فهرست مطالب

پژوهشهای خاک (علوم خاک و آب) - سال بیست و هشتم شماره 3 (پاییز 1393)

نشریه پژوهشهای خاک (علوم خاک و آب)
سال بیست و هشتم شماره 3 (پاییز 1393)

  • تاریخ انتشار: 1393/09/12
  • تعداد عناوین: 11
|
  • طاهره رئیسی*، علیرضا حسین پور صفحات 477-488
    شرایط شیمیایی و زیستی خاک های ریزوسفری متفاوت از خاک غیرریزوسفری می باشد. اطلاعات در مورد قابلیت استفاده فسفر در خاک های ریزوسفری تیمار شده با لجن فاضلاب شهری محدود می باشد. این پژوهش با هدف ارزیابی اثرات ریزوسفر گندم بر فسفر قابل استفاده و بعضی از ویژگی های زیستی در 10 خاک آهکی تیمار شده با لجن فاضلاب شهری در ریزوباکس اجرا شد. کربن آلی محلول (DOC)، کربن زیست توده میکروبی (MBC)، فسفر زیست توده میکروبی (MBP) و کسر متابولیکی (qCO2) در خاک های ریزوسفری و غیرریزوسفری تعیین گردید. هم چنین، فسفر قابل استفاده با روش های عصاره گیری اولسن، کلرید کلسیم 0/01 مولار، مهلیچІ و بریІІ که مکانیسم های استخراج متفاوتی داشتند تعیین شد. نتایج نشان داد که در خاک های ریزوسفر نسبت به خاک های غیرریزوسفری DOC، MBC و MBP افزایش و qCO2کاهش یافتند. همچنین، مقدار فسفر استخراجی با روش های مختلف عصاره گیری در خاک های ریزوسفر کمتر از خاک های غیرریزوسفری بود. نتایج مطالعات همبستگی نشان داد که ماده خشک بخش هوایی گندم با فسفر عصاره گیری شده توسط روش های مهلیچІ و اولسن به ترتیب در خاک های ریزوسفری و غیرریزوسفری همبستگی معنی داری داشت. بنابراین، روش های عصاره گیری مهلیچІ و اولسن می توانند برآوردی مناسب از فسفر قابل استفاده گندم به ترتیب در خاک های ریزوسفری و غیرریزوسفری مورد مطالعه داشته باشند.
    کلیدواژگان: عصاره گیرهای شیمیایی، کربن آلی محلول، کسر متابولیکی، کربن و فسفر زیست توده میکروبی
  • فضل شیردل شهمیری*، سیدمحمود سمر، علی عبادی، احمد خلیقی، علی چراتی صفحات 488-499
    برای رفع کمبود آهن درختان کیوی، آزمایشی بصورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی، شامل سه فاکتور آهن (Fe0=0، Fe1=1 and Fe2=2 kg per tree کیلوگرمسولفات آهن)، اسید(AS0=0، AS1=1 and AS2=2 L per tree لیتراسید سولفوریک) و ماده آلی (OM0=0، OM1=2 and OM2=4 kg per tree کیلوگرم کود دامی) در هر درخت در مقایسه با یک تیمار اضافی کود- آبیاری کلات آهن در 4 تکرار طی مدت دو سال (91 و 92) در استان مازندران اجرا گردید. مواد یاد شده قبل از شروع رشد در سال اول در عمق 50 سانتی متری خاک نزدیک ریشه های درخت به وسیله دستگاه مخصوص تزریق شدند. کلات آهن نیز به میزان 100 گرم در دو مرحله در هر سال به روش کود آبیاری به درختان داده شد. بر اساس نتایجدو ساله، بالاترین سطح برگ و عملکردمیوه در تیمار Fe2AS1OM2(یک کیلوگرم سولفات آهن، نیم لیتر اسید و چهار کیلوگرم کود دامی)، بیشترین مقدار کلروفیل برگ در تیمار Fe2AS2OM2 (یک کیلوگرم سولفات آهن، یک لیتر اسید و چهار کیلوگرم کود دامی)، بالاترین حجم و وزن میوه در تیمار Fe1AS2OM2 (یک کیلوگرم سولفات آهن، یک لیتر اسید و چهار کیلوگرم کود دامی) بدست آمد. تزریق سولفات آهن و اسید سولفوریک موجب افزایش غلظت آهن و کاهش غلظت فسفر برگ برگ گردیده درحالی که تزریق ماده آلی تاثیر معنی داری برغلظت آهن و فسفر برگ نداشت. در مجموع، نتایج نشان داد که تزریق دو کیلوگرم سولفات آهن به همراه نیم لیتر اسید سولفوریک و چهار کیلوگرم ماده آلی، می تواند جایگزین مناسبی به جای کلات آهن برای رفع کلروز آهن در یک دوره حداقل دو ساله بوده و افزایش قابل ملاحظه عملکرد درختان کیوی را نیز موجب گردد.
    کلیدواژگان: عملکرد، کلات آهن، کلروفیل، کیوی
  • کیمیا قاسمی*، سیفاله فلاح صفحات 501-510
    در شرایط خشک و نیمه خشک، کمبود آب ممکن است استفاده از نیتروژن توسط گیاه را محدود نماید و موجب کاهش تولید محصول و کارایی مصرف آب گردد. بنابراین، به منظور بررسی اثر تنش خشکی و کودهای مختلف بر جنبه های مختلف کارایی مصرف آب و بیوماس اسفرزه، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با 4 تکرار تحت شرایط اکوسیستم آزمایشی (Microcosm) اجرا گردید. تیمارهای آزمایش شامل دو سطح بدون تنش و توام با تنش به عنوان فاکتور اول، دو سطح میکوریزا (تلقیح با قارچ Glomus intraradices و عدم تلقیح) به عنوان فاکتور دوم و سه نوع کود (کاربرد جداگانه ازتوباکتر Azotobacter chroococcum، کاربرد 40 کیلوگرم نیتروژن در هکتار از منبع اوره و کاربرد تلفیقی ازتوباکتر بعلاوه 20 کیلوگرم نیتروژن در هکتار از منبع اوره) به عنوان فاکتور سوم بودند. نتایج نشان داد که تنش خشکی موجب کاهش بیوماس ریشه و اندام های هوایی به ترتیب به میزان 31 و 28 درصد گردید ولی همزیستی میکوریزایی موجب افزایش بیوماس ریشه و اندام های هوایی به میزان 65 و 24/7درصد گردید. کارایی مصرف آب در تولید بیوماس اندام های هوایی و بیوماس کل گیاه در شرایط تنش خشکی توام با میکوریزا و کاربرد 40 کیلوگرم نیتروژن در هکتار از منبع اوره افزایش یافت ولی کارایی مصرف آب در تولید دانه و موسیلاژ تنها تحت تاثیر تنش خشکی و همزیستی میکوریزایی قرار گرفت. به طور کلی نتایج نشان داد که کارایی مصرف آب در تولید دانه فقط با تلقیح میکوریزایی توام با تنش خشکی افزایش می یابد ولی کارایی مصرف آب در تولید موسیلاژ نه تنها با تنش خشکی افزایش می یابد بلکه در شرایط تنش خشکی توام با تلقیح میکوریزایی با شدت بیشتری افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: ازتوباکتر، میکوریزا، قارچ Glomus intraradices، کود نیتروژن
  • فاطمه زارعیان *، جلال محمودی، محمدرضا جوادی صفحات 511-520
    خاک محیط ناهمگنی به شمار می رود که ویژگی های آن در زمان و مکان تغییر می کند. خاک و پوشش گیاهی با هم ارتباط متقابل داشته و بر هم تاثیر می گذارند. لذا بررسی تغییرات مکانی خصوصیات خاک در کنار دیگر تغییرات محیطی امری ضروری است. به منظور بررسی تغییر پذیری برخی ویژگی های خاک در حوزه آبخیز دره ویسه، تعداد 78 نمونه از عمق30-0 سانتی متری جمع آوری و به آزمایشگاه انتقال یافت. پارامترهای اندازه گیری شده شامل درصد رس، درصد سیلت، درصد شن و ماده آلی خاک بود. پس از آزمون نرمالیته داده ها، اقدام به ترسیم واریوگرام گردید. برای درون یابی پارامترها، روش های کریجینگ، روش عکس فاصله وزن دار و روش توابع پایه شعاعی مورد ارزیابی قرار گرفت. برای ارزیابی روش ها، از دو پارامتر آماری، میانگین مطلق خطا (MAE) و میانگین اریب خطا(MBE) استفاده شده است. نتایج نشان داد که در منطقه مورد مطالعه برای پارامترهای سیلت، شن و ماده آلی خاک از بین روش های مختلف، روش کریجینگ و برای پارامتر رس، روش توابع پایه شعاعی از دقت بیشتری برخوردار است.
    کلیدواژگان: حوضه آبخیز دره ویسه، کریجینگ، روش عکس فاصله وزن دار، روش توابع پایه شعاعی
  • فرناز آزادی، علی کسراییان*، نجفعلی کریمیان صفحات 521-530
    آلودگی زمین های کشاورزی پیرامون شهرها و تمرکز کاشت سبزیجات در این مناطق احتمال خطر آلودگی مواد غذایی انسان به فلزهای سنگینی مانند کادمیم را به همراه دارد. با توجه به اهمیت این موضوع، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب بلوک کاملا تصادفی با سه خاک دارای مقادیر مختلف کربنات کلسیم (13/5، 44/5، و 67/5 درصد) و پنج سطح کادمیم (0، 5، 10، 20، و 40 میلی گرم کادمیم بر کیلوگرم خاک) در سه تکرار بر روی اسفناج و تربچه در گلخانه اجرا شد. وزن تر و سطح برگ اسفناج و تربچه و وزن تر ریشه تربچه به عنوان شاخص های بازار پسندی انتخاب شد. با افزایش سطح کاربرد کادمیم غلظت کادمیم در گیاهان افزایش و ویژگی های اندازه گیری شده رشد، مانند وزن تر و خشک و کلروفیل A و B کاهش یافت. کربنات کلسیم خاک اثر معنی داری نداشت. در تیمار 40 میلی گرم کادمیم بر کیلوگرم خاک سطح و وزن تر برگ اسفناج به ترتیب 77 و 86 درصد نسبت به شاهد کاهش یافت. در تربچه این مقادیر به ترتیب 36 و 32 درصد بود. وزن تر ریشه تربچه کمترین کاهش را نشان داد و به مقدار 49 درصد شاهد رسید. بیشترین تجمع کادمیم در تربچه رخ داد، سطح برگ اسفناج کاهش بیشتری نشان داده و بنابراین بازار پسندی آن بیشتر کاهش یافت. به دلیل آنکه غلظت کادمیم در تربچه بیشتر از اسفناج است و نیز از آنجا که علائم سمیت کادمیم و کاهش رشد در تربچه بسیار کمتر می باشد، بنابراین خطر آلودگی زنجیره غذایی از طریق تربچه بیشتر از اسفناج خواهد بود.
    کلیدواژگان: کربنات کلسیم، سبزیجات، ویژگی های بازارپسندی، زنجیره غذایی
  • حمیدرضا اولیایی*، علی شریفی صفحات 531-542
    ماده آلی خاک می تواند بر میزان تحرک عناصر سنگین و آلودگی آب های زیرزمینی موثر باشد. به منظور بررسی تاثیر سطوح مختلف ورمی کمپوست بر میزان تحرک سرب و کادمیم در ستون های خاک 3 تیمار؛ شاهد (1V)، 2% (2V) و 4% (3V) وزنی ورمی کمپوست با نمونه های خاک مخلوط شدند. لوله های پلی اتیلنی از خاک لوم رسی پر شده و آبیاری تیمارها در هشت دوره ی 10 روزه با پساب غنی شده از کادمیم و سرب (به ترتیب با غلظت های 20 و 40 میلی گرم بر کیلوگرم) صورت گرفت. در پایان هر دوره، نمونه های زه آب، جمع آوری شدند و pH، هدایت الکتریکی، کربن آلی قابل اکسایش و غلظت های سرب و کادمیم در آن اندازه گیری گردید. در انتهای دوره هشتم، نمونه های خاک مربوط به دو عمق 20-0 و 60-40 سانتی متری برداشت و تجزیه شدند. نتایج نشان داد که غلظت بیشینه سرب و کادمیم، کربن آلی قابل اکسایش و هدایت الکتریکی در زه آب در دوره های اول، در تیمار 3V بود که با گذشت دوره های آبیاری از مقدار آن کاسته شد. عکس این روند در مورد pH مشاهده شد. بیشترین غلظت سرب و کادمیم تجمع یافته در عمق 20-0 سانتی متری ستون خاک مشاهده شد که این امر ناشی از تحرک پایین این عناصر در ستون های خاک بوده است. در تیمار شاهد، کادمیم و سرب بیشتری در لایه های سطحی و زیرین، جذب ذرات خاک شده بود که نشان دهنده تاثیر مثبت ورمی کمپوست در افزایش تحرک فلزات سرب و کادمیم و خروج بیشتر آن ها از ستون خاک بوده است. نسبت بالاتر غلظت سرب در لایه سطحی به عمقی در مقایسه با کادمیم بیانگر تحرک کمتر این عنصر در خاک است. بنابراین وجود مقدار مواد آلی بالا در خاک موجب تحرک بیشتر فلزات سنگین، به وی‍ژه کادمیم، به لایه های تحتانی خواهد شد.
    کلیدواژگان: آبشویی، فلزات سنگین و ماده آلی
  • کیمیا امیر مرادی*، امید بهمنی صفحات 543-556
    دمای خاک یکی از متغیرهای مهم در مطالعات هیدرولوژی، هواشناسی، کشاورزی و اقلیم شناسی است که اندازه گیری و برآورد آن ضروری است. با توجه به این که دمای خاک فقط در ایستگاه های سینوپتیک کشور اندازه گیری می شود، کمبود آن در نقاط فاقد ایستگاه از چالش های بزرگ در بسیاری از مطالعات مرتبط با کشاورزی است. در این پژوهش، با استفاده از پارامترهای هواشناسی ایستگاه سینوپتیک شیراز در یک دوره 9 ساله (2008-2000) به برآورد دمای خاک در سه عمق پنج، 10 و 30 سانتی متری با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی پرسپترون چندلایه پرداخته شد. به علت تعداد زیاد متغیرهای مورد استفاده برای برآورد دمای خاک، شناخت متغیرهای موثر بر شبکه می تواند باعث بهبود نتایج شود. بدین منظور، با استفاده از تکنیک آماری چند متغیره آنالیز مولفه های اصلی (PCA) که باعث کاهش تعداد متغیرها و ورود متغیرهای موثر به شبکه می شود، اقدام به برآورد دمای خاک شد (PCA-ANN). ابتدا، از روش PCA برای کاهش متغیرهای ورودی استفاده شد و هشت متغیر هواشناسی به هشت مولفه اصلی تبدیل شد. چهار مولفه اصلی اول بیش از 99 درصد واریانس کل را به خود اختصاص داد. برای ارزیابی دو مدل ANN و PCA-ANN از شاخص های آماری ضریب همبستگی (r)، میانگین جذر مربعات خطا (RMSE) و میانگین خطای اریبی (MBE) استفاده شد. نتایج به دست آمده حاکی از نقش موثر پیش پردازش روی متغیرها با استفاده از PCA بود. دست آوردها نشان داد که شاخص های آماری r، RMSE، MBE (در دوره صحت سنجی) به ترتیب برابر 0/98، 1/61 و 0/2 برای مدل PCA-ANN بر روی پارامتر دمای خاک در عمق پنج سانتی متری نتیجه بهتری را به دنبال داشت. روی هم رفته، سنجش دست آوردهای مدل PCA-ANN با دستاوردهای مدل ANN و داده های مشاهده شده نشانگر برتری مدل PCA-ANN نسبت به مدل ANN است. لذا، مدل PCA-ANN با ساختاری ساده تر، سرعت آموزش شبکه بیشتر و نتایجی دقیق تر می تواند جایگزین مدل ANN برای برآورد پارامتر دمای خاک باشد.
    کلیدواژگان: آنالیز مولفه های اصلی، ایستگاه سینوپتیک شیراز، مدل PCA، ANN
  • محمدحسن صادقی روش* صفحات 557-572
    ارزیابی و تهیه نقشه پتانسیل شدت بیابانزایی همواره به عنوان یکی از ابزارهای برنامه ریزان در عرصه مدیریت مناطق بیابانی مطرح بوده است. با توجه به اهمیت کاربردی این نقشه ها علیرغم توسعه فنون و روش های کمی در طی سال های اخیر، همچنان سعی می شود که روش هایی با خطای کمتر و ضریب اطمینان بیشتر ارائه گردد. در این رابطه با بررسی مدل های پهنه بندی خطر بیابانزایی ملاحظه شد که نقیصه ای که در تمامی این مدل ها همواره مطرح بوده این است که در ارزشگذاری شاخص ها، تنها ارزش مطلق هر شاخص در هر واحد کاری در نظر گرفته می شد و اولویت آنها در ایجاد شرایط بحرانی مد نظر قرار نمی گرفت که این امر منجر به دستیابی به نتایج غیر واقعی می شد. از این رو هدف این پژوهش ارائه مدلی به منظور طبقه بندی شدت بیابانزایی هم بر مبنای اولویت شاخص ها نسبت به هم و هم اهمیت هر شاخص در هر واحدکاری می باشد و در این رابطه از مدل آنتروپی شانون استفاده شده است. این مدل که برگرفته شده از تئوری اطلاعات می باشد با ساختار سلسله مراتبی به ارزیابی پتانسیل خطر بیابانزایی در واحدهای کاری می پردازد و در انتها نتایج را به صورت نقشه های ارزیابی ارائه می دهد. مطالعات انجام شده نشان داد که 0/43% درصد از کل منطقه مطالعاتی به صورت شدید و 8/92% درصد به صورت نسبتا شدیدی تحت فرایند بیابانزایی می باشد و بیابانزایی با شدت متوسط (57/18%) و نسبتا متوسط (33/48%) به ترتیب، بیشترین سهم را در منطقه مطالعاتی به خود اختصاص داده است. در عین حال ارزش کمی شدت بیابانزایی برای کل منطقه از مجموع عوامل 0/065 (کلاس متوسط یا V) بدست آمد.
    کلیدواژگان: شدت بیابانزایی، مدل های تصمیم گیری چند معیاره
  • حسین بشارتی* صفحات 573-584
    آلودگی نفتی یکی از عمومی ترین و شایع ترین نوع از آلودگی ها، در زیست بوم های خشکی و آبی است. رفع آلودگی با روش های مختلف قابل انجام است. یکی از راه های ارزان و مقرون به صرفه، استفاده از ریز جانداران و گیاهان برای حذف و یا کاهش آلودگی نفتی است. خاک دارای طیف گسترده ای از ریز جانداران تجزیه کننده آلاینده های هیدروکربنی است که باکتری های سودوموناس، رودوکوکوس، و نوکاردیا از مهمترین آنها می باشند. این پژوهش با هدف بررسی میزان تاثیر میکروارگانیسم های تجزیه کننده مواد نفتی در بهسازی خاک های آلوده به مواد نفتی در شرایط وجود و عدم وجود گیاه در خاک (نقش رایزوسفر) انجام شد. از مناطق آلوده اطراف پالایشگاه که به مدت طولانی در معرض نشت آلاینده های نفتی قرار داشتند، تعداد 15 نمونه خاک از عمق صفر تا30 سانتیمتری سطح خاک جمع آوری شد. سپس از نمونه های خاک در محیط های کشت مناسب باکتری های تجزیه کننده مواد نفتی جداسازی، خالص سازی و کارایی آنها در تجزیه مواد نفتی تعیین گردید. آزمایش گلدانی در قالب طرح کاملا تصادفی به صورت فاکتوریل با سه فاکتور باکتری (چهار سطح)، گیاه (دوسطح) وآلودگی (چهار سطح آلودگی) انجام شد. شصت روز پس از شروع آزمایش گیاهان برداشت و وزن تر و خشک ریشه و اندام هوایی و نیز غلظت مواد آلاینده در خاک گلدان ها اندازه گیری گردید. نتایج نشان داد در خصوص وزن تر اندام هوایی اثر باکتری، آلودگی و نیز اثرات متقابل آنها در خصوص وزن خشک اندام هوایی آلودگی و اثرات متقابل آلودگی و باکتری و در مورد وزن تر و خشک ریشه ها اثر آلودگی در سطح یک در صد معنی دار بود. آلودگی باعث کاهش وزن تر و خشک ریشه و اندام هوایی گردید و با افزایش آلودگی کاهش وزن افزایش یافت، درحالیکه تلقیح باکتری ها به خاک با حذف مواد آلاینده باعث بهبود وزن ریشه و اندام هوایی گردید. در خصوص غلظت مواد آلاینده در خاک، اثر اصلی و اثرات متقابل تمام تیمارها در سطح 0/1 درصد معنی دار گردید. کشت گیاه و نیز تلقیح باکتری ها به خاک غلظت مواد آلاینده را بطور معنی دار کاهش داد. تلقیح باکتری خیلی بیشتر از کشت گیاه در کاهش آلاینده ها موثر بوده و کاشت گیاه کارکرد باکتری ها را بطور معنی دار افزایش نداد، بطوری که بین تیمارهای گیاه و گیاه+باکتری تفاوت معنی دار مشاهده نشد.
    کلیدواژگان: زیست پالایی، فنانترن، پایرن، آلودگی نفتی
  • پراکنش عناصر سنگین ناشی از کاربری های انسانی در خاک پارک ملی بمو
    فاطمه هوشمند فیروزآبادی، علی اکبر کریمیان، محمدرضا علمی، حمیدرضا عظیم زاده صفحات 585-597
    وجود فلزات سنگین در خاک با غلظت های بالا برای انسان، گیاهان و حیوانات سمی است. نمونه های خاک از 20 ایستگاه نمونه برداری با پنج بار تکرار در محدوده چهار کاربری پارک ملی بمو شامل جاده، پالایشگاه، شهرک صدرا و زمین کشاورزی جمع آوری شد و سپس غلظت فلزات سنگین با استفاده از DTPA عصاره گیری و با دستگاه جذب اتمی شعله ای مدل analyticjena تعیین گردید. در این مطالعه غلظت عناصر سرب، کادمیوم، روی، کروم و نیکل مورد بررسی قرار گرفت و پتانسیل آلودگی خاک منطقه با محاسبه شاخص های آلودگی یکپارچه و درجه آلودگی ارزیابی شد. نتایج ارزیابی کلی از نظر شاخص آلودگی یکپارچه و شاخص متوسط درجه آلودگی، پتانسیل آلودگی محدوده مورد مطالعه کم است. نتایج آنالیز واریانس یک طرفه دانکن نیز نشان داد که تمام عناصر با نمونه خاک های مورد بررسی اختلاف معنی داری دارند. یافته ها حاکی از آن است کهخاک پالایشگاه از نظر عنصر نیکل با خاک بقیه کاربری ها اختلاف معنی داری دارد، همچنین خاک کشاورزی با خاک پالایشگاه از نظر عنصر نیکل مشابه بود.خاک منطقه مسکونی از نظر عنصر سرب با خاک جاده متفاوت و با خاک کشاورزی و پالایشگاه اختلاف معنی داری نداشت. همچنین خاک جاده با خاک پالایشگاه و خاک کشاورزی از نظر عنصر سرب مشابه بود.خاک پالایشگاه از نظر عنصر کروم با خاک جاده و منطقه مسکونی متفاوت و با خاک کشاورزی مشابه بود.خاک منطقه مسکونی از نظر عنصر کادمیوم با خاک جاده و خاک پالایشگاه متفاوت و با خاک کشاورزی مشابه بود.خاک پالایشگاه از نظر عنصر روی با خاک بقیه مناطق اختلاف معنی داری دارد.
    کلیدواژگان: آلودگی خاک، فلزات سنگین، جذب اتمی، آنالیز آماری و شاخص آلودگی
  • مریم آقایی*، رسول راهنمایی صفحات 599-606
    گیاهان بور (B) مورد نیاز برای رشد خود را از محلول خاک تامین می کنند. غلظت بور در فاز محلول خاک به وسیله واکنش های جذب سطحی و رهاسازی روی کلوئیدهای آلی و معدنی خاک کنترل می شود. از این رو، این واکنش ها از دیدگاه کشاورزی و زیست محیطی اهمیت بسیار زیادی دارند. با توجه به اهمیت کانی های رس آلومینوسیلیکاتی در واکنش های جذب سطحی و رهاسازی یون ها در خاک، در این پژوهش، رفتار جذب سطحی بور روی کانی کائولینایت، تابعی از غلظت تعادلی، pH، غلظت کائولینایت، و قدرت یونی مورد بررسی قرار گرفت. همدماهای جذب سطحی بور در محدوده ی غلظت تعادلی 0 تا 1319 میکرو مولار در دو pH 5 و 8 نشان داد که جذب سطحی آن با افزایش غلظت افزایش می یابد و ماکزیمم آن در pH 8 به تقریبا 20 میکرو مول بر گرم کائولینایت می رسد. داده های آزمایشی همچنین نشان داد که جذب سطحی بور با افزایشpH تا pH حدود 9 افزایش می یابد و در این pH به حداکثر مقدار می رسد. سپس با افزایش مجدد pHمقدار آن تدریجا کاهش می یابد. علاوه براین، نتایج نشان داد که در غلظت ثابت بور با افزایش غلظت کائولینایت از میزان جذب سطحی بر واحد وزن کانی کاسته می شود. بررسی مقدار جذب سطحی بور در قدرت های یونی مختلف نیز نشان داد که با افزایش قدرت یونی از مقدار جذب سطحی بور کاسته می شود. رابطه منفی قدرت یونی با جذب سطحی بور احتمالا به دلیل اثر قدرت یونی بر رفتار باری کائولینایت و بر توزیع گونه های بور در فاز محلول و نیز اثر رقابتی آنیون نیترات با بورات است. با توجه به مقدار بالای جذب سطحی بور روی کائولینایت و مشابهت جذب سطحی آنیون ها روی انواع کانی های رس آلومینوسیلیکاتی، می توان نتیجه گرفت که این کانی ها نقش مهمی در جذب سطحی بور در خاک ها و در نتیجه در کنترل قابلیت دسترسی آن برای گیاهان دارند.
    کلیدواژگان: بورات، کانی رس، آلومینوسیلیکات
|
  • Pages 477-488
    Rhizosphere has different chemical and biological properties from the bulk soil. Information about phosphorus (P) availability in the rhizosphere soils treated with municipal sewage sludge (MSS) is limited. Therefore، the objectives of this research were to evaluate the rhizospheric effects of wheat (Triticum aestivum L.) on phosphorus availability and biological properties in 10 calcareous soils treated with MSS under rhizobox conditions. Dissolved organic carbon (DOC)، microbial biomass carbon (MBC)، microbial biomass phosphorus (MBP)، metabolic quotient (qCO2) and available phosphorus (by 4 chemical extractants including Olsen، MehlichІ، BrayІІ and calcium chloride methods with different extraction mechanism)، were determined in the rhizosphere and bulk soils. The results showed that DOC، MBC and MBP strongly increased and qCO2 strongly decreased in the rhizosphere soil compared with the bulk soil. Also، the amount of P extracted with different tests in the rhizosphere was lower compared to the bulk soils. The correlation studies showed that dry yield of wheat had positive relationship with MehlichІ and Olsen-P in the rhizosphere and the bulk soil، respectively. The results of this research showed that MehlichІ and Olsenextractants could be used to estimate plant-available P in the rhizosphere and bulk soils، respectively.
    Keywords: Chemical extractants, DOC, qCO2, MBP, MBC
  • Pages 488-499
    For controlling iron deficiency of kiwi trees، a completely randomized block design experiment was conducted during 2012 and 2013 in Mazandaran، north of Iran. The experiment contained three types of soil injection: 1- iron sulfate (Fe0=0، Fe1=1 and Fe2=2 kg per tree)، 2- sulfuric acid (AS0=0، AS1=1 and AS2=2 L per tree)، and 3- organic matter (OM0=0، OM1=2 and OM2=4 kg per tree). These treatments were carried out early in 2012 and compared with fertigation of iron chelate (100 gr of Fe-EDDHA each year per tree). Biennial results showed that Fe2AS1OM2 caused the highest fruit yield and the largest leaf area. The highest leaf chlorophyll index (SPAD reading) was observed in Fe2AS2OM2. Single fruit weight and size were highest in Fe1AS2OM2. Soil injection of ferrous sulfate and sulfuric acid increased iron concentration in leaves، but organic matter had no such effect. Applying sulfuric acid also decreased phosphorus concentration in leaves. In conclusion، results of this two-year experiment confirmed superior benefits of soil injection of 2 kg of iron sulfate، 0. 5 L of sulfuric acid، and 4 kg of organic matter per tree، compared to iron chelate application، in kiwi orchards.
    Keywords: Yield, Iron chelate, Chlorophyll, Kiwi fruit
  • Pages 501-510
    Under arid and semi-arid conditions, water deficiency may limit the use of nitrogen by plant and lead to a decline in crop production and water use efficiency. Therefore, in order to study the effect of drought stress and various fertilizers on different aspects of water use efficiency and biomass of isabgol, a factorial experiment was conducted in a randomized complete blocks design with four replications under microcosm conditions. Treatments included two levels of drought stress (non-stress and with stress) as the first factor, two levels of mycorrhizae (inoculated with G. intraradices and non-inoculated) as the second factor and three fertilizer types (separate application of Azotobacter chrococcum, application of 40 kg N/ha as urea fertilizer, and combined application of azotobacter plus 20 kg N/ha as urea) as the third factor. The results indicated that drought stress reduced the root and shoot biomass on average by 31% and 28%, respectively. But, mycorrhizae caused the increase of root and shoot biomass on average by 65% and 24.7 %, respectively. Water use efficiency increased for the aboveground biomass and total biomass production in drought stress plus mycorrhizae and 40 kg N/ha as urea. However, water use efficiency for seed and mucilage production was only affected by drought stress and mycorrhizae. In conclusion, results showed that water use efficiency for seed production was only increased by mycorrhizal inoculation under drought stress. However, water use efficiency for mucilage production not only increased in drought stress conditions, but also it increased more in mycorrhizal inoculation treatment under drought stress conditions.
    Keywords: Azotobacter chrococcum, Mycorrhizae, G. intraradices, Nitrogen fertilizer
  • Pages 511-520
    Soil is a heterogeneous environment whose properties have spatial and temporal changes. Soil and vegetation have reciprocal relationship and influence each other. Thus، investigation of spatial variability of soil properties with other environmental change is essential. In order to analyze spatial variability of soil properties in Dareh Viseh rangelands، 78 soil samples from 0-30 cm soil depth were taken and transferred to laboratory. Soil properties including clay، silt، sand، and organic matter were measured in laboratory. After normalizing the data، the semi-variograms were obtained and evaluated. Then، kriging، inverse distant weighting، and radial basis function methods were evaluated for the obtained data. To compare these methods، the cross validation was used by statistical parameters of Mean Absolute Error (MAE) and Mean Bias Error (MBE). The results showed that the kriging method provided a reasonable prediction for silt، sand، and organic matter of soil، while the radial basis function provided better estimation for prediction of clay in the study area.
    Keywords: Kriging, Inverse distant weighting, Radial basis function
  • Pages 521-530
    Soil contamination by heavy metals around big cities and intensive vegetable cropping in these soils may be a threat to human health. A factorial greenhouse-experiment was conducted to evaluate the effects of different levels of cadmium (Cd) (0، 5، 10، 20 and 40 mg/kg) and soil calcium carbonate (13. 5، 44. 5 and 67. 5 percent) on some growth indices of two common vegetables، namely، radish (Raphanus sativus) and spinach (Spinacea oleracea)). Leaf area and wet weight of spinach and radish and wet weight of radish root were used to assess their marketing properties. Cd concentration in both plants was increased by soil Cd levels and it had a dramatically decreasing effect on plant growth indices and marketing properties of both vegetables، especially those of spinach، but soil calcium carbonate had no significant effect in this regard. All measured plant growth factors i. e. wet weight، dry weight، chlorophyll A and B were dramatically changed and depressed by Cd toxicity. Applied Cd at 40 mg kg-1 decreased leaf area and wet weight of spinach by 77% and 86 percent، respectively. In radish، these figures were about 36% and 32 percent. Radish root wet weight was decreased to 49 percent when compared to no-Cd treatment. Spinach showed a lower marketing value than radish despite the fact that Cd concentration in radish leaf was higher than that of spinach. Soil Cd concentration had less effect on radish marketing property (root wet weight). Radish root marketing properties were less affected despite having higher Cd concentration. This means that، in comparison with spinach، there is more risk to human health of a high Cd radish entering into human food chain.
    Keywords: Calcium carbonate, Food chain, Vegetables, Marketing properties
  • Pages 531-542
    Soil organic matter could be effective on mobility of heavy metals and underground water pollution. This study was conducted in order to evaluate the effect of different levels of vermicompost on the mobility of Pb and Cd in the soil columns. Three levels of vermicompost comprising 0% as the control (V1)، 2% (V2)، and 4 wt% (V3) were mixed with soil in Polyethylene columns filled with a clay loam soil and irrigated with Cd- and Pb-enriched (20 and 40 mg L-1، respectively) waste water during 8 periods of 10 days. Drainage waters were collected at the end of each period and characteristics such as pH، electrical conductivity (EC)، oxidizable organic carbon، Pb، and Cd concentration were measured. At the end of the 8th period، soil samples of the depths of 0-20 and 40-60 cm were collected and analyzed. The results showed that the maximum concentration of Pb and Cd، OC، and EC of the drainage water was in the first study period and this trend was reduced in the subsequent periods. The reverse trend was observed for the pH. The highest concentration of Pb and Cd was measured at a depth of 0-20 cm in soil column due to the low mobility of these elements in the soil profile. In both depths (surface and deep)، more concentrations of Pb and Cd were adsorbed by soil particles in the control treatment، suggesting the positive role of vermicompost in enhancement of the mobility of these elements and more removal from soil columns. Higher ratio of Pb concentration in surface to deep layers showed lower mobility of this element compared with Cd. Therefore، higher organic matter contents in soils enhance heavy metals mobility، particularly Cd، toward lower soil layers.
    Keywords: Leaching, Heavy metals, Organic matter
  • Pages 543-556
    Soil temperature is one of the key parameters affecting most hydrologic and agricultural processes. Therefore، its measurement and prediction is very crucial. Since soil temperature is measured only in the synoptic meteorological stations، lack or shortage of data is the major challenge in many agricultural studies. In this study، soil temperature data were predicted at three different depths of 5، 10 and 30 cm by an Artificial Neural Networks using meteorological parameters recorded at Shiraz synoptic stations during the period 2000-2008. Due to the large number of variables used in this study to predict soil temperature، identifying the more effective variables could improve the results. Therefore، using a multivariate statistical technique of principal component analysis (PCA)، which effectively reduces the number of variables and inputs the effective variables to the network، the soil temperature was predicted by (PCA-ANN). At first، PCA was used to reduce the input variables and 8 meteorological variables were altered to 8 main components. The first four principal components accounted for over 99% of the total variance. In order to evaluate ANN and PCA-ANN models، correlation coefficient (r)، Root Mean Square Error (RMSE) and Mean Bias Error (MBE) were used. Results showed that the statistical parameter values (verification period) with 0. 98، 1. 61 and 0. 2 for r، RMSE، MBE، respectively، had the best results on soil temperature at 5 cm depth for PCA-ANN model. The results indicated the importance of preprocessing the variables by PCA. The PCA-ANN model in comparison with the ANN model had an easier structure، the ability of faster training، and more accurate results.
    Keywords: principal component analysis, Shiraz synoptic stations, Meteorological variables, PCA, ANN model
  • Pages 557-572
    Assessment and mapping of desertification potential has been considered as a planning tool in management of desert areas. Based on the importance of these maps، despite the development of techniques and quantitative methods in recent years، experts try to provide methods with fewer errors and more reliability. In this regards، studying desertification hazard zonation models revealed that in evaluation of indices، only the absolute value of each index in each work unit has been considered and their priorities in critical condition has been neglected، thereby leading to unrealistic results. Therefore this study aimed to present a model to classify desertification severity based on indices priority and the importance of each indicator in each work unit. In this regard، Shannon entropy model was used. This model، derived from information theory، evaluates potential risk of desertification by analytic hierarchy process in work units and finally presents the result as evaluation maps. The results showed that 0. 43% and 8. 92% of the study area faced severe and relatively severe desertification، while the greatest proportion of desertification belonged to medium (57. 18%) and relatively medium (33. 48%) class of desertification، respectively. However، quantitative value of desertification severity for the total area was 0. 065، corresponding to medium class (V) of desertification.
    Keywords: Desertification severity, Multiple Attribute Decision Making Model
  • Pages 573-584
    Oil contamination is one of the most common and usual kinds of pollution in aquatic and terrestrial ecosystems. One of the economical and effective methods for decreasing or eliminating oil contamination is using plants and microorganisms. Soils contain a wide variety of oil decomposing microorganisms، of which pseudomonad، Rhodocoous and Nocardia are the most important. To evaluate the effect of oil decomposing bacteria on bioremediation of oil contaminated soils with and without plant (the role of rhizosphere)، this research was conducted in greenhouse condition. Fifteen soil samples form depth of 0-30 cm were collected from around an oil refinery، where soils were exposed to oil contamination for a long time. Oil decomposing bacteria were isolated and purified from the collected soil samples، then their bioremediation efficiency was determined. A greenhouse experiment was conducted as completely randomized design using bacteria (4 levels)، plant (2 levels) and pollutant (4 levels) as variable factors. Sixty days after beginning of the pot experiment، wheat plants were cut and fresh and dry weight of their root and shoot and also the concentration of pollutants in soil were determined. The results indicated significant effects of bacteria، pollution، and their interactive effect on shoot fresh weight، as well as the effects of pollution and interaction of bacteria with pollution on shoot dry weight، with similar effects of pollution on fresh and dry weight of root. Pollution decreased the fresh and dry weight of root and shoot، while inoculation of bacteria improved root and shoot weight، due to elimination of pollutant. The effects of all treatments on pollutant concentration were significant. Planting and bacteria inoculation decreased pollutant concentration in soil significantly. Bacteria were more efficient than the plant in decreasing soil pollutant، and plant did not increase bacterial efficiency significantly. Thus، the difference between plant and plant+bacteria treatments was not significant.
    Keywords: Bioremediation, Pyren, Phenantren, Oil pollution
  • Investigation of Heavy Metals Distribution in Soils of Bamu National Park due to Human Activities
    Pages 585-597
    Heavy metals in high concentrations in soils are potential health risk for humans، animals، and plants. Soil samples were collected in five replicates from 20 points with four land use including: roads، refineries، residential area (Sadra town)، and farmland. Heavy metals were determined using flame atomic absorption (Analyticjena)، while DTPA was chosen as trace elements extractor. In this study، soil surface concentrations of lead، cadmium، zinc، chromium، and nickel were measured to evaluate the potential risk of pollution. The results of soil pollution evaluation showed that the soils pollution levels were low and non-contaminating. ANOVA (Duncan''s test) result showed that all the elements were significantly different in various land uses. The findings revealed that Ni of soil refinery was significantly different than the others. Soil Pb showed significant differences between urban and road land uses، but there was no significant difference between agriculture and refinery. According to the results، soil Cr of refinery was different than that of road and urban areas but was similar to the agricultural land. Cd of soil surface in urban areas had significant difference with refinery and road but was similar to agricultural soil. Also، soil Zn in refinery area was significantly different compared with the others.
    Keywords: Soil contamination, Anthropogenic activities, atomic absorption
  • Pages 599-606
    Plants uptake boron (B) from the soil solution، in which boron concentration is controlled by adsorption and desorption reactions on soil organic and inorganic colloids. Considering the importance of aluminosilicate minerals in ion adsorption and desorption reactions in soil، in this research، B adsorption behavior on kaolinite was studied as a function of equilibrium concentration، pH، kaolinite concentration، and ionic strength. Adsorption isotherms on kaolinite at pH 5 and 8، and at concentration range of 0 to 1319 μmol/L، indicated that B adsorption increased with increase in its equilibrium concentration and its maximum adsorption at pH 8 reached 20 μmol/L. Adsorption edges also indicated that B adsorption proportionally increased with pH until pH 9، where it reached a maximum level. It was then reversed by further increase in pH. Experimental data at constant B concentration exhibited an adverse effect of kaolinite concentration on B adsorption. Boron adsorption at three levels of ionic strength showed a negative effect between salt concentration and B adsorption. This adverse effect is likely due to the effect of ionic strength on kaolinite charging behavior، and on the boron solution speciation، and the competitive adsorption of nitrate ion with B. Due to the high amount of boron adsorption on kaolinite and similarity in anion adsorption by different aluminosilicate clay minerals، it can be concluded that these minerals play an important role in boron adsorption in soil and controlling its availability for plants.
    Keywords: luminosilicate, Borate, Clay minerals