فهرست مطالب

نشریه تحقیقات کاربردی خاک
سال دهم شماره 3 (پاییز 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/09/30
  • تعداد عناوین: 10
|
  • سارا شاهدی، امیر فتوت*، رضا خراسانی، اکرم حلاج نیا صفحات 1-14
    آلودگی با فلزات سنگین یکی از نگرانی های عمده زیست محیطی در سراسر جهان است، چرا که این فلزات به دلیل سمی و خطرناک بودنشان تهدیدی برای انسان، حیوان و گیاه می باشند. کانی های رسی که جزء اصلی خاک هستند، نقش مهمی در جذب آلاینده های مختلف از آب و خاک ایفا می کنند. بنتونیت و شکل های اصلاح شده آن دارای ظرفیت بسیار بالاتری نسبت به سایر رس ها برای جذب فلزات سمی دارند. بنابرین آزمایشی در قالب طرح کاملا تصادفی با آرایش فاکتوریل با سه تکرار انجام شد. تیمارهای آزمایشی شامل زمان (5، 10، 20، 30، 60، 120، 240 دقیقه)، جاذب های بنتونیت (B) و نانوبنتونیت (NB) (2 گرم بر لیتر) و هیومیک اسید (صفر، 100 و 500 میلی گرم بر لیتر) بود. نتایج نشان دهنده اثر افزایشی هیومیک اسید بر جذب کادمیم به وسیله بنتونیت و نانوبنتونیت در زمان های مختلف می باشد. بیشترین مقدار جذب کادمیم در تیمار 500 میلی گرم بر لیتر هیومیک اسید با میانگین 4370 میلی گرم بر کیلوگرم توسط جاذب بنتونیت و کمترین مقدار جذب در تیمار با عدم حضور هیومیک اسید 1134 میلی گرم بر کیلوگرم توسط جاذب بنتونیت مشاهده شد. در بررسی معادلات سینتیک جذب کادمیم با توجه به مقادیر R2 ، مناسب ترین مدل برای برازش جذب سطحی کادمیم توسط دو جاذب بنتونیت و نانوبنتونیت در سه سطح هیومیک اسید، معادله سینتیک شبه درجه دوم (هر سه سطح هیومیک اسید در جاذب بنتونیت و تیمار 100 میلی گرم بر لیتر هیومیک اسید در جاذب نانو بنتونیت 99/0، در تیمار صفر و 500 میلی گرم بر لیتر هیومیک اسید به ترتیب 97/0 و 1 بود) می باشد. نتایج نشان داد که حضور هیومیک اسید می تواند به طور قابل توجهی موجب افزایش جذب کادمیم به وسیله جاذب ها شود که تاثیر آن در جاذب بنتونیت بیشتر از نانو بنتونیت بود.
    کلیدواژگان: سینتیک، بنتونیت و نانو بنتونیت، کادمیم، نانو رس
  • رقیه موسوی، میرحسن رسولی صدقیانی*، ابراهیم سپهر، محسن برین صفحات 15-29
    به منظور مطالعه تاثیر بیوچار غنی شده و باکتری های حل کننده فسفات بر جزءبندی فسفر خاک، یک آزمایش انکوباسیون فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با 6 تیمار شامل (باکتری های حل کننده فسفات (PSB)، بیوچار معمولی سیب-انگور (BC)، مخلوط بیوچار معمولی سیب - انگور و باکتری های حل کننده فسفات (BC-PSB)، بیوچارغنی شده با خاک فسفات و باکتری های حل کننده فسفات (BC-RP-PSB)، سوپرفسفات تریپل (TSP) و شاهد(Cont)) و 2 نوع خاک با EC های مختلف (2 و 15 dS m-1)، در خاک های حوضه دریاچه ارومیه اجرا گردید. فسفر اولسن، pH و اجزاء فسفر معدنی در زمان های 7، 30 و 60 روز انکوباسیون اندازه گیری و از لحاظ آماری آنالیز گردید. بر اساس نتایج، تیمارهای BC-PSB-RP و BC-PSB به طور متوسط pH نمونه خاک های S1 و S2 را بترتیب 1/0 و 4/0 واحد کاهش دادند. در اثر اعمال بیوچار غنی شده با باکتری های حل کننده فسفات (BC-RP-PSB) مقدار فسفر اولسن خاک S1 و S2 به ترتیب از 6 و 7 میلی گرم در کیلوگرم به 3/35 و 7/41 میلی گرم در کیلو گرم خاک (P<0.01) افزایش یافت. تیمارهای میکروبی (PSB، BC-PSB و BC-RP-PSB) توزیع و مقدار اشکال فسفر معدنی خاک ها را بطور معنی دار تحت تاثیر قرار دادند. بطوریکه تیمار BC-PSB-RP مقدار دی کلسیم فسفات خاک S1 را  10 برابر و خاک S2 را 2/5 برابر افزایش داد. در مقابل مقادیر اکتاکلسیم فسفات، فسفات های آلومینیوم و آپاتیت را بطور معنی دار کاهش دادند. با توجه به نتایج همبستگی، فسفر اولسن با دی کلسیم فسفات، آپاتیت و فسفر پیوندشده با آهن همبستگی معنی دار داشت احتمالا در عصاره گیری فسفر اولسن، فسفر از این اجزاء معدنی آزاد می شود. نتایج این تحقیق نشان داد استفاده از بیوچار غنی شده با باکتری های حل کننده فسفات باعث ابقاء فسفر در طول دوره انکوباسیون در فاز لبایل و قابل جذب برای گیاه گردید و تاثیر بهتری در افزایش فراهمی فسفر در شرایط شور داشت.
    کلیدواژگان: فسفر، فراهمی، خاک شور، بیوچار
  • ابوالفضل بامری*، محسن لطفی، مهسا خالقی صفحات 30-42

    خاکورزی و گلخرابی از عملیات مهم کشت غرقابی برنج می باشند. گلخرابی روشی مهم و معمول در آماده سازی بستر برای کشت نشای برنج در اراضی شالیزاری به شمار می‏آید که با روتیواتور صورت می گیرد. به منظور بررسی تغییرات پارامترهای فیزیکی و هیدرولیکی خاک آزمایشی بصورت کرت خرد شده و بر پایه طرح بلوک‏های کامل تصادفی در سه تکرار در شهرستان قایمشهر انجام گرفت. در این پژوهش، شالیزار تحت دو تیمار اصلی، T1 (بدون خاکورزی) و T2 (با خاکورزی) و چهار تیمار فرعی عبور روتیواتور،  P1(یک بار)، P2 (دو بار)، P3 (سه بار) و P4 (چهار بار) قرار گرفت. سطوح مختلف گلخرابی روی زمین شالیزاری با بافت لوم اعمال و پارامترهای نفوذپذیری و هدایت هیدرولیکی، درصد رطوبت وزنی و جرم مخصوص ظاهری خشک خاک آن اندازه‏گیری شد. همچنین در پایان فصل کشت وزن هزاردانه برنج برای هر تیمار محاسبه شد. نتایج نشان داد که در هر دو پارامتر نفوذپذیری و هدایت هیدرولیکی تیمار‏های اصلی T2 دارای کمترین مقدار نفوذ و هدایت هیدرولیکی بود. همین‏طور در هر دو پارامتر با افزایش شدت گلخرابی، میزان نفوذ و هدایت هیدرولیکی به طور معنی‏داری کاهش یافت. با اعمال خاکورزی و افزایش شدت گلخرابی روند نزولی در جرم مخصوص ظاهری و افزایش محتوای آب خاک مشاهده شد. به طوری که، تیمار خاکورزی با گلخرابی زیاد حداکثر درصد رطوبت وزنی را داشت (67/28 %). روش‏های مختلف خاک‏ورزی تاثیری روی وزن هزار دانه برنج نشان نداند. در مقابل تیمارهای مختلف گلخرابی تاثیر بسزایی روی وزن هزار دانه برنج داشته و در تیمار گلخرابی زیاد بیشترین وزن هزار دانه برنج (38/28 گرم) مشاهده شد که نشان دهنده تاثیر مثبت سطوح بالای گلخرابی روی این پارامتر می باشد.  در نهایت می توان چنین نتیجه گرفت که اعمال خاکورزی و گلخرابی سبب کاهش اتلاف آب و درنتیجه افزایش بهره وری آب در کشت برنج می شود.

    کلیدواژگان: بدون خاکورزی، هدایت هیدرولیکی، رطوبت خاک، وزن هزار دانه
  • صلاح شاه مرادی*، حمیدرضا غفاریان مالمیری، محمد شریفی پیچون صفحات 43-65

    شوری خاک ناشی از فرآیندهای طبیعی یا انسانی و یک خطر عمده زیست محیطی می باشد. همچنین کمبود رطوبت خاک که تاثیر منفی بر فعالیت های کشاورزی در مناطق کوهستانی که اکثر آب و هوای نیمه مرطوب می گذارنند دارد. هدف اصلی این تحقیق نقشه برداری از شوری و رطوبت خاک واقع در قسمت غرب دریاچه ارومیه در کشور ایران با استفاده از تصاویر ماهواره های سنتینل 1 و 2 همراه با پنج الگوریتم شبکه عصبی می باشد. مدل های یادگیری، شبکه های عصبی چند لایه (MLP-NN)، عملکرد تابش پایه شعاعی (RBF-NN)، فرآیندهای گاوسی (GP)، رگرسیون بردار پشتیبان (SVR) و جنگل های تصادفی (RF) می باشند. ابتدا با استفاده از الگوریتم های مختلف شاخص های مختلف شوری و رطوبت خاک بدست آورده شدند. سپس با استفاده از 60 نمونه خاک که از عمق 5 تا 15 سانتی متری خاک در طول بررسی میدانی در تاریخ 18/06/1398 همراه با زمان تصویر برداری سنتینل 1 و 2 برداشت شد، دقت سنجی انجام گرفت. در شاخص های شوری خاک مورد استفاده در تصاویر اپتیکی شاخص Salinity index با 96/0 R2=  شاخص بهینه برای برآورد شوری خاک با توجه به مقایسه با داده های زمینی بود. شاخص NDWI  نیز برای برآورد رطوبت در تصاویر اپتیکی بادقت 0.89 دارای بالاترین میزان دقت در شاخص های مورد استفاده این پژوهش بوده است. میزان دقت برآورد رطوبت و شوری خاک در تصاویر رادار به ترتیب 80/0 R2= و 89/0 R2= بوده است. عملکرد پنج الگوریتم برای مدل سازی نیز با استفاده از خطای میانگین مربعات (RMSE) و ضریب همبستگی (R2) ارزیابی و مقایسه شد. نتایج نشان دادند که مدل GP بالاترین عملکرد پیش بینی    (RMSE = 2و 82/0 R2=) را نسبت به سایر مدل های یادگیری ماشین مورد استفاده در این تحقیق داشته است.

    کلیدواژگان: تصاویر اپتیکی، دریاچه ارومیه، سنتینل، شاخص های رطوبت و شوری خاک، شبکه عصبی مصنوعی
  • محمودرضا رمضانپور*، هادی اسدی رحمانی، ولی الله رامئه، پرستو مجیدیان صفحات 66-77
    هدف از این تحقیق بررسی تاثیر کود گوگرد همراه با تیوباسیلوس بر عملکرد و اجزای عملکرد کلزا و برخی خصوصیات شیمیایی خاک در تناوب با ذرت طی سه سال متوالی بود. این تحقیق در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با هفت تیمار گوگردی با مقادیر مختلف صفر، 750، 1500 و 3000 کیلوگرم در هکتار در سه تکرار انجام شد. تیمارها به خاک دو هفته قبل از کاشت اضافه شدند. نمونه برداری های خاک به صورت دو ماهه و چهار ماهه انجام شد و اندازه گیری ها شامل میزان شوری، اسیدیته و سولفات خاک و بعد از برداشت محصول شامل صفات میزان EC (شوری)، pH (اسیدیته)، SO4-2 (سولفات)، Fe (آهن)، Zn (روی)، Mn (منگنز)، P (فسفات)، N (نیتروژن) و K (پتاسیم) و صفات زراعی گیاه شامل وزن هزار دانه، ارتفاع بوته، تعداد دانه در خورجین، تعداد خورجین در بوته و عملکرد بودند. نتایج نشان داد که با افزایش مقادیر کودهای گوگرد، عملکرد دانه، تعداد دانه در خورجین و تعداد خورجین در بوته افزایش معنی داری طی سه سال متوالی پیدا کردند. علاوه بر این، با گذشت زمان، روند تغییرات ویژگی های شیمیایی خاک شامل سولفات، پتاسیم و نیتروژن خاک بهبود یافت و باعث کاهش تغییرات این عناصر در خاک گردید. به علاوه، در نمونه برداری های دوماهه و چهار ماهه از خاک، روند افزایشی میزان شوری و اسیدیته خاک در اثر تیمارهای مختلف گوگرد طی سال های متوالی مشاهده شد، اما این صفات بعد از برداشت کلزا تغییرات معنی داری نشان ندادند. بر اساس نتایج بدست آمده می توان پیشنهاد کرد که تناوب زراعی و استفاده از کود گوگرد اثر مثبتی بر ویژگی های شیمیایی خاک و عملکرد محصول زراعی اصلی خواهد داشت.
    کلیدواژگان: تیوباسیلوس، دانه های روغنی، کود
  • حسین بشارتی*، حسین صفاری صفحات 78-89
    در این پژوهش اثر بخشی کود آلی تولید شده از ضایعات کشتارگاه طیور در کشت گلخانه ای ذرت و باغ پسته ارزیابی شد. آزمایش به صورت طرح کاملا تصادفی با تیمارهای ازمایشی شامل T1 (شاهد بدون مصرف کود)، T2 (مصرف کود براساس نتایج آزمون خاک)، T3 (71/0 گرم در کیلوگرم خاک از کود ضایعات گشتارگاه)، T4 (06/1 گرم در کیلوگرم خاک از کود ضایعات کشتارگاه)، T5 (07/0 گرم در کیلوگرم خاک کود اوره + 53/0 گرم در کیلوگرم خاک کود ضایعات کشتارگاه)، T6 (035/0 گرم در کیلوگرم خاک کود اوره + 8/0 گرم در کیلوگرم خاک کود ضایعات کشتارگاه) و T7 (33/1 گرم در کیلوگرم خاک کود ورمی کمپوست) در چهار تکرار اجرا گردید. برخی از صفات رشدی گیاه ذرت و پسته و نیز ویژگی های خاک در پایان آزمایش اندازه گیری شد. نتایج آزمایش نشان داد که بیشترین وزن خشک اندام هوایی ذرت در تیمار T2 و کمترین میزان در تیمار شاهد (T1) بدست آمد. میزان نیتروژن اندام هوایی ذرت در تیمارهای T1 (35/0 درصد)،T4  (41/0 درصد)، T5 (41/0 درصد) و T7(40/0درصد) از لحاظ آماری در یک کلاس آماری بودند. درحالیکه تیمارهای T2 (66/0 درصد) ، T3 (56/0 درصد) و T6(6/0 درصد) در یک گروه آماری قرار داشتند. بیشترین غلظت نیتروژن کل برگ پسته در تیمار T1 یا شاهد (68/1 درصد) و T7 (8/1درصد) اندازه گیری شد. میزان آهن برگ پسته در تیمارهای مختلف بیش از دو برابر حد بهینه (بیش از  200میلی گرم در کیلوگرم) ولی مقدار روی در کلیه تیمارها به شدت پایین (کمتر از 15 میلی گرم در کیلوگرم) و درختان پسته دچار کمبود روی بودند. مقدار مس در همه تیمارها (به استثنای تیمارهای T5 و T6) در حد بهینه ولی مقدار منگنز همه تیمارها حدود 30 تا 50 درصد کمتر از حد بهینه بود. به طورکلی نتایج پژوهش حاضر نشان داد تغذیه تلفیقی گیاه (کاربرد توامان کودآلی حاصل از ضایعات کشتارگاه طیور و کود شیمیایی) راهکاری مناسب برای مدیریت تغدیه گیاه و کاهش مصرف کودهای شیمیایی می باشد.
    کلیدواژگان: ضایعات کشتارگاه طیور، ارگانیک، کود غنی شده، پسته، ذرت
  • کمال خسروی اقدم، نفیسه یغمائیان مهابادی، حسن رمضان پور*، سالار رضاپور، زهره مصلح صفحات 90-103
    موجودیت خاک وابسته به پارامترهای فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی آن است. ذخیره کربن آلی خاک یکی از عوامل کلیدی خاک است که تغییرات آن برروی تمامی این پارامترها اثر دارد. در این راستا، این تحقیق به منظور پهنه بندی ضریب تغییرات ذخیره کربن آلی خاک در بخشی از حوضه آبخیز سیمینه رود انجام شد. نمونه برداری از خاک با استفاده از روش مکعب لاتین مشروط در 210 نقطه از عمق 30-0 سانتی متری خاک سطحی انجام و مقدار کربن آلی خاک اندازه گیری شد. سپس، ذخیره کربن آلی خاک تعیین گردید. در مرحله بعد، مدل جنگل تصادفی اجرا و پارامترهای موثر برای تخمین ذخیره کربن آلی خاک شناسایی شد (در این مرحله جهت مدل سازی ذخیره کربن آلی خاک از شاخص بازتابش طیفی استاندارد شده و داده های استخراجی از مدل رقومی ارتفاعی استفاده شد). در انتها، روش جنگل تصادفی 100 بار اجرا شد و پهنه بندی مقادیر بیشترین (صدک 95)، کمترین (صدک 5) و میانگین ذخیره کربن آلی خاک برای هر پیکسل با قدرت تفکیک مکانی 30 ×30 متر به دست آمد. جهت به دست آوردن ضریب تغییرات با ضریب اطمینان 90 درصد، صدک 95 و 5 درصد از هم کسر شد و ضریب تغییرات با استفاده از تقسیم آن به میانگین به دست آمد. نتایج نشان داد که ضریب دقت (R2) مدل جنگل تصادفی 81/0 و ضرایب صحت شامل RMSE و MAE به ترتیب 44/0 و 34/0 ((kg m-2 می باشد. نتایج پهنه بندی ضریب تغییرات برای مقدار ذخیره کربن آلی خاک منطقه مورد مطالعه نشان داد که مقدار تغییرات این پارامتر بین 9/3 -55 درصد متغیر می باشد. بر اساس نتایج حاصل از پهنه بندی ضریب تغییرات منطقعه مورد مطالعه، میانگین بیشترین و کمترین میزان تغییرات در کاربری زراعت دیم و مراتع مشاهده شد. احتمالا کشت مداوم و بازگشت کم ماده آلی در زراعت دیم، باعث افزایش ضریب تغییرات ذخیره کربن آلی خاک در کاربری زراعت دیم شده است.
    کلیدواژگان: جنگل تصادفی، زراعت دیم، کربن آلی، مربع لاتین مشروط چندگانه
  • مهدی سرائی تبریزی*، شیوا محمدیان خراسانی صفحات 104-116
    امروزه با توجه به نیاز انسان به آب، تلاش برای رسیدن به منابع آبی پایدار امری ضروری و حایز اهمیت می باشد. هدف از این پژوهش بررسی تاثیر احداث سازه های آبی بر حفاظت و مدیریت بهینه منابع آب و خاک در حوزه آبخیز نشر همدان بود. بدین منظور، با پیمایش صحرایی مشخصات سازه های احداثی یادداشت و اطلاعات منابع آب منطقه شامل چاه، چشمه و قنات برداشت شد. اطلاعات منابع آب نیز قبل از احداث سازه ها از اداره آب منطقه ای همدان اخذ شد. نتایج پژوهش نشان داد در سطح حوزه آبخیز 856 سازه احداث شده است که 660 سازه خشکه چین با روکش ملاتی، 4 سازه خشکه چین و 192 سازه گابیونی بودند. حجم مخازن ایجاد شده با اجرای این سازه ها برابر با 6/50936 مترمکعب بوده که 5/29502 مترمکعب از آن ها پر شده است و حجم خالی که در حال حاضر می تواند سیلاب را کاهش دهد 1/21434 متر مکعب می باشد. مجموع دبی سه چشمه شاهد حوزه آبخیز نشر قبل احداث سازه ها 8/1 لیتر بر ثانیه بوده که این دبی بعد از احداث به 15/2 لیتر در ثانیه رسیده است. متوسط ارتفاع آب چاه های منطقه از سطح زمین قبل احداث 11 متر و بعد از احداث به 9 متر کاهش پیدا کرده است. همچنین مجموع دبی قنات های فعال منطقه قبل احداث 5/32 لیتر بر ثانیه بوده که این دبی بعد از احداث به 5/38 لیتر در ثانیه رسیده است. بنابراین تاثیر احداث سازه های آبی مثبت بوده و منجر به افزایش منابع آبی منطقه شده است.
    کلیدواژگان: حوزه آبخیز نشر، سازه های آبی، مشخصات رسوب، مشخصات هیدرولیکی
  • لاله پرویز*، رضا احدی، فاطمه سید میلانی صفحات 117-129
    آگاهی در مورد توزیع مکانی ویژگی های خاک نقش مهمی در سیستم رشد و عملکرد محصول در بخش کشاورزی دارد. در این راستا جهت افزایش دقت در توزیع مکانی pHخاک، الگوریتم ژنتیک در ترکیب برآوردهای رگرسیون خطی، برنامه ریزی بیان ژن (GEP) و زمین آمار (درون یابی کریجینگ) در مناطقی از استان آذربایجان شرقی (شهرستان های بناب، عجب شیر و مراغه) مورد استفاده قرار گرفت. مدل نیم تغییرنمایخطی در درون یابی کریجینگ دارای کمترین مقدار خطااست. برنامه ریزی بیان ژن و رگرسیون خطی به ترتیب در برآورد توزیع مکانیpHخاک، کمترین و بیشترین مقدارخطا را دارند،میزان کاهشمیانگین مربع خطا، خطای جذر میانگین مربعات، خطای جذر میانگین مربعات نسبیاز رگرسیون خطی به زمین آمار بهترتیب 67/47،58/27 و 47/26 درصد و میزان کاهششاخص پراکندگی و میانگین درصد خطای مطلق تعدیل شده از رگرسیون خطی به برنامه ریزی بیان ژن به ترتیب 8/23 و 03/37 درصد است.روش ترکیبیبا استفاده از الگوریتم ژنتیک نسبت به سه نوع مدل سازی، خطای برآورد توزیع مکانی pHخاک را کاهش می دهد ،به عنوان نمونه میزان کاهشمیانگین مربع خطا، خطای جذر میانگین مربعات، خطای جذر میانگین مربعات نسبیاز مدلبرنامه ریزی بیان ژن به روش ترکیبی به ترتیب برابر با 33/23،76/11 و 10 درصد است. برآوردهای pHبا روش ترکیبی در محدوده قلیایی می باشد که با مقادیر اندازه گیری شدههم خوانی دارد. کمینه و بیشینه مقدار قدر مطلق اختلاف بین مقادیر اندازه گیری و تخمینی در نقاط مورد بررسی به ترتیب در بناب(09/0) و عجب شیر (25/0)می باشد.معیار میانگین درصد خطای مطلق در روش ترکیبی در محدوده قابل قبول از نظر عملکرد است و این مسیله کارایی روش مورد استفاده را در برآورد توزیع مکانی پ هاشخاک نشان می دهد.
    کلیدواژگان: توزیع مکانی، الگوریتم ژنتیک، برنامه ریزی بیان ژن، زمین آمار
  • عبدالعزیز حنیفی نیا، حبیب نظرنژاد*، سعید نجفی، آیدینگ کرنژادی صفحات 130-144
    شناخت عوامل، شرایط ایجاد و توسعه زمین لغزش ها به منظور ارزیابی و پهنه بندی خطر وقوع آن، امکان دستیابی به روش هایی که به وسیله آنان بتوان از خطرات و خسارات ناشی از وقوع زمین لغزش ها جلوگیری کرد، را فراهم می سازد. هدف از این پژوهش تهیه نقشه پتانسیل خطر زمین لغزش با مدل های AHP و آنتروپی شانون در حوزه آبخیز چریک آباد ارومیه است. در ابتدا از طریق بازدیدهای میدانی و گوگل ارث، تعداد 95 نقطه لغزشی با استفاده از GPS و تصویر گوگل ارث ثبت شدند. لایه های میانگین بارندگی سالانه، درجه شیب، جهت شیب، طبقات ارتفاعی، کاربری اراضی، سنگ شناسی، فاصله از آبراهه، فاصله از جاده، فاصله از گسل، فاصله از روستا و شاخص نرمال شده تفاضل  پوشش گیاهی (NDVI) به عنوان عوامل موثر بر وقوع زمین لغزش های حوضه انتخاب و نقشه های لایه های مذکور در محیط سامانه اطلاعات جغرافیایی تهیه و رقومی گردید. بعد از تلفیق لایه های عوامل موثر بر وقوع زمین لغزش، نقشه پتاسیل خطر زمین لغزش برای دو مدل فرایند سلسله مراتبی و آنتروپی شانون تهیه شد. نتایج تهیه نقشه های خطر با استفاده از منحنی مشخصه عملکرد نسبی با سطح زیر منحنی 99 درصد معنی داری نشان داد که هر دو مدل دارای عملکرد خوبی در ارزیابی می باشند. مدل آنتروپی شانون با سطح زیر منحنی 9/87 درصد و عملکرد خیلی خوب نسبت به مدل فرایند سلسله مراتبی با سطح زیر منحنی 6/70 درصد با کلاس عملکرد خوب، دارای دقت بالاتری در تهیه نقشه های مذکور بوده است. بر اساس مدل آنتروپی شانون، 32 درصد از حوضه در کلاس های خطر بالا و خیلی بالا قرار گرفته است. بدلیل خطر بالای رخداد لغزش ها شایسته است اجرای اقدامات تسکینی مورد توجه مسیولین ذیربط قرار گیرد.
    کلیدواژگان: خطرات طبیعی، سامانه اطلاعات جغرافیایی، منحنی مشخصه نسبی سیستم، سطح زیر منحنی
|
  • Sara Shahedi, Amir Fotovat *, Reza Khorasani, Akram Halajnia Pages 1-14
    Heavy metals pollution is one of the major environmental concerns in the world, as these metals are a threat to humans, animals, and plants due to their toxicity. Clay minerals which are a major component of the soil, play an important role in the absorption of various contaminants in soil and water. Bentonite (B) and its modified forms have a much higher capacity to adsorb toxic metals than other clays. This experiment was accomplished in a completely randomized design in a factorial arrangement with three replications. The experimental treatments consisted: time (5, 10, 20, 30, 60, 120, 240 min), B and nanobentonite (NB) adsorbents (2 g l-1) and humic acid concentrations (0, 100 and 500 mg l-1). The results showed that humic acid increased Cd adsorption by B and NB in different times. The highest amount of Cd adsorption by B adsorbent was 4370 mg kg-1 recorded in 500 m l-1 humic acid treatment and the lowest amount of adsorption was observed in the absence of humic acid 1134 mg.kg-1 by bentonite adsorbent. Semi second-order kinetic model was significantly fitted to Cd adsorption by B and NB in all of the humic acid concentrations (R2 for all three levels of humic acid in bentonite adsorbent and treatment of 100 mg.l-1 humic acid in nano bentonite adsorbent was 0.99,  for treatment of zero and 500 mg l-1 humic acid was 0.97 and 1.00, respectively). The results of current study showed that humic acid could markedly promote the Cd adsorption by adsorbents, which had a greater effect on the adsorption of B than NB.
    Keywords: Kinetics, Cadmium, Bentonite, Nanobentonite, Nano clay
  • Roghaye Mousavi, Mirhassan Rasouli-Sadaghiani *, Ebrahim Sepehr, Mohsen Barin Pages 15-29
    To study the effect of enriched biochar (EB) by phosphate solubilizing bacteria (PSB) on soil phosphorus (P) fractionation and explain the change in soil phosphorus availability by determining changes in different forms of phosphorus, a factorial incubation experiment in a randomized complete design with six treatments (fertilizer treatments (control (count), biochar (BC), phosphate fertilizer (TSP), Biochar-Rock phosphate (BC-RP), biochar- PSB (BC-PSB) and enriched-biochar with rock phosphate and PSB (BC-RP-PSB) and two soil types with different EC (2 and 15 dS m-1) was studied in saline soils around Lake Urmia. Olsen-P, pH and different forms of inorganic P were determined by sequential extraction method at 7, 30 and 60 days of incubation. The results showed that on average, the BC-PSB-RP and BC-PSB treatments reduced the pH of soils S1and S2 0.1 and 0.4 unit, respectively. BC-PSB-RP treatments reduced Olsen-P of S1 and S2 soils from 6 to35.3 mg.kg-1 and 7 to 41.7 mg.kg-1, respectively. Microbial treatments significantly (p <0.01) altered the distribution and amount of inorganic P forms. BC-PSB-RP reatment increased the amount of Ca2-P fraction in S1 soil by 10 and in S2 soil by 5.2 time. However, the amounts of Ca8-P, Al –P and Ca10-P fractions reduced significantly. Olsen P positively and significantly correlated with Ca2-P, Fe-P, and Ca10-P fractions and suggesting that in the extraction of Olsen-P, phosphorus is released from these mineral fractions. The results showed that the use EB by PSB can provide long-term P supply to plants and had a better effect on increasing the availability of P in saline conditions.
    Keywords: Phosphorus, availability, saline soils, Biochar
  • Abolfazl Bameri *, Mohsen Lotfi, Mahsa Khaleghi Pages 30-42

    Tillage and puddling are important operations of paddy field. Puddling is an important and common method in bed preparation for rice seedling cultivation in paddy lands, which is done with rotavator. To investigate the changes in soil physical and hydraulic parameters, an experiment was conducted as a split plot based on a randomized complete block design with three replications in Ghaemshahr, Iran. In this study, the rice field was under two main treatments, T1 (without tillage) and T2 (with tillage) and four sub-treatments of passing the rotavator, P1 (once), P2 (twice), P3 (three times) and P4 (four Times). Different levels of puddling on the paddy field with loam texture were applied and the parameters of infiltration, hydraulic conductivity, gravimetric water contents and dry soil bulk density were measured. Also, at the end of the cultivation season, 1000-grain rice weight was calculated for each treatment. The results showed that in both parameters of permeability and hydraulic conductivity, the T2 treatments had the lowest amount of infiltration and hydraulic conductivity. Also, in both parameters, with increasing the intensity of puddling, the rate of infiltration and hydraulic conductivity decreased significantly.  By applying tillage and increasing the intensity of puddling, a decreasing trend in the bulk density and an increasing trend in soil water content were observed. So that, the tillage treatment with high puddling (P4) had the maximum weight moisture (28.67 %). Different tillage methods did not show any effect on the weight of 1000-grains rice. In contrast, different puddling treatments had a significant effect on the weight of 1000-grains rice and in high puddling treatment the highest weight of 1000-grains rice (28.38 g) was observed showing the positive effect of high levels of puddling on this parameter. Finally, it can be concluded that tillage and puddling reduce water loss and thus increase water productivity in the rice cultivation.

    Keywords: No Tillage, Hydraulic conductivity, Soil moisture, The weight of 1000 grains
  • Salah Shahmoradi *, Hamid Reza Ghaffarian Malmiri, Mohammad Sharifi Pichoon Pages 43-65

    Soil salinity is caused by natural or human processes and is a major environmental hazard. There is also a lack of soil moisture which has a negative impact on agricultural activities in mountainous areas where most of the climate is semi-humid. The main purpose of this study is to map soil salinity and moisture located in the western part of Lake Urmia in Iran using Sentinel 1 and 2 satellites along with five neural network algorithms to model soil salinity and moisture. Learning models are multilayer neural networks (MLP-NN), radial basis radiation performance (RBF-NN), Gaussian processes (GP), support vector regression (SVR), and random forests (RF). First, different salinity and soil moisture indices were obtained using different algorithms, then using 60 soil samples at a depth of 5 to 15 cm during a field survey on 06/18/1398 along with the image time. Sentinel 1 and 2 were harvested, precision was performed. In the soil salinity indices used in optical images, the salinity index with an accuracy of 0.96 was the best indicator for estimating soil salinity according to comparison with terrestrial data. The NDWI index also had the highest accuracy for estimating moisture in optical images with an accuracy of R2= 0.89. The accuracy of estimating soil moisture and salinity in radar images was R2=0.80 and R2= 0.89, respectively. The performance of five algorithms for modeling was also evaluated and compared using mean square error (RMSE) and correlation coefficient (R2). The results showed that the GP model had the highest predictive performance (RMSE = 2 and R2 = 0.82) and was better than other machine learning models.

    Keywords: Optical images, Urmia lake, Sentinel, soil moisture, salinity indices, artificial neural network
  • Mahmoudreza Ramezanpour *, Hadi Asadi Rahmani, Vali Allah Rameeh, Parastoo Majidian Pages 66-77
    The aim of this study was to evaluate the effect of sulfur fertilizer accompanied by thiobacillus inoculation on canola yield and yield components and some soil chemical properties by maize cropping during three consecutive years. This study was performed based on randomized complete block design consisting of seven sulfur treatments (0, 750, 1500 and 3000 kg ha-1) replicated three times. The treatments were added to soil two weeks before cultivation. Two and four-months soil samplings were done to determine EC, pH and SO4-2 content, as well as EC, pH, SO4-2, Fe, Zn, Mn, P, N, K contents and agronomical traits (1000-seed weight, plant height, number of seed in capsule, number of capsule) after harvesting in plant and plant yield. The results showed that increasing of sulfur fertilizer caused enhancement of seed yield, number of seed in capsule and number of capsule in plant during three consecutive years. In addition, the trend of changes in sulfate, potassium and nitrogen was improved and resulted in changes reduction of these elements in soil. The increasing trend of soil salt and acidity content were observed due to the effect of different sulfur treatments during consecutive years in two and four months sampling while these traits showed no significant variation after canola harvest. According to the obtained results, it could be suggested that the cropping system and sulfur fertilizer application would cause positive effect on chemical properties of soil and main agronomic product yield.
    Keywords: fertilizer, Oil seeds, Thiobacillus
  • Hossein Saffary Pages 78-89
    At the present study, the effectiveness of organic fertilizer produced from poultry wastes was evaluated on corn and pistachio plants. Treatments included: T1 (Control), T2 (Fertilizer recommendation based on soil test), T3 (Application 0.71 g kg-1 organic fertilizer from poultry slaughterhouse wast), T4 (Use of 1.06 g kg-1 of organic fertilizer from Poultry slaughterhouse waste), T5 (use of 0.07 g kg-1 N from urea + 0.53 g kg-1 slaughter wastes fertilizer, T6 (use of 0.035 g kg-1 urea + 0.8 g kg-1 slaughter wastes fertilizer), T7 (use of 1.33 g kg-1 vermicompost). The experiment was conducted as completely randomized design in four replications. The highest maize shoot dry weight belonged to T2 (fertilizer recommendation based on soil test) while the lowest one was related to T1 (control). In terms of total nitrogen content of maize, treatments T1 (0.35), T4 (0.41,) T5(0.41) and T7(0.40) have a significant difference with other treatments. While treatments T2 (0.66%), T3 (0.56%) and T6 (0.6%) were in a statistical group, control treatment (T1) and treatment T7 had the highest nitrogen concentration in pistachio leaves. Leaf Fe content in the different treatments was more than twice the optimum level (more than 200 mg kg-1), but Zn content in all treatments was severely low (less than 15 mg kg-1) and the plant was deficient in zinc. In terms of copper content, except the T5 and T6, the other treatments were optimal. Manganese content of all treatments was about 30% to 50% lower than optimum. In general, the results indicated that integrated plant nutrition (application of organic fertilizer along with chemical fertilizers) is a suitable solution to manage plant nutrition and reduce the use of chemical fertilizers.
    Keywords: Poultry slaughter waste, Organic, Enriched fertilizer, Pistachio, Corn
  • Kamal Khosravi Aqdam, Nafiseh Yaghmaeian Mahabadi, Hassan Ramezanpour *, Salar Rezapour, Zohreh Mosleh Pages 90-103
    Soil entities depends on its physical, chemical, and biological characteristics. Soil organic carbon (SOC) stocks is one of the main factors whose variations affect all these parameters. So, this study was performed for mapping the coefficient of variations (CV) of SOC stocks in some parts of the Simineh Roud watershed. Soil sampling performed using the Latin Hypercube method (cLHm) at 210 points from 0 to 30 cm of the soil surface, and the organic carbon was measured, then SOC stocks was calculated. In the next step, using Random Forest (RF) model the effective parameters were calculated (in this step, to model the SOC stocks, standardized spectral reflectance index and extracted data from digital elevation model were used). Finally, RF model was performed 100 times, as well as mapping of the values of upper (95th %), lower (5th %), and average SOC stocks for each pixel with a spatial resolution of 30 × 30 m was obtained. To obtain the CV with a confidence coefficient of 90%, the percentile of 95% and 5% were subtracted. The CV was obtained by dividing it by the mean. The results showed that the accuracy coefficient (R2) for modeling SOC stocks by the RF model was 0.81 and the mean accuracy coefficients including RMSE and MAE were 0.44 and 0.34 (kg/m2), respectively. Also, the results of CV mapping for the amount of SOC stocks in the study area showed that the amount of variation of this parameter varies between 3.9- 55%. Based on the results of the CV mapping of the study area, the most and lowest variations were observed in dry farming and grasslands, respectively. Probably, continuous cultivation and low return of organic matter in dry farming have increased the CV of SOC stocks in dry farming use.
    Keywords: Dry farming, Latin Hypercube method, Organic carbon, Random Forest
  • Mahdi Sarai Tabrizi *, Shiva Mohammadian Khorasani Pages 104-116
    Nowadays, given the human need for water, efforts to reach sustainable water resources are essential and important. The purpose of this study was to investigate the effect of water structures construction on the conservation and optimal management of water resources in Nashar basin. For this purpose, by field survey, the specifications of the construction structures and information on water resources in the area, including wells, springs and qanats, were collected. Information on water resources was obtained from the Hamedan Regional Water Department before the construction of the structures. The results showed that 856 small water structures were constructed in the watershed, of which 660 were mortar-clad inland structures, 4 were inland-china structures and 192 were gabion structures. The volume of reservoirs created by the implementation of these structures is equal to 50936 cubic meters, of which 29502 cubic meters have been filled and the empty volume that can currently reduce floods is 2143434 cubic meters. The total discharge of the three springs control watershed before the construction of the structures was 1.8 liters per second, which after construction has reached 2.15 liters per second. The average water height of wells in the region has decreased from 11 meters before ground construction to 9 meters after construction. Also, the total discharge of active qanats in the area before construction was 32.5 liters per second, which has reached 38.5 liters per second after construction. Therefore, the impact of the construction of water structures is positive and has led to an increase in water resources in the region.
    Keywords: Nashar watershed, water structures, sediment characteristics, hydraulic characteristics
  • Reza Ahadi, Fatemeh Seyyed Milani Pages 117-129
    Awareness about spatial distribution of soil properties plays an important role in the system of crop growth and yield in the agricultural field. In this regard, genetic algorithm was used to increase the accuracy in spatial distribution of soil pHwhich combines the estimates of linear regression, gene expression programming (GEP) and geostatistics (kriging interpolation) with data related to some parts of East Azerbaijan province (Bonab,Maragheh and Ajabshir). The linear model of kriging interpolation had the minimum error. Gene expression programming and linear regression had the lowest and highest error for soil pH spatial distribution estimation, respectively, for example the mean square error, root mean square error, relative root mean square errordecreasing from linear regression to geostatistics was 47.67%,27.58%, 26.47% and scatter index and adopted mean absolute percentage error decreasing from linear regression to GEP was 23.8% and 37.03%, respectively. The use of genetic algorithm in combination method reduced the error of spatial distribution compared to the tree types of models, for example mean square error, root mean square error, relative root mean square errordecreasing from GEP to combination method was 23.33%, 11.76%,10%, respectively. The estimates of soil pH with combination method are in the alkaline range, which is consistent with the obtained data.  The minimum and maximum value of the absolute difference between measured and estimated data were at point in Bonab (0.09) and Ajabshir(0.25), respectively. The mean absolute percentage error of combination method was in acceptable range and this shows the efficiency of combination method for soil pH spatial distribution estimation.
    Keywords: Spatial distribution, Genetic algorithm, Gene expression programming, Geostatstic
  • Abdulaziz Hanifinia, Habib Nazarnejad *, Saeed Najafi, Aiding Kornejady Kornejady Pages 130-144
    Understanding the factors, conditions of occurrence, and development of landslides in order to assess and zoning the risk of its occurrence provides the possibility of achieving methods by which the dangers and damage caused by landslides can be prevented. The purpose of this study is to prepare a landslide risk potential map with AHP and Shannon entropy models in the Cherikabad watershed of Urmia. Initially, ninety-five landslide points were recorded using GPS through field visits and Google Earth. Layers of mean annual rainfall, slope degree, slope Aspect, elevation classes, land use, Lithology, distance to River, distance to road, distance to fault, distance to village, and normalized index of vegetation difference (NDVI) As factors affecting the occurrence of landslides in the basin were selected and maps of these layers were prepared in the GIS environment and digitized. After combining the layers of factors affecting the occurrence of landslide, the landslide risk potential map was prepared for two models of Analytic hierarchy process (AHP) and Shannon entropy. The results of preparing risk maps using the Areas Under the Receiver Operating Characteristic Curve with the area below the 99% significance curve showed that both models have good performance in evaluation. Shannon entropy model with 87.9% AUC and very good performance compared to AHP model with 70.6% AUC and a good performance class, has a higher accuracy in preparing the maps. According to Shannon's entropy model, 32% of the basin is located in high and very high-risk classes, which should be considered by the relevant authorities to implement relief measures.
    Keywords: Natural hazards, GIS, Receiver operating characteristic curve, Area Under the Curve