فهرست مطالب

نشریه تحقیقات کاربردی خاک
سال هشتم شماره 4 (زمستان 1399)

  • تاریخ انتشار: 1400/01/15
  • تعداد عناوین: 15
|
  • اختر اقتصادی، اکبر قویدل*، علی اشرف سلطانی طولارود، معراج شرری صفحات 1-13
    مصرف بی رویه سموم دفع آفات در سال های اخیر و ادامه آن در آینده ممکن است اثرات زیانبار بر جامعه میکروبی خاک، به عنوان شاخص سلامت خاک و یکی از اجزای اصلی محیط زیست، داشته باشد. هدف از این مطالعه، بررسی تاثیر سه حشره کش پرمصرف (دیازینون، کلروپیریفوس و ایمیداکلوپرید) بر شاخص های اکوفیزیولوژیک و شیمیایی خاک بود. آزمایش به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملا تصادفی انجام شد که شامل فاکتور حشره کش در چهار سطح (سه نوع حشره کش متفاوت به همراه خاک شاهد، بدون مصرف حشره کش) و فاکتور زمان در سه سطح (قبل، سه ماه و شش ماه پس از کاربرد آفت کش) بود. غلظت حشره کش ها (1/0، 1 و 67/0) میلی گرم در هر کیلوگرم خاک به ترتیب برای ایمیداکلوپرید، دیازینون و کلروپیریفوس بود. برخی از شاخص های زیستی و اکوفیزیولوژیک خاک در ابتدای آزمایش، سه و شش ماه پس از شروع آزمایش اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که در اثر کاربرد حشره کش ها پس از گذشت سه ماه، شاخص های زیستی شامل فعالیت آنزیم دهیدروژناز، بهره متابولیکی، تنفس پایه، تنفس برانگیخته و همچنین کربن آلی نسبت به شاهد به ترتیب 2/92 %، 7/46 %، 7/24 %، 8/15 % و 61/7 % کاهش داشته و شاخص های فعالیت آنزیم اوره آز، کربن زیتوده میکروبی، نیتروژن زیتوده میکروبی، نسبت کربن به نیتروژن زیتوده و بهره میکروبی خاک نسبت به شاهد 67/6 %، 1/32 %، 6/15%، 5/16% و 9/58 % افزایش داشت. همچنین نتایج نشان داد که در بین حشره کش های مورد استفاده در این تحقیق کلروپیریفوس بیشترین و دیازینون کمترین تاثیر منفی را بر شاخص های اندازه گیری شده داشته است. بکارگیری حشره کش های دیازینون، کلروپیریفوس و ایمیداکلوپرید حداقل در کوتاه مدت تاثیر منفی بر شاخص های اکوفیزیولوژیک خاک دارد. همچنین حساس ترین شاخص ها در تعیین تاثیر منفی حشره کش ها بر جامعه میکروبی خاک، فعالیت آنزیم دهیدروژناز، بهره متابولیکی، تنفس برانگیخته و تنفس پایه بودند.
    کلیدواژگان: آفت کش، شاخص کیفیت خاک، فعالیت آنزیمی خاک، فعالیت زیستی خاک، کیفیت خاک
  • علی رضا واعظی*، سمیرا رضایی پور، اولدوز بخشی صفحات 14-27

    عملکرد گندم در کشت دیم در مناطق نیمه خشک تحت تاثیر کمبود رطوبت ناشی از کاهش بارندگی و همچنین هدررفت آب و خاک ناشی از فرسایش آبی می باشد. اطلاعات محدودی در زمینه روش های کاهش تولید جریان آب در کشت دیم وجود دارد. پژوهش حاضر با هدف بررسی تاثیر افزودنی کاه و کلش گندم در سطح خاک بر خصوصیات جریان در نوارهای کشت گندم دیم در منطقه ای نیمه خشک در زنجان انجام گرفت. پنج سطح کاه و کلش گندم (صفر، 25، 50، 75 و 100 درصد پوشش سطح به ترتیب معادل صفر، 5/1، 3، 5/4 و 6 تن در هکتار) در سه تکرار در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی مصرف شد. در مجموع 15 کرت به ابعاد 2 متر در 5 متر در کشتزار احداث شد و خصوصیات جریان شامل زمان آغاز، سرعت، تنش برشی، قدرت، شعاع هیدرولیکی و حجم جریان در شیارها تحت جریانی با دبی 2 لیتر بر دقیقه بررسی شد. ویژگی های خاک (ظرفیت نگهداری و سرعت نفوذ) و خصوصیات جریان (زمان آغاز، شعاع هیدرولیکی، سرعت، تنش و قدرت) به شدت تحت مصرف کاه و کلش قرار گرفتند (01/0p<). با مصرف کاه و کلش، ظرفیت نگهداری آب و نفوذپذیری خاک بهبود یافتند و سرعت، تنش برشی، شعاع هیدرولیکی، قدرت و حجم جریان به شدت کاهش یافت. در تیمار 100 درصد کاه و کلش، ظرفیت نگهداری آب (6/15 درصد) و سرعت نفوذ (1/12 سانتی متر بر ساعت) نسبت به شاهد به ترتیب 74 درصد و 4/2 برابر افزایش و حجم جریان 7/3 برابر کاهش یافت. در تیمار 75 درصد نسبت به تیمار 100 درصد، تفاوتی معنی دار از نظر بهبود ویژگی های خاک و مهار ویژگی های جریان مشاهده نشد. از این رو مصرف 75 درصد کاه و کلش (معادل با 5/4 تن درهکتار)، برای بهبود ویژگی های فیزیکی خاک و مهار جریان آب در نوارهای کشت گندم دیم موثر است.

    کلیدواژگان: زبری سطح، سرعت نفوذ، ظرفیت نگهداری، فرسایندگی جریان، مقاومت خاک
  • زهرا رسائی*، جهانگرد محمدی، اعظم جعفری صفحات 28-43

    کشف ارتباط بین خاک ها و گروه بندی آن ها بر اساس فاکتورهای مختلف، دربرگیرنده اهمیت بسزایی در زمینه های مختلف از جمله مدیریت اراضی و کشاورزی پایدار می باشد. این امر با ترسیم مدل های ذهنی و بر اساس فاکتورهای محیطی در قالب نقشه های سنتی خاک آغاز، و با استفاده از مفهوم فاصله و شباهت به کمک مدل های کمی و ریاضی، ادامه یافته است. تحقیق حاضر به منظور مقایسه گروه بندی های در دسترس نقشه سنتی خاک با مدل های کمی کلاسیک و مدرن صورت می گیرد. به این منظور، داده های موروثی خاک منطقه شهرکرد-بروجن با کمک الگوریتم های مختلف از جمله خوشه بندی سلسله مراتبی، میانگین های کا، درخت طبقه بندی و فاصله تاکسونومیکی گروه بندی شدند و نتایج با کلاس های خاک نقشه موروثی مورد مقایسه قرار گرفتند. نتایج بررسی‎ها در رزلوشن مکانی 90 متری نشان داد که گروه بندی های بدست آمده از درخت طبقه بندی، با کلاس های نقشه موروثی، بیشترین همخوانی را دارند. همچنین، الگوریتم های خوشه بندی سلسله مراتبی و میانگین های کا معمولی نیز به ترکیب گروهی مشابه با الگوی فیزیوگرافیک سنتی از نظر ویژگی های محیطی و مورفولوژیکی منجر شدند. آنالیز فاصله تاکسونومیکی با در نظر گرفتن همبستگی بین گروه ها و همچنین ویژگی های مورد بررسی، به بهترین ترکیب کلاس ها از نظر ویژگی های مختلف آن ها و همچنین بالاترین همبستگی درون کلاسی (522/0) و کمترین نسبت تغییر واریانس گروهی (915/0) منجر گردید. مقادیر کم آماره آنالیز تجزیه واریانس چندگانه (بین 001/0 در مدل سنتی تا 014/0 در مدل درختی)، نشان داد مدل های مورد بررسی بجز میانگین های کا، خاک ها را بطور موثری از یکدیگر تفکیک کرده اند. بطورکلی، استفاده از مدل های طبقه بندی عددی می توانند به نمایان کردن روابط کمی بین خاک ها منجر شود. خاک شناس می تواند در نهایت ترکیب این گروه بندی ها را با استفاده از تجربه و آگاهی خویش از منطقه مورد بررسی در راستای دستیابی به گروه های یکنواخت تر از نظر ویژگی های مدیریتی و تاکسونومی آن ها تعدیل یا تصحیح کند.

    کلیدواژگان: نقشه سنتی خاک، طبقه بندی عددی، مرزبندی واحد نقشه، فاصله تاکسونومی، واریانس چندگانه
  • شجاع قربانی دشتکی*، مهدیس توژی، حمیدرضا متقیان، احمدرضا قاسمی صفحات 44-56

    خشکسالی و تنش حاصل از آن یکی از مهم ترین و رایج ترین تنش های محیطی بوده که ویژگی های مختلف خاک و در نتیجه تولیدات کشاورزی را با محدودیت روبرو می سازد. پژوهشگران به منظور بهینه نمودن ویژگی های خاک و کم نمودن اثر تنش های یادشده از اثر بهساز های آلی از جمله زغال زیستی استفاده نموده اند. پژوهش حاضر با هدف بررسی تاثیر زغال زیستی و ماده خام چوب درخت گردو و پوست سبز میوه آن بر منحنی رطوبتی و پارامتر های هیدرولیکی خاکی با بافت شنی در قالب طرح کاملا تصادفی انجام شد. زغال زیستی مورد استفاده در دمای 400 درجه ی سلسیوس و مدت زمان دو ساعت در شرایط محدودیت اکسیژن تهیه شد. بهسازها (چوب درخت گردو و پوست سبز میوه گردو و زغال های زیستی حاصل از آن ها) در نسبت های یک و دو درصد وزنی/وزنی (معادل صفر، 36 و 72 تن در هکتار) در سه تکرار با خاک مخلوط و به مدت 120 روز در شرایط گلخانه انکوبه شدند. پس از آن، منحنی رطوبتی نمونه ها با دستگاه جعبه شنی و صفحات فشاری اندازه گیری شد. آنالیز آماری داده ها نشان داد ویژگی های جرم ویژه ظاهری، تخلخل، پایداری خاکدانه ها در حالت تر و پارامتر های معادله ون گنوختن به جزء پارامتر رطوبت باقی مانده در تیمار های زغال زیستی نسبت به تیمار شاهد تفاوت معنی داری داشتند. به طوری که با کاربرد دو درصد زغال زیستی پوست سبز گردو جرم ویژه ظاهری 17 درصد نسبت به تیمار شاهد کاهش و تخلخل کل خاک به ترتیب 13 و 11 درصد افزایش یافت. کاربرد دو درصد زغال زیستی بیش ترین تاثیر را بر منحنی رطوبتی خاک داشت. همچنین، افزودن زغال زیستی به خاک باعث افزایش چشمگیر نگهداشت آب خاک در مکش های کم شد و با افزایش مکش تفاوت در رطوبت خاک بین تیمارهای مختلف کاهش یافت. با توجه به اینکه منحنی رطوبتی در مکش های کم متاثر از حجم منافذ درشت و ساختمان خاک است می توان گفت که افزودن زغال زیستی موجب افزایش منافذ درشت خاک گردید. به کار گیری مقادیر مناسب زغال زیستی به عنوان یک بهساز خاک کشاورزی تا حدی می تواند ویژگی های فیزیکی و هیدرولیکی خاک های شنی مناطق نیمه خشک را بهبود بخشد.

    کلیدواژگان: زغال زیستی، چوب گردو، پوست سبز میوه گردو، منحنی مشخصه رطوبتی، ویژگی های فیزیکی
  • ابوذر جعفری، مهدی سرائی تبریزی*، حسین بابازاده صفحات 57-68

    فرسایش خاک، باروری اراضی بالادست را تقلیل داده و از طریق رسوب گذاری در اراضی پایین دست، به آن ها خسارت وارد می کند. به منظور ارزیابی تاثیر عملیات آبخیزداری بر کنترل فرسایش و کاهش رسوبدهی، پیمایش صحرایی بررسی عملکرد هر سازه، در حوزه آبخیز علی کندی بوکان صورت گرفت .عملیات آبخیزداری انجام شده شامل بندهای گابیونی و خشکه چین، سنگی و ملاتی بود. ارزیابی وضعیت فرسایش خاک و رسوب دهی به کمک مدل پسیاک اصلاح شده و نیز حجم سنجی رسوبات در پشت سازه های مکانیکی برای ارزیابی اثر اقدامات آبخیزداری، انجام گردید. نتایج ارزیابی نشان داد که فرسایش خاک و رسوب دهی در حوضه مورد مطالعه، بر اثر اجرای عملیات مکانیکی کاهش یافته است. در اثر احداث بندهای رسوب گیر در سطح حوزه آبخیز، جمعا 5/75806 مترمکعب رسوب کنترل شده که حدود 42 درصد می باشد. میزان عملکرد کنترل رسوب در واحد حجم برای سازه های توری سنگی 21/0 مترمکعب، برای سازه های خشکه چین با روکش ملاتی 77/0 و برای سازه های سنگی و ملاتی 43/0 مترمکعب بوده است. یافته ها نشان داد که که سازه های خشکه چین با روکش ملاتی بیش ترین تاثیر را در سطح حوضه داشته است. در نهایت پیشنهاد می شود که در حوضه مورد نظر و حوضه هایی که شرایط مشابه دارند، برای تاثیر مثبت و عملکرد بهتر اقدامات اجرایی، تلفیقی از عملیات مکانیکی و عملیات بیولوژیکی در منطقه اجرا شود.

    کلیدواژگان: خشکه چین، رسوب سنج، سازه های آبی حفاظتی، کنترل فرسایش، گابیون
  • ابراهیم سپهر، محمدعلی شیری آذر* صفحات 69-84

    آرسنیک یک عامل سرطان زا است که وجود آن در منابع آبی و خاکی در غلظت های بیشتر از حد قابل قبول یک تهدید زیست محیطی تلقی می شود. آلودگی آب و خاک به آرسنیک، مهم ترین مسیر ورود آن به چرخه غذایی انسان است. آرسنیک در محیط زیست به شکل های آلی و معدنی وجود دارد و سمیت شکل های معدنی به علت حلالیت و تحرک بالای آنها بیشتر است. آرسنیک در خاک معمولا به شکل جذب شده به سطوح ذرات خاک به ویژه اکسی هیدروکسیدهای آهن و به عنوان جزیی از کانی های خاک وجود دارد که پایداری و تحرک آن ها تابع شرایط محیطی از قبیل pH، Eh و وجود یون های رقابت کننده است. روش های سمیت زدایی آرسنیک از آب و خاک به سه نوع فیزیکی، شیمیایی و زیستی تقسیم می شوند. کم هزینه بودن، دوستدار محیط زیست، عدم تولید بقایای سمی، گونه بندی آرسنیک و عملیات اجرایی آسان از عوامل تاثیرگذار در انتخاب نوع روش است. در این مقاله مقدار و عوامل تعیین کننده غلظت و گونه بندی آرسنیک در آب، خاک و روش جزء بندی آرسنیک در خاک مرور می شود. در ادامه روش های حذف و سمیت زدایی آرسنیک از آب وخاک با تاکید بر روش های جذب و نامتحرک سازی آن با استفاده از موادی با منشا طبیعی، فراوانی زیاد، غیر آلاینده بودن و دارای ظرفیت بالای جذب مرور می شود.

    کلیدواژگان: آرسنیک، سمیت، اکسی هیدروکسیدهای آهن، جذب
  • امید احمدی، پریسا علمداری*، مسلم ثروتی، تورج خوش زمان صفحات 85-97
    ارزیابی تناسب اراضی مهم ترین مرحله در آمایش سرزمین بوده و ارزیابی سریع با دقت و صحت بالا، ضروری است. در این راستا، کاربرد مدل های رایانه ای، برای مدیریت و ارزیابی منابع خاک اجتناب ناپذیر است. هدف از این تحقیق، استفاده از سیستم میکرولیز در قالب مدل ترازا در تشخیص محدودیت های بیو اقلیمی، مدل سرواتانا در پیش بینی قابلیت استعداد اراضی و مدل آلماگرا برای ارزیابی تناسب اراضی تیپ های بهره وری زیتون، هلو و مرکبات در منطقه ای با وسعت 16555 هکتار در شمال شرق استان آذربایجان شرقی (شهرستان خداآفرین) می باشد. بدین منظور، ویژگی های مورفولوژیکی، فیزیکی و شیمیایی 11 خاکرخ شاهد مورد مطالعه قرار گرفت. خاک های تحت بررسی بر اساس کلید رده بندی آمریکایی در دو رده اریدی سول ها شامل زیررده های Calcids، Cambids و Gypsids) و انتی سول ها با زیررده  Orthents رده بندی شدند. بر اساس مدل ترازا، تیپ های بهره وری زیتون و هلو، در کلاس کمبود رطوبت h2 و مرکبات در کلاس h3 قرار گرفتند. بنابراین در دوره رشد به ترتیب بین 20 تا 40 درصد و 40 تا 60 درصد کاهش تولید خواهند داشت. نتایج حاصل از مدل سرواتانا نشان داد که 82/82 درصد از اراضی مورد مطالعه مستعد برای کشاورزی و 18/17 درصد برای مرتع و جنگل کاری قابل توصیه هستند. نتایج ارزیابی تناسب با مدل آلماگرا نشان داد که هیچ کدام از تیپ های بهره وری مورد مطالعه، در کلاس S1 قرار نگرفتند. محدودکننده ترین عامل های خاکی نیز به ترتیب فراوانی و گسترش بافت خاک، عمق موثر، آهک، توسعه یافتگی و سدیمی بودن بودند. نهایتا تیپ بهره وری هلو مناسب ترین محصول با توجه به شرایط اقلیم، زمین نما و خاک بوده و اولویت کشت در منطقه به صورت هلو، زیتون و مرکبات می باشد.
    کلیدواژگان: تناسب اراضی، توسعه پایدار، میکرولیز
  • الهام ملک زاده* صفحات 98-115
    هدف پژوهش، ارزیابی اثر سطوح کادمیوم بر رشد، جذب عناصر فسفر، آهن، روی، مس و منگنز در گیاه یونجه همزیست با قارچ Rhizophagus intraradices بود. آزمایش گلدانی به صورت فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی شامل دو سطح قارچ (تلقیح و عدم تلقیح با قارچR. intraradices) و چهار سطح کادمیوم (0، 15، 30 و 45 میکرومولار کادمیوم) در سه تکرار انجام گردید. وزن خشک شاخسارها و ریشه گیاهان تلقیح‏شده با AM (M) و تلقیح‏نشده (NM) تحت تاثیر کادمیوم قرار گرفت. وزن خشک شاخسارها و ریشه در سطوح 15، 30 و 45 میکرومولار کادمیوم، به‏ترتیب کاهش 0، 2/8، 25 و 5/9، 2/16 و 8/39 درصدی نسبت به شاهد داشتند. وزن خشک شاخسارها و ریشه گیاهان M به‏ترتیب 7/48 و 8/42 درصد بیشتر از گیاهان NM بود. اثر قارچ بر جذب فسفر شاخسارها و ریشه معنی‏دار گردید. جذب فسفر شاخسارها و ریشه گیاهان M به‏ترتیب 1/54 و 6/49 درصد بیشتر از گیاهان NM بود. اثر کادمیوم بر درصد کلونیزاسیون ریشه و وابستگی مایکوریزی گیاه معنی‏دار گردید. در سطوح 15 و 30 میکرومولار کادمیوم، درصد کلونیزاسیون ریشه و وابستگی مایکوریزی به‏ترتیب افزایش 2/38، 7/35 و 100، 77 درصدی نسبت به تیمار شاهد داشتند. بیشترین کادمیوم جذب‏شده در شاخسارها و ریشه به‏ترتیب در تیمار مایکوریزی سطح 15و 45 میکرومولار کادمیوم بودند که افزایش 97/81 و 99/71 درصدی نسبت به تیمار غیرمایکوریزی در همان سطوح داشتند. با افزایش غلظت کادمیوم، از انتقال کادمیوم ریشه به شاخسارها کاسته شد. در تمام سطوح کادمیوم، مقدار آهن، روی، مس و منگنز غالبا در ریشه‏ها بیشتر از شاخسارها بود. به‏طورکلی، با افزایش غلظت کادمیوم، جذب آهن، روی، مس و منگنز در گیاه نسبت به شاهد کاهش یافت. در سطوح کادمیوم نسبت به شاهد، انتقال آهن، روی و منگنز از ریشه به شاخسارها کاهش و در مورد مس افزایش یافت.
    کلیدواژگان: آلودگی خاک، عناصر ریزمغذی، فلزهای سنگین، قارچ آربسکولار مایکوریزا، گیاه علوفه‏ای
  • مهرداد چاخرلو، سینا بشارت*، وحید رضا وردی نژاد صفحات 116-130
    بحران آب از یک طرف و شوری شدن اراضی از طرف دیگر، بخش کشاورزی را با چالش های جدی روبرو ساخته است. هدف این تحقیق، بررسی اثرهای سطوح کود نیتروژن بر عملکرد و بهره وری آب کلزای پاییزه (Brassica Napus) و رقم اکاپی در شرایط تنش خشکی و شوری در حوزه دریاچه ارومیه می باشد. این پژوهش در قالب آزمایش فاکتوریل و بر پایه طرح بلوک های کامل  تصادفی، در سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی گروه مهندسی آب دانشگاه ارومیه اجرا شد. آبیاری به عنوان فاکتور اول در سه سطح، آبیاری تا حد ظرفیت مزرعه ای، 75% و 50% ظرفیت مزرعه ای، شوری در سه سطح، بدون تنش شوری، آبیاری با آب 7 و 14 میلی موس بر سانتی متر و نیتروژن در سه سطح به ترتیب با مقادیر 60، 120 و 180 کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار، اعمال گردید. بیشترین عملکرد دانه در تیمار آبیاری تا ظرفیت مزرعه، نیتروژن 180 کیلوگرم در هکتار و بدون تنش شوری و کمترین عملکرد دانه در تیمار آبیاری تا 50% ظرفیت زراعی، 60 کیلوگرم در هکتار نیتروژن خالص و 14 میلی موس بر سانتی متر شوری به ترتیب با مقادیر 45/4 و 59/0 تن در هکتار بدست آمد. بیشترین مقدار این شاخص در تیمار آبیاری تا ظرفیت مزرعه، نیتروژن 180 کیلوگرم در هکتار و بدون تنش شوری، و کمترین آن در تیمار آبیاری تا 50% ظرفیت زراعی، 60 کیلوگرم در هکتار نیتروژن خالص و 14 میلی موس بر سانتی متر شوری به ترتیب برابر با 5/8 و 2/1 تن در هکتار حاصل شد. بر اساس نتایج، استفاده از کود نیتروژن می تواند اثرهای سوء تنش شوری را تا حد زیادی جبران نماید. در بین صفات اندازه گیری شده در این تحقیق، ارتفاع بوته، کمترین تغییر معنی دار را در برابر انواع تنش های آبی و شوری از خود نشان داد. افزایش غلظت نمک در آب، سبب، کاهش بهره وری آب گردید.
    کلیدواژگان: کم آبی، نمک، راندمان آب، کارایی مصرف آب، کود
  • ژاله افرا*، حمیدرضا ممتاز، وحید رضاوردی نژاد صفحات 131-142
    زمانی به کشاورزی پایدار دست خواهیم یافت که استفاده از اراضی، مبتنی بر ظرفیت خاک و آب باشد. در غیر این صورت، اراضی با فرآیند های تخریبی و فرسایشی روزافزون مواجه خواهند شد. این تحقیق، با هدف ارزیابی تناسب اراضی 200 هکتار از اراضی باغی جنوب دشت ارومیه (سری خاک دربرود) و ارایه مدل آبیاری مناسب توسط مدل کراپ وات، با توجه به شرایط حاکم بر منطقه (کم آبی و عدم زهکشی مناسب) برای سیب که محصول باغی غالب منطقه (55 درصد) می باشد، صورت گرفت. مطالعات اقلیمی با توجه به آمار ده ساله (1394-1384) منطقه تعیین و ارزیابی شاخص زمین به روش پارامتریک (ریشه دوم) صورت گرفت. نتایج ارزیابی نشان داد که زیر کلاس زمین و خاک منطقه به علت محدودیت زهکشی درجه S3w بوده و از لحاظ تناسب اقلیم و درجه حرارت ، فاکتور میانگین دمای حداقل شبانه روز در طول یک ماه قبل از برداشت ، کلاس اقلیم منطقه را به S2 تقلیل داد. همچنین از کراپ وات و توانایی این مدل در برآورد عملکرد محصولات باغی مهم منطقه تحت مدیریت کم آبیاری در اقلیم ارومیه از طریق مقایسه نتایج مدل با نتایج حاصل از ارزیابی مدل فایو استفاده گردید. نتیجه این تحقیق نشانگر بیش آبیاری بدون تاثیر مثبت بر عملکرد محصول و توجیه اقتصادی آن بود . ارایه پروژه های آبیاری بر اساس یک مدل آبی مناسب ، بهره وری مصرف آب را افزایش خواهد داد .
    کلیدواژگان: ارزیابی کیفی، عملکرد محصول، مدل آبی، جنوب دشت ارومیه
  • مریم رسول زاده، رضا درویش زاده*، ابراهیم سپهر، هادی علیپور صفحات 143-157
    فسفر بعد از نیتروژن، مهم ترین عنصر غذایی ضروری و پرمصرف مورد نیاز گیاه بوده و مهم ترین نقش را در تولید و انتقال انرژی دارد. در آزمایشی کارایی جذب و مصرف فسفر 100 لاین خالص آفتابگردان روغنی جمع آوری شده از نقاط مختلف جهان، در دو شرایط بهینه و کمبود فسفر قابل جذب، بر اساس طرح پایه کاملا تصادفی با سه تکرار، در شرایط گلدانی ارزیابی گردید. نتایج تجزیه واریانس نشان داد لاین ها از لحاظ وزن خشک بخش هوایی، مقدار و غلظت فسفر کل، شاخص پاسخ به کود، شاخص های کارایی جذب و مصرف فسفر و شاخص کارایی محاسبه شده فسفر تفاوت معنی داری دارند. میانگین شاخص کودپذیری برای لاین های آفتابگردان برابر 4/47 بود. دامنه این شاخص از 7/4 تا 7/266 گرم متغیر بود. میانگین شاخص کارایی جذب فسفر برای لاین های آفتابگردان برابر 38/0 میلی گرم بر کیلوگرم بدست آمد. دامنه این شاخص بین 08/0 تا 79/0 متغیر بود. میانگین کارایی مصرف فسفر برای لاین های آفتابگردان روغنی در شرایط کمبود فسفر برابر 67/2 و در شرایط بهینه فسفر برابر با 35/1 گرم ماده خشک بر میلی گرم فسفر بود. دامنه این شاخص از 11/1 تا 11/6 گرم ماده خشک بر میلی گرم فسفر متغیر بود. دامنه تغییرات شاخص کارایی فسفر بین 3/38 تا 2/90 درصد بود. بر اساس شاخص های اندازه گیری شده لاین های 1، 73، 2، 8، 34، 46، 47، 70 و 89 به عنوان لاین های فسفر-کارا و لاین های 45، 56، 95، 11، 12، 27، 52، 71، 73، 78 و 94 لاین های فسفر-ناکارا معرفی می شوند. لاین های فسفر-کارا می توانند پتانسیل بالقوه ای در تولید ارقام هیبرید فسفر-کارا در پروژه های به نژادی فراهم آورند.
    کلیدواژگان: آفتابگردان، تنش غیر زیستی، ژنوتیپ فسفر-کارا، کمبود فسفر
  • سودا شعبانی، کامران زینال زاده*، الناز رضایی صفحات 158-168
    توزیع اندازه ذرات یکی از مهم ترین ویژگی های فیزیکی خاک بوده که تعیین آن با روش های کم هزینه، سریع و دقیق، ضروری می باشد. در این پژوهش، کارآیی هفت مدل فرکتال در برآورد مشخصه های توزیع اندازه ذرات 40 نمونه در پنج بافت خاک شامل رسی، لوم رسی، رس سیلتی، لوم شنی و لوم رسی شنی با استفاده از شاخص های آماری مختلف بررسی شد. برای این منظور، 28 نقطه از منحنی دانه بندی با استفاده از روش الک و روش هیدرومتری برای هر نمونه خاک اندازه گیری گردید. برازش مدل های مورد مطالعه از طریق رگرسیون غیرخطی و با استفاده از برنامه Matlab انجام شد. نتایج پژوهش، تاثیر بافت خاک را روی مقدار بعد فرکتال نشان داد. در بین مدل های مورد مطالعه، مدل پریر و همکاران (1999) بیشترین خطای برازش را برای تمام بافت خاک ها داشت. همچنین، مدل های بیرد و همکاران (2000)، پریر و بیرد (2002) و کراوچنکو و ژانگ (1998) بهترین عملکرد را در برآورد بعد فرکتال داشتند. شاخص های آماری نشان دادند که مدل های فرکتال دو پارامتری نسبت به مدل های تک پارامتری برازش بهتری به منحنی توزیع ذرات خاک دارند. مدل های توزیع اندازه ذرات مطالعه شده، در ارزیابی مقادیر D60 و D50 نسبتا دقیق بودند. نتایج این پژوهش نشان داد که مدل های فرکتالی می توانند قابلیت قابل قبولی در برآورد مشخصه های توزیع اندازه ذرات خاک داشته باشند.
    کلیدواژگان: بافت خاک، محیط متخلخل، مدل های توزیع اندازه ذرات، ویژگی های فیزیکی خاک، فرکتال
  • ساغر چاخرلو*، علی اصغر جعفرزاده، عباس احمدی، بختیار فیضی زاده، فرزین شهبازی صفحات 169-180
    فرسایش بادی یکی از جنبه های مهم تخریب اراضی در مناطق خشک و نیمه خشک بوده و چالشی جدی در برابر تولید پایدار و مدیریت اراضی محسوب می شود. در این تحقیق، برای برآورد فرسایش بادی خاک در ساحل شرقی دریاچه ارومیه، از مدل ارزیابی جامع استفاده شد که با دقت کلی 12/66٪، موثر بوده و در آن از شش عامل مهم فرسایش پذیری بادی خاک، شاخص های خشکی و پوسته خاک، پوشش گیاهی، شدت باد و تعداد روزهای برفی استفاده می شود. برای بدست آوردن فرسایش بادی خاک، نمونه ها بصورت تصادفی از عمق10-0 سانتی متر در 153 نقطه از سه لایه ارتفاعی (1271-1273 و 1273-1275 و 1275-1278متر ارتفاع از سطح دریا) در سایت های انتخابی تهیه و جهت بررسی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی، به آزمایشگاه منتقل گردید. از روش AHP نیز برای تعیین وزن هر عامل در یک سیستم چند معیاری طی سال های 2017-2005 استفاده و پوشش گیاهی بسیار ضعیف منطقه با تغییرات سالیانه ناچیز، به عنوان مهمترین عامل موثر در مدل فرسایش بادی شناخته شد. نتایج نشان داد فرسایش زیاد بهترین دقت (76/0)، فرسایش کم (64/0) و فرسایش متوسط (57/0) را نشان می دهند و پایین بودن دقت فرسایش کم و متوسط، به علت وجود نقاط مشاهده میدانی بیشتر در مناطق فرسایشی شدید است که بر صحت نتایج ارزیابی تاثیر می گذارد. صحت مدل ارایه شده در تبین کلاس فرسایش بادی شدید بیشتر از سایر کلاس ها بوده و بیانگر قرار گرفتن 56/45٪ از منطقه مورد مطالعه در کلاس فرسایش بادی شدید (53/0< WEI) است. درصورتیکه، 97/23% دارای فرسایش متوسط (53/0>WEI> 48/0) و 47/30 درصد دارای فرسایش کم (48/0> WEI) می باشد. در نتیجه، صحت ارزیابی کلی مدل فرسایش بادی خاک ایجاد شده در این تحقیق می تواند کاربرد خوبی در منطقه شرق دریاچه ارومیه داشته باشد. کل نتایج بیانگر روند کاهش شدت فرسایش از مناطق میانی به شمالی و جنوبی است.
    کلیدواژگان: مدل ارزیابی جامع، دقت فرسایش، AHP
  • حسن فیضی*، صدیقه ملکی، رضا پوزشی صفحات 181-196
    پوشش اراضی و تخریب خاک، به طور موثر بر انتشار گازهای گلخانه ای اثر گذاشته و منجر به گرمایش جهانی می گردد. از این رو، این تحقیق با هدف بررسی رابطه بین ذخیره کربن آلی خاک، پوشش اراضی و کاربری های مختلف در دو عمق 20-0 و 40-20 سانتی متری در منطقه بجستان استان خراسان رضوی انجام گرفت. تعداد 122 نمونه خاک (دو عمق × 61 موقعیت نمونه برداری= 122 نمونه) از اراضی با کاربری مختلف باغی (انار، پسته و زعفران)، زراعی (جو)، بیابانی (زیر اشکوب درختان تاغ و فضای بین درختان) و مرتعی برداشت گردید. نتایج نشان داد که خاک زیر پوشش تاغ در عرصه های بیابانی در لایه سطحی (Kg m-2 17/3) و باغات انار در هر دو عمق (Kg m-2 57/2 در عمق 20-0 سانتی متری و Kg m-2 63/1 در عمق 40-20 سانتی متری) دارای بیشترین میزان ذخیره کربن بود. به عبارتی، خاک زیر اشکوب تاغ 35/21 درصد از کل ذخیره کربن سطحی را به خود اختصاص داده و معادل66/116 تن در هکتار CO2 جذب شده در خاک دارا می باشد و حدود 5/3 برابر بیشتر از مناطق بین درختان تاغ می باشد. در نهایت، میزان CO2 جذب شده در خاک پوشش های مطالعاتی، به ترتیب دارای ارزش 45/8193 و 00/3018 دلار در هکتار در افق سطحی و زیر سطحی بود. مقایسه داده های کربن آلی خاک مربوط به سال های 1382 و 1396 در اراضی تحت کشت در افق سطحی خاک نشان از افزایش 60/10 و 23/19 درصد به ترتیب در باغات انار و پسته و در ارتباط با زعفران و جو نیز 5/3 تا 4 برابر افزایش نشان داده است. بنابراین، داشتن اطلاعات کافی از تغییرات (مثبت و منفی) در کربن آلی خاک با زمان به منظور ارزیابی اثرات مدیریت های متفاوت اراضی مختلف در افزایش فرآیند ذخیره کربن، می تواند در مدیریت پایدار اراضی به ویژه مناطق خشک کشور موثر باشد.
    کلیدواژگان: تغییرات زمانی، تثبیت کربن، عمق خاک، منطقه خشک
  • حکیمه استوارزاده، عباس صمدی*، ابراهیم سپهر صفحات 197-207
    عارضه خشکیدگی خوشه خرما یکی از مشکلات مهم نخلستان های ایران است که کمیت و کیفیت میوه خرما را تحت تاثیر قرار می دهد. هدف از این مطالعه ارزیابی تاثیر تنک خوشه به عنوان یک عامل مدیریتی بر روی عارضه خشکیدگی خوشه خرما و ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و فیزیولوژیکی میوه های خرمای رقم مضافتی بود. آزمایش در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی انجام شد. چهار تیمار تنک خوشه اعمال شد که شامل: T1، کوتاه کردن یک سوم کل خوشک ها از نوک انتهایی در مرحله گرده افشانی (1/3 tippol)؛ T2، برداشتن یک سوم کل خوشک ها در مرحله کیمری (1/3 skim)؛ T3،کوتاه کردن یک سوم کل خوشک ها از نوک انتهایی در مرحله کیمری (1/3 tipkim)؛ T4، برداشت کامل برخی خوشه ها (روش سنتی کشاورزان به عنوان شاهد) بودند. برخی ویژگی های فیزیکی (درصد خوشه خشکیده، درصد میوه خشکیده، وزن میوه، طول و قطر میوه)، فیزیولوژیکی (میزان پرولین و کربوهیدرات کل، فعالیت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز و گایاکل پراکسیداز میوه خرما) و شیمیایی (مقدار پتاسیم و فسفر میوه خرما) نخل های خرما اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که درصد خوشه ها و میوه های خشکیده در تیمارهای تنک 1/3 tippol و 1/3 skim در مقایسه با تیمار شاهد؛ به طور معنی داری  (P≤0.05)کاهش یافت. در مقایسه با تیمار شاهد؛ تیمارهای  1/3 tippolو 1/3 skim به طور معنی داری (P≤0.05) باعث افزایش وزن (%30)، قطر (%30)، میزان پرولین (%69)، فعالیت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز (SOD) (%90) و پتاسیم (K) (%13) میوه خرما شدند. می توان نتیجه گیری کرد تیمارهای تنک 1/3 tippol و1/3 skim  به طور قابل ملاحظه ای عارضه خشکیدگی خوشه خرما را کاهش دادند. کوتاه کردن یک سوم کل خوشک ها از نوک انتهایی در مرحله گرده افشانی به علت همزمانی گرده افشانی و تنک، به نخلداران منطقه توصیه می گردد.
    کلیدواژگان: آنتی اکسیدان ها، تنک، عارضه خشکیدگی خوشه خرما، نخل خرما
|
  • Akhtar Eghtesadi, Akbar Ghavidel *, Ali Ashraf Soltani Toolarood, Meraj Sharari Pages 1-13
    The excessive use of pesticides in recent years and their continuation in the future may have harmful effects on the microbial population of the soil, as an indicator of soil health and one of the main components of the environment. The purpose of this study was to investigate the effect of three mostly used insecticides (Diazinon, Chlorpyrifos and Imidacloprid) on ec-ophysiological and chemical indices of soil. The experiment was conducted as a factorial in a completely randomized design which included the pesticide factor at four levels (three insecticides plus control soil) and time factor at three levels (before, three months and six months after pesticide application). Concentrations of insecticides (0.1, 1 and 0.67) mg per kilogram of soil were used for imidacloprid, diazinon, and chlorpyrifos, respectively. Some biological and ec-ophysiological indices of the soil were measured at the beginning of the experiment, three and six months after the beginning of the experiment. The results showed that, the application effect of insecticides after three months affected the biological indices including dehydrogenase enzyme activity, metabolic quotient, basal respiration, substrate-induced respiration and also organic carbon decreased compared to the control -92.2%, -46.7%, -24.7%, 15.8% and -7.61%, respectively and urease enzymes activity, microbial biomass carbon, microbial biomass nitrogen, carbon to nitrogen ratio and soil microbial quotient increased compared to control 6.67%, 32.1%, 15.6%, 16.5% and 58.9. Also, the results showed that among the insecticides Chlorpyrifos and Diazinon had the highest and the least negative effect on the indices, respectively. The application of insecticides Diazinon, Chlorpyrifos and Imidacloprid at least in the short term, had a negative effect on soil ecophysiological indices and the most sensitive indices for determining the negative impact of insecticides on the soil microbial community were the dehydrogenase enzyme activity, metabolic quotient, substrate-induced respiration and basal respiration.
    Keywords: Pesticides, Soil quality index, Soil enzymatic activity, Soil biological activity, soil quality
  • AliReza Vaezi *, Samira Rezaeipour, Oldouz Bakhshi Pages 14-27

    Wheat grain yield in semi-arid regions is negatively affected by water deficit resulted by low precipitation and soil and water loss caused by water erosion. Limited information is available on methods of controlling runoff in rainfed furrows. Therefore, this study was carried out to investigate the effects of different levels of wheat straw mulch on flow characteristics in a semi-arid region in west of Zanjan. Five levels of wheat straw mulch including 0, 25%, 50%, 75% and 100% of land surface cover (equal to 0.1.5, 3, 4.5 and 6 ton per hectare) were applied using the randomized complete block design at three replications in a rainfed wheat land. Totally, fifteen, 2m×5m. plots were installed in the field and flow characteristics including the starting time, velocity, shear stress, power and hydraulic radius were determined using a constant flow rate of 2 lit min-1. Based on the results, soil properties and flow characteristics were strongly affected by straw mulch level (p< 0.01). Soil properties (field capacity and infiltration rate) improved by application of straw mulch. Straw mulch also  decreased flow velocity, shear stress, hydraulic radius and runoff volume in the furrows. At the 100% wheat straw mulch level, field capacity (15.6%) and infiltration rate (12.1 cm h-1) increased 74% and 2.4 times in comparison with the control treatment. The runoff volume was 3.7 times less than the control treatment in this level of straw mulch. No significant difference was found between 75% and 100% straw mulch level in improving soil properties and controlling flow characteristics.  This study indicated that application of 75% straw mulch level equal to 4.5 ton per hectare is an effective level to improve soil properties and decrease flow velocity in wheat furrows under rainfed condition.

    Keywords: Field capacity, Flow characteristics, Infiltration rate, Soil resistance, Surface roughness
  • Zahra Rasaei *, Jahangard Mohammadi, Azam Jafari Pages 28-43

    Investigation of the the relationship between soils and grouping them based on different factors, plays an important role in different fields and aspects such as land management and sustainable agriculture. This launched by creating subjective or mental models and using environmental factors in the format of traditional soil maps. It afterward continued by relying on distance and similarity measurement through quantitative or mathematical models. This study aims to compare soil groups in soil maps with classical and modern models. For this purpose, legacy soil data of a map of Shahrekord-Borujen in Chaharmahal-va-Bakhtiari province is classified by using various algorithms: Heretical clustering, k-means, classification tree, and taxonomic distance. Soil groups gained from these numerical methods were then compared with soil groups in the legacy maps. Results of investigations in 90m spatial resolution showed that the classes from the decision tree were more in line with the legacy soil classes. The hierarchical clustering and k-means also resulted in group compositions similar to those of the legacy maps in terms of soil environmental and morphological characteristics that follow the traditional photographic units. The taxonomic distance led to the best combination of soil classes in the term of their traits with the highest within-class correlation (0.522) and the least within-group variance to between-group variance ratio. Low p-values in multivariate analysis of variance (MANOVA) between 0.001 in the traditional model up to 0.014 in the tree model showed that the models used in this study have effectively separated soils, except for K-means. Overall, findings show that using numerical classification models can discover the quantitative relations between soils. The surveyor can afterward modify the composition of soil classes considering his experience and knowledge of the study area in order to achieve more homogenous soil groups in terms of their management and taxonomic characteristics.

    Keywords: Traditional soil map, Numerical classification, Boundary of map unit, Taxonomic distance, MANOVA
  • Shoja Ghorbani Dashtaki *, Mahdis Tozhi, Hamidreza Motaghian, Ahmadreza Ghasemi Pages 44-56

    Drought and the resulting stress are one of the most important and common environmental stresses which limit agricultural production. Researchers have used organic amendments such as biochar to improve soil properties and reduce the effects of the undesirable stresses. The purpose of this study was to investigate the effect of using the provided biochar of walnut wood and walnut green shell on retention curve and hydraulic parameters of a sandy soil in completely randomized design. For this purpose, the biochar were produced at 400 0C for 2 h. The amendments (walnut wood and walnut green shell and their biochar) at 1 and 2 w/w% ratios (36 and 72 t ha-1, respectively) were mixed with soil sample in three replications and were incubated for 120 days in greenhouse conditions. The retention curve of the incubated soils was measured using sandbox and pressure plates apparatus. Statistical analysis showed that the applied biochar had significant effects on bulk density, porosity, stability of aggregates in wet sieving, and van Genuchten’s parameters (except residual moisture parameter). Application of 2% walnut green shell biochar led to 17% reduction in bulk density (17%) compared to the control and increased the total soil porosity. Application of 2% biochar had the highest effect on the soil water retention curve. Also, the addition of biochar significantly increased soil water retention at low tension and decreased the difference in soil moisture content between treatments. Since water retention curve in lower tension is affected by coarse soil pores and soil structure it could be concluded that addition of biochar improved soil structure and increased coarse soil porosity. Application of appropriate biochar as an amendment in agricultural soil can partially improve the physical and hydraulic properties of sandy soils in semiarid region.

    Keywords: Biochar, Physical properties, Walnut green shell, Walnut wood, Water retention curve
  • Abozar Jafari, Mahdi Sarai Tabrizi *, Hossein Babazadeh Pages 57-68

    Soil erosion reduces the fertility of upstream soils and damages them by sedimentation downstream. In order to evaluate the impact of watershed mechanical operations on erosion control and sediment reduction, field surveys were performed to evaluate the performance of each structure in the Bukan Alikandi watershed. Soil erosion and sedimentation status was evaluated using MPSIAC model and sediment volumetric measurements were carried out behind mechanical structures to evaluate the effect of watershed management. Evaluation results showed that mechanical operations were able to reduce soil erosion and sedimentation percentage. Due to the construction of check dams at Alikandi watershed, a total of 75806.5 cubic meters of controlled sediment is about 42%. The volume of sediment control per unit volume was 0.21 m3 for gabion dams, 0.77 for rock check dams with cement cover and 0.43 m3 for cement check dams, respectively. Therefore, rock check dams with cement cover had the greatest impact on the basin. Finally, it is suggested that in the desired basin and basins with similar conditions, for the positive impact and better performance of executive measures, a combination of mechanical and biological be implemented in the area.

    Keywords: Conservation Water Structures, Dry Stone, Erosion control, Gabion, Sediment meter
  • Ebrahim Sepehr, MohamammadAli Shiriazar * Pages 69-84

    Arsenic is a carcinogenic agent, which is found in water and soil resources at concentrations above the acceptable level and considered as an environmental threat. Soil and water contamination by arsenic is the most important route of its entry into the human food chain. Arsenic has been detected in both inorganic and organic forms in the environment which compared to organic forms, inorganic compounds of arsenic (arsenate and arsenite) are more toxic due to their higher solubility and mobility. Soil solid particles, especially iron (oxy)hydroxides and minerals considered as the main sinks of arsenic in soil, which its stability and mobility depend on environmental conditions such as pH, Eh and the presence of competing ions. Arsenic detoxification techniques are categorized into three physical, chemical and biological types. The low cost, environment-friendly, lack of toxic residue production, arsenic speciation and easy operation are the important factors that influence the choice of decontamination method. In this paper, the factors that affect the concentration and speciation of arsenic in soil and water are reviewed. In the following, the methods of arsenic decontamination of soil and water with emphasis on its adsorption and immobilization methods using natural, non-polluting, abundant and high adsorption capacitance materials are reviewed.

    Keywords: Adsorption, Arsenic, Toxicity, Iron oxyhydroxides
  • Omid Ahmadi, Moslem Servati, Tooraj Khoshzaman Pages 85-97
    Land suitability evaluation is the most important step in land use planning and rapid assessment of the land suitability with high precision and accuracy is necessary. Therefore, the use of computer models for management and assessment of soil resources is inevitable. The aim of this study was to use MicroLEIS system in the form of a Terraza model to identify the bioclimatic deficiency, Cervatana capability and land suitability prediction and Almagra for land suitability evaluation of olive, peach and citrus utilization types in an area of 16555 hectares in the northeast of East Azerbaijan province (Khodaafarin County). The morphological and physiochemical characteristics of 11 control profiles were studied. The studied soils were classified in two order of Aridisols and Entisols and suborder of Calcids, Cambids, Gypsids and Orthents. Based on Terraza, the olive and peach utilization types were in h2 class of deficiency of humidity and citrus was in class of h3. Thus, during the growth period, their production will be reduced between 20 to 40% and 40 to 60% respectively. The results of Cervatana showed that 82.82% of the study area was talent to agriculture and the 17.18% are recommended for pasture or forest plantation. The results of the evaluation of suitability to the Almagra also showed that none of the studied utilization types are in the S1 class. The most limiting of soil factors is the frequency and spread of soil texture, useful depth, lime, profile development and sodium saturation. Finally, the peach utilization type is the most suitable product considering the climatic and the characteristics of landscape and soil, and the priority of cultivation in the area is peach, olive and citrus.
    Keywords: Land suitability, Sustainable development, MicroLEIS
  • Elham Malekzadeh * Pages 98-115
    The main objective of the current research was to evaluate the effect of Cd concentrations on the growth, uptake of P, Fe, Zn, Cu and Mn of alfalfa plant mycorrhized by Rhizophagus intraradices. A pot culture experiment was performed as completely randomized design by two factors, including AM fungus (inoculated with R. intraradices and non-inoculated) and four levels of Cd (0, 15, 30 and 45 µM Cd+2) with three replications. Shoot and root dry weights of mycorrhizal (M) and non-mycorrhizal (NM) plants were affected by increasing of Cd levels. At the levels of 15, 30 and 45 µM Cd+2 shoot and root dry weights were decreased by 0%, 8.2%, 25% and 9.5%, 16.2%, 39.8% compared to the control (0 µM Cd+2), respectively. Shoot and root dry weights of M plants were increased by 48.7% and 42.8% 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 54.1% and 49.6% compared to the NM ones. Root colonization and mycorrhizal dependency were affected by Cd treatments. At the levels of 15 and 30 µM Cd+2, root colonization and mycorrhizal dependency were increased by 38.2%, 35.7% and 100%, 77% compared to the control, respectively. Maximum Cd contents of shoot and root were recorded at the levels of 15 and 45 µM Cd+2 in M plants which were increased by 81.97% and 71.99% respectively, compared to the NM ones at the same levels. Cd-translocation from root to shoot was decreased as the Cd concentration increased. At the all levels of Cd, the concentrations of Fe, Zn, Cu and Mn were often higher in roots than in shoots. Generally, with increasing Cd concentration, plant uptake of Fe, Zn, Cu and Mn were decreased compared to the control. At the Cd levels, metal translocation from root to shoot were decreased for Fe, Zn and Mn and increased for Cu compared to the control, respectively.
    Keywords: Soil pollution, Micronutrients, Heavy metals, Arbuscular mycorrhizal fungi, Forage crop
  • Mehrdad Chakherloo, Sina Besharat *, Vahid Reza Verdinejad Pages 116-130
    The water crisis coupling with the soil salinization have made the agricultural sector facing serious challenges. This study aims to investigate the effects of nitrogen fertilizer levels on yield and water use efficiency of autumn Canola (Brassica Napus) under drought and salinity stress conditions in Lake Urmia basin. This research has been conducted as factorial based on randomized complete blocks design with three replications at the research farm of Department of Water Engineering, Urmia University. Irrigation as first factor have been applied at three levels including 50%, 75% and 100% of field capacity, salinity stress as second factor have been applied at three levels including irrigation without salinity, with 7 and 14 dS/m saline water, and nitrogen as third factor have been applied in 60, 120 and 180 kg/hectare. The highest grain yield (4.45 tons/hectare) have been achieved in field capacity irrigation, nitrogen 180 kg/hectare without salinity stress treatments and the lowest rain yield (0.59 tons/hectare) have been achieved in up to 50% of field capacity irrigation, 60 kg/hectare pure nitrogen and 14 dS/m salinity treatments. The highest value of this index (8.5 tons/hectare) have been achieved in field capacity irrigation, nitrogen 180 kg/hectare without salinity stress treatments and the lowest rain yield (1.2 tons/hectare) have been achieved in up to 50% of field capacity irrigation, 60 kg/hectare pure nitrogen and 14 dS/m salinity treatments According to the results, the use of nitrogen fertilizer lead to greatly amend the effects of salinity stress. Among the measured parameters, plant height is the most resistant trait with the least variation in stress conditions. Increasing salinity leads to reduce the water use efficiency.
    Keywords: fertilizer, Salt, Water deficit, Water efficiency, Water use efficiency
  • Jaleh Afra *, Hamidreza Momtaz, Vahid Rezaverdinejad Pages 131-142
    Sustainable agriculture will be achieved only when land is used, essentially based on soil and water capacity. Otherwise, agricultural lands will influenced by increasing degradation and erosion. Therefore, this study aimed to evaluate the land suitability of orchard (200 hectares) located on the southern Urmia plain (Darbrud soil series) and also provide a suitable irrigation model using CROPWAT considering irrigation water shortage and lack of adequate drainage for apples as a main crop in this area (%55). Ten years of climate data was collected, and the land index was evaluated by parametric method (square root method). Limitation in drainage status resulted in (S3w) for land subclass, while for climate and temperature suitability, the minimum average temperature during the month before harvest, reduced the subclass to S2. Moreover, CROPWAT model was used to estimate the efficiency of model for important horticultural crops under a proper-irrigation management in the study area through comparing the results of the model with those from the FAO model. The result of this study indicates that an excessive or over irrigation regime has occurred in the studied fields which have no positive effect on the crop yield or economic benefits. Providing irrigation projects based on a suitable water model will increase the water use efficiency.
    Keywords: Qualitative Evaluation, Product performance, Model of water, South of Urmia plain
  • Maryam Rasoulzadeh Aghdam, Reza Darvishzadeh *, Ebrahim Sepehr, Hadi Alipour Pages 143-157
    Phosphorus after nitrogen is the most important and essential nutrient for plants, and plays a major role in the process of energy production and transfer. In an experiment, adsorption efficiency and consumption of phosphorus in 100 oily sunflower inbred lines which collected from different parts of the world were evaluated based on a completely randomized design with three replications in potted conditions under both optimum and phosphorus deficiency states. The results of analysis of variance revealed that there is a significant difference among lines in terms of aerial part dried weight, total phosphorus content and concentration, fertilizer response, phosphorus acquisition efficiency, phosphorus utilization efficiency and calculated phosphorus efficiency. The average of fertilizer response for sunflower lines was 47.35. Totally, the index varied from 4.7 to 226.7 grams. The phosphorus acquisition efficiency index ranged from 0.08 to 0.79 with an average of 0.38. The average of phosphorus utilization efficiency in optimal conditions was 2.67 and in the case of phosphorus deficit conditions it was 1.35. The index varied from 1.11 to 6.11 grams' dry matter per milligram of phosphorus. The phosphorus efficiency index varied from 32.38 to 90.22%. Based on calculated indices, the sunflower lines including 1, 73, 2, 8, 34, 46, 47, 70 and 89 are introduced as phosphorus efficient genotypes and lines including 45, 56, 95, 11, 12, 27, 52, 71, 73, 78 and 94 introduced as phosphorus non-efficient genotypes. Phosphorous efficient lines can be potentially used in the production of phosphorus efficient sunflower hybrids in the breeding programs
    Keywords: Abiotic stress, phosphorus deficit, phosphorus efficient genotypes, Sunflower
  • Sevda Shabani, Kamran Zeinalzadeh *, Elnaz Rezaei Pages 158-168
    Particle size distribution (PSD) is one of the most important soil physical properties. Determining soil PSD using low-cost, rapid, and accurate methods is of interest to researchers. In this research, performance of seven fractal models to estimate PSD characteristics of 40 samples in five soil textural classes, including clay, clay loam, silty clay, sandy loam, and sandy clay loam was investigated using different statistical indices. For this purpose, 28 points of the soil PSD curve were measured using either sieve or hydrometric method for each soil sample. Fitting of the PSD models was performed by nonlinear regression using the Matlab program. The results showed the effect of soil texture on the fractal dimension value. Among the models studied, Perrier et al. (1999) model had the most fitting error for all soil textures. Also, Bird et al. (2000), Perrier & Bird (2002) and Kravchenko & Zhang (1998) models had the best performance in fractal dimension estimation. The statistical indices showed that two-parameter fractal models have a better fit for the soil PSD curve than single-parameter ones. The studied PSD models were relatively accurate in estimating D60 and D50 values. The results of this study indicated that fractal models can be reasonably capable of estimating soil PSD characteristics.
    Keywords: Soil texture, Porous media, Particle size distribution models, Soil physical properties, Fractal
  • Saghar Chakherlou *, Asghar Jafarzadeh, Abbas Ahmadi, Bakhtiar Feizizadeh, Farzin Shahbazi Pages 169-180
    Wind erosion is one of the important aspects of land degradation in arid and semi-arid regions and is a serious challenge to sustainable production and land management. In this study, a comprehensive evaluation model is developed which proves to be effective with an overall precision of 66.12% to estimate soil erosion on the eastern shore of Urmia Lake. Six critical factors including soil erodibility, aridity index, soil crustal indices, vegetation fraction, wind field intensity and snow cover days are employed to model the wind erosion. 153 soil samples randomly were collected from 0-10 cm depth points from three elevation layers (1271-1273, 1273-1275 and 1275-1278 meter above sea level) and transfer to laboratory for physical and chemical analyzing. The AHP method is applied to determine the weight of each factor in a multi-criteria system, during the years 2005–2017 and poor vegetation cover with low annual variations was identified as the most important factor affecting the wind erosion model. Results show that high, low and moderate erosion classes have 0.76, 0.64 and 0.57 overall accuracy, respectively. The reason of low accuracy of low and medium erosion classes was the lower number of field observation points of these classes. The results shows that 45.56% of the study area classified as severe wind erosion class (WEI <0.53), while 23.97% has erosion Moderate (0.48> WEI> 0.53) and 30.47% have been labeled as low erosion (0.48> WEI). Consequently, the accuracy of the overall assessment of soil erosion model developed in this study is acceptable and could be applied in the eastern part of Lake Urmia. Results shows the descending trend in erosion intensity from the middle parts to the north and south parts of the study area.
    Keywords: Comprehensive evaluation model, Erosion accuracy, AHP
  • Hassan Feizi *, Sedigheh Maleki, Reza Poozeshi Pages 181-196
    Land vegetation and soil degradation have considerable effects on greenhouse gas emissions resulting in global warming. Hence, this study aims to investigate the relationsip between soil organic carbon storage (SOCS) and different vegetation cover/ land uses in two soil depths (0-20 and 20-40 cm) in the Bajestan, Khorasan Razavi, Iran. A total of 122 soil samples (two depths× 61 soil sampling sites= 122 soil samples) were collected including orchard (pomegranate, pistachio and saffron), farmland (barley), desert (under and between haloxylon shrubs), and pasture. Results showed that surface layer of desert lands covered by haloxylon shrubs (3.17 Kg m-2) and both soil depths in pomegranate orchards (2.57 kg m-2 in 0-20 cm and 1.63 kg m-2 in 20-40 cm) had the highest SOCS content. Furthermore, it was found that soils under haloxylon shrubs accounted for 21.35% of surface SOCS as well as for 116.66 tons ha-1of absorbed CO2 in the soil and about 3.5 times more than areas located between haloxylon shrubs. Finally, the economic value of CO2 absorbed in the soil of studied land covers is 8193.45 and 3018.00-dollars ha-1 for surface and subsurface horizons, respectively. Comparing of soil organic carbon (SOC) content over 2004-2018 in the cultivated lands showed the increasing trend about 10.60 and 19.23 percent and in saffron and barley increased by 3.5 and 4.0 fold, respectively. Overall, sufficient information about SOC variation (positive or negative) with time can be effective in sustainable lands management, particularly in arid regions of the country to evaluate effects of different land use managements for increasing in SOCS process.
    Keywords: Arid region, Soil organic carbon storage, Soil depth, Temporal changes
  • Hakimeh Ostovarzadeh, Abbas Samadi *, Ebrahim Sepehr Pages 197-207
    Bunch fading disorder is one of the important problems in date palm orchards in Iran and influences the quantity and quality of fruits. The aim of this study was investigating the effect of bunch thinning as a management factor on bunch fading disorder, as well as physical, physiological and chemical characteristics of Mazafati date. The experiment was carried out in a randomized complete block design. Four bunch thinning treatments included: T1, shortening of 1/3 total strands from terminal tips in pollination stage (1/3 tippol); T2, removal of 1/3 total strands in kimri stage (1/3 skim); T3, shortening of 1/3 total strands from terminal tips in kimri stage (1/3 tipkim); T4, removal entire of some bunches (traditional thinning as control). Some physical (percent of faded bunches, percent of faded fruits, fruit’s weight, fruit’s length and diameter), physiological (fruit’s proline, total carbohydrates, superoxide dismutase and guaiacol peroxidase enzymes) and chemical (potassium and phosphorus) characteristics of date palms were determined. The results indicated that the percent of faded bunches and fruits in 1/3 tippol and 1/3 skim treatments significantly (P≤0.05) decreased as compared to control. Treatments of 1/3 tippol and 1/3 skim significantly (P≤0.05) increased fruit’s weight (30%), fruit’s diameter (18%), proline (69%), superoxide dismutase (SOD) enzyme (90%) and potassium (K) (13%) as compared to control. It can be concluded that 1/3 tippol and 1/3 skim thinning treatments noticeably decreased bunch fading disorder. Shortening of 1/3 total strands from terminal tips in pollination stage is recommended to date palm owners of the region, due to the concurrency of thinning and pollination stage.
    Keywords: Antioxidants, Date bunch fading disorder, Date palms, Thinning