 91 days) on soil pH, EC, available Fe, Mn, Zn and Cu, dissolved organic matter index and organic carbon were investigated in a repeated measures design with three replications. The effects of SDBS application on SAR, available sulfate, saturation percentage, bulk density and aggregate stability index were assessed in a completely randomized design after 95 days with three replications. For this purpose, 15 kg of the soil was placed in each of 12 polyethylene containers. Then, SDBS solutions at the aforementioned levels were sprayed on the soils, and the soils were incubated at room temperature for 95 days. The interior of the container was separated into two parts by a perforated wall to take undisturbed and disturbed soil samples for physical and chemical soil attributes, respectively. Finally, the properties of the sampled soils were determined at the above time points.
ResultsThe pH and EC values decreased and increased over the incubation period, respectively.The pH of the soil at the 0.25% SDBS level was first lower and then higher than that of control.The final soil EC values at the 0.01%, 0.05% and 0.25% SDBS levels (543.3, 693.7 and 786 µS cm-1) were higher than control (513.3 µS cm-1).The concentration of available Fe at the 0, 0.01, 0.05 and 0.25% SDBS levels within the first 6 hours of incubation period (3.51, 3.88, 4.02 and 4.56 mg kg-1) decreased to a nearly constant concentration after 63 days (2.19 mg kg-1).From now on, an increase was observed only for 0.01 and 0.05 SDBS levels.The concentration of available Mn also decreased with time.However, the direct relationship between the available concentration of this metal cation and the SDBS level was observed only at the first week of incubation period and after that the changes were irregular.In contrast, such a direct relationship for Zn was absent at the beginning of the experiment but observed at the last month of the incubation period.The first decreasing and then increasing trend in available metal concentration was also observed for Cu but the interaction between the SDBS level and time was not significant.The available concentration of all four cationic metals increased with increasing the level of added SDBS and the observed order was Zn< Fe< Mn ≈ Cu, on average.Dissolved organic matter index showed the soil concentration changes of SDBS more regular than soil organic carbon.Furthermore, soil available sulfate and SAR significantly increased with increasing the SDBS added level.Among the soil physical attributes, only aggregate stability significantly decreased at the 0.25% SDBS level.
ConclusionIn general, results showed that the effect of SDBS addition on the temporal changes of soil available Fe, Mn, Zn and Cu was different for each metals. Therefore, changes in available forms of metal ions in the soils after addition of greywater may be not only due to their presence in greywater, but surfactant alone can be responsible for these changes. The soil EC and SAR significantly increased with increasing the SDBS level. However, aggregate stability decreased significantly only at the highest level of SDBS.
Keywords: Aggregate Stability, Available Sulfate, Dissolved Organic Matter Index, Greywater, Surfactant -
هیومیک اسیدهای غنیشده با نیتروژن ( NHA ) بهعنوان کود نیتروژن و محرک رشد گیاه مورد استفاده قرار گرفته اند. در پژوهش حاضر، NHA از واکنش نیتریک اسید با هیومیک اسید ( HA ) استخراجشده از لیوناردیت تهیه شد و درصد نیتروژن آن به روش آنالیز CHNS تعیین گردید. سپس، یک آزمایش گلخانهای با کشت ذرت در قالب طرح کاملا تصادفی با 16 تیمار شامل شاهد (بدون مصرف اوره،HA و NHA ) و اوره ( U )، هیومیک اسید ( HA )،اوره-هیومیک اسید ( UHA )، هیومیک اسید غنی شده با نیتروژن ( NHA ) و اوره-هیومیک اسید غنی شده با نیتروژن ( UNHA ) هر کدام در سه سطح و در سه تکرار انجام شد. سطوح تیمارها بر مبنای ربع ( mg N kg-1 50)، نصف ( mg N kg-1 100) و برابر نیاز کودی ذرت ( mg N kg-1 200) تعیین شدند و در تیمارهای مخلوط، سهم برابری از نیتروژن برای اوره، HA و یا NHA در نظر گرفته شد. نتایج حاکی از کارایی مطلقا زیادتر NHA نسبت HA و نیز کارایی قدری زیادتر UNHA نسبت به اوره در ارتقای اغلب ویژگی های مورفولوژیک ذرت بود. همچنین، بهطور متوسط، شاخص کلروفیل برگ و غلظتهای نیتروژن، نیترات و فعالیت آنزیم نیترات ردوکتاز شاخساره در تیمارهایNHA بهترتیب 5/11، 0/17، 2/35 و 4/29 درصد بیش تر از تیمارهایHA بود. با این حال، تیمارهای UNHA و اوره در اغلب صفات فیزیولوژیک نتایج تقریبا مشابهی را نشان دادند. بیش ترین غلظت نیتروژن و نیترات در گیاه متعلق به تیمار U3 بود، اما بالاترین میزان آبشویی نیترات نیز در همین تیمار مشاهده شد که با کاربرد تیمار U3NHA3 حدود 7/48 درصد کاهش یافت. با توجه به یافتهها، UNHA میتواند به عنوان کود نیتروژن مطرح شود که نیاز به پژوهش های بیش تری دارد.
کلید واژگان: آبشویی نیترات، آنزیم نیترات ردوکتاز، اسید نیتریک، اوره، لئوناردیتBackground and ObjectivesNitrogen (N) plays a major role in maize growth and yield. Therefore, adequate supply of N is required for successful maize production. However, application of chemical nitrogen fertilizers is associated with some problems such as groundwater pollution, nitrogen enrichment of surface waters, and nitrate accumulation in agricultural products. Accordingly, nowadays a great attention has been paid to the slow-release fertilizers. Nitrogen-enriched humic acids (NHAs) are considered as promising slow-release nitrogen fertilizers in agricultural systems. However, the effects of these types of fertilizers on plant growth and physiological characteristics have not been well understood. For this purpose, the present study investigates the effectiveness of NHAs on the morphological and physiological characteristics of maize as well as nitrogen loss through leaching.
MethodologyThe Nitrogen-enriched humic acids (NHAs) were prepared through the simple process of nitration, and from the reaction of nitric acid with humic acid (HA) extracted from leonardite of Yazd Golsang Kavir Company as an organic carbon source. Then, a greenhouse experiment in a completely randomized design (CRD) with three replications was conducted to determine the effects of 16 treatments, including control, urea (U1, U2 and U3), humic acid (HA1, HA2 and HA3), nitrogen-enriched humic acid (NHA1, NHA2 and NHA3), urea-humic acid (U1HA1, U2HA2 and U3HA3), and urea-nitrogen-enriched humic acid (U1NHA1, U2NHA2 and U3NHA3) on the morphological and physiological characteristics of maize plant (Single cross-704). The levels of treatments were determined as the quarter (50 mg N kg-1), half (100 mg N kg-1) and equal (200 mg N kg-1) to the maize fertilizer requirement. In the combined treatments of urea and HA or NHA, an equal fraction of the total nitrogen was considered. After the end of the experiment, using the standard methods, some characteristics including root length, leaf area, plant height, root volume, wet and dry weights of shoot and root, leaf chlorophyll index, concentrations of phosphorus, potassium, nitrogen and nitrate, and nitrate reductase activity in both shoot and root were determined. Moreover, during the experiment and on given days, the maize pots were leached and the obtained leachate was collected for the nitrate measurement.
Findings
According to the results, the nitrogen content of the produced NHA (3.3%) was about two times higher than the HA (1.6%). In addition, the NHA had higher carboxyl and phenolic hydroxyl content than the HA. The FT-IR analysis showed the characteristic peaks of nitro (NO2) groups at wavenumbers of 1541 and 1336 cm-1 in the spectrum of NHA. Germination test indicated that the NHA was not toxic to the maize seeds. The results showed that the NHA treatments had a much better influence on the plant morphological characteristics than the HA treatments. This observation may be due to the negative effects of HA application at high dosages. In comparision, the UNHA treatments were only slightly more efficient than the urea treatments. Combining NHA with urea diminishes the adverse impacts of separate application of these two fertilizers. On average, leaf chlorophyll index and concentrations of total nitrogen, nitrate and nitrate reductase enzyme in shoot part of plants in the NHA treatments were 11.5, 17.0, 35.2 and 29.4% higher than the HA tratments. The nitrate reductase concentration in the roots was 40.4% lower than the shoots. However, the UNHA and urea treatments showed almost similar efficiency in improving physiological characteristics. The U3NHA3 or U3 treatments, i.e. the highest level of nitrogen, showed the highest efficiency which means the high nitrogen requirements of maize in pot experiments. Based on the results, the nitrogen supply to the maize plant increased the shoot concentration of potassium higher than that of phosphorus. Although the U3 treatment indicated the highest nitrogen and nitrate concentrations in both root and shoot, the highest nitrate leaching was also observed for this treatment. However, by using the U3NHA3 treatment, the mean concentration of nitrate in the leachate decreased by about 48.7% as compared to the U3 treatment.
ConclusionFindings of this research revealed that the combined fertilizer of UNHA can be a good alternative for urea. It could not only supply nitrogen for plants, but could improve plant vegetative growth, and in turn considerably reduce nitrate leaching, which has highly beneficial effects on nitrogen use efficiency as well as environmental issues.
Keywords: Leonardite, Nitric acid, Nitrate leaching, Nitrate reductase enzyme, Urea -
این پژوهش برای بررسی اثر گچ (CaSO4.2H2O)، کوکوپیت و شوری سدیم کلرید بر برخی ویژگی های فیزیولوژیکی و رشد اسفناج رقم ویروفلی انجام شد. آزمایش به صورت فاکتوریل 2×2×4 و در قالب طرح کاملا تصادفی و با سه تکرار در شرایط گلخانه ای انجام شد. فاکتورهای آزمایش شامل گچ در چهار سطح صفر، 3، 9 و 27 درصد (جرمی:جرمی)، شوری در دو سطح صفر و 110 میلی مولار سدیم کلرید در محلول غذایی و کوکوپیت سری لانکا در دو سطح صفر و 15 درصد (جرمی:جرمی) بودند. اثر گچ بر ویژگی های موردمطالعه به سطح گچ، کوکوپیت و شوری بستگی داشت. مصرف 3 درصد گچ بر ماده خشک ریشه و شاخساره، ارتفاع گیاه و تعداد برگ اثر معنادار نداشت. مصرف 9 و 27 درصد گچ این ویژگی ها را برخلاف انتظار در هر دو شرایط شور و غیرشور به طور معنادار کاهش داد. اثر شوری بر ویژگی های موردمطالعه در شرایط با و بدون کوکوپیت متفاوت بود. اثر کوکوپیت بر تمام ویژگی های موردمطالعه معنادار بود اما نحوه اثر آن به سطح شوری و گچ بستگی داشت. حساسیت ریشه گیاه اسفناج به تنش شوری سدیم کلرید بیشتر از شاخساره بود. استفاده از کوکوپیت در بستر پرلیت، برای کشت هیدروپونیک گیاه اسفناج توصیه نشد. در تیمارهای دارای کوکوپیت، سطوح بالای گچ با افزایش شوری، باعث کاهش ماده خشک ریشه و شاخساره، ارتفاع بوته، تعداد برگ، شاخص کلروفیل برگ و فلورسانس کلروفیل برگ شد. انجام پژوهش های بیشتر با سطوح کمتر گچ و کوکوپیت، غلظت کمتر کلسیم و سولفات در محلول غذایی و استفاده از کوکوپیت های دیگر در شرایط شور و غیرشور پیشنهاد می شود.
کلید واژگان: اسفناج، پرلیت، شوری، کوکوپیت، گچ، هیدروپونیکThis research was carried out to investigate effects of gypsum, cocopeat, and NaCl salinity on some physiological and growth characteristics of spinach cv. Virofly. The experiment was conducted in a factorial combination based on a CRD with three replications in greenhouse conditions. The experimental factors were: gypsum at four levels (0, 3, 9, and 27%), NaCl salinity at two levels (0 and 110 mM), and cocopeat at two levels (0 and 15%). The effect of gypsum on studied characteristics depended on the level of gypsum, cocopeat, and salinity. The use of 3% gypsum had no significant effect on root and shoot dry matters, plant height, and leaves number. Unexpectedly, use of 9 and 27% gypsum significantly reduced these characteristics under saline and non-saline conditions. The effect of salinity on studied characteristics was different regardless of presence or absence of cocopeat. The effect of cocopeat was significant on all studied characteristics, but its effect depended on the level of salinity and gypsum. The sensitivity of spinach plant root to NaCl salinity stress was greater than shoot. The use of cocopeat in perlite medium is not recommended for hydroponic cultivation of spinach. In treatments with cocopeat, high levels of gypsum decreased root and shoot dry matters, plant height, leaves number, leaf chlorophyll index, and leaf chlorophyll fluorescence. It is suggested to conduct more investigations with lower levels of gypsum, lower concentrations of calcium and sulfate in the nutrient solution, and application of other types of cocopeats under saline and non-saline conditions.
Keywords: Cocopeat, gypsum, Hydroponics, Perlite, salinity, Spinach -
خاک به عنوان مخزن مهم مواد غذایی و آلاینده، نقش مهمی در سلامت و پایداری اجتماعی-بوم شناختی ایفا می کند. افزایش آلودگی خاک ناشی از ورود فلزات سنگین است که در نتیجه عملیاتی نظیر کشاورزی، شهرسازی و صنعتی شدن رخ می دهد. هدف پژوهش حاضر، بررسی میزان فلزات سنگین و شاخص های آلودگی در خاک های آبیاری شده با فاضلاب خام در روستای بارزیل از توابع شهرستان مشگین شهر است. بدین منظور در منطقه مطالعاتی شبکه بندی منظم با ابعاد 250 متر انجام و 97 نمونه سطحی خاک (صفر تا 30 سانتی متر) برداشت شد. نمونه ها بعد از انتقال به آزمایشگاه خشک شده و از الک دو میلی متری عبور داده شدند. ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک از جمله pH، EC، بافت، کربن آلی، کربنات کلسیم معادل خاک به روش های استاندارد و غلظت فلزات سنگین Cu، Zn، Cd، Ni، Cr، Pb، Fe و Mn توسط طیف سنج جذب اتمی اندازه گیری شدند. شاخص های آلودگی شامل عوامل غنی شدگی، شاخص زمین انباشت، عامل آلودگی و شاخص بار آلودگی محاسبه شدند. میانگین غلظت سه فلز Zn، Cd و Pb از میانگین مرجع قاره ای آن ها بالاتر بود که نشان دهنده دخالت انسان در افزایش غلظت آن ها است. عامل غنی شدگی و مساحت تحت تاثیر آلودگی توسط فلز Cd در بین فلزات مطالعه شده بالاترین مقدار را داشت و Pb و Zn در مرتبه دوم و سوم قرار داشتند. کم ترین و بیش ترین مقدار شاخص زمین انباشت به ترتیب مربوط به Ni و Zn بود. از نظر این شاخص دو فلز Cd و Pb کلاس های آلودگی شدید و متوسط ایجاد کرده اند و سایر فلزات تقریبا بدون آلودگی بودند. کم ترین و بیش ترین مقدار عامل آلودگی به ترتیب به فلز Ni و Zn تعلق داشت. کلاس های آلودگی حاصل از دو شاخص زمین انباشت و عامل آلودگی مشابهت قابل توجهی داشت. مقدار شاخص بار آلودگی کم تر از یک بود که بیان کننده عدم وجود آلودگی در منطقه است. شاخص های انفرادی (EF، Igeo و CF) کلاس های آلودگی شدیدتری را نسبت به شاخص تجمعی PLI به وجود آوردند. به عبارت دیگر استفاده از شاخص های تجمعی باعث نادیده شدن آلودگی شده است. این امر می تواند تصمیم گیران را در برخورد با نوع و منشا آلودگی به اشتباه انداخته و برخوردهای جدی را به دنبال نداشته باشد.
کلید واژگان: بارزیل، روی، سرب، شبکه بندی منظم، مقادیر مرجع قاره ای، نیکلIntroductionAs a great reservoir of nutrients and pollutants, soil plays an important role in health and socio-ecological sustainability. Soil pollution increases as a result of the entry of heavy metals from operations such as agriculture, urbanization, and industrialization. Unlike organic pollutants, heavy metals cannot be decomposed and remain in the soil for more than 150 years. The continuous increase in the concentration of heavy metals in the soil due to wrong agricultural operations has had a serious effect on human health. Long-term use of wastewater in land irrigation often increases the amount of heavy metals in the soil. The present research aims to investigate the amount of heavy metals and pollution indicators.
Materails and MethodsThe study area is located in agricultural soils irrigated with raw sewage in Barzil village of Meshginshahr city (38° 23′ 34″ N and 47° 1′ 7″ E). To perform this research, a regular griding method with a 250 m dimension was done and 97 surface soil samples (0 to 30 cm) were taken. After transferring to the laboratory, the samples were dried and passed through a 2 mm sieve. The physical and chemical characteristics of the soil including pH, EC, texture, organic carbon, and Calcium Carbonate Equivalent (CCE) are measured. The concentration of heavy metals Copper (Cu), Zinc (Zn), Cadmium (Cd), Nickel (Ni), Chromium (Cr), Lead (Pb), Iron (Fe), and Manganese (Mn) was measured by Aqua Regia digestion method and using Atomic Absorption Spectrometry. The spatial distribution of heavy metals was displayed using the Kriging interpolation method. Pollution indices of Enrichment Factor (EF), Geo-accumulation Index (Igeo), Contamination Factor (CF), and Pollution Load Index (PLI) were calculated.
Results and DiscussionThe maximum values of pH and electrical conductivity of the soil in some places irrigated with wastewater have reached 7.70 and 4.35, respectively, and their average values have reached 6.69 and 1.45, respectively. The organic carbon of the studied soil samples varies from at least 0.59% to 3.50% an average of 2.14%. The relatively high amount of organic carbon can be attributed to the land use type of garden. Four texture classes of sandy loam (65%), loamy sand (23%), loam (10%), and sand (2%) have been observed. The average concentration of the three metals Zn (85.41 mg Kg-1), Cd (2.42 mg Kg-1), and Pb (17.38 mg Kg-1) was higher than the average of their continental reference values (0.7, 0.2 and12.50 mg Kg-1, respectively). The higher values rather than continental reference values indicate human intervention and its effect on increasing the concentration of these element contents. It means that irritating sewage caused increasing heavy metal concentration in the study area. The averages of Cu, Ni, Cr, Fe, and Mn were lower than continental references. Pollution indices indicate the state of accumulation of polluting elements in a place compared to the initial values in the parent materials. The EF index of Cd (75.85) is the highest value among the eight metals and 99% of the the study area is classified as a very high enrichment class. The EF of Pb (8.68), Zn (7.42), and Cu (6.14) are in lower ranks. 56.7 % of study area classified as considerable enrichment by Cu and 46.4 % by Zn. The EF clearly indicates the involvement of human activities in the accumulation of four elements Cd, Pb, Zn, and Cu in the study area. Also, moderate enrichment class is caused by Mn, Cu, Zn, and Cr in 63.9, 42.3, 42.3, and 25.8% of the study area, respectively. The lowest and highest amount of the Igeo index is related to Ni (-6.90) and Zn (3.72), respectively. The average of Igeo varies as IgeoCd> Igeopb> IgeoCU> IgeoZn> IgeoMn> IgeoCr> IgeoFe> IgeoNi that introduces Cd as the most pollutant metal. The negative values of Igeo indicate the absence of heavy metal pollution and so absence of pollution. The entire study area grouped as non-polluted or clean class according to Ni, Cr, Fe, and Mn but 86.6% of the area grouped as clean considering Cu and Zn. Cd placed 38.1% of the area in the medium pollution class and 59.8% of the area in the severe pollution class. 69.1% of the area was found to be clean and only 28.9% of the area was moderately polluted with Pb. According to this index, Cd is in the extremely polluted class in the whole study area. The lowest (0.01) and highest (19.72) value of CF belongs to Ni and Zn, respectively. The average of this index varies from 0.13 for Ni to 12.09 for Cd. Except for Cd, which placed 98% of the area in a very high pollution class, the rest of the metals had low or moderate pollution classes. Meanwhile, the low pollution classes had higher contributions than the medium pollution classes. 100% of the area was grouped in the low pollution class considering Ni, Cr, Fe, and Mn but according to Zn and Cu 71.1 and 60.8% of the area was placed in the low pollution class, respectively. Medium pollution class was observed only by three metals Pb (73.2%), Cu (39.2%), and Zn (24.7%). PLI values less than 1 indicate ideal conditions where no pollution has occurred. The values of the calculated PLI index were less than 1 in the whole study area indicating the absence of pollution.
ConclusionAmong the four indices, the Igeo index has classified a larger extent of the studied area in extremely polluted classes, while the PLI index does not show any pollution in the study area. Because Igeo, like the other two indices (EF and CF), is an individual index and considers the concentration of each metal separately, the PLI index is a cumulative index and shows the cumulative effects of all metals. In other words, high concentrations of metals disappear among low concentrations and individual effects of metals are not visible. This may mislead decision makers in dealing with the type and origin of pollution and cause negligent actions. Therefore, it is recommended that considering the harmful effects of each of the metals, individual indicators should be taken seriously.
Keywords: Brazil, Continental reference values, Ni, Pb, Regular griding, Zn -
امروزه عوامل مختلفی دریاچه ارومیه (بزرگترین دریاچه آب شور خاورمیانه) در شمالغرب ایران را در معرض خشکی و فرسایش بادی قرار داده که نتیجه آن بروز طوفان های ریزگرد است. شناسایی ماهیت این ریزگردها در ارایه راهکارهای مقابله با بحران حایز اهمیت بوده و بدین منظور، سه بخش مستعد برای تولید ریزگرد از ساحل شرقی دریاچه ارومیه انتخاب و هر بخش براساس ارتفاع از سطح آزاد آبها به دو سطح تقسیم گردید. نمونه های خاک به سینی های تونل باد مدار بسته، منتقل و شبیه سازی فرسایش بادی با اعمال حداکثر سرعت باد 45 متر بر ثانیه به مدت 15 دقیقه بطور یکنواخت در تمام ارتفاعات انجام گردید. با به تله انداختن ریزگردها و بررسی خصوصیات کانی شناسی آنها به روش آنالیز XRD و با استفاده از نرم افزار High Score، کوارتز، کلسیت، هالیت و ژیپس بعنوان کانی های غالب شناسایی شدند. از میان این کانی ها، کوارتز بالاترین درصد را داشته و با توجه به فاصله کم برای انتقال در تونل باد دور از انتظار نمی باشد. نتایج تجزیه واریانس نیز نشان داد که اثر لایه بر کانی کوارتز (p≤0.99) و اثر بخش بر کانی کلسیت (p≤0.95) معنی دار است. حضور کلسیت بعنوان کانی غالب در نمونه ها بویژه بخش 2 می تواند اعلام خطری برای آلودگی جوی از طریق حمل آلاینده ها و انتقال آنها باشد.در این تحقیق با بررسی عمل انتخابی فرسایش بادی بر خاکهای منطقه و مطالعه کانی شناسی خاکهای منشاء ریزگردها، می توان نوع کانی های موجود در ارتفاعات مختلف جوی را پیش-بینی نمود زیرا، نوع کانی غالب در ارتفاعات مختلف جوی با خاکهای منشاء متفاوت نیستند.
کلید واژگان: آنالیز XRD، فرسایش بادی، کانی شناسی، تونل باد، دریاچه ارومیهBackground and ObjectivesUrmia Lake is the largest saltwater in the Middle East, which has been located in the northwest of Iran. Nowadays, various factors have exposed it to dryness and wind erosion, the result of which is the increase in soil salinity, the thinning of solute crystals, and the occurrence of dust storms. Identifying the nature of these dusts specially the mineralogy of them is important in providing solutions to deal with the crisis. Investigating the characteristics and mineralogy of dusts in the region are useful in predicting and controlling ways to reduce their damages, and dust mineralogy is a practical method to determine their origin. In other words, the deposition of dust in different areas can affect the nearby ecosystems by making changes in the texture, composition of elements and even the acidity of the soils of the affected areas. The source of dust is very important in the mineralogy of sedimentary particles and depends on various factors such as geology and soil characteristics as well as climatic conditions. Also, the height of atmosphere which the dusts are there can be useful in studying the affect of mineralogy in this height.
MethodologyFor this purpose, three flat sites without vegetation and prone to fine dust production were selected from the eastern shore of Urmia Lake, and each site was divided into 3 layers based on the height from sea level, but the first layer was omitted from the studying areas because of the high soil moisture due to low distance to lake, which results in decreasing dust production by this layer, and eventually 2 random samples (0-5 cm) were picked up from each layer. This research work carried out based on 12 selected soil samples from 3 sites and their layers. The soil samples from 0 to 5 cm depth as a surface soil of layers were transferred to trays with dimensions of 3 x 40 x 30 cm in the wind tunnel of agriculture faculty of Tabriz University, with 370cm length, 50cm width and 70cm height, and wind erosion was simulated by applying the maximum wind speed of 45 meters per second to it was done for 15 minutes at each height. Then, the dust particles released at 2 heights of the wind tunnel (10 and 30 cm from the floor of the device) and the control soil sample were subjected to XRD analysis and the obtained diffractions were interpreted using High Score software. Finally, statistical analysis was performed using a nested design to find the effect of factors such as the location, layer and height of the wind tunnel on the content of minerals in windblown dust.
Findings and ConclusionThe obtained results showed that the dominant minerals in the most dust samples, were quartz, calcite, halite and gypsum with the highest average percent of quartz, because of the widespread occurrences of this mineral in the earth crust. The statistical analysis results revealed the significant effect of layer on quartz at the p<0.01 level, but the effect of site on calcite was significant at the p<0.05 level. But the maximum amount of quartz appeared in layer 2 of site 2, while its minimum amount has observed in layer 2 of site 1. The maximum and minimum amount of calcite was found in site 2 and 3 respectively, but predominance of quartz in the dust samples can be attributed to the wind blow within a short distance. This differences can be related to the nature of the parent materials of sites from which soils were derived. The presence of calcite as the main mineral in samples is due to study area temperature and precipitation increase and decrease respectively, which cause lake dryness, while gypsum and halite are produced in result of chemical equilibrium process and distribute in salty soils. Gypsum also can be produced during the reaction of calcite and sulfates of sea salts. The dryness of the lake also results in rising the gypsum minerals from dried floor of lake. Also, the presence of halite is affected by Urmia Lake salts that remain after water evaporation in dried land as a main mineral in soil and dust samples of affected lands.Key Words: XRD analyze, Wind erosion, Mineralogy, Wind tunnel, Urmia Lake.
Keywords: XRD analyze, Wind Erosion, Mineralogy, Wind tunnel, Urmia lake -
چای گیاهی دایمی و همیشه سبز است که به خوبی در خاک های اسیدی رشد می کند. این گیاه آلومینیم را به طور طبیعی جذب کرده و در قسمت های مختلف شاخساره انباشته می کند. اگرچه آلومینیم برای رشد گیاه چای ضروری است، اما برای سلامتی انسان مضر است. ارزیابی وضعیت آلومینیم در خاک و برگ سبز چای به درک رابطه بین این دو در جهت ارتقای کمیت و کیفیت محصول چای کمک می کند. به این منظور، 38 نمونه خاک و برگ سبز سوم (برگ شاخص) به طور تصادفی از چای کاری های استان گیلان جمع آوری شدند. در نمونه های خاک، علاوه بر ویژگی های عمومی، مقادیر pHw و pHCaCl2، غلظت های آلومینیم، کلسیم و منیزیم تبادلی، نیتروژن کل و غلظت های فراهم فسفر و پتاسیم و در نمونه های گیاهی نیز غلظت های همین عناصر به همراه آهن و روی اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد که میانگین مقادیر pHw ، pHCaCl2 ، آلومینیم تبادلی خاک و نیز غلظت آلومینیم در گیاه چای به ترتیب 4/51، 4/04 ، kg/mg 256 و kg/mg 1362 به دست آمد. آلومینیم تبادلی خاک با pHw و pHCaCl2 یک رابطه معکوس و غیرخطی با ضرایب تعیین به ترتیب 66% و 84% داشت که حاکی از قابلیت اعتماد بیشتر به pHCaCl2 در مقایسه با pHw بود. غلظت آلومینیم در برگ سبز چای با pHخاک همبستگی معناداری نداشت، اما رابطه آن با آلومینیم تبادلی خاک معنادار بود (r=0.69**). همچنین، مقدار پلی فنل کل با نسبت مجموع غلظت های آهن و روی به غلظت آلومینیم ( (Fe+Zn)/Al) در برگ سبز گیاه چای همبستگی معناداری (r=0.64***) نشان داد. با توجه به حداقل pH بهینه باغ های چای (4/5-=pH)، حداکثر غلظت بهینه آلومینیم تبادلی خاک معادل kg/mg 153 به دست آمد. توصیه می شود که برای کنترل آلومینیم تبادلی خاک و تنظیم pH با توجه به ظرفیت بافری خاک از آهک یا دولومیت استفاده شود.
کلید واژگان: آلومینیم تبادلی، برگ سبز سوم، پلی فنل کل، غلظت فراهمTea is a permanent and evergreen plant that grows adeptly in acidic soils. The tea plant naturally absorbs aluminum and accumulates it in various shoot parts. Although aluminum is essential for tea growth, it is harmful to human health. Evaluating aluminum status in both soils and tea green leaves is necessary to better understand their relationships in order to improve the quality as well as quantity of tea yields. For this purpose, 38 samples of the soils and the third green leaves of tea (as an index leaf) were collected randomly from tea plantations of Guilan Province. In soil samples, besides the general properties, the values of pHw, pHCaCl2, exchangeable aluminum, calcium and magnesium, total nitrogen and available concentrations of phosphorus and potassium were determined. Concentrations of the aforementioned nutrients along with iron and zinc were also evaluated in the tea leaves. Based on the results, the mean values of pHw and pHCaCl2, and the mean concentrations of soil exchangeable aluminum and leaf aluminum were 4.51, 4.04, 256 mg/kg, and 1362 mg/kg, respectively. The soil exchangeable aluminum had inverse power relationships with pHw and pHCaCl2 with the coefficients of determination of 66% and 84%, respectively. This indicated that the pHCaCl2 was more valid than pHw. Leaf Al concentration showed no significant correlation with soil pH, but had significant relationship with soil exchangeable aluminum (r=0.69**). Furthermore, the total polyphenol content of the green tea leaves had no significant correlation with leaf Al concentration, but had significant relationship with (Al/(Fe+Zn)) ratio in tea leaves (r=0.64***). According to the lower limit of optimum pH for tea plantations (pH=4.5), the maximum permissible concentration of soil exchangeable aluminum was estimated to be 153 mg/kg. In order to control soil exchangeable aluminum and adjusting soil pH, it is recommended to use lime or dolomite, based on the soil buffering capacity.
Keywords: Exchangeable aluminum, Third green leaf, Total polyphenol, Available concentration -
سابقه و هدف
گیاه کینوا به عنوان گیاه شورپسند اختیاری به واسطه ارزش غذایی و پتانسیل بالای تولید در شرایط سخت محیطی، در سال های اخیر مورد توجه قرار گرفته است. این پژوهش با هدف بررسی اثرات مایه زنی برخی باکتری های ریزوسفری گیاهان شورپسند بر رشد گیاه کینوا تحت تنش شوری طراحی و اجرا گردید.
مواد و روش هاآزمون گلخانه ای به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار، اجرا شد. در ابتدا بذور کینوا با باکتری های انتخاب شده B2, B3, B4, B5, B6) و شاهد بدون باکتری مایه زنی شدند و در ادامه چهار سطح شوری (شاهد S1)، 5/7 (S2)، 15 (S3) و 25 (S4) دسی زیمنس برمتر در گلدان ها اعمال گردید. پس از تکمیل دوره رشد رویشی شاخص های رشدی، عملکردی و تغذیه ای گیاه اندازه گیری شد.
یافته هابر اساس نتایج، با افزایش سطوح شوری شاخص های رشد (به جز کلروفیل) و ترکیب یونی (به جز سدیم) گیاه کینوا کاهش یافت. استفاده از باکتری ها منجر به افزایش معنی دار کلروفیل (تا 5/10 درصد)، ارتفاع (تا 43/15 درصد)، وزن تر ریشه (تا 27/20 درصد)، وزن تر و خشک اندام هوایی (به ترتیب تا 27/10 و 36/11 درصد)، عملکرد بیولوژیک (تا 41/10 درصد)، کل زیتوده خشک (تا 12 درصد)، عملکرد دانه (تا 07/11 درصد) و مقدار جذب سدیم، پتاسیم، فسفر اندام هوایی به ترتیب تا 31/36، 11/22، 52/10 درصد در مقایسه با تیمار شاهد شد.
نتیجه گیریدر این آزمایش استفاده از باکتری ها منجر به بهبود معنی دار تحمل گیاه کینوا به تنش شوری شدند و در این میان اثر باکتری B3 در ارتقای شاخص های رشد و عملکرد کینوا بیشتر بود.
کلید واژگان: تنش شوری، باکتری های ریزوسفری، کینوا، شاخص های رشد، عملکردBackground & ObjectiveQuinoa as halophyte plant has received more attention in recent years due to its nutritional value and high production potential in harsh environmental conditions. In this research was designed and implemented with the aim of investigating the effects of inoculation of some rhizosphere bacteria of halophyte plants on the growth of quinoa plant under salt stress.
Materials & MethodsThe greenhouse test was carried out as factorial in the form of complete random design in three replications. First, quinoa seeds with selected bacteria (B1, B2, B3, B4, B5 and B6) were inoculated and then four salinity levels of 0, 7.5, 15 and 25 (dS/m) were applied in the pots. Finally some growth and nutritional related parameters were measured.
ResultsGrowth indices (except chlorophyll index) and ionic composition (except sodium) of quinoa plant decreased with increasing salinity levels. The use of bacteria led to a significant increase in chlorophyll (up to 10.5%), height (up to 15.43%), root fresh weight (up to 20.27%), and fresh and dry weight of shoot (up to 10.27 and 11.36 %, respectively), biological yield (up to 10.41 %), total dry weight (up to 12 %), grain yield (up to 11.07 %) and sodium, potassium, phosphorus of shoot was up to 36.31, 22.11, and 10.52 % respectively compared to the control treatment.
ConclusionIn this experiment, PGPB led to a significant improvement in the tolerance of quinoa to salinity stress, and among them B3 was higher in improving the growth and yield indices of quinoa.
Keywords: Salinity stress, Rhizospheric Bacteria, Quinoa, growth indicators, Yield -
پذیرفتاری مغناطیسی (χ) روشی سریع، غیرتخریبی و ساده برای تعیین خصوصیات خاک و توصیف فرآیندهای تشکیل خاک است که در سطوح ژیومورفیک مختلف، به منظور بررسی اثرات فاکتورهای تشکیل خاک (پستی و بلندی، مواد مادری و...) مورد مطالعه قرار می گیرد. این پژوهش با هدف بررسی اثرات اشکال مختلف آهن، زهکشی، کاربری اراضی و فعالیتهای انسانی (کشاورزی) بر تغییرات پذیرفتاری مغناطیسی خاک و بررسی شاخص های هوادیدگی CIW، CIA و CPA در واحدهای ژیومورفیک مختلف در سال 1400 در منطقه مطالعاتی چالدران در شمال غربی ایران و در استان آذربایجان غربی انجام گردید. بدین منظور 9 خاکرخ شاهد در پنج واحد ژیومورفیک غالب در منطقه ازجمله دشت دامنهای، پدیمنت پوشیده، مخروطه افکنه، دشت و دشت سیلابی حفر و ارزیابی گردید. پس از تشریح و نمونهبرداری از افق های ژنتیکی خاک رخهای حفرشده، خصوصیات فیزیکوشیمیایی نمونه ها به همراه ویژگی های مغناطیسی آنها و شاخص های هوادیدگی CIW، CIA و CPA اندازهگیری شد. دامنه پذیرفتاری مغناطیسی خاک های منطقه که تحت تاثیر رسوبگذاری، خاکسازی ، هوادیدگی و کشت و کار قرار داشت، ازkg−1 3m 10-8 × 90/42 تا 20/1053 متغیر بود. همچنین، میانگین مقدار χlf خاک رخهای مورد مطالعه در ژیوفرمهای مختلف به صورت دشت سیلابی > مخروط افکنه > پدیمنت پوشیده > دشت > دشت دامنه ای مشاهده گردید. با وجود اینکه مقادیر پذیرفتاری مغناطیسی وابسته به فرکانس نمونه های خاک مورد بررسی بین 07/0 تا 50/3 درصد متغیر بود؛ اما در بیشتر افقها مقدار χfd کمتر از 2 درصد اندازهگیری گردید. این نتیجه نشان دهنده حضور ذرات درشت چندحوزهای در منطقه است که از طریق مواد مادری اضافه شده اند. همچنین نتایج مقادیر شاخصهای هوادیدگی CIA، CIWو CPA و همچنین منحنی A-CN-K و ترکیب شیمیایی اکسیدهای عناصر مورد مطالعه نشان دهنده مرحله هوادیدگی ضعیف تا متوسط در منطقه است. بر اساس نتایج بهدست آمده، آبشویی مواد دیامغناطیس به لایه های زیرین خاک، انتقال کانی های فری مغناطیس توسط آب و فعالیت های کشاورزی، منجر به تغییرات روند χlf با عمق شده است. همچنین نتایج نشان داد که شرایط اکوییک به علت زهکشی ضعیف در خاکهای مورد مطالعه موجب کاهش پذیرفتاری و میزان Fed شده است.کلید واژگان: آهن، واحدهای ژئومورفیک، آهن پدوژنز، زهکشی، کاربری اراضیMagnetic susceptibility (χ) is a fast, non-destructive and simple method for determining soil properties and describing soil formation processes, which has been studied at different geomorphic levels, in order to investigate the effects of soil formation factors (elevation, elevation, and parent materials). This research aims to evaluate the changes of different forms of iron, drainage, land use and human activities (agriculture) on changes in soil magnetic receptivity and investigate CIW, CIA and CPA aeration indices in different geomorphic units in the year 2021 in Chaldaran study area in the northwest Iran and West Azarbaijan province. For this purpose, 9 test soils were excavated and evaluated in five dominant geomorphic units in the region, such as slope plain, covered pediment, alluvial cone, plain and flood plain. After dissection and sampling from the genetic horizons of the excavated rocks and transporting them to the laboratory, the physicochemical properties of the samples were measured along with their magnetic properties and aeration indices of CIW, CIA and CPA. The results showed that the range of magnetic receptivity of the soils of the region varied from 42.90 x 10-8 to 1053.20 m3 kg-1. Also, the average value of χlf of the studied soils in different geoforms was observed as flood plain > alluvial cone > covered pediment > plain > slope plain. Although the values of magnetic receptivity depending on the frequency of the examined soil samples were variable between 0.07% and 3.50%; But in most horizons, the value of χfd was less than 2%. This result indicates the presence of multi-domain coarse particles in the region that were added through parent material. Also, the results of CIA, CIW and CPA aeration indices indicate the stage of weak to moderate aeration in the region. Further, it was observed that the leaching of diamagnetic materials to the lower soil layers, ferrimagnetic minerals transferred by water and agricultural activities, has led to changes in the χlf trend with depth. Also, according to the A-CN-K curve and the chemical composition of the oxides of the studied elements, a moderate aeration process was observed in the region. On the other hand, the studied region is affected by water sediments and agricultural activities; It seems that carrying out the processes of sedimentation, soil formation, aeration and cultivation in this area has changed the chemical composition of the soils. Finally, it can be concluded that the equitic conditions caused a decrease in the acceptability and amount of Fed due to poor drainage in the studied soils.Keywords: Iron, Geomorphic surfaces, Pedogenesis Iron, Drainage, Land Use. Alfisols
-
کاهو بدلیل اهمیت و مصرف بالا از سبزیهایی است که برای تامین دایمی تولید گلخانه ای آن بویژه بصورت کشت هیدروپونیک رو به فزونی است یکی از نکات مهم در موفقیت کشتهای هیدروپونیک فرمولاسیون مناسب محلول غذایی است. در این آزمایش تاثیر نسبتهای مختلف آمونیوم به نیترات(0.5:8، 1:8 و 2:8) در سطح ثابت نیتروژن در سیستم بسته هیدروپونیک و بدون تعویض محلول غذایی در دروه پرورش بر عملکرد و برخی خصوصیات کیفی سه رقم کاهو در قالب طرح کاملا تصادفی مورد ارزابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که نسبت آمونیوم به نیترات روی صفات وزن تر و خشک اندام هوایی، وزن خشک ریشه، شاخص کلروفیل، میزان کارتنویید و محتوی آنتوسیانین معنی دار بود. تفاوت ارقام نیز از نظر صفات وزن تر و خشک اندام هوایی، وزن تر و خشک ریشه و شاخص کلروفیل و محتوی آنتوسیانین معنی دار بود اما برهم کنش نسبت آمونیوم به نیترات و رقم در هیچیک از صفات مورد بررسی معنی دار نبود. بالاترین وزن تر در نسبت 2:8 آمونیوم به نیترات محلول غذایی بدست آمد در بین ارقام نیز رقم سالیناس بیشترین عملکرد و رقم محلی رومین کمترین وزن تر را دارا بود. بالاترین و پایین ترین وزن تر و خشک ریشه نیز به ترتیب به نسبت 2:8 و 0.5:8 آمونیوم به نیترات تعلق داشت.
کلید واژگان: آنتوسیانین، روش کراتکی، هیدروپونیک، کارتنوئید، نیتروژنIntroductionLettuce (Lactuca sativa L.) is one of the most important leafy vegetable. Due to importance and high demand the greenhouse and hydroponically growing of lettuce is increasing. One of the key points in effectiveness of hydroponic production is the formulation of suitable nutrient solution. Nitrogen as an essential element could be provided by two form in nutrient solution, ammonium and nitrate. Although both form provide the nitrogen for plants but they can affect the growth and physiological aspects differentiatly. In other side open systems of hydroponic in addition to to high cost for nutrient solution preparation can cause soil and water pollution, so its need to use hydroponic systems that decrease the amount of nutrient solution consumation. In this study we assessed the effect of three different NH4+:NO3- ratio in nutrient solution in an easy and very low cost closed hydroponic system so called Kratky method on lettuce production.
Materials and MethodsThe experiment was conducted in hydroponic greenhouse as a factorial based on completely randomized design. Three nutrient solutions with the same level of total nitrogen but with different ammonium to nitrate ratio (0.5:8, 1:8 and 2:8) were used for growing the three lettuce cultivars (Local Romain, French red and Salinas) in closed hydroponic system without the exchange of nutrient solution during the growing cycle and just water were added to substition the of the consumed solution. The seeds of lettuce cultivars at first were planted in cell try that were filled with coco peat-perlite with 1:1 ratio and after emergence and until reaching to suitable size for transplating seedling were fertigated with hoglnd nutrient solution. Two lettuce seedlings were transplanted via the small plastic small baskets and styrofom plate in pots with seven liters volum until the end of growing period. The characters like leaf and root fresh and dry weight, chlorophyll, carotenoid and anthocyanin content were assessed.
Results and DiscussionThe results indicate that the ammonium:nitrate ratio had significant effect on the lettuce leaf and roots fresh and dry weight, chlorophyll index and anthocyanin contents. The cultivars had significantly difference effects on leaf and roots fresh and dry weight, collorophyl index, carotenoid and anthocyanin content. But the interaction between the ammonium:nitrate ratio and lettuce cultivars were not significant on the investigated characters. Between the cultivars Salinas and locally Romaine respectively had the highest and lowest yield. The highest and lowest root fresh and dry weights also were obtained from the 2:8 and 0.5:8 ammonium to nitrate ratios respectively while the 0.5:8 and 1:8 ammonium to nitrate ratio were not the significantly different from each other on the leaf fresh wight. The same rule also was for the leaf dry weight. The Salinas and French red had the highest dry weight and the localy romain significantly leaf lowest dry weight. On the roots fresh and dry weight characters there was significantly difference between the cultivars that was close to the results on leaf fresh and dry weight. So that Salinas withought the significantly difference with the French red had the highest root fresh weight and lowest root fresh weight belongs to locally romain. Result showed that lettuce being a vegetative crop satisfied by increasing the ammonium:nitrate ratio in nutrient solution. This is close to the results that previously has been reported by some authors.
ConclusionThe highest fresh and dry weights of lettuce were obtained by the solution with the 2:8 ammoniums:nitrate ratio, which indicate the superiority of the lettuce simultaneously feeding with nitrate and ammonium. In addition to quatitative characteristic like the yield the yield, simoultaneously feeding with ammonium and nitrate affected the qualitative characteristics like the anthocyanin and cartenoeid contents. Also providing the some parts of Nitrogen needs of plant as ammonium can reduce the nitrate accumulation. All of three nutrient solution with different ammonium to nitrate ratio but with the same level of total nitrogene and without any need to aeration also without the change of nutrient solution and only by substitution of consumed water were able to feed the lettuce plants without any visible disorders. This kind of hydroponic due to the drastic decrease of production costs would be suitable method specially for small scale hydroponic vegtable production greenhouse.
Keywords: anthocyanin, Kratky method, Hydroponic, Carotenoid, Nitrogen -
اهداف :
این مطالعه به منظور بررسی تاثیر خاک های همگن و ناهمگن بر توزیع ریشه و عملکرد گیاه ذرت تحت آبیاری بدون تنش و با تنش رطوبتی در شرایط گلخانه ای انجام گرفت.
مواد و روش هادر این مطالعه از دو نوع خاک با بافت های رسی (خاک A) و لوم سیلتی (خاک B) برای تهیه بسترهای همگن بصورت تک لایه (AA و BB) و ناهمگن بصورت دولایه (AB و BA) در داخل لوله هایی از جنس پی وی سی به طول 80 سانتیمتر در شرایط گلخانه ای استفاده گردید. این تحقیق به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار اجرا شد. به طوری که نوع خاک گلدان با 4 سطح (AA، BB، AB و BA) و شرایط آبیاری با 2 سطح (بدون تنش رطوبتی و با تنش رطوبتی) فاکتورهای این آزمایش را تشکیل می دادند. در پایان دوره رشد ذرت، به منظور بررسی تراکم پیکسلی ریشه ها از آن ها عکس برداری به عمل آمد.
یافته هادر شرایط تنش آبی وزن کل ریشه ذرت در خاک همگن لوم سیلتی (BB) نسبت به خاک همگن رسی (AA) کمتر بوده (به ترتیب 0/15 گرم و 6/27 گرم) اما در آبیاری بدون تنش رشد آن در گلدان BB به طور قابل توجهی بهبود یافت (7/28 گرم). همچنین در گلدان های BA و AB به ترتیب در آبیاری با تنش و بدون تنش، بستر مناسب تری برای رشد ریشه فراهم گردید. در مورد تمام گلدان ها بین وزن بلال و وزن خشک ریشه نیمه پایین در سطح احتمال 5 درصد همبستگی معنی دار وجود داشت.
کلید واژگان: تراکم پیکسلی ریشه، خاک دو لایه، طرح کاملا تصادفی، تنش آبی، توزیع ریشه، وزن خشک ریشهBackground and ObjectiveThe current study was conducted to investigate the effect of homogeneous and heterogeneous soils on root distribution and yield of maize under irrigation without stress and with moisture stress under greenhouse conditions.
Materials and MethodsIn this study, two soil types of clay (soil A) and silt loam (soil B) were used to prepare homogeneous substrates as single-layer (AA and BB) and heterogeneous substrates as double-layer (AB and BA) inside cylindrical PVC pipes with a length of 80 cm in the greenhouse. This research was performed as a factorial experiment in a completely randomized design (CRD) with three replications. So that the type of soil in the pots with 4 levels (AA, BB, AB and BA) and irrigation conditions with 2 levels (without moisture stress and with moisture stress) were the factors of this experiment. At the end of the growth period, the roots were photographed to evaluate the pixel density of the roots.
ResultsThe results of the present study showed that in drought stress, maize root in homogeneous silt loam soil (BB) was less dense than that in clay homogeneous soil (AA)(15.0 g and 27.6 g, respectively),but in conditions without water stress, its growth was significantly improved (28.7 g). Also, in BA and AB pots, a better substrate for root growth was provided in irrigation conditions with stress and without stress, respectively. For all pots, there was a significant correlation between corn weight and lower half of the root dry weight at the 5% probability level.
Keywords: completely randomized design, Root distribution, root pixel density, root weight density, two-layer soil, Water Stress -
آبگریزی خاک پدیده ی مهم فیزیکی است. در شرایط آبگریزی زیر-بحرانی، پژوهش های زیادی پیامدهای مثبت آبگریزی را گزارش کرده اند. به نظر می رسد وجود آبگریزی خاک در یک دامنه مشخص (آبگریزی بهینه) نه تنها عامل ایجاد پیامدهای مخرب در خاک نبوده بلکه عاملی مثبت در بهبود کیفیت فیزیکی خاک نیز می باشد. در این پژوهش روی دو خاک لوم رسی و لوم شنی (در استان کرمان؛ در سال 1400-1399)، پیش تیمار ماده آلی (به عنوان عامل آبگریزی) در سطوح 0، 1، 3، 5، 8 و 10 درصد وزنی کود گاوی اعمال گردید. پس از دوره انکوباسیون سه ماهه و چرخه تر و خشک شدن خاک ها، آبگریزی خاک با استفاده از روش WDPT، RI و β محاسبه شد. سپس 21 ویژگی کیفیت خاک (فراهمی آب و پایداری ساختمان خاک) در نمونه ها اندازه گیری و با استفاده از PCA، نشانگرهای MDS انتخاب شد. با رسم نمودار داده های نشانگرهای MDS و آبگریزی، آبگریزی بهینه که معادل 95/0 مقادیر پیش بینی شده با معادله ی برازش یافته بر این داده ها است، محاسبه گردید. با توجه به اثر معنی داری کود گاوی بر شاخص های آبگریزی و همچنین همبستگی معنی دار RI با بیشتر ویژگی های فراهمی آب و ساختمان خاک؛ RI جهت تعیین آبگریزی بهینه انتخاب گردید. با بررسی نتایج نمودار تغییرات RI و 11 نشانگر MDS، مشخص گردید که نشانگرهای DC، TS و Ql با افزایش آبگریزی ابتدا روند کاهشی و سپس افزایشی داشته و بقیه نشانگرها ابتدا روند افزایشی و سپس کاهشی داشتند. دامنه ی بهینه آبگریزی (0.95LL-0.95UL)، زمانی که نشانگرهای ساختمان خاک مورد بررسی قرار می گیرند در دامنه وسیع تر (86/4-40/4) و در مواجهه با نشانگرهایی که تنها تحت تاثیر فراهمی آب هستند در دامنه محدودتری (28/4-72/3) تعریف می گردند. در نهایت در شرایط بدون محدودیت، حد پایینی 72/3 و حد بالایی 28/4 برای آبگریزی بهینه در نظر گرفته شد.
کلید واژگان: آبگریزی بهینه، جذب پذیری ذاتی، کیفیت خاک، ماده آلیSoil water repellency is an important physical phenomenon. In sub-critical water repellency conditions, many studies have reported positive repellency impacts. It seems that the presence of soil water repellency in a Specified range (Optimum water repellency) is not only a cause of destructive impacts in the soil but also is a positive factor in improving the soil physical quality. In this study, pre-treatment of organic matter (as a hydrophobic agent) was applied on 0, 1, 3, 5, 8 and 10% by weight of manure, on sandy loam and clay loam samples (In Kerman province; through 2020-2021). After three months incubation period and wetting and drying cycles of soils, soil water repellency was calculated using WDPT (Water drop penetration time), RI (Repellency index) and β methods. Then 21 soil quality indices (water availability and soil stability structure characteristics) were measured in the samples, and MDS (Minimum data set) indicator were selected using PCA (Principal component analysis). The Optimum water repellency, which is equal to 0.95 of the predicted values with the equation fitted to data, was calculated by plotting the data of MDS indicator and water repellency index. Considering the significant effect of manure on soil water repellency indices, and also the significant correlation of RI with most of the water availability and soil structure characteristics, RI was selected to determine the optimum water repellency. After checking the results of graph and 11 MDS indictors, it was determined that DC, TS and Ql indictors had a decreasing and then increasing trend with increasing water repellency, and the rest of indictors showed an increasing trend and then a decreasing trend. The Range of Optimum water repellency (0.95LL-0.95UL) is defined in an extensive range (4.40-4.86), when the soil structure indictors are investigated and in a limited range (3.72-4.28) when it is only affected by water availability. Finally, in unlimited conditions, the lower limit of 3.72 and the upper limit of 4.28 were considered for the optimum water repellency.
Keywords: Intrinsic sorptivity, Optimum water repellency, organic matter, Soil quality indices -
The time-dependent efficiency of zero-valent metals (ZVMs) including Al0 and Zn0 and their bimetals (Fe/Al and Fe/Zn, 0.1 g shell metal/g core metal) to reduce Cr(VI) in three contaminated soils (calcareous, non-calcareous near neutral and slightly acidic) was studied. The Cr(VI)-contaminated soils (100 and 500 mg/kg) were amended with the reductants (0, 5, and 10 g/kg) and the concentration of exchangeable Cr(VI) was determined after 0.5, 4, 24, 48 and 168 hours. It was found that the average reducing capacity of the bimetallic particles (11.4 mg Cr/g) was much higher than the ZVMs (3.3 mg Cr/g). The ZVMs showed rapid passivation within only a few minutes, while the bimetallic particles preserved their reactivity even up to one hour. In addition, the efficiency of ZVMs in the slightly acid soil was much higher than in two other soils. There was a good performance of Fe/Al in the calcareous soil with a higher hazard potential than the two other soils. The Cr(VI) reduction capacity of the bimetallic particles in non-calcareous near-neutral soil was two times more than in calcareous soil. The pseudo-first-order Cr(VI) reduction rate constant for the bimetals (0.248 h-1) was on average higher than those of the ZVMs (0.074 h-1).
Keywords: Bimetallic particles, Cr(VI) reduction, Cr(VI)-contaminated soil, Zero-valent metal -
اهداف :
در این پژوهش تاثیر باکتری های توانمند حل کننده روی بر تامین روی گیاه ذرت رقم سینگل کراس 704 ارزیابی شد.
مواد و روشها:
جداسازی باکتری ها از ریزوسفرگیاهان ذرت، گندم و آفتابگردان در شهرهای مختلف استان آذربایجان شرقی انجام شد. آزمایش در دو فاز درون شیشه ای و گلخانه ای در قالب طرح آماری کاملا تصادفی با سه تکرار انجام شد.
یافته ها:
در مجموع 20 جدایه باکتریایی از ریزوسفر گیاهان مورد بررسی بدست آمد. در ارزیابی کیفی، نتایج نشان داد که جدایه ZP13 در منبع فسفات روی، ZO11 در منبع اکسید روی و ZC10 در منبع کربنات روی با نسبت HD/CD به ترتیب 74/1، 68/1 و 61/1 دارای بیشترین توان انحلال بودند. در ارزیابی کمی انحلال روی نیز در فسفات روی جدایه ZP13 با مقدار 64/24 میلی گرم بر لیتر، جدایه ZC10 در کربنات روی با 48/19میلی گرم بر لیتر و جدایه ZO11 در اکسید روی با مقدار 54/26 میلی گرم بر لیتر بیشترین توان انحلال را داشتند. جدایه های برتر روی در این آزمایش ZO11 و ZO14 بودند. دو جدایه ZO11 و ZO14 در مقایسه با تیمار شاهد منفی منجربه افزایش جذب روی به ترتیب 7/179 و 37/62 درصد در ریشه و 1/155 و 6/110 درصد در بخش هوایی گیاه ذرت شدند. شناسایی جدایه های ZO11 و ZO14 نشان داد که متعلق به Acinetobacter calcoaceticus و Agromyces italicus هستند.
نتیجه گیری:
طبق نتایج این آزمایش، می توان از پتانسیل باکتری های ریزوسفری گیاهان مختلف برای تامین عنصر روی مورد نیاز گیاهان بعنوان یک راهکار سالم و دوستدار محیط زیست بهره برد.
کلید واژگان: باکتریهای حل کننده روی، سیدروفور، اسیدهای آلی، pH، ترکیبات رویBackground & ObjectiveIn this study, the effect of potent zinc solubilizing bacteria on zinc supply of single cross cultivar 704 was evaluated.
Materials and MethodsIsolation of bacteria from rhizospheres of maize, wheat and sunflower was performed in different cities of East Azerbaijan province. The experiment was performed in two phases in vitro and in a greenhouse in a completely randomized statistical design with three replications.
ResultsA total of 20 bacterial isolates were obtained from the rhizosphere of the studied plants. In qualitative evaluation, the results showed that ZP13 isolates in zinc phosphate source, ZO11 in zinc oxide source and ZC10 in zinc carbonate source with HD / CD ratio with 1.74, 1.68 and 1.61, respectively, had the highest solubility. In quantitative evaluation of zinc solubility, ZP13 isolate (24.64 mg / L), ZC10 isolate in zinc carbonate (19.48 mg / L) and ZO11 isolate in zinc oxide (26.54 mg / L) had the highest solubility. The two isolates ZO11 and ZO14 in comparison with the negative control treatment led to an increase in zinc uptake of 179.7 and 62.37% in the root and 155.1 and 110.6% in the shoot part of maize, respectively. Identification of isolates ZO11 and ZO14 showed that they belong to Acinetobacter calcoaceticus and Agromyces italicus, respectively.
ConclusionAccording to the results of this experiment, the potential of rhizobacteria of different plants can be used to provide the zinc required by plants as a healthy and eco-friendly solution.
Keywords: Zinc solubilizing bacteria, Siderophore, Organic acids, pH reduction, Zinc compounds -
برای جلوگیری از تخریب اراضی، همواره بایستی تغییرات شوری خاک بررسی شود. در پایش مکانی تغییرات ویژگی های خاک همچون شوری، طراحی الگوی نمونه برداری مناسب اهمیت بالایی دارد. بر این مبنا، مطالعه حاضر در 155 هکتار از اراضی منطقه شاملو استان آذربایجان شرقی به بررسی نقش الگوی نمونه برداری (تعداد و توزیع نقاط) در پهنه بندی شوری و کارایی نقشه های تهیه شده پرداخت. با استفاده از روش کریجینگ، نقشه های شوری خاک برمبنای پنج الگوی نمونه برداری شامل شبکه های منظم 100 و200 متری، شبکه 200 متری تو در تو و شبکه های مستطیلی 200×100 متری با دو جهت افقی و عمودی تهیه شد، سپس پارامترهای میانگین اندازه محدوده ها در هر نقشه، شاخص حداکثر کاهش و تراکم محدوده ها محاسبه شد. نقشه های تهیه شده، پهنه های مختلفی از شوری را نشان داد که حداکثر مقدار آن در غرب منطقه بود. نتایج مدل سازی مکانی برای انواع الگوی نمونه برداری نشان داد که در طراحی مدل برتر نیم تغییرنما برای درون یابی، نقش توزیع نقاط نمونه برداری بیش از تعداد آنهاست اما در مقادیر آستانه و دامنه، تاثیر برعکس است. نتیجه یکسان نسبت آستانه به سقف حاصل شده برای انواع الگوی نمونه برداری که عمدتا در این مطالعه به ذاتی بودن تغییرات مکانی شوری اشاره دارد بیانگر مستقل بودن این شاخص از تعداد و توزیع نقاط نمونه برداری است. در میان یابی های صورت گرفته، هر چند توزیع نقاط مطالعاتی در دقت و صحت برآوردهای صورت گرفته موثر بود، ولی تعداد نقاط نقش بیشتری داشت. نتایج نشان داد که در مطالعات درون یابی، تهیه نقشه هایی با وضوح بالاتر و نتایج تفصیلی تر همواره به تعداد و تراکم بالای نمونه برداری نیاز ندارد، اما در الگوهایی با تعداد و تراکم های یکسان، کارایی نقشه ها به توزیع نقاط نمونه برداری وابسته است. همچنین تراکم ایده آل محدوده ها را نمی توان به طور مستقیم با تراکم یا توزیع به خصوصی از نقاط نمونه برداری مرتبط دانست؛ بنابراین توصیه می شود در طراحی الگوی نمونه برداری خاک، ابتدا تراکم بهینه یافت شود و برای آنها توزیع مناسبی ترسیم گردد.
کلید واژگان: پهنه بندی شوری، تخریب اراضی، توزیع نمونه برداری، شاملو، کریجینگIntroductionSustainable management of soil and land resources requires the identification of factors affecting their development or degradation. Accurate and reliable determination of the distribution of soil and landscape properties is the basis of such identification. In this regard, it is necessary to prepare continuous location maps. In soil surveying, soils are generally collected by a point-by-point sampling method and soil properties between these points are estimated by interpolation methods. Soil salinity is one of the most common challenges in arid and semi-arid regions of Iran, which leads to land degradation by declining soil quality. Therefore, monitoring soil salinity is needed to overcome the aforementioned problem. The accuracy and precision of Kriging, as one of the major geostatistical methods, depend on the size, distribution as well as density of soil samples. Due to the use of these maps in soil planning and management for the future, their accuracy and precision are of great importance. This study aims to evaluate the role of grid sampling patterns on the quality and efficiency of final soil salinity maps.
MethodologyThe study was conducted in Shamlou region with an area of about 155 ha. It is located in Heris County, East Azerbaijan Province comprising abandoned cultivated lands. The dominant soils across the study area were Inceptisols and Aridisols. Based on the main objective of this research, five sampling patterns were designed: I) uniform grids of 100 m; II) uniform grids of 200 m; III) offset grids of 200 m; IV) rectangular grids (100×200 m) with vertical direction; V) rectangular grids (100×200 m) with the horizontal direction. A total of 155 disturbed samples (0-20 cm) were taken in the study area. All the collected samples were transferred to the laboratory for analysis. After providing the soil extracts, ECe was measured. The Kriging method was also employed to predict the spatial distribution of soil salinity according to the above-mentioned patterns. The accuracy of prepared maps in a classified mode was also evaluated. Finally, the efficiency of each map was evaluated using the Average Size Delineation (ASD), Index of Maximum Reduction (IMR), and Delineation Density (DD) criteria.
ResultsThe maximum ECe in the study area was reported to be 36.5 dS.m-1. The provided maps based on the use of various sampling patterns showed that the salinity of the west part of the area was higher than the east one. Geostatistical analysis revealed that the spherical model can be identified as the best-fitted model for a 100×200 m rectangular grid with vertical direction, while the exponential model was the best one for the rest patterns. The results demonstrated that the least and the highest values of nugget and range were observed for 100 and 200 m uniform grids, respectively. Since the index of nugget/sill illustrates the spatial dependence of soil salinity, it was found that management has no role in the spatial distribution of salinity using all studied patterns except 100×200 m rectangular grid with the vertical direction. The t-test results indicated that there is no significant difference between the predicted and actual values. According to the R2 values, the best sampling pattern was found to be uniform grids of 100 m, followed by, rectangular grids with horizontal direction, offset grids, rectangular grids with vertical direction and uniform grids of 200 m. The next step was to assess the maps (with a scale of 1:13337) efficiency indices. It was found that the maximum location accuracy, minimum legible delineation (MLD), optimum legible delineation (OLD) and optimum legible area (OLA) were 1.33 m, 7115 m2, 1.6 cm2 and 2.84 ha, respectively. The lowest average size delineation (ASD) was found for uniform grids of 100 m while the highest one was for rectangular grids with vertical directions patterns. A similar trend was also observed in terms of index maximum of reduction (IMR). Furthermore, the optimum delineation density (DD) was found to be 4.59 for the offset grids of 200 m pattern.
Discussion & ConclusionsThe results showed that sampling point distribution had a more important role than sampling point density in selection of the optimum model for interpolation. In terms of nugget and range, this role was demonstrated in an inverse manner. Since the nugget/sill index (taken by all studied sampling patterns in the same results) revealed that salinity has a strong spatial distribution, the density and distribution of sampling points did not play an important role. Although the distribution of sampling points had a role in the accuracy of interpolation, the sampling point density was more effective. The results showed that preparation of high resolution maps with many details does not always require a large density of sampling, but in patterns with the equal densities, the efficiency of maps depends on the distribution of sampling points. Also, there was no direct relation between optimum delineation density and specific density as well as distribution of sampling points. Therefore, prior to the selection of suitable distribution for soil sampling patterns, it is recommended to find the optimum sampling density for the project.
Keywords: Kriging, Land degradation, Salinity zoning, Sampling distribution, Shamlou -
International Journal of Horticultural Science and Technology, Volume:9 Issue: 4, Autumn 2022, PP 463 -476The present study aimed to assess both soil and tea plant responses to acidification induced by aluminum (Al). In this way, the effects of four levels of soil acidification by aluminum sulfate were examined (A1=0, A2=500, A3=1000, A4=2000 mg kg-1 soil) on five promising tea genotypes (G1=100, G2=440, G3=444, G4=591 and G5=703). The genotypes were originally from Lahijan Tea Research Center and were tested on split plots in a randomized complete block design with three replications. A breakpoint of 250 mg kg-1 of exchangeable Al was identified as critical for the severe release of Al into the soil solution. Both soluble and exchangeable fractions of soil Al showed strong power regression relationships with soil pH measured in water as well as 1M KCl solution. The genotype with the highest yield (G3) experienced a significantly greater decline in fresh yield following treatments with Al, compared with the genotype having low yield (G4) (22% vs. 6%, on average). Acidification adversely affected all morphological parameters but no significant impacts were detected on selected biochemical parameters (i.e. caffeine, total polyphenols, and chlorophyll index). Leaf Al concentration, followed by shoot weight and leaf thickness showed significant relationships (p<0.01) with soluble and exchangeable fractions of Al in the soil. The highest and the lowest leaf Al concentrations were obtained in G4 (837 mg kg-1 DM, on average) and in G3 (623 mg kg-1 DM, on average), respectively. Based on all morphological traits, the most tolerant genotype to soil acidification was G4, which is a low-yield tea with a relatively high Al accumulation affinity.Keywords: Aluminum accumulation, caffeine, Exchangeable Aluminum, Soil pH, Total polyphenols, yield
-
تکامل خاک حاصل ترکیبی از فرآیندهای ژیومورفولوژیک و پدولوژیک است. در این مطالعه جهت بررسی تغییرات مکانی ویژگی های خاک و تعیین رابطه تکامل خاک با سطوح مختلف ژیومورفیک دشت سر انتهایی، دشت سر فرسایشی، سطوح شیبدار، سطوح هموار، هورست، نهشته دریاچه، مخروطه افکنه، خط الراس و سیرک واقع در یک نیمرخ ارتفاعی-اقلیمی در جنوب شرق اردبیل، 12 خاکرخ حفرگردید. پس از حفر و مطالعات صحرایی، آزمایشهای فیزیکوشیمیایی و کانی شناسی رسی بر روی نمونه ها انجام گرفت. نتایج نشان داد که تفاوت شدت هوادیدگی و نوع فرآیندهای خاک سازی در سطوح مختلف ژیومورفیک، تاثیر زیادی بر ویژگی ها و تکامل خاک ها داشته و رده های ورتی سول ها، مالی سول ها، اینسپتی سول ها و انتی سول-ها شناسایی شدند. اسمکتیت، ورمی کولیت، کایولینیت و ایلیت به ترتیب ترکیب کانی های خاک های تکامل یافته را تشکیل داده و مقدار نسبی اسمکتیت از 5/78 درصد در دشت سر انتهایی تا 3/12 درصد در خاک های خط الراس متغیر است. همچنین مقایسه آماری فاصله اطمینان میانگین آهن بلورین(Fed-Feo) به روش بوت استراپ نشان داد که اختلاف معنی-داری بین سطوح ژیومورفیک از لحاظ تکامل خاک وجود داشته و بیشترین مقدار آهن بلورین با میانگین 372/6 گرم بر کیلوگرم در دشت سر انتهایی با خاک ورتی سول و کمترین مقدار آن با میانگین913/0 گرم بر کیلوگرم در مخروطه افکنه با خاک انتی سول مشاهده شد. بر اساس آزمون همبستگی اسپیرمن، آهن بلورین با رس، کربنات کلسیم معادل، اسیدیته و ظرفیت تبادل کاتیونی رابطه مستقیم، اما با شن و کربن آلی رابطه معکوس داشت.
کلید واژگان: آهن بلورین، خاکرخ، ژئومورفولوژی، فرایند های خاک سازی، کانی های رسیSoil evolution is the result of a combination of geomorphological and pedological processes. In this study to investigate the spatial variation of soil characteristics and determine the relationship between soil evolution and different geomorphic surfaces of epandage pediment, erosion pediment, slope surfaces, smooth surfaces, horst, lake deposits, alluvial fan, mountain ridge and circgue in an elevation-climatic profile in the Southeast of Ardabil 12 soil profiles were dug. After digging and field studies, physicochemical and clay mineralogical experiments were performed on the samples. The results showed that variations in weathering intensity and the types of soil forming processes at different geomorphic surfaces, had significant effects on soil properties and evolution and vertisols, mollisols, inceptisols, and entisols orders were identified. Smectite, vermiculite, kaolinite, and illite have formed the composition of evolved soil minerals, respectively and the relative amount of smectite varies from 78.5% at the epandage pediment to 12.3% at the mountain ridge. Also statistical comparison of the mean confidence interval of crystalline iron (Fed-Feo) by Bootstrap method showed that there were significant differences between geomorphic surfaces in terms of soil evolution and the highest amount of crystalline iron with mean of 6.372 g kg-1 was observed in epandage pediment with vertiolsols and the lowest value with average of 0.913 g kg-1 in alluvial fan with entiolsols. According to Spearman correlation test, crystalline iron had a direct relationship with clay percentage, calcium carbonate equivalent, pH and cation exchange capacity, but inversely with sand and organic carbon.
Keywords: Clay minerals, Crystaline iron, Geomorphology, Soil forming processes, Soil profile -
سابقه و هدف
روی (Zn) در غلظت های کم به عنوان یک عنصر ضروری برای رشد گیاهان و در غلظت های بالا، به عنوان فلز سنگین و آلاینده خاک عمل می کند. از بیوچار برای بهبود کیفیت خاک، افزایش رشد گیاهان و کاهش فراهمی فلزهای سنگین در خاک های آلوده استفاده می شود. رفتار بیوچار در خاک و اثر آن بر فراهمی Zn، به نوع زیست توده و دمای پیرولیز بستگی دارد. هدف از این پژوهش، بررسی اثر بیوچارهای تولید شده بر فراهمی Zn در دو خاک اسیدی و قلیایی دارای مقادیر متفاوت Zn کاربردی، در طی انکوباسیون یک ساله بود.
مواد و روش هاآزمایشی به صورت فاکتوریل اسپلیت در قالب طرح کاملا تصادفی در دو خاک اسیدی و قلیای، با دو فاکتور نوع بیوچار در نه سطح و زمان استخراج در 12 سطح و با دو تکرار انجام شد. چهار نوع بیوچار از زیست توده های کاه و کلش برنج (RB) و ضایعات چوب درخت سیب (WB) در دو دمای پیرولیز (300 و 600 درجه سلسیوس) تولید شدند. دو نمونه خاک اسیدی (8/5=pH) و قلیایی (1/8=pH) انتخاب وسه سطح (صفر، 10 و 200 میلی گرم بر کیلوگرم) Zn از منبع سولفات روی (ZnSO4.7H2O) به آن ها افزوده شد. بیوچارها در دو سطح (1 و 4 درصد وزنی) به خاک ها افزوده شده و به مدت 360 روز در دمای 2±25 درجه سلسیوس و رطوبت حدود ظرفیت مزرعه ای نگهداری شدند. در 12 زمان مختلف (25/0، 1، 3، 5، 15، 30، 60، 90، 120، 180، 270 و 360 روز)، pH، EC، رطوبت و Zn استخراج شده با DTPA در 1296 نمونه خاک مورد مطالعه اندازه گیری شدند.
یافته هادر خاک اسیدی و در سطح Zn=200 mg kg-1 کاربردی، سطوح 1 و 4 درصد بیوچارها موجب کاهش معنادار غلظت DTPA-Zn شدند و با گذشت زمان، غلظت DTPA-Zn به طورمعنادار کاهش یافت (p<0.05). بیش ترین کاهش (48 درصد) مربوط به تیمار 4% RB600 در 360 روز بود (p<0.05). در سطح بدون Zn (Zn=0) و Zn=10 mg kg-1 در خاک اسیدی، افزایش معنادار غلظت DTPA-Zn در تیمارهای 4% RB300، 1% RB400 و 4% RB600 حاصل شد اما گذشت زمان، موجب کاهش معنادار آن شد. تیمار 4% WB300 با افزایش زمان، موجب کاهش معنادار غلظت DTPA-Zn نسبت به خاک بدون بیوچار شد. افزایش معنادار pH خاک اسیدی در تیمارهای 4% RB600 و 4% WB600 و کاهش معنادار آن در 4% WB300، در طول 360 روز انکوباسیون مشاهده شد. در خاک قلیایی و در سطح بدون Zn (Zn=0)، بیش ترین افزایش غلظت DTPA-Zn، در تیمار 4% RB600 نسبت به خاک بدون بیوچار به دست آمد ولی افزایش زمان، موجب کاهش معنادار آن شد. در خاک قلیایی و در سطح Zn=10، فقط تیمار 4% WB300 توانست باعث کاهش معنادار غلظت DTPA-Zn با گذشت زمان شود. در همین خاک در سطح Zn=200، کاهش معنادار غلظت DTPA-Zn، در تیمارهای 4% RB300، 1% RB600، 4% RB600 و 4% WB300 مشاهده شد. کاهش معنادار pH خاک قلیایی در تیمارهای 4% RB300 و 4% WB300 و افزایش هدایت الکتریکی (EC) در هر دو خاک اسیدی و قلیایی در تیمارهای بیوچار کاه و کلش برنج مشاهده شد.
نتیجه گیریکاربرد بیوچار کاه و کلش برنج (پیرولیز شده در 600 درجه سلسیوس) موجب کاهش فراهمی Zn در خاک های اسیدی و قلیایی با سطح بالای Zn کاربردی (Zn=200) شد، بر فراهمی Zn در سطوح کم (صفر و mg kg-1 10) اثر منفی نداشت و در سطح بدون کاربرد Zn (Zn=0)، موجب افزایش غلظت DTPA-Zn در هر دو نوع خاک شد.
کلید واژگان: چوب، خاک آلوده، کاه و کلش، انکوباسیون، DTPA-ZnBackground and ObjectivesZinc (Zn) is an essential element for plants growth at low concentrations and at high concentrations, it acts as a heavy metal and soil pollutant. Biochar is used to improve soil quality, plant growth and also to reduce the availability of heavy metals in contaminated soils. The biochar behavior in soil and its effect on Zn availability rely on the feedstock nature and pyrolysis temperature. This study aimed to investigate the effects of produced biochars on Zn bioavaiability in two acidic and alkaline soils with different levels of applied Zn, during one year-long incubation.
Materials and MethodsThe experiment was conducted as a factorial split arrangement in a completely randomized design in two acidic and alkaline soils, with two factors including biochar types at 9 levels and extraction times at 12 levels with two replications. Four types of biochar were produced from rice straw (RB) and apple wood waste (WB) biomasses at two pyrolysis temperatures (300 and 600 °C). Two acidic (pH=5.8) and alkaline (pH=8.1) soils were collected and treated with 3 levels of Zn (0, 10, and 200 mg kg-1) from zinc sulfate (ZnSO4.7H2O) source. Biochars were added to soils in two doses (1 and 4 % w/w) and incubated at around FC moisture condition for 360 days at 25±2◦C. The pH, EC, moisture content and DTPA extractable-Zn were measured in the studied soils at 12 designated extraction times (0.25, 1, 3, 5, 15, 30, 60, 90, 120, 180, 270 and 360 day).
ResultsIn acidic soil and Zn level of 200 mg kg-1, levels of 1 and 4 % biochars caused the significant decrease in DTPA-Zn concentration and the elapsing of time had a significant effect on the reduction of DTPA-Zn concentration and maximum decrease (48 %) was observed in the treatment of 4% RB600 and 360th day (p<0.05). At the Zn levels of 0 and 10 mg kg-1, in acidic soil, DTPA-Zn concentration was significantly increased in 4% RB300, 1% RB600, and 4% RB600 treatments, and passage of time had a decreasing effect on it and DTPA-Zn concentration significantly reduced with time in 4% WB300 treatment compared to the control (without biochar). A significant increase of pH in acidic soil was observed in 4% RB600 and 4% WB600 treatments during the 360 days of incubation while the significant decrease was showed in 4% WB300 treatment. In alkaline soil and under Zn=0, the maximum increment of DTPA-Zn concentration compared to the control (without biochar) was obtained in 4% RB600 treatment but the elapsing of time had a significant reduction effect on it. In alkaline soil at Zn level of 10 mg kg-1, only the 4% WB300 treatment could significantly decrease the concentration of DTPA-Zn over time, but in the same soil at the level Zn of 200 mg kg-1, the significant decrease of DTPA-Zn concentration was observed at the 4% RB300, 1% RB600, 4% RB600 and WB300 4% treatments. A significant decrease in alkaline soil pH was observed in the 4% RB300 and 4% WB300 treatments and an increase in electrical conductivity (EC) in both acidic and alkaline soils was observed in rice straw-derived biochars treatments.
ConclusionAlthough the application of rice straw derived biochar (pyrolysis at 600 °C) decreased the availability of Zn in both acid and alkaline soils with the high level of Zn (200 mg kg-1), it did not have a negative effect on Zn availability in normal levels of Zn (0 and 10 mg kg-1) and even increased the concentration of DTPA-Zn in both acidic and alkaline soils under without Zn application conditions.
Keywords: DTPA-Zn, Incubation, Polluted soil, Straw, Wood -
اهداف
کینوا (Chenopodium quinoa Willd.) گیاه یک ساله بهاره و شبه غله از تیره اسفناجیان است و ارزش غذایی بالایی دارد. مطالعات نشان داده است که استفاده از کودهای آلی مانند ورمی کمپوست می تواند اثرات منفی تنش شوری را در گیاهان کاهش داده و رشد و عملکرد آنها را بهبود ببخشد.
مواد و روش هاآزمایش به صورت گلدانی با طرح آماری کاملا تصادفی در قالب فاکتوریل با سه تکرار در خاک شن لومی استریل انجام شد. فاکتورهای آزمایش شامل ورمی کمپوست (در دو سطح صفر و دو درصد) و شوری حاصل از نمک کلرید سدیم شامل سطوح 06/1(هدایت الکتریکی اولیه خاک)، 5، 10، 20 و 30 دسی زیمنس بر متر) بودند.
یافته هانتایج نشان داد که اثر متقابل شوری و ورمی کمپوست در تمام صفات اندازه گیری شده معنی دار بودند (p≤0.05)، وزن تر و خشک ریشه در حضور و عدم حضور ورمی کمپوست با افزایش شوری کاهش پیدا کرد. در سطوح متناظر شوری (به جز dS.m-1 30) تیمار ورمی کمپوست سبب افزایش وزن تر و خشک ریشه شد. اثر منفی شوری بر وزن تر و خشک بخش هوایی کمتر از بخش ریشه بود و کاهش معنی دار در سطح dS.m-1 30 اتفاق افتاد. شاخص کلروفیل با افزایش شوری کاهش یافت ولی در تمام سطوح شوری تیمار ورمی کمپوست سبب افزایش معنی دار آن گردید. تیمار ورمی کمپوست تا dS.m-1 10 اثر مثبت خود بر هدایت روزنه ای را نشان داد. نشت الکترولیت تا dS.m-1 10 در تیمار ورمی کمپوست کاهش یافت.
نتیجه گیریکاربرد ورمی کمپوست بر میزان تولید زیست توده کینوا تاثیر مثبت گذاشته و موجب بهبود وضعیت رشد و عملکرد آن در شرایط تنش شوری گردیده است.
کلید واژگان: کینوا، محتوای نسبی آب برگ، نشت الکترولیت، ورمی کمپوست، هدایت روزنه ایBackground & ObjectiveQuinoa (Chenopodium quinoa Willd.) is an herbaceous spring-annual plant and a pseudocereal, belonging to the Chenopodiaceae, and have high nutritional value. Studies have shown that the use of organic fertilizers such as vermicompost can reduce the negative effects of salinity stress on plants and improve their growth and yield.
Materials & MethodsThis experiment was conducted in a completely randomized design with factorial arrangement with three replications in a sterile sandy loam soil under greenhouse conditions. Experimental factors included vermicompost levels of 0 and 2%, and sodium chloride salinity levels of 1.06 (soil initial electrical conductivity), 5, 10, 20 and 30 dS.m-1.
ResultsThe results showed that the interaction between salinity and vermicompost was significant (p≤0.05) on all measured traits. The fresh and dry weight of roots decreased in the presence and absence of vermicompost with increasing salinity. At different salinity levels (except for 30 dS.m-1), vermicompost treatment increased roots fresh and dry weight. The negative effect of salinity on fresh and dry weight of shoots was less than roots and a significant decrease occurred at 30 dS.m-1. Chlorophyll index decreased with increasing salinity but it increased significantly at all salinity levels in vermicompost treated plants. Vermicompost treatment showed a positive effect on stomatal conductance at salinity levels of ≤10 dS.m-1. Electrolytes leakage decreased in vermicompost treated plants at salinity levels of ≤10 dS.m-1.
ConclusionThe vermicompost application had a positive effect on the biomass production, growth status and yield of quinoa under salinity stress.
Keywords: Quinoa, Relative Water Content, Electrolyte leakage, Vermicompost, Stomatal Conductance -
در این مطالعه با استفاده از دو روش داده کاوی شامل مدل درخت تصمیم گیری (DT) و مدل کیوبیست (Cu) نقشه رقومی مهم ترین شکل های آهن 131 نمونه خاک سطحی (عمق صفر تا 10 سانتی متری) شامل آهن معادل کل (Fet)، آهن پدوژنیک (Fed) و آهن بی شکل (Feo) در منطقه ای به مساحت 500 کیلومتر مربع از دو سایت جداگانه در بستر خشک شده ساحل شرقی دریاچه ارومیه تهیه شد. در این پژوهش در مجموع تعداد 19 متغیر کمکی برگرفته از تصویر سنجنده OLI ماهواره لندست 8 مربوط به تیرماه سال 1396 مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که مدل کیوبیست با داشتن مقادیر (89/0 R2 =و 25/2RMSE=) برای پیش بینی Fet، (85/0 R2 =و 57/0RMSE=) برای پیش بینی Fed و (88/0 R2 =و 09/0RMSE=) برای پیش بینی Feo دارای دقت بالاتری نسبت به مدل درخت تصمیم گیری به منظور پیش بینی هر سه شکل آهن داشت. هم چنین نتایج میزان اهمیت و درصد مشارکت متغیرهای کمکی در هر دو مدل نشان دهنده اهمیت بالای برخی شاخص های طیفی از جمله شاخص نسبت رطوبتی نرمال شده (NDMI) و شاخص اصلاح شده گیاهی تعدیل کننده اثر خاک (MSAVI) در پیش بینی Fet، Fed و Feo می باشد. به طور کلی نتایج نشان داد که مدل کیوبیست در مقایسه با مدل درخت تصمیم گیری دارای توانایی و کارایی بالاتری در مدل سازی و تخمین پراکنش مکانی شکل های مختلف آهن خاک در منطقه مورد مطالعه بوده است.
کلید واژگان: داده کاوی، درخت تصمیم گیری، شکل های مختلف آهن، کیوبیست، متغیرهای کمکیIn this study, digital mapping of the most important forms of soil Iron were done using two data mining techniques namely Decision Tree (DT) and Cubist (Cu) models. The study area includes 500 km2 of lands from two different sites located in the eastern shore of dried bed of Urmia Lake, northwest of Iran. 131 surface soil samples were taken from depth of 0-10 cm and three different forms of Iron including i): total iron (Fet); ii) pedogenic iron (Fed); and iii) amorphous iron (Feo) were measured. A total of 19 environmental covariates (auxiliary variables) derived from the Landsat-8 OLI imagery related to July 2017 were used in this study. It was found that Cu model has a higher precision than that of the DT model for predicting all three forms of soil iron with the values R2=0.89 and RMSE= 2.25 g/kg , R2=0.85 and RMSE=0.57 g/kg and R2=0.88 and RMSE=0.09 g/kg for predicting Fet, Fed and Feo, respectively. In addition, the results of the importance and percentage of contribution of environmental covariates in both models indicated the high importance of some spectral indices such as Normalized Difference Moisture Index (NDMI) and Modified Soil Adjusted Vegetation Index (MSAVI) in the prediction of Fet, Fed and Feo. Generally, the Cu model has a higher ability and performance in modeling and predicting the spatial distribution of different forms of soil iron in the study area compared to the DT model.
Keywords: Cubist, Data mining, Decision tree, Different forms of iron, Environmental covariates -
Pollution, Volume:7 Issue: 2, Spring 2021, PP 321 -331In this study, efficiency of humic acids (HAs) derived from various sources to reduce CrVI in aqueous solutions was compared. HAs were extracted from leonardite, peat moss, peat, cocopeat, coal, common char, biochar, vermicompost and sewage sludge. Some chemical and spectral characteristics of the extracted HAs were measured. Then, the reducing efficiency of HAs was measured and its relationship with the determined properties was investigated. To measure the reducing efficiency of HAs, a concentration of 0.1 mM CrVI (as potassium dichromate) in a sodium nitrate solution (0.03M) with a pH of 2 and in the presence of 100 mg of HA per liter was used. The experiment was conducted in three ways (symbolized by E1, E2 and E3). They differ from each other with respect to the method of phosphate buffer addition to release CrVI ions adsorbed by HA. This buffer was added to an aliquot of final extract, to the whole volume of final suspension and to initial solution containing CrVI in experiments E1, E2 and E3, respectively. According to the results, the CrVI reducing efficiency depends not only on the nature of HA but on the method of experiment. The minimum reducing efficiency was observed for common char using experiment E2 and the maximum value was for biochar and cocopeat in all three experiments. The results showed that the two factors of ΔlogK and maximum reducing efficiency in the format of a multiple regression had a significant relationship with CrVI reducing efficiency of HAs.Keywords: Biochar, cocopeat, CrVI reducing efficiency, Phosphate buffer
-
تغییرات مکانی ویژگی های خاک تابع عوامل محیطی مانند اقلیم، توپوگرافی، ماده مادری و پوشش گیاهی است. توپوگرافی از طریق سه عامل ارتفاع، زهکش طبیعی و شیب باعث تفاوت های معنی دار در ویژگی های خاک می شود. این تحقیق به منظور بررسی اثر ارتفاع بر برخی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی، نوع و فراوانی کانی های رس و در نهایت میزان تکامل خاک های یک نیمرخ ارتفاعی واقع در کوهستان تالش در استان اردبیل انجام گرفت. تعداد 5 خاکرخ در سطوح پایدار حفر و پس از مطالعات صحرایی، آزمایش های فیزیکی، شیمیایی و کانی شناسی رس بر روی نمونه ها انجام گرفت. نتایج نشان داد که در سطوح مختلف ارتفاعی، شدت هوادیدگی و نوع فرایندهای خاک سازی متفاوت بوده و تاثیر شدیدی بر برخی ویژگی های خاک از جمله مقدار رس، شکل های مختلف آهن، کانی ها و رده بندی خاک دارد. با کاهش ارتفاع، از میزان کانی ایلیت کاسته شده، ولی بر مقدار کانی اسمکتیت افزوده می شود که این امر دلیلی بر هوادیدگی و تکامل خاک می باشد. نتایج نشان داد که اراضی مرتفع دارای خاک های اینسپتی سول با درجه تکامل کم بوده ولی اراضی پایکوهی دارای خاک های تکامل یافته تر ورتی سول و مالی سول هستند. علاوه بر این، در نیمرخ ارتفاعی مورد مطالعه با کاهش ارتفاع، اقلیم گرمتر می شود و به تبع آن شدت فرایندهای خاک ساز افزایش می یابد. افزایش مقدار آهن بلورین (Fed-Feo)، به عنوان شاخص تکامل خاک، از 9/2303 میلی گرم بر کیلوگرم در قله کوه تا 7558 میلی گرم بر کیلوگرم در پای کوه این روند تکاملی را به خوبی نشان می دهد.کلید واژگان: توپوگرافی، شکل های آهن، کانی شناسی رس، نیمرخ ارتفاعی، ویژگی های خاکSpatial variability of the soil properties is related to the environmental factors such as climate, topography, parent material and vegetation. Topography causes significant differences in soil properties through the three factors of elevation, natural drainage and slope. This research was carried out to investigate the effect of elevation on some physical and chemical characteristics, type and content of the clay minerals, and finally on the evolution of soils of an elevation profile in Talesh Mountain in Ardabil province. Following excavation and description of five profiles on non-eroded surfaces, physical, chemical and clay mineralogy experiments were performed on the samples. The results showed that weathering intensity and type of pedological processes were different and hada significant effect on some soil characteristics such as clay content, different forms of iron, minerals and soil classification at the different surfaces of elevation. With decreasing the altitude, the amount of illite minerals was reduced but the amount of smectite minerals has increased, which is a reason for the improved weathering and evolution of the soils. The results show that toeslope lands have evolved soils of Vertisols and Mollisols, but highlands have Inceptisols with low degree of evolution. Addition, in the studied elevation profile, as the altitude decreases, the climate becomes warmer and consequently the intensity of pedogenic processes increases.The increase in the amount of crystalline iron (Fed-Feo), as an indicator of soil evolution, from 2303.9 mg kg-1 at the topslope to 7558 mg kg-1 at the toeslope of the mountain illustrates this evolutionary trend.Keywords: Clay mineralogy, Elevation profile, Iron forms, Soil properties, Topography
-
Iranian Journal of Chemistry and Chemical Engineering, Volume:40 Issue: 2, Mar-Apr 2021, PP 565 -579Layered double hydroxide functionalized biochar and hydrochar composites are environmentally friendly and low-cost adsorbents for the removal of phosphate from aqueous solutions. In the present study, Mg-Al layered double hydroxide functionalized apple wood biochar and hydrochar were prepared and their phosphate adsorption characteristics were examined through batch experiments. Moreover, important factors affecting adsorption including initial phosphorus concentration (25-200 mg/L), contact time (5-120 min), ionic strength (deionized water, and 0.001, 0.01, and 0.1 mol/L KCl), pH (3-10), and adsorbent dosage (1, 2, 3, and 4 g/L) were investigated. Based on the results, the phosphate adsorption by Mg-Al layered double hydroxide modified biochar and hydrochar were comparable with Mg-Al layered double hydroxide and were greater than biochar and hydrochar. As expected, phosphate adsorption was decreased by increasing solution pH and ionic strength. The highest phosphate removal was attained at pH 4, adsorbent dosage of 4 g/L, and in the presence of deionized water as a background solution. Determination of adsorption characteristics of the adsorbents revealed that the phosphate adsorption mechanism involved a combination of electrostatic attraction, interlayer anion exchange, and formation of surface complexes. The Mg-Al layered double hydroxide modified biochar and hydrochar composites as cost-effective and efficient adsorbents suggest alternative biochar- and hydrochar-based composites for the phosphate removal from contaminated waters that could be used as P-fertilizers.Keywords: Adsorption, biochar, Composite, Hydrochar, Layered Double Hydroxide
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.