سابقه و هدف: اطلاعات بسیار اندکی درباره تأثیر تغذیه نیکل بر متابولیسم نیتروژن در شرایط حضور و عدم حضور اوره و اسیدهای آمینه مختلف در گیاهان وجود دارد. مصرف مقادیر بالای اوره در مزارع کلزا، لزوم بررسی اثر نیکل در بهبود کارآیی متابولیسم نیتروژن در این شرایط را نشان میدهد. هدف از اجرای این پژوهش، بررسی اثر نیکل در حضور و عدم حضور اوره و سه نوع اسیدآمینه هیستیدین، آرجنین و تریپتوفان بر رشد و متابولیسم نیتروژن کلزا در کشت محلول بود. مواد و روشها: این پژوهش گلخانهای به صورت کاملاً تصادفی در آرایش کرتهای خرد شده فاکتوریل و در سه تکرار در محیط کشت محلول بر روی کلزا (رقم هایولا-401) انجام شد. کرت اصلی آزمایش شامل محلول غذایی حاوی اوره و محلول غذایی فاقد اوره، و کرت فرعی شامل نیکل در سه سطح صفر، 5 و 10 میکرومولار از منبع سولفات نیکل و اسیدآمینه در چهار سطح شامل عدم کاربرد اسیدآمینه و کاربرد اسیدهای آمینه تریپتوفان، آرجنین و هیستیدین با غلظت 100 میکرومولار بودند. در پایان آزمایش، وزن خشک شاخساره و ریشه، غلظت و جذب نیکل و برخی ترکیبات نیتروژنی از جمله نیتروژن، نیترات، آمونیم، اوره و اسید آمینه شاخساره و ریشه و همچنین فعالیت آنزیم اورهآز این دو بخش، اندازهگیری شد.یافتهها: بهطورکلی، صرف نظر از سطوح نیکل و اسیدآمینه، وزن خشک شاخساره در محلول غذایی حاوی اوره، بهصورت قابل توجه و معنیدار، کمتر از محلول غذایی فاقد اوره بود. در محلول حاوی اوره، مصرف 5 میکرومولار نیکل به همراه هیستیدین، سبب افزایش معنیدار وزن خشک شاخساره گردید. همین نتایج در محلول فاقد اوره نیز مشاهده شد. در محلول غذایی حاوی اوره، با حضور اسیدهای آمینه، تأثیر مثبت نیکل بر رشد شاخساره گیاه افزایش یافت. همچنین، حضور نیکل به همراه اسیدهای آمینه سبب افزایش فعالیت آنزیم اورهآز برگ شد اگرچه فعالیت اورهآز در بوتههای تغذیه شده با اوره به مراتب بیشتر از بوتههای رشد کرده در محلول غذایی فاقد اوره بود.نتیجهگیری: تأثیر مثبت کاربرد نیکل بر متابولیسم نیتروژن و رشد گیاه به سطح نیکل و حضور یا عدم حضور اوره و اسیدهای آمینه بستگی داشت. کاربرد 5 میکرومولار نیکل، تأثیر مثبتی بر متابولیسم نیتروژن و رشد کلزا در شرایط تغذیه با اوره داشت در حالی که در شرایط بدون اوره تأثیری بر رشد گیاه نداشت. در محلول غذایی حاوی اوره، با حضور اسیدهای آمینه به ویژه هیستیدین، تأثیر مثبت نیکل بر رشد ریشه گیاه افزایش یافت. صرف نظر از تیمار اوره، سطح 10 میکرومولار نیکل برای کلزا سمیت ایجاد کرد اگرچه حضور اسیدهای آمینه به کاهش سمیت منجر شد.
سابقه و هدف: فعالیتهای بشری مانند جنگلزدایی، تبدیل اکوسیستمهای طبیعی به زراعی، سوزاندن زیست توده، شخم و کشت و کار، چرای دام، مصرف کودهای شیمیایی دارای تاثیر شدید و منفی بر مخزن کربن آلی خاک هستند. بهخصوص تبدیل اکوسیستمهای طبیعی به زراعی باعث کاهش مخزن کربن آلی خاک میشوند. شناخت نحوه توزیع فضایی کربن آلی در خاک برای درک نقش خاک در سیستم کربن جهانی از اهمیت ویژهای برخوردار است. بنابراین هدف از مطالعه حاضر بررسی تغییرات کربن کل و اجزای آن در اندازههای مختلف خاکدانههای یک خاک جنگلی پس از تبدیل به شالیزار و تعیین حساسترین و مقاومترین جز به تغییر کاربری بود. مواد و روشها: برای انجام این پژوهش ایستگاه تحقیقاتی صنوبر در استان گیلان انتخاب شد. نمونههای خاک از دو کاربری جنگل طبیعی توسکا و شالیزار مجاور آنها در دو عمق (20-0 و 40-20 سانتیمتر) برداشت گردیدند. در نمونه خاکها خاکدانههایی با اندازه مختلف جدا و مقدار کربن آلی در این خاکدانهها اندازهگیری شد. آنگاه کربن آلی در اندازههای مختلف این خاکدانهها در هر دو کاربری جزبندی گردید. یافتهها: بررسی توزیع کربن آلی در ارتباط با اندازه خاکدانه در دو کاربری نشان داد که با افزایش اندازه خاکدانه محتوای کربن آلی افزایش یافت بهطوریکه مقدار کربن آلی در جنگل طبیعی توسکا و اراضی شالیزار (میانگین دو عمق برای هر کاربری) به ترتیب 5/4 و 3/3 برابر در خاکدانههای بزرگتر از 2 میلیمتر (خاکدانههای بزرگ) بیشتر از خاکدانههای کوچکتر از 053/0 میلیمتر (پیوند یافته با سیلت و رس) بود. با تغییر کاربری از جنگل طبیعی به شالیزار مقدار کربن آلی در خاکدانهها کاهش یافت. ولی مقدار کاهش در خاکدانههای بزرگتر از 2 میلیمتر (خاکدانههای بزرگ) بیشترین و در خاکدانههای 053/0-25/0 میلیمتر (خاکدانههای کوچک) کمترین مقدار بود. نتایج جزبندی موادآلی بر حسب دانسیته نشان داد که در هر دو کاربری با افزایش دانسیته، وزن اجزا افزایش یافت. این وضعیت در هر دو عمق و در تمام اندازه خاکدانه قابل مشاهده بود. با افزایش دانسیته درصد کربن آلی کاهش یافت. درصد کربن اجزا به صورت درصدی از کربن کل خاک در تمام اندازه خاکدانهها در اجزای با دانسیته کوچکتر از 2 گرم بر سانتیمترمکعب کمتر از اجزای با دانسیته بزرگتر از2 گرم بر سانتی-مترمکعب بود و با افزایش عمق در تمام اندازه خاکدانهها از درصد کربن در اجزای با دانسیته کوچکتر از 2 گرم برسانتیمترمکعب کاسته و به درصد کربن در اجزای با دانسیته بزرگتر از 2 گرم برسانتیمترمکعب اضافه گردید. با افزایش دانسیته اجزا، نسبت C/N اجزا کاهش یافت. در تمام اندازه خاکدانهها در اثر تغییر کاربری از جنگل طبیعی به شالیزار درصد کربن اجزا به صورت درصدی از کربن کل خاک از اجزای با دانسیته کوچکتر از 2 گرم بر سانتیمتر مکعب کم و به جز با دانسیته بزرگتر از 2 گرم برسانتیمتر مکعب اضافه گردید. میزان کاهش از خاکدانههای بزرگتر به سمت خاکدانههای کوچکتر کاهش یافت. حساسترین جزء به تغییر کاربری جزء نتیجه گیری: تغییر کاربری از جنگل بکر به اراضی شالیزاری تاثیر نامطلوب روی مقدار کربن اجزا در اندازههای مختلف خاکدانه داشت. بهطوریکه از میزان موادآلی ذرهایی آزاد و محبوس شده در خاکدانه ( جز سبک) که نقش بسیار مهمی را در تغذیه کیاه دارند به شدت کاسته شد. که این امر موجب کاهش سلامت خاک و پتانسیل ترسیب کربن در خاک میشود.
سابقه و هدف: پسماندهای معدن سرب-روی استان زنجان حاوی غلظت بالایی از فلزات سمی مخصوصا آرسنیک هستند که می-توانند بهراحتی به خاکهای اطراف و مسیرآبهای زیرزمینی آزاد شوند. این پسماندها در اثر ارتباط با آب ایجاد شیرابه میکنند که برای محیطزیست، توده جانوری و انسانها بسیار خطرناک است. اما متأسفانه فرایندهای ژئوشیمیایی و کانیشناسی که رهاسازی آرسنیک از پسماندها را کنترل میکند به خوبی مطالعه نشده است. بنابراین هدف این پژوهش ارزیابی ویژگیهای آبشویی آرسنیک تحت شرایط مختلف زیستمحیطی است تا پارامترها و فاکتورهای کنترل کننده غلظت آن در شیرابه مشخص گردد. مواد و روش: فرایندهای متفاوت آبشویی آرسنیک از پسماندهای معدن سرب-روی در سناریوهای مختلف زیستمحیطی مورد ارزیابی قرار گرفت. به منظور تعیین مقدار آبشویی آرسنیک درشرایط مختلف 4 پروتکل آبشویی شامل روش ویژه سمیت (TCLP) روش آبشویی بارندگی مصنوعی (SPLP)، روش آبشویی مزرعه (FLT) و روش عصارهگیری شیرابه (LEP) اجرا شد. همچنین جهت بررسی تأثیر عاملهای مختلف مانند pH، زمان تماس، نسبت آب به خاک و اندازه ذرات بر مقدار آبشویی آرسنیک از پسماندهای معدن سرب-روی آزمایشهای آبشویی بسته مورد اجرا قرار گرفت. روش جزءبندی شیمیایی نیز به منظور بررسی نحوه توزیع آرسنیک در بین اجزاء مختلف پسماند انجام شد. کد ارزیابی خطر (RAC) بر اساس روش جزءبندی شیمیایی برای بررسی سطح تحرک آرسنیک در پسماندها تعیین شد. یافتهها: نتایج نشان داد که در هر دو نمونه بیشترین مقدار آرسنیک در جزء باقیمانده بود و بدین ترتیب آرسنیک در این پسماندها تحت شرایط زیست محیطی پایدار قرار داشت. طبق شاخص RAC پسماندها از نظر آرسنیک در گروه بقایای کم خطر قرار گرفتند. در عصارههای به دست آمده از آزمایشهای TCLP، LEP، FLT و LEP غلظت آرسنیک کمتر از حدود مجاز آرسنیک در شیرابه حاصل از مواد زاید بود. بیشترین غلظت آرسنیک آبشویی شده در آزمایش LEP و نمونهS1 مشاهده شد. طبق روش SPLP پسماندهای معدن سرب-روی پتانسیل بالایی برای ایجاد آلودگی در آبهای سطحی و زیرزمینی داشتند. تحرک آرسنیک در پسماندها کاملا متأثر از pH، زمان تماس، اندازه ذرات و نسبت آب به خاک بود. آبشویی آرسنیک در شرایط فوق اسیدی و قلیایی نسبت به حالتهای دیگر بسیار بیشتر بود. در حقیقت رفتار آبشویی وابسته به پیاچ آرسنیک از پسماندها حالت آمفوتریک داشت. در نمونه S1 بیشترین مقدار آبشویی آرسنیک در ذراتی با اندازه 500-600 میکرومتر بود درحالیکه در نمونه S2 بیشترین مقدار رهاسازی آرسنیک مربوط به ذراتی در اندازه 250-150 میکرومتر بود. نتیجهگیری: با توجه به نتایج پروتکلهای آبشویی، جزءبندی آرسنیک و فاکتورهای مؤثر بر غلظت آرسنیک در شیرابه؛ کاهش دادن حجم آب منفذی و زمان تماس آب با پسماندها، کنترل pH و جلوگیری از پخش ذرات پسماند در محیط زیست، مهمترین فاکتورهای مؤثر در پیشگیری و مدیریت انتشار آلودگی به منابع زیست محیطی هستند.
تجمع فلزات سنگین در خاکهای کشاورزی، علاوه بر آلودگی محیطزیست موجب افزایش غلظت و جذب فلزات سنگین در گیاهان میشود. بهمنظور بررسی جذب و انتقال سرب در چهار رقم گندم پائیزه (زارع، پیشگام، میهن و اوروم)، تأثیر شش سطح آلودگی خاک به سرب (صفر، 25، 50، 100، 200 و 400 میلیگرم سرب در کیلوگرم خاک از منبع نیترات سرب [Pb(NO3)2]) بر روی این ارقام بهصورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار در شرایط گلخانه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که سطوح آلودگی خاک به سرب، اثر معنیداری در سطح احتمال یک درصد P) (< 0.01 بر جذب سرب ارقام مختلف گندم داشت. بیشترین مقدار جذب سرب زیستتوده در رقم میهن و از سطح آلودگی 400 میلیگرم سرب بر کیلوگرم خاک به میزان 67/2 میلیگرم در گلدان اندازهگیری شد. بیشترین میزان وزن تر، بیشترین غلظت سرب ریشه و بخش هوایی و بیشترین مقدار جذب سرب زیستتوده گیاه گندم در تمام سطوح آلودگی خاک به سرب در ارقام میهن و پیشگام مشاهده شد که نشان میدهد این ارقام توانایی بیشتری در جذب و انتقال سرب از ریشه به بخش هوایی دارند .فاکتور انتقال سرب برای هر چهار رقم گندم و در سطوح صفر تا 100 میلیگرم سرب بر کیلوگرم خاک کمتر از یک و فاکتور تجمع زیستی سرب بیشتر از یک بود. با توجه به اینکه در هر چهار رقم گندم مورد بررسی غلظت سرب در ریشه بیشتر از بخش هوایی بود، میتوان این ارقام را جز گیاهان اجتنابکننده عنصر سرب در این سطوح طبقهبندی کرد. مطالعات بیشتر در شرایط عرصه توصیه میشود.
اسیدهای آلی از جمله ترکیبات طبیعی هستند که از ریشه گیاه ترشح میشوند و میتوانند حلالیت و جذب فلزات سنگین را تحت تأثیر قرار دهند. به منظور بررسی تأثیر باکتریهای محرک رشد گیاه بر تولید اسیدهای آلی و جذب فلزات سنگین توسط ارقام مختلف کلم یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه زنجان اجرا گردید. فاکتورهای آزمایشی شامل سه رقم کلم (کلم زینتی، کلم بروکلی و کلم برگ) و شش سطح تلقیح با باکتریهای محرک رشد گیاه شامل Pseudomonas putida PTCC1694، Bacillus megaterium PTCC1656، Bacillus subtilis PTCC1715،Proteus vulgaris PTCC1079 ، Azotobacter chroococcum و یک تیمار بدون تلقیح بود. نتایج تجزیه واریانس دادهها نشان داد که نوع رقم، تلقیح با باکتریهای محرک رشد گیاه و اثرات متقابل آنها تأثیر معنیداری در سطح احتمال یک درصد (01/0>p) بر غلظت اسیدهای آلی خاک ریزوسفری، عملکرد تر و خشک گیاه، غلظت سرب و کادمیوم ریشه و بخش هوایی گیاه کلم داشتند. مقایسه میانگینها نشان داد که تولید اسیدهای آلی در منطقه ریزوسفری، حلالیت و غلظت فلزات سنگین در گیاهان را افزایش داد. بهطوری که بیشترین غلظت اسیدمالیک و سیتریک در خاک ریزوسفری تلقیح شده با باکتری P. putida مشاهده شد. بیشترین غلظت سرب و کادمیوم ریشه و بخش هوایی گیاه کلم نیز در همین تیمار به دست آمد. همچنین بیشترین غلظت اسید استیک، بیشترین عملکرد گیاه کلم، بیشترین غلظت کربن آلی محلول و کمترین اسیدیته خاک ریزوسفری مربوط به تیمار تلقیح شده با باکتری B. megaterium بود.
سابقه و هدف: با آغاز انقلاب صنعتی، آلودگی آب و خاک توسط فلزهای سنگین شتاب بیشتری یافته و تلاش برای پاکسازی و رفع این آلودگیها به یکی از مشکلات عمدهی جوامع بشری تبدیل شده است. روشهای مختلفی برای اصلاح محیطهای آلوده به فلزهای سنگین وجود دارد که استفاده از جاذبها برای جذب فلزهای سنگین از جملهی آنها میباشد. استفاده از روش جذب علاوه بر مؤثر و سریع بودن، از نظر فنی روشی ساده، از نظر محیط زیستی روشی سالم و امن و از نظر هزینه نیز روشی مقرون بهصرفه میباشد. در سالهای اخیر از میان جاذبهای مختلف فلزهای سنگین، استفاده از کامپوزیتهای پلیمری، بهدلیل کارایی بالاتر نسبت به جاذبهای خالص، توجه پژوهش-گران بسیاری را به خود جلب نموده است. کامپوزیتهای کیتوسان از جملهی آن کامپوزیتهای پلیمری هستند که با توجه به خصوصیاتشان میتوانند توانایی بالایی برای جذب فلزهای سنگین در محیطهای آلوده داشته باشند. کامپوزیتهای کیتوسان اغلب برای حذف فلزهای سنگین از پسابهای صنعتی استفاده شده است امّا کارایی این جاذبها در غیر متحرک کردن فلزهای سنگین در محیط خاک مورد مطالعه قرار نگرفته است. با توجه به تنوع زیاد این کامپوزیتها و سازگاری بالای آنها با محیط زیست، پژوهش حاضر با هدف مقایسهی کارایی جاذبهای خالص و کامپوزیتهای مختلف کیتوسان در تثبیت فلز سنگین کادمیم در خاک بهاجرا در آمد.مواد و روشها: برای این منظور یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی، بهصورت گلدانی، در شرایط گلخانه و با سه تکرار به اجرا در آمد. فاکتورهای مورد بررسی عبارت بودند از سطوح کادمیم خاک شامل صفر، 8، 25 و 75 میلیگرم بر کیلوگرم و نوع جاذب شامل کیتوسان، بیوچار، زئولیت و نانو مگنتیت خالص و کامپوزیتهای کیتوسان- بیوچار، کیتوسان- زئولیت، کیتوسان- مگنتیت و تیمار فاقد جاذب بهعنوان شاهد. در ضمن هر یک از جاذبها در سطح نیم درصد وزنی مصرف شدند. برای تهیهی نمونههای خاک با سطوح مختلف کادمیم از مقادیر متفاوت کادمیم سولفات استفاده گردید و نمونههای آلوده شده با کادمیم برای رسیدن به تعادل نسبی به مدت دو ماه خوابانیده شدند. پس از سپری شدن مدت زمان دوماه، نمونهها با جاذبهای مختلف تیمار گردیدند و به مدت دو ماه دیگر نیز خوابانیده شدند. در پایان دورهی خوابانیدن مقدار کادمیم قابل استخراج با DTPA و همچنین شکل-های شیمیایی آن در خاک تعیین گردید.یافتهها: نتایج بهدست آمده نشان دادند که کاربرد جاذبها در خاک باعث کاهش غلظت کادمیم قابل استخراج با DTPA گردید. همچنین نتایج نشان دادند که کامپوزیتهای کیتوسان نسبت به کیتوسان، بیوچار، زئولیت و نانو مگنتیت خالص توانایی بالاتری در غیرمتحرک کردن کادمیم در خاک داشتند و بیشترین توانایی برای غیرمتحرک کردن کادمیم مربوط به کامپوزیت کیتوسان- مگنتیت بود. میزان کاهش کادمیم قابل استخراج با DTPA در اثر مصرف کیتوسان، بیوچار، نانو مگنتیت و زئولیت خالص نسبت به تیمار شاهد بهترتیب برابر با 11/26، 38/19، 00/18 و 71/7 درصد و برای کامپوزیتهای کیتوسان- مگنتیت، کیتوسان- بیوچار و کیتوسان- زئولیت برابر با 02/34، 04/32 و 56/30 درصد بود. نتایج عصارهگیری دنبالهای در سطح آلودگی 75 میلیگرم کادمیم بر کیلوگرم خاک نیز نشان داد که کاربرد جاذبها بهطور معنیداری شکلهای محلول + تبادلی و متصل به کربناتهای کادمیم را در مقایسه با تیمار شاهد کاهش و شکلهای پایدارتر آن شامل متصل به اکسیدهای آهن و منگنز، متصل به مواد آلی و باقیمانده را افزایش داد. نتیجهگیری: با توجه به نتایج میتوان نتیجه گرفت که پوششدار کردن جاذبهای خالص با کیتوسان با ایجاد مکان-های جذبی بیشتر باعث کاهش بیشتر تحرک کادمیم در خاکهای آلوده میگردد و کارایی آنها را در غیرمتحرک کردن کادمیم افزایش میدهد. همچنین مشاهده گردید که از میان کامپوزیتهای به کار رفته در این آزمایش بیشترین توانایی برای کاهش غلظت کادمیم قابل جذب مربوط به کامپوزیت کیتوسان- مگنتیت بود.
معدن سرب و روی انگوران-زنجان بزرگترین تولید کننده سرب و روی در ایران و بزرگترین معدن سرب و روی خاورمیانه است. حجم پسماندهای تولید شده توسط این معدن بسیار زیاد میباشد که متأسفانه بدون عملیات حفاظتی در نواحی مختلف استان زنجان انباشته میشود. این پسماندها حاوی فلزات سنگین مختلفی مخصوصا کادمیوم هستند که دفع و یا پخش آنها در محیطزیست میتواند اثرات بسیار مخربی را بر منابع آب و خاک داشته باشد. درمطالعه حاضر به بررسی غلظت، توزیع و رفتار آبشویی و رهاسازی کادمیوم از نمونه پسماندهای این معدن (S1 و S2) پرداخته شده است. به منظور بررسی توزیع کادمیوم در بین اجزاء مختلف پسماندها از روش عصارهگیری متوالی و برای طبقه بندی پسماندها از نظر سطح خطر زیستمحیطی از پروتکلهای آبشویی روش ویژه سمیت (TCLP) روش آبشویی بارندگی مصنوعی (SPLP)، روش آبشویی مزرعه (FLT) و روش عصارهگیری شیرابه (LEP) استفاده گردید. همچنین تأثیر زمان تماس، اندازه ذرات، نسبت مایع به جامد و پیاچ بر رهاسازی کادمیوم از پسماندها مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که رهاسازی کادمیوم در دامنه اندازه ذرات مختلف یکسان است و با افزایش زمان آبشویی رهاسازی کادمیوم تقریبا به یک مقدار ثابت میرسد. همچنین مشخص گردید که رفتار رهاسازی کادمیوم حالت کاتیونی داشته و انحلالپذیری کنترل کننده غلظت کادمیوم در محلول آبشویی است. هر دو پسماند بر مبنای شاخص تحرک در گروه بقایای بسیار پر خطر قرار گرفتند. نتایج آزمایش TCLP نیز نشان داد که پسماندها جزء بقایایی هستند که باید با عملیات مدیریتی بسیار مناسب حفاظت شوند، زیرا پتانسیل بالایی برای ایجاد آلودگی در منابع آب و خاک دارند.
در این مطالعه تاثیر تغییر کاربری اراضی (تبدیل جنگل طبیعی به شالیزار) و احیای اراضی تخریب شده بر برخی ویژگیهای کیفی و آنزیمی خاک مورد بررسی قرار گرفت. برای انجام این پژوهش ایستگاه تحقیقاتی صنوبر در استان گیلان شهرستان آستانه اشرفیه انتخاب شد. نمونههای خاک از 5 کاربری (جنگل طبیعی، جنگلهای دست کاشت صنوبر، توسکا و دارتالاب و شالیزار) و از دو عمق (20-0 و 40-20 سانتیمتری) جمعآوری شدند. دادههای این پژوهش بهصورت یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. فاکتورهای مورد بررسی شامل نوع کاربری اراضی در پنج سطح و عمق خاک در دو سطح بود که در سه تکرار مورد مطالعه قرار گرفت. لذا تعداد تیمارهای آزمایش 10=2×5 عدد که با لحاظ نمودن تعداد تکرارها در مجموع 30 واحد آزمایشی بود. در مجموع 30 نمونه خاک دست خورده و 30 نمونه خاک دست نخورده وجود داشت که جامعه آماری آزمایش را تشکیل میداد. در نمونهها برخی ویژگیهای فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی اندازهگیری شد. نتایج نشان داد که میانگین وزنی قطر خاکدانه (75 درصد)، هدایت هیدرولیکی اشباع (95 درصد)، خاصیت آبگریزی (53 درصد)، کربن آلی (52 درصد.)، نیتروژن کل (52 درصد) و کربن زیستتوده میکروبی (53 درصد) در جنگل طبیعی بیشتر از شالیزار بود. همچنین فعالیت آنزیم اورهآز و آریلسولفاتاز به طور معنیداری در خاک شالیزار نسبت به جنگل طبیعی کمتر بود. ولی برعکس، فعالیت آنزیم دهیدروژناز در خاک شالیزار بیشتر از خاک جنگل طبیعی بود و این نشان میدهد که در دسترس بودن اکسیژن و رطوبت بر فعالیت دهیدروژناز اثر میگذارد و با افزایش رطوبت خاک، فعالیت آن افزایش مییابد. احیای برخی از اراضی تخریب شده بهوسیله جنگل دست کاشت نشان داد پوشش گیاهی صنوبر موثرتر از پوششهای گیاهی دیگر در افزایش میانگین وزنی قطر خاکدانه، هدایت هیدرولیکی اشباع و کربن زیستتوده میکروبی بود. در حالیکه تاثیر پوشش دارتالاب در افزایش خاصیت آب گریزی، کربن آلی و فعالیت آنزیم اورهآز و آریلسولفاتاز بیش از پوششهای گیاهی دیگر بود. فعالیت ویژه آنزیم (فعالیت آنزیم در واحد کربن آلی) در دهیدروژناز در شالیزار به طور معنیداری بیشتر از جنگل طبیعی بود که این نشاندهنده آن است که فعالیت این آنزیم مستقل از تغییرات کربن آلی خاک بوده و به رطوبت خاک وابسته است. بهطور کلی میتوان نتیجه گرفت که در مقایسه با ویژگیهای کیفی و فعالیت آنزیمی، پوششدارتالاب بهتر از پوشش صنوبر و توسکا این ویژگیها را بهبود بخشید.
سابقه و هدف: خاک یکی از عوامل مؤثر در تعادل اکوسیستم است و فرایندهای زیستی و بیوشیمیایی بیشماری در آن جریان دارد. در تمامی این فرایندها، آنزیمها نقش کاتالیزور را ایفا میکنند. حضور آنها در چرخههای مختلف عناصر غذایی خاک سبب آزاد شدن و در دسترس قرارگرفتن عناصر موردنیاز گیاهان میشود. از این رو سنجش برخی از این آنزیمها میتواند شاخص و معیار مهمی برای ارزیابی توان زیستی خاک و بهتبع آن سنجش اکوسیستم باشد. لذا بهمنظور بررسی میزان و نحوه اثرگذاری نیتروژن معدنی (نیترات آمونیوم) و فسفر معدنی (سوپرفسفات تریپل) در خاکهایی که بقایای گیاه گندم به آنها اضافه شده بر فعالیتهای آنزیمی اورهآز، اینورتاز، سلولاز، فسفاتاز قلیایی و اسیدی یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در آزمایشگاه به اجرا درآمد. هدف از مطالعه حاضر بررسی تاثیر سطوح مختلف نیتروژن و فسفر معدنی و اثر متقابل آنها بر برخی فعالیتهای آنزیمی خاک حاوی بقایای گیاهی گندم بود. مواد و روشها: بهمنظور انجام این پژوهش سطوح مختلف نیتروژن معدنی شامل: صفر، 10، 25، 50 و 75 میلیگرم نیتروژن در کیلوگرم خاک (N75, N50, N25, N10, N) و سطوح مختلف فسفر شامل: صفر، 15، 30 و 45 میلیگرم در کیلوگرم خاک (P45, P30, P15, P) به یک خاک فقیر از لحاظ فسفر و نیتروژن اضافه شد به این خاک به میزان 5 درصد وزنی بقایای گندم کوبیده شده اضافه گردید، و به رطوبت FC رسانده و در دمای آزمایشگاه (نسبتاً ثابت) به مدت 6 ماه خوابانیده شدند. در پایان دوره خوابانیدن فعالیت آنزیمهای اورهآز، اینورتاز، سلولاز و فسفاتاز قلیایی و فسفاتاز اسیدی اندازهگیری شدند. یافتهها: تأثیر متقابل سطوح مختلف فسفر و نیتروژن معدنی بر برخی فعالیتهای آنزیمی نشان داد که آنزیم اورهآز در تیمارهای P30N25، P30N50 و P15N25، P30N10، P30N75 و P45N10 بالاترین و در تیمار شاهد دارای کمترین فعالیت بودند. فعالیت آنزیم اورهآز در این تیمارها تقریباً 3/2 برابر تیمار شاهد بود. بیشترین میزان فعالیت آنزیم اینورتاز در تیمار P15N10، P15N25، P15N50 و کمترین میزان فعالیت آن در تیمار P30N75 مشاهده شد. فعالیت این آنزیم در تیمار حاوی فسفر 15 و نیتروژن 10 (میلیگرم در کیلوگرم خاک) حدود 21 درصد بیشتر از تیمار حاوی فسفر 30 و نیتروژن 75 (میلیگرم در کیلوگرم خاک) بود. بیشترین فعالیت آنزیم سلولاز در تیمار P15N10 و P15N25 و کمترین فعالیت در تیمار P45N25 مشاهده گردید. آنزیم فسفاتاز قلیایی در تیمار P30N10، P15N10 و P30N25، P15N25 و P30N50 دارای بیشترین و در تیمار حاوی فسفر 45 و نیتروژن معدنی 75 (میلیگرم در کیلوگرم خاک) دارای کمترین فعالیت بود. فعالیت آنزیم در این تیمارها حدود 2/1 برابر تیمار P45N75 بود. فعالیت آنزیم فسفاتاز اسیدی در تیمار P15N50 و P15N25 بیشترین میزان و در تیمار حاوی فسفر 45 و نیتروژن معدنی 10 (میلیگرم در کیلوگرم خاک) و تیمار حاوی فسفر 45 و نیتروژن معدنی 75 (میلیگرم در کیلوگرم خاک) دارای کمترین میزان بود. نتیجهگیری: بهطور کلی اعمال کودهای معدنی تا نسبتی به خاک حاوی بقایای گندم سبب افزایش برخی فعالیتهای آنزیمی گردید طبق نتایج حاصل از آزمایش برای حفظ باروری خاک و همچنین تعادل در میزان تجزیه و خروج گازهای گلخانهای و فعالیت آنزیمها که کاتالیزگر واکنش هستند، کودهای معدنی در غلظتهای پایین توصیه میشود بهطوریکه تیمار P15N25 به عنوان تیمار برتر در این تحقیق معرفی گردید. بنابراین به کشاورزان توصیه میشود پساماندهای گیاهی را پس از پایان فصل کشت از اراضی حذف نکنند بلکه میتوانند با افزودن سطوح مناسبی از کود های معدنی سرعت تجزیه بقایا را تعادل ببخشند تا ضمن تجزیه تدریجی سبب بهبود تغذیه گیاه شده و ویژگیهای فیزیکی خاک را نیز بهبود ببخشند.
سابقه و هدف: آلودگی خاک و گیاه به عناصر سنگین در اثر فعالیتهای صنعتی بر سلامت انسانها آثار سوء داشته و در چند دهه اخیر بسیار مورد توجه قرارگرفته است. فلزات سنگین میتوانند از طریق ورود به چرخه خاک و محصولات غذایی، سلامت خاک، گیاه و انسان را به خطر اندازند. به منظور کاهش اثرات مضر فلزات سنگین بر اکوسیستم خاک و آلودگی مواد غذایی یک آزمایش فاکتوریل در سه تکرار در قالب طرح کاملا تصادفی در گلخانه به اجرا درآمد. هدف از مطالعه حاضر بررسی تأثیر مقادیر مختلف بیوچارطبیعی و کود مرغی بر فراهمی عناصر روی و کادمیوم در یک خاک آلوده بود. مواد و روشها: بهمنظور انجام این پژوهش ابتدا سطوح مختلف کود مرغی (صفر، 5/0، 1، 2، 4 و 8 درصد وزنی) و بیوچار طبیعی (صفر، 2، 4، 6، 8 و 10 درصد وزنی) به صورت جداگانه، به یک خاک آلوده اضافه شد. سپس 4 سطح زمان خوابانیدن در رطوبت ظرفیت مزرعه (1، 2، 3 و 4 ماه) بر آنها اعمال گردید. در فواصل زمانی ذکر شده از گلدانها نمونههای فرعی تهیه و به آزمایشگاه منتقل گردید و پس از خشک کردن در آون در دمای 55-50 درجه، pH، EC، مقدار کل و قابل جذب عناصر روی و کادمیوم در آنها اندازهگیری گردید. یافتهها: مقایسه میانگینهای اثرات متقابل مدت زمان خوابانیدن و سطوح کود مرغی و بیوچار نشان داد که با افزایش سطح مصرف و مدت زمان خوابانیدن میزان PH خاک به ترتیب 9/3 و 4/1 درصد کاهش و مقدار EC به ترتیب 5/36 و 4/10 درصد افزایش یافت. بین تیمار شاهد یا سطح صفر درصد کود مرغی و بیوچار با تیمار 8 درصد کود مرغی و بیوچار از لحاظ آماری تفاوت معنیداری وجود داشت (سطح احتمال 5 درصد). با افزایش مدت زمان خوابانیدن و سطوح کود مرغی و بیوچار طبیعی میزان غلظت قابل جذب روی و کادمیوم خاک به طور معنیداری کاهش یافت (p <0.05) که میزان کاهش در تیمارهای حاوی کود مرغی برای روی و کادمیوم به ترتیب 9/19 و 5/29 درصد و در تیمارهای حاوی بیوچار طبیعی نیز برای روی و کادمیوم به ترتیب 4/28 و 7/22 درصد اندازهگیری شد. در تیمارهای حاوی کود مرغی کمترین میزان غلظت روی و کادمیوم استخراج شده با عصارهگیرDTPA در ماه چهارم و سطح مصرف 8 درصد به ترتیب 7/304 و 9/10 میلیگرم بر کیلوگرم و بیشترین مقدار آن نیز در ماه اول در تیمار شاهد (سطح صفر درصد) به ترتیب 2/380 و 0/20 میلیگرم بر کیلوگرم مشاهده گردید. در تیمارهای حاوی بیوچار طبیعی نیز کمترین میزان روی و کادمیوم استخراج شده با عصارهگیرDTPA در ماه چهارم و سطح مصرف10 درصد به ترتیب 4/272 و 9/12 میلیگرم بر کیلوگرم و بیشترین مقدار آن نیز در ماه اول در تیمار شاهد (سطح صفر درصد) به ترتیب 3/380 و 7/20 میلیگرم بر کیلوگرم مشاهده شد. نتیجهگیری: با توجه به نتایج این پژوهش کاربرد بیوچار و کودمرغی سبب کاهش غلظت قابل جذب فلزات سنگین مورد مطالعه در خاک شد. اگر چه تیمارهای حاوی بیوچار و کود مرغی غلظت قابل جذب فلزات را در خاک کاهش دادند، اما با افزایش سطوح کود مرغی و بیوچار و مدت زمان خوابانیدن خاک غلظت قابل جذب فلزات مورد مطالعه در خاک بیشتر کاهش یافت. در کل، میتوان بیان کرد که کاربرد کود مرغی و بیوچار طبیعی در خاک روش مؤثری برای کاهش سمیت و میزان غلظت قابل جذب فلزات سنگین خاک و همچنین بالا بردن عملکرد و کیفیت محصولات زارعی است.
سابقه و هدف: امروزه با توجه به تأثیر آلایندهها بر سلامت عمومی موجودات زنده و انسانها، شناسایی روشهای حذف آلایندههای سمی از منابع آبی، امری کاملا ضروری است. در حال حاضر استفاده از مواد جاذب در دسترس، زائد و ارزان قیمت مانند بیوچار، به عنوان جایگزینی مناسب در برابر روشهای پرهزینه برای حذف فلزات سنگین از محیط آب متداول شده است. هدف این پژوهش مطالعه و بررسی جذب سرب از محلولهای آبی توسط بیوچار تهیه شده از هسته زیتون و مطالعه اثر زمان تماس، پهاش محلول، غلظت اولیه محلول، مقادیر جاذب و بررسی همدماها و سینتیک فرآیند حذف سرب است. مواد و روشها: بیوچار هسته زیتون در دمای 600 درجه سلسیوس به مدت یک ساعت در شرایط بدون اکسیژن با تزریق گاز نیتروژن تولید گردید. ویژگی بیوچار و بیوماس هسته زیتون با میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز تعیین شد. سطح ویژه با روش متیلنبلو و مقادیر کربن، هیدروژن و نیتروژن با دستگاه CHN آنالیزر تعیین گردید. اثر زمان تماس (5/0 تا 16 ساعت)، پهاش محلول از 2 تا 8، مقدار جاذب از 2/0 تا 10 گرم بر لیتر و غلظت سرب از 25 تا 2500 میلیگرم بر لیتر بر کارایی حذف سرب از محلول آبی بررسی شد. همدماهای جذب توسط مدلهای لانگمویر و فروندلیچ انجام شد. یافتهها: طبق نتایج، ظرفیت تبادل کاتیونی بیوچار هسته زیتون و بیوماس زیتون به ترتیب برابر با 42/57 و 125/8 سانتی مول بار بر کیلوگرم بهدست آمد. مقدار سطح ویژه در بیوچار و بیوماس هسته زیتون به ترتیب 2/13 و 92/3 متر مربع بر گرم بود. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) تائید کرد که بیوچار هسته زیتون نسبت به بیوماس هسته زیتون خلل و فرج بیشتری دارد. درصد کربن در بیوچار تهیه شده 5/1 برابر بیشتر از بیوماس هسته زیتون بود. نتایج جذب نشان داد که مقدار 31 تا 71 درصد از عنصر سرب در طی زمان تماس توسط بیوچار از محلول آبی حذف شد. بیشترین میزان جذب بعد از هشت ساعت مشاهده گردید. مقدار جذب سرب با افزایش پ-هاش محلول تا حدود پنج افزایش و سپس کاهش نشان داد. میزان بهینه جاذب برای بیوچار زیتون مقدار چهار گرم بر لیتر به دست آمد. نتایج نشان داد که جذب یون سرب توسط بیوچار زیتون از مدل همدمای لانگمویر تبعیت میکند. نتایج سینیتیک نشان داد که جذب سرب با مدل سینتیکی معادله شبه مرتبه دوم (99/0=R²) مطابقت دارد. نتیجهگیری: با توجه به به جنبههای اقتصادی تولید ترکیب بیوچار زیتون به عنوان جاذبی مناسب، کارآمد و ارزان قیمت برای حذف سرب توصیه میشود. این یافته ها میتواند اطلاعات مفیدی برای مدیریت زیست محیطی در زمینه حذف سرب در اطراف کارخانههای تولید سرب و مناطق آلوده استان زنجان ارائه دهد.
چکیدهسابقه و هدف: آلودگی خاک به فلزات سنگین یکی از چالشهای مهم زیست محیطی است و میتواند مشکلاتی را برای سلامتی انسان و دام در سطح جهانی بهوجود آورد. بسیاری از تکنیکهای اصلاحی برای رفع آلودگی از خاک بسیار پرهزینه هستند و می-توانند بر خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک نیز تأثیر منفی داشته باشند. استفاده از گیاهان زینتی بیشاندوز با زیستتوده و جذب بالا روشی ابتکاری، اقتصادی و سازگار با محیطزیست برای اصلاح مکانهای شهری و صنعتی آلوده به فلزات سنگین است. تحقیق حاضر با هدف بررسی توانایی گل همیشهبهار، کلمزینتی و تاجخروس برای پالایش خاکهای آلوده به کادمیوم در استان زنجان در شرایط گلخانه صورت گرفت.مواد و روشها: این پژوهش به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی اجرا گردید. تیمارهای آزمایش شامل نوع گیاه در سه سطح (گل همیشهبهار (Calendula officinalis)، کلمزینتی (Brassica oleracea) و تاجخروس (Amaranthus retroflexus)) و شش سطح آلودگی خاک به کادمیوم (2/2، 2/12، 2/27، 2/52، 2/77 و 2/102 میلیگرم کادمیوم بر کیلوگرم خاک) بودند که در سه تکرار اعمال شدند. یافتهها: نتایج نشان میدهد که غلظت بالای کادمیوم در خاک باعث کاهش وزن تر و خشک اندام هوایی و ریشه در گیاهان مورد مطالعه گردید. بهطوریکه بالاترین سطح کادمیوم خاک (2/102 میلیگرم کادمیوم بر کیلوگرم خاک) موجب شد وزن تر اندام هوایی در گل همیشهبهار، کلمزینتی و تاجخروس بهترتیب 77، 69 و 62 درصد نسبت به تیمار شاهد کاهش و همچنین غلظت کادمیوم در اندام هوایی گل همیشهبهار، کلمزینتی و تاجخروس بهترتیب 40، 22 و 46 برابر نسبت به تیمار شاهد افزایش یابد. بیشترین مقدار جذب کادمیوم در کل زیستتوده مربوط به گل همیشهبهار و کلمزینتی در تیمار 2/77 میلیگرم کادمیوم بر کیلوگرم خاک و در گیاه تاجخروس در تیمار 2/102 میلیگرم کادمیوم بر کیلوگرم خاک بود. مقدار محاسبه شده فاکتور انتقال در غلظت های مختلف کادمیوم خاک بیشتر از یک بود. در بیشترین غلظت کادمیوم ( 2/102 میلیگرم کادمیوم بر کیلوگرم خاک) مقدار فاکتور انتقال در گیاهان به-ترتیب در گل همیشهبهار > تاجخروس > کلمزینتی بود. میزان تجمع زیستی بخش هوایی در غلظت 2/102 میلیگرم کادمیوم بر کیلوگرم خاک بهترتیب در گل همیشهبهار > تاج خروس > کلمزینتی بود. میزان تجمع زیستی ریشه در غلظت 2/102 میلیگرم کادمیوم بر کیلوگرم خاک بهترتیب در تاجخروس > کلمزینتی > گل همیشهبهار بود. نتیجهگیری: نتایج آزمایش نشان داد که فاکتور انتقال در گیاهان مورد مطالعه (تاج خروس، همیشه بهار و کلم زینتی) بیشتر از یک بود و بیشتر از ۱۰۰ میلیگرم بر کیلوگرم کادمیوم در بافت خشک بخش هوایی آنها وجود داشت. بنابراین میتوان این گیاهان را از لحاظ جذب و انتقال فلز سنگین کادمیوم جزء گیاهان بیشاندوز طبقهبندی کرد که برای اصلاح خاکهای آلوده به کادمیوم مناسب هستند.
به منظور بررسی اثرات زمانهای قطع آبیاری، سطوح مختلف نیتروژن و اندازه سوخ مادری بر عملکرد بذر پیاز رقم قولی قصه (Allium cepa var. Ghooli gheseh) آزمایشی به صورت کرتهای نواری خرد شده در قالب طرح پایه بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار در سال 1393 در دانشگاه زنجان اجرا گردید. در این مطالعه چهار زمان قطع آبیاری شامل قطع آبیاری در زمان شروع گلدهی، قطع آبیاری در زمان پایان گلدهی، قطع آبیاری در زمان شیری شدن بذر و آبیاری کامل در کرتهای افقی، چهار سطح مصرف نیتروژن شامل صفر، 75، 150 و 300 کیلوگرم در هکتار از منبع اوره در کرتهای عمودی و دو سطح اندازه سوخ مادری پیاز شامل 7-5 و 9-7 سانتیمتر در کرتهای فرعی قرار داده شدند و در پایان فصل برداشت عملکرد بذر، درصد زودرسی، میانگین قطر گل، تعداد گلآذین در سوخ و روز تا شروع گلدهی اندازهگیری گردید. نتایج تجزیه واریانس نشان داد اثر تیمار زمانهای قطع آبیاری بر صفات زودرسی و عملکرد بذر در سطح احتمال یک و پنج درصد تفاوت معنیدار داشتند. قطع آبیاری در زمان شیری شدن، پایان گلدهی و شروع گلدهی عملکرد بذر را به ترتیب 5/10، 12 و 5/39 درصد نسبت به آبیاری کامل (شاهد) کاهش داد. بیشترین میزان عملکرد بذر از تیمار آبیاری کامل به مقدار 4/659 کیلوگرم در هکتار به دست آمد. مصرف نیتروژن تا سطح 150 کیلوگرم در هکتار صفات قطر گلآذین و عملکرد بذر را نسبت به شاهد افزایش و درصد زودرسی بذر کاهش یافت. اثر اندازه سوخ مادری بر صفات روز تا شروع گلدهی، میانگین تعداد گل آذین در سوخ و عملکرد بذر در سطح احتمال یک درصد معنیدار بود و سوخ مادری درشت با قطر 7-9 سانتی متر نسبت به سوخهای با قطر کمتر برتری داشت. بنابراین در بذر گیری پیاز استفاده از آبیاری کامل، سوخ مادری درشت با قطر 7-9 سانتی متر و مصرف 150 کیلوگرم نیتروژن در هکتار برای شرایط آب و هوایی مشابه با استان زنجان توصیه میشود.
چکیده سابقه و هدف: بررسی پارامترهای بیولوژیکی کیفیت خاک بهمنظور ارزیابی مدیریت زمین و پایداری سیستمهای کشاورزی مورد استفاده، بسیار مفید است. برای این منظور ویژگیهای بیولوژیکی کیفی خاک که به کشت و کار حساس هستند مورد اندازهگیری و ارزیابی قرار می-گیرند. هدف از مطالعه حاضر بررسی تغییرات بیولوژیک کیفیت خاک جنگلی پس از تبدیل به شالیزار، تعیین حساسترین این پارامترها به آشفتگی یک اکوسیستم و ایجاد حداقل مجموعه داده از این پارامترها با استفاده از روش تجزیه عاملها بود.مواد و روشها: برای انجام این پژوهش ایستگاه تحقیقاتی صنوبر در استان گیلان انتخاب شد. نمونههای خاک از دو کاربری جنگل طبیعی و شالیزار مجاور آنها در 5 عمق (20-0، 40-20، 60-40، 80-60 و 100-80 سانتیمتر) برداشت گردید. دادههای این پژوهش بهصورت یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. فاکتورهای مورد بررسی شامل نوع کاربری اراضی در دو سطح و عمق خاک در پنج سطح بود که در سه تکرار مورد مطالعه قرار گرفت. لذا تعداد تیمارهای آزمایش 10=2×5 عدد که با لحاظ نمودن تعداد تکرارها در مجموع 30 واحد آزمایشی، جامعه آماری آزمایش را تشکیل داد. در نمونهها تنفس میکروبی، درصد معدنی شدن کربن، کربن زیست توده میکروبی، کسر میکروبی و ضریب متابولیکی اندازهگیری و شاخص حساسیت برای هر ویژگی محاسبه گردید. مقایسه میانگین پارامترها با آزمون دانکن و تجزیه عاملی به روش تجزیه به مولفههای اصلی انجام گرفت.یافتهها: نتایج این مطالعه نشان داد با تغییرکاربری اراضی از جنگل بکر به شالیزار بهطور میانگین در کل خاکرخ نسبت معدنی شدن کربن (28 درصد) و ضریب (کسر) متابولیکی (21 درصد) افزایش یافت. درحالیکه وزن زیست توده میکروبی (61 درصد)، تنفس میکروبی (39 درصد) و تنفس پایه (49 درصد) کاهش یافت. شاخص حساسیت (SI) نشان داد که در بین پارامترهای بیولوژیکی، زیست توده میکروبی در مقایسه با سایر پارامترها به تغییر کاربری اراضی حساستر بود. استفاده از تجزیه و تحلیل مولفههای اصلی (PCA) در این مطالعه نشان داد که دو عامل تقریباً بیش از 70 درصد واریانس را در مقادیر زیست توده میکروبی و درصد معدنی شدن کربن و بیش از 60 درصد واریانس را در مقادیر معدنی شدن کربن، تنفس پایه و کسر (ضریب) متابولیکی توجیه کرد. این پارامترها بیشترین برآورد اشتراکی بودن را نشان میدهند و کسر میکروبی کمترین اهمیت نسبی در بین تخمین مقادیر اشتراک را نشان داد. نتیجهگیری: تغییر کاربری از جنگل بکر به اراضی شالیزاری تاثیر نامطلوب روی پارامترهای بیولوژیکی کیفیت خاک داشت. این امر موجب کاهش سلامت خاک و پتانسیل ترسیب کربن در خاک میشود. بنابراین ادامه کشت و کار در این اراضی تخریب خاک را تشدید نموده و در صورت توقف کشت و کار زمان بهبود (Recovery time) و زمان احیا (Resilience time) طولانیتر میشود.
سابقه و هدف: آرسنیک یکی از شبه فلزات است که اخیرا توجهات زیادی را به سوی خود جلب کرده است. قرار گرفتن طولانی مدت در معرض آرسنیک سبب بروز سرطان های پوست، شش و پروستات می شود. حضور آرسنیک در آب و خاک منجر به انتقال آن به بخش های مختلف گیاهان می شود. تاکنون تاثیر نانوذرات هماتیت بر غلظت آرسنیک در گیاهان کشت شده در مناطق آلوده بررسی نشده است. پژوهش حاضر با هدف بررسی کارایی نانوذرات هماتیت در کاهش تحرک و گیاه -فراهمی آرسنیک و تاثیر آن بر غلظت عناصر فسفر، آهن، روی و منگنز گیاه ذرت کشت شده در خاکهای آلوده انجام شد. مواد و روش ها: بدین منظور یک آزمایش فاکتوریل با دو فاکتور سطوح نانوذرات هماتیت (صفر، 0/05، 0/1 و 0/2 درصد وزنی) و سطوح مختلف آرسنیک (صفر، 6، 12، 24، 48 و 96 میلی گرم بر کیلوگرم خاک) در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار در گلخانه انجام شد. خاک بصورت مصنوعی و با استفاده از نمک آرسنات سدیم (Na2HAsO4.7H2O) به سطوح مختلف آرسنیک آلوده و به مدت پنج ماه خوابانیده شد. نانوذرات هماتیت (α-Fe2O3) از نیترات آهن سنتز شدند و خصوصیات آنها به وسیله تکنیکهای XRD، SEM و TEM بررسی گردید. پس از پایان زمان خوابانیدن، نانوذرات هماتیت به خاکهای الوده و غیرآلوده افزوده شد و پس از یک ماه غلظت آرسنیک قابل جذب خاک ها اندازه گیری شد. از گیاه ذرت به عنوان شاخص زیستی استفاده شد. پس از گذشت 75 روز گیاهان برداشت شدند و ارتفاع بوته، وزن خشک ریشه و بخش هوایی، غلظت آرسنیک، فسفر، آهن، روی و منگنز ریشه و بخش هوایی اندازه گیری شد. یافته ها: مورفولوژی نانوذرات هماتیت بوسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی و عبوری کروی تشخیص داده شد و میانگین اندازه آنها 30 نانومتر اندازه گیری گردید. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت آرسنیک کل خاک، غلظت آرسنیک قابل جذب، غلظت آرسنیک ریشه و بخش هوایی ذرت افزایش یافت. تجمع آرسنیک در ریشه بیش از بخش هوایی ذرت بود. آرسنیک سبب افزایش غلظت عناصر فسفر و منگنز و کاهش غلظت عناصر آهن و روی ریشه ذرت شد. همچنین در بخش هوایی غلظت فسفر، آهن و روی را کاهش ولی منگنز را افزایش داد. آرسنیک همچنین سبب کاهش انتقال فسفر از ریشه به بخش هوایی شد. نانوذرات هماتیت در کلیه سطوح آرسنیک خاک، غلظت آرسنیک قابل جذب و غلظت آرسنیک ریشه و بخش هوایی ذرت را بطور معنی دار کاهش دادند. این نانوذرات با افزایش غلظت عناصر غذایی آهن و روی، کاهش تجمع آرسنیک، فسفر و منگنز ریشه گیاهان کشت شده در خاکهای آلوده، سبب افزایش وزن خشک ریشه شدند و با افزایش غلظت عناصر فسفر، آهن و روی و کاهش تجمع آرسنیک و منگنز بخش هوایی سبب افزایش وزن خشک آن شدند، ولی در خاک های غیرآلوده با کاهش غلظت عناصر غذایی فسفر، آهن، روی و منگنز ریشه و بخش هوایی گیاهان کشت شده منجر به کاهش وزن خشک گیاه شدند. موثرترین سطح مصرف نانوذرات هماتیت 0/2 درصد بود بطوری که مقدار کاهش غلظت آرسنیک ریشه و بخش هوایی گیاهان کشت شده در خاک تیمار شده با2/ 0 درصد نانوذرات هماتیت و 96 میلی گرم آرسنیک بر کیلوگرم 54/64 و 40/20 درصد بود. نتیجه گیری: آرسنیک در غلظت های کمتر از 12 میلی گرم بر کیلوگرم رشد و وزن ریشه و بخش هوایی ذرت را افزایش داد ولی در غلظتهای بیش از آن با ایجاد اثرات سمی و بر هم زدن تعادل عناصر غذایی رشد گیاه را کاهش داد. بطور کلی نتایج نشان دادند که نانوذرات هماتیت می توانند برای پاکسازی خاک های آلوده به آرسنیک بکار روند به شرط آنکه تحقیقات تکمیلی در خصوص اثرات زیست محیطی آنها صورت گیرد.
بهمنظور بررسی تآثیر اندازه و عمق جایگذاری بقایای گیاهی بر دینامیک کربن و نیتروژن آلی، آزمایشی بهصورت کرتهای دوبار خرد شده در سه تکرار و در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی در مزرعه روی بقایای گندم (Triticum aestivum L.) بهروش کیف کلش اجرا گردید. فاکتورهای مورد بررسی شامل مدت زمان خوابانیدن بقایای گیاهی در چهار سطح (1، 2، 3 و 4 ماه)، عمق جایگذاری بقایای گیاهی در چهار سطح (5، 15، 30 و 45 سانتیمتر) و اندازه بقایای گیاهی در سه سطح (2/0 تا 5/0، 1 تا 2 و 5 تا 10 سانتیمتر) بودند که بهترتیب در کرتهای اصلی، فرعی و فرعی- فرعی قرار داده شدند. پس از سپری شدن فواصل زمانی خوابانیدن، کیفهای کلش از خاک خارج و پس از اندازهگیری وزن بقایای گیاهی باقیمانده در آنها میزان کربن آلی نیتروژن کل بقایا اندازهگیری شد. نتایج نشان داد که بیشترین مقدار هدر رفت کربن و نیتروژن آلی چهار ماه پس از خوابانیدن، زمانیکه بقایای گیاهی گندم با اندازه 2/0 تا 5/0 سانتیمتری در عمق 30 سانتیمتری خاک جایگذاری شدند اتفاق افتاد. در مقابل کمترین مقدار هدر رفت کربن و نیتروژن آلی یک ماه پس از خوابانیدن، زمانیکه بقایای گیاهی گندم با اندازه 5 تا 10 سانتیمتری در عمق پنج سانتیمتری خاک جایگذاری شدند صورت پذیرفت. در این آزمایش 73/49 تا 07/54 درصد از کربن آلی و 48/34 تا 78/39 درصد از نیتروژن آلی بقایای گندم در یک دوره چهار ماهه وقتی بقایای گیاهی گندم بهترتیب در عمق 5 و 30 سانتیمتری خاک جایگذاری شدند تلف گردید. از نتایج چنین استنباط میشود زمانیکه کمبود رطوبت خاک عامل محدودکننده برای تجزیه بقایای گیاهی است، افزایش عمق جایگذاری بقایا با قرار دادن بقایا در لایه مرطوب خاک باعث افزایش سرعت معدنی شدن کربن و نیتروژن آلی میشود. همچنین خرد کردن بقایای گیاهی با افزایش سطح ویژه و سطح تماس بقایا با خاک، باعث افزایش سرعت تجزیه بقایا میشود.
کمبود آب در مناطق خشک و نیمه خشک از جمله کشور ایران یکی از فاکتورهای محدود کننده رشد و نمو و عملکرد گیاهان زراعی میباشد. به همین دلیل یافتن راهکارهای مناسب جهت غلیه بر تنش خشکی و افزایش تولید از اهمیت ویژهای برخوردار است. به منظور مطالعه تأثیر تلقیح قارچهای میکوریز آربسکولار بر عملکرد و کیفیت سیبزمینی (Solanum tuberosum L.) رقم آگریا تحت تنش خشکی، یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار در گلخانه گروه خاکشناسی دانشگاه زنجان انجام شد. در این آزمایش غدههای بذری گیاه سیبزمینی در خاکی با بافت لوم شنی در جعبههای مخصوص کشت شدند. فاکتورهایی که مورد مطالعه قرار گرفتند شامل چهار سطح تنش خشکی (حفظ رطوبت خاک در حد ظرفیت مزرعه، 80 ، 60 و 40 درصد ظرفیت مزرعه) و چهار سطح تلقیح با قارچ میکوریز ( بدون تلقیح به عنوان شاهد، تلقیح با قارچ گلوموس اینترارادیسز (Glomus intraradices)، تلقیح با قارچ گلوموس موسه (Glomus mosseae) و تلقیح با مخلوطی از دو نوع قارچ) بودند. در این آزمایش عملکرد، اجزای عملکرد سیبزمینی، غلظت نیتروژن، فسفر و پتاسیم در برگها و غدههای گیاه اندازهگیری شدند. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد تأثیر تنش خشکی و قارچهای میکوریزی بر همه صفات اندازهگیری شده معنیدار بود و تنش خشکی همه صفات مورد مطالعه به جز غلظت نیتروژن برگ و غده سیبزمینی را کاهش داد. در مقابل کاربرد قارچهای میکوریزی عملکرد و اجزای عملکرد سیبزمینی و غلظت عناصر غذایی گیاه را افزایش داد و توانست اثر سوء تنش خشکی بر گیاه سیبزمینی را کاهش دهد. بیشترین عملکرد سیب زمینی به مقدار 87/4 کیلوگرم در متر مربع از رطوبت 100 درصد ظرفیت مزرعه و تلقیح با قارچ گلوموس موسه بهدست آمد.
سابقه و هدف: خاصیت آبگریزی خاک شامل مقاومت خاک در برابر خیسیدگی است که میتواند سبب کاهش سرعت نفوذ آب برای چند ثانیه تا ساعتها و یا حتی هفتهها گردد. در کنار اثرات سوء آبگریزی خاک در پژوهشهای علمی، به نقش مثبت آن در بسیاری از پدیدهها از قبیل ساختمان خاک نیز اشاره شده است. در حالی که بسیاری از مطالعات مواد آلی خاک را به عنوان منشاء شیمیایی آبگریزی معرفی میکنند، اما برخی دیگر عدم ارتباط معنیدار میان این دو صفت را گزارش کردهاند. به نظر میرسد شناسایی گروههای عاملی آبگریز به جای در نظر گرفتن کل توده کربن آلی خاک به کمک روش جداسازی مخازن کربن آلی بر اساس ذرات تشکیل دهنده خاک بتواند اطلاعات باارزشی را در رابطه با میزان و منشاء آبگریزی خاک ارائه دهد. لذا تحقیق حاضر جهت بررسی ارتباط مخازن مختلف کربن آلی با خاصیت آبگریزی خاک و همچنین نظر به مطالعات اندک صورت گرفته در خصوص نحوه تأثیر آبگریزی خاک بر ساختمان خاکدانهها طراحی و به مرحله اجرا درآمد. مواد و روشها: نمونههایی از اعماق 5-0، 10-5 و20-10 سانتیمتری از خاک تحت پوشش گونههای درختی شامل کاج تدا (Pinus taeda)، دارتالاب (Taxodium distichum)، ارس (Juniperus polycarpos)، توسکا (Alnus glutinosa)، بلوط بلندمازو (Quercus castaneifolia) و سفیدپلت (Populus caspica) جمعآوری گردید. در این نمونهها مخازن کربن آلی به تفکیک ذرات اولیه خاک، میزان آبگریزی، اسیدیته و میانگین وزنی قطر خاکدانه اندازهگیری و پس از تجزیه واریانس دوطرفه، دادهها بر اساس متغیرهای مستقل(گونه درختی و عمق) در قالب طرح کاملا تصادفی با آرایش فاکتوریل مورد آنالیز آماری قرار گرفته و جهت بررسی وضعیت ارتباط میان صفات مورد اندازهگیری از همبستگی پیرسون استفاده گردید. یافتهها: نتایج اولیه بیانگر تأثیر گونههای درختی و عمق بر میزان خاصیت آبگریزی خاک و صفات اندازهگیری شده مورد بررسی میباشد. بیشترین زمانهای ثبت شده برای وضعیت آبگریزی خاک در ضخامت 5-0 سانتی متری ثبت شد. از میان گونههای مورد بررسی، کاج تدا، دارتالاب و ارس دارای بیشترین تنوع کلاسهای آبگریزی بودند به طوری که نمونههای با زمان آبگریزی بیش از یک ساعت صرفاً در لایه 5-0 سانتی متری و در خاک تحت پوشش کاج تدا و دارتالاب به ترتیب با مقادیر 33/13 و 33/3 درصد نمونههای جمع آوری شده مشاهده گردید و کمترین آن در نمونههای درختان سفیدپلت، توسکا و بلوط اندازهگیری شد. با افزایش عمق خاک، زمان آبگریزی در تمامی گونهها کاهش یافت به گونهای که 22/82 درصد از کل نمونههای جمع آوری شده از عمق 20-10 سانتیمتری دارای زمان آبگریزی 5-0 ثانیه بودند. علیرغم وجود همبستگی میان کربن آلی کل و آبگریزی (r=0.19, P نتیجهگیری: وجود همبستگی معنیدار میان آبگریزی با میزان کربن آلی جزء شن بیانگر تجمع ترکیبات کربنه آبگریز در جزء شن بوده لذا این بخش از کربن آلی کنترل کننده میزان آبگریزی خاک محدوده مورد مطالعه میباشد. با این وجود کاهش پهاش خاک و همچنین درجه پوسیدگی مواد آلی میتواند بر کیفیت ماده آلی خاک اثر گذاشته و متعاقب آن منجر به کاهش خاصیت آبگریزی خاک گردد. علیرغم نقش مواد آلی و جزء آبگریز آن در تشکیل و پایداری خاکدانهها ولی کیفیت نامطلوب ماده آلی، وجود پهاش پایین و تشکیل خاکدانههای کوچک در خاکهای تحت پوشش درختان سوزنیبرگ ایجاب میکند که در انتخاب درختان سوزنیبرگ برای پروژههای جنگلکاری و فضای سبز این موارد در نظر گرفته شود.
سابقه و هدف: آرسنیک ازجمله فلزهای سنگینی است که به دلیل اثرات سمی و سرطانزایی آن، توجه به پاکسازی زیست محیطی این عنصر رو به گسترش است. پژوهش حاضر با هدف بررسی و مقایسه میزان کارایی جاذبهای نانوذرات هماتیت و پلیمرهای اکریلیکی در غیرمتحرک کردن آرسنیک در خاکهای آلوده با سطوح مختلف آرسنیک و یافتن سطح مناسب از جاذبهای نامبرده انجام شد. مواد و روشها: بدین منظور یک آزمایش فاکتوریل با دو فاکتور نوع و سطوح جاذب (چهار نوع جاذب شامل نانوذرات هماتیت، کوپلیمر اکریلآمید- اکریلیک اسید (A)، و کوپلیمرهای مالئیک انیدرید- استایرن-اکریلیک اسید ( B وC )) در چهار سطح (صفر، 05/0، 1/0 و 2/0 درصد) و سطوح مختلف آرسنیک (صفر، 6، 12، 24، 48 و 96 میلی گرم بر کیلوگرم) در سه تکرار قالب طرح کاملا تصادفی انجام شد. نانوذرات هماتیت (α-Fe2O3) از نیترات آهن سنتز شدند و خصوصیات آنها به وسیله تکنیکهای XRD، SEM و TEM بررسی گردید. کارایی جاذبها در غیرمتحرک نمودن با اندازهگیری غلظت آرسنیک فراهم، جذب شده بصورت اختصاصی و مجوع آنها بوسیله دستگاه ICP-OES بررسی گردید. یافتهها: تصویربرداری از نانوذرات هماتیت نشان داد که متوسط قطر آنها 69/32 نانومتر و مورفولوژی آنها کروی است. نتایج نشان داد که تاثیر نوع و سطوح جاذب، سطوح آرسنیک خاک و همچنین اثر متقابل آنها بر غلظت آرسنیک فراهم، آرسنیک جذب شده بصورت اختصاصی و مجموع آنها معنیدار بود، بطوریکه با افزایش سطح آرسنیک در خاک، غلظت آرسنیک فراهم، آرسنیک جذب شده بصورت اختصاصی و کل آرسنیک جذب شده افزایش یافت. کاربرد جاذبها سبب کاهش غلظت آرسنیک فراهم، آرسنیک جذب شده بصورت اختصاصی و مجموع آنها گردید و با افزایش سطح کاربرد آنها میزان کاهش افزایش یافت بطوریکه کمترین غلظت از سطح 2/0 درصد جاذبها بدست آمد. کاربرد جاذب نانوذرات هماتیت غلظت آرسنیک را بیش از سایر جاذبها کاهش داد و مالئیک انیدرید- استایرن-اکریلیک اسید کوپلیمر (C)، اکریلآمید- اکریلیک اسید کوپلیمر (A) و مالئیک انیدرید- استایرن-اکریلیک اسید کوپلیمر (B) به ترتیب در مراتب بعدی قرار گرفتند. در تمام سطوح آرسنیک خاک، کمترین غلظت آرسنیک جذب شده مربوط به سطح 2/0 درصد جاذب نانوذرات هماتیت و بیشترین غلظت آن مربوط به تیمار شاهد (بدون کاربرد جاذب) بود. میزان کاهش غلظت آرسنیک فراهم خاک با کاربرد سطح 2/0 درصد جاذبهای نانوذرات هماتیت، و پلیمرهای اکریلیکی C، A و B بهترتیب 80/60%، 82/56%، 87/37% و 57/26% بود. در نوع و سطح جاذب مشابه، میزان کاهش غلظت آرسنیک جذب شده بصورت اختصاصی، بهترتیب 56/27%، 72/22%، 88/14% و 10% بود. در نهایت میزان کاهش غلظت کل آرسنیک جذب شده، در نوع و سطح جاذب مشابه بهترتیب 39/39%، 84/34%، 05/23% و 88/15% بود. در پلیمرها ماهیت و سپس تعداد لیگاندهای کلاته کنندهی فلز تعیین کننده ظرفیت جذب آنها بود. جاذبها در سطوح بالاتر آرسنیک خاک نسبت به سطوح پایین آن، توانایی بیشتری در کاهش غلظت آرسنیک داشتند. همچنین کارایی آنها در کاهش غلظت آرسنیک قابل جذب خاک بیشتر از آرسنیک جذب شده بصورت اختصاصی بود. نتیجه گیری: نانوذرات هماتیت، پلیمرهای اکریلیکی مالئیک انیدرید- استایرن-اکریلیک اسید B) و C (و اکریلآمید- اکریلیک اسید (A) بالاخص نانوذرات هماتیت میتوانند به عنوان جاذبهای موثر جهت کاهش غلظت آرسنیک فراهم، جذب شده بصورت اختصاصی و مجموع آنها در خاکهای آلوده بکار روند.
سابقه و هدف: بقایای گیاهی بهدلیل دارا بودن عناصر غذایی مورد نیاز گیاهان در چرخهی طبیعی این عناصر نقش مهمی دارند. با توجه به نقش بقایای گیاهی در بهبود حاصلخیزی خاک، آگاهی از شیوههای مختلف مدیریت بقایای گیاهی و انتخاب بهترین شیوهی مدیریت برای این بقایا امری لازم و ضروری است. ترکیبی از عوامل محیطی و زیستی در سرعت معدنی شدن فسفر آلی در خاک نقش دارند و میکروبها عامل اصلی در تجزیه کلش و بقایای گیاهی هستند. عوامل غیر زنده شامل دما، نوع خاک، چگالی ظاهری، رطوبت خاک و کیفیت آب آبیاری از طریق تاثیرگذاری بر فعالیتهای میکروبی بر معدنی شدن فسفر آلی موثرند. سرعت معدنی شدن فسفر آلی در مناطقی با دما و رطوبت بالا نسبت به مناطق سرد و خشک بیشتر است. با توجه به رابطهی معکوس بین رطوبت خاک و میزان تهویه هدف این پژوهش بررسی تاثیر مقادیر مختلف رطوبت خاک بر سرعت تجزیهی بقایا و معدنی شدن فسفر آلی میباشد. مواد و روشها: بهمنظور بررسی تأثیر میزان رطوبت خاک بر مقدار معدنی شدن و ثابت سرعت تجزیه فسفر آلی یک آزمایش به صورت کرتهای دو بار خرد شده، بر پایهی طرح کاملا تصادفی، با سه تکرار و با استفاده از کیف کلش ، در گلخانه به اجرا در آمد. فاکتورهای مورد بررسی در این آزمایش شامل نوع بقایای گیاهی در دو سطح (جو و یونجه)، سطوح رطوبتی خاک در پنج سطح (10، 25، 50، 75 و 100 درصد رطوبت اشباع) و مدت زمان خوابانیدن بقایا در چهار سطح (1، 2، 3 و 4 ماه) بودند که به ترتیب در کرتهای اصلی، فرعی و فرعی- فرعی قرار داده شدند. پس از سپری شدن فواصل زمانی خوابانیدن، کیفهای کلش از خاک خارج و پس از اندازهگیری وزن بقایای گیاهی باقیمانده در آنها میزان فسفر آلی بقایا بهروش رنگ سنجی (رنگ زرد مولیبدات وانادات) اندازهگیری شد. مقدار معدنی شدن فسفر آلی از کسر میزان فسفر آلی باقیمانده در هر بازه زمانی از میزان فسفر آلی باقیمانده در بازهی زمانی ما قبل آن محاسبه گردید. یافتهها: در رطوبتهای 10، 25، 50، 75 و 100 درصد رطوبت اشباع به ترتیب 24/25، 38/36، 40/43، 87/36 و 25/31 درصد فسفر آلی بقایا طی یک دورهی چهار ماهه آزاد شد. همچنین مقدار ثابت سرعت تجزیه فسفر آلی بقایای گیاهی در سطوح رطوبتی ذکر شده به ترتیب 13/0، 20/0، 26/0، 21/0 و Month-1 16/0 در یک دورهی چهار ماهه بود. نتیجهگیری: مقدار معدنی شدن فسفر آلی بقایا در اولین ماه خوابانیدن بهمراتب بیشتر از سه ماههی بعدی خوابانیدن بود. بیشترین مقدار معدنی شدن فسفر آلی در سطح رطوبت 50 درصد اشباع (رطوبت ظرفیت مزرعه) مشاهده گردید. نتایج همچنین نشان دادند که بیش بود رطوبت (کمبود تهویه) همانند کمبود آن عامل محدود کنندهی قوی برای معدنی شدن فسفر بود و در رطوبتهای اشباع و نزدیک به آن، مقدار معدنی شدن فسفر آلی اندک و نزدیک به مقدار معدنی شدن فسفر در سطوح رطوبتی کمتر از ظرفیت مزرعه بود.