فهرست مطالب

تحقیقات کاربردی خاک - سال نهم شماره 3 (پاییز 1400)

نشریه تحقیقات کاربردی خاک
سال نهم شماره 3 (پاییز 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/10/05
  • تعداد عناوین: 10
|
  • مهدی احمدیان*، احمد گلچین، پریسا علمداری، قاسم اسدیان صفحات 1-18

    استفاده تلفیقی از کلات های شیمیایی در کنار کاشت گیاهان بیش انباشتگر،  به عنوان یک روش موثر در افزایش کارایی استخراج فلزات سنگین و کمک به اصلاح خاک های آلوده، متداول است. وتیور به عنوان یک گیاه مقاوم به تنش شوری، خشکی و غلظت بالای فلزات سنگین شناخته شده است. اخیرا استفاده از کلات های زیست تخریب پذیر در پالایش خاک از فلزات سنگین مد نظر پژوهشگران قرار گرفته است. پژوهش حاضر با هدف بررسی تاثیر سطوح مختلف کلات های زیست تخریب پذیر اتیلن دی آمین دی سوکسینیک اسید (EDDS)  و متیل گلایسین دی استیک اسید (MGDA) در چهار سطح (0، 1، 2و 4 میلی مول در کیلوگرم خاک) بر افزایش میزان استخراج کروم 6 ظرفیتی در چهار سطح آلودگی خاک (.، 100، 200 و 400میلی گرم در کیلوگرم خاک) توسط گونه وتیور (Chyrsopogon zizanioides L.)  انجام شد. استفاده از کلات MGDA با غلظت 4 میلی مول در غلظت های 0، 100، 200 و 400  میلی گرم در کیلوگرم، به ترتیب نسبت جذب کروم ریشه را 62/1، 0/2، 48/1 و 5/2 برابر و در کلات EDDS به ترتیب 5/1، 7/2، 25/2 و 9/2 برابر نسبت به شاهد افزایش داد. همچنین، استفاده از کلات MGDA با غلظت 4 میلی مول، به ترتیب نسبت کروم شاخسار را  08/3، 73/3، 23/3 و 33/2 برابر و در کلات EDDS، به ترتیب 52/2، 97/4، 49/3 و 5/5  برابر نسبت به شاهد افزایش داد. اثر سطوح غلظت کروم خاک و همچنین غلظت کلات ها بر زیست توده و خصوصیات رویشی ریشه و شاخسار کاهشی بود، اما کلات  EDDSموجب افزایش قطر بوته شد. جمع بندی نتایج حاصل از بررسی شاخصه های زیستی BCF و TF نشان داد گیاه وتیور توانمندی خاصی در پالایش خاک های آلوده به کروم 6 ظرفیتی دارد و کلات EDDS با غلظت 4 میلی مول در کیلوگرم خاک، سبب تشدید جذب کروم به خصوص در ریشه و افزایش انتقال آن به شاخسار گیاه وتیور می شود. لذا، این ترکیب به عنوان یک کلات زیست تخریب پذیر مناسب در افزایش بازده تثبیت زیستی وتیور در خاک های آلوده به کرومات معرفی می شود.

    کلیدواژگان: آلودگی خاک، استخراج گیاهی کروم، کلات های زیست تخریب پذیر، وتیور گراس
  • جلال حیدری*، علیرضا واعظی، محمدامیر دلاور صفحات 19-30

    ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک متغیرهای مهمی در فرآیند تولید رواناب و رسوب هستند. این پژوهش با هدف شناسایی مهم ترین ویژگی های موثر خاک بر تولید رواناب و رسوب در نوارهای حاصل از کشت گندم دیم انجام گرفت. برای این منظور سه کشتزار دیم با شیب متوسط 15 درصد و تحت شرایط آیش در جنوب غربی استان کرمانشاه انتخاب شد. در هر زمین شیارهایی به طول پنج متر و عرض و عمق 30 سانتی متر به وسیله دستگاه ردیف کار ایجاد شد. برای بررسی تولید رواناب و هدررفت خاک، از جریان هایی با شدت 5/0 و 5/1 لیتر بر دقیقه به مدت 60 دقیقه در سه تکرار استفاده شد و مقدار رواناب و هدررفت خاک از شیارها اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که در هر دو شدت جریان، مقدار رواناب و هدررفت خاک همبستگی منفی و معنی دار با متغیرهای شن، رس، ماده آلی، نفوذپذیری و نسبت رس به سیلت داشتند (01/0p<) و در مقابل همبستگی مثبت و معنی دار با سیلت (01/0<p) و چگالی ظاهری خاک (05/0<p) داشتند. نتایج تجزیه رگرسیون خطی چندگانه نشان داد که در شدت جریان 5/0 لیتر بر دقیقه با بهره گیری از متغیرهای نسبت رس به سیلت، ماده آلی و نفوذپذیری خاک می توان مقدار رواناب و هدررفت خاک از نوارهای کشت را به ترتیب با ضریب تعیین 94/0 و 81/0 برآورد نمود. هم چنین در شدت جریان 5/1 لیتر بر دقیقه با استفاده از مقدار ماده آلی و نفوذپذیری خاک می توان مقدار رواناب و هدررفت خاک را به ترتیب با ضریب تعیین 90/0 و 94/0 برآورد نمود.

    کلیدواژگان: توزیع اندازه ذرات، شدت جریان، رگرسیون خطی، نفوذپذیری خاک، محتوای ماده آلی
  • سالار رضاپور*، محسن برین، فرخ اسدزاده، امین نوری صفحات 31-42

    در این پژوهش تاثیر بهسازهای آلی (ورمی کمپوست و بیوچار) و شیمیایی (گچ و گوگرد عنصری) و تلفیق ورمی کمپوست و تیمارهای شیمیایی بر امکان اصلاح یک خاک شور- سدیمی بررسی شد. این پژوهش بر پایه طرح کاملا تصادفی با سه تکرار و در شرایط گلخانه انجام شد. نمونه های خاک پس از اختلاط با تیمارهای مختلف به مدت 120 روز در رطوبت ظرفیت مزرعه نگهداری و سپس برخی از مهمترین ویژگی های شیمیایی و تغذیه ای خاک تعیین شدند. نتایج نشان داد که ورمی کمپوست باعث کاهش معنی دار pH خاک نسبت به تیمار شاهد شده است و تلفیق این تیمار با گوگرد عنصری با کاهش 75/0 تا 95/0 واحدی در pH خاک موثرترین تیمار در بهبود این شاخص بود. همه تیمارها با افزایش غلظت املاح محلول (مانند یون های کلسیم و منیزیم) و جایگزینی برخی از این یون ها با سدیم تبادلی خاک موجب افزایش قابل توجه هدایت الکتریکی (EC) و نسبت جذب سدیم (SAR) خاک نسبت به تیمار شاهد شدند. در بین تیمارها، تیمار ورمی کمپوست و گچ با افزایش 8/2 تا 8/3 دسی زیمنس بر متر EC و 6/8 تا 3/9 واحدی در SAR نسبت به شاهد بیشترین تاثیر را بر این دو ویژگی خاک داشتند. در حالی که آزادسازی مستقیم عناصر غذایی از تیمارهای آلی و بهبود شرایط شیمیایی خاک توسط تیمارهای ترکیبی و شیمیایی موجب افزایش معنی دار شکل قابل دسترس فسفر، آهن و روی شده بود، تیمارهای منفرد شیمیایی تاثیر بسیار ناچیزی بر افزایش این عناصر داشتند. در مجموع کاربرد ترکیبی تیمارهای شیمیایی و آلی (ورمی کمپوست) به طور موثرتری نسبت به تیمارهای منفرد باعث بهبود شرایط نامطلوب شیمیایی خاک شور- سدیمی و افزایش حاصلخیزی آن شده است.

    کلیدواژگان: خاک شور-سدیمی، ورمی کمپوست، بیوچار، گچ، بهسازی خاک
  • رعنا احمدی، حبیب نظرنژاد*، سعید نجفی صفحات 43-56
    توزیع مکانی پدیده های فرسایشی و تحلیل حساسیت پذیری بخش های مختلف حوزه های آبخیز به انواع آن، نقش مهمی در برنامه ریزی محیطی ایفا می کند. به طوری که تهیه نقشه حساسیت به انواع فرسایش و شناسایی عوامل موثر بر آن، می تواند علاوه بر کاهش خطر وقوع انواع پدیده های فرسایشی، منجر به ارایه اقدامات مدیریتی لازم برای مناطق مربوطه شود. در این پژوهش، روش آماری دومتغیره برای تحلیل حساسیت پذیری پدیده های فرسایش سطحی، شیاری، آبراهه ای و کنار آبراهه ای با استفاده از هشت عامل مقاومت سنگ، کاربری و پوشش اراضی، درصد شیب، جهت شیب، انحنای پروفیل دامنه، طول شیب، شاخص قدرت جریان و گروه هیدرولوژیکی خاک در حوزه آبخیز عمرآباد ارومیه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد در مورد اثر عوامل مختلف مستعدکننده به وقوع فرسایش سطحی، شیاری، آبراهه ای و کنار آبراهه ای، نتایج قابل قبول و دارای روند مشخصی در مورد فرسایش سطحی و شیاری حاصل نشد. اما در مورد فرسایش آبراهه ای و کنار آبراهه ای، هر یک از عوامل، با توجه به طبقات مربوطه، تاثیری مثبت یا منفی در وقوع این نوع از فرسایش دارند و نمی توان اثر یک عامل را به طور کامل، مثبت یا منفی قلمداد کرد. عواملی چون سنگ شناسی، طول شیب، درصد شیب، جهت شیب و SPI، بیش ترین تاثیر مثبت را در وقوع فرسایش آبراهه ای و کنار آبراهه ای دارند. از طرفی، بر اساس واسنجی نقشه حساسیت پذیری به فرسایش آبراهه ای و کنار آبراهه ای، در نقشه حساسیت پذیری تنها 20 درصد از مساحت مناطق با فرسایش آبراهه ای و کنار آبراهه ای مربوط به واسنجی، در محدوده مناطق با حساسیت خیلی شدید تا شدید قرار گرفتند. این امر به عدم کارایی نقشه حساسیت پذیری تولید شده با استفاده از هشت عامل مستعدکننده فوق الذکر دلالت دارد و پژوهش در مورد عوامل مهم تر و موثرتر دیگر در ایجاد پدیده های فرسایشی مورد نظر در منطقه مورد مطالعه را مورد تاکید قرار می دهد.
    کلیدواژگان: حساسیت پذیری به فرسایش، حفاظت خاک، روش آماری دومتغیره، شدت فرسایش
  • غلامرضا زمانی، زهره نبی پور*، یدالله قیصری صفحات 57-72

    آب قابل دسترسی، عامل اصلی محدودکننده رشد و تولید محصول در مناطق خشک است. در این راستا به منظور بررسی تاثیر کاربرد سیلیسیم بر عملکرد و اجزای عملکرد آفتابگردان تحت سطوح مختلف رطوبتی، آزمایشی به صورت کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در شهر گناباد انجام شد. عامل اصلی آبیاری با سطوح مختلف رطوبتی بر اساس نیاز آبی شامل چهار سطح (سطح رطوبتی 100 درصد نیاز آبی، سطح رطوبتی 80 درصد نیاز آبی، سطح رطوبتی 60 درصد نیاز آبی و سطح رطوبتی 40 درصد نیاز آبی) و عامل فرعی زمان مصرف سیلیسیم در چهار سطح (بدون کاربرد (شاهد)، کاربرد در مرحله رویشی، کاربرد در مرحله زایشی، کاربرد در مرحله رویشی و زایشی) بود. نتایج آزمایش نشان داد که کاهش سطح رطوبتی از 100 درصد به 40 درصد نیاز آبی موجب کاهش قطر طبق، وزن خشک طبق، شاخص کلروفیل، محتوی نسبی رطوبت، تعداد دانه در طبق، وزن هزار دانه، عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک، شاخص برداشت، درصد و عملکرد روغن شد؛ به طوری که کمترین مقدار عملکرد دانه (8/1730 کیلوگرم در هکتار) و عملکرد بیولوژیک (21/10458 کیلوگرم در هکتار) در تیمار سطح رطوبتی40 درصد نیاز آبی به دست آمد. هم چنین کاربرد سیلیسیم تحت سطوح کم آبیاری بر اساس نیاز آبی باعث بهبود اثرات کاهش سطوح رطوبتی در صفات مورد بررسی شد. بیش ترین عملکرد دانه (96/7572 کیلوگرم در هکتار) در تیمار سطح رطوبتی 80 درصد نیاز آبی و کاربرد سیلیسیوم در مرحله رویشی و زایشی به دست آمد و کمترین مقدار آن (54/1193 کیلوگرم در هکتار) در تیمار سطح رطوبتی 40 درصد نیاز آبی و بدون کاربرد سیلیسیوم ثبت گردید. هم چنین کاربرد سیلیسیوم در مرحله رویشی و زایشی نسبت به تیمار عدم کاربرد (شاهد) به ترتیب باعث افزایش 5/2، 5/1 و 5/2 برابری عملکرد روغن در سطوح مختلف آبیاری شامل 80، 60 و 40 درصد نیاز آبی شد. به طورکلی نتایج نشان داد استفاده از سیلیسیم در مرحله رویشی و زایشی در سطح رطوبتی 80 درصد نیاز آبی باعث جبران اثرات سوء کاهش سطح رطوبتی در صفات مورد بررسی گردید.

    کلیدواژگان: تعداد دانه در طبق، عملکرد دانه، عملکرد روغن، قطر طبق، وزن هزار دانه
  • ملیحه جهاندیده، علیرضا امیریان چکان*، محمد فرجی، مسعود جعفر زاده صفحات 73-88
    برای کنترل فرسایش خاک اقدامات مختلفی انجام می گیرد که اطلاع از تاثیر این گونه اقدامات اهمیت زیادی در مدیریت فرسایش دارد. به همین دلیل این مطالعه با هدف بررسی شاخص فرسایش پذیری خاک (K) و تغییرات مکانی آن در یک منطقه تحت عملیات درخت کاری و کنتور فارو و یک منطقه مشابه بدون این عملیات در منطقه چاه ماری بهبهان (استان خوزستان) انجام شد. تعداد 150 نمونه خاک از پنج سانتی متر سطحی برداشته شد و مقدار K به روش های ویشمایر و اسمیت (روش A) و واعظی و همکاران (روش B) تعیین گردید. مدل سازی K با استفاده از تکنیک های نقشه برداری رقومی خاک (DSM) بر اساس متغیرهای محیطی استخراج شده از تصویر لندست 8 و مدل رقومی ارتفاع (DEM) و توسط مدل های جنگل تصادفی (RF) و شبکه های عصبی مصنوعی (ANN) انجام شد. میانگین K روش های A و B به ترتیب برابر با 067/0 و 006/0 تن بر هکتار ساعت بر هکتار مگاژول میلی متر بود. نتایج بیانگر همبستگی بالا بین K به دست آمده از هر دو روش و داده های سنجش از دور بود. بین K روش B با برخی متغیرهای استخراج شده از DEM همبستگی معنی داری وجود داشت، ولی بین این متغیرها با K روش A همبستگی معنی داری وجود نداشت. نتایج مقایسه میانگین ها نیز نشان داد بین میانگین K به دست آمده از روش A در منطقه شاهد با منطقه اجرای عملیات کنترل فرسایش تفاوت معنی داری وجود داشت؛ ولی این تفاوت برای K روش B معنی دار نبود. ارزیابی کارآیی مدل ها نشان داد که هر دو مدل RF و ANN کارآیی نسبتا بالایی در تخمین K از طریق دو روش A و B داشتند و هر دو روش منجر به تخمین های نااریب گردیدند. به طورکلی، نتایج نشان داد که هر چند کارآیی روش های DSM در مدل سازی K بالا بود، ولی نتایج کارایی مدل ها و مقایسه تیمارهای مختلف حفاظت خاک به روش تعیین K همبستگی داشت.
    کلیدواژگان: فرسایش خاک، مدل سازی مکانی، نقشه برداری رقومی خاک، یادگیری ماشین
  • مریم شکوری*، محمد بابااکبری، سمانه عبدوسی، اکبر حسنی صفحات 89-103

    آلودگی خاک و گیاه مشکلی جدی است که در سال های اخیر به دلیل پیامدهای آن بر سلامتی انسان و زیست بوم، بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. مصرف روزانه محصولات کشاورزی مهم ترین مسیر رویارویی انسان با آلاینده ها و بیماری های گوناگون است. در این مطالعه، پیامد نوع و مقادیر مختلف بهساز ها بر جذب سرب در نعناع فلفلی در شرایط گلخانه بررسی گردید. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی اجرا شد. تیمارهای آزمایش شامل 10 نوع بهساز: نانوسیلیس، میکرو سیلیس، فرو سیلیس و فرو سیلیس منیزیم دار (با و بدون پوشش کیتوسان)، کیتوسان و بنتونیت، در پنج مقدار (صفر، 125/0، 25/0، 5/0 و یک درصد) بود. نتایج نشان داد تمام بهسازهای مورد آزمایش، بر غلظت سرب گیاه، فاکتورهای انتقال و تجمع زیستی اثر کاهشی داشتند. در بین بهسازها، میکروسیلیس بیشترین تاثیر را در کاهش سرب برگ و ریشه و فاکتور تجمع زیستی برگ و ریشه داشت. از سوی دیگر، کیتوسان در مقایسه با سایر بهسازها، بر کاهش فاکتور انتقال تاثیر بیشتری داشت. همچنین، موثرترین بهساز بر صفات رویشی، فروسیلیس پوشش دار شده با کیتوسان، بنتونیت، کیتوسان و میکروسیلیس بود. با توجه به نتایج به دست آمده، فروسیلیس پوشش دار شده با کیتوسان و میکروسیلیس نقش موثرتری در کاهش اثرات سرب بر گیاه نعناع فلفلی داشتند.

    کلیدواژگان: سرب، فروسیلیس، کیتوسان، میکروسیلیس، نانوسیلیس
  • زهرا اصلانی، عباس حسنی*، بابک عبدالهی، محسن برین، رامین ملکی صفحات 104-122

    آلودگی خاک و گیاه مشکلی جدی است که در سال های اخیر به دلیل پیامدهای آن بر سلامتی انسان و زیست بوم، بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. مصرف روزانه محصولات کشاورزی مهم ترین مسیر رویارویی انسان با آلاینده ها و بیماری های گوناگون است. در این مطالعه، پیامد نوع و مقادیر مختلف بهساز ها بر جذب سرب در نعناع فلفلی در شرایط گلخانه بررسی گردید. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی اجرا شد. تیمارهای آزمایش شامل 10 نوع بهساز: نانوسیلیس، میکرو سیلیس، فرو سیلیس و فرو سیلیس منیزیم دار (با و بدون پوشش کیتوسان)، کیتوسان و بنتونیت، در پنج مقدار (صفر، 125/0، 25/0، 5/0 و یک درصد) بود. نتایج نشان داد تمام بهسازهای مورد آزمایش، بر غلظت سرب گیاه، فاکتورهای انتقال و تجمع زیستی اثر کاهشی داشتند. در بین بهسازها، میکروسیلیس بیشترین تاثیر را در کاهش سرب برگ و ریشه و فاکتور تجمع زیستی برگ و ریشه داشت. از سوی دیگر، کیتوسان در مقایسه با سایر بهسازها، بر کاهش فاکتور انتقال تاثیر بیشتری داشت. همچنین، موثرترین بهساز بر صفات رویشی، فروسیلیس پوشش دار شده با کیتوسان، بنتونیت، کیتوسان و میکروسیلیس بود. با توجه به نتایج به دست آمده، فروسیلیس پوشش دار شده با کیتوسان و میکروسیلیس نقش موثرتری در کاهش اثرات سرب بر گیاه نعناع فلفلی داشتند.

    کلیدواژگان: سرب، فروسیلیس، کیتوسان، میکروسیلیس، نانوسیلیس
  • صاحب سودایی مشایی*، ناصر علی اصغرزاد صفحات 123-133
    سیدروفورها ترکیبات آلی با جرم مولکولی کم بوده که در شرایط کمبود آهن برای کمپلکس کردن آهن (III) به منظور تنظیم فعالیت های مبتنی بر آهن بیان می شوند. سیانوباکترها که ریزموجودات گرم منفی فتواتوتروف پروکاریوتی هستند، نوع هیدروکسامات سیدروفور در آنها غالب است. این بررسی با هدف قابلیت تولید سیدروفور سویه های بومی سیانوباکترهای مزارع برنج در پژوهشکده زیست فناوری طبرستان انجام گرفت. برای این منظور 30 جدایه از سیانوباکترهای شالیزارهای استان گیلان جداسازی شدند. توان تولید سیدروفور سویه ها با استفاده از محیط کشت جامد و مایع حاوی کرم آزرول اس (CAS) ارزیابی شدند و آزمایش گلدانی برای ارزیابی کاربرد سویه های برتر گزینش شده سیانوباکتری بر رشد و عملکرد گیاه برنج (رقم طارم هاشمی) انجام گردید. تیمار مایه زنی سیانوباکتر با هفت سویه برتر گزینش شده و تیمار شاهد بدون مایه زنی با سه تکرار در قالب طرح پایه بلوک کامل تصادفی در گلخانه انجام شد. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که بیش ترین میزان نسبت هاله به کلونی در روش CAS- آگار جدایه های Chroococcus sp. GGuCy-34 و Anabaena sp. GGuCy-49 به ترتیب 19/4 و 08/4 و در روش اسپکتروفتومتری سویه های Anabaena sp. GGuCy-21 و Nostoc sp. GGuCy-47 به ترتیب 69/6 و 75/5 میکرومول بر لیتر در روز بود. در آزمایش گلدانی سویه Anabaena sp. GGuCy-42 بیش ترین عملکرد دانه (27/8 گرم بر گلدان)، سویه Chroococcus sp. GGuCy-34 بیش ترین جذب آهن (31/2 میلی گرم در گلدان) و سویه Cylendrospermum sp. GGuCy-25 بیش ترین جذب نیتروژن (3/81 میلی گرم در گلدان) و فسفر (7/11 میلی گرم در گلدان) در برنج را نشان داد. نتایج حاصل از ارزیابی تولید سیدروفور سیانوباکترها در روش CAS- آگار با نتایج حاصل از آزمایش گلدانی مطابقت بیش تری داشت. افزایش جذب آهن را می توان به علت تاثیر سیدروفور سویه ها در فراهمی آهن برای گیاه دانست. باتوجه به اینکه سیانوباکترهای توانمند در تولید سیدروفور، می توانند به عنوان عوامل محرک رشد گیاه هم مورد استفاده قرار گیرند.
    کلیدواژگان: روش اسپکتروفتومتر، کلات سیدروفور-آهن، سیانوباکتر، کرم آزرول S، برنج
  • علی محوحی*، حسنعلی خاتین زاده صفحات 134-146
    عملیات سنگین تهیه زمین و تسطیح در کشت نیشکر خوزستان، باعث تخریب ساختمان خاک شده و خاک را در هنگام عملیات برداشت مستعد فشردگی می کند. به منظور کاهش اثرات فشردگی خاک و بهبود توسعه ریشه، عملیات زیرشکن زنی (زیرشکن زنی) در مزارع سنین بازرویی نیشکر مرسوم است. از آنجایی که زیرشکن زنی زیرشکن زنی، به طور مستقیم بر توسعه ریشه نیشکر تاثیر گذار است، بنابراین این پژوهش با هدف بررسی عمق زیرشکن زنی زیرشکن زنیمزارع بازرویی نیشکر بر جرم ویژهویژه ظاهری خاک و اثر آن بر توسعه ریشه گیاه و به دنبال آن، عملکرد کمی و کیفی نیشکر انجام شد. برای این منظور، عملیات زیرشکن زنی زیرشکن زنیدر دو عمق 30 (R-30) و 50 (R-50) سانتی متری، اعمال و با شاهد (بدون زیرشکن زنیزیرشکن زنی) مقایسه گردید. در پایان رشد و پیش از برداشت، عملکرد کمی شامل ارتفاع، قطر، تعداد ساقه و نیز وزن تر ساقه نیشکر در واحد سطح در سه تکرار تعیین شد. پس از برداشت، توسعه ریشه نیشکر در اعماق مختلف خاک مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تجزیه واریانس نشان داد عمق زیرشکن زنی به طور قابل توجهی ارتفاع نیشکر، تراکم نی در متر مربع، وزن ساقه، عملکرد نیشکر قابل آسیاب، عملکرد شکر و جرم ویژهویژه ظاهری خاک در عمق 50  سانتی متری (BD50) را تحت تاثیر قرار داد. تیمار R-50، ارتفاع (2/28 درصد)، تعداد ساقه (7/5 درصد)، وزن تک نی (42 درصد)، عملکرد نیشکر (55 درصد) و شکر (53 درصد) را نسبت به شاهد افزایش و جرم ویژهویژه ظاهری در عمق 50 سانتی متر را کاهش (6/3 درصد) داد. اما تیمار R-30، افزایش جرم ویژه ظاهری خاک (6/3 درصد) و کاهش عملکرد نیشکر (8/12 درصد) را نسبت به شاهد به دنبال داشت. هم چنین، وزن ریشه، در تیمار R-50 در مقایسه با شاهد و به ویژه R-30 بیش تر بود. علاوه بر این، بیش از 50 درصد توزیع ریشه در تیمار R-30 در لایه 10 سانتی متر اول خاک مشاهده شد. به طور کلی نتایج این مطالعه نشان داد که عملیات ناقص زیرشکن زنی در عمق30 سانتی متر، نه تنها اثر مثبت بر فاکتورهای مورد مطالعه نداشته، بلکه افزایش جرم ویژه ظاهری خاک، گسترش سطحی تر ریشه و در نتیجه، کاهش عملکرد نیشکر را به دنبال داشته است. به عبارت دیگر، محدودیت توسعه ریشه به اعماق خاک، سبب تراکم بیش تر ریشه در سطح خاک شده و باعث جذب مواد غذایی در حجم محدودتری از خاک می شود که در نهایت، کاهش رشد گیاه و عملکرد نیشکر را به دنبال داشت.
    کلیدواژگان: فشردگی خاک، زیرشکن زنی، جرم ویژه ظاهری خاک، نیشکر، توسعه ریشه
|
  • Mahdi Ahmadian *, Ahmad Golchin, Parisa Alamdari, Ghasem Asadian Pages 1-18

    The combined use of chemical chelates along with the planting of hyperaccumulator plants has been suggested as an effective method to increasing the extraction efficiency of heavy metals and helping to improve contaminated soils. Vetiver is known as a resistant plant to salinity, drought and high concentrations of heavy metals. Recently, the use of biodegradable chelates in soil refining from heavy metals has been considered by researchers. This study was designed to investigate the effect of different levels of biodegradable chelates Ethylenediamine-N,N'-disuccinic acid (EDDS) and methylglycinediacetic acid (MGDA) on increasing the adsorption of Cr(IV) by Vetiver grass. Chelates concentration were defined at four levels (0, 1, 2, 4 mmol/Kg soil) and soil chromium contamination at four levels of potassium dichromate (0, 100, 200, 400 ppm). The results showed that the vegetative growth characteristic decreased with increasing soil chromium and chelates concentration. The use of 4 Mmol of MGDA on soil chromium concentrations (0, 100, 200 and 400 ppm) increased the chromium ratio in root by 1.26, 2.0, 1.48 and 2.5 times and this ratio in treatments of EDDS were 1.5, 2.7, 2.25 and 2.9 times more than the control treatment, respectively. Also, the use of 4 Mmol of MGDA in shoots increased the chromium ratio by 2.8, 3.7, 4.1 and 4.2 times and in EDDS were 1.5, 3.8, 4.1 and 6.7 times more than the control. Increasing chelates concentration from 1 to 4 Mmol in all soil chromium levels increased the ratio of shoo/root chromium and showed higher performance of EDDS than MGDA. The effect of soil chromium levels and chelate concentrations on biomass and vegetative characteristics of roots and shoots was decreasing, but EDDS increased plant diameter. The results of bioconcetration factor (BCF) and translocation factor (TF) showed that Vetiver have a special ability in phytoextraction of soils contaminated with hexavalent chromium. The treatment of EDDS at 4 Mmol intensifies the absorption of chromium, especially in the roots and to some extent increases its transfer to the shoot of vetiver grass. Therefore, this compound is introduced as a suitable biodegradable chelate to increase phytoremediation efficiency by vetiver in chromate-contaminated soils.

    Keywords: soil contamination, Chromium bioaccumulation, (Chyrsopogon zizanioides), MGDA, EDDS
  • Jalal Heidary *, Ali Reza Vaezi, Mohammad Amir Delavar Pages 19-30

    Soil physicochemical properties are important variables in runoff production and soil loss. This research was conducted to find the most important soil properties affecting runoff and soil loss in rainfed wheat furrows under fallow condition. To this end, three rainfed landswith 15% slope gradient were selected in south west of Kermanshah province. In each land, furrows with 5 m in length and 30 cm in width were created using sowing set. Runoff and sediment were measured using simulated flows with a discharge of 0.5 and 1.5 lit.min-1 for 60 minutes in three replications. The results showed that in the two flow discharges (0.5 and 1.5 lit.min-1) runoff and soil loss are negatively correlated with clay, sand, soil permeability (If), organic matter and clay to silt ratio (p<0.01), while positive correlations were found between them and silt (p< 0.01) and bulk density (p< 0.05). The results of multiple linear regression analysis showed that runoff production and soil loss by a 0.5 lit.min-1 flow discharge can be estimated using using the clay to silt ratio, organic matter and soil permeability (If) with a R2 of 0.94 and 0.81, respectively. Runoff production and soil loss by a 1.5 lit.min-1 flow discharge can be estimated using soil organic matter and soil permeability (If) with a R2 of 0.90 and 0.94, respectively.

    Keywords: Flow discharge, linear regression, particle size distribution, organic matter content, soil permeability
  • Salar Rezapour *, Mohsen Barin, Farrokh Asadzadeh, A. Nouri Pages 31-42

    In the current study, the effect of organic (vermicompost and biochar) and chemical (gypsum and elemental sulfur) amendments and combination of vermicompost and chemical treatments on the possibility of improving a saline-sodic soil was investigated. The experiment was conducted using a completely randomized design with three replications in a greenhouse condition. After mixing with different treatments, soil samples were kept in the field capacity for 120 days and then some of the most important chemical and nutritional properties of the soils were determined. The results showed that vermicompost caused a significant decrease in soil pH compared to the control treatment and its combination with elemental sulfur was the most effective treatment in improving pH (a drop of 0.75 to 0.95 unit in soil pH). All treatments significantly increased soil EC and SAR compared to the control treatment by increasing the concentration of soluble salts (such as Ca+2 and Mg+2) and replacing some of these ions with soil exchangeable Na. Among the treatments, vermicompost and gypsum had the greatest impact on EC and SAR by an increase of 2.8 to 3.8 dS m-1 in EC and 8.6 to 9.3 units in SAR. While available P, Fe, and Zn significantly increased by the direct release of nutrients from organic compounds and the improvement of soil chemical conditions following using the combination of organic (vermicompost) and chemical treatments, the individual chemical treatments had little effect on the improvement of elements. Overall, the combined application of chemical and organic treatments (vermicompost) more effectively than individual treatments has improved the unfavorable chemical conditions of saline-sodic soil and increased its fertility.

    Keywords: Saline-sodic soil, Vermicompost, Biochar, Gypsum, Soil remediation
  • Rana Ahmadi, Habib Nazarnejad *, Saeed Najafi Pages 43-56
    Spatial distribution of erosion phenomena and susceptibility analysis of different parts of watersheds to their types, plays an important role in environmental planning, so that the preparation of susceptibility maps to types of erosion and identification of factors affecting it, can Reducing the risk of various erosive phenomena will lead to providing the necessary management measures for the relevant areas. In this research, a bivariate statistical method was investigated for analyzing the susceptibility of Surface, Rill, Channel and Riverbank erosion phenomena using eight factors of rock resistance, land use and land cover, slope percentage, slope aspect, plan curvature, slope length, stream power index and soil hydrologic group in Omarabad watershed of Urmia. The results showed that regarding the effect of various factors predisposing to the occurrence of Surface, Rill, Channel and Streambank erosion, acceptable results with a clear trend in surface and rill erosion were not obtained, However, in the case of channel and streambank erosion, each of the factors, according to the relevant classes, has a positive or negative effect on the occurrence of this type of erosion and the effect of one factor cannot be considered as complete, positive or negative. factors such as lithology, slope length, slope percentage, slope aspect and SPI have the most positive effect on the occurrence of Channel and Streambank erosion. On the other hand, according to the calibration of the susceptibility map to Channel and Streambank erosion, only 20% of the area with Channel and Streambank erosion related to calibration were in the range of areas with very high to severe sensitivity in the susceptibility map. This indicates the inefficiency of the susceptibility map produced using the above eight predisposing factors and emphasizes the research on other more important and effective factors in creating the desired erosion phenomena in the study area.
    Keywords: Susceptibility to erosion, Soil conservation, bivariate statistical method, Erosion
  • Gholamreza Zamani, Zohreh Nabipour *, Yadollah Gheisari Pages 57-72

    Available water is the main limiting factor in crop growth and production in arid lands. In order to investigate the effect of silicon application on yield and yield components of sunflower under different moisture levels, an experiment was conducted in the form of split plots in a randomized complete block design with three replications in Gonabad. The main factor of irrigation with different moisture levels based on water requirement includes 100% water requirement, 80% water requirement, 60% water requirement and 40% water requirement, and the secondary factor of silicon consumption time in four levels No application (control), application in vegetative stage, application in reproductive stage, application in both vegetative and reproductive stage. The experimental results showed that reducing the moisture level from 100% to 40% water requirement reduced head diameter, head dry weight, chlorophyll index, relative water content, number of seed per head, 1000-seed weight, seed yield, biological yield, harvest index, oil percentage, oil yield and seed yield; So that the lowest amount of seed yield (1730.8 kg / ha) and biological yield (10458.21 kg / ha) were obtained in the treatment of moisture level of 40% water requirement. Also, the application of silicon under low irrigation levels based on water requirement improved the effects of reducing moisture levels in all evaluated traits and seed yield. The highest seed yield (7572.96 kg / ha) was obtained in the treatment of 80% water requirement and application silicon in the vegetative and reproductive stages and the lowest seed yield (1193.54 kg / ha) was obtained in the treatment of 40% water requirement and without the use of silicon. The application of silicon in the vegetative and reproductive stages compared to the control treatment increased 2.5, 1.5 and 2.5 times the oil yield at different levels of irrigation, including 80, 60 and 40% water requirement. In general, the results showed that the use of silicon in the vegetative and reproductive stages at a moisture level 80% the water requirement compensated for the adverse effects of reducing the moisture level in the studied traits.

    Keywords: Number of seeds per head, Seed yield, Oil yield, Head diameter, 1000-seed weight
  • Maliheh Jahandideh, Alireza Amirian-Chakan *, Mohammad Faraji, Masoud Jafarizadeh Pages 73-88
    To control soil erosion, several measures can be conducted which information on their effects is very important in managing soil erosion. Therefore, this study was conducted to assess and model soil erodibility in two adjacent sites in Behbahan region (Khuzestan province). At one site afforestation and contour furrowing were conducted to control soil erosion and the other site without any controlling measures was considered as control. Totally 150 soil samples were collected from the surface layer (0-5 cm) and K was estimated using the methods introduced by Wischmeier and Smith (method A) and Vaezi et al. (method B). For spatial modelling of K, based on digital soil mapping (DSM) techniques, several environmental covariates were derived from a Landsat 8 image and a digital elevation model (DEM) and two models including random forests (RF) and artificial neural networks (ANN) were employed. The values of K for methods A and B varied from 0.025 to 0.087 and 0.002 to 0.008 t.ha.h/ha.Mj.mm with means of 0.067 and 0.006 t.ha.h/ha.Mj.mm, respectively. Results revealed good correlation between K and remotely sensed covariates. Although K (method B) had significant correlation with some of the covariates derived from DEM, but there was no significant correlation between K (method A) with all covariates derived from DEM. Results indicated a significant difference between two sites it terms of K estimated by method A, while there was no significant difference in case of K estimated by method B. Model validation showed that both RF and ANN models resulted in good and unbiased estimates of K (methods A and B). In general, the findings indicated, although the performance of DSM techniques in modeling K were high, performances of the models and the results of means compassion may significantly differ in terms of the method through which K is estimated.
    Keywords: Digital soil mapping, Machine learning, Soil Erosion, Spatial modeling
  • Maryam Shakoori *, Mohammad Babaakbari, Samane Abdoosi, Akbar Hassani Pages 89-103

    Soil and plant pollution is a serious problem that has received more attention in recent years due to its impact on human and ecosystem health. Daily consumption of agricultural products is the most important route for human exposure to various pollutants and diseases. In this study, the effect of different types and levels of amendments on the absorption of lead in peppermint plant in greenhouse conditions was investigated. The experiment was performed as a factorial in a completely randomized design. Experimental treatments included 10 types of amendments: nanosilica, microsilica, ferrosilica, magnesium ferrosilicon (with and without chitosan coating), chitosan and bentonite, at five levels (zero, 0.125, 0.25, 5, 1%). The results showed that all the amendments tested had a decreasing effect on the concentration of plant Pb, transfer factors and biological aggregation. Among the amendments, microsilica modifier had the greatest effect on reducing leaf and root Pb and bioaccumulatio factor. On the other hand, chitosan had a greater impact on reducing the transloction factor than other amendments. Also the most effective amendments on vegetative traits were ferrosilicon amendments coated with chitosan, bentonite, chitosan, and microsilica. According to the results, ferrosilica with chitosan coating and microsilica had more effective role in reducing the destructive effects of lead on peppermint.

    Keywords: Chitosan, Ferrosilica, lead, Microsilica, Nanosilica
  • Zahra Aslani, Abbas Hassani *, Babak Abdollahi Mandoulakani, Mohsen Barin, Ramin Maleki Pages 104-122

    To evaluate the effect of Piriformospora indica and Pseudomonas fluorescens inoculation on some growth and physiological parameters and nutrient acquisition of sage (Salvia officinalis) under salt stress conditions, a pot experiment was conducted in factorial based on randomized complete blocks design with three replications. The treatments included inoculation with microorganisms at three levels (non-inoculation and inoculation with P. indica and P. fluorescens) and salinity stress at four levels (0, 25, 50 and 100 mM of NaCl). The results showed that salinity stress and inoculation with microorganisms had significant effect on the measured parameters, so that by increasing salinity concentration, percentage of root colonization by P. indica,growth paramaters, leaf relative water content (RWC), chlorophyll index (SPAD), essential oil conten and yield, N, P and K content and K/Na ratio decreased while Na and Cl content increased. The amounts of all evaluated parameters in fungi and rhizobacteria inoculation were more than non-inoculation treatments except for Na and Cl content. The highest and lowest of dry herb yield (29.61 and 13.51 g pot-1), RWC (82.45 and 54.83%), chlorophyll content (35.36 and 26.1), essential oil content (2.02 and 1.37%), essential oil yield (0.049 and 0.017 ml plant-1) and P content (0.41 and 0.10%) were observed in non-stress conditions+ P. indica inoculated plants and 100 mM salinity+ non-inoculated plants, respectively. Overall, the findings of this study showed that plant growth-promoting microorganisms inoculation can ameliorate the adverse effects of salinity stress on growth, yield and essential oil production in sage by maintaining chlorophyll content and improving water and nutrient uptake.

    Keywords: Essential oil, Plant growth-promoting bacteria, Salt stress, Symbiotic fungus, Nutrients elements
  • Saheb Soodaee Mashaee *, Nasser Aliasgharzad Pages 123-133
    Siderophores are low molecular weight organic chelators which mostly expressed under iron deficiency to chelate Fe (III) metal ions in order to regulate iron based activities. Cyanobacteria, which are Gram-negative photoautotrophic prokaryotic organisms, hydroxamate type of siderophore predominates. The objective of this investigation was to determine the potentials of some indigenous cyanobacteria for siderophore production in Tabarestan Biotechnology Institute in 2014. For this purpose, 30 strains of cyanobacteria were isolated from Guilan paddy field. Potentials of these strains for siderophore production were evaluated by chrome azorel-S assay (CAS-agar) through color change. Pot experiment was performed to evaluate the application of selected top strains of cyanobacteria on growth and yield of rice plant (cv. Tarom Hashemi). Cyanobacter inoculation treatment was selected with the top seven strains and control treatment without inoculation with three replications was performed in a randomized complete block design in the greenhouse. The results of this study showed that the highest rate of siderophore production in CAS- agar Chroococcus sp. GGuCy-34 and Anabaena sp. GGuCy-49, 4.19 and 4.08 respectively and in spectrophotometer method strains of Anabaena sp. GGuCy-21 and Nostoc sp. GGuCy-47, 6.69 and 5.75 (µmol/L.day) respectively. Anabaena sp. GGuCy-42 highest grain yield (8.27 g pot-1) Chroococcus sp. GGuCy-34 showed the highest iron uptake (2.31 mg pot-1) and Cylendrospermum sp. GGuCy-25 the highest N (81.3 mg pot-1) and P (11.7 mg pot-1) uptake in pot experiment in rice plant. The results of the evaluation of siderophore production of cyanobacteria in CAS- agar with the results of the pot experiment were more consistent. Increased iron uptake can be attributed to the effect of siderophore strains on plant iron availability. Due to the fact that cyanobacteria capable of producing siderophore can also be used as stimulants of plant growth.
    Keywords: Chrome azurol S, Cyanobacteria, Spectrophotometer method, Siderophore-iron chelate, Rice
  • Ali Mahohi *, Hassan Ali Khatinzade Pages 134-146
    Heavy land preparation and leveling in sugarcane cultivation in Khuzestan damages soil structure. It makes the soil prone to compaction during harvesting. To reduce the effects of soil compaction and root improvement, rotation operations are common in ratoon field. Since subsoil (ratooning) plowing directly affects the development of sugarcane roots, therefore, this study was conducted to investigate the depth of ratooning operations of fields of ratoon cane on soil bulk density and its effect on plant root development and subsequent quantitative and qualitative yield of sugarcane. Ratooning operations were conducted at two depths of 30 and 50 cm and compared with no ratooning control. Quantitative yield including height, diameter, number of cane and shoot fresh weight per unit area were determined at the end of growth and before harvest. After harvest, cane root distribution was investigated in different depths. The results of analysis of variance showed that the ratooning depth operations were significantly affected cane height, stalk number per m-2, stalk weight, millable cane yield, sugar yield, and soil bulk density. But the cane stalk diameter, syrup brix, recoverable sugar, and soil bulk density at a depth of 30 (BD30) cm were not affected by the depth of ratooning. R-50 treatment increased cane height (28.2%), stem number (5.7%), stalk weight (42%), millable cane yield (55%) and sugar (53%) compared to control, and reduced soil bulk density in depth of 50 cm (3.6%). However, R-30 treatment resulted in increased soil bulk density (3.6%) and reduced yield of sugarcane (12.8%) compared to control. Also, root weight was higher in R-50 treatment compared to control and especially R-30. In addition, more than 50% of root distribution was observed in R-30 treatment in the first 10 cm layer of soil. In general, the results of this study showed that reducing the depth of ratooning to 30 cm, not only did not have a positive effect on the above factors, but also increased the soil bulk density, more root extending near the soil surface and eventually, reduced sugarcane yield. In other words, limiting root development to soil depth causes more root density on the soil surface and thus leads to the absorption of nutrients in a more limited volume of soil, which ultimately reduces plant growth and sugarcane yield.
    Keywords: Soil compaction, Ratooning, Soil bulk density, Sugarcane, Root distribution