فهرست مطالب

پژوهشهای خاک (علوم خاک و آب) - سال سی و یکم شماره 4 (زمستان 1396)
  • سال سی و یکم شماره 4 (زمستان 1396)
  • تاریخ انتشار: 1396/12/25
  • تعداد عناوین: 13
|
  • طاهره رئیسی *، بیژن مرادی، جواد فتاحی مقدم صفحات 473-483
    کیوی، درختی با نیاز تغذیه ای بالاست و برای دستیابی به عملکرد بهینه، این نیاز تغذیه ای باید از طریق کوددهی تامین گردد. تحقیق حاضر با هدف مقایسه روش های مختلف کوددهی شامل پخش سطحی (شاهد)، چالکود و کودآبیاری به تنهایی یا در ترکیب با محلول پاشی بر غلظت عناصر غذایی در برگ و میوه ی کیوی و نیز بررسی رابطه ی بین ترکیب معدنی برگ و میوه کیوی با عملکرد در باغ کیوی پژوهشکده مرکبات و میوه های نیمه گرمسیری اجرا شد. نتایج نشان داد اثر روش کوددهی بر عملکرد معنی دار بوده و بیشترین مقدار این ویژگی در روش کوددهی کودآبیاری+محلول پاشی مشاهده گردید. علاوه براین، اثر روش کوددهی بر غلظت نیتروژن، فسفر، پتاسیم و کلسیم در برگ و میوه کیوی معنی‏دار بوده و نیز با کاربرد محلول پاشی در همه تیمارهای مورد مطالعه مقدار نیتروژن، فسفر، پتاسیم و کلسیم در برگ کیوی افزایش یافتند. مازادبراین، صرف نظر از روش کوددهی، غلظت عناصر غذایی در برگ کیوی به ترتیب نیتروژن > پتاسیم > کلسیم > فسفر و در میوه کیوی به ترتیب پتاسیم > نیتروژن > کلسیم > فسفر کاهش یافت. بررسی نتایج نشان داد که نسبت بین غلظت عناصر غذائی در میوه به برگ کیوی (فسفر، پتاسیم و کلسیم) متاثر از روش کوددهی بود ولی روش کوددهی اثر معنی داری بر نسبت بین غلظت نیتروژن در میوه به برگ کیوی نداشت. هم چنین، نتایج همبستگی نشان داد که مقدار عملکرد کیوی در زمان برداشت همبستگی معنی‏داری با غلظت نیتروژن، پتاسیم و کلسیم در برگ کیوی داشت. این درحالی بود که رابطه ی خطی بین عملکرد کیوی و غلظت عناصر غذائی در میوه کیوی مشاهده نشد. مازادبراین، بررسی نتایج رگرسیون گام به گام نشان داد که غلظت پتاسیم در برگ به تنهایی قادر است بخش اعظم تغییرات در عملکرد درختان کیوی را توضیح دهد. علاوه براین، غلظت پتاسیم در برگ کیوی به همراه غلظت نیتروژن و کلسیم در برگ کیوی می تواند برای برآورد عملکرد در باغ کیوی مطالعه شده استفاده شوند. به‏طورکلی با توجه به مجهز بودن تمام باغ‏های کیوی شمال کشور به سیستم آبیاری تحت‏ فشار و افزایش معنی دار غلظت عناصر غذایی در برگ پس از انجام محلول‏پاشی تکمیلی، روش کودآبیاری+محلول‏پاشی می‏تواند در زمان و هزینه ها صرفه‏جویی کرده و نیز منجر به افزایش غلظت عناصر غذائی در برگ و عملکرد درختان کیوی گردد.
    کلیدواژگان: پخش سطحی، چالکود، کودآبیاری، محلول پاشی و عناصر غذایی
  • علی آزوغ، سیدکیوان مرعشی *، تیمور بابایی نژاد صفحات 485-495
    از محدودیت های اصلی کشت گیاهان زراعی به خصوص گندم در خاک های آلوده مناطق جنگی وجود غلظت های بالای فلزات سنگین به خصوص منگنز و مس می باشد که با ورود به چرخه حیاتی گیاه باعث سمیت گیاه و به خطر انداختن امنیت غذایی جامعه می گردد. هدف از این پژوهش بررسی اثر زئولیت طبیعی بر جذب مس و منگنز خاک های آلوده مناطق جنگی توسط گندم می باشد. این آزمایش بصورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار برای هر گلدان در مزرعه پژوهشی دانشگاه آزاد اسلامی اهواز در سال زراعی 95-1394 اجرا گردید. تیمارها شامل چهار سطح زئولیت شامل: صفر (a1)، 5/0% (a2)، 5/1% (a3) و 5/2% (a4) از وزن خاک و دو سطح خاک شامل: خاک های آلوده مناطق جنگی مربوط به خط مقدم جبهه (b2) و سطح دیگر مربوط به خاک های بدون آلودگی(b1) پشت خط مقدم جبهه انجام پذیرفت. نتایج نشان داد که خاک های آلوده مناطق جنگی موجب افزایش معنی دار غلظت مس و منگنز در ریشه و اندام هوائی گندم شده بود. همچنین کاربرد مقادیر بیشتر زئولیت باعث کاهش معنی دار غلظت مس و منگنز و افزایش وزن خشک ریشه و اندام هوائی شد.
    کلیدواژگان: آلودگی گیاه، فلزات سنگین، امنیت غذایی
  • عبدالمحمد دریاشناس *، مجید بصیرت، علیرضا پاک نژاد، سروش دریاشناس صفحات 497-508
    تجزیه گیاه روش مفیدی است که با استفاده از روش های غلظت بحرانی و دریس به منظور ارزیابی و بهینه سازی عناصر غذایی چغندر قند بکار می رود ولی این رویکردها دو اریب دارند، یکی نادیده گرفتن ماهیت ترکیبی عناصر در تحلیل داده های تجزیه گیاه و دیگری عدم استفاده از نسبت عناصر غذایی تاثیرگذار بر تغذیه گیاه است. با استفاده از روش تحلیل داده های ترکیبی (CDA) و تعادل های متعامد عناصر غذایی می توان این اریب ها را بر طرف ساخت. هدف از این تحقیق، توسعه استانداردهای DRIS و CND-clr[1] به CND-ilr[2] و تعیین نرم های مرجع تعادل عناصر غذایی یا CND-ilr و ارزیابی وضعیت عناصرکم مصرف برای چغندر قند پاییزه است. داده های عملکرد ریشه و شکر و نمونه های گیاهی از 183 مزرعه چغندر قند پاییزه استان خوزستان طی 7 سال متناوب 79 -1373 جمع آوری شد و عناصر آهن، منگنز، روی و مس نمونه های برگ چغندر قند اندازه گیری گردید. عناصر غذایی کم مصرف به سه فرم تعادلیilr3 = [Zn|Cu] و ilr2 = [Mn| Zn، Cu] و ilr1 = [Fe| Mn، Zn، Cu] طراحی گردید و شاخص نسبت لگاریتم ایزومتریک4 یا ilr برای این تعادل ها محاسبه شد. جامعه مشاهداتی (183 مزرعه) براساس عملکرد ریشه و عملکرد شکر حد واسط (Cut-off yield) به ترتیب به مقادیر 32/60 و 41/9 تن در هکتار به دو گروه عملکرد بالا و پایین تقسیم شدند. نتایج نشان داد که بر اساس محاسبات حاصله و احتساب سه تعادل مذکور، «فاصله ایچسن» به میزان 3/0 (به عنوان شاخص پیش بینی کننده) برای تشخیص گروه «متعادل عناصر غذایی» از «نامتعادل عناصر غذایی» جامعه چغندر قند پاییزه بدست آمد. همچنین نرم های مرجع برای سه تعادلilr1، ilr2، ilr3 تهیه گردید. روش تعادل ترازویی[3] برای ارزیابی عناصر کم مصرف 33 مزرعه چغندرقند پاییزه با عملکرد کمتر از 60 تن در هکتار واقع در مربع TP با سه تعادل مذکور استفاده شد. نتایج نشان داد که به ترتیب غلظت های 296، 120، 41 و 19 میلی گرم در کیلوگرم ماده خشک برگ عنصر آهن، منگنز، روی و مس واقع در ربع TN می توانند به عنوان غلظت های مرجع ilr* برای تشخیص تعادل بین این عناصر استفاده شوند زیرا که هر کدام از این غلظت ها متاثر از اثرات متقابل و ترکیبی این 4 عنصر می باشند. همچنین نشان داده شد که برای افزایش کمی و کیفی چغندرقند ضرورتی به مصرف کود آهن نیست و اگر کود دهی آهن صورت گرفته است باید مقدار آن را کاهش داد.
    کلیدواژگان: فاصله ایچسن، نسبت لگاریتم ایزومتریک (ILR)، تعادل ترازویی، غلظت مرجع
  • لیلا رضایی *، سیدعلی اکبر موسوی، ناصر دوات گر، محمود شعبانپور شهرستانی صفحات 509-523
    کیفیت خاک به طور مستقیم قابل اندازه گیری نبوده و از شاخص های کیفیت خاک تعیین می شود. شیب در نقطه عطف منحنی مشخصه آب خاک (S) از جمله این شاخص ها است. این شاخص با عوامل مختلفی مانند کربن آلی، جرم مخصوص ظاهری، بافت و ساختمان خاک در ارتباط است. مطالعه جاری با هدف مقایسه سه مدل برای تعیین شاخص S و ارزیابی کیفیت فیزیکی خاک های شالیزاری با استفاده از آن انجام شد. برخی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی (بافت خاک، جرم مخصوص ظاهری، کربن آلی، رطوبت اشباع، رطوبت ظرفیت مزرعه و رطوبت در نقطه پژمردگی دائم) در 35 نمونه دست خورده از خاک های شالیزاری شرق و غرب گیلان اندازه گیری شد. پارامترهای مدل ون گنوختن با نرم افزار RETC و پارامترهای مدل های بروکز و کوری و گرانولت و گرانت با استفاده از نرم افزار MATLAB تعیین و شیب نقطه عطف منحنی مشخصه و شاخص S با استفاده از مدل ها محاسبه شد. شاخص های میانگین هندسی نسبت خطا (GMER)، انحراف استاندارد هندسی نسبت خطا (GSDER)، میانگین خطا (ME) و ریشه میانگین مربعات خطای نرمال شده (NRMSE)، برای ارزیابی نکوئی برازش مدل ها و شاخص های(S) محاسبه شده از آنها بکار رفتند. مدل گرانولت و گرنت با حداقل میانگین خطا و حداقل ریشه میانگین مربعات خطای نرمال شده در همه مکش ها توانست منحنی مشخصه خاک های مورد مطالعه را بهتر شبیه سازی کند. همچنین میانگین هندسی نسبت خطا و انحراف استاندارد هندسی نسبت خطا در این مدل نسبت به دو مدل دیگر در همه مکش ها به یک نزدیکتر بود. استفاده از مدل گرانولت و گرنت در تعیین شاخص S با ME=-0.015 و NRMSE=0.4 در مقایسه با سایر مدل ها از صحت بیشتری برخوردار بود. میانگین هندسی نسبت خطا و انحراف استاندارد هندسی نسبت خطا نیز در مدل گرانولت و گرانت کمتر از سایر مدل ها بود (GMER=0.85 و GSDER=1.33). شاخص S با رس، جرم مخصوص ظاهری و رطوبت نقطه پژمردگی دائم همبستگی منفی معنی دار (P<0.01) و با رطوبت قابل استفاده و سایر ویژگی ها همبستگی مثبت معنی دار (P<0.05) داشت. علی رغم اینکه برخی پژوهشگران بیان نموده اند که استفاده از شاخص S نمی تواند معیار مناسبی از کیفیت فیزیکی خاک باشد ولی شاخص S تعیین شده در خاک های شالیزاری مورد مطالعه، همبستگی معنی داری با بسیاری از ویژگی های موثر بر کیفیت فیزیکی خاک داشت. بنابراین به جای اندازه گیری چندین ویژگی موثر بر کیفیت فیزیکی خاک می توان با استفاده از این شاخص شرایط فیزیکی خاک های مختلف و اثر عملیات مدیریتی بر آنها را مقایسه نمود. در خاک های شالیزاری مورد مطالعه، شاخص کیفیت فیزیکی بیش از 035/0بود که نشان دهنده کیفیت مناسب خاک ها برای شالیزاری است.
    کلیدواژگان: تراکم، ماده آلی، جرم مخصوص ظاهری، رطوبت نقطه پژمردگی دائم، رطوبت ظرفیت مزرعه
  • تارخ احمدی، معصومه دلبری *، پیمان افراسیاب صفحات 513-526
    هدایت هیدرولیکی اشباع خاک (Ks) یکی از پارامترهای اساسی در مطالعات حرکت آب و املاح در خاک و طراحی پروژوه های آبیاری و زهکشی است. بنابراین، شناخت الگوی توزیع مکانی آن از اهمیت فراوانی برخوردار می باشد. هدف از پژوهش حاضر پیش بینی الگوی پراکنش مکانی Ks در مزرعه تحقیقاتی سد سیستان با استفاده از روش های میان یابی بوده است . برای این منظور تعداد 113 آزمایش نفوذ تک حلقه ای بیرکن در خاک های مزرعه با فواصل حدود 80 متر انجام گردید. ضریب Ks با استفاده از الگوریتم های محاسباتی بیرکن شامل BESTslope، BESTintercept و BESTsteady به دست آمد. متوسط خطای نسبی برازش برای الگوریتم های BESTslope و BESTintercept به ترتیب 19/5% و 35/9 درصد بوده که رضایت بخش است. برای مقایسه دقت تخمین از پارامترهای ضریب تعیین وزنی (ωr2) و خطای استاندارد (SE) استفاده شد. براساس نتایج به دست آمده، هدایت هیدرولیکی اشباع از همبستگی مکانی متوسط با ساختار غالب نمایی برخوردار بود. همچنین نتایج نشان داد که در بافت لوم و لوم شنی که بافت غالب منطقه مورد مطالعه است و برای هر سه الگوریتم محاسباتی بیرکن، روش لوگ کریجینگ با اختلاف نه چندان زیاد نسبت به سایر روش های میان یابی، بیشترین مقدار ωr2 و کمترین مقدار SE و در واقع بیشترین دقت تخمین را داشت. از طرفی دقت تخمین در الگوریتم BESTsteadyکه ساده ترین فرآیند محاسباتی را در مقایسه با دو الگوریتم دیگر دارد، بیشتر بود. بنابراین طبق نتایج به دست آمده، روش لوگ کریجینگ نمایی به عنوان بهترین روش میان یابی برای تعیین الگوی پراکنش مکانی هدایت هیدرولیکی اشباع خاک براساس مقادیر Ks به دست آمده از الگوریتم ساده و کاربردی BESTsteady در خاک های لوم و لوم شنی پیشنهاد می شود.
    کلیدواژگان: آزمایش نفوذ بیرکن، الگوریتم های محاسباتی، نیم تغییرنما، میان یابی مکانی
  • ادریس گویلی، سیدعلی اکبر موسوی *، علی اکبر کامگار حقیقی صفحات 525-544
    تولید موفقیت آمیز گیاهان مستلزم خاک مناسب و وجود مقدار کافی از عناصر غذایی و قابل استفاده گیاهان است.عناصر غذایی نه تنها باید به صورت ترکیباتی باشند که به سهولت مورد استفاده گیاهان قرار گیرند،بلکه تعادل بین مقدار آنها نیز حائز اهمیت است. مواد آلی و موادی که برای اصلاح خاک و یا مقابله با شرایط تنش استفاده می شوند می توانند بر غلظت عناصر غذایی در گیاه موثر باشند. بنابراین، این پژوهش با هدف بررسی اثر سطوح بیوچار کود گاوی بر ترکیب شیمیایی گیاه اسفناج (رقم Viroflay) رشد یافته در شرایط تنش رطوبتی در یک خاک آهکی در شرایط گلخانه ای به صورت فاکتوریل ودرقالبطرحکاملاتصادفی با سه تکرار انجام شد. تیمارها شامل چهار سطح بیوچار (صفر، 25/1%، 50/2% و 5 درصد وزنی) و سه سطح رطوبتی (ظرفیت مزرعه (بدون تنش)، 70% و 55 درصد ظرفیت مزرعه) بود. نتایج نشان داد که اعمال سطوح تنش رطوبتی سبب کاهش معنی دار جذب همه عناصر مورد مطالعه و افزایش غلظت عناصر سدیم، پتاسیم، فسفر و نیتروژن در اندام هوایی اسفناج شد. همچنین کاربرد 25/1 درصد بیوچار سبب افزایش منگنز، سدیم، پتاسیم، کاربرد 5/2 درصد بیوچار سبب افزایش فسفر، منیزیم، سدیم، پتاسیم و کاربرد 5 درصد بیوچار نیز سبب افزایش منگنز، نیتروژن، فسفر، منیزیم و سدیم در اندام هوایی اسفناج شد. به طورکلی، کاربرد بیوچار و سطوح رطوبتی خاک سبب تغییر ترکیب شیمیایی و غلظت و جذب عناصر (به ویژه عناصر پرمصرف) در اندام هوایی اسفناج شد. بنابراین در مواردی که به منظور کاهش اثرات تنش رطوبتی بر گیاه از بیوچار استفاده می شود بایستی به تغییرات احتمالی در ترکیب شیمیایی گیاه و غلظت عناصر نیز توجه شود و این موضوع در مدیریت حاصلخیزی خاک و تغذیه گیاه در مناطق خشک مد نظر قرار گیرد. بایستی توجه شود که اثر بیوچار بر ترکیب شیمیایی گیاه و همچنین ویژگی های خاک به نوع مواد اولیه مورد استفاده و شرایط تهیه بیوچار، نوع و رقم گیاه و شرایط خاک مورد مطالعه بستگی دارد بنابراین توصیه می شود به منظور دستیابی به نتایج وسیع تر و مطمئن تر، آزمایش در شرایط مزرعه برای گیاهان مختلف و با استفاده از بیوچار تولید شده از منابع متفاوت و در شرایط مختلف انجام شود.
    کلیدواژگان: زغال زیستی، عناصر پر مصرف، عناصر کم مصرف، ظرفیت زراعی، تنش خشکی، وضعیت تغذیه
  • حسین بیات *، لادن حیدری، گلناز ابراهیم زاده صفحات 545-558
    دامنه رطوبتی با حداقل محدودیت [1](LLWR) از شاخص های مهم فیزیکی و کیفی خاک بوده که اندازه گیری آن کاری دشوار و زمان بر است. هدف از این پژوهش، برآورد LLWR با بهره گیری از پارامترهای زود یافت خاک با روش رگرسیونی است. در این پژوهش، بعد از جمع آوری 192 نمونه خاک از 24 محل در استان آذربایجان غربی، منحنی های مشخصه رطوبتی، مشخصه مقاومت خاک و تراکم محصور آنها اندازه گیری شد. برای تخمین چهار حد رطوبتی تعیین کننده LLWR (θFc، θPWP، θAFP و θSR) ابتدا خصوصیات پایه خاک (رس و نسبت سیلت به شن)، به عنوان متغیرهای ورودی استفاده شد و مدل پایه ایجاد شد. سپس، با افزودن خصوصیات منحنی تراکم محصور و فیزیکی-شیمیایی در گام های مختلف به متغیر های ورودی پیشین، مجموعا هفت تابع انتقالی ایجاد شد. با واردکردن پارامترهای تراکم محصور به تنهایی و به همراه خصوصیات فیزیکی و شیمیایی مختلف به ترتیب در گام های دوم و سوم برای برآورد حدود رطوبتی LLWR و محاسبه آن، ریشه میانگین مربعات خطا و معیار اطلاعات آکایک به طور معنی دار کاهش یافتند. مقادیر R محاسبه شده برای PTFها نشان داد که استفاده از PTF3، PTF5و PTF7 به جای PTF1 برآورد حدود رطوبتی را به مقدار فراوانی بهبود بخشید ( R مساوی 70/0، 73/0 و 77/0 به ترتیب برای PTF3، PTF5 و PTF7در مقابل 39/0 برای PTF1). بنابراین می توان حدود رطوبتی را با دقت قابل قبولی (31/154- = AICو 77/0R =) با استفاده از پارامترهای منحنی تراکم به همراه خصوصیات فیزیکی و شیمیایی تخمین زد.
    کلیدواژگان: تراکم محصور، منحنی مشخصه آب خاک، منحنی مشخصه مقاومت خاک
  • محمدرضا رفیع *، امیرحسین خوش گفتارمنش، حسین شریعتمداری، عبدالستار دارابی صفحات 559-572
    الگوی تجمع ماده خشک و سرعت رشد محصول از ویژگی های مهم موثر بر تولید بهینه محصول هستند. تغذیه گیاهتاثیر قابل ملاحظه ای بر الگوی رشد گیاه دارد. در این پژوهش، تاثیر برگ پاشی روی (Zn) از منابع سولفات روی و کمپلکس های سنتزیمتیونین-روی و لیزین-روی بر الگوی تجمع ماده خشک، سرعت رشد محصول و برخی دیگر از شاخص های رشد پیاز (Allium cepa L.) پریماورا بررسی شد. برگ پاشی روی (با غلظت 5 در هزار) در دو نوبت، اوایل دوره رشد سریع گیاه (در مرحله رشد پهنک) و اوایل دوره تشکیل سوخ انجام گرفت. نتایج نشان داد که مرحله رشد کند تا 128 روز بعد از جوانه زنی ادامه داشت و سپس مرحله رشد سریع برگ آغاز شد. بیشترین شاخص سطح برگ (44/3)، سرعت رشد سوخ (30/31 گرم در متر مربع در روز)، سرعت رشد محصول (70/40 گرم در متر مربع در روز)، سرعت نسبی گیاه (0966/0 گرم در گرم در روز) و زیست توده کل با برگ پاشی لیزین-روی حاصل شد. به همین دلیل بیشینه زیست توده کل (87/14 کیلوگرم در مترمربع)مربوط به این تیمار بود. برگ پاشیروی تاثیر معنی داری بر زمان تشکیل سوخ نداشت. مقایسه الگوی تجمع ماده خشک در بین تیمارهای مختلف نشان داد که برگ پاشی آمینوکلات لیزین-روی باعث افزایش معنی دار وزن خشک گیاه (33 درصد در مقایسه با شاهد) شد و این روند تا انتهای فصل رشد نیز ادامه داشت. براساس نتایج بدست آمده، برگ پاشی لیزین-روی بر الگوی رشد گیاه تاثیر داشته و با بهبود شاخص های تجمع ماده خشک، شاخص سطح برگ، سرعت رشد سوخ و سرعت رشد محصول، سبب تولید بیشترین زیست توده کل در بین تیمارهای مورد آزمایش شد. برگ پاشی آمینوکلات متیونین-روی نیز باعث افزایش معنی دار زیست توده کل و کیفیت سوخ شد در حالی که برگ پاشی سولفات روی فقط سبب افزایش معنی دار غلظت روی در سوخ پیاز گردید. با توجه به نتایج این پژوهش، برگ پاشی با آمینوکلات لیزین-روی برای بهبود عملکرد و کیفیت پیاز در خاک های آهکی دارای کمبود روی توصیه می شود.
    کلیدواژگان: آنالیز رشد، روی، آمینوکلات روی، سولفات روی
  • احمد فرخیان فیروزی، محمد جواد امیری، حسین حمیدی فر، مهدی بهرامی * صفحات 573-586
    با توجه به کاربرد روز افزون نانوذرات و ورود آن ها به زیست بوم، ضروری است انتقال نانوذرات در خاک مورد مطالعه و بررسی قرار گیرد. هدف این پژوهش مطالعه کمی انتقال نانوذرات مگنتیت پایدار شده با سدیم دودسیل سولفات در ستون های دو نوع خاک (شن لومی آلوده به کادمیم و شن) در شرایط رطوبتی اشباع بود. بدین منظور، با انجام آزمایش های انتقال در ستون های شیشه ای، منحنی رخنه نانوذرات و کلراید در شرایط اشباع اندازه گیری شد و تاثیر غلظت نانوذرات (1/0 و 5/0 گرم در لیتر) و اثر عامل فیزیکی شدت جریان منفذی (تحت بار آبی 2 و 10 سانتی متر محلول زمینه) بر انتقال نانوذرات در خاک شنی بررسی شد. نتایج نشان داد که در شرایط استفاده از نانوذرات با غلظت 1/0 گرم در لیتر، 100% نانوذرات در لایه 5/0 سانتی متر از سطح خاک شن لومی باقی ماند که نشان دهنده جذب نانوذرات به رس های خاک و پالایش فیزیکی نانوذرات مگنتیت پایدار شده می باشد. اما منحنی رخنه نانوذرات در خاک شنی نشان داد که با افزایش قطر ذرات خاک نسبت به خاک شن لومی تحرک نانوذرات در خاک بیشتر شد. با تغییر شدت جریان منفذی در ستون خاک شنی، حداکثر غلظت نسبی نانوذرات در جریان خروجی تغییری نکرد. با کاهش غلظت نانوذرات در سوسپانسیون ورودی به ستون خاک شنی انتقال نانوذرات مگنتیت پایدار شده افزایش یافت. بنابراین، می توان نتیجه گیری کرد که قابلیت انتقال نانوذرات مگنتیت پایدار شده با سدیم دودسیل سولفات در خاک های مورد مطالعه بسیار کم بود.
    کلیدواژگان: انتقال نانوذرات، جریان منفذی، محیط متخلخل، منحنی دررو
  • فرخ اسدزاده * صفحات 587-599
    توزیع اندازه ذرات رسوب از فاکتورهای کلیدی رسوب محسوب شده و بسیاری از ویژگی های مربوط به رسوبات از جمله ویژگی های هیدرولیکی و الکتریکی و ویژگی های مرتبط با فرسایش و قابلیت انتقال آنها را تحت تاثیر قرار می دهد. هدف از این مطالعه مقایسه ی تحلیلی خطای برآورد در تعدادی از مدل های ریاضی توزیع اندازه ذرات در توصیف رسوبات انباشته شده در پشت بندهای رسوبگیر متوالی بود. برای این منظور 20 نمونه رسوب از چهار آبراهه ی فصلی در مناطق نوشان و انبی ارومیه تهیه شده و توزیع اندازه ذرات آن ها به روش هیدرومتری تعیین شد. به منظور بررسی کارایی مدل ها از ضرایب کارایی با ماهیت متفاوت استفاده شد. خوشه بندی سلسله مراتبی مدل ها براساس منتخب نشان داد که 6 مدل ویبول، فردلاند، ویبول اصلاح شده،ون گنوختن، ONL و ORL نسبت به سایر مدل ها کارایی بهتری داشتند. در بین این مدل ها نیز مدل ویبول دارای برتری نسبی در مقایسه با سایرین بود. کارایی مدل های برگزیده از نظر ضریب تبیین با افزایش درصد شن (ماسه) در نمونه های رسوب افزایش یافت. خطای نسبی مدل ها در دامنه ی ذرات با قطر 2-005/0 میلیمتر کم بوده و مدل ها توانایی مطلوبی در پیش بینی مقدار شن (ماسه) در نمونه های رسوب داشتند.
    کلیدواژگان: بند رسوبگير، مدل هاي رياضي، کارايي مدل، مدل ويبول
  • مراد سپهوند *، فرهاد خرمالی، فرشاد کیانی، کامران افتخاری صفحات 601-611
    پی بردن به عمق خاک و تغییرات آن با انجام مطالعه خاک شناسی و حفاری خاک امکان پذیر است ولی مستلزم صرف بودجه، وقت و نیروی انسانی ماهر و متخصص است. رهیافت مدل سازی روابط خاک- زمین نما این امکان را می دهد تا با توجه به ویژگی های پستی و بلندی زمین نما بتوانیم مدل پیش بینی عمق خاک را از طریق روش آماری رگرسیون خطی چندگانه تهیه نماییم. در این تحقیق ویژگی های اولیه و ثانویه پستی و بلندی زیر حوضه ریمله واقع در استان لرستان (منطقه زاگرس میانی) از مدل رقومی ارتفاع (DEM) استخراج گردیدند. سپس، در 189 نقطه در سطح زیر حوضه که به روش تصادفی سیستماتیک انتخاب شدند عمق خاک با حفاری (با مته)به وسیله متر اندازه گیری شد.داده های مربوط به عمق خاک و ویژگی های پستی و بلندی زمین نما به روش آماری رگرسیون خطی چندگانه (شیوه گام به گام) با استفاده از نرم افزار SPSS 19 تجزیه و تحلیل شد. نتایج نشان داد که پیش بینی عمق خاک با مدل با دو ویژگی درصد شیب و ارتفاع از سطح دریا رابطه منفی معنادار (01/0>P) دارد. ضریب همبستگی مدل برابر با 63/0 به دست آمد. نمودار عمق پیش بینی شده در مقابل عمق مشاهده شده خاک نیز رابطه خطی با ضریب همبستگی 65/0 را نشان داد. سایر ویژگی های پستی و بلندی زمین نما نیز بر عمق خاک موثر بوده اند، اما تاثیر آن ها در سطح 5 درصد معنادار نشده است. بنابراین، در مدل پیش بینی عمق خاک دخالت داده نشده اند.
    کلیدواژگان: زاگرس میانی، درصد شیب، مدل رقومی ارتفاع
  • یونس خسروی *، عباسعلی زمانی، عبدالحسین پری زنگنه، محمدرضا یافتیان صفحات 627-639
    آلودگی خاک به فلزهای سنگین یک مشکل اساسی و در حال گسترش در کشور ما به شمار می آید. بنابراین آگاهی از الگوی توزیع مکانی خاک های حاوی فلزهای سنگین، می تواند نقش مهمی در ارزیابی پتانسیل آلودگی در یک منطقه داشته باشد. با این هدف در این پژوهش تلاش شدتا با استفاده از علم آمار مکانی، الگوی مکانی حاکم و تغییرات مکانی برخی از فلزهای سنگین شامل کبالت، نیکل، مس، روی، کادمیومو سرب در خاک های اطراف کارخانه سرب و روی ایران در زنجان مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گیرد. بدین منظور 126 نمونه خاک در پیرامون کارخانه مزبور و از شعاع صفر تا 5000 متری از مرکز کارخانه و از عمق صفر تا 15 سانتی متری جمع آوری شد. نتایج تحقیق نشان داد که بالاترین میانگین غلظت فلزهای سنگین در خاک های سطحی مربوط به عنصر روی و کم ترین غلظت مربوط به کبالت بود (Zn > Pb >Ni>Cu > Cd > Co) که در مقایسه با استانداردهای جهانیخارج از دامنه محدوده های اندازه گیری شده قرار داشت. بر اساس نتایج آماره موران عمومی و در سطح یک درصد معنی داری، مشخص گردید تمامی فلزهای سنگین مورد بررسی در منطقه مورد مطالعه دارای ساختار فضایی بوده و از یک الگوی خوشه ایبرخوردار بودند. پراکنش و توزیع مکانی فلزهای سنگین در منطقه مورد مطالعه به گونه ای بود که بیش ترین تمرکز لکه های داغ فلزهای سنگین در اطراف شرکت سرب و روی به ترتیب مربوط به فلزهای سرب، کبالت و روی بود. مقدار این فلزها در خاک در بیش ترین مقدار برحسب میلی گرم فلز بر کیلوگرم خاک به ترتیب برابر با 2990، 20 و 30167 اندازه گیری شد. مهم ترین دلیل چنین توزیعی برای این سه فلز را می توان فعالیت کارخانه دانست. نتیجه تحلیل تغییرنگار ها در پراکندگی فلزهای سنگین نشان داد که نمونه های خاک حاوی فلز نیکل، دارای وابستگی مکانی ضعیف، نمونه های خاک حاوی فلزهای مس، کادمیم و سرب دارای همبستگی مکانی قوی و خاک های حاوی فلزهای کبالت و روی از همبستگی مکانی متوسط برخوردار بودند.
    کلیدواژگان: آلودگی خاک، آمار فضایی، موران عمومی، G*، کریجینگ
  • صلاح الدین کریمی، مسعود داوری *، ابراهیم باباییان صفحات 641-653
    ظرفیت تبادل کاتیونی (CEC) یکی از مهم ترین ویژگی های فیزیکو شیمیایی خاک است که در حاصلخیزی خاک و مدیریت کیفیت آن اهمیت بسیاری دارد. اندازه گیری CEC به روش مستقیم دشوار، زمان بر و پر هزینه می باشد. هدف از این پژوهش، ارزیابی عملکرد داده های طیفی خاک در مقایسه با ویژگی های مبنایی خاک به عنوان متغیرهای ورودی توابع انتقالی در برآورد CEC خاک می باشد. بدین منظور، تعداد 120 نمونه خاک از منطقه مورد مطالعه جمع آوری گردید. سپس CEC و برخی از ویژگی های زودیافت خاک ها در آزمایشگاه با روش های استاندارد اندازه گیری شد. همچنین رفتار طیفی خاک های مورد مطالعه نیز با دستگاه طیف سنجی انعکاسی زمینی در دامنه 2500 - 350 نانومتر تعیین شد. پس از ترسیم منحنی های انعکاس طیفی و استخراج داده های طیفی، برخی از روش های پیش پردازش طیفی مورد ارزیابی قرار گرفت. با استفاده از روش رگرسیون خطی چندگانه گام به گام، ظرفیت تبادل کاتیونی و نیز برخی از ویژگی های مبنایی خاک برآورد شدند. سه سناریو تابع انتقالی شامل تابع انتقالی طیفی (STF)، تابع انتقالی خاک (PTF) و تابع انتقالی مرکب (SPTF) مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفتند. بر پایه نتایج، STF در مقایسه با دیگر توابع انتقالی، دارای صحت بالاتری (cmolc/kg 57/2 =RMSE، 50/1 = RPD) در برآورد CEC خاک بود. در این میان، PTF (cmolc/kg 55/3 =RMSE، 09/1 = RPD) و SPTF (cmolc/kg 06/4 =RMSE، 95/0 = RPD) از صحت پایین تری برخوردار بودند. به طور کلی، نتایج این پژوهش نشان می دهد داده های طیفی خاک می توانند به عنوان روشی غیرمستقیم، ساده، سریع و کارآمد در برآورد CEC خاک مورد استفاده قرار گیرند.
    کلیدواژگان: بازتاب طیفی خاک، رگرسیون خطی چندگانه گام به گام، منحنی حذف پیوستار، ویژگی های زودیافت خاک
|
  • T. Raiesi *, B. Moradi, J. Fattahi Moghadam Pages 473-483
    Kiwifruit requires high quantity of nutrients, which must be supplied through fertilization to obtain optimum yield on sustainable basis. Therefore, this research was conducted with the objective of evaluating different fertilization methods -including broadcast application (as control), localized placement of fertilizer, and fertigation alone or in combination with foliar application- on leaf and fruit nutrient contents of kiwifruit. In addition, this experiment was conducted in order to determine relationships between the leaf and fruit mineral compositions with yield of kiwifruit vine in Iran Citrus Research Institute of Ramsar. Results showed that Fertilization methods had a significant effect on yield and fruit weight and the highest level was observed in the combination of fertigation with foliar application. In addition, results showed that fertilization methods had a significant effect on leaf and fruit nutrient (nitrogen (N), phosphorus (P), potassium (K) and calcium (Ca)) levels of kiwifruit. Furthermore, foliar application increased leaf and fruit nutrient (N, P, K, Ca) levels of kiwifruit at all treatments. The fruit/leaf ratios of P, K, and Ca were different in various fertilization methods. In addition, the mineral concentration in fruit decreased in the order of K> N> Ca> P, and in leaf decreased in the order of N> K> Ca> P, regardless of fertilization method. The correlation results showed that kiwifruit yield had significant correlation with N, K, and Ca levels in kiwifruit leaves. However, the yield was not significantly correlated with fruit nutrient levels. In addition, by applying a stepwise variable selection program, leaf K content was found to be the most important variable for yield prediction. Moreover, leaf K content in combination with leaf N and Ca contents could be used for yield prediction in the studied vine. Since all kiwifruit orchards in the North of Iran are equipped with micro-jet irrigation system and also significant increase of nutrient concentrations in leaves following foliar application, fertigation and foliar application not only can save time and money but can also cause an increase in nutrient concentration in leaves and improve fruit quality.
    Keywords: Broadcast application, Fertigation, foliar application, Localized placement of fertilizer, Nutrition
  • A. Azogh, S.K. Marashi *, T. Babaeinejad Pages 485-495
    Among the main limitations for growing crops, especially wheat, in soils of the previous war zones is the presence of high concentrations of heavy metals, particularly manganese and copper. These metals enter plant organs and cause toxicity and endanger the food security of the consumers. One of the approaches for modification of these contaminated soils is application of zeolite. The aim of this research was investigation of the effect of natural zeolite on uptake of Cu and Mn from contaminated soils of war zones by wheat. The experiment was performed in a completely randomized design with three replications for each pot in research field of Islamic Azad University of Ahvaz during 2015-16 crop season. Treatments were four levels of zeolite including: a1) zero, a2) 0.5%, a3) 1.5%, and a4) 2.5 percent of soil weight and two soil samples containing soils contaminated from front lines of war zones (b2) and uncontaminated soils (b1). Results showed that in contaminated soils of war zones, the concentrations of Mn and Cu increased in roots and shoots of wheat, significantly. Also, the application of higher amounts of zeolite significantly reduced the concentration of Cu and Mn and increased root and shoot dry weight.
    Keywords: Plant contamination, Heavy metals, Food security
  • A. M. Daryashenas *, M. Basirat, A. R. Paknejad, S. Daryashenas Pages 497-508
    Tissue analysis is a useful tool for evaluation and optimizing nutrients for fall sugar beet. Nutrient diagnostic tools are based on two methods, i.e. nutrient concentration (critical minimum value) and ratios (Diagnosis and Recommendation Integrated System or DRIS). However, those methods disregard two important factors which are, firstly, compositional nature of analytical data and, secondly, dealing with high number of ratios which makes our final decision biased. So, we shall try to limit those numbers of ratios that can be diagnosed independently in a given composition. The use of orthogonal balances, a compositional data analysis technique, avoids such biases. Our objective was to develop foliar nutrient balance standards i.e. DRIS and CND-clr to CND-ilr for fall sugar beet and determine CND-ilr reference norms. We collected 183 root and sugar yields and foliar samples in fall sugar beet fields of Khuzestan province and analyzed four nutrients [H1] in leaf tissue (Cu, Zn, Mn, and Fe). Nutrients were arranged into three balances ilr1: [Fe|Cu, Zn, Mn], ilr2: [Mn|Zn, Mn], ilr3: [Zn|Cu] and computed as Isometric Log Ratios (ilr). Total population of observations were divided into a high and low population on the basis of 60.32 t/ha root yield and 9.40 t/ha sugar yield (cut off yield). Results showed that a Critical Aitchison Distance of 0.3 (as a predictor) separated balanced from imbalanced samples through three balances i.e. ilr1, ilr2, and ilr3. Three ilr reference norms were derived. "Mobile and fulcrums balance system" was used for 33 fall sugar beet fields (root yield
    Keywords: Aitchison Distance, Isometric Log Ratios, Reference concentrations, Fulcrums balance system
  • L. Rezaee *, A. Akbar Mousavi, N. Davatgar, M. Shabanpor Shahrestani Pages 509-523
    Soil quality is not directly measurable, and it is determined from soil quality indicators. The slope of the water retention curve at its inflection point is one of these indices. The S associated with different factors, for examples, organic carbon, bulk density, texture and soil structure. The purpose of this study was to compare three models for determining soil physical quality index and assessing the physical quality of paddy soils using this index. So, 35 distributed soil samples were collected from paddy soils in eastern and western parts of Guilan province, and texture, bulk density, organic carbon, saturation water content, water content at field capacity and wilting point were measured. The Brooks and Corey, van Genuchten, and Groenevelt and Grant models were used to determine the S index. The RETC program was used to estimate the parameters of the van Genuchten model, which were later used to estimate the slope of the water retention curve at its inflection point. By applying the MATLAB software, the parameters of Brooks and Corey (1964) and Groenevelt and Grant (2004) models were determined and then S index was obtained. The indicators of geometric mean error ratio (GMER), geometric standard deviation of error ratio (GSDER), mean error (ME) and normalized root mean square error (NRMSE) were used to evaluate the goodness of fits for the models. The Groenevelt and Grant model could estimate the SMRC with the minimum values of ME and NRMSE at all tensions. Furthermore, the GMER and GSDER values of this model at all tensions were closer to 1 as compared to the other models. The Groenevelt and Grant model with ME=-0.015 and NRMSE=0.4 was the best model compared with the other models. Also, the geometric mean error ratio and geometric standard deviation of error ratio (GMER=0.85, GSDER=1.33) were lower in Groenevelt and Grant model. Besides, results showed that physical quality of the studied soils was good. The significant correlations between S and clay, water content at wilting point, and bulk density were negative (P
    Keywords: Bulk density, Compaction, Field capacity, Organic carbon, Wilting point
  • T. Ahmady, M. Delbari *, P. Afrasiab Pages 513-526
    Soil saturated hydraulic conductivity (Ks) is one of the main parameters in water and solute transport studies in soil and irrigation and drainage projects designs. So, knowledge about the Ks spatial distribution pattern has great importance. The aim of present study was to predict spatial distribution pattern of Ks in the experimental field of Sistan Dam, Zabol University, using different interpolation methods. For this purpose, a set of 113 single ring Beerkan infiltration experiments were carried out over the study area in a grid of average distance about 80 m. The Ks was obtained through Beerkan calculating algorithms, BESTslope, BESTintercept and BESTsteady. The relative fitting errors were 5.19% and 9.39% for BESTslope and BESTintercept algorithms, respectively, that are satisfactory. The interpolation methods were compared using evaluation criteria such as the weighted determination coefficient (ωr2) and standard error (SE). Based on the results, the spatial correlation of Ks was moderate and it had the exponential structure. The results showed that Log Kriging (LOK) achieved the highest ωr2 and lowest SE values for estimating Ks over the study area with a dominant soil textures of loam and sandy loam. However, the difference between LOK and the other interpolation approaches was not significant. Moreover, among the interpolation methods, BESTsteady algorithm, which had the simplest calculating procedure, had the highest precision in estimation. So, according to the results, LOK with an exponential semivarigram model is suggested as the best interpolation method for predicting the spatial distribution of Ks, based on values obtained from the simple and applicable algorithm, i.e. BESTsteady, in loam and sandy loam soils.
    Keywords: Beerkan Infiltration Experiment, Calculating algorithms, Semivariogram, Spatial interpolation
  • E. Gavili, A. A. Moosavi *, A. A. Kamgar Haghighi Pages 525-544
    Suitable soil and availability of adequate nutrient elements are necessary for successful plant production. Nutrient elements not only should be in readily available form but also their balance is important. Organic matter and soil amendments that are used in soil reclamation or for prevailing the stress conditions can influence the concentration of nutrient elements. Therefore, this research aimed to evaluate the effect of cattle manure biochar on the chemical composition of spinach (Virofly var.) grown at different water conditions of a calcareous soil by conducting a factorial greenhouse experiment arranged in a completely randomized design with three replications. Treatments consisted of four biochar levels (0, 1.25%, 2.5%, and 5% w/w) and three levels of water status (field capacity, FC (no stress), 0.70 FC, and 0.55 FC). Results indicated that water stress resulted in a significant decrease in the uptake of all studied nutrient elements and significant increase in shoot concentration of Na, K, P and N of spinach. Furthermore, application of 1.25% biochar increased Mn, Na, and K; application of 2.5% biochar increased P, Mg, Na, and K and application of 5% biochar also increased Mn, N, P, Mg, and Na concentration in the shoot of spinach. In general, application of biochar and water conditions resulted in significant changes in chemical composition and nutrient concentration and uptake (especially for macro nutrients) of spinach shoot. Therefore, in the cases that biochar is used for mitigating the adverse effects of water stress, probable changes in chemical composition and nutrient concentration of plants should be considered, and this issue must be considered in plant nutrition and soil fertility management in arid regions. It should be noticed that the influence of biochar on the chemical composition and also soil attributes depends on the source material and preparation conditions of biochar, the type and variety of plant, and the studied soil conditions. Therefore, to obtain the wider and more accurate results, it is recommended to conduct these types of researches for other plant species by applying different sources and conditions for preparing biochar under field conditions.
    Keywords: Macro nutrients, Micronutrients, Field capacity, Water stress, Nutritional status
  • H. Bayat *, L. Heydari, G. Ebrahim Zadeh Pages 545-558
    Least limiting water range (LLWR) is one of the physical and qualitative soil characteristics with difficult, costly, and time-consuming measurement. The objective of this study was to estimate the LLWR using easy to measure soil properties by regression method. In this study, 192 soil samples were taken from 24 locations of West Azarbaijan provinceand soil water retention curve, soil penetration resistance curve, and confined compression curve were measured. To estimate the four moisture criteria of LLWR (θFc ¡θPWP¡ θAFP andθSR), the soil basic properties (clay content and silt to sand ratio) were used as inputs and the basic model was developed. Then,the confined compression curve parameters only and along with the physico-chemical properties at different levels were added to the previous inputs and 7 pedotransfer functions (PTF) were developed. By entering parameters of confined compression solely and along with different physico-chemical properties in the second and third steps, respectively, for estimating the moisture criteria of the LLWR and calculating LLWR, root mean square error and Akaike’s information criteriondecreased significantly. The R values calculated for PTFs showed that the use of PTF3, PTF5 and PTF7 instead of PTF1 improved the estimation of the moisture criteria considerably (R values were equal to 0.70, 0.73, and 0.77, for PTF3, PTF5, and PTF7, respectively, in contrast to the 0.39 for PTF1). So, the moisture criteria of LLWR can be estimated with acceptable accuracy (R=0.77 and AIC= -154.31) using confined compression parameters as estimators.
    Keywords: Confined compression, Soil resistance characteristic curve, Soil moisture characteristic curve
  • M. R. Rafie *, A. H. Khoshgoftarmanesh, H. Shariatmadari, A. Darabi Pages 559-572
    The pattern of dry matter accumulation and crop growth rate are important characteristics affecting optimal crop production. Plant nutrition has a significant impact on plant growth pattern. In this research, the effect of foliar application of Zn in the form of ZnSO4 and synthetic complexes of methionine-Zn (Zn-Met) and lysine-Zn (Zn-Lys) on pattern of dry matter accumulation, crop growth rate, and other growth indicators of onion (Allium cepa L. cv. Primavera) was evaluated. Foliar Zn application at a concentration of 0.5 % was performed at two stages: once at the early rapid vegetative growth stage (at stage of leaf blade growth), and the other at the early bulbing. The results indicated that, at all fertilizer treatments, the slow growth period lasted 128 days after seed germination followed by the rapid growth period. The maximum leaf area index (LAI) (3.44), bulb growth rate (31.30 g m-2 day-1), crop growth rate (40.70 g m-2 day-1), relative growth rate (0.0966 g g-1 day-1) and total biomass was obtained at the Zn-Lys treatment. For this reason, the highest total biomass (14.87 kg m-2) belonged to this treatment. Foliar application of Zn treatments was ineffective on the bulbing time. Among different treatments, the pattern of dry matter accumulation showed that Zn-Lys complex resulted in significant increase of plant dry mass (33% over the control treatment), and this trend continued until the end of the growing season. According to the results, foliar spray of Zn-Lys complex affected the growth pattern of onion and thereby resulted in significant improvement of dry matter accumulation, LAI, bulb growth rate, and crop growth rate. The highest total biomass was also produced in the Zn-Lys treatment. Also, Zn-Met complex significantly increased total biomass and blub quality but zinc sulfate only significantly increased zinc concentration in onion bulb. According to the results of this research, foliar spray of Zn-Lys complex is recommended for improving onion yield and quality in zinc deficient calcareous soils.
    Keywords: Growth Analysis, Zinc, Zn, Amino acid complex, Zn, sulfate, Allium cepa L
  • A. Farrokhian Firouzi, M. J. Amiri, H. Hamidifar, M. Bahrami * Pages 573-586
    Due to the increasing usage of nanoparticles and its entry into the environment, it is necessary to study the transport of nanoparticles in soil. The purpose of this research was quantitative study of transport of SDS modified magnetite nanoparticles in two soil types (sand and loamy sand) columns under saturation conditions. For this, transport, experiments were done in glass columns for measurement of breakthrough curves of nanoparticles and chloride in saturated conditions, and effect of nanoparticles concentration (0.1 and 0.5 g L-1) and pore velocity (2 and 10 cm pressure head) was investigated on nanoparticles transport. The results showed that 100% of nanoparticles remained in 0.5 cm layer of loamy sand soil indicating nanoparticles attachment to soil clays and modified magnetite nanoparticles straining. However, nanoparticles breakthrough curve in sandy soil compared with loamy sand soil indicated that increasing soil particle diameter caused greater mobility of nanoparticles in soil, because of reduction of porous medium particles specific surface area and increase in pores diameter. By changing the pressure head on the sandy soil column, the maximum relative concentration of nanoparticles in the outflow remained unchanged. Transport of modified magnetite nanoparticles increased with decreasing concentration of nanoparticles in inflow suspension to the sandy soil column. Because of concentration increase, nanoparticles aggregation increased and, consequently, larger particles were formed and transport was reduced due to the attachment, detachment, and possibly straining.
    Keywords: Nanoparticles Transport, Pore Velocity, Porous Media, Breakthrough Curve
  • F. Asadzadeh * Pages 587-599
    Particle size distribution is a paramount factor in characterization of sediments and may affect many of its properties such as hydraulic and electrical properties and characteristics related to the transportability by erosive agents. The aim of this study was to compare the capability of some mathematical models in describing particle size distribution of sediments trapped behind check-dams. Twenty sediment samples were taken from check-dams of four seasonal waterways in Anbi and Noshan regions of Urmia, Northwestern Iran. Full particle size distribution of sediments samples were determined by hydrometer method. Different aspects of models performance were evaluated by some efficiency criteria. Hierarchical cluster analysis of models based on selected efficiency criteria indicated that the Weibull, Revised-Weibull, Fredlund, van Genuchten, ORL and ONL are the best models in describing sediment particle size distribution. Among the selected models, Weibull was slightly superior with a mean coefficient of determination of 0.986. Efficiency of selected models, based on R2 value, improved with the increasing of sand content in the sediment samples. Relative error of the selected models was the lowest for particles with 0.005-2 mm in diameter, indicating the high performance of models to predict sand content of sediment samples.
    Keywords: Check, dam, Mathematical models, Models efficiency, Weibull model
  • M. Sepahvand *, F. Khormali, F. Kiani, K. Eftekhari Pages 601-611
    Determination of soil depth and its variations is possible through soil survey and drilling. This requires budget, time, and skilled personnel. Soil – landscape relationships approach makes it possible to develop the soil depth predictor model from topographic attributes by using multiple linear regression statistic method. In this research, primary and secondary topographic attributes of the Rimeleh catchment were derived from a Digital Elevation Model (DEM). Soil depth was determined at 189 systematically randomized positions of the catchment by soil drilling. Data of soil depth and topographic attributes were analyzed using SPSS 19 software. Results showed that the soil depth predicted by the model had significant negative correlation (P
    Keywords: Digital Elevation Model, Landscape, Middle Zagros, Slope gradient
  • Y. Khosravi *, A. A. Zamani, A. H. Parizanganeh, M. R. Yaftian Pages 627-639
    Soil heavy metals pollution is a major and growing problem in our country. Therefore, awareness of the spatial distribution of soils contaminated by heavy metals can play an important role in evaluating the pollution potentials of a region. The present study aimed at analyzing the spatial variability and current spatial pattern of six heavy metals (Co, Ni, Cu, Zn, Cd and Pb) in top soils surrounding the National Iranian Lead and Zinc Company (NILZ) in Bonab Industrial Estate (Zanjan, Iran), by spatial statistics. To this end, 126 soil samples were collected from 0-15 cm depths from the area surrounding NILZ Company within a radius of 5 km. Results showed that the highest and lowest average of heavy metals concentration in surface soils was related to Zn and Co, respectively (Zn > Pb >Ni>Cu > Cd > Co) and, compared with international standards, they are outside the range of measured limits. The Moran’s I, at 0.01 level of significance, showed that all the studied heavy metals had a spatial structure and cluster pattern, indicating that they were not distributed randomly and anthropogenic factors caused such a spatial distribution. Spatial distribution of heavy metals in the study area showed that the observed high concentrations of heavy metals, i.e. hot spots, surrounding the NILZ Company related to Zn, Co, and Pb. Maximum concentration of these metals was 2990, 20, and 30167 mg metal per kg of soil, respectively. It was concluded that the company activities had a big impact on distribution of these heavy metals in the study area. The variogram analysis of heavy metals revealed that soils containing Ni had weak spatial dependency, Cu, Cd, and Pb had strong, and Co and Zn had medium spatial dependencies.
    Keywords: Soil contamination, Spatial statistics, Moran's I, G*, Kriging
  • S. A. Karimi, M. Davari *, E. Babaeian Pages 641-653
    Cation exchange capacity (CEC) is an important soil physicochemical property that has great effect on fertility and soil quality management. Measurement of CEC is difficult, time-consuming and expensive. The objective of this study was to assess whether inclusion of soil spectral data as a unique set of the predictors and alternative to soil basic properties would improve CEC predictions. Consequently, a total of 120 soil samples were collected from surface soil layer. The CEC and easily-determined soil properties were measured by standard laboratory methods. The spectral reflectance of soils over 350 to 2500 nm range were also determined using a handheld spectroradiometer apparatus. Different pre-processing techniques were evaluated after recording the spectra. Stepwise multiple linear regression (SMLR) was used to estimate some soil properties and CEC. Three scenarios including spectrotransfer functions (STF), pedotransfer functions (PTF) and spectropedotransfer functions (SPTF) were investigated. Results showed that STF had higher accuracy (RPD=1.50; RMSE=2.57 cmolc/kg) than the others in predicting soil CEC. PTF (RPD=1.09; RMSE=3.55 cmolc/kg) and SPTF (RPD=0.95; RMSR=4.06 cmolc/kg) provided poor predictions accuracy. These results suggest the efficacy of the spectral data, which can be used as an indirect, simple, and fast method to predict soil cation exchange capacity.
    Keywords: Soil spectral reflectance, Stepwise multiple linear regression, Continuum removed spectrum, Easily, determined soil properties