فهرست مطالب

  • سال سی و سوم شماره 2 (تابستان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/06/01
  • تعداد عناوین: 11
|
  • علیرضا واعظی*، محدثه حیدری صفحات 127-139

    کشت زارهای دیم واقع در اراضی شیب دار تحت انواع فرسایش آبی به ویژه فرسایش شیاری قرار دارند. شدت فرسایش شیاری در مراحل مختلف رشد گیاه تغییر پیدا می کند. این پژوهش به منظور بررسی تاثیر کاه و کلش گندم بر مقدار هدررفت خاک ناشی از فرسایش شیاری در مراحل رشد گندم دیم انجام گرفت. آزمایش صحرایی در کشت زار دیم با شیب 10 درصد با هفت سطح کاه و کلش گندم (صفر، 25، 50، 75، 100، 125 و 150 درصد پوشش سطح) در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد. زمین به موازات شیب شخم زده شد و مقادیر مختلف کاه و کلش به طور جداگانه با خاک مخلوط شدند. مصرف مالچ در تیمار 100 درصد برابر با 5/0 کیلوگرم در هر متر مربع بود. شیارها[H1] یی مستقیم به عرض 20 سانتی متر و به طول 10 متر در سه تکرار برای هر سطح مالچ به وسیله دستگاه کشت مشابه با جویچه های کشت گندم دیم ایجاد شد. فرسایش شیاری در پنج مرحله رشد گندم (کاشت، سبز شدن، پنجه زنی، ساقه روی و خوشه دهی) با استفاده از جریانی با دبی 2 لیتر بر دقیقه اندازه گیری شد. هدررفت خاک ناشی از فرسایش شیاری در تیمارهای مصرف کاه و کلش تحت تاثیر مرحله رشد گندم قرار گرفت (0/05>P). هدررفت خاک ناشی از فرسایش شیاری در تیمار 100 درصد مصرف کاه و کلش در تمام مراحل رشد کمترین بود و به طور متوسط به اندازه 79[H2]  درصد کمتر از تیمار شاهد بود. بین تیمار 100 درصد کاه و کلش گندم با سطوح بالاتر کاه و کلش (125 و 150 درصد پوشش سطح) تفاوتی معنی دار از نظر شدت فرسایش شیاری یافت نشد. در هر هفت سطح کاه و کلش گندم مرحله سبز شدن حساس ترین مرحله رشد بین کل مراحل رشد به فرسایش شیاری بود. این نتیجه به دلیل ضعف پوشش گیاهی و رطوبت بالای خاک در این مرحله بود. در این مرحله از رشد مصرف 100 درصد کاه و کلش معادل با 5 تن در هکتار منجر به کاهش حدود 71 درصد فرسایش شیاری (0/009 گرم بر متر مربع بر ثانیه یا 34/0 تن در هکتار در هر رخداد باران یک ساعتی) در جویچه های کشت شد.  [H1]شیار یا نوار؟ شیار عمق دارد. لطفا مشخص کنید. کلمه شیارکشت یا ردیف کشت درست است.  [H2]در متن انگلیسی 75% نوشته شده. کدام درست است؟ در متن انگلیسی اصلاح شد.

    کلیدواژگان: پوشش گیاهی، رشد گندم، رطوبت خاک
  • ناصر دوات گر*، لیلا رضایی، مسعود کاووسی، مریم شکوری، بهاره دلسوز، حسن شکری صفحات 141-154

    ارزیابی جامع کیفیت خاک های کشاورزی برای تصمیم گیری های خردمندانه که سبب تولید پایدار و حفظ محیط زیست می شود، ضروری است. بسیاری از مطالعات نشان دادند که شاخص کیفیت خاک که بر اساس ترکیبی از ویژگی های خاک است در مقایسه با ویژگی های فردی خاک بهتر می تواند شرایط خاک را توصیف نماید. در این تحقیق برای ارزیابی کیفیت خاک اراضی شالیزاری نیمه جنوبی دشت فومنات ابتدا با استفاده از تجزیه به مولفه های اصلی یک مجموعه داده های حداقل تهیه و سپس ویژگی های کمی خاک از طریق نمره دهی کیفی شد. در نهایت با وزن دهی به هر ویژگی (از طریق روش تجزیه به مولفه های اصلی) ، شاخص کیفیت خاک (SQI) بدست آمد و در نرم افزار GIS به پهنه تبدیل شد. نتایج نشان داد، بیشتر خاک ها (97 درصد نمونه خاک ها) هدایت الکتریکی کمتر از 2 دسی زیمنس بر متر در گروه خاک های طبیعی و بدون محدودیت  قرار داشتند. بیشتر خاک های اراضی شالیزاری مورد مطالعه دارای pH مناسب و بدون محدودیت خاص بود. میانگین حسابی غلظت فسفر قابل استفاده به علت وجود تعدادی نمونه با غلظت زیاد از حد بحرانی آن (12 میلی گرم در کیلوگرم) بیشتر بود، اما در بیش از 50 درصد منطقه وضعیت نامطلوب فسفر وجود داشت. نزدیک به 76 درصد مناطق مورد بررسی دارای نیتروژن کل بالاتر از 0/2 درصد بودند که نشان دهنده ی کفایت نسبی این عنصر غذایی در بیشتر اراضی است. غلظت پتاسیم قابل استفاده در بیشتر مناطق مورد بررسی کمتر از حد بحرانی بود. بازنمایی شاخص کیفیت خاک نشان داد که بخش محدودی از اراضی شالیزاری که دارای کیفیت حاصلخیزی بدی بودند عمدتا متاثر از محدودیت عوامل ذاتی وایستای خاک مانند رس، کربن آلی و گنجایش تبادل کاتیونی خاک بودند، اما بیشتر اراضی مورد مطالعه دارای کیفیت حاصلخیزی متوسط بوده و مهمترین عامل محدود کننده آن کمبود عناصر غذایی فسفر و پتاسیم قابل استفاده است. این در حالیست که مصرف کودهای فسفر و پتاسیم در این ناحیه کم است.

    کلیدواژگان: پهنه بندی با جی آی اس، تجزیه به مولفه های اصلی، شاخص کیفیت خاک، استان گیلان
  • سمانه خلیلی، امیر بستانی*، محمود باقری صفحات 155-166

    یکی از راه های استفاده و بهره برداری از آب واراضی شور استفاده از ارقام متحمل به شوری مانند گیاه کینوا است. مدیریت عناصر غذایی مانند فسفر در خاک های شور می تواند اثرات منفی شوری بر رشد و عملکرد گیاهان را کاهش دهد. به منظور بررسی تاثیر سطوح شوری و فسفر بر برخی ویژگی های گیاه کینوا در شرایط گلخانه ای آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار صورت پذیرفت. تیمارهای آزمایش شامل شوری آب آبیاری در شش سطح: شاهد (0/7)، 3، 6، 9، 12 و 15دسی زیمنس بر متر و فسفر از طریق اضافه کردن به خاک از منبع سوپر فسفات تریپل در چهار سطح، 0، 50، 100، 200 کیلوگرم در هکتار (معادل 0/01، 0/02 و 0/04 گرم فسفر در گلدان) بود. نتایج نشان داد با افزایش شوری آب آبیاری تا 15 دسی زیمنس بر متر (معادل شوری نهایی عصاره اشباع خاک 44/30 دسی زیمس بر متر)، ارتفاع گیاه 18/65% و طول پانیکول 4/52 درصد کاهش، هدایت الکتریکی عصاره اشباع خاک 218/72دسی زیمنس بر متر بود و غلظت سدیم در گیاه 18/5درصد افزایش یافت. با افزایش فسفر به خاک تا سطح 100 کیلوگرم بر هکتار ارتفاع گیاه در مقایسه با شاهد 12/3%، طول پانیکول 8/79% و غلظت فسفر در اندام هوایی گیاه 12/5درصد افزایش یافت. نتیجه حاصل از مقایسه میانگین اثر متقابل شوری آب آبیاری و فسفر بر ارتفاع گیاه نشان داد که در تمام سطوح فسفر، شوری 3 دسی زیمنس بر متر باعث ایجاد بیشترین ارتفاع گیاه شد که در مقایسه با شاهد 15/09درصد افزایش یافت. افزودن فسفر تا سطح 100 کیلوگرم سوپرفسفات تریپل در هکتار باعث کاهش اثر تنش شوری در گیاه شد اما در 200 کیلوگرم اثرات شوری را تشدید کرد و منجر به تشدید کاهش ارتفاع گیاه و طول پانیکول شد. بیشترین غلظت فسفر در سطح 100 کیلوگرم در هکتار فسفر و شوری 15 دسی زیمنس بر متر مشاهده شد که در مقایسه با شاهد 80/92درصد افزایش یافت. بر اساس نتایج به دست آمده کینوا می تواند انتخاب بسیار مناسبی برای زمین های شور و کم بازده باشد.

    کلیدواژگان: خاک شور، تنش شوری، مقاوم به شوری، سوپر فسفات تریپل
  • محمود محمدی*، محمد جعفر ملکوتی، کاظم خاوازی، فرهاد رجالی، محمدحسین داوودی صفحات 167-179

    به منظور بررسی تاثیر تیمارهای زیستی فسفاتی و روی بر جزء بندی فسفر معدنی در خاک ناحیه ریشه دو رقم لوبیا آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح آماری کاملا تصادفی اجرا شد. فاکتور های این تحقیق شامل دو رقم لوبیا چیتی (تلاش و صدری)، چهار سطح فسفر (P0: شاهد، P1: مصرف سوپر فسفات تریپل بر اساس آزمون خاک، P2: مصرف کود زیستی فسفاتی و سوپر فسفات تریپل به میزان 50 درصد توصیه بر اساس آزمون خاک و P3: مصرف کود زیستی فسفاتی) و سه سطح روی (Zn0: شاهد، Zn1:مصرف 50 کیلوگرم در هکتار سولفات روی وZn2 : مصرف تیمار زیستی روی) بود. نتایج نشان داد بین دو رقم مورد آزمایش اختلاف معنی دار در میزان اجزاء دی کلسیم فسفات (Ca2-P)، اکتا کلسیم فسفات  (Ca8-P)، آپاتیت فسفات (Ca10-P) و فسفر کل وجود داشت. کمترین میزان اجزاء معدنی فسفر در خاک ناحیه ریشه رقم صدری حاصل شد. تیمار فسفری بر اجزاء معدنی فسفر به جز آلومینیوم فسفات (Al-P)، فسفات آهن(Fe-P) و فسفرمحبوس در اکسیدهای آهن (O-P) تفاوت معنی دار ایجاد نمود. در تیمار P1، روند افزایشی و در تیمار های P2 و P3، روند کاهشی در شکل های معدنی فسفر مشاهده شد. تیمار روی تفاوت معنی دار بر اجزاء معدنی فسفر به جز Al-P و O-P ایجاد نمود. حداقل مقادیر اجزاء فسفر از تیمار زیستی Zn2 حاصل شد. در بین اثرات متقابل، اثرات متقابل سه گانه رقم در فسفر و روی بر Ca2-P و Ca10-P و اثر متقابل دوگانه فسفر و روی بر اجزاء Ca2-P،Ca8-P ، Ca10-P و فسفر کل معنی دار شدند. حداکثر این اجزاء از تیمارهای C1P1Zn0 و P1Zn0 و حداقل از تیمارهای زیستی C2P2Zn2، P2Zn2 و P3Zn2 حاصل شد. رقم صدری و تیمارهای زیستی فسفاتی و روی از کارآیی بالاتری در آزادسازی و جذب شکل های معدنی فسفر برخوردار می باشند.

    کلیدواژگان: میکوریزا، لوبیا رقم تلاش، رقم صدری، شکل های معدنی فسفر
  • هدی حسینی*، مجید فکری، محمد هادی فرپور، مجید محمودآبادی صفحات 181-195

    قابلیت جذب فسفر در خاک توسط واکنش های جذب و رهاسازی کنترل می شود. این واکنش ها تحت تاثیر ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک هستند. برای بررسی اثرات کربنات کلسیم فعال، رس و کربن آلی بر رفتار جذب فسفر در خاک های آهکی استان کرمان از خاک های ردیف های پستی و بلندی نگار-لاله زار و بافت- ارزوئیه نمونه برداری انجام گرفت. هم دماهای جذب فسفر در خاک با استفاده ازروش تعادلی تعیین و ارتباط فسفر جذب شده با غلظت تعادلی فسفر به وسیله معادلات لانگمویر، فروندلیچ و ون های مطالعه شد. نتایج نشان داد معادله لانگمویر با بیشترین ضرایب تبیین (0/978) و کمترین خطای استاندارد تخمین (0/027) بهترین برازش را بر داده های جذب فسفر نشان داد. حداکثر جذب فسفر (qmax) و حداکثر ظرفیت بافری فسفر با افزایش میزان کربنات کلسیم فعال افزایش پیدا کردند به طوری که با افزایش کربنات کلسیم فعال از 7/68 درصد به 18/25درصد، qmax از 655 به 1025 (میلی گرم بر کیلوگرم) و حداکثر ظرفیت بافری فسفر از 114 به 243 لیتر بر کیلوگرم افزایش یافت. در حالیکه با افزایش کربن آلی در خاک های مورد مطالعه از 74/1درصد به 7/8 درصد، qmax از 701 به 535 میلی گرم بر کیلوگرم و حداکثر ظرفیت بافری فسفر از 90 به 44 لیتر بر کیلوگرم کاهش پیدا کرد. نیاز استاندارد فسفر محاسبه شده در غلظت تعادلی 0/3 میلی گرم فسفر در لیتر با استفاده از معادله ون های با مقدار رس (**0/80=r) و کربنات کلسیم فعال (**0/77=r)همبستگی مثبت و با کربن آلی (*0/63-=r) و فسفر قابل استفاده خاک (*0/61-=r)همبستگی منفی و معنی دار نشان داد. حداکثر ظرفیت بافری و نیاز استاندارد فسفر مربوط به خاک های مناطق ارزوئیه و نگار با بیشترین درصد کربنات کلسیم فعال و رس بود، در حالیکه در خاک های مناطق لاله زار و بافت به علت دارا بودن کربن آلی بیشتر و کربنات کلسیم فعال کمتر، کمترین نیاز استاندارد فسفر به دست آمد. به طور کلی، جذب فسفر در خاک های مورد مطالعه تحت تاثیر مقدار رس، کربنات کلسیم فعال و کربن آلی است.

    کلیدواژگان: هم دمای جذب، ظرفیت بافری، نیاز استاندارد
  • مریم شکوری، شهرام محمود سلطانی*، محمد تقی کربلایی، فاطمه کشت کار صفحات 197-212

    برنج یکی از محصولات استراتژیک ایران بوده که تامین کننده درصد بالایی از کالری و پروتئین مورد نیاز مردم است. افزایش جمعیت و به دنبال آن افزایش نیازغذایی، شناخت روابط عملکرد و شرایط خاک را ضروری می سازد. یکی از شاخص هایی که شرایط خاک و ویژگی های مربوط به آن را به خوبی نشان می دهد شاخص کیفیت خاک[1] (SQI) است. در این پژوهش به منظور بهبود مدیریت صحیح اراضی شالیزاری منطقه گلدشت واقع دراستان مازندران،روابط بین عملکرد و کیفیت خاک بررسی شد. 128 نمونه مرکب خاک برای اندازه گیری برخی از ویژگی های فیزیکی و شیمیایی تهیه گردید. اندازه گیری عملکرد دانه در هنگام برداشت محصول، در تمام کرت ها در رطوبت 14درصد انجام شد. برای تعیین SQI، ابتدا ویژگی هایی که بیشترین تاثیر را بر SQIمنطقه دارند، به کمک تجزیه به مولفه های اصلی جدا گردید. از منطق فازی برای تبدیل ویژگی های کمی خاک به رتبه بندی کیفی استفاده شد و در نهایت با استفاده از مفهوم ضریب تغییرات، تلفیق شاخص ها انجام شد. میانگین عملکرد در منطقه مورد بررسی 3498 کیلوگرم در هکتار و SQI بین 0/47 تا 0/97 در نوسان بود. بر اساس کلاس بندی SQI مهمترین عامل محدودکننده کیفیت خاک، فسفر قابل استفاده است. برخلاف انتظار نتایج حاکی از آن است که بین عملکرد و SQI در منطقه مورد بررسی همبستگی معنی داری وجود ندارد (دلایل در بحث توضیح داده شد). مقایسه بین نقشه های عملکرد و کیفیت خاک نشان می دهد که وجود شرایط مناسب ویژگی های خاک در کنار مدیریت صحیح مزرعه می تواند در به حداکثر رساندن عملکرد برنج موثر باشد. مدیریت مناسب کشاورزان کاستی ها و شرایط تاحدی نامناسب خاک را می تواند ترمیم  نماید. این در حالی است که در بسیاری از موارد کیفیت مناسب خاک به تنهایی نمی تواند کاستیهای مدیریت زراعی را جبران نماید. [1] .Soil quality Index

    کلیدواژگان: تجزیه به مولفه های اصلی، منطق فازی و عملکرد برنج
  • سینا ملاح، بهاره دلسوز، ناصر دوات گر*، کامبیز بازرگان، میر ناصر نویدی، لیلا رضایی، مریم شکوری، حسن شکری، هادی شیخ الاسلام، احمد شیرین فکر، احسان کهنه صفحات 213-225

    بافت[H1]  خاک یک خصوصیت ایستای خاک است و بر بیشتر ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک تاثیر میگذارد.از این رو، تقاضا برای اطلاعات مکانی آن رو به افزایش است. کمبود اینگونه اطلاعات می تواند منجر به اتخاذ سیاست های غلط در مدیریت و تخریب منابع زمین و آب شود. در ایران داده های پراکنده بسیاری در مورد خاک وجود دارد که هزینه های بسیاری صرف تولید آن ها شده است. در صورت پهنه بندی صحیح، این داده ها به صورت نقشه در دامنه وسیعی از کاربردها قابل استفاده هستند. در این پژوهش، روش های کریجینگ معمولی، وزن دهی عکس فاصله و طبقه بندی پیکسل مبنا برای پهنه بندی ذرات معدنی و گروه های بافت خاک (سبک، سنگین و متوسط) در 4665 نمونه خاک سطحی با مختصات جغرافیایی معین در اراضی زراعی و باغی استان گیلان که عمدتا در دشت های ساحلی و پست قرار داشتند، مقایسه گردید و با استفاده از آماره های صحت سنجی ضریب تبیین (R2)، میانگین اریب خطا (MBE)، ریشه میانگین نرمال شده مربعات خطا (NRMSE)، ضریب کاپا (KIA) و درصد صحت طبقه بندی پیکسل ها (Pa) ارزیابی شد. نتایج نشان داد که روش وزن دهی عکس فاصله در برآورد درصد رس (R2 = 0/64 و  NRMSE =0/22) و شن (R2 = 0/67 و  NRMSE =0/25) از صحت بالاتری برخوردار بود. اما در برآورد گروه های بافتی سبک، سنگین و متوسط روش طبقه بندی پیکسل مبنا بر پایه آماره های ضریب کاپا و صحت طبقه بندی (به ترتیب برابر 0/46 و 73%) از صحت بیشتری نسبت به دیگر روش ها برخوردار بود؛ اما این برتری نسبت به روش کریجینگ معمولی (KIA =0/43  و  Pa =71%) جزئی بود. در طبقه بندی پیکسل مبنا از مولفه های داده های رقومی خاک به عنوان متغیر ورودی در شبکه عصبی مصنوعی برای برآورد اجزای معدنی در پیکسل های مجهول استفاده شد. برای تصمیم گیری با قطعیت بیشتر در رابطه با کارایی طبقه بندی پیکسل مبنا در برآورد گروه های بافتی خاک لازم است این روش در شرایطی با تنوع بیشتر در فیزیوگرافی نیز ارزیابی شود.  [H1]

    کلیدواژگان: کریجینگ معمولی، وزن دهی عکس فاصله، طبقه بندی پیکسل مبنا، شبکه عصبی مصنوعی، پهنه بندی
  • محمد جمشیدی، محمد امیر دلاور*، کلبی برانگارد، روح الله تقی زاده صفحات 227-239

    برنامه ریزی و مدیریت منابع اراضی نیاز به اطلاعات مکان دار تفصیلی و دقیق از خصوصیات خاک دارد. این در حالی است که در بسیاری از مناطق ایران این نوع اطلاعات در دسترس نیست. در این پژوهش کارائی روش های نقشه برداری رقومی خاک، شامل رگرسیون خطی چند متغیره، کوبیست و جنگل تصادفی برای پیش بینی تغییرات کربن آلی در سطح و عمق خاک اراضی دشت سعادت شهر مورد ارزیابی قرار گرفت.موقعیت نقاط مطالعاتی بر اساس روش مربعات لاتین تعیین و مقدار کربن آلی نمونه های خاک در افق های ژنتیکی اندازه گیری شد. با کاربرد الگوریتم اسپلاین با نواحی یکسان، مقدار کربن آلی افق های ژنتیکی به مقدار آن در اعماق استاندارد نقشه جهانی خاک تبدیل و بر اساس تعیین رابطه بین مقدار کربن آلی خاک در نقاط مطالعاتی با داده های متغیرهای کمکیانتخابی از مجموعه متغیرهای اجزای سرزمین، شاخص های سنجش از دور و نقشه های خاک، واحدهای ژئوفرم و فاصله از رودخانه، در قالب مدل های مورد استفاده، نقشه پیوسته مقدار کربن آلی اعماق مختلف خاک تهیه شد. کارائی مدل ها با استفاده از شاخص ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین خطا (ME) و میانگین مربعات خطای نرمال شده (NRMSE) مورد ارزیابی قرار گرفت.نتایج ارزیابی نشان داد اگرچه اختلاف اندکی بین مقادیر خطای مدل های مختلف در تمام اعماق وجود داشت، روش جنگل تصادفی در عمق صفر تا پنج سانتی متری (49/0RMSE=) و 60 تا 100 سانتی متری (RMSE=0/13)، روش رگرسیون خطی چند متغیره در عمق پنج تا 15 سانتی متری (RMSE=0/41) و روش کوبیست در عمق 15 تا 30 سانتی متری (RMSE=0/27) از خطای کمتری برخوردار بودند. برخلاف اختلاف اندک این مدل ها، با توجه به توانایی مدل جنگل تصادفی در نشان دادن توزیع مکانی مقادیر کربن آلی، این مدل برایتخمین کربن آلی در تمامی عمق ها انتخاب و نقشه های پراکنش کربن آلی در اعماق مختلف خاک دشت سعادت شهر در محیط سامانه های اطلاعات جغرافیایی (GIS) تهیه شد.

    کلیدواژگان: روش مربعات لاتین، رگرسیون خطی چند متغیره، کوبیست، جنگل تصادفی
  • علی محمد قائمی نیا، فرهاد دهقانی، محمدعلی حکیم زاده *، روح الله تقی زاده صفحات 241-252

    افزایش خشکی در سال های اخیر منجر به کاهش سرعت آستانه باد برای برداشت ذرات گرد و غبار از سطح خاک مناطق خشک شده است. انباشت نمک ها در سطح خاک به دلیل کمی بارش و تبخیر زیاد، سبب متلاشی شدن خاکدانه ها می شود. ذرات نمک به همراه ذرات خاک توسط باد برداشته شده و پس از طی مسافتی فرو می نشینند. اگر منطقه هدف اراضی کشاورزی باشد گرد و غبار حاوی نمک منجر به انتقال نمک به اراضی مزبور شده و باعث کاهش محصول می شود. در این پژوهش، به منظور تهیه سریع نقشه شوری خاک سطحی (30-0 سانتی متر) در محدوده اراضی شمال دشت یزد-اردکان از دستگاه القای الکترومغناطیس EM38 در حالت افقی استفاده شد. همچنین برای تعیین تعداد و محل های نمونه برداری خاک به منظور تعیین مدل رگرسیونی و تهیه نقشه الگوی شوری منطقه، بسته نرم افزاری ESAP-95 2.35R به کار گرفته شد. با انتقال داده های EM38 به برنامه ESAP-RSSD این نرم افزار، تعداد استاندارد و محل نمونه برداری خاک برای 12 نقطه مشخص گردید. پس از آن با استفاده از برنامه ESAP-Calibrate به منظور تعیین شوری خاک محدوده مورد بررسی با بهره گیری از داده های آزمایشگاهی هدایت الکتریکی عصاره اشباع (ECe)، درصد اشباع (SP) و درصد رطوبت وزنی (WC)، مدل رگرسیونی خطی چندگانه (MLR) ایجاد گردید. نتایج نشان داد مدل رگرسیونی پیشنهادی نرم افزار با ضریب تبیین 0/37 و میانگین ریشه مربعات خطا 55/80، شوری خاک سطحی از قرائت های دستگاه EM38 را مدل سازی کرده است. نتایج استفاده از برنامه ESAP-SaltMapper سطحی نشان داد که مناطق واقع در جنوب شرق منطقه مورد مطالعه دارای شوری بیشتری بوده و امکان برداشت نمک توسط باد در آنجا بیشتر است. نتایج همچنین نشان داد لازم است استفاده از دستگاه EM38 در اراضی همگن و دارای رطوبت استاندارد در حد ظرفیت مزرعه انجام شود و می توان از طریق نرم افزار ESAP نقشه شوری اراضی را تهیه نمود.

    کلیدواژگان: گرد و غبار شور، بیابان زایی، مناطق خشک، فرسایش بادی، القای الکتریکی
  • زیبا مقصودی، محمود رستمی نیا*، مرزبان فرامرزی، علی کشاورزی، اصغر رحمانی صفحات 253-267

    محدودیت های موجود در روش های مرسوم شناسایی خاک و پیشرفت های صورت گرفته در فناوری اطلاعات، باعث شده تا توجه بیشتری به رویکرد های نوین نقشه برداری خاک برای افزایش خلوص نقشه های خاک صورت گیرد. هدف این رویکرد پیش بینی کلاس های خاک یا ویژگی های آن، بر اساس متغیرهای محیطی یا خصوصیاتی از خاک است که به سادگی قابل محاسبه هستند. پژوهش حاضر در اراضی بخش سیوان از شهرستان ایلام با هدف شناسایی و تهیه نقشه خاک های این منطقه صورت پذیرفته است. ابتدا موقعیت 46 خاکرخ با استفاده از تفسیر اولیه تصاویر ماهواره ای و روش مطالعه شناسایی آزاد مشخص گردید. سپس بر اساس مشخصات مورفولوژیکی هر خاکرخ ، نمونه برداری از کلیه افق های ژنتیکی و تجزیه های شیمیایی و فیزیکی لازم انجام گرفت. خاک های منطقه مورد مطالعه بر اساس کلید رده بندی خاک آمریکایی (2014) طبقه بندی گردید. در این مطالعه از مدل رگرسیون منطقی چند جمله ای برای پیش بینی مکانی کلاس های رده بندی خاک استفاده شد. ویژگی های پستی و بلندی اولیه و ثانویه زمین از مدل رقومی ارتفاع با قدرت تفکیک مکانی 30 متر با استفاده از نرم افزار ساگا استخراج شد. نتایج رده بندی خاکرخ ها نشان داد که خاک های منطقه در سه رده مالی سولز، اینسپتی سولز و انتی سولز و شش کلاس در سطح خانواده خاک بود. بررسی همبستگی بین ویژگی های مدل رقومی ارتفاع نشان داد که پارامترهای موقعیت شیب میانی، تابش خورشیدی پراکنده، شاخص رطوبت پستی بلندی، شاخص زبری زمین، خمیدگی شکل سطح، خمیدگی طولی بیشترین تاثیر را روی تشکیل کلاس های خانواده خاک داشتند. دقت کلی مدل رگرسیون برای کلاس های خانواده 0/60 به دست آمد. هم چنین ضریب کاپای نقشه ی پیش بینی مکانی در سطح خانواده 0/38 برآورد گردید. نتایج این مطالعه نشان داد که متغیرهای زمین ریخت سنجی در پیش بینی کلاس های خاک موثر واقع شدند و پیشنهاد می شود در مطالعات آینده از سایر متغیرهای محیطی مشتق از داده های سنجش از دور نیز به منظور ارتقا صحت نقشه های خاک استفاده گردد.

    کلیدواژگان: نقشه برداری رقومی خاک، روش رگرسیون منطقی، داده کاوی، متغیرهای محیطی
  • سمیرا امیدی، بیژن قهرمان*، امیر فتوت، کامران داوری صفحات 269-284

    برای مدیریت هر دو جنبه مثبت و منفی کاربرد موادنانو هنگام ورود بهسامانه های طبیعی، اطلاع از نحوه توزیع و سرنوشت این مواد در این سامانه ها ضرورت دارد، در این باره، غلظت پس زمینه نانوذرات یکی از عوامل موثر بر فرایند انتقال است. در این تحقیق،به منظور بررسی اثر غلظت پس زمینه بر انتقال نانوذرات دی اکسید تیتانیم، ابتدا انتقال نانوذرات دی اکسید تیتانیم در قالب آزمایش های ستونی خاک دست نخورده در دبی های مختلف جریان بررسی شد. دبی به ترتیب برابر با هدایت هیدرولیکی اشباع (جریان اشباع)، 0/9، 0/7 و 0/5 برابر هدایت هیدرولیکی اشباع خاک (جریان غیراشباع) توسط پمپ پریستالتیک (BT100-1F) به ستون های خاک اضافه شد. سپس به منظور بررسی اثر آزمایش اول (غلظت پس زمینه بعد از آزمایش اول) روی آزمایش های بعدی، در یک ستون پس از آزمایش جریان اشباع و اندازه گیری محلول خروجی و تعیین غلظت نانوذرات TiO2 در آن به عنوان تابعی از زمان، جریان با دبی های در واحد سطح به ترتیب 540، 420 و 300 میکرولیتر بر دقیقه که به ترتیب معادل 0/9، 0/7 و 0/5 برابر هدایت هیدرولیکی اشباع هستند، برقرار شد.[H1]  پارامترهای تبیین کننده انتقال نانوذرات با استفاده از داده های اندازه گیری شده منحنی های رخنه بر مبنای مدل جذب تک مکانی و مدل جذب سینتیک تک مکانی برآورد شدند. در دبی 540 میکرولیتر بر دقیقه (Ks 0/9) میزان نانوذرات TiO2 خروجی از ستون نسبت به شرایط عدم وجود غلظت پس زمینه کم تر بود(9% نسبت به 17/2%). دلیل این نتیجه افزایش غلظت نانوذرات و بنابراین احتمال برخورد بیش تر و تشکیل انبوهه های بزرگ تر بود که سبب به دام افتادن آن ها در منافذ خاک می شود. با کاهش دبی جریان از 540 به 420  (Ks 0/7) و سپس 300 میکرولیتر بر دقیقه (Ks 0/5)، نسبت به شرایطی که غلظت پس زمینه در ستون خاک وجود نداشت به دلیل افزایش نانوذرات در ستون خاک و کمبود مکان جذب برای آن ها، نانوذرات بیشتری وارد زهاب خروجی از ستون شد(به ترتیب 4% و 6% نسبت به 3/5% و 2/9%). بنابراین، با توجه به تاثیری که غلظت پس زمینه نانوذرات بر انتقال آن ها در خاک دارد باید در پروژه های پاک سازی خاک و آب های آلوده که از نانوذره TiO2 استفاده می شود، ابتدا غلظت زمینه این نانوذره در محیط تعیین و تاثیر آن نیز بر فرایند انتقال بسته به شدت جریان ورودی لحاظ شود. در مدل سینتیک جذب تک مکانی با لحاظ شدن ضریب واجذب نانوذرات TiO2،نتایج تخمین میزان انتقال نانوذرات از ستون خاک با 0/89<R2 همچنین ME و RMSE بسیار کم تر از مدل جذب تک مکانی در تمام نرخ های جریان، بهبود قابل توجهی یافت.  [H1]لازم است در چند جمله کوتاهتر این مطلب به طور مفهوم نوشته شود

    کلیدواژگان: جذب، واجذب، انبوهه، غیراشباع، منحنی رخنه
|
  • Alireza Vaezi *, M Heidari Pages 127-139

    Rainfed lands located on slopes are subjected to higher water erosion types, particularly rill erosion. Rill erosion rate can be varied in various growth stages. This study was carried out to find the effect of wheat straw on soil loss resulting from rill erosion in wheat growth stages. A field experiment was done in rainfed wheat land with 10% slope and seven wheat straw levels (0, 25, 50, 75, 100, 125 and 150% of ground cover), using the randomized complete block design with three replications. The land was plowed down slope and various straw amounts were separately incorporated into the soil. A 0.5 kg wheat straw per square meter was used in the 100% straw level. Three rills/furrows with 20-cm width and 10-m length were installed by the the planter machine similare to cultivation furrows for each straw level and rill erosion measurements were done using a discharge flow of 2 L.min-1 at five growth stages (planting, emergence, tillering, stem elongation, grain filling ). Based on the results, soil loss by rill erosion was significantly affected by straw amount (P< 0.05). Soil loss by rill erosion in 100% straw level was the lowest amount at all wheat growth stages and was about 79% [H1] lower than that in the control treatment. There was no significant difference between this treatment and higher straw levels (150% and 125% ground cover) in rill erosion. The emergence stage in each straw level, which was associated with poor vegetation cover and higher soil water content in this period, was the most susceptible stage in the rill erosion among all growing stages. In this stage, application of 100% wheat straw equal to 5 ton per hectare could decrease rill erosion by 71% (0.009 g m-2 equal to 0.34 ton per hectare for each 1-h rainfall event) in the cultivated furrows.

    Keywords: Vegetation cover, Wheat growth, Soil Moisture
  • N. Davatgar *, L. Rezaee, M. Kavoosi, M. Shakouri, H. Shokri, B. Delsooz Pages 141-154

    A comprehensive assessment of agricultural soils quality is essential for making wise decision that leads to sustainable production and environmental preservation. Many studies have shown that soil quality index, based on a combination of soil characteristics, can describe soil conditions better than individual soil characteristics. In this study, to evaluate the soil quality, first, a minimum data set was made by using the principal component analysis. Then, quantitative characteristics of the soil were quantified through scoring. Finally, by weighting each attribute (through the principal component analysis), soil quality index (SQI) was obtained and converted to map by GIS software. The results showed that most of the soils (97% of soil samples) had electrical conductivity less than 2 dS/m and they were in the group of natural soils without limitation. Most of the studied paddy soils had a good pH and no special limitation. The average of available phosphorus concentration was more than the critical level (12 mg/kg) because of the presence of a number of high concentration samples, while there was a poor phosphorous situation in more than 50% of the region. Nearly 76 percent of the studied regions had total nitrogen higher than 0.2 percent, which indicated the relative adequacy of this nutrient element in most of the land. The concentration of available potassium in most of the studied areas was less than the critical level. Mapping of the soil quality index showed that some paddy fields had poor fertility quality because of the limitation of soil intrinsic and static properties such as clay, organic carbon, and cation exchange capacity. However, most of the studied lands had moderate fertility quality and the most important limiting factor was the shortage of available phosphorus and potassium, while the use of phosphorus and potassium fertilizers was low in this area.

    Keywords: Guilan province, GIS mapping, Principal component analysis, Soil quality index
  • S. Khalili, A. Bastani *, M. Bagheri Pages 155-166

    One of the ways to use and exploit saline lands and water is to use salinity resistant cultivars, such as Quinoa plant. Managing nutrients such as phosphorus in saline soils can reduce the negative effects of salinity on plant growth and yield. In order to investigate the effect of irrigation water salinity (ECW) and phosphorus levels on some of the characteristics of Quinoa plant in greenhouse conditions, a factorial experiment was conducted in a completely randomized design with three replications. The treatments consisted of ECW  at six levels: control (0.7), 3, 6, 9, 12, and 15 dSm-1, and phosphorus was added to the soil from the source of triple superphosphate at four levels, 0, 50, 100, 200 kg per hectare (equivalent to 0, 0.01, 0.02 and 0.04 grams of phosphorus in the pot  from source of triple superphosphate). The results showed that with increasing ECW up to 15 dS m-1 (equivalent to ECe= 30.44 dSm-1), plant height decreased by 18.65% and panicle length by 52.4%. ECe reached 182.72 dSm-1 and sodium concentration in plant increased by 18.5%, compared with the control. Increasing phosphorus application to the soil up to 100 kg/ha increased plant height by 12.3%, panicle length by 8.8%, and phosphorus concentration ​​in plant aerial parts by 12.5%, compared to the control. Comparison of the average interactions between salinity of irrigation water and phosphorus on plant height showed that salinity of 3 dS/m, at all levels of phosphorus, increased the plant height by 15.1%, in comparison with the control. Adding phosphorus up to 100 kg triple-super phosphate per hectare reduced the effect of salinity stress in the plant, but at 200 kg it exacerbated the effects of salinity and led to a sharp decrease in plant height and panicle length. The highest concentration of phosphorus was observed at 100 kg/ha phosphorus and 15 dS/m salinity, which increased by 92.9% compared to the control. Based on the results, quinoa can be a very good choice for saline and low-yielding lands.

    Keywords: Soil salinity, Salinity stress, Salt tolerance, Triple-super phosphate
  • M. Mohammadi *, M. J. Malakouti, K. Khavazi, F. Rejali, M. H. Davoodi Pages 167-179

    In order to study the effect of phosphate and zinc bio-treatments on inorganic P fractionation in two cultivars of bean, an experiment was conducted as factorial in a completely randomized design. The research treatments consisted of two cultivars of bean (Talash and Sadri), four levels of P (P0: Control, P1: Use of TSP fertilizer on the basis of soil test, P2: 50 percentage of TSP + P biofertilizer, and P3: Use of P biofertilizer), and three levels of Zn (Zn0: Control, Zn1: 50 kg ha-1 ZnSO4, and Zn3: Use of biological Zn treatment). The results revealed that there were significant differences between the two cultivars on Ca2-P, Ca8-P, Ca10-P and total P. The minimum amount of inorganic P fractions was obtained from root zone soil of Sadri cultivar. The effect of P treatment was significant on inorganic P fractions, except Al-P, Fe-P and O-P. The amount of inorganic P forms showed an increase in P1 and a decrease in P2 and P3 treatments. The effect of Zn treatment was significant on inorganic P fractions, except Al-P and O-P. The minimum amount of inorganic P fractions was obtained from Zn2. Among the interaction effects, the triple interaction effect of cultivar × P × Zn was significant on Ca2-P and Ca10-P and the double interaction effect of P × Zn was significant on Ca2-P، Ca8-P, Ca10-P and TP. The maximum amounts of these forms were obtained from C1P1Zn0 and P1Zn0, and the minimum from C2P2Zn2, P2Zn2 and P2Zn3 treatments. Sadri cultivar and phosphate and Zn bio-treatments had higher efficiency in release and uptake of P inorganic forms.

    Keywords: mycorrhiza, Bean cv. Talash, Sadri
  • H. Hosseini *, M. Fekri, M. H. Farpoor, M. Mahmoodabadi Pages 181-195

    Phosphorus availability in soils is controlled by sorption/desorption reactions. These reactions are also affected by the physical and chemical properties of the soil. In this research, effects of organic carbon, active calcium carbonate and clay on the phosphorus sorption behavior of calcareous soils were studied along Negar-Lalezar and Baft Orzouyeh transects in Kerman Province, Iran. The phosphorus sorption in soil was determined using batch experiment and Langmuir, Freundlich and Van Hay isotherms. The results showed that, based on the coefficient of determination (0.978) and standard error of estimate (0.027), Langmuir model fitted well with experimental data. Maximum sorption of phosphorus (qmax) and maximum buffering capacity of P increased when the active calcium carbonate increased. Results showed that qmax increased from 655 to 1025 mg.kg-1, and the maximum buffering capacity of P increased from 114 to 243 L.kg-1 when calcium carbonate increased from 7.68% to 18.25%. However, qmax decreased from 701 to 535 mg.kg-1 and maximum buffering capacity of P decreased from 90 to 44 L.kg-1 with increasing organic carbon in the studied soils (from1.74% to 7.8%). Using the equation of Van Hay, the required standard phosphorus calculated at a concentration of 0.3 mg P.L-1 showed a significantly positive correlation with clay (r = 0.80**) and active calcium carbonate (r = 0.77**) contents, but significantly negative correlations with organic carbon (r = -0.63*) and available phosphorus (r = -0.61*). The maximum buffering capacity and the required standard phosphorus were found in the soils of Orzouyeh and Negar regions due to their highest percentage of active calcium carbonate and clay. However, in the soils of Lalezar and Baft regions, due to the presence of more organic carbon and less active calcium carbonate, the lowest standard phosphorus requirement was obtained. It could be concluded that phosphorus sorption in soils is influenced by soil properties such as clay, active calcium carbonate, and organic carbon contents.

    Keywords: Sorption isotherm, Buffer capacity, Standard requirement
  • M. Shakouri, S. Mahmoud Soltani *, F. Keshtekar, M.T. Karbalai Pages 197-212

    Rice is one of the strategic agricultural crops in Iran and provides a high percentage of dietary calorie and protein of the people. With a rapidly increasing population and the consequent increase in food demands, it is necessary to know the relationship between rice yield and soil conditions. Therefore, the objective of the present study was to evaluate the relationships between yield and soil quality (SQ) in order to provide guidance regarding proper soil management practices for the sustainable development of Goldasht region paddy fields, in Mazandaran province. One hundred and twenty-eight surface soil samples were collected to measure some physical and chemical soil properties. At harvest time, grain yield was measured at 14% moisture content. Firstly, to determine the SQI, the characteristics with the highest effect on the SQI of the region were identified by the Principal Component Analysis. Fuzzy logic method was used to convert quantitative soil properties to qualitative ranking and, finally, the indices were combined using the concept of coefficient of variation. The average recorded rice grain yield of the studied area was 3498 kg ha-1 and SQI varied between 0.47 and 0.97. Contrary to expectation, there was no significant correlation between performance and SQI in the studied area (reasons are explained in discussion section). According to the results of SQI classification, available phosphorous is the most important limiting factor for soil quality in the area. Direct comparison among maps of yield and soil quality indices indicate that proper soil conditions along with proper management of the farm can be an effective solution to maximize rice yield. Thus, proper management by the farmers can remedy shortcomings and somewhat inappropriate soil conditions. However, in many cases, proper soil quality alone cannot compensate for crop management shortcomings.

    Keywords: Principal component analysis, fuzzy logic, Rice yield
  • S. Mallah, N. Davatgar *, K. Bazargan, L. Rezaee, H. Sheikholeslam, A. Shirinfekr, H. Kahneh, B Delsouz, H. Shokri, M. Shakouri Pages 213-225

    Soil texture is a static soil property that has great effects on soil physico-chemical properties. Therefore, global demands are increasing for a high spatial resolution map of soil texture. Lack of intrinsic soil data can lead to wrong policies regarding management and degradation of soil and water resources. Iran has many scattered soil data that have been collected at great cost. These data can be useful in a wide range of applications if presented accurately in digital map format. In this study, Ordinary Kriging, Pixel-Based Classification (PBC), and Inverse Distance Weighted (IDW) methods were investigated using 4665 soil surface samples collected from croplands and orchards to map Guilan soil texture groups (fine, medium and coarse) and soil mineral particles. MBE, NRMSE, KIA, R2 and Pa statistics were used for verification. The results indicated that IDW could provide higher accuracy for clay (R2 = 0.64 and NRMSE = 0.22) and sand (R2 = 0.67 and NRMSE = 0.25) particles prediction, but PBC had higher accuracy for predicting fine, medium and coarse soil texture groups according to KIA and Pa of 0.46 and 0.73, respectively. However, superiority of PBC was minor (KIA = 0.43 and Pa = 0.71) compared to Ordinary Kriging. PBC used auxiliary soil data as inputs for Artificial Neural Network to predict soil mineral particles of unvisited pixels. For more certainty regarding efficiency of PBC in predicting soil texture groups, it is recommended to test the mentioned methods in areas with more physiographic diversity.

    Keywords: Ordinary kriging, Pixel-Based Classification, Inverse Distance Weighted, Artificial Neural Network, Mapping
  • M. Jamshidi, M. A. Delavar *, R. Taghizadehe, Mehrjerdi, C. Brungard Pages 227-239

    Whileland resource management needs detailed and accurate information about soil properties and distribution, this kind of data is limited in Iran. In this research, we tested performance of three digital soil mapping (DSM) approaches including Multiple Linear Regression (MLR), Cubist (CU) and Random Forest (RF) to map the spatial 3D distribution of soil organic carbon (SOC) in Saadat Shahr plain in Fars Province. Latin hypercube sampling (LHS) was used to determine locations of soil profiles in the field. The soil profiles were sampled and SOC was measured. Different environmental covariates including terrain attributes, remote sensing auxiliary variables, and maps of soil, geoform and distance from rivers were used in this research as auxiliary data. According to the link of the environmental covariates and soil organic carbon contents in the framework of each model in combination with equal-area spline algorithm, soil organic carbon maps were produced at five standard depths of soils in the whole study area. Model performance was evaluated by root-mean-square error (RMSE), mean error (ME) and normalized root-mean-square error (NRMSE). Among the used models, RF model showed the highest performance to predict organic carbon in depths of 0-5 and 60-100 cm. Meanwhile, MLR and CU had the lowest error for prediction in depths of 5-15 and 15-30 cm, respectively. In spite of these results, RF model was considered as the best model for its power to explain the spatial distribution of soil organic carbon in all soil depths in the study area.

    Keywords: Latin Hypercube Sampling, Multiple Linear Regression, Cubist, random forest
  • M. Ghaeminia, M. A. Hakimzadeh *, R. Taghizadeh, F. Dehghani Pages 241-252

    Increasing aridity caused by the drought phenomenon in recent years has led to a decrease in the threshold wind speed for removing dust particles from the soil surface of arid areas. The accumulation of salts on the surface of the soil, due to low precipitation and high evaporation, causes disintegration of the aggregates. Salt particles along with the soil particles are removed by wind and they fall over a distance. If the target area is agricultural land, dust containing salt results in the transfer of salt to the affected area, which leads to a decrease in the yield of the crops. In this research, EM38 electromagnetic induction instrument was used in horizontal orientation in order to provide a cheap and fast map for surface soil salinity (0-30 cm) in the area that are sensitive to wind erosion in northern Yazd-Ardakan plain. The ESAP-95 2.35R Software package was also used to determine the number and location of soil samples in order to determine the regression model and to prepare a map of the salinity pattern in the area. With the transfer of EM38 data to the ESAP-RSSD program, the standard number and soil sampling points for 12 sites were identified. Subsequently, a Multiple Linear Regression model (MLR) was developed using ESAP-Calibrate and using Electrical Conductivity data of the saturated extract (ECe), saturation percentage (SP) and percentage of water content (WC). The results showed that the proposed regression model could model the soil surface salinity from EM38 readings with a determination coefficient (R2) of 0.37 and Root Mean Square Error (RMSE) of 80.55. The results of using the ESAP-SaltMapper program for mapping soil surface salinity showed that the southeast of the study area had higher salinity and the possibility of harvesting salt by the wind was much higher. The results also showed that the use of the EM38 device should be made in areas with homogeneous and standardized moisture at field capacity level and ESAP software can be used to map soil salinity.

    Keywords: Salty dust, desertification, Arid areas, Wind erosion, Electrical induction
  • Z. Maghsodi, M. Rostaminia *, M. Faramarzi, A. Keshavarzi, A. Rahmani Pages 253-267

    Limitations in conventional soil identification methods and the advances made in information technology in soil science have attracted more attention to new approaches to soil mapping in order to improve the purity of soil maps. The present study was carried out in a part of Ilam province to identify and prepare soil maps of this region. At first, 46 profiles were identified. Then, based on the morphological characteristics of each profile, soil samples were taken from all genetic horizons and analyzed for chemical and physical properties. Then, the soils were classified based on the Soil Survey Staff keys (2014). A multinomial logistic regression model was used for spatial prediction of soil taxonomic classes. The geomorphometric features were extracted from digital elevation model with a resolution of 30 m2 by SAGAGIS2.2 software. The classification results of each soil control profile in the studied area showed that, in general, the soils were in three order categories: Mollisols, Inceptisols, Entisols, and six classes at the family level. The correlation between the features of digital elevation model showed that the parameters of the mid slope position, spatial solar radiation, index of moisture content, ground roughness index, surface curvature, and profile curvature had the most effect on the formation of soil family classes. The overall accuracy and Kappa index of spatial prediction map from the regression model was 60% and 0.38 at the familial level, respectively. Finally, the results of this study showed that geomorphometric variables had a significant influence on the prediction of soil classes. Therefore, it is suggested that in future studies, other covariates derived from remote sensing data should also be used to improve the quality and accuracy of soil maps.

    Keywords: Digital soil mapping, Multinomial logistic regression method, Data Mining, Covariate
  • S. Omidi, B. Ghahraman *, A. Fotovat, K. Davary Pages 269-284

     
    To manage the positive and negative aspects of application of nanomaterials to natural systems, it is necessary to know the distribution and fate of these materials in such systems. In this regard, the nanoparticle background concentration is one of the factors affecting the transfer process. In this study, in order to investigate the effect of background concentration on the transport of titanium dioxide nanoparticles, transport of TiO2 nanoparticles was first investigated in undisturbed soil columns under different flow rates. The flow rates were equal to the saturated hydraulic conductivity (Ks), 0.9 Ks, 0.7 Ks,and 0.5 Ks (unsaturated flow) applied by peristaltic pump (BT100-1F) to the different soil columns. Then, in order to investigate the effect of the first experiment (background concentration after the first experiment) on subsequent experiments, in a column after the saturation flow test and measuring the outflow and determining the concentration of TiO2 nanoparticles as a function of time, flow rates at unit volume of 540, 420, and 300 μL/min, respectively, are 0.9, 0.7 and 0.5 times the saturated hydraulic conductivity, respectively. [H1] Parameters explaining the transport of nanoparticles using measured data of breakthrough curves based on one-site sorption model and one kinetic site sorption model were estimated. At 540 μL/min, the amount of TiO2 nanoparticles in outflow from the column was lower relative to the absence of the background concentration due to the increase in the concentration of nanoparticles and, therefore, the possibility of more collisions and formation of larger aggregates that caused trapping (straining) them in the pores of the soil. By decreasing the flow rate from 540 to 420 and then 300 μL/min, there was no background concentration in the soil column due to the increase of the nanoparticles in the soil column and the lack of sorption site for more nanoparticles were introduced into the outlet from the column[H2] . Therefore, due to the effect of TiO2 NPs background concentration on the transfer of these particles in the soil, it is necessary to determine their background concentration in the contaminated soil and water where TiO2 NPs are used for remediation of contamination. Also, effect of background concentration on the transfer process depending on the influent flow rate should be considered. In the one kinetic sorption site model, taking into account the detachment coefficient of TiO2 nanoparticles, the results of estimation the nanoparticles transport through soil column were significantly improved (R2>0.89, ME, and RMSE were also much lower than the one site sorption model at all flow rates).

    Keywords: Attachment, Breakthrough curves, Detachment, Unsaturated