نشریه مهندسی زراعی
سال چهلم شماره 1 (تابستان 1396)

اسفناج از سبزی های تجمع دهنده کادمیم است، اما پاسخ ژنوتیپ های مختلف این گیاه به کادمیم مشخص نیست. در این آزمایش اثر غلظت های 0، 30 و 60 میلی گرم کادمیم در کیلوگرم خاک و زمان برداشت (بلوغ تجاری و 10 روز پس از آن) بر غلظت کادمیم، برخی شاخص های رویشی و بیوشیمیایی در سه توده ی اسفناج بومی ایران (ورامین 1، ورامین 2 و همدان) بررسی شد. اثرتیمارهای کادمیم بر میزان کادمیم ریشه، پرولین برگ و وزن خشک اندام هوایی در سطح1% و برغلظت کادمیم اندام هوایی در سطح 5% معنی دار بود؛ اثرات متقابل تیمارهای توده اسفناج، غلظت کادمیم و زمان برداشت بر غلظت کادمیم و وزن خشک اندام نیز هوایی معنی دار بود (05/0p<). بیشترین غلظت کادمیم، در بخش هوایی توده ورامین1 در برداشت دوم بود (mg/Kg. Dw 26/112) و با غلظت کادمیم در بخش هوایی این توده در برداشت اول در هر دو تیمار سطح بالاترکادمیم و با توده ورامین2 در تیمار 60 میلی گرم کادمیم در کیلوگرم خاک (به ترتیب 23/95، 76/101 و 08/110 میلی گرم در کیلوگرم وزن خشک) تفاوت معنی داری نداشت. ورامین-1 بیشترین پرولین برگ را داشت (69/66 میلی گرم در گرم). در هر دو تیمار سطح بالاترکادمیم، توده همدان بیشترین وزن خشک اندام هوایی در برداشت دوم را داشت (18/5 و 36/3 گرم)که با وزن خشک توده ورامین-2 در غلظت 30 میلی گرم کادمیم در کیلوگرم خاک در برداشت مشابه، اختلاف معنی داری نداشت. بالاترین غلظت کادمیم ریشه در توده ورامین-2 وجود داشت (mg/Kg. Dw 73/61). نتایج این پژوهش واکنش متفاوت توده های اسفناج به سطوح مختلف غلظت کادمیم را تایید نمود.

به منظور مطالعه تاثیر ویژگی های سنگ مادر بر ویژگی های خاک، تنوعی از سنگ های رسوبی از شش سازند در ناودیس شیخ)شمال شرق بجنورد(انتخاب گردیدند که شامل سنگانه (شیل)، آب دراز و کلات (سنگ های آهکی) پسته لیق (سنگ رس)، خانگیران (ماسه سنگ) و نئوژن (مارن گچ دار) می باشند و مکان حفر خاکرخ ها بر روی پایدارترین سطوح ژئومورفیک موجود بر روی سازند ها و به گونه ای انتخاب گردید که خاک ها بیشترین وابستگی را به سنگ مادر زیرین خود داشته باشند. بجز خاکرخ های مطالعه شده بر روی سازندهای کلات و آب دراز که بر روی شیب کناری حفر شده اند، سایر خاکرخ ها بر روی قله شیب حفر شدند. مقایسه تکامل خاک های حاصل از سنگ های آهکی نشان می دهد که درجه تکامل آنها متاثر از تفاوت نوع سنگ های آهکی می باشد؛ همچنین وجود ذرات درشت کوارتزی در ماسه سنگ و نبود کانی های قابل هوادیدگی محدودیت اصلی برای تحول خاک از ماسه سنگ است. نتایج نشان می دهد که تکامل خاک از سنگ های مادری ریز بافت شامل شیل، سنگ رس و مارن گچی متاثر از مقدار و نوع کانی های رسی و نیز مقدار گچ می باشد به طوری که فراوانی اسمکتیت به همراه درصد زیاد رس موجب تشکیل خاک های ورتی سول بر روی سنگ رس شده است در حالی که با وجود اسمکتیت قابل توجه، حضور مقدار زیاد گچ در خاک های حاصل از مارن های گچی موجب تعدیل انبساط و انقباض و مانع تشکیل ورتی سول می شود. نتایج نشان می دهد که پایداری زمین نما، استعداد خوب هوادیدگی و ترکیب کانی های رسی موجود در شیل از مهم ترین عوامل تشکیل خاک های عمیق تر و با تکامل بیشتر بر روی شیل های سازند سنگانه) می باشند.

نگهداشت کربن در خاک از راه افزودن کودهای جانوری به خاک و کاربرد زئولیت می تواند افزون بر بهبود ویژگی های خاک، به کاهش گازهای گلخانه ای کمک کند. هدف از این پژوهش، بررسی پیامد کاربرد زئولیت و کودهای جانوری بر ریخت های کربن آلی خاک بود. دو نمونه خاک شنی و رسی از لایه 30 سانتی متری رویین دو زمین کشاورزی در همدان برداشت شد. این خاک ها در لوله های پی وی سی با قطر 20 سانتی متر که به دو بخش جداگانه برش داده شده بود، ریخته و ذرت کشت شد. هنگامی که گیاه ذرت به گام گلدهی از رشد خود رسید، از دو جایگاه ریزوسفر و ناریزوسفری خاک ها نمونه برداری گردید و بخش های فیزیکی کربن آلی خاک اندازه گیری شد. این پژوهش نشان داد که کاربرد زئولیت در خاک شنی پیامد چشم گیری بر همه کربن آلی، ماده آلی بخش سبک و کربن آلی بخش هم اندازه شن نداشت؛ ولی کربن آلی بخش هم اندازه سیلت و رس را به اندازه چشم گیری افزایش داد. کربن آلی بخش سنگین با افزودن زئولیت افزایش یافت؛ ولی این افزایش از دیدگاه آماری چشم گیر نبود. در خاک رسی، همه کربن آلی خاک، بخش هم اندازه شن، کربن آلی بخش هم اندازه سیلت و رس و کربن آلی بخش سنگین با افزودن زئولیت کاهش چشم گیری یافت؛ ولی کربن آلی بخش سبک دگرگونی چشم گیری نداشت. افزودن کودهای جانوری و به ویژه کود گاوی مایه افزایش ماده آلی بخش های گوناکون به ویژه بخش سبک در هر دو خاک شنی و رسی شد. کربن آلی خاک بویژه بخش سنگین و بخش هم اندازه سیلت و رس در خاک های ریزوسفری بیش از ناریزوسفری بود.

حمل و نقل نامناسب محصولات کشاورزی باعث ایجاد آسیب های مکانیکی بر روی آن ها می شود. شکل آسیب بستگی به خواص فیزیکی و مکانیکی محصول و نوع بار وارد شده. ارتعاشات ایجاد شده هنگام حمل و نقل باعث تکان خوردن محصول و برخورد آن با سطوح اجزا ماشین حمل کننده و دیگر قسمت ها می شود و در نتیجه باعث تغییر شکل بافت های آن و ایجاد صدمه می گردد. در این مطالعه اثرات فرکانس ارتعاش (5، 5/7، 10 و Hz 5/12)، زمان ارتعاش (15 و 30 دقیقه) و موقعیت قرارگیری داخل مخزن (پایین، وسط و بالا) در شتاب ثابت g 7/0 بر روی میزان صدمات وارد شده به میوه زردآلو مورد مطالعه قرار گرفت. ابتدا یک دستگاه شبیه ساز ارتعاشات در آزمایشگاه طراحی و ساخته شد و با استفاده از آن ارتعاشات حمل و نقل بر روی میوه ها شبیه سازی و اثر پارامترهای مختلف بر روی میزان صدمات بررسی شد. میزان صدمه بر مبنای اختلاف بین میزان کاهش وزن میوه های ارتعاش داده شده با تیمارهای شاهد، برحسب درصد در نظر گرفته شد. نتایج آنالیز داده ها نشان داد که اثرات فرکانس ارتعاش، زمان ارتعاش و موقعیت قرارگیری محصول داخل مخزن، که به عنوان منابع تغییرات در نظر گرفته شدند، در سطح یک درصد بر روی میزان صدمات معنی دار است. ارتعاشات با فرکانسHz 10 و مدت زمان 30 دقیقه بیشترین صدمات را وارد کرده بودند. میزان صدمات وارده به میوه های واقع در لایه های بالایی مخزن به طور معنی داری بیشتر از لایه های وسطی و زیرین بود.

مقیاس مکانی مورد نیاز اطلاعات منابع طبیعی با آن مقیاسی که در دسترس می باشد، بسیار متفاوت است. یک روش برای تطابق مقیاس ها، استفاده از مفهوم مقیاس سازی است. در این مطالعه با استفاده از روشی جدید یزرگ مقیاس سازی نقشه رقومی کربن آلی خاک از قدرت تفکیک مکانی 150 متر به 30 متر در منطقه ای به وسعت 3000 هکتار واقع در استان کردستان انجام شد. در ابتدا، نقشه رقومی کربن آلی خاک با قدرت تفکیک مکانی 30 متر با استفاده از داده های نمونه برداری شده از سطح خاک، داده های کمکی (استخراج شده از مدل رقومی ارتفاع و تصاویر ماهواره لندست) و مدل درختی به دست آمد؛ سپس، با استفاده از روش کوچک مقیاس سازی ساده ای به نام میان گیری بلوکی نقشه کربن آلی خاک با قدرت تفکیک مکانی 150 متر تهیه گردید. در مرحله بعد، با استفاده از الگوریتم بزرگ مقیاس ازی، نقشه کربن آلی خاک از قدرت تفکیک مکانی 150 متر به 30 متر تبدیل گردید. با فرض این که ارتباط داده های کمکی و کربن آلی خاک می تواند یک رابطه غیر خطی باشد، در این مطالعه از روش رگرسیون تعمیم داده شده و شبکه عصبی مصنوعی استفاده گردید. برای ارزیابی الگوریتم بزرگ مقیاس سازی از ضریب تبیین بین نقشه حاصل از مدل درختی و نقشه بزرگ مقیاس سازی بهره گرفته شد. نتایج مدل سازی در مرحله اول نشان داد که بعضی از متغیرهای کمکی مانند شاخص گیاهی نرمال شده، شاخص خیسی، شاخص همواری دره با درجه تفکیک بالا و انحنای طولی شیب بیشترین تاثیر را بر پیش بینی کربن آلی خاک دارند. نتایج پیش بینی رگرسیون درختی در مرحله آزمون نیز نشان داد که مدل به خوبی توانسته کربن آلی خاک با دقت مکانی 30 متر را مدل سازی کند (ریشه مربعات خطا برابر با 15/0 و ضریب تبیین 78/. می باشد). نتایج بزرگ مقیاس سازی نیز نشان داد که روش مورد استفاده جهت بزرگ مقیاس سازی (شبکه عصبی مصنوعی و رگرسیون تعمیم داده شده) به خوبی با ضریب تبیین 81/0 و 70/0 توانسته اند تغییرات مکانی کربن آلی خاک را در مقیاس بزرگ تر مدل سازی کنند.

به دلیل تجمع عناصر سنگین در خاک و خطرات ناشی از آن، تشخیص نوع، منشا و پراکندگی این عناصر از اهمیت ویژه ای برخوردار شده است. با توجه به اینکه مواد مادری یکی از عوامل اصلی در ارتباط با ترکیب و ویژگی خاک است، در این مطالعه به مقایسه ویژگی های متفاوت خاک های توسعه یافته بر روی مواد مادری متفاوت آذرین پرداخته شده است. در مجموع از 65 نقطه خاک سطحی از عمق 10-0 سانتی متری از منطقه ای به وسعت 260 کیلومتر مربع نمونه برداری صورت گرفت. از سنگ های غالب در منطقه تعداد 8 تا 10 نمونه سنگ و از سنگ های مادری که وسعت کم تری دارند تعداد 6 تا 8 نمونه سنگ برداشته شد. پس از آماده سازی نمونه های خاک و سنگ، غلظت فلزات مس، روی، نیکل و کروم در نمونه های خاک روش (اسید نیتریک 5 نرمال) و سنگ روش (اسید فلوریدریک، نیتریک و کلریدریک غلیظ) پس از عصاره گیری، با استفاده از دستگاه جذب اتمی اندازه گیری شد. مقایسه میانگین به روش دانکن در سطح احتمال 5 درصد نشان داد که سنگ مادری (گابرو-بازالت) بجز با سنگ های مادری گرانیت پورفیری و گرانیت با دیگر واحد های سنگی در میزان مس کل خاک اختلاف معنی داری ندارد. براساس حد مجاز مشخص شده برای کشور ایران در منطقه مورد مطالعه از لحاظ عنصر مس آلودگی وجود ندارد؛ ولی بر اساس استاندارد کشور هلند 1/23 درصد از نمونه ها آلودگی نشان می دهند؛ خاک های توسعه یافته بر روی سنگ مادری گرانیت پورفیری در میزان غلظت روی کل با دیگر خاک های توسعه یافته بر روی سنگ های مادری اختلاف معنی داری دارند. بر اساس حد مشخص شده در کشور هلند و ایران در غلظت روی کل در خاک به ترتیب 7/4 و 5/1 درصد از نمونه ها آلودگی نشان می دهند، ولی بر اساس استاندارد کشور استرالیا آلودگی به این عنصر وجود ندارد. خاک های توسعه یافته بر روی سنگ مادری (گابرو-بازالت) به استثنای خاک های توسعه یافته بر روی سنگ های مادری دیوریت گابرویی و گرانیت با دیگر خاک های توسعه یافته بر روی سنگ های مادری در میزان غلظت نیکل کل خاک اختلاف معنی داری ندارد. بر اساس حد مشخص شده در کشور هلند، استرالیا و ایران به ترتیب 8/96، 6/20 و 6/93 درصد از نمونه ها در خاک های منطقه آلودگی به عنصر نیکل دارند. همچنین خاک توسعه یافته بر روی سنگ مادری اسپیلیت-بازالت با دیگر خاک های توسعه یافته بر روی سنگ های مادری در میزان کروم کل خاک اختلاف معنی داری دارد. 5/12 درصد از نمونه ها غلظتی بیش از حداکثر غلظت مجاز کشور هلند و 8/57 درصد از نمونه ها غلظتی بیش از حداکثر غلظت مجاز کشور ایران را دارند. از لحاظ غنی شدگی عناصر سنگین بعد از عنصر مس، عناصر کروم و نیکل بیش ترین غنی شدگی را در خاک های توسعه یافته بر روی مواد مادری منطقه مورد مطالعه دارند؛ همچنین همبستگی مثبت و معنی داری بین غلظت مس موجود در مواد مادری و خاک های توسعه یافته بر روی آنها مشاهده شد که نشان دهنده درجا بودن خاک ها و منشا توارثی این عنصر در خاک است.

اصلاح خاک های شور-سدیمی زیرکشت پسته می تواند منجر به بهبود رشد و نمو و به دنبال آن، افزایش این محصول استراتژیک گردد. در این راستا، آزمایشی به صورت کرت های دوبار خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار، جهت بررسی تاثیر مواد آلی (کمپوست زباله شهری و کود گاوی) به میزان 15 تن در هکتار، مواد شیمیایی (گچ و گوگرد عنصری) به میزان 10 تن در هکتار و روش های مصرف اسید هیومیک (عدم مصرف، مصرف خاکی 40 لیتر و محلول پاشی 5/2 لیتر در هکتار)، در مزرعه ایزدیاران در 30 کیلومتری جنوب سیرجان اجرا شد. مواد اصلاحی آلی و شیمیایی در اسفند 1390 همزمان با کاشت نهال پسته یک ساله (رقم بادامی سیرجان)، در گودال کاشت ریخته و تیمار اسید هیومیک در اوایل خرداد سال 1391و 1392 اعمال و ویژگی های مرفو-فیزیولوژیک نهال ها در اوایل مرداد سال دوم اندازه گیری شد. نتایج (با احتمال 5% معنی دار) نشان داد که کاربرد کمپوست و گچ باعث بهبود برخی ویژگی های مورفولوژیک گیاه می گردد؛ درحالی که کاربرد گوگرد و مصرف خاکی اسید هیومیک بیشتر بر ویژگی های فیزیولوژیک اثر فزاینده دارد. بهترین برهمکنش مواد آلی و شیمیایی موثر بر ویژگی های مورفولوژیک به ترکیب گچ و کود گاوی و در ویژگی های فیزیولوژیک به ترکیب گوگرد و کمپوست تعلق گرفت. در برهمکنش مواد آلی و اسید هیومیک، کاربرد کودگاوی به همراه محلول پاشی اسید هیومیک، فقط باعث افزایش کلروفیل کل گردید. بهترین برهمکنش مواد اصلاحی شیمیایی و اسید هیومیک نیز از همراهی گوگرد و مصرف خاکی اسید هیومیک بدست آمد که این برهمکنش باعث افزایش برخی ویژگی های فیزیولوژیک گردید.

در برنامه ریزی عملیات مکانیزه کشاورزی، عدم توجه به زمان بهینه انجام عملیات، باعث کاهش چشمگیری در میزان عملکرد محصول می شود. در این تحقیق به علت توانایی و قابلیت شبکه گرت، از آن به عنوان ابزاری توانمند در برنامه ریزی و زمان بندی عملیات تولید نیشکر در استان خوزستان استفاده شد. اطلاعات مورد نیاز از طریق منابع مختلفی مانند گزارش ها، آمار و اطلاعات ایستگاه های هواشناسی مستقر در شرکت های کشت و صنعت نیشکر، نظرات کارشناسان و محققان موسسه تحقیقات و آموزش توسعه نیشکر، استفاده از گزارش ها و آمار سالیانه عملیات هر واحد تولیدی در کشت و صنعت های نیشکر و نظرات کارشناسان و متخصصان واحدهای تولیدی در کشت و صنعت ها گردآوری شد. با جمع آوری اطلاعات لازم، فعالیت ها تعیین و شبکه گرت ترسیم شده و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. زمان اتمام عملیات با استفاده از روش گرت فازی برابر (42/472، 72/368، 51/272) روز به دست آمد. نتایج نشان داد که مدل شبکه حاصل، توانایی پاسخ گویی به سئوالات آماری در مورد عملیات تولید نیشکر را دارد و همچنین مدل شبکه حاصل دید روشنی برای مدیر واحد زراعی جهت اتخاذ تصمیمات به موقع فراهم می آورد تا در مرحله اجرا و عمل، طبق برنامه ریزی پیش رفته و بتواند عملیات را در زمان مطلوب و با هزینه مناسب به اتمام برساند.

یکی از بهترین سیاست های کشاورزی، ارزیابی تناسب زمین های قابل کشت و پتانسیل تولید آن ها به منظور پشتیبانی و حمایت از کاربری های فعلی و آتی است؛ بنابراین مدل سازی پتانسیل تولید از اهمیت زیادی برخوردار می باشد. در این تحقیق از نقطه ایده آل برای مدل سازی تولید جو آبی در بخشی از اراضی شهرستان هوراند استفاده شد. برای این منظور تعدادی از ویژگی های خاک و زمین نما با بررسی منابع انتخاب و میزان وزن آن ها در تولید جو آبی توسط کارشناسان محلی معین گردید. به منظور استنتاج تناسب اراضی برای جو بر اساس نقشه برداری نقطه ایده آل، لایه های نقشه وزن دار شد و به عنوان داده های ورودی به کار گرفته گردید و نهایتا نقشه تناسب اراضی جو به صورت مقیاس پیوسته متغیر از صفر (نامناسب) تا یک (کاملا مناسب) تهیه شد. برای مقایسه نتایج حاصل از کاربرد روش نقطه ایده آل از عملگر ترکیب استفاده شد. نتایج نشان داد که 86/48 درصد از منطقه مورد مطالعه دارای درجه تناسب بین 5/0 تا 6/0 می باشد، بنابراین در منطقه مورد مطالعه مکان های مناسب زیادی برای تولید جو یافت شد. تطابق نقشه کلاس های تناسب اراضی حاصل از نقطه ایده آل با نقشه تولید واقعی بیش از 90% است؛ همچنین ضریب تبیین محاسبه شده از رابطه بین شاخص اراضی محاسبه شده با روش ایده آل 88/0 بوده کهدر سطح احتمال 5 درصد معنی دار است؛ بنابراین نقطه ایده آل نتایج نسبتا دقیقی را حاصل می کند؛ زیرا اثرات ویژگی هایی را که ارزش نزدیک به حداقل و حداکثر از نقطه ایده آل را دارند را به حساب می آورد.

در این پژوهش، رشد، تولید لیپید و راندمان مصرف منبع کربن به وسیله مخمر مولد لیپید Rhodosporidium diobovatum در محیط کشت با نیتروژن محدود با استفاده از دکستروز (217 و 434 میلی مولار) و گلیسرول به عنوان منابع کربن مورد ارزیابی قرار گرفت. هم چنین مشخصات فیزیکی بیودیزل حاصل از لیپید تولیدی با دیگر انواع بیودیزل، سوخت دیزل و استانداردهای معتبر مقایسه و تجزیه و تحلیل گردید. محیط های کشت حاوی دکستروز و گلیسرول بیوماس تقریبا یکسانی تولید کردند؛ اما پس از 5 روز محیط کشت حاوی 434 میلی مولار دکستروز محتوای لیپید بیشتری (حدود 49 درصد از وزن خشک سلولی) نسبت به دیگر منابع تولید نمود. ترکیبات اسیدهای چرب تولیدی توسط R. diobovtum در غلظت های متفاوت گلوکز و گلیسرول به طور عمده شامل اسید پالمیتیک (C16:0)، اسید اولئیک (C18:1) و اسید لینولئیک (C18:2) بودند؛ همچنین با توجه به ترکیبات اسیدهای چرب موجود در لیپید تولیدی توسط مخمر مولد لیپید، خصوصیات فیزیکی سوخت زیستی حاصل از آن شامل ویسکوزیته، وزن مخصوص، نقطه ابری، عدد ستان، عدد یدی و ارزش حرارتی بیشینه همگی در محدوده استانداردهای بین المللی قرار داشته و مشابهت آن ها با دیگر منابع تولید بیودیزل مانند دانه های روغنی و چربی های حیوانی، قابلیت بالای این نوع مخمر برای تولید سوخت و روغن مغذی در مقیاس های تجاری را نوید می دهد.