فهرست مطالب

نشریه علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی)
سال هجدهم شماره 4 (پیاپی 70، زمستان 1393)

  • تاریخ انتشار: 1393/12/18
  • تعداد عناوین: 30
|
  • شیرین جهانبخشی*، محمدرضا رضایی، محمدحسن سیاری زهان صفحات 1-12
    گیاه پالایی یکی از روش های پاکسازی خاک های آلوده است که با انباشت عناصر سنگین در بافت های گیاهان، خروج این عناصر را از خاک های آلوده امکان پذیر می کند. لذا برای رسیدن به این هدف، این پژوهش، به صورت کشت گلدانی و در قالب طرح کاملا تصادفی در سال 1390 در دانشگاه بیرجند انجام شد. از دو گونه گیاهی اسفناج و شاهی به منظور بررسی حذف یا کاهش غلظت دو فلز کادمیوم و کروم استفاده شد. در این مطالعه از سطوح مختلف کادمیوم با استفاده از نمک کلریدکادمیوم (5، 50 و100 میلی گرم بر کیلوگرم) و کروم با استفاده از نمک کلریدکروم (3) (50، 100 و150 میلی گرم بر کیلوگرم) و هم چنین شاهد (سطح صفر) برای هر گونه با سه تکرار استفاده شد. نتایج نشان داد که غلظت کادمیوم و کروم در اندام های هوایی اسفناج و شاهی به طور معنی داری (p<0/01) تحت تاثیر غلظت تیمارهای به کار رفته در خاک بودند. در گونه اسفناج با افزایش غلظت کادمیوم و کروم در خاک، میزان غلظت هر دو فلز در اندام های هوایی افزایش نشان داد. در گونه شاهی با افزایش غلظت کادمیوم در خاک، میزان غلظت آن در اندام های هوایی افزایش اما غلظت کروم کاهش نشان داد. هم چنین مقایسه میزان غلظت کادمیوم و کروم در اندام های هوایی دو گونه اسفناج و شاهی نیز نشان داد که هر دوگونه از نظر میزان غلظت کادمیوم، رفتار مشابه و از نظر میزان غلظت کروم رفتار متفاوتی نشان دادند. بنابراین، بر اساس نتایج، هر دو گونه اسفناج و شاهی برای گیاه جذبی کادمیوم و کروم در فناوری گیاه پالایی مناسب می باشند و در غلظت های بالای کروم استفاده از گیاه شاهی جهت گیاه پالایی توصیه نمی شود.
    کلیدواژگان: گیاه پالایی، اسفناج، شاهی، کادمیوم، کروم، خاک آلوده
  • حسین شکفته*_مجید افیونی_محمدعلی حاج عباسی_حسین ر نظام آبادی پو_فریبرز عباسی_فرید شیخ الاسلام صفحات 13-24
    کاربرد مرسوم کودهای نیتروژنه از طریق آب آبیاری، یکی از مهم ترین عوامل افزایش غلظت نیترات آب های زیرزمینی نواحی فاریاب می باشد. این مسئله، مدیریت آب و عناصر غذایی را برای کاهش آلودگی آب های زیرزمینی و افزایش بازده عناصر غذایی ضروری می نماید. برای برآورده نمودن این نیاز، کودآبیاری قطره ای یک جایگزین مناسب می باشد. طراحی و اجرای کود آبیاری قطره ای نیازمند به دانستن آب شویی نیترات از محصولات با ریشه ی سطحی نظیر سیب زمینی که نمی توانند از لایه های پایینی خاک عناصر غذایی را جذب کنند، دارد. در این پژوهش، آب شویی نیترات از مزرعه ی سیب زمینی تحت آبیاری و کوددهی قطره ای با استفاده از سیستم استنتاج تطبیقی فازی-عصبی (Adaptive Network-based Fuzzy Inference System:ANFIS) در ترکیب با الگوریتم ژنتیک مدل سازی و پیش بینی گردید. در قسمت اول این مطالعه با استفاده از HYDRUS-2D، آب شویی نیترات از خاک شنی تحت کشت سیب زمینی درشرایط شدت جریان های مختلف قطره چکان و مقادیر مختلف کود نیتروژن مدل سازی و شبیه سازی گردید. نتایج حاصل از شبیه سازی HYDRUS-2D برای آموزش و اعتبارسنجی ANFIS جهت پیش بینی آب شویی نیترات استفاده شد. یافتن شعاع دسته ها در ANFIS، با استفاده از الگوریتم ژنتیک انجام گرفت. ضریب همبستگی و درصد خطای مطلق میانگین نسبی بین داده های حاصل از مدل ANFIS و مشاهده ای برای داده های امتحانی به ترتیب 0/99 و0/64 بود. با توجه به معیارهای ارزیابی مشخص شد که ANFIS با دقت بالایی می تواند آب شویی نیترات را در شرایط مطالعه ی حاضر شبیه سازی نماید. هم چنین ANFIS می تواند عدم قطعیت ناشی از داده های مزرعه ای را پوشش دهد.
    کلیدواژگان: کودآبیاری قطره ای، ANFIS، HYDRUS، 2D، الگوریتم ژنتیک و آب شویی نیترات
  • نوشین پارسامنش*، منوچهر زرین کفش، سید صابر شاهویی، وریا ویسانی صفحات 25-34
    کاهش کیفیت و قدرت باروری خاک ناشی از هدررفت کربن آلی از مهم ترین پیامدهای تغییر کاربری اراضی است، که اثرات جبران ناپذیری را بر خاک به جای می گذارد. به منظور بررسی اثر تغییر کاربری اراضی بر میزان کربن آلی خاک در خاک های ورتی سول، سری سرتیپ آباد به وسعت 1850 هکتار در جنوب دشت بیله ور با استفاده از طرح پایه کاملا تصادفی در قالب آزمایش فاکتوریل با 10 تکرار در دو کاربری زراعی و مرتع مورد مطالعه قرار گرفت و برخی از ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک در دو کاربری با هم مقایسه شدند. نتایج مطالعات نشان داد که کربن آلی خاک در افق های سطحی در کاربری مرتع بیشتر از کاربری زراعی بوده و به تبع آن میزان کربن ترسیب شده نیز در کاربری مرتع بیشتر می باشد، در افق های پایینی اختلاف معنی داری در میزان کربن آلی خاک در دو کاربری مشاهده نشد، در اثر تغییر کاربری اراضی از مراتع به زمین های زراعی میزان جرم مخصوص ظاهری، نیتروژن، اسیدیته و هدایت الکتریکی خاک به طور چشمگیری افزایش و درصد کربن آلی خاک کاهش می یابد. فرایند فعال پدوتوربیشن، میزان رس (بالای 50 درصد)، خاکدانه های کوچک فراوان و ساختمان پایدار از جمله عوامل مهم در ذخیره کربن آلی در خاک های ورتی سول بوده که می توانند اثرات تغییر کاربری اراضی را بر میزان کربن آلی خاک کاهش دهند. به طورکلی می توان گفت که تغییر کاربری اراضی نه تنها می تواند لطمه شدیدی بر ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک بر جای بگذارد بلکه با هدررفت کربن و تصاعد بیشتر گازهای گلخانه ای حیات کره زمین را نیز به مخاطره می اندازد.
    کلیدواژگان: استان کرمانشاه، ترسیب کربن، کربن آلی خاک، کاربری اراضی، ورتی سول ها
  • حامد رضایی*، غلامرضا لشکری پور، محمد غفوری، ناصر حافظی مقدس صفحات 35-46
    مواد ریزدانه از نوع نهشته های لس رس دار منطقه گرگان با تلماسه درآزمایشگاه با نسبت های مختلف مخلوط شده و رفتار برشی آن توسط آزمون برش مستقیم اندازه گیری و ارزیابی گردید. نتیجه تحقیق نشان می دهد که افزایش ریزدانه های رسی در تلماسه ها با نیروی چسبندگی نسبت مستقیم و با زاویه اصطکاک داخلی به صورت نمایی نسبت عکس دارد. مقدارکاهش یا افزایش در پارامترهای مقاومت برشی تحت تاثیر درصد ریزدانه هاست. شرایط خشک و اشباع حاکم برآزمایش در تلماسه اثر کمی بر پارامترهای برشی دارد ولی در نمونه های مخلوط در شرایط خشک و اشباع پارامترهای برشی دارای اختلاف قابل ملاحظه ای هستند. نتایج این تحقیق می تواند در پروژه های تثبیت ماسه، جلوگیری از فرسایش، پایداری دامنه ها، احداث خاکریز، افزایش قابلیت تراکم و جلوگیری از ایجاد گرد وغبار و آلودگی های زیست محیطی و کانال های آبرسانی به کارگرفته شود.
    کلیدواژگان: تلماسه، مقاومت برشی، زاویه اصطکاک داخلی، نیروی چسبندگی، لس، استان گلستان
  • مریم صالحیان دستجردی، عباس همت* صفحات 47-58
    خاک های زراعی، در روش آبیاری غرقابی مرتبا تحت تاثیر فرآیندهای تروخشک شدن قرار می گیرند. به همین منظور، اثر این فرآیند بر ظرفیت باربری (تنش پیش-تراکمی؛σ pc) یک خاک رس سیلتی مورد بررسی قرار گرفت. در این پژوهش، نمونه های بزرگ خاک تهیه و برخی از آنها تحت تاثیر 5 چرخه تروخشک شدن قرار گرفت. سپس نمونه ها با یا بدون فرآیند تروخشک شدن تحت سه بار (0، 100 و 200 کیلوپاسکال) و در دو سطح رطوبتی معین (0/9 و 1/1 حد خمیری (PL))) متراکم گردید. بارگذاری مجدد با آزمایش نشست صفحه ای در مرکز نمونه ها انجام شد. از اطراف محل این آزمایش، نمونه ای برای انجام آزمایش فشردگی محصور تهیه گردید. نتایج نشان داد که برای نمونه های بازسازی شده و بدون فرآیند تروخشک شدن، مقدار σ pc برآورد شده با آزمایش نشست صفحه ای، اختلاف معنی داری با بار اولیه وارد شده به نمونه نداشت. بنابراین، از این روش می توان برای تعیین ظرفیت باریری خاک های خاک ورزی شده استفاده نمود. ولی فرآیند تروخشک شدن به طور معنی داری موجب بیش-تخمینی σ pc در هر سطح رطوبتی، گردید. بنابراین، فشردگی پذیری خاک تنها به رطوبت واقعی خاک بستگی ندارد، بلکه به تاریخچه ی قبلی تغییرات رطوبت خاک (به طور مثال، فرآیندهای تروخشک شدن) نیز وابسته است.
    کلیدواژگان: آبیاری غرقابی، تروخشک شدن خاک، تنش پیش، تراکمی
  • مریم مصلایی*، حسین شیرانی، وحید مظفری، عیسی اسفندیارپور صفحات 59-68
    شوری و سمیت یون ها یکی از مشکلات عمده ی اراضی کشاورزی در مناطق خشک و نیمه خشک از جمله ایران می باشد. در منطقه ی حسین آباد که یکی از مناطق مهم کشاورزی شهرستان یزد می باشد، علاوه بر مشکل شوری، علایمی شبیه سمیت بور در محصولات مشاهده شده اند. لذا این تحقیق با هدف ارزیابی و تحلیل تغییرات مکانی شوری خاک به عنوان یکی از جنبه های تخریب خاک و تهیه ی نقشه ی پراکنش مکانی شوری و بور قابل جذب خاک انجام شد. الگوی نمونه برداری به صورت شبکه ای منظم با فاصله 150 متر بود. شوری و بور قابل جذب در عمق 0 تا 30 سانتی متری اندازه گیری شدند. در مجموع، تعداد 104 نمونه مورد اندازه گیری قرار گرفت. پس از تجزیه و تحلیل آماری داده ها و بررسی وضعیت توزیع آن ها، به منظور پهنه بندی متغیرهای مزبور از تخمینگر کریجینگ استفاده گردید. نتایج نشان داد که منطقه، دارای مشکل شوری و فاقد سمیت بور می باشد. با توجه به نسبت اثر قطعه ای به سقف، وابستگی مکانی بین تمامی ویژگی های اندازه گیری شده به جز بور و pH، قوی بود. شوری در نواحی کشت شده به علت انجام فرایند آبشویی، کمترین مقدار را دارا بود. میزان بور خاک، بین 0/7 تا 1/6 میلی گرم بر کیلوگرم بود. لذا نه تنها مشکل سمیت بور مشاهده نشد، بلکه در بعضی نواحی می توان کمبود بور را مشاهده نمود. شوری و بور خاک در سطح اطمینان 99 درصد، دارای همبستگی معنی داری بودند. بر اساس آزمون اسپیرمن و پیرسون، بین نسبت جذب سطحی سدیم و شوری همبستگی مثبتی در سطح اطمینان 99 درصد وجود دارد که نشان می دهد املاح منطقه، بیشتر از نوع سدیم دار هستند. هم چنین pH منطقه، مشکلی برای رشد محصولات ندارد.
    کلیدواژگان: بور، تغییرات مکانی، زمین آمار، شوری
  • مصطفی قهرمان نژاد*، سعید برومندنسب، مجید بهزاد، عبدعلی ناصری، علی شینی دشتگل صفحات 69-79
    نفوذپذیری به عنوان فرایندی که انتقال و توزیع آب از سطح به نیم رخ خاک را انجام می دهد، بیشترین تاثیر را در راندمان و یکنواختی آبیاری دارد. استفاده از روش های مستقیم اندازه گیری نفوذ مانند روش موازنه حجم اولا مستلزم صرف وقت، دقت و هزینه زیاد بوده و ثانیا قبل از آماده سازی زمین و در زمان انجام مطالعات، استفاده از این روش میسر نیست. روش USDA-NRCSاصلاح شده برای تبدیل پارامترها به شرایط هیدرولیکی جدید کاربرد دارد. در این تحقیق، دقت روش USDA-NRCS اصلی و USDA-NRCS اصلاح شده در برآورد پارامترهای معادله نفوذ سیستم های آبیاری شیاری مزارع نیشکر کشت و صنعت امیر کبیر اهواز، بررسی گردید. برای این منظور، پارامترهای نفوذ و متوسط نفوذ تجمعی 6 ساعته برای سیستم های آبیاری شیاری این منطقه به چهار روش USDA-NRCS اصلی، USDA-NRCS اصلاح شده برای آبیاری شیاری، USDA-NRCS اصلاح شده برای آبیاری نواری و روش مستقیم (ورودی- خروجی) برآورد شد و روش مستقیم مبنای مقایسه قرار گرفت. جهت تعیین مقدار خطای هر یک از مدل ها از چهار شاخص آماری متوسط خطای پیش بینی مدل (Er)، متوسط خطای نسبی (Ea)، توزیع نسبت به خط 45 درجه (λ) و ضریب تبیین (R) استفاده شد. بر طبق نتایج حاصل، روش USDA-NRCS اصلاح شده با لحاظ روابط مربوط به آبیاری نواری با متوسط مقادیر λ، R2، Er و Ea به ترتیب برابر 0/95، 97، 5/6 و 6/7 درصد بهترین برآورد را از مقدار نفوذ تجمعی دارد.
    کلیدواژگان: معادله نفوذ، آزمایش استوانه های مضاعف، روش ورودی، خروجی، شرایط هیدرولیکی
  • مجتبی نوروزی*، امیرحسین خوش گفتارمنش، مجید افیونی صفحات 81-90
    کودهای آلی می توانند با تاثیر بر ویژگی های شیمیایی و فیزیکی خاک و به ویژه شکل های شیمیایی روی در فاز جامد خاک باعث بهبود قابلیت استفاده روی در خاک شوند. این پژوهش با هدف بررسی تاثیر کودهای آلی و کود شیمیایی سولفات روی بر شکل های شیمیایی روی در فاز جامد خاک ریزوسفر در دو سال پی در پی در مزرعه تحقیقاتی رودشت اصفهان انجام شد. تیمارهای مورد مطالعه عبارت بودند از: لجن فاضلاب و کود گاوی هرکدام در دو سطح 5 و 10 تن در هکتار و کود شیمیایی سولفات روی (40 کیلوگرم در هکتار) و هم چنین یک تیمار بدون مصرف کود روی به عنوان شاهد در نظر گرفته شد. پس از سه هفته از اعمال تیمارها، رقم بک کراس گندم (Triticum aestivum) کشت گردید. نتایج نشان داد که کودهای آلی سبب افزایش غلظت روی در اجزاء تبادلی، آلی و اکسیدی شد. با این وجود تغییرات در شکل های شیمیایی روی به نوع تیمار کودی وابسته است. مخازن تبادلی، آلی و اکسیدی روی در خاک همبستگی مثبت و معنی داری با جذب روی در گندم نشان دادند. بنابراین، این اجزاء به عنوان مخازن قابل دسترس روی که نقش معنی داری در فراهم نمودن روی برای گیاه دارند، در نظر گرفته می شوند.
    کلیدواژگان: جزءبندی، روی، قابلیت دسترسی، کودهای آلی، گندم
  • مریم نوابیان*، محبوبه آقاجانی، مجتبی رضایی صفحات 91-100
    پدیده جذب آب توسط ریشه در شرایط تنش هم زمان شوری و خشکی در خاک های غیراشباع به وسیله معادلات ریاضی در سه گروه جمع پذیر، ضرب پذیر و مفهومی مورد تحلیل و بررسی قرار می گیرند. در این تحقیق تلاش شده است که شش تابع کاهش جذب آب ون گنوختن (جمع پذیر و ضرب پذیر)، دیرکسن و آگوستین، ون دام و همکاران، اسکگز و همکاران و همایی تحت شرایط اعمال تنش هم زمان شوری و خشکی برای برنج رقم هاشمی رشت بررسی شود. به این منظور، براساس آزمایش های صحرایی برنج رقم هاشمی رشت در سال 1386 و 1389، مدل شبیه ساز رشد و توسعه گیاه SWAP، به ترتیب با ضرایب همبستگی 0/97 و 0/95 واسنجی و اعتبارسنجی شد. پارامترهای مدل های کاهش جذب با استفاده از سری داده های شبیه سازی شده، از طریق نرم افزار آماری SAS تعیین گردید. نتایج بررسی ها نشان داد که در شوری های پایین مدل جمع پذیر ون گنوختن و مدل همایی به ترتیب با ضریب تبیین 8/9 و 9/1 بهترین شبیه سازی را برای کاهش جذب آب ارائه نمودند. در حالی که در شوری های بالا، مدل های اسکگز و همایی و ضرب پذیر ون گنوختن بهترین برازش را با نتایج شبیه سازی SWAP نشان دادند. به طورکلی، به منظور پیش بینی کاهش جذب آب در شرایط تنش شوری و خشکی برنج رقم هاشمی رشت، مدل همایی از قابلیت بالاتری برخوردار است.
    کلیدواژگان: برنج رقم هاشمی، تنش خشکی و شوری، مدل های کاهش جذب، مدل SWAP
  • وریا زارعی، محسن شکل آبادی* صفحات 101-111
    این بررسی به منظور بررسی اثر کاربری های مختلف اراضی بر برخی شاخص های کیفیت خاک با استفاده از روش های آماری چند متغیره انجام گردید. در جنگل های زاگرس واقع در شهرستان مریوان از سه کاربری جنگل، مرتع و زراعی و در دو عمق 25-0 و 50-25 سانتی متر نمونه برداری صورت گرفت. ویژگی های pH، هدایت الکتریکی، مقدار شن، سیلت، رس، آهک و پایداری خاکدانه ها و هم چنین کربن آلی در خاکدانه های پایدار اندازه گیری شد و روش های تجزیه عامل های اصلی، تحلیل خوشه ایو تجزیه به توابع تفکیک جهت ارزیابی کیفیت خاک استفاده گردید. متغیر های مورد بررسی در پنج عامل قرار گرفتند. مهم ترین عامل ها مربوط به کربن آلی و شاخص های پایداری خاکدانه ای بود. توزیع شماتیک عامل ها و تحلیل خوشه ایاین نتایج را تایید کردند. با تغییر کاربری، عامل های کربن آلی خاکدانه ای و پایداری خاکدانه ها و در نتیجه شاخص های پایداری بیشترین حساسیت را نشان می دهند. تغییرات این ویژگی ها در کاربری جنگل و مرتع تقریبا مشابه بودند ولی کاربری زراعی در مقابل دو کاربری دیگر تغییرات متفاوتی را نشان داد. تبدیل کاربری جنگل به زراعی منجر به کاهش کربن خاکدانه ای و خاکدانه های پایدار و هم چنین افزایش واکنش خاک گردیده است. روش های چند متغیره در ترکیب ویژگی های خاک و تعیین شاخص های مختلف و ارزیابی کیفیت خاک کارایی بیشتری داشتند.
    کلیدواژگان: کاربری زمین، تجزیه عامل های اصلی، تحلیل خوشه ای، توابع تفکیک، خاکدانه ها، کربن آلی خاکدانه ها
  • سارا صمدوند*، مهدی تاج بخش، کامران انوری، جمال احمدآلی صفحات 113-120
    به منظور بررسی عملکرد و کارآیی مصرف آب در سیستم های آبیاری قطره ای نواری و نشتی در کشت یک و دو ردیفه و تراکم در زراعت ذرت دانه ای رقم سینگل کراس 704، آزمایشی در قالب طرح کرت های نواری خرد شده بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در سال 1389 در ایستگاه تحقیقات کشاورزی میاندوآب به اجرا درآمد. فاکتور عمودی چهار تیمار آبیاری شامل سه سطح 80٪، 100٪ و 120٪ نیاز آبی گیاه ذرت با استفاده از آبیاری قطره ای نواری و 100٪ نیاز آبی در روش آبیاری نشتی و فاکتور افقی آرایش کاشت به صورت کشت یک و دو ردیفه و تراکم شامل سه سطح 75، 90 و 105 هزار بوته در هکتار بود. نتایج نشان داد که بیشترین عملکرد دانه مربوط به تیمار آبیاری نشتی به میزان 18/6 تن در هکتار و پس از آن تیمارهای 120٪، 100٪ و 80٪ به ترتیب با 18/4، 18/2 و 14/9 تن در هکتار بودند. اگر چه تیمار نشتی بر سایر تیمارها برتری داشت اما هر سه تیمار اول در یک گروه آماری قرار گرفتند و تفاوت معنی داری بین آنها وجود نداشت. بنابراین با تامین آب مورد نیاز با استفاده از سیستم آبیاری قطره ای ضمن صرفه جویی در مصرف آب و بدون کاهش شدید عملکرد می توان راندمان مصرف آب را بهبود بخشید. مقایسه تیمارها از نظر کارآیی مصرف آب برای تیمارهای 80٪، 100٪، 120٪ و آبیاری نشتی به ترتیب 2/3، 2/2، 1/9 و 1/4 کیلوگرم دانه ذرت به ازای مصرف هر متر مکعب آب به دست آمد. هم چنین بالاترین میزان کارآیی مصرف آب و بیشترین میزان عملکرد محصول در تراکم 90 هزار بوته در هکتار حاصل شد.
    کلیدواژگان: آبیاری قطره ای نواری، تراکم بوته، عملکرد، کارآیی مصرف آب
  • مائده ملایی رنانی*، حسین بشری، مهدی بصیری، محمدرضا مصدقی صفحات 121-133
    پایداری خاکدانه های خاک به عنوان یک شاخص کلیدی برای ارزیابی کیفیت و سلامت خاک مراتع درنظر گرفته می شود. بسیاری از عوامل و ویژگی ها مانند بافت، کربن آلی، آهک، نسبت جذب سدیم و رسانایی الکتریکی خاک بر پایداری خاکدانه های خاک موثرند. تاثیر این فاکتورها بر پایداری خاکدانه ها در 71 نمونه خاک در چهار منطقه (2 منطقه در مناطق نیمه خشک و 2 منطقه در مناطق خشک) از استان اصفهان بررسی شد. پایداری خاکدانه ها به روش الک تر اندازه گیری شد. برای بهینه سازی شرایط آزمایش برای خاک های مورد بررسی، سه زمان الک کردن (5، 10 و 15 دقیقه) به منظور اعمال تنش های هیدرومکانیکی متفاوت در آب استفاده شد و اثر آنها بر پایداری خاکدانه های 10 خاک انتخابی از بین خاک های مورد بررسی ارزیابی شد. پایداری خاکدانه ها با استفاده از شاخص های میانگین وزنی قطر (MWD) و میانگین هندسی قطر (GMD) خاکدانه ها محاسبه شد. پایداری خاکدانه ها در همه زمان های الک کردن با یکدیگر تفاوت معنی داری در سطح 0/1 درصد با یکدیگر نشان دادند. زمان 10 دقیقه الک کردن خاکدانه ها برای ارزیابی پایداری ساختمان خاک در این مناطق مناسب تر بود، زیرا در این زمان اختلاف بین پایداری ساختمانی خاک ها بهتر مشخص شد. از میان ویژگی های ذاتی خاک، مقدار کربن آلی بیشترین نقش را در پایداری خاکدانه های خاک در همه ی مناطق داشت. علاوه بر مقدار کربن آلی، رسانایی الکتریکی خاک در پایداری خاکدانه ها در مراتع مناطق استپی که شرایط خشک تری دارند، اهمیت بیش تری داشت. در مقایسه با توزیع نرمال و شاخص MWD، توزیع لوگ-نرمال و شاخص GMD بهتر توانستند توزیع اندازه خاکدانه ها را در مناطق مورد بررسی استان اصفهان نشان دهند. بنابراین ارزیابی و پایش پایداری خاکدانه ها و مقدار کربن آلی می تواند اطلاعات ارزشمندی در خصوص روند تغییرات مثبت و منفی عملکرد مراتع در نتیجه انجام روش های مدیریتی فراهم نماید.
    کلیدواژگان: پایداری ساختمان، میانگین وزنی قطر، میانگین هندسی قطر، کربن آلی، رسانایی الکتریکی، استان اصفهان
  • آلاله احمدی، تورج هنر* صفحات 135-145
    یکی از مهم ترین مسائل در طراحی حوضچه های آرامش، تعیین محل دقیق تشکیل پرش هیدرولیکی و یا تثبیت پرش هیدرولیکی می باشد. در مطالعه حاضر اثر آبپایه انتهایی با اشکال متفاوت بر ویژگی های هیدرولیکی پرش در یک حوضچه آرامش مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش ها برای سه شکل مختلف آبپایه انتهایی به صورت مستطیل، مربعی و پلکانی در دو فاصله از پنجه پرش و عدد فرود اولیه در محدوده 4/7 تا 8/23 انجام شده است. نتایج حاصله نشان داد که آبپایه انتهایی با مقطع عریض تر (مربعی و سپس پلکانی) اثر بیشتری در کاهش اعماق مزدوج پرش و افزایش افت انرژی نسبت به آبپایه انتهایی کم عرض خواهد داشت. اگرچه در این نوع آبپایه ها، فرو ریزش آب شدیدتر و خطر فرسایش در پایین دست بیشتر می باشد.
    کلیدواژگان: آبپایه انتهایی، پرش هیدرولیکی، افت انرژی در پرش هیدرولیکی
  • جواد حمزه ئی *، محسن سیدی صفحات 147-157
    این آزمایش در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه بوعلی سینا، به منظور مطالعه اثر روش های مختلف خاک ورزی بر وزن مخصوص ظاهری خاک، عملکرد و اجزای عملکرد ارقام جو در شرایط دیم، اجرا شد. سه سطح خاک ورزی (CT: خاک ورزی مرسوم، MT: خاک ورزی حداقل و NT: بدون خاک ورزی) و پنج رقم جو (V1: محلی، V2: آبیدر، V3: والفجر، V4: بهمن و V5: ماکویی) در یک آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار در سال زراعی 90-1389 مورد مطالعه قرار گرفت. صفات وزن مخصوص ظاهری خاک، ارتفاع بوته، اجزای عملکرد، عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک و شاخص برداشت اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که بیشترین مقدار وزن مخصوص ظاهری خاک با مقادیر 1/09، 1/26 و 1/29 گرم بر سانتی متر مکعب به ترتیب برای عمق های نمونه برداری 10-0، 20-10 و 30-20 سانتی متر در تیمار MT مشاهده شد. ولی بین تیمارMT وNT تفاوتی وجود نداشت. در مقایسه بین ارقام، رقم والفجر بدون اختلاف معنی دار با ارقام بهمن و ماکویی، بیشترین وزن مخصوص ظاهری خاک را به خود اختصاص داد. استفاده از گاوآهن قلمی (MT) منجر به تولید بیشترین ارتفاع بوته (70 سانتی متر) هم چنین اجزای عملکرد (513 سنبله در متر مربع و 2/19 دانه در سنبله) شد. در بین ارقام نیز بیشترین ارتفاع بوته (72/7 سانتی متر) و تعداد دانه در سنبله (23/2 دانه در سنبله) از رقم والفجر به دست آمد. هم چنین، نتایج نشان داد که تیمار V3×MT بیشترین عملکرد دانه (3100 کیلوگرم در هکتار) را داشت. بنابراین، استفاده از روش خاک ورزی حداقل و رقم والفجر ممکن است قابل توصیه باشد.
    کلیدواژگان: خاک ورزی، عملکرد، اجزای عملکرد، جو، دیم
  • حمیدرضا اولیایی*، مهدی نجفی قیری صفحات 159-170
    پستی و بلندی و کاربری اراضی از عوامل مهم تاثیرگذار بر تشکیل خاک می باشند. اشکال شیمیایی اکسید آهن و پذیرفتاری مغناطیسی (χ) به طور گسترده ای جهت ارزیابی تکامل خاک به کار رفته اند. این مطالعه به منظور بررسی عوامل ذکر شده بر تغییرات χ صورت گرفت. یک ردیف پستی و بلندی در دشت مادوان در شمال شهر یاسوج انتخاب و 9 خاکرخ (با کاربری شالیزار و غیر شالیزار) در آن حفر و از افق های مشخصه نمونه خاک برداشته شد. پذیرفتاری مغناطیسی نمونه های خاک به وسیله دستگاه Bartington Dual Frequency، MS2 Meter در فرکانس های 0/46 و 4/6 کیلوهرتز اندازه گیری شد. نتایج نشان دادند که به طور کلی خاک های شالیزاری دارای χ، پذیرفتاری مغناطیسی وابسته به فرکانس (χfd%) و آهن عصاری گیری شده با دی تیونات (Fed) کمتر (به ترتیب 3/1، 2/6 و 7/1 برابر) و آهن عصاره گیری شده با اگزالات (Feo) و نسبت اکسید آهن فعال (Feo/Fed) بیشتر (به ترتیب 5 و 7/2 برابر) نسبت به خاک های غیر شالیزاری بود. بیشترین میزان χ به طور عمده در فیزیوگرافی های پایدارتر (پلاتو و دشت دامنه ای) با کاربری غیرشالیزار و کمترین مقدار مربوط به خاک موقعیت تراس رودخانه ای با کاربری شالیزاری مشاهده شد. هم چنین افزایش χ در سطح خاک های غیرشالیزاری 17 درصد بیشتر از خاک های شالیزاری بوده است. ارتباط مثبت و معنی داری میان χ و برخی خصوصیات خاک از جمله Fed، میزان رس و χfd% به دست آمد.
    کلیدواژگان: اکسید آهن، پستی و بلندی، پذیرفتاری مغناطیسی، خاک شالیزار
  • فرناز سادات هدایی کشکویی، حسین شریعتمداری، محسن حمیدپور*، مهران شیروانی صفحات 171-179
    پسماند جذب عناصر در خاک دارای اهمیت فراوانی بوده و بر انتقال آلاینده ها و زیست فراهمی آن ها تاثیر دارد. این پژوهش به منظور مطالعه برگشت پذیری جذب کادمیم توسط زئولیت طبیعی فیروزکوه انجام شد. هم دماهای جذب بر اساس جذب کادمیم از محلول های حاوی غلظت های مختلفی از کادمیم در گستره ی 1 تا 10 میلی گرم بر لیتر و زمان تعادل 24 ساعت رسم شدند. مطالعه واجذب کادمیم با زئولیت طبیعی با 50 و 100 درصد حداکثر ظرفیت جذب انجام شد. هم دما های جذب به خوبی توسط مدل های فروندلیخ و کوبله کوریگان توصیف شدند (0/96=R2). هم دماهای واجذب کادمیم از زئولیت انحراف کمی از داده های جذب نشان داد که دلالت بر برگشت پذیر بودن جذب دارد. همچنین برای بررسی برگشت پذیری جذب شاخص پسماند ظاهری نیز مورد بررسی قرار گرفت که نتایج نشان دادکه پسماندی وجود ندارد. به طور میانگین 71/75 % از میزان جذب اولیه کادمیم پس از پنج مرحله واجذب از زئولیت واجذب شد. آزادسازی چنین مقدار زیادی از کامیم جذب شده در مرحله واجذب نشان دهنده ی مناسب بودن جاذب برای استفاده ی مجدد می باشد.
    کلیدواژگان: کادمیم، جذب، واجذب، زئولیت طبیعی فیروزکوه، پسماند
  • حمیدرضا پورقاسمی، حمیدرضا مرادی*، سیدمحمود فاطمی عقدا صفحات 181-192
    هدف از تحقیق حاضر اولویت بندی عوامل موثر بر وقوع زمین لغزش و پهنه بندی حساسیت آن در شمال شهر تهران با استفاده از شاخص انتروپی شانون است. به این منظور با استفاده از تصاویر ماهواره ای GeoEye سال های 2012-2011 و SPOT-5 سال 2010 و بازدیدهای صحرایی، 528 نقطه لغزش شناسایی و نقشه پراکنش زمین لغزش های منطقه مورد مطالعه در محیط نرم افزار ArcGIS تهیه گردید. لایه های اطلاعاتی درجه شیب، جهت شیب، شکل شیب، طبقه ارتفاعی، لیتولوژی، کاربری اراضی، فاصله از جاده، فاصله از گسل، فاصله از آبراهه، تراکم زهکشی، تراکم جاده، شاخص حمل رسوب، شاخص توان آبراهه، شاخص رطوبت، شاخص گیاهی نرمال شده (NDVI)، نسبت مساحت سطح (SAR) و شاخص وضعیت توپوگرافی (TPI) به عنوان عوامل موثر بر وقوع زمین لغزش شناسایی و نقشه های مذکور در محیط سامانه اطلاعات جغرافیایی تهیه و رقومی گردید. اولویت بندی عوامل موثر با استفاده از شاخص انتروپی شانون نشان داد که لایه های کاربری اراضی، لیتولوژی، درجه شیب، شاخص توان آبراهه، و NDVI بیشترین تاثیر را بر وقوع زمین لغزش منطقه و عوامل وضعیت توپوگرافی) شکل اراضی) و شکل شیب کمترین تاثیر را داشته اند. هم چنین پهنه بندی حساسیت زمین لغزش با مدل مذکور و ارزیابی دقت آن با استفاده از منحنی ROC و 30 درصد نقاط لغزشی بیانگر دقت خیلی خوب مدل (82/83 درصد) با انحراف استاندارد 0/0233 برای منطقه مورد مطالعه است.
    کلیدواژگان: حساسیت زمین لغزش، شاخص انتروپی شانون، سامانه اطلاعات جغرافیایی، شمال شهر تهران
  • مهدی عرفانیان*، سحر بابایی حصار صفحات 193-205
    با وجود اهمیت مسئله خشک شدن دریاچه ارومیه، انجام تحقیقات علمی و مبتنی بر اصول آبخیزداری در رابطه با آن کمتر به چشم می خورد. تابش خورشیدی از پارامترهای کلیدی ورودی مدل های تخمین نرخ تبخیر و تعرق مرجع می باشد، در این تحقیق، پس از ارزیابی و انتخاب بهترین مدل تخمین تابش، متوسط ماهانه نرخ تبخیر و تعرق مرجع روزانه در 7 ایستگاه هواشناسی واقع در حوزه آبریز دریاچه ارومیه در دوره آماری 2005-1986 برآورد شد. مدل هایی که برای برآورد تابش خورشیدی مورد ارزیابی قرار گرفتند شامل مدل فیزیکی هیبرید (Hybrid)، مدل تجربی آنگسترم-پرسکات و مدل های اصلاح شده دانشیار و صباغ می باشند. برای ارزیابی مدل های تابش از معیارهای آماری خطا شامل ME، MAE، RMSE و MPE استفاده شد. مقدار آماره RMSE در مدل هیبرید برابر 1/7 مگاژول بر مترمربع در روز و در مدل های آنگسترم-پرسکات، اصلاح شده دانشیار و صباغ به ترتیب برابر 2/9، 2/3 و 2/9 مگاژول بر مترمربع در روز به دست آمد. نتایج نشان دهنده کارایی بالاتر مدل هیبرید نسبت به سه مدل دیگر در مقیاس ماهانه می باشد. در مرحله بعد، تاثیر انتخاب مدل تابش در برآورد نرخ تبخیر و تعرق مرجع توسط مدل استاندارد پنمن- مونتیث- فائو(PMF56) مورد ارزیابی قرار گرفت. مدل PMF56 با مدل هیبرید تلفیق شده و مدل جدیدی به نامPMF56-Hybrid توسعه یافت. این مدل در تخمین نرخ تبخیر و تعرق مرجع ایستگاه های انتخابی از کارایی بالاتری برخوردار است. نتایج نشان داد که استفاده از مدل های هیبرید و اصلاح شده دانشیار منجر به بهبود تخمین ET0 شده و دارای خطای کمتری نسبت به دو مدل دیگر می باشند. مدل واسنجی شده آنگستروم-پرسکات، نرخ تبخیر و تعرق مرجع را 19 درصد بیشتر برآورد می کند.
    کلیدواژگان: مدل هیبرید، PMF56، تابش، تبخیر و تعرق مرجع، دریاچه ارومیه
  • فریبا جعفری، حسین خادمی* صفحات 207-217
    گرد و غبار به طور گسترده در مناطق خشک و نیمه خشک جهان اتفاق می افتد. از آن جائی که ذرات گرد و غبار دارای اندازه ریز هستند، جذب سطحی بالا و هم چنین امکان انتقال آلودگی بالائی دارند. هدف از این مطالعه بررسی تغییرات زمانی و مکانی میزان فرونشست اتمسفری در نقاط مختلف شهر کرمان می باشد. نمونه های گرد و غبار به وسیله ی تله های شیشه ای نصب شده بر روی پشت بام ساختمان های یک طبقه در 35 نقطه شهر کرمان طی 7 ماه از اردیبهشت تا پایان آبان ماه 1391 (مجموعا 245 نمونه) جمع آوری شد. پس از هر بار نمونه برداری ماهانه، تله ها شسته شده و نمونه های انتقال یافته به آزمایشگاه توزین و نرخ فرونشست ذرات محاسبه گردید. پهنه بندی میزان فرونشست متوسط 7 ماهه از روش درون یابی وزن دهی عکس فاصله (IDW) انجام شد. به منظورمطالعه ی رژیم بادی، گلباد کرمان به وسیله نرم افزار WRPLOT 7.0.0 ترسیم گشت. نتایج نشان داد که متوسط نرخ فرونشست بین ماه های اردیبهشت تا آبان از 17/4 به 5 گرم بر متر مربع در ماه کاهش یافته است که می توان به کاهش سرعت باد نسبت داد. پراکنش مکانی نمونه ها نیز نشان می دهد که میزان فرونشست از 4/84 در قسمت های جنوبی تا 14/84 گرم بر متر مربع در ماه (غالبا در قسمت های شمالی) متغیر می باشد. بر اساس گلباد حاصل از 7 ماه نمونه برداری، باد غالب از شمال، شمال شرق و شمال غرب می وزد و تغییرات مکانی فرونشست متناسب با آن می باشد. باتوجه به بالا بودن مقدار گرد و غبار فرونشسته منشا یابی و کنترل گرد و غبار جهت مدیریت و برنامه ریزی مناسب امری ضروری می باشد.
    کلیدواژگان: فرونشست اتمسفری، تغییرات مکانی، شهر کرمان، گرد و غبار
  • مریم سادات موسوی دستنایی، حسین خادمی* صفحات 219-229
    مطالعات محدودی در مورد توانایی گیاهان مختلف در جذب پتاسیم غیرتبادلی وجود دارد. این مطالعه با هدف بررسی توانایی ارقام متفاوت یونجه در جذب پتاسیم از فلوگوپیت در قالب یک طرح کاملا تصادفی با کشت سه رقم یونجه MF) Pickseed 2065)، رهنانی و همدانی در بسترهای حاوی مخلوط شن کوارتزی و فلوگوپیت با اندازه کوچکتر از 53 میکرومتر و تحت دو نوع محلول غذایی (پتاسیم دار و بدون پتاسیم) با سه تکرار در یک دوره شش ماهه انجام شد. در طول دوره کشت چهار برداشت از اندام هوایی انجام شد و در پایان دوره کشت بخش هوایی و ریشه گیاه جدا شده و غلظت پتاسیم آنها اندازه گیری شد. در شرایط تغذیه ای بدون پتاسیم، بیشترین غلظت و جذب پتاسیم در اندام هوایی و ریشه رقم MF به دست آمد. غلظت پتاسیم در اندام هوایی و ریشه این رقم به ترتیب 1/6 و 1/5 برابر رقم رهنانی و 1/8 برابر رقم همدانی بود. میزان جذب پتاسیم در اندام هوایی و ریشه این رقم به ترتیب 1/6 و 1/9 برابر رقم همدانی و 1/6 و 1/5 برابر رقم رهنانی بود. در نتیجه نوع رقم یونجه در میزان پتاسیمی که جذب گیاه می شود اهمیت بسزایی داشته و بایستی در کوددهی مد نظر قرار گیرد.
    کلیدواژگان: آزادسازی پتاسیم، میکا، فلوگوپیت، ارقام یونجه
  • مریم شماعی زاده، سعید سلطانی* صفحات 231-243
    خشکسالی هیدروژیک معمولا بر منطقه وسیعی تاثیر گذار است و جریان حداقل رودخانه ای شاخص مناسبی برای مطالعه خشکسالی هیدرولوژیک است. در این تحقیق جهت پیش بینی خشکسالی هیدرولوژیک در حوزه آبخیز کارون شمالی، 14 ایستگاه با طول دوره آماری مناسب و آمار ثبت شده تا سال آبی 88-1387 انتخاب شد و 13 خصوصیت فیزیوگرافی و اقلیمی از ایستگاه های منتخب برای انجام آزمون همگنی به روش تحلیل خوشه ایسلسله مراتبی مد نظر قرار گرفت. سپس سری زمانی جریان حداقل 7 روزه، برای هر ایستگاه محاسبه شد و بر اساس آزمون های نکویی برازش کای اسکوئر و کلموگراف اسمیرنوف و همچنین محاسبه آماره توزیع گامای 2 پارامتره به عنوان بهترین توزیع منطقه ای شناسایی گردید و دبی جریان حداقل 7 روزه با دوره های بازگشت 5، 10،20، 50 و 100 سال با استفاده از نرم افزار FREQ در هر ایستگاه برآورد گردید. سپس تحلیل منطقه ای جریان کم به روش رگرسیون چند متغیره انجام شد. به علاوه با ترسیم منحنی تداوم جریان در هر ایستگاه، شاخص نیز برای هر ایستگاه استخراج گردید و نقشه های ناحیه بندی شاخص های، ، و تهیه شد. نتایج تحلیل منطقه ای نشان داد که ارتفاع متوسط و شیب متوسط حوزه آبخیز کارون شمالی از عوامل موثر بر جریان حداقل در این حوزه می باشند. همچنین بررسی نقشه های ناحیه بندی جریان حداقل نیز نشان داد از میان نواحی که بیشتر خشکسالی را تجربه می کنند گستره جنوب شرقی حوزه، خشکسالی شدیدتری را نسبت به سایر نقاط تجربه می کند.
    کلیدواژگان: خشکسالی هیدرولوژیک، جریان حداقل، تحلیل منطقه ای، رگرسیون چند متغیره، ناحیه بندی جریان حداقل
  • داوود اکبری نودهی* صفحات 245-255
    به منظور بررسی تاثیر روش های آبیاری جویچه ای و کم آبیاری بر عملکرد و کارآیی مصرف آب ذرت، طرحی در قالب اسپلیت پلات با سه تکرار به مدت دو سال در مرکز تحقیقات کشاورزی مازندران انجام پذیرفت. تیمارها شامل سه سطح آبیاری 100، 80 و 60 درصد نیاز آبی به عنوان تیمارهای اصلی و سه تیمار آبیاری یک در میان ثابت، یک در میان متناوب و آبیاری کامل جویچه ها به عنوان تیمارهای فرعی بوده است. نتایج حاصل از تجزیه آماری داده های دو سال آزمایش نشان داد که تیمار 100% نیاز آبی با آبیاری کامل جویچه ها بیشترین و تیمار 60% نیاز آبی با آبیاری یک در میان ثابت جویچه ها کمترین عملکرد ذرت علوفه ای را به خود اختصاص داده اند. بیشترین کارآیی مصرف آب در تیمار 60 درصد نیاز آبی با آبیاری یک در میان ثابت جویچه ها و کمترین مقدار کارآیی مصرف آب مربوط به تیمار 100 درصد نیاز آبی با آبیاری کامل جویچه ها بوده است. مقادیر Ky بر اساس رابطه بین کاهش نسبی تبخیر- تعرق و کاهش نسبی عملکرد برای کل دوره رشد 0/8 به دست آمد.
    کلیدواژگان: آبیاری یک در میان جویچه ای، ذرت علوفه ای، کارآیی مصرف آب، مازندران
  • محمدرضا شعیبی نوبریان*، حسین ترابی گل سفیدی، صابره دربندی صفحات 257-268
    گنجایش تبادل کاتیونی در خاک مجموع نقاط تبادلی کلوئیدهای آلی و معدنی خاک است. مدل سازی و تخمین گنجایش تبادل کاتیونی یک شاخص مفید برای حاصلخیزی خاک می باشد. از رویکردهای جدید جایگزین شده برای تخمین ظرفیت تبادل کاتیونی، روش های غیرمستقیم و مبتنی بر مدل های هوشمند است. در این مطالعه، به منظور تخمین ظرفیت تبادل کاتیونی، تعداد 485 نمونه خاک از دو منطقه چپرسر(مازندران در شمال ایران) و بستان آباد(آذربایجان شرقی در شمال غرب ایران) تهیه گردید. در این تحقیق ضمن معرفی برنامه ریزی ژنتیک، پارامترهای ورودی که شامل درصد رس، کربن آلی و سیلت می باشد با استفاده از مدل های برنامه ریزی ژنتیک، شبکه عصبی مصنوعی و سیستم استنتاج عصبی- فازی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل حاکی از توانایی مطلوب مدل های هوشمند در تخمین مقدار ظرفیت تبادل کاتیونی خاک می باشد. با توجه به شاخص های آماری به کار گرفته شده در تحقیق حاضر، مدل برنامه ریزی ژنتیک با جذر میانگین مربعات خطا 1/78 و ضریب تبیین 0/95 نسبت به مدل های دیگر دارای کارایی بالاتری بوده و قادر است نتایج قابل قبولی را ارائه نماید. هم چنین راه حل های صریحی که نشانگر ارتباط بین متغیر های ورودی و خروجی باشد، بر مبنای برنامه ریزی ژنتیک ارائه گردیدند که این امر بر ارجحیت مدل برنامه ریزی ژنتیک بر مدل های دیگر می افزاید. تجزیه رگرسیون گام به گام جهت تعیین سهم هر یک از پارامترهای ورودی در مقدار گنجایش تبادل کاتیونی نشان داد که مواد آلی با داشتن ضریب تبیین 84 درصد بیشترین میزان تغییرات گنجایش تبادل کاتیونی را توجیه نموده است و رس و سیلت به ترتیب دارای ضریب تبیین 10 و 6 درصد بوده اند.
    کلیدواژگان: برنامه ریزی ژنتیک، خاک های شمال و شمال غرب ایران، ظرفیت تبادل کاتیونی، مدل های هوشمند مصنوعی
  • حسین ترابی گل سفیدی*، وحید مرادی نسب صفحات 269-281
    پادگانه ها سطوح ژئومورفولوژیکی قدیمی هستند که با جریان های فعلی ارتباطی ندارند و بهترین مکان جهت مطالعه تاثیر زمان بر تشکیل خاک (ردیف زمانی) هستند. این تحقیق جهت بررسی برخی شاخص های فیزیکی و شیمیایی، مخصوصا اشکال مختلف آهن در تعیین تکامل خاک در پادگانه های رودخانه کرج در منطقه حسن آباد در جنوب تهران انجام شده است. برخی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی و اشکال مختلف آهن شامل اکسیدهای آهن آزاد (Fed)، اکسیدهای آهن آمورف (Feo) و آهن کمپلکس شده با مواد آلی (Fep) و هم چنین آلومینیم، سیلیس و منگنز در 4 پروفیل خاک روی چهار پادگانه رودخانه کرج به منظور بررسی شاخص های تکامل خاک مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج نشان داد که مقدار رس، نسبت رس ریز به کل رس، گنجایش تبادل کاتیونی (CEC)، درجه قرمزی رنگ و میزان شستشو و تجمع آهک در افق B از پادگانه اول به سمت پادگانه بالایی افزایش یافته و در افق های تجمع رس (آرجلیک) به حداکثر رسید. مقدار (Fed) از پادگانه اول به سمت پادگانه بالا افزایش یافته و مقدار آلومینیم و سیلیس نیز از چنین روندی برخوردار است. افزایش تفاضل آهن آمورف (فعال) از آهن آزاد (Fed-Feo) و کاهش نسبت Feo/Fed، به عنوان پارامترهای مهم بررسی تکامل خاک، از پادگانه پایینی به سمت پادگانه بالایی، نشان دهنده افزایش درجه تبلور اکسیدهای آهن و تکامل بیشتر خاک است. مقدار Fed-Feo در افق های B از پادگانه اول تا پادگانه چهارم به ترتیب 600، 800، 1000 و 1400 میلی گرم بر کیلوگرم خاک است. محاسبه مقدار اکسی- هیدروکسیدهای آهن از قبیل گئوتیت و هماتیت و فری هیدرات نشان داد که این ترکیبات نیز از پادگانه اول به طرف پادگانه چهارم در حال افزایش بوده و تایید کننده شاخص های (Fed-Feo)، (Feo/Fed)، (Feo-Fep) می باشند.
    کلیدواژگان: اکسیدهای آهن آزاد و آمورف، اکسی- هیدروکسیدهای آهن، تفاضل آهن آمورف از آهن آزاد، نسبت آهن آمورف به آهن آزاد
  • امیر پرنیان*، مصطفی چرم، نعمت الله جعفرزاده حقیقی فرد، مهری دیناروند صفحات 283-294
    کادمیوم عنصری مضر برای حیات و آلاینده ای خطرناک بهشمار می رود. این عنصر از طریق پساب ها، زهاب ها و فاضلاب ها (شهری و صنعتی) سبب آلودگی، کاهش کیفیت وگاهی سمیت منابع آب می گردد. با افزایش جمعیت و نیاز به منابع آب بیشتر، هم چنین افزایش آلوده شدن این منابع آبی ارزشمند، نیاز شدیدی به روش های نو و ارزان برای پالایش و بهبود کیفیت آب ها احساس می شود. گیاه پالایی با گیاهان آبزی روشی موثر و ارزان برای بهبود کیفیت آب و پساب هاست. هدف از این مطالعه پتانسیل یابی حذف زیستی کادمیوم به وسیله عدسک آبی از محیط های آبی است که برای دست یابی به آن مهم، پس از تعیین pH بهینه ی رشد عدسک آبی (Lemna gibba L.)، این گیاه طی 11 روز در محلول غذایی هوگلند، آلوده به 4 سطح مختلف کادمیوم (1، 2، 4 و 6 میلی گرم در لیتر) کشت شد و با اندازه گیری روزانه ی کادمیوم در محلول کشت، هم چنین مقدار اولیه و نهایی آن در گیاه حذف زیستی این فلز سنگین از پساب ها امکان سنجی گردید. اثرات زیستی کادمیوم بر رشد گیاه با اندازه گیری شاخص تولید جرم زنده بررسی شد. گیاه عدسک آبی کادمیوم را به مقدار زیادی جذب کرد و کارایی حذف کادمیوم به بیش از 91% در سطح آلودگی 4 میلی گرم در لیتر رسید. ضریب انتقال و شاخص جذب حداکثری کادمیوم در سطح 6 میلی گرم در لیتر، 517/82 و 9/36 میلی گرم به دست آمد. کمترین و بیشترین مقدار شاخص تولید جرم زنده گیاهی 2 و 4/71 گرم در روز، به ترتیب مربوط به سطوح آلودگی 6 و 0 (شاهد) میلی گرم در لیتر بود. پالایش زیستی کادمیوم به کمک عدسک آبی که گیاه بومی آبگیرهای جنوب ایران است، در محیط مصنوعی امکان پذیر است و بررسی پتانسیل آن در گیاه پالایی نیکل از پساب های آلوده پیشنهاد می شود.
    کلیدواژگان: گیاه پالایی پساب، کادمیوم، عدسک آبی، گیاهان آبزی
  • قربان وهاب زاده، عطا صفری*، محمدحسین فرهودی، حمیدرضا عبدالهی، حسن فتحی زاد، غلامرضا خسروی صفحات 295-313
    در این تحقیق، میزان تولید و تحویل رسوب توسط جاده های جنگلی دارابکلا با استفاده از مدل SEDMODL برآورد گردیده و سپس به منظور ارزیابی نتایج مدل، به صورت مستقیم میزان رسوب دهی در جاده های مذکور با استفاده از شبیه ساز باران اندازه گیری گردید. برای ارزیابی نتایج از آزمون t جفتی، BIAS، RE و RMSE استفاده شد. نتایج نشان داد که میزان تولید رسوب از سطح جاده های مورد مطالعه طبق مدل SEDMODL و اندازه گیری مستقیم تحت شبیه سازی باران به ترتیب 420/97 و 341/19 تن در سال و میزان تحویل رسوب به آبراهه ها با نسبت تحویل رسوب به ترتیب معادل 42% و 51%، حدود 177/58 و 174/02 تن در سال می باشد. هم چنین، نتایج روش های آماری BIAS، RE و RMSE برای مدل مذکور به ترتیب0/04، 17/59 و 0/71 بوده و اختلاف معنی داری در سطح اطمینان 95% بین داده های مشاهده ای و برآوردی مشاهده نگردید. لذا مدل مذکور دقت و کارایی مناسب جهت برآورد میزان رسوبدهی جاده های جنگلی دارابکلا را دارا می باشد. با بررسی فاکتورهای موثر در تولید و انتقال رسوب بر اساس مقدار عددی امتیازات هر فاکتور در حین اجرای مدل مشخص گردید که در بین عوامل ورودی مدل، فاکتورهای شیب طولی جاده، بارندگی و تحویل رسوب به ترتیب تاثیرگذارترین عوامل در تولید و انتقال رسوب می باشند.
    کلیدواژگان: شبیه ساز باران، جاده های جنگلی، رسوب دهی، دارابکلا، SEDMODL
  • سید ادیب بنی مهد*، داور خلیلی، علی اکبر کامگار حقیقی، شاهرخ زندپارسا صفحات 315-325
    درپژوهش حاضر، کارآیی شش مدل تجربی با نام های فراتر از آستانه ساده، فراتر از نسبت ثابت، ذخیره با تابع درجه دوم، ذخیره با تابع نمایی، ذخیره با تابع درجه سوم و ذخیره با تابع توانی به منظور برآورد تغذیه ی پتانسیل آب های زیرزمینی در منطقه ای نیمه خشک، مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفت. ابتدا، برآورد تبخیر از روش ضریب دوگانه گیاهی FAO درطی رخداد تغذیه پتانسیل ارزیابی شد. سپس مدل های تجربی با استفاده از داده های رطوبت خاک و تغذیه پتانسیل، واسنجی شدند. به منظور اعتبارسنجی مدل های تجربی، رطوبت خاک و تغذیه پتانسیل به طور هم زمان برای واقعه ای مستقل برآورد شدند. مطابق با نتایج، 5 مدل از شش مدل مورد بررسی (به استثنای مدل فراتر از آستانه ساده) قادر به برآورد تغذیه ی پتانسیل با دقت مناسب و با بیشترین مقدار «جذر میانگین مربعات خطا نرمال شده»(NRMSE) برابر با 24/4 درصد می باشند. براساس نتایج اعتبارسنجی، تغذیه پتانسیل توسط مدل های نمایی، درجه سه و توانی به طور مناسب تری نسبت به مدل های خطی برآورد گردید. هم چنین، رطوبت خاک با به کارگیری تمامی مدل های تجربی با دقت مناسبی در دوره تغذیه برآورد شد. درنهایت، مدل نمایی که دارای کمترین مقدار NRMSE در برآورد رطوبت خاک و هم چنین برآورد مناسبی از تغذیه بوده، به عنوان مناسب ترین مدل برآورد تغذیه ی پتانسیل درمنطقه مورد مطالعه معرفی گردید.
    کلیدواژگان: تغذیه ی پتانسیل آب زیرزمینی، تبخیر از خاک بایر، مدل های تجربی
  • حبیب بیگی هرچگانی*، گلنوش بنی طالبی صفحات 327-339
    بعد فرکتال ذرات بافت خاک شاخص فیزیکی مناسبی برای توصیف توزیع اندازه ی ذرات خاک بوده و کاربردهای گوناگونی دارد. محاسبه ی بعد فرکتال می تواند به چند روش و با دو گزینه ی برازش خطی و غیر خطی صورت گیرد. هدف از مطالعه ی حاضر مقایسه و انتخاب روش مناسب برای تعیین بعد فرکتال با استفاده از داده های هیدرومتری با روابط جرم- زمان، جرم- قطر و روش تعدیل شده ی جرم- قطر (کرچنکو-ژانگ) است. به همین منظور 60 نمونه خاک از چهار مزرعه واقع در طاقانک،شهرکرد، جمع آوری و پس از تیمار نمونه ها با آب اکسیژنه، قرائت هیدرومتر در دقایق 0/67، 1، 2، 5، 15، 30، 60، 120، 180، 1440 و 2880 انجام شده، سپس به داده های جرم-زمان، و جرم-قطر تبدیل و بعد فرکتال ذرات جامد بافت خاک با برازش خطی و غیرخطی سه رابطه ی فوق الذکر تعیین شد. برازش غیرخطی روش کرچنکو و ژانگ به دلیل ضریب تبیین بالاتر و میانگین مربعات خطا کمتر و معیار اطلاعاتی آکائیکه کوچک تر به عنوان مناسب ترین روش محاسبه ی بعد فرکتال ذرات بافت انتخاب شد. تجزیه وتحلیل خطا نیز موید این روش است. بین بعد فرکتال حاصل از برازش خطی و غیرخطی در دو روش جرم-قطر و جرم-قطر کراچنکو-ژانگ رابطه ی معنی دار ولی نه چندان قوی مشاهده شد. از این روابط می توان برای تصحیح بعد فرکتال تعیین شده در مطالعات قبلی استفاده نمود.
    کلیدواژگان: برآورد خطی و غیرخطی، توزیع اندازه ی ذرات، تصحیح بعد فرکتال، جرم، زمان، جرم، قطر، کرچنکو، ژانگ
  • فرزانه پولادی، محسن حمیدپور* صفحات 341-350
    به دلیل این که بور در محیط های آبی (آب و محلول خاک) به صورت گونه ی بدون بار B(OH)3 و گونه ی باردار منفی B(OH)4− می باشد، حذف آن از آب بسیار مشکل است. امروزه، به منظور اصلاح و افزایش ظرفیت جذب کانی ها از لیگاند های مختلف استفاده می شود. این تحقیق به منظور بررسی اثر زئولیت اصلاح شده با هگزادسی تری متیل آمونیوم (HDTMA) بر جذب بور از محلول های آبی در محدوده ی pH بین 6 تا 9/5، و در دو سطح غلظت 5 و 15 میلی گرم بر لیتر بور انجام شد. هم چنین اثر قدرت یونی و نوع کاتیون (0/06، 0/03 مولار نیترات کلسیم یا نیترات منیزیم) بر جذب بور در غلظت پنج میلی گرم بر لیتر مورد بررسی قرار گرفت. تمامی آزمایش های هم دمای جذب در pH، 0/1±9/5، در الکترولیت زمینه ی نیترات کلسیم و در شش سطح غلظت بور (1 تا 15 میلی گرم بر لیتر) انجام گرفت. نتایج آزمایشات جذب وابسته به pH نشان داد که با افزایش pH، میزان جذب بور به وسیله ی کانی زئولیت اصلاح شده افزایش یافت و بیشترین جذب بور در pH، 9/5 صورت گرفت. میزان جذب بور در حضور کاتیون کلسیم نسبت به منیزیم بیشتر بود. نتایج همدماهای جذب نشان داد که مدل های فروندلیچ و لانگمویر جذب بور را به خوبی توصیف کردند، ولی مدل فروندلیچ با بیشترین مقدار ضریب تبیین (R2=0/99) و کمترین خطا (SEE=0/47) بهترین برازش را بر داده های جذب زئولیت داشت. حداکثر ظرفیت جذب (qmax)، به وسیله ی مدل لانگمویر برای کانی زئولیت اصلاح شده 120 میلی مول بر کیلوگرم تعیین شد.
    کلیدواژگان: همدمای جذب سطحی، زئولیت اصلاح شده، حذف
  • خسرو حسینی*، مهران خیرخواهان صفحات 351-361
    رسوبات چسبنده دارای سطح مخصوص بزرگی می باشند که قابلیت جذب یکدیگر و موادی همانند لای و سدیم را دارند و پس از ترکیب، به حالت لخته ای شکل (فولوکوله) در می آیند. در نتیجه، رفتار و عملکرد این نوع رسوبات در محیط آبی بسیار متفاوت با رسوبات غیرچسبنده می باشد. ساختارهای تشکیل شده در بستر، با اعمال تنش برشی مناسب وارده از سیال شروع به فرسایش کرده و به اندازه های ریزتری تبدیل می شوند که می توانند توسط سیال حمل گردند. تاکنون محققین زیادی بر اساس مطالعات آزمایشگاهی، روابطی تجربی برای فرسایش رسوبات ریزدانه تابع تنش برشی بستر و خصوصیات رئولوژیکی مصالح بستر ارائه داده اند. در این تحقیق، نرخ فرسایش رسوبات چسبنده تابع مشخصه ها و خصوصیات آنها از جمله نتش برشی تسلیم و غلظت رسوبات بستر بررسی گردیده است. بدین منظور، پس از صحت سنجی نتایج و واسنجی پارامترهای نرم افزار Mike با نتایج آزمایشگاهی، داده ها توسعه یافته اند.. آنگاه عوامل موثر بر نرخ فرسایش در قالب اعداد بدون بعد بررسی گردیده اند. رابطه به دست آمده دارای شکل نمایی می باشد که دقت مناسبی با ضریب تبیین 0/99 نسبت به رابطه ارائه شده توسط مهتا را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: غلظت، تنش برشی تسلیم، پارامترهای بی بعد، ویژگی های سیال و رسوب، رابطه نمائی
|
  • S. Jahanbakhshi *, M. R. Rezaei, M. H. Sayyari, Zahan Pages 1-12
    Phytoremediation is one of the cleanup methods of polluted soil that is possible accumulation of heavy metals in plant tissues, exclusion of these elements from contaminated soil. Therefore, to achievement the objective, this research was done in pot culture using completely randomized design at the University of Birjand in 2011. Two species Spinacia oleracea and Lepidium sativum were used to remove or reduce the concentration of Cadmium (Cd) and Chromium (Cr). In this study, different levels of Cadmium (CdCl2) concentrations including 5, 50, 100 mg kg-1 and also chromium (CrCl3) concentrations 50, 100, 150 mg kg-1 were used respectively and control as well for each species with three replications. Results indicated that the Cd and Cr concentration in shoot of Spinacia oleracea and Lepidium sativum significantly affected by their concentration in soil (p<0/01). Results revealed that increasing of Cd and Cr concentrations in soil, showed an increase concentration of both metal in shoot of Spinacia oleracea. increasing of Cd concentrations in soil, showed an increase concentration of it in shoot of Lepidium sativum but the concentration of Cr was less. Also, comparison of cadmium and chromium concentrations in shoot of Spinacia oleracea and Lepidium sativum showed that two species showed same behavior of Cd and different behavior Cr concentration. So the analysis of data showed that both of species are appropriate for absorption of Cd and Cr and phytoremediation technology as well. It can be concluded that in high soil Cr concentration for phytoremediation Lepidium sativum is not appropriate.
    Keywords: Phytoremediation, Spinacia oleracea, Lepidium sativum, Cadmium, Chromium Contaminated soil
  • H. Shekofteh *, M. Afyuni, M. A. Hajabbasi, H. Nezamabadi, Pour, F. Abbasi, F. Sheikholeslam Pages 13-24
    The conventional application of nitrogen fertilizers via irrigation is likely to be responsible for the increased nitrate concentration in groundwater of areas dominated by irrigated agriculture. This requires appropriate water and nutrient management to minimize groundwater pollution and to maximize nutrient use efficiency and production. To fulfill these requirements, drip fertigation is an important alternative. Design and operation of drip fertigation system requires understanding of nutrient leaching behavior in cases of shallow rooted crops such as potatoes, which cannot extract nutrient from lower soil depth. This study deals with neuro-fuzzy modeling of nitrate leaching from a potato field under a drip fertigation system. In the first part of the study, a two-dimensional solute transport model (HYDRUS-2D) was used to simulate nitrate leaching from a sandy soil with varying emitter discharge rates and various amounts of fertilizer. The results from the modeling were used to train and validate an adaptive network-based fuzzy inference system (ANFIS) in order to estimate nitrate leaching. Radii of clusters in ANFIS were tuned and optimized by genetic algorithm. Relative mean absolute error percentage (RMAEP) and correlation coefficient (R) between measured and obtained data from HYDRUS were 0.64 and 0.99, respectively. Results showed that ANFIS can accurately predict nitrate leaching in soil. The proposed methodology can be used to reduce the effect of uncertainties in relation to field data.
    Keywords: Drip fertigation, ANFIS, HYDRUS, 2D, Genetic algorithm, Nitrate leaching
  • N. Parsamanesh *, M. Zarrinkafsh, S. S. Shahoei, Weria Wisany Pages 25-34
    Reduction of quality and soil productivity due to organic carbon losses is one of the most important consequences of land use changes, that creates irreparable effects on the soil. To evaluate the land use effect on the amount of soil organic carbon in Vertisols, Sartip Abad series with extent of 1850 hectare in south of Bilehvar area in Kermanshah province was studied by using the completely randomized block design in factorial experiment with 10 repeats in farmland and grassland, some soil physical and chemical properties in two Lands compared with each other. The results showed that the soil organic carbon in surface horizons of grassland has been more than farmland and accordingly increase the amount of sequestrated carbon in grassland. No significant differences were found in the amount of soil organic carbon in lower horizons of two lands. Due to land use change from grassland to farmland, noticeably increase in Bulk density, Nitrogen, Acidity, soil Electrical Conductivity and decrease the organic carbon percent and the soil organic material. Pedutorbation, clay amount (higher of 50%), numerous small subsoil, and stable structure are the important factors in saving the organic carbon of vertisols that can reduce the effects of land use changes on organic carbon amount. Generally, it can be conclude that: the land use changes not only can create the severe damage on soil physical and chemical properties but with the carbon losses and more release of greenhouse gases exacerbate the pollution of environment which endangers the life in a earth planet.
    Keywords: Carbon Sequestration, Kermanshah province, Land use, Soil organic Carbon, Vertisols
  • H. Rezaei *, Gh. R. Lashkaripour, M. Ghafori, N. Hafezi Moghadas Pages 35-46
    Fine-grained materials of Clayey Loess deposits of Gorgan region were mixed with sand dune in the lab with various rations and their shear behavior was measured and evaluated by direct shear test. The result of the study showed that the increase of fine-grained clay in sand dune was directly related to the adhesion force and inversely to the internal friction angle. The increase or reduction in shear strength was affected by the fine-grain percentage. Dry condition and saturation of the test and sand dune had a less influence on shear parameters but in the mixed samples in dry condition and saturation, shear parameters revealed a considerable difference. The results of this study can be used in sand stabilization, erosion prevention, slope stability, embankment construction, compaction increase, and environmental pollution, and dust and water channels avoidance.
    Keywords: Sand dune, Shear strength, Internal friction angle, Adhesion force, Loess, Golestan province
  • M. Salehian Dastjerdi, A. Hemmat * Pages 47-58
    Flood irrigation after planting induces wetting and drying cycles in arable soils. For this reason, the effect of this process on load-bearing capacity (pre-compaction stress; pc) of a fine textured soil (silty clay) was studied. In this research, large air-dry disturbed soil specimens were prepared and some of them were exposed to five wetting and drying cycles. Next, the large soil specimens with/without wetting and drying cycles were compressed under three preloads (0, 100 or 200 kPa) and then the centre section of the preloaded soil specimen was firstly submitted to a plate sinkage test (PST). Then immediately one cylindrical sample was cored for confined compression test (CCT). The results showed that for reconstructed soil samples without wetting-drying cycles, the predicted σ pc using PST didnt significantly differ from the applied preload. Therefore, the PST can be used to determine the load-support capacity of the tilled soils. In PST, with an increase in soil water content from 0.9PL to 1.1PL, the amount of over-prediction in σ pc decreased. However, wetting-drying process significantly increased over-prediction in σ pc at the same water content. Hence, soil compressibility does not simply depend on the actual soil water content but also on the previous history of water content changes (i.e., wetting-drying cycles).
    Keywords: Flood irrigation, Wetting, drying cycles, Pre, compaction stress
  • M. Mosalaei *, H. Shirani, V. Mozafari, I. Esfandiarpour Pages 59-68
    Salinity and ions toxicity are one of the main problems of agricultural lands in arid and semi-arid regions, such as Iran. In addition to the salinity problem, some other marks like boron toxicity in crops have been seen in Hossein Abad area as one of the main agricultural regions of Yazd. Therefore, this study intends to evaluate and analyze spatial variability of soil salinity as an aspect of soil degradation, and prepares soil salinity and boron maps. A regular grid sampling scheme was done through a 150 m interval. Salinity and boron were measured at the depth of 0 to 30 cm. Totally 104 samples were measured. After statistical analysis of the data and studying their distribution, Kriging estimator was used for mapping the mentioned variables. Results showed that the region has a salinity problem and does not have any boron toxicity. According to the relationship of nugget effect and sill, there was a strong dependency among all the measured factors except for boron and pH factors. The least salinity was observed in cultivated areas due to the leaching process. The boron range was between 0.07 and 1.6 mg kg-1. Salinity and soil boron were significantly correlated at 99 % confidence level. Based on the Spearman and Pearson tests, there was a positive correlation between SAR and salinity at 99 % confidence level, which shows the region has more sodic salts than others. Also, pH of the region did not present any problem for growing crops.
    Keywords: Boron, Spatial variability, Geostatistics, Salinity
  • M. Ghahremannejad *, S. Boroomandnasab, M. Behzad, A.A. Naseri, A. Sheini Dashtgol Pages 69-79
    Infiltration is the most crucial process affecting surface irrigation uniformity and efficiency as it is the mechanism that transfers and distributes water from the surface to the soil profile. As a direct method of infiltration measurement, the volume balance method requires time, accuracy and high costs. Moreover, before the land preparation and at the research phase the use of this method is not feasible. The revised USDA- NRCS method is used to convert the infiltration parameters to different hydraulic conditions. In this study, the accuracy of the original and revised USDA-NRCS method in the estimation of furrow irrigation infiltration parameters in Amir Kabir Agro Industrial sugarcane fields of Ahvaz was evaluated. For this purpose, infiltration parameters and the cumulative 6 hour infiltration for furrow irrigation systems of this region were estimated using four methods of original USDA- NRCS, revised USDA- NRCS for border irrigation, revised USDA- NRCS for furrow irrigation and field measurement (inflow-outflow). For evaluation of the results, four indices including average prediction error of model (Er), distribution into 45° line (λ), determination coefficient (R2) and average relative error of model (Ea) were used. According to the results, the revised USDA- NRCS method for border irrigation with average values of λ, R2, Er and Ea equal to 0.95, 97, 6.5 and 7.6 percent, respectively was the best estimate of cumulative infiltration.
    Keywords: Infiltration equation, Double ring experiment, Inflow, outflow method, Hydraulic condition
  • M. Norouzi *, A. H. Khoshgoftarmanesh, M. Afyuni Pages 81-90
    Organic fertilizers affect soil chemical and physical properties, particularly chemical forms of zinc in soil solid phase and thereby improve soil Zn availability. The present field study was aimed to evaluate the effects of organic and chemical fertilizer (zinc sulfate) on different zinc fractions in soil solid phase of rhizosphere in two successive years in Rudasht Research Field, Isfahan. Treatments consisted of sewage sludge (5 and 10 t ha-1), cow manure (5 and 10 t ha-1), and ZnSO4 (40 Kg ha-1). The control had no added Zn. Three weeks after applying fertilizer treatments, Back Cross genotype of wheat was cultivated in each plot. Our results showed that the organic fertilizers increased Zn concentration in exchangeable fraction (EXCH-Zn), the organically bound Zn form (ORG-Zn), and Zn bound to iron and manganese oxides (FeMnOX-Zn). However, the changes in Zn fractions were dependent on the fertilizer type. Positive and significant correlation between EXCH-Zn, ORG-Zn, and FeMnOX-Zn, and the total Zn uptake by wheat indicated that these pools of Zn in solid phase are labile pools with a significant role in supplying Zn for plants.
    Keywords: Fractionation, Zinc, Availability, Organic fertilizer, Wheat
  • M. Navabian *, M. Aghajani, M. Rezaei Pages 91-100
    Water Uptake by the root under salinity and water Stress in unsaturated soils was investigated through mathematical equations in three Groups of additive, multiplicative and non-consumptive. This study was an effort to assess six water uptake functions of van Genuchten (additive and multiplicative), Dirksen et al., Van Dam et al, Skaggs et al, and Homaee, for Rasht Hashemi rice under salinity and water stress conditions. Based on field observations of Hashemi Rasht rice in 1386 and 1389, crop growth simulation model of SWAP was calibrated and validated with a correlation coefficient of 0.97 and 0.95, respectively. Water Uptake Reduction Model's parameters were determined by the simulated data using SAS statistical software. Results showed that for the anticipated reduction of Water Uptake in rice water and salinity stress conditions for Rasht Hashemi rice, Homaee model is best.
    Keywords: Hashemi rice, Water, salinity, Water uptake reduction models, SWAP model
  • W. Zarei, M. Sheklabadi * Pages 101-111
    The aim of the study was to investigate the effects of land use on soil quality parameters using multivariate statistical analysis. Soil samples (0-25 and 25-50 cm depths) were taken from three land uses in forest area of Marivan including forest, rangeland, and cultivated land. Soil characteristics of pH, EC, sand, silt, clay and CaCO3 content, water-stable aggregates and their organic carbon content were measured. Principal component, cluster and discriminant analyses were used to evaluate the soil quality. Principal component analysis classified soil properties into five factors. The most important factors were soil aggregates organic carbon content and aggregate stability indices. Schematic distribution of factors and also cluster analysis showed the same pattern. Soil aggregates organic carbon content, water-stable aggregates and aggregate stability indices were the most sensitive factors to land use changes. These soil properties and factors had the same pattern in forest and rangeland, but significantly reduced in the cultivated land use. Land use change from forest to cultivated land resulted in significant decrease of aggregates organic carbon content, water-stable aggregates and also an increase of pH. The results showed the usefulness of multivariate statistical methods for integration of the soil properties and determination of different soil quality indices.
    Keywords: Land use, Principal component analysis, Cluster analysis, Discriminant analysis, Soil aggregates, Aggregate organic carbon
  • S. Samadvand *, M. Tajbakhsh, K. Anvari, J. Ahmadaali Pages 113-120
    An experiment was performed at the Miyandoab Agricultural Research Station to study yield and water use efficiency of furrow and tape irrigation systems in one-row and two-row planting patterns, and to investigate density of grain corn SC704. The experimental design was a completely randomized block arranged in Strip Split Plots with three replications in 2010. Irrigation treatments were applied in vertical plots, and planting arrays of different densities were applied in horizontal plots in the form of split plots. The vertical plots were comprised of four irrigation treatments, including three levels (80%, 100% and 120%) of water requirement by use of drip tape irrigation and 100% of water requirement in furrow irrigation, and the horizontal factor was a planting array in the form of single-row and two-row planting patterns and the sub factor was comprised of three levels: 75, 90 and 105 thousand plants per hectare. The results showed that furrow irrigation had the highest rate of grain yield, about 18.6 ton per hectare, and the treatments of tape irrigation of 120%, 100% and 80% had 18.4, 18.2 and 14.9 tons per hectare, respectively. Although the furrow irrigation treatment had higher yield than the rest, there was no significant difference between treatments except for the 80% of tape irrigation. Thus, by utilizing tape irrigation without a great decrease in the yield, water use efficiency improved. The comparison between treatments of tape irrigation of 80%, 100%, 120% and furrow irrigation led to grain yields of 2.3, 2.2, 1.9 and 1.4 kg/m3, respectively. Also, the highest water use efficiency and maximum yield were obtained from 90000 plants per hectare.
    Keywords: Tape irrigation, Density, Yield, Water use efficiency
  • M. Mollaei *, H. Bashari, M. Basiri, M. R. Mosaddeghi Pages 121-133
    Soil aggregate stability is considered as a key indicator of soil quality and health assessments in rangelands. Many factors and properties such as soil texture, organic carbon, calcium carbonate, sodium adsorption ratio, and electrical conductivity might affect soil aggregate stability. The effects of these factors on aggregate stability of 71 soil samples collected from 4 rangeland sites (2 in semi-arid and 2 in arid lands) in Isfahan province were investigated. Aggregate stability was measured using the wet-sieving method. To optimize the trial conditions for the investigated soils, three shaking times (5, 10 and 15 minutes) were used to impose different hydromechanical stresses on the aggregates of ten soils selected out of the studied soils. The structural stability was assessed using mean weight diameter (MWD) and geometric mean diameter (GMD) of the water-stable aggregates. Significant differences of MWD were observed between the shaking times. The 10-min shaking was selected as best for structural stability assessment in the studied regions because it resulted in better differentiation of soils on the basis of structural stability. Among the intrinsic properties, soil organic carbon content had the most important role in aggregate stability in all zones. However, electrical conductivity (in addition to organic carbon content) had an important role in aggregate stability in the arid rangelands. Log-normal distribution and GMD could represent better the aggregate size distribution when compared with normal distribution and MWD in the studied regions. Overall, wet-sieving method with shaking time of 10 min is suggested to assess the soil structural stability in rangelands of Isfahan province. Therefore, soil aggregate stability and the factors affecting this vital indicator can be used efficiently for assessing and monitoring management effectiveness and rangeland functionality trend.
    Keywords: Soil structural stability, Mean weight diameter, Geometric mean diameter, Organic carbon, Electrical conductivity, Isfahan province
  • A. Ahmadi, T. Honar * Pages 135-145
    One of the most important problems in the design of a stilling basin is determination of the exact location of the hydraulic jump or stabilization of the hydraulic jump. In the present study, the effects of different forms of end sills on hydraulic jump characteristics were studied. The experiments were carried out for three different forms of end sills, rectangular, square and stepped, with three heights in two distances and for Froude numbers in the range of 4.7-8.23. The results showed that the end sill with larger cross section (square and stepped) will have a greater effect on reducing sequent depths of hydraulic jump and increasing energy loss than narrow end sills. However, in this type of end sills, water fall and the risk of erosion at downstream is greater.
    Keywords: End sill, Hydraulic jump, Energy loss in hydraulic jump
  • J. Hamzei *, M. Seyedi Pages 147-157
    This experiment was carried out at the Agricultural Research Station of Bu-Ali Sina University to study the effect of different tillage methods on bulk density, yield, and yield components of barley (Hordeum vulgare) cultivars under rainfed conditions. Three levels of tillage (CT: conventional tillage, MT: minimum tillage and NT: no tillage) and five barely cultivars (V1: Local V2: AbidarV3: Valfagr V4: Bahman and V5: Makouei) were evaluated in a factorial arrangement in a completely randomized block design with three replications in the growing season of 2010-11. Traits of bulk density plant height, grain yield, yield components, biological yield, and harvest index (HI) were evaluated. The results showed that maximum value of bulk density (1.09, 1.26 and 1.29 g cm-3 for 0-10, 10-20 and 20-30 cm of sampling depth, respectively) was observed at MT treatment. But, there was no significant difference between MT and NT treatments for this trait. In comparison of cultivars, maximum bulk density was achieved with Valfagr cultivar. Using chisel plow (MT treatment) produced maximum plant height (70 cm) and yield components (513 numbers of spike m-2 and 19.2 grain spik-1). Also, among cultivars maximum plant height (72.7 cm) and grain number spike-1 (23.2 grain spike-1) belonged to Valfagr cultivar. Also, results showed that V3×MT treatment had the highest grain yield (3100 kg ha-1). Therefore, the findings of the study recommend using chisel plow (MT treatment) and Valfagr cultivar.
    Keywords: Tillage, Grain yield, Yield components Rainfed farming, Barely
  • H. R. Owliaie *, M. Najafi Ghiri Pages 159-170
    Topography and land use are among the most important factors affecting the soil formation. Chemical forms of Fe and magnetic susceptibility (χ) are widely used for the evaluation of soil development. This study was conducted in order to determine the effect of these factors on χ. A toposequence was selected in Madvan Plain, Northern Yasouj. Nine soil profiles (paddy and dryland soils) were dug and sampled from diagnostic horizons. Magnetic susceptibility was measured by Bartington Dual Frequency, MS2 Meter at frequencies of 0.46 and 4.6 KHz. Results indicated that less amounts of χ, frequency dependence of χ (χfd%) and CBD extractable Fe (Fed) (3.1, 2.6 and 2.7 times, respectively), and more quantities of oxalate extractable Fe (Feo) and Feo/Fed ratio (5 and 7.2 times, respectively) were measured in paddy soils. The highest value of χ was observed in pedons located on plateau and piedmont plains, and the lowest belonged to those located on river terraces with aquic conditions. Compared to paddy soils, χ enhancement at soil surface was greater (17%) in dryland soils. A positive correlation existed between χ and some soil characteristics such as Fed, clay content and χfd%.
    Keywords: Fe oxide, Topography, Magnetic susceptibility, Paddy soil
  • F. Alsadat Hodaee Koskkoee, H. Shariatmadari, M. Hamidrpour *, M. Shirvani Pages 171-179
    Sorption hysteresis in soil constituents has important environmental implications such as pollutant transport and bioavailability. This research was carried out to study sorption reversibility of cadmium (Cd) on natural zeolite. Sorption isotherms were derived by sorption of Cd (П) from solutions containing different concentrations of Cd in the range of 1 to 10 mg L-1 using a 24h batch equilibration experiment. Desorption of Cd(II) was studied with the clay samples initially treated with the metal loadings of 50 and 100% maximum sorption capacity (SCmax) during the sorption study. Sorption isotherms of Cd were well described by the Freundlich and Coble-Korrigan models (R2=0.96). Desorption isotherms of Cd from zeolite showed little deviation from sorption data indicating reversible sorption. On the other hand, the results revealed no hysteresis. The average amount of 71.75 % of the initially sorbed Cd was desorbed from zeolite after five successive desorption steps. Release of such a relatively high proportion of sorbed Cd indicates that zeolite is an effective sorbent for the repeated purification of polluted water and wastewater.
    Keywords: Cadmium, Sorption, Desorption, Natural zeolite, Hysteresis
  • H.R. Pourghasemi, H.R. Moradi *, S.M. Fatemi Aghda Pages 181-192
    The objective of the current research was to prioritize effective factors in landslide occurrence and its susceptibility zonation using Shannon’s entropy index in North of Tehran metropolitan. To this end, 528 landslide locations were identified using satellite images such as Geoeye (2011-2012), SPOT-5 (2010), and field surveys, and then landslide inventory map was created for the study area in ArcGIS environment. Data layers such as slope degree, slope aspect, plan curvature, altitude, lithology, land use, distance of road, distance of fault, distance of drainage, drainage density, road density, sediment transport index (STI), stream power index (SPI), topographic wetness index (TWI), normalized difference vegetation index (NDVI), surface area ratio (SAR) and topographic position index (TPI) were created and the mentioned maps were digitized in GIS environment. Prioritization of effective factors by Shannon’s entropy index showed that the layers such as land use, lithology, slope degree, stream power index, and NDVI had the most effect on landslide occurrence. However, factors of topographic position index and plan curvature had the least effect. Also, landslide susceptibility zoning by the mentioned model and its accuracy assessment using relative operating characteristics (ROC) curve and 30 percent of landslide locations showed an accuracy of 82.83% with a standard error of 0.0233 in the study area.
    Keywords: Landslide susceptibility, Shannon's entropy index, GIS, North of Tehran metropolitan
  • M. Erfanian *, S. Babaei Hessar Pages 193-205
    Concerning the drying problem of the Lake Urmia in Iran, so far the relevant scientific research has not been conducted based on watershed management principles. The surface solar radiation (Rs) is one of the key input parameters in most of reference evapotranspiration (ET0) prediction models. In the present research, four solar radiation models were evaluated to predict the monthly-mean values of daily ET0 at seven synoptic stations located in the Lake Urmia basin during the 1985-2005 period. For the ET0 prediction, we applied the Penman-Monteith-FAO 56 model (PMF56). At first, we evaluated four radiation models consisting of Hybrid: H, Ångström-Prescott: AP, Modified Daneshyar: MD, and Modified Sabbagh: MS. Four statistical criteria used included the mean error (ME), the mean absolute error (MAE), the root mean square error (RMSE), and the mean percentage error (MPE). The mean RMSE value of hybrid model was 1.7 MJ/m2/day while the RMSEs for the AP, the MD and the MS models were 2.9, 2.3, and 2.9 MJ /m2/day, respectively. The results revealed a higher performance of hybrid model to predict the monthly radiation. In addition, the Rs models used in the original PMF56 model were compared with a case in which the measured daily Rs data was used. Finally, by integrating the hybrid model and the PMF56, we developed a coupled model as PMF56-Hybrid. The application of the Hybrid and the MD models resulted in a decrease in the RMSEs. The AP model used in the PMF56 showed about 19% overestimation.
    Keywords: Hybrid model, PMF56, Solar radiation, ET0, Lake Urmia
  • F. Jafari, H. Khademi * Pages 207-217
    Dust deposition occurs extensively in arid and semiarid regions of the world. Since dust particles are fine-sized, they have a high adsorption capacity and also high contamination potential. The objective of this study was to evaluate the temporal and spatial distribution of the rate of atmospheric dust deposition in different locations in Kerman urban area. Dust samples were collected monthly using glass traps installed on the roof of 35 one-story buildings in Kerman for 7 months from April 20 to Nov. 20, 2012 (a total of 245 samples). After each monthly sampling, traps were washed and dust samples transferred to the laboratory and weighed. The mean dust deposition rate of 7 months was mapped using the inverse distance weighting (IDW) approach. The wind rose of Kerman was drawn by WRPLOT 7.0.0. The results showed that the average rate of dust deposition decreased during the 7 months studied from 17.4 to 5 g/m2. month, which could be attributed to the decrease in wind velocity. The spatial distribution of the samples also showed that the dust deposition rate varied from 4.84 in the southern parts to 14.84 g/m2.month, mostly in the northern locations of the city. The wind rose based on the average wind speed of the 7 months of sampling indicated the prevailing wind blows from north, northeast and northwest and the dust spatial distribution well follows the wind direction. In general, the rate of dust deposition in Kerman city is high and; therefore, the source of dust has to be well detected and proper management practices are necessary.
    Keywords: Atmospheric deposition, Spatial distribution, Kerman, Dust
  • M. S. Mousavi Dastenaei, H. Khademi * Pages 219-229
    Few investigations have been carried out on the ability of different plants to take up non-exchangeable potassium (K). The objective of this investigation was to examine the ability of different alfalfa cultivars to absorb K from phlogopite. An experiment was carried out with a completely randomized design with 3 alfalfa cultivars including Pickseed 2065 (MF), Rehnani (R) and Hamadani (H) grown in a quartz sand medium containing <53 micron sized phlogopite under complete and K-free nutrient solutions for a period of 6 months. During the growth period, the shoot was harvested 4 times. At the end of the experiment, the root was also separated from the growth medium and collected. Plant samples were extracted using the dry ash method and their K concentration was determined. Under the K-free nutrient solution, the highest shoot and root K concentration and uptake were found for the MF cultivar. The shoot and root K concentration in this cultivar were respectively 1.6 and 1.5 times higher than those in the R cultivar and 1.8 times greater than those in the H cultivar. The K uptake in the shoot and root of the MF cultivar was respectively 1.6 and 1.9 times higher than that of the H cultivar and 1.6 and 1.5 times higher than that of the R cultivar. Thus, in addition to other parameters, the type of plant variety should be taken into account when K requirement is evaluated.
    Keywords: Potassium release, Mica, Phlogopite, Alfalfa cultivars
  • M. Shamaeizadeh, S. Soltani * Pages 231-243
    Hydrologic drought which usually affects wide regions can be studied through Low flow index. In this study, to predict hydrologic drought in North Karoon watershed, 14 stations with suitable and long enough duration data were recorded in the 1387-88 water year. Then 13 physiographic and climatic characteristics of the chosen stations were used to perform homogeneity test for cluster analysis. 7 day low flow series were calculated in each station and according to chi-square and Kolomogragh smirnov tests and parameter, 2 parameter gamma distribution was selected as the best regional distribution for this region. Therefore, a seven day low flow index was estimated using FREQ for 5, 10, 20, 50, 100 return periods. Regional analysis was performed using a multiple regression method. Moreover, flow duration curves were delineated to obtain Q95 index. Then, zoning maps for Q95، Q7, 2، Q7, 10, Q7, 100 were prepared. The results of regional analysis indicated that the averages of height and slope were the two most effective parameters in low flow in this watershed. The investigation of zoning maps showed that southeastern part of this watershed experiences severe droughts compared with other parts.
    Keywords: Hydrologic drought, Low flow, Regional analysis, Multiple regression, Zoning of low flow
  • D. Akbari Nodehi * Pages 245-255
    In order to investigate the effects of furrow irrigation and amount of irrigation water on yield and water use efficiency of corn, an experiment was conducted as a split plot based on a randomized complete block design with three replications for a period of two years at Agriculture Center of Mazandaran. Treatments included three levels of 100, 80 and 60 percent water requirement as the main treatments, and three irrigation methods included fixed every-other- furrow, alternative every-other- furrow and every-furrow irrigation as the subsidiary treatments. Statistical analysis of the results of two year's data showed that treatment with 100% water requirement with every-furrow irrigation and treatment with 60% irrigation water requirement with fixed every-other-furrow had the highest and lowest yield, respectively. The highest water use efficiency was in 60 percent irrigation water requirement with a fixed every-other- furrow treatment and the lowest water use efficiency was related to the treatment with 100 percent irrigation water requirement with alternative every-other- furrow. The value of ky was obtained 0.8 for the total growth stage.
    Keywords: Every, other, furrow, Corn, Water use efficiency, Mazandaran
  • M. R. Shoaibi Nobariyan *, H. Torabi Golsefidi, Sabereh Darbandi Pages 257-268
    CEC of the soil is the exchange sites of organic and inorganic soil colloids. Modeling and Estimation of CEC is a useful indicator for fertility. The new alternative approaches for estimating CEC are indirect methods based on intelligent models. In this research in order to estimate CEC, 485 soil samples were prepared from two regions, chaparsar (Mazandaran in northern Iran) and Bostanabad (North of West Azarbaijan, Iran).In this paper introduces the application of genetic programming. Input parameters that are percent Clay, Organic Carbon and Silt, evaluate using genetic programming, neural network and Neural Inference Systems-Fuzzy models. The results indicate a good ability to intelligent models for CEC Estimation According to indices used in this study. Genetic programming model with a root mean square error of 1.78 and coefficient of determination 0.95 compared to other models have been more efficient and is able to provide satisfactory results, Also are the explicit solutions that reflect the relationship between input an output variable, was presented based on genetic programming. This preferred the genetic programming model adds the other models. Stepwise regression analysis to determine the contribution of each of the parameters indicated in the CEC that organic materials having Most coefficient of variation of 84% is justified CEC and clay and silt, respectively, with a correlation coefficient of 10% and 6% respectively.
    Keywords: Artificial Intelligence Models, CEC, Genetic programming, Soils in the North, North West Iran
  • H. Torabi *, V. Moradinasab Pages 269-281
    Terraces are old geomorphic surfaces that are not related to present streams and are best places to study the effect of time on soil formation (chronosequence). This research was carried out to study some physico-chemical parameters especially different forms of iron as soil development indices on terraces of Karaj River in Hassan-Abad, southern Tehran. To determine soil development indices in 4 profiles occurring on 4 terraces, some physical and chemical properties were measured and free iron(Fed), aluminum(Ald), silica(Sid) and manganese(Mnd), amorphous Fe(Feo), Al(Alo), Si(Sio), Mn(Mno) and Fe, Al, Si-humus complexes were extracted. Results showed that clay, fine clay/total clay, CEC, the color redness and leaching of calcium carbonate increase toward higher terraces. Contents of Fed, Ald and Sid increases from lower terrace (T1) to the higher terrace (T4). Fed-Feo and Feo/Fed as the most important indices of soil development were enhanced and reduced from lower terrace (T1) to higher terrace (T4) soils, respectively, which indicate an increase in iron oxides crystalinity and soil profile development. Contents of Fed-Feo in the B horizons from T1 to T4 were 600, 800, 1000, and 1400 mg/kg soil, respectively. Calculation of Ferrihydrate and Fe-hydr(oxide) such as goethite and hematite showed that the amounts of these components were increased from T1 to T4 terraces confirming the variation of (Fed-Feo), (Feo/Fed) and (Feo-Fep) indices.
    Keywords: Free, amorphous iron oxide, Fe, hydr(oxide), Fed, Feo, Feo, Fed
  • A. Parnian *, M. Chorom, N. Jafarzadeh Haghighi Fard, M. Dinarvand Pages 283-294
    Cadmium is a trace element which is harmful to life and is considered as a dangerous pollutant. This element leads to pollution and reduction of water quality and sometimes even to toxicity through contaminated sources such as wastewater (municipal and industrial). Due to the growing population's need for more water resources and increased water resource pollution, a need for new and inexpensive methods for remediation and improving water quality is felt. Phytoremediation with aquatic macrophytes is an effective and inexpensive method for improving water quality and wastewater. In this study, biological removal of cadmium from simulated wastewater was reviewed within 11 days of cultivation of Lemna gibba in Hoagland nutrient solution, at four different concentrations of cadmium (0, 1, 2, 4, and 6 mg L-1). Maximum Bioconcentration Factor and maximum Uptake Index were calculated from 6 mg L-1 metal concentration. Maximum (4.71 g/day) and minimum (2 g/day) Biomass production measurement was obtained from 0 mg L-1 and 6 mg L-1 of pollutant concentration. The plant used in this study was able to accumulated cadmium with the efficiency of up to 91%. However, the pollutant remediation was not completed in a short time. Thus, pollutant's bioremediation from wastewater solutions by Lemna gibba, a native hydrophyte of southern Iran’s pounds, is efficient and appropriate.
    Keywords: Wastewater phytoremediation, Cadmium, Lemna gibba, Aquatic macrophyte
  • Gh. Vahabzadeh, A. Safari *, M.H. Farhoudi, H.R. Abdollahi, H. Fathizad, Gh.R. Khosravi Pages 295-313
    In this research, sediment production and delivery amount by Darabkola forest roads was estimated using the SEDMODL model. To evaluate the model results, the sedimentation rate in the above roads was directly measured using rainfall simulator. Also, the paired t-test, BIAS, RE and RMSE were used to assess the results. The analysis showed that the rate of sediment production from study road's surface using the SEDMODL model and direct measurement under the rainfall simulation were 420.97 and 341.19 tons per year, respectively, and rate of sediment delivered to the stream with sediment delivery ratios of 42% and 51%, respectively, was about 177.58 and 174.02 tons per year. Also, results of the statistical methods of BIAS, RE and RMSE for the aforesaid model were 0.04, 17.59 and 0.71, respectively, and at 95% confidence level, no significant difference was obtained between the observed and estimated data. Therefore, the aforesaid model has the appropriate accuracy and efficiency to estimate the sedimentation rate of the Darabkola forest roads. It was also found that from among the input parameters of model, longitudinal slope of road, precipitation and sediment delivery factors were the most influential factors in the sediment production and transport, respectively.
    Keywords: Rainfall simulator, Forest roads, Sedimentation, Darabkola, SEDMODL
  • S. A. Banimahd *, D. Khalili, A. A. Kamgar, Haghighi, Sh. Zand, Parsa Pages 315-325
    In the present research, the performances of six empirical models, i.e., simple threshold exceedance, fixed proportion exceedance, quadratic function of storage, power function of storage, cubic function of storage, and exponential function of storage were investigated for estimation of groundwater potential recharge in a semi-arid region. First, the FAO Dual Crop procedure was used to calibrate evaporation from bare soil during the occurrence of potential recharge period. Then, the empirical models were calibrated utilizing soil moisture and potential recharge data. For validation of empirical models, soil moisture and potential recharge were simultaneously estimated for an independent event. Results indicated that 5 of the six models (except for the simple threshold exceedance model) were able to estimate potential recharge with a reasonable accuracy, showing the maximum computed value of NRMSE (Normalized Root Mean Square Errors) of 24.4 percent. According to validation results, exponential, cubic, and power function models provided better estimation of potential recharge in comparison with the linear models. Also, all of the applied empirical models were able to simulate soil moisture during the recharge period with an acceptable accuracy. Finally, the exponential model with minimum NRMSE value for soil water simulation and also acceptable performance of potential recharge estimation was recommended for estimation of potential recharge in the study area.
    Keywords: Groundwater potential recharge, Evaporation from bare soil, Empirical models
  • H. Beigi. Harchegani *, G. Banitalebi Pages 327-339
    Texture fractal dimension is a physical index to describe soil particle size distribution having a variety of applications. Fractal dimension may be calculated from three relations of mass-time, mass-diameter and modified mass-diameter (Kravchenko-Zhang) with two linear and nonlinear options for fittings. The aim of the present study was to compare methods and select an appropriate one and fitting option for determining the fractal dimension using hydrometer data. Sixty soil samples were collected from four fields of Taqanak, near Shahrekord. After removal of organic matter and other initial treatments, hydrometer readings were obtained at 0.67, 1, 2, 5, 15, 30, 60, 120, 180, 1440 and 2880 minutes and were converted to mass-time or mass-diameter data. Nonlinear fitting of the Kravchenko-Zhang mass-diameter relation was selected as the most appropriate method of calculating the fractal dimension of solid particles, due to its highest coefficient of determination and smallest mean square error and lowest Akaike Information Criteria. Error analysis also confirmed this conclusion. There was a significant, though not very strong, relationship between the fractal dimension obtained by linear and nonlinear fitting of mass- diameter and Kravchenko-Zhang mass-diameter methods. These relationships can be used to correct the fractal dimension determined by other methods and fitting options.
    Keywords: Soil particle size distribution, Mass, time, mass, diameter, Kravchenko, Zhang, Linear, nonlinear fitting, D correction, conversion
  • F. Pooladi, M. Hamidrpour * Pages 341-350
    Removal of boron from aqueous environments (soil and water) is difficult, because it is present as B(OH)3 and B(OH)4- species. This research was done to study the sorption of boron by HDTMA-modified zeolite. The sorption of B on modified zeolite was studied as a function of pH (B concentration: 1 and 10 mg L-1) in the range of 6-9.5, and as a function of ionic strength (0.03 and 0.06 M Ca(NO3)2 or Mg(NO3)2) at a constant B concentration of 5 mg L-1. Sorption isotherm was performed for the solutions containing initial B concentration in the range of 1-15 mg L-1 using a 24h batch equilibration experiment. The results revealed that surfactant-modified zeolite exhibited the best performance at pH 9.5, and sorption of B increased with the increase of suspension pH. Greater B adsorption in the Ca system over the Mg system was clearly observed for the modified zeolite. Sorption isotherm of B were well described by the Freundlich and Langmuir models but the Freundlich sorption model described the interaction between B and the mineral material better than the Langmuir model. Maximum sorption capacity (qmax) of the sorbent was 120 mmol kg-1. The experimental data showed that HDTMA-modified zeolite used in this study had a reasonable sorption capacity for B.
    Keywords: Boron, Sorption isotherm, Modified zeolite, Removal
  • Kh. Hosseini *, M. Kheirkhahn Pages 351-361
    Cohesive sediments have large specific surfaces which enable them to absorb other cohesive sediments and polar particles such as mud and sodium. Floccules form by joining these particles. The behavior of cohesive sediments in aquatic environments is completely different from that of granular sediments. Under certain value of shear stress, the structure formed from cohesive sediments is divided into smaller particles, which can be eroded easily. Up to now, researchers have proposed empirical formulas which correlate the rate of erosion to the bed shear stress and the rheological characteristics of cohesive sediments. In this study, the calibration and verification tests are performed on Mike21 software to attain the results more adjusted with the experimental data. Afterwards, the data are developed by the model and converted to the dimensionless form. Finally, an exponential function is proposed for the erosion rate in cohesive sediments. It is found that the coefficient of determination is 0.99
    Keywords: Concentration, Yielding shear stress, Non, dimensional parameters, Flow, sediment parameters, Exponential formula