فهرست مطالب

نشریه تحقیقات کاربردی خاک
سال هشتم شماره 2 (تابستان 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/07/13
  • تعداد عناوین: 15
|
  • شیلا خواجوی شجاعی، عبدالامیر معزی*، مجتبی نوروزی مصیر، مهدی تقوی صفحات 1-14

    اصلاح زغال زیستی با هدف بهبود ساختار منافذ، افزایش سطح ویژه، گروه های عاملی و کاهش محدودیت زغال زیستی اولیه در جذب آلاینده ها صورت می گیرد. این پژوهش نیز به منظور بررسی کارایی زغال زیستی ذرت اصلاح شده در جذب نیترات از محلول آبی انجام شد. بدین منظور زغال های زیستی از بقایای ذرت و بقایای ذرت اصلاح شده با منیزیم کلرید (MgCl2) در دمای 500 درجه سلسیوس تهیه شدند و ویژگی های شیمیایی و فیزیکی آن ها اندازه گیری شد.آزمایش های جذب سطحی به صورت پیمانه ای انجام شد و تاثیر عوامل موثر بر فرآیند جذب نیترات توسط  زغال های زیستی شامل غلظت اولیه، زمان تماس و pH بررسی شد. بررسی ویژگی های دو نوع زغال زیستی نشان داد، با اصلاح شیمیایی زغال زیستی عملکرد، pH، سطح ویژه، ظرفیت تبادل کاتیونی، ظرفیت تبادل آنیونی، محتوای اکسیژن، نسبت H/C و O/C افزایش یافت، در حالی که محتوای کربن و نسبت C/N کاهش یافت. نتایج جذب نیترات نشان داد فرآیند جذب در هر دو زغال زیستی پس از گذشت 480 دقیقه به تعادل رسید. مقدار pH بهینه در حذف نیترات سه بود. نتایج نشان داد که اصلاح شیمیایی زغال زیستی سبب افزایش ظرفیت جذب نیترات شده و حداکثر جذب نیترات به وسیله زغال زیستی تهیه شده از بقایای ذرت و زغال زیستی اصلاح شده به ترتیب 72/51 و 18/72 میلی گرم بر گرم برآورد شد. مدل لانگ مویر بهترین برازش را برای داده های هر دو نوع زغال زیستی نشان داد. همچنین فرآیند جذب نیترات با مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم قابل توصیف بود. به طور کلی نتایج این پژوهش نشان داد اصلاح زغال زیستی ذرت با MgCl2می تواند سبب بهبود ویژگی های فیزیکی و شیمیایی و افزایش ظرفیت جذب نیترات از محلول های آبی گردد. بنابراین زغال زیستی ذرت اصلاح شده با MgCl2، می تواند جاذب مناسبی برای پالایش منابع آبی آلوده به آلاینده های معدنی از جمله نیترات باشد.

    کلیدواژگان: اصلاح شیمیایی، جاذب آلی، پسماند کشاورزی، جذب سطحی
  • ماهرخ شریف مند، ابراهیم سپهر*، احمد بایبوردی صفحات 15-21

    روش انحراف از درصد بهینه (DOP) از روش های تفسیر نتایج تجزیه برگ و تشخیص وضعیت تغذیه ای گیاهان می باشد. به منظور ارزیابی وضعیت تغذیه ای کدو (Lagenaria Vulgaris) با استفاده از روش DOP، نمونه های برگ از 122 مزرعه کدو در شهرستان خوی جمع آوری و غلظت های عناصر غذاییB ،Cu ،Zn ،Mn ،Fe ،Mg ،Ca ،K ،P  ،N تعیین شدند. مزارع با توجه به عملکرد به دو گروه با عملکرد بالا و پایین تقسیم گردیدند. میانگین غلظت عناصر غذایی در مزارع کدو با عملکرد بالا به عنوان ارقام مرجع برای محاسبه شاخص های DOP استفاده شد. در این روش اولویت بندی عناصر غذایی پرمصرف و کم مصرف در مزارع با عملکرد پایین به صورت K>P>Mg>Ca>N  و Zn>Fe>B>Cu>Mn به دست آمد بر این اساس عنصر نیتروژن مثبت ترین شاخص و عناصر پتاسیم و روی منفی ترین شاخص ها را داشتند. شاخص های تعادل تغذیه ای DOP نیز در مزارع با عملکرد پایین خیلی بزرگتر از صفر به دست آمد که نشان دهنده عدم تعادل عناصر غذایی در این مزارع می باشد. لذا در نهایت می توان گفت کمبود عناصر پتاسیم و روی می تواند دلیلی بر عملکرد پایین کدو در منطقه خوی باشد و مدیریت کودی صحیح از جمله مصرف کودهای حاوی این عناصر می تواند رشد و عملکرد کدو را در این منطقه بهبود ببخشد.

    کلیدواژگان: ارقام مرجع، شاخص تعادل تغذیه ای، عملکرد، غلظت عناصر غذایی
  • زهره فرزانگان، علیرضا آستارایی*، امیر فتوت، امیر لکزیان صفحات 22-36

    آزمایش حاضر با هدف بررسی تاثیر نانوهیدروکسی آپاتیت (nHAP) بر برخی شاخص های زیستی خاک و فراهمی کادمیم در یک خاک آهکی آلوده طراحی شد. این پژوهش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار اجرا گردید. تیمارهای آزمایش شامل دو سطح کادمیم (صفر و 40 میلی گرم بر کیلوگرم خاک)، دو سطح nHAP (صفر و 1 درصد وزنی خاک) و دو زمان انکوباسیون (14 و 28 روز) بودند. نمک کلرید کادمیم بصورت محلول در سطح خاک بطور یکنواخت پاشیده شد و یک ماه زمان تعادل به خاک داده شد، سپس nHAP در مقادیر صفر و یک درصد وزنی به خاک اضافه گردید. فعالیت آنزیم های اوره آز، دهیدروژناز و فسفاتاز قلیایی و همچنین تنفس پایه به همراه کادمیم زیست فراهم پس از 14 و 28 روز از اضافه شدن nHAP به خاک مورد اندازه گیری قرار گرفتند. کادمیم زیست فراهم در این آزمایش با عصاره گیر DTPA استخراج شد. نتایج نشان داد که کاربرد nHAP در خاک آلوده، کادمیم زیست فراهم را 3/2 درصد کاهش داد، فعالیت آنزیم اوره آز را 98 درصد افزایش داد اما بر فعالیت آنزیم فسفاتاز قلیایی، دهیدروژناز و تنفس پایه بی تاثیر بود. بررسی شاخص های زیستی در خاک آلوده در زمان های 14و 28 روز نشان داد که با گذشت زمان فعالیت آنزیم فسفاتاز روندی صعودی و فعالیت آنزیم های اوره آز و دهیدروژناز روندی نزولی داشت، اما فعالیت آنزیم فسفاتاز و میزان تنفس پایه تغییر معنی داری پیدا نکرد. همچنین در این مطالعه مشخص شد که گذشت زمان موجب کاهش 7/10 درصدی کادمیم زیست فراهم شد. با توجه به نتایج به دست آمده می توان بیان داشت که nHAP  بر شاخص های زیستی خاک اثری متفاوت داشت اما بر کادمیم زیست فراهم اثر کاهشی داشت اگرچه مقدار آن قابل ملاحظه نبود.

    کلیدواژگان: فعالیت آنزیمی، فلز سنگین، ماده اصلاحی، نانوذرات
  • رقیه حمزه نژاد، حبیب خداوردیلو* صفحات 37-52

    آلودگی و انباشت فلزات سنگین در آب و خاک به دلیل سمیت، فراوانی منابع آلاینده، تجزیه ناپذیر بودن و انباشت آنها در محیط، مشکلی جدی در سطح جهان است. آگاهی از میزان آلودگی فلزات سنگین در سیستم های خاک در تصمیم گیری جهت کاهش آلودگی، کاهش در معرض قرارگیری انسان با آلودگی ناشی از فلزات سنگین و حفاظت انسان از خطرات آلودگی ضروری به نظر می رسد. در این راستا از شاخص های ارزیابی آلودگی به عنوان ابزاری مفید برای ارزیابی میزان آلودگی استفاده می کنند. در این مقاله برای ارزیابی میزان آلودگی فلزات سنگین در خاک شاخص زمین انباشت (Igeo)، فاکتور غنی سازی (EF)، شاخص آلودگی (PI)، فاکتور آلودگی (Cf)، فاکتور خطر اکولوژیکی (Eri)، مجموع شاخص آلودگی (PIsum)، شاخص آلودگی نمرو (PINemerow)، شاخص بار آلودگی (PLI)، میانگین شاخص آلودگی (PIavg)، ضریب برداری شاخص آلودگی (PIVector)، فاکتور غنی سازی زمینه (PIN)، آلودگی چند-عنصری (MEC)، شاخص امنیت آلودگی (CSI)، شاخص احتمال سمیت (MERMQ)، درجه آلودگی (Cdeg)، خطر اکولوژیکی بالقوه (RI)، درجه آلودگی اصلاح شده (mCd) و فاکتور در معرض قرارگیری (ExF) مرور شدند. در پایان، روشی برای بی بعدسازی شاخص های فوق و محاسبه شاخصی تلفیقی حاصل از مجموع نمره وزن دار شده همه شاخص های منفرد برای تصمیم گیری در خصوص آلودگی خاک پیشنهاد گردید. استفاده از این شاخص ها می تواند در ارزیابی کمی و پهنه بندی آلودگی خاک برای اهداف مدیریتی سودمند باشد.

    کلیدواژگان: آلودگی خاک، شاخص های ارزیابی آلودگی، فلزات سنگین
  • رضا پوزشی، رضا خراسانی*، غلامحسین حق نیا، حمیدرضا ذبیحی، علیرضا آستارائی صفحات 53-69

    با توجه به سطح زیر کشت زیاد انار در کشور، توجه بیش تر به تغذیه این گیاه برای افزایش کمی و کیفی این میوه، ضروری می باشد. مدیریت تغذیه یکی از مهمترین عوامل موثر در تعیین عملکرد و کیفیت میوه می باشد که مطالعات اندکی در ارتباط با مدیریت اجرایی بهینه در زمینه تغذیه درختان انار انجام شده است. از این رو، پژوهش حاضر برای بررسی تاثیر سطوح مختلف کودهای آلی و شیمیایی بر ویژگی های کمی و کیفی انار رقم خزر به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار به اجرا در آمد. تیمارهای آزمایش شامل ترکیبی از ورمی کمپوست در سه سطح صفر، 5/12 و 75/18 (V1, V2, V3) کیلوگرم در هر درخت و اسید هیومیک در دو سطح صفر و پنج (H1, H2) گرم در هر درخت به صورت مصرف خاکی و کلات روی در دو سطح صفر و پنج (Zn1, Zn2) در هزار به صورت محلول پاشی بودند. صفات اندازه گیری شده شامل عملکرد، طول و قطر میوه، ویژگی های کیفی آب میوه شامل فنل کل، فعالیت آنتی اکسیدانی، اسیدیتی قابل تیتراسیون، درصد مواد جامد محلول بودند. هم چنین، غلظت برخی عناصر غذایی در برگ نظیر نیتروژن، فسفر، پتاسیم و روی تعیین شدند. نتایج این پژوهش نشان دادکه اثرات تیمارهای اعمال شده بر بیش تر صفات مورد مطالعه معنادار بودند. بیش ترین میزان عملکرد معادل 09/29 کیلوگرم در هر درخت، بیش ترین فعالیت آنتی اکسیدانی به میزان 79/39 درصد و فنل کل آب میوه حدود 12/863 میلی گرم اسید گالیک بر 100 گرم آب میوه از تیمار 5/12 کیلوگرم ورمی کمپوست، پنج گرم هیومیک اسید در هر درخت و محلول پاشی پنج در هزار روی V2H2Zn2)) مشاهده شد. هم چنین در این تیمار غلظت نیتروژن، پتاسیم و روی به طور معناداری افزایش یافت و بیش ترین غلظت این عناصر در برگ حاصل شد که در مقایسه با تیمار شاهد می توان آن را به عنوان تیمار برتر پیشنهاد نمود.

    کلیدواژگان: انار، فعالیت آنتی اکسیدانی، فنل کل، غلظت روی، ورمی کمپوست
  • میرحسن رسولی صدقیانی*، رقیه واحدی، مجید مشایخی، محسن برین صفحات 70-81

    فسفر یکی از عناصر ضروری برای رشد گیاهان بوده و در اغلب خاک ها رفتار پیچیده ای داشته و با اجزاء خاک به صورت ترکیبات کم محلول تا نامحلول در می آید. لذا تعیین شکل های مختلف فسفر در خاک تحت تاثیر فعالیت ریزجانداران حل کننده ی فسفر در ارزیابی وضعیت فسفر خاک مهم است. به منظور بررسی اثرات ریزجانداران حل کننده فسفر بر توزیع شکل های فسفر در یک خاک آهکی، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی اجرا شد. فاکتورها شامل تلقیح میکروبی (سویه های قارچی و شاهد بدون تلقیح میکروبی) و زمان انکوباسیون (صفر، هفت، 21 و 45 روز) بودند. نمونه های خاک به مدت 45 روز در انکوباتور در دمای ثابت 28 درجه سلیسیوس قرار داده شدند، و سپس شکل های مختلف فسفر معدنی، فسفر آلی و فسفر قابل استفاده به روش عصاره گیری دنباله ای تعیین شدند. نتایج نشان داد تلقیح قارچی باعث تغییرات معنی داری در میزان فسفر قابل استفاده، فسفر آلی و فسفر معدنی شدند. مقدار فسفر قابل دسترس، فسفر آلی، دی کلسیم فسفات (Ca2-P) و آپاتیت (Ca10-P) در تیمار تلقیح قارچی به ترتیب 53/1، 39/1، 05/ 4 و 07/1 برابر در پایان انکوباسیون در مقایسه با تیمار شاهد افزایش نشان دادند. با این حال اکتا کلسیم فسفات (Ca8-P) و آلومینیوم فسفات (Al-P) در تیمار قارچ به ترتیب با 76/23 و 95/35 درصد کاهش همراه بود. در پایان انکوباسیون توزیع شکل های فسفر در تیمار شاهد  به صورت Ca10-P > O-P > Ca8-P > Ca2-P> Olsen-P > Al-P بود. در تیمار قارچی، همبستگی منفی معنی داری) **81/0-=r) بین فسفر (Olsen-P) وO-P, Ca10-P)) و همبستگی مثبت معنی داری  (**83/0 = r) با (Ca2-P، Fe-P و Al-P) مشاهده شد. به طور کلی در خاک های آهکی استفاده از قارچ های حل کننده فسفر اطلاعات مفیدی را برای ارزیابی وضعیت فسفر و نیز حاصلخیزی خاک و تغذیه گیاه در اختیار می گذارد.

    کلیدواژگان: ریزجانداران حل کننده فسفر، فسفات کلسیم، فسفر آلی، قابلیت استفاده فسفر
  • بیژن راعی*، عباس احمدی، محمدرضا نیشابوری، محمدعلی قربانی، فرخ اسدزاده صفحات 82-92

    درسال های اخیر، بخش زیادی از عرصه آبی دریاچه ارومیه خشک و بستری از رسوبات ریزدانه شور در سطح زمین به وجود آمده که بسیار مستعد فرسایش بادی می باشند. این پژوهش به منظور بررسی فرسایش پذیری بادی و رابطه آن با ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک در بخشی از اراضی شرق دریاچه ارومیه انجام شد. در مجموع 96 نمونه خاک از منطقه ای با مساحت 414000 هکتار از عمق 5 سانتی متری خاک با استفاده از روش تصادفی نظارت شده جمع آوری گردید. فرسایش پذیری بادی نمونه ها با استفاده از تونل بادی تحت پنج سرعت باد مختلف (5/9، 11، 5/12، 1/14 و 15 متر برثانیه) تعیین و در نهایت رابطه آن با ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که فرسایش پذیری بادی در خاک های منطقه در محدوده 98/49-76/0 ((gr m-2 min-1)/(m s-1)) متغیر بوده و با میانگین 21/10 و ضریب تغییرات 5/94 درصد از دامنه ی تغییرات نسبتا بالایی در منطقه برخوردار است. فرسایش پذیری بادی با ویژگی های فیزیکی خاک ها از جمله میانگین اندازه قطر خاکدانه ها، فراوانی ذرات ثانویه 75/4-2، 2-7/1 و 25/0-1/0 میلی متر ارتباط معنی دار دارد (001/0>p). نتایج نشان داد که در مقایسه با تمامی ویژگی های خاک ها، فراوانی جزء فرسایش پذیر (خاکدانه های کوچکتر از 85/0 میلی متر) دارای مناسب ترین ارتباط با  (755/0 = R2، 001/0>p) با فرسایش پذیری خاک ها بوده و با افزایش این جزء، مقدار فرسایش پذیری به شکل نمایی افزایش می یابد. این شاخص با توجه به سادگی و سهولت تعیین آن، می تواند به عنوان بخشی از عامل خاک در مدل های رایج پیش بینی فرسایش بادی از قبیل WEQ و RWEQ در منطقه مورد استفاده قرار گرفته و باعث صرفه جویی در هزینه و زمان برای تخمین فرسایش پذیری خاک ها گردد.

    کلیدواژگان: تونل باد، جزء فرسایش پذیر، روش تصادفی نظارت شده، فرسایش بادی
  • مجید فرومدی*، علیرضا واعظی صفحات 99-111

    فرسایش پاشمانی نخستین نوع فرسایش آبی بوده که توسط ضربه قطرات باران بر سطح خاک ایجاد می شود. قطرات باران می توانند ذرات خاک را از جا کنده و جابه جا کنند. انتقال ذرات در اثر پاشمان قطرات به عوامل متعددی از جمله نوع خاک و شرایط شیب بستگی دارد. اگرچه اطلاعاتی در مورد نقش این دو عامل در فرسایش پاشمانی در دسترس بوده اما انتخاب پذیری ذرات در فرسایش پاشمانی موضوعی است که نیاز به بررسی بیش تر به ویژه در خاک های منطقه نیمه خشک دارد. این پژوهش به منظور بررسی تغییرات فرسایش پاشمانی و انتخاب پذیری ذرات در خاک های مختلف تحت تاثیر شیب سطح انجام گرفت. برای این منظور آزمایش در سه خاک با بافت مختلف (لوم، لوم رسی و لوم رس شنی) در چهار شیب (صفر، 10، 20 و 30 درصد) تحت باران شبیه سازی شده با شدت ثابت 30 میلی متر بر ساعت در سه تکرار در مجموع با 36 واحد آزمایشی در قالب طرح کاملا تصادفی انجام شد. بر اساس نتایج بیش ترین مقدار فرسایش پاشمانی در خاک لوم رسی (07/105 گرم بر متر مربع در دقیقه) و کم ترین مقدار آن در خاک لوم رس شنی (28/80 گرم بر متر مربع در دقیقه) رخ داد. با افزایش شیب، شدت فرسایش پاشمانی افزایش یافت. به طورکلی انتخاب پذیری ذرات در اثر پاشمان تحت تاثیر بافت خاک، شیب سطح و برهم کنش آن دو قرار گرفت. سیلت حساس ترین ذره به پاشمان بود، به طوری که حدود 57 درصد ذرات پاشمان یافته را در برگرفت و در مقابل شن با حدود شش درصد از سهم پاشمان، مقاوم ترین ذره به فرآیند پاشمان بود. در تمامی بافت ها (به جز بافت لوم) انتخاب پذیری ذرات سیلت در سطوح مختلف شیب بیش تر از سایر ذرات بود. در خاک لوم انتخاب پذیری ذرات رس بیش تر از ذرات سیلت بوده که علت این موضوع پایین بودن مقدار ذرات رس در نمونه اولیه خاک لوم بود.

    کلیدواژگان: تخریب خاکدانه، توزیع اندازه ذرات، شبیه ساز باران، ضربه قطرات باران
  • احسان کریمی، مصطفی شیرمردی*، مریم دهستانی اردکانی، مجتبی کریمی، جلال غلام نژاد صفحات 112-128

    کاربرد قارچ میکوریز و زغال زیستی می تواند با افزایش جذب آب و عناصر از منطقه ریشه باعث بهبود تولید محصول شوند. به منظور بررسی اثر زغال زیستی بقایای هرس هلو (صفر، دو و چهار درصد وزنی-وزنی) و قارچ میکوریز (عدم تلقیح و تلقیح با قارچ میکوریز) بر خصوصیات مرفوفیزیولوژیک و غلظت عناصر در اندام هوایی همیشه بهار (Calendula officinalis L.)آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در شرایط گلخانه انجام شد. زغال زیستی تهیه شده از الک دو میلی متری عبور داده و با خاک مخلوط شد. کاربرد قارچ میکوریز به روش تماس مستقیم با ریشه گیاه انجام شد. پس از شش ماه، ویژگی های مرفوفیزیولوژیک و غلظت برخی عناصر ماکرو و میکرو در اندام هوایی اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که با کاربرد همزمان چهار درصد زغال زیستی و قارچ میکوریز، کلروفیل، قطر گل، ارتفاع گیاه، سطح برگ، قطر ساقه، وزن خشک گیاه و غلظت عناصر فسفر، پتاسیم، کلسیم و آهن نسبت به شاهد به طور معنی داری افزایش یافت. تیمار چهار درصد زغال زیستی و کاربرد همزمان چهار درصد زغال زیستی و قارچ میکوریز توانست غلظت روی را در اندام هوایی گیاه نسبت به شاهد به ترتیب 7/13 و 5/19 درصد افزایش دهد. کاربرد چهار درصد زغال زیستی منجر به افزایش معنی دار Mn نسبت به شاهد شد (3/91 در مقابل6/86 میلی گرم بر کیلوگرم برای شاهد)، در حالی که کاربرد دو درصد زغال زیستی تفاوت معنی داری نسبت به تیمار شاهد و چهار درصد زغال زیستی نشان نداد. نتایج تاثیر اضافه کردن زغال زیستی به خاک پس از دوره رشد گیاه نشان داد که با اضافه کردن چهار درصد زغال زیستی، پتاسیم قابل جذب، Ca، Mg و Mn نسبت به شاهد به ترتیب2/31، 4/71، 8/25 و 3/27 درصد افزایش یافت. به نظر می رسد کاربرد این مواد بتواند با بهبود فراهمی عناصر غذایی و شرایط رشد گیاه، باعث افزایش شاخص های رشدی گیاه شده و تولید محصول را تحت تاثیر قرار دهد.

    کلیدواژگان: اصلاح کننده های آلی، تغذیه گیاه، زغال زیستی، کود زیستی، عناصر پر مصرف
  • فاطمه آقاعلیزاده، آیدا عباسی کلو*، اباذر اسمعلی عوری صفحات 129-141

    شناخت عوامل و فرآیندهای موثر بر فرسایش و رسوب خاک در یک منطقه، در ارایه راهکارهای مناسب برای حفاظت خاک ضروری می باشد. در این پژوهش، تاثیر ویژگی های خاک بر میزان رواناب و رسوب با استفاده از دستگاه شبیه ساز باران در سطح زیر رده، در دشت اردبیل بررسی گردید و برای بیان تاثیر ویژگی های خاک، از تجزیه و تحلیل مولفه های اصلی (PCA) استفاده شد. 77 نمونه خاک سطحی با روش شبکه های منظم (3500×3500 متر) تهیه گردید و برخی از ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک (بافت، رطوبت اشباع، کربن آلی، هدایت الکتریکی، اسیدیته، نیتروژن کل و پتاسیم) در آزمایشگاه اندازه گیری شد. علاوه بر آن، درصد پوشش گیاهی در نقاط نمونه برداری نیز از طریق پلات اندازه گیری شد. نمونه برداری رواناب و رسوب با استفاده از دستگاه شبیه ساز باران (با شدت 9/23 میلی متر بر ساعت و مدت 10 دقیقه) در 40 نقطه اجرا و نمونه های رواناب و رسوب برداشت و به آزمایشگاه منتقل شد. نیم رخ های شاهد خاک تا سطح زیر رده با استفاده از سیستم جامع آمریکایی تشریح شدند. نتایج تحلیل مولفه های اصلی (PCA) نشان داد نه عامل از 13 عامل بررسی شده در سه مولفه اصلی قرار گرفته که در مجموع 01/57 درصد از تغییرات میزان رسوب را توجیه می کنند. بر طبق نتایج، بیش ترین میزان رواناب (8/4 لیتر بر متر مربع) و رسوب (58 گرم بر متر مربع) در زیررده Psamments اندازه گیری شد. میزان کم کربن آلی در این زیر رده (78/0 درصد)، موجب کاهش نفوذ پذیری خاک و افزایش حجم رواناب تولیدی می گردد. همچنین کم ترین میزان رواناب (4/2 لیتر بر متر مربع) و رسوب (84/21 گرم بر متر مربع) در زیر رده Xeralfs مشاهده شد که در آن میزان کربن آلی (21/3 درصد) و پایداری خاکدانه ها (59/6 درصد) زیاد بوده و به بتع آن، نفوذ پذیری خاک افزایش و تلفات خاک کاهش پیدا می کند.

    کلیدواژگان: باران ساز، بافت خاک، رده های خاک، فرسایش
  • مرتضی بهمنی*، جهانگرد محمدی، عیسی اسفندیارپور، حمیدرضا متقیان صفحات 142-157

    با توجه به ارتباط بین عملکرد محصول و ویژگی های خاک و توپوگرافی زمین، شناخت و آگاهی از ویژگی ها برای دستیابی به توسعه پایدار در کشاورزی، ضروری است. پژوهش حاضر با هدف ارزیابی و تعیین رابطه بین عملکرد گل محمدی و ویژگی های خاک و توپوگرافی زمین با استفاده از مدل های رگرسیون خطی چندمتغیره، شبکه عصبی مصنوعی و روش مدل سازی معادلات ساختاری در شهرستان بردسیر، استان کرمان اجرا گردید. برای این منظور، نمونه برداری از خاک و عملکرد محصول، در قالب یک الگوی شبکه ای منظم صورت گرفت. همچنین، با تهیه مدل رقومی ارتفاع منطقه، برخی ویژگی های توپوگرافی زمین محاسبه گردید و برای اجرای مدل روابط ساختاری، سه مدل نظری طراحی و مورد آزمون قرار گرفت. نتایج نشان داد که مدل های رگرسیون خطی چندمتغیره و شبکه عصبی مصنوعی به ترتیب، 68 و 87 درصد از تغییرپذیری عملکرد را توجیه می کنند که نشان دهنده دقت بالاتر مدل شبکه عصبی مصنوعی نسبت به رگرسیون خطی چندمتغیره در تخمین عملکرد می باشد. نتایج مدل سازی معادلات ساختاری نشان داد که کنترل عملکرد گل محمدی در این منطقه، بیشتر در اختیار ویژگی های شیمیایی خاک، سپس ویژگی های توپوگرافی زمین و ویژگی های فیزیکی خاک قرار دارد. سناریوهای مختلف برای انجام مدل سازی معادلات ساختاری نشان داد که هر چقدر مدل طراحی شده ساده تر و دارای سازه های پنهان کمتری باشد، می تواند برازش مطلوب تری داشته باشد. بنابراین، اولین مدل مفهومی این روش با دارا بودن مقادیر جذر میانگین مربعات خطا، شاخص نیکویی برازش و شاخص برازش تطبیقی به ترتیب 033/0، 88/0 و 94/0، به عنوان بهترین مدل انتخاب شد. نتایج کلی نشان داد که مدل شبکه عصبی مصنوعی به دلیل لحاظ کردن روابط غیرخطی بین عملکرد و عوامل تاثیرگذار بر آن، کارایی بهتری نسبت به رگرسیون چندمتغیره در تخمین عملکرد داشت. علاوه بر توانایی مدل شبکه عصبی در برآورد عملکرد محصول، مدل سازی روابط ساختاری نشان داد که روش اخیر نیز می تواند توضیحات بیشتری در مورد روابط و تعامل های همزمان بین متغیرها ارایه کند. به طور کلی، کاربرد روش مدل سازی روابط ساختاری، با تکیه بر توانایی های این روش می تواند زمینه ارتقای عملکرد محصولات مختلف را فراهم کند.

    کلیدواژگان: بردسیر کرمان، شاخص برازش تطبیقی، شاخص نیکویی برازش، کشاورزی پایدار، مدل رقومی ارتفاع
  • سمیه حمیدی نهرانی، محمدصادق عسکری*، سعید سعادت، محمدامیر دلاور، مهدی طاهری صفحات 158-173

    شاخص کیفیت خاک به عنوان ابزاری کمی برای ارزیابی تاثیر کاربری و سیستم های مدیریتی بر شرایط خاک مورد استفاده قرار می گیرد. هدف از این تحقیق کمی کردن کیفیت خاک در بوم سازگان های کشاورزی استان زنجان با استفاده از تحلیل های چند متغیره می باشد. 154 نمونه خاک از 77 مزرعه در سطح استان زنجان (27 نمونه در کاربری آبی و 50 نمونه در کاربری دیم) از عمق صفر تا 30 و 30 تا 60 سانتی متری جمع آوری شد. 24 ویژگی فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک اندازه گیری شدند. روش تجزیه به مولفه های اصلی به منظور شناسایی حداقل ویژگی های موثر ((MDS بر کیفیت خاک استفاده شد. دو گروه از حداقل ویژگی های موثر با بررسی جداگانه ی ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و زیستی ((MDS1 و بررسی کل ویژگی ها (MDS2) تعیین شد و قابلیت روش های خطی و غیر خطی جهت تهیه شاخص کیفیت خاک مورد بررسی قرار گرفت. چهار شاخص برای کیفیت خاک با استفاده از MDS1 و  MDS2و روش امتیازدهی خطی و غیر خطی محاسبه شد. نیتروژن کل، فسفر، سدیم، روی و مس قابل جذب، کربن زیست توده میکروبی، شاخص سهم میکروبی، میانگین وزنی قطر خاکدانه و جرم مخصوص ظاهری به عنوان MDS1 تعیین شدند. کربن آلی، فسفر، سدیم، روی و مس قابل جذب، شاخص سهم میکروبی، میانگین وزنی قطر خاکدانه و ضریب جذب پذیری خاک به عنوان MDS2 شناسایی شدند. هر دو روش کارایی کافی برای شناسایی حداقل ویژگی های موثر بر کیفیت خاک را داشتند. شاخص های خطی کیفیت خاک (p˂0.001) نسبت به شاخص های غیر خطی(p˂0.01)  قابلیت بیشتری برای تفکیک کیفیت خاک بین دو کاربری دیم و آبی نشان دادند. شاخص کیفیت محاسبه شده با استفاده از تابع خطی و MDS1 نشان داد کیفیت خاک در کاربری آبی (524/0) شرایط بهتری نسبت به کاربری دیم (433/0) دارد. شاخص کیفیت خاک محاسبه شده با استفاده از MDS2 نیز روند مشابهی را بین کاربری آبی (515/0) و دیم (433/0) نشان داد.

    کلیدواژگان: کاربری آبی، کاربری دیم، مدیریت خاک، تجزیه به مولفه های اصلی
  • محسن باقری*، نورایر تومانیان صفحات 174-189

    خاک ها با ریخت های سرزمینی که بر روی آن ها تشکیل می شوند و تکامل می یابند، ارتباط بسیار نزدیک و متقابل دارند. بنابراین، هر تغییری در فرآیندهای زمین ریختی، فرآیندهای خاک سازی را متاثر می سازد. "زمین ریخت شناسی خاک" یا "ژیومورفولوژی خاک" ارتباط خاک و زمین ریخت را بررسی می کند. هرچند ارتباط زمین ریخت با خاک مورد توجه پژوهش گران بوده، اما بررسی کمی رابطه خاک با زمین ریخت، کمتر مورد توجه قرار گرفته است. این در حالی است که رابطه خاک با زمین ریخت، یک رابطه دو طرفه است و می توان به موضوع این گونه نگریست که وجود یک خاک می تواند نشان گر چه زمین ریخت یا زمین ریخت هایی باشد؟ بر همین اساس، پژوهش کنونی می کوشد تا با بکارگیری آمار و احتمال شرطی، به بررسی کمی این موضوع بپردازد. برای این منظور، یگان های زمین ریختی منطقه مرکزی اصفهان بر اساس روش ژیوپدولوژی (روش پیشنهادی زینک) جداسازی شدند و تعداد 344 نقطه مطالعاتی بررسی و تجزیه و تحلیل گردید و احتمال شرطی وجود هر زمین ریخت، به شرط مشاهده خاک های مختلف به دست آمد. یافته ها به طور کمی نشان دادند که بین تکوین و تکامل خاک با محیط زمین ریخت حاکم بر آن، ارتباطی قوی و تنگاتنگ وجود دارد. به طوری که برخی از خاک ها را می توان تنها در زمین ریخت مشخصی یافت و به عبارت دیگر، آن خاک را یک خاک شاخص برای آن زمین ریخت مشخص دانست. به دلیل همین رابطه نزدیک بین سطوح روش زمین خاک شناسی با سلسله مراتب سامانه رده بندی خاک آمریکایی، در هر سطح زمین ریختی از سطح رده به سمت فامیل، واگرایی یا تفرق خاک ها افزایش می یابد. همچنین یافته ها به طور کمی نشان دادند که در منطقه مطالعاتی، تاثیر ناهمواری ها و زمین ریخت ها بر تکوین و تکامل خاک های منطقه، بیش از  مواد مادری است.

    کلیدواژگان: احتمالات شرطی، زمین خاک شناسی، نقشه برداری خاک
  • عبدالحسین ضیائیان*، ابوالفتح مرادی، غلامرضا زارعیان، جهانبخش میرزاوند صفحات 190-200

     به دلیل آهکی بودن خاک های کشور ما، فراهمی فسفر برای گیاهان پایین است. به منظور بررسی اثرات کاربرد ریزجانداران خاک و زغال زیستی بر فراهمی فسفر، رشد و عملکرد سورگوم و برخی خصوصیات شیمیایی خاک، یک آزمایش گلدانی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی انجام شد. در این تحقیق اثرات دو تیمار تلقیح و عدم تلقیح باکتری حل کننده فسفات و دو تیمار مصرف زغال زیستی (صفر و 5/1 درصد وزنی) بر چهار سطح صفر، 25، 50 و 75 میلی گرم بر کیلوگرم P2O5 از منبع سوپر فسفات تریپل، در سه تکرار، مطالعه گردید. نتایج نشان داد که تلقیح باکتری حل کننده فسفات و کاربرد زغال زیستی اثر افزایشی معنی داری بر حجم ریشه، عملکرد تر و خشک ریشه، وزن تر علوفه و جذب فسفر، نیتروژن و پتاسیم داشت. مصرف فسفر از طریق افزایش ارتفاع و قطر ساقه ها موجب افزایش معنی دار وزن علوفه گردید. کاربرد فسفر همچنین شوری خاک را افزایش و کربن آلی خاک را کاهش داد اما تلقیح باکتریایی مقدار کربن آلی را افزایش و شوری خاک را کاهش داد. کاربرد زغال زیستی نیز میزان کربن آلی و شوری خاک را افزایش داد اما هیچکدام تاثیر معنی داری بر اسیدیته خاک نداشتند. داده ها نشان دادند که هر چند کاربرد منفرد زغال زیستی و یا باکتری تاثیر معنی داری بر افزایش جذب فسفر داشتند اما کاربرد توام زغال زیستی با فسفر، باکتری با فسفر و همچنین کاربرد توام هر سه با هم از طریق افزایش بیش تر جذب فسفر موجب افزایش عملکرد سورگوم شدند به عبارت دیگر زغال زیستی یا باکتری تاثیر مثبتی بر اثر بخشی مصرف فسفر داشتند به طوری که بیش ترین ارتفاع بوته ، علوفه تر و خشک و بیش ترین جذب کل فسفر، نیتروژن، پتاسیم و روی از کاربرد توام باکتری حل کننده فسفات و زغال زیستی و مصرف 50 میلی گرم P2O5 به ازا هر کیلوگرم خاک حاصل گردید.

    کلیدواژگان: زغال زیستی، ریزجاندران، سورگوم علوفه ای و کودهای شیمیایی فسفره
  • زهرا کرمی، زاهد شریفی* صفحات 201-213

    فعالیت های کشاورزی به ویژه گندم دیم یکی از عوامل اصلی تخریب مراتع طبیعی در غرب ایران است. این پژوهش با هدف بررسی اثر درازمدت تغییر کاربری مرتع به گندم دیم (40 سال) بر برخی ویژگی های خاک در ایستگاه تحقیقات کشاورزی سارال واقع در استان کردستان انجام شد. نمونه های خاک از عمق صفر تا 25 سانتی‎متری به صورت تصادفی جمع آوری شدند. برخی از ویژگی های خاک شامل بافت خاک، جرم مخصوص ظاهری، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها، ظرفیت تبادل کاتیونی، هدایت الکتریکی، pH، کربنات کلسیم معادل، کربن آلی و نیتروژن کل و همچنین میزان قابل دسترس عناصر منیزیم، کلسیم، پتاسیم، فسفر، نیترات و آمونیوم اندازه‎گیری شد. نتایج نشان داد که تغییر کاربری از مرتع بکر به زمین کشاورزی سبب کاهش معنی‎دار کیفیت خاک در مورد تمامی شاخص های مورد بررسی، به غیر از جرم مخصوص ظاهری، کربنات کلسیم معادل، فسفر، منیزیم، آمونیوم و نیترات شد. تعیین شاخص کیفیت خاک (SQI) با استفاده از تجزیه و تحلیل مولفه‎های اصلی (PCA) نشان داد که کربن آلی، نیتروژن کل، رس و سیلت در حدود 90 درصد واریانس کل را به خود اختصاص داده اند، که به عنوان مجموعه حداقل داده‎ها در محاسبه  SQIانتخاب شدند. نتایج شاخص SQI نشان داد که میزان این شاخص در مرتع بکر (58/1) به طور چشم گیری بیشتر از زمین زراعی (72/0) است، که نشان دهنده تخریب کیفیت خاک در نتیجه عملیات کشت و کار است.

    کلیدواژگان: تغییر کاربری زمین، شاخص کیفیت خاک، مجموعه حداقل داده ها، ویژگی‎های فیزیکی و شیمیایی خاک
|
  • Shila Khajavi-Shojaei, Abdolamir Moezzi *, Mojtaba Norouzi Masir, Mehdi Taghavi Pages 1-14

    Biochar modification is performed to improve the structure of pores, increase the specific surface area, functional groups, and reduction of raw biochar limits in absorption of pollutants. This study was conducted to evaluate the efficiency of corn stover modified biochar in adsorption of nitrate from aqueous solution. For this purpose, corn stover biochar (BC) and chemically modified corn stover biochar with MgCl2 (Mg-BC) was prepared at 500°C and its physico-chemical characteristics were measured. Adsorption batch experiments were carried. Effects of initial concentration of nitrate, contact time and pH on adsorption capacity mechanism were studied. The study of the characteristics of the two types of biochar showed that by the chemical modification of corn stover, enhanced yields, pH, surface area, cation exchange capacity and anion exchange capacity, oxygen content, H/C and O/C ratio, while decreased carbon content and C/N ratio. Adsorption of nitrate by both biochar reached to equilibrium after 480. The optimal pH for removal of nitrate was 3. The results demonstrated that chemical modification of biochar enhanced nitrate adsorption and maximum nitrate adoption by BC and Mg-BC was 51.72 and 72.18, respectively. Langmuir isotherm showed the best fit for nitrate in both biochars. The pseudo second order kinetic model also provided a good description for the adsorption process nitrate.Generally, result of present study revealed that modification of biochar could improve physico-chemical and adsorption capacity of nitrate from aqueous solution. Therefore, MgCl2 modified biochar could be a suitable absorbent for purifying water resources which contaminated by inorganic pollutants, including nitrate.

    Keywords: Adsorption, Agricultural waste, Chemical modification, Organic adsorbents
  • Mahrokh Sharifmand, Ebrahim Sepehr *, Ahmad Bybordi Pages 15-21

     Deviation from the optimum percentage (DOP) is an important method for interpretation of the results of chemical analysis and diagnosis of nutritional status of plants. In order to evaluate the nutritional status of squash (Lagenaria Vulgaris) through DOP, 122 leaf samples were collected from squash fields of Khoy region and N, P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn, Cu and B were analyzed. The squash fields were divided into high and low yielding groups. The mean of nutrients concentration in high yielding-fields was selected as norms for the calculation of DOP indices. DOP indices showed that macro- and micro nutrients requirement as follow K>P>Mg>Ca>N and Zn>Fe>B>Cu>Mn respectively. So nitrogen had the most positive index but potassium and zinc had the most negative indices among nutrients. DOP nutritional balance index was much more than zero indicating nutritional imbalance in this region. Finally, it was concluded that K and Zn deficiencies are more critical in reduction of the squash yield and the application of their fertilizers can improve growth and yield of squash in the region.

    Keywords: norm, Nutrients concentration, Nutritional balance index, Yield
  • Zohreh Farzanegan, Alireza Astaraei *, Amir Fotovat, Amir Lakzian Pages 22-36

    The present study was designed to investigate the effect of Nano hydroxyapatite (nHAP) on some soil bioindicators and availability of cadmium in a polluted calcareous soil. This research was carried out in a factorial arrangement based on completely randomized design with three replications. Treatments included two levels of Cd (0 and 40 mg kg-1 soil), two levels of nHAP (0 and 1%) and two incubation times (14 and 28 days). The cadmium chloride solution was uniformly sprayed on the soil surface and equilibrated for a month, then nHAP was added to the soil at 0 and 1 w/w %. The activity of urease, dehydrogenase, and alkaline phosphatase enzymes, basal respiration and bioavilable Cd were measured after 14 and 28 days. Bioavilable Cd was extracted by DTPA. The results showed that the addition of nHAP in the Cd contaminated soil decreased bioavailable Cd by 2.3%, increased the activity of urease enzyme by 98% while had no effect on the activity of phosphatase, dehydrogenase and basal respiration. Investigation of changes of bioindicators in 14 and 28 days incubation in Cd contaminated soil showed that the activity of urease and dehydrogenase enzyme had a declining trend but the activity of phosphatase enzyme and basal respiration did not significantly change. It was also found that bioavailable Cd decreased with incubation time by 10.7%. In general, it may be concluded that nHAP influenced biological index in the calcareous soil differently, but it caused reduction effect on bioavailable cadmium in soil, although this reduction was not considerable.

    Keywords: Amendment, Enzymatic activity, heavy metal, Nano particle
  • Roghaie Hamzenejhad Pages 37-52

    Heavy metal (HM) contamination and accumulation in soil and water is a serious problem throghout the world due to the toxicity, abundant sources, non-biodegradable nature, and accumulative behavior of HMs in environment. A comprehensive understanding of the HM pollution in soil is essential in order to make informed decisions on the approaches to reduce contamination, minimize human exposure, and protect populations from the risk. Pollution indices widely considered as useful tools for evaluation of the degree of contamination. In this paper, geo-accumlation Index (Igeo), enrichment factor (EF); single pollution index (PI), contamination factor (Cf), eological risk factor (Eri), sum of pollution index (PIsum), Nemerow pollution index (PINemerow), pollution load index (PLI), vector modulus of pollution index (PIVector), background enrichment factor (PIN), multi-element contamination (MEC), contamination security index (CSI), the probability of toxicity (MERMQ), degree of contamination (Cdeg), modified degree of contamination (mCd), potential ecological risk (RI), exposure factor (ExF) were suggested to address the degree of HM pollution in soil. Finally, a method was proposed for non-dimensionalisation of the above-mentioned indices as well as for calculation of an integrated soil contamination index derived from the sum of the weighted-average scores of all individual indicators. Using these indicators is useful in quantitative evaluation and digital mapping of soil pollution for management purposes.

    Keywords: heavy metal, Pollution Indices, Soil pollution
  • Reza Poozeshi, Gholamhossein Haghnia, Hamidreza Zabihi, Ali Reza Astaraei Pages 53-69

    Considering the high cultivation area of pomegranate in Iran, it is necessary to pay attention to this plant nutrition in order to increase quantitative and qualitative of pomegranate fruit. Nutrition management is one of the most important factors for determining the yield and quality of fruit that there are a few studies to reach the optimal management of nutrition in pomegranate. Therefore, the present study was conducted to investigate the effect of different levels of organic component and chemical fertilizers on quantity and quality characteristics of Punica granatum fruit cv. KhazarBardaskanas a factorial design based on randomized complete blocks design with three replications. Treatments include vermicompost in three levels of 0, 12.5 and 18.75 (V1, V2, V3) kg tree-1 and humic acid in two levels of 0 and 5 g tree-1 (H1, H2) as the soil application and zinc chelate in the two levels of 0 and 0.005 (Zn1, Zn2) as foliar spray. The measured factors were yield, length and diameter of fruit and some qualitative characteristics of fruit juice such as total phenol, antioxidant activity, titratable acidity (TA), total soluble solids (TSS). Also, the concentration of nitrogen, phosphorus, potassium and zinc were determined in leaves. The results of present study showed that the effects of treatments were significant for more measured parameters. The maximum amount of yield 29.09 kg tree-1, antioxidant activity (39.79 %) and total phenol (863.12 mg GAE 100g-1) were observed in V2H2Zn2 treatment of 12.5 kg tree-1 vermicompost, 5 g tree-1 humic acid and 0.005 foliar sprayof zinc. Also, the level of nitrogen, potassium and zinc in the leaves were obtained from the above mentioned treatment (V2H2Zn2), which compared with the control treatment can be recommended as the superior treatment.

    Keywords: Antioxidant activity, Pomegranate, Total phenol, Vermicompost, Zinc concentration
  • Mirhassan Rasouli-Sadaghiani *, Roghayeh Vahedi, Majid Mashayekhi, Mohsen Barin Pages 70-81

    Phosphorus (P) is one of nutrient elements for plant growth. In most soils P has complex behavior and forms sparingly soluble and insoluble compounds with soil particles. Determination of forms of soil phosphorus influenced the activity of phosphate-solubilizing microorganisms (PSM) is important in the evaluation of soil phosphorus status. To evaluate the effects of PSM on P fractions distribution in a calcareous soil, an experiment was conducted in a factorial based on completely randomized design. The factors were including incubation time (0, 7, 21, 45 days) and microorganisms (Fungal strains including: Aspergillus niger, Aspergillus terreus, Penicellium sp. and control (without microbial inoculation)). Soil samples were incubated at 28 ° C for a period of 45 days. Then, different forms of inorganic phosphorus, organic phosphorus and Olsen phosphorus were determined by sequential extraction method. The results showed that the fungal inoculation caused significant changes in the amount of phosphorus, organic phosphorus and mineral phosphorus. At the end of incubation, amount of available phosphorus, organic phosphorus, mineral forms (Ca2-P) and (Ca10-P) in fungal inoculation compared to control treatment increased 1.53, 1.39, 4.05 and 1.07 times, respectively. However, the (Ca8-P) and (Al-P) forms in the treatment of fungi were reduced 23.76 and 35.95%, respectively. The amount of phosphorus in different forms and treatment control to a Ca10-P> OP> Ca8-P> Olsen-P>Al-P> Ca2-P respectively.The fungal treatment was observed, a negative correlation (r= -0.81**) between phosphorus Olsen-P and Organic-P (O-P), Ca10-P and significant positive correlation (r=0.83**) with Ca2-P ،Fe-P and Al-P. In general, using phosphate-solubilizing fungi in calcareous soils provides useful information for evaluation of phosphorous status in soil and understanding of soil fertility that influence plant nutrition.

    Keywords: Available P, Calcium phosphate, Phosphate-solubilizing microorganisms, Organic P
  • Bijan Raei *, Abbas Ahmadi, Mohammad Reza Neyshabouri, Mohammad Ali Ghorbani, Farrokh Asadzadeh Pages 82-92

    In recent years, vast areas of Urmia Lake have dried up and that's why, saline sediments appeared on the surface of the earth, which are very susceptible to erosion. This study was conducted to investigation of wind erosion and its relationship with soil physicochemical properties in eastern land of Urmia Lake. In this research, 96 soil samples were collected from an area of 414000 hectares at a depth of 5 cm based on stratified random sampling method. To measure the wind erodibility, the samples were exposed to 5 different wind velocities (9.5, 11, 12.5, 14.1 and 15 m s-1 at the height of 20 cm) in wind tunnel and finally, its relationship with soil physicochemical properties was investigated. Based on results, soil wind erodibility varied within the range of 76.69-9.98, and with a mean of 10.21 and a coefficient of variation of 94.5% have a relatively high variation in studied area. Wind erosion is significantly affected by soil physical properties, including mean weight diameter, the percent of the size classes 2-4.75, 1.7-2 and 0.1-0.25 mm of soil secondary particles (P<0.001). Based on the results, the erodible fraction (secondary particles smaller than 0.85 mm) had the most appropriate relationship with soil wind erodibility (R2= 0.75, P<0.001) and by increasing it, the soil wind erodibility increased exponentially. Considering the less costly and time-consuming in measuring erodible fraction and also less costly and time-consuming compared with measurement of soil wind erodibility in the field and wind tunnel, this index can be used as a part of soil factor in wind erosion prediction models such as WEQ and RWEQ in the studied area.

    Keywords: Erodible Fraction, Stratified random sampling method, Wind erosion, Wind tunnel
  • Majid Foroumadi *, Ali Reza Vaezi Pages 99-111

    Splash erosion is the first type of water erosion caused by the impact of rain drops on the soil surface. Rain drops can disperse and move soil particles. Particles which transfer is effected by raindrop splash depends on several factors, including the soil type and the slope conditions. Although information on the role of these two agents splash erosion is available, but the selectivity of particles in splash erosion is a subject that needs further investigation, especially in the semi-arid region soils. This study was conducted to investigate the effects of splash erosion and selectivity of particles in different soils under the influence of slope. For this purpose, experiments were carried out in three different soils (Loam, Clay loam, Sandy clay loam) on four slopes (0, 10, 20 and 30%) under a simulated rain with constant intensity of 30 mm.h-1 in three replications, with a total of 36 units in the form of a completely randomized design. According to the results, the highest and the lowest amount of splash erosion were in the clay loam soil (105.07 g.m-2.min-1) and the sandy clay loam soil (80.28 g.m-2.min-1), respectively. With increasing the gradients, the intensity of splash erosion increased. In general, the selectivity of particles in the splash erosion was affected by the soil texture, the slope of the surface, and the interaction between of them. Silt was the most sensitive particle to splash, accounting for almost 57% of the splashed particles, and against the sand with almost 6% contribution to the splash was the most resistive particle. In all textures (except the loam texture), the selectivity of the silt particles at different levels of the gradient was greater than the rest. In the loam soil, clay particles were more selective than the silt particles, most likely due to the lower amount of clay particles in the original soil samples.

    Keywords: Aggregate breakdown, Impact of raindrop, Particle soil distribution, Rainfall simulator
  • Ehsan Karimi, Mostafa Shirmardi *, Maryam Dehestani Ardakani, Mojtaba Karimi, Jalal Gholamnezhad Pages 112-128

    Application of Mycorrhizal Fungi (MF) and biochar can increase water and nutrient uptake in the rooting zone and thus improve crop production. A factorial experiment with completely randomized design with three replications was conducted to investigate the effects of biochar (0, 2 and 4% w/w) and MF (non-inoculation and inoculation with MF) on the morphophysiological characteristics and concentration of elements in calendula (Calendula officinalis L.) in greenhouse condition. The biochar was passed through a sieve of 2 mm and mixed with soil. The application of mycorrhizal fungi was done by direct contact with the root of plant. After six months, the morphophysiological characteristics and the concentration of some macro and micro elements in shoot were measured. The results showed that with simultaneous application of 4% biochar and mycorrhizal fungi increased chlorophyll, flower diameter, plant height, leaf area, stem diameter, plant dry weight and concentration of P, K, Ca and Fe compared to control, significantly. Zn concentration increased in 4% biochar treatment and simultaneous use of 4% biochar and mycorrhizal fungui compared to the control significantly (13.7 and 19.5% respectively). The application of 4% biochar caused a significant increase in Mn concentration compared to the control (91.3 against 86.6 mg.kg-1), while the application of 2% biochar has not a significant difference with control and 4% biochar treatments. The results of the effect of adding biohar to soil after plant growth period showed that available K, Ca, Mg and Mn increased with addition of 4% biochar by 22.2, 18.2, 43.6 and 15.2%, respectively. However, 2% biochar treatment had no significant effect on these soil parameters compared to control. It seems that application of these materials can improve availability of nutrients and plant growth parameters by improving plant growth conditions and affect crop production.

    Keywords: Biochar, Biofertilizer, Organic amendments, Plant Nutrition, Macro elements
  • Fatemeh Agha-Alizadeh, Ayda Abbasi-Kalo *, Abazar Esmali- Ouri Pages 129-141

    Understanding the factors and processes affecting soil erosion and sedimentation in an area is an essential for providing a suitable strategy for soil conservation. In this research, the effect of soil characteristics on runoff and sediment yield was reviewed using a rain simulator in Ardabil plain. Principle component analysis (PCA) was used to show the effect of soil properties. Surface soil sampling was carried out at 77 points in the form of 3500 × 3500 m regular grids and runoff and sediment sampling using 40-point rain simulator. Some physical and chemical properties of soils (texture, saturation moisture, organic carbon, electrical conductivity, acidity, total nitrogen and potassium) were measured in the laboratory. In addition, the vegetation cover percentage was measured by plot at sampling points. Simulation of rain (intensity of 23.9 mm h-1 in 10 minutes) was carried out at 40 sampling points and runoff and sediment samples were taken and transferred to the laboratory. The representative soil profiles descriped to suborder level using Soil Taxonomy. The principal component analysis (PCA) results showed that nine factors of 13 investigated factors were located in first three principle component that contribute of 57.1% of total variation in erosion changes. According to the results, the highest amount of runoff (4.8 l m-2) and sediment (58 g m-2) was measured in Psamments because of low organic carbon content (0.78%) in this suborder which reduced soil permeability and amount of generated runoff increases. The lowest amount of runoff (2.4 l m-2) and sediment (21.84 g m-2) were observed at Xeralfs, where the amount of organic carbon (3.21%) and aggregate stability (6.59%) are high that increases permeability and reduces soil losses.

    Keywords: Erosion, Rainfall simulator, Soil orders, Soil texture
  • Morteza Bahmani *, Jahangard Mohammadi, Isa Esfandiarpour Boroujeni, Hamidreza Mottaghian Pages 142-157

    Due to the relationship between crop yield, and soil characteristics and land topography, knowledge and awareness of these characteristics is necessary to achieve sustainable development in agriculture. This study was performed to evaluate and determine the relationships between Rose yield (Rosa Damasceneea Mill) with soil properties and land topography by using Multivariate Linear Regression models (MLR), Artificial Neural Network (ANN) and Structural Equation Modeling (SEM) in Bardsir City, Kerman Province. For this purpose, soil sampling and crop yield were performed in the form of a regular grid pattern. Besides, some topographic features of the land were calculated using digital elevation model (DEM) of the region, and to implement the conceptual models, three theoretical models were designed and tested. The results showed that MLR and ANN models were able to justify 68 and 87 % of the yield variability, respectively, which indicates the higher accuracy of ANN model than MLR in yield estimation. The results of SEM illustrated that Rose yield is mainly controlled by soil chemical properties, topographic features, and soil physical properties, respectively. Different scenarios for SEM showed that simpler models with fewer hidden structures could have a better fitting. Therefore, the first conceptual model of this method with the values of root mean square error, goodness of fit index and comparative fit index of 0.033, 0.88 and 0.94, respectively, was selected as the best model. The overall results showed that the ANN model was more efficient than MLR in yield prediction due to consideration of the nonlinear relationship between crop yield and the factors affecting it. In addition to the ability of the ANN model to estimate crop yield, the SEM also showed that the latter method can provide more explanations about the relationships and simultaneous interactions between variables. In general, the application of SEM method, relying on the capabilities of this method, can improve the yield of various crops.

    Keywords: Bardsir of Kerman, Comparative fit index, digital elevation model, Goodness fit index, Sustainable agriculture
  • Somayeh Hamidi Nehrani, Mohammad Sadegh Askari *, Saeed Saadat, Mohammad Amir Delavar, Mehdi Taheri Pages 158-173

    Soil quality (SQ) index is used as a quantitative tool for assessing the impact of land use and management systems on soil condition. The aim of this study was to quantify SQ under agricultural ecosystems in Zanjan province using multivariate analyses. 154 soil samples were collected from 77 farms in Zanjan province (27 sites under irrigated and 50 sites under rain-fed land use) at 0-30 and 30-60 cm depths. 24 soil physical, chemical and biological properties were measured. Principal component analysis was used to identify minimum data set (MDS) for assessing SQ. Two groups of MDS were determined by considering physical, chemical and biological properties separately (MDS1), and by using all measured soil properties (MDS2). The capability of linear or non-linear approaches to develop SQ index was investigated. Four SQ indices were calculated using MDS1 and MDS2, linear and non-linear scoring methods. Total nitrogen, available phosphorus, sodium, zinc and copper, microbial biomass carbon, microbial quotient index, aggregate stability and bulk density were determined as the MDS1. Soil organic carbon, available phosphorus, sodium, zinc and copper, microbial quotient index, aggregate stability and sorptivity were identified as the MDS2. Both methods had enough efficiency to identify MDS for assessing SQ. The linear SQ indices (p˂0.001) showed higher capability than non-linear indices (p˂0.01) to differentiate SQ between rain-fed and irrigated land uses. The SQ index calculated using linear function and MDS1 indicated SQ of irrigated land use (0.524) had a better condition compared to rainfed land use (0.433). The SQ index calculated using MDS2 also indicated a similar trend between irrigated (0.551) and rainfed land use (0.433).

    Keywords: Irrigated land use, principal component analysis, Rainfed land use, Soil management
  • Mohsen Bagheri *, Norair Toomanian Pages 174-189

    Soils are the outermost layer of the earth's crust, and they are closely interrelated with the formation of the land on which they are formed and developed. Therefore, any change in the geomorphic processes affects the soil-forming processes. "Soil geomorphology" is an assessment of the genetic relationships between soils and landforms. Although the relationships between landforms and soils have been investigated by researchers, a quantitative evaluation of the relationship between soil and geomorphic surface has been less considered. However, the soil-geomorphology relationship is a two-way relationship, and a question arises here is that how an observed soil can indicate geomorphic surfaces or landforms? Accordingly, the current research tries to examine this issue with the use of statistics and conditional probability. For this purpose, the geomorphic units of the central region of Isfahan were delineated using geopedology approach (Zinck method) and 344 soil profiles were analyzed, and the conditional probability of the existence of each geomorphic unit was obtained on condition of observation of different soils. The findings quantitatively showed that there is a strong and close relationship between soil development and formation and the geomorphic condition, so that some soils can be found only in certain geomorphic unit. In other words, the soil is an indicator/unique soil for the geomorphic unit. Due to the similar relationship between the geomorphical levels and the soil taxonomical levels, the diversity increased as the taxonomical levels increased from orders to the families. Also, the findings showed slightly in the study area that the effect of "landforms and topography" on the development and formation of soils is more than parent material.

    Keywords: Conditional probability, Geopedology, Soil mapping
  • Abdolhossein Ziaeian *, Abolfateh Moradi, Gholamreza Zareian, Jahanbakhsh Mirzavand Pages 190-200

    Due to the calcareous nature of our country's soils, the plant phosphorus availability is low.  In order to study the effects of soil microorganisms and biochar application on the phosphorous availability, growth and yield of sorghum and some soil chemical characteristics, a pot experiment as factorial in completely randomized design were conducted. In this research, effects of two treatments of inoculation and non-inoculation of phosphate solubilizing bacteria and two biochar consumption treatments (0 and 1.5% by weight) on the four levels of zero, 25, 50 and 75 mg .kg-1 of P2O5 as triple superphosphate source, in three replications were studied. The results showed that phosphate solubilizing bacteria inoculation and biochar application had a significant increase on the volumes, fresh and dry weight of roots, fresh forage yield and phosphorous, nitrogen, potassium and zinc uptake. Using phosphorus increased the forage weight by increasing the height and diameter of the stems. Phosphorus application also increased soil salinity and decreased soil organic carbon, but bacteria inoculation increased the amounts of organic carbon and decreased soil salinity while biochar application increased both of organic carbon and salinity amounts. None of them had a significant effect on soil acidity. Data showed that although single application of the biochar and or bacteria had significant effects on the phosphorus uptake increases, but combined use of biochar and phosphorus and bacteria with phosphorus and also combination of these three treatments caused sorghum yield increases by increasing of phosphorus uptake. In other words, biochar or bacterial had a positive effect on the phosphorus effectiveness so that the highest plant height, fresh and dry forage, and the highest phosphorus, nitrogen, potassium and zinc uptake were obtained from the combined use of phosphorus solubilizing bacteria, biochar and 50 mg P2O5 per kg of soil.

    Keywords: Biochar, Chemical fertilizer, Foliage sorghum, Phosphate solubilizing bacteria
  • Zahra Karami, Zahed Sharifi * Pages 201-213

    Agricultural activities, especially rainfed wheat, is one of the main reason of the destruction of natural rangeland in the west of Iran. This study aimed to investigate the effect of changing natural rangeland to rainfed wheat for 40 years on some soil properties at the Saral Agricultural Research Station in Kurdistan province. Soil samples were collected from 0–25 cm depth randomly. Some soil properties such as soil texture, bulk density, mean weight diameter, cation exchange capacity, electrical conductivity, pH, calcium carbonate equivalent, total nitrogen, total organic carbon and available amount of Mg, Ca, K, P, NO3 and NH4 were measured. The results showed that land use change from rangeland to rainfed wheat significantly reduces soil quality with regard to all investigated properties except bulk density, calcium carbonate equivalent, P, K, NO3 and NH4. Determination of soil quality index (SQI) using Principal Component Analysis (PCA) showed that total organic carbon, total nitrogen, clay and silt almost justify more than 90% of the variance, which were selected as the minimum data set in the SQI calculation. The results of SQI showed that the index was significantly higher in rangeland (1.58) than in cropland (0.72), indicating degradation of soil quality by cultivating operations.

    Keywords: Land use change, Physical, chemical properties of soil, Soil quality index, Minimum data set