فهرست مطالب

نشریه تحقیقات کاربردی خاک
سال یازدهم شماره 3 (پاییز 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/09/01
  • تعداد عناوین: 10
|
  • مینا علیخانی مقدم، امیر لکزیان*، آتنا میربلوک، جلال صادقی صفحات 1-16
    در سال های اخیرا نانومواد کربنی به دلیل زیست سازگاری، ارزان بودن و همچنین تاثیرات مهمی که بر رشد گیاهان دارند مورد توجه قرار گرفته اند. در این پژوهش یک کود جدید بر پایه نانو مواد کربنی سنتز و اثرات آن بر رشد و  بهبود غلظت روی در اندام هوایی گیاه گندم رقم سیروان در محیط آبکشت بررسی گردید. برای این منظور، ابتدا این نانومواد کربنی کایرال دوپ شده با یون روی (Zn-NCDs) توسط یک روش هیدروترمال تک مرحله ای آسان و با استفاده از مواد اولیه اسید سیتریک، اوره و کلرید روی تولید و سپس ویژگی های آن با روش های دستگاهی از قبیل FT-IR، CHN، EDS، DLS، PL، UV-Vis، FESEM، TEM، ICP-OES و پتانسیل زتا تعیین شد. همچنین اثرات Zn-NCDs بر رشد و بهبود غلظت روی در گیاه گندم رقم سیروان در محیط آبکشت در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار و سه غلظت 2، 4 و 8 میلی گرم بر لیتر در مقایسه با دو کود تجاری ZnSO4 وZn-EDTA با غلظت 2 میلی گرم بر لیتر ارزیابی گردید. در نهایت، رفتار رهاسازی روی از Zn-NCDs در قالب طرح کاملا تصادفی با آرایش فاکتوریل با سه تکرار در شرایط انکوباسیون بررسی شد. آنالیزهای دستگاهی نشان داد که نانوحامل Zn-NCDs دارای بار سطحی  mV45/20-، پراکندگی یکنواخت، بدون تجمع ظاهری و میانگین اندازه ذرات کمتر از 5 نانومتر است. همچنین، حضور عناصر کربن، نیتروژن، اکسیژن و روی در ساختار Zn-NCDs  تایید گردید. نتایج روش آبکشت نشان داد که Zn-NCDs تاثیر مشابهی با دو کود تجاری ZnSO4 و Zn-EDTA در تامین روی در اندام هوایی گیاه گندم داشته است. همچنین، غلظت نیتروژن و پروتیین را در اندام هوایی نسبت ZnSO4 به طور معنی داری افزایش داد. نتایج انکوباسیون خاک نشان داد که آزادسازی روی از نانوحامل کربنی NCDs به طور آهسته و به مدت 30 روز تا غلظت 35/1 میلی گرم بر کیلوگرم ادامه داشت.
    کلیدواژگان: نانومواد کربنی، کمبود روی، آبکشت، کودهای کندرها
  • سامان جلال زاده، میرحسن رسولی صدقیانی*، حسین خیرفام، حبیب خداوردیلو، فرخ اسدزاده صفحات 17-28

    بحران خشکی دریاچه ارومیه منجر به پیدایش بسترهای خشک شده و حساس به فرسایش بادی شده است. از این رو، ایجاد و تسریع در احیای طبیعی و مصنوعی پوشش گیاهی برای تثبیت کانون های ریزگرد بسترهای خشک شده دریاچه ارومیه ضروری می باشد. از این رو، پژوهش حاضر با هدف اندازه گیری و تهیه نقشه توزیع مکانی محتوای نیتروژن آلی کل بسترهای خشک شده دریاچه ارومیه به عنوان یکی از عناصر ضروری در احیای پوشش گیاهی بر مبنای نمونه برداری میدانی برنامه ریزی شد. برای انجام پژوهش حاضر، 192 نمونه خاک از تمام بسترهای دریاچه ارومیه در تابستان 1399 برداشت شد. سپس نتیروژن آلی کل به عنوان ویژگی مهم خاک نمونه ها اندازه گیری شد. سپس با استفاده از روش کریجینگ معمولی مقادیر نتیروژن در مکان های بدون نمونه برداری از طریق مقادیر نقاط نمونه برداری شده میان یابی و نقشه آن تهیه شد. نتایج پژوهش حاضر نشان داد که حداقل، حداکثر و میانگین مقادیر نیتروژن آلی کل در بسترهای خشک شده دریاچه ارومیه به ترتیب 010/0، 297/0 و 143/0 درصد بود. غالب محتوای درصد نیتروژن کل حاشیه های دریاچه ارومیه کم (117/0 تا 153/0 درصد) و بسیار ناچیز بود که در قسمت های شمال، شمال غربی، غرب، شرق و به ویژه جنوب شرقی دریاچه ارومیه مشاهده شد. با این حال، بیش ترین مقدار درصد نیتروژن در بخش های محدودی از جنوب تا جنوب غربی دریاچه ارومیه و به میزان 189/0 الی 297/0درصد بود. بر اساس یافته های پژوهش حاضر، اجرای اقدامات مدیریتی و فنی در راستای بهبود محتوای نیتروژن بخش وسیعی از بسترهای خشک شده و اراضی بایر پیرامون دریاچه ارومیه برای دستیابی به احیای موفقیت آمیز پوشش گیاهی ضروری می باشد. هرچند، اندازه گیری و تهیه نقشه توزیع مکانی سایر مولفه های خاک نیز برای پژوهش های آتی پیشنهاد می شود.

    کلیدواژگان: احیای اراضی، بوم سازگان های نوپدید، زمین آمار، کریجینگ، ویژگی های خاک
  • رضا قربانی نصرآبادی*، الهام صادقی، سید علیرضا موحدی نائینی، مجتبی بارانی مطلق، مصطفی خوشحال صفحات 29-46

    افزودن نیتروژن، اندازه ذرات و تیمار میکروبی از عوامل مهم در تولید کمپوست رسیده می باشند. لذا هدف از این پژوهش، بررسی برخی پارامترهای فیزیکی، شیمیایی و محتوای عناصر غذایی در کمپوست کاه گندم غنی شده با اوره و استرپتومایسس بود. آزمایش انکوباسیون در قالب طرح کامل تصادفی بر مبنای زمان به منظور بررسی اثر غنی سازی کمپوست با استرپتومایسس و اوره بر فراهمی عناصر کم مصرف، pH، EC، C/N، شاخص هوموسی شدن کمپوست (نسبت E4/E6)، دما، تغییرات رطوبت و وزن خاکستر با سه تیمار شامل: اندازه بقایای گندم (R0 (<1)، R1 (1-2) و R2 (2-4 سانتی متر))، سه سطح استرپتومایسس (S0 (0)، S1 (5/0) و S2 (5 درصد)) و سه سطح اوره (U0 (0)، U1 (05/8) و U2 (1/16 گرم بر کیلوگرم)) در سه تکرار طراحی و اجرا گردید. پارامترها در زمان های مختلف طی 90 روز انکوباسیون اندازه گیری شدند. افزایش سریع دما در تیمار کمپوست غنی شده با اوره و استرپتومایسس در بازه زمانی کوتاه تری نسبت به تیمار شاهد رخ داد. مقدار pH در تمامی تیمارها در طی 20 روز اول انکوباسیون روندی کاهشی داشته و سپس افزایش یافت. شاخص هوموسی شدن نیز در کمپوست های تیمارشده و شاهد پس از 90 روز انکوباسیون کاهش یافت. نسبت C:N در اثر فرآیند کمپوست شده به طور چشمگیری کاهش یافت. به طور کلی، غنی سازی کمپوست با اوره یا استرپتومایسس منجر به افزایش محتوای عناصر غذایی شد. هر چند که مقادیر عناصر غذایی در کمپوست تیمار شده با استرپتومایسس و اوره بیش تر از سایر تیمارها بود. نتایج ما نشان داد که کاربرد توام جدایه استرپتومایسس و اوره پتانسیل استفاده در فرآیند کمپوست و در نتیجه بهبود ویژگی های خاک را بهتر از کمپوست تیمار نشده، دارد. هر چند که برای اثبات این پتانسیل، استفاده از این تیمار درفرآیند کمپوست کردن در مقیاس بزرگ ضروری است.

    کلیدواژگان: کمپوست، E4، E6، C، N، استرپتومایسس، اوره
  • رضا بیات*، زهرا گرامی، رحیم کاظمی، محمود عرب خدری، پرویز پشوتنی صفحات 47-59
    اراضی دیم از منابع مهم تلفات خاک هستند و کاربرد اصلاح کننده می تواند باعث کاهش فرسایش خاک شود. این پژوهش، با هدف تعیین تیمار مناسب ویناس در کاهش تلفات خاک و تولید رواناب بر روی نمونه خاک لسی اراضی دیم شهرستان کلاله استان گلستان و در شبیه ساز باران و در سینی های با ابعاد 10×30×30 سانتی متری انجام شد. آزمایش ها با چهار تیمار ویناس (صفر، 50، 100 و 150 میلی لیتر) در شدت باران ثابت متوسط 70 میلی متر در ساعت با سه شیب مختلف (20، 12 و 8 درصد) و در آزمایش های دیگری، چهار تیمار ویناس مذکور در سه شدت بارندگی (50 و 70 و 90 میلی متر در ساعت) با شیب ثابت (12 درصد) هرکدام با سه تکرار و به مدت 30 دقیقه انجام شد. پس از آماده سازی سینی ها، تیمارهای ویناس با افشانه به طور یکنواخت در سطح خاک پاشیده و حدود 24 ساعت زمان داده شد تا با خاک به تعادل برسد. رواناب حاصل از باران، به همراه رسوب خروجی هر آزمایش جمع آوری، حجم سنجی و پس از ترسیب و خشک کردن، نرخ تلفات خاک تعیین شد. نتایج نشان داد که تفاوت بین تیمارهای شیب، بارش و ویناس و اثر متقابل آن ها معنی دار شد. در شدت باران ثابت، تیمار حاوی 100 میلی لیتر ویناس، باعث کاهش حجم رواناب و تلفات خاک شد. تیمارهای حاوی 50 و 150 میلی لیتر ویناس نسبت به شاهد، عملکرد بهتری در کاهش مولفه حجم رواناب و تلفات خاک نداشتند. اثر شیب در آزمایش با شدت باران ثابت، از روند مشخصی پیروی نمی کرد ولی شدت بارش اثر مستقیم بر مولفه حجم رواناب و تلفات خاک داشت. در این شرایط آزمایش، به کارگیری مقدار متوسط ویناس (تیمار 100 میلی لیتر ویناس) می تواند در کاهش مقدار تلفات خاک و رواناب موثر باشد.
    کلیدواژگان: اصلاح کننده خاک، تلفات خاک، دیم زار، شبیه ساز باران، ویناس
  • مهدی ولیزاده حسنلویی، حجت احمدی*، سید حمید لاجوردی، حمیدرضا صبا صفحات 60-74

    خشک شدن سطح وسیعی از دریاچه ارومیه چالش زیست محیطی بزرگی برای منطقه و کشور است. بنابراین لزوم شناخت خصوصیات فیزیکی و مکانیکی مصالح بستر دریاچه ارومیه جهت انجام فعالیتهای مهندسی در راستای احیای آن ضروری است. از عمده ترین مشکلات مربوط به رسوبات بستر دریاچه، تاثیر درصد بالای مواد آلی با مقاومت برشی کم، غلظت نمک زیاد و حلالیت برخی مواد بر رفتار خاک است. در مقاله حاضر بعد از انجام آزمایش‏های مختلف صحرایی و آزمایشگاهی برای تعیین خصوصیات خاک، آزمایش نفوذسنج گلف مدل 2800KI، تا فاصله یک کیلومتری از عرض دریاچه و در مناطق مختلف دریاچه (منطقه حیدرآباد نقده، منطقه چیچست ارومیه و منطقه پل میان گذر ارومیه به تبریز) انجام شد. در این  سه منطقه از دریاچه، با ایجاد 20 حلقه چاهک به شعاع 4 سانتی متر و عمق 25 تا 30 سانتی متر در فواصل مختلف به ‏صورت زیگزاگ تا طول 1 کیلومتری به سمت داخل دریاچه، هدایت هیدرولیکی با دستگاه نفوذسنج گلف در دو بار آبی 5 و 10 سانتی متر برای هر گمانه با دو بار تکرار اندازه‏گیری شد. نتایج این بررسی نشان داد که هدایت هیدرولیکی برای دو منطقه حیدرآباد نقده و چیچست ارومیه، به طور میانگین برای خاک‏های لای عمدتا در نزدیکی ساحل دریاچه 175/0 سانتیمتر بر ساعت و  ماسه لای‏دار 34/5 سانتیمتر بر ساعت و برای منطقه پل میان گذر ارومیه به تبریز، مقدار هدایت هیدرولیکی بطور میانگین 89/1 سانتیمتر بر ساعت برآورد گردید.

    کلیدواژگان: دریاچه ارومیه، رسوبات، هدایت هیدرولیکی، گلف، مواد آلی
  • طاها منصوری، جواد وروانی*، حمید ترنج زر، نورالله عبدی، عباس احمدی صفحات 75-87

    مراتع دارای ارزش های مختلفی هستند و از طرف دیگر دارای تغییرات بالای مکانی و زمانی هستند. بنابراین با توجه به تغییرات مداوم مراتع و همچنین جایگاه مراتع در اقتصاد و نقش آن در حفاظت آب و خاک، مطالعه و مدیریت مناسب مراتع اهمیت می یابد. به منظور ارزیابی قابلیت تصاویر چند طیفی ماهواره های Sentinel 2 و Spot 5 در تهیه نقشه تراکم مرتع، حوزه آبخیز کشکان میانی در استان لرستان انتخاب گردید. تصاویر با استفاده از نقاط کنترل زمینی و مدل رقومی ارتفاعی منطقه با دقت کمتر از 21/0 پیکسل تصحیح هندسی شدند. طبقه بندی نظارت شده با استفاده از الگوریتم های طبقه بندی به روش متوازی السطوح، حداقل فاصله، حداکثر احتمال و شبکه عصبی بر روی تصویر چند طیفی اصلی هر ماهواره و همچنین بر روی تصویر ادغام شده Spot 5 انجام شد و نقشه تراکم مرتع در سه طبقه تراکمی 25-5، 50-25 و 50 درصد به بالا تهیه شد. به منظور صحت طبقه بندی ، 117 نقطه کنترل زمینی بر روی نقشه توپوگرافی منطقه مشخص و مختصات تعیین شده به دستگاه موقعیت یاب جهانی (GPS) داده شد و مکان دقیق نقاط در منطقه مورد مطالعه تعیین و در نهایت نقشه واقعیت زمینی منطقه تهیه شد. بررسی صحت تصاویر طبقه بندی شده نشان داد که تصویر Spot 5 با ترکیب باندی PCA-3-1 و الگوریتم طبقه بندی شبکه عصبی با صحت کلی 53/70 درصد و ضریب کاپا 65/0 نسبت به تصویر Sentinel 2 با ترکیب باندی PCA-8-2 و الگوریتم طبقه بندی شبکه عصبی با صحت کلی 72/65 و ضریب کاپا 08/0 نتیجه بهتری ارایه داده است. این تحقیق نشان داد که تصاویر ماهواره Spot 5 برای تهیه نقشه پوشش مرتع در سه طبقه تراکمی از کارایی بیشتری نسبت به تصاویر ماهواره Sentinel 2 برخوردار می باشند. از آنجا که فواصل عکس برداری هوایی از مناطق مرتعی در ایران زیاد است، می توان از تصاویر ماهواره ای با قدرت تفکیک مکانی و طیفی مناسب برای تهیه نقش تراکم مرتع، کنترل و جلوگیری از تخریب مراتع در غرب کشور در سری های زمانی مشخص استفاده کرد.

    کلیدواژگان: طبقه بندی نظارت شده، چند طیفی، ترکیب باندی، صحت کلی، ضریب کاپا
  • علیرضا یزدان پناه*، محمدرضا بختیاری صفحات 88-97
    به منظور تعیین مناسب ترین میزان مصرف کود دامی و تعیین روش مناسب خاک ورزی جهت مخلوط سازی کود دامی با خاک، بر بهبود چگالی ظاهری و ویژگی های شیمیایی خاک و همچنین عملکرد چغندرقند، تحقیقی در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی به صورت کرت های نواری با سه تکرار اجرا شد. کود آلی از منبع کود گاوی به میزان 0 ، 20 و40 تن در هکتار و روش های خاک ورزی شامل پنج روش، استفاده از گاوآهن برگردان دار به عنوان خاک ورز مرسوم (شاهد)، گاوآهن مرکب، شش خیش، پنجه غازی و سیکلوتیلر بود. پس از هر سال آزمایش، خصوصیات فیزیکی خاک مانند چگالی ظاهری خاک، ویژگی های شیمیایی خاک مانند کربن آلی خاک، فسسفر و پتاسیم قابل جذب خاک و عملکرد کمی و برخی ویژگی های کیفی چغندرقند مانند درصد عیار قند و تعداد ریشه در هکتار اندازه گیری شد. تجزیه نتایج دو ساله نشان داد که تیمارهای مصرف کود گاوی موجب افزایش مقدار محصول چغندرقند و بهبود خواص فیزیکی خاک مانند کاهش چگالی ظاهری و میزان فشردگی خاک می شود. همچنین با استفاده از ماشین های خاک ورزی ثانویه مانند سیکلوتیلر و پنجه غازی در زراعت چغندرقند، می توان موجب مخلوط شدن بهتر کود دامی با خاک و بهبود خواص فیزیکی خاک و افزایش عملکرد محصول و افزایش مقدار عیار قند شد. بطور کلی استفاده از سیکلوتیلر و پنجه غازی ضمن کاهش چگالی ظاهری خاک، عملکرد و درصد عیار قند را در محصول چغندرقند افزایش داد.
    کلیدواژگان: چغندرقند، چگالی ظاهری، خاک ورزی، کود دامی، ویژگی های شیمیایی خاک
  • اسفندیار جهانتاب*، علیرضا محمودی، حمیدرضا بوستانی صفحات 98-109
    کارخانه های سیمان یکی از آلاینده ترین صنایع در کل دنیا هستند. تحقیق حاضر با هدف بررسی وضعیت آلودگی فلزات سنگین سرب، نیکل، کادمیوم، آهن، منگنز، روی و مس در خاک های اطراف کارخانه سیمان داراب انجام شد. از این رو، تعداد 30 نمونه خاک از عمق 0-30 سانتی متری خاک اطراف کارخانه برداشت شد. غلظت فلزات سنگین توسط دستگاه جذب اتمی اندازه گیری شد. نتایج نشان داد میانگین مقادیر کل کادمیوم، نیکل، مس، سرب، روی، آهن و منگنز در خاک های منطقه به ترتیب 73/1، 52/35، 71/13، 98/27، 97/26، 27/1039 و 71/590 میلی گرم بر کیلوگرم می باشد. بر اساس نتایج، میانگین کادمیوم در خاک های منطقه (71/1 میلی گرم بر کیلوگرم) از استاندارد جهانی USEPA بالاتر است. میانگین غلظت فلزات سنگین در منطقه مورد مطالعه به ترتیب به صورتFe > Mn > Ni > Pb > Zn > Cu> Cd  می باشد. میانگین غلظت کل سرب، نیکل، روی، مس و کادمیوم با حداکثر مقدار مجاز آن در خاک اختلاف معنی داری دارد و کمتر از آن بود (P<0/01). نتایج شاخص خطر بالقوه بوم شناختی نشان داد 100 درصد نمونه ها دارای شاخص خطر کم می باشند. بر اساس نتایج، منطقه مورد مطالعه به لحاظ فلزات منگنز، کادمیوم، نیکل و سرب دارای درجه آلودگی متوسط است. شاخص بار آلودگی برای همه ایستگاه ها کمتر از واحد است شاخص بار آلودگی در منطقه نزدیک به غلظت طبیعی و غیرآلوده را نشان داد. به طور کلی، اگر چه غلظت فلزات سنگین در خاک های منطقه مورد مطالعه در وضعیت بحرانی آلودگی نیست ولی برنامه ریزی جهت کنترل انتشار فلزات سنگین و سایر آلاینده ها باید مورد توجه قرار گیرد.
    کلیدواژگان: آلودگی خاک، فلزات سنگین، کارخانه سیمان داراب
  • داود نامدار خجسته*، مسعود بازگیر، عبدالله هاشمی صفحات 110-120

    یکی از مشکلات زیست محیطی کشور افزایش میزان فرسایش بادی و گرد و غبار به ویژه در استان های مرزی است که سالانه پیامدهای زیانبار زیادی در حوزه های اجتماعی، اقتصادی، فرهنگی و سلامت را در پی داشته است. مقابله با این پدیده ها نیازمند برنامه ریزی کوتاه مدت و دراز مدت است. روش های مختلفی برای کنترل این پدیده ها وجود دارد. در این پژوهش عملکرد دو روش زیستی (رسوب میکروبی کربنات کلسیم) و شیمیایی (کاربرد پلی ونیل استات) بررسی و با هم مقایسه شده است. نمونه برداری از یکی از مناطق مولد گرد و غبار در استان ایلام (عمق 30-0 سانتی متری) انجام شد. برای روش رسوب میکروبی، از باکتری  Bacillus sphaericusدر دو سطح (وجود یا عدم وجود باکتری)، مقدار ماده مغذی (با دو سطح صفر و 5/0 مولار) و حجم محلول (123، 264 و 369 میلی لیتر) بصورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار انجام شد. برای روش شیمیایی از پنج سطح از پلیمر پلی ونیل استات شامل شاهد، 1، 5/1، 2، و 5/2 درصد استفاده گردید. بعد از 28 روز ویژگی های هدر رفت خاک، مقاومت فشاری و پایداری خاکدانه اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد که برای روش رسوب میکروبی، تیمار دوبار مه پاشی باکتری با 5/0 مولار مواد مغذی و حجم محلول 269 میلی لیتر (BS2 C1 WC2) و برای روش شیمیایی سطح 5/2 درصد به عنوان بهترین تیمار برای تثبیت سطح خاک انتخاب گردید. مقایسه این دو روش نشان داد که به طور میانگین، میزان افزایش مقاومت فشاری، پایداری خاکدانه و کاهش هدررفت خاک در روش شیمیایی بیشتر از روش زیستی بود. با این وجود برای انتخاب روش مناسب علاوه بر عملکرد فیزیکی مالچ باید مسایل زیست محیطی و اقتصادی را نیز در نظر گرفت.

    کلیدواژگان: زیستی، پلی ونیل استات، رسوب میکروبی، تثبیت خاک
  • مهسا کاظمی، شجاع قربانی دشتکی*، مسعود تدین نژاد، مجتبی نادری، حسین شیرانی صفحات 121-135
    تراکم خاک یکی از عوامل موثر در کاهش کیفیت فیزیکی خاک است که می تواند تحت تاثیر نوع عملیات خاک ورزی، رابطه بین آب، خاک و گیاه و عملکرد محصول را به شدت تحت تاثیر قرار دهد. این پژوهش با هدف بررسی تاثیر نوع سامانه خاک ورزی بر مشخصه های تراکمی یک خاک با بافت لوم رسی سیلتی انجام گردید. نمونه برداری پس از سه سال خاک ورزی پس از برداشت محصول جو صورت پذیرفت. نتایج در قالب طرح آماری بلوک های کامل تصادفی با سه تیمار خاک‏ورزی مرسوم، کم خاک‏ورزی و بی خاک‏ورزی در 6 تکرار تحلیل شد. مشخصه های تراکمی خاک شامل تنش پیش تراکمی، نمایه تراکم و نمایه تورم با آزمون تراکم تک محوری محصور تعیین شد. نتایج نشان داد که نوع سامانه خاک ورزی اثر معنی دار بر تنش پیش تراکمی خاک در سطح احتمال 5% دارد به طوری که کمترین مقدار تنش پیش تراکمی با مقدارkPa  95/19 مربوط به تیمارهای خاک ورزی مرسوم و بیشترین مقدار آن با مقدارkPa  62/31 مربوط به تیمار بی خاک ورزی می باشد. نمایه تراکم در تیمار خاک ورزی مرسوم نسبت به سایر تیمارها افزایش یافت. بررسی نتایج آزمون بارگذاری سیکلی نشان داد که تیمار بی خاک ورزی احتمالا به ترددهای متوالی ماشین، حساسیت کمتری داشته ولی این حساسیت در تیمارهای کم خاک ورزی و مرسوم بیشتر باشد. نتایج نشان می دهد که می توان تیمار بی خاک ورزی را به عنوان یک سامانه خاک ورزی با استعداد کمتر در ایجاد فشردگی خاک بیان نمود که البته اجرای مکرر آن نیاز به زیرشکنی در هر چند سال جهت از بین بردن لایه های متراکم عمیق خواهد داشت.
    کلیدواژگان: خاک ورزی، تنش پیش تراکمی، نمایه تراکم، بارگذاری سیکلی
|
  • Mina Alikhani Moghadam, Amir Lakzian *, Atena Mirbolook, Jalal Sadeghi Pages 1-16
    In recent years, carbon-based nanomaterials have been widely applied in agriculture due to their higher biocompatibility, cheapness, and important effects on the growth and production of plants. In this research work, a new fertilizer based on carbon nanomaterials (Zn-NCDs) was synthesized using citric acid, urea, and zinc chloride as the precursors via a one-pot simple hydrothermal method and characterized by FT-IR, CHN, EDS, DLS, PL, UV-Vis, FESEM, TEM, ICP-OES, and zeta potential. Then, the effects of the Zn-NCDs as a zinc source were evaluated on the growth and the improvement of zinc uptake in the shoot of wheat (Triticum aestivum, Sirvan) under a hydroponic condition using a completely randomized design, with three replications and three concentrations of 2, 4, and 8 mg L-1 compared to ZnSO4, and Zn-EDTA (with a concentration of 2 mg L-1). Instrumental analysis showed that Zn-NCDs nanocarriers have uniform dispersion, no apparent aggregation, and an average particle size of less than 5 nm. Also, the presence of carbon, nitrogen, oxygen, and zinc in the structure of Zn-NCDs was confirmed. The hydroponic culture revealed that Zn-NCDs was as effective as two commercial fertilizers, ZnSO4 and Zn-EDTA, in providing zinc in the shoot of wheat plants. Also, Zn-NCDs significantly increased the percentage of nitrogen and protein in shoot compared to ZnSO4. The results of the soil incubation demonstrated that the zinc release from NCDs nanocarrier continued for 30 days.
    Keywords: Carbon nanomaterials, Zinc deficiency, Hydroponic, Slow release fertilizer
  • Saman Jalalzadeh, Mirhassan Rasouli-Sadaghiani *, Hossein Kheirfam, Habib Khodaverdiloo, Farrokh Asadzadeh Pages 17-28

    The drought crisis of Urmia Lake has led to the emergence of dried-up and wind-erosion-prone beds. Therefore, it is necessary to create and accelerate the natural and artificial revitalization of vegetation to stabilize the dried-up beds of Urmia Lake. Hence, this study was planned to measure and prepare the spatial distribution map of the organic nitrogen content of the dried-up beds of Urmia Lake based on field sampling as one of the essential nutrients for the revitalization of vegetation. To this end, 192 soil samples were taken from all dried-up beds of Urmia Lake during the Summer of 2020. We then measured the organic nitrogen content of the soil samples. Then, using the ordinary Kriging method, the content of nitrogen in non-sampled beds was estimated through the values of sampled points, and its spatial variability map was prepared. The minimum, maximum, and average nitrogen content in the dried-up beds of Urmia Lake was 0.010, 0.297, and 0.143%, respectively. The nitrogen content was low (0.117 to 0.153%), and very insignificant in most of the dried-up beds and margins of Lake Urmia, which was observed in the north, northwest, west, east and especially southeast parts of the lake. Whereas, the highest nitrogen percentage was in limited parts from the south to the southwest of Lake Urmia and was 0.189 to 0.297. Based on the findings, the implementation of managerial and technical measures in order to improve the nitrogen content of a large part of the dried beds and barren lands around Lake Urmia is necessary to achieve a successful revitalization of vegetation. However, measuring and preparing the spatial distribution map of other soil components is also suggested for future research.

    Keywords: Geostatistics, Kriging, Land reclamation, New-born ecosystems, soil properties
  • Reza Ghorbani Nasrabadi *, Elham Sadeghi, Seyed Alireza Movahedi Naeini, Mojtaba Barani Motlagh, Mostafa Khoshhal Pages 29-46

    Nitrogen addition, particle size, and microbial treatment are important factors in mature compost production. Therefore, this study aimed to investigate some physical and chemical parameters and nutrient content in wheat straw compost enriched with urea and Streptomyces. The incubation experiment was performed in a time-based, completely randomized design. To evaluate the effect of compost enrichment with Streptomyces and urea on available micronutrient elements, humification index of compost (E4/E6 ratio), pH, EC, C/N, temperature, Changes in moisture, and ash weight the following treatments (1) wheat residue size at three levels (R0 (<1), R1 (1-2) and R2 (2-4 cm)), (2) three levels of Streptomyces inoculation (S0 (0), S1 (0.5) and S2 (5%)), and (3) three levels of urea (U0 (0), U1 (8.05) and U2 (16.1 g kg-1)) with three replications were applied. The parameters were measured at different times during 90 days of incubation. A rapid increase in temperature in enriched compost with urea and Streptomyces treatment occurred in a shorter time than the control treatment. The pH value in all treatments decreased during the first 20 days of incubation and then increased. The C: N ratio significantly decreased due to the composting process. The humification index also reduced in the treated and control composts after 90 days of incubation. In general, the enrichment of compost with urea or Streptomyces showed increased nutrient values. However, the compost treated with Streptomyces and urea exhibited the highest values of nutrients compared to others. Our results showed that co-application of our isolate and urea can be used in composting process and improve soil properties better than non-treated compost. However, large-scale composting to prove the potentiality of the treatment in enhancement of compost quality is necessary.

    Keywords: Compost, C, N, E4, E6, Streptomyces, Urea
  • Reza Bayat *, Zahra Gerami, Rahim Kazemi, Mahmood Arabkhedri, Parviz Pashutani Pages 47-59
    Drylands have always been an important source of soil loss and sediment yield, so that suitable conditioner application can reduce soil erosion. This study conducted to determine the suitable rate of vinasse treatment in reducing runoff and soil loss on the loess soil of drylands in Kalaleh city, east of Golestan Province and in plots with 10 x 30 x 30 cm dimensions were done. This experiment had four treatments of vinas (0, 50, 100, and 150 ml) once at an average intensity of 70 mm per hour on three different slopes (20, 12, and 8 %) and once at three rainfall intensities (50, 70, and 90 mm/h) on a medium slope (12%) each with three repetitions for 30 minutes. Vinasse treatments were also sprayed evenly on the soil surface and given about 24 hours to balance with soil particles. Runoff was collected and volumetric measurement was done after precipitation. The remaining samples were dried. The soil losses was determined. The ANOVA results showed that differences between slope, rainfall and vinasse treatments and their effect were significant. However the treatments containing 50, and 150 ml vinasse had higher performance than the control in the component of runoff volume and soil loss. Of course, 100 ml vinasse treatment caused to reduce runoff volume and soil losses components. The effect of slope, unlike the intensity of precipitation, does not follow a specific trend, but the intensity of precipitation has a direct effect on the component of runoff volume and soil losses. In this experiment condition, the application of 100 ml vinasse could be effective in runoff volume and soil loss reduction.
    Keywords: Soil conditioner, Soil loess, Dryland, Rainfall simulator, Vinasse
  • Mehdi Valizadeh Hassanloui, Hojjat Ahmadi *, S.Hamid Lajavardi, Hamidreza Saba Pages 60-74

    Drying a large area of ​​Lake Urmia is considered a serious environmental challenge for the region and the country. Therefore, the knowledge of the physical and mechanical characteristics of Lake Urmia bed material is necessary to do engineering activities to regenerate it. One of the major problems related to lake bed sediments is the effect of the high percentage of organic matter with low shear strength, high salt concentration, and solubility of some matters on soil behavior. In this article, after performing different field and laboratory tests to determine soil properties, the Guelph penetrometer (2800KI) was tested up to a distance of 1 km from the width of the lake and in different areas of the lake (Hyderabad in Naghadeh, Chichest in ​​Urmia and the ​​Urmia-Tabriz causeway). In these three areas of the lake, by digging 20 wells with a radius of 4 cm and a depth of 25-30 cm at different intervals in a zigzag pattern up to a length of 1 km towards the inside of the lake, hydraulic conductivity was measured using a Guelph permeameter in two hydraulic heads of 5 and 10 cm for each borehole with two replications. The study results showed that the hydraulic conductivity for the two areas of Hyderabad and Chichest of Urmia, on average, for loamy soils, mainly near the shore of the lake, was estimated to be 0.175 cm/h; 5.34 cm/h for layered sand and 1.89 cm/h for the ​​area around Urmia-Tabriz causeway.

    Keywords: Lake Urmia, Sediments, Hydraulic conductivity, Guelph, Organic matter
  • Taha Mansouri, Javad Varvani *, Hamid Toranjzar, Nourollah Abdi, Abbas Ahmadi Pages 75-87

    The values of rangeland vary, and there are significant temporal and spatial changes. Since rangeland are constantly changing, they play a crucial role in the economy and in the protecting the land and water. So it is crucial to grasp them and manage them properly. The middle "Kashkan" watershed in the "Lorestan" province was chosen in order to assess the capability of multi-spectral pictures from Sentinel 2 and Spot 5 satellites in creating rangeland density maps. Using ground control points and the region's digital height model, the photos were geometrically adjusted with an accuracy of less than 0.21 pixels. On the primary multispectral image of each satellite as well as the integrated image of Spot 5 and the rangeland density map, supervised classification utilizing the parallelepiped, minimum distance, maximum likelihood, and neural network classification techniques was carried out. Three density classes—5–25, 25–50, and 50% and above—were prepared for it. 117 ground control points were located on the topographic map of the area in question in order to measure the classification's accuracy. The global positioning system (GPS) was then used to pinpoint the locations of the points in the study area, and the ground reality map of the region was created using the determined coordinates. The Spot 5 image with PCA-3-1 band composition and a neural network classification algorithm, which had an overall accuracy of 70.53% and a Kappa coefficient of 0.65 compared to the Sentinel 2 image with PCA-8-2 band composition and a neural network classification algorithm, which had an overall accuracy of 65.72 and a Kappa coefficient of 0.08, produced better results, according to a study that examined the accuracy of classified images. This study showed that Spot 5 satellite photos outperform Sentinel 2 satellite images when creating rangeland coverage maps with three different densities. It is possible to use satellite images with spatial and spectral resolution suitable for creating a map of rangeland density and regulating and trying to prevent the destruction of rangeland in the west of the country over a certain period of time because the distances for aerial photography of rangeland areas in Iran are great.

    Keywords: Supervised classification, multispectral, band composition, overall accuracy, kappa coefficient
  • Alireza Yazdanpanah *, Mohammadreza Bakhtiyari Pages 88-97
    To find the best treatment of cow manure mixing using the best tillage methods and improving sugarbeet yield and soil bulk density and chemical properties, a randomized complete block design the form of a strip plot was replicated three times. Three rates of manure (0, 20, and 40 t/ha) and five tillage methods were used. The analysis of two years of combined data showed that cyclotiller with the mean of 61093 kg/ha and sweep had the highest yield and effect on soil bulk density. Soil chemical properties like soil organic carbon, soil phosphorus, and soil potassium were also measured for data analysis. The results of two-years analyses of data also showed that the cow manure treatments caused more yield of sugarbeet and improved soil physical properties like reducing soil bulk density and soil compaction. Also, using secondary soil tillage machines of cyclotiller and sweep can improve the mixing of manure with soil and soil physical properties and yield of sugarbeet and sugar percentage. In other words, using a cyclotiller and sweep raised the yield and sugar percentage of sugarbeet and reduced soil compaction.
    Keywords: Chemical properties, Manure, Soil bulk density, Sugarbeet, Tillage
  • Esfandiar Jahantab *, Alireza Mahmoodi, Hamidreza Boostani Pages 98-109
    Cement factories are one of the most polluting industries in the world. In this regard, the purpose of this study is to investigate the contamination of heavy metals lead, nickel, cadmium, iron, manganese, zinc and copper in the soils around Darab Cement Factory. 30 soil samples were taken from a depth of 0-30 cm from the soil around the Cement Factory. Heavy metal concentrations were measured by atomic adsorption spectrometry. The results showed that the mean values of cadmium, nickel, copper, lead, zinc, iron and manganese in the soils of the region were 1.73, 35.52, 13.71, 27.98, 26.97, 1039.27, and 590.71 mg kg-1 respectively. The average cadmium in the soils of the region (1.71 mg kg-1) is higher than the maximum standard of cadmium in the soils of the world. The average concentrations of metals in the study area are Fe> Mn> Ni> Pb> Zn> Cu> Cd, respectively. The results showed that the mean concentrations of lead, nickel, zinc, copper and cadmium were significantly different from the maximum allowable amount in the soil and was less than that (P <0.01). The results of the risk index showed that 100% of the samples have a low risk index. The study area has a moderate degree of pollution in terms of manganese, cadmium, nickel and lead metals. The pollution load index for all stations is less than 1, indicating the pollution load index in the area close to the normal and non-polluted concentration. In general, although the concentration of heavy metals in the soils of the study area is not in a critical state of pollution, but planning to control the release of heavy metals and other pollutants should be considered.
    Keywords: Soil pollution, Heavy metals, Darab Cement Factory
  • Davood Namdar *, Masoud Bazgir, Seyed Abdollah Hashemi Babaheidari Pages 110-120

    Increased wind erosion and dust are the country's environmental issues, particularly in the border provinces. Every year, wind erosion and dust have several negative implications in the social, economic, cultural, and health. Dealing with these phenomena necessitates both short- and long-term planning. These phenomena can be controlled in a variety of ways. In this study, the performance of two biological (Microbial Induced Calcium Carbonate Precipitation) and chemical (polyvinyl acetate application) approaches was studied. Sampling was taken from one of the dust sources’ areas in Ilam province (0-30 cm depth). In this study, polymer polyvinyl acetate with five levels of zero (C0), 1 (C1), 1.5 (C2), 2 (C3), and 2.5 (C4), as chemical mulch and Bacillus sphaericus with three factors of bacterial strain (presence or absence of bacteria), nutrient content (with two levels of 0, 0.5 M) and volume of solution (123, 264 and 369 ml) as a factorial experiment in the form of the Completely Randomized Design with three repetitions have been used. The trays were placed in ambient conditions, and wind tunnel, penetration resistance, and aggregate stability tests were performed on all samples after 28 days. A double bacterial spray with 0.5 M of nutrients and a solution volume of 269 ml (BS2 C1 WC2) was shown the most efficient treatment for soil stabilization using the MICP approach. The best treatment for surface stabilization utilizing the chemical method was observed at 2.5 percent (C4). A comparison of these two methods showed that the rate of increase in penetration force, aggregate stability, and decrease in soil loss in the chemical method was higher than in the biological method. In a nutshell, the MICP approach is advised to manage dust storms in Ilam province.

    Keywords: Biological, Polyvinyl acetate, MICP, Soil stabilization
  • Mahsa Kazemi, Shoja Ghorbani *, Masoud Tadayonnejad, Mojtaba Naderi, Hosein Shirani Pages 121-135
    Soil compaction is one of the effective factors in reducing soil physical quality, which due to tillage operations can affect the relationship between water, soil and crop yield. The aim of this study was to investigate the effect of some tillage treatments on the compaction behavior of a silty clay loam soil. Core sampling was carried out during three years of tillage after barley harvest. The experiments were conducted as a randomized complete block design with three treatments i.e. conventional tillage, reduced tillage and no-tillage in 6 replications. Soil compaction characteristics including pre-compression stress, compression index and swelling index were determined based on confined compression test )CCT) at 100 hPa matric suction. The results showed that the tillage treatment had a significant effect on pre- compression stress, bulk density and soil moisture at the confidence level of% 5. The lowest amount of pre-compression stress with a value of 19.95kPa is related to conventional tillage treatments and the highest value with a value of 31.62 kPa is related to non-tillage treatment. The compression index was showed the highest value in conventional tillage compared to other treatments. The results of cyclic loading-unloading at a constant stress level (i.e. 50% of pre-compression stress) showed that the studied soil was less sensitive to repeated loading for no-tillage than reduced and conventional tillage treatments which can be attributed to weaker structure for the later. As the conclusion, the no-tillage treatment can be described as a treatment being less susceptible to compaction. However, consecutive implementation of this tillage treatment might require subsoiling operations every few years to disturbed the deep subsoil hard pans.
    Keywords: Tillage, Pre-compression stress, Compression index, Repeated loading