فهرست مطالب

پژوهشهای خاک (علوم خاک و آب) - سال سی و چهارم شماره 1 (بهار 1399)

نشریه پژوهشهای خاک (علوم خاک و آب)
سال سی و چهارم شماره 1 (بهار 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/03/01
  • تعداد عناوین: 10
|
  • محمد محمدیان، علی رضا آستارایی*، امیر لکزیان، حجت امامی، مسعود کاوسی صفحات 1-16
    به منظور دستیابی به رهیافتی موثر در ارتقای راندمان مصرف کود نیتروژن برنج رقم هاشمی، آزمایشی بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی با 13 تیمار و سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی معاونت موسسه تحقیقات برنج کشور در مازندران (آمل) در سال های 1394 و 1395 اجرا شد. تیمارهای آزمایش عبارت بودند از: N0: شاهد (بدون مصرف نیتروژن)، N1: مصرف تقسیطی 2/55 کیلوگرم نیتروژن در هکتار از منبع اوره، N2)، (N3، N4)، (N5 و N6)، (N7 مصرف 2/55 و 6/27 کیلوگرم نیتروژن در هکتار به ترتیب از منابع اوره با پوشش گوگردی، اوره سوپرگرانوله و سولفات آمونیوم و N8: استفاده از نانوکود نیتروژن+ 6/27 کیلوگرم نیتروژن در هکتار از منبع اوره و N9، N10 و N11 به ترتیب استفاده از باکتری آزوسپیریلیوم، ازتوباکتر و آزوسپیریلیوم + ازتوباکتر هر کدام همراه با 6/27 کیلوگرم نیتروژن در هکتار از منبع اوره و N12: مصرف کود عرف زارع (مصرف 2/55 کیلوگرم نیتروژن در هکتار از منبع اوره تماما قبل از نشاکاری). نتایج آزمایش نشان داد که اثر تیمارها روی صفات مورد اندازه گیری به جز محتوای نیتروژن کاه موجب تفاوت معنی دار در سطح احتمال پنج درصد شده است. بیشترین عملکرد شلتوک از مصرف 2/55 کیلوگرم در هکتار نیتروژن از منبع سولفات آمونیوم (N6) بدست آمد. عملکرد تیمار N5 (جایگذاری عمقی 6/27 کیلوگرم در هکتار کود اوره سوپرگرانوله) از نظر آماری با تیمار دارای بیشترین عملکرد شلتوک (N6) اختلاف معنی دار نداشت. بیشترین بهره وری نسبی، راندمان زراعی و راندمان بازیافت به تیمار N5 و بیشترین مقادیر راندمان فیزیولوژیک و راندمان داخلی به تیمار N10 اختصاص داشت. بیشترین میزان جذب نیتروژن) 5/119 کیلوگرم در هکتار(از تیمار N4 بدست آمد. تیمار N5 در مقایسه با تیمار مصرف کود عرف زارع (N12) ضمن صرفه جویی 50% در مصرف کود نیتروژن، باعث افزایش 6/4% در عملکرد شلتوک و 4/59% راندمان بازیافت شد. براساس نتایج، مزیت نسبی جایگذاری عمقی کود اوره سوپرگرانوله در افزایش راندمان کود از طریق افزایش میزان جذب نیتروژن و جلوگیری از اتلاف نیتروژن نسبت به سایر منابع تامین کننده نیتروژن بیشتر بود.
    کلیدواژگان: باکتری های آزادزی تثبیت کننده نیتروژن، کودهای کندرها، جایگذاری عمقی
  • مهرزاد مستشاری محصص*، اعظم خسروی نژاد، علی رضا توسلی، مجید بصیرت صفحات 17-28

    انگور یکی از مهم ترین محصولات کشاورزی استان آذربایجان شرقی می باشد و در تولید این محصول در رتبه سوم کشور قرار دارد. بنابر این، بررسی وضعیت تغذیه ای این گیاه از اهمیت خاصی برخوردار می باشد. از آنجایی که شناسایی وضعیت عناصر غذایی در گیاهان با عملکرد بالا می تواند یک معیار واقعی برای ارزیابی رشد و وضعیت مطلوب عناصر غذایی در گیاه باشد، برای تحقیق مذکور از سال 1395 تا1397 به مدت سه سال در 62 باغ انگور در شهرستان ملکان بررسی هایی انجام شد. در تمامی باغ ها نمونه های مرکب خاک از اعماق 30-0 و 60-30 سانتی متری تهیه و 1364 تجزیه فیزیکی و شیمیایی انجام شد .همچنین، در زمان گلدهی در نیمه مرداد ماه از برگ های روبروی خوشه انگور نمونه برداری برگ به صورت مرکب صورت پذیرفت و سپس 682 تجزیه گیاه با روش های استاندارد آزمایشگاهی انجام شد. در زمان برداشت محصول با بازدید از هر باغ، عملکرد محصول اندازه گیری و تعیین گردید و در نهایت مقدار انحراف از درصد بهینه (DOP) و شاخص روش تشخیص چندگانه غذایی (CND) برای هر عنصر محاسبه شد. بر اساس عملکرد محصول، باغ های مطالعه شده به دو گروه باغ شامل باغ های با عملکرد و کیفیت بالا و پایین دسته بندی گردید. نتایج شاخص های محاسبه شده به روش انحراف از درصد بهینه و روش تشخیص چندگانه نشان داد که در بین عناصر پر نیاز کمبود فسفر و منیزیم و در بین عناصر کم مصرف، کمبود روی و مس وجود دارد. این نتایج در مقایسه هر دو روش یکسان بدست آمد. نتایج این پژوهش می تواند به صورت کاملا کاربردی در سطح باغ های منطقه به منظور افزایش عملکرد و کیفیت انگور استفاده شود.

    کلیدواژگان: تعادل عناصر غذایی، شاخص های CND، DOP
  • رقیه موسوی، میرحسن رسولی صدقیانی*، ابراهیم سپهر، محسن برین صفحات 29-45

    شوری خاک به طور منفی بر رشد و عملکرد گیاه تاثیر می گذارد. با این وجود، پیش بینی می شود که باکتری های ریزوسفری محرک رشد گیاه (PGPRs) و استفاده از بقایای گیاهی به صورت بیوچار رشد و توسعه گیاه در شرایط تنش زا را تسهیل کند. بدین منظور برای ارزیابی تاثیر انواع بیوچار غنی شده و باکتری های حل کننده فسفات (PSB) بومی خاک های شور اطراف دریاچه ارومیه بر فراهمی فسفر این خاک ها، آزمایش فاکتوریل گلدانی در قالب طرح کامل تصادفی با دو نوع خاک شور (15=EC) و غیر شور (2 =EC) و انواع بیوچار غنی شده با اسیدفسفریک- سنگ فسفات (BC-H3PO4-RP)، اسیدکلریدریک-سنگ فسفات (BC-HCl-RP) ، سنگ فسفات - باکتری های حل کننده فسفات (BC-RP-PSB) و مصرف همزمان بیوچار- سنگ فسفات (BC-RP)، بیوچار - باکتری های حل کننده فسفات (BC-PSB)، بیوچار معمولی (BC) و کود فسفاته (TSP) اجرا شد. پس از برداشت گیاه، وزن ماده خشک و غلظت فسفر گیاه، برخی ویژگی های شیمیایی نظیر pH، قابلیت هدایت الکتریکی، فسفر اولسن و فعالیت فسفاتاز خاک ها اندازه گیری شد. در هر دو خاک، بیشترین عملکرد و فسفر گیاه در تیمارهای BC-H3PO4-RP ، BC-HCl-RP و BC-RP-PSB بدست آمد. بیشترین فعالیت فسفاتاز قلیایی در تیمار BC-RP-PSB و فسفاتاز اسیدی در تیمارهای  BC-H3PO4-RPو BC-HCl-RPاندازه گیری شد. برخلاف EC، تیمارهای آزمایش pH خاک ها را بطور معنی داری کاهش دادند. به طوری که تیمار BC-H3PO4-RP به اندازه 1/1 واحد pH خاک S2 و 6/0 واحد pH خاک S1 و تیمار BC-HCl-RP 56/0 واحد pH خاک S1 و 16/1 واحد pH خاک S2 را کاهش دادند. غلظت فسفر اولسن در تیمار BC-H3PO4-RP و BC-HCl-RP برای خاک S1 به ترتیب 7/58 و41 میلی گرم در کیلوگرم برای خاک S2 4/67 و 6/38 میلی گرم در کیلوگرم خاک بود. نکته جالب توجه اینکه، در هر دو خاک، غلظت فسفر اولسن در تیمارهای بیوچارهای غنی شده بویژه بیوچار غنی شده با خاک فسفات و باکتری های حل کننده فسفات (BC-RP-PSB)  نسبت به تیمار TSP بیشتر بود.این نتایج دور از انتظار بود بدین منظور پیشنهاد می گردد برای مقایسه بهتر این کود با TSP و نیل به نتایج کاربردی تر، تحقیقات تکمیلی و مطالعات مزرعه ای طولانی مدت بیشتری انجام پذیرد.

    کلیدواژگان: بیوچار، بیوچار غنی شده، خاک های شور، قابلیت دسترسی فسفر، آنزیم فسفاتاز
  • جلال قادری*، محمد مهدی طهرانی، فردین حامدی، خلیل حیدری صفحات 47-60

    در سال های اخیر استفاده از کمپوست زباله شهری در کشاورزی مورد توجه قرار گرفته است. لذا این پژوهش باهدف بررسی تاثیر سطوح مختلف کمپوست زباله شهری به صورت جداگانه وتلفیقی با کودهای شیمیایی بر عملکرد کمی وکیفی چغندرقند و غلظت برخی از عناصر غذایی در خاک، آزمایشی به صورت فاکتوریل و در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی، شامل چهار سطح کمپوست زباله شهری (بدون مصرف، 10، 20 و 30 تن بر هکتار) همراه با چهار سطح کود شیمیایی (بدون مصرف، عرف زارع، برابر آزمون خاک و 25 درصد کم تر از آزمون خاک)، در سه تکرار بر محصول چغتدرقند در سال زراعی 94-1393 در ایستگاه تحقیقاتی ماهیدشت کرمانشاه اجرا شد. نتایج نشان داد که بین اثرهای ساده کاربرد مقادیر مختلف کودهای شیمیایی و کمپوست بر عملکرد ریشه و ویژگی های کیفی چغندرقند (درصد قند، قند قابل استحصال، سدیم، پتاسیم، نیتروژن مضره) و اثر برهم کنش آن ها بر عملکرد ریشه، درصد قند، قند قابل استحصال و نیتروژن مضره، در سطح یک درصد (P<0.01) معنی دار بود. بیش ترین عملکرد ریشه (8/52 تن درهکتار) با کاربرد توام 10 تن بر هکتار کمپوست و کودهای شیمیایی بر اساس آزمون خاک به دست آمد که نسبت به تیمار شاهد 2/17 تن بر هکتار افزایش داشت. بین اثرهای اصلی مقادیر مختلف کودهای شیمیایی و کمپوست بر غلظت تمام عناصرغذایی در خاک (نیتروژن، فسفر، پتاسیم، آهن، روی، مس و منگنز) اختلاف معنی داری در سطح یک درصد (P<0.01) وجود داشت، ولی اثر برهم کنش آن ها تنها بر درصد کربن آلی خاک، غلظت روی، آهن و مس قابل استفاده در خاک معنی دار بود. بیش ترن غلظت روی، آهن و مس قابل استفاده در خاک با کاربرد توام 30 تن بر هکتار کمپوست و مصرف کودهای شیمیایی بر اساس عرف زارع به دست آمد که اختلاف آ ن ها نسبت به تیمار شاهد به ترتیب، 29/0درصد، 67/1، 7/2 و 7/0 میلی گرم بر کیلوگرم خاک بود. با توجه به نتایج به دست آمده بر حسب عملکرد، درصد قند و ناخالصی ها، کاربرد توام 10 تن کمپوست بر هکتار و کودهای شیمیایی بر اساس آزمون خاک یرای مزارع چغندرقند در شرایط مشابه پیشنهاد می شود.

    کلیدواژگان: درصد قند، آزمون خاک، فسفر، نیتروژن مضره
  • نصرت الله نجفی*، شهاب محمودی، محمدرضا نیشابوری، عادل ریحانی تبار صفحات 61-79

    در این پژوهش اثر متقابل رطوبت خاک و لجن فاضلاب بر وزن شاخساره و ریشه تر، کارایی مصرف آب و غلظت برخی عناصر در یونجه (Medicago sativa L.) رقم قره یونجه در شرایط گلخانه ای در یک خاک لوم بررسی گردید. آزمایش به صورت فاکتوریل و در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار شامل رطوبت خاک در سه محدوده 50-34، 75-56 و 100-81 درصد ظرفیت مزرعه ای و لجن فاضلاب در چهار سطح (0، 15، 30 و 60 گرم بر کیلوگرم خاک) انجام شد. در زمان گل دهی یونجه به میزان 10 درصد، وزن شاخساره و ریشه تر، غلظت نیتروژن، پتاسیم، کلسیم، منیزیم، سدیم، آهن، روی، مس، منگنز و کارایی مصرف آب یونجه تعیین شد. نتایج نشان داد که اثرهای اصلی و متقابل لجن فاضلاب و رطوبت خاک بر وزن شاخساره و ریشه تر، کارایی مصرف آب و غلظت عناصر یونجه معنادار بود (p≤0.01). با کاهش رطوبت خاک، وزن شاخساره و ریشه تر، کارایی مصرف آب، غلظت آهن ریشه و شاخساره و غلظت فسفر و سدیم ریشه کاهش (p≤0.05) و غلظت روی شاخساره و غلظت مس ریشه و شاخساره افزایش یافت (p≤0.05). اثر رطوبت خاک بر غلظت نیتروژن، پتاسیم، کلسیم، منیزیم، روی و منگنز ریشه به سطح لجن فاضلاب بستگی داشت. با مصرف لجن فاضلاب و افزایش مقدار آن، غلظت منیزیم، آهن، روی، مس و منگنز ریشه و شاخساره و غلظت فسفر، پتاسیم و کلسیم ریشه افزایش یافت (p≤0.05). با افزایش مقدار لجن فاضلاب مصرفی، وزن شاخساره و ریشه تر ابتدا افزایش و پس از رسیدن به یک بیشینه کاهش یافت (p≤0.05). اثر لجن فاضلاب بر کارایی مصرف آب به مقدار رطوبت  خاک بستگی داشت. در رطوبت مطلوب (100-81 درصد)، با افزایش مصرف لجن فاضلاب، کارایی مصرف آب افزایش یافت (p≤0.05)، درحالی که در شرایط تنش کمبود آب (50-34 درصد)، مصرف لجن فاضلاب تا سطح 30 گرم بر کیلوگرم خاک، کارایی را افزایش، اما در سطح 60 گرم بر کیلوگرم بر اثر افزایش شوری محلول خاک، کارایی مصرف آب را کاهش داد (p≤0.05). برای افزایش کارایی مصرف آب و بهبود تغذیه و رشد گیاه یونجه در شرایط مشابه، مصرف 30 گرم لجن فاضلاب بر کیلوگرم خاک در شرایط با و بدون تنش کمبود آب می تواند توصیه شود. هرچند استفاده از لجن فاضلاب در این آزمایش نتایج مفیدی داشته است، اما باید به خطرهای احتمالی فلزهای سنگین در مصرف طولانی مدت این پسماند آلی توجه شده و از آن جلوگیری شود.

    کلیدواژگان: پسماند آلی، تغذیه گیاه، تنش کمبود آب، Medicago sativa
  • زهره بوالحسنی*، عبدالمجید رونقی، رضا قاسمی، مهدی زارعی صفحات 81-93
    به منظور بررسی اثرات کاربرد کلرید سدیم، ماده آلی و باکتری محرک رشد بر وزن تر و خشک و غلظت عناصر کم مصرف در اندام هوایی اسفناج، پژوهشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل سه سطح کلرید سدیم (شاهد (S0)، 2 (S2) و 4(S4) گرم نمک بر کیلوگرم خاک)، پنج سطح ماده آلی (شاهد،  5/0% و 1% وزنی پوسته برنج و 5/0% و 1% وزنی بیوچار پوسته برنج) و دو سطح باکتری (بدون و با باکتری) بود. نتایج نشان داد کاربرد 2 و 4 گرم نمک بر کیلوگرم خاک، سبب افزایش جزیی غلظت آهن اندام هوایی اسفناج گردید، در حالی که غلظت مس به ترتیب به میزان 10/48%و 32/48% در مقایسه با تیمار شاهد افزایش یافت. اما غلظت روی و منگنز کاهش نشان داد. عملکرد گیاه تحت تاثیر شوری قرار نگرفت که احتمالا به دلیل تعدیل اسمزی ناشی از افزایش تدریجی نمک بود. کاربرد منابع مواد آلی سبب افزایش وزن تر و خشک اندام هوایی، غلظت آهن، روی، مس و منگنز اندام هوایی شد. مایه زنی با باکتری سودوموناس فلورسنس نیز سبب افزایش معنی دار وزن تر و خشک اندام هوایی، غلظت آهن، روی، مس و منگنز اندام هوایی در مقایسه با تیمار شاهد مربوطه (عدم کاربرد باکتری) گردید. بطور کلی اسفناج (رقم ویروفلی) به خوبی افزایش تدریجی شوری را تحمل نمود و کاربرد مواد آلی همراه با باکتری محرک رشد سبب افزایش غلظت عناصر ضروری کم مصرف و رشد اسفناج در خاک آهکی تحت تنش شوری گردید.
    کلیدواژگان: کلرید سدیم، باکتری محرک رشد، تعدیل اسمزی، سودوموناس فلورسنس
  • علی عطایی*، محمدرضا نیشابوری، مهدی اکبری، اصلان اگدرنژاد، اژدر عنابی میلانی صفحات 95-109
    گنجایش آب انتگرالی یا IWC به عنوان یکی از معیارهای جدید فراهمی آب خاک، از ضرایب وزنی تعریف شده برای در نظر گرفتن محدودیت های فیزیکی مختلف استفاده می کند. همچنین این قابلیت را دارد که از پاسخ گیاهی نیز برای استخراج ضریب وزنی استفاده نماید. در این پژوهش پس از اعمال تیمارهای آبیاری قطره ای سطحی (DI) و زیرسطحی (SDI) و اندازه گیری ویژگی های فیزیکی خاک و توزیع رطوبت و شوری ناحیه ریشه، سعی شد که ضمن محاسبه IWC با خصوصیات فیزیکی خاک، از جریان شیره آوندی (SF) به عنوان یک پاسخ گیاهی، برای استخراج ضریب وزنی در محاسبه IWC استفاده شود. نتایج نشان داد که مقدار SF در طول دوره آبیاری کاهش یافت و میزان کاهش در سامانه DI بیشتر از SDI بود. با توجه به حجم یکسان آب آبیاری در این دو تیمار، اختلافات مذکور ناشی از چگونگی توزیع رطوبت و املاح در ناحیه ریشه در این دو سامانه و بیان کننده مزیت آبیاری  SDIدر فراهمی آب خاک بود. محاسبه معیارهای فراهمی آب نشان داد که با اعمال محدودیت شوری از طریق رابطه گرانولت   در سامانه DI و SDI به ترتیب 0557/0 و 0545/0  به دست آمد؛ اما IWC  به دست آمده از SF ()، 176/0 و 191/0 و نزدیک به IWC بدون اعمال شوری (188/0) بود. تابع شوری ونگنوختن اثر شوری را به صورت منطقی تری در  اعمال کرد (به ترتیب 146/0 و 151/0) و مشاهده شد که علاوه بر کاهش کمتر در IWC، مقدار انرژی جذب واحد آب نزدیک به  بود. این یافته نشان می دهد که ضرایب وزنی در نظر گرفته شده برای اعمال محدودیت های فیزیکی در  از نظر انرژی جذب و میزان فراهمی آب بهترین برآورد را از شرایط فیزیکی خاک دارد. بر پایه تمامی معیارهای فراهمی آب خاک، سامانه آبیاری SDI آب قابل استفاده بیشتری و انرژی جذب آب کمتری را نسبت به DI نشان داد.
    کلیدواژگان: ضریب وزنی، فراهمی آب خاک، مکش خاک، محدودیت جذب آب
  • مریم رئیسی، علی اصغر علی اصغر ذوالفقاری*، محمدرضا یزدانی، مرمر ثابتی زاده صفحات 111-125
    شناسایی تغییرات مربوط به کیفیت خاک ازجمله مقدار ماده آلی خاک (SOM)، از مهم ترین کاربردهای سنجش ازدور و سامانه اطلاعات جغرافیایی است. فسفر قابل استفاده نیز عنصر اصلی برای رشد مناسب گیاهان است. هدف از این تحقیق، بررسی قابلیت داده های حاصل از تصاویر ماهواره ای و مقایسه دقت نقشه های پیش بینی ماده آلی و فسفر قابل استفاده خاک تهیه شده با استفاده از تصاویر لندست 8 و سنتینل A2 بود. مکان نقاط نمونه برداری با استفاده از روش ابر مکعب لاتین مشروط (CLHS) برای 84 نمونه خاک در اراضی کشاورزی دشت سمنان تعیین شد. مقادیر ماده آلی به روش اکسیداسیون تر، واندازه ذرات شن، رس و سیلت به روش هیدرومتری و فسفر قابل استفاده خاک به روش اولسن و سامرز اندازه گیری شد. متغیر های کمکی شامل باندها و ترکیب باندها بودند. نتایج نشان داد که فسفر قابل استفاده خاک بیشترین همبستگی را با مقدار ماده آلی خاک داشت. نتایج حاصل از الگوریتم جنگل تصادفی نشان داد که متغیرهای کمکی مستخرج از سنجنده تصویربردار چندطیفی (ماهواره سنتینل 2) نسبت به متغیرهای کمکی حاصل از ماهواره لندست 8 مقدار ماده آلی و فسفر قابل استفاده خاک را با دقت بیشتری برآورد کرده بود. همچنین، روش غیرخطی جنگل تصادفی با مقدار خطای اندک و ضریب تبیین مناسب، مقادیر مربوط به ماده آلی و فسفر قابل استفاده خاک را به خوبی برآورد کرد. مقدار ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) و ضریب تبیین (R2) در برآورد SOM برای سنجنده تصویربردار چندطیفی (ماهواره سنتینل 2) به ترتیب 413/0 و 758/0 و برای سنجنده عملیاتی تصویربرداری (ماهواره لندست 8) از زمین به ترتیب 432/0 و 736/0 به دست آمد. افزون بر آن، مقدار RMSE و R2 در برآورد فسفر قابل استفاده برای سنجنده تصویربردار چندطیفی به ترتیب 96/5 و 74/0 و برای سنجنده عملیاتی تصویربرداری از زمین به ترتیب 24/7 و 56/0 به دست آمد.
    کلیدواژگان: نقشه برداری رقومی خاک، تصاویر ماهواره ای، مدل غیرخطی
  • نسرین صادقیان*، علیرضا واعظی، ابوالفضل مجنونی صفحات 127-141
    فرسایش شیاری یکی ازمهم ترین اشکال فرسایش آبی در دیم زارهای مناطق نیمه خشک می باشد. اهمیت این موضوع در خاک های مناطق نیمه خشک شبیه بسیاری از نقاط ایران که دارای خاک های با ساختمان ناپایدار هستند، بسیار بیش تر است. هدف از تحقیق، بررسینقش ضربه قطره باران در توزیع اندازه و همگنی ذرات رسوب در فرسایش شیاریدر خاک های با بافت مختلف است. به این منظور،توزیع اندازه ذرات رسوب در انتهای شیارهایی به طول 4 متر و با عرض 10/0 متر تحت باران شبیه سازی شده با شدت ثابت 90 میلی متر بر ساعت در چهار شیب (5، 10، 15 و20 درصد) در 12 کلاس بافتی خاک تعیین شد. آزمایش در دو شرایط پوششسطح خاک لخت (تحت ضربه قطره باران) و با حذف ضربه قطره باران (استفاده از توری پلاستیکی) انجام شد.آزمایش در چهار تکرار با مجموع 352 واحد آزمایشی انجام شد. مطالعه منحنی توزیع اندازه ذرات رسوب تفاوت آشکاری بین منحنی ها توزیع اندازه ذرات در دو شرایط با وجود و با حذف ضربه قطرات باراننشان داد. منحنی های توزیع اندازه ذرات رسوب پایین تر از منحنی های توزیع اندازه ذرات خاک اصلی قرار گرفتند که گویای افزایش شاخص میانگین قطر ذرات رسوب و نشانگر افزایش قابلیت انتقال ذرات درشت دانه مانند شن در انتهای آزمایش است. افزایش انحراف معیار هندسی در رسوب کاملا بستگی به بافت خاک و شیب داشت. برخلاف انتظار، همگنی ذرات رسوب چندان تحت تاثیر حذف ضربه قطرات باران قرار نگرفت. با افزایش شیب در همه کلاس های بافت خاک، ناهمگنی ذرات رسوب به احتمال قوی به دلیل افزایش سرعت جریان و قدرت جریان افزایش یافت.بیش ترین غیر همگنی ذرات رسوب بعداز بارندگی در خاک سیلتی مشاهده شد.
    کلیدواژگان: توزیع اندازه ذرات رسوب، شاخص میانگین قطر ذرات رسوب، انحراف معیار هندسی
  • سمیرا مصری، شجاع قربانی دشتکی*، حسین شیرانی، ابوالقاسم کامکار روحانی، حمیدرضا متقیان، حسینعلی بهرامی صفحات 143-154
    هدایت هیدرولیکی اشباع خاک یکی از مهمترین خصوصیات هیدرولیکی خاک است که بر حرکت آب در خاک موثر می باشد. هدف از این پژوهش برآورد مهم ترین پارامترها در پیش بینی و مدل سازی هدایت هیدرولیکی اشباع به وسیله خصوصیات زودیافت خاک، و با استفاده از درخت تصمیم گیری و تخمین گر خطا Cross Validation و Re substitution بود.دراین پژوهش، 72 نمونه خاک از شش بافت مختلف از روستای مرغملک و شهرستان شهرکرد گردآوری شد. خصوصیات زودیافت خاک در چهار سناریو (سناریو اول:pH ، EC، درصد شن و رس، ماده آلی، کربنات کلسیم، میانگین وزنی قطر خاکدانه خشک و مرطوب، جرم مخصوص ظاهری و رطوبت اشباع، سناریو دوم: کربنات کلسیم، ماده آلی، درصد شن و رس، جرم مخصوص ظاهری، درصد سنگریزه، مقاومت الکتریکی، ثابت دی الکتریک، مقاومت نفوذ به ریشه، سناریو سوم:pH ،EC، میانگین هندسی قطر ذرات، انحراف معیار هندسی قطر ذرات، ماده آلی، کربنات کلسیم، میانگین وزنی قطر خاکدانه خشک و مرطوب، جرم مخصوص ظاهری و رطوبت اشباع و سناریو چهارم: کربنات کلسیم، ماده آلی، میانگین هندسی قطر ذرات، انحراف معیار هندسی قطر ذرات، جرم مخصوص ظاهری، درصد سنگریزه، مقاومت الکتریکی، ثابت دی الکتریک، مقاومت نفوذ به ریشه) به نرم افزار معرفی شدند. هدایت هیدرولیکی اشباع نمونه ها با استفاده از تک رینگ اندازه گیری شد. نتایج حاصل نشان داد که رطوبت و پس از آن ویژگی های ساختمانی مانند انحراف معیار هندسی قطر ذرات در سناریوی اول، ماده آلی، جرم مخصوص ظاهری در سناریوی دوم، جرم مخصوص ظاهری و پایداری خاکدانه در سناریوی سوم و ماده آلی و جرم مخصوص ظاهری در سناریوی چهارم مهم ترین پارامترهای اثر گذار بر هدایت هیدرولیکی اشباع می باشند. همبستگی میان داده های پیش بینی شده با درخت تصمیمگیری و داده های اندازه گیری شده در سناریوی دوم و چهارم 83/0 و 82/0 و در سناریو اول و سوم 79/0 به دست آمد. با توجه به میزان خطا و %RMSE هر چهار سناریو در مدل سازی موفق بوده اند. اما %RMSE در سناریو دوم وچهارم کمتر و ضریب همبستگی بیشتر از دو سناریوی دیگر بوده است. مقدار RMSE نیز در چهار سناریو به ترتیب 79/0، 83/0، 79/0 و 82/0 بود.
    کلیدواژگان: پایداری خاکدانه، رطوبت اشباع، نفوذ آب به خاک، درخت تصمیم گیری، تخمین گر خطا
|
  • Mohammad Mohammadian, Alireza Astaraei *, Amir Lakzian, Hojjat Emami, M. Kavoosi Pages 1-16
    In order to achieve an effective approach to improve nitrogen use efficiency in rice, a field experiment was conducted based on randomized complete block design with three replications and 13 treatments on a local rice variety, namely, Hashemi, in Rice Research Institute of Iran (Amol) during 2015 and 2016. The treatments included: N0: no N, N1: split application of 55.2 kg ha-1 N from source of urea (recommended for Hashemi variety), (N2, N3), (N4, N5) and (N6, N7) application of 55.2 and 27.6 kg ha-1 N from SCU, USG and AS sources, respectively; N8: application of nitrogen  nanofertilizer; N9, N10 and N11: application of Azospirillium, Azotobacter, and Azospirillium + Azotobacter. In addition to the mentioned sources, in N8 to N11 treatments, 27.6 kg ha-1 N from urea was used. N12: Farmers’ fertilizer practice (Pre planting application of 55.2 kg ha-1 N from urea). Results of the experiment showed that the effect of treatments on the measured traits, except nitrogen content of straw, caused a significant (p<0.05) difference. The highest grain yield was obtained from N6 (4542 kg ha-1). The performance of N5 (deep placement of 27.6 kg ha-1 Nfrom source of USG) was not significantly different from the treatment with the highest grain yield (N6). The highest amount of PFP, AEN and REN was obtained from N5 treatment and the highest PEN and IEN[H1]  was obtained from N10. N5 increased grain yield by 4.6% and recovery efficiency by 59.4% in compared to N12. The highest amount of N uptake (119.5 kg ha-1) was obtained from N4 treatment. Based on the results, it could be concluded that the deep placement of USG fertilizer has relative advantage compared to other N supplying sources because of enhanced amount of N uptake and reduced N losses.



     [H1]Please define these symbols.
    Keywords: Deep placement, Free-living nitrogen fixing bacteria, Slow release fertilizer
  • Mehrzad Mostashari *, Azam Khosravinejad, AliReza Tavasolee, Majid Basirat Pages 17-28

    Grape is one of the most important agricultural products in East Azarbaijan Province (Iran), which has the third highest production in the country. The nutritional status of high-yield plants can be a real criterion for assessing the growth and favorable nutritional status of the plant. For this purpose, 62 vineyards in Malekan District were selected. In all vineyards, composite soil sampling was carried out at depths of 0-30 and 30-60 cm and over 1364 physical and chemical analyses were done. At flowering time, composite leaf samples were taken of leaves facing the bunch of grapes; then, 682 plant analyses were carried out using suitable laboratory methods. During the harvest, yield was measured and determined by visiting each vineyard. Finally, the Deviation from Optimal Percentage (DOP) and Compositional Nutrient Diagnosis Index (CND) were calculated for each nutrient element. Based on the yields, the studied vineyards were divided into two groups of high and low yield and quality. The results of CND and DOP indices showed that zinc and copper deficiencies were more prevalent among microelements and phosphorous and magnesium deficiencies were observed among macro elements. The results showed that the vineyards of this region faced the deficiency of phosphorus, magnesium, zinc, and copper. These results can be applied to the area's vineyards to enhance the yield and quality of the grapes.

    Keywords: Elemental Balance, Compositional Nutrient Diagnosis Index, Deviation from Optimal Percentage
  • R. Mousavi, Mirhassan Rasouli Sadaghiani *, Ebrahim Sepehr, M. Barin Pages 29-45

    The productivity of plants is adversely affected by soil salinity. However, it is predicted that plant growth-promoting rhizosphere bacterial (PGPRs) and the use of crop residues as biochar can improve plant growth and development in the presence of salinity and different stresses. A pot experiment was performed in a complete randomized design using two soils with different EC (S1 = 2, S2 = 15 dSm-1). Treatments included different types of enriched biochar (BC) as rock phosphate-biochar (BC-RP), BC-H3PO4-RP, BC-HCl-RP, BC-PSB and BC-RP-PSB to assess the effects of apple-grape pruning biochar, enriched biochar, and phosphate-solubilizing bacteria (PSB) isolated from saline soils around Lake Urmia on the phosphorus (P) availability. After harvesting, soil physicochemical properties (pH, EC), P-Olsen, acid, and alkaline phosphatase activities, and plant growth indices were investigated. The results showed that in both soils, the highest alkaline phosphatase activity was in BC-H3PO4-RP and BC-HCl-RP treatments. In both soils, the highest plant dry matter was obtained in BC-H3PO4-RP and the highest plant P in BC-H3PO4-RP, BC-HCl-RP, and BC-RP-PSB treatments. Experimental treatments did not affect the soil EC but significantly reduced the pH of soils. Indeed, BC-H3PO4-RP reduced the pH of S2 and S1 soils by 1.1 and 0.6 units, respectively, while BC-HCl-RP reduced the pH of S1and S2 soils by 0.56 and 1.16 units, respectively. The P-Olsen concentration of S1 soil under BC-H3PO4-RP and BC-HCl-RP treatments were 57.7 and 41 mg kg-1and of S2 soil were 67.4 and 38.6 mg kg-1, respectively. Interestingly, in both soils, P-Olsen concentration in BC-RP-PSB treatment was more than TSP treatment, suggesting a remarkable ability of the studied bacteria. Since enriched biochar with various minerals and inoculation with PSBs showed an unexpectedly higher P-Olsen compared to TSP, more field studies are needed for supporting as well as clear understanding of P-enriched biochar potential in different soils and climates.

    Keywords: saline soils, Phosphorus availability, Phosphate-solubilizing bacteria
  • Jalal Ghaderi *, M. M. Tehrani, F. Hamadi, Khalil Heydari Pages 47-60

    In recent years, application of municipal solid waste compost (MSW) on the farm land has received considerable attention. This research was conducted to evaluate the influences of municipal solidwaste compost (MSW) and chemical fertilizers on some nutrients concentration in soiland sugar beet yield. This field research was conducted with MSW at four levels (0, 10, 20 and 30 t ha-1) and chemical fertilizers at four levels (0, farmers’ conventional practice, based on soil test, and 25% lower than the soil test), using a factorial experiment based on a randomized complete blocks design with three replications, in Kermanshah region during 2014-15. Before cultivation, soil samples were taken and their characteristics were determined.  At post-harvest stage, root yield and nutrients concentration (N, P, K, Fe, Zn, Mn and Cu) and soil O.C, N, P, K, Fe, Zn, Mn, Cu, Pb and Cd were measured.The results showed that between effects of different amounts of MSW and chemical fertilizers on root yield and qualitative characteristics of sugar beet (sugar content, extractable sugar, sodium, potassium, nitrogen content) and their interaction effect on root yield and sugar content was significant at 1% (P<0.01). The highest root yield (52.8 t ha-1) was obtained with the application of 10 t ha-1 MSW and chemical fertilizer application based on soil test, which increased 17.2 t ha-1 compared to the control treatment. Also, differences between effects of various amounts of MSW and chemical fertilizers on most of the nutrients concentrations in soil were significant (P<0.01) and their interaction effects on the organic carbon content, concentration of Zn, Fe and Cu were significant at P< 5%. The highest concentration of Zn, Fe, and Cu were observed with the application of 30 t MSW ha-1 and chemical fertilizer application based on farmers’ conventional practice, and their differences compared to the control treatment were 0.29%, 1.67, 2.7 and 0.7 mg kg-1, respectively. According to the results of this study in terms of yield, sugar content, and impurities, the combined application of 10 t ha-1 MSW and chemical fertilizer based on soil test is recommended.

    Keywords: sugar content, Soil test, Nitrogen, Phosphorus
  • N. Najafi *, Sh. Mahmoudi, M. R. Neyshabouri, A. Reyhanitabar Pages 61-79

    In this study, the interactive effects of soil moisture and SS levels were investigated on alfalfa (Medicago sativa c.v Garehyounjeh) shoot and root fresh weights, water use efficiency (WUE), and concentrations of some elements in a loam soil under greenhouse conditions. A factorial experiment based on a randomized complete blocks design with three replications was conducted with two factors: soil moisture at three levels (0.81 FC–FC, 0.56–0.75 FC, and 0.35–0.50FC) and SS at four levels (0, 15, 30, and 60 g/kg soil). When 10% of the alfalfa plants flowered, the shoot and root fresh weights, concentrations of nitrogen (N), phosphorus (P), potassium (K), calcium (Ca), magnesium (Mg), sodium (Na), copper (Cu), iron (Fe), manganese (Mn), and zinc (Zn) and WUE of alfalfa plant were measured. The results showed that the main and interactive effects of SS and soil moisture on alfalfa shoot and root fresh weights, WUE, and concentrations of elements were significant (p≤0.01). The decrease in soil moisture content, decreased alfalfa shoot and root fresh weights, WUE, concentrations of Fe in the shoot and concentrations of P, Fe, and Na in the root (p≤0.05); while it increased concentrations of Cu in the root, and Cu and Zn in the shoot (p≤0.05). Effect of soil water content on concentrations of N, K, Ca, Mg, Zn, and Mn of the root depended on the level of SS. Concentrations of Mg, Fe, Zn, Cu, and Mn in the root and shoot and concentrations of P, K, and Ca in the root were increased (p≤0.05) with the use of SS and increase in its level. By increasing the SS level, shoot and root fresh weights were initially increased and then decreased (p≤0.05). Effect of SS on WUE depended on soil water content. With sufficient water supply (0.81FC–FC), WUE was increased with increment of SS level, while under water-deficit stress (0.35FC–0.50FC), application of SS up to 30 g/kg increased WUE but at the level of 60 g/kg, increase in the soil salinity reduced WUE (p≤0.05). To increase WUE and improve the nutrition and growth of alfalfa at similar conditions, 30 grams of SS per kilogram of soil may be recommended under both well-watered and water-deficit conditions. Although the use of sewage sludge had some beneficial effects in this experiment, the potential risks of heavy metals in long-term application of this organic waste should be considered and avoided.

    Keywords: Medicago sativa, Organic waste, Plant nutrition, Water-deficit stress
  • Zohre Bolhassani *, A. M. Ronaghi, R Ghasemi, Mehdi Zarei Pages 81-93
    In order to investigate the effect of sodium chloride application, organic matter sources and growth promoting bacteria on fresh and dry matter yield and concentration of micro nutrients in shoot of spinach, a factorial experiment was conducted in a completely randomized design with three replications. The treatments were sodium chloride (control (S0), 2 (S2) and 4 (S4) g Na Cl kg-1 soil), organic matter (control (OM0), 0.5% and 1.0 % rice husk and 0.5% and 1.0 % rice husk biochar, w/w)  and PGPR bacteria (without and with bacteria). Results showed that application of 2 and 4 g salt kg-1 of soil slightly increased iron concentration of aerial part, while Cu concentration increased by 48.10% and 48.32%, respectively. However, Zn and Mn concentrations decreased. Plant yield was not affected by salinity, probably due to the osmotic adjustment resulting from gradual increase in salt addition. Application of organic matter sources increased spinach fresh and dry weight, and Fe, Zn, Cu and Mn concentrations. Inoculation with Pseudomonas fluorescence significantly increased fresh and dry weight as well as Fe, Zn, Cu, and Mn concentrations in aerial part, compared with the related control (without bacteria(. In conclusion, spinach (cv Virofly) very well tolerated gradual addition of salinity; and application of organic matter with growth promoting bacteria increased micronutrients concentration and growth of spinach in a calcareous soil affected by salinity.
    Keywords: Sodium chloride, Growth promoting bacteria, osmotic adjustment, Pseudomonas Fluorescenc
  • Ali Ataee *, M. R. Neyshabouri, Mehdi Akbari, Aslan Egdernezhad, Ajdar Onnabi Milani Pages 95-109
    Integral Water Capacity (IWC), as one of the recently defined criteria for soil water availability, uses weighting functions to takes into account various soil physical limitations for calculating plant available water. Also, the weighting functions can be calculated from plant responses. In this study, in a pistachio orchard, surface (DI) and subsurface (SDI) drip irrigation systems were established, afterwards soil physical properties and water and salinity distribution in root zone were measured. IWC were calculated using soil physical properties and sap flow (SF) as one of the plant responses features. The result of plant measurements indicated that SF decreased progressively during the time between successive irrigation periods, but the decrease in DI was greater than SDI. By considering equal depth of irrigation water applied to DI and SDI, the more favorable moisture and salinity distribution in the root zone of SDI compared to DI treatment was the reason for more water availability in SDI. The calculated IWC by Groenevelt weighting function (  in DI and SDI showed the lowest amount (0.0557 and 0.0545  respectively) but  values were calculated as 0.176 and 0.191, respectively, and were close to IWC calculated without any salinity effect (0188 ). Van Genuchten equation led to more realistic estimates of salinity limitations on water availability (  were obtained as 0.146 and 0.151 ) and the integral energy based on  was very close to integral energy calculated by SF. These findings indicate that the salinity weighting functions used in  had the best estimates of soil physical conditions to consider water uptake energy and plant water availability. It is found that based on all soil water availability criteria, SDI provided more available water and less integral energy than DI.
    Keywords: Matric potential, Soil water availability, Water uptake limitations, Weighting function
  • Maryam Raeesi, Ali Zolfaghari *, Mohammadreza Yazdani, Marmar Sabetizade Pages 111-125
    Identification of soil quality changes, including soil organic matter (SOM), is one of the most important usages of remote sensing and geographical information system. Available phosphorus is also an important nutrient for optimal growth of plants. The purposes of this study were to investigate the capability of satellite images data and to compare the accuracy of SOM and available phosphorus maps by using Landsat 8 and Sentinel 2A satellite images. The location of sampling points was determined by using conditional Latin hypercube sampling for 84 soil samples in agricultural lands of Semnan plain. The SOM content, the particle size fractions including sand, clay, and silt were measured using wet oxidation and hydrometer methods, respectively, and available phosphorus was measured by the Olsen method. The auxiliary variables included the bands and combination of bands. The results showed that soil available phosphorus had the highest correlation with SOM content. Results of Random Forest algorithm indicated that axillary variables derived from multi-spectral instruments (Sentinel 2A satellite) evaluated the amount of SOM and available phosphorus more accurately than the axillary variables extracted by Landsat 8 satellite images. The random forest nonlinear method estimated the amounts ​​of SOM and available phosphorus with low error values ​​and a relatively high coefficient of determination. The root means square error (RMSE) and coefficient of determination (R2) for prediction of SOM were 0.413 and 0.758 for the multi-spectral instrument, and 0.432 and 0.736 for the operational land imager, respectively. Also, the RMSE and R2 for prediction of available phosphorus were 5.96 and 0.74, for the multi-spectral instrument, and 7.24 and 0.56 for the operational land imager, respectively.
    Keywords: Digital soil mapping (DSM), satellite images, Non-linear model
  • Nasrin Sadeghian *, A. R. Vaezi, A. Majnoonigeris Pages 127-141
    Rill erosion is one of the most important types of water erosion in semiarid dry land areas. The importance of this study is more in the soils of semi-arid regions, similar to many parts of Iran, which have unstable soil aggregates. The aim of this study was to investigate the role of raindrop impact on the size distribution and homogeneity of sediment particles in rill erosion of soils with different textures. Therefore, the effect of raindrops on changes in the size distribution of sediment particles was determined in rills of 4 meters in length and 0.10 meters in width under rainfall simulated with a constant intensity of 90 mm h-1 in different slope gradients (5%, 10%, 15%, and 20%) in 12 soil texture classes. Experiments were carried out in two soil surface coverconditions including with raindrop impact (bare soil) and without raindrop impact (use plastic net), and the effect of raindrop impact on the variables was determined. The experiment was conducted in four replicates with a total of 352 experimental units. The study of this subject using the particle size distribution curve showed that there was a clear difference between the curves in the two soil surface cover conditions. The sediment particles size distribution curves were below the original soil particles size distribution curve, suggesting an increase in the mean diameter of the particles in sediments and an increase in the transport of coarse particles such as sand at the end of the experiment. The increase in geometric standard deviation in the sediment was strongly dependent on soil texture and slope and, contrary to the expected, homogeneity of sediment particles was not significantly affected by the removal of raindrop impact, and by increasing the slope in all soil texture classes, sediment particles heterogeneityincreased, likely due to increase in flow velocity and flow power. The highest non-homogeneity of sediment particles was observed after precipitation in silty soil.
    Keywords: Sediment particle size distribution, Mean particle diameter index, Geometric standard deviation
  • Samira Mesry, Gorbani Dashtaki *, Hossein Shirani, Abolghasem Kamkarrohani, Hamidreza Motaghian, Hosseinali Bahrami Pages 143-154
    Soil saturated hydraulic conductivity is one of the most important physical characteristics of soils that affects water movement in soil. . The aim of this study was to determine the most important parameters in prediction and modeling of saturated hydraulic conductivity from conveniently available parameters, using the decision tree and error estimator cross validation and re- substitution. In this study, 72 soil samples with six different textures were collected from the village of Morgmalek and Shahrekord District. Conveniently available soil properties were introduced into software in 4 scenarios (the first scenario: pH, EC, % sand, % clay, OM%, CaCO3, mean weight diameter of dry aggregate (MWD dry), mean weight diameter of wet aggregate (MWD wet), BD; the second scenario: CaCO3 , OM%, % sand, % clay, BD, % gravel, electrical resistivity, dielectric constant, root penetration resistivity; the third scenario: pH, EC, Geometric mean diameter )dg(, Geometric standard  deviation )σg(, OM%, CaCO3, mean weight diameter of dry aggregate (MWD dry), mean weight diameter of wet aggregate (MWD wet), BD; and the fourth scenario: CaCO3, OM%, dg, σg BD, % gravel, electrical resistivity, dielectric constant, root penetration resistivity). Saturated hydraulic conductivity was measured with single ring. The results showed that moisture followed by structural features such as (σg) in the first scenario, and OM and BD in the second scenario, BD and MWD in the third scenario, and OM and BD in the fourth scenario were the most important parameter affecting saturated hydraulic conductivity. Correlation between predicted data by decision tree and measured data in the second and fourth scenarios were 0.83 and 0.82, respectively, and 0.79 in the first and third scenarios. All four scenarios were successful in modeling with respect to error rate and %RMSE. However, the %RMSE in the second and fourth scenarios was lower and the correlation coefficient was higher than the other two scenarios. The RMSE values in the four scenarios were 0.79, 0.83, 0.79, and 0.82, respectively.
    Keywords: Aggregate stability, Saturation moisture, Decision Tree, Error estimator