فهرست مطالب

تحقیقات آب و خاک ایران - سال چهل و هشتم شماره 1 (1396)
  • سال چهل و هشتم شماره 1 (1396)
  • تاریخ انتشار: 1396/03/07
  • تعداد عناوین: 20
|
  • مقاله پژوهشی
  • آرش رنجبر، علی رحیمی خوب*، مریم وراوی پور، حامد ابراهیمیان صفحات 1-9
    نیاز گیاه به کود ازت در طول دوره رشد متغیر است ولی اکثر کشاورزان مقادیر زیاد آن را با هدف رسیدن به حداکثر عملکرد محصول و بدون آگاهی از زمان مناسب در اختیار گیاه می گذارند. عدم آگاهی از مقدار و زمان مناسب مصرف کود باعث آلودگی محیط زیست می شود. با استفاده از معادله نیتروژن بحرانی، حداقل نیتروژن مورد نیاز در طی دوره رشد تعیین می شود. هدف از این پژوهش تعیین ضرایب معادله فوق برای گیاه ذرت در منطقه پاکدشت بود. ذرت (رقم سینگل کراس 704) به مدت یک فصل در مزرعه پردیس ابوریحان کشت شد. مقدار ماده خشک اندام هوایی(W) و غلظت نیتروژن بحرانی (Nc) آن در شش زمان مختلف، از 26 روز پس از کاشت تا آخر رشد کامل محصول اندازه گیری شد. ضرایب معادله فوق با استفاده از تئوری منحنی ترقیق نیتروژن بحرانی تعیین شدند. در نهایت رابطه Nc = 2.9 W -0.27 به عنوان معادله نیتروژن بحرانی در منطقه پاکدشت پیشنهاد شد. نتایج نشان داد که با استفاده از معادله ارائه شده در این تحقیق، مقادیر نیتروژن بحرانی ذرت در طول فصل رشد با دقت بالایی تعیین شده است و تیمارهایی که شامل مقادیر نیتروژن بیش از حد نیاز بودند به خوبی از تیمارهایی که با کمبود نیتروژن در طول فصل مواجه بودند تفکیک شدند. در مجموع فقط وضعیت نیتروژن حدود 9 درصد از داده های گیاهی نادرست تعیین شده بود. بنابراین با استفاده از این معادله می توان مدیریت دقیقتری در مصرف کود نیتروژن در طول فصل رشد ذرت داشت و در نتیجه آن احتمال آلودگی منابع آب و محیط زیست کمتر خواهد شد.
    کلیدواژگان: نیاز نیتروژن، منحنی ترقیق نیتروژن بحرانی، ذرت
  • مهدی قمقامی، نوذر قهرمان*، خلیل قربانی، پرویز ایران نژاد صفحات 11-24
    متداول ترین شیوه پیش یابی مراحل فنولوژیکی گیاهان، استفاده از کمیت درجه-روز رشد تجمعی (AGDD) می باشد. در تحقیق حاضر، مدلی برای تدقیق این روش با تلفیق دو نمایه AGDD و NDVI برای تخمین تاریخ شروع 8 مرحله فنولوژیکی گیاه ذرت رقم K407، با استفاده از داده های یک دوره 9 ساله در منطقه کرج ارائه شده است. روش هموارسازی نوفه ها در کاربست نمایه NDVI، ترکیبی از دو روش لجستیک دوگانه و رگرسیون وزنی (WLS-DL) می باشد. نتایج مدل تلفیقی با دو مدل مبتنی بر درجه-روز رشد و تاریخ کاشت مقایسه شد. یافته های پژوهش نشان داد، مدل تلفیقی به طور متوسط، مقدار RMSE تاریخ های شروع 7 مرحله ابتدایی فنولوژیکی (ظهور تا شیری شدن) را به ترتیب 7/1، 4/1، 8/0، 3/1، 4/2، 4/2 و 3/3 روز نسبت به مدل مبتنی بر تاریخ های کاشت و 9/2، 7/1، 4/1، 9/2، 6/4، 9/2، 6/3 روز نسبت به مدل درجه- روز رشد، کمتر برآورد می نماید.
    کلیدواژگان: نمایه پوشش گیاهی، لجستیک دوگانه، رگرسیون وزنی، فنولوژی، ذرت
  • مهناز ختار *، محمدحسین محمدی، فرید شکاری صفحات 25-38
    در این پژوهش اثر تیمارهای مکش ماتریک (kPa 330-2) و شوری (ECهای dSm-1 20-2 برای گندم و dSm-1 8-7/0 برای لوبیا) بر غلظت عناصر غذایی گندم و لوبیا در دو خاک لوم رسی و لوم شنی به صورت کشت گلدانی بررسی شد. در هر دو گیاه، با افزایش مکش ماتریک، غلظت پتاسیم افزایش و غلظت سدیم کاهش یافت. با افزایش مکش ماتریک، غلظت نیتروژن و کلسیم گندم و لوبیا افزایش یافته و در مکش های kPa10-6 به بیشترین مقدار رسید. در مکش های بالاتر، غلظت نیتروژن کاهش یافت و غلظت کلسیم تقریبا ثابت ماند. همچنین، بیشترین میزان آهن و روی در هر دو گیاه در مکش ماتریک kPa2 مشاهده شد. هنگامی که، مکش ماتریک افزایش یافت (kPa6-2)، غلظت آهن و روی به شدت کاهش پیدا کرد و در مکش های بالاتر در هر دو خاک تقریبا ثابت ماند. شوری موجب افزایش غلظت کلسیم و آهن و کاهش غلظت پتاسیم گندم و لوبیا گردید ولی اثر مشخصی بر میزان غلظت نیتروژن، سدیم و روی نداشت. مکش های کم، با ایجاد کمبود تهویه، تنش شوری را تشدید کردند. به علاوه، مقایسه دو گیاه گندم و لوبیا، نشان داد که به دلیل حساسیت بالای لوبیا، تغییرات غلظت عناصر آن با تیمارهای شوری و مکش ماتریک خاک بیشتر از گندم بود.
    کلیدواژگان: تخلخل تهویهای، تنش شوری، تنش تهویه، مکش ماتریک خاک
  • پیام کمالی، حامد ابراهیمیان * صفحات 39-48
    ضرایب معادلات نفوذ نقش اساسی در ارزیابی و طراحی سامانه های آبیاری دارند؛ به همین دلیل برای افزایش بازده آبیاری ضروری است که این ضرایب با دقت بالا تخمین زده شوند. در این تحقیق، چهار روش تخمین معکوس ضرایب معادله نفوذ شامل دو نقطه ای، بهینه سازی چند سطحی، SIPAR-ID و IPARM با استفاده از داده های مزرعه ای در شرایط کشت داخل جویچه مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفتند. مطالعه مزرعه ای به منظور جمع آوری داده های مورد نیاز در سال 1393 در کرج انجام گردید. گیاه مورد استفاده در این تحقیق ذرت بود که با دو دبی 29/0 و 44/0 لیتر در ثانیه، در هفت نوبت آبیاری شد. براساس ضرایب تخمینی معادله نفوذ، مدل IPARM با متوسط خطای نسبی 24/1 و 52/1 درصد و روش بهینه سازی چند سطحی با متوسط خطای نسبی 44/1 و 58/1 درصد در تخمین حجم آب نفوذ یافته در خاک بهترین عملکرد را به ترتیب در دبی های 29/0 و 44/0 لیتر در ثانیه داشتند. مدل SIPAR-ID در تخمین ضرایب معادله نفوذ در جویچه های کشت شده عملکرد ضعیف و با نوسانات زیاد داشت. علاوه بر این، روش دو نقطه ای نیز با متوسط خطای نسبی کمتر از 10 درصد عملکرد قابل قبولی در تخمین حجم نفوذ یافته در این بررسی ارائه داد.
    کلیدواژگان: آبیاری سطحی، ضرایب معادله نفوذ، رواناب، پیشروی
  • مولود حیدری نیا*، سعید برومندنسب، عبدعلی ناصری صفحات 49-61
    اخیرا فائو نسخه 4 مدل AquaCrop را ارائه کرده است که قادر به پیش بینی اثر آبیاری با آب شور بر عملکرد محصول و شوری خاک می باشد. در تحقیق حاضر، مدل AquaCrop تحت شرایط مدیریت های مختلف زراعی و آبیاری با آب شور برای ذرت دانه ای (رقم SC.704) مورد ارزیابی قرار گرفت. آزمایش های مزرعه ای مطالعه حاضر در مزرعه کشاورزی دانشگاه شهید چمران اهواز اجرا گردید. مدیریت های زراعی مختلف شامل بدون استفاده از بقایای گیاهی، استفاده از بقایای گیاهی در سطح خاک به عنوان خاکپوش و اختلاط بقایای گیاهی با لایه سطحی خاک تا عمق 30 سانتیمتر و شوری آب آبیاری در سه سطح شامل شوری آب رودخانه کارون (به طور متوسط2 دسی زیمنس بر متر)، شوری 5/4 و 7 دسی زیمنس بر متر بود. پس از واسنجی مدل به منظور تعدیل برخی پارامتر های ورودی، صحت سنجی مدل انجام شد. در مرحله صحت سنجی مقدار ضریب تبیین (R2)، خطای نسبی (RE)، ضریب باقیمانده (CRM) و متوسط ریشه میانگین مربعات خطای نرمال شده (NRMSE) برای شوری خاک به ترتیب 83/0،6/10 درصد، 04/0 و 64/11، برای عملکرد دانه به ترتیب 93/ ، 2/5 درصد، 01/0 و 58/5، برای زیست توده به ترتیب 99/0، 2/4 درصد، 02/0- و 48/4 و برای پوشش سایه انداز به ترتیب 97/0، 16 درصد، 08/0 و 71/14 به دست آمد. متوسط خطا در مدیریت های کاربرد و عدم کاربرد بقایای گندم برای شوری خاک به ترتیب 6/9 و 7/12 درصد، برای عملکرد دانه به ترتیب 6 و 5/3 درصد، برای زیست توده به ترتیب 8/4 و 1/3 درصد و برای پوشش سایه انداز به ترتیب 6/14 و 8/18 درصد تعیین شد. نتایج نشان داد که عملکرد دانه، زیست توده، شوری خاک و پوشش سایه انداز به خوبی شبیه سازی شدند. هرچند دقت مدل در تخمین شوری خاک و پوشش سایه انداز کمتر از سایر پارامتر ها بود و با افزایش شوری دقت مدل کاهش یافت. همچنین در شرایط اعمال مدیریت های زراعی، دقت مدل در تخمین شوری و پوشش سایه انداز افزایش و در تخمین عملکرد دانه و زیست توده کاهش یافت.
    کلیدواژگان: زیست توده، پوشش سایه انداز، بقایای گیاهی، خاکپوش
  • جعفر نیکبخت*، الهام رضایی صفحات 63-75
    در پژوهش حاضر، اثر کاربرد سطوح متفاوت پساب و مخلوط آب و پساب مغناطیسی بر عملکرد، اجزای عملکرد و بهره وری مصرف آب در گیاه ذرت رقم ماکسیما و هم چنین برخی خصوصیات فیزیکی خاک مورد بررسی قرار گرفت. تحقیق به صورت آزمایش فاکتوریل دو عاملی در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در 3 تکرار، از خرداد ماه تا مهر ماه سال 1393 در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه زنجان انجام شد. پساب مورد نیاز از تصفیه خانه شهر زنجان تهیه شده و در 5 سطح شامل صفر درصد (آب چاه به عنوان شاهد)، 25، 50، 75 و 100 درصد به کرت ها داده شد. تیمار مغناطیسی در دو سطح شامل عبور و عدم عبور اختلاط آب و پساب از میدان مغناطیسی بود. میدان مغناطیسی با استفاده از سیم لوله با شدت 1/0 تسلا ایجاد شد. بر اساس نتایج، سطوح متفاوت پساب بر سطح برگ گیاه و محتوای نسبی آب برگ اثر معنی دار نداشت. در بین تیمارهای سطوح پساب، بیش ترین وزن تر کل و بهره وری مصرف آب در وزن تر کل در تیمار 100 درصد پساب حاصل شد که با تیمار شاهد به ترتیب 9/23 تن در هکتار و 6/7 کیلوگرم بر مترمکعب اختلاف داشت. این اختلاف در تیمارهای مخلوط آب و پساب مغناطیسی و غیرمغناطیسی به ترتیب 6/14 تن در هکتار و 7/4 کیلوگرم بر مترمکعب بود که از نظر آماری اختلاف ها معنی دار شد. در این پژوهش، تاثیر سطوح متفاوت پساب بر هیچ کدام از خصوصیات فیزیکی خاک در عمق 30-15 سانتی متر معنی دار نشد. تیمار مخلوط آب و پساب مغناطیسی فقط بر برخی مقادیر خصوصیات فیزیکی خاک در عمق 15-0سانتی متری اثر معنی دار داشت. بر اساس نتایج، در عمق 15-0سانتی متری خاک، مخلوط آب و پساب مغناطیسی باعث افزایش جرم مخصوی ظاهری خاک، درصد رطوبت حجمی و درجه اشباع خاک و کاهش تخلخل خاک به میزان 19، 3، 10 و 8 درصد (به ترتیب) نسبت به تیمار غیرمغناطیسی شد.
    کلیدواژگان: آب مغناطیسی، بهره وری مصرف آب، پساب تصفیه شده، خصوصیات فیزیکی خاک، ذرت رقم ماکسیما
  • مجتبی کرد *، علیرضا واعظی، محمدحسین مهدیان صفحات 77-85
    زمان آغاز و شدت تولید مشخصه هایی از رواناب بوده که تحت تاثیر تغییرات خصوصیات فیزیکی خاک طی زمان بارندگی قرار می گیرند. شدت تغییرات زمانی این مشخصه ها بسته به بافت خاک و شیب سطح می تواند تغییر کند. این پژوهش با هدف بررسی تغییرات زمانی تولید رواناب در خاک های با بافت لوم رسی، لوم و لوم شنی در شیب های 5، 10، 15، 25 و 30 درجه تحت باران شبیه سازی شده با شدت 40 میلی متر در ساعت در شرایط آزمایشگاهی به انجام رسید. نتایج بدست آمده نشان داد که بافت خاک و شیب سطح اثر معنی داری بر زمان آغاز (05/0>P) و شدت تولید رواناب (05/0>P) دارد. زمان آغاز رواناب در خاک لوم رسی کمترین (16 دقیقه) و در خاک لوم شنی بیشترین (46 دقیقه) است. زمان آغاز رواناب به شدت تحت تاثیر شیب بوده و با افزایش شیب به صورت معنی داری کاهش یافت (01/0>P). روابطی معنی دار و منفی بین شیب و زمان آغاز رواناب در خاک لوم رسی (86/0=2R)، لوم (86/0=2R) و لوم شنی (98/0=2R) مشاهده شد (01/0>P). بیشترین تاثیر شیب بر کاهش زمان آغاز رواناب در خاک لوم شنی (63 درصد) و کمترین آن در خاک لوم رسی (28 درصد) مشاهده شد. روابطی معنی دار و مثبت بین شیب و شدت تولید رواناب در خاک لوم رسی (89/0=2R)، لوم (95/0=2R) و لوم شنی (94/0=2R) مشاهده شد (01/0>P). نقش شیب در افزایش تولید رواناب در خاک لوم رسی (19 درصد) بیشترین و در خاک لوم کمترین (15 درصد) است. الگوی تغییرات زمانی رواناب طی بارندگی تحت تاثیر بافت خاک و درجه شیب قرار گرفت. افزایش تدریجی رطوبت خاک و تخریب شدید ساختمان خاک دلایل افزایش رواناب در زمان های اولیه بارندگی در خاک لوم رسی می باشد.
    کلیدواژگان: باران شبیه سازی شده، تخریب ساختمان خاک، زمان آغاز رواناب، شدت تولید رواناب
  • بهنام رشیدی، شهاب عراقی نژاد، کیومرث ابراهیمی* صفحات 87-94
    مقاله حاضر با هدف افزایش دقت شبیه سازی رواناب با استفاده از مدل WAPABA و مقایسه کارایی آن با مدل SALAS در ایستگاه های هیدرومتری شمال استان مرکزی برای سال آبی 90-89 انتخاب شده است. کاربست مدل ها با استفاده از داده های تاریخی مربوطه واسنجی شدند. سپس ارزیابی عملکرد هر یک از مدل ها با استفاده از معیارهای مختلف دقت سنجی (CE،RMSE،R2و MAE) انجام شد. برای محاسبه معیارهای کارایی از مقادیر شبیه سازی شده مدل ها و اندازه گیری شده در ایستگاه های هیدرومتری استفاده شد. نتایج نشان داد که مدل SALAS رواناب را در ایستگاه ها بیشتر از میزان واقعی برآورد کرده که علت برآورد بیشتر این مدل وزن دهی بیشتر به بارش و وزن دهی کمتر به سایر پارامترها است. درحالی که مدل WAPABA مقدار رواناب را با در نظر گرفتن وزن های یکسان برای هریک از پارامترها با دقت بهتری شبیه سازی کرده ولی در ایستگاه قطعه چهار شبیه سازی مدل مناسب نبوده است.
    کلیدواژگان: دقت سنجی، کارایی، رواناب، SALAS
  • ساناز اشرفی سعیدلو، میرحسن رسولی صدقیانی، فرخ اسدزاده *، محسن برین صفحات 95-103
    پتاسیم یکی از عناصر غذایی ضروری برای رشد گیاهان بوده و در ساختار بسیاری از کانی های سیلیکاته ی خاک یافت می شود. برخی از میکروارگانیسم ها نظیر باکتری ها، قارچ ها، جلبک ها و گلسنگ ها کارآیی بالایی در تجزیه سیلیکات ها و آزادسازی عناصری نظیر پتاسیم از آن ها را دارند. این مطالعه با هدف مدل سازی و ارزیابی تاثیر متغیرهای pH، زمان انکوباسیون و مقادیر مختلف کانی فلدسپار بر میزان رهاسازی پتاسیم توسط باکتری Bacillus sp. انجام شد. برای این منظور دامنه های متفاوتی از این سه متغیر شامل pH (9-5)، زمان انکوباسیون (17-1 روز) و فلدسپار (7-1 گرم در لیتر) در نظر گرفته شده و طرح مرکب مرکزی با 20 آزمایش و بر اساس مقادیر کدبندی شده متغیرهای مستقل طراحی شد. نتایج نشان داد که مدل طرح مرکب مرکزی قابلیت مطلوبی (892/0 = R2و mgl-196/1 = RMSE) در پیش بینی مقدار پتاسیم محلول دارد. تحلیل حساسیت مدل طرح مرکب مرکزی نشان داد که از بین سه متغیر مورد بررسی، مقدار کانی فلدسپار و pH بیشترین تاثیر را بر آزادسازی پتاسیم دارند بطوری که درصد اثر این دو متغیر بر مقدار پتاسیم محلول به ترتیب برابر با 48/37 و 80/31 درصد به دست آمد. حداکثر غلظت پتاسیم محلول در پایین ترین pH و بیشترین مقدار کانی فلدسپار مشاهده شد. زمان انکوباسیون نیز تاثیر معنی داری بر آزادسازی پتاسیم داشت. روند آزادسازی پتاسیم در مراحل اولیه انکوباسیون افزایشی، در مراحل میانی کاهشی و در ادامه افزایشی بود. به طورکلی افزایش مقدار کانی فلدسپار و طول دوره ی انکوباسیون همراه با pH اولیه ی پایین محیط، سبب افزایش قابل توجه کارآیی باکتری Bacillus sp.در انحلال پتاسیم شد.
    کلیدواژگان: کلمات کلیدی: میکروارگانیسم های خاک، آزادسازی پتاسیم، طرح مرکب مرکزی
  • الناز آذرتاج، علی رسول زاده *، علی اصغری، اباذر اسمعلی صفحات 105-111
    فرسایش خاک یکی از مشکلات اساسی زیست محیطی در کشورهای در حال توسعه ازجمله ایران می باشد و می تواند آثار مخربی بر اکوسیستم داشته باشد. این پژوهش به منظور بررسی تاثیر پوشش سنگ ریزه ای در شیب های مختلف بر روی رواناب و هدر رفت خاک، در مراتع تخریب یافته ی بالا دست سد انحرافی الماس در حوزه آبخیز پل الماس اردبیل صورت گرفت. بدین منظور بعد از بررسی های میدانی در منطقه مورد پژوهش، سه طبقه شیب (شش، 15 و 22 درصد) در منطقه شناسایی شد. در هر طبقه شیب، تیمارهایی با پوشش سنگ ریزه صفر، 10، 20 و 30 درصد مد نظر قرار گرفت. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی اجرا شد. نتایج نشان داد بیشترین حجم رواناب، مقادیر خاک هدررفته، غلظت رسوب وضریب رواناب مربوط به تیمار شاهد (بدون پوشش سنگی) در شیب 22 درصد و کمترین آن ها مربوط به تیمار 30 درصد پوشش سنگی در شیب شش درصد می باشد. همچنین نتایج نشان داد با به کار بردن 30 درصد سنگ ریزه، حجم رواناب تولیدی نسبت به تیمار شاهد (بدون پوشش سنگی) 96 درصد و هدر رفت خاک 519 درصد کاهش یافت. از طرفی بر اساس یافته های پژوهش، حجم رواناب تولیدی در شیب 22 درصد، حدود 37 درصد نسبت به شیب 15 درصد و 107 درصد نسبت به شیب شش درصد بیشتر بود. در مجموع پوشش 20 تا 30 درصدی سنگ ریزه و در شیب های کمتر از 15 درصد بیشترین تاثیر در کاهش هدررفت خاک، غلظت رسوب و حجم رواناب را داشت.
    کلیدواژگان: تولید رسوب، ضریب رواناب، پوشش سنگ ریزه، هدررفت خاک
  • علیرضا امیریان چکان، روح الله تقی زاده مهرجردی*، فریدون سرمدیان، احمد حیدری صفحات 113-123
    در نقشه های مرسوم معمولا چگونگی تغییرات بافت خاک در فواصل بین نقاط نمونه برداری نشان داده نمی شود و در این نقشه ها و نقشه های رقومی، تغییرات تدریجی بافت خاک با عمق به خوبی قابل پیش بینی نیست. از تکنیک نقشه برداری رقومی برای تخمین ذرات نهایی سازنده خاک در مکان های نمونه برداری نشده و از معادلات عمق خاک برای نشان دادن تغییرات بافت خاک با عمق و تخمین آن در هر عمق دلخواه می توان استفاده نمود. در این مطالعه در 103 نقطه مشاهداتی واقع در دشت سیلاخور در شمال غرب شهرستان دورود استان لرستان، معادله عمق اسپلاین با سطح برابر بر داده های سیلت، شن و رس تا عمق یک متری برازش داده شد و مقادیر این اجزاء در پنج عمق استاندارد شامل 5-0، 15-5، 30-15، 60-30 و 100-60 سانتی متر تخمین زده شد. این اطلاعات با متغیرهای کمکی استخراج شده از تصاویر ETM+سنجنده های ماهواره لندست و مدل رقومی ارتفاعی (DEM) تلفیق و بر اساس روابط بین آن ها نقشه پیوسته پیش بینی مقدار اندازه ذرات نهایی سازنده خاک و کلاس های بافت خاک با استفاده از مدل شبکه های عصبی مصنوعی برای کل منطقه به دست آمد. نتایج تجزیه و تحلیل حساسیت نشان داد اهمیت نسبی داده های کمکی در پیش بینی بافت خاک برای اجزاء مختلف بافت و در اعماق مختلف متفاوت است. بر طبق نتایج حاصله توانایی شبکه های عصبی در تخمین بافت خاک در لایه های سطحی بیشتر از لایه های پایینی بود. مقادیر R2 برای رس، سیلت و شن از سطح به عمق به ترتیب از 73/0 تا 49/0، از 76/0 تا 43/0 و از 68/0 تا 26/0 به دست آمد. این نتایج در نقشه برداری رقومی در حد قابل قبولی هستند. افزون بر این، نتایج نشان داد داده های کمکی مستخرج از تصاویر ماهواره ای در لایه های سطحی و داده های مستخرج از DEM در لایه های عمقی اهمیت بیشتری در تخمین بافت خاک داشتند.
    کلیدواژگان: دشت سیلاخور، سنجش از دور، مدل اسکورپن، نقشه برداری رقومی خاک
  • علیرضا راهب، احمد حیدری *، شهلا محمودی صفحات 125-135
    تغییرات کربن خاک یکی از مهمترین شاخص های نشان دهنده تاثیر اقلیم بر تشکیل خاک است. بررسی مقدارکربن خاک اعم از کربن آلی و کربن غیرآلی (کربنات ها) و تاثیرگذاری آن بر سایر خصوصیات خاک در اقلیم های مختلف، لازمه مدیریت مناسب کربن خاک در مقیاس جهانی بوده و تعادل میان بخش های مختلف منابع کربن از نظرمحیط زیست بسیارحائز اهمیت است. در این تحقیق کربن آلی و غیرآلی کمپلکس شده با ذرات اولیه (در ابعاد شن، سیلت و رس) در 9 خاکرخ یک ردیف اقلیمی متشکل از سه اقلیم خشک (اشتهارد)، نیمه خشک (قزوین) و نیمه مرطوب (رودبار)، به ترتیب با رژیم های رطوبتی اریدیک تیپیک، زریک خشک و زریک تیپیک و رژیم های حرارتی ترمیک، ترمیک و مزیک مورد مطالعه قرار گرفتند. مقایسه آماری کربن آلی در اجزای اندازه ای ذرات در سه منطقه مورد مطالعه به ترتیب روند رس (نیمه مرطوب ans36/1، نیمه خشک ans32/1، خشک ans63/0) > سیلت (نیمه مرطوب a*85/0، نیمه خشک ab*79/0، خشک b*4/0) > شن (نیمه مرطوب a*44/0، نیمه خشک b*19/0، خشک b*05/0) را نشان داد. در حالی که مقایسه آماری کربن غیرآلی موجود در اجزای اندازه ای ذرات خاک دارای روند سیلت (نیمه مرطوب ans2/18، نیمه خشک ans03/14، خشک ans11) > شن (نیمه مرطوب a*96/18، نیمه خشک ab*79/11، خشک b*59/5) > رس (نیمه مرطوب a*13، نیمه خشک ab*56/7، خشک b*85/3) بود. همچنین نتایج نشان داد که مقدار کربن آلی در هر سه جزء اندازه ای با افزایش عمق کاهش می یابد و اجزای در ابعاد رس در تمامی اعماق نسبت به سایر اجزای اندازه ای خاک مقدار درصد کربن آلی بیشتری دارند. برخلاف کربن آلی، مقدار کربن غیرآلی اجزای اندازه ای ذرات در هر سه منطقه در افق های سطحی کمتر از افق های زیرین بوده و با افزایش عمق افزایش می یابد. به طور کلی نتایج نشان داد که در ردیف اقلیمی خشک تا نیمه مرطوب با افزایش رطوبت، خاک های با ذرات ریزتر به علت وجود سطح ویژه بالاتر، توانایی بیشتری برای ذخیره کربن خاک دارند.
    کلیدواژگان: اقلیم، کربن آلی، کربن غیرآلی، تشکیل خاک
  • سیما بابایی بافقی، احمد تاج آبادی پور*، عیسی اسفندیارپور بروجنی صفحات 137-148
    بخش وسیعی از خاک های دنیا از جمله ایران، جزء خاک های آهکی بوده که در آن به دلیل pH بالا و تثبیت بسیاری از عناصر غذایی کم مصرف از جمله روی، کمبود این عناصر مشاهده می شود. مقدار روی کل خاک اطلاعات زیادی درباره مقدار قابل استفاده آن برای گیاهان نمی دهد، بنابراین قابلیت استفاده روی در 28 خاک آهکی با دامنه وسیعی از ویژگی های فیزیکی و شیمیایی با عصاره گیرهای DTPA-CaCl2 ، EDTA-NH4OAc، DTPA-NH4HCO3، EDTA ، DTPA-NaOAc و Mehlich3 بر روی نهال های پسته به عنوان گیاه آزمایشی مورد ارزیابی قرار گرفت. آزمایش به صورت طرح کاملا تصادفی با سه تکرار و 28 نوع خاک در شرایط گلخانه انجام شد. نتایج نشان داد که ترتیب توانایی عصاره گیرها در استخراج روی به صورت زیر بود:Mehlich3 > DTPA-NaOAc > EDTA> EDTA-NH4OAc > DTPA-CaCl2 = DTPA-NH4HCO3
    استفاده از معادلات رگرسیونی چند متغیره نشان داد که مقدار روی استخراج شده از خاک توسط عصاره گیرهای مورد استفاده به ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک از قبیل درصد رس، ظرفیت تبادل کاتیونی و کربنات کلسیم معادل بستگی داشت. بین غلظت و جذب روی برگ و ساقه و روی استخراج شده توسط عصاره گیرهای مورد استفاده همبستگی معنی داری وجود داشت. به طوری که مقدار روی استخراج شده به وسیله DTPA-NH4HCO3 بالاترین همبستگی معنی دار (**634/0R= ) را با غلظت روی در برگ نهال های پسته داشت، بنابراین عصاره گیر DTPA-NH4HCO3 می تواند برای ارزیابی روی قابل استفاده پسته در خاک های آهکی مورد استفاده قرار گیرد
    کلیدواژگان: پسته، خاک های آهکی، روی، عصاره گیرهای شیمیایی
  • حسن توفیقی، مریم خلیلی راد* صفحات 149-163
    در این مطالعه اثر تخلیه پتاسیم از یک رس ایلایت جدا شده از خاک بر انتخابگری تبادلی K-Ca در قدرت یونی 3/0 مولار مورد بررسی قرار گرفت. در اثر تیمار رس با محلول تترا فنیل برات سدیم + کلرید سدیم برای مدت زمان های 6 ، 25 و 150 ساعت به ترتیب 1/22، 8/30 و 7/40 درصد از پتاسیم کل از نمونه های رس آزاد گردید. سرعت تخلیه پتاسیم در ابتدا خیلی بیشتر بود و با گذشت زمان کاهش یافت. با افزایش درصد تخلیه ظرفیت تبادل کاتیونی (CEC) نیز افزایش یافت که گویای آنست که حداقل بخشی از پتاسیم آزاد شده از رس تخلیه گردیده است. در این بررسی خطای اندازه گیری کلسیم تبادلی در صورت عدم تصحیح انحلال آهک بین 2/31 تا 7/76 درصد بود. برآورد تفاضل دفع و جذب آنیونی نیز نشان داد که در این رس ها جذب آنیونی بیشتر از دفع آنیونی می باشد. مقایسه همدما های تبادلی K-Ca با همدمای عدم ترجیح نشان داد که در رس تخلیه نشده تا 8/0K≤Ẽ و در رس های تخلیه شده تا 76/0K≤Ẽ پتاسیم نسبت به کلسیم و در 8/0K>Ẽ کلسیم اندکی بر پتاسیم ترجیح داده می شود. مقایسه همدما های تبادلی رس های تخلیه شده با هم نشان داد که تخلیه پتاسیم از رس ظاهرا بر ویژگی های ترجیحی تبادلگر اثری نداشته است. دیفرکتوگرام های حاصل پس از اعمال تیمار با جز هم ارز 05/0 پتاسیم نشان داد که در جریان تبادل K-Ca فرو ریزش لایه ای صورت گرفته است، اما مقادیر CEC گویای آن است که فروریزش لایه ای در این رس ها کامل نبوده است. با افزایش قدرت یونی ترجیح ظاهری K+ افزایش یافت و با کاهش آن یا رقیق شدن محلول تعادلی، Ca2+ بیشتری جذب گردید. تفاوت همدما ها در دو قدرت یونی متفاوت بیانگر اثر رقت-ظرفیت می باشد.
    کلیدواژگان: انتخابگری، ایلایت تخلیه شده از K، تبادل K-Ca، تترا فنیل برات سدیم، قدرت یونی
  • فرخ اسدزاده *، محی الدین فقه حسن آقا، حبیب خداوردیلو صفحات 165-176
    اثر پوشش سنگریزه ی سطحی بر فرآیند های فرسایش آبی، از موضوعات مهم و مورد توجه در تحقیقات فرسایش خاک در طول دو دهه ی اخیر محسوب می شود. اثرات گوناگون متغیرهای مربوط به سنگریزه ی سطحی نظیر پوشش، اندازه و موقعیت سنگریزه سبب پیچیدگی مدل سازی نقش آن در فرسایش خاک می گردد. هدف از این مطالعه، مدل سازی کمی اثر توام پوشش سنگریزه ی سطحی، اندازه ی سنگریزه و دبی جریان بر تلفات خاک و سرعت رواناب سطحی با استفاده از روش پاسخ سطح و بر مبنای طرح مرکب مرکزی بود. برای این منظور آزمایش های شبیه سازی رواناب و فرسایش با استفاده از فلومی با ابعاد 5/0×6 متر در دو سری طراحی و اجرا شد. دامنه ی پوشش سنگریزه ی سطحی برابر با 45-0 درصد، قطر متوسط سنگریزه ها برابر با 9-3 سانتی متر و دبی جریان برابر با 5-67/1 سانتی مترمربع بر ثانیه در نظر گرفته شد. آزمایش های سری دوم برای مدل سازی با استفاده از طرح مرکب مرکزی مورد استفاده واقع شده و آزمایش های سری اول نیز برای اعتبارسنجی مدل توسعه داده شده از سری دوم به کار برده شدند. نتایج نشان داد که مدل طرح مرکب مرکزی توانایی بالایی در پیش بینی سرعت جریان آب (993/0= R2) و تلفات خاک (994/0= R2) دارد. نتایج اعتبار سنجی مدل بیانگر کارآمدی مدل در پیش بینی سرعت جریان رواناب (887/0= R2) و تلفات خاک (851/0= R2) برای آزمایش های سری دوم بود. پوشش سنگریزه، دبی جریان و قطر سنگریزه ها به ترتیب بیش ترین تاثیر را بر سرعت جریان و تلفات خاک داشته و بین پوشش سنگریزه و دبی جریان اثر متقابل وجود داشت. بین سرعت جریان و تلفات خاک یک رابطه ی خطی و معنی دار (504/0= R2) مشاهده شد.
    کلیدواژگان: پوشش سطح خاک، شبیه سازی رواناب، روش پاسخ سطح، فرسایش خاک، مدل سازی
  • عطا الله کاویان، رضا احمدی، محمود حبیب نژاد، زینب جعفریان* صفحات 177-186
    فرآیند نفوذ در هیدرولوژی سطحی و زیرسطحی نقشی مهم ایفا کرده و عامل کلیدی در تمام معادلات بارش و رواناب می باشد. پژوهش حاضر، به منظور بررسی نفوذپذیری خاک در منطقه بهشهر-گلوگاه انجام پذیرفت. ازآنجایی که بیشتر محصولات کشاورزی این منطقه در اراضی دشتی و ساحلی کشت می شود، هم چنین با توجه به اهمیت نفوذ پذیری آب در خاک در اراضی کشاورزی، مطالعات نفوذ پذیری در این منطقه ضروری به نظر می رسد. بدین منظور، یک شبکه km10km×8 برای نمونه برداری در نظر گرفته شده و در مجموع 80 نقطه برای نمونه برداری انتخاب گردید. اندازه گیری نفوذ آب در خاک با استفاده از روش استوانه تک حلقه با در نظر گرفتن ارتفاع نفوذ یک سانتی متر و زمان متغیر، انجام پذیرفت. پس از برداشت نفوذ مشاهده ای، با استفاده از دو معادله هورتون و کوستیاکوف، برآورد سرعت نفوذ آب در خاک نسبت به مقادیر مشاهده ای انجام و مورد ارزیابی قرار گرفت. جهت انتخاب مدل مناسب، آماره های سنجش خطا شامل مجذور میانگین مربعات خطا، خطای نسبی و ضریب ناش ساتکلیف برای هر معادله مورد سنجش قرار گرفت که مقادیر این آماره ها در ارتباط با معادله هورتون به ترتیب 55/5، 61/24 و 98/0 و برای معادله کوستیاکوف به ترتیب 5/8، 14/34 و 96/0 به دست آمد. نتایج نشان داد که معادله هورتون دارای دقت بیشتری نسبت به معادله کوستیاکوف در برآورد میزان نفوذ نسبت به مقادیر مشاهده ای در این منطقه می باشد. همچنین، بررسی تغییرات مکانی نرخ نفوذپذیری با کمک نرم افزار GS+ نشان داد که تمامی تغییرنماهای متغیر مورد مطالعه همسان گرد می باشند و وابستگی مکانی قوی بین نفوذپذیری آب در خاک وجود داشته است.
    کلیدواژگان: استوانه تک حلقه، زمین آمار، معادله کوستیاکوف، معادله هوتون، نفوذپذیری
  • سید محمد علی زمردیان*، شبنم مغیث پور صفحات 187-194
    دو پدیده ی آبشستگی و فرسایش داخلی همواره مشکلات فراوانی را برای سدهای خاکی ایجاد کرده اند. به طوری که فرسایش داخلی (piping) به عنوان دومین عامل خرابی سدها شناخته شده است. در این پژوهش نانورس به عنوان یک ماده افزودنی جدید فاقد مشکلات زیست محیطی، برای کاهش فرسایش پذیری خاک ماسه لای دار استفاده شد. برای بررسی فرسایش پذیری، از آزمایش فرسایش حفره ای استفاده شد. نمونه های بدون نانورس و نمونه های حاوی مقادیر 1، 2، 3، 4، 5 و 6 درصد نانورس مورد آزمایش قرار گرفت. بعد از تعیین مقدار بهینه نانورس، تاثیر گرادیان هیدرولیکی بر فرسایش بررسی شد. نتایج نشان داد به ازای افزودن مقدار بهینه نانورس (1 درصد)، شاخص نرخ فرسایش پذیری خاک بیش از دو برابر افزایش یافته است که این به معنی کاهش فرسایش پذیری است. همچنین به ازای مقدار بهینه نانورس در بیش ترین گرادیان هیدولیکی، فرسایش پذیری خاک از گروه به شدت سریع به نسبتا آرام تغییر یافت.
    کلیدواژگان: آزمایش فرسایش حفره ای، فرسایش پذیری، گرادیان هیدرولیکی، ماسه ی لای دار
  • مهرداد مقدس*، علی رئیسی استبرق صفحات 195-203
    در این پژوهش تغییرات حجم و رطوبت یک خاک سیلتی غیراشباع تحت مکش های مختلف از طریق انجام آزمایش تحکیم در دستگاه سه محوری مخصوص خاک های غیراشباع، مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش ها روی نمونه های خاک سیلتی تهیه شده از روش رسوب گذاری در یک دستگاه سه محوری اصلاح شده (دستگاه سه محوری با محفظه دوجداره) تحت پنج مکش مختلف در بازه 0 تا 300 کیلوپاسکال انجام شدند. برای ایجاد مکش موردنظر در نمونه از روش انتقال محوری استفاده شد و بارگذاری نمونه تحت مکش ثابت از روش بارگذاری تدریجی صورت گرفت. نتایج نشان می دهد فشار پیش تحکیمی با افزایش مکش افزایش می یابد. علاوه بر آن با توجه به نتایج حاصله، ایجاد منحنی تسلیم (LC) در صفحه تنش- مکش امکان پذیر است. همچنین بررسی تغییرات شیب و عرض از مبدا منحنی های تحکیم نشان دادند که تغییرات رطوبت و حجم نمونه خاک در خاک های غیراشباع تابع تغییرات مکش خاک می باشد.
    کلیدواژگان: تحکیم، خاک غیر اشباع، رطوبت خاک، فشار پیش تحکیمی، مکش
  • ایمان صالح، عطاالله کاویان*، محمود حبیب نژاد، زینب جعفریان صفحات 205-216
    نوارهای حائل گیاهی شامل گیاهی خاص می باشند که جریان رواناب قبل از ورود به آبراهه ها از آن ها عبور می نماید و این موجب کاهش حجم و آلاینده های موجود در رواناب توسط نفوذ، جذب و انباشت رسوب می گردند. تحقیق حاضر با هدف ارزیابی و مقایسه تاثیر گیاه وتیور و چمن بومی منطقه ساری (مازندران) و همچنین ترکیب دو گونه مذکور بر کارایی نوارهای حائل گیاهی در کاهش آلاینده های آب های سطحی شامل رسوب، نیترات و فسفات به انجام رسید. این پژوهش با استفاده از کرت های آزمایشی 10×1 متر و تولید رواناب مصنوعی با دبی 65/1 لیتر بر ثانیه طی یک سال به انجام رسید. نوارهای حائل گیاهی استفاده شده در این تحقیق حجم رواناب را %90-35، غلظت رسوب را %94-42، غلظت نیترات را %88-35 و غلظت فسفات را %95-28 کاهش دادند که کلیه مقادیر حداکثر مربوط به تیمار وتیور-چمن بود. با توجه به نتایج به دست آمده از این تحقیق می توان اشاره نمود که گیاه وتیور کارایی بسیار بالایی در کاهش و کنترل آلاینده های موجود در رواناب را داراست اما به دلیل احتمال ایجاد جریان های متمرکز در فواصل موجود میان بوته های این گونه گیاهی، استفاده از یک نوار گیاهی مقاوم و سازگار با اقلیم منطقه و با تراکم، یکنواختی و درصد سطح پوشش مشابه چمن به منظور یکنواخت و ورقه ای نمودن جریان و درنتیجه افزایش کارایی نوار حائل گیاهی در کاهش حجم رواناب و آلاینده های موجود در آن پیش از ورود به آب های سطحی توصیه می گردد. همچنین برداشت و کوتاه نمودن دوره ای گیاه به عنوان راهکاری موثر به منظور مقابله با تجمع تدریجی مواد مغذی و رسوب در نوارهای حائل گیاهی و درنتیجه آلوده شدن رواناب عبوری از این نوارها ارائه گردید.
    کلیدواژگان: وتیور، کرتهای آزمایشی، نیترات، فسفات، غلظت رسوب
  • حسین اسدی *، حسین خوشرنگ، عیسی ابراهیمی صفحات 217-230
    خاک ورزی یکی از عملیات مهم برای تولید محصولات کشاورزی است. زیر کشت بردن و انجام خاک ورزی موازی در اراضی شیب دار سبب افزایش هدررفت، کاهش پایداری خاکدانه ها و کاهش ماده آلی خاک می شود. در این پژوهش اثر جهت خاک ورزی، جهت و موقعیت شیب بر برخی از ویژگی های فیزیکی، شیمیایی خاک و نمایه های پایداری خاکدانه بررسی شد. به این منظور از منطقه ای واقع در ایستگاه تحقیقات حفاظت خاک و آب کوهین که تحت خاک ورزی عمود بر جهت شیب بود و همچنین از منطقه هم جوار خارج از ایستگاه که تحت خاک ورزی موازی با جهت شیب بود، نمونه برداری صورت گرفت. منطقه به صورت یک دره کم عمق با دونمای شمالی و جنوبی بود. نمونه برداری برای هر جهت از سه موقعیت بالا، میانه و پایین شیب در دو عمق و با سه تکرار انجام گرفت (72 نمونه). تجزیه وتحلیل اطلاعات بر پایه ی طرح آشیانه ای انجام شد. نتایج نشان داد که بیش تر ویژگی های اندازه گیری شده تاثیرپذیری بالایی از جهت خاک ورزی داشته اند و خاک ورزی موازی سبب کاهش کیفیت خاک شده است. همچنین نتایج نشان داد که جهت و موقعیت شیب تنها بر شاخص پایداری خاکدانه اثر گذاشته است، درحالی که خاک ورزی روی هر چهار نمایه پایداری خاکدانه مورد بررسی اثر معنی داری گذاشته است. در خاک ورزی عمود بر شیب میزان ماده آلی دلیل عمده بیش تر شدن پایداری خاکدانه ها است. جهت و موقعیت شیب و مدیریت زراعی اثرات بسیار پیچیده ای بر ویژگی های خاک در عمق های مختلف دارند. نتایج نشان داد که کلیه منابع تغییرات شامل جهت، موقعیت شیب و عمق خاک بر روی شاخص پایداری خاکدانه تاثیر معنی داری دارند.
    کلیدواژگان: بعد فراکتال، ماده آلی، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها، میانگین هندسی قطر
|
  • Arash Ranjbar, Ali Rahimi Khoob *, Maryam Varavipour, Hamed Ebrahimian Pages 1-9
    The nitrogen demand during growing period is variable for plant, but most farmers use large amount of nitrogen without the knowledge of the proper time in order to achieve maximum product. This pattern of fertilizer consumption causes environmental pollution. The optimum demand of nitrogen during growing period could be determined by the critical nitrogen equation. The main objective of this study was to determine the coefficients of the critical nitrogen equation for maize in Pakdasht. Comparing these coefficients with suggested coefficients in France and China was the second objective of this research. The maize (single cross 704) for a season was planted on the farm of Aburaihan campus. The aboveground biomass (W) and its critical nitrogen concentration (Nc) were measured in six different times, from 26 days after planting to the harvesting time. The coefficients of critical nitrogen equation were determined using theory of critical nitrogen dilution curve. Finally, the equation of Nc = 2.9 W -0.27 as nitrogen critical dilution curve was proposed for maize in the Pakdasht. The results showed that the nitrogen status was mispredicted in 21% and 14% of measured data point, by France and China equations respectively while this erorr was only 9% by using the equation provided in this study. The main reasons for these errors are differences in climate and prevalent varieties of maize in different areas.
    Keywords: nitrogen demand, critical nitrogen dilution curve, Maize
  • Mahdi Ghamghami, Nozar Ghahreman *, Khalil Ghorbani, Parviz Irannejad Pages 11-24
    Crop phonological stages are commonly predicted by using accumulated growth degree days(AGDD).In this study a combined model of AGDD and remotely sensed NDVI has been developed for prediction of maize (cv. K407) phenology in Karaj using a nine year (2002 to 2010) dataset. For smoothing the existing noises of image processing, a combination of double logistic and weighing average (DL-WLS) approaches was employed. The results of combined phenology model were compared by two frequently used methods based on AGDD and date of sowing. The findings showed that in general, the developed model predicted the first 7 phenological stages of emergence to milky, more accurately comparing to other approaches (with average 2 and 2.5 days difference with observed dates, respectively) but was inaccurate for maturity stage. Our study highlights the need for further improvements in observations in the region.
    Keywords: NDVI, Double logistic, weighing regression, phenology, Maize
  • Mahnaz Khetar *, Mohammad Hosein Mohammadi, Farid Shekari Pages 25-38
    In this study the effects of soil matric suction (2−33 KPa) and salinity (EC: 0.7−8 dSm-1 for bean and 2−20 dSm-1 for wheat) on the wheat and bean nutrient concentrations in two sandy loam and clay loam soils at green house condition was considerd. The potassium concentration increased and sodium decreased with matric suction in both plants. The nitrogen and calcium concentrations of bean and wheat increased with matric suctions and reached their extreme values at suctions 6-10 KPa. Concentration of nitrogen reduced and concentration of calcium remained nearly constant at higher suctions. The maximum concentration of iron and zinc were at suction 2KPa in both plants. As matric suction increased from 2 to 6 KPa, iron and zinc decreased strongly and remained nearly constant at higher suctions in both soils. Salinity increased concentrations of iron and calcium and reduced concentration of potassium in both plants. While it did not affect concentrations of nitrogen, sodium and zinc. The low soil matric suctions amplified the salinity stress due to aeration deficit. Also comparing two plants showed that because of high sensitivity of bean to stresses, changes of its nutrient concentrations under different levels of salinity and matric suction were greater than wheat.
    Keywords: Aeration porosity, Aeration stress, Salinity stress, Soil matric suction
  • Payam Kamali, Hamed Ebrahimian * Pages 39-48
    The parameters of infiltration equations have a key role to evaluate and design irrigation systems. Therefore, in order to enhance irrigation efficiency, it is necessary that these parameters to be estimated precisely. In this study, four inverse estimation methods to predict the coefficients of infiltration equation including two-point method, multilevel optimization, SIPAR-ID, and IPARM in the vegetated furrows were assessed and compared together using the field data. The field study in order to collect required data was conducted in Karaj in 2014. Seven irrigation events were performed during the growing season of the maize with two inflow discharges of 0.29 and 0.44 l/s. Based on the estimated coefficients of infiltration equation, the IPARM model with average relative errors of 1.24 and 1.52 %; as well as the multilevel optimization method with average relative errors of 1.44 and 1.58 % had the best performance for inflow discharges of 0.29 and 0.44 l/s in estimating infiltrated water volume, respectively. The SIPAR-ID model had a poor and fluctuating performance in estimating the coefficients of infiltration equation in the vegetated furrows. Moreover, the two-point method presented an acceptable performance with average relative error less than 10 percent in estimating infiltrated water volume.
    Keywords: surface irrigation, Parameters of infiltration equation, runoff, Advance
  • Moloud Heidarinia *, Saeid Boroomand Nasab, Abdali Naseri Pages 49-61
    Recently, FAO has proposed the version 4 of AquaCrop model that can simulate the effect of irrigation with saline water on yields and soil salinity. In this study, the AquaCrop model was evaluated under different agriculture managements and irrigation with saline water for Maize (SC.704). Field experiments of this study were done in the agriculture farm of Shahid Chamran University. Different crop managements included without crop residues, use of crop residues on soil surface as mulch and mix of crop residues with surface soil layer to 30 cm depth and water irrigation salinity at three level included water salinity of Karoun river ( On average 2ds/m), 4.5 and 7 ds/m. After model calibration to offset some input parameters, model validation was performed. The amount of determination coefficient (R2), relative error (RE), coefficient of residual mass (CRM) and Normalize root mean square error (NRMSE) in validation for soil salinity were respectively 0.83, 10.6%, 0.04 and 11.64, for yield were respectively 0.93, 5.2%, 0.01 and 5.58, for biomass were respectively 0.99, 4.2%, -0.02 and 4.48 and for canopy cover were respectively 0.97, 16%, 0.08 and 14.71. The average error in use and not use of Wheat residues for soil salinity was respectively 9.6% and 12.7%, for yield was respectively 6% and 3.5%, for biomass was respectively 4.8% and 3.1% and for canopy cover was respectively 14.6% and 18.8%. The results showed that soil salinity, yield, biomass and canopy cover were simulated well. However, the model accuracy was lower to estimate of soil salinity and canopy cover and it was decreased with salinity increase. Also, the model accuracy was increased in soil salinity and canopy cover estimation and was decreased in yield and biomass estimation under agriculture managements application condition.
    Keywords: Biomass, Canopy Cover, Crop Residues, Mulch
  • Jaefar Nikbakht *, Elham Rezaee Pages 63-75
    In this research, impact of different levels of magnetized wastewater were investigated on yield and water use efficiency in maize cv. Maxima and some of soil physical properties. Research was done as factorial experiment with two factors based on complete randomized blocks with 3 replications from June to October 2014 in Research Farm of Zanjan University. Required wastewater was provided from refinery of Zanjan and was distributed in plots in 5 levels included 0% (well water as control), 25, 50, 75 and 100%. Magnetic water was included crossing and no crossing magnetic field. Based on results, leaf area and relative water content of leaf were not significant affect by different levels of wastewater. Maximum value of maize wet mass and water use efficiency for wet mass were in 100% wastewater treatment which were significantly difference with control treatment as 23.9 tone/ha and 7.6 kg/m3 respectively. Difference between maize wet mass and water use efficiency of wet mass for magnetized and no magnetized water were 14.6 tone/ha and 4.7 kg/m3 (respectively) which were statistically significant.
    In this study, effect of different levels of wastewater were not significant on soil physical properties in 0-15 and 15-30 cm depths. The effect of magnetic water on soil physical properties was significant in 0-15 cm of soil depth but there was not significant influence in 15-30 cm depth. Results showed, in 0-15 cm of soil depth, magnetic water increased soil bulk density, volume moisture and soil saturate degree and decreased soil porosity compared to no magnetic water as 19%, 3%, 10% and 8% (respectively).
    Keywords: magnetic water, maize cv. Maxima, soil physical properties, Treated Wastewater, water use efficiency
  • Mojtaba Kord *, Alireza Vaezi, Mohammad Hosein Mahdian Pages 77-85
    Initiation time and production rate are the major runoff characteristics which can be affected by the changes of soil physical properties during rainfall. Temporal variation of these characteristics could be controlled by soil texture and slope gradient. This study was carried out to investigate temporal variation of runoff in both different soil textures those of clay loam, loam, and sandy loam and various slopes (5, 10, 15, 25(and 30) under a 40 mm h-1simulated rainfall in the lab. Soil texture and slope steepness were the important factors influencing runoff initiation time (P
    Keywords: Simulated rainfall, Runoff initiation time, Disruption of soil structure, Runoff production rate
  • Behnam Rashidi, Shahab Araghinejad, Kumars Ebrahimi * Pages 87-94
    This paper aims to increase the accuracy of runoff predictions using WAPABA model and with comparing its efficiency with SALAS model outputs, involving hydrometric runoff data of North Markazi Province-Iran, for year 2010-2011. The above mentioned models were applied and calibrated using the mentioned historical data. Then the performance of each model were evaluated using different criteria including; CE, RMSE, R2 and MAE. Also, comparison of the models predictions with the measured data were made. Results show that the predicted runoff data using SALAS model are values more than the measured data, which can be due to the weighting values of this model. In other words in SALAS model the weights which relate to precipitation is more than other parameters. While WAPABA runoff model with the same weights, which are considered for all parameters, have a better and accurate predictions. However, in this study for the Ghet-e-Char station of the case study WAPABA model had not suitable predictions.
    Keywords: precision, performance, runoff, SALAS
  • Sanaz Ashrafi Saeidloo, Mirhasan Rasouli Sadaghiani, Farrokh Asadzadeh *, Mohsen Barin Pages 95-103
    Potassium (K) is one of the essential nutrients for plant growth and it is found in the structure of many silicate minerals of soils. Soil microorganisms such as bacteria, fungi, algae and lichens have high efficiency in silicates decomposing and releasing elements such as potassium. The purpose of this study was to model and evaluate the effects of pH, incubation time and different amounts of feldspar on K release by Bacillus sp. For this reason different ranges of these three variables, including pH (5-9), incubation time (1-17 days) and feldspar (1-7 g.l-1) was considered and a central composite design with 20 experiments was used to evaluate the effects of the coded independent variables on K release from the feldspar. Results indicated that the central composite design has high efficiency (R2= 0.982, RMSE= 1.96mgl-1) in predicting soluble K concentration. Sensitivity analysis of the central composite design revealed that the pH and treated feldspar concentration are the most important factors in K release and the effect of these factors on K release are 37.48 and 31.80 percent, respectively. The highest concentration of the K was observed at high concentrations of feldspar and lowest levels of pH. Incubation time also had a significant effect on potassium release. In the early stages of the incubation time, the trend of potassium release was increased, in middle stages, K amount decreased but it was accelerated at the long times of incubation. Generally, increasing of the feldspar concentration and incubation time along with low initial pH lead to the high amounts of K release from feldspar.
    Keywords: Soil microorganisms, Potassium Release, Central Composite Design
  • Elnaz Azartaj, Ali Rasoulzadeh*, Ali Asghari, Abazar Esmali Pages 105-111
    Soil erosion is one of the basic environmental problems in the developing country such as Iran and can be destructive effects on ecosystems. The aim of this study was to investigate the gravel fragment effects on runoff and soil loss in the watershed of Almas Bridge, Ardabil. For this research after the surveys in the area, three class slopes (6, 15 and 22%) were identified in the region. In each slope class, treatments consisted of gravel coverage zero, 10, 20 and 30% were applied. A factorial experiment was carried out in a randomized complete block design. Results showed that the maximum runoff volume, soil loss, sediment concentration and runoff coefficient were in the control treatment (without the gravel fragment coverage) in the slope of 22% and the minimum of them were in treatment with 30% of gravel fragment coverage in the slope of 6 percent. The results depicted that the runoff volume and soil loss were decreased 96% and 519%, respectively, using 30% gravel fragment coverage in compared with the control treatment. On the other hand, the finding of this research illustrated that the generated volume of runoff on the slope of 22% is 37 and 107 percent more than the slope of 15% and 6%, respectively. In additional, 20 and 30% of gravel fragment coverage in the slope of less than 15% were shown the most effect on the soil loss, sediment concentration and runoff volume.
    Keywords: Sediment yield, Runoff coefficient, Gravel fragment coverage, Soil Loss
  • Alireza Amirian Chekan, Rohollah Taghizadeh Mehrjerdi *, Fereydoon Sarmadian, Ahmad Heidary Pages 113-123
    Quantitative, continuous and three-dimensional soil data at appropriate scales are prerequisites for modeling of natural resources and environment. Despite the importance of soil texture, its legacy soil maps are often provided for the surface layers in which vertical and lateral variations of soil properties are not considered. The combination of digital soil mapping (DSM) and soil depth functions is an alternative tool to cope with these problems, especially in countries with limited data such as Iran. Therefore, equal-area spline depth function and DSM techniques were employed to assess the vertical and lateral distribution of soil texture in Silakhor Plain, located in Lorestan province, western Iran. By fitting the depth function to the measured clay, silt and sand percent in 103 sites to a depth of one meter, their estimated percents were obtained at five standard soil depths of Global Soil Map project (0-5, 5-15, 15-30, 30-60 and 60-100 cm). Also artificial neural network model was employed to predict lateral distribution of soil texture fractions using the auxiliary variable derived from satellite image and digital elevation model (DEM) in the standard depths. The results of the sensitivity analysis showed although the relative importance of auxiliary variables in predicting soil texture was different according to the depth and texture fractions, the performance of artificial neural network in upper layers was more than lower layers. R2 values for clay, silt and sand and from the top to the bottom were 0.73 to 0.49, 0.43 to 0.76 and 0.26 to 0.68, respectively. Results also showed, for estimating soil texture, auxiliary variables derived from satellite image were more important in surface layers and of DEM were more important in subsurface layers.
    Keywords: Digital soil mapping, Silakhor Plain, scorpan model, Remote sensing
  • Alireza Raheb, Ahmad Heidari *, Shahla Mahmoodi Pages 125-135
    Soil carbon changes is one of the most important indicators impacts of climate change impacts on soil genesis. Study of soil carbon, including organic and inorganic carbon (carbonates) and its impact on other soil characteristics in different climates, is essential for the proper management of soil carbon on a global scale. It is too important the balance between different parts of carbon sources in the environment. In current study, organic and inorganic carbon complex with primary particles were studied in 9 profiles a climosequence including three climates arid, semi-arid and semi-humid with typic aridic, dry xeric and typic xeric moisture regimes and mesic and thermic temperature regimes. Results showed that the amount of organic carbon in all three components decreases with increasing depth and also clay component has more organic carbon content in all depths compared with other components of soil. Contrast to organic carbon, inorganic carbon content is lower in surface horizon compared with the subsurface in all three components of particle size and increases with increasing depth. The avearage of organic carbon components of particle size in three studied regions showed that the following trend clay (1.1%) > silt (0.68%) > sand (0.23%), while inorganic carbon in the soil with trend silt (14.41%) > sand (12.11%) > clay (8.14%).
    Keywords: Climate, Organic carbon, inorganic carbon, Soil genesis
  • Sima Babaei Bafghi, Ahmad Tajabadi Pour*, Isa Esfandira Poor Brojeni Pages 137-148
    Vast parts of the world soils including Iran have calcareous soils in which due to the high pH and fixation of many micronutrients including zinc (Zn), the deficiency of these nutrients are seen. Total Zn content in soils does not give any information about it’s availability to plants. Therefore, available zinc in 28 calcareous soils with a wide range of physical and chemical properties was evaluated with DTPA-CaCl2, EDTA-NH4OAc, DTPA-NaOAc, DTPA-NH4HCO3, EDTA and Mehlich3 on pistachio seedling as a test plant. Experiment was done as a completely randomized design with three replications and 28 soil types under greenhouse conditions. The results showed that the ability extractants to extract zinc are as follows: Mehlich3 > DTPA-NaOAc > EDTA> EDTA-NH4OAc > DTPA-CaCl2 = DTPA-NH4HCO3. Use of multiple regression equations showed that amount extractability of Zn by some extractants from the soil by some of the physical and chemical properties soil, such as clay, CEC and CCE was dependent. There was a significant correlation between concentration and uptake zinc of the leaves and stem and extractability of Zn by the extractants . So that the amount of zinc extracted by DTPA-NH4HCO3 highest correlation (R= 0.634**) with the concentration zinc of pistachio seedlings leaf, so extractant DTPA-NH4HCO3 can be used to evaluate available zinc the pistachio in calcareous soils.
    Keywords: Calcareous Soil, Chemical Extractants, pistachio, Zinc
  • Hassan Towfighi, Maryam Khalilirad* Pages 149-163
    Effects of K-depletion on K-Ca exchange equilibiria were studied in a clay separated from a soil with dominant illite (mica) mineralogy. Treatment of clay with NaTPhB㖠 for periods of 6, 25 and 150 hours resulted in release of 22.1, 30.8 and 40.7% of total K, respectively. K release was much faster at first and then gradually decreased with the time. Cation exchange capacity (CEC) of the clay increased with K-depletion, indicating that at least some of the K was released from the interlayers of the clay. Mineral weathering contributed significantly to the total extracted Ca. Thus, exchangeable Ca values overestimated by 31.2 to 76.7% when weathering was neglected. Anion adsorption was found to be more than negative adsorption. Comparison of exchange isotherms of K-Ca with non-preference isotherm indicated that K was preferred over calcium up to ẼK≤0.8 in non-depleted clay and up to ẼK≤0.76 in depleted clays. Slight preference of Ca over K was observed on ẼK>0.8. Comparison of K-depleted clay’s exchange isotherms demonstrated that selectivities of exchangers were not affected by K-depletion. A study of XRD patterns of the K-depleted clays after treatment of the clay with a solution having 0.05 equivalent fraction of potassium showed that during the K-Ca exchange, layers were collapsed, but CEC values of these clays indicated that the layer collapse of the clays were not complete. Apparent K preference was increased with ionic strength, and with dilution of equilibrium solution, more Ca was absorbed. The difference between the two exchange isotherms at the two different ionic strengths was a result of valence-dilution effect.
    Keywords: K-Ca exchange, K-depleted illite, Ionic strength, NaTPhB, selectivity
  • Farrokh Asadzadeh*, Mohioddin Feghhe Hasan Agha, Habib Khodaverdiloo Pages 165-176
    The effect of surface rock fragments on soil erosion processes has been an important challenge in erosion studies during the last two decades. Rock fragment characteristics including size, position and coverage may affect soil erosion and cause a complication in predicting their effects on soil loss. The aim of this study was to model the effects of rock fragment coverage, size and the flow rate on soil loss and surface flow velocity employing response surface method and central composite design. Two sets of run-on simulation experiments were carried out in a laboratory flume (6×0.5m). The range of the independent variables were 0-45 percent for rock fragment coverage, 3-9cm for rock fragments diameter (size) and 1.67-5 cm3cm-1s-1 for flow rate. The second set of experiments used to develop the predictive model based on the central composite design and the results of the first set of experiments were applied to validate the predictive model. Results indicated that the central composite design models have high performance in predicting flow velocity (R2=0.993) and soil loss (R2=0.994). Models validation with the first data set also indicated a good agreement between the predictive values of flow velocity (R2=0.887) and soil loss (R2=0.851) with the experimental values of these two variables. Rock fragments coverage, flow rate and the size of the rock fragments have the highest influence on soil loss and flow velocity, respectively. There was a significant interaction between the flow rate and rock fragment coverage, which should be considered in modeling of their effects. A linear relationship was also observed between the flow velocity and soil loss.
    Keywords: Soil surface cover, Run-on simulation, Response surface methodology, soil erosion, modeling
  • Ataollah Kavian, Reza Ahmadi, Mahmud Habibnejad, Zeinab Jafarian* Pages 177-186
    Infiltration plays an important role in surface and subsurface hydrology and is a key factor in the whole rain fall-run off equations. This research was carried out Behshahr- Galugah coastal plain. With attention to most agricultural crops of region are grown in this plain and the importance of water permeability in soils, permeability studies in this area seem necessary. 10 km × 8 km grid was used to sample with the grid cell size is 1000 m2. Measuring water infiltration was performed using a single cylindrical ring considering infiltration height of 1 cm and variable time. After the measurements, the infiltration rate of the soil was estimated using both Horton and Kostiakov equations and was compared to the observed values. For selection of an appropriate model evaluation criteria including RMSE, RE and NSS for each equation were used. The values of these criteria for Horton equation were 5.55, 24.61 and 0.98 and for Kostiakov equation were equal to 8.5, 64.14 and 096, respectively. The results showed that the Horton equation has more accuracy in estimation of infiltration to Kostiakov equation compared with observed values in this region. Also investigation of spatial variability of permeability rate with GS version 5 software was showed that semivariogram of variable was isotropic and there was strong spatial dependence between water permeability.
    Keywords: Geostatistic, Horton equation, Infilteration, Kostiakov equation, Single Ring
  • Seyed Mohammad Ali Zomorodian *, Shabnam Moghis Poor Pages 187-194
    Scouring and internal erosion always have created problems for earth dams. So that internal erosion or piping is known as the second causing the earth dam failure. In this study, nanoclay is used as a new additive without environmental problems, to reduce the piping erosion of silty sand soil. To investigate erodibility samples containing nanoclay with 0, 1, 2, 3, 4, 5and 6 weight percent of dry soil were used and run the Hole Erosion Test (HET). Then the impact of compaction, moisture content and hydraulic gradient on erosion of samples with 1% nanoclay were investigated. The results show that by adding 1% nanoclay erosion rate index increased more than two times, that means the erodibility reduces. Erodibility of sample containing 1% nanoclay at the most hydraulic gradient was changed from very fast group to moderately slow group.
    Keywords: Hole Erosion Test, Erodibility, Hydraulic Gradient, Silty Sand Soil
  • Mehrdad Moghadas *, Ali Raeesi Estabragh Pages 195-203
    In this research variation of moisture and volume of an unsaturated silty soil were investigated under different suctions through experimental tests in triaxial apparatus special for unsaturated soils. The tests were carried on specimens of silty soil that made by slurry method in modified triaxial cell (triaxial cell with doubled rings) under 5 suctions from 0 to 300 kPa. Applying the target suction have been done by axis translation technic and loading the specimen under constant suction was carried by using increment loading. The results show that preconsolidation pressure will increase by increasing suction. Furthermore according to the obtained results, creation of yielding curve (LC) in space of stress- suction is possible. Also investigation of variation in slope and intercept of normal compression line showed that variation of volume and moisture of soil is function of suction changes.
    Keywords: Consolidation, moisture of soil, preconsolidation pressure, suction, Unsaturated Soil
  • Iman Saleh, Ataollah Kavian *, Mahmood Habibnejad, Zeinab Jafarian Pages 205-216
    Vegetative buffer strips include a special plant being passed by the flow before entering the waterbodies; so, it causes runoff volume reduction, accumulated pesticides and other pollutants of the flow by infiltration, uptake and sediment deposition. The present study has been conducted with aim to evaluate and comparing the impact of vetiver grass, native turf grass of Sari (Mazandaran) and a combination of the two mentioned species on the efficiency of vegetative buffer strips in reducing the surface water pollutants including sediment, nitrate and phosphate. The experiments were carried out using 1×10 m experimental plots and producing artificial runoff with a flowrate by 1.65 l/s during a year. the vegetative buffer strips used in this study reduced the runoff volume by 35-90%, sediment concentration by 42-94%, nitrate concentration by 35-88% and phosphate concentration by 28-95% so that, all maximum efficiencies were related to the treatment of vetiver grass-turf grass. According to the results, the vetiver grass has a high efficiency in reducing and controlling the runoff pollutants; but, due to the probability of the creation of concentrated flow among the bushes of vetiver grass, using a resistant plant adapted to the region climate with a density and uniformity similar to the turf grass is recommended to make the flow uniform and sheet and consequently increasing the efficiency of vegetative buffer strips to reduce runoff volume and pollutants before entering the runoff to the surface waters. Also, periodic mowing of the plants is given as an effective strategy to deal with the role of vegetative buffer strips as the source of nutrients and sediment.
    Keywords: Vetiver grass, Experimental plots, Nitrate, Phosphate, Sediment concentration
  • Hossein Asadi *, Hossein Khoshrang, Isa Ebrahimi Pages 217-230
    Soil tillage is one of the most important practices in agricultural production. Farming and tillage accompanied with slope direction result to not only in increasing soil loss but also in decreasing soil organic carbon content with a consequent reduction in the aggregate stability on steep lands. The aim of this study was to investigate the effect of tillage direction, slope position and slope direction on soil aggregate stability and some physical and chemical properties of soil. For this purpose, soil samples were collected from an area with contour tillage located in the Soil and Water Conservation Research Station of Kuhin and its adjacent area outside the station with up-down tillage. The area was as a shallow valley with the northern and southern faces. Soil samples for both tillage types were taken from upper, middle and bottom of the slope in two depths with three replications (72 samples). Data were analysed based on the nested design. The results showed that most of the soil measured properties were highly affected by soil tillage in which, up-down tillage caused reduction in the soil quality. Furthermore, the results demonstrated that the slope direction and position can only affect soil aggregate stability index, while all four indices of aggregate stability were significantly affected by tillage type. Organic matter content is a major reason for increasing soil aggregate stability in the contour tillage. The position and direction of slope in addition to field management have very complicated effects on soil properties at various depths. Finally it concluded that soil aggregate stability is significantly influenced by all types of changes including the position and direction of slope and soil depth.
    Keywords: fractal dimension, Organic matter, Mean weighted diameter, Geometric mean diameter