فهرست مطالب

تحقیقات کاربردی خاک - سال هفتم شماره 3 (پاییز 1398)
  • سال هفتم شماره 3 (پاییز 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/09/01
  • تعداد عناوین: 15
|
  • فهیمه نیک سرشت، احمد لندی*، غلامعباس صیاد، غلامرضا قزلباش، حسین علی بهرامی صفحات 1-13

    فرسایش بادی و انتقال رسوب حمل شده تهدیدی جدی برای اراضی کشاورزی، محیط زیست، آلودگی هوا و سلامت انسان یکی از مشکلات اساسی در ایران و بخصوص استان خوزستان است. هدف از این مطالعه بررسی کارایی باکتری اسپوروسارسینا پاستوری (Sporosarcina pasteurii) در کنترل فرسایش بادی در محیط کشت Tryptic Soy Broth (TSB) و ملاس نیشکر بود. بدین منظور، محیط کشت باکتری و اثر گذشت زمان در پیشبرد آزمایش در نمونه خاک شنی از منطقه حمیدیه در دشت آزادگان استان خوزستان بررسی شد. تیمارهای آزمایشی شامل ملاس نیشکر (10 درصد) و TSB به عنوان محیط کشت باکتری و محلول اوره (2 درصد) و کلرید کلسیم به عنوان مایه تلقیح بود. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی و در 3 تکرار انجام شد. پس از گذشت زمان 7، 15 و 30 روز، غلظت کربنات کلسیم، مقاومت به فروروی و فرسایش-پذیری نمونه ها به کمک تونل باد بررسی شد. نتایج نشان داد از میان تیمارهای مختلف بیشترین غلظت کربنات کلسیم در تیمار ملاس همراه با باکتری مشاهده شد به طوری که درصد کربنات کلسیم نمونه شن را 52 درصد افزایش داد. بیشترین مقاومت به فروروی مربوط به تیمار کاربرد ملاس بود که سبب افزایش 1000 برابری مقاومت به فروروی شد. با گذشت زمان، مقاومت به فروروی و درصد کربنات کلسیم تجمع یافته در خاک، افزایش معنی دار در سطح 5 درصد بر اساس آزمون LSD نشان داد. بررسی فرسایش پذیری نمونه های منتخب در تونل باد با میانگین سرعت باد 16 متر بر ثانیه نشان داد که مقدار فرسایش در خاک شنی شاهد از 52 درصد به صفر کاهش یافت و باعث کاهش 100 درصدی فرسایش شد. نتایج به دست آمده از این پژوهش نشان دهنده ی نقش قابل توجه ملاس در کاهش فرسایش پذیری خاک شنی و افزایش مقاومت فروروی بود. بنابراین، استفاده از این ماده برای تثبیت شن های روان پیشنهاد می شود.

    کلیدواژگان: فرسایش بادی، ملاس نیشکر، اسپوروسارسینا پاستوری، کلسیت
  • محمد بابا اکبری*، مریم شکوری، اکبر حسنی، محسن سیلسپور صفحات 14-24
    همگام با رشد صنعت و فناوری، ورود آلاینده های زیست محیطی و در صدر آن فلزات سنگین به خاک ، موجب افزایش نگرانی جامعه جهانی در رابطه با امنیت غذایی شده است. هدف از این مطالعه ارزیابی میزان خطر زیست محیطی عناصر سنگین با استفاده از شاخص های آلودگی در شهرستان ورامین می باشد. برای این منظور، 35 نمونه مرکب خاک سطحی کشاورزی از هفت منطقه تهیه شد. مقدار کل و قابل جذب عناصرسنگین با تیزاب سلطانی و DTPA استخراج و با دستگاه جذب اتمی اندازه گیری شد. شاخص های زمین انباشتگی، فاکتور غنی سازی، فاکتور آلودگی، پتانسیل خطر پذیری زیستی و نسبت قابل جذب محاسبه شد. میانگین غلظت کل کادمیوم، سرب، روی، نیکل، کبالت، مس و کروم به ترتیب برابر 090/0، 3/52، 146، 0/25، 95/4، 1/42 و 2/73 و مقادیر قابل جذب این عناصر 035/0، 07/5، 10/7، 047/0، 041/0، 01/3، 030/0 میلی گرم بر کیلوگرم اندازه گیری شدند. بیشترین مقدار شاخص زمین انباشتگی، فاکتور غنی شدگی، شاخص آلودگی، پتانسیل خطر زیست محیطی و شاخص نسبت های قابل جذب به ترتیب مربوط به مس (69/1) ، کروم (70/8)، مس (21/5)، کروم (52/43) و سرب (87/10) بود. شاخص جامع آلودگی که از میانگین شاخص آلودگی کلیه فلزات محاسبه شد، برابر با 08/4 بود و در کلاس آلودگی بالا قرار گرفت اما شاخص پتانسیل خطر زیست محیطی کل (109) در محدوده مجاز خطر زیست محیطی قرار گرفت. تفسیر نتایج شاخص زمین انباشتگی و پتانسیل خطر زیست محیطی نشان داد سرب، مس و روی، تحت تاثیر فعالیت های انسانی هستند، درحال که کادمیوم و کبالت صرفا منشاء زمین شناسی دارند. نهاده های کشاورزی و فاضلاب شهری عامل اصلی افزایش غلظت قابل جذب سرب، مس و روی به نظر می رسد. نظارت مستمر بر غلظت آلاینده ها در خاک های کشاورزی و همچنین محصولات کشاورزی برای حفظ منابع تولید و دستیابی به امنیت غذایی ضروری است.
    کلیدواژگان: فاکتور غنی شدگی، پتانسیل خطر پذیری زیستی، شاخص زمین انباشتگی، فاکتور آلودگی
  • میرحسن رسولی صدقیانی، محسن برین*، فاطمه شکوری، ساناز اشرفی سعیدلو صفحات 25-39

    استفاده از ریزجانداران در خاک های متاثر از تنش می تواند این امر را در گیاهان کاهش دهد. به منظور بررسی تاثیر ریزجانداران حل کننده فسفات ((PSB: Pseudomonas fluorescens, PSF: Aspergillus niger، قارچ های میکوریز (M: Funneliformis mosseae (G. mosseae)، (G. intraradices) Rhizophagus irregularis، Rhizophagus fasciculatus (G. fasciculatum))، و اثرات متقابل آن ها بر بهبود جذب عناصر غذایی تحت شرایط شوری، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در شرایط گلخانه ای به مدت 70 روز اجرا گردید. در پایان دوره رشد، برخی شاخص های رشد گیاه و غلظت عناصر غذایی در اندام هوایی گیاه اندازه گیری شد. نتایج حاکی از تاثیر معنا دار سطوح شوری بر جذب فسفر و پتاسیم، سدیم، کلر و ارتفاع اندام هوایی بود. تجمع پرولین در برگ (96/0 میکرو مول بر گرم برگ) نیز از دیگر تاثیرات شوری بود. در بین تیمار های میکروبی، تیمار میکوریزی بالاترین مقادیر پارامترهای اندازه گیری شده را به خود اختصاص داد. به طوری که بیشترین مقادیر شاخص های رشد اندازه گیری شده از جمله ارتفاع اندام هوایی (89/78 سانتی متر)، وزن خشک بخش هوایی (77/15 گرم در گلدان) و وزن خشک ریشه (47/8 گرم در گلدان) در تیمار میکوریزی مشاهده گردید. مقادیر نیتروژن و پتاسیم برگ ها در شرایط تلقیح میکروبی افزایش یافت لیکن سدیم و کلر اندام هوایی در این شرایط کاهش معنا-داری داشتند. تیمارهای تلقیح قارچی و میکوریزی، مقدار پرولین برگ را به ترتیب 46/15 و 85/15 درصد در مقایسه با تیمار شاهد افزایش دادند. چنین استنباط می شود که تلقیح میکوریزی در کاهش اثرات تنش شوری در گیاه ذرت نقش بارزتری نسبت به سایر ریزجانداران دارد.

    کلیدواژگان: ذرت، شوری، فسفر، میکروارگانیسم های حل کننده فسفات، میکوریز
  • مریم خدابنده لو، ستاره امانی فر*، احسان محسنی فرد، محمد صادق عسکری صفحات 40-53
    قارچ های همزیست ریشه از جمله قارچ های میکوریزی قادر به تعدیل تنش های زنده و غیرزنده برای گیاه میزبان هستند و رشد، تغذیه و مقاومت گیاه به تنش شوری را تحت تاثیر قرار می دهند. شیرین بیان (Glycyrrhiza glabra) در آسیا برای بهره-برداری از ریشه آن برای مقاصد دارویی کشت و نیز به عنوان یک منبع علوفه برای دام استفاده می شود. به منظور بررسی تاثیر همزیستی با قارچ های اندوفیت بر برخی ویژگی های رشدی و فیزیولوژیکی این گیاه تحت سطوح مختلف شوری خاک، آزمایشی به صورت فاکتوریل با عوامل شوری خاک (بدون شوری، dS.m-14، dS.m-1 8، dS.m-112 و dS.m-116) و همزیست قارچی (تلقیح نشده، تلقیح شده با Piriformospora indica و یا تلقیح شده با Rhizophagus intraradices) در سه تکرار اجرا گردید. نتایج نشان داد تنش شوری موجب کاهش درصد کلونیزاسیون قارچی، وزن خشک و طول بخش هوایی و ریشه، مقدار پتاسیم و فسفر در بخش هوایی شد و کارایی مصرف فسفر و پتاسیم با افزایش شوری کاهش یافت. همچنین شوری منجر به افزایش نشت الکترولیت و افزایش نسبت Na+/K+ گیاه گردید. تلقیح گیاه با قارچ R. intraradices بطور چشمگیری منجر به افزایش شاخص تحمل تحت تنش شوری شد و نسبت سدیم به پتاسیم را کاهش داد. این گیاهان در تمام سطوح شوری علاوه بر زیتوده بالاتر، مقدار فسفر و پتاسیم بیشتری نسبت به شاهد تلقیح نشده و تلقیح شده با قارچ P. indica نشان دادند. درحالیکه تلقیح با قارچ P. indica فقط در سطح بدون شوری منجر به افزایش وزن خشک بخش هوایی و ریشه گردید، بر سایر صفات مطالعه شده تاثیر معنی داری نداشت. نتایج این تحقیق نشان دهنده آثار مفید رابطه همزیستی میکوریز آربوسکولار در گیاه شیرین بیان تحت تنش شوری و قابلیت استفاده از آن در راستای گیاه پالایی خاک های متاثر از املاح می-باشد.
    کلیدواژگان: شوری، گیاه پالایی، ویژگیهای فیزیولوژیکی، همزیستی میکوریزی
  • نرگس ملایی، محسن نائل*، محسن شکل آبادی، علی اکبر صفری سنجانی، علی قاسمی پور صفحات 54-66
    کمبود مواد آلی در مزارع نیشکر جنوب خوزستان، استفاده از کودهای آلی را اجتناب ناپذیر کرده است. فیلتر کیک یک ماده آلی و از تولیدات جانبی کارخانه های نیشکر بوده و اخیرا به عنوان یک کود آلی بالقوه مورد توجه است. به منظور بررسی تاثیر فیلترکیک بر برخی از شاخص های کیفیت خاک، مطالعه ای در سال 1393 در مزارع شرکت کشت و صنعت هفت تپه خوزستان، در قالب طرح بلوک کامل تصادفی در سه تیمار و سه تکرار انجام شد. تیمارها شامل زمین کشت نشده (بایر)، مزرعه نیشکر بدون فیلتر کیک و مزرعه نیشکر با فیلتر کیک (100 تن در هکتار، در دو سال پیاپی) می باشد. جرم مخصوص ظاهری، تخلخل، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها و میانگین هندسی قطر خاکدانه ها در عمق 0 تا 30 سانتی متری و کربن آلی، کربن فعال، ازت کل، فسفر زیست فراهم، پتاسیم زیست فراهم، فعالیت آنزیم فسفاتاز قلیایی، تنفس پایه و تنفس برانگیخته در عمق های 0 تا 30 و 30 تا 60 سانتی متری در تیمارها مقایسه شدند. کاربرد فیلتر کیک باعث افزایش میزان کربن آلی (1/4 برابر)، فسفر زیست فراهم (4/7 برابر)، تنفس پایه (5/1 برابر) و تنفس برانگیخته (9/1 برابر)، آنزیم فسفاتاز (6/1 برابر)، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها (8/2 برابر)، میانگین هندسی قطر خاکدانه ها (2/1 برابر) و کاهش وزن مخصوص ظاهری (84/0)، نسبت به تیمار بدون فیلتر کیک شد (001/0 > p). اثرات متقابل تیمارهای کودی و عمق نمونه برداری تنها بر روی کربن فعال و نیتروژن معنی دار بود و روی بقیه شاخص ها اختلاف معنی داری نشان نداد. بیشترین مقدار پتاسیم زیست فراهم را تیمار بایر (157میلی گرم بر کیلوگرم) داشت که با تیمار فیلتر کیک (135میلی گرم بر کیلوگرم) در یک گروه آماری قرار گرفتند. در مقابل، کاربرد فیلترکیک افزایش معنی داری در اندازه تخلخل کل خاک نسبت به تیمار بدون فیلتر کیک ایجاد نکرد. در کل، کاربرد کوتاه مدت فیلتر کیک در کشت نیشکر تاثیر مثبتی در بهبود کیفیت خاک داشت.
    کلیدواژگان: بهساز آلی، کربن آلی، فعالیت آنزیم فسفاتاز قلیایی
  • جواد عبدالهی قره کند*، ابراهیم سپهر، ولی فیضی اصل، میرحسن رسولی صدقیانی، عباس صمدی صفحات 67-82
    یکی از راهکارهای صحیح و عملی بهبود خصوصیات فیزیکی و شیمایی خاک های آهکی، شور و سدیمی مناطق خشک و نیمه خشک استفاده از بقایای گیاهی محصولات کشاورزی است. به منظور بررسی تاثیر بقایای گیاهی بر بهبود خصوصیات شیمیایی خاک های آهکی، سدیمی و شور- سدیمی، آزمایش انکوباسیون (گرماگذاری) به صورت فاکتوریل در پایه طرح کاملا تصادفی (CRD)، شامل فاکتور نوع خاک (آهکی، سدیمی و شور- سدیمی) و بقایای گیاهی (ذرت، آفتابگردان، گندم، شبدر و ماشک) به همراه تیمار شاهد (خاک بدون بقایای گیاهی) در سه تکرار انجام شد. بقایای گیاهی به میزان دو درصد به خاک ها اضافه و تیمارهای آماده شده به مدت 13 هفته در دمای 25 درجه سانتی گراد و با رطوبت 50 درصد ظرفیت زراعی گرماگذاری شدند. نتایج نشان داد که EC، نیتروژن کل، ظرفیت تبادل کاتیونی، پتاسیم قابل جذب، آهن، روی، مس و منگنز قابل استفاده در تیمارهای بقایای گیاهی نسبت به تیمارهای شاهد افزایش معنی داری (در سطح احتمال 1 درصد) داشت. همچنین افزودن بقایای گیاهی موجب کاهش معنی دار pH و درصد آهک خاک ها (در سطح احتمال 1 درصد) شد. فسفر قابل استفاده در خاک های تیمارشده با بقایای ماشک، شبدر و آفتابگردان به ترتیب 39، 35 و 18 درصد افزایش یافت، در حالی که در خاک های تیمارشده با بقایای ذرت و گندم به ترتیب به میزان 19 و 25 درصد کاهش یافت. کاربرد بقایای گیاهی، کربن آلی و فعالیت آنزیم اوره آز را نسبت به تیمارهای شاهد به ترتیب تا 27 و 134 درصد افزایش داد. با کاربرد بقایای گیاهی، درصد سدیم تبادلی خاک های مورد مطالعه تا 19 درصد کاهش یافت. در کل، کاربرد بقایای گیاهی باعث بهبود خصوصیات شیمیایی مطالعه شده در خاک های آهکی، سدیمی و شور- سدیمی و افزایش قابلیت دسترسی عناصر غذایی شد. همچنین شدت تاثیر بقایای گیاهی بر خصوصیات شیمیایی خاک های مورد مطالعه به کیفیت بیوشیمیایی و ترکیب شیمیایی بقایای گیاهی بستگی داشت.
    کلیدواژگان: بقایای گیاهی، خصوصیات شیمیایی، خاک سدیمی و شور-سدیمی، آنزیم اوره آز
  • حمیدرضا اولیایی*، الهام نصیری، یاسر صفری، محمد صدقی اصل صفحات 83-97
    پیش بینی دقیق تغییرات ویژگی های مختلف خاک طی تغییر کاربری اراضی، اطلاعات سودمندی را در اختیار طراحان برنامه های مدیریت اراضی قرار می دهد. در این پژوهش، اثر تغییر کاربری اراضی از جنگل متراکم (تخریب نشده) بلوط به جنگل نیمه متراکم (تخریب شده) و سپس دیم کاری بر برخی ویژگی های خاک، در منطقه مختار یاسوج مطالعه شده است. بدین منظور، 100 نمونه خاک سطحی (صفر تا 30 سانتی متر) به صورت تصادفی برداشت و مقادیر برخی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی در آن‏ها اندازه گیری شد. پس از تجزیه آماری داده ها، نقشه های پیوسته توزیع مکانی برای هر ویژگی با کمک تخمین گرهای کریجینگ معمولی و وزن دهی معکوس فاصله در محیط نرم افزاری ArcGIS 10.2 تهیه شد. بررسی میانگین داده های ویژگی های مورد مطالعه، نشان از آن داشت که تغییر کاربری اراضی از جنگل بلوط متراکم به جنگل تخریب شده و سپس دیم کاری، موجب شد تا مقادیر ویژگی های درصد ماده آلی و ظرفیت تبادل کاتیونی خاک در روندی کاهشی و جرم مخصوص ظاهری در روندی افزایشی تغییر یابند. هم چنین، مقادیر ویژگی های درصد رس، هدایت الکتریکی و درصد کربنات کلسیم معادل با کاهش جزیی و واکنش خاک و درصد شن با افزایش جزیی همراه بودند. در میان ویژگی های خاکی مورد بررسی، ویژگی درصد ماده آلی خاک، به عنوان یکی از مهم ترین شاخص های کیفیت خاک با تغییرات چشمگیری همراه بود و میانگین آن در سه کاربری مزبور به ترتیب، 74/6، 42/3 و 58/1 درصد انداز گیری شد. در تایید این نتایج، بررسی نقشه پراکنش مکانی متغیرهای مورد مطالعه نیز گواه آن بود که مطلوب ترین مقادیر ویژگی های منطقه در بخش های جنوب‏غربی منطقه با کاربری جنگل بلوط متراکم یافت می شوند و با افزایش فاصله به سمت بخش های شمال‏شرقی با کاربری کشت دیم، از مطلوبیت آن‏ها کاسته می شود.
    کلیدواژگان: جنگل تراشی، تغییر کاربری اراضی، تغییرپذیری خاک، توزیع مکانی
  • شکرالله اصغری* صفحات 98-109

    استفاده از سنگریزه برای کنترل تبخیر در خاک های مناطق خشک و نیمه خشک رایج است. هدف از این پژوهش مزرعه ای بررسی اثرات متقابل مقادیر مختلف سنگریزه و کود مرغی بر برخی ویژگی های خیار و خاک بود. آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در منطقه شبستر اجرا گردید. فاکتور اول سنگریزه در مقادیر صفر، 15، 30، 45 و kg m-260 و فاکتور دوم کود مرغی در مقادیر صفر، 250، 500، 750 و g m-21000 بود. سنگریزه به صورت مالچ سطحی و کود به صورت اختلاط با خاک در عمق cm 20 استفاده شد. برخی شاخص های رشد خیار در طول فصل رشد و نیز برخی ویژگی های گیاه و خاک در پایان فصل رشد تعیین گردید. کاربرد سنگریزه در بالاترین سطح موجب افزایش معنی دار عملکرد (%9/16) و کارآیی مصرف آب خیار (%17)، پایداری خاکدانه (%5/46) و رطوبت خاک مزرعه (%9/42) و کاهش معنی دار آهک (%1/15) و مقاومت فروروی خاک (%3/59) در مقایسه با شاهد گردید. استفاده از کود مرغی در بالاترین مقدار مصرفی باعث افزایش معنی دار شاخص کلروفیل (%3/50)، عملکرد (%9/96) و وزن خشک میوه (%3/60)، کارآیی مصرف آب (%98)، کربن آلی (%4/64)، پایداری خاکدانه (%150)، هدایت الکتریکی خاک (%5/287) و کاهش معنی دار آهک (%8/27) و اسیدیته خاک (%8/12) نسبت به شاهدگردید. کاربرد توام سنگریزه و کود مرغی در بالاترین سطح مصرفی موجب افزایش معنی دار محتوای نسبی آب برگ به میزان 8/14 تا 4/24 درصد نسبت به سایر تیمارها گردید. نتایج نشان داد مالچ سنگریزه از طریق افزایش نگهداری آب در خاک باعث بهبود عملکرد خیار و کیفیت فیزیکی خاک می گردد. همچنین کود مرغی در مقادیر کم تا زیاد از طریق افزایش ماده آلی و کاهش اسیدیته و آهک می تواند باعث ارتقای کیفیت فیزیکی و شیمیایی خاک در منطقه نیمه خشک شود.

    کلیدواژگان: کارآیی مصرف آب، مالچ دهی، محتوای نسبی آب برگ، ویژگی های فیزیکوشیمیایی خاک
  • سالار رضاپور*، علی صمدی، فاطمه کفه ای صفحات 110-121
    امروزه آلودگی عناصر سنگین ناشی از شیرابه زباله به علت پتانسیل آن ها برای تاثیرگذاری بر سلامت انسان از طریق زنجیره غذایی بسیار جدی شده است. در این مطالعه تاثیر شیرابه زباله بر تجمع بعضی شاخص های آلایندگی عناصر سنگین خاک (Zn ،Cd ،Ni ،Pb ،Cu ،Mn) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که عناصر سنگین در خاک های تحت نفوذ شیرابه به طور معنی دار به صورت توالی Zn> Cd> Ni> Pb> Cu> Mn تجمع یافته اند. بااین وجود تنها مقدار کادمیوم بیشتر از مقدار استانداردهای ملی و بین المللی بود. بر اساس فاکتور آلودگی (CF) عناصر کادمیوم و روی در اکثر اراضی تحت نفوذ شیرابه در کلاس آلودگی شدید (3 ≤CF< 6) و سایر عناصر در کلاس آلودگی متوسط (سرب، نیکل، مس، منگنز 1 ≤CF
    کلیدواژگان: عناصر سنگین، خاک آهکی، شاخص آلودگی، شیرابه زباله
  • صدیقه صفرزاده شیرازی*، شهرزاد کرمی، محمد تقی گلمکانی صفحات 122-133
    سیانوباکتری اسپیرولینا (Arthrospira platensis) دارای طیف وسیعی از مواد آلی و معدنی تغذیه ای می باشد و می تواند به عنوان ماده جدیدی برای کشت ارگانیک گیاهان استفاده شود. برای بررسی امکان مصرف پودر غیرزنده سیانوباکتری اسپیرولینا و مطالعه اثر آن بر عملکرد و جذب عناصر غذایی در اسفناج (Spinasia olerace L.) و همچنین مقایسه آن با برخی کودهای شیمیایی و آلی، آزمایشی گلخانه ای بر پایه طرح کاملا تصادفی و با سه تکرار انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل شاهد، زیست توده غیرزنده سیانوباکتری اسپیرولینا (پودر خشک) در چهار سطح (500، 1000، 2500 و 5000 میلی گرم در کیلوگرم خاک)، ورمی کمپوست (10000 میلی گرم در کیلوگرم)، کود گاوی و کود گوسفندی (20000 میلی گرم در کیلوگرم)، کود شیمیایی (1) که شامل 80 میلی گرم نیتروژن در کیلوگرم خاک و 10 میلی گرم فسفر در کیلوگرم خاک و کود شیمیایی (2) که شامل 150 میلی گرم نیتروژن در کیلوگرم خاک و 20 میلی گرم فسفر در کیلوگرم خاک به ترتیب از منبع اوره و مونوکلسیم فسفات بود. نتایج نشان داد که بیشترین و کمترین وزن خشک اسفناج به ترتیب در تیمار 500 میلی گرم در کیلوگرم توده غیرزنده سیانوباکتری اسپیرولینا و کود گوسفندی به دست آمد. با کاربرد 500 میلی گرم در کیلوگرم توده غیرزنده سیانوباکتری اسپیرولینا، جذب نیتروژن، فسفر، پتاسیم، روی، آهن، منگنز و مس به وسیله اسفناج نسبت به شاهد افزایش معنی دار یافت. کاربرد سطوح بالاتر از 1000 میلی گرم پودر خشک سیانوباکتری اسپیرولینا در کیلوگرم خاک اثر معنی داری بر عملکرد و جذب برخی عناصر غذایی به وسیله اسفناج نداشت. نتایج نشان داد که اثر کودهای بکاربرده شده بر برخی ویژگی ها مانند وزن خشک، جذب نیتروژن، فسفر، پتاسیم و عناصر کم مصرف به صورت سیانوباکتری اسپیرولینا> کود گاوی> ورمی کمپوست > کود شیمیایی> شاهد=کود گوسفندی بود.
    کلیدواژگان: اسفناج، سیانوباکتری، کود گاوی، کود گوسفندی، ورمی کمپوست
  • عبدالامیر معزی*، ناصر رشیدی، افراسیاب راهنما صفحات 134-149
    کمبود آب عامل عمده محدود کننده رشد و تولید پسته در خاک های مناطق خشک و نیمه خشک ایران می باشد. هدف از این پژوهش بررسی تاثیر کاربرد هیومیک اسید بر ویژگی های رویشی ریشه و اندام هوایی، رنگدانه های فتوسنتزی و جذب فسفر و پتاسیم توسط دانهال های پسته در شرایط تنش خشکی بود. این پژوهش در گلخانه به صورت آزمایش فاکتوریل با دو فاکتور تنش خشکی در 3 سطح (شاهد یا 80 درصد، 60 درصد و 40 درصد ظرفیت زراعی) و هیومیک اسید در 3 سطح (شاهد، 1 و 2 گرم هیومیک اسید در کیلوگرم خاک)، در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار انجام شد. نتایج نشان داد با افزایش تنش خشکی در خاک، سطح برگ، وزن خشک برگ و ساقه، وزن خشک کل ریشه و اندام هوایی، محتوای کلروفیل و غلظت و مقدار فسفر جذب شده در ریشه و اندام هوایی کاهش یافت، درحالی که مقدار کاروتنوئیدها و غلظت پتاسیم در ریشه و اندام هوایی افزایش یافت. کاربرد هیومیک اسید سبب افزایش معنی دار طول بخش هوایی (17 درصد)، سطح برگ (39 درصد)، وزن خشک ریشه (31 درصد)، وزن خشک برگ (16 درصد)، وزن خشک ساقه (28 درصد)، وزن خشک کل گیاه (19 درصد)، کلروفیل کل (37 درصد)، کاروتنوئیدها (19 درصد)، غلظت فسفر در ریشه (10 درصد) و اندام هوایی (23 درصد) و مقدار پتاسیم جذب شده در ریشه (11 درصد) و اندام هوایی (22 درصد) شد. بنابراین می توان نتیجه گیری کرد که کاربرد هیومیک اسید (به ویژه سطح 2 گرم هیومیک اسید در کیلوگرم خاک) می تواند با بهبود محتوای رنگدانه های فتوسنتزی، و افزایش جذب عناصر غذایی فسفر و پتاسیم در ریشه و اندام هوایی، سبب بهبود رشد دانهال های پسته و افزایش بردباری آن ها در شرایط تنش خشکی می شود.
    کلیدواژگان: رشد، عناصر غذایی، کاروتنوئید، کلروفیل، کمبود آب
  • جعفر شهابی فر*، ابراهیم پناهپور، فرهاد مشیری، علی غلامی، مهرزاد مستشاری صفحات 150-163
    کمبود فسفر و نیز کارایی جذب پایین این عنصر در خاک های آهکی یکی از مشکلات مهم در سامانه های زراعی مناطق خشک و نیمه خشک می باشد. به منظور بررسی میزان جذب فسفر و فعالیت آنزیم های فسفاتاز اسیدی و قلیایی در سه نوع خاک با مقادیر متفاوت فسفر قابل جذب (Qazvin1، Qazvin2 و (Dizanو با کاربرد 50 میلی گرم فسفر بر کیلوگرم خاک از منابع کودهای گوسفندی، کمپوست زباله شهری و سوپرفسفات تریپل در شرایط گلخانه و تحت کشت گندم، تحقیقی در سال 1394 به صورت آزمایش های فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار به مرحله اجرا درآمد. نتایج نشان داد که میزان فعالیت آنزیم فسفاتاز قلیایی بالاتر از اسیدی و در خاک Dizan نسبت به سایر خاک های موردبررسی با افزایش معنی-داری همراه شد. میزان فعالیت آنزیم فسفاتاز قلیایی بیش از 7/2 برابر فسفاتاز اسیدی در خاک Dizanبود. میزان تاثیر کمپوست زباله شهری بر فعالیت آنزیم فسفاتاز اسیدی نسبت به گوسفندی و سوپرفسفات تریپل به ترتیب 3/82 و 1/62 و بر فعالیت آنزیم فسفاتاز قلیایی به ترتیب 6/52 و 6/87 میکروگرم پارانیتروفنل بر گرم خاک خشک بر ساعت بیشتر بود. در برهم کنش خاک و کود، بیشترین فعالیت آنزیم فسفاتاز اسیدی از خاک Dizan در تیمار با کمپوست زباله شهری و سوپرفسفات تریپل به دست آمد. در خاک Dizan با کاربرد سوپرفسفات تریپل، غلظت جذب فسفر توسط گیاه نسبت به کود گوسفندی، 3/34 درصد، کود کمپوست زباله شهری، 9/20 درصد و نسبت به شاهد، 7/65 درصد افزایش داشت. در این خاک میزان فسفر باقی مانده خاک پس از برداشت گیاه در تیمار با کود سوپرفسفات تریپل نسبت به تیمار با کود گوسفندی، 3/33 درصد، کود کمپوست زباله شهری، 7/61 درصد و شاهد 4/ 72 درصد افزایش نشان داد. با توجه به نتایج حاصل از این تحقیق در خاک های آهکی با کاربرد کمپوست زباله شهری حداکثر فعالیت آنزیمی فسفاتاز حاصل می شود.
    کلیدواژگان: کمپوست، سوپرفسفات تریپل، کود گوسفندی، فسفاتاز
  • نرجس سوسرایی، مجتبی بارانی*، اسماعیل دردی پور، فرهاد خرمالی صفحات 164-179

    زغال زیستی یک ماده جامد غنی از کربن است که حاصل حرارت دهی زیست توده های گیاهی و بقایای کشاورزی در شرایط اکسیژن محدود می باشد. اثرات زغال زیستی در خاک بستگی به دمای گرماکافت و نوع ماده اولیه مورد استفاده در تولید زغال زیستی دارد. به منظور بررسی تاثیر زغال زیستی حاصل از بقایای کشاورزی در دماهای متفاوت گرماکافت بر ویژگی های خاک، وضعیت کاتیون ها و آنیون های خاک و غلظت سدیم و پتاسیم در گیاه ذرت، آزمایشی گلخانه ای به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در 4 تکرار به اجرا درآمد. تیمارها شامل نوع زغال زیستی (بیوچارهای بقایای برنج، بقایای پنبه و بقایای کلزا)، دمای گرماکافت (350 و 700 درجه سلسیوس) و مقدار زغال زیستی (0 ، 2 و 5 درصد وزنی/وزنی) بودند. نتایج نشان داد که همه بیوچارها سبب افزایش قابلیت هدایت الکتریکی خاک شدند. حداقل مقدار pH در خاک در تیمار زغال زیستی تهیه شده از بقایای برنج و بیشترین pH در خاک در تیمار زغال زیستی تولید شده از پنبه به دست آمد. افزایش دمای گرماکافت از 350 به 700 درجه سلسیوس سبب افزایش معنی دار pH در خاک شد. بیشترین مقادیر سدیم، کلسیم، منیزیم، کلر و بیکربنات در خاک در دمای 350 درجه سلسیوس به دست آمد. بیشترین مقدار سدیم در برگ و ساقه ذرت در تیمار زغال زیستی حاصل از بقایای برنج بهدست آمد درحالیکه در مورد پتاسیم برگ و ساقه، زغال زیستی تهیه شده از بقایای کلزا بیشترین افزایش را داشت. دمای تولید زغال زیستی تنها بر مقدار سدیم برگ اثر معنی داری در سطح 5 % داشت. دمای گرماگافت و نوع ماده خام اولیه فاکتورهای مهمی هستند که ویژگی های شیمیایی زغال زیستی و متعاقب آن ویژگی های خاک را متاثر می سازد.

    کلیدواژگان: بقایای گیاهی، کاتیون های خاک، آنیون های خاک، زغال زیستی، گرماکافت
  • حمیدرضا بوستانی*، مهدی نجفی قیری، علیرضا محمودی صفحات 180-191
    تغییر کاربری اراضی جنگل و مرتع به باغات گل محمدی می تواند بر بسیاری از ویژگی های خاک و حاصلخیزی آن اثر بگذارد. تعداد 36 نمونه خاک سطحی از کاربری های مختلف جنگل، مرتع و کشاورزی (باغ دیم گل محمدی) در منطقه مروارید (داراب، استان فارس) برداشت شد تا تاثیر تغییر کاربری بر ویژگی های خاک و حاصلخیزی آن بررسی شود. ویژگی های مختلف خاک، قابلیت استفاده عناصر پرمصرف و کم مصرف و غلظت شکل های مختلف پتاسیم اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد که مقدار ماده آلی، پ هاش و ظرفیت تبادل کاتیونی در خاک های باغ به طور معنی داری کمتر از خاک جنگل و مرتع بود. غلظت نیتروژن در خاک باغ به طور معنی داری کمتر از کاربری های دیگر بود، اما غلظت فسفر در آن به طور معنی داری بیشتر از خاک جنگل و مرتع (39 در مقابل به ترتیب 22 و 24 میلی گرم بر کیلوگرم) بود. قابلیت استفاده منگنز، روی و مس در خاک باغ بیشتر از خاک جنگل و مرتع بود. پتاسیم تبادلی در خاک جنگل (749 میلی گرم بر کیلوگرم) و پتاسیم غیرتبادلی در خاک باغ (1344 میلی گرم بر کیلوگرم) به طور معنی داری بیشتر از سایر کاربری ها بود. به طور کلی، کشاورزان با افزودن کودهای شیمیایی، زیر و رو کردن محدود خاک و برداشت مقداری از بخش های هوایی گیاه سبب تغییر در ویژگی های خاک و حاصلخیزی آن می شوند. تغییرات در ویژگی های خاک و قابلیت استفاده عناصر غذایی باید در مدیریت اراضی کشاورزی منطقه مد نظر قرار گرفته و نتایج این تحقیق مانند کاهش غلظت برخی عناصر غذایی پرمصرف و ماده آلی در نتیجه تغییر کاربری اراضی جنگل و مرتع به باغ می تواند جهت پیش بینی پیامدهای حاصل از تغییر کاربری در منطقه مورد مطالعه و مناطق مشابه مفید باشد. توصیه می شود جهت حفظ توازن عناصر غذایی در باغات مصرف کودهای فسفر با دقت بیشتری انجام شده و کمبود مواد آلی و عناصر پرمصرف مانند نیتروژن و پتاسیم نیز با کاربرد مناسب کودهای آلی و شیمیایی جبران گردد.
    کلیدواژگان: باغ گل محمدی، عناصر پرمصرف، عناصر کم مصرف، ماده آلی، مرتع
  • الهام علی دوست*، مجید افیونی، محمدعلی حاج عباسی، محمدرضا مصدقی صفحات 192-206
    کیفیت خاک تحت تاثیر نوع کاربری و مدیریت زمین است. ارزیابی وضعیت کیفی خاک، راهنمای مناسبی برای اتخاذ روش-های مدیریت پایدار و پیش گیری از تخریب این ماده حیاتی می باشد. هدف این پژوهش تبیین تغییرات ویژگی های خاک در کاربری های مختلف و تعیین مهم ترین شاخص های ارزیابی کیفیت خاک بود. بدین منظور در مجموع 50 نمونه خاک از چهار کاربری جنگل، مرتع، دیم زار و کشت آبی از حوضه آبخیز لردگان جمع آوری شد. سپس ویژگی های خاک شامل جرم مخصوص ظاهری، اجزای بافت، کربنات کلسیم معادل، ظرفیت تبادل کاتیونی، pH، هدایت الکتریکی، کربن آلی، نیتروژن کل، نسبت کربن به نیتروژن، تنفس پایه میکروبی و میانگین وزنی قطر خاکدانه ها اندازه گیری شدند. همچنین میانگین دمای ماهانه و بارش سالیانه و نیز ارتفاع و شیب نقاط نمونه برداری تعیین گردید. نتایج تجزیه به مولفه های اصلی نشان داد که شاخص های کربن آلی، درصد شن، بارندگی سالیانه و ارتفاع، مهم ترین عوامل ایجاد کننده تغییرات در خاک های منطقه بوده است. این تحلیل توانست با ایجاد 5 مولفه اصلی، 81 درصد از تغییرات ویژگی های خاک های منطقه را به خوبی تبیین نماید. همچنین تحلیل تشخیص به خوبی توانست انواع کاربری ها را با استفاده از مجموعه ای از ویژگی های منتخب، از یکدیگر متمایز نماید. مقدار طبقه بندی صحیح در این تحلیل 94 درصد بود. نتایج این پژوهش بر قابلیت کاربرد روش های آماری چندمتغیره در بررسی کیفیت خاک ها تاکید دارد. بررسی جداگانه هر یک از شاخص های منتخب، دلالت بر کیفیت خوب خاک های جنگلی نسبت به سایر کاربری ها داشت و دیم زارها، وضعیت کیفی نامناسبی داشتند. بنابراین مدیریت پایدار منطقه، مستلزم پیشگیری از تغییر کاربری اراضی و احیای اراضی تخریب شده به منظور ارتقای کیفیت خاک است.
    کلیدواژگان: کاربری اراضی، کربن آلی خاک، تجزیه به مولفه های اصلی، تحلیل تشخیص
|
  • Fahime Nikseresht, Ahmad Landi *, Gholamabbas Sayyad, Gholamreza Ghezelbash, Hossein Ali Bahrami Pages 1-13

    Wind erosion and its dust are serious danger in erodible soil degradation, environment, air pollution and human health. It is an important problem in Iran and especially in Khuzestan province. In the current research, the effect of Sporosarcina pasteurii bacteria in Tryptic Soy Broth (TSB) and sugarcane molasse as a culture media on wind erosion was investigated. The sandy soil sample was obtained from the Hamidyeh area in the Azadegan plain of Khuzestan province and the effect of time and culture media on the test was considered. The treatments were conducted with sugarcane molasse (10%) and TSB as a culture media and urea (2%) and calcium chloride as an injection solution. The experiment was carried out with the basis of completely randomized design with three replications. After 7, 15 and 30 days of injection, calcium carbonate content, penetration resistant and erodibility by wind tunnel were considered. Results showed that the highest concentrations of calcium carbonate were observed under 10% molasses treated with bacteria, which increased the percentage of calcium carbonate by 52%. The highest resistance to penetration was related to treatment 10% molasses application, which resulted in an increase of 1000 times the penetration resistance. The penetration resistance and the percentage of calcium carbonate accumulated in the soil showed a significant increase at the 5% level by LSD test, over time. The investigation of erodibility for selected samples was performed in wind tunnel with an average wind speed of 16 m/s. The amount of erosion in the sandy soil was decreased from 52% to zero, which indicates a 100% reduction in erosion. The results of this study indicate the significant role of molasses in reducing the erodibility of sandy soil and increasing the penetration strength. Thus, it can be suggested as a method to stabilize the sand.

    Keywords: Calcite, Sporosarcina pasteurii, Sugarcane molasse, Wind erosion
  • Mohammad Babaakbari *, Maryam Shakoori, Akbar Hassani, Mohsen Seilsepour Pages 14-24
    Considering the development of industry and technology, the accumulation of environmental contaminants, especially heavy metals (HMs) in the soil lead to increasing concern about the food security. The purpose of this study was to assess the environmental risk of heavy metals using soil pollution indices. For this purpose, thirty five soil samples were taken from agricultural area in seven sites. The total and available concentration of metals extracted by Aqua Regia and DTPA were determined by an atomic absorbtion spectrometer. Geoaccumulation index (Igeo), enrichment factor (EF), pollution index (PI), contamination factor (CF), potential ecological risk (RI), and availability ratio (AR) were calculated. Mean total concentration of Cd, Pb, Zn, Ni, Co, Cu and Cr were 0.09, 52.3, 146, 25.0, 4.90, 42.1 and 73.1 mg/kg, and their available values were 0.035, 5.07, 7.10, 0.047, 0.041, 3.01 and 0.030 mg/kg of soils, respectively. The highest values of Igeo, EF, PI, RI and AR indicators were found in Cu (1.69), Cr (8.70 ), cu (5.21), Cr (43.52), and lead (10.87), respectively. Integrated pollution index (IPI) calculated using the average of total CF was 4.08 indicating the higher contamination class in the area whereas IR value was in acceptable ecological range (IR= 109). Analysis of Igeo and IR data showed that Pb, Zn and Cu vary by anthropogenic activities in the area while Cd and Co values are solely affected by lithgenic factor. Agricultural inputs and urban wastewaters can be the major factor increasing of pollutants in the agricultural soils in the area. Monitoring the pollutants concentration in the agricultural soils as well as in agricultural products is essential to conserve natural resources and obtain food security.
    Keywords: Contamination Factor, Enrichment factor, Geo accumulation index, Potential ecological risk
  • Mir Hassan Rasouli Sadaghiani, Mohsen Barin *, Fatemeh Shakouri, Sanaz Ashrafi Saeidlou Pages 25-39

    Using of microorganisms in stress affected soils can alleviate the condition in plants. In order to assess the effects of phosphate-solubilizing microorganisms (PSB: Pseudomonas fluorescens, PSF: Aspergillus niger) and mycorrhizal fungies (M: Funneliformis mosseae (G. mosseae),Rhizophagus irregularis (G. intraradices), Rhizophagus fasciculatus (G. fasciculatum)) and their interactions on improving nutrient uptake under salinity stress condition, an experiment carried out in a randomized complete block design under greenhouse conditions. Some plant growth indicators and nutrient concentrations in plant shoot were measured at the end of growing period (70 days). The results showed the significant influence of salinity levels on phosphorous uptake, potassium, sodium, and chlorine concentrations, and shoot length. Proline accumulation in leaves (0.96 µmol g-1) was resulted with increasing of salinity levels. Among all microbial treatments, the maximum values of the parameters were resulted with mycorrhiza treatment, including shoot length (78.89 cm), shoot dry weight (15.77 g pot-1) and root dry weight (8.47 g pot-1). Unlike shoot sodium and chlorine concentrations, leaves nitrogen and potassium contents increased in microbial inoculation condition. Leaf proline was increased by 14.46% and 15.85% with fungi and mycorrhizal treatments compared to control, respectively. It is inferred that inoculation of AMF drastically decreased salinity effects in compared to other phosphate-solubilizing microorganisms in corn.

    Keywords: Corn, Mycorrhiza, Phosphate solubilizing microorganisms, Phosphorous, Salinity
  • Maryam Khodabandeloo, Setareh Amanifar *, Ehsan Mohsenifard, Mohammad Sadegh Askari Pages 40-53
    Symbiotic fungies such as mycorrhiza can alleviate biotic and abiotic stresses in host plants and affect their growth, nutrition and tolerance to salinity stress. Glycyrrhiza glabra is commonly grown in Asia for medicinal purpose and fodder source for livestock. In order to assess the effect of entophytic fungi symbiosis on growth and some physiological properties of G. glabra under different levels of salinity, an experiment was conducted in a factorial design with combination of two factors, salinity levels (non-saline, 4, 8, 12 and 16 dS m-1) and symbiotic fungi (non-inoculated, inoculated with Piriformospora indica orRhizophagus intraradices) in three replicates. Results showed the decrease of root fungal colonization, shoot and root dry weight and root length, and shoot K and P content with increasing of salinity levels. Phosphorus and K utilization efficiency were decreased by increasing of salinity levels. Moreover, salinity caused a significant increase in electrolyte leakage and Na+/K+ ratio. R. intraradices colonization considerably increased tolerance index under salinity stress and decreased Na+/K+ ratio. R. intraradices inoculated plants showed greater biomass, P and K content in comparison with non-inoculated and P. indica inoculated plants. While plant inoculating with P. indica resulted in an increase in shoot dry weight at non-saline condition, and did not significantly affect other studied parameters. Results of this study indicated the ameliorating effects of arbuscular mycorrhizal symbiosis in G.glabra under salinity stress, and the utilization ability of this symbiosis in phytoremediation of salt affected soils.
    Keywords: Mycorrhizal symbiosis, Physiological properties, phytoremediation, Salinity
  • Narges Mollaie, Mohsen Sheklabadi, Ali Akbar Safari Sinegani, Ali Ghasemipor Pages 54-66
    The application of organic amendments is vital for poor soils of sugarcane fields in south Khuzestan. Recently, filter cake which is a byproduct of sugarcane factories rich in nutrients has received attention as a potential organic amendment. Therefore, an experiment was conducted to study the effects of sugarcane filter cake on selected soil quality indices at Haft Tape agro-industrial complex in 2014. The experiment was carried out in a randomized complete block design with three treatments including: 1- uncultivated, 2- sugarcane field with 100 kg ha-1 filter cake application for two continuous years, and 3- sugarcane field without filter cake (control), and three replications. Soil bulk density (BD), porosity (Pt), mean weight diameter (MWD) and geometric mean diameter (GMD) of water stable aggregates were determined in surface layer (0-30 cm). Moreover, the same properties as well as total organic carbon (TOC), active carbon (AC), total nitrogen (TN), available phosphorus (P) and available potassium (K), basal (BR) and induced (IR) microbial respiration, and alkaline phosphatase enzyme activity (PE) were compared in surface (0-30 cm) and subsurface (30-60 cm) of different treatments. Filter cake application resulted in significant increase in TOC (4.1 folds), P (7.4 folds), BR (1.5 folds), IR (1.9 folds), PA (1.6 folds), MWD (2.8 folds) and GMD (1.2 folds), as well as a significant decrease in BD (0.84 folds) compared to the control. The interactions of treatments and soil depth were exclusively significant for AC and TN. Available K was highest in uncultivated field (157 mg kg-1) with no significant disparity compared to filter cake treatment (135 mg kg-1). Furthermore, no significant improvement was detected in soil total porosity with filter cake application. The results suggest that short-term application of sugarcane filter is beneficial for soil quality improvement.
    Keywords: Organic amendment, Organic carbon, alkaline phosphatase enzyme activity
  • Javad Abdollahi Garekand *, Ebrahim Sepehr, Vali Feiziasl, Mir Hassan Rasouli Sadaghiani, Abbas Samadi Pages 67-82
  • Hamidreza Owliaie *, Elham Nasiri, Yaser Safari, Mohammad Sedghi Asl Pages 83-97
    Assessing the variation of different soil properties through the land use changes may provide useful information for land managers. The present study aimed to assess the soil quality variation due to the land use changes from dense (non-degraded) to semi-dense (degraded) oak forest and then to dry-farming in Mokhtar plain located in Yasouj region. A total number of 100 surface soil samples were collected in order to analyses of the selected physicochemical soil properties. After statistical analyses, the continuous distribution maps were prepared for all soil variables using ordinary kriging and inverse distance weighting methods in ArcGIS software (ver. 10.2; ESRI). Analyses of the average values of selected soil properties showed that after changing the land use from dense to the degraded oak forest and then to dry-farming, organic matter and CEC changed in a decreasing trend and bulk density changed in an increasing trend. Moreover, electrical conductivity, carbonate calcium equivalent and clay percentage decreased in lower contents; whereas soil pH and sand percentage inconsiderably increased. Among the soil properties, organic matter content as one of the most important soil quality indices showed a significant change with an average of 6.74%, 3.42% and 1.58% in dense forest, degraded forest, and dry-farming lands, respectively. Supporting these findings, spatial distribution maps of the selected properties revealed that the most optimum soil properties were found in the southwest of the studied area, i.e. in the soils covered with dense oak forest; whereas increasing distance to the dry-farming lands in the northeast of the area, the selected soil properties were adversely changed. According to these findings, it can be stated that wide deforesting and land use change have been led to the considerable soil quality decline and therefore if deforesting will not be stopped a huge portion of the studied soils may lose their vital capabilities.
    Keywords: Deforesting, Land use change, Spatial distribution, Soil variability
  • Pages 98-109

    Application of gravel for controlling evaporation is prevalent in soils of arid and semiarid regions. The objective of this field study was to investigate the interactional effects of gravel and poultry manure (PM) at different application rates on selected properties of cucumber and soil. A factorial experiment was carried out in Shabestar region based on completely randomized design with three replicates. The first factor was gravel at the rates of 0, 15, 30, 45 and 60 kg m-2 and the second was PM at the rates of 0, 250, 500, 750 and 1000 g m-2. Gravel was applied as surface mulch while PM was mixed into the top 20 cm of soil depth. Some growth indices of cucumber and soil properties were determined during and at the end of growth season. The highest rate of gravel significantly increased the yield (16.9%) and water use efficiency (WUE) (17%) of cucumber, aggregate stability (46.5%) and field water content (42.8%) of soil and significantly decreased CaCO3 (15.1%) and soil penetration resistance (59.3%) compared to the control. The highest rate of PM significantly increased the chlorophyll index (50.3%), yield (96.9%), fruit dry matter (60.3%), WUE (98%), organic carbon (64.4%), aggregate stability (150%), electrical conductivity (EC) (287.5%) and significantly decreased CaCO3 (27.8%) and soil pH (12.8%) relative to the control. Simultaneously, application of gravel and PM at the highest rate significantly increased the relative water content of leaf (14.8 to 24.4%) relative to the other treatments. Results showed that gravel mulch improves cucumber yield and soil physical quality by increasing water holding capacity of the soil. Also, PM at low and high rates can improve soil physical and chemical quality in the semiarid region by increasing the organic carbon and decreasing pH and CaCO3.

    Keywords: Mulching, Relative water content of leaf, Soil physicochemical properties, Water use efficiency
  • Salar Rezapour *, Ali Samadi, Fatemeh Kafei Pages 110-121
    Nowadays, the heavy metal pollution caused by the landfill leachate becomes very serious because of their potential to impact on human health through the food chain. In this study, the effect of landfill leachate on the accumulation and selected indices of soil pollution to heavy metals (Zn, Cu, Cd, Pb, Ni, Mn) including contamination factor (CF), modified degree of contamination (mCd), and modified pollution index (MPI) were investigated in four different soil sites. Results indicated that soils were significantly enriched by the metals in the sequence of Zn> Cd> Ni> Cd> Cu> Mn. However, only the Cd contents exceeded the standard levels based on national and international references. Considering CF, Cd and Zn showed a high pollution class (3≤ CF< 6) in the majority of soil sites and other metals (Cu, Pb, Ni, and Mn) categorized as moderate pollution (1≤ CF< 3). Except site 1, the values of MPI were found to be moderate contamination (3<MPI <5) in the examined soils and its highest value observed in site 2.  The mean mCd content, appeared the moderate pollution class (2≤ mCd< 4), were in order of P2> P3 > P4> P1 in different soil site under the influence of leachate probably due to the quantity and quality of the leachate. Overall, the finding of the study can provide a valuable benchmark for the design of appropriate strategies and management of those agroecosystems by both local and national managers.
    Keywords: Heavy metals, Calcareous Soils, Pollution Index, Waste Leachate
  • Sedigheh Safarzadeh Shirazi *, Shahrzad Karami, Mohammad Taghi Golmakani Pages 122-133
    Spirulinacyanobacterium (Arthrospira platensis) has a vast range of nutritional organic and inorganic substances and can be used as new material for organic cultivation of plants. In order to evaluate the effect of non-living powder of Spirulinacyanobacterium on spinach (Spinasia olerace L.) yield and nutrient uptake and comparing the results with some organic and chemical fertilizers, a greenhouse experiment was carried out in a completely randomized design with three replications. Treatments including of control, four non-living spirulina levels (500, 1000, 2500, 5000 mg kg-1), vermicompost (10000 mg kg-1), cattle manure and sheep manure (20000 mg kg-1), chemical fertilizers: (1) 80 mg N kg-1 and 10 mg P kg-1, (2): 150 mg N kg-1 and 20 mg P kg-1 as urea and monocalcium phosphate, respectively. Results showed that the highest and lowest dry weights were obtained in 500 mg non-living Spirulina kg-1 and sheep manure respectively. The total content of nitrogen (N), phosphorus (P), potassium (K), zinc (Zn), iron (Fe), manganese (Mn) and copper (Cu) in spinach was significantly increased with application of 500 mg non-living Spirulina kg-1as compared to control. Application of higher levels of cyanobacterium (more than 1000 mg kg-1 soil) had not significantly effect on spinach yield and some nutrient uptake. Results showed that the effect of fertilizers on some studied characteristics such as dry weight, N, P, K and micronutrient uptake was as following order: Spirulina cyanobacterium > cattle manure> vermicompost> chemical fertilizer (N and P)> control= sheep manure.
    Keywords: cattle manure, cyanobacterium, sheep manure, Spinach, Vermicompost
  • Abdolamir Moezzi *, Naser Rashidi, Afrasyab Rahnama Pages 134-149
    Water deficit is the main growth-limiting factor for pistachio (Pistacia vera L.) production in semiarid and arid soils of Iran. The objective of this study was to evaluate the effect of humic acid application on root and shoot growth characteristics, phosphorus (P) and potassium (K) uptake and photosynthetic pigments of P. vera L. seedlings under drought stress condition. This study was carried out in greenhouse condition as a factorial experiment based on a randomized complete block design with two factors including drought stress (in three levels: 80% (control), 60% and 40% of field capacity moisture content) and humic acid (in three levels including control, 1 g HA kg-1 soil and 2 g HA kg-1 soil) in three replications. Results indicated that leaf area, dry weights of leaf and stem, shoot and root dry weights, chlorophyll contents and shoot and root P content decreased by increasing of soil drought levels, while the reverse result was found in carotenoids and shoot and root K concentrations. application of humic acid leads to significant increase (P≤0.05) in shoot length (17 %), leaf area (39 %) root dry weight (31 %), leaf dry weight (16 %), Stem dry weight (28 %), total plant dry weight (19 %), total chlorophyll (37 %), carotenoids (19 %), root P concentration (10 %), shoot P concentration (23 %) and K content in root (11 %) and shoot (22 %) in all moisture levels. It can be concluded that application of humic acid (especially at level of 2 g HA kg-1 soil) results in improve of the plant growth properties and tolerance to drought stress due to increase of photosynthesis pigments and enhance of shoot and root P and K contents.
    Keywords: Carotenoid, Chlorophyll, growth, nutrients, Water deficit
  • Jafar Shahabifar *, Ebrahim Panahpour, Farhad Moshiri, Ali Gholami, Mehrzad Mostashari Pages 150-163
    Phosphorus deficiency is one of the most important problems in calcareous agricultural soils of arid and semi-arid regions. This study was conducted to investigate the phosphorus uptake and activity of acidic and alkaline phosphatase enzymes in three types of soils with different levels of available phosphorus (Qazvin1, Qazvin2 and Dizan) treated with 50 mg/kg phosphorus by using sheep manure, municipal solid waste compost and triple superphosphate under greenhouse conditions in 2015 as a completely randomized design with three replications. The results showed that the acidic and alkaline phosphatase activity in Dizan were significantly higher than other studied soils. The alkaline phosphatase activity was more 2.7 times than acidic phosphatase in the soil. The influence of municipal solid waste compost on acidic and alkaline phosphatase enzymes activity were 82.3 and 62.1 p- Nitro phenol (µg/g-1dwt h-1) and 52.6 and 87.6 p- Nitro phenol (µg/g-1dwt h-1) higher than sheep manure and triple superphosphate treatments respectively. The results of soil and fertilizers interaction showed that, acidic phosphatase enzyme activity in municipal solid waste compost and triple superphosphate were more than sheep manure in Dizan soil sample. The phosphorus uptake by plant was 34.3, 20.9 and 65.7 % in Dizan treated soil sample with sheep manure, municipal solid waste and control respectively. In Dizan soil residual phosphorus after harvest of wheat in triple superphosphate treatment was 33.3, 61.7 and 72.4 % compared to sheep manure, municipal solid waste compost and control, respectively. According to the results the maximum phosphatase enzyme activity was obtained in treated calcareous soil with municipal waste compost.
    Keywords: Alkaline phosphatase, Compost, sheep manure, triple super phosphate, Wheat
  • Narges Sousaraee, Esmaeil Dordipour, Farhad Khormali Pages 164-179

    Biochar is a carbon-rich solid material produced by heating biomass and agricultural residues in an oxygen-limited environment. However, effects of biochar in soil depend on pyrolysis temperature and type of the raw material used in its production. In order to determine the effect of biochars prepared from agricultural residues at different temperatures on soil characteristics, soil cations and anions and Na and K concentrations of corn, a factorial experiment was conducted in a completely randomized design in four replications under greenhouse condition. Treatments included biochar type (rice, cotton and canola), pyrolysis temperatures (350 and 700 °C) and two application rates (0, 2 and 5 w/w). The results showed that all types of biochar increased soil EC values. The lowest and highest values of soil pH were observed at biochar prepared from rice and cotton residues, respectively. The soil pH was significantly increased with increasing pyrolysis temperature from 350 to 700 °C. The highest values of soil Na+, Ca++, Mg++, Cl- and HCO3- was observed at 350 °C. The results showed that between each three biochars type produced from crop residues (rice, cotton and canola), the highest Na concentrations of leaf and stem were recorded with addition of biochar prepared from rice residues, however, the biochar prepared from canola residues lead to the highest amount on K concentrations of leaf and stem. The pyrolysis temperature only affected the Na concentration of leaf at 5% probability level. The results showed that pyrolysis temperature and the type of feedstock material are important factors that influence the chemical properties of biochars and subsequently the soil characteristics.

    Keywords: Agricultural residues, Soil cations, Soil anions, Biochar, Pyrolysis
  • Hamidreza Boostani *, Null Null, Alireza Mahmoodi Pages 180-191
    Land use change from forest and pasture to Rosa damascena Mill orchard can affect many soil properties and fertility. Thirty-six surface soil samples from different land uses including forest, pasture and Rosa damascena Mill orchard were collected from Morvarid region (Darab, Fars province) to evaluate the effect of land use change on soil properties and fertility. Different soil properties, macro- and micronutrients availability and soil potassium forms were determined. Results showed that the content of organic matter, soil pH and cation exchange capacity in the orchard soil were significantly lower than those in the forest and pasture soils. The nitrogen content in the orchard soil was significantly lower than that in the other land uses, however the content of available P in the orchard soil was significantly higher than that in the forest and pasture soils (39 vs. 22 and 24 mg kg-1, respectively). The availability of manganese, zinc and copper in the orchard soil was significantly higher than those in the forest and pasture soils. The contents of exchangeable K in the forest soil (749 mg kg-1) and non- exchangeable K in the orchard soil (1344 mg kg-1) were significantly higher than those in the other land uses. Generally, farmers may change the soil properties and fertility with addition of chemical fertilizers, disturbing the soil and harvesting some aerial parts of plants. Changes in soil properties and nutrients availability must be considered in agricultural land management and the results of this research, for example the decrease in content of some macronutrients and organic matter due to the land use change from forest and rangeland to orchard, can be useful to predict the consequences of land use change in the studied region and other similar regions. It is recommended that in order to maintenance of nutrients balance in orchards, P fertilizers application should be done with more consideration and the decrease in the contents of organic matter and such macronutrients as N and K should be recompensed with organic and inorganic fertilizers application.
    Keywords: Macronutrients, Micronutrients, Organic matter, Pasture, Rosa damascena Mill orchard
  • Elham Alidoust *, Majid Afyuni, Mohammad Ali Hajabbasi, Mohammad Reza Mosaddeghi Pages 192-206
    Soil quality is affected by the type of land use and management. Evaluation of soil quality indices is a suitable guide for adopting sustainable management practices and preventing soil degradation. The goals of this research were to explain soil variations and to determine the most important soil quality assessment indices. Therefore, totally 50 soil samples were collected from four land uses including forest, pasture, rain fed and irrigated farmlands in Lordegan watershed. Then soil characteristics consisted of soil bulk density, soil texture components, calcium carbonate equivalent, cation exchange capacity, pH, electrical conductivity, organic carbon, total nitrogen, carbon to nitrogen ratio, microbial basal respiration and mean weight diameter of aggregates were measured. Also, average monthly temperature, annual precipitation, elevation and slope of sampling points were determined. The results of principal component analysis illustrated that organic carbon, sand content, annual precipitation and elevation were the most important factors causing soil variations in the area. This method could explain 81% of soil variations in the region by creating 5 principal components. Furthermore, various kind of land uses were distinguished successfully according to a set of selected soil attributes using Discriminant Analysis. The percentage of correct classification in this analysis was 94%. The results of this study emphasize on the applicability of multivariate statistical methods in the assessment of soil quality. The individual examination for each of selected indices indicated the high quality of forest soils compared to the other land uses. However, rain fed farmlands had a poor quality situation. Therefore, achieving sustainable management in the area requires the prevention of land use change and the restoration of degraded lands for improving soil quality.
    Keywords: Land use, Soil organic carbon, principal component analysis, Discriminant analysis