فهرست مطالب

نشریه مدیریت خاک و تولید پایدار
سال دوازدهم شماره 4 (پیاپی 42، زمستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1402/03/21
  • تعداد عناوین: 6
|
  • مهران بهتری*، مهدی نادری خوراسگانی، احمد کریمی، حسین شیرانی صفحات 1-27
    سابقه و هدف
    کربن آلی خاک نقش بسیار مهمی در افزایش تولید محصولات کشاورزی، کاهش فرسایش خاک و کاهش انتشار گازهای گلخانه ای دارد. درک بهتر از مقدار و ذخیره کربن آلی خاک برای استفاده از خاک و حفظ بهره وری آن موثر و ضروری می-باشد. مراتع گسترده منطقه فندوقلو در استان اردبیل به طور بالقوه می توانند مقادیر قابل توجهی از کربن را حفظ و ترسیب کند اما به دلیل افزایش جمعیت در معرض تغییر کاربری اراضی قرار دارند. چنین تنش هایی منجر به تخریب زمین و کاهش ترسیب کربن در برخی قسمت ها خواهد شد. بنابراین هدف این مطالعه شناسایی متغیرهای طبیعی موثر در ترسیب و تراکم کربن آلی خاک انجام شده است که می‎توان از متغیرهای شناسایی شده برای اصلاح و کاهش تخریب مراتع و اراضی زراعی در منطقه فندوقلو استفاده کرد.
    مواد و روش ها
    با استفاده از تکنیک ابر مکعب لاتین و متغیرهای مکانی مانند نقشه های خاک، کاربری اراضی و زمین شناسی، محل نقاط نمونه برداری تعیین شد. برای هر واحد کاربری (مرتع یا زراعی) 70 نمونه خاک سطحی مرکب (در کل 140 نمونه) از عمق صفر تا 15 سانتی متری جمع آوری شد. پس از آماده سازی نمونه های خاک، خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک ها با توجه به روش های استاندارد اندازه گیری شد. مدل رقومی ارتفاعی از منطقه مورد مطالعه با استفاده از خطوط هم تراز نقشه توپوگرافی تشکیل و مشتقات اولیه و ثانویه ساخته شد. باندهای لندست هشت از درگاه زمین شناسی ایالات متحده استخراج و شاخص تفاضل نرمال شده پوشش گیاهی و نقشه حرارتی منطقه مورد مطالعه محاسبه شد. از مدل های رگرسیون خطی چندمتغیره و مدل شبکه عصبی مصنوعی با استفاده از داده های خاک، مدل رقومی ارتفاعی و مشتقات آن، شاخص تفاضل نرمال شده پوشش گیاهی و نقشه حرارتی به عنوان متغیرهای مستقل برای پیش بینی تراکم کربن آلی خاک استفاده شد. برای ارزیابی نتایج مدل ها، از ضریب تبیین و جذر میانگین مربعات خطا استفاده شد.
    یافته ها
    استفاده از مدل رگرسیون خطی چندمتغیره نشان داد که نیتروژن کل خاک، شاخص تفاضل نرمال شده پوشش گیاهی و میانگین وزنی قطر خاکدانه، 53 درصد تراکم کربن آلی خاک را در مراتع توجیه نمود در حالی که 46 درصد از تراکم کربن آلی خاک در کاربری زراعی توسط نیتروژن کل خاک و انحنای سطح توجیه گردید. نتایج آزمون تی جفتی، تفاوت معنی داری (01/0>P) بین تراکم کربن آلی خاک در کاربری مرتع و زراعی نشان داد. شبکه عصبی مصنوعی با آرایش 24-10-1 و تابع انتقال تانژانت سیگموییدی در لایه پنهان به-ترتیب 71 درصد و 82 درصد از تراکم کربن آلی خاک را در کاربری مرتع و زراعی توجیه نمود. جذر میانگین مربعات خطا مدل های رگرسیون خطی چندمتغیره برای پیش بینی تراکم کربن آلی خاک در کاربری مرتع و زراعی به ترتیب 07/1 و 04/1 بود، اما همین مقادیر در مدل شبکه عصبی مصنوعی به ترتیب برای کاربری مرتع و زراعی به 85/0 و 58/0 کاهش یافت. تحلیل حساسیت نشان داد که مدل شبکه عصبی مصنوعی به شدت به مدل رقومی ارتفاعی و رطوبت خاک در نقطه پژمردگی حساس هستند.
    نتیجه گیری
    نتیجه این مطالعه حاکی از معنی داری اثر پوشش گیاهی و میانگین وزنی قطر خاکدانه روی ترسیب کربن در کاربری مرتع بود. نتایج شبکه های عصبی مصنوعی که برای شبیه سازی تغییرات تراکم کربن آلی خاک مورد استفاده قرار گرفت، نشان دادند که این شبکه-ها می توانند با شناسایی اثرات این متغیرها در ردیابی بخش مهمی از تغییرات تراکم کربن آلی خاک در کاربری های مرتع و زراعی موفق عمل کنند. نتایج همچنین نشان داد که توابع انتقالی به دست آمده توسط پارامترهای توپوگرافیکی اولیه و ثانویه برای تخمین تراکم کربن آلی خاک می تواند در منطقه، مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: مدل رگرسیون چند متغیره خطی، شبکه عصبی مصنوعی، تحلیل حساسیت
  • ساره خواجه حسینی*، فرزاد فنودی، سید علی طباطبایی، رستم یزدانی بیوکی، جعفر مسعود سینکی صفحات 29-52
    سابقه و هدف
    زوفا با نام علمی (Hyssopus officinalis L.) گیاهی خشبی و چندساله می باشد. تنش خشکی از جمله تنش های غیرزیستی است که اثرات نامطلوبی بر رشد و نمو و سایر فرآیندهای متابولیکی گیاه دارد. در همین راستا استفاده از روش هایی هدفمند جهت مقابله با کم آبی ضرورت داشته، لذا این تحقیق بر پایه بررسی میزان تغییرات ایجاد شده در گیاه زوفا تیمارشده با ترکیبات کاهنده تعرق همچنون کایولین و کیتوزان و همچنین اسید آمینه گلایسین در شرایط تنش خشکی صورت گرفت.
    مواد و روش ها
    این پژوهش به صورت کرت های خرد شده فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی، با سه تکرار در سال زراعی 96 - 1395 در مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی یزد انجام گردید. فاکتورهای آزمایش شامل تنش خشکی در 3 سطح (25، 50 و 75 درصد تخلیه آب قابل دسترس گیاه از خاک)، محلول پاشی در 4 سطح آب (شاهد)، کایولین (2/5درصد)، کیتوزان (0/4 گرم در لیتر)، اسید آمینه گلایسین (2/5 در هزار) و زمان محلول پاشی (رویشی و گلدهی، گلدهی) بودند.
    یافته ها
    نتایج نشان داد که، در تیمار شاهد تنش (25 درصد میزان تخلیه آب قابل دسترس)، محلول پاشی گلایسین افزایش 59/30 درصدی و کایولین افزایش 27/21 درصدی قطر تاج پوشش و همچنین محلول پاشی کیتوزان و کایولین در زمان گلدهی به ترتیب کاهش 6/1 درصد و 6/3 درصدی میزان نشت الکترولیت را باعث شد. بیشترین میزان قطر تاج پوشش را، بر همکنش تیمارهای شاهد تنش و محلول پاشی با اسید آمینه گلایسین (619 سانتی متر مربع) و کمترین میزان نشت را برهمکنش تیمارهای شاهد تنش و محلول پاشی کیتوزان و نیز کایولین در زمان گلدهی دارا بودند. افزایش تنش خشکی تا سطح 50 درصد میزان تخلیه آب قابل دسترس، افزایش 4/79 درصدی کلروفیل a و کلروفیل کل را در بر داشت و بیشترین میزان کلروفیل a و کلروفیل کل به ترتیب (153 و 216 میلی گرم در گرم وزن تر) در محلول پاشی شاهد، در زمان رویشی و گلدهی مشاهده شد. با افزایش میزان تخلیه آب قابل دسترس گیاه تا سطح 75 درصد، روند کاهشی در میزان پارامترهای سطح برگ (91 درصد) و وزن خشک (51/95 درصد)، کلروفیل a (34/64 درصد)، کلروفیل b (43/86 درصد) و کلروفیل کل (32/87 درصد) و نیز روند افزایشی در میزان فعالیت سوپراکسید دیسموتاز (25/92) مشاهده شد. بیشترین میزان سطح برگ در بر همکنش تیمار شاهد تنش و محلول پاشی شاهد (4947 سانتی متر مربع) در زمان گلدهی، عملکرد وزن خشک (140/5 گرم در متر مربع)، کلروفیل b (69/3 میلی گرم در گرم وزن تر برگ) در برهمکنش تیمارهای شاهد تنش و محلول پاشی شاهد و فعالیت سوپراکسید دیسموتاز (در برهمکنش تیمارهای تنش شدید و محلول پاشی کایولین (0/43واحد بر میلی گرم پروتیین در دقیقه) در زمان رویشی و گلدهی بدست آمد. همچنین محلول پاشی شاهد، کایولین و کیتوزان در زمان رویشی و گلدهی در مقایسه با سایر تیمارهای آزمایشی بیشترین تاثیر را بر روی میزان کلروفیل b تاج پوشش و وزن خشک داشتند.
    نتیجه گیری
    تنش خشکی سبب کاهش میزان پارامترهای مرفولوژیکی شد. اما تاثیرات منفی کمتری بر پارامترهای فیزیولوژیکی داشت، بطوریکه پارامترهای مذکور تا سطح تنش متوسط روند افزایشی را دارا بودند و با افزایش خشکی تا سطح شدید روند کاهشی مشاهده شد. همچنین کمبود آب تا سطح تنش شدید افزایش پارامترهای بیوشیمیایی را نیز باعث شد. محلول پاشی با گلایسین و کیتوزان در زمان رویشی و گلدهی در بالا بردن پارامترهای مرفولوژیکی وابسته به رشد موثر بودند و محلول پاشی با کیتوزان و کایولین در زمان گلدهی و همچنین محلول پاشی با کایولین در زمان رویشی و گلدهی در افزایش پارامترهای بیوشیمیایی مرتبط با میزان فعالیت آنتی اکسیدانی گیاه نقش مفیدی ایفا کردند. با توجه به تغییرات صورت گرفته در گیاه زوفا، از این رو می توان کاربرد چنین موادی را در جهت کاهش اثرات سوء تنش در سایر گیاهان دارویی نیز توصیه نمود.
    کلیدواژگان: کاهش آب قابل دسترس، محلول پاشی، فعالیت آنتی اکسیدانی، رنگیزه های فتوسنتزی
  • محمدرضا صعودی*، لیلا امینی، بهناز میرعلمی، طیبه فولادی صفحات 53-75
    سابقه و هدف

    استفاده فراوان از کودهای شیمیایی از دهه دوم قرن بیستم با ورود محصول واکنش هابر-بوش به بازار رایج شد و متعاقب آن صنعت کشاورزی رونق گرفت. امروزه، افزایش مصرف مواد شیمیایی موجب پیامدهای زیانبار زیست محیطی و بالا رفتن هزینه های تولید محصولات کشاورزی شده است. استفاده از کودهای زیستی، با پتانسیل محلول سازی فسفر در خاک های کشاورزی، به عنوان یک گزینه دوستدار محیط زیست و جایگزین برتر بجای مصرف هر چه بیشتر کودهای شیمیایی در نظر گرفته می شود. مجموعه های جدیدی از باکتری های حل کننده فسفات با گوناگونی زیستی وسیع برای استفاده به عنوان کود زیستی فسفات برای مصرف محصولات زراعی گوناگون و در اقلیم های متفاوت مورد نیازند. هدف از این پژوهش، بررسی و تعیین ویژگی های چند باکتری فعال حل کننده فسفات از خاک چند منطقه مختلف زیرکشت گندم در استان یزد بود.

    مواد و روش ها

    در این پژوهش، میکروارگانیسم های خاک زمین کشاورزی غربالگری شده و جدایه ها در محیط کشت PVK آگار از نظر ایجاد هاله مورد بررسی قرار گرفتند و سپس شاخص و کارایی حل کنندگی فسفات محاسبه شد. میزان رهایش فسفات در محیط کشت مایع بر حسب میکروگرم بر میلی لیتر اندازه گیری شد. تمامی جدایه ها از نظر تحمل شرایط مختلف محیطی  دما، شوری و  pH مورد بررسی قرار گرفتند و در پایان تولید انواعی از اسیدهای آلی توسط جدایه ها با کمک روش کروماتوگرافی لایه نازک بررسی شد.

    یافته ها

    از میان جدایه ها، 10 جدایه در محیط دارای کلسیم فسفات هاله ایجاد کرده و در محیط بدون نیتروژن حاوی شناساگر بروموتیمول بلو رشد و تغییر رنگ نشان دادند. 5 جدایه دارای بیشترین شاخص حل کنندگی فسفات (SI) (بین 2 تا 4) و 5 جدایه بالاترین کارایی در حل کنندگی فسفات (PSE) (مساوی یا بیشتر از 200 درصد قطر هاله/ قطر کلنی) را نشان دادند. بیشترین شاخص حلکنندگی متعلق به جدایه ی YC به میزان 1/4 بوده است، در حالیکه تجزیه و تحلیل آماری، هیچ اختلاف معناداری مابین میانگین های کارایی حل کنندگی جدایه های مختلف نشان نداد. و میزان رهایش فسفات در بررسی کمی در 4 جدایه برتر به میزان 25/150 تا 91/203 میکروگرم بر میلی لیتر اندازه گیری شد. تجزیه و تحلیل آماری نشان می دهد که از میان 10 سویه ی آزمون شده، YS و YG به ترتیب با رهایش 9/203 و 8/194 میکروگرم بر لیتر فسفات، بیشترین کارایی را از خود نشان دادند. این دو سویه، با جدایه های YK و YC اختلاف معناداری نداشتند. همچنین جدایه های YX، YA، YP، YH، YJ و YI با قرار گرفتن در یک سطح آماری، کمترین توانایی در این زمینه را از خود نشان دادند. آزمایش های مربوط به مقاومت جدایه ها به عوامل محیطی نشان داد که تقریبا تمامی 10 جدایه می توانند در دامنه pH اسیدی تا قلیایی (5-9) و دمای 25 - 37 درجه سانتی گراد رشد داشته باشند. همچنین جدایه ها شوری محیط را تا نمک 10 درصد تحمل کردند. روش کروماتوگرافی لایه نازک در تمامی جدایه ها حضور اسیدهای آلی مانند اسید سیتریک و اسید اگزالیک را تایید کرد.

    نتیجه گیری

    پژوهش حاضر نشان می دهد که میکروارگانیسم های مورد بررسی با دارا بودن توانایی بالای حل کنندگی فسفات، پتانسیل قابل توجه ای به عنوان جایگزین مناسب برای کودهای شیمیایی دارای اثرات مخرب جانبی داشته باشند. .

    کلیدواژگان: باکتری حل کننده فسفات، کود شیمیایی، اسید آلی، تثبیت نیتروژن
  • مریم موسوی، رضا خراسانی*، رضا توکل افشاری صفحات 77-98
    سابقه و هدف

    خشکی یکی از گسترده ترین تنش های غیرزنده است که در بخش های عمده جهان تاثیری منفی بر رشد و عملکرد گیاهان می گذارد. تنش خشکی با کاهش جذب آب و عناصر غذایی عملکرد گیاهان را کاهش می دهد. شرایط آب و هوای خشک و نیمه خشک ایران مشکلات بسیاری در تولید گیاهان از جمله گندم (Triticum aesivum L.) ایجاد کرده است. فسفر به عنوان یکی از عناصر غذایی ضروری برای گندم، می تواند در نعدیل اثرات تنش خشکی موثر باشد. در سال های اخیر برای مقابله با تنش خشکی استفاده از گیاهان و ارقام کارا در جذب عناصر غذایی از جمله فسفر به عنوان راه حل پایدار و مناسب برای افزایش عملکرد محصول مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است، لذا توجه به مکانیسم ارقام کارا در برابر تنش خشکی برای توصیه دقیق کود ضروری می باشد.

    مواد و روش

    به منظورارزیابی رقم گندم سیروان (مقاوم به تنش خشکی)، در جذب عناصر غذایی و رشد و نمو آن در سطوح مختلف رطوبتی و فسفر، پژوهشی در گلخانه به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با دو فاکتور و سه تکرار در طی دوره رشد رویشی انجام گرفت. فاکتورها شامل فسفر از منبع منو کلسیم فسفات منوهیدرات (0، 15 و 25 میلی گرم فسفر بر کیلوگرم خاک) و سه رژیم رطوبتی شامل 50 و 70 درصد ظرفیت مزرعه (شرایط تنشT1, T2:) و 95 درصد ظرفیت مزرعه (شاهدT0:) بودند.

    یافته ها

    با توجه به نتایج مشاهده شد که اثر متقابل تنش خشکی و سطوح فسفر بر روی میزان وزن خشک کل، جذب عناصر غذایی آهن، روی و پتاسیم، قند محلول کل، رشد ریشه (طول تجمعی، قطر و سطح ریشه) و شاخص کلروفیل رقم سیروان به ترتیب در سطح احتمال یک درصد و پنج درصد معنی دار بود. نتایج نشان داد که افزایش فسفر (25 میلی گرم بر کیلوگرم) در حضور و عدم حضور تنش خشکی بر روی رشد و نمو رقم گندم مورد مطالعه موثر بوده است؛ به طوری که که افزودن فسفر به مقدار 25 میلی گرم در کیلوگرم در شرایط تنش خشکی 50 درصد ظرفیت مزرعه، وزن خشک کل رقم سیروان را از 80/5 به 52/8 گرم در گلدان نسبت به سطح بدون کاربرد فسفر افزایش داد. افزایش فسفر در شرایط تنش خشکی (50 درصد)، جذب عناصر غذایی آهن را به میزان حدود 2 برابر، روی و پتاسیم را به ترتیب به میزان 60 و 50 درصد نسبت به شاهد افزایش داد که این افزایش جذب می تواند به دلیل افزایش رشد ریشه و خصوصیات آن (طول تجمعی، سطح و قطر ریشه) باشد؛ هم چنین با توجه به نتایج این آزمایش مشاهده شد که مقاومت رقم سیروان به تنش خشکی به دلیل افزایش در میزان قند محلول کل، رشد ریشه و جذب آهن، روی و پتاسیم بود که منجر به افزایش وزن خشک کل و رشد و نمو خوب آن در شرایط تنش خشکی شد.

    نتیجه گیری

    کاربرد میزان مناسب فسفر در سطح 25 میلی گرم برکیلوگرم در شرایط تنش خشکی باعث افزایش وزن خشک کل، سطح، قطر و طول ریشه، جذب عناصر غذایی، شاخص کلروفیل، ارتفاع، تعداد پنجه و میزان قند محلول کل در گیاه شد، این سطح فسفر با تاثیر مثبت بر روی رشد و نمو رقم سیروان در مرحله رشد رویشی باعث سازگاری آن در شرایط تنش خشکی شد؛ با توجه به اهمیت انتخاب رقم در تعدیل تنش خشکی، رقم سیروان توانست پاسخ خوبی نسبت به کود فسفر برای کاهش تنش خشکی نشان دهد.

    کلیدواژگان: تنش رطوبتی، رقم مقاوم به خشکی، فسفر، ماده خشک گیاهی
  • نسرین کریمیان شمس آبادی، شجاع قربانی*، حمیدرضا متقیان، رامین ایرانی پور، بیژن خلیلی مقدم صفحات 99-116
    سابقه و هدف

    برای حفظ کارایی خاک و دستیابی به کشاورزی پایدار استفاده از مواد آلی و اصلاح کننده‏‏ های خاک ضروری است. هدف از این پژوهش، مطالعه تاثیر کاربرد زغال زیستی و سرکه چوب بر مقاومت‏ فروروی و پایداری خاکدانه‏ های خاک زیر کشت ذرت علوفه‏ ای بود. بدین منظور پژوهشی در شرایط گلخانه‏ ای در دانشگاه شهرکرد اجرا گردید.

    مواد و روش‏ها: 

    آزمایش به‏ صورت فاکتوریل، در قالب طرح کاملا تصادفی شامل 30 تیمار در 3 تکرار اجرا شد. تیمارهای مورد بررسی شامل سرکه چوب در شش مقدار صفر (W0)، 0.2 (W4)،0.1 (W3)، 0.04 (W2)،0.02 (W1) و 0.4(W5) گرم در کیلوگرم (فاکتور اول) و ماده اصلاحی شامل ماده خام (چوب درختان انار و آلو) در دو سطح 1 (B0 1) و 2 (B0 2) درصد جرمی-‏‏‏‏ جرمی و زغال زیستی در دو سطح 1 (B1) و 2 (B 2) درصد جرمی-‏‏‏‏ جرمی (فاکتور دوم) بود. مقاومت‏ فروروی خاک بر روی نمونه‏ های دست نخورده در مکش‏های 0، 10، 50، 100، 500، 1000 و 1500 کیلوپاسکال بوسیله دستگاه فرو‏سنج و میانگین وزنی قطر خاکدانه‏ ها نیز به ‏وسیله الک خشک اندازه‏ گیری شد.

    یافته‏ ها:

     نتایج نشان داد اثر اصلی کاربرد سرکه چوب و ماده اصلاحی (شامل ماده خام (چوب درختان انار و آلو) و زغال زیستی) و اثر متقابل کاربرد سرکه چوب و ماده اصلاحی (ماده خام و سرکه چوب) بر جرم مخصوص ظاهری خاک، پایداری خاکدانه‏ ها و مقاومت‏ فروروی خاک در مکش‏ های 0، 10، ،50، 100 و 500 کیلوپاسکال در سطح احتمال 1درصد معنی‏ دار بود. به‏ طوری که کاربرد سرکه چوب و ماده اصلاحی باعث کاهش جرم مخصوص ظاهری خاک و افزایش پایداری خاکدانه‏ ها گردید، بیشترین پایداری خاکدانه مربوط به تیمار W2B2 بود که پایداری خاکدانه‏ ها را 150 درصد نسبت به شاهد افزایش داد. همچنین کاربرد همزمان سرکه چوب و ماده اصلاحی باعث کاهش مقاومت‏ف روروی خاک شد. به‏ نحوی که در مکش‏ های 0، 10، ،50، 100 و 500 کیلوپاسکال بیشترین کاهش مقاومت‏ فروروی مربوط به تیمار W5B2 بود که به ترتیب مقاومت‏ فروروی خاک 81.70، 82.89، 68.89، 78.65 و 65.59 درصد در مقایسه با شاهد کاهش یافت.

    نتیجه‏ گیری:

     سرکه چوب و زغال زیستی دارای کربن‏آلی بالایی هستند. که به دلیل نقش مواد آلی در افزایش پایداری خاکدانه‏ ها و ایجاد خاکدانه‏ های بزرگتر و افزایش میانگین وزنی قطر خاکدانه ‏ها در اثر افزایش نیروی چسبندگی بین خاکدانه ‏ها توسط ترکیبات موجود است. بنابراین، زغال زیستی و سرکه چوب از طریق افزایش کربن‏ آلی خاک و کاهش جرم مخصوص ظاهری خاک باعث کاهش مقاومت‏ف روروی خاک شدند.

    کلیدواژگان: پایداری خاکدانه ‏ها، زغال زیستی، سرکه چوب، مقاومت ‏فروروی خاک
  • حمید علی پور، اعظم رضوی نسب*، سید جواد حسینی فرد صفحات 117-133
    امروزه در اکثر مناطق پسته کاری کاهش کمیت و کیفیت آب آبیاری باعث کاهش مقدار محصول و کیفیت میوه پسته شده است. استفاده از مواد آلی در کشاورزی پایدار مثل اسید هیومیک باعث اصلاح فیزیکی خاک، از جمله افزایش خلل و فرج و افزایش قدرت نگهداری آب می‎شود. این مواد از طریق بهبود رشد ریشه و تشکیل کلات‎های عناصر باعث افزایش جذب عناصر غذایی شده و با ویژگی‎های تحریک کننده رشد، تنظیم هورمون‎های رشد گیاهی و افزایش تحمل گیاهان در برابر تنش‎های گیاهی در نهایت باعث افزایش رشد گیاه و در نهایت افزایش عملکرد اقتصادی پسته می‎گردد.مواد و روش‎ها: این پژوهش در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با پنج تیمار شامل صفر (شاهد)، 500، 1000، 1500، 2000 کیلوگرم در هکتار اسید هیومیک تولید شرکت شیمی گل فیض خراسان در سه تکرار و به مدت دو سال زراعی روی درختان بارور کله قوچی 35 ساله اجرا شد. هر قطعه مورد مطالعه شامل پنج درخت بوده و در مجموع 75 درخت مورد آزمایش قرار گرفت. بر اساس آزمایش خاک، کمبود عناصر غذایی تعیین شد و به مقدار لازم از کودهای شیمیایی (به مقدار یکسان برای همه تیمارها) به صورت مخلوط با اسید هیومیک استفاده گردید و در تیمار شاهد تنها از کودهای شیمیایی استفاده شد.یافته‎ها: نتایج تجزیه واریانس و مقایسه میانگین تیمارها بر اساس تجزیه مرکب اطلاعات دوساله مشخص نمود که اختلاف بین تیمارها در مورد اکثر صفات مورد ارزیابی از نظر آماری معنی دار بود. وزن محصول تر و وزن محصول خشک درخت، در تیمار 1500 کیلو اسید هیومیک به ترتیب 39 و 38 درصد نسبت به شاهد افزایش نشان داد. تیمار 500 کیلوگرم در هکتار اسید هیومیک دارای کمترین میزان پوکی میوه (25% کاهش نسبت به شاهد) و همچنین بیشترین درصد ناخندانی (48% نسبت به شاهد) بود. تیمار 1000 کیلوگرم در هکتار اسیدهیومیک، بیشترین رشد سرشاخه با 21% نسبت به شاهد را ایجاد کرد. تیمار 1500 کیلو اسید هیومیک دارای بیشترین مقادیر کلسیم (23%)، آهن (25%) ، روی (22%)، منگنز (24%) نسبت به شاهد بود.نتیجه‎گیری: طبق نتایج بدست آمده از این پژوهش تیمار 1500 کیلوگرم در هکتار اسید هیومیک در هکتار باعث افزایش محصول تر و محصول خشک و غلظت کلسیم و عناصر کم مصرف آهن، روی و منگنز شد و به عنوان بهترین تیمار معرفی می‎شود. البته باید در نظر داشت که فارغ از نوع و نشان و غلظت اسید هیومیک مصرفی، نحوه کاربرد، شرایط فیزیکی و شیمیایی خاک و مدیریت مزرعه در نتایج بدست آمده موثر است.
    کلیدواژگان: اسید هیومیک، پسته، پوکی، شیمی گل فیض، کله قوچی
|
  • Mehran Behtari *, Mehdi Naderi Khorasgani, Ahmad Karimi, Hussien Shirani Pages 1-27
    Background and Objectives
    Soil organic carbon is very important in increasing the production of agricultural products and reducing soil erosion and greenhouse gas emissions. A better understanding of the amount and storage of soil organic carbon is essential to the use of soil and maintaining its productivity. The extended pastures of Fandoqloo region in Ardabil province potentially could support and sequestrate considerable amounts of carbon but they are subjected to land use change, high population and tourism. Such tensions led to land degradation and low carbon sequestration in some parts. This study aimed to find effective natural variables on soil carbon density and sequestration. Such variables could be applied for remediation and resilience of degraded pastures and croplands in Fandoghloo region.
    Materials and Methods
    By application of Latin Hypercube techniques and spatial variables like soil, land use and geological maps the location of sample points was determined. For each land use unit (pasture or cropland) 70 composite surface soil samples (in total 140 samples) were collected from zero to 15 cm deep. After pretreatments of soil samples, soil's physical and chemical properties were measured according to standard protocols. A digital elevation model of the study area was formed using digital isolines of topographic maps and primary and secondary derivates were constructed. Landsat 8 bands were extracted from the Geology Department site of the USA and Normalized difference vegetation index and thermal map of the study area were calculated. Multiple linear regression and artificial neural network models were applied and soil data, digital elevation model and its derivates, normalized difference vegetation index and land surface temperature map have entered the models as independent variables for the prediction of soil organic carbon density. To evaluate the results of the models, the coefficients of determination and root mean square error was used.
    Results
    Application of multiple linear regression model indicated that total soil nitrogen, normalized difference vegetation index and mean weight diameter of aggregates justified 53% of soil organic carbon density in the pasture while 46% of soil organic carbon density in croplands land use was explained by total soil nitrogen and plane curvature. The results of the paired t-test showed a significant difference (P< 0.01) between soil organic carbon density of the pasture and cropland land use. An artificial neural network with an arrangement of 1-10-24 and tan-sigmoid transfer function in the hidden layer justified 71% and 82% of the soil organic carbon density in the pasture and croplands, respectively. Root mean square error of multiple linear regression models for predicting soil organic carbon density in the pasture and croplands were 1.07 and 1.04, respectively but of artificial neural network model was decreased to 0.85 and 0.58 for pasture and cropland, respectively. Sensitivity analysis revealed that the artificial neural network model was severely sensed to digital elevation model and soil moisture content at wilting point.
    Conclusion
    The result of this study indicated the significance of natural vegetation cover and the mean weight diameter of soil aggregates for carbon sequestration in the pastures. Artificial neural networks performed to simulate changes in soil organic carbon density showed that these networks are successful in tracking an important part of soil organic carbon density changes at pasture and cropland land uses. In other words, artificial neural networks were able to identify the effects of these variables on soil organic carbon density using tracing and identifying the effects and interactions between an independent variable series with organic carbon density status. The results showed that transmission functions can be used by the data of primary and secondary topographic parameters for estimating soil organic carbon density in the region.
    Keywords: Multivariate linear regression model, Artificial neural network, Sensitivity analysis
  • Sarah Khajehhosseini *, Farzad Fanoodi, Sayed Ali Tabatabaei, Rostam Yazdani Biouki, Jafar Masoud Sinaki Pages 29-52
    Background and objectives
    Hyssop (Hyssopus officinalis L.) is a woody and perennial plant. Drought stress is one of the abiotic stresses that have the adverse effects on growth, development and other metabolic processes of the plant. In this regard, it is necessary to use targeted methods to deal with dehydration, therefore, this study was conducted based on the evaluate the rate of changes in hyssop treated with transpiration-reducing compounds such as kaolin and chitosan as well as the amino acid glycine under drought stress.
    Materials and methods
    This research was conducted as a factorial split plots experiment based on a completely randomized design with 3 replications, during 2016-2017 at the Agricultural and Natural Resources Center of Yazd Province. Experimental factors include the drought stress at 3 levels (25, 50 and 75% of the the available water discharge from the soil), the foliar application at 4 levels [water (control), kaolin (2.5%), chitosan (0.4 g/l) ), glycine amino acid glycine (2.5 per thousand)] and the foliar application time (vegetative and flowering, just flowering).
    Results
    The results showed that in the control stress treatment ( 25% of the the available water discharge from the soil), the foliar application of glycine and kaolin, increased the canopy diameter by 30.59% and 27.21%. Also the chitosan and kaolin spraying at flowering time decreased the electrolyte leakage by 6.1% and 6.3%. The highest canopy diameter was obtained on th the interaction of the control stress and glycine amino acid (619 cm2) and the lowest leakage was obtained on the interaction of control stress and the foliar application of chitosan and kaolin at flowering. The increasing drought stress until the level of 50%, increase of 4.79% in chlorophyll a and the total chlorophyll and the highest chlorophyll a, and total chlorophyll (153 and 216 mg/g FW) respectively were observed in the foliar application of control at vegetation and flowering. The increasing the amount of available water discharge to the level of 75%, a decreasing trend in the amount of leaf area (91%) dry weight (51.95%), chlorophyll a (34.64%), chlorophyll b (43.86%) and total chlorophyll (32.87%), also an increasing trend in superoxide dismutase activity (25.92%) was observed. The highest leaf area in the interaction of control stress and the foliar application of control (4947cm2) at flowering, dry weight (140.5 g/m2), chlorophyll b (69.3 mg/g FW) in the interaction of control stress and the foliar application of control and superoxide dismutase activity in the interaction of sever stress and foliar application of kaolin (0.34 (U. mg protein -1. min -1) at vegetation and flowering Was obtained. Also, the foliar application of control, kaolin and chitosan at vegetation and flowering compared to other experimental treatments had the greatest effect on chlorophyll b, canopy diameter and dry weight.
    Conclusion
    Drought stress reduced the amount of morphological parameters. This decrease had less negative effects on physiological parameters, so the mentioned parameters had an increasing trend to the mild stress level and a decreasing trend was observed with the increase of dryness up to the sever level The severe stress also increased biochemical parameters. Foliar application with glycine and chitosan at vegetation and flowering was effective in increasing morphological parameters dependent on growth and foliar application of chitosan and kaolin during flowering as well as kaolin spraying during vegetation and flowering played a useful role in increasing the biochemical parameters related to the antioxidant activity of plant to. Due to the changes in the hyssop, the application of this substances can be recommended to reduce the adverse effects of stress on other medicinal plants
    Keywords: Reduction of available water, foliar application, Antioxidant activity, Photosynthetic pigments
  • MohammadReza Soudi *, Leila Amini, Behnaz Mirelmi, Tayebeh Fooladi Pages 53-75
    Background and Objectives

    The widespread use of chemical fertilizers became common by coming the Haber-Bosch reaction product to the market in the second decade of the twentieth century, and thereafter the agricultural industry flourished. Nowadays, increasing usage of chemicals has caused adverse and harmful consequences against the environment and also increased costs of production of crop plants. The use of biofertilizers, which potentially solubilizes phosphorus compounds in the agricultural soil, is considered as an environmental friendly option and a superior alternative to further usage of chemical fertilizers. New collections of phosphate-solubilizing bacteria with a vast biodiversity are required to be used for greater varieties of crop plants in more different climates. The aim of this study was verification and characterization of some active phosphate-solubilizing bacteria isolated from several areas of wheat arable soils located in Yazd province.

    Materials and Methods

    In this study, soil microorganisms were screened and all the isolates were examined in PVK agar culture medium for halo formation and then phosphate solubilization index and efficiency were calculated. Phosphate release rate in liquid culture medium was measured in µg/ml. Nitrogen fixation test using two carbon sources (glucose and sucrose) was evaluated comparatively. All the isolates were examined for tolerance to various environmental conditions such as temperature, salinity and pH. Finally, the production of several types of organic acids by the isolates was examined using thin layer chromatography.

    Results

    Among the bacteria, 10 isolates created a halo zone in culture medium containing calcium phosphate and showed growth and discoloration in nitrogen-free medium with bromothymol blue reagent. Five isolates out of 10 showed the highest efficiency in phosphate solubilization (equal to or more than 200% Z/C) and 5 isolates showed the highest phosphate solubility index (between 2- 4). The highest index belonged to YC isolate (4.1), while statistical analysis showed no significant difference between the means of solubility efficiency of different isolates. The quantitative study showed that the amount of phosphate released for 4 superior isolates was 150.25-203.91 µg/ml. Statistical analysis shows that among the 10 strains tested, YS and YG showed the highest efficiency with the release of 203.9 and 194.8 μg/l phosphate, respectively. These two strains were not significantly different from YK and YC isolates. Isolates YX, YA, YP, YH, YJ and YI also showed the least ability at the same statistical level. All the isolates were able to fix nitrogen in the presence of glucose and 4 isolates were able to fix nitrogen in the presence of sucrose as two different carbon sources. Experiments carried out to show the resistance of the isolates to environmental factors and indicated that almost all isolates can grow adequately in the range of acidic to alkaline pH (5-9) and temperatures of 25-37 ºC. The isolates were also able to tolerate salinity up to 10% (w/v). The use of thin layer chromatography confirmed the excretion of organic acids such as citric acid and oxalic acid by the examined bacteria.

    Conclusion

    The present study indicates that the isolated microorganisms with high phosphate solubilizing ability show significant potential as a suitable substitute to chemical fertilizers with harmful side effects.

    Keywords: Phosphate solubilizing bacteria, Chemical Fertilizer, Organic acid, Nitrogen fixation
  • Maryam Moosavi, Reza Khorassani *, Reza Tavakkol Afshari Pages 77-98
    Background and Objectives

    Drought is one of the most widespread abiotic stresses which has a negative effect on the growth and yield of plants in most parts of the world. Drought stress reduces plant yield by reducing the uptake of water and nutrients. The dry and semi-arid weather conditions of Iran have caused many problems in the production of plants, including wheat (Triticum aesivum L.). Phosphorus, as one of the essential nutritional elements for wheat, can be effective in alleviating the effects of drought stress. In recent years, to deal with drought stress, the use of plants and cultivars efficient in uptake nutrients, including phosphorus, as an appropriate strategy to increase crop yield has been the focus of researchers. Therefore, it is necessary to pay attention to the mechanism of efficient cultivars against drought stress for accurate fertilizer recommendations.

    Materials and Methods

    To evaluate Sirvan wheat cultivar (resistant to drought stress), in the uptake of nutrients and its growth and development at different levels of moisture and phosphorus, a research in the greenhouse was performed as factorial based on a completely randomized design with two factors and three replications during the vegetative growth period. The factors included phosphorus from mono-calcium phosphate monohydrate source (0, 15 and 25 mg P kg soil-1) and three moisture regimes including 50 and 70% of field capacity (T1, T2: stress conditions) and 95% of field capacity (T0: control).

    Results

    According to the results, it was observed that the interaction effect of drought stress and phosphorus levels on total dry weight, uptake of iron, zinc and potassium nutrients, total soluble sugar, root growth (cumulative length, diameter and root area) and chlorophyll index was significant at the 0.01 % and 0.05 % level of probability, respectively in Sirvan cultivar. The results showed that the increase of phosphorus (25 mg kg-1) in the presence and absence of drought stress was effective on the growth and development of the studied wheat cultivar; So the addition of phosphorus in the amount of 25 mg kg-1 in the drought stress condition of 50% of the field capacity increased the total dry weight of Sirvan variety from 5.80 to 8.52 g pot-1 compared to the level without phosphorus application. The increase of phosphorus in the condition of drought stress (50%), increased the uptake of iron nutrients by about 2 times, zinc and potassium by 60 and 50%, respectively, compared to the control level that this increase in uptake can be due to the increase in root growth and its characteristics (cumulative length, area and diameter); Also, according to the results of this experiment, it was observed that the resistance of Sirvan cultivar to drought stress was due to the increase in the amount of total soluble sugar, root growth and uptake of iron, zinc and potassium which led to an increase in total dry weight and its good growth and development under drought stress conditions.

    Conclusion

    The application of the appropriate amount of phosphorus at the level of 25 mg kg-1 under drought stress conditions increased the total dry weight, root area, root diameter and length, uptake of nutrients, chlorophyll index, height, number of tillers and the amount of total soluble sugar in the plant, this level of phosphorus with a positive effect on the growth and development of Sirvan variety in the vegetative growth stage made it adapt to drought stress conditions; Considering the importance of cultivar selection in adjusting drought stress, Sirvan cultivar was able to show a good response to phosphorus fertilizer to reduce drought stress.

    Keywords: Drought tolerant cultivar, Moisture stress. Phosphorus, Plant dry matter
  • Nasrin Karimian, Hamidreza Motaghian, Ramin Iranipour, Bijan Khalilimoghaddam Pages 99-116
    Background and objectives

    The application of organic matter and soil conditioners is essential to maintain soil efficiency and achieve sustainable agriculture. The aim of this study was to investigate the effect of application of biochar and wood vinegar on penetration resistance and stability of soil aggregates under forage corn cultivation.

    Materials and methods

    For this purpose, a study was conducted in greenhouse conditions at ShahreKord University. The experiment was performed as a factorial experiment in a completely randomized design with 30 treatments in 3 replications. The studied treatments included wood vinegar in 6 amounts of zero (W0), 0.02 (W1), 0.04 (W2), 0.1 (W3), 0.2 (W4) and 0.4 (W5) g/Kg (first factor) and conditioner including raw material (pomegranate and plum wood) in 2 levels 1 (B01) and 2 (B02) weight-weight percentage and biochar in 2 levels 1 (B1) and 2 (B2) weight-weight percentage (second factor) was applied. Soil penetration resistance of the undisturbed samples at 0, 10, 50, 100, 500, 1000 and 1500 Kpa matric suctions by penetrometer and mean weight diameter of aggregates by dry sieving was measured.

    Results

    The results showed that the main effect of wood vinegar and conditioner (raw material (pomegranate and plum wood) and biochar) application and the interaction effect of wood vinegar and conditioner (raw material (pomegranate and plum wood) and biochar) application on bulk density and aggregate stability and soil penetration resistance at 0,10, 50, 100 and 500 Kpa matric suctions were significant at the level of 1%. The application of wood vinegar and raw material increased bulk density and aggregate stability that the highest aggregate stability was related to W2B2 treatment, which increased the stability of aggregates by150% of the control. Also the application of wood vinegar and raw material increased the reduction of soil penetration resistance. So that at 0, 10, 50, 100 and 500 Kpa matric suctions, the greatest decrease in penetration resistance was related to W5B2 treatment, which soil penetration resistance was observed in 81.7, 82.89, 86.89, 78.65 and 78.65% of the control.

    Conclusion

    Wood vinegar and biochar has high organic carbon, which is effective in increasing the aggregates stability and creating larger aggregates and increasing mean weight diameter of aggregates and the cause can be attributed to the increase of the bonding force between the aggregates by the compounds in organic matter. Also, biochar and wood vinegar reduced soil penetration resistance by increasing soil organic carbon and reducing soil bulk density.

    Keywords: Biochar, Penetration resistance, Structure Stability, Wood Vinegar
  • Hamid Alipour, Azam Razavinasab *, Seyed Javad Hosseinifard Pages 117-133
    Background and objective
    Today, in most pistachio farming areas, the reduction in the quantity and quality of irrigation water, followed by the reduction in the absorption of nutrients by the roots, has reduced the amount of pistachio fruit and its quality. The use of organic materials in sustainable agriculture, such as humic acid, causes the physical modification of the soil, including the increase of pores and water retention capacity and the reduction of evaporation from the soil surface. These substances increase the absorption of nutrients through the improvement of root growth and the formation of chelates of elements, and with the properties of stimulating growth, regulating plant growth hormones and increasing the tolerance of plants against plant stresses, it ultimately increases plant growth and Finally increasing the economic performance of pistachios.
    Material and Methods
    This research was carried out in the form of a randomized complete block design with 5 treatments including zero (control), 500, 1000, 1500, 2000 kg per hectare of humic acid produced by Shimi Golfaiz Khorasan Company in three replicates and for two years of cultivation on fertile trees of 35-year-old Kale Ghochi trees. Each plot included 5 trees and a total of 75 trees were tested. Based on the soil test, the lack of nutrients was determined and the required amount of chemical fertilizers (the same amount for all treatments) was used in a mixture with humic acid, and only chemical fertilizers were used in the control treatment.
    Results
    The results of analysis of variance and comparison of treatment averages based on composite analysis of two-year data indicated that the difference between treatments was statistically significant for most of the assessed traits. The fresh and dry weight of the tree showed an increase of 39% and 38%, respectively, in the treatment of 1500 kilos of humic acid compared to the control. The treatment of 500 kg/ha of humic acid had the lowest amount of blank (25% reduction compared to the control) and the highest percentage of non-splitting (48% compared to the control). The treatment of 1000 kg/ha of humic acid caused the highest branch growth with 21% compared to the control. The 1500 kilo humic acid treatment had the highest amounts of calcium (23%), iron (25%), zinc (22%), and manganese (24%) compared to the control.
    Conclusion
    According to the results obtained from this research, the treatment of 1500 kgha-1 of humic increased the fresh and dry yield and the concentration of calcium and micro nutrients elements of iron, zinc and manganese and is introduced as the best treatment. Of course, it should be kept in mind that regardless of the type and concentration of humic acid used, the method of application, the physical and chemical conditions of the soil, the management of the farm are also effective in the results obtained.
    Keywords: blank, Humic acid, Kale-GHoochi, Shimi Golfaiz, Pistachio