فهرست مطالب

تحقیقات کاربردی خاک - سال دهم شماره 4 (زمستان 1401)

نشریه تحقیقات کاربردی خاک
سال دهم شماره 4 (زمستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/12/01
  • تعداد عناوین: 10
|
  • کاظم کمالی*، محدثه السادات میرعزآبادی، الهه زمانی صفحات 1-10
    استفاده بی رویه از آفت کش ها و کودهای شیمیایی باعث مشکلات زیست محیطی شده است. استفاده از کودهای آلی و زیستی در برنامه های مدیریتی می توانند موجب کاهش مصرف مواد شیمیایی شوند. پژوهش حاضر با هدف بررسی تاثیر سطوح مختلف ورمی کمپوست (صفر، 5، 10، 15 و 20 گرم در دو کیلوگرم خاک)، نانوکود بیولوژیک (صفر، 1، 2 و 3 گرم در دو کیلوگرم خاک)، بیوچار (صفر، 25/1، 5/2، 5 و 10 گرم در دو کیلوگرم خاک) و همچنین ترکیب کودهای ورمی کمپوست- نانوکودزیستی (10 گرم ورمی کمپوست-2 گرم نانوکود زیستی در دو کیلوگرم خاک) و ورمی کمپوست-بیوچار (10 گرم ورمی کمپوست-5/2 گرم بیوچار و 10 گرم ورمی کمپوست-5 گرم بیوچار در دو کیلوگرم خاک)، روی برخی ویژگی های مورفولوژیکی و میزان ترکیبات فنلی عصاره گیاه دارویی سرخارگل (Echinacea purpurea L.) انجام گرفت. نتایج نشان داد که گیاهان کشت شده در تیمار ترکیبی ورمی‏کمپوست-بیوچار در مقایسه با سایر تیمارهای کودی، دارای بالاترین مقادیر طول ریشه (97/29 سانتی متر)، وزن خشک شاخساره (54/10 گرم) و سطح برگ (40/147 میلی متر مربع) بودند. همچنین کاربرد ترکیب ورمی کمپوست- نانوکود زیستی نسبت به سایر تیمارها، وزن تر ریشه (84/34 گرم) و وزن خشک ریشه (54/6 گرم) بیشتری را نشان داد. بیشترین میزان وزن تر شاخساره در مقایسه با تیمارهای کودی دیگر در تیمار 5 گرم بیوچار به میزان 37/35 گرم به ازای هر گلدان مشاهده گردید. همچنین کشت گیاه دارویی سرخارگل تحت تیمار ترکیبی ورمی کمپوست - بیوچار بر میزان ترکیبات فنلی عصاره گیاه مذکور تاثیر بهتری داشت که مقدار 123/0 میلی گرم بر لیتر بود.
    کلیدواژگان: بیوچار، ترکیبات فنلی عصاره، نانو کود بیولوژیک، ورمی کمپوست
  • کیوان خرمی، حبیب نظرنژاد*، احمد محمودزاده، فرخ اسدزاده، اسماعیل شیدای کرکج صفحات 11-24

    شناخت عوامل موثر در ایجاد رسوب، نقش مهمی در درک پدیده فرسایش و عواقب آن داشته و از اصول مهم مدیریت بهینه یک حوزه آبخیز به شمار می رود. در بررسی ارتباط میان پارامترهای محیطی و هیدروژیومورفولوژیک حوزه آبخیز با فرسایش و رسوب تاکنون بیشتر بر ویژگی های کمی رسوبات تاکید شده، در حالی که در این پژوهش ارتباط کربن آلی رسوب به عنوان یک شاخص مهم کیفیت با پارامترهای اقلیمی شامل بارندگی متوسط سالانه، دمای میانگین سالانه، توپوگرافی شامل ارتفاع، درصد شیب، جهت شیب و عامل زمین شناسی (سازند) در سطح استان اردبیل بررسی شده است. 98 نمونه رسوب پس از جمع آوری از سطح محدوده مطالعاتی، در آزمایشگاه به روش والکلی بلک اصلاح شده برای استخراج میزان کربن آلی تجزیه و آزمایش شده و با استفاده از روش های آماری رگرسیون گام به گام و رگرسیون حداقل مربعات جزیی (PLSR) مورد آنالیز و تحلیل قرار گرفتند. یافته های پژوهش نشان داد از میان پارامترهای هیدروژیومورفولوژیک، دو پارامتر جهت شیب و مقاومت سازند نسبت به فرسایش به ترتیب با ضرایب رگرسیونی 293/0- و 078/0- به عنوان عوامل تاثیرگذار بر کربن آلی رسوب شناخته شدند که همبستگی و ارتباط معکوسی با آن دارند و جهت شیب تاثیر معنی دارتری نسبت به عامل سازند برای تبیین تغییرات کربن آلی رسوب دارد که خروجی هر دو مدل رگرسیونی تقریبا مشابه می باشد. بنابراین کربن آلی رسوب علاوه بر کمیت و مقدار رسوبات می تواند به عنوان شاخصی مهم برای بررسی وضعیت فرآیندهای تخریب و فرسایش حوزه آبخیز و همچنین هدررفت کربن آلی خاک مورد توجه قرار گیرد.

    کلیدواژگان: کربن آلی، رسوب، رگرسیون گام به گام، رگرسیون حداقل مربعات جزئی، متغیرهای محیطی
  • امین ذرتی پور*، مریم باران پور، بیژن خلیلی مقدم، رضا باقری صفحات 25-44

    تغییراقلیم پدیده پیچیده اتمسفری- اقیانوسی در مقیاس جهانی است. این پدیده توزیع نامناسب عوامل آب و هوایی، کاهش کیفیت منابع آب و خاک و در نهایت فرسایش و تخریب اراضی را به همراه دارد. این مطالعه با هدف پیش بینی اثرات تغییر اقلیم در روند تخریب اراضی و توسعه کانون ریزگردی، در کانون ریزگرد جنوب شرق خوزستان انجام گرفت. لذا از مدلهای سه بعدی جفت شده اقیانوسی- اتمسفری AOGCM با نام HadCM3، برای شبیه سازی متغیرهای اقلیمی دما، باد، بارش و تبخیر وتعرق؛ تحت سناریوهای انتشار B2 و A2 استفاده گردید. به منظور ریزمقیاس نمایی داده های اقلیمی روزانه، از مدل ریزمقیاس نمایی SDSM و همچنین برای شبیه سازی روند تخریب اراضی، از مدل مدالوس اصلاح شده استفاده شد. نتایج بررسی سناریوهای مختلف تغییراقلیم نشان داد که میزان بارش در دوره آتی نسبت به دوره پایه تحت سناریوی A2 به میزان 4/6 درصد افزایش و تحت سناریوی B2 به میزان 8/4درصد افزایش می یابد. هر دو سناریو به طور مشترک روندی افزایشی را برای دمای منطقه برای هر دو دوره، پیش بینی کردند. اما شیب این افزایش تحت سناریوی  A2بیشتر از B2 بود. نتایج نشان داد که با توجه به تغییرات بارش و دما، مقدار تبخیر و تعرق در دوره آتی نسبت به دوره پایه تحت سناریوی A2 افزایشی معادل 3/14درصد و تحت سناریوی B2 نیز افزایشی معادل 1/9درصد خواهد داشت. بیشترین همبستگی مقادیر مدل سازی شده و مشاهده شده در پارامترهای بارش و دما (بین86 درصد تا 98درصد در تمامی مدل ها) بدست آمد. درنهایت تحقیق نشان داد در واحدهای اراضی کانون ریزگرد جنوب شرقی اهواز، به طور متوسط تخریب اراضی در دوره آتی نسبت به دوره پایه تحت سناریوی B2  افزایشی به میزان 63/2-6/1 درصد و تحت سناریوی A2 نیز به میزان 94/2-34/2 درصد خواهد داشت. بنابراین، میزان تخریب اراضی در این منطقه تاحدودی متاثر از تغییر سناریوهای تغییرات اقلیم است. لذا علیرغم تایید وجود پدیده تغییر اقلیم در کانون جنوب شرق اهواز، به نظر می رسد، عوامل دیگری نظیر عوامل مدیریتی و انسانی همچون توسعه تغییرات کاربری اراضی، تشدید فعالیت های انسانی در منطقه مورد مطالعه نقش بارزتری نسبت به تقییرات اقلیمی ایفا کرده اند.

    کلیدواژگان: مدل های اقلیمی، تخریب اراضی، مدالوس اصلاح شده، کانون ریزگرد، اهواز
  • میکائیل حسینی، محمد همتی*، مهدی یاسی صفحات 45-60
    اطلاع از میزان فرسایش خاک و تولید رسوب، ویژگی های هواشناسی، ویژگی های هیدرولوژیکی رودخانه همانند دبی و همچنین عوامل انسانی، غالبا بسیار پیچیده، غیر قطعی و غیرخطی می باشند. لذا بکارگیری الگوریتم های هوش ماشینی (نظیر الگوریتم های یادگیری ماشین) گزینه مناسبی در شبیه سازی و پیش بینی متغیرهای کیفی آب رودخانه نظیر بار معلق تلقی می شود. هدف پژوهش حاضر، ارایه یک روش پیشنهادی برمبنای شبکه عصبی مصنوعی پرسپترون چندلایه و الگوریتم ژنتیک مرتب سازی غیرغالب برای پیش بینی بار معلق رودخانه ای می باشد. در روش پیشنهادی به منظور آموزش شبکه عصبی مصنوعی پرسپترون چندلایه از روش پس انتشار خطا و تعیین وزن بهینه برای نرون ها از  الگوریتم ژنتیک مرتب سازی غیرغالب استفاده شد. در این مطالعه از بار معلق ایستگاه تیل آباد واقع در رودخانه گرگان رود طی سال های 94-1361 به عنوان مطالعه موردی استفاده شد. نتایج نشان داد که روش پیشنهادی در مقایسه با شبکه عصبی مصنوعی چندلایه دارای ضریب همبستگی بالاتری است و مقدار R2 به ترتیب برابر با 6728/0 و 4372/0 بدست آمد.  مقدار RMSE در روش پیشنهادی و شبکه عصبی مصنوعی چندلایه برمبنای الگوریتم پس انتشار به ترتیب برابر با 7225/4 و 0548/8 بدست آمده است. مقدار NSE نیز در روش پیشنهادی و شبکه عصبی مصنوعی چندلایه برمبنای الگوریتم پس انتشار به ترتیب برابر با 4321/0 و 2941/0 بدست آمده است. لذا در روش پیشنهادی، الگوریتم ژنتیک مرتب سازی غیرغالب باعث شده که شبکه عصبی مصنوعی چندلایه بهبود خوبی داشته باشد. نتایج حاصله نشان داد که روش پیشنهادی دارای دقت خوبی در پیش بینی بار معلق بوده است. روش پیشنهادی با الگوریتم آموزشی پس انتشار دارای عملکرد بهتری در مقایسه با الگوریتم آموزشی گرادیان نزولی و بیزین بوده است.
    کلیدواژگان: منحنی سنجه رسوب، الگوریتم ژنتیک مرتب سازی غیرغالب، رودخانه گرگان رود، بار معلق
  • زهره نبی پور*، غلامرضا زمانی، یدالله قیصری صفحات 61-75

    به منظور بررسی تاثیر کاربرد سطوح مختلف نیتروژن بر عملکرد و اجزای عملکرد کینوا تحت تراکم های مختلف کاشت، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در سال زراعی 1399-1398 در شهر گناباد انجام شد. تیمارهای تراکم کاشت در چهار سطح (30، 50، 70 و 90 بوته در متر مربع) و مقادیر نیتروژن در چهار سطح (صفر، 50، 100 و 150 کیلوگرم در هکتار) بود. نتایج مقایسه میانگین اثرات اصلی نشان داد افزایش تراکم از 30 به 90 بوته در متر مربع باعث افزایش ارتفاع بوته، وزن خشک خوشه و درصد نیتروژن دانه شد، و افزایش نیتروژن به 150 کیلوگرم در هکتار باعث افزایش ارتفاع بوته، تعداد خوشه در هر بوته، وزن خشک خوشه، تعداد خوشه فرعی در خوشه اصلی و درصد نیتروژن دانه شد. همچنین اثر متقابل تراکم کاشت و کاربرد نیتروژن بر شاخص سطح برگ، تعداد دانه در بوته، وزن هزار دانه، کارایی زراعی نیتروژن مصرفی، عملکرد دانه، نسبت عملکرد دانه به شاخص سطح برگ در بوته، عملکرد بیولوژیک و شاخص برداشت معنی دار بود. بر اساس نتایج اثرات متقابل بیشترین میزان تعداد دانه در بوته، وزن هزار دانه، عملکرد دانه، نسبت عملکرد دانه به شاخص سطح برگ در بوته و شاخص برداشت تحت تیمار تراکم 50 بوته در متر مربع و کاربرد 100 کیلوگرم در هکتار نیتروژن به دست آمد. با توجه به برتری سطح 100 کیلوگرم در هکتار نیتروژن و تراکم 50 بوته در متر مربع از لحاظ عملکرد دانه چنین به نظر می رسد که این سطح تراکم و نیتروژن برای حصول عملکرد مناسب در منطقه مورد آزمایش و مناطق مشابه قابل توصیه می باشد.

    کلیدواژگان: تعداد خوشه در هر گیاه، عملکرد دانه کینوا، وزن هزار دانه، نیتروژن
  • عزیز مجیدی*، رقیه عبدالعظیم زاده صفحات 76-91
    مصرف نامتعادل کود، یکی از مهم ترین مشکلات مزارع تحت کشت گندم در کشور است. هدف این پروژه، ارزیابی تاثیر مدیریت حاصلخیزی خاک بر مبنای اصول تغذیه گیاه و مقایسه آن با روش های مرسوم کشاورزان در گندم آبی بود. آزمایش در سه مزرعه گندم (فقی بیگلو، طالب آباد و حسن آباد) استان آذربایجان غربی در سال زراعی 94-1393 اجرا شد. تیمارهای آزمایش شامل (1) شاهد: عرف زارع و (2) مصرف بهینه کود بودند. مدیریت تغذیه گندم در تیمار(1) بر مبنای تجربیات زارعین گندم و در تیمار(2) بر مبنای ارزیابی وضعیت حاصلخیزی خاک بر مبنای آزمون خاک و آخرین دستاوردهای علمی بود. نتایج نشان داد که تفاوت معناداری از نظر عملکرد دانه بین دو تیمار وجود داشت (p<0.05). متوسط عملکرد دانه گندم در تیمارهای عرف زارع و مصرف بهینه کود به ترتیب برابر 5601 و 6667 کیلوگرم در هکتار بود. با مصرف بهینه کود، میزان عملکرد دانه 96/18 درصد بهبود یافت. وزن کلش نیز با مصرف بهینه کود افزایش یافت (p<0.05). مقدار این افزایش در فقی بیگلو، طالب آباد و حسن آباد به ترتیب معادل 58/17، 30/12 و 67/7 درصد بود. به جز فقی بیگلو، شاخص برداشت محصول با مصرف بهینه کود افزایش و این افزایش نسبت به عرف زارع در طالب آباد و حسن آباد به ترتیب 21/9 و 06/4 درصد بود. مقدار پروتیین دانه در تیمار عرف زارع برابر 79/11 درصد بدست آمد. مصرف بهینه کود میزان پروتیین دانه را به طور معناداری (58/15 درصد) افزایش داد. در تیمار عرف زارع، نسبت مولی اسید فیتیک به روی در دانه گندم در محدوده 45 تا 75 بود. با مصرف بهینه کود، این نسبت به طور معناداری به کمتر از 25 (حد مطلوب) کاهش یافت. به طورکلی، نتیجه گیری می شود که مدیریت حاصلخیزی خاک بر مبنای اصول تغذیه گیاه، سهل الوصول ترین راهکار برای دستیابی به عملکردهای بهینه محصول و بهبود کیفیت دانه گندم است.
    کلیدواژگان: تغذیه متعادل، شاخص برداشت، عملکرد دانه، غنی سازی دانه گندم
  • سیده انسیه فرامرزی، ابراهیم پذیرا، محمدحسن مسیح آبادی*، علی محمدی ترکاشوند، بهارک معتمدوزیری صفحات 92-105

    پژوهش حاضر با هدف بررسی منشا و پتانسیل خطر زیست محیطی فلزات سنگین (شامل آرسنیک (As)، کادمیم (Cd)، سرب (Pb)، نیکل (Ni)، روی (Zn) و مس (Cu)) خاک اراضی با کاربری های مختلف در غرب اراک، استان مرکزی صورت گرفت. تعداد 235 نمونه خاک سطحی از عمق صفر تا 5 سانتی متری جمع آوری شد که سهم کاربری های کشاورزی، مرتع و صنعتی به ترتیب 160، 46 و 29 نمونه بود. تغییرات غلظت As، Pb، Zn، Ni، Cd و Cu در خاک ها به ترتیب 2/357- 7/55، 256- 8/6، 85-2/13، 17-7/26، 65/3- 1/0 و 1/34- 1/5 میلی گرم بر کیلوگرم خاک بود. مقایسه میانگین غلظت فلزات در کاربری های مختلف نشان از تاثیر یکسان کاربری اراضی بر تجمع و غلظت As، Pb، Zn و Cu دارد، ولی در مورد Ni و Cd بیان کننده تاثیر متفاوت کاربری اراضی بر تجمع این فلزات است. هنگامی که متوسط مقدار پوسته زمین (Crust) به عنوان زمینه مرجع مورد استفاده قرار گرفت مقادیر Cf آرسنیک در همه کاربری ها بالاتر از سایر فلزات به دست آمد که نشان دهنده آلودگی زیاد خاک های منطقه است. شاخص بار آلودگی (PLI)  نیز در کاربری های اراضی به صورت  کشاورزی (39/2) < مرتع (4/2) < صنعتی (3) بود که بیان کننده آلودگی و روند تدریجی تخریب خاک در اثر آلودگی فلزات سنگین است. میانگین  PER بر اساس GB مرجع و محلی به ترتیب سطح آلودگی خیلی زباد و کم را در همه کاربری ها نشان دادند. تجزیه به مولفه های اصلی (PCA) نشان داد Pb و Zn دارای منابع انسانی مشترک در ارتباط با معدن کاری و فعالیت های صنعتی هستند؛ در حالیکه Cu و Ni احتمالا ارتباط با زمین شناسی منطقه دارند. Cd نیز اساسا به فعالیت های کشاورزی و صنعتی مرتبط است و منشا As را می توان به عوامل طبیعی، گازهای صنعتی، معدن کاری، علف کش ها و استفاده از کودهای مرغی و غبارات اتمسفری نسبت داد.

    کلیدواژگان: شاخص استاندارد شده بازتابش طیفی، لندست 8، ماده آلی خاک، نیتروژن خاک
  • ساناز جوانمرد*، بهزار حصاری صفحات 106-119
    آب های زیرزمینی به عنوان بخش مهمی از منابع آب در مناطق خشک متاثر از عوامل انسانی و اقلیمی است. با نشان دادن روند و چگونگی تغییرات کیفی آب نسبت به زمان و مکان می توان آن را به صورت موثرتری مدیریت کرد. با توجه به توسعه کاربردها و تحلیل های موردنیاز، روش های سنتی تحلیل داده مکانی نمی توانند به تنهایی و باقابلیت اطمینان بالا مورداستفاده قرار گیرند، لذا استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی و تحلیل های زمین آماری فضایی راه حل مناسبی برای تحلیل اطلاعات مفید از داده های مکانی و زمانی است. تنوع مکانی و نقاط برون هشته را می توان با استفاده از تجزیه وتحلیل خوشه های فضایی که داده ها را به گروه های همگن و نقاط داغ تقسیم می کند، ارزیابی کرد. این تحلیل بیان می کند که در چه موقعیتی عوارض باارزش خوشه بندی بالا یا پایین وجود دارند. در این مطالعه به بررسی نقاط داغ پارامتر شوری آب زیرزمینی شبکه زرینه رود پرداخته شده است. برای انجام این مطالعه از آمار شوری 32 چاه واقع در شبکه زرینه رود و در بازه زمانی سال 1381 تا 1399 استفاده شده است. برای بررسی موقعیت مکانی نقاط با ارزش بالا از دو تحلیل نقطه داغ و برون هشتگی استفاده شد. بر اساس نتایج به دست آمده از هر دو تحلیل، نقاط داغ در قسمت های غرب و شمال غربی شبکه مورد مطالعه واقع شده اند و همینطور مساحت منطق مستعد شوری رو به افزایش است که می تواند هشداری در زمینه افزایش مقادیر آلاینده و متاثر نمودن نقاط هم جوار از این آلایندگی در طی سال های اخیر و سیاست های انقباضی مدیریت آب های سطحی در حاشیه دریاچه ارومیه باشد.
    کلیدواژگان: ضریب مورانز، پراکنش نرمال مکانی، EC، دریاچه ارومیه
  • عباس طاعتی*، محمدحسن صالحی، جهانگرد محمدی، رضا مهاجر صفحات 120-135
    پژوهش حاضر با هدف بررسی منشا و پتانسیل خطر زیست محیطی فلزات سنگین (شامل آرسنیک (As)، کادمیم (Cd)، سرب (Pb)، نیکل (Ni)، روی (Zn) و مس (Cu)) خاک اراضی با کاربری های مختلف در غرب اراک، استان مرکزی صورت گرفت. تعداد 235 نمونه خاک سطحی از عمق صفر تا 5 سانتی متری جمع آوری شد که سهم کاربری های کشاورزی، مرتع و صنعتی به ترتیب 160، 46 و 29 نمونه بود. تغییرات غلظت As، Pb، Zn، Ni، Cd و Cu در خاک ها به ترتیب 2/357- 7/55، 256- 8/6، 85-2/13، 17-7/26، 65/3- 1/0 و 1/34- 1/5 میلی گرم بر کیلوگرم خاک بود. مقایسه میانگین غلظت فلزات در کاربری های مختلف نشان از تاثیر یکسان کاربری اراضی بر تجمع و غلظت As، Pb، Zn و Cu دارد، ولی در مورد Ni و Cd بیان کننده تاثیر متفاوت کاربری اراضی بر تجمع این فلزات است. هنگامی که متوسط مقدار پوسته زمین (Crust) به عنوان زمینه مرجع مورد استفاده قرار گرفت مقادیر Cf آرسنیک در همه کاربری ها بالاتر از سایر فلزات به دست آمد که نشان دهنده آلودگی زیاد خاک های منطقه است. شاخص بار آلودگی (PLI)  نیز در کاربری های اراضی به صورت  کشاورزی (39/2) < مرتع (4/2) < صنعتی (3) بود که بیان کننده آلودگی و روند تدریجی تخریب خاک در اثر آلودگی فلزات سنگین است. میانگین  PER بر اساس GB مرجع و محلی به ترتیب سطح آلودگی خیلی زباد و کم را در همه کاربری ها نشان دادند. تجزیه به مولفه های اصلی (PCA) نشان داد Pb و Zn دارای منابع انسانی مشترک در ارتباط با معدن کاری و فعالیت های صنعتی هستند؛ در حالیکه Cu و Ni احتمالا ارتباط با زمین شناسی منطقه دارند. Cd نیز اساسا به فعالیت های کشاورزی و صنعتی مرتبط است و منشا As را می توان به عوامل طبیعی، گازهای صنعتی، معدن کاری، علف کش ها و استفاده از کودهای مرغی و غبارات اتمسفری نسبت داد.
    کلیدواژگان: اراک، تجزیه به مولفه های اصلی، خطر زیست محیطی، شاخص های آلودگی، کاربری اراضی
  • مینا فیضی زاده، عباس صمدی*، امیر رحیمی، فرخ اسدزاده صفحات 136-148
    زعفران(Crocus sativus L.) یکی از گیاهان بومی و محصول استراتژیک در ایران است که افزایش عملکرد این محصول نیازمند استفاده از روش های مدرن به جای روش های سنتی می باشد. در این پژوهش، به منظور انتخاب بستر کشت مناسب برای تولید بنه زعفران در شرایط کشت بدون خاک، دو آزمایش گلخانه ای مجزا با استفاده از بستر های با اندازه های مختلف پرلیت و مخلوط پرلیت و پیت ماس انجام شد. تیمارهای آزمایش اول شامل پرلیت با انداره های خیلی ریز (کوچک تر از 5/0 میلی متر)، ریز (1 - 5/0 میلی متر)، متوسط (5/1 - 1 میلی متر)، درشت (2 - 5/1 میلی متر) و خیلی درشت (بزرگ تر از 2 میلی متر)، که به صورت 100 درصد حجمی و تیمار های آزمایش دوم شامل مخلوطی از 50 درصد پرلیت با هر یک از اندازه های ذکر شده به علاوه 50 درصد پیت ماس بودند. آزمایش ها در قالب طرح کامل تصادفی در سه تکرار طراحی شدند. نتایج نشان داد که تیمارهای اعمال شده تاثیر معنی داری بر پارامتر های گیاهی شامل طول گیاه، سطح برگ، وزن تر برگ، وزن خشک برگ، وزن تر بنه، وزن خشک بنه، قطر بنه دختری، تعداد بنه دختری، کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل کل و کاروتنویید دارند. براساس نتایج، بیشترین وزن بنه زعفران (89/17 گرم)، در بستر مخلوط متشکل از 50 درصد پرلیت (5/1-1) و 50 درصد پیت ماس به دست آمد. به طور کلی، می توان نتیجه گیری کرد وقتی هدف افزایش عملکرد زعفران از طریق تولید بنه های درشت در سیستم هیدروپونیک باشد، استفاده از بستر پرلیت با اندازه (5/1-1) و اختلاط آن با نسبت حجمی 50 :50 با پیت ماس به عنوان بستر کشت بهینه معرفی می گردد
    کلیدواژگان: بستر کشت، بستر مخلوط، توزیع اندازه ذرات، زعفران
|
  • Kazem Kamali *, Mohadeseh Sadat Mirezabadi, Elahe Zamani Pages 1-10
    The excessive use of pesticides and chemical fertilizers causes environmental problems. Organic and biological fertilizers in management programs can be considered as a way to reduce utilization of chemical materials. The aim of this study was to investigate the effect of different levels of Vermi-Compost (0, 5, 10, 15 and 20 gr/pot), Nano biological Fertilizer (0, 1, 2, and 3 gr/pot), and Biochar (0, 1.25, 2.5, 5 and 10 gr/pot) as well as a combination of VermiCompost-Nano-compost (10 gr vermicompost-2 gr Nano-biologic fertilizer) and vermicompost-biochar (10 gr vermicompost-2.5 gr of Biochar and 10 gr vermiCompost and 5 gr of Biochar) was conducted on some morphological traits and the amount of phenolic compounds of Echinacea purpurea L. The results showed that plants grown in VermiCompost-Biochar combination treatment had the highest amount of root length factors (29.97 cm), dry shoot weight (10.54 gr/2 kg pot) and leaf area (14745.07 mm) compared to other fertilizer treatments. In addition, the use of vermicompost-compost-nano-bio fertilizer for other treatments caused the highest fresh root weight (34.84 gr) and root dry weight (6.54 gr). The highest fresh stem weight was observed in Biochar 5 gr treatment at 35.37 gr/2 kg pot compared to other fertilizer treatments. In addition, the cultivation of Echinacea under the combined treatment of Vermicompost and Biochar had the highest amount of phenolic compounds (0.123 mg /l).
    Keywords: Biochar, Phenolic component of extract, Nano Bio Fertilizer, Vermicompost
  • Keivan Khorrami, Habib Nazarnejad *, Ahmad Mahmoodzadeh, Farrokh Asadzadeh, Esmaeil Sheiday Karkaj Pages 11-24

    Recognition of effective Parameters in sediment Production has an important role in understanding the phenomenon of erosion and its consequences and is one of the important principles of optimal management of a watershed. In the study of the relationship between watershed environmental and hydro geomorphological parameters with erosion and sediment, the quantity and amount of sediment has been considered so far, while in this research, has been studied the relationship between important climatic parameters including average annual rainfall, average annual temperature, altitude, slope, aspect and geological factor (formation) with sediment organic carbon as an important parameter and qualitative indicator in some of the Ardabil province watersheds. 98 samples of sediment after collecting from the study area, were analyzed in the laboratory by Walkley - Black method to extract the amount of organic carbon, then performed statistical analyze on samples using stepwise regression and partial least squares regression (PLSR) models. Findings showed that among the hydrogeomorphological parameters, slope and formation with regression coefficients of - 0.293 and -0.078, respectively, were identified as factors affecting the sediment organic carbon, so that both parameters have an inverse correlation with the sediment organic carbon and aspect parameter is more effective than the formation and output of both regression models is almost the same. Therefore, sediment organic carbon, in addition to the quantity and amount of sediments, can be considered as an important indicator for studying the degradation processes, watershed erosion and loss of soil organic carbon.

    Keywords: Organic carbon, Sediment, Stepwise Regression, PLSR, Environmental variables
  • Amin Zoratipour *, Maryam Baranpour, Bijan Khalili Moghadam, Reza Bagheri Pages 25-44

    The Climate Change is a complex atmospheric-oceanic phenomenon on a global scale. This phenomenon leads to improper distribution of climatic factors, reducing the quality of water and soil resources, and ultimately erosion and land degradation. The aim of this study was to predict the effects of climate change on land degradation and the development of dust in the dust center of southeastern Khuzestan. Therefore, one of the three-dimensional paired oceanic-atmospheric models of AOGCM called HadCM3, to simulate climatic variables of temperature, wind, precipitation and evaporation and transpiration; Used under diffusion scenarios B2 and A2. In order to downscalling daily climatic data, the SDSM model was used and also to simulate the land degradation process, the Modified MEDALUS model was used. The results of studying different climate change scenarios showed that the amount of precipitation in the next period compared to the base period under scenario A2 will increase by 6.4% and under scenario B2 will increase by 4.8%. Both scenarios jointly predicted an upward trend in regional temperature for both periods. But the slope of this increase under scenario A2 was greater than B2. The results showed that due to changes in precipitation and temperature, the amount of evapotranspiration in the next period compared to the base period under scenario A2 will increase by 14.3 % and under scenario B2 will increase by 9.1%. The highest correlation between the modeled and observed values was obtained in precipitation and temperature parameters (between 86% to 98% in all models). Finally, the research showed that in the land units of the southeastern dust center of Ahvaz, the average land degradation in the future period compared to the base period under scenario B2 will increase by 1.6-2.63% and under scenario A2 will also increase by 2.34-2.94. Therefore, the rate of land degradation in this region is partly affected by changing climate change scenarios. Therefore, despite the confirmation of the existence of climate change in the southeastern part of Ahvaz, it seems that other factors such as managerial and human factors such as land use change, intensification of human activities in the study area have played a more prominent role than climate change.

    Keywords: Climatic Models, Land Degradation, Modified MEDALUS, Dust Center, Ahvaz
  • Mikael Hosseini, Mohammad Hemmati *, Mehdi Yasi Pages 45-60
    Information on soil erosion and sediment production, meteorological features, hydrological features of rivers such as discharge, as well as human factors, are often very complex, indefinite, and nonlinear. Therefore, the use of machine intelligence algorithms (such as machine learning algorithms) is a good option in simulating and predicting river water quality variables such as suspended load. The aim of the present study is to present a proposed method based on Multilayer Perceptron Artificial Neural Network (MLP-ANN) and Non-Dominant Sorting Genetic Algorithm (NSGA) for predicting suspended river load. In the proposed method, the NSGA was used to train the MLP using the error propagation method and determining the optimal weight for the neurons. In this study, the suspended load of Tilabad station located in Gorganrood river during the 1982-2015 years was used as a case study. The results showed that the proposed method has a higher correlation coefficient compared to MLP and the value of R2 was 0.6728 and 0.4372, respectively. The value of Root-Mean-Square Error (RMSE) in the proposed method and MLP based on back-propagation (BP) algorithm is 4.7225 and 8.548, respectively. Therefore, in the proposed method, the NSGA has caused a good improvement of the MLP. The NSE value in the proposed method and MLP based on BP algorithm is 0.4321 and 0.2941, respectively. The results showed that the proposed method had good accuracy in predicting the suspended load. The proposed method with BP training algorithm has a better performance compared to the descending and Bayesian gradient training algorithm.
    Keywords: Sediment Rating Curve, Non-dominant Sorting Genetic Algorithm, Gorganrood River, Suspended Load
  • Zohreh Nabipour *, Gholamreza Zamani, Yadollah Gheisari Pages 61-75

    In order to investigate the effect of application of different levels of nitrogen on yield and yield components of quinoa under different planting densities, a factorial experiment was conducted in a randomized complete block design with three replications in the crop year 2019-2020 in Gonabad. Planting density treatments were at four levels (30, 50, 70 and 90 plants per square meter) and nitrogen levels were at four levels (zero, 50, 100 and 150 kg ha-1). The results of mean comparison showed that increasing the density from 30 to 90 plants per square meter increased plant height, Cluster dry weight and seed nitrogen percentage, and increasing nitrogen to 150 kg ha-1 increased plant height, number of clusters per plant, Cluster dry weight, number of sub-clusters per major cluster and seed nitrogen percentage. Also, the interaction effect of planting density and nitrogen application on leaf area index, number of seeds per plant, 1000-seed weight, Field efficiency of nitrogen consumption, seed yield, seed yield to leaf area index per plant, biological yield and harvest index were significant. Based on the results of interactions, the highest number of seeds per plant, 1000-seed weight, and seed yield, seed yield to leaf area index per plant and harvest index were obtained under the density of 50 plants per square meter and application of 100 kg ha-1 nitrogen. Due to the superiority of the level of 100 kg ha-1 nitrogen and the density of 50 plants per square meter in terms of seed yield, it seems that this level of density and nitrogen is recommended to achieve proper yield in the test area and similar areas.

    Keywords: Number of clusters per plant, seed yield of quinoa, 1000 seed weight, Nitrogen
  • Aziz Majidi *, Roghieh Abdolazimzada Pages 76-91
    Imbalanced fertilization is one of the most important problems of wheat production in Iran. This project aimed to assess the effects of soil fertility management based on plant nutrition principles and compare it with farmer's conventional methods in wheat fertilization. The experiment was carried out in three wheat fields (Faghi-Bigloo, Talebabad, and Hassan-Ahabad) located in West Azerbaijan province, during the 2014-2015 growing season. Experimental treatments included farmer's conventional (FCA) and optimum fertilization (OFA) approaches. Management of wheat nutrition for FCA treatment was based on the experiences of wheat growers and for OFA treatment based on the assessment of the field's soil fertility status, using soil test and the latest scientific achievements. The results indicated that there was a significant difference in grain yield characteristics between FCA and OFA treatments (p<0.05). The average grain yield for FCA and OFA was 5601 and 6667 kg ha-1, respectively. With OFA, grain yield improved by 18.96%. The current approach also increased straw weight by 17.58, 12.30, and 7.67% in Faghi-Bigloo, Talebabad, and Hassan-Ahabad, respectively. These values were significant (p<0.05). Moreover, OFA improved the harvest index in experimented fields, except for Faghi-Bigloo. These values were equal to 9.21% and 4.06% for Talebabad and Hassan-Ahabad, respectively. The grain protein content for FCA obtained 11.79%. OFA enhanced it by 15.58% (p<0.05). Additionally, for FCA, the molar ratio of phytic acid to zinc in the grains was in the range of 45-75. With OFA, this ratio was significantly reduced to less than 25 (optimum limit). Generally, it is concluded that soil fertility management based on the principles of plant nutrition is the most accessible solution to achieve optimum crop yields and improve the quality of wheat grains.
    Keywords: Balanced nutrition, Harvest index, Grain yield, Wheat grain enrichment
  • Seyedeh Ensieh Faramarzi, Ebrahim Pazira, Mohammad Hassan Masihabadi *, Ali Mohammadi Torkashvand, Baharak Motamedvaziri Pages 92-105

    The aim of this study was to investigate the origin and potential ecological risk of heavy metals (arsenic (As), cadmium (Cd), lead (Pb), nickel (Ni), zinc (Zn) and Cu (copper) in different land uses in West of Arak, Markazi Province. A total of 235 Surface soil samples were taken from the depth of 0-5 cm including 160, 46 and 29 samples from agricultural, rangeland and industrial land uses, respectively. The ranges of As, Pb, Zn, Ni, Cd and Cu in studied soils were 55.7–357.2, 6.8–256, 13.2–858, 26.7–172, 0.1–3.65 and 5.1–34.1 mg/kg, respectively. Comparison of the mean concentration of heavy metals in different land uses indicative of the same influence of land use to metal accumulations of As, Pb, Zn and Cu, but in the case of Ni and Cd showed that a differential influence of land use the distribution of these metals in the soil. When the average amount of crust was used as a reference background, the Cf values of As in all land uses were higher than other metals, indicating high level of pollution of soils in this region. The index of PLI in land uses comprised, industrial (3) > rangeland (2.4) > agriculture (2.39), indicating the pollution and gradual destruction of soil. The mean PER based on reference and local GB showed very high and low pollution level in all land uses, respectively. Principal component analysis (PCA) showed that Pb and Zn originated from common anthropogenic sources related to industrialization and mining, whereas Cu and Ni are probably in associated with geological sources. Cd was mainly derived from the input of agricultural and industrial activities, and As should be attributed to natural resources, emissions from local industries, mining, herbicides and the use of poultry manure and atmospheric dust.

    Keywords: Landsat 8, Soil organic matter, Standardized Spectral Reflection Index, Total Nitrogen
  • Sanaz Javanmard *, Behzad Hessari Pages 106-119
    Groundwater as an important part of water resources in arid areas is under influence of human and climatic factors. By illustrating the trend and fluctuation of regional water quality temporarily and spatially, it can be managed more effectively. Traditional methods of point data analysis cannot be used alone with high reliability, therefore the use of GIS, Geostatistical methods, and clustering analysis are suitable ways to analyze regional hydro-climatological phenomena. Normal spatial variability and outlier points can be assessed using the analysis of spatial clusters that divide the data into homogeneous groups and hotspots. These analyses determine in what situations there are valuable high or low clustering effects. In this study, the hot spots of the groundwater salinity of Minadoab plain and the Zarrinehrood network have been investigated. For this purpose, the salinity(Ec) of 32 observation wells located in Zarrinehrood network in the period of 1381 to 1399 has been used. The G* and Moran tests were used to investigate the location of high-value points, hot spot clusters, and significant outlier values. Based on the results obtained from both analyzes, hotspots in the western and northwestern parts of the network have been located. The trend of salinity hot spot areas through time was surveyed by the Man-Kendal test and the results indicate that these areas are increasing in recent years which can be a warning about increasing pollutant levels, drought, and contractile policies for surface water management on the shores of Lake Urmia.
    Keywords: Moran’s coefficient, Normal Spatial Distribution, EC, Urmia lake
  • Abbas Taati *, Mohammad Hasan Salehi, Jahangard Mohammadi, Reza Mohajer Pages 120-135
    The aim of this study was to investigate the origin and potential ecological risk of heavy metals (arsenic (As), cadmium (Cd), lead (Pb), nickel (Ni), zinc (Zn) and Cu (copper) in different land uses in West of Arak, Markazi Province. A total of 235 Surface soil samples were taken from the depth of 0-5 cm including 160, 46 and 29 samples from agricultural, rangeland and industrial land uses, respectively. The ranges of As, Pb, Zn, Ni, Cd and Cu in studied soils were 55.7–357.2, 6.8–256, 13.2–858, 26.7–172, 0.1–3.65 and 5.1–34.1 mg/kg, respectively. Comparison of the mean concentration of heavy metals in different land uses indicative of the same influence of land use to metal accumulations of As, Pb, Zn and Cu, but in the case of Ni and Cd showed that a differential influence of land use the distribution of these metals in the soil. When the average amount of crust was used as a reference background, the Cf values of As in all land uses were higher than other metals, indicating high level of pollution of soils in this region. The index of PLI in land uses comprised, industrial (3) > rangeland (2.4) > agriculture (2.39), indicating the pollution and gradual destruction of soil. The mean PER based on reference and local GB showed very high and low pollution level in all land uses, respectively. Principal component analysis (PCA) showed that Pb and Zn originated from common anthropogenic sources related to industrialization and mining, whereas Cu and Ni are probably in associated with geological sources. Cd was mainly derived from the input of agricultural and industrial activities, and As should be attributed to natural resources, emissions from local industries, mining, herbicides and the use of poultry manure and atmospheric dust.
    Keywords: Arak, Ecological risk, Land use, PCA, Pollution Indices
  • MINA FEYZIZADEH, Abas Samadi *, Amir Rahimi, Farrokh Asadzadeh Pages 136-148
    Saffron (Crocus sativus L.) one of the native plants and strategic crops in Iran. Increasing the performance of this product requires the use of modern methods instead of traditional methods. In this study, two separate greenhouse experiments were carried out in order to choose the suitable growth media with different perlite particle size and its mixing ratio with peat moss on corms yield of saffron in soilless conditions. The first experimental treatments included particle sizes of perlite with very fine (less than 0.5 mm), fine (0.5-1 mm), medium perlite (1-1.5 mm), coarse (1.5-2 mm) and very coarse (more than 2 mm), which were 100% volumetric and second experimental treatments, including a with peat moss of 50% perlite with each of the measured measures plus 50% peat moss. The experiments were designed in a completely randomized design with three replications. The results showed that the applied treatments had a significant effect on plant parameters including leaf length, leaf area, fresh leaf weight, dry leaf weight, fresh corms weight, dry corms weight, diameter of daughter corms, and content of daughter corms, chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll and carotenoids. Based on the results, the maximum weight of corms (17.89 g) was obtained in a mixed growth media containing of 50% perlite (1-1.5 mm) and 50% peat moss. In general, it can be concluded that when the goal is to increase the yield of saffron through the production of coarse corms in the hydroponic system, the use of mixture of medium sized perlite (1-1.5 mm) with peat moss (at 50:50 v/v peat moss to perlite ratio) is introduced as an optimal growth media.
    Keywords: growth media, mixed growth media, particle size distribution, saffron