فهرست مطالب
نشریه تحقیقات کاربردی خاک
سال دوازدهم شماره 3 (پاییز 1403)
- تاریخ انتشار: 1403/09/01
- تعداد عناوین: 8
-
-
صفحات 1-15در این پژوهش اثر مصرف بیوچار، لئوناردیت و زغال سنگ بر برخی شاخص های رسیدگی، هوموسی شدن، تنفس میکروبی و فعالیت آنزیمی در کمپوست مشترک کود دامی و مواد آلی جنگلی مطالعه شد. آزمایش به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار به مدت سه ماه در شرکت تولید کمپوست اجرا گردید. عامل اول شامل تیمار بیوچار (2 و 4 درصد)، لئوناردیت (2 و 4 درصد)، زغال سنگ (2 و 4 درصد وزنی) با مواد اولیه مخلوط شدند و عامل دوم زمان شامل هفته اول تا هفته 12 بود. در طول فرایند کمپوست شدن بطور هفتگی نمونه برداری از توده کمپوست انجام شده و برخی شاخص های زیستی و هوموسی شدن در کمپوست اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد که تیمار لئوناردیت 2 درصد بالاترین دما (2/61 درجه سلسیوس) و بیشترین طول مدت زمان فاز ترموفیلی (18 روز) و درصد نیتروژن (11/2 درصد) را داشت. تیمار زغال سنگ در سطح 4 درصد باعث افزایش معنادار هدایت الکتریکی و تیمار بیوچار 4 درصد باعث افزایش کربن آلی (75/25 درصد) و نسبت C/N (8/15) در کمپوست نهایی شد. افزودن لئوناردیت باعث افزایش معنادار درصد اسید هیومیک و فولویک شد و بالاترین مقادیر شاخص هوموسی شدن را ایجاد کرد. مواد افزودنی مورد استفاده در این مطالعه بر شاخص جوانه زنی بذر تره تیزک اثر معنا داری نداشتند. تیمار بیوچار دو و چهار درصد به ترتیب در افزایش فعالیت آنزیم اوره آز و فعالیت آنزیم فسفاتاز اثر معنادار داشتند ولی بر فعالیت آنزیم دهیدروژناز تفاوت معنا داری با شاهد مشاهده نشد. نتایج این پژوهش نشان داد که استفاده از بیوچار و لئوناردیت بهتر از زغال سنگ در بهبود فعالیت های آنزیمی و شاخص های هوموسی شدن در فرآیند کمپوست شدن تاثیرگذار هستند.کلیدواژگان: افزودنی، فعالیت آنزیمی، کمپوست شدن مشترک، کود دامی، هوموسی شدن
-
صفحات 16-32شناخت وضعیت حاصلخیزی خاک، امکان شناسایی مناطقی با مشکل کمبود یا سمیت عناصرغذایی خاک را فراهم نموده و در انتخاب واحدهای همگن مدیریتی موثر است. این پژوهش سعی دارد که نواحی مدیریت حاصلخیزی خاک در زیرحوزه هنام (استان لرستان) را تعیین کند. تعداد 164 نمونه خاک سطحی (30-0 سانتیمتر) از مزارع واقع در زیرحوزه هنام استان لرستان با مساحت حدود 14000 هکتار جمع آوری و ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک اندازهگیری شد. پس از تجزیه آماری، توزیع مکانی هر ویژگی مشخص و با کمک روش تحلیل مولفههای اصلی، ویژگیهای مهم خاک که بیشترین تاثیر را در حاصلخیزی خاک داشتند استخراج شدند. در نهایت با استفاده از روش خوشهبندی فازی نواحی مدیریت حاصلخیزی خاک تعیین شدند. دو ناحیه مدیریت حاصلخیزی در منطقه تفکیک شد که مقادیر کربناتها، پتاسیم، آهن، منگنز و روی در آنها با هم تفاوت معناداری داشتند. غلظت روی در ناحیه یک در محدوده متوسط و در ناحیه دو در محدوده کم قرار داشت. منگنز قابل استفاده خاک در ناحیه دو، کمتر از حد بهینه بود. کربن آلی خاک در هر دو ناحیه، با مقدار بهینه فاصله زیادی داشت که توان تولید خاکها را محدود میکند. لذا با توجه به بافت متوسط تا ریز خاکهای منطقه، اهمیت افزایش کربن آلی برای بهبود حاصلخیزی خاکها بیشتر نمایان میشود.کلیدواژگان: واحد همگن، حد بهینه، عناصر غذایی، کربن آلی، کشاورزی دقیق
-
صفحات 33-46این مطالعه با هدف بررسی تاثیر سطوح مختلف زئولیت (0، 1 و 2 درصد جرمی) با دو نوع کاتیون تبادلی (کلسیم و سدیم) و اسید هیومیک (0 و 5/0 درصد جرمی) بر همدماهای جذب پتاسیم در یک خاک لومی با استفاده از معادلات خطی ساده، فروندلیچ، لانگمویر و تمکین انجام شد. خاک های تیمار شده با رطوبتی نزدیک ظرفیت زراعی و دمای 25 درجه سلسیوس به مدت دو ماه در انکوباتور قرار گرفتند. آزمایش همدماهای جذب با استفاده از محلول هایی با دامنه غلظت اولیه پتاسیم بین 3 تا 30 میلی مولار و با نسبت 1:10 جامد به محلول انجام شد. کاربرد زئولیت های سدیمی و کلسیمی، جذب پتاسیم را در خاک افزایش داد و میزان این افزایش در تیمارهای حاوی زئولیت سدیمی نسبت به زئولیت کلسیمی بیشتر بود. حضور اسید هیومیک موجب افزایش جذب پتاسیم شد که احتمالا به دلیل افزایش مکان های جذب در کمپلکس های آلی- معدنی تشکیل شده بین اسید هیومیک و کانی های رسی خاک می باشد. بیشترین مقدار Kd (61/20 لیتر در کیلوگرم) برای خاک تیمار شده با 2 درصد زئولیت سدیمی + 5/0 درصد اسید هیومیک و کمترین مقدار (81/7 لیتر در کیلوگرم) برای تیمار 1 درصد زئولیت کلسیمی به دست آمد. پارامتر bT، گرمای تبادل در معادله تمکین، در محدوده 9/54 تا 5/71 (J mol-1) قرار داشت و کمترین مقدار مربوط به تیمار 2 درصد زئولیت سدیمی + 5/0 درصد اسید هیومیک و بیشترین مقدار مربوط به تیمار 1 درصد زئولیت کلسیمی بود. مقدار گرمای تبادل در تیمارهای حاوی اسید هیومیک نسبت به تیمارهای حاوی مقدار مشابه زئولیت و فاقد اسید هیومیک، کمتر بود که بیانگر افزایش سهولت جذب پتاسیم در حضور این ماده است. معادله فروندلیچ بهترین برازش را به همدماهای جذب نشان داد. بر اساس نتایج به دست آمده می توان کاربرد همزمان زئولیت و اسید هیومیک را برای افزایش نگهداشت پتاسیم در خاک های متوسط بافت، توصیه نمود.کلیدواژگان: اصلاح خاک، تبادل کاتیونی، فروندلیچ، لانگمویر
-
صفحات 47-66تصاویر ماهواره ای و رویکردهای سنجش از دور، ابزار مهمی برای ارزیابی، نقشه برداری و مدیریت اراضی شور در مناطق مختلف جهان به شمار می آیند. هدف اصلی از مطالعه حاضر، بررسی میزان همخوانی نقشه های حاصل از روش های یادگیری ماشین و تخمینگر کریجینگ برای پایش شوری بخشی از خاک های حاشیهی پلایای سیرجان در دو فصل زمستان و تابستان با استفاده از دو منبع داده سنجش از دور (لندست 8 و سنتینل 2) می باشد. 90 نمونه خاک سطحی (صفر تا 30 سانتی متر) در قالب یک الگوی نمونه برداری شبکه ای منظم با فواصل 750 متر برداشت شد. برخی از مهمترین ویژگی های فیزیکی و شیمیایی آن ها با استفاده از روش های استاندارد اندازه گیری شد. همچنین پس از انجام تصحیح های رادیومتریکی و اتمسفری بر روی تصاویر ماهواره ای مزبور، علاوه بر باندهای اصلی، از 13 شاخص طیفی (شاخص شوری) به منظور تخمین شوری خاک با استفاده از مدل های شبکه عصبی مصنوعی، درخت تصمیم، جنگل تصادفی و ماشین بردار پشتیبان استفاده شد. به علاوه، نقشه های کریجینگ شوری خاک برای هر دو زمان گفته شده ترسیم شدند. نتایج نشان داد که ماهواره سنتینل 2 نسبت به داده های ماهواره لندست 8، از صحت بالاتری (ضریب تبیین 87/0 در مقابل 72/0) برای پیش بینی تغییرات شوری در منطقه مورد مطالعه برخوردار بود. علاوه بر این، بهترین نتایج برای برآورد قابلیت هدایت الکتریکی عصاره اشباع خاک در فصل زمستان با استفاده از تصاویر سنتینل 2 و مدل شبکه عصبی مصنوعی (R2=0.77, RMSE%=27.1) و در فصل تابستان بر اساس تصاویر ماهواره سنتینل 2 و مدل جنگل تصادفی (R2=0.87, RMSE%=17.4) برای منطقه مطالعاتی به دست آمدند. از بین شاخص های شوری مورد مطالعه، شاخص VSSI به عنوان موثرترین شاخص برای برآورد شوری خاک منطقه انتخاب شد. نتایج همچنین نشان داد که نقشه های قابلیت هدایت الکتریکی عصاره اشباع خاک حاصل از دو روش از میزان همخوانی زیاد و صحت عمومی بالای 80 درصد برخوردار بودند؛ با این حال، تغییر فصل و نوع ماهواره بر میزان تطابق پذیری نقشه های به دست آمده اثرگذار بود.کلیدواژگان: سنتینل 2، شاخص شوری، کریجینگ، لندست 8، مدل سازی
-
صفحات 67-80
کاربرد تنظیم کننده های رشد گیاهی و برخی از عناصر غذایی یکی از راهکارهای زراعی در افزایش تحمل گیاهان به تنش آبی محسوب می شوند. بنابراین با توجه به خشکسالی های اخیر در کشور که کشاورزان نمی توانند آب لازم برای آخرین مرحله آبیاری مزارع گندم را در منطقه عجب شیر تامین کنند، به نظر می رسید که کاربرد آنها بتواند در این شرایط جهت جلوگیری از افت عملکرد گندم مفید واقع شود. پژوهش حاضر با هدف بررسی تاثیر سالیسیلیک اسید (100 میلی گرم در لیتر)، فولیک اسید (50 میکرومولار)، آبسیزیک اسید (2 میلی گرم در لیتر)، کلرید پتاسیم 3 درصد، سولفات روی 4/0 درصد، اوره 4 درصد و آب خالص (شاهد)، هنگام وقوع تنش آبی در مرحله چکمه ای شدن گندم رقم پیشگام، در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی به صورت مزرعه ای در منطقه مذکور به اجرا در آمد. نتایج نشان داد که تیمارهای آزمایشی می توانند روابط رطوبتی و میزان رنگدانه های فتوسنتزی برگ گندم در شرایط تنش آبی را بهبود دهند. محلول پاشی اوره، سالیسیلیک اسید و فولیک اسید عملکرد دانه را به ترتیب 3075 کیلو گرم در هکتار (21 درصد)، 2425 کیلو گرم در هکتار (40 درصد) و 2333 کیلو گرم در هکتار (38 درصد) در مقایسه با تیمار شاهد (با عملکرد دانه 6000 کیلوگرم در هکتار) افزایش دادند. با بررسی اجزای عملکرد مشخص شد که این افزایش به دلیل افزایش تعداد پنجه بارور و کاهش تعداد پنجه های نابارور در گیاه اتفاق می افتد که با افزایش معنی دار سهم مواد فتوسنتزی انتقال یافته به دانه (شاخص برداشت) همراه بود. با استناد به یافته های این تحقیق، جهت کاهش اثرات منفی تنش آبی بر گیاه می توان از سالسیلسک اسید ، فولیک اسید و اوره استفاده نمود.
کلیدواژگان: اوره، رنگدانه های فتوسنتزی، شاخص برداشت، عملکرد دانه -
صفحات 81-92امروزه استفاده تلفیقی از کودهای آلی و شیمیایی برای تولید پایدار و حفظ خاک اجتناب ناپذیر می باشد. به منظور بررسی تاثیر کاربرد طولانی مدت و توام کودهای شیمیایی و آلی بر تولید گندم رقم برات در کرت های ثابت، پژوهشی در شش تیمار با سه تکرار و به مدت چهار سال (1396 تا 1400) در شهرستان اهواز در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی اجرا شد. تیمارها شامل T1: شاهد بدون مصرف کود، T2: کاربرد کودهای شیمیایی نیتروژنی، فسفری و پتاسیمی بر اساس آزمون خاک، T3: کاربرد 20 تن کود گاوی هر دو سال یکبار+ 75 درصد مقدار نیتروژن + 50 درصد مقدار فسفر و پتاسیم توصیه شده، T4: کاربرد 20 تن باگاس هر دو سال یکبار + 75 درصد مقدار نیتروژن + 50 درصد مقدار فسفر و پتاسیم توصیه شده، T5: کاربرد سالانه 20 تن کود گاوی + 75 درصد مقدار نیتروژن توصیه شده، T6: کاربرد سالانه 20 تن باگاس + 75 درصد مقدار نیتروژن توصیه شده بودند. در پایان فصل رشد، عملکرد و اجزای عملکرد گندم اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که در تیمارهای مدیریت تلفیقی، کاربرد کود دامی نسبت به کود باگاس از اثربخشی بیشتری برخوردار بود. بیشترین عملکرد دانه گندم در تیمارهای T2 و T3 به ترتیب به میزان 4845 و 4473 کیلوگرم در هکتار مشاهده شد که نسبت به عملکرد دانه در تیمار شاهد (2350 کیلوگرم در هکتار) افزایش عملکرد معنی داری داشتند. بیشترین نسبت فایده به هزینه (در سال 1400) در اثر اعمال تیمار T2 به دست آمد (2/20). نسبت فایده به هزینه در اثر اعمال تیمارهای مدیریت تلفیقی کود آلی و شیمیایی (تیمارهای T4 و T3) تقریبا 50 درصد کمتر از تیمار کاربرد انحصاری کودهای شیمیایی بود. با محاسبه ی مجدد نسبت فایده به هزینه براساس قیمت نهاده ها در سال زراعی 1402-1403 مشاهده شد که تیمار T2 همچنان بالاترین نسبت فایده به هزینه را داشت (4/13) اما با شیب شدیدی کاهش یافت. این درحالی است که نسبت فایده به هزینه در اثر استفاده از تیمارهای T3 و T4 تقریبا ثابت و پایدار ماند (در محدوده 8 تا 11). نتایج حاکی از این حقیقت است که کاربرد توام کودهای آلی و شیمیایی نه تنها در پایداری حاصلخیزی خاک و تولید محصولات کشاورزی موثر خواهد بود بلکه در پایداری سود بهره برداران نیز نقش خواهد داشت.کلیدواژگان: حاصلخیزی خاک، سود اقتصادی، کشاورزی پایدار، مدیریت تلفیقی
-
صفحات 93-107تنش قلیایی یکی از عوامل محیطی مهمی است که مانع رشد و نمو گیاهان و تولید محصول می شود. به منظور بررسی تاثیر اسید فولویک و پوترسین بر برخی ویژگی های مورفوفیزیولوژیکی، بیوشیمیایی و جذب عناصر انگور رقم شاهانی تحت شرایط خاک قلیایی، پژوهشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با دو فاکتور (شامل چهار غلظت اسید فولویک (0، 100، 200 و 300 میلی گرم در لیتر به صورت مصرف خاکی) و چهار غلظت پوترسین (0 ، 1 ، 2 و 4 میلی مولار به صورت محلول پاشی برگی) در چهار تکرار و در شرایط گلخانه اجرا گردید. خاک قلیایی تاثیر منفی بر ویژگی های رویشی انگور رقم شاهانی داشت. بیشترین وزن تر شاخساره، در تیمار 200 میلی گرم در لیتر اسید فولویک همراه با تیمارهای 2 و 4 میلی مولار پوترسین مشاهده شد. بالاترین وزن تر ریشه در غلظت های 300 میلی گرم در لیتر اسید فولویک به همراه 2 میلی مولار پوترسین به دست آمد. کمترین میزان نشت یونی در بیشترین غلظت پوترسین مشاهده گردید. میزان قندهای محلول در غلظت های 2 و 4 میلی مولار پوترسین به ترتیب 4/23 و 4/23 درصد در مقایسه با شاهد افزایش یافت. در سطح 300 میلی گرم در لیتر اسید فولویک و در غلظت های 2 و 4 میلی مولار پوترسین، میزان نیتروژن در مقایسه با شاهد به ترتیب 16/33 و 23/35 درصد افزایش نشان داد. همچنین میزان عناصر آهن، مس و منگنز نیز با افزایش غلظت اسید فولویک و پوترسین، بهبود یافت. یافته های این پژوهش، نقش مثبت تیمارهای اسید فولویک و پوترسین در تعدیل اثرات مخرب تنش قلیائی در انگور رقم شاهانی را به اثبات رساند.کلیدواژگان: انگور، آهن، پتاسیم، قند های محلول، نشت یونی
-
صفحات 109-130در سالهای اخیر آلودگی فلزات سنگین یکی از مشکلات اساسی محیط زیست و تولید گیاهان زراعی و دارویی بوده است که ترکیبات هورمونی نظیر جاسمونات در گیاهان می تواند بر تعدیل این تنش موثر باشد. به منظور بررسی اثر جاسمونات و سرب بر برخی صفات فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گیاه دارویی بادرشبو (Dracocephalum moldavica L.) تحت شرایط اعمال ورمی کمپوست، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار انجام شد. تیمارها شامل سرب در 5 سطح (0، 100، 200 ،300 و 400 میلی گرم در کیلوگرم خاک) و جاسمونات در 4 سطح (0، 50، 100 و 150 میلی مول بر لیتر) در شرایط عدم کاربرد و کاربرد ورمی کمپوست (10 تن در هکتار) بودند. نتایج نشان داد که در مرحله رشد رویشی گیاه بادرشبو، با افزایش غلظت جاسمونات، وزن تر و خشک اندام های هوایی و زیرزمینی گیاه، روند افزایشی نشان داد؛ به طوری که بیشترین مقدار این صفات در تیمار 150 میلی مول بر لیتر جاسمونات حاصل شد. همچنین در هر دو مرحله رویشی و زایشی، با افزایش غلظت سرب تا 300 میلی گرم بر کیلوگرم، وزن تر و خشک اندام های های هوایی، زیرزمینی و وزن تر کل گیاه، روند کاهشی معنی داری نشان داد. اعمال ورمی کمپوست نیز منجر به افزایش وزن تر و خشک اندام های هوایی، وزن خشک اندام زیرزمینی و وزن تر کل بادرشبو در مرحله رشد زایشی گردید. با افزایش سطح جاسمونات، مقدار هیدرات کربن برگی ابتدا روند افزایشی نشان داد و سپس کاهش یافت . همچنین با افزایش غلظت سرب، میانگین هیدرات کربن روند افزایشی معنی داری داشت. با افزایش مقدار جاسمونات، میانگین پرولین برگی نیز، ابتدا روند کاهشی داشت و سپس افزایشی نشان داد. همچنین با افزایش سطح سرب، میانگین پرولین برگی روند افزایشی غیرخطی داشت. به طور کلی بررسی اثر سه گانه جاسمونات، سرب و ورمی کمپوست بر صفات مورد بررسی نشان داد که بیشترین مقدار هیدرات کربن و پرولین در مرحله رشد رویشی به ترتیب در تیمارهای تلفیقی 100 میلی مول بر لیتر جاسمونات، 200 میلی گرم در لیتر سرب در شرایط عدم اعمال ورمی کمپوست و صفر میلی مول بر لیتر جاسمونات، 400 میلی گرم در لیتر سرب در شرایط عدم اعمال ورمی کمپوست بدست آمد. در مرحله رشد زایشی نیز بیشترین مقدار هیدرات کربن و پرولین به ترتیب به تیمارهای تلفیقی صفر میلی مول بر لیتر جاسمونات، 300 میلی گرم در لیتر سرب در شرایط عدم اعمال ورمی کمپوست و 150 میلی مول بر لیتر جاسمونات، 100 میلی گرم در لیتر سرب در شرایط عدم اعمال ورمی کمپوست اختصاص یافت. به طور کلی در میانگین سطوح سرب مورد بررسی، با افزایش جاسمونات و اعمال ورمی کمپوست، مقدار سرب درون اندام های گیاه، روند کاهشی نشان داد.کلیدواژگان: پرولین، فلزات سنگین، مرحله رویشی، مرحله زایشی، هیدرات کربن
-
Pages 1-15This study investigated the effect of biochar, leonardite, and coal on some maturing indices, humification, microbial respiration, and enzymatic activity in a co-compost of manure and forest organic materials. The experiment was conducted in a factorial design with three replications at the compost production site for three months. The first factor included biochar treatment (2 and 4 percent), leonardite (2 and 4 percent), and coal (2 and 4 percent by weight) mixed with the raw materials, and the second factor was time spanning from the first week to week 12. During the composting process, weekly sampling of the compost pile was performed, and some biological and humification indices in the compost were measured. The results showed that the leonardite (2%, w/w) treatment had the highest temperature (61.2 degrees Celsius), the longest duration of the thermophilic phase (18 days), and the highest nitrogen content (2.1%). The coal (4%, w/w) treatment led to a significant increase in electrical conductivity, and the biochar (2%, w/w) treatment increased organic carbon (25.75%) and C/N ratio (15.8%) in the final compost. Adding leonardite increased the humic and fulvic acid percentage and created the highest humification indices. The additives used in this study did not significantly affect the seed germination index. Biochar (2, 4%, w/w) treatments significantly increased urease and phosphatase enzyme activities, but no significant difference was observed in dehydrogenase enzyme activity compared to the control. This study's results demonstrate that biochar and leonardite are more effective than coal in improving enzymatic activities and humification indices in the composting process.Keywords: Additives, Co-Composting, Enzyme Activity, Manure, Humification
-
Pages 16-32Recognition of soil fertility status, it is possible to identify areas with the problem of deficiency or toxicity of soil nutrients & is effective in selecting homogeneous management units. This study tries to determine the soil fertility management zones in the Honam sub-basin. 164 surface soil samples were selected & soil physical & chemical properties were measured. After statistical analysis, the spatial distribution of each property was investigated via geostatistical techniques. Using the principal component test, important soil properties that have the greatest impact on soil fertility were extracted & finally, soil fertility management zones were determined using Fuzz method. Two fertility management zones were identified in the region that the rates of TNV, available K, Fe, Mg, & Zn were significantly different in these two zones. The concentration of Zn in zone one & two is in the medium & low, respectively. Available Mn in zone two was low & it is necessary to fertilize it. Soil organic carbon in both areas is far from its optimum amount, which limits soil production capacity. Due to the medium to heavy texture of the soils of the region, the importance of increasing OC to improve soil fertility becomes more apparent.Keywords: Optimum Limit, Nutrition Elements, Organic Carbon, Precision Agriculture
-
Pages 33-46This study aimed to investigate the effect of different levels of using zeolite (0, 1, and 2% by weight) with two types of exchangeable cations (calcium and sodium) and humic acid (0 and 0.5% by weight) on potassium adsorption isotherms in a loamy soil using simple linear, Freundlich, Langmuir, and Temkin equations. The amended soils were incubated for two months with a moisture level close to the field capacity, and a temperature of 25 °C. Potassium adsorption isotherm experiments were performed using isothermal solutions with initial concentrations of 3-30 mM at a solid: solution ratio of 1:10. Potassium adsorption increased in the amended soils, especially in Na-zeolite treatments. The presence of humic acid increased the adsorption of potassium, which can be due to the increase of adsorption sites in the organo-mineral complexes formed between humic acid and clay minerals. The highest value (20.61 L kg-1) of linear adsorption coefficient (Kd) was obtained in the soil amended by 2% Na-zeolite + 0.5% humic acid, and the lowest value (7.81 L kg-1) was observed in 1% Ca-zeolite treatment. Parameter bT, the heat of exchange in the Temkin equation, was 54.9 to 71.5 (J mol-1). The lowest value corresponded to 2% Na-zeolite + 0.5% humic acid treatment, and the highest value was related to 1% Ca-zeolite treatment. The amount of heat of exchange in the treatments containing humic acid was lower than in the treatments containing the same amount of zeolite and without humic acid, which indicates the increased ease of potassium adsorption in the presence of this substance. The Freundlich equation showed the best fit for the data. Based on the obtained results, it is possible to recommend the simultaneous use of zeolite and humic acid to increase potassium retentionin medium-textured soils.Keywords: Cation Exchange, Freundlich, Langmuir, Soil Remediation
-
Pages 47-66Satellite images and remote sensing approaches are important tools for evaluating, mapping, and managing saline lands in different world regions. The main aim of the present study was to investigate the degree of concordance between maps obtained by machine learning methods and kriging estimator about salinity monitoring of a part of the soils of marginal lands of Sirjan Playa in two seasons, i.e., winter and summer, using two remote sensing data sources, i.e., Landsat 8 and Sentinel 2. Ninety surface soil samples (zero to 30 cm) were collected as a regular grid sampling pattern with 750 meters intervals. Some of their most important physical and chemical characteristics were determined using standard measurement methods. After performing radiometric and atmospheric corrections on mentioned satellite images, in addition to the main bands, 13 salinity indices were used to estimate soil salinity using artificial neural network, decision tree, random forest, and support vector machine models. Besides, kriging maps of soil salinity were drawn for both mentioned times. Results showed a higher performance (R2 =0.87 versus= 0.72) of Sentinel-2 than Landsat-8 in predicting soil salinity. Moreover, results confirmed that the ANN model developed by Sentinel-2A image had the highest performance (R2 =0.77, RMSE% =27.1) to predict ECe in the winter season. Furthermore, RF presents the lowest error (R2 =0.87, RMSE% =17.4) for prediction ECe during the summer season. Among the studied salinity indices, VSSI index was also selected as the most effective index to estimate soil salinity of region. The results also showed that ECe maps obtained by two methods had a high level of concordance and an overal accuracy of over 80%; however, the change of season and type of satellite affectedthe compatibility of the maps.Keywords: Sentinel 2, Salinity Index, Kriging, Landsat 8, Modeling
-
Pages 67-80
Usingplant growth regulators and some nutrients is one of the agronomic strategies to increase the tolerance of plants to water stress. Therefore, according to the recent droughts in the country, where farmers cannot provide the necessary water for the last stage of irrigation in wheat fields in the Ajab-Shir region, it seems that their application can be used to prevent yield loss of Wheat. The aim of this study was to evaluate the effect of seven treatments on Pishgam wheat including pure water (equivalent to the solution used in other treatments as control, salicylic acid (100 mg L-1), folic acid (50 µM), potassium chloride 3%, zinc sulfate 4 per thousand, urea 4%, abscisic acid (2 mg L-1) in flooding irrigation condition (planting and flag leaf emergence stages). Expriment was desighned as a randomized complete block at the occurrence of water stress in the end of the plant growing season. The results showed that treatments could improve the moisture relationship and the photosynthetic pigments of wheat leaves under water stress conditions. Foliar application of urea, salicylic acid and folic acid also increased grain yield by 2704 (42%), 2054 (32%), and 1962 (31%) kg. ha-1, respectively. This increase is due to the increase in the number of fertile tillers and the decrease in the number of infertile tillers per plant, this led to a significant increase in the share of photosynthetic material transferred to the seed (harvest index). According to the findings of this study, salicylic acid, folic acid and urea can be used to reduce the adverse effects of moisture stress on the wheat.
Keywords: Grain Yield, Harvest Index, Photosynthetic Pigments, Urea -
Pages 81-92Theintegrated application of organic and chemical fertilizers is inevitable for sustainable production and soil conservation. To evaluate the effect of the integrated and long-term application of chemical and organic fertilizers on the Brat variety wheat production in fixed plots, research was carried out in Ahvaz city in six treatments with three replications for four years (2017-2021) in the form of randomized complete block design. The treatments included T1: unfertilized control, T2: application of nitrogenous, phosphorus and potassium chemical fertilizers based on soil test, T3: application of 20 tons of cattle manure every two years + 75% of recommended nitrogen + 50% of the recommended phosphorus and potassium, T4: application 20 tons of bagasse every two years + 75% of the recommended nitrogen + 50% of the recommended phosphorus and potassium, T5: annual application of 20 tons of cattle manure + 75% of the recommended nitrogen, T6: annual application of 20 tons of bagasse + 75% of the recommended nitrogen. At the end of the growing season, wheat yield components were measured. The results showed that in integrated management treatments, the use of cattle manure was more effective than bagasse. The highest wheat grain yield was observed in the T2 and T3 treatments, respectively, at the rate of 4845 and 4473 kg ha-1, significantly higher than the grain yield in the control treatment (2350 kg ha-1). The highest profit-to-benefit ratio (in 1400) was obtained by applying T2 treatment (20.2). The benefit to cost ratio due to the integrated application of organic and chemical fertilizer management treatments (T4 and T3 treatments) was approximately 50% lower than the exclusive application of chemical fertilizers treatment. By recalculating the benefit to cost ratio based on the prices of inputs in the crop year 2023-2024, it was observed that the T2 treatment still had the highest benefit-to-cost ratio (13.4), but it decreased with a sharp slope. In contrast the benefit-to-cost ratio remained almost constant and stable due to the application of T3 and T4 treatments (in the range of 8 to 11). The results indicate that the integrated application of organic and chemical fertilizers will not only be effective in the sustainability of soil fertility and agricultural products but will also play an important role in the stability of the farmer's profit.Keywords: Economic Profit, Integrated Management, Soil Fertility, Sustainable Agriculture
-
Pages 93-107Alkaline stress is one of the major environmental factors that limit plant growth and development and crop production. In order to investigate the effect of fulvic acid and putrescine on some morphophysiological, biochemical characteristics, and nutrient uptake of Shahani grapevines cultivar under alkaline soil conditions, a factorial experiment was conducted in a completely randomized design with two factors including four concentrations of fulvic acid (0, 100, 200, and 300 mg L-1 as soil application) and four concentrations of putrescine (0, 1, 2, and 4 mM as foliar spray) in four replications and under greenhouse conditions. Alkaline soil had a negative effect on the vegetative characteristics of Shahani grapevines cultivar. The highest shoot fresh weight was observed treating of 200 mg L-1 fulvic acid along with 2, and 4 mM putrescine treatments. The highest root fresh weight was obtained at concentrations of 300 mg L-1 fulvic acid and 2 mM putrescine. The lowest amount of ion leakage was observed at the highest concentration of putrescine. The amount of soluble sugars increased by 23.4 and 23.4% , in 2, and 4 mM putrescine concentrations compared to the control, respectively. At the level of 300 mg L-1 fulvic acid and concentrations of 2, and 4 mM putrescine, the nitrogen content increased by 33.16 and 35.35%, compared to the control, respectively. Also, the levels of iron, copper and manganese also improved with increasing concentrations of fulvic acid and putrescine. The findings of this research confirm the positive role of fulvic acid and putrescine treatments in mitigating the harmful effects of alkaline stress on Shahani grapevines cultivar.Keywords: Grapevine, Ion Leakage, Iron, Potassium, Soluble Sugars
-
Pages 109-130In recent years, heavy metal pollution has been one of the basic problems of the environment and the production of agricultural and medicinal plants that compounds such as jasmonate in plants can be effective in modulating this stress. In order to investigate the effect of jasmonate and lead on some physiological and biochemical traits of the medicinal plant Dracocephalum Moldavica L. under the application of vermicompost, a factorial experiment was conducted in the form of a completely randomized design with three replications. The treatments included lead at five levels (0, 100, 200, 300, and 400 mg/kg soil) and jasmonate at four levels (0, 50, 100, and 150 mmol L-1) in the conditions of non-application and application of 10 tons per hectare of vermicompost. The traits investigated in this experiment included fresh and dry weight of shoot and root, the ratio of shoot to root dry weight, leaf area and the amount of carbohydrate, proline and catalase in plant leaves. The results showed that in the vegetative growth stage of Dracocephalum Moldavica, with increasing jasmonate concentration, the fresh and dry weight of shoot and root increased, so that the highest amount of fresh and dry weight of shoot, dry weight of root and total weight of the plant was obtained in 150 mmol L-1 jasmonate treatment. In both vegetative, and reproductive stages, different levels of lead had a significant effect on the fresh and dry weight of vegetative organs, and with the increase in lead up to 300 mgkg-1, fresh and dry weight of shoot, root and fresh weight of the whole plant, showed a significant decreasing trend. The application of vermicompost also significantly increased the fresh and dry weight of shoot, the dry weight of the root and the fresh weight of the whole plant in the reproductive stage. With the increase of jasmonate levels, the amount of leaf carbohydrate first showed an increasing trend and then decreased. Also, with the increase in lead concentration, the average carbohydrate signifi cantly increased. With the increase in the amount of applied jasmonate, the average leaf proline also decreased at first, but at higher levels, the value of this parameter showed an increasing trend. Also, with the increase in lead level, the average leaf proline found a significant non-linear increasing trend. In general, the investigation of the triple effect of jasmonate, lead, and vermicompost on the studied traits showed that the highest amount of carbohydrate and proline in the vegetative growth stage were respectively in combined treatments of 100 mmol.l-1jasmonate, 200 mg.l-1 lead without applying vermicompost and 0 mmol.l-1 jasmonate, 400 mg.l-1 lead without applying vermicompost was obtained. In the reproductive growth stage, the highest amounts of carbohydrate and proline were obtained in the combined treatments of 0 mmol.l-1 jasmonate, 300 mg.l-1 lead without applying vermicompost and 150 mmol.l-1 jasmonate, 100 mg.l-1 lead without applying vermicompost. In general, in the mean of investigated lead levels with the increase of jasmonate and the application of vermicompost, the amount of lead in the plant organs showed a decreasing trend.Keywords: Vegetative Stage, Reproductive Stage, Carbon Hydrate, Proline