فهرست مطالب

مدیریت خاک و تولید پایدار - سال دوازدهم شماره 2 (پیاپی 40، تابستان 1401)

نشریه مدیریت خاک و تولید پایدار
سال دوازدهم شماره 2 (پیاپی 40، تابستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/06/31
  • تعداد عناوین: 6
|
  • نجمه رسولی، محمدهادی فرپور*، مجید محمود آبادی، عیسی اسفندیارپور صفحات 1-22

    سابقه و هدف :

    اقلیم و توپوگرافی دو عامل مهم خاکسازی محسوب می شوند که پیدایش، تکامل و طبقه بندی خاک را تحت تاثیر قرار می دهند. توپوگرافی با تاثیرگذاری بر ویژگی هایی از جمله جهت شیب، شکل شیب، درصد شیب، میزان دریافت نزولات و نفوذ در خاک، میزان رواناب، میزان فرسایش و اختلاف در شرایط زهکشی بر تکامل خاک اثر گذار است. از سوی دیگر، درصد کربن آلی، مقدار و نوع رس، رنگ خاک، مقدار کربنات کلسیم، درصد اشباع بازی، عمق آبشویی و حلالیت نمک ها در خاک ارتباط تنگاتنگی با اقلیم دارد. از این رو، هدف این پژوهش بررسی تاثیر اقلیم و توپوگرافی در تغییر خصوصیات فیزیکوشیمیایی، کانی شناسی و میکرومورفولوژی خاک است.

    مواد و روش ها

    این پژوهش در دو منطقه ساردوییه و بم انجام شد. منطقه ساردوییه با میانگین ارتفاع 3500 متر از سطح دریا در رژیم رطوبتی و حرارتی زریک و مزیک قرار گرفته است؛ در حالی که منطقه بم با میانگین ارتفاع 900 متر در رژیم اریدیک - ترمیک واقع گردیده است. تعداد 8 خاک رخ شاهد بر روی مواد مادری از نوع آذرین بیرونی با ترکیب حدواسط انتخاب، نمونه برداری و تشریح گردید. آنالیزهای فیزیکوشیمیایی، کانی شناسی و میکرومورفولوژی بر روی نمونه های خاک انجام شد. و خاک ها براساس سامانه طبقه بندی آمریکایی و سامانه جهانی طبقه بندی گردیدند. مقادیر pH، بافت خاک، هدایت الکتریکی، کربنات کلسیم معادل، ظرفیت تبادل کاتیونی و گچ اندازه گیری شد. 8 نمونه برای مطالعات کانی شناسی انتخاب شد. نمونه ها تحت 4 تیمار اشباع سازی با کلرور منیزیم، کلرورپتاسیم، تیمار با بخار اتیلن گلیکول روی نمونه های اشباع از منیزیم و تیمار حرارتی 550 درجه سانتی گراد روی نمونه های اشباع از پتاسیم قرار گرفتند. نمودار های پراش پرتو ایکس تیمار های مختلف هر نمونه به وسیله دستگاه اشعه ایکس مدل بروکر با ولتاژ40 کیلو ولت و شدت جریات 30 آمپر تهیه گردید. آنالیز میکروسکوپ الکترونی نیز صورت گرفت. نمونه های دست نخورده از برخی افق ها برای مطالعات میکرومورفولوژی انتخاب گردید.

    یافته ها

    نتایج حاکی از آن است که درصد رس، ظرفیت تبادل کاتیونی، کربن آلی، کربنات کلسیم معادل در رژیم زریک افزایش یافته؛ در مقابل در رژیم اریدیک میزان هدایت الکتریکی و درصد گچ افزایش نشان می دهد. از این رو تغییر در خصوصیات خاکی سبب تغییر در طبقه بندی خاک ها از مالی سول و آلفی سول (رژیم زریک) به اریدی سول (رژیم اریدیک) در سامانه آمریکایی و چرنوزم، لویسول و کلسی سول (رژیم زریک) به سولونچاک، ژیپسی سول و کمبی سول (رژیم اریدیک) در سامانه جهانی گردیده است. از نقاط قوت سامانه جهانی نسبت به سامانه آمریکایی توجه به طبقه بندی خاک های مدفون و استفاده از توصیف کننده راپتیک برای نشان دادن انقطاع سنگی است. نتایج کانی شناسی رسی، وجود کانی های ایلیت، پالیگورسکیت، کلرایت، اسمکتیت، کایولینیت، ورمیکولیت، کانی مخلوط ورمیکولیت -اسمکتیت و کوارتز را نشان می دهد. نتایج حاکی از کاهش کانی ایلیت و افزایش مقادیر کانی ورمی کولیت و اسمکتیت در رژیم زریک بود؛ در حالیکه در اقلیم اریدیک مقدار کانی ایلیت افزایش نشان می دهد. علاوه بر این حضور همزمان کانی پالیگورسکیت و کانی مخلوط ورمیکولیت-اسمکتیت را می توان به وجود خاک های پلی ژنتیک در منطقه نسبت داد. پدوفیچرهای غالب در مطالعات میکرومورفولوژی در رژیم زریک حاکی از پرشدگی، نادول و پوشش های زیر سطحی کلسیت و تشکیل پوشش رسی، پل رسی بین ذرات و کلاهک رسی متصل است. از سوی دیگر حضور توام پوشش و پرشدگی کلسیت و رس همراه با کریستال های منفرد گچ و صفحات درهم قفل شده نشان دهنده نقش اقلیم گذشته در تشکیل خاک است.

    نتیجه گیری

    نتایج این پژوهش نشان داد که اقلیم کنونی، اقلیم مرطوب تر حاکم در گذشته منطقه و توپوگرافی نقش کلیدی در شدت هوادیدگی، مقدار کانی های رسی و نوع عوارض خاک ساخت موجود در منطقه داشته اند. همچنین با توجه به عدم وجود کربنات در ماده مادری، افزایش هوادیدگی در رژیم زریک تاثیر بسزایی در دگرسانی کانی پلاژیوکلاز و افزایش کربنات کلسیم ثانویه داشته است.

    کلیدواژگان: کانی شناسی رس، میکرومورفولوژی، خاک های پلی ژنتیک، طبقه بندی خاک
  • مریم نیازی، وحید براتی*، حمیدرضا بوستانی، احسان بیژن زاده صفحات 23-43

    سابقه و هدف:

     مقدار عناصر پرمصرف تحت تاثیر عوامل مختلف محیطی از جمله تنش شدید آبی پس از گلدهی قرار می گیرد. استفاده از باکتری آزوسپیریلوم به عنوان کود زیستی و افزایش ماده آلی خاک توسط بقایا، از روش های کاهش تنش آبی در مزارع می-باشد اما، با وجود اثرات مطلوب کاربرد باکتری آزوسپیریلوم و بقایای گیاهی در کاهش تنش آبی، مطالعات اندکی در زمینه ی اثرات این عوامل بر محتوای عناصر پرمصرف گیاه جو در مناطق گرم و خشک جنوب ایران صورت گرفته است. بنابراین، هدف از این پژوهش بررسی اثرات باکتری آزوسپیریلوم و بقایای گیاهی در شرایط تنش خشکی بر محتوای برخی عناصر پرمصرف در گیاه جو بود.

    مواد و روش:

     این پژوهش به صورت اسپلیت فاکتوریل در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی داراب- دانشگاه شیراز در سال زراعی 97- 1396 بر روی گیاه جو (رقم زهک) انجام شد. تیمار ها در این پژوهش شامل: دو سطح آبیاری به عنوان عامل اصلی [1- آبیاری مطلوب (بدون تنش آبی): آبیاری بر اساس نیاز آبی گیاه تا مرحله رسیدگی فیزیولوژیک و 2- کم آبیاری (تنش آبی): آبیاری بر اساس نیاز آبی گیاه تا انتهای مرحله ی گلدهی (قطع آبیاری پس از مرحله گلدهی)] بود. همچنین، عامل های فرعی شامل دو سطح بقایای گیاهی [1- حذف بقایا و 2- برگرداندن 30 درصد بقایای گیاهی (کاه گندم) به خاک] و چهار منبع کودی [1- شاهد: صفر کیلوگرم نیتروژن در هکتار، 2- کاربرد 100 کیلو گرم نیتروژن در هکتار به صورت (اوره 46 درصد نیتروژن) با توجه به آزمون خاک 3- استفاده تلفیقی از باکتری آزوسپیریلوم (Azospirillum brasilense) و نیتروژن به مقدار نصف نیاز نیتروژنی گیاه (50 کیلو گرم نیتروژن در هکتار به صورت (اوره 46 درصد نیتروژن)) و 4- تلقیح بذر ها با باکتری آزوسپیریلوم)] بود.

    یافته ها

    اثر برهمکنش بقایا × منبع نیتروژن بر محتوای نیتروژن دانه نشان داد که بیشترین محتوای نیتروژن دانه (7/161 کیلوگرم بر هکتار) در تیمار حذف بقایا و کود تلفیقی و کمترین میزان محتوای نیتروژن دانه (43 کیلوگرم بر هکتار) در تیمار حضور بقایا و کود زیستی مشاهده شد. همچنین، محتوای نیتروژن کاه تحت تاثیر برهمکنش آبیاری × بقایا × منبع نیتروژن، قرار گرفت. بیشترین محتوای نیتروژن کاه در تیمار تنش آبی و حفظ بقایا و کود نیتروژن (9/62 کیلوگرم بر هکتار) و کمترین محتوای نیتروژن کاه در تیمار تنش آبی و حفظ بقایا و شاهد نیتروژن (7/5 کیلوگرم بر هکتار) به دست آمد. بالاترین مقدار محتوای فسفر دانه (35/1 کیلوگرم بر هکتار) مربوط به تیمار کود تلفیقی و بالاترین مقدار محتوای فسفر کاه (12/1 کیلوگرم بر هکتار) مربوط به تیمار کود نیتروژن بود. اثر برهمکنش آبیاری × بقایا × منبع نیتروژن نشان داد که بیشترین محتوای پتاسیم دانه در تیمار تنش آبی و حذف بقایا و کود نیتروژن (6/12 کیلوگرم بر هکتار) و کمترین محتوای پتاسیم دانه در تیمار تنش آبی و حفظ بقایا و شاهد نیتروژن (0/4 کیلوگرم بر هکتار) به دست آمد. همچنین، اثر برهمکنش آبیاری × منبع نیتروژن نشان داد که بیشترین محتوای پتاسیم کاه (4/114 کیلوگرم بر هکتار) در تیمار آبیاری مطلوب و کود تلفیقی و کمترین میزان محتوای پتاسیم کاه (3/33 کیلوگرم بر هکتار) در تیمار تنش آبی و کود زیستی مشاهده شد.

    نتیجه گیری

    بر اساس یافته های این آزمایش، تیمار کود تلفیقی به منظور دستیابی به حداکثر محتوای عناصر پرمصرف در شرایط مطلوب رطوبتی مناسب است. بنابراین، با توجه به ملاحظات زیست محیطی، اقتصادی و دستیابی به سطوح بالای محتوای عناصر پرمصرف، این تیمار کودی قابل توصیه می باشد.

    کلیدواژگان: کود زیستی، پتاسیم دانه، فسفر دانه، و نیتروژن دانه
  • زهرا قاسمی، حبیب الله نادیان، بیژن خلیلی مقدم* صفحات 45-65

    سابقه و هدف:

     شوری خاک مشکل روزافزون خاک های کشاورزی بوده و حضور قارچ های مایکوریزا با برقراری همزیستی با ریشه ی بسیاری از گیاهان از طریق بهبود رشد گیاه، تحمل آنها را در برابر شوری افزایش می دهند. علاوه بر این قارچ مایکوریزا از طریق دو مکانیسم اصلی تثبیت فیزیکی با به دام انداختن ذرات انفرادی خاک به وسیله شبکه های گسترده هیف و تثبیت شیمیایی توسط ترشحات چسب مانند به پایداری خاکدانه ها کمک می کند. هدف این مطالعه مقایسه ی تاثیر ریشه های گیاهان شبدر با نام علمی Terifoliom alexandrinum L.، پیاز با نام علمی Allium cepa L. و جعفری با نام علمی Petrocelinum crispum L. با حضور و بدون حضور قارچ مایکوریزا تحت شوری خاک بر روی ثبات خاکدانه ها بود.

    مواد و روش ها

    به منظور بررسی اثر قارچ مایکوریزا و سطوح مختلف شوری بر ویژگی های مورفولوژیک، غلظت عناصر غذایی و ثبات خاکدانه های خاک در سه گیاه شبدر، جعفری و پیاز آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار به صورت گلدانی در گلخانه دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان در سال 1397 انجام گرفت. فاکتورهای آزمایشی شامل قارچ مایکوریزا در دو سطح (عدم تلقیح با مایکوریزا (NM)، تلقیح با مایکوریزا (M))، شوری در سه سطح (dS m-1 1 (S1)، dS m-1 3 (S2) و dS m-16 (S3)) و سه گونه گیاه (شبدر (TA)، جعفری (PC) و پیاز (AC)) بود.

    یافته ها

    بر اساس نتایج به دست آمده تنش شوری باعث کاهش معنی دار شاخص های رشدی و درصد کلنیزاسیون گیاهان گردید اما تلقیح با قارچ مایکوریزا سبب افزایش معنی دار شاخص های فوق گردید. تنش شوری در گیاهان شبدر، جعفری و پیاز به ترتیب باعث کاهش وزن خشک اندام هوایی به میزان 31 و 35 و 96 درصدگردید، اما این فاکتور در گیاهان میکویزایی نسبت به تیمارهای غیر مایکوریزایی آن ها به ترتیب 69، 67 و 93 درصد افزایش نشان داد. میزان افزایش وزن ماده خشک ریشه این سه گیاه مایکوریزایی نسبت به غیر مایکوریزایی آن ها به ترتیب یاد شده 65، 65 و 93 درصد بود. همچنین تنش شوری باعث کاهش معنی دار در جذب غلظت عناصر پرمصرف (فسفر و پتاسیم) و عناصر کم مصرف (آهن، روی و مس) گردید در صورتی که غلظت عنصر سدیم افزایش معنی داری یافت. تیمار قارچ مایکوریزا موجب افزایش معنی دار غلظت فسفر در سه گیاه شبدر جعفری و پیاز به میزان 26، 27 و 41 درصد گردید در حالی که تنش شوری غلظت فسفر را در سه گیاه فوق به میزان 22، 24 و 26 درصد کاهش داد. تلقیح مایکوریزایی سبب افزایش 6، 12 و 66 درصد آهن به ترتیب در سه گیاه فوق گردید. بررسی نتایج نشان داد که بیشترین میزان پایداری خاکدانه در گیاهان شبدر، جعفری و پیاز با میانگین 81/0، 75/0 و 93/0 میلی متر در تیمار مایکوریزایی با شوری کم و کمترین میزان پایداری خاکدانه با میانگین 41/0، 39/0 و 35/0 میلی متر در تیمار غیر مایکوریزایی با شوری زیاد بدست آمد.

    نتیجه گیری

    براساس نتایج این تحقیق مشاهده شد که تنش شوری بر ویژگی های رشدی و جذب عناصر غذایی سه گیاه شبدر، جعفری و پیاز اثر منفی می گذارد اما تلقیح گیاهان فوق با قارچ مایکوریزا تا حد زیادی از این اثرات منفی تنش شوری می کاهد. همچنین اثرات منفی تنش شوری بر پایداری خاکدانه در تیمارهای مایکوریزایی کمتر از تیمارهای غیرمایکوریزایی بود. در بین گیاهان مورد مطالعه، بیشترین میزان پایداری خاکدانه در شرایط تلقیح قارچ مایکوریزا، مربوط به گیاه پیاز بود و کمترین میزان پایداری خاکدانه در گیاه جعفری دیده شد. با بررسی نتایج مشاهد شد گیاه پیاز که وابستگی مایکوریزایی بیشتری به قارچ دارد می تواند باعث افزایش بیشتر میزان پایداری خاکدانه ها گردند. بدین ترتیب می توان با کاربرد قارچ مایکوریزا، بخصوص در خاک های شور، پایداری خاکدانه ها را افزایش داد و در نتیجه آن باعث بهبود کیفیت وسایر ویژگی های فیزیکی خاک گردید.

    کلیدواژگان: تلقیح، گیاهان مایکوریزایی، شبدر، جعفری، پیاز
  • ساناز پورمیرکمالی، مجید محمودآبادی*، وحیدرضا جلالی صفحات 67-86

    سابقه و هدف :

    فرسایش پاشمانی و بین شیاری از انواع مهم فرسایش ناشی از باران در اراضی کشاورزی است. در بسیاری از مناطق کشور، وزش باد از طریق تشدید فرسایندگی باران باعث افزایش شدت فرسایش خاک می شود. یکی از راهکارهای حفاظتی مهم در مهار فرسایش، استفاده از خاکپوش بقایای گیاهی است. پژوهش حاضر با هدف بررسی تاثیر درصدهای مختلف خاکپوش کاه و کلش گندم در تقابل با سرعت های مختلف باد بر شدت فرسایش بین شیاری و پاشمانی با استفاده از دستگاه شبیه ساز هم زمان باران و باد انجام شد.

    مواد و روش ها

    به این منظور، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کامل تصادفی از طریق ایجاد شدت 40 میلی متر در ساعت باران بر روی دو نمونه خاک با حداکثر اندازه ذرات 2 و 75/4 میلی متر (به ترتیب با اسامی C2mm و C4.75mm)، در سرعت های مختلف باد (صفر، 6 و 12 متر بر ثانیه در ارتفاع 40 سانتی متری) و سطوح متفاوت خاکپوش کاه و کلش شامل صفر، 30، 60 و 90 درصد (معادل 800، 1650 و 3300 کیلوگرم بر هکتار) هر یک در سه تکرار انجام شد. میزان فرسایش بین شیاری و پاشمان به سمت بالادست و پایین دست به طور جداگانه اندازه گیری شد. در پایان، درصد کارایی سطوح مختلف خاکپوش در کاهش فرسایش خاک در مقایسه با شاهد (خاک بدون پوشش) در سرعت های مختلف باد تعیین شد.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که با افزایش درصد خاکپوش بقایا، شدت فرسایش بین شیاری و پاشمانی به طور معنی داری کاهش یافت. همچنین با افزایش سرعت باد، فرسایش بین شیاری و پاشمان پایین دست ذرات به طور معنی داری افزایش و پاشمان بالادست کاهش نشان داد. کارایی خاکپوش در مهار فرسایش بین شیاری بین 7/30 تا 8/92 درصد و در کاهش پاشمان بالادست و پایین دست ذرات به ترتیب بین 3/3 تا 81 درصد و 9/78 تا 9/99 درصد تعیین شد. از بین سطوح مورد مطالعه، پوشش 60 درصد خاکپوش، بهترین پاسخ را در مهار فرسایش بین شیاری نشان داد.

    نتیجه گیری

    یافته های این پژوهش نشان داد که در باران های متاثر از وزش باد، شدت فرسایش بین شیاری با افزایش سرعت باد افزایش می یابد. با این وجود، از طریق ایجاد پوشش مناسب بقایای گیاهی در سطح خاک می توان شدت فرسایش را به طور معنی داری کاهش داد. در واقع، با افزایش درصد خاکپوش بقایای گیاهی، سطح خاک در برابر برخورد مستقیم قطرات باران محافظت می شود و در نتیجه، شدت فرسایش بین شیاری و پاشمانی کاهش می یابد. همچنین بقایای گیاهی، کارایی بیشتری در کاهش شدت پاشمان به سمت پایین دست نسبت به شدت پاشمان بالادست داشت. علاوه بر این در حضور بقایای گیاهی نسبت به شاهد، پاشمان به سمت پایین دست بیشتر از فرسایش بین شیاری کاهش یافت. یافته های این پژوهش نشان داد که با حفظ بقایای گیاهی در اراضی کشاورزی می توان اثر فرساینده سرعت باد در تشدید فرسایش ناشی از باران در اراضی کشاورزی را مهار نمود.

    کلیدواژگان: خاکپوش، شبیه ساز هم زمان باران و باد، فرسایش ناشی از باران، فرسایندگی باد، فرسایندگی باران
  • مهرداد رنجبر، فردین صادق زاده*، سید مصطفی عمادی، مهدی قاجارسپانلو، عبدالغفور احمدپور داشلی برون صفحات 87-105

    سابقه و هدف:

     بسیاری از خاک های کشاورزی ایران به علت مدیریت نامناسب از جمله سیستم تک کشتی و عدم رعایت تناوب زراعی، خروج کامل بقایای گیاهی از مزرعه و اقلیم خشک و نیمه خشک و عدم کاربرد کودها و اصلاح کننده های آلی از نظر ماده آلی فقیر هستند. مصرف بی رویه کودهای شیمیایی به منظور افزایش میزان تولیدات کشاورزی به ویژه در بخش زراعی موجب بروز پیامدهای نامطلوب زیست محیطی می شود. امروزه با توسعه کشاورزی ارگانیک، استفاده از ترکیبات آلی برای کاهش استفاده از کودهای شیمیایی مورد توجه قرار گرفته است. نیشکر یک گیاه تجمع کننده سیلیسیم است و مدیریت ضعیف در کشت نیشکر می تواند سبب کاهش سیلیسیم قابل دسترس شود. یکی از مهم ترین اصلاح کننده های آلی برای بهبود ویژگی های خاک، محتوای کربن و بهبود غلظت سیلیسیم قابل دسترس، زغال زیستی می باشد. هدف از این پژوهش بررسی تاثیر کاربرد انواع زغال زیستی بر غلظت سیلیسیم و برخی عناصر غذایی ضروری خاک دارای بافت لوم رسی سیلتی بود.

    مواد و روش ها

    به منظور بررسی تاثیر کاربرد انواع زغال زیستی بر غلظت سیلیسیم و برخی عناصر غذایی ضروری خاک دارای بافت لوم رسی سیلتی، طرح آزمایشی به صورت آزمایش فاکتوریل، با دو فاکتور زغال زیستی و کود شیمیایی در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در آزمایشگاه شرکت کشت و صنعت نیشکر امام خمینی (ره) خوزستان اجرا شد. زغال های زیستی مورد استفاده در این پژوهش باگاس نیشکر، پوسته برنج، کاه برنج، کاه گندم و چوب نراد بودند که گرماکافت آن ها در کوره الکتریکی در دمای 300 درجه سانتیگراد و به مدت 3 ساعت گرماکافت انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل شاهد (بدون مصرف زغال زیستی و کود شیمیایی)، زغال زیستی ، کودهای شیمیایی و زغال زیستی به همراه کودهای شیمیایی بود. زغال های زیستی در سطح یک درصد وزنی به خاک اضافه شدند و تیمارها به مدت سه ماه در رطوبت ظرفیت زراعی انکوباسیون شدند. در پایان دوره انکوباسیون غلظت عناصر نیتروژن، فسفر، پتاسیم، سیلیسیم، آهن، منگنز، مس و روی اندازه گیری شد.

    یافته ها

    نتایج آزمایش نشان داد که اثر تیمارها بر غلظت عناصر نیتروژن، فسفر، پتاسیم، سیلیسیم، آهن، منگنز، مس و روی در خاک معنی دار بود. تیمار زغال زیستی کاه برنج به همراه نیتروژن، فسفر و پتاسیم (RSB+NPK) بیشترین غلظت نیتروژن، فسفر و پتاسیم خاک را داشت. بیشترین غلظت سیلیسیم خاک مربوط به تیمارهای زغال زیستی کاه برنج به همراه نیتروژن، فسفر و پتاسیم (RSB+NPK)، زغال زیستی کاه برنج به همراه نیتروژن و فسفر (RSB+NP) و زغال زیستی کاه برنج به همراه فسفر (RSB+P) بود که بین این تیمارها و تیمارهای زغال زیستی کاه برنج به همراه فسفر و پتاسیم (RSB+PK) و زغال زیستی کاه برنج (RSB) اختلاف معنی داری وجود نداشت.

    نتیجه گیری

    به طور کلی نتایج این مطالعه نشان داد تیمارهای دارای زغال زیستی (زغال زیستی به تنهایی و یا همراه کود شیمیایی) نسبت به تیمارهای بدون زغال زیستی (شاهد و کود شیمیایی) تاثیر بیشتری در افزایش غلظت قابل دسترس عناصر غذایی در خاک داشتند. در بین زغال های زیستی نیز، زغال های زیستی کاه برنج، باگاس نیشکر و پوسته برنج در افزایش غلظت عناصر غذایی موثرتر بودند. به طور کلی می-توان نتیجه گیری کرد به دلیل اینکه زغال زیستی منبع غنی از این عناصر غذایی است و تاثیر مثبتی که بر ویژگی های خاک دارد می تواند به عنوان یک عامل موثر در جهت بهبود حاصلخیزی خاک استفاده شود.

    کلیدواژگان: گرماکافت، حاصلخیزی، کربن خاک، کود شیمیایی
  • مهدی اسماعیلی، سپیده کلاته جاری، فواد فاتحی، مرجان دیانت* صفحات 107-125

    سابقه و هدف:

     امروزه ، کودها یکی از عوامل موثر بر عملکرد گیاهان هستند ، اما استفاده زیاد از آنها ، به ویژه اگر با روش های مدیریت نامناسب مانند سوزاندن بقایای گیاهان ترکیب شود ، مواد آلی خاک را به شدت کاهش می دهد. همچنین استفاده طولانی مدت از کودهای شیمیایی منجر به شستشو و آلودگی آب های زیرزمینی می شود. استفاده از کودهای زیستی برای کاهش استفاده از کودهای شیمیایی و افزایش بازده محصول ، یک استراتژی مهم برای حرکت به سمت کشاورزی پایدار است. تاکنون هیچ تحقیقی در مورد تاثیر ورمی کمپوست و ورمی واش بر رشد و نمو گیاه گازانیا انجام نشده است. بنابراین مطالعه حاضر به منظور بررسی اثرات ورمی کمپوست و ورمی واش بر رشد و نمو گیاه گازانیا انجام شد.

    مواد و روش ها

    به منظور بررسی تاثیر کودهای زیستی بر خصوصیات مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی گل گازانیا آزمایشی در سال 1397 در گلخانه گروه زراعت دانشگاه تهران در کرج انجام شد. ورمی کمپوست در 4 سطح (شاهد، 20، 40 و 60 درصد حجمی بستر کشت) و ورمی واش در 4 سطح (شاهد، 50، 100 و 200 میلی گرم در لیتر) به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک کامل تصادفی استفاده شدند. صفات ارتفاع بوته، تعداد گل، قطر گل، حجم ریشه، وزن تر و خشک اندام هوایی، وزن تر و خشک ریشه، مقدار کلروفیل، میزان قند محلول، غلظت عناصر پتاسیم، نیتروژن و فسفر برگ مورد بررسی قرار گرفتند. تجزیه و تحلیل آماری داده ها با استفاده از نرم افزار SAS نسخه 9.1 و مقایسه میانگین ها با استفاده از آزمون چند دامنه دانکن در سطح احتمال 5٪ انجام شد.

    یافته ها

    تیمارهای ورمی کمپوست و ورمی واش اثرات چشمگیری بر خصوصیات مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی گیاه گازانیا داشتند. اثر متقابل ورمی کمپوست و ورمی واش برای همه صفات مورد مطالعه به جز غلظت فسفر معنی دار بود. بیشترین تعداد گل (10 گل) در تیمار 60٪ ورمی کمپوست و ورمیواش با میزان 100 میلی گرم در لیتر مشاهده شد. از نظر تعداد و قطر گل بین 40 تا 60 درصد حجم ورمی کمپوست و همچنین بین 100 تا 200 میلی گرم در لیتر ورمی واش تفاوت معنی داری مشاهده نشد. بنابراین ، افزایش مقدار ورمی کمپوست و ورمی واش تا حدی باعث افزایش خصوصیات تولید مثل گیاه می شود و بالاتر از آن حتی می تواند صفات مربوطه را کاهش دهد. با افزایش حجم ورمی کمپوست از 20٪ به 40٪ ، حجم ریشه گلهای گل آفریقایی به طور قابل توجهی تغییر کرد. وزن تازه و خشک شاخه ها نیز پاسخی مشابه به تیمارهای ورمی کمپوست و ورمی واش نشان داد. با افزایش حجم ورمی کمپوست از 20 به 40٪ ، قند محلول به طور قابل توجهی در گیاه گازانیا افزایش می یابد. ورمی کمپوست و ورمی واش باعث افزایش کلروفیل در گازانیا شدند. بیشترین مقدار کلروفیل b در تیمار ورمی کمپوست با حجم 60٪ و 50 میلی گرم در لیتر ورمی واش مشاهده شد.

    نتیجه گیری

    بر اساس نتایج آزمایش ، ورمی کمپوست و ورمی واش ، با جذب مواد مغذی موثر و جذب و ذخیره سازی آب زیاد ، صفات تولیدمثل گیاه گازانیا را افزایش داد.اثر تیمار ورمی کمپوست بر صفات مورد بررسی گازانیا بیشتر از تیمار ورمی واش بود.تیمار 40 درصد حجمی ورمی کمپوست و 200 میلی گرم در لیتر ورمی واش مناسب ترین تیمار جهت بهبود رشد گیاه گازانیا بود.

    کلیدواژگان: پتاسیم، کلروفیل، تعداد گل، ارتفاع گیاه، ورمی کمپوست
|
  • Najmeh Rasooli, MohammadHady Farpoor *, Majid Mahmoodabadi, Esa Esfandyarpoor Pages 1-22
    Background and objectives

    Climate and topography are two important soil-forming factors that affect the genesis, evolution, and classification of soils. Topography may influence soil evolution through attributes such as the direction, shape, and percentage of the slope, the amount of precipitation, penetration, and runoff, the rate of erosion, as well as the difference in the drainage conditions. On the other hand, organic carbon, the amount and type of clay, soil color, calcium carbonate, base saturation, leaching depth, and solubility of salts in the soil are closely related to the climate. Hence, this study aimed to investigate the effect of climate and topography on changing physicochemical, mineralogical, and micromorphological properties of soil.

    Materials and Methods

    This research focused on two regions including, Sardooeyeh and Bam. The Sardooeyeh region, with the soil moisture-temperature regime of xeric-mesic, is about 3500m above sea level. However, the mean elevation in the Bam region, with the aridic-thermic regime, is 900m. Eight representative pedons on the extrusive igneous parent material with an intermediate composition were selected, sampled, and described. Physicochemical, mineralogical, and micromorphological analyses performed on the soil samples, and the soils were classified using Soil Taxonomy and World Reference Base for Soil Resources (WRB). Soil pH, particle size distribution, electrical conductivity, equivalent calcium carbonate, cation exchangeable capacity, and gypsum were measured, then eight samples were selected for clay mineralogy investigations. A Bruker Dh8 Advance X-ray diffractometer at 30 mA and 40 kW was used to analyze the samples. Scanning electron microscopy was performed. The undisturbed soil samples from horizons were selected for micromorphological observations.

    Results

    The results revealed the increase in the clay percentage, cation-exchange capacity, organic carbon, and equivalent calcium carbonate in the elevations with the xeric regime. On the other hand, an increase in the amount of electrical conductivity and gypsum percentage in the aridic regime was determined. Thus, changes in soil properties caused different soils, including a range of Mollisols and Alfisols (xeric regime) to Aridisols (aridic regime) in the Soil Taxonomy and the Chernozems, Luvisols, and Calcisols (xeric regime) to Solonchaks, Gypsisols and Cambisols (aridic regime) in the WRB system to be classified. One of the strengths of the WRB system compared to the Soil Taxonomy is the classification of buried soils and the use of the "Raptic" qualifier to indicate the lithologic discontinuity within the pedon. The results of clay mineralogy elucidate the presence of illite, palygorskite, chlorite, smectite, kaolinite, vermiculite, smectite-vermiculite interstratified minerals, and quartz. In the xeric regime, the illite mineral decreased, and vermiculite and smectite increased. However, the amount of illite increased in the aridic climate. Furthermore, the simultaneous presence of palygorskite and smectite-vermiculite interstratified minerals can be the result of the presence of polygenetic soils in this region. Calcite infilling, nodule, and calcite internal hypo-coating, with clay coatings, clay bridges, and link clay capping were among the dominant micromorphological pedofeatures observed in the xeric moisture. On the other hand, the simultaneous presence of calcite and clay coatings and infillings together with gypsum infillings and the interlocked gypsum plates prove the role of paleoclimate in soil formation.

    Conclusions

    Results of this study showed that the current climate, the paleoclimate prevailing in the region, and topography have key roles on the intensity of weathering, the amount of clay minerals, and the type of pedofeatures in the region. Besides, due to the lack of carbonate in the parent material, it seems that the increase of weathering in the xeric regime part of the area significantly influenced on the alteration of plagioclase mineral which in turn, increased secondary calcium carbonate.

    Keywords: clay mineralogy, micromorphology, Polygenetic soils, Soil classification
  • Maryam Niazi, Vahid Barati *, HamidReza Boostani, Ehsan Bijanzadeh Pages 23-43
    Background and objectives

    The amount of macronutrients content is affected by various environmental factors such as severe water stress occurs after anthesis. Using of Azospirillum brasilense as a biofertilizer and crop residues for increasing soil organic matter are the two methods for reducing water stress in the farms. However, despite the favorite effects of Azospirillum brasilense and crop residues application for reducing negative effects of water stress, a few studies have been performed on regarding the effects of these factors on macronutrients uptake of barley in the warm and arid regions of Southern Iran. Therefore, the aim of this study was to investigate the effects of Azospirillum brasilense and wheat residues applications on macronutrients uptake of barley.

    Materials and Methods

    This research was conducted at the experimental farm of the Darab Agricultural College of Shiraz University. A split factorial experiment in a randomized complete block design with three replicates were carried out in 2017 - 2018 growing season. Treatments included: two levels of irrigation as the main plots [normal irrigation (IRN): irrigation based on the plant's water requirement up to the physiological maturity and the other factor was deficit irrigation (IRDI): irrigation based on the plant's water requirement up to the anthesis stage (cutting of irrigation after anthesis)]. Also, sub plots were two levels of crop residues [1. without residue, 2. returning 30% of wheat residues to soil] and four fertilizer sources [N0, no nitrogen fertilizer (control); N100, 100 kg N ha-1 (as urea); Bio + N50, Biofertilizer (Azospirillum brasilense) + 50 kg N ha-1 (as urea) and Bio, Biofertilizer (Azospirillum brasilense)].

    Results

    Interaction of residue × nitrogen (N) source on barley grain N content showed that the highest and the lowest grain N content (161.7 and 43 kg ha-1, respectively) were achieved in without residue and the Bio + N50 and in with residue and Bio treatments, respectively. Also, the straw N content was affected by the interaction of irrigation regime × residue × N source. The highest N content of straw was obtained in IRDI, with residue and N100 treatments (62.9 kg ha-1) and the lowest was achieved in IRDI, with residue and N0 treatments (5.7 kg ha-1). The highest grain and straw phosphorus (P) content (1.35 and 1.12 kg ha-1, respectively) was obtained by the Bio + N50 and N100 treatments, respectively. The irrigation regime × residue × N source interaction showed that the highest and the lowest grain potassium (K) content (12.6 and 4.0 kg ha-1, respectively) was belonged to IRDI, without residue and N100 treatments and IRDI, with residue and N0 treatments, respectively. Also, irrigation × N source interaction showed that the highest K content of straw (114.4 kg ha-1) was achieved in IRN and Bio + N50 treatments and the lowest K content of straw (33.3 kg ha-1) was observed in IRDI and Bio treatments.

    Conclusions

    Based on the findings of this experiment, the Bio + N50 treatment is appropriate for achieving the maximum macronutrients content of barley in IRN conditions. Therefore, with respect to environmental and economic considerations and achieving high levels of barley macronutrients content, this fertilizer regime is recommended.

    Keywords: Biofertilizer, grain potassium, grain phosphorus, and grain nitrogen
  • Zahra Ghasemi, Habibollah Nadian, Bijan Khalilimoghadam * Pages 45-65
    Background and Objectives

    Soil salinity is an increasing problem in agricultural soils that mycorrhizal fungi in saline soils increase plants tolerance to salinity by symbiosos with their roots and improving their growth. In addition, mycorrhizae contribute to agglomerate stability through two main mechanisms, physical stabilization by trapping individual soil particles by extensive hyphae networks and chemical stabilization by adhesive-like secretions. Therefore, the aim of this study was to compare the root effects of three different plants, clover Terifoliom alexandrinum L., onion Allium cepa L. and parsley Petrocelinum crispum L. with and without mycorrhizal on soil aggregates stability in saline soils.

    Material and Methods

    In order to investigate the effect of mycorrhiza fungi and different salinity levels on morphological characteristics, nutrient concentrations and soil aggregate stability in three plants: clover, parsley and onion, a factorial experiment in a completely randomized design with 3 replications were conducted in the greenhouse of Agricultural sciences and natural resources university of Khuzestan in 2018. factors were included mycorrhiza at two levels (no inoculation with mycorrhiza (NM), inoculation with mycorrhiza (M)), salinity at three levels (salinity 1 dS m-1 (S1), 3 dS m-1 (S2) and a 6 dS m-1 (S3)) and three levels of plant type (clover (TA), parsley (PC) and onion (AC)).

    Results

    Accourding to the results, salinity stress caused a significant decrease in growth indices and plant colonization percentage, but inoculation with mycorrhiza fungus increased them significantly. Salinity stress in clover, parsley and onion reduced shoots dry weight 31%, 35% and 96% respectively, but inoculation with mycorrhizal faungus increased this factor 69%, 67% and 93% compared to non-mycorrhizal treatments. The increase of root dry matter of these three mycorrhizal plants compared to their non-mycorrhizal treatments was 65, 65 and 93%, respectively. Salinity stress also caused a significant decrease in the macronutrients (phosphorus and potassium) and micronutrients (iron, zinc and copper) concentration, while sodium concentration increased significantly. Mycorrhizal treatment increased phosphorus concentration significantly in clover, parsley and onion by 26, 27 and 41%, while salinity stress reduced it by 22, 24 and 26% respectively. Mycorrhizal inoculation increased iron concentratin 6, 12 and 66% in the above three plants, respectively. The results showed that the highest aggregate stability in clover, parsley and onion were seen with an average of 0.81, 0.75 and 0.93 mm in mycorrhizal low salinity level treatment and and the lowest aggregate stability by an average of 0.41 , 0.39 and 0.35 mm were obtained in non-mycorrhizal high salinity level treatment.

    Conclusion

    Based on the results of this study, salinity stress has a negative effects on plant growth characteristics and nutrient uptake by clover, parsley and onion, but mycorrhizal fungi inoculation reduces these negative effects. Also, the negative effects of salinity stress on aggregate stability in mycorrhizal treatments were less than non-mycorrhizal treatments. Among the studied plants, the highest amount of aggregate stability in mycorrhiza inoculation conditions was related to onion and the lowest amount of aggregate stability was seen in parsley. Its obvious from the results that onion, which has a higher mycorrhizal dependency, can further increase the aggregates stability. Thus, the use of mycorrhizal fungi, especially in saline soils, can increase the stability of aggregates and thus improve quality and soil physiacl properties.

    Keywords: Inoculation, Mycorrhizal plants, clover, parsley, Onion
  • Sanaz Poormirkamali, Majid Mahmoodabadi *, Vahidreza Jalali Pages 67-86
    Background and Objectives

    Splash and interrill are two important types of rain-induced erosion in agricultural lands. In many parts of the country, erosive winds can increase soil erosion rate by intensifying rain erosivity. One of the most important conservation practices to control erosion is the use of plant residue mulch. The aim of this study was to investigate the effect of different percentages of wheat straw mulch in addition to different wind velocities on soil losses due to interrill and splash using simultaneous rain and wind simulator instrument.

    Materials and Methods

    For this purpose, an experiment was done in a completely randomized design based on three factors including wind velocity (0, 6 and 12 m s-1 at height of 40 cm), wheat straw mulch (0 (as control), 30, 60, 90%), and soil type (namely C2mm and C4.75mm) each at three replicates. A constant rainfall intensity of 40 mm h-1 was applied on the treated soils for a period of 40 minutes. Interrill erosion as well as up- and down-ward splash materials were measured separately. Finally, the efficiency of different mulch percentages in reducing soil erosion compared to the control (bare soil) at different wind velocities was determined.

    Results

    The results showed that with increasing the percentage of soil coverage, the soil loss due to interrill and splash was significantly reduced. Also, with increasing wind velocity, interrill erosion and downward splash increased, whereas upward splash decreased, significantly. The efficiency of plant residue mulch in reducing interrill erosion was ranged between 30.7 and 92.8 %, while its efficiency in controlling upward and downward splash varied from 3.3 to 81 % and 78.9 to 99.9 %, respectively. The 60 % coverage was introduced as the best mulch percentage.

    Conclusion

    The findings of this study showed that in wind-driven rains, interrill erosion rate increased with increasing wind velocity. However, it could be reduced by an appropriate coverage of plant residues. In other words, by increasing the percentage of wheat straw mulch, the soil surface is protected from the direct impact of raindrops and hence, interrill and splash erosion rates are reduced, significantly. It was concluded that the efficiency of plant residue in reducing downward splash was more than that in reducing upward splash. In addition, in the presence of plant residue, the downward splash was reduced more than interrill erosion rate. The results of this study indicate the importance of plant residue as an effective conservation agent in controlling soil erosion in agricultural lands.

    Keywords: mulch, Wind, rain simulator, Rain-induced erosion, Wind erosivity, Rain erosivity
  • Mehrdad Ranjbar, Fardin Sadegh-Zadeh *, Seyed Mostafa Emadi, Mehdi Ghajar Sepanlou, Abdolghafour Ahmadpour Dashliboroun Pages 87-105
    Background and objectives

    Most of the Iranian soils are poor in organic matter due to poor management; including monoculture system and lake of crop rotation, removal of plant residues from the field, arid and semi-arid climates and non-utilization of organic fertilizers and organic amendment. Improper use of chemical fertilizers to increase agricultural production has initiated environmental issue and diminish soil fertility. Nowadays, with the development of organic farming, the use of organic amendments to replace the application of chemical fertilizers took a pay attention. The sugarcane is a plant that accumulates silicon. The poor management of sugarcane cultivation can reduce available silicon. Biochar is one of the most important organic compounds for improving soil properties, carbon content and improving the concentration of available silicon. The aim of this study was to investigate the effects of biochar types application on the concentrations of silicon and some essential elements of the sugarcane field soil.

    Materials and methods

    In order to investigate the effects of biochar types application on the concentration of silicon and some essential nutrients in the sugarcane field soil, an experimental design was carried out as a factorial experiment based on a randomized complete design with two factors including biochar and chemical fertilizer in a completely randomized design with three replications in the greenhouse of Imam Khomeini Agro-Industrial Company in Khuzestan. The applied biochar was included sugarcane bagasse, rice husk, rice straw, wheat straw and dicer wood chips, which were produced at 300 °C for 3 hours in a pyrolysis furnace. Experimental treatments included the control (soil without any biochar or chemical fertilizers), biochar, chemical fertilizers and mixture of biochar and chemical fertilizers. Biochar was added to the soil based on one percent weight and the treatments were incubated for three months in the field capacity water content. At the end of the incubation period, the concentrations of nitrogen, phosphorus, potassium, silicon, iron, manganese, copper and zinc were measured.

    Results

    The results showed that the effects of treatments on the concentration of nitrogen, phosphorus, potassium, silicon, iron, manganese, copper and zinc in the soil was significant. The mixture of rice straw biochar and nitrogen, phosphorus and potassium from chemical fertilizer sources (RSB + NPK) treatment had the highest available concentration of nitrogen, phosphorus and potassium in the soil. The highest available soil silicon concentrations were related to the treatments of mixture of rice straw biochar and nitrogen, phosphorus and potassium from chemical fertilizer sources (RSB + NPK), mixture of rice straw biochar and nitrogen and phosphorus from chemical fertilizer sources (RSB + NP) and mixture of rice straw biochar and phosphorus from chemical fertilizer sources (RSB + P). There was no significant difference between these treatments and treatments of rice straw biochar along with phosphorus and potassium (RSB + PK) and rice straw biochar (RSB).

    Conclusion

    In general, the results of this study showed that treatments with biochar (either biochar alone or mixture of biochar and chemical fertilizer) increased the available concentration of soil nutrients more than treatments without biochar (control and chemical fertilizer). Among the biochars, rice straw biochar, sugarcane bagasse biochar and rice husk biochar were most useful to increase the available concentration of nutrients. In general, it can be concluded that because biochar is a rich source of the nutrients and has a positive effect on soil properties, Hence, it can be used as useful material factor to improve soil fertility.

    Keywords: Pyrolysis, Fertility, Soil carbon, Chemical Fertilizer
  • Mahdi Esmaeili, Sepideh Kalatejari, Foad Fatehi, Marjan Diyanat * Pages 107-125
    Introduction

    Nowadays, fertilizers are one of the factors affecting the yield of plants, but their high use, especially when combined with inappropriate management practices such as burning of plant residues, drastically reduce soil organic matter. Long-term use of chemical fertilizers also results in the leaching and contamination of groundwater. Using biofertilizers to reduce chemical fertilizer use and increase crop yields is an important strategy to move towards sustainable agriculture. So far, no research has been conducted on the effect of vermicompost and vermiwash on the growth and development of African daisies. Therefore, the present study was conducted to investigate the effects of vermicompost and vermiwash on growth and development of African daisies plant.

    Material and methods

    The present study was conducted to assess the effect of vermicompost and vermiwash on morphological and physiological properties of African daisies (Gazania rigens L.) in 2018. For this purpose, vermicompost was applied at 4 levels (control, 20, 40, and 60 % V/V), and vermiwash was applied at 4 levels (control, 50, 100, and 200 mg/l) as a factorial based on randomized block design. Plant height, number of flowers, flower diameter, root volume, fresh and dry weight of shoot and root, chlorophyll content, insoluble sugar, K, N and P concentration were studied. Statistical analysis of the data was performed using SAS software version 9.1 and comparison of means by Duncan’s Multiple Range Test at 5% probability level.

    Results and discussion

    Vermicompost and vermiwash treatments had significant effects on morphological and physiological properties of African daisies. Interaction effect of vermicompost and vermiwash was significant for all studied traits except P concentration. The highest number of flowers (10) was observed in 60% vermicompost and vermiwash treatment at 100 mg/l. There were no significant differences between 40 and 60% vermicompost volume and also between 100 and 200 mg/ l vermiwash in flower number and diameter. Therefore, increasing the amount of vermicompost and vermiwash to some extent increase the reproductive properties of the plant and higher than that amount can even reduce related traits. By increasing the volume of vermicompost from 20% to 40%, the root volume of African daisies significantly changed. The fresh and dry weight of shoots also showed a similar response to vermicompost and vermiwash treatments. By increasing vermicompost volume from 20 to 40%, the soluble sugar increased significantly in African daisies. Vermicompost and vermiwash increased chlorophyll content in African daisies. The highest amount of chlorophyll b was observed in vermicompost treatment at 60% volume and 50 mg/ l vermiwash.

    Conclusion

    According to the results of the experiment, vermicompost and vermiwash, with effective nutrient absorption and high water absorption and storage capacity, increased the reproductive traits of African daisies. The effect of vermicompost was higher than vermiwash on studied traits. Treatment of 40% vermicompost and 200 mg/l vermiwash was the best treatment for improvement of African daisies growth

    Keywords: chlorophyll, number of flower, Plant height, potassium content, Vermicompost