فهرست مطالب

تحقیقات آب و خاک ایران - سال پنجاه و چهارم شماره 6 (پیاپی 90، شهریور 1402)

مجله تحقیقات آب و خاک ایران
سال پنجاه و چهارم شماره 6 (پیاپی 90، شهریور 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/06/27
  • تعداد عناوین: 7
|
  • رضا حسین زاده اصل، مهدی یاسی*، مسعود بحرینی مطلق صفحات 859-875
    فناوری پرتونگاری مقطعی صوتی یک روش پیشرفته از شاخه های دانش سنجش از دور است که در سال‎های اخیر توسط محققان متعددی برای اندازه گیری سرعت جریان و دما در محیط های آبی مختلف مورد استفاده و تایید قرار گرفته است. هدف از این پژوهش، امکان سنجی استفاده از این فناوری در مخازن سدها، برای اندازه گیری سرعت جریان در لایه های مختلف است. اساس این روش بر محاسبه و ثبت زمان پیمایش پرتوهای صوتی در محیط آبی از جمله مخزن سد است. در گام اول انتشار امواج صوتی از ایستگاه اول به ایستگاه دوم شبیه سازی شد. سپس با توجه به پرتوهای رهگیری شده، زمان های پیمایش به دست آمده و حل مسیله معکوس با روش تنظیم شده، سرعت جریان میانگین و سرعت جریان لایه ای محاسبه شد. در این پژوهش دو ایستگاه صوتی با انتقال دوسویه با بسامد 10 کیلوهرتز در مخزن سد لتیان در اول آبان 1399 قرار داده شد.  5 لایه در عمق با فاصله ده متر انتخاب شد. نتایج حل مسیله معکوس تنظیم شده نشان داد که حداکثر سرعت 0006/0 متر بر ثانیه در لایه اول (عمق 0 تا 10 متر) رخ می‎دهد. برای سرعت لایه‎های 2 تا 5، به ترتیب سرعت های 0003/0، 0001/0، 0002/0، 0001/0 بر ثانیه محاسبه شد که با توجه به سرعت نزدیک به صفر مخزن سد در لحظه داده برداری با تقریب خوبی سرعت جریان به دست آمد. پیشنهاد می شود در مطالعات آینده داده برداری در زمان باز بودن دریچه های تخلیه آب انجام گیرد تا بتوان نتیجه را با نتایج حاصل از این پژوهش مقایسه کرد.
    کلیدواژگان: پرتونگاری مقطعی صوتی، ساختار لایه ای سرعت جریان، سد لتیان، مسئله معکوس
  • مجتبی خوش روش*، مسعود پورغلام آمیجی صفحات 877-893
    این پژوهش به منظور بررسی اثرات استفاده از پساب تصفیه شده مغناطیسی بر خصوصیات شیمیایی و فلزات سنگین خاک و بهره وری آب و جذب فلزات سنگین گیاه ذرت انجام شده است. برای انجام پژوهش، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با سه تکرار در دو فصل کشت (سال های 1400 و 1401) در شهرستان بابلسر انجام شده است. تیمارها شامل آبیاری با آب چاه، آبیاری با اختلاط 25 درصد پساب و 75 درصد آب چاه، آبیاری با اختلاط 50 درصد پساب و 50 درصد آب چاه، آبیاری با اختلاط 75 درصد پساب و 25 درصد آب چاه و آبیاری با 100 درصد پساب در شرایط اعمال میدان مغناطیسی و بدون میدان مغناطیسی بود. نتایج نشان داد که اثر آب آبیاری و اختلاط آب و پساب بر هدایت الکتریکی، املاح و فلزات سنگین خاک در عمق های مختلف در سطح احتمال یک درصد معنی دار شد. به طور متوسط، آبیاری با آب مغناطیسی باعث کاهش 05/33 درصدی هدایت الکتریکی، کاهش 45/37 درصدی سرب و کاهش 28/65 درصدی مقدار کادمیوم خاک شد. نتایج بهره وری آب ذرت نشان داد که اثر آب آبیاری و اختلاط آب و پساب بر بهره وری های بیولوژیکی، فیزیکی، علوفه تر و علوفه خشک معنی دار شد و مقادیر بهره وری های بیولوژیکی و فیزیکی، علوفه تر و خشک را به ترتیب 51/11، 92/10، 78/12 و 6/14 درصد نسبت به پساب غیرمغناطیسی افزایش داد. همچنین با استفاده از آب مغناطیسی غلظت فلزات سرب، کادمیوم، روی و نیکل در دانه گیاه ذرت به ترتیب 84/19، 76/19، 48/15 و 01/23 درصد کاهش یافت. استفاده از فناوری مغناطیسی، امکان بهره برداری بهینه از آب های غیرقابل استفاده را فراهم می کند و باعث افزایش عملکرد و بهره وری گیاهان می شود. همچنین، این فناوری می تواند در کاهش تجمع فلزات سنگین در خاک و گیاه ذرت با استفاده از پساب ها موثر باشد.
    کلیدواژگان: اختلاط آب و پساب، امنیت غذایی، بهبود کیفیت آب، فن آوری مغناطیسی، منابع آب
  • شهرام محمود سلطانی*، مریم حسینی چالشتری، شهرام نظری، مریم شکوری صفحات 895-914
    پیش تیمار با محلول حاوی عناصر غذایی مانند روی سبب جوانه زنی سریع و سبز شدن یکنواخت و استقرار موفقیت آمیز گیاه زراعی در هر دو شرایط تنش و بدون تنش محیطی می شود. بدین منظور آزمایش حاضر به منظور بررسی تاثیر پیش تیمار بذر با عنصر روی بر تغییرات عناصر پرمصرف و کم مصرف دورن بذر، خصوصیات مورفولوژیکی نشا و جذب عناصر پرمصرف و کم مصرف توسط گیاهچه برنج رقم هاشمی طراحی و اجرا شد. آزمایش حاضر در قالب دو آزمایش آزمایشگاهی و یک آزمایش گلدانی در هوای آزاد در طی سال زراعی 1400 در موسسه تحقیقات برنج کشور در رشت اجرا شد. آزمایش آزمایشگاهی اول و دوم در قالب طرح کاملا تصادفی با عامل آزمایشی پیش تیمار بذر با سولفات روی در چهار سطح شامل بدون پیش تیمار بذر با محلول 5 در هزار سولفات روی یا شاهد، پیش تیمار بذر با محلول 5 در هزار سولفات روی به مدت 6 ساعت، پیش تیمار بذر با محلول 5 در هزار سولفات روی به مدت 12 ساعت و پیش تیمار بذر با محلول 5 در هزار سولفات روی به مدت 24 ساعت  در سه تکرار اجرا شد. در آزمایش گلدانی علاوه بر عامل آزمایشی دو آزمایش اول، نوع خاک در دو سطح (خاک با کمبود روی (Zn<2mgkg-1) و خاک بدون کمبود روی (Zn>2mgkg-1)) و محلول پاشی با روی کلات شده با اسید آمینه گلایسین در دو سطح (بدون محلول پاشی و محلول پاشی با کود روی کلات شده با اسید آمینه گلایسین به میزان 1 کیلوگرم در هکتار در (حداکثر پنجه زنی، آبستی و آغاز رسیدن دانه). بیشترین میزان افزایش در سرعت جوانه زنی (290 درصد) و کاهش در زمان رسیدن به 10، 50 و 90 درصد حداکثر جوانه زنی (به ترتیب 28/2، 49/2 و 47/2 برابر) نسبت به شاهد ناشی از کاربرد پیش تیمار بذر با محلول 5 در هزار سولفات روی به مدت 12 ساعت و بیشترین مقدار افزایش در عنصر روی در بذر برنج رقم هاشمی (5/17 برابر) نسبت به شاهد نیز ناشی از کاربرد پیش تیمار بذر با محلول 5 در هزار سولفات روی به مدت 24 ساعت بود. بیشترین میزان تاثیر مثبت و افزایشی در طول ساقه چه و ریشه چه ناشی از کاربرد پیش تیمار بذر با محلول 5 در هزار سولفات روی به مدت 6 ساعت بود که نسبت به شاهد به ترتیب سبب افزایش حدود 26 و 19 درصدی این صفات شدند. هچنین بیشترین میزان تاثیر بر مقدار عنصر روی در اندام هوایی و ریشه گیاهچه برنج ناشی از کاربرد پیش تیمار بذر با محلول 5 در هزار سولفات روی به مدت 24 ساعت بود که نسبت خاک بدون کمبود روی به ترتیب  271 و 291 درصد و نسبت به خاک با کمبود روی به ترتیب 227 و 251 درصد افزایش داشتند. با توجه به نتایج این پژوهش، پیش تیمار بذر با محلول 5 در هزار سولفات روی به مدت شش ساعت می تواند به عنوان یکی از روش های موثر مصرف عناصر کم مصرف در کنار سایر روش های مصرف کودهای کم مصرف برای تولید گیاهچه قوی توسط کشاورزان شالیکار مورد استفاده قرارگیرد.
    کلیدواژگان: بذر برنج، رقم محلی، حداکثر جوانه زنی، عناصر کم مصرف، عناصر پرمصرف
  • فاطمه رحمتی*، سعید حجتی، کاظم رنگزن، احمد لندی صفحات 915-931

    مطالعه حاضر با هدف برآورد درصد ذرات خاک با استفاده از روش طیف سنجی مریی و مادون قرمز نزدیک در منطقه سمیرم استان اصفهان انجام بود. تعداد 200 نمونه خاک سطحی (10 سانتی متری) از منطقه سمیرم اصفهان (طول جغرافیایی 17 51 تا 3 52 شرقی وعرض جغرافیایی 42 30 تا 51 31 شمالی) جمع آوری گردید. نمونه ها هواخشک شدند و از الک دو میلی متری عبور داده شدند و درصد ذرات خاک در آزمایشگاه با روش هیدرومتری تعیین شد. همچنین طیف سنجی نمونه های خاک با استفاده از دستگاه طیف سنج زمینی انجام گرفت. سپس روش های پیش پردازش مشتق اول با فیلتر ساویتزکی گلای، تصحیح پخشیده چندگانه و متغیر نرمال استاندارد بر روی طیف ها انجام شدند. برای برقراری ارتباط بین درصد ذرات خاک با ویژگی های طیفی آن از مدل های رگرسیون حداقل مربعات جزیی، ماشین بردار پشتیبان و شبکه عصبی استفاده گردید. بهترین نتیجه برای برآورد سیلت با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی با روش پیش پردازش تصحیح پخشیده چندگانه با RPD (نسبت انحراف معیار به RMSE) بیشتر از 2، 98/0=R2 و کمترین مقدار g/Kg 08/1=RMSE به دست آمد. نتایج مطلوبی نیز برای مدل شبکه عصبی مصنوعی به ترتیب با روش های پیش پردازش تصحیح پخشیده چندگانه و متغیر نرمال استاندارد برای مقادیر رس (RPD بیشتر از 2، 94/0=R2 و کمترین مقدار  g/Kg 21/1=RMSE-) و شن (انحراف پیش بینی باقی مانده بیشتر از 2، 84/0=R2 و کمترین مقدار g/Kg08/1=RMSE) به دست آمد. به طور کلی، براساس نتایج این مطالعه، طیف سنجی مریی مادون قرمز نزدیک در برآورد درصد ذرات خاک موفق بوده است و قابلیت جانشینی با روش های آزمایشگاهی را دارد.

    کلیدواژگان: روش های پیش پردازش، رگرسیون حداقل مربعات جزئی، شبکه عصبی مصنوعی، رگرسیون ماشین بردار پشتیبان، طیف سنجی
  • منیره مینا، عبدالمجید ثامنی، سید علی اکبر موسوی*، یعقوب قنبری صفحات 933-947
    فرسایش بادی یک عامل تخریب زمین در سراسر جهان به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک ایران است. این پدیده تحت تاثیر ویژگی های خاکی زیادی قرار دارد. هدف اصلی مطالعه حاضر برآورد سرعت آستانه فرسایش بادی با استفاده از ویژگی های قابل اندازه گیری زودیافت خاک همراه با روش های داده کاوی بود. برای این منظور، سرعت آستانه فرسایش بادی در 100 منطقه در استان فارس با استفاده از تونل باد قابل حمل اندازه گیری شد. سرعت آستانه فرسایش بادی توسط الگوریتم رگرسیون بردار پشتیبان با استفاده از ویژگی های قابل اندازه گیری زودیافت پیش بینی شد. در همین راستا، به منظور دستیابی به مجموعه ویژگی های موثر در برآورد سرعت آستانه فرسایش بادی، از الگوریتم ژنتیک استفاده شد. نتایج نشان داد که ویژگی های رطوبت خاک (77/0 =r)، توزیع اندازه ذرات خاک از جمله میانگین وزنی قطر خاکدانه ها (87/0 = r) و جزء فرسایش پذیر خاک (81/0- =r)، مقاومت فروروی (75/0 = r) و ماده آلی (33/0 =r) همبستگی زیاد و معنی داری با سرعت آستانه فرسایش بادی داشتند و همچنین در تعیین سرعت آستانه فرسایش بادی در منطقه نقش کلیدی دارند. با توجه به معیارهای ارزیابی، مدل تلفیقی رگرسیون بردار پشتیبان به همراه الگوریتم ژنتیک بهترین عملکرد و دقیق ترین برآورد را برای سرعت آستانه فرسایش بادی داشته است (53/0 = RMSE و 92/0 = R2) و می تواند یک روش امیدوار کننده برای برآورد سرعت آستانه فرسایش بادی باشد.
    کلیدواژگان: الگوریتم ژنتیک، توزیع اندازه ذرات، رگرسیون بردار پشتیبان، فرسایندگی خاک، مقاومت فروروی
  • نادر عباسی*، فریبرز عباسی، افشین یوسف گمرکچی، سید ابراهیم دهقانیان، پریسا شاهین رخسار، سید حسن موسوی فضل، مهدی طاهری، علیرضا کیانی، محمدمهدی نخجوانی مقدم، ابوالفضل ناصری، سالومه سپهری صادقیان، سمیرا واحدی، ثمر بهروزی نیا، محمد عباسی صفحات 949-960

    این پژوهش، با هدف بررسی مدیریت آبیاری و تعیین بهره وری آب باغات زیتون تحت مدیریت بهره برداران در سطح کشور اجرا شد. بدین منظور حجم آب داده شده توسط باغداران و عملکرد محصول در 102 باغ از باغات زیتون استان های قزوین، فارس، زنجان، گیلان، گلستان و سمنان در روش های مختلف آبیاری (سطحی و قطره ای)، در دو سال متوالی (98 و1397) اندازه گیری شد. مقادیر اندازه گیری شده با مقادیر نیاز خالص آبیاری برآوردشده بر اساس سند ملی آب و همچنین مقادیر تعیین شده بر اساس روش پن من مانتیث مقایسه گردید. نتایج نشان داد که میانگین حجم آب آبیاری، عملکرد، بهره وری آب آبیاری و بهره وری آب کاربردی (آبیاری و بارش موثر) در استان های منتخب در سطح احتمال یک درصد اختلاف معنی دار دارند. حجم آب آبیاری زیتون در مناطق مورد مطالعه از 2848 تا 11463 مترمکعب بر هکتار متغیر و میانگین وزنی آن 6011 مترمکعب بر هکتار بود. میانگین دو ساله عملکرد زیتون در قطب های تولید این محصول از 1500 تا 11000 کیلوگرم بر هکتار متغیر و میانگین وزنی آن 4867 کیلوگرم بر هکتار بود. بهره وری آب آبیاری نیز از 2/0 تا 40/2 متغیر و میانگین وزنی آن 95/0 کیلوگرم بر مترمکعب بود. همچنین بهره وری آب کاربردی نیز در استان های منتخب از 18/0 تا 45/1 متغیر و میانگین وزنی آن 63/0 کیلوگرم بر مترمکعب تعیین شد. نتایج بیانگر آن بود که در سطح کشور در دو سال مورد مطالعه نسبت به نیاز آبیاری بر اساس داده های هواشناسی 10 ساله اخیر، حدود 27 درصد و نسبت به سندملی، حدود 17 درصد کم آبیاری اجباری در باغات زیتون صورت گرفته است.

    کلیدواژگان: آب کاربردی، بهره وری آب، باغات زیتون، نیاز آبی
  • محبوبه ابوالحسنی زراعتکار*، حمیدرضا رفیعی سربیژن صفحات 961-979
    در این پژوهش جذب سرب توسط دو جاذب رس مونتموریلونیت (Mt) و ذرات پارامغناطیسی نانوارگانوکامپوزیت تهیه شده از رس مونتموریلونیت اصلاح شده با سورفکتانت آلی هگزادسیل تری متیل آمونیوم و نانوذرات مگنتیت (MagMt-H) بررسی شد.  نانوارگانوکامپوزیت تهیه شده (MagMt-H) با استفاده از آنالیزهای پراش پرتو ایکس، طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه و میکروسکوپ الکترونی روبشی شناسایی شد. تاثیر غلظت اولیه بر جذب سرب از محلول آبی توسط دو جاذب بررسی شد. به منظور درک فرآیند جذب سرب از دو مدل هم دمای جذب (لانگمویر و فروندلیچ) و مدل های سینتیکی (شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم، الوویچ و پخشیدگی درون ذره ای) استفاده شد. بررسی مدل های هم دما و سینتیک جذب نشان داد که جذب سطحی در نانوارگانوکامپوزیت از مدل هم دمای لانگمویر و مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم پیروی می کند. حداکثر ظرفیت جذب تک لایه تخمین زده شده از مدل لانگمویر در دمای 30 درجه سلسیوس برای نانوارگانوکامپوزیت (58/73 میلی گرم بر گرم) بسیار بیشتر از مقدار حاصل از رس مونتموریلونیت (54/49 میلی گرم بر گرم) می باشد. سرعت جذب اولیه (h) برای جاذب نانوارگانوکامپوزیت (MagMt-H) با مقدار 809/18 میلی گرم بر گرم در دقیقه نسبت به جاذب مونتموریلونیت (Mt) با مقدار 948/0 میلی گرم بر گرم در دقیقه نشان دهنده سرعت بسیار بیشتر جذب سرب بوسیله نانوارگانوکامپوزیت (MagMt-H) بود. نتایج این مطالعه نشان داد که نانوارگانوکامپوزیت تهیه شده بدلیل ایجاد مکان های جذب جدید می تواند به عنوان یک جاذب بسیار کارآمد و با ظرفیت جذب بالا و در مدت زمان کم برای حذف سرب از محلول های آبی به کار رود.
    کلیدواژگان: جذب سرب، نانوارگانوکامپوزیت، سینتیک جذب، هم دمای لانگمویر
|
  • Reza Hosseinzadeh Asl, Mehdi Yasi *, Masoud Bahreini Motlagh Pages 859-875
    Acoustic tomography technology is an advanced method of remote sensing, which has been used and verified by many researchers in recent years to measure flow velocity and temperature in different water environments. The purpose of this research is the feasibility of using this technology in reservoirs of dams to measure the flow velocity in different layers. The basis of this method is to calculate and record the travel time of acoustic rays in the water environment, including the reservoir of the dam. In the first step, the propagation of sound rays from the first station to the second station was simulated. Then, according to the propagated rays and the obtained travel times and solving the inverse problem with the regularization method, the average flow velocity, and layered flow velocity were calculated. In this research, two acoustic stations with mutual transmission with a frequency of 10 kHz were placed in the reservoir of Latian Dam on October 23, 2020. Five layers with a distance of ten meters in depth were selected. The results of solving the adjusted inverse problem showed that the maximum velocity of 0.0006m/s occurs in the first layer (0 to 10 m depth). For the flow velocity of layers, two to five, 0.0003, 0.0001, 0.0002, 0.0001 m/s were calculated respectively, which according to the close to zero flow velocity of the dam reservoir at the time of data collection, the velocity of the flow was obtained with a relatively good approximation. It is suggested that in future studies, data collection should be done when the water discharge valves are open so that the results can be compared with the results of this research.
    Keywords: Acoustic tomography, Latian dam, Regularization, Inverse problem, Stratified flow velocity
  • Mojtaba Khoshravesh *, Masoud Pourgholam-Amiji Pages 877-893
    This research was conducted to investigate the effects of using the treated magnetic effluent on chemical properties and heavy metals of soil, water productivity, and uptake of heavy metals by Maize plants. To conduct the research, a factorial experiment was conducted in the form of a randomized complete block design with three replications in two crop seasons (2021 and 2022) in Babolsar City. The treatments included irrigation with well water, irrigation with a mixture of 25% effluent and 75% well water, irrigation with a mixture of 50% effluent and 50% well water, irrigation with a mixture of 75% effluent and 25% well water, and irrigation with 100% effluent in conditions. All these were in the conditions of application of magnetic field and without magnetic field effect. The results showed that the effect of irrigation water and mixing of water and effluent on electrical conductivity, solutes, and heavy metals in the soil at different depths was significant at the probability level of 1%. On average, irrigation with magnetic water decreased electrical conductivity by 33.05%, lead by 37.45%, and cadmium by 65.28%. The results of maize water productivity showed that the effect of irrigation water and water and effluent mixing on biological, physical, wet forage, and dry forage productivity was significant and increased the values of biological, physical, wet forage, and dry forage productivity by 11.51, 10.92, 12.78, and 14.6%, respectively, compared to non-magnetic effluent. By using magnetic water, the concentration of lead, cadmium, zinc, and nickel metals in maize seeds decreased by 19.84%, 19.76%, 15.48%, and 23.01% respectively. The use of magnetic technology enables the optimal use of unusable water and increases the yield and water productivity of plants. Also, this technology can be effective in reducing the accumulation of heavy metals in the soil and maize plants using effluent.
    Keywords: Food security, Improving Water Quality, Magnetic Technology, Mixing of Water, Effluent, water resources
  • Shahram Mahmoudsoltani *, Maryam Hosseini Chaleshtori, Shahram Nazari, Maryam Shakouri Katigari Pages 895-914
    Nutripriming of rice seeds with micronutrient (Zn) is considered to have the potential of optimizing Zn application, faster germination, uniform seedlings’ growth, better establishment of transplanted rice seedlings. The current experiments were designed and conducted to explore the effects of rice seeds nutripriming of with micronutrient (Zn) on macro and micronutrient content of primed seeds, morphological characteristics of rice seedlings and uptake of macro and micronutrients (N, P, K, Zn) for Hashemi rice cultivar through two laboratory and open-air pot experiments during 2021 at rice research institute of Iran. The highest increase in seed germination vigor index (2.9 times) ad reduction in germination dynamics or three germination fractions (t 10, t 50, and t 90) compared to control were recorded at nutripriming with zinc sulfate (5g. L-1) for 12 hours by about 2.28, 2.49, and 2.47 times, respectively. The maximum increase in Zn content of rice seeds (17.5 times) were observed at nutripriming with zinc sulfate (5g.L-1) for 24 hours compared to the control. Also, the highest positive, significant increase in the length of coleoptile and radicle by seed nutripriming with zinc sulfate (5g.L-1) for 6 hours compared to the control by about 25.87 and 18.67%, respectively. The maximum significant and positive increase in root wet and dry weight of rice seedlings were found at about 24.36, 20.00, 38.23, and 38% compared to the control through nutripriming of seeds with zinc sulfate (5g.L-1) for 6 hours in soils with Zn deficiency and sufficiency, respectively. The highest significant and effect on Zn content of shoot and root of rice seedlings were observed about 2.71, 2.91, 2.27, and 2.51 compared to the control through nutripriming of seeds with zinc sulfate (5g.L-1) for 6 hours in soils with Zn deficiency and sufficiency, respectively. Nutripriming of rice seeds with zinc sulfate (5g.L-1) solution for 6 hours could be an alternative solution for traditional methods of macro and micronutrients application (soil and foliar) by farmers in seed nursery.
    Keywords: Rice Seeds, Local Variety, Maximum Germination, micronutrients, Macronutrients
  • Fateme Rahmati *, Saeid Hojati, Kazem Rangzan, Ahmad Landi Pages 915-931

    The present research performed to estimate soil texture using visible near-infrared spectrometry in Semirom, Isfahan. A total number of 200 soil samples (0-10 cm) were collected from the Semirom area (51º 17' - 52º 3' E; 30º 42' - 31º 51' N), Isfahan. The samples were air dried and passed through a 2 mm sieve, and soil particles percentage was determined in the laboratory using hydrometry method. Reflectance spectra of all samples were measured using an ASD field spectrometer. Different pre-processing methods i.e., First Derivatives and Savitzky-Golay Filter, Multiplicative Scatter Correction and Standard Normal Variable were applied and performed on spectral data. The Partial Least Squares Regression, Support Vector Machine Regression and Artificial Neural Network models were used to estimate soil texture. The best result was obtained for Silt estimation, with excellent values of RPD >2, R2 =0.98 and RMSE=1.08 using Artificial Neural Network model with MSC pre-processing technique. The results indicated the desirable capability of Artificial Neural Network model with MSC and SNV pre-processing techniques in estimating the Clay (RPD >2, R2=0.94 and RMSE=1.21) and Sand (RPD >2, R2=0.84 and RMSE=6.24) contents of the soils, respectively. In general, based on the results of this study, VNIR spectroscopy was successful in estimating soil particles percentage and showed its potential for substituting laboratory analyses.

    Keywords: Artificial Neural Network, Partial Least Squares Regression (PLSR), Pre-processing methods, Spectroscopy, Support Vector Machine Regression
  • Monireh Mina, Abdolmajid Sameni, Ali Akbar Moosavi *, Yaghoub Ghanbari Pages 933-947
    Wind erosion is a key process in land degradation worldwide, especially in arid and semi-arid regions of Iran. This phenomenon is affected by many soil characteristics. The main objective of this study was to estimate the wind erosion threshold velocity using easily measurable soil characteristics along with data mining methods. For this purpose, wind erosion threshold velocity was measured in 100 areas in Fars province using a portable wind tunnel. Wind erosion threshold velocity was predicted by a support vector regression algorithm using easily measurable soil properties. In this regard, a genetic algorithm was used in order to obtain a set of parameters effective in estimating wind erosion threshold velocity. The results showed that the characteristics of soil moisture (r = 0.77), the size distribution of soil particles including the mean weight diameter of aggregate (r = 0.87) and the wind-erodible fraction of soils (r = -0.81), penetration resistance (r = 0.75), and organic matter (r = 0.33) have a high and significant correlation with wind erosion threshold velocity and play a key role in determining the threshold velocity of wind erosion in the region. According to the evaluation criteria, the combined support vector regression model with the genetic algorithm had the best performance and the most accurate estimate for wind erosion threshold velocity (RMSE = 0.53 and R2 = 0.92) and can be a promising method for estimation of wind erosion threshold velocity.
    Keywords: Genetic Algorithm, Particle size distribution, penetration resistance, Soil Erodibility, Support Vector Regression
  • Fariborz Abbasi, Afshin Yousof Gomrokchi, Ebrahim Dehghanian, Parisa Shahinrokhsar, Hassan Mousavifazl, Mehdi Taheri, Alireza Keiani, Mohammad Mehdi Nakhjavanimoghaddam, Abolfazl Naseri, Saloome Sepehri Sadeghian, Samira Vahedi, Samar Behroozinia, Mohammad Abbasi Pages 949-960

    The purpose of this study was to assess irrigation management and determine water productivity in olive orchards managed by local farmers in the country. To achieve this, the amount of water provided by gardeners and the yield of 102 olive orchards that underwent irrigation using various methods, surface and drip irrigation, were measured across the provinces of Qazvin, Fars, Zanjan, Gilan, Golestan, and Semnan. This data was collected during two consecutive years, 2018 and 2019. Measured values were compared with NETWAT-estimated net irrigation requirements as well as Penman-Monteith-derived values. Based on the results, it can be concluded that the average volume of irrigation water, yield, irrigation water productivity, and applied water productivity in the selected provinces are significantly different at a probability level of 1%. According to the study, the volume of irrigation water used in olive orchards varied from 2848 to 11463 m3/ha, with a weighted average of 6011 m3/ha. The average yield of olives in the production poles of this product has varied from 1500 to 11000 kg/ha over the two-year period, and its weighted average has been 4867 kg/ha. It is also worth mentioning that the water productivity ranged from 0.2 to 2.40 and its weighted average was 0.95 kg/m3. Furthermore, the applied water productivity in the selected provinces ranged from 0.18 to 1.45 and its weighted average was 0.63 kg/m3. Upon evaluating the efficiency of irrigation in the olive orchards, it was observed that the quantity of water delivered was approximately 27% and 17% less in comparison to the irrigation requirement calculated using recent 10-year meteorological data and NETWAT, respectively. In other word, forced deficit irrigation has taken place in the olive orchards

    Keywords: Applied Water, Olive orchards, Water Productivity, Water requirement
  • Mahboobeh Abolhasani Zeraatkar *, Hamidreza Rafiei-Sarbijan Pages 961-979
    The adsorption of lead on two adsorbents, montmorillonite clay (Mt) and magnetic nano organo-composite, was investigated in this study. The magnetic nano organo-composite has been developed by modifying montmorillonite clay with the organic surfactant Hexa decyltrimethylammonium bromide and adding magnetite nano-particles (MagMt-H). X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, and scanning electron microscopy were used to identify the nano organo-composite (MagMt-H). Two adsorbents were used to investigate the effect of lead initial concentration on its adsorption from aqueous solution. To comprehend the process of Pb adsorption, two adsorption isothermal models (Langmuir and Freundlich) and kinetic models (Pseudo-first order, pseudo-second order, Elovich, and intraparticle diffusion) were used. Surface adsorption in the nano organo-composite follows the isothermal models of Langmuir, as well as the pseudo-second order kinetic model, according to an examination of isothermal models and adsorption kinetics. The maximum adsorption capacity calculated from the Langmuir model at 30 °C in the nano organo -composite (73.58 mg g-1) was significantly greater than the value obtained in montmorillonite clay (49.54 mg g-1). The initial absorption rate (h) for nano organo-composite adsorbent (MagMt-H) with a value of 18.809 mg g-1min-1 compared to the montmorillonite (Mt) adsorbent with a value of 0.948 mg g-1min-1 indicates a much higher rate of lead (II) adsorption by nano organo-composite (MagMt-H). The results of this research demonstrated that the nano organo-composite (MagMt-H) was easily prepared and that new adsorption sites were created at its interface, making it extremely effective for removing lead from aqueous solutions.
    Keywords: Adsorption Kinetics, lead adsorption, Langmuir Isotherm, Nano organo-composite