فهرست مطالب

پژوهشهای خاک (علوم خاک و آب) - سال سی و پنجم شماره 2 (تابستان 1400)

نشریه پژوهشهای خاک (علوم خاک و آب)
سال سی و پنجم شماره 2 (تابستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/09/24
  • تعداد عناوین: 7
|
  • مختار زلفی باوریانی*، مهرداد نوروزی صفحات 105-117
    بیوچار به عنوان یکی از منابع ماده آلی می تواند در جذب و نگهداری فسفر در خاک موثر باشد. این آزمایش به منظور بررسی اثر کود مرغی و بیوچار تهیه شده از آن در دماهای200، 300 و 400 درجه سانتیگراد بر ویژگی های جذب سطحی فسفر در خاک اجرا شد. کود مرغی و بیوچارهای حاصل از آن با نمونه های 400 گرمی خاک مخلوط و در دما و رطوبت مناسب به مدت 90 روز خوابانده شد. هم دمای جذب سطحی فسفر در محدوده غلظتی صفر تا 90 میلی گرم در لیتر فسفر به روش پیمانه ای اندازه گیری و مقدار فسفر جذب سطحی شده محاسبه شد. نتایج نشان داد که روند جذب سطحی فسفر در تمامی تیمارها با افزایش غلظت فسفر کاهش یافت. داده های جذب با مدل لانگ مویر برازش داده شده. شیب جذب سطحی فسفر در نمونه های تیمار شده با بیوچار در غلظت های کم و زیاد فسفر در محلول تعادلی، بطور متوسط به ترتیب به میزان 56 درصد کمتر و 116 درصد بیشتر از تیمار شاهد بود. بیوچار تهیه شده در دماهای 300 و 400 درجه سانتیگراد به ترتیب حداقل و حداکثر تاثیر را بر مقدار شیب و حداکثر جذب سطحی فسفر داشتند. حداکثر مقدار فسفر جذب سطحی شده در تیمارهای بیوچار 300 و 400 به ترتیب 144 و 246 میلی گرم در کیلوگرم خاک بود. شیب جذب سطحی فسفر در غلظت کم فسفر محلول تعادلی، در تیمارهای بیوچار 300 و 400 به ترتیب 42/5 و 1/10 و در غلظت زیاد فسفر در محلول تعادلی به ترتیب 50/1 و 59/4 میلی گرم در کیلوگرم به ازاء هر واحد تغییر در غلظت فسفر در محلول تعادل بود. رفتار بیوچار 300 در جذب سطحی فسفر نشان دهنده امکان بیشتر استفاده از آن در اراضی کشاورزی نسبت به سایر بیوچارها به منظور بهبود قابلیت استفاده فسفر در خاک است، اما رفتار بیوچار 400 نشان دهنده امکان استفاده آن در اصلاح خاک های آلوده به فسفر می باشد.
    کلیدواژگان: پویایی فسفر، همدمای جذب سطحی، مدل لانگ مویر
  • نیره سادات حسینی، سهیل سبحان اردکانی* صفحات 119-134

    انتشارات حاصل از ترافیک یکی از بزرگترین منابع آلودگی فلزات سنگین است که منجر به عدم تعادل بوم‏شناختی در خاک کنار جاده‏ای می شود. لذا، این پژوهش با هدف تعیین محتوی، ارزیابی آلودگی و خطر بالقوه بوم شناختی فلزات سنگین روی، سرب و نیکل در خاک‏های حاشیه برخی جاده‏های برون شهری همدان در سال 1398 انجام شد. بدین منظور، 63 نمونه خاک سطحی در طول 700 متر از یک قطعه 0/9 کیلومتری از جاده‏های گلتپه، رزن و کرمانشاه جمع‏آوری شد. پس از آماده‏سازی نمونه‏ها ، محتوی عناصر در آن ها به روش طیف سنجی نوری پلاسمای جفت شده القایی (ICP-OES) اندازه گیری شد. همچنین، فاکتور آلودگی (CF)، شاخص زمین‏انباشتگی (Igeo) و خطرپذیری بالقوه بوم شناختی تجمعی (RI) محاسبه شد. پردازش آماری داده‏ها نیز با استفاده از نرم‏افزار SPSS انجام یافت. بیشینه میانگین محتوی عناصر روی، سرب و نیکل در نمونه‏های خاک به‏ترتیب با 24/3 ± 122، 730/0 ± 4/26 و 360/0 ± 2/22 میلی‏گرم در کیلوگرم مربوط به ایستگاه‏های رزن، کرمانشاه و رزن و بیان‏گر تاثیر حجم ترافیک بود. با استناد به همبستگی مثبت و معنی‏دار بین عناصر روی و سرب و روی و نیکل نمونه‏های خاک به‏ترتیب در سطح معنی‏داری برابر با 05/0 و 01/0 می توان گفت که این عناصر منابع مشترک دارند. نتایج محاسبه شاخص‏های CF، Igeo و RI بیان‏گر کیفیت قابل ‏قبول خاک در ایستگاه‏های مورد مطالعه و عدم بروز مخاطره بوم‏شناختی بود؛ همچنین، میانگین مقادیر محاسبه شده عامل خطرپذیری بالقوه بوم شناختی احتمالی (Er) برای عناصر مورد مطالعه در نمونه‏های خاک دارای روند کاهشی ‏بصورت سرب > نیکل > روی بود. نتایج بدست آمده نشان داد که پایش منظم غلظت و ارزیابی خطرات بوم‏شناختی آلاینده‏های فلزی  به منظور مدیریت و حفاظت خاک ضروری است

    کلیدواژگان: فلزات سنگین، فاکتور آلودگی، شاخص زمین انباشتگی، کیفیت خاک
  • محمدحسین سدری*، فرهاد کرمی، صابر اوستان صفحات 135-154

    این آزمایش با هدف بررسی اثر نیتروژن، روی، بر و منیزیم و زمان و مراحل محلول پاشی، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی، با 12 تیمار کودی، شامل C1 (شاهد)، C2 (N)،  C3(Zn)، C4 (B)، C5 (Mg)، C6 (N + Zn)، C7 (N + B)، C8 (N + Mg)،C9  (Zn + B)، C10 (N + Zn + B)، C11 (Zn + B + Mg) و C12 (N + Zn + B + Mg) در دو زمان محلول پاشی (T1 = مرحله تورم جوانه ها و T2= محلول پاشی دو مرحله ای در مرحله تورم جوانه ها و بعد از تشکیل میوه)، به مدت سه سال روی انگور دیم اجرا شد. بر اساس نتایج، تیمارهای محلول پاشی عناصر غذایی در دو زمان محلول پاشی و در سه سال متوالی بر خصوصیات رشد رویشی، شامل اندازه سطح برگ و قطر شاخه، اثر معنی داری نشان ندادند، اما بر اجزای عملکرد و کیفیت میوه از جمله وزن خوشه، وزن حبه، اندازه حبه، عملکرد هر درختچه، آنتوسیانین، مواد جامد محلول (TSS) و اسیدیته کل (TA) میوه، تاثیر معنی داری داشتند. اثر متقابل سه جانبه سال، زمان محلول پاشی و تیمار عناصر غذایی روی مقدار عملکرد، وزن خوشه و آنتوسیانین، تاثیر معنی داری نشان دادند. بیشترین میانگین سه ساله عملکرد میوه به ازای هر درخت، به ترتیب در تیمارهای C2 (N)، C3 (Zn) و C4 (B)، مشاهده شد و تقریبا تمام تیمارها نسبت به شاهد، تفاوت معنی داری را نشان دادند و درختچه های انگوری که هیچ تیمار غذایی، دریافت نکرده بودند به همراهC10  (N + Zn + B) و C11 (Zn + B + Mg)، به ترتیب کمترین مقدار عملکرد میوه را داشتند. بنابراین می توان چنین استنتاج نمود که علی رغم تاثیر مثبت محلول پاشی نیتروژن، روی و بر بر عملکرد و خصوصیات کیفی، کاربرد این عناصر با همدیگر، بر روی انگور دیم، اثرات منفی داشت.

    کلیدواژگان: شرایط دیم، کیفیت انگور، تغذیه انگور
  • محمد جلینی*، کریمی محمد، اردلان ذوالفقاران، سید فاضل فاضلی کاخکی صفحات 155-172
    آب و نیتروژن دو عامل مهم محدود کننده رشد و عملکرد محصولات کشاورزی می باشند. از طرفی استفاده بی رویه از کودهای شیمیایی به خصوص کودهایی با ترکیبات نیتروژنی که در دهه های اخیر به منظور تولید بیشتر محصولات کشاورزی رایج شده است باعث آلودگی نیتراتی خاک و آب و محیط زیست شده است. این پژوهش به منظور بررسی تاثیر استفاده از مقادیر مختلف آب و کودهای نیتروژنه روی تجمع نیترات در خاک و گیاهان گوجه فرنگی و سیب زمینی اجرا شد. تحقیق در مزارع دشت مشهد انجام گردید. تعداد مزارع انتخابی سیب زمینی و گوجه فرنگی هر کدام 15 مزرعه بود. روش آبیاری در تمام مزارع روش آبیاری شیاری (نشتی) بود. در طول فصل رشد میزان آب و کود نیتروژنی کاربردی در تمام مزارع اندازه گیری گردید. در ابتدا و انتهای فصل رشد میزان نیترات در خاک (دو عمق صفر تا 30 و 30 تا 60 سانتی متری) و در انتهای فصل رشد باقیمانده نیترات در دو محصول سیب زمینی و گوجه فرنگی اندازه گیری شد. روش اندازه گیری اسپکتروفتومتری (طیف سنجی) در طول موج 540 نانومتر بود. نتایج نشان داد که در تمام مزارع سیب زمینی میزان آب و کود کاربردی بیش از حد نیاز بود. در مزارع گوجه فرنگی آب کاربردی بیش از حد نیاز ولی کود مصرفی در برخی مزارع بیشتر و در برخی کمتر از میزان توصیه شده بود. با افزایش میزان آب مصرفی مقدار باقی مانده نیترات در دو عمق 30-0 و 60-30 سانتی متری خاک کاهش یافت، در صورتی که با افزایش میزان مصرف کود اوره، مقدار باقی مانده نیترات در خاک در انتهای فصل افزایش یافت. افزایش کاربرد کود، باقیمانده نیترات در گیاه را افزایش داد. نتیجه نهایی آنکه تاثیر میزان آب مصرفی روی آبشویی نیترات و ایجاد مشکلات زیست محیطی جدی می‎باشد، لذا باید در برآورد میزان آب مورد نیاز گیاه نهایت دقت انجام گیرد و کاربرد کود باید متعادل و متناسب با نوع گیاه و عملکرد آن باشد.
    کلیدواژگان: مدیریت آب و کود، آبشویی کود، آب مورد نیاز گیاه
  • علی اسدی کنگرشاهی* صفحات 171-178
    به طور کلی، باران های شدید و سیلاب در برخی از مناطق جهان، اغلب منجر به مانداب شدن کوتاه مدت خاک می شود. در سال های اخیر، این سیلاب ها و شرایط ماندابی در استان های شمالی و جنوبی ایران نیز یکی از چالش های مهم بوده که به طور مستقیم و غیر مستقیم بر حلالیت و قابلیت استفاده بیشتر عناصر غذاییدر خاک تاثیر گذاشته است. برای بررسی اثر پدیده ماندابی، هفت خاک از باغ های مناطق مختلف شرق مازندران (قایم شهر، ساری و نکا) انتخاب شد و در یک آزمایش گلدانی به مدت 70 روز متوالی تحت شرایط ماندابی پیوسته قرار داده شد. سپس، روند تغییرات پتانسیل اکسایش- کاهش (Eh)، قابلیت هدایت الکتریکی (EC)، pH، غلظت عناصر کلسیم (Ca2+)، پتاسیم (K+)، سدیم (Na+) و آهن (Fe2+ وFe3+) این خاک ها در شرایط ماندابی بررسی شد. نتایج نشان داد که میانگین Eh خاک ها، دو روز پس از اعمال تنش به حداقل رسید، در روز سوم مقداری افزایش داشت، و سپس مجددا شروع به کاهش کرد و این روند کاهشی تا پایان دوره ادامه داشت به طوری که از 552 میلی ولت در شروع غرقاب به 99- میلی ولت در پایان دوره رسید. نیز، میانگین pH محلول خاک در 10 روز پس از مانداب از 8/7 به حدود 88/6 رسید و سپس افزایش یافت و به مقدار نسبتا پایداری (حدود 05/7) رسید. میانگین EC خاک ها نیز با شروع مانداب افزایش یافت و به حدود 43/2 دسی زیمنس بر متر رسید و سپس به 13/2 کاهش یافت و در روز دهم به حداکثر مقدار (حدود 09/3 دسی زیمنس بر متر) رسید و پس از آن به تدریج با روندی کاهشی به مقدار نسبتا پایداری رسید. غلظت کلسیم، پتاسیم و سدیم در محلول خاک پس از اعمال شرایط ماندابی افزایش یافت و در فاصله زمانی دو روز به حداکثر رسید، سپس به تدریج با روندی کاهشی به مقدار نسبتا ثابتی رسید. غلظت آهن در روز اول پس از اعمال شرایط ماندابی حدود 95/1 میلی گرم در لیتر بود و در روز دهم به 67/6 میلی گرم در لیتر افزایش یافت سپس مجددا کاهش یافت به طوری که در روز بیستم به 27/4 میلی گرم در لیتر رسید و پس از آن به تدریج با روندی افزایشی در پایان دوره به 98/9 میلی گرم در لیتر رسید. بر اساس نتایج این پژوهش و با توجه به روند تغییرات شوری و غلظت عناصر غذایی در محلول خاک، پیشنهاد می شود که از مصرف کودهای شیمیایی (خاکی و محلول پاشی) پس از رخداد مانداب اجتناب شود. همچنین با توجه به روند تغییرات Eh محلول خاک، تداوم مانداب به بیشتر از 5 روز می تواند منجر به شرایط نسبتا کاهشی در خاک و ایجاد خسارت در درختان میوه شود. بنا بر این، خارج کردن آب اضافی در این فاصله زمانی توصیه می شود.
    کلیدواژگان: پتانسیل اکسایش-کاهش، زمان مانداب، قابلیت هدایت الکتریکی، عناصر غذایی محلول، زهکشی
  • میثم رضایی*، کامبیز بازرگان، کریم شهبازی، وحید الله جهاندیده مهجن آبادی صفحات 189-206

    اطلاعات در باره ارزیابی آلودگی خاک و کاربرد عصاره گیرهای مناسب برای تعیین مقادیر قابل استفاده گیاه از فلزات سنگین در خاک های آهکی و شور کشور محدود است. از این رو، این پژوهش با هدف بررسی تاثیر شوری و مقایسه عصاره گیرهای EDTA pH 4.65، EDTA pH 8.6 و DTPA pH 7.3 در تعیین مقادیر قابل استفادهگیاه از فلزات سنگین شامل مس، کادمیم، سرب و نیکل در خاک های آهکی و شور استان خوزستان انجام شد. تعداد 63 نمونه خاک از اراضی زیر کشت گندم در این استان جمع آوری و در آنها گیاه گندم در شرایط گلخانه و با استفاده از طرح کاملا تصادفی در سه تکرار کشت شد. با توجه به محدودیت شوری خاک ها، آبشویی متوالی به میزان دو برابر تخلل در هر خاک انجام شد. مقادیر قابل استفاده گیاه از مس، کادمیم، سرب و نیکل در خاک ها با عصاره گیرهای مذکور قبل و بعد از آبشویی اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که عصاره گیر DTPA pH 7.3 کمترین مقادیر و EDTA pH 4.65 بیشترین مقادیر عناصر سنگین را استخراج نمودند. کاهش شوری بر اساس نوع فلز و عصاره گیر تاثیر متفاوتی بر استخراج فلزات سنگین مس، نیکل، کادمیم و سرب داشت و غلظت های استخراج شده عناصر از روند یکنواختی تبعیت ننمودند. همبستگی مثبت معنی داری بین مس استخراج شده با هر سه عصاره گیر و غلظت مس گیاه وجود داشت. این همبستگی برای عصاره گیر DTPA pH 7.3 (32/0= r، 01/0P ≤) بیشتر از عصاره گیرهای EDTA pH 4.65 (27/0= r، 05/0P ≤) EDTA pH 8.6 (25/0= r، 05/0P ≤) بود. برای عناصر کادمیم و سرب تنها با عصاره گیر DTPA همبستگی مثبت و معنی داری (به ترتیب 33/0= r، 01/0P ≤ و 28/0=r، 05/0P ≤) به دست آمد. برای نیکل با هیچ یک از عصاره گیرها همبستگی معنی داری مشاهده نشد. بر اساس نتایج، به نظر می رسد عصاره گیر DTPA را می توان به عنوان مناسب ترین عصاره گیر برای تعیین مس قابل استفاده گندم در خاک های آهکی و شور خوزستان معرفی کرد. اما، با در نظر گرفتن شوری خاک، آبشویی مورد نیاز، و همبستگی ضعیف کادمیم، سرب و نیکل با عصاره گیرهای این مطالعه، ارزیابی آنها نیازمند انجام مطالعات تکمیلی است.

    کلیدواژگان: خاک های آهکی، عصاره گیر فلزات سنگین، شوری خاک، ئی.دی.تی.ا، دی.تی.پی.ا
  • رامین سلماسی* صفحات 207-215
    هرچند فلویور عنصری ضروری برای انسان و حیوان می باشد ولی بالا بودن غلظت این عنصر در خاک می تواند برای حیوان های چراکننده و گیاهان آسیب زا باشد. در حیوان های چراکننده، فرودادن و گوارش خاک هنگام چرا به عنوان راهی برای سمناکی و مسمومیت احتمالی فلویور در نظر گرفته می شود. در پژوهش حاضر، دامنه ی غلظت های فلویور کل و محلول و ارتباط آن ها با ویژگی های برگزیده ی خاک های اطراف شهرستان اهر در استان آذربایجان شرقی بررسی شده است. برای اجرای این پژوهش، تعداد 21 نمونه خاک سطحی از مناطق اطراف شهرستان اهر برداشت و برخی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی و غلظت های فلویور کل و فلویور محلول آن ها اندازه گیری شد. یافته های به دست آمده نشان داد که غلظت فلویور کل و فلویور قابل استخراج با کلراید کلسیم خاک ها در دامنه های به ترتیب 3/574 - 7/204 و  9/5 - 7/0 میلی گرم بر کیلوگرم خاک و با میانگین های به ترتیب 8/334 و 1/4 میلی گرم بر کیلوگرم خاک قرار داشت که نشان میداد این خاک ها از نظر فلویور در گروه خاک های غیرآلوده می باشند. غلظت فلویور کل با فسفر کل، کربن آلی و اکسیدهای آلومینیوم همبستگی معنی دار نشان داد، در حالی که فلویور قابل استخراج با کلراید کلسیم فقط با کربن آلی همبستگی معنی دار داشت. غلظت های برآورده شده فلویور در محلول خاک ها بسیار پایین تر از غلظت های بحرانی فلویور برای ایجاد سمیت در گیاهان (5/0 - 3/0 میکرو گرم بر میلی لیتر برای جوی دوسر و 32 میکروگرم بر میلی لیتر برای گوجه فرنگی)  بود. با در نظرگیری میزان طبیعی بلع و فرودادنخاک به وسیله ی دام، مسمومیت این عنصر برای آن ها خیلی ضعیف به نظر می رسد.
    کلیدواژگان: فلوئور قابل استخراج، فلوئور کل خاک، غلظت بحرانی، مسمومیت فلوئور
|
  • Mokhtar Zolfi Bavariani *, Mehrdad Nowroozi Pages 105-117
    Biochar is one of the organic matter sources and it can be effective in improving P adsorption in the soil. This experiment was conducted to investigate the effect of poultry manure (PM) and its derived biochar at temperatures of 200, 300 and 400 °C on P adsorption capacity in a calcareous soil. Poultry manure and its derived biochars were mixed with 400 g of the soil and incubated at appropriate temperature and humidity for 90 days. Phosphorus adsorption isotherms were measured by the modular method at the concentration range of 0 to 90 mg.L-1 of P, and adsorbed P was calculated. The results showed that the P adsorption rate decreased with increasing P concentration in the equilibrium solution in all treatments. Adsorption data were fitted with Long Muir model. In biochar-treated samples, average P adsorption gradient at the low and high P concentrations in equilibrium solution was, respectively, 56% lower and 116% higher than the control. Biochar produced at 300 and 400 °C had, respectively, the minimum and maximum impact on the amount of slope and maximum P adsorption. The maximum adsorbed P in B300 and B400 treatments were 144 and 246 mgkg-1, respectively. At low P concentration in equilibrium solution, P adsorption gradient in B300 and B400 was, respectively, 5.42 and 10.1 mgkg-1 for each unit change of P concentration, and it was 1.50 and 4.59 mgkg-1 at the high P concentration. The behavior of B300 in P adsorption indicates the higher possibility of using it in agricultural lands to improve P availability, compared to the other studied biochars, while B400 behavior indicates the possibility of using it to remediate P-contaminated soil.
    Keywords: phosphorus dynamics, Adsorption Isotherm, Long Muir model
  • Nayereh Sadat Hosseini, Soheil Sobhan Ardakani * Pages 119-134

    Traffic emissions are one of the largest sources of heavy metal pollution, leading to ecological imbalances in roadside soils. This study was conducted to determine the content and assess the pollution and potential ecological hazard of Zn, Pb, and Ni in some suburban roadside soils of Hamadan, in 2019. In so doing, 63 surface soil samples were collected along 700 m from a 9.0 km section of Goltepeh, Razan, and Kermanshah roads. After samples preparation, content of the elements was determined by induced coupled plasma optical spectroscopy (ICP-OES). Also, pollution factor (CF), geo-accumulation index (Igeo), and cumulative potential ecological risk (RI) were calculated. Statistical analysis was performed using SPSS software. The maximum mean content of Zn, Pb and Ni in the soil samples was 122 ± 3.24, 26.4 ± 0.730, and 22.2 ± 0.360 mg/kg for, respectively, Razan, Kermanshah, and Razan and indicated the effect of traffic intensity. The positive and significant correlation between Zn and Pb (p <0.05) and Zn and Ni (p < 0.01) in the soil samples point to the common sources of these elements. The results of calculating CF, Igeo and RI indices showed acceptable soil quality in the studied stations and fell in the category of no ecological hazard. Moreover, the average values ​​of the calculated monomial potential ecological risk factor (Er) for the studied elements had a decreasing trend in the following order Pb > Ni > Zn. From the results of the current study, it may be concluded that regular monitoring of concentrations and assessment of ecological hazards of metal pollutions is necessary in order to manage and protect the soil quality.

    Keywords: Heavy metals, Pollution factor, Geo-accumulation index, Soil quality
  • Sedri Mohammad Hossein *, Farhad Karami, Saber Avestan Pages 135-154

    In order to investigate the effect of nitrogen, zinc, boron, and magnesium and the time and stages of foliar application on the grapevine (Vitis vinifera L.), a factorial experiment in the form of a randomized complete block design was conducted for three years. Treatments consisted of 12 fertilizer treatments including C1 (Control), C2 (N), C3 (Zn), C4 (B), C5 (Mg), C6 (N + Zn), C7 (N + B), C8 (N + Mg), C9 (Zn + B), C10 (N + Zn + B), C11 (Zn + B + Mg), and C12 (N + Zn + B + Mg) and two spraying times (T1= One-stage foliar application in the bud swelling stage and T2= Two-stage foliar application in bud swelling stage and after fruit formation). The results showed that nutrient foliar application treatments at two foliar application times and in three consecutive years did not have a significant effect on vegetative growth characteristics, including leaf area size and branch diameter, but it had a significant effect on yield components and fruit quality like cluster weight, berry weight, berry size, the yield of each shrub, anthocyanin, soluble solids (TSS) and total acidity (TA) of fruit. The tripartite interaction of year, foliar application time, and nutrient treatment had a significant effect on yield, panicle weight, and anthocyanin. The highest average of fruit yield per tree in three years was observed in C2 (N), C3 (Zn), and C4 (B) treatments, respectively, and almost all treatments showed a significant difference compared to the control. The grapevines that received no dietary treatment, along with C10 (N + Zn + B) and C11 (Zn + B + Mg), had the lowest fruit yields, respectively. Therefore, it can be concluded that despite the usefulness of spraying nitrogen, zinc, and boron nutrients, the use of nutrients together has negative effects on rainfed grapes.

    Keywords: Rainfed condition, Grape quality, Grape nutrition
  • Mohammad Joleini *, Mohammad Karimi, Ardalan Zolfagharan, Seyed Fazel Fazeli Kakhki Pages 155-172
    Water and nitrogen are two important factors that affect yield and plant growth. Excessive use of chemical fertilizers in recent decades, especially nitrogen fertilizer, has caused to nitrate pollution in soil, water and environment. This study was carried out to investigate the effects of different amounts of water and nitrogen fertilizers on the accumulation of nitrate in soil, tomato and potato plants. Research was performed on farms of Mashhad plain. Selected farms included 15 tomato and 15 potatoes fields. Irrigation method in all fields was furrow irrigation. During the growing season, the amount of water and nitrogen were measured in all fields. At the beginning and end of the growing season, the amount of nitrate in the soil (two depths of zero to 30 and 30 to 60 cm) and at the end of the growing season, the content of nitrate in both potato and tomato crops were measured. The measurement method was spectrophotometry (spectroscopy) at 540 nm. Results showed that the amount of water and fertilizer consumed in potato fields were higher than required. But, in tomato fields, water consumption was more than the required amount and, in some fields, the fertilizer was higher, and in some less than the recommended amount. With increasing water, nitrate decreased in two depth 0-30 and 60-30 cm whereas with the increase in fertilizer urea, soil residual nitrate increased at the end of the season. With increase in fertilizer application, nitrate residue in the plants increased. Thus, effects of excessive water on nitrate leaching and creating environmental problems are serious. To avoid such problems, crops water requirement must be estimated with great care. Also, fertilizer application should be balanced and in accordance with the type of plant and its yield.‎
    Keywords: Water, fertilizer management, Crop water requirement, Fertilizer leaching
  • Ali Asadi Kangarshahi * Pages 171-178
    In recent years, floods and waterlogging conditions in the northern and southern provinces of Iran have become important challenges, which directly and indirectly affect the solubility and availability of most of the soil nutrients. To investigate the effects of waterlogging, seven soils were selected from the orchards of different regions of East Mazandaran (Ghaemshahr, Sari, and Neka). In a pot experiment, the soils were placed under continuous waterlogging conditions for 70 consecutive days, and the trend of changes in oxidation-reduction potential (Eh), electrical conductivity (EC), pH, concentrations of Ca2+, K+, Na+ and iron (Fe2+ and Fe3+) of these soils were studied. The results showed that the mean Eh values of soils dropped within 2 days of waterlogging, then increased slightly in the third day, and then began to drop again, and this drop trend continued until the end of the period, from 552 mV at the beginning of waterlogging and reached -99 mV at the end of the period. The average soil pH decreased from 7.8 to 6.88 after 10 days of waterlogging, and then increased and reached a relatively stable equilibrium (about 7.05). The average EC values of soils, increased after the first day of waterlogging, then, declined to 2.13 dS/m, and again increased to the maximum value (about 3.09 dS/m) after 10 days. The concentration of Ca2+, K+, and Na+ in the soil solution increased after waterlogging and reached the maximum within 2 days, then gradually decreased and reached a relatively constant amount. The concentration of Fe within the first days after waterlogging was 1.95 mg/L, increased to 6.67 mg/L after 10 days, then decreased to 4.27 mg/L after 20 days, and eventually increased to 9.98 mg/L at the end of the period (70 days). Based on the results of this study and considering the trend of EC changes and concentrations of nutrients in soil solution, application of chemical fertilizers to soils should be avoided after waterlogging occurrence. Also, due to the changes in soil Eh, the continuation of waterlogging for more than 5 days can lead to relatively anaerobic conditions in the soil and damage to fruit trees, therefore, drainage of excess water is recommended.
    Keywords: Electrical conductivity, Redox potential, Soluble nutrients, Waterlogging time, Drainage
  • Meisam Rezaei *, Kambiz Bazargan, Karim Shahbaz, Vahid Alah Jahandideh Mahjen Abadi Pages 189-206

    Information on soil pollution assessment and suitable extractants to determine the available amounts of heavy metals in calcareous and saline soils of Iran are limited. Therefore, this study aimed to compare EDTA pH 4.65, EDTA pH 8.6 and, DTPA pH 7.3 extractants to characterize availability of heavy metals including copper, cadmium, lead, and nickel in calcareous and saline soils of Khuzestan Province. To this end, 63 soil samples were collected from wheat fields of the province and wheat was planted under greenhouse conditions using randomized complete design with three replications. Due to salinity limitation, sequential leaching by two pore volumes of each soil was applied. Plant available amounts of copper, cadmium, lead and nickel in soils were measured with the extractants before and after leaching. Result demonstrated that DTPA pH 7.3 and EDTA pH 4.65 extracted the lowest and the highest amounts of heavy metals, respectively. Salinity reduction had different impacts on the heavy metals extraction based on the type of the metal and extractants, such that uniform and similar trends were not observed for the extracted metals. There was a significant positive correlation between the extracted copper of all three extractants and wheat copper content. This correlation for DTPA pH 7.3 extractant (r = 0.32, P ≤ 0.01) was higher than EDTA pH 4.65 (r = 0.27, P ≤ 0.05) and EDTA pH 8.6 (r = 0.25, P ≤ 0.05) extractants. For cadmium and lead, only positive and significant correlations (r = 0.33, P ≤ 0.01 and r = 0.28, P ≤ 0.05, respectively) were obtained between DTPA extract and their concentrations in wheat. No significant correlation was recorded between wheat nickel content with any of the extractants. Based on the results, it seems that the DTPA may be introduced as the most suitable extractant to determine the available copper of wheat in the calcareous and saline soils of Khuzestan. However, by considering the soil salinity, leaching requirement, and the weak correlations between the studied extractants and the plant available soil cadmium, lead, and nickel, further studies are recommended for assessment of these heavy metals.

    Keywords: Calcareous soils, Extractant for heavy metals, Soil salinity, DTPA, EDTA
  • Ramin Salmasi * Pages 207-215
    Fluorine (F) is a necessary element for human and plant, however, high concentration of this element poses a risk to grazing animals and plants. Soil ingestion has been highlighted as a pathway for causing possible F toxicity in grazing animals. In this paper, total and soluble F concentrations and their relationships with selected soil properties in soils around Ahar City, East Azarbayjan Province, were studied. For this purpose, 21 composite soil samples were taken from around Ahar City and their major characteristics, total F concentration, and soluble F were measured. Results showed that the Ft and FCaCl2 concentrations ranged from 204.7- 574.3 and 0.7- 5.9 mg F kg-1soil with means of 334.8 and 4.1 mg F kg-1soil, respectively. These values were well within the range of non-polluted soils. Total fluorine showed significant correlation with total P concentrations, organic matter, and Al oxides contents of the studied soils; whereas such correlations were observed for total and free soluble fluorine concentrations with organic matter and pH, respectively. Concentration of F species in soil solution was much less than the critical concentrations of F for plants (0.3-0.5 µg/mL for oat and 32 µg/mL for tomato). In general, it seems that at normal soil ingestion rates, the soils are unlikely to cause F toxicity to grazing animals.
    Keywords: Extractable fluoride, Total soil fluoride, Critical concentration, Fluorine Toxicity