فهرست مطالب

تحقیقات آب و خاک ایران - سال چهل و نهم شماره 3 (پیاپی 35، امرداد و شهریور 1397)

مجله تحقیقات آب و خاک ایران
سال چهل و نهم شماره 3 (پیاپی 35، امرداد و شهریور 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/04/16
  • تعداد عناوین: 20
|
  • مقاله پژوهشی
  • محسن فرح بخش *، هادی شیخ پوری، مهران کیانی راد صفحات 483-491
    امروزه آلودگی خاک های حاوی هیدروکربن های نفتی از مهم ترین مشکلات زیست محیطی به شمار می رود. به منظور حذف این ترکیبات از خاک راهکارهای مختلف از جمله استفاده از فرایند الکتروسینتیک بکار می رود. نتیجه فرایند الکتروسینتیک در خاک حرکت آب، یون ها و ذرات باردار در اثر ایجاد اختلاف پتانسیل الکتریکی می باشد. در این پژوهش اثر کنترلpH در کاتولیت و آنولیت بر فرایند اصلاح الکتروسینتیکی یک خاک رسی آلوده به هیدروکربن های نفتی به طول 30 سانتی متر، مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور دو آزمایش با شرایط بدون کنترل pH و با کنترل pH (در محدوده 6 تا 9) در الکترولیت آب مقطر انجام شد. غلظت اولیه هیدروکربن های نفتی در خاک، پنج درصد در نظر گرفته شد. اندازه گیری مقدار و نوع هیدروکربن های نفتی در خاک با استفاده از دستگاه GC/MS انجام شد. نتایج این بررسی نشان داد در هر دو آزمایش پس از 30 روز با اعمال اختلاف پتانسیل یک 1-Vcm، بیشترین درصد خروج مربوط به نواحی مجاور آند و کمترین جابجایی در میانه ستون مشاهده گردید. میانگین حذف هیدروکربن های نفتی از ستون آزمایش اول 67/16 درصد و در آزمایش دوم، 5/31 درصد مشاهده شد که بیانگر اهمیت نقش تنظیم pH در فرایندهای اصلاح الکتروسینتیک است. همچنین در آزمایش دوم، بطور میانگین 26% از هیدروکربن های پارافینی و 37% از هیدروکربن های آروماتیک نفتالینی از کل ستون خاک خارج شدند.
    کلیدواژگان: الکتروسینتیک، کنترل pH، هیدروکربن های نفتی
  • علیرضا گلستانی فرد، حسین میر سیدحسینی *، آمال آرین، پیمان عباس زاده، مهدی تفویضی صفحات 493-503
    فعالیت ریشه ها و فرآیند های ریزوسفری بر حلالیت و زیست فراهمی فلزات سنگین در ریزوسفر اثر گذاشته و نقش تعیین کننده ای بر سرنوشت عناصر شیمیایی در اکوسیستم های خاکی دارند. به منظور بررسی تغییرات بیوژئوشیمیایی مس در یک خاک آلوده به مس (5/85 میلی گرم در کیلوگرم)، یک آزمایش کشت گلدانی به مدت 45 روز با 3 رقم ترب (سفید، قرمز، سیاه) و 2 رقم شلغم (N-135،N-180) به صورت طرح پایه کاملا تصادفی با چهار تکرار انجام شد. در خاتمه مقدار مس در شاخساره نمونه های گیاه اندازه گیری و همچنین شکل های شیمیایی مس در خاک های ریزوسفری و غیرریزوسفری پس از جداسازی و به روش های دنباله ای و تک مرحله ای با DTPA 005/0 مولار، NH4NO3 یک مولار و Ca(NO3)2 پنج میلی مولار اندازه گیری شد. غلظت مس در شاخساره ارقام مختلف بین 4/66 تا 4/78 میلی گرم در کیلوگرم متغیر بود. میزان مس تبادلی و محلول خاک ریزوسفری در ارقام مختلف دو گیاه افزایش معنی داری را نشان داد (p<0.05)، در حالی که بخش های کربناته و نیز مس همراه با مواد آلی کاهش معنی داری را داشت که نشان دهنده افزایش تحرک مس در ریزوسفر است. مقدار مس عصاره گیری شده با نیترات آمونیوم و نیترات کلسیم در ریزوسفر تمامی ارقام، افزایش معنی داری را در مقایسه با خاک غیرریزوسفری نشان داد (p<0.05). ارقام مختلف شلغم بر خلاف ارقام ترب افزایش معنی داری در pH خاک ریزوسفری ایجاد کردند (p<0.05) افزایش معنی دار در میزان کربن آلی محلول خاک ریزوسفری در مقایسه با خاک غیرریزوسفری در ارقام مختلف دو گیاه نیز مشاهده شد. علیرغم افزایش فراهمی مس در خاک ریزوسفری، مقدار جذب کل مس در کلیه ارقام ترب و شلغم کمتر از مقدار مس موجود در فاز تبادلی و محلول خاک غیرریزوسفری بود. نتایج بیانگر نقش احتمالی کربن آلی محلول در کاهش جذب مس می باشد.
    کلیدواژگان: ریزوسفر، زیست فراهمی، عصاره گیری دنباله ای، فرایندهای بیوژئوشیمیایی و مس
  • ریحانه زارع میرک اباد *، تیمور سهرابی، بابک متشرع زاده صفحات 505-514
    بحران آب یکی از مسائل اساسی در مناطق خشک و نیمه خشک مانند ایران است. بنابراین استفاده از منابع آب نامتعارف، در جایی که آب با کیفیت مناسب در دسترس نیست، رو به فزونی است. یکی از این منابع، فاضلاب تصفیه شده شهری است که علاوه بر تأمین آب می تواند نیاز غذایی گیاه را نیز تامین کند. این پژوهش با استفاده از طرح فاکتوریل در قالب طرح آماری کاملا تصادفی بر روی گیاه ذرت با دو تیمار نوع آب آبیاری (فاضلاب تصفیه شده شهری و آب معمولی) و چهار سطح مقدار آب آبیاری شامل آبیاری کامل و کم آبیاری 80، 60 و 40% نیاز آبی گیاه و در سه تکرار انجام شد. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که آبیاری با فاضلاب تصفیه شده شهری و آب معمولی تاثیر معنی دار بر وزن تر و خشک کل اندام هوایی محصول، وزن بلال، وزن تر و خشک ریشه، ارتفاع و قطر گیاه داشت، یعنی میزان رشد گیاه کاملا وابسته به نوع آب برای آبیاری و احتمالا حضور مواد مغذی و آلی در پساب است. نتایج به دست آمده نشان داد آبیاری با فاضلاب تصفیه شده شهری سبب افزایش وزن تر و خشک اندام هوایی و ریشه گیاه نسبت به آب معمولی شد. هم چنین با کاهش مقدار آب آبیاری وزن تر و خشک اندام هوایی و ریشه کاهش پیدا کرد ولی در مقایسه با آب معمولی این کاهش کمتر بوده است. وزن تر و خشک اندام هوایی ذرت آبیاری شده تحت تیمار 100% فاضلاب تصفیه شده شهری به ترتیب با 3/874 و 306 گرم بیشترین میزان بود و نسبت به تیمار 40% آب معمولی به ترتیب 5/45 و 2/59% افزایش را نشان داد. بنابراین کم آبیاری با فاضلاب نسبت به کم آبیاری با آب معمولی سبب افزایش معنی دار عملکرد این محصول شد. استفاده از منابع فاضلاب در کنار پایش دائمی کیفیت آن ها توصیه می شود.
    کلیدواژگان: ذرت، فاضلاب شهری، قطر ساقه، عملکرد
  • فریدون نورقلی پور، حسین میرسید حسینی *، محمد مهدی طهرانی، بابک متشرع زاده، فرهاد مشیری صفحات 515-525
    فسفر به دلیل حلالیت و تحرک اندک در خاک های زراعی دنیا و نقش حیاتی ترکیبات آن در متابولیسم سلول گیاهی، به عنوان عنصر غذایی پرمصرف برای گیاه در نظر گرفته می شود. شناسایی رقم هایی از گیاهان که به صورت کارآمدی بتوانند فسفر را جذب و مصرف کنند، می تواند باعث کاهش هزینه مالی و زیست محیطی کاربرد کودهای فسفره گردد. کلزا به عنوان گیاه دانه روغنی در سطح وسیعی در جهان و نیز در ایران کشت می گردد. در این تحقیق گلخانه ای، کارایی جذب و مصرف فسفر هفت رقم کلزا با تیپ رشد زمستانه (Talaye، Okapi، L72، Gabriela، Karaj، Brutus، Elvis) در دو سطح فسفر صفر و 80 میلی گرم در کیلوگرم فسفر از منبع مونوپتاسیم فسفات در خاکی با مقدار فسفر قابل دسترس 6/4 میلی گرم در کیلوگرم خاک، در طرح کاملا تصادفی در قالب فاکتوریل مورد بررسی قرار گرفت. شاخص های وزن خشک اندام هوایی، سطح برگ، حجم و وزن خشک ریشه، جذب عناصر فسفر و کلسیم در ریشه و اندام هوایی اندازه گیری گردید. برای به دست آوردن خاک ریزوسفری و غیر ریزوسفری از تکنیک رایزوبگ استفاده شد. بر اساس نتایج، ارقام ازلحاظ تولید بیوماس، جذب فسفر و کلسیم، کارایی جذب و کارایی استفاده، تفاوت معنی داری با یکدیگر داشتند. فسفر کارایی از 615/0 در رقم Gabriela تا 248/0 در رقم Elvis متغیر بود و کارایی جذب فسفر ارقام کلزا نیز از 469/0 در رقم Gabriela تا 157/0 در رقم Elvis متغیر بود و روند عکس آن در مورد شاخص تنش فسفر وجود داشت. مقدار pH خاک درون و بیرون رایزوبگ در شرایط فراهمی فسفر، تفاوت معنی دار داشت. به نظر می رسد که فسفر کارایی و تولید ماده خشک در زمان کمبود فسفر این ارقام، بیشتر وابسته به کارایی آن ها در جذب فسفر و نیز وابسته به جذب بیشتر کلسیم آن ها از طریق افزایش حجم سیستم ریشه و افزایش توانایی تحرک و جذب فسفر خاک باشد.
    کلیدواژگان: کارایی، ریشه، کلسیم، رایزوبگ، فسفر
  • رئوف مصطفی زاده *، شهناز میرزایی، خدیجه حاجی صفحات 527-527
    مدل سازی هیدرولوژیکی معمولا ابزاری است که به وسیله آن برنامه ریزان منابع آب از پاسخ هیدرولوژیکی یک حوضه جهت پیش بینی سیل و مدیریت منابع آب استفاده می کنند. انتخاب پارامترهای مناسب مدل آبشاری نش، به عنوان یک مدل کاربردی جهت شبیه سازی هیدروگراف جریان سیل در آبخیزهایی با داده های محدود جریان نقش مهمی ایفاء می کند. هدف از پژوهش حاضر تعیین پاسخ مدل آبشاری نش به دامنه تغییرات مقادیر پارامترهای تعداد مخزن و ضریب ذخیره و ترکیب پارامترهای بهینه ورودی در شبیه سازی هیدروگراف واحد آبخیز جعفرآباد استان گلستان می باشد. در این پژوهش ابتدا هیدروگراف واحد معرف حوزه با روش منحنی S برای 43 رویداد همزمان بارش و رواناب برآورد گردید. سپس واکنش مدل نش با مقادیر تصادفی پارامتر n و k در 3220 شبیه سازی مصنوعی ارزیابی شد و دقت مدل در شبیه سازی هیدروگراف واحد با معیار نش-ساتکلیف مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که مقادیر متفاوتی از پارامتر n و k در شبیه سازی هیدروگراف واحد عملکرد خوبی داشته و در دامنه بین 10 تا 30 برای پارامتر n و دامنه بین 01/0 تا 3 برای پارامتر k مقدار معیار نش-ساتکلیف بالای 6/0 می باشد. پاسخ مدل هیدرولوژیکی نش در دسته پارامترهایی که k دارای مقادیر بالا بوده و n مقادیر پایین داشته است، نشان دهنده تطابق کامل شبیه سازی می باشد. نتایج هم چنین نشان داد که مقدار پارامتر ضریب ذخیره (k) در تعیین ترکیب بهینه پارامترهای ورودی مدل نقش بیش تری دارد، در حالی که پاسخ مناسب مدل در مقادیر مختلف پارامتر تعداد مخزن (n) قابل دستیابی است. در مجموع تعیین دقیق پارامتر ضریب ذخیره در بهبود نتایج شبیه سازی جریان نقش موثرتری ایفاء می کند. رویکرد و نتایج تحقیق می تواند در تعیین پاسخ مناسب مدل به ازای پارامترهای ورودی در آبخیزهای مشابه و فاقد آمار استفاده شود.
    کلیدواژگان: تخمین پارامتر، واکنش مدل هیدرولوژی، دسته پارامتر بهینه، پارامتر تصادفی
  • مینا عالیپور بابادی، عبدالامیر معزی *، مجتبی نوروزی مصیر، عطاالله خادم الرسول صفحات 537-547
    فرآوری پسماندهای آلی و بازگشت آنها به خاک، کمک شایانی به کشاورزی پایدار می نماید. زغال زیستی (Biochar) حاصل از فرایند گرماکافت (Pyrolysis) پسماندهای آلی است. ویژگی های شیمیایی و فیزیکی زغال زیستی به طور معنی داری متاثر از ویژگی های زیتوده اولیه و نیز دمای فرایند گرماکافت می باشد. لذا این پژوهش جهت ارزیابی ویژگی های شیمیایی و فیزیکی زغال زیستی حاصل از باگاس نیشکر، کاه برنج، خاک اره و برگ درخت کنوکارپوس که در دمای گرماکافت 400، 700 و 900 درجه سانتی گراد فراوری شدند، اجرا شد. تیمارها در آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی و در سه تکرار اعمال شدند. نتایج نشان داد که در هر دو گروه، تیمارها به طور جداگانه و نیز اثر متقابل آنها بر میزان pH، هدایت الکتریکی، ظرفیت تبادل کاتیونی، سطح ویژه، نسبت C/N ، غلظت کل عناصر غذایی، کاتیون های ریز مغذی و نیز سرب در زغال های زیستی، تاثیر متفاوت و معنی داری داشتند. افزایش دمای گرماکافت از 400 به 900 درجه سانتی گراد سبب کاهش ظرفیت تبادل کاتیونی زغال زیستی حاصل از باگاس نیشکر، کاه برنج، خاک اره و برگ کنوکارپوس به ترتیب به میزان 3/153، 1/241، 9/283 و 2/21 سانتی مول بر کیلو گرم شد. ولی افزایش دمای گرماکافت از 400 به 900 درجه سانتی گراد موجب افزایش سطح ویژه زغال زیستی باگاس نیشکر، کاه برنج، خاک اره و برگ کنوکارپوس به ترتیب به میزان 3/153، 1/241، 9/283 و 2/21 متر مربع بر گرم شد. با توجه به نتایج بدست آمده می توان کاربرد زغال های زیستی تولیدشده در دمای 400 درجه سانتی گراد را به ترتیب اولویت زغال زیستی حاصل از برگ کنوکارپوس، کاه برنج، باگاس نیشکر و خاک اره برای افزایش ظرفیت تبادل کاتیونی و بهبود ذخیره عناصر غذایی قابل دسترس پیشنهاد کرد.
    کلیدواژگان: درجه حرارت گرماکافت، زغال زیستی، زیتوده، کشاورزی پایدار، ویژگی های شیمیایی
  • رقیه حمزه نژاد، ابراهیم سپهر *، عباس صمدی، میرحسن رسولی صدقیانی، حبیب خداوردیلو صفحات 549-559
    تحرک و زیست فراهمی فلزات سنگین در خاک، به توزیع آن ها بین فاز محلول و فاز جامد خاک و بین ترکیبات مختلف فاز جامد بستگی دارد. به منظور بررسی تاثیر نانوذرات آهن صفر ظرفیتی بر شکل های شیمیایی عناصر کادمیم و سرب در خاک، آزمایشی بصورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با چهار سطح نانوذره (0، 1، 2 و 4 درصد) و چهار زمان خوابانیدن (1، 2، 4 و 8 هفته) در دو خاک آلوده و در سه تکرار انجام گرفت و توزیع عناصر در زمان های مذکور با روش عصاره گیری متوالی تعیین و شاخص تفکیک کاهش یافته (IR) و شاخص تحرک (MF) محاسبه شد. کاربرد نانوذره آهن صفر ظرفیتی موجب کاهش معنی دار (P ≤ 0.01) کادمیم و سرب در بخش های تبادلی و کربناتی و افزایش معنی دار عناصر در بخش های پیوند با اکسیدهای آهن و منگنز نسبت به خاک شاهد شد. با افزایش درصد نانوذره افزوده شده به خاک و زمان خوابانیدن، مقدار IR افزایش و مقدار MF کاهش یافت که بیانگر کاهش تحرک فلز با افزایش درصد نانوذره است. درنهایت می توان نتیجه گیری کرد که افزودن نانوذره آهن صفر ظرفیتی به خاک، منجر به کاهش تحرک فلزات کادمیم و سرب در خاک می شود.
    کلیدواژگان: نانوذره آهن صفر ظرفیتی، شکل های شیمیایی عناصر، عصاره گیری متوالی، کادمیم، سرب
  • ابراهیم باباییان، مهدی همایی*، علی اکبر نوروزی صفحات 561-571
    برآورد ویژگی های هیدرولیکی موثر خاک در مقیاس بزرگ به عنوان یک چالش مهم در مدل سازی هیدرولوژیک مطرح است. هدف از این پژوهش، محاسبه مقادیر موثر پارامترهای هیدرولیکی مدل ون گنوختن-معلم از طریق فرامقیاس سازی توابع انتقالی خاک (PTFs) و توابع انتقالی طیفی (STFs، SPTFs) در مقیاس منطقه ای و بر اساس توپوگرافی بود. منطقه مورد مطالعه بخشی از زیرحوزه آبخیز زنجان رود به وسعت 250 کیلومتر مربع بود. بدین منظور، با استفاده از روش عملگر متوسط توان (PAO) پارامترهای ، ، و در مقیاس نقطه ای به پیکسل هایی به ابعاد یک کیلومتر فرامقیاس شدند. بر پایه نتایج به دست آمده، همبستگی زیاد و معنی داری (50/0p) با میانگین CTI نشان داد. نتایج این پژوهش نشان داد که توپوگرافی عامل مهمی در شناسایی مقادیر موثر ویژگی های هیدرولیکی خاک در مقیاس منطقه ای است.
    کلیدواژگان: توابع انتقالی خاک، توابع انتقالی طیفی، توپوگرافی، فرامقیاس سازی، عملگر متوسط توان
  • رضا کیهانی نژاد، علی اشرف امیری نژاد * صفحات 573-581
    با توجه به اثرات فلزات سنگین بر سلامت انسان، حذف آنها از محیط زیست ضروری است. در این مطالعه، کارآیی چند جاذب در حذف سرب از محلول خاک ارزیابی شد. آزمایش به صورت فاکتوریل، در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار اجرا شد. تیمارهای آزمایشی شامل سه نوع جاذب (زئولیت، بیوچار آفتابگردان و کربن فعال)، چهار سطح غلظت سرب (0، 300، 600 و 900 میلی گرم بر لیتر نیترات سرب) و سه نمونه خاک مختلف بود. طبق نتایج، بهترین pH جذب سرب 5 و زمان تعادلی مناسب 24 ساعت بود. همچنین، با افزایش وزن جاذب، میزان حذف فلز سرب از محلول افزایش یافت. همین طور در بیشتر حالات، مدل لانگمویر داده ها را بهتر از مدل فروندلیچ توصیف کرد. از آنجا که غلظت کل سرب واجذب شده با زئولیت و بیوچار کمتر از کربن فعال بود، این موضوع نشان دهنده کارایی بالاتر این جاذب ها نسبت به کربن فعال است.
    کلیدواژگان: بایوچار، کربن فعال، زئولایت، جذب سطحی
  • محمدعلی قویدل، صلاح کوچک زاده *، محمد بی جن خان صفحات 583-596
    در این تحقیق با به کارگیری یک مدل عددی دوبعدی، هیدرولیک جریان عبوری از دریچه های کشویی در شرایط مستغرق شناسایی شد و نتایج حاصل با روابط موجود و داده های آزمایشگاهی مورد مقایسه قرار گرفت. داده های آزمایشگاهی مورد استفاده در این تحقیق گستره مناسبی از جریان با استغراق پایین تا استغراق کامل را پوشش می دهند. مدل سازی عددی با استفاده از جعبه ابزار صورت گرفت. برای اعمال اثرات آشفتگی، مدل استاندارد به کار گرفته شد. همچنین، شناسایی سطح آزاد جریان به کمک روش حجم سیال صورت گرفت. نتایج حاصل به صورت پروفیل سطح آب، الگوی توزیع سرعت در عمق، وضعیت جریان رو به جلو و جریان برگشتی در ناحیه مستغرق بعد از دریچه، استخراج و با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شد. پروفیل های سطح آب و توزیع سرعت با درستی مناسبی شبیه سازی شد. در بررسی پروفیل های سرعت بدون بعدشده، ملاحظه شد که در نزدیک سطح جریان، به دلیل اثر جریان های زیرسطحی که در مدل دوبعدی لحاظ نشده است، سرعت محاسبه شده از مدل بیشتر از سرعت اندازه گیری شده است. اختلاف نتایج حاصل از مدل با داده های آزمایشگاهی روی پارامترهای عمق جریان روبه جلو و عمق پایاب، نشان دهنده تاثیر نسبت استغراق روی این مولفه های جریان است. در ناحیه جریان توسعه یافته پایاب دریچه مستغرق، اختلاف بین نتایج مدل دوبعدی با اندازه گیری های آزمایشگاهی کاهش یافت که می توان آن را به کاهش اثرات آشفتگی و نزدیک شدن به جریان دو بعدی در نقاط دورتر در پایین دست دریچه نسبت داد. پیشنهادهایی در خصوص نحوه تعیین شرایط مرزی در بسته مطرح گردید.
    کلیدواژگان: دریچه کشویی، مستغرق، مدل عددی، مدل آشفتگی
  • الهام مظاهری، جهانگیر عابدی کوپایی * صفحات 597-605
    پوشش های شناور یکی از روش های کاهش تبخیر از سطح آب می باشند. هدف این تحقیق بررسی اثر پوشش های شناور در کاهش تبخیر از سطح مخازن آب می باشد. در این تحقیق از سه نوع پوشش (پلی کربنات، پلی استایرن و پلی استایرن با روکش آلومینیوم) بر روی سطح 3 مخزن آب (با سه تکرار برای هر پوشش) استفاده شد. تغییرات عمق آب مخازن پوشش دار و بدون پوشش در بازه زمانی آذر 93 تا آبان 94 اندازه گیری شد. سپس مقادیر تبخیر اندازه گیری شده در قالب طرح بلوک کامل تصادفی در نرم افزار آماری SAS آنالیز شد و مقایسه میانگین آن ها در سطح احتمال 99 درصد (01/0P<) و با آزمون چند دامنه ای دانکن انجام شد. نتایج نشان داد مقدار کاهش تبخیر نسبت به مخزن شاهد برای سه پوشش پلی استایرن، پلی استایرن با آلومینیوم و پلی کربنات به ترتیب 6/85، 83 و 5/76 درصد می باشد. این اعداد نشان دهنده عملکرد خوب سه پوشش در کاهش تبخیر از سطح آب می باشد. حداکثر مقدار تبخیر روزانه از مخزن شاهد 0/13 میلیمتر و در مورد پوشش های پلی کربنات، پلی استایرن و پلی استایرن با روکش آلومینیوم، مقدار تبخیر روزانه به ترتیب 1/3، 3/2 و 9/2 میلیمتر در تیرماه بود. پوشش پلی استایرن نسبت به پلی کربنات هزینه کمتری داشت، اما پوشش پلی کربنات در پایان دوره تحقیق دوام بهتری از خود نشان داد.
    کلیدواژگان: پلی استایرن، پلی استایرن با روکش آلومینیوم، پلی کربنات
  • مریم علیزاده *، پیمان افراسیاب، محمدرضا یزدانی، عبدالمجید لیاقت، معصومه دلبری صفحات 607-617
    زهکش های زیرزمینی در اراضی شالیزاری به منظور زهکشی میان فصل، خشک کردن زمین در زمان برداشت برنج و پایین آوردن سطح ایستابی پس از برداشت برنج (جهت کشت پاییزه و زمستانه) احداث می گردد. با توجه به اینکه اراضی شالیزاری استان گیلان (به دلیل بافت خاک سنگین، نفوذپذیری کم، بارندگی شدید و وجود لایه نفوذناپذیر کم عمق) از شرایط منحصر به فردی نسبت به اراضی غیر شالیزاری برخوردار می باشند، مطالعه و معرفی معادله ای که بیشترین سازگاری را با این شرایط دارد ضرورت دارد. لذا در این پژوهش کارایی معادلات ماندگار و غیر ماندگار زهکشی برای تعیین فواصل زهکش های زیرزمینی در اراضی شالیزاری به منظور کشت دوم پس از برداشت برنج (کشت پاییزه و زمستانه) مطالعه گردید. تیمارهای مورد مطالعه شامل شش سیستم زهکشی زیرزمینی معمولی متشکل از L7.5D0.8، L10D0.8، L15D0.8، L7.5D1، L10D1، L15D1 بودند. در این مطالعه از هفت رابطه ماندگار زهکشی شامل معادلات هوخهات، کرکهام، داغان، اگینو موراشیما، دلاکرویکس، هوخهات- ارنست و ارنست و سه رابطه غیر ماندگار شامل معادلات گلور- دام، معادله ترکیبی باور- وان شیلفگارد با معادله هوخهات و دوزو و هلینگا استفاده گردید. از بین بارندگی های رخ داده در طول آزمایش، باران سه روزه با مقدار 9/23 میلی متر به دلیل نزدیکی به باران طرح برای تصمیم گیری در مورد بهترین معادله انتخاب گردید. معادله ای که فاصله زهکش ها را در بارندگی مذکور با کمترین انحراف نسبت به بهترین تیمار زهکشی (L10D0.8) برآورد نمود به عنوان بهترین معادله زهکشی انتخاب شد. بر اساس نتایج بدست آمده در این پژوهش، معادله هوخهات-ارنست از بین معادلات ماندگار و معادله ترکیبی باور- وان شیلفگارد با معادله هوخهات از بین معادلات غیر ماندگار فاصله زهکش ها را با کمترین انحراف نسبت به بهترین تیمار زهکشی برآورد نمود که به عنوان بهترین معادلات و معادله دلاکرویکس به عنوان ضعیف ترین معادله در طراحی زهکش های زیرزمینی برای اراضی شالیزاری به منظور فراهم کردن شرایط مناسب در کشت دوم معرفی گردید.
    کلیدواژگان: زهکشی زیرزمینی، فاصله زهکش، کشت دوم، معادلات زهکشی
  • امیرحسین بقایی * صفحات 619-628
    این پژوهش با هدف بررسی اثر کمپوست زباله شهری اراک، غنی شده با خاکستر لاستیک بر تغییر قابلیت دسترسی روی در یک خاک آلوده به کادمیوم انجام گرفت. تیمارهای آزمایشی شامل کاربرد 0، 15 و 30 تن در هکتار کمپوست زباله شهری اراک غنی شده با 0 و 200 کیلوگرم در هکتار خاکستر لاستیک در خاکی با مقادیر 0، 5، 10 و 15 میلی گرم کادمیوم در کیلوگرم و گیاه مورد نظر سورگوم (رقم کیمیا) بوده است. افزایش کاربرد کمپوست زباله شهری اراک از 0 به 15 تن در هکتار در خاک آلوده به 10 میلی گرم کادمیوم در کیلوگرم خاک باعث افزایش 80 درصدی در مقدار روی قابل عصاره گیری با DTPA شد. مشابه این نتیجه، بعد از 60 روز از شروع آزمایش در غلظت روی در شاخساره گیاه حاصل شد که 60 درصد افزایش یافت. کاربرد خاکستر لاستیک نیز نقش موثری در افزایش قابلیت دسترسی روی داشت، به نحوی که غنی سازی 15 و 30 تن در هکتار کمپوست زباله شهری با خاکستر لاستیک در خاک آلوده به 10 میلی گرم کادمیوم به ترتیب باعث افزایش 22 و 26 درصدی در غلظت روی قابل دسترس خاک شد، این در حالی است که غلظت روی در شاخساره گیاه نیز به ترتیب 13 و 20 درصد افزایش یافت. نتایج این پژوهش حاکی از آن است که بیشترین غلظت روی در شاخساره گیاه همزمان با کاربرد 30 تن در هکتار کمپوست زباله شهری اراک غنی شده با خاکستر لاستیک در خاک غیر آلوده به فلز کادمیوم بوده است، هر چند که در این میان نقش نوع گیاه و ویژگی های فیزیولوژیکی گیاه در تغییر قابلیت دسترسی روی توسط گیاه نبایستی نادیده گرفته شود.
    کلیدواژگان: روی، خاکستر لاستیک، کمپوست زباله شهری اراک، رقم کیمیا
  • جعفر چابک پور*، امیر صمدی، مهرنوش مریخی صفحات 629-640
    در این تحقیق سعی گردید تا یک بررسی آزمایشگاهی بر روی پارامتر های انتقال و انتشار محیط های سنگدانه ای با استفاده از دو دبی کاملا درون گذر عبوری، دو قطر سنگدانه و پنج غلظت تزریقی مختلف انجام شود. ابتدا با استفاده از حسگر های دیجیتال تعیین کننده هدایت الکتریکی و نرم افزار مربوطه اقدام به برداشت منحنی های رخنه آزمایشگاهی نموده سپس با استفاده از روش گشتاور گیری زمانی ضرایب انتشار طولی و سایر پارامتر های انتقال و انتشار اعم از متوسط زمان ماند، واریانس و چولگی منحنی های رخنه محاسبه شد و با استفاده از ضرایب بدست آمده و حل تحلیلی معادله ی کلاسیک انتقال و انتشار، منحنی های تحلیلی استخراج شده و با موارد آزمایشگاهی مورد مقایسه قرار گرفتند. نتایج حاصله کارائی روش گشتاور گیری را به اثبات رسانده و نشان داد که حل تحلیلی انجام شده با ضرایب انتشار حاصل شده از روش گشتاورگیری، به جز نقطه اوج منحنی (در بعضی از مواقع)، بقیه قسمت های آن را به خوبی مدل سازی می نماید.
    کلیدواژگان: مصالح سنگدانه ای، آلودگی، ضریب انتشار طولی، گشتاورگیری زمانی
  • افسانه عالی نژادیان بیدآبادی *، مریم حسنی، عباس ملکی صفحات 641-651
    پژوهش حاضر با هدف بررسی تاثیر سطوح شوری آب آبیاری، dSm-15/0، 3 و 6 ناشی از کلریدسدیم (به ترتیبS0.5، S3 و S6) و سطوح آبیاری 60، 80 و 100 درصد نیاز آبی گیاه (به ترتیبE60، E80، E100) بر عناصر غذایی و رشد اسفناج و پروفیل شوری خاک به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در چهار تکرار در گلدان اجرا گردید. بر اساس یافته ها، ارتفاع گیاه، تعداد برگ، شاخص سطح برگ و کلروفیل به طور معنی داری تحت تاثیر میزان شوری و آب قرار گرفتند به گونه ای که با افزایش مقدار نمک در آب آبیاری و کاهش مصرف آب، شاخص کلروفیل، شاخص سطح برگ، ارتفاع گیاه و تعداد برگ کاهش یافت. با افزایش شوری تا dSm-1 3، میزان فسفر و نیتروژن گیاه نسبت به تیمار S0.5 افزایش غیر معنی دار و پتاسیم کاهش معنی داری نشان دادند. کاهش فسفر و نیتروژن در تیمار E60 نسبت به E100 به ترتیب 3/1 و 46/0 درصد و افزایش پتاسیم 62/1 درصد به دست آمد که هیچکدام معنی دار نگردید. نیمرخ شوری خاک نیز بیانگر افزایش حدود 23 و 53 درصدی شوری در لایه ی 6-0 سانتی متری در تیمار S3 و S6 نسبت به S0.5 بود و با کاربرد آب با شوریdSm-1 6، متوسط شوری خاک در حد قابل قبول به دست آمد.
    کلیدواژگان: صفات رشد، کلریدسدیم، کم آبیاری
  • علیرضا مرجوی *، پریسا مشایخی صفحات 653-664
    این پژوهش به منظور بررسی تاثیر مقادیر مختلف کودهای آلی کمپوست زباله شهری و لجن فاضلاب بر خصوصیات خاک و محصول ذرت پس از یک و پنج سال مصرف، در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در ایستگاه تحقیقاتی آبیاری و زهکشی رودشت اصفهان انجام شد. در هر سال چهار تیمار مصرف کودهای آلی (کمپوست شهری 25 و 50 تن در هکتار و لجن فاضلاب 15 و 30 تن در هکتار) به همراه تیمار شاهد (عدم مصرف کود آلی) قبل از کشت، در کرت های ثابت به خاک اضافه شد. نتایج آزمایش نشان داد که مصرف کودهای آلی علاوه بر کاهش pH خاک باعث افزایش معنی دار برخی از عناصر ضروری پرنیاز و کم نیاز در خاک و به ویژه عنصر غیرضرور سرب در خاک شد. هم چنین افزایش این عناصر در اندام هوایی گیاه نیز قابل مشاهده بود. غلظت این عناصر در خاک و گیاه با مصرف پنج سال کودهای آلی مورد نظر به صورت قابل توجهی نسبت به سال اول افزایش داشت. کاربرد کودهای آلی به ویژه پس از پنج سال مصرف، باعث افزایش معنی دار عملکرد گیاه ذرت نسبت به تیمار شاهد شد.
    کلیدواژگان: کود آلی، کمپوست زباله شهری، لجن فاضلاب، ویژگی های شیمیایی خاک، ذرت
  • لیدا اسدی، مجتبی خوش روش*، مسعود پورغلام، عبدالمجید لیاقت، محمدرضا یوری صفحات 665-672
    با توجه به محدودیت منابع آب، کم آبیاری می تواند یکی از روش های مناسب در این شرایط باشد. هدف این پژوهش بهینه سازی مصرف آب و تعیین حد بهینه نیتروژن به صورت همزمان می باشد. در این پژوهش دو راهبرد کم آبیاری 75 (I2)، 50 (I3) و 25 (I4) درصد آب مورد نیاز و آبیاری کامل (I1) و تیمارهای مختلف نیتروژن با کاربرد 150 (N1)، 5/112 (N2) و 75 (N3) کیلوگرم در هکتار مورد استفاده قرار گرفت. بهینه سازی آب و نیتروژن نشان داد که از میان توابع تولید خطی ساده، تابع کاب داگلاس، درجه دومو متعالی، تابع تولید مناسب سویا، مدل متعالی می باشد. میزان بهینه آب و نیتروژن تحت شرایط تنش آب-نیتروژن برای گیاه سویا در دو سال به ترتیب 230 و 5/216 میلی متر آب و 150 کیلوگرم نیتروژن برآورد شد. نتایج نشان داد، تیمار N3 در حالت کم آبیاری I2 نسبت به روش آبیاری کامل، 28/33% افزایش تولید داشته است.
    کلیدواژگان: بهینه سازی، عملکرد، کم آبیاری، مدل متعالی
  • سجاد عظیمی، مجتبی خوش روش*، عبدالله درزی نفت چالی، میثم عابدین پور صفحات 673-682
    به منظور ارزیابی اثر مقادیر مختلف مواد اصلاح کننده طبیعی و مصنوعی خاک بر عملکرد بیولوژیک و عملکرد دانه گندم، آزمایشی در مزرعه تحقیقاتی مرکز آموزش عالی کاشمر اجرا شد. در این پژوهش تیمار های آزمایشی شامل چهار مقدار هیدروژل A200؛ صفر (S0)، 1 (S1)، 2 (S2) و 3 (S3) گرم در کیلوگرم خاک، چهار مقدار ورمی کمپوست؛ صفر (V0)، 2 (V1)، 3 (V2) و 4 (V3) گرم در کیلوگرم خاک و سه میزان آبیاری؛ 40 (W1)، 20 (W2) و صفر (W3) درصد نقصان رطوبتی بودند. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی و به صورت گلدانی در تعداد 144 عدد گلدان اجرا شد. نتایج نشان داد که بیش ترین میزان زیست توده و عملکرد دانه در تیمار S3V3W3 به ترتیب به میزان 7/81 و 35 گرم در گلدان و کم ترین میزان زیست توده و عملکرد دانه نیز در تیمار S0V0W1 به ترتیب به میزان 35 و 2/10 گرم در گلدان به دست آمد. کاربرد هیدروژل A200 و ورمی کمپوست به ترتیب باعث افزایش 88/31 و 5/18 درصدی عملکرد بیولوژیک و 5/23 و 25/20 درصدی عملکرد دانه گندم شده است. تحت شرایط این آزمایش، اثر متقابل هیدروژل A200 و ورمی کمپوست بر عملکرد دانه معنی دار نشد. اثر هیدروژل A200 و ورمی کمپوست بر روی عملکرد دانه معنی دار شد به طوری که بیش ترین مقدار عملکرد دانه مربوط به تیمار 2 گرم در کیلوگرم خاک هیدروژل A200 و 3 گرم در کیلوگرم خاک ورمی کمپوست و بیش ترین مقدار عملکرد بیولوژیک مربوط به تیمار 3 گرم در کیلوگرم خاک هیدروژل A200 و 4 گرم در کیلوگرم خاک ورمی کمپوست بدست آمد. کاربرد جداگانه هیدروژل A200 و ورمی کمپوست برای رسیدن به حداکثر میزان عملکرد بیولوژیک و عملکرد دانه قابل توصیه است.
    کلیدواژگان: تنش آبی، ورمی کمپوست، هیدروژل A200، گندم، عملکرد
  • ناهید پورعبدالله*، منوچهر حیدرپور، جهانگیر عابدی کوپایی، جهانشیر محمد زاده صفحات 683-693
    کنترل پرش هیدرولیکی برای کاهش خسارت وارده به ابنیه پایین دست از مسائل مورد توجه محققین است. هر چند تحقیقاتی بر روی کاربرد بستر زبر برای کنترل پرش مستغرق انجام شده است، اما مطالعه ای بر روی کاربرد همزمان شیب معکوس همراه با زبری بستر و پله انتهایی انجام نگرفته است. در این پژوهش، بررسی خصوصیات پرش هیدرولیکی مستغرق در محدوده اعداد فرود اولیه 4 تا 10 و نسبت استغراق 1/0 تا 5/1 بر روی بستر با شیب معکوس، زبری سنگریزه ای و ارتفاع پله انتهایی متفاوت انجام شد. نتایج نشان داد که در یک عدد فرود معین، طول پرش مستغرق و افت انرژی نسبی آن به ترتیب بیشتر و کمتر از این مشخصات برای پرش هیدرولیکی آزاد است. همچنین با افزایش نسبت استغراق اتلاف انرژی به طور متوسط 10 و طول پرش مستغرق در مقایسه با حالت کلاسیک آن 33 درصد کاهش نشان داد. همچنین ضخامت لایه مرزی بی بعد در پرش مستغرق برابر با 37/0 به دست آمد. از سوی دیگر مقادیر ضریب نیروی برشی (ε) به طور متوسط 44/4 برابر حالت کلاسیک محاسبه شد.
    کلیدواژگان: پرش مستغرق، عمق استغراق، طول پرش، افت انرژی، پروفیل سرعت
  • یادداشت تحقیقاتی
  • فرنوش فرزانه زردشتی، بهرام بختیاری*، کورش قادری، محمد جواد خانجانی، محمد بنایان صفحات 695-704
    با توجه به افزایش تبخیر-تعرق و کمبود منابع آب، برآورد دقیق نیاز آبی گیاهان ضرورت می یابد. پیشرفت های موجود و توسعه فناوری ساخت دستگاه های خودکار و هوشمند در زمینه کشاورزی، کمک بسیاری به بررسی این متغیر نموده است. در این پژوهش به طراحی، ساخت و واسنجی لایسیمتر کوچک وزنی هوشمند قابل حمل به عنوان ابزاری دقیق در برآورد پارامترهایی نظیر تبخیر-تعرق گیاه، ضرایب گیاهی و همچنین بررسی رفتار ترکیبات شیمیایی در آب و اعماق خاک پرداخته شده است. این مطالعه در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه شهید باهنر کرمان طی سال های 1395 و 1396 به انجام رسیده است. به منظور طراحی میکرولایسیمتر مورد نظر، ابتدا سیلندر داخلی آن با ابعادی به قطر و ارتفاع 30×27 سانتی متر از جنس استیل ضد زنگ و جدار خارجی به قطر 40 سانتی متر انتخاب گردید. با توجه به این موضوع که میکرولایسیمتر ساخته شده از نوع وزنی الکترونیکی می باشد لذا از یک لودسل تک نقطه از جنس آلومینیوم، با نرخ بارگذاری 60 کیلوگرم برای سیستم توزین استفاده گردید. به منظور برداشت داده های هواشناسی نظیر بارش، دمای هوا، رطوبت نسبی، فشار هوا، تعداد ساعات آفتابی و شدت تابش، از یک ایستگاه هواشناسی خودکار در مجاورت میکرولایسیمتر و جهت تامین آب مورد نیاز گیاه، یک سیستم آبیاری خودکار نیز طراحی گردید که قادر است در فواصل زمانی معین، آب گیاه را با توجه به مقادیر ثبت شده توسط سنسور رطوبت موجود در خاک تامین نماید. مقدار آب مازاد خروجی نیز به واسطه پیمانه های خودکار طراحی شده مستقر در زیر سیلندر میکرولایسیمتر به دست می آید. اندازه گیری رطوبت و دمای خاک در عمق موردنظر و توسط دو سنسور رطوبت سنج و دماسنج خاک انجام می پذیرد. کلیه ی سنسورها مورد واسنجی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که ضریب تبیین بین مقادیر مشخص و وزن میکرولایسیمتر برابر با 9998/0 می باشد. در مرحله ی آخر میکرولایسیمتر آماده نصب و کشت، در محیط مزرعه گردید.
    کلیدواژگان: لایسیمتر کوچک، تبخیر- تعرق، نیاز آبی واقعی، ایستگاه هواشناسی خودکار
|
  • Mohsen Farahbakhsh *, Hadi Sheikhpoori, Mehran Kiani Rad Pages 483-491
    These days, one of the most important environmental problems is soil pollution due to the contamination by petroleum hydrocarbons. One of the methods for reducing of soil contamination is the use of the electrokinetic process for remediation of hydrocarbons contaminated soils. Electrokinetic process causes the movement of water, ions and charged particles in the soil by electric field voltage. In this study, the effect of pH control in catholyte and anolyte on electrokinetic for removal of petroleum hydrocarbons from a clay soil, was evaluated. For this purpose, two experiments; one without pH control and second with pH control (in the range of 6-9) in electrolytes were carried out. Initial concentration of petroleum hydrocarbons in soil was 5%. The amount and type of petroleum hydrocarbons in the soil samples were measured by GC-MS. The results of both experiments showed that after 30 days, and 1 Vcm-1 electric field voltage, the highest percentage hydrocarbons was near anodes with little movement in the middle column. The average of petroleum hydrocarbons removal of two experiments was 16.67% and 31.5%, respectively. In addition, in the second experiment, about 26% of paraffin hydrocarbon and 37% of naphthalene hydrocarbons were removed from the soil column.
    Keywords: Electrokinetic, pH Control, petroleum hydrocarbons
  • Hosein Mirseyedhoseini *, Amal Arian, Peyman Abbaszadeh, Mahdi Tafvizi Pages 493-503
    The water crisis is one of the fundamental issues in arid and semi-arid regions like Iran. Therefore, the use of unconventional water resources, where good quality water is not available, is increasing. One of these resources is treated wastewater which in addition to the water supply can also provide some of plants nutritional requirements. The statistical design used for this study was a factorial design experiment based on a completely randomized factorial design having two types of irrigation water with four levels of plant water stress: absence of plant water stress (control), low stressed (80%), moderately stressed (60%), and severely stressed (40%) with three replications. Analysis of variance showed that irrigation with treated wastewater and normal water affects shoot wet and dry weights of crop, ear weight, root wet and dry weights and plant height and diameter. In other words, plant growth depends totally on the type of water for irrigation and possibly on presence of nutrients and organic matter in the wastewater. Results showed that irrigation with treated wastewater increased wet and dry weights of shoots and roots of corn. With exerting more water stress, wet and dry weights of shoot and root were reduced, however, this reduction in treated wastewater was lower when compared to normal water. Shoot wet and dry weights related to treated wastewater without stress (100%) had the highest values 874/3 and 306 respectively which show an increase of about 45.5 and 59.2%, respectively when compared to normal water under severely stressed condition (40%). Therefore, deficit irrigation with treated wastewater significantly increased the yield of corn rather than deficit irrigation with normal water.The use of treated sewage along with a permanent water quality monitoring network is recommended.
    Keywords: Bioavailability, Biogeochemical processes, Copper, Rhizosphere, Sequential extraction
  • Reyhaneh Zare *, Teymour Sohrabi, Babak Motesharezadeh Pages 505-514
    The water crisis is one of the fundamental issues in arid and semi arid regions like Iran. Therefore, the use of unconventional water resources, where good quality water is not available, is increasing. One of these resources is treated wastewater which in addition to the water supply can also provide some of plants nutritional requirements. The statistical design used for this study was a factorial design experiment based on a completely randomized factorial design having two types of irrigation water with four levels of plant water stress: absence of plant water stress (control), low stressed (80%), moderately stressed (60%), and severely stressed (40%) with three replications. Analysis of variance showed that irrigation with treated wastewater and normal water affects shoot wet and dry weights of crop, ear weight, root wet and dry weights and plant height and diameter. In other words, plant growth depends totally on the type of water for irrigation and possibly on presence of nutrients and organic matter in the wastewater. Results showed that irrigation with treated wastewater increased wet and dry weights of shoots and roots of corn. With exerting more water stress, wet and dry weights of shoot and root were reduced, however, this reduction in treated wastewater was lower when compared to normal water. Shoot wet and dry weights related to treated wastewater without stress (100%) had the highest values 874/3 and 306 respectively which show an increase of about 45.5 and 59.2%, respectively when compared to normal water under severely stressed condition (40%). Therefore, deficit irrigation with treated wastewater significantly increased the yield of corn rather than deficit irrigation with normal water.The use of treated sewage along with a permanent water quality monitoring network is recommended.
    Keywords: Corn, Wastewater, stem diameter, yield
  • Fereydun Nourgholipour, Hossein Mirseyed Hosseini *, Mohammad Mehdi Tehrani, Babak Motesharezadeh, Farhad Moshiri Pages 515-525
    Due to the vital role of phosphorus as an effective element in plant cell metabolism, it is considered as an important macro-nutrient for plants. Introducing new cultivars of plants that take up and use phosphorus efficiently can reduce financial and environmental cost of phosphate fertilizers. Rapeseed as an important oilseed crop is widely grown around the world, including Iran. This greenhouse experiment was conducted to determine relative use or acquisition efficiency of seven winter rapeseed cultivars (Talaye, Okapi, L72, Gabriela, Karaj, Brutus, Elvis) in deficiently (0 mg P kg-1 add to soil with 4.6 mg Olsen P kg-1 ) and adequately supplied P condition (80 mg P kg-1 add to soil). Shoot and root dry weight, leaf area, root volume, P and Ca uptake in root and shoot and P efficiency was measured and compared. The rhizobag technique was used for accessing rhizosphere soil. Based on the results, cultivars such as Gabriela with higher P uptake efficiency produced more biomass in phosphorus deficiency condition. There was significant variation in PE among the cultivars ranging from 0.25(Elvis) to 0.62 (Gabriela) and PACE ranged from 0.16 (Elvis) to 0.47 (Gabriela) and PUI (g2 SDW mg-1 P) ranged from 0.12 (Elvis) to 0.38 (Gabriela). Interaction effect of soil type (rhizosphere and non-rhizosphere) and P rate on soil pH was significant. It seems that P efficiency and biomass production in these cultivars was primarily due to their acquisition efficiency of P and Ca with larger root system and increase in P mobility and uptake from the soil and P use efficiency was in the next order of importance at P stress environment.
    Keywords: Calcium, Efficiency, phosphorus, rhizobag, root
  • Raoof Mostafazadeh *, Shahnaz Mirzaei, Khadijeh Haji Pages 527-527
    Hydrological modelling is usually used as a tool for predicting watershed hydrological response by water resources planners in flood forecasting and water resources management. Identification of the Nash-cascade model parameters as a practical model in simulation of flood hydrograph is very important in watersheds with limited data. The aim of this study was determining the Nash model response to variations of input parameters ranges (number of reservoirs and storage coefficient), and best subset combination to simulate unit hydrograph in the Jafar-Abad watershed, Golestan Province. The forty three rainfall-runoff events were used to derive that index unit hydrograph of the study area using S-curve technique. Then, the response of the Nash model results output was assessed considering random generated n, and k parameters through 3220 synthetic simulation and model efficiency was assesses using Nash-sutcliffe criteria. The results showed that the model has produced acceptable results in different values of n, and k input parameters and the model efficiency were more than 0.6 with ranges of 10-30 for n parameter and 0.01-3 subset of k values. The response of the Nash model in higher k and low n value subsets, showed the perfect simulation results. Also the results indicates that the storage coefficient parameter had an effective influence on determination of optimal input model combination, while a suitable model results is possible in different values on (n) number of reservoirs. In conclusion, identification of a precise value for the storage coefficient can greatly improve the simulation results. The results and the used approach can be used to determine the optimal model response regarding input parameters in similar ungauged watersheds.
    Keywords: Parameter estimation, Hydrologic model response, Random simulation, optimal parameter subset, random parameter
  • Mina Alipour Babadi, Abdolamir Moezzi *, Mojtaba Norouzi Masir, Ataallah Khademalrasoul Pages 537-547
    Organic residues processing and their reversion to soil is helpful to build up a sustainable agriculture. Biochar is product of organic residue pyrolysis. Biochar chemical and physical characteristics are significantly affected by pyrolysis temperatures and its feedstocks. Therefore an experiment was conducted to evalute some properties of biochar produced from four feedstocks viz: sugarcane bagasse, rice straw, wood sawdust and conocarpus leaves, which processed by three pyrolysis temperatures vis: 400, 700 and 900°C .The treatments replecated three time and laid out in a factorial experiment with the completely randomized design. Results showed that each group of treatments separatelye as well as their interaction had significantly different effect on biochar pH, EC, CEC, specific surface area, C/N ratio and total element concentration as well as pb and cationic micronutrients availability. Increasing the pyrolysis temperature from 400 to 900°C, decreased CEC in biochar drived from rice straw, conocarpus leaves, sugarcane bagasse and wood sawdust by 73/9, 37/7, 36/0 and 21/9 cmol﹈, respectively. But increasing temperature from 400 to 900°C, improved specific surface area of bagasse, rice straw, sawdust and conocarpus leaves biochar by 153/3, 241/1, 283/9 and 21/2 m2/g, respectively. It is suggested that at pyrolysis temperatures of 400°C with prioritize of biochar derived from conocarpus leaves, 2- rice straw, 3- sugarcane bagasse and 4- wood sawdust can be used to improve cation exchange capacity as well as improving available nutrients reservoir.
    Keywords: Biochar, Chemical Properties, Feedstock, Pyrolysis Temperature
  • Roghaei Hamzenejad, Ebrahim Sepehr *, Abbas Samadi, Mir Hasan Rasouli Sadaghiani, Habib Khodaverdiloo Pages 549-559
    The mobility and bioavailability of heavy metals in soils is dependent upon redistribution processes between solid and solution phases and among solid-phase components. In order to study the effect of nano zero valent iron (nZVI) on chemical forms of Cd and Pb in soils, an experiment was conducted as a factorial in a completely randomized design in three replications with 4 levels of nZVI (0, 1, 2 and 4 %), 4 levels of incubation time (1, 2, 4 and 8 weeks) and two soils. Chemical distribution of metals in soil was determined using sequential extraction method during mentioned incubation times and the reduced partition index (IR) and mobility factor (MF) of metals were calculated. Application of nZVI significantly (p ≤ 0.01) decreased the exchangeable and carbonate fractions and increased iron and manganese oxide bound fraction in comparison to the control treatment. The IR Values increased and MF values decreased with increasing nZVI levels and incubation time, result in a decrease in MF in soils. It is concluded that addition of nZVI in soil significantly could decrease MF of Cd and Pb in contaminated soils.
    Keywords: Nano zero valent iron, Chemical forms of metal, Sequential extraction, Cadmium, Lead
  • Ebrahim Babaeian, Mahdi Homaei *, Ali Akbar Noroozi Pages 561-571
    Estimating effective soil hydraulic properties for largescale is an outstanding challenge in hydrologic modelling. The aim of this study was to provide effective van Genuchten-Mualem hydraulic parameters at localscale through topography-based Upscaling Pedotransfer functions (PTFs) and spectrotransfer functions (STFs, SPTFs). The Zanjanrood sub-watershed with an area about 250 Km2 was selected as the study area for this research.hereby, a topography-based aggregation scheme, the so-called power average operator, PAO, was used to upscale (1Km×1Km) point scale parameters of , , and . With respect to the results, considerable and significant correlations (R>0.50) were obtained between measured and estimated hydraulic parameters. Upscaled STFs showed the largest and significant correlations with upscaled measurements of (0.65), (0.70), (0.86), while upscaled PTFs performed best for (0.55). The PAO performed best in the pixels which have the highest topographic index (CTI). The biggest R values were obtained between shape parameters (i.e., and ) andthe standard deviation CTI as well as between and with the average CTI. The ASAR estimated soil moisture values appeared to be significantly (p
    Keywords: Pedotransfer functions, spectrotransfer functions, topography, Upscaling, power average operator
  • Reza Kaihanynejad, Ali Asshraf Amirinejad * Pages 573-581
    Due to the effects of heavy metals on human health, removing them from the environment is essential. In this study, performance of several adsorbents in the removal of Pb from the soil solution was evaluated. A factorial experiment was conducted in a randomized design with three replications. Treatments included three types of adsorbents (zeolite, sunflower biochar and active carbon), four levels of Pb (0, 300, 600 and 900 mg/L of lead nitrate) and three different soil samples. According to the results, the best pH for absorbance of Pb was 5 and the proper balance time was 24 hours. Also, by increasing the adsorbent weight, the removal of Pb from the solution increased. In most cases Langmuir model described the data better than Freundlich. Since the total concentration of Pb desorption with zeolite and Biochar was less than active carbon, these adsorbents have higher efficiency than active carbon.
    Keywords: Biochar, Active carbon, Zeolite, Adsorption
  • Mohammadali Ghavidel, Salah Koochakzadeh *, Mohammad Bijankhan Pages 583-596
    A 2-D numerical model employed to analyze submerged jump through the sluice gates. The results compared versus existing experimental data and the currently exercising equations. Afore mentioned laboratory data cover a wide range of submergence ratio. The standard model was utilized as a closure model for analyzing turbulence effects via OpenFOAM toolbox. Free surface captured using VOF method. Water surface profile, velocity distribution along flow depth, forward flow and roller zone specifications acquired after running model in different conditions analogous to experiments. Since the sub-surface flow is not counted in 2-D model, the non-dimensional velocity profiles show that the model overestimates velocities. Submergence ratio proved significant impression on potential core height and tail water depth. The discrepancies between model and experiments reduced in developed flow region further from the gate. This effect associate with diminishing turbulences and consequently approaching to a real 2-D flow. Defining appropriate boundary conditions conferred.
    Keywords: Sluice gates, Submerged jump, numerical model, OpenFOAM, turbulence model
  • Elham Mazaheri, Jahangir Abdei Koupai * Pages 597-605
    The aim of this study was to evaluate the influence of Floating Covers on the reducing evaporation from free water surface. In this study three types of covers (Polystyrene, Polystyrene with aluminum and polycarbonate) on the surface of 3 reservoirs (with three repetitions for each covers) were used. Changes in water depth of covered and uncovered reservoir were measured in one year from October 2014 until November 2015. Then the evaporation results of covered and uncovered trials were analyzed in form of a randomized complete block design with three replications using SAS software at confidence level 99% (P
    Keywords: Polystyrene, Polystyrene with Aluminum Cover, Polycarbonate
  • Maryam Alizadeh *, Peyman Afrasiab, Mohammad Reza Yazdani, Abdolmajid Liaghat, Masoomeh Delbari Pages 607-617
    Subsurface drainage is constructed in the paddy fields with the purpose of drying of land at the time of rice harvest, mid-season drainage and lowering water level after the rice harvest. Most drainage equations have been developed for non-paddy land. However, given the unique special conditions of paddy fields in Guilan province (due to heavy textured soils with low permeability, heavy rain and shallow impermeable layer) compared to non-paddy lands, therefore introduced the equation that is most compatible with these conditions. So in this study, steady and unsteady equations were evaluated in estimating space of subsurface drainage for a second crop after rice harvest. Drainage treatments included: six conventional subsurface drainage systems including drainage system with drain depth of 0.8m and drain spacing of 7.5m (L7.5D0.8), drain depth of 0.8m and drain spacing of 10m (L10D0.8), and drain depth of 0.8m and drain spacing of 15m (L15D0.8), drain depth of 1m and drain spacing of 7.5m (L7.5D1), drain depth of 1m and drain spacing of 10m (L10D1), and drain depth of 1m and drain spacing of 15m (L15D1). From the rainfall occurred during the experiment, a three-day rainfall with a mean value of 23.9mm was selected for decision on the best equation. The equation that estimated the drainage space in the above rainfall with the least deviation from the best drainage treatment was chosen as the best drainage equation. The results showed that Ernst- Hooghoudt equation and Bouwer and Van Schilfgaarde equation combined with Hooghoudt equation estimated drainage space with the least deviations from the best drainage treatment (L10D0.8) and were selected as the best equations in the second cultivation season and the Delroix equation was introduced as the weakest equation in the design of subsurface drainage for paddy field in order to provide suitable conditions for the second cultivation.
    Keywords: Subsurface Drainage, Drain Spacing, Second Crop, Steady Equation
  • Amir Hosein Baghaei * Pages 619-628
    This research was performed to investigate the effect of tire ash enriched Arak municipal waste compost on the changes in Zn availability in a Cd polluted soil. Treatments were consisting of applying Arak municipal waste compost (0, 15 and 30 t ha-1) enriched with 0 and 200 kg ha-1 tire ash in a polluted soil (0, 5, 10 and 15 mg Cd kg-1 soil) and plant in this experiment was sorghum (Kimya CV.). Increasing the loading rate of Arak municipal waste compost from 0 to 15 t ha-1 in a Cd polluted soil (10 mg Cd soil-1) caused an increasing in DTPA extractable-Zn by 80 percentage. Similar to this result, after 60th from the experiment, the root and shoot Zn concentration were increased by 40 and 60 percentage, respectively. Applying tire waste had an effectiveness role on increasing Zn availability, as, applying 15 and 30 t ha-1 tire ash enriched Arak municipal waste compost in a Cd polluted soil (10 mg Cd kg soil-1) caused an increasing in DTPA extractable-Zn by 22 and 26 percentage, respectively. While the shoot Zn concentration was increased by 13 and 20 percentage, respectively. The result of this study showed that greatest shoot Zn concentration was to the treatment with applying 30 t ha-1 Arak municipal waste compost enriched with tire ash in a non-polluted soil. However, the type and physiological effect on the changes in Zn availability cannot be ignored.
    Keywords: Zn, tire ash, Arak municipal waste compost, Kimya CV
  • Jafar Chabokpour *, Amir Samadi, Mehrnoush Merikhi Pages 629-640
    In this research tried to examine the transport and dispersion characteristics of rockfill media with application of the two completely flowthrough discharges, two media diameters and five injection masses. Firstly by means of a digital EC sensors and related data logger system and software, the experimental BC curves have been extracted and then by application of method of temporal moments, the longitudinal dispersion coefficient and other parameters like mean residence time, variance and coefficient of skewness have been computed. Afterwards, by using analytical solution of classical advection dispersion equation and extracted coefficients from method of moments, the theoretical BC curves have been calculated and were compared with experimental ones. The applicability of method of moments have been approved by the results and also concluded that (except the climax point, in some cases) the theoretical solution can cover all regions of experimental BC curve.
    Keywords: Rockfill material, pollutant, longitudinal dispersion coefficient, temporal moment
  • Afsaneh Alinejadian Bidabadi *, Maryam Hasani, Abbas Maleki Pages 641-651
    In order to investigate the effect of amount and salinity of irrigation water equal to 0.5, 3 and 6 dSm-1 caused by NaCl (S0.5, S3 and S6, respectively) and irrigation levels equal to 60, 80 and 100% of full irrigation (E 60, E80 and E100, respectively) on nutrients and growth spinach, and also soil salinity profile, an experiment was carried out in the pot in a factorial method as a complete randomized design with four replications. According to the results of the research, salinity and water had effect on plant height, number of leaves; leaf area and chlorophyll index so that increasing salt amount in irrigation water and decreasing water usage leaded to decreasing chlorophyll index, height and number of leaves in the plant. Due to increasing salinity to 3dS.m-1, concentration of P and N had increased significantly and K had decreased to S0.5, insignificantly. Content of P and N decreasing in E60 treatment to E100 was 1.3 and 0.46% respectively and the Content of K increasing was 1.62% which was not significant. Study of soil salinity profile showed that in 0-6 cm soil layer for 3 and 6 dS.m-1 treatments, salinity increased about 23 to 53% to 0.5 dS.m-1 treatment. Due to saline water 6 dS.m-1, soil with the average of salinity is acceptable.
    Keywords: Sodium Chloride, Deficit Irrigation, Growth traits
  • Alireza Marjovvi *, Parisa Mashayekhi Pages 653-664
    To study the effect of different amounts of municipal compost and sewage sludge on soil properties and yield of maize after one and five years of consumption, a scientific experiment was conducted in Rudasht irrigation and drainage research station of Isfahan, Iran. The applied treatments of 25 and 50 t/ha of municipal compost and 15 and 30 t/ha of sewage sludge and control treatment (non-application of organic fertilizer) before planting, were used in constant plots in a randomized complete block design with three replications. As a result of organic fertilizer consumption, the pH decreases and concentrations of some essential elements concordant with the lead element increased significantly in the soil. The amounts of micro and macro elements were also increased in harvested corns. It was clear that the concentrations of those elements have increased in soil and corn after five years compared with one year of organic fertilizer consumption. The yield of corn was increased significantly by five year of fertilizer usage in comparison with control treatment
    Keywords: Organic fertilizer, Municipal solid waste compost, Sewage sludge, Soil chemical properties, Maize
  • Lida Asadi, Mojtab Khoshravesh *, Masoud Pourgholam, Abdolmajid Liaghat, Mohammadreza Youri Pages 665-672
    Due to the limited water resources, the deficit irrigation would be one of the most relevant methods in this situation. The purpose of this study was to optimize the water consumption and nitrogen level simultaneously. In this research, two different irrigation strategies of 75% (I2), 50% (I3) and 25% (I4) of water requirement and full irrigation (I1) and different nitrogen treatments with application of 150 (N1), 112.5 (N2) and 75 (N3) Kg/ha was investigated on yield production. Optimization of water and nitrogen showed that the proper yield function of soybean is the transcendental model among linear, Cobb-Douglas, quadratic and transcendental models. The optimum water and nitrogen levels of soybeans under water-nitrogen stress conditions was estimated 230 and 216.5 mm of water and 150 kg of nitrogen in two years. The results showed that the yield production was increased by 33.28% in N3 with deficit irrigation treatment (I2) as compared with full irrigation method.
    Keywords: Optimization, yield, Deficit Irrigation, Transcendental Model
  • Sajad Azimi, Mojtab Khoshravesh *, Abdullah Darzi Naftchali, Meysam Abedinpour Pages 673-682
    In order to evaluate the effect of different amounts of natural and artificial soil modifiers on biological yield and grain yield of wheat, an experiment was conducted at the research farm of Kashmar high education institute. In this research, experimental treatments were included: four levels of A200 hydrogel (0(V0), 1(V1), 2 (V2) and 3 (V3) grams per kilogram of soil), four levels of vermicompost (0(V0), 2 (V1), 3 (V2) and 4 (V3) grams per kilogram of soil) and three levels of irrigation (40 (W1), 20 (W2) and 0 (W3) percentage of moisture loss). The experiment was carried out in a randomized completely block design in a factorial arrangement in a pot experiment in 144 pots. The results showed that the highest amount of biomass and grain yield in S3V3W3 treatment were 81.7 and 35 gram in the pot respectively, and the lowest biomass and grain yield were in S0V0W1 treatment of 35 and 10.2 gram in the pot respectively obtained. Application of A200 hydrogel and vermicompost had increased biological yield by 31.88% and 18.5% and grain yield by 23.5% and 20.25%, respectively. Under the conditions of this experiment, the interaction effect of A200 hydrogel and vermicompost compounds was not significant. The effect of A200 hydrogel and vermicompost on the grain yield was significant, as the highest value of grain yield was obtained in the treatment of 2 g/kg A200 hydrogel and 3 g/kg vermicompost and the highest value of biological yield was obtained in the treatment of 3 g/kg A200 hydrogel and 4 g/kg vermicompost. Separately use of A200 hydrogel and vermicompost is recommended for achieving maximum biological yield and grian yield.
    Keywords: Water stress, wheat, yield, A200 Hydrogel, vermicompost
  • Nahid Pourabdollah *, Manouchehr Heidarpour, Jahangir Abedi Koupai, Jahanshir Mohamadzadeh Pages 683-693
    Control of hydraulic jump to reduce damage to the structures of downstream is one of the issues of interest to researchers. Although several researches have been conducted on the application of rough bed to control submerged jump but, any study has not been published on the simultaneous application of the adverse slope, bed roughness and the positive step. In this research, the effect of different adverse slopes, bed roughness and positive step height were simultaneously investigated on characteristics of submerged hydraulic jump in Froude numbers from 4 to 10 and submerge ratio from 0.1 to 1.5. The results showed that in each special Froude number, the length of submerged jump and its relative energy loss are more and less than these specifications for free hydraulic jump; respectively. In addition to, with increasing the submerge ratio, the average energy loss and the submerged jump length decreased 10 and 33%; respectively as compare to the classical state. Also, the thickness of the dimensionless boundary layer of submerged jump was 0.37. On the other hand, the shear force coefficient (ε) was calculated 4.44 times more than the classic condition.
    Keywords: Submerged jump, Submerged depth, Length of jump, Relative energy loss, Velocity profile
  • Farnoosh Farzaneh Zardoshti, Bahram Bakhtiari *, Koroush Qaderi, Mohammad Javad Khanjani, Mohammad Banayan Pages 695-704
    Due to increasing evapotranspiration and water resources scarcity, accurate estimation of crop water requirement is quite necessary. The existing improvements and the development of smart and automated devices in the field of agriculture have made lots of progress in agricultural required plant-environment measurements. In this study, design, construction and calibration of a portable small weighing smart lysimeter has been introduced. This device is capable of direct measurement for determination of crop evapotranspiration, crop coefficient and also to find the behavior of chemical compounds at desired soil depth and water. This study was conducted in an experimental farm located in Shahid Bahonar University of Kerman during years 2016-2017. In order to design the device the inner tank dimension was considered as 27 cm in diameter and 30 cm in height with stainless steel cover and outer cylinder with 40 cm diameter. Because of this weighing system, an aluminum alloy single point load cell has been used where it has 60 kg rated capacity. An automatic weather station installed near small lysimeter and recorded weather data such as rainfall, temperature, relative humidity, air pressure, sunshine hours and intensity of radiation. On the other hand for supplying crop water use, an automatic irrigation system with known time distances was installed near lysimeter’s setup. An automatic drainage sensor at the bottom of lysimeter’s cylinder determines excess water amount. Measuring soil moisture and soil temperature at desired depth are possible by their sensors. Load cell calibration was done by applied known weights to the small lysimeter. Then correlation diagram between known weights and lysimeter weight changes resulted in R2=0.9998. Other sensors also were calibrated. Finally, lysimeter gets ready for cultivation surrounding a farm.
    Keywords: Small lysimeter, Evapotranspiration, Actual water requirement, Automatic weather station