فهرست مطالب

مدیریت خاک و تولید پایدار - سال نهم شماره 3 (پاییز 1398)
  • سال نهم شماره 3 (پاییز 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/09/01
  • تعداد عناوین: 9
|
  • مرتضی بهمنی*، جهانگرد محمدی، عیسی اسفندیارپور، حمیدرضا متقیان صفحات 1-23
    سابقه و هدف

    ارزیابی کیفیت خاک اراضی کشاورزی، امری ضروری برای موفقیت های اقتصادی و پایداری محیط زیست در مناطق در حال توسعه می باشد. در حال حاضر انواع بسیار زیادی از روش ها برای ارزیابی کیفیت خاک استفاده می شوند که هر کدام معیارهای متفاوتی را به کار می گیرند. با توجه به اینکه شهرستان بردسیر یکی از مهمترین قطب های تولیدکننده گل محمدی در استان کرمان و ایران می باشد و نظر به اهمیت ارزیابی کیفیت خاک به عنوان شاخصی از کشاورزی پایدار و بهره برداری بهینه از منابع طبیعی، در این پژوهش، کیفیت خاک در بخشی از اراضی کشت شده گل محمدی با استفاده از شاخص کیفیت خاک تجمعی (IQI) و شاخص کیفیت خاک نمرو (NQI) در ترکیب با دو روش انتخاب معیار کل مجموعه داده ها (TDS) و حداقل مجموعه داده ها (MDS) برای دو عمق 25-0 و 50-25 سانتی متری ارزیابی شد.

    مواد و روش ها

     برای اجرای این تحقیق مزرعه ای به مساحت 30 هکتار در شهرستان بردسیر در استان کرمان انتخاب شد. سپس موقعیت 100 محل برای اندازه گیری ویژگی های خاک (عمق 25-0 و 50-25 سانتی متر) و عملکرد گیاه مشخص و نمونه برداری صورت گرفت. با استفاده از روش تجزیه مولفه های اصلی (PCA) از میان کل ویژگی های موثر بر کیفیت خاک، مهمترین ویژگی های موثر بر کیفیت خاک (MDS) تعیین شدند. نتایج نشان داد که در عمق اول متغیرهای ماده آلی، شن، منگنز، کربنات کلسیم معادل، روی و مس و در عمق دوم هم متغیرهای شن، پتاسیم، کربنات کلسیم معادل، روی، فسفر، سنگریزه و منگنز به عنوان مجموعه حداقل داده ها انتخاب شدند. سپس کیفیت خاک، با استفاده از دو مدل شاخص تجمعی کیفیت خاک (IQI) و شاخص کیفیت خاک نمرو (NQI) و هر کدام در دو مجموعه ی ویژگی های خاک TDS و MDS ارزیابی شد و نتایج چهار روش ترکیبی ارزیابی کیفیت خاک مزبور از طریق مقایسه با عملکرد گل محمدی آنالیز شد.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که ضریب همبستگی بین شاخص های IQITDS و IQIMDS و بین NQITDS و NQIMDSدر عمق 25-0 سانتی متر به ترتیب برابر با 85/0 و 79/0 بود. همچنین ضریب همبستگی بین شاخص های IQITDS و IQIMDS و بین NQITDS و NQIMDSدر عمق 50-25 سانتی متر به ترتیب برابر با 75/0 و 77/0 به دست آمد. تجزیه زمین آماری شاخص های کیفیت خاک نشان داد که تمامی شاخص-های بررسی شده خاک و عملکرد گل محمدی، دارای مدل کروی و ساختار مکانی قوی و متوسط می باشند. دامنه تاثیر تغییرنماها از 33/119 متر برای شاخص IQITDS در عمق دوم تا 8/151 متر برای شاخص NQITDS در عمق اول در نوسان بود. همچنین دامنه تاثیر عملکرد گل محمدی، 16/122 متر به دست آمد. همبستگی نقشه های کریجینگ عملکرد گل محمدی و شاخص های کیفیت خاک نشان داد که در هر دو عمق مطالعاتی، بیشترین همبستگی بین عملکرد و شاخص IQITDS می باشد. همچنین، نتایج همبستگی بین شاخص های کیفیت خاک و عمکلرد گل محمدی نشان داد که شاخص IQITDS نسبت به سایر شاخص های همبستگی بالاتری با عملکرد دارد.

    نتیجه گیری

    این نتایج نشان داد که شاخص کیفیت تجمعی (IQI) به ویژه در مجموعه TDS، کارایی بهتری برای ارزیابی کیفیت خاک منطقه مورد مطالعه دارد. همچنین، نتایج این پژوهش نشان داد هرچند استفاده از مجموعه TDSدر تعیین شاخص های کیفیت خاک نتایج بهتری ارائه می کند، اما به دلیل همبستگی نسبتا خوب این مجموعه با مجموعه داده های حداقل (MDS) این امکان وجود دارد که با استفاده از MDS نیز بتوان شاخص های کیفیت خاک مزارع گل محمدی در منطقه را با دقت مناسبی تعیین کرد که این کار موجب کاهش حجم مطالعات و هزینه می شود. با این حال، اگر هدف از ارزیابی کیفیت خاک، رسیدن به عملکرد بهینه و مطلوب باشد، استفاده از شاخص IQITDS به دلیل همبستگی بیشتر این شاخص با عملکرد گل محمدی، کارایی بهتری دارد.

    کلیدواژگان: کل مجموعه داده ها، حداقل مجموعه داده ها، تجزیه مولفه های اصلی، پهنه بندی، عملکرد
  • فائزه پرستش، حسینعلی علیخانی*، حسن اعتصامی صفحات 25-46
    سابقه و هدف

    کمبود فسفریکی از مشکلات عمده خاک های آهکی است. یکی از راه های موثر و اقتصادی افزایش فراهمی فسفر افزودن کودهای آلی به خاک است. از مطلوب ترین مواد آلی و کودهای زیستی موجود، کود ورمی کمپوست را می توان نام برد اما مصرف زیاد ورمی کمپوست برای رسیدن به عملکرد مطلوب و همچنین دارا بودن فسفات های نامحلول آلی از محدودیت های کاربرد ورمی کمپوست می باشند. یکی از راه هایی که محدودیت های فوق را تعدیل می بخشد و اثربخشی ورمی کمپوست را افزایش می دهد، غنی سازی آن با باکتری های محرک رشد گیاه به ویژه با باکتری های حل کننده فسفات می باشد.

    مواد و روش ها

    نمونه ورمی کمپوست در مرکز تحقیقات ورمی کمپوست دانشگاه تهران تهیه شد. تعداد 18 جدایه که دارای توان انحلال فسفات های نامحلول معدنی و آلی بودند جداسازی گردید و درنهایت دو جدایه B53 و B22 که دارای توان بالای انحلال فسفات نامحلول بودند خالص سازی و شناسایی شد. آزمایش انکوباسیون در قالب طرح اسپیلیت پلات بر مبنای زمان به منظور بررسی غنی سازی ورمی کمپوست با باکتری های حل کننده فسفات بر افزایش فراهمی فسفر قابل دسترس، pH و شاخص های زیستی شامل: تنفس میکروبی، فعالیت آنزیم های فسفاتاز قلیایی و دهیدروژناز، در گلدان های حاوی 4 کیلوگرم خاک با 5 تیمار شامل T1: ورمی کمپوست (6%) + (B53)؛ T2: ورمی کمپوست (6%)+ (B22)؛ T3: شاهد مثبت (کود سوپر فسفات تریپل به میزان 50 میلی گرم بر کیلوگرم)؛ T4: ورمی کمپوست (6%) و T5: شاهد منفی (خاک بدون ورمی کمپوست و باکتری) در 3 تکرار طراحی و اجرا گردید و در زمان ها شروع انکوباسیون و 30 روز پس از آن، اثر تیمارها بر مقدار فسفر قابل دسترس، pH و شاخص های زیستی اندازه گیری شد.

    یافته ها

    نتایج حاصل از توالی ژنی 16S rRNA نشان دادند که جدایه شماره 22 با 99 درصد شباهت به گونه Serratia marcescens و جدایه شماره 53 با 98 درصد شباهت به گونه Pseudomonas aeruqinosa تعلق دارند. نتایج نشان داد که استفاده از ورمی کمپوست غنی شده با باکتری های حل کننده فسفات (T1 و T2) نسبت به تیمار شاهد (T4) سبب افزایش معنی دار فسفر قابل دسترس (به ترتیب 59 و 100 درصد)، تنفس میکروبی خاک (58 و 61 درصد)، فعالیت آنزیم فسفاتاز قلیایی (34 و 41 درصد)، فعالیت آنزیم دهیدروژناز (103 و 133 درصد) و کاهش pH (70/4 و 40/5 درصد) گردید. با توجه به نتایج نهایی هر دو باکتری توانستند شاخص های زیستی و فراهمی فسفر را افزایش دهند.

    نتیجه گیری

    کاربرد ورمی کمپوست غنی شده با باکتری های حل کننده فسفات (T1 و T2) سبب افزایش فراهمی فسفر قابل دسترس، تنفس میکروبی، فعالیت آنزیم فسفاتاز قلیایی، فعالیت آنزیم دهیدروژناز و کاهش pH خاک شد این در حالی است که تیمار غنی شده با باکتری Serratia marcescens (T2) توانایی بیشتری در افزایش فراهمی فسفر و شاخص های زیستی داشت. نتایج نشان داد که غنی سازی ورمی کمپوست با باکتری حل کننده فسفات می تواند جایگزین مناسبی برای کاهش مصرف کودهای شیمیایی فسفات و به عنوان یک استراتژی مناسب در مدیریت بهتر ورمی کمپوست در خاک های آهکی در آینده باشد.

    کلیدواژگان: آنزیم فسفاتاز قلیایی، آنزیم دهیدروژناز، Serratia marcescens، Pseudomonas aeruginosa
  • فرهاد رجالی*، حسین کاری دولت آباد، هادی اسدی رحمانی، فهیمه فضلی خانی صفحات 47-68
    سابقه و هدف

    گندم یکی از با اهمیت ترین محصولات غذایی است. در کشاورزی نوین بدلیل افزایش جمعیت و تاثیر منفی استفاده از کودهای شیمیایی از قبیل آلودگی های زیست محیطی و به خطر افتادن سلامتی انسان به کارگیری روش های مناسب از قبیل تولید کودهای زیستی که چنین خطراتی را نداشته باشد ضروری بنظر می رسد. قارچ ها و باکتری های افزایش دهنده رشد گیاه استفاده شده در کودهای زیستی ریزجانداران مفیدی هستند که با سازوکار های متفاوت به صورت مستقیم و غیر مستقیم باعث افزایش رشد، عملکرد و مقاومت گیاهان در برابر تنش های زنده و غیر زنده می شوند. با اینکه در سال های اخیر کودهای زیستی مورد توجه بیشتری قرار گرفته اند اما عدم شناسایی دقیق ریزجانداران استفاده شده در تولید این نوع از کودها یکی از مشکلات کودهای زیستی در ایران است. عدم شناسایی دقیق گونه ممکن است بدلیل نقصان روش های ریخت شناسی و یا بیوشیمیایی در قارچ ها و باکتری ها باشد. بنابر این هدف از انجام این تحقیق، شناسایی مولکولی جدایه های قارچی و باکتری و همچنین بررسی تاثیر این جدایه ها به تنهایی و در ترکیب با قارچ میکوریز آربوسکولار روی برخی از خصوصیات رشدی گیاه گندم بود.

    مواد و روش ها

    پس از تهیه جدایه های قارچی و باکتریایی از موسسه تحقیقات خاک و آب، که تحت عنوان ریزجانداران محرک رشد گیاهی شناخته شده اند، شناسایی دقیق هر یک از جدایه ها به روش ریخت شناسی و یا مولکولی صورت پذیرفت. استخراج DNA ژنومی در قارچ میکوریز آربوسکولار به روش تک اسپور و در سایر جدایه های باکتری و قارچی به روش مبتنی بر CTAB انجام گرفت. تکثیر ناحیه ژنی 16S rDNA در جدایه های باکتری، نواحی TEF-1α و ITS1-5.8S-ITS2 در گونه های تریکودرما، ناحیه ITS1-5.8S-ITS2 در Serendipita indica و ناحیه SSU-ITS1-5.8S-ITS2-LSU به روش آشیانه ای در قارچ میکوریز آربوسکولار صورت گرفت. طی یک آزمون گلخانه ای، تاثیر جدایه های قارچی و باکتریایی به صورت مجزا و ترکیبی همراه و عدم همراه با قارچ میکوریز آربوسکولار روی شاخص های رشدی گیاه گندم از جمله ارتفاع گیاه، وزن خشک هوایی و ریشه، ارتفاع و وزن خوشه و وزن دانه بررسی شدند.

    یافته ها

    بر اساس بررسی‏های ریخت‏شناسی و مولکولی، سه گونه از جنس باسیلوس شامل Bacillus velezensis، B. pumilus وB. subtilis و سه گونه از جنس تریکودرما شامل Trichoderma atroviride، T. longibrachiatum و T. harzianum و گونه های S. indica و Rhizophagus irregularis شناسایی شدند.از نظر تاثیر تیمارهای مختلف روی وزن خشک هوایی و وزن خوشه، تیمارهای T. harzianum + R. irregularis و T. longibrachiatum بیشترین وزن را نشان دادند. تیمارهای T. longibrachiatum + R. irregularis و T. atroviride بیشترین تاثیر را روی ارتفاع گیاه نشان دادند. گلدان های تیمار شده باT. harzianum + R. irregularis، T. harzianum، T. atroviride و S. indica + R. irregularis در مقایسه با شاهد بیشترین افزایش وزن دانه را نشان دادند.

    نتیجه گیری

    تیمارهای قارچی T. harzianum + R. irregularis و گونه های Trichoderma باعث افزایش معنی دار ویژگی های رشدی گندم گردید. بر اساس نتایج این تحقیق استفاده از زاد مایه مناسب ترکیبی و تهیه فرمولاسیون های اولیه برای کاربرد در آزمایش های مزرعه ای جهت افزایش دسترسی مواد غذایی و بهبود رشد گیاه گندم پیشنهاد می شود.

    کلیدواژگان: باسیلوس، تریکودرما، قارچ های محرک رشدگیاه، قارچ میکوریز آربوسکولار
  • الهام ملک زاده*، ناصر علی اصغرزاد صفحات 69-90
    سابقه و هدف

    تثبیت فلزهای سمی در ریشه‏ گیاهان مایکوریزی از جمله ساز وکارهای حفاظتی قارچ مایکوریزا همزیست در پاسخ به تنش فلزی است. نقش گلومالین به عنوان گلیکوپروتئین اختصاصی دیواره هیف و اسپور قارچ‏های آربوسکولار مایکوریزا (Arbuscular Mycorrhizal Fungi) در ناپویایی فلزهای سمی و کاهش پیامدهای تنش بر گیاه میزبان می‏تواند قابل ملاحظه باشد. با این پیش‏فرض هدف این مطالعه بررسی نقش گلومالین تولیدی توسط قارچ رایزوفاگوس ایرگولاریز هم زیست با گیاه شبدر در تثبیت ریشه‏ ای سرب بود.

    مواد و روش‏ها

    آزمایشی گلدانی در آرایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک کامل تصادفی شاکل دو فاکتور قارچ (با و بدون قارچ Rhizophagus irregularis) و سطوح سرب (0، 150، 300 و 450 میکرومولار Pb+2) در پنج تکرار طراحی گردید. جهت استخراج گلومالین، نمونه ‏های ریشه با بافر سیترات سدیم 50 میلی‏مولار (8=pH) به مدت یک ساعت در دمای C 121 و طی سه چرخه پی در پی اتوکلاو شدند. غلظت گلومالین در عصاره استخراجی با استفاده از روش الایزا توسط آنتی‏بادی مونوکلونال 11B32 تعیین گردید. بعد از رسوب گلومالین، مقدار سرب کمپلکس شده پس از هضم با اسید نیتریک غلیظ اندازه‏ گیری شد. وزن خشک اندام ‏هوایی و ریشه، درصد کلنیزاسیون ریشه، مقدار فسفر و سرب اندام‏ هوایی و ریشه و کارآیی جذب، استخراج و انتقال سرب مورد ارزیابی قرار گرفت.

    یافته‏ ها

    با افزایش سطح سرب، وزن خشک اندام‏هوایی و ریشه گیاهان مایکوریزی و غیرمایکوریزی کاهش یافت. وزن خشک اندام‏ هوایی و ریشه در سطوح 150، 300 و 450 میکرومولار سرب، به ترتیب کاهش 2/11، 9/12، 3/18 و 5/7، 1/18 و 7/36 درصدی نسبت به سطح صفر سرب داشتند. وزن خشک اندام ‏هوایی و ریشه در گیاهان مایکوریزی به ترتیب 9/24 و 2/34 درصد بیشتر از گیاهان غیرمایکوریزی بود. اثر قارچ بر جذب فسفر اندام‏هوایی و ریشه معنی‏دار گردید، جذب فسفر اندام‏ هوایی و ریشه در گیاهان مایکوریزی به ترتیب 2/32 و 8/45 درصد بیشتر از گیاهان غیرمایکوریزی بود. سرب جذب شده در اندام‏هوایی و ریشه در سطوح مختلف سرب و در گیاهان مایکوریزی به‏ طور معنی‏داری بیشتر از گیاهان غیرمایکوریزی بود. بیشترین مقدار جذب سرب در اندام‏ هوایی و ریشه، در تیمار مایکوریزی سطح 450 میکرومولار سرب بود که افزایش 5/46 و 7/80 درصدی نسبت به تیمار غیرمایکوریزی در این سطح داشتند. در سطوح 150، 300 و 450 میکرومولار سرب، کارآیی جذب گیاهی سرب در گیاهان مایکوریزی افزایش 00/8، 5/14 و 2/49 درصدی نسبت به گیاهان غیرمایکوریزی داشت. اثر سطوح مختلف سرب بر کارایی استخراج و انتقال گیاهی سرب معنی‏دار شد. با افزایش سطح سرب کارآیی استخراج گیاهی افزایش یافت، به‏طوری که سطح 450 میکرومولار نسبت به سطح 150 و 300 میکرومولار افزایش 3/69 و 8/27 درصدی داشت. با افزایش غلظت سرب، از کارایی انتقال گیاهی سرب از ریشه به اندام‏ هوایی کاسته شد. درصد کلنیزاسیون ریشه با افزایش غلظت سرب تا سطح 300 میکرومولار سرب افزایش و سپس در سطح 450 میکرومولار کمی کاهش یافت، اما از نظر آماری تفاوت معنی‏دار بین سطوح 150، 300 و 450 میکرومولار سرب وجود نداشت. با افزایش غلظت سرب، تولید گلومالین ریشه و مقدار سرب تثبیت شده توسط آن نیز به ‏طور معنی ‏داری افزایش یافت.

    نتیجه‏ گیری

    کلنیزاسیون ریشه گیاه شبدر با قارچ رایزوفاگوس ایرگولاریز منجر به بهبود رشد و تغذیه فسفری گیاهان مایکوریزی نسبت به گیاهان غیرمایکوریزی در شرایط تنش سرب شد. جذب سرب در ریشه گیاه شبدر بیش‏تر از اندام‏هوایی بود، بنابراین، گیاه شبدر در تثبیت ریشه‏ای سرب نقش موثرتری داشت. همچنین مقدار سرب ریشه در گیاهان مایکوریزی بیشتر از گیاهان غیرمایکوریزی بود که می‏تواند به دلیل تثبیت سرب در ساختارهای قارچی ریشه باشد. افزایش تولید گلومالین در ریشه ‏های مایکوریزی به عنوان ترکیب اصلی و موثر دیواره اسپور و هیف قارچ نقش مهم و کلیدی در تثبیت ریشه‏ای سرب در گیاهان مایکوریزی ایفا می‏کند.

    کلیدواژگان: الایزا، تثبیت زیستی، زیست پالایی، فلز سمی، قارچ AM
  • سید جواد حسینی فرد*، محمد عبدالهی عزت آبادی صفحات 91-111
    سابقه و هدف

    دو مسئله افزایش هزینه کاربرد نهاده کود و اثرات زیست محیطی استفاده از آن ها، باعث شده است تا اهمیت دقت در زمان مناسب تغذیه باغ ها و مزارع کشاورزی روز به روز افزایش یابد. در فعالیت های معمولی کشاورزی، نهاده هایی همچون کودهای شیمیایی، سموم دفع آفات نباتی و آب به صورت یکنواخت و بدون توجه به نیاز واقعی آنها در مزارع و باغ ها مورد استفاده قرار می گیرند. این مساله باعث می شود تا در مواردی استفاده بیش از حد نیاز گیاه باعث افزایش هزینه ها و تاثیرات منفی زیست محیطی شود. این در حالی است که با توجه به تاکیدهای فراوان بر کیفیت و کارآیی تولید غذا، ضروری است تا نهاده ها بر اساس نیازهای واقعی از نظر زمانی و مکانی مورد استفاده قرار گیرند. در این مقاله، نقش دانش کشاورزان در بهبود برخی اصول صحیح استفاده از نهاده های تغذیه ای ازجمله زمان مناسب تغذیه و تاثیر آن بر عملکرد اقتصادی باغ های پسته استان کرمان مورد بررسی قرار گرفت.

    مواد و روش ها

    در این مطالعه، نخست دیدگاه علمی در خصوص علائم کمبود و زیادبود عناصر غذایی و مدیریت زمان مصرف نهاده کود در باغ های پسته مشخص گردید. سپس دیدگاه و عملکرد کشاورزان در زمینه مدیریت زمان مصرف این نهاده با استفاده از تکمیل پرسشنامه برآورد شده و با مقایسه دیدگاه کشاورزان با دیدگاه علمی، نمره مدیریت تغذیه کشاورزان محاسبه گردید. برای جمع آوری اطلاعات از کشاورزان، از روش تکمیل پرسشنامه استفاده شد و با کاربرد روش نمونه گیری تصادفی چند مرحله ای، تعداد 100 نفر پسته کار از شهرستان های انار و رفسنجان در استان کرمان انتخاب گردید. با توجه به این که از هر کشاورز، چند قطعه باغ مورد بررسی قرار گرفت، تعداد باغ های مورد بررسی 286 باغ می باشد. جهت بررسی عوامل اقتصادی اجتماعی موثر بر دانش کشاورزان و همچنین تاثیر این دانش بر عملکرد کشاورزان، از روش های همبستگی پیرسون، آنالیز واریانس و رگرسیون استفاده شد.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که در زمینه مدیریت زمان مصرف کود و شناخت علایم کمبود و زیادبود عناصر به ویژه عناصر میکرو میانگین دانش پسته کاران پایین می باشد. با این وجود، کشاورزان در سطح یکسانی از دانش قرار نداشته و در این خصوص تفاوت های زیادی وجود دارد. بررسی عوامل موثر بر سطح دانش کشاورزان نشان داد که تحقیقات و ترویج نقش موثری بر افزایش دانش پسته کاران در خصوص مدیریت زمان مصرف کود داشته است. نتایج همچنین نشان داد که دانش مدیریت زمان تغذیه، بهره وری استفاده از زمین را بالا برده است. به طوری که، هر یک نمره بالاتر، باعث افزایش عملکرد باغ پسته به مقدار 32/21 کیلوگرم در هکتار می شود. به طوری که، کسی که نمره تغذیه ای او 20 باشد نسبت به کسی که نمره تغذیه ای او صفر است، عملکرد در هکتاری به مقدار 426 کیلوگرم بالاتر دارد.

    نتیجه گیری کلی

    با افزایش کمی و کیفی آموزش و ترویج، بالا بردن سطح کیفی نیروی انسانی شاغل در بخش کشاورزی، اصلاح دستورالعمل های حفاظت از منابع آب و خاک و اصلاح قوانین پرداخت یارانه، می توان دانش کشاورزان و تاثیر گذاری این دانش بر بهره وری نهاده کود را افزایش داد. قبل از آن نیاز است تا نوسازی مدیریتی با استفاده از تجربیات موفق دنیا در بخش کشاورزی انجام شود.

    کلیدواژگان: پسته، تکنولوژی نرخ متغیر، مدیریت مصرف کود، اقتصاد کود
  • مهسا معمارزاده، حجت امامی*، علیرضا کریمی صفحات 113-131
    مقدمه

    فرسایش بادی از عمده معضلات در بسیاری از نقاط جهان به ویژه مناطق خشک و نیمه خشک محسوب می شود و همچنین از عوامل مهم در تخریب و از بین رفتن خاک ها به شمار می رود. دو استراتژی کلی برای مقابله با فرسایش بادی وجود دارد. استراتژی اول افزایش مقاومت بستر دارای فرسایش در مقابل عوامل فرساینده و استراتژی دوم کاهش قدرت عوامل فرساینده است. کشت نهال راهکار موثرتری برای کاهش سرعت باد، مقابله با فرسایش بادی و تثبیت شنهای روان است. بنابراین هدف از این پژوهش بررسی تاثیر عملیات مدیریتی مکانیکی و بیولوژیکی بر مقدار رسوبات بادی در منطقه تل حمید طبس بود.

    مواد و روش ها

    به منظور تعیین نقش هر یک از عملیات مدیریتی بر میزان فرسایش بادی و کنترل آن، تله های رسوب گیر در فواصل مختلف بین عاملهای حفاظتی در سه طبقه ارتفاعی نیم، یک و یک و نیم متری سطح زمین نصب شد. تیمارهای حفاظتی شامل T1 (4 ردیف تاغ و سه ردیف گیاه بومی سبط)، T2 (حفرخندق و خاکریز)، T3 (یک ردیف گیاه بوته ای ترات، سه ردیف تاغ و گیاه بومی سبط) و T4 (خاکریز و تراورس کوبی) بودند. سپس متناظر با هر رسوب گیر ، یک رسوب گیر شاهد در مکانی که فاقد اقدامات حفاظتی بود نصب شد. عملیات حفاظتی به مدت سه سال در منطقه اجرا شده بود. پس از این مدت تله های رسوب گیر در آذر 1394 نصب شدند و با استناد به اطلاعات به روز هواشناسی، مقدار رسوبات پس از هر طوفان (معمولا دو نوبت در هر ماه)، از دی ماه 1394 تا (فصول زمستان و بهار) جمع آوری و وزن شدند.

    نتایج و بحث

    نتایج نشان داد که عامل های حفاظتی انجام شده در منطقه در کاهش میزان رسوب موثر بودند و تاثیر تیمارهای T1 و T2 در کاهش مقدرا فرسایش بادی به طور قابل توجهی بیشتر از سایر تیمارها بود. بیشترین کاهش در ارتفاع 5/0 متری دیده شد، بنابراین می توان نتیجه گرفت عملیات مکانیکی و بیولوژیکی می تواند به طور قابل توجهی سبب جلوگیری از حرکت غلطشی ذرات شن شود. مقدار رسوبات بادی در فصل بهار (به خاطر رطوبت کمتر و وزش باد شدید) بیشتر از فصل زمستان بود. همچنین بیشترین مقدار رسوبات بادی در ماه های اردیبهشت و خرداد و بالعکس کمترین مقدرا در دی ماه مشاهده شد. علاوه بر این در بین عملیات حفاظتی در هر دوفصل یهار وز مستان، کمترین رسوبات مربوط به تیمار عملیت مکانیکی (خاکریز و ایجاد کانال) و بیشترین مقدار نیز متعلق به تیمار عملیات بیولوژیکی (چهار ردیف تاغ و گیاه بومی سبط) بود. زیرا تیمارهای T4 و T3 به عنوان اولین مانع در مقابل باد قرار داشتند و در پشت آنها تیمار T2 قرار داشت که به مسیزان قابل توجهی سرعت باد را کاهش می داد و درنتیجه در هنگام برخورد با تیمار T2 سرعت و انرژی کمی داشت. در نتیجه این امر، مقدار رسوبات در تیمار T2 کمترین مقدرا بود.

    نتیجه گیری

    به طور کلی عملیات مکانیکی و بیولوژیکی مقدرا رسوبات بادی را نسبت به شاهد به میزان قابل توجهی کاهش دادند. بر خلاف دیدگاه عمومی که عملیات مدیریت بیولوژیکی می توانند فرسایش بادی را کاهش دهند به علت شرایط نامناسب رشد نهال-های تاغ و گیاهان به علت دوره های خشکی و کمبود آب، کارآیی آنها در کاهش سرعت و انرژی باد به ویژه در تیمارهای T1 و T3 بیشتر از عملیات مکانیکی (تیمار T2) نبود. به نظر می رسد نهال های تاغ در مدت سه سال به اندازه کافی رشد نکرده و اگر برای مدت طولانی تری به رشد خود ادامه دهند ممکن است سبب کاهش قابل توجه فرسایش بادی شوند. بر اساس نتایج این پژوهش، کاربرد همزمان عملیات مکانیکی و بیولوژیکی برای کنترل فرسایش بادی در مناطق خشک مثل طبس ضروی است.

    کلیدواژگان: تله رسوب گیر، فرسایش بادی، نهال کاری، عملیات مدیریتی
  • مهدی سرچشمه پور*، محمد هادی فرپور، معصومه سرمست صفحات 133-152
    سابقه و هدف

    پلیمرها از مواد اصلاح کننده خاک هستند که در جهت نگهداشت رطوبت خاک در مناطق خشک و نیمه خشک توسعه یافته اند. این پژوهش به منظور بررسی تاثیر مواد پلیمری بر میزان افزایش نگهداشت رطوبت خاک و تاثیر پلیمرهای انتخابی بر برخی صفات رویشی گیاه ذرت در شرایط تنش خشکی به ترتیب در دو مطالعه آزمایشگاهی و گلخانه ای انجام شد.

    مواد و روش ها

    این پژوهش به صورت دو مطالعه آزمایشگاهی و گلخانه ای مکمل یکدیگر صورت پذیرفت. ابتدا تاثیر 11 تیمار بر اساس نوع و غلظت پلیمر شامل کاراکوت یک و سه %، اکریلیک یک و سه %، پلی وینیل استات یک و سه %، سوپرآب نیم و یک % و استاکوزورب نیم و یک % و شاهد بدون پلیمر بر تغییرات رطوبتی دو نوع خاک (شن لومی و شنی) در 11 زمان (0، 12 ساعت، 1، 2، 4، 6، 8، 10، 12، 16 و 20 روز) در آزمایشگاه مورد مطالعه قرار گرفت و چهار تیمار پلیمری برتر برای کشت گلخانه ای انتخاب شدند. در این مرحله تاثیر تیمارهای پلیمری (کاراکوت یک و سه % و استاکوزورب نیم و یک % و شاهد بدون پلیمر) در شرایط تنش خشکی (30، 50 و 80 % ظرفیت مزرعه ای) بر برخی صفات رویشی گیاه ذرت (تعداد برگ، ارتفاع، وزن تر و خشک ساقه و وزن تر و خشک ریشه) به-صورت جداگانه در دو خاک شن لومی و شنی در شرایط گلخانه مطالعه گردید.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که تیمارهای پلیمری باعث افزایش رطوبت هر دو نوع خاک نسبت به نمونه شاهد شدند و پلیمر محلول در آب کاراکوت در غلظت سه درصد (5/18 % نسبت به شاهد شن لومی و 9/35 درصد نسبت به شاهد شنی) و پلیمر غیرمحلول در آب (هیدروژل) استاکوزورب در غلظت یک درصد (8/95 % نسبت به شاهد شن لومی و 4/3 برابر نسبت به شاهد شنی) بیش ترین توانایی را از این نظر داشتند. پلیمرهای محلول در آب و هیدروژل سوپر آب در مدت زمان 20 روز به طور میانگین رطوبت خاک شن لومی را بیش تر از خاک شنی افزایش دادند. اما، هیدروژل استاکوزورب یک درصد از این لحاظ در خاک شنی (1/16 % افزایش نسبت به خاک شن لومی) موثرتر بود. رطوبت نمونه های خاک تیمارشده با پلیمر، متناسب با افزایش غلظت پلیمر افزایش یافت. هیدروژل استاکوزورب یک درصد در افزایش زمان ماندگاری رطوبت در خاک های شن لومی (0-12 روز) و شنی (0-16 روز) موفق تر از سایر تیمارهای پلیمری عمل نمود. در خاک شنی تیمار شده با پلیمر نگهداشت رطوبت در طی زمان و میزان رطوبت نهایی بیش تر از خاک شن لومی بود. تنش خشکی در طول دوره رویشی گیاه ذرت منجر به کاهش تعداد برگ، ارتفاع ساقه، وزن تر و خشک ساقه و وزن خشک ریشه گردید. در مقابل کاربرد هیدروژل استاکوزورب در غلظت یک درصد منجر به بهبود نسبی ارتفاع، وزن تر و خشک ساقه ذرت شد. در خاک شن لومی تحت شرایط تنش خشکی هیدروژل استاکوزورب تاثیر قابل توجه و معنی داری (سطح یک درصد) بر وزن تر ساقه ذرت داشت. هیدروژل استاکوزورب یک درصد در تنش کم، متوسط و شدید به ترتیب 29/59، 41/82 درصد و 82/3 برابر وزن تر ساقه را نسبت به نمونه شاهد افزایش داد.

    نتیجه گیری

    با توجه به نتایج پژوهش، استفاده از پلیمر محلول در آب کاراکوت در غلظت سه درصد و پلیمر غیرمحلول (هیدروژل) در آب استاکوزورب در غلظت یک درصد جهت افزایش و حفظ رطوبت در خاک های سبک بافت توصیه می شود. به علاوه، مواد پلیمری با داشتن ویژگی هایی نظیر طول عمر مفید، کارآیی زیاد در غلظت های کم و کاربرد موضعی در ناحیه ریشه درختان، می توانند شرایط مطلوبی را جهت رشد گیاهان در خاک هایی با ظرفیت نگهداری آب کم و در شرایط کم آبی رایج در مناطق خشک و نیمه خشک با بارندگی کم و تبخیر زیاد فراهم آورند.

    کلیدواژگان: پلیمرهای امولسیونی، سوپرجاذب، کم آبی، هیدروژل
  • صلاح الدین مرادی*، میرحسن رسولی صدقیانی، ابراهیم سپهر، حبیب خداوردیلو، محسن برین صفحات 153-169
    سابقه و هدف

    خاک های تحت تاثیر نمک، توزیع گسترده ای در نواحی خشک و نیمه نیمه خشک از جمله ایران دارند. در خاک های تحت تاثیر نمک، تغییرات فیزیکی، شیمیائی شیمیایی و بیولوژیکی و نیز پائین بودن مقدار مواد آلی در نتیجه رشد ضعیف گیاه، سبب کمبود عناصر غذائیغذایی مثل مانند نیتروژن و سمیت یونی (سدیم و کلر) می شود. ناچیز بودن پوشش گیاهی در نواحی خشک و شور سبب می شود که بقایای گیاهی کمتری وارد خاک شده و با کاهش مقدار مواد آلی خاک، کم بوده و این امر به کمبود نیتروژن و دیگر عناصر منجر می شودغذایی رخ دهد. یکی از راه های تامین و افزایش کارائی عناصر برای گیاه در شرایط شور، استفاده از ترکیبات با منشاا آلی است. هدف از انجام این پژوهش بررسی اثر سطوح کربن آلی و شوری بر معدنی شدن نیتروژن، کربن و غلظت عناصر غذائی غذایی در خاک بود.

    مواد و روش ها

    آزمایشی برای بررسی اثر سطوح کربن آلی از منبع کود گاوی بر معدنی شدن کربن و نیتروژن و غلظت عناصر غذائی غذایی در شرایط شوری خاک در قالب طرح کاملا تصادفی (CRD) به صورت فاکتوریل با سه تکرار انجام گرفت. فاکتور کود دامی جهت ایجاد سطوح کربن آلی شامل (سطح بدون کربن آلی، سطح 5/1 و سطح 3 درصد کربن آلی) و فاکتور شوری شامل (شوری 5/1، 5/4 و 9 دسی زیمنس بر متر) بود. جهت ایجاد سطوح شوری ترکیبی از نمک های MgSO4.7H2O،NaCl ، Na2SO4 و CaCl2 به ترتیب به نسبت های 82/41، 91/0، 36/20، 91/36 مورد استفاده قرار گرفت. مخلوط حاصل برای هر تیمار جداگانه به ظروف پلی پلی اتیلنی انتقال یافته و در یک دوره 70 روزه، تحت دمای 25 درجه سانتیگراد سلسیوس و رطوبت 70 درصد ظرفیت مزرعه به صورت انکوباسیون قرار داده شدگردید. در طول زمان انکوباسیون در زمان های 0، 2، 4، 6، 8، و 10 هفته بعد پس از شروع انکوباسیون (به منظور پی بردن به میزان نیترات سازی با زمان) از هر کدام از تیمارهای آزمایشی نمونه برداری شده و مقدار آمونیوم و نیترات نمونه ها اندازه گیری شد. برای بررسی معدنی شدن کربن، از شروع آزمایش هر هفته مقدار تنفس پایه برآورد گردید. در پایان آزمایش مقدار عناصر پر مصرف و کم کم مصرف اندازه گیری شد.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که اثر شوری بر غلظت پتاسیم، سدیم و کلر محلول، غلظت کلسیم، منیزیم و آهن (قابل جذب)، نیترات، آمونیوم و تنفس پایه (P<0.001) معنی دار بود. اثر کربن آلی بر غلظت کربن آلی و نیتروژن کل خاک، غلظت پتاسیم، سدیم و کلر محلول، آهن قابل جذب، نیترات، آمونیوم و تنفس پایه (P<0.001) معنی دار بود. اعمال شوری 9 دسی زیمنس بر متر تنفس پایه، تولید آمونیم و نیترات را به ترتیب 47، 27 و 76 درصد کاهش داد. اما افزودن 3 درصد کربن آلی به خاک پارامترهای فوق را به ترتیب 24، 10 و 37 درصد افزایش داد. اثرات متقابل کربن آلی و شوری بر غلظت سدیم و کلر محلول و آهن قابل جذب (P<0.05)، غلظت پتاسیم محلول و تنفس پایه (P<0.01) و غلظت نیترات و آمونیوم (P<0.001) معنی دار بود.

    نتیجه گیری

    شوری اثر پیامدی منفی بر فرایند معدنی شدن کربن و نیتروژن داشت. کاربرد ترکیبات آلی توانست با ایجاد تعادل در وضعیت عناصر غذائی غذایی شرایط مناسب تری را برای فرایندهای معدنی شدن کربن و نیتروژن ایجاد کند. ترکیبات آلی ممکن است یک منبع آسان کربن داشته باشند که در صورت قرارگیری در خاک، باعث سبب تحریک و افزایش فعالیت میکروبی شده و تا حدودی معدنی شدن کربن و نیتروژن را افزایش می دهند.

    کلیدواژگان: شوری، عناصر غذائی، کربن، نیتروژن
  • اسماعیل دردی پور*، روزبه محمدی، علیرضا غیاثوند، فرشید قادری فر صفحات 171-187
    سابقه و هدف

    یکی از رویکردهایی که از دیرباز مورد توجه بوده اما امروزه اهمیت آن مضاعف شده است، استفاده از ژنوتیپ های کارای گیاهان در جذب و استفاده از عناصر غذایی است. در سال های اخیر، ژنوتیپ های گیاهی که کارایی بیشتری در استفاده از عناصر غذایی دارند، مورد توجه قرار گرفته است و استفاده از آن ها رویکرد جدیدی در کشاورزی کم نهاده برای افزایش بازده کودها می باشد. آهن و روی نیز از عناصر کم مصرف و ضروری برای گیاهان است که در تغذیه انسان نیز اهمیت بالایی دارد.. هدف از تحقیق حاضر شناسایی ژنوتیپ های کارا ازنظر آهن و روی بود که بتوان غنی سازی زیستی روی و آهن در محصول گندم حاصل گردد.

    مواد و روش ها

    برای بررسی و مقایسه کارایی استفاده و جذب آهن و روی در ژنوتیپ های مختلف گندم نان، آزمایشی در شرایط گلدانی (مخلوط شن و خاک) و به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار اجرا شد. فاکتور اول شامل 12 ژنوتیپ مختلف گندم و فاکتور دوم شامل چهار سطح کودی بود. ژنوتیپ های گندم نان شامل ان20-87، مروارید، گنبد، فلات، تجن، لاین 7-90، لاین 17-91، آفتاب، قابوس، کوهدشت، کریم و لاین17 بودند. تیمارهای کودی شامل محلول غذایی کامل، محلول غذایی با کمبود آهن، محلول غذایی با کمبود روی و محلول غذایی با کمبود توام آهن و روی بودند. روی از منبع سولفات روی به میزان صفر (سطح کمبود) و یک میکرومولار (سطح کفایت) و آهن از منبع سکوسترین آهن در دو سطح یک میکرومولار (سطح کمبود) و 100 میکرومولار (سطح کفایت) تامین گردید.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که کمبود آهن و روی منجر به کاهش معنادار وزن خشک شاخساره و جذب آهن و روی شاخساره ژنوتیپ‎ها گردید ولی کارایی استفاده آهن و روی آنها را افزایش داد. تیمار کمبود توام آهن و روی باعث کاهش بیشتر این شاخص ها و افزایش کارایی استفاده آنها نسبت به تیمارهای کمبود تنهای آنها گردید. لاین 7-90 بالاترین کارایی استفاده آهن و لاین 17 و کوهدشت کمترین مقدار را داشتند در حالی که بالاترین کارایی استفاده روی در لاین17و کمترین مقدار آن در ژنوتیپ های کوهدشت، تجن، کریم و قابوس مشاهده گردید. گروه بندی ژنوتیپ ها به روش گیل و براساس مقدار ماده خشک تولیدی و کارایی استفاده آهن و روی شاخساره نشان داد که ژنوتیپ های لاین 7-90 و ان20-87 بسیار پاسخ ده به ترتیب از نظر آهن و روی و لاین 7-90 و لاین 17 به ترتیب بسیار کارا از نظر آهن و روی بودند. همچنین ژنوتیپ تجن و ان20-87 برترین و ژنوتیپ های لاین 17 و کوهدشت به عنوان ژنوتیپ ضعیف در جذب و استفاده آهن و روی و تولید ماده خشک شناسایی شدند.

    نتیجه گیری

    نتایج این تحقیق نشان داد که رقم های تجن و ان 20-87 هم پاسخ ده به کود آهن و روی و هم کارا از نظر استفاده آهن و روی با تولید ماده خشک بالا هستند. بنابراین، برای کاهش هزینه های مصرف کود شیمیایی و خطرات زیست محیطی حاصل از آنها، این رقم ها برای بررسی کشت در اراضی حاصلخیز و هم در اراضی کم بازده (کمبود آهن و روی) معرفی می گردد.

    کلیدواژگان: آهن، روی، ماده خشک، کارایی استفاده، گندم
|
  • Morteza Bahmani *, Jahangard Mohammadi, Esa Esfandiyarpoor, Hamidreza Mottaghian Pages 1-23
    Background and Objective

    The assessment of soil quality for agricultural land is essential for the economic successes and sustainability of the environment in developing countries. Currently, many types of methods with different factors are used to evaluate soil quality. Soil quality evaluation is an indicator of sustainable agriculture and optimized application of utilization of natural resources. Moreover, the Bardsir city is one of the most important regions of Rose (Rosa Damasceneea Mill) in Kerman province and Iran. In this research, soil quality were evaluated in a part of the cultivated land of Rose using integrated soil quality index (IQI) and Nemoro soil quality index (NQI) in combination with two of data sets, total data set (TDS) and minimum data set (MDS) for 0-25 and 25-50 cm depth.

    Materials and Methods

    In this research, a farm with an area of 30 hectares was selected in Bardsir city, Kerman province. Then, 100 locations were sampled to determine soil characteristics (0-25 and 25-50 cm), then in each location, the yield was determined. Among the total characteristics of soil quality, the most important of characteristics were determined Using principal component analysis (PCA). The results showed that in the topsoil and subsoil, minimum data set were organic matter, sand, Mn, calcium carbonate equivalent, Zn, Cu and sand, K, calcium carbonate equivalent, Zn, P, fragments and Mn, respectively.

    Results

    The results showed that at the 0-25 cm, the correlation between IQITDS and IQIMDS and between NQITDS and NQIMDS were 0.85 and 0.79, respectively. Also, at the depth of 25-50 cm, the correlation between IQITDS and IQIMDS and between NQITDS and NQIMDS were 0.75 and 0.77, respectively. The geostatistical analysis of soil quality indices showed that all of the studied soil parameters and Rose yield have spherical model and strong to medium spatial structure. The range of variograms is varied from 119.33 m for IQITDS in the subsoil to 151.8 m for NQITDS in the topsoil. Besides, the range of variogram for Rose yield was 122.16 m. The correlation between kriging maps of Rose yield and soil quality indices showed that the highest correlation was found between the yield and the IQITDS index at both studied depths. The results of correlation between soil quality indices and Rose yield showed that the IQITDS index has a higher correlation with yield than other indices.

    Conclusion

    These results demonstrated that the IQI index, especially in the TDS set, has a better performance for assessing the soil quality in the study area. Because of the relatively good correlation between this set and MDS, the TDS set is better to determine soil quality indices; this result may be attributed to use MDS to determine the soil quality indices with proper accuracy. However, if the purpose of soil quality assessment is to achieve the optimal yield, the use of IQITDS index, due to its greater correlation with the Rose yield, has a better performance.

    Keywords: Total data set, Minimum data set, Principal Component Analyze, Mapping, Yield
  • Faezeh Parastesh, Hassan Etesami Pages 25-46
    Background and Objectives

    The shortage of phosphorus is one of the major problems of calcareous soils. One of the most effective and economical ways to increase phosphorus availability is through the addition of organic fertilizers. Vermicompost is the most desirable organic material and bio fertilizers, but the high usage of vermicompost to achieve optimal performance and the presence of organic insoluble phosphates are limited the use of vermicompost. One of the best way is that enriched vermicompost with plant growth-promoting bacteria, especially phosphate solubilizing bacteria.

    Materials and Methods

    Vermicompost sample was produced in Vermicompost Research Center of Tehran University. 18 isolates with ability of organic and inorganic phosphate solubilizing were isolated. Finally, two isolates 53 and 22 which had high solubilizing capacity of inorganic and organic insoluble phosphate were purified and identified. An incubation experiment was conducted in the Split plot design based on time to investigate the enrichment of vermicompost with phosphate solubilizing bacteria on available phosphorus, pH, microbial respiration, alkaline phosphatase and dehydrogenase enzyme activity in pots with 4 kg of soil consist of 5 treatments, including T1: vermicompost (6%) + B53; T2: vermicompost (6%) + B22; T3: positive control (Triple superphosphate fertilizer at 50 mg/kg); T4: vermicompost (6%) and T5: negative control (soil without vermicompost and bacteria), in 3 replicates. The treatments were incubated for 30 days and after incubation, the effect of treatments on phosphorus availability, pH and biological indices was measured.

    Results

    The results of the 16S rRNA gene sequence identified isolate 22 as Serratia marcescens with 99% similarity and isolate 53 as Pseudomonas aeruqinosa with 98% similarity. the use of vermicompost enriched with phosphate solubilizing bacteria (T1 and T2) increased available phosphorus (59.2% and 100%), microbial respiration (58% and 61%), Alkaline phosphatase activity (34 and 41%) and dehydrogenase activity (102.6% and 13.7%) significantly compared to control treatment (T4), but reduced pH (4.7% and 4.4%). According to the results, bacterial enriched treatment Serratia marcescens (T2) was more able to increase phosphorus and biological indices.

    Conclusion

    The application of vermicompost enriched with phosphate solubilizing bacteria (T1 and T2) cusses increase of the available phosphorus, microbial respiration, alkaline phosphatase enzyme activity and dehydrogenase activity and soil pH reduction. The treatment enriched with Serratia marcescens (T2) had more ability to increasing phosphorus availability and biological index. The results showed that vermicompost enrichment with phosphate solubilizing bacteria can be a suitable alternative for reducing the use of phosphate fertilizers and as a suitable strategy for better vermicompost management in calcareous soils in the future.

    Keywords: Alkaline phosphatase enzyme, Dehydrogenase enzyme, Serratia marcescens, Pseudomonas aeruginosa
  • Farhad Rejali *, Hossein Kari Dolatabad, Hadi Asadi Rahmani, Fahimeh Fazlikhani Pages 47-68
    Background and objectives

    Wheat is one of the most important food crops. In modern agriculture, Due to the increasing human population and the detrimental effects of chemical fertilizer such as environmental pollution and concerns about human health, adapting suitable alternatives like production of bio-fertilizers which have none of these dangerous effects would be necessary. Plant growth-promoting fungi and bacteria used in bio-fertilizers are the beneficial microorganisms that can enhance plant growth, yield and resistance to biotic and abiotic stresses directly or indirectly through a wide variety of mechanisms. Although bio-fertilizers have become more noticeable in recent years, the lack of accurate identification of microorganisms used in the production of these fertilizers is one of the problems of bio-fertilizers in Iran. Failure to accurate identification of species is due to deficiencies in morphological or biochemical methods in fungi and bacteria. Therefore, the purpose of this study was to identify of fungal and bacterial isolates molecularly and also to investigate the effect of these isolates alone and in combination with arbuscular mycorrhizal fungus on some growth characteristics of the wheat plant.

    Materials and methods

    After the preparation of fungal and bacterial isolates from the Soil and Water Research Institute, which are known as plant growth promoting microorganisms, accurate identification of each isolate was performed based on morphological and molecular methods. Extraction of genomic DNA in arbuscular mycorrhizal fungus was done by single-spore method and in other bacterial and fungal isolates by CTAB method. Amplification of 16S rDNA region in bacterial isolates, TEF-1α and ITS1-5.8S-ITS2 regions in Trichoderma species, ITS1-5.8S-ITS2 region in Serendipita indica and SSU-ITS1-5.8S-ITS2- LSU region by nested PCR method in the arbuscular mycorrhizal fungus was performed. To investigate the effect of fungal and bacterial isolates alone or in combination with arbuscular mycorrhizal fungus in a greenhouse, their effect on wheat growth indices such as plant height, shoot and root dry weight, head height and weight and dry weights of seeds were measured.

    Results

    Based on morphological and molecular investigation, three species of Bacillus including Bacillus velezensis, B. pumilus, and B. subtilis and three species of Trichoderma including Trichoderma atroviride, T. longibrachiatum, and T. harzianum and S. indica and Rhizophagus irregularis were identified. T. harzianum + R. irregularis and T. longibrachiatum showed the maximum dry weight and head weight. T. longibrachiatum + R. irregularis and T. atroviride showed the highest effect on plant height. Pots treated with T. harzianum + R. irregularis, T. harzianum, T. atroviride, and S. indica+ R. irregularis showed the highest weight of seeds compared to control plants.

    Conclusion

    The result showed that the effect of fungal treatments such as T. harzianum + R. irregularis and Trichoderma spp. on growth characteristics of wheat was significant. According to the results of this study, the use of an appropriate combination of inoculants and the preparation of primary formulations for use in farm experiments is proposed to increase the availability of nutrients and improve the growth of wheat plants. Keywords: Arbuscular mycorrhizal fungus, Bacillus, Plant growth promoting fungi, Trichoderma

    Keywords: Arbuscular mycorrhizal fungus, Bacillus, Plant growth promoting fungi, Trichoderma
  • Nasser Aliasgharzad Pages 69-90
    Background and objectives

    Root stabilization of toxic metals by mycorrhizal plants is one of the protective mechanisms of symbiotic arbuscular mycorrhizal (AM) fungi in response to metal stress. Role of the glomalin as a specific glycoprotein of spore and hyphal cell wall of AM fungi can be remarkable in sequestration of toxic metals and reduction of stress effects on host plant. Considering this hypothesize, the study was conducted to investigate the role of glomalin produced by Rhizophagus irregularis fungus symbiosis of clover plant in root stabilization of Pb.

    Materials and Methods

    A pot culture experiment was performed as completely randomized block design by two factors including AM fungus (inoculated with R. irregularis and non-inoculated) and four levels of Pb+2 (0, 150, 300 and 450 µM) with five replications. For glomalin extraction, root samples were autoclaved at 121˚C with 50 mM sodium citrate buffer for 1 hr in three cycles. Glomalin concentration in the extracted samples were determined by ELISA method using monoclonal antibody 32B11. After precipitation of the glomalin and its digestion in concentrated nitric acid, Pb-sequestrated by the glomalin were measured. Shoot and root dry weights, root colonization percentage, shoot and root P and Pb contents, and plant uptake, extraction and translocation efficiency of Pb were assessed.

    Results

    Shoot and root dry weights of mycorrhizal (M) and non-mycorrhizal (NM) plants were decreased by increasing of Pb levels. At the levels of 150, 300 and 450 μm Pb, shoot and root dry weights were decreased by 11.2%, 12.9%, 18.3% and 7.5%, 18.1%, 36.7% compared to the control (0 μm Pb), respectively. Shoot and root dry weights of M plants were increased by 24.9% and 43.2% compared to the NM ones. P contents of shoot and root were affected by AM fungus, so that the shoot and root P contents of M plants were increased by 32.2% and 45.8 % compared to the NM ones. At different levels of Pb, shoot and root Pb contents in M plants significantly were higher than NM ones. Maximum contents of Pb of shoot and root were recorded at level of 450 µM Pb in M plants which were increased by 46.5% and 80.7% compared to the NM ones at the same level. At the levels of 150, 300 and 450 µM Pb, the uptake efficiency of Pb in M plants was increased by 8%, 14.5% and 80.7% compared to the NM ones at the same levels. Based on ANOVA results, Pb-extraction and translocation efficiency were affected by Pb treatments. Pb-extraction efficiency of plants was increased as Pb concentration increased, so that the content of Pb-extraction efficiency at 450 µM of Pb was increased by 69.3% and 27.8% compared to the 150 and 300 µM of Pb, respectively. Plant Pb-translocation efficiency from root to shoot was decreased as Pb concentration increased. The percentage of root colonization was increased as the Pb concentration increased up to 300 µM Pb and then was slightly decreased as the level of Pb rose from 300 to 450 µM, but there was no significant difference between the levels of 150, 300 and 450 µM Pb. Glomalin production in root and Pb sequestrated by glomalin was significantly increased as Pb concentration increased.

    Conclusion

    Root colonization of clover plant by R. irreqularis led to improved growth and phosphorus nutrition of M plants compared to the NM ones, under Pb stress condition. Pb uptake was greater in roots than in shoots, therefore the clover plants played a more effective role in root stabilisation of Pb.

    Keywords: ELISA, Biostabilisation, Bioremediation, Toxic metal, AM fungus
  • Seyed Javad Hosseinifard *, Mohammad Abdolahi Ezatabadi Pages 91-111
    Background and Objectives

    Two problems of increasing costs and environment effects have enhanced the important of nutrition temporal management and its effects on productivity. In typical agricultural activities, inputs such as chemical fertilizers, plant pesticides and water are used uniformly and without regard to their actual needs in farms and orchards. However, given the high emphasis on the quality and efficiency of food production, it is necessary to use inputs based on actual needs in terms of time and place.

    Materials and Methods

    In this study, at first, the scientific points of view were determined related to deficiency and toxicity symptums and time management of nutrition. Then, growers' attitude and behavior regarding temporal management of this input was evaluated. Comparing growers' knowledge with experts' idea, the pistachio producers' number related to temporal management of nutrition and was calculated. Using questionnaire method, data was collected. Pistachio producers of Anar and Rafsanjan cities in Kerman province were study population. Using stratified random sampling method, a sample of 100 farmers was selected. As, more than one orchard were considered for each grower, final sample size was 286. Also, for measuring the effects of socio economic factors on growers' knowledge and also the effects of growers' knowledge on pistachio yield, Pearson correlation, variance analysis and regression methods were used.

    Results

    The results showed that average of farmers' knowledge regards to temporal management of nutrition and recognizing the symptums of deficiency and toxicity nutrients is low and is very different among pistachio producers. Among the three indicators of deficiency and toxicity of elements, the time of elements application during the year and based on the plant growth stage, farmer's knowledge about the application time of the elements during the year was the best and about plant growth index was the worst condition. Also, among the elements studied, nitrogen is the best, followed by phosphorus and potassium.The results, also, showed that research and extension activities have had the significant effect on increasing knowledge of input temporal management. Also, knowledge of nutrition temporal management has increased land productivity. In this regard, one number increasing in farmers' knowledge will enhance pistachio yields, 21.32 kilogram per hectare. In other words, a person who receives 20, his yield is 426 kilogram per hectare more than a person who receive zero.

    Conclusion

    The knowledge of farmers and the impact of this knowledge on productivity of fertilizer use can be increased with the quantitative and qualitative increase in education and extension, raising the quality level of human resources employed in agriculture, improving water and soil conservation guidelines and reforming the rules for paying subsidies.

    Keywords: Pistachio, Variable rate technology, Fertilizer use management, Fertilizer economics
  • Mahsa Memarzadeh, Alireza Karimi Pages 113-131
    Introduction

    Wind erosion is a serious problem in many parts of the world, especially in arid and semi-arid regions and it is an important factor in soil degradation and loss. In most area, conservation operations against the wind erosion are appropriate practices.There are two main strategies to combat wind erosion. These first strategy is to increase the strength of erodible bed against erosive factorsand second one is to reduce the force of erosive factors. Seedling is the more effective solution to reduce speed of wind, to combat wind erosion and to stabilize the drifting sands. Therefore, the objective of this research was to study the effect of mechanical and biological management practices on the amount of wind sediment in Tal-Hamid area, which is located in Tabas (Khorasan Razavi province, Iran).

    Materials and methods

    In order to determine the role of each management practices on wind erosion and its control, sediment traps were established at different distance between conservational practices at 0.5, 1 and 1.5 meters from the surface of the earth. Conservational treatments included T1 (4 rows seedlings of Haloxylon persicum and 3 rows native plant of Stipagrostis) T2 (fence and sand channel), T3 (one row of Hammada Salicornica, 3 rows seedlings of Haloxylon persicum, and one row Stipagrostis), and T4 (moat and Railroad tie). Also, a control sediment trap was regarded in adjacent area without any conservational practices. The management practices had been performed for 3 years. After then sediment traps were established in December 2015, and according to wheatear information, after each wind storm (two times in each month) the trapped sediments were collected and weighted in established sediment traps for each treatments from January to June 2016 (spring and winter seasons).

    Results and discussion

    The results showed that all conservational practices were effective to reduce amount of sediment and the effect of T1 and T2 in reduction the wind sediment was considerably greater than other treatments. The more reduction of sediment load was found at height less than 0.5 m, therefore it can be concluded that the biological and mechanical practices could considerably prevent the saltation movement of sand particles. The wind sediment during the spring (due to lower moisture content and greater wind speed) was more than the winter. In addition, among the conservational treatments, the lowest value of wind sediments was related to mechanical management practices (fence and channel) and the highest amount of wind sediments was related to biological management practices (four rows of Haloxylon, and native plant i.e. Stipagrostis) in both seasons, because T4 and T3 are the first hedges against wind direction and they are located behind T2, and considerably have decreased the speed of wind, therefore when low speed wind reach to T2 its speed and energy is low. As a result of this, the sediment load In T2 was the lowest.

    Conclusion

    In general, biological and mechanical management practices decreased considerably the amount of wind sediment compared to the control. In spite of common viewpoint, the biological management practices may decrease the wind erosion, but due to unsuitable growth of Haloxylon seedlings and plants as a result of drought duration and deficiency of water, their efficiency in reduction of wind speed and energy especially T1 and T3 was not more than mechanical management practices (T2). It seems that during 3 years Haloxylon seedlings have not been grown sufficiently, and if they grow for long time, they can decrease the wind erosion considerably. According to results of this research, application both simultaneous biological and mechanical practices are needed to control wind erosion in arid regions such as Tabas.

    Keywords: Wind erosion, sediment trap, seedling, management practices
  • Mahdi Sarcheshmehpour *, Mohammad Hady Farpoor, Masoomeh Sarmast Pages 133-152
    Background and objectives

    Increase of water holding capacity induced by polymers has been developed in arid and semi-arid regions. The effect of polymers on increasing water holding capacity and the effect of selected polymers on some growth characteristics of corn plant under drought stress was carried out in both experimental and greenhouse condition, respectively.

    Materials and methods

    The present research included two complementary parts performed in laboratory and greenhouse. First, the effect of 11 polymer treatments (polymer type and concentration) including Karacoat 1and 3 %, Acrylic 1 and 3 %, Polyvinyl acetate 1 and 3 %, Superab 0.5 and 1 %, Stockosorb 0.5 and 1 % and control without polymer on moisture changes of two soils (loamy sand and sand) during 11 times (0, 12 h, 1, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 16, 20 day) were studied in laboratory and 4 best polymer treatments were selected for greenhouse cultivation. In greenhouse, the effect of polymer treatments (Karacoat 1and 3 %, Stockosorb 0.5 and 1 % and control without polymer) under drought stress (30, 50 and 80 % field capacity) on some growth characteristics of corn plant (leaf number, height, wet and dry weight of stem and wet and dry weight of root) were studied separately in loamy sand and sandy soils.

    Results

    Results showed that increase of moisture in both treated soils was higher than control and from this point of view, water soluble polymer-Karacoat 3 % (18.5 % compared to loamy sand control and 35.9 % compared to sandy control) and Stockosorb 1 % hydrogel (95.8 % compared to loamy sand control and 3.4 times compared to sandy control) were more powerful. Mean moisture after 20 days for water soluble polymers and Superab hydrogel was higher in loamy sand than sandy soil. But, Stockosorb 1 % hydrogel was more effective in sandy soil (16.1 % increase compared to loamy sand soil). With increasing polymer concentration, the moisture content of polymer treated soil samples increased. To increasing water holding capacity Stockosorb 1% hydrogel in loamy sand (0-12 day) and sandy (0-16 day) soils was more successful than other polymer treatments. Both water holding capacity during the time and final moisture content in sandy soil treated with polymers were more than loamy sand soil. Leaf number, stem height, wet and dry weight of stem and dry weight of root in corn plant were reduced under drought stress. In contrast, height, wet and dry weight of corn stem were better in stockosorb hydrogel 1 % treatment. Wet weight of corn stem in loamy sand soil under drought stress was significantly affected (P < 0.01) by stockosorb hydrogel. Stockosorb 1% hydrogel increased wet weight of stem 59.29, 82.41 percent and 3.82 time in low, medium and severe stress compared to control, respectively.

    Conclusion

    According to the results karacoat 3 % and stockosorb 1 % are recommended for increasing moisture and water holding capacity of coarse texture soils. Moreover, polymer materials with properties such as useful longevity, high efficiency at low concentrations, and local application in the root zone of trees could provide ideal condition for plant which growth in soils with low water holding capacity. In addition, they are ideal for drought condition that is common in arid and semi-arid regions where rain is low and evaporation is high.

    Keywords: Emulsion polymers, Superabsorbent, Low water, Hydrogel
  • Salahedin Moradi *, Mirhassan Rasouli Sadaghiani, Ebrahim Sepehr, Habib Khodaverdiloo, Mohsen Barin Pages 153-169
    Background and objectives

    The salt-affected soils are widely distributed in arid and semi-arid areas including Iran. In the soils affected by excessive salt, physical, chemical and biological changes in coupling with the low levels of organic matter (OM) resulting from the weak growth of plants, cause the deficiency of such nutrients as nitrogen (N) on the one hand and ionic toxicity (sodium and chlorine) on the other hand. The lack of vegetation in arid and saline areas results in the return of small amount of plant residues, so that the content of soil organic matter and thus the amount of nitrogen and other elements is reduced. One of the ways to increase the vitality and efficiency of elements in saline conditions for plants is to use organic fertilizers. Therefore, the aim of this study was to investigate the effects of organic carbon and salinity levels on nitrogen and carbon mineralization and nutrient concentrations in soil.

    Materials and methods

    An completely randomized design (CRD) experiment was conducted to investigate the effect of organic carbon levels from the source of cow manure on the mineralization of carbon and nitrogen and nutrient concentrations in soil salinity conditions in a completely randomized design (CRD) by factorial arrangement with three replications. Organic carbon factor included (0, 1.5 and 3% organic carbon) and salinity factor consisted of 1.5, 4.5 and 9 dS/m. To create salinity levels a combination of MgSO4.7H2O, NaCl, Na2SO4 and CaCl2 was used in the ratio of 42.82, 0.91, 36.20, and 36.91, respectively. The treated soils were incubated at 25 °C under 70% field capacity for 70-day period. To determine the nitrification rate (Rn), the ammonium and nitrate concentrations were monitored during the incubation period at 0, 2, 4, 6, 8, and 10 weeks since the time of incubation. To address the carbon mineralization rate, the soil basal respiration was determined weekly since the beginning of the experiment. At the end of the experiment, the macro and micro nutrient status was determined in the treated soils.

    Results

    The results showed that both salinity and organic matter application significantly affected the basal respiration, concentration of ammonium, nitrate, K, Ca, Mg, Na, Cl, Fe (P<0.01). Salinity increased soil Ca and Mg concentration. Organic carbon treatments have a significant effect on soil total nitrogen and soil organic carbon. The interactional effect of organic matter and salinity was significant on the basal respiration concentration of ammonium and nitrate and K, Na, Cl, Fe. Salinity in 9 dS.m-1 level compare to 1.5 dS.m-1 decreased basal respiration, NH4+ and NO3- concentration by 47%, 27% and 76% respectively. The basal respiration in 3% of soil organic carbon treatment, higher by 24% compared to control treatment (without organic matter addition). Furthermore, the ammonium and nitrate production after 70 days in 3% of soil organic carbon treatment, was 10% and 37% more than control.

    Conclusion

    Salinity had a negative effect on the process of carbon and nitrogen mineralization. The use of organic compounds, by creating a balance in nutrient status, could create more favorable conditions for the processes of mineralization of carbon and nitrogen. Organic compounds may have an easy source of carbon, which, if placed on the soil, stimulate and increase microbial activity, increase the mineralization of carbon and nitrogen to some extent.

    Keywords: carbon, Nitrogen, Nutrient, Salinity
  • Esmael Dordipour *, Rouzbeh Mohammadi, Alireza Ghiasvand, Farshid Ghaderifar Pages 171-187
    Background and objectives

    Use of plant genotypes which are efficient in uptake and utilization of nutrients, is an approach that applied for many years but its importance is more realized. In recent years, plant genotypes that are efficient in using of nutrients attracted more attention and use of them is new approach in low external input agriculture in order to increase efficiency of fertilizers. Iron and zinc are essential macronutrient for plants that are also important in human nutrition. The purpose of this study was to identify the efficient genotypes on use efficiency of iron and zinc that can achieve biofortification of iron and zinc in wheat products.

    Material and methods

    The trial conducted as a factorial experiment in a completely randomized design with three replications in order to investigate use efficiency of iron and zinc in bread wheat genotypes. The experimental factors consisted of 12 wheat genotypes and 4 levels of fertilizer. Wheat genotypes were N87-20, Morvarid, Gonbad, Falat, Tajan, Line90-7, Line91-17, Aftab, Ghabus, Kouhdasht, Karim and Line17. Fertilizer treatments were completely nutrient solution, iron deficiency, zinc deficiency and iron and zinc deficiency. Zinc used as ZnSO4 at zero (deficiency level) and 1µM (sufficient level) and iron used as sequestrine at 1µM (deficiency level) and 100µM (sufficient level).

    Results

    the results showed that shoot and iron and zinc uptake of shoot significantly reduced due to iron and zinc deficiency, but use efficiency of iron and zinc increased. Deficiency of iron and zinc together reduced more parameters rather than deficiency of each alone, but increased theirs use efficiency. Iron use efficiency of Line90-7 was the best and Line17 and Kouhdasht had the worst. The highest use efficiency of zinc has seen in line17 and lowest one was for Kouhdasht, Tajan, Karim and Ghabus. Classification of genotypes by Gill method based on dry matter weight and use efficiency of iron and zinc in shoot showed Line90-7 and N87-20 were high responsive to iron and zinc respectively and Line90-7 and Line17 were high efficient to iron and zinc respectively. Classification also showed that the Tajan and N87-20 were the best and Line17 and Kouhdasht were poor in uptake and use of iron and zinc and production of dry matter.

    Conclusion

    The results of this study showed that Tajan and N87-20 genotypes were responsive to iron and zinc fertilizers and had the highest efficiency in using iron and zinc and producing dry matter. Therefore, in order to reduce the cost and environmental effects of chemical fertilizers, we suggest these cultivars for field trials both in fertile and low output lands (iron and zinc deficiency).

    Keywords: Iron, Zinc, dry matter, Use efficiency, Wheat