فهرست مطالب

نشریه تحقیقات کاربردی خاک
سال نهم شماره 4 (زمستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1401/01/09
  • تعداد عناوین: 10
|
  • رضا امین فر، احمد لندی*، سعید حجتی صفحات 1-14

    گرد و غبار یکی از مهمترین آلاینده های زیست محیطی است که حاوی ذرات معلق و فلزات سنگین می باشد. این مطالعه در سال 1397، با هدف بررسی میزان غلظت و تعیین توزیع فلزات سنگین گرد و غبار در اطراف کانون غبار هویزه- خرمشهر انجام شد. 30 نقطه  ازمناطق مختلف شهری و روستایی جهت بررسی فلزات سنگین ذرات گرد و غبار فرونشست شده با استفاده از تله های رسوبگیر تیله ای در ارتفاع 3 تا 4 متری از سطح زمین، نمونه برداری شد. نتایج نشان داد که مقادیرغلظت فلزات سنگین ذرات گرد و غباربه ترتیب منگنز˂ روی˂ کروم˂ نیکل˂ سرب˂مس˂ کبالت˂ جیوه می باشد. همچنین بیشترین میزان غلظت فلزات سنگین در مناطق جنوبی منطقه مطالعاتی  مشاهده گردید که فعالیت میادین نفتی زیاد بوده است. کمترین مقادیر غلظت عناصرسنگین گرد و غبار نیز در مناطق مسکونی روستایی مشاهده شد. در عمده ایستگاه های مطالعاتی، دو فاکتور غنی شدگی و زمین انباشت در عناصر سنگین در ذرات گرد و غبار  بیشتر از خاک سطحی کانون غبار می باشد. مقادیر شاخص زمین انباشت در ذرات گرد و غبار و نیز در خاک سطحی برای فلزات جیوه، سرب و منگنز (3 ˂I geo  ≥ 2) در محدوده آلودگی متوسط تا زیاد قرار دارند که حاکی از تاثیرپذیری فراوانی این عناصر به طور عمده از منابع مختلف انسان زاد می باشد. نتیجه آنالیز خوشه ای با روش تجزیه مولفه اصلی کاملا مطابقت دارد و می تواند بیانگر چند منشا مختلف (آلاینده های نفتی، صنعتی و ترافیکی) فلزات سنگین در گرد و غبار باشد.

    کلیدواژگان: آلودگی، ضریب همبستگی، غنی شدگی، فلزات سنگین، گرد و غبار
  • الهام زنگارکی فراهانی*، علیرضا واعظی، محمدصادق عسکری صفحات 15-26

    رواناب از عوامل مهم فرساینده خاک به ویژه در اراضی شیب دار است. این مطالعه به منظور بررسی تولید رواناب تحت تاثیر درجه شیب و ویژگی های خاک در دامنه های بدون پوشش گیاهی در شمال غرب ایران، استان زنجان در سال 1395-1396 انجام گرفت. به این منظور 9 دامنه با پوشش گیاهی ضعیف و با شیب های مختلف شامل: 6، 8، 12، 15، 17، 24، 27، 31 و 36 درصد انتخاب و در هر دامنه سه کرت به ابعاد 1 متر × 5/1 متر در اوایل پاییز 1395 احداث گردید. در مجموع تولید رواناب در 27 کرت در طی دوره یکساله مورد بررسی قرار گرفت. دامنه های با شیب تندتر، خاک با بافت سبک و سنگریزه ای داشته و مقدار ماده آلی و آهک کمتری نسبت به شیب های ملایم داشتند. از 32 رخداد بارندگی طی دوره مطالعاتی، تعداد پنج رخداد منجر به تشکیل رواناب در کرت ها شد. روند مثبتی بین مقدار تولید رواناب و شدت بارندگی وجود نداشت. این موضوع نشان دهنده نقش ویژگی های فیزیکی خاک مانند محتوای رطوبت اولیه در تولید رواناب در کرت ها است. همچنین بین رخدادهای بارندگی که منجر به تولید رواناب در کرت ها گردید، تفاوت معنی داری مشاهده شد. در اراضی با شدت بارندگی کمتر و سرعت نفوذپذیری بیشتر خاک، توان تولید رواناب کمتر بود. تولید رواناب به طور قابل توجهی تحت تاثیر درجه شیب (01/0>p ، 51/0r =)، ماده آلی (01/0>p ، 51/0r =) و آهک (01/0>p ، 51/0r =) قرار  داشت. این مطالعه نقش ویژگی های خاک و درجه شیب در مقدار تولید رواناب در مراتع را نشان می دهد. بنابراین حفظ پوشش گیاهی می تواند باعث افزایش حفظ آب و بهبود محتوای ماده آلی و در نتیجه کاهش تولید رواناب شود.

    کلیدواژگان: ویژگی های خاک، پوشش گیاهی، شدت باران، ماده آلی
  • علیرضا واعظی، کامبیز رستمی مانگ هلاتی*، سید حمیدرضا صادقی صفحات 27-37

    بندهای خشکه چین از جمله بندهای اصلاحی کم هزینه در حوزه های آبخیز هستند که در آبراهه های کوچک برای حفظ منابع خاک و کاهش انتقال رسوب بکار می روند. کارایی این بندها در رسوبگیری ذرات در عرصه جنگلی کم تر مورد توجه پژوهش گران قرار گرفته است. هدف از این پژوهش بررسی تاثیر توالی بندهای خشکه چین و نقش عوامل موثر بر مقدار رسوبگیری در عرصه جنگلی بود. همچنین دانه بندی رسوبات در بندهای متوالی و در فواصل مختلف از هر بند بررسی و با توزیع اندازه ذرات خاک بالادست بندها مقایسه شد. در این پژوهش یازده بند متوالی خشکه چین در حوزه آبخیز مرگ واقع در جنوب غربی شهر کرمانشاه مورد بررسی قرار گرفت. این بندها در آبراهه با درجه دو طی سال 1395 احداث شده اند. نتایج نشان داد بندهای بالادست آبراهه با 9245 کیلوگرم بر هکتار بیشترین و بندهای پایین دست با 3575 کیلوگرم بر هکتار کمترین عملکرد رسوب را داشتند. مقدار رسوب پشت بندها تحت تاثیر شیب و مساحت سطح زهکشی آنها قرار داشت. مقدار شن رسوب 5/1 برابر بیشتر از خاک بالادست بندها بود در حالی که مقدار سیلت و رس رسوب کمتر و به ترتیب 5/75 و 8/23 درصد خاک بالادست بود. در طول سطح رسوبگذاری با دور شدن از ساختمان بند، درصد شن افزایش ولی درصد سیلت و رس کاهش یافت. این پژوهش نشان داد بندهای خشکه چین یکی از مهم ترین سازه های کم هزینه در حوزه آبخیز برای جلوگیری از انتقال رسوب به ویژه ذرات درشت دانه هستند. هر چند، احداث بندهایی با زهکشی کم جهت جلوگیری از انتقال ذرات ریز ضروری است.

    کلیدواژگان: خاک، دانه بندی ذرات، رسوبات درشت دانه، مساحت سطح زهکشی، شیب
  • سمیرا مصری، شجاع قربانی دشتکی*، حسین شیرانی، ابوالقاسم کامکار روحانی، حمیدرضا متقیان صفحات 38-48

    امروزه استفاده از روش های نوین به منظور برآورد پارامترهای هیدرولیکی همانند منحنی مشخصه رطوبتی مورد توجه قرار دارد. هدف از این پژوهش برآورد عوامل اثرگذار در مدل سازی پارامترهای منحنی مشخصه رطوبتی، به وسیله خصوصیات زودیافت فیزیکی، ژیوفیزیکی و مکانیکی با استفاده از درخت تصمیم گیری و تخمین گر خطا اعتبار-سنجی متقاطع و بازجایگزینی می باشد. در این پژوهش، 72 نمونه خاک از شش بافت مختلف از روستای مرغملک و شهرستان شهرکرد گردآوری شد. خصوصیات زودیافت خاک در دو سناریو (سناریو اول: کربنات کلسیم، ماده آلی، درصد شن و رس، چگالی ظاهری، pH، EC، میانگین وزنی قطر خاکدانه خشک و مرطوب و رطوبت اشباع، سناریو دوم: کربنات کلسیم، ماده آلی، درصد شن و رس، چگالی ظاهری، درصد سنگریزه، مقاومت الکتریکی، ثابت دی الکتریک، مقاومت فروروی) به نرم افزار معرفی شدند. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که ضریب همبستگی برای متغیرهای هدف PWP در سناریو اول 88/0 و در سناریو دوم برای متغیر هدف FC 93/0 بیشترین مقدار است. با جایگزینی ویژگی های ژیوفیزیکی و مکانیکی در سناریو دوم ضریب همبستگی برای متغیرهای FC و α که متاثر از ساختمان و بافت خاک هستند افزایش و برای متغیرهای PWP و n و m که بیشتر متاثر از بافت خاک هستند، کاهش یافت. %RMSE نیز برای متغیرهای FC و α در سناریو دوم با اختلاف جزیی کمتر از سناریو اول بود، اما به طور کلی با توجه به %RMSE مدل سازی برای همه متغیرهای هدف در هر دو سناریو موفق بوده است.

    کلیدواژگان: ثابت دی الکتریک، مقاومت الکتریکی، مقاومت مکانیکی، هوش مصنوعی
  • تارا شاه حسین، حبیب نظرنژاد*، فرخ اسدزاده صفحات 49-61
    تاکنون شاخص های مختلفی برای فرسایندگی باران ارایه شده اند که از میان آن ها شاخص (EI30) R در مدل USLE از مقبولیت بیشتری برخوردار است. این پژوهش با هدف تعیین شاخص فرسایندگی باران (EI30) در استان آذربایجان غربی انجام گرفت. به منظور برآورد شاخص یادشده از تحلیل رگرسیونی بین این شاخص و برخی از شاخص های زودیافت در 13 ایستگاه مجهز به باران نگار استفاده شد. شاخص EI30 بیش ترین همبستگی را با شاخص فورنیه اصلاح شده کلی) 9/0R2 =) نشان داد. سپس مقدار شاخص EI30 برای 66 ایستگاه باران سنجی با طول دوره آماری مشترک 20 سال (2012 - 1993) محاسبه شد. نتایج نشان داد که تغییرات شاخص EI30 در استان بسیار زیاد بوده و در دامنه 54/62 تا 05/230 مگاژول میلی متر در هکتار در ساعت در سال قرار دارد. حداکثر فرسایندگی در جنوب غربی استان و حداقل آن در مناطق شمالی و شرق استان مشاهده شد.
    کلیدواژگان: انرژی جنبشی باران، شاخص EI30، شاخص فورنیه اصلاح شده، فرسایندگی باران
  • سعید گیتی پور، فاطمه اکبرپور*، مجید بغدادی، ناصر مهردادی صفحات 62-73
    پیامد تجمع فلزات سنگین در محیط زیست خیلی نگران کننده است. یکی از روش های پالایش فلزات سنگین در خاک، استفاده از کلات کننده هایی نظیر اسید های آلی می باشد. هدف از این مطالعه، ارزیابی پتانسیل اسید سیتریک و اسید تارتاریک برای پالایش فلزات سنگین Ni، Pb، Cu، Zn و Cd از خاک های آلوده و توزیع شکل های مختلف این فلزات سنگین و تحرک آنها می باشد. در این مطالعه، شش نمونه از خاک های آلوده شهرک صنعتی چرمشهر واقع در شهرستان ورامین، از عمق صفر تا 15 سانتی متر تهیه گردید. از غلظت 05/0 مولار اسید سیتریک و اسید تارتاریک با نسبت یک به 25 خاک به مایع برای شستشوی فلزات سنگین، استفاده شد. به منظور برآورد توزیع فلزات سنگین Ni، Pb، Cu، Zn و Cd از اجزای مختلف خاک، از روش استخراج متوالی استفاده گردید. اجزای خاک شامل F1 (جزء تبادلی)، F2 (پیوند یافته با کربنات)، F3 (پیوند یافته با اکسیدهای منگنز و آهن)، F4 (پیوند یافته با مواد آلی) وF5 (جزء باقیمانده)، مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج این مطالعه، نشان داد جزء باقیمانده نقش مهمی در نگهداشت فلزات سنگین در خاک ایفا می کند. Cu و Zn  دارای الگوی توزیع یکسان در بین اجزای مختلف خاک بودند. Pb و Cd  نیز پیوند قویتری با جزء اکسید های آهن- منگنز داشتند. توزیع فلزات سنگین بین اجزای مختلف خاک ها،  قبل و بعد از شستشو با اسید سیتریک و اسید تارتاریک مقایسه شد. اسید سیتریک درصد بیشتری از فلزات سنگین را در مقایسه با اسید تارتاریک رهاسازی نمود. اسید سیتریک باعث رها سازی 55/45 درصد روی، 04/31 درصد سرب، 64/35 درصد نیکل، 7/48 درصد مس و 2/37 درصدی کادمیم گردید. میزان رهاسازی روی به میزان 42/3 درصد، سرب به میزان 15/16درصد، نیکل به میزان 34/26 درصد، مس به میزان 93/28 درصد و کادمیوم به میزان 76/18 درصد نیز توسط اسید تارتاریک گزارش شد. فاکتور تحرک فلزات سنگین Pb، Cu و Cd در خاک آلوده بیش از 10 درصد مشاهده گردید. فاکتور تحرک هر پنج فلز سنگین پس از شستشو با اسید سیتریک و اسید تارتاریک، زیر 10 درصد محاسبه شد. بر اساس نتایج این مطالعه، اسید سیتریک و اسید تارتاریک نقش قابل تاملی در رها سازی فلزات سنگین دارند و استفاده از این اسید ها برای پالایش فلزات سنگین از خاک های آلوده، توصیه می شود.
    کلیدواژگان: فلز سنگین، اسید سیتریک، اسید تارتاریک، استخراج متوالی، فاکتور تحرک
  • مریم موسوی، آیدا عباسی*، مسلم ثروتی، علی باریکلو صفحات 74-87
    ارزیابی تناسب اراضی براساس دستورالعمل فایو پرکاربردترین روش ارزیابی است. از مشکلات این روش عدم وجود جدول های نیازهای تیپ های بهره وری باغی است. سامانه ارزیابی اراضی خودکار (ALES) یک برنامه میکرورایانه ای است که به کاربر اجازه می دهد بر اساس دانش متخصصان، تناسب فیزیکی اراضی را در واحدهای اراضی با استناد به دستورالعمل فایو انجام دهد. هدف از این تحقیق، کاربرد برنامه ALES برای تعیین اولویت کشت در منطقه ملکان برای تیپ های بهره وری انگور، سیب و هلو می باشد. بدین منظور داده های مرفولوژیکی و آزمایشگاهی 13 خاکرخ شاهد واحدهای مختلف اراضی که براساس روش ژیوپدولوژی تفکیک شده اند، اخذ گردید. سپس میانگین وزنی داده ها برای عمق صفر تا 150 سانتی متری تعیین و وارد برنامه ALES شد. نتایج ارزیابی اقلیمی نشان داد که منطقه برای هر سه تیپ بهره وری انتخابی کاملا مناسب می باشد. با این حال حاشیه رود لیلان چای به دلیل برخورداری از شرایط میکروکلیمای مناسب از عملکرد بهتری برخوردار بود. از نظر خاکی نیز کربنات کلسیم و بافت به عنوان مهم ترین ویژگی های محدودکننده رشد تیپ های بهره وری انتخابی در منطقه مورد مطالعه بودند. نقشه های اولویت کشت تهیه شده در محیط GIS با ALES، نشان داد که 100 ، 70 و 28 درصد از کل منطقه به ترتیب برای انگور، سیب و هلو مناسب (S1 و S2) می باشد. همچنین اولویت احداث باغ در منطقه به صورت انگور، سیب و هلو ارزیابی شد. در پایان، به نظر می رسد که برنامه ALES بتواند برای ارزیابی تناسب اراضی درختان میوه در مناطق نیمه خشک مانند آذربایجان شرقی، برای فرموله کردن سامانه های کشاورزی پایدار مفید باشد.
    کلیدواژگان: تناسب اراضی، دانش کارشناس، روش فائو، شاخص اراضی، ملکان
  • لاله پرویز* صفحات 88-101
    نیاز به اطلاعات دقیق و با کیفیت خاک به دلیل کاربرد در برنامه ریزی های کشاورزی در حال افزایش است. هدف این تحقیق برآورد رنگ و بافت خاک با استفاده از اطلاعات تصاویر ماهواره ای به عنوان داده های ورودی رگرسیون بردار پشتیبان و رگرسیون درختی می باشد. در پژوهش حاضر، شاخص های ماهواره ای NDVI، PDI،SAVI ، MPDI،MSAVI ،TCI ، TVX، VHI، NVWSI، RVWSI،MVWSI  وVCI  استفاده شد. آزمون دانکن در سطح احتمال پنج درصد حاکی از وجود تغییرات معنی دار زمانی بین شاخص ها است. تفاوت معنی دار بین میانگین شاخص ها از نظر تنوع بافت خاکی براساس آزمون دانکن در سطح احتمال پنج درصد وجود نداشت. آماره های خطای RMSE،RRMSE ، AMAPE و MSE در مورد شن از رگرسیون درختی به رگرسیون بردار پشتیبان به ترتیب 43/15، 33/13، 41/16 و 7/28 درصد کاهش داشتند. تعیین بافت خاک با مثلث بافت خاک در دوره صحت سنجی حاکی از تطابق نوع بافت خاک مشاهداتی و رگرسیون بردار پشتیبان بود. با در نظر گرفتن اجزاء بافت خاک و مولفه های رنگ خاک آماره RPD از رگرسیون درختی به رگرسیون بردار پشتیبان به میزان 43/12 درصد افزایش داشت که بیانگر کارایی رگرسیون بردار پشتیبان در برابر رگرسیون درختی است. درصد کاهش آماره های RMSE،RRMSE    و MSE از رگرسیون خطی چندگانه به رگرسیون بردار پشتیبان در هیو به ترتیب 88/76، 4/77 و 6/94 و در رگرسیون درختی به ترتیب 15/72، 58/72 و 92/92 بیانگر عملکرد بهتر دو مدل رگرسیونی نسبت به رگرسیون خطی چندگانه بود. براساس تحلیل از جهات گوناگون رگرسیون بردار پشتیبان نسبت به رگرسیون درختی عملکرد بهتری در تعیین رنگ و بافت خاک داشت.
    کلیدواژگان: شاخص های ماهواره ای، رگرسیون، آماره های خطا، RPD
  • فاطمه افضلی نژاد، سمیه قاسمی* صفحات 102-115

    این مطالعه با هدف بررسی تاثیر لجن فاضلاب بر جذب برخی فلزهای سنگین توسط گیاه  کینوا (Chenopodium quinoa L.)  از باطله های کارخانه معدن طلای موته انجام شد. برای این منظور، تاثیر سطوح صفر، 20 و 40 تن در هکتار لجن فاضلاب بر غلظت، جذب و فاکتور تغلیظ زیستی و انتقال سرب، کادمیم و نیکل در سه رقم کینوا (Q29، Red carina و Titicaca) بررسی شد. بر اساس نتایج این مطالعه، تاثیر نوع رقم کینوا، سطوح مختلف لجن فاضلاب و اثرات متقابل تیمارها بر غلظت سرب و نیکل ریشه و شاخساره، غلظت کادمیم ریشه و فاکتور تغلیظ زیستی و انتقال سرب معنی دار بود. در رقم Titicaca، کاربرد 40 تن بر هکتار لجن فاضلاب باعث افزایش معنی دار غلظت نیکل ریشه و شاخساره و غلظت کادمیم ریشه و کاهش معنی دار غلظت سرب شاخساره و فاکتور تغلیظ زیستی و انتقال سرب گردید. در رقم Red carina نیز، غلظت سرب ریشه و شاخساره، فاکتور تغلیظ زیستی سرب، غلظت کادمیم ریشه و غلظت نیکل شاخساره گیاهان تیمارشده با سطح 40 تن بر هکتار لجن فاضلاب به طور معنی داری بیش تر از تیمار شاهد بود. هم چنین، کاربرد لجن فاضلاب باعث کاهش معنی دار فاکتور انتقال کادمیم و افزایش جذب کل و فاکتور تغلیظ زیستی نیکل گردید. به طور کلی، بیش ترین غلظت سرب شاخساره، جذب کل سرب، فاکتور تغلیظ زیستی کادمیم و فاکتور انتقال کادمیم و نیکل در رقم Q29 مشاهده شد. در حالی که غلظت کادمیم شاخساره و غلظت نیکل ریشه دو رقم Red carina و Titicaca به طور معنی داری بیش تر از رقم Q29 بود. بر اساس نتایج این پژوهش، رقم Q29 قابلیت انباشت خوبی برای فلزهای سنگین مورد مطالعه داشته و می تواند گونه مناسب برای پالایش خاک های آلوده باشد.

    کلیدواژگان: گیاه پالایی، کینوا، لجن فاضلاب، معدن طلای موته، فلزهای سنگین
  • سیمین آتش پرور، سید امیر شمس نیا* صفحات 116-127
    دمای خاک یکی از پارامترهای مهم در مطالعات هواشناسی کشاورزی می باشد و بسیاری از فرآیندهای بیولوژیکی خاک را تحت تاثیرقرار می دهد. متاسفانه به علت فقدان داده های دمای خاک در بسیاری از اقلیم ها و مناطق کشور، همواره این موضوع در انجام پروژه ها و تحقیقات کشاورزی مورد بحث بوده است. در تحقیق حاضر با استفاده از روابط همبستگی بین پارامترهای مختلف هواشناسی و دمای خاک در پنج ایستگاه کشاورزی در شهرستان های مختلف استان فارس (شیراز، آباده، داراب، زرقان و جهرم) در عمق های 5، 10، 20، 30، 50 و 100 سانتی متری، معادلاتی کاربردی جهت تخمین دمای خاک ماهانه تعیین گردید. در این راستا از معادلات رگرسیون خطی چند متغیره استفاده شده است. با توجه به نتایج بدست آمده در شهرستان آباده، متغیرهای هواشناسی سرعت باد، بارندگی و حداکثر دما، در شهرستان داراب متغیرهای رطوبت نسبی، سرعت باد، فشار هوا، بارندگی، حداکثر دما و حداقل دما، در شهرستان جهرم متغیرهای سرعت باد، فشار هوا، حداکثر دما و حداقل دما، در شهرستان شیراز متغیرهای ساعات آفتابی، سرعت باد، فشار هوا، بارندگی، حداکثر دما و حداقل دما و در شهرستان زرقان نیز متغیرهای ساعات آفتابی، سرعت باد، فشار هوا، بارندگی، حداکثر دما و حداقل دما بر دمای خاک تاثیرگذار بوده است. به طور کلی در تمام ایستگاه ها جهت برآورد دمای خاک در اعماق 5 و 10 سانتی متری به پارامترهای کمتری نیاز است و با افزایش عمق، اهمیت پارامترهای هواشناسی و نقش تاثیرگذار آن ها در تخمین دمای خاک بیشتر می گردد. همچنین تاثیر متغیرهای هواشناسی بر دمای خاک در اقلیم های مختلف یکسان نمی باشد. بر طبق ضرایب مربوط به معادلات ارایه شده، بیشترین تاثیرگذاری مربوط به دمای حداکثر و کمترین تاثیرگذاری بر دمای خاک در اعماق مختلف، مربوط به ساعت آفتابی می باشد. با افزایش عمق نیز ضرایب تبیین روندی کاهشی دارد. در تمام ایستگاه ها ضریب تببین در اعماق 5 و10 سانتی متری بین 98/0 تا 99/0 و در عمق 100 سانتی متری بین 87/0تا 92/0 بدست آمده است که نشان می دهد با افزایش عمق، این ضریب تا حدود 10 درصد کاهش می یابد. با توجه به نتایج و معادلات به دست آمده جهت هر ایستگاه و اقلیم های متفاوت در استان فارس، می توان از معادلات به دست آمده جهت تخمین دمای خاک در مناطق فاقد آمار استفاده نمود.
    کلیدواژگان: پارامترهای هواشناسی، دمای خاک، رگرسیون خطی چند متغیره، همبستگی
|
  • Reza Aminfar, Ahmad Landi *, Saeid Hojati Pages 1-14

    Dust is one of the most important environmental pollutants, containing particulate matter and heavy metals. The aims of this study were to determine the pollution level and to identify the distribution pattern of heavy metals in dust samples collected around the Hoveyzeh - Khorramshahr dust center. Thirty points from different urban and rural areas were taken using marble sediment traps to examine the heavy metals contents of the dust particles. The results showed that the concentrations of heavy metals in dust particles follows the order Mn > Zn >Cr > Ni > Pb > Cu > Co. Also, the highest values of enrichment factor were found in the southern parts of the study area, where the oil fields activities are predominant. The lowest concentrations of heavy metals were also observed in rural areas. In most of the stations, both values of enrichment factor and geo-accumulation index were higher in dust samples compared to those of soil samples. The values of geo- accumulation index for Hg, Pb, and Mn elements in dust particles and soil samples were in the range of medium to high pollution (2 ≥ I geo ˂ 3), indicating the impact of various human resources on distribution of these elements. The result of cluster analysis is fully consistent with the results of Principal Component Analysis (PCA), indicating several sources deriving from human activities including oil, industrial and traffic on heavy metals distribution in dust samples.

    Keywords: Correlation Coefficient, Dust, Enrichment factor, heavy metal, Pollution
  • Elham Zangaraki Farahani *, Ali Reza Vaezi, Mohammad Sadegh Askari Pages 15-26

    Runoff is an important factor influencing soil erosion in slope lands. This study was carried out to investigate runoff production as affected by slope gradient and soil properties in pastures without vegetation cover in Zanjan province during 2017-2018. Nine pastures with slope gradients of 6, 8, 12, 15, 17, 24, 27, 31 and 36% were considered and three plots with 1.0 m× 1.5 m in dimensions were installed in each slope on early autumn 2017. Runoff production was measured in twenty seven plots for a one-year period. The steep slopes have coarse soil textures, low organic matter and low lime content as compared to gentle slopes. Out of thirty two rainfalls, five events caused runoff at the plots. There was no positive trend between runoff production and rainfall intensity, indicating the role of soil conditions such as initial water content in controlling runoff at the plots. Significant difference was found among rainfall events in runoff production. Lower runoff production potential in the lands was associated with lower rainfall intensities and higher soil infiltration rate. Runoff production was significantly affected both slope gradient (r= 0.51, p< 0.01), organic matter (r= -0.69, p< 0.01), and lime content (r= -0.59, p< 0.01). This study indicates the role of soil properties and slope gradient in runoff production in the pastures. Therefore, maintaining vegetation cover can increase water retention and improve organic matter content, resulting in a decrease in runoff production.

    Keywords: Soil Characteristics, Vegetation cover, Rainfall intensity, organic matter content
  • Ali Reza Vaezi, Kambiz Rostami Manghalati *, Seyed Hamidreza Sadeghi Pages 27-37

    Loose stone check dams are among the least expensive structures in watersheds and are usually used to protect soil resources and reduce sediment transfer in small waterways. The effectiveness of these dams has received less attention from researchers in particle deposition in the forest area. The purpose of this study was investigating the effect of loose stone check dams and the role of the factors affecting on the amount of sedimentation in the forest area. Also, grading of sediments were studied at consecutive dams and different distances from each dam and compared with the soil particle size distribution of upstream soil. In this research the eleven loose stone check dams follow each other were investigated in the Marg watershed located in the southwest of Kermanshah. These dams have been constructed in the second order waterways during the year 2016. The results showed the upper dams of the waterway had the highest amount (9245 kg h-1) and the lower dams had the lowest amount of sediment (3575 kg h-1). The sediment amount of the back dams was directly affected by the slope and area of the dam drainage area. The amount of sand was 1.5 higher than the upstream soil, while the amount of silt and clay in the sediment samples was lower of the upstream soil, 75.5% and 23.8%, respectively. The amount of sand particles increases but the silt and clay particles had a declining trend with distance from the dam during the sedimentation surface. This study showed that loose Stone dams play an important role in sedimentation of coarse particles and they are one of the important structures in the watershed to prevent sediment transfer due to the low cost of their construction. Although, the construction of low drainage dams is necessary to prevent the transfer of fine particles.

    Keywords: Soil, particle aggregation, Coarse particles sediment, Drainage surface area, Slope
  • Samira Mesry, Hossein Shirani, Abolghasem Kamkarrohani, Hamidreza Motaghian Pages 38-48

    Nowadays, the use of new methods to estimate hydraulic parameters such as soil moisture characteristic curve is considered. The aim of this study was to determine the effective factors in modeling of moisture characteristic curve parameters, from conveniently available, by the decision tree and error estimator cross validation and resub stitution were used. In this study, 72 soil samples were collected from six different tissues from the village of Margalomk and Shahrekord city. Conveniently available soil properties were introduced into software in 2 scenarios (the first scenario %sand, %clay, OM%, CaCO3, BD, pH, EC, mean weight diameter of dry aggregate (MWD dry), mean weight diameter of wet aggregate (MWD wet) and θs, the second scenario %sand, %clay, OM%, CaCO3, BD, %gravel, electrical resistivity, dielectric constant, root penetration resistivity). The results showed that the correlation coefficient for the PWP target variables in the first scenario is 0.88 and in the second scenario the maximum value for the FC target variable is 0.93. By replacing, geophysical and mechanical properties in the second scenario, the correlation coefficient for the variables FC and α Which are affected by the structure and texture of the soil increased, and decreased for PWP, n and m variables, which are more affected by soil texture. %RMSE was also slightly lower for the FC and α variables in the second scenario than in the first scenario, but in general according to% RMSE, modeling for all variables was successful in both scenarios.

    Keywords: Dielectric constant, Electrical resistivity, Mechanical resistivity, Artificial intelligence
  • Tara Shahhosein, Habib Nazarnejad *, Farrokh Asadzadeh Pages 49-61
    So far, various indices have been proposed for rainfall erosivity, among which (EI30) R in the USLE model is more acceptable. The aim of this study was to determine the rain erosivity index (EI30) in West Azerbaijan province. In order to estimate the mentioned index, regression analysis between this index and some premature indices was used in 13 stations equipped with rain gauge. The EI30 index has the highest correlation with the overall corrected Fournier index (R2 = 0.9). Then, the EI30 index was calculated for 66 paranormal stations with a common statistical period of 20 years (1993-2012). The results showed that the changes in the EI30 index in the province are very high and are in the range of 62.54-230.05 mega Joule millimeters per hectare per hour per year. The highest erosivity was observed in the southwest of the province and the lowest in the northern and eastern regions of the province.
    Keywords: EI30 Index, Fournier index, Rainfall Kinetic energy, Rain erosivity
  • Saeid Gitipour, Fatemeh Akbarpour *, Majid Baghdadi, Naser Mehrdadi Pages 62-73
    The accumulation of heavy metals in the soil is a serious environmental problem. One of the heavy metals remediation methods from contaminated soils is the use of chelating agents, particularly organic acids. The aim of this study was to evaluate the potential of citric acid, and tartaric acid for the Cd, Zn, Cu, Pb, Ni mobility and distribution in the contaminated soils. Accordingly, soil samples were collected from contaminated soils of Charmshar Industrial Park located in Varamin city. Six samples were collected from surface (0-15 cm) in 2019. Contaminated soils were washed using 0.05M citric acid and tartaric acid using a soil: liquid ratio of 1:25. In order to understand the distribution of Zn, Pb, Cu, Ni, and Cd in soils before and after washing, a sequential extraction procedure was applied. Accordingly, five chemical fractions of the studied heavy metals were defined: exchangeable (F1), carbonate (F2), organic (F3), Fe-Mn oxide (F4) and residual (F5). Residual forms were the most important for the retention of all heavy metals. Zn and Cu had the same distribution and fractionation pattern. Cd and Pb had a strong affinity for the Fe-Mn oxide fraction. The washing efficiency varied in the order: Citric Acid˃Tartaric Acid. Citric acid removed 45.55% Zn, 31.04% Pb, 35.64% Ni, 48.7% Cu and 37.2%. Tartaric acid showed extraction efficiency of 3.42% Zn, 16.15% Pb, 26.34% Ni, 28.93% Cu and 18.76% Cd. The Cu, Cd and Ni mobility factor were observed higher than 10 %. The mobility factor for five heavy metals calculated less than 10 %, after washing by citric acid and tartaric acid. The results of this study showed that citric acid and tartaric acid have a deleterious role in the release of heavy metals, and using theses acids is recommended to contaminated soil remediation.
    Keywords: heavy metal, citric acid, Tartaric Acid, sequential extraction, Mobility Factor
  • Maryam Musavi, Ayda Abbasi *, Moslem Servati, Ali Barikloo Pages 74-87
    Land suitability evaluation Based on FAO's Framework is the most widely used assessment method. One of the failures of this method is a lack of crop requirements attribute for fruit trees. The Automated Land Evaluation System (ALES), is a microcomputer program that allows to the users to build their own knowledge-based systems which they can evaluate the physical suitability of land units, based on the FAO's Framework. The main destination of this research was to apply ALES program for land use suitability determination of grape, apple and peach in Malekan region (East Azerbaijan province). For this purpose, soil morphological and analytical data were carried out for 13 lands unites based on geopedological methods. The control section data between 0 and 150 cm were calculated by “soil layer generator” to apply and run the ALES program. Climate evaluation showed that the study area is completely suitable for each three land uses. The main recognized soil limitation factors were calcium carbonate and texture in the total of study area for selected land uses. Application of ALES program revealed that 100% of study region is suitable (S1 and S2) for grape, 70% for apple and 28% for peach. Also, land use could be arranged according to their land suitability classes as follows: peach < apple < grape. This arrangement reflects the priority for agricultural uses. Finally, ALES program appears to be useful in semi-arid regions, such as East Azarbaijan, for fruits trees land suitability evaluation, and formulate sustaining agro-ecological systems.
    Keywords: Expert knowledge, FAO framework, Land index, Land suitability, Malekan
  • Laleh Parviz * Pages 88-101
    The demand for quality and low-cost soil information is growing because of necessity in land use planning and precision agriculture. The aim of this study is soil texture and color estimation using satellite images information as input variables of support vector regression and tree regression. NDVI, PDI, SAVI, MPDI, MSAVI, TCI, TVX, VHI, NVWSI, RVWSI, MVWSI, VCI are satellite indices which related to the region in Azarshahr (East Azarbaijan). Duncan's test at the 5% probability level indicates significant time differences between the indices. There was no significant difference among the average of indices in terms of soil texture diversity. The error criteria RMSE, RRMSE, MAPE and MSE decreasing regard to sand from tree regression to support vector regression was 15.43, 13.33, 16.41 and 28.7%, respectively. Determination of soil texture with soil texture triangle in the validation period indicated the agreement of soil texture between observation and support vector regression. Considering soil texture and color components, RPD statistic increased from tree regression to support vector regression by 12.43%, which indicates the efficiency of support vector regression against tree regression. RMSE, RRMSE and MSE decreasing from multiple linear regression to support vector regression in hue were 76.88, 77.4 and 94.6%, respectively and for tree regression were 72.15, 72.58 and 92.92%, respectively, which is indicative of better performance of two regression models relative to simple regression. Based on various aspects of analysis, support vector regression had better performance for soil color and texture determination than tree regression.
    Keywords: Satellite indices, Regression, Error Criteria, RPD
  • Fatemeh Afzalinejad Pages 102-115

    The purpose of this study was to investigate the effect of sewage sludge on the uptake of some heavy metals by Quinoa (Chenopodium quinoa L.) from the tailings of Mouteh Gold Mine. For this purpose, the effects of 0, 20 and 40 ton ha-1 sewage sludge on the concentration, uptake, bioconcentration and translocation factor of Pb, Cd and Ni in the three cultivars of Quinoa (Q29, Red carina and Titicaca) were investigated. According to the results, the effect of Quinoa cultivar, different levels of sewage sludge and the interaction effects of treatments on the Pb and Ni concentration of roots and shoots, root Cd concentration and bioconcentration and translocation factor of Pb were significant. In the Titicaca cultivar, application of 40 ton ha-1 of sewage sludge significantly increased root and shoot Ni concentration and root Cd concentration, and significantly decreased shoot Pb concentration and bioconcentration and translocation factor o Pb. In the Red carina cultivar, the concentration of root and shoot Pb, biological accumulation factor of Pb, root Cd concentration and shoot Ni concentration of plants treated with 40 ton ha-1 of sewage sludge were significantly higher than control treatment. Also, application of sewage sludge significantly reduced translocation factor of Cd and increased total uptake and biological accumulation factor of Ni. In general, the highest shoot Pb concentration, total Pb uptake, biological accumulation factor of Cd, and translocation factor of Cd and Ni were observed in cultivar Q29. Whereas, shoot Cd and root Ni concentrations of the Red carina and Titicaca cultivars were significantly higher than the Q29 cultivar. Based on the results, Q29 cultivar has good accumulation ability for the studied heavy metals and can be a suitable species for the remediation of contaminated soils.

    Keywords: Heavy metals, Mouteh gold mine, phytoremediation, Quinoa, Sewage sludge
  • Simin Atashparvar, Seyed Amir Shamsnia * Pages 116-127
    Soil temperature is one of the important parameters in meteorological agriculture and affects many soil biological processes. Unfortunately, due to the lack of soil temperature data in many regions of the country, this issue has always been discussed in agricultural projects. In the present study, practical equations were created to estimate the monthly soil temperature using the correlations between different meteorological parameters and soil temperature in five agricultural stations in different cities of Fars province (Shiraz, Abadeh, Darab, Zarghan, and Jahrom) at depths of 5, 10, 20, 30, 50, and 100 cm. In this regard, multivariate linear regression equations have been used. According to the results, the following parameters affected soil temperature: in Abadeh, meteorological variables of wind speed, rainfall, and maximum temperature; in Darab, relative humidity, wind speed, air pressure, rainfall, maximum temperature, and minimum temperature; in Jahrom, variables of wind speed, air pressure, maximum temperature, and minimum temperature; in Shiraz, the variables of sunshine hours, wind speed, air pressure, rainfall, maximum temperature, and minimum temperature and in Zarghan city, the variables of sunshine hours, wind speed, air pressure, rainfall, maximum temperature, and minimum temperature. In general, fewer parameters are needed in all stations to estimate soil temperature at depths of 5 and 10 cm, and the importance of meteorological parameters and their effective role in estimating soil temperature increases with increasing depth. Also, the effect of meteorological variables on soil temperature is not the same in different climates. According to the coefficients related to the equations, the highest and the lowest effect on soil temperature at different depths, are the maximum temperature and sunshine hours. With increasing depth, regression coefficients decrease as well. In all stations, regression coefficient at depths of 5 and 10 cm has been calculated between 0.98-0.99, and at depth of 100 cm has been calculated between 0.87-0.92, shows decreased about 10% of this coefficient with increasing the depth. According to the results and equations obtained for each station and different climates in Fars Province, this equation can be used to estimate soil temperature in areas without data.
    Keywords: Meteorological Parameters, Soil Temperature, Multivariate Linear Regression, Correlation