سابقه و هدف: برای حفظ کارایی خاک و دستیابی به کشاورزی پایدار استفاده از مواد آلی و اصلاح کننده‏‏ های خاک ضروری است. هدف از این پژوهش، مطالعه تاثیر کاربرد زغال زیستی و سرکه چوب بر مقاومت‏ فروروی و پایداری خاکدانه‏ های خاک زیر کشت ذرت علوفه‏ ای بود. بدین منظور پژوهشی در شرایط گلخانه‏ ای در دانشگاه شهرکرد اجرا گردید. مواد و روش‏ها: آزمایش به‏ صورت فاکتوریل، در قالب طرح کاملا تصادفی شامل 30 تیمار در 3 تکرار اجرا شد. تیمارهای مورد بررسی شامل سرکه چوب در شش مقدار صفر (W0)، 0.2 (W4)،0.1 (W3)، 0.04 (W2)،0.02 (W1) و 0.4(W5) گرم در کیلوگرم (فاکتور اول) و ماده اصلاحی شامل ماده خام (چوب درختان انار و آلو) در دو سطح 1 (B0 1) و 2 (B0 2) درصد جرمی-‏‏‏‏ جرمی و زغال زیستی در دو سطح 1 (B1) و 2 (B 2) درصد جرمی-‏‏‏‏ جرمی (فاکتور دوم) بود. مقاومت‏ فروروی خاک بر روی نمونه‏ های دست نخورده در مکش‏های 0، 10، 50، 100، 500، 1000 و 1500 کیلوپاسکال بوسیله دستگاه فرو‏سنج و میانگین وزنی قطر خاکدانه‏ ها نیز به ‏وسیله الک خشک اندازه‏ گیری شد.یافته‏ ها: نتایج نشان داد اثر اصلی کاربرد سرکه چوب و ماده اصلاحی (شامل ماده خام (چوب درختان انار و آلو) و زغال زیستی) و اثر متقابل کاربرد سرکه چوب و ماده اصلاحی (ماده خام و سرکه چوب) بر جرم مخصوص ظاهری خاک، پایداری خاکدانه‏ ها و مقاومت‏ فروروی خاک در مکش‏ های 0، 10، ،50، 100 و 500 کیلوپاسکال در سطح احتمال 1درصد معنی‏ دار بود. به‏ طوری که کاربرد سرکه چوب و ماده اصلاحی باعث کاهش جرم مخصوص ظاهری خاک و افزایش پایداری خاکدانه‏ ها گردید، بیشترین پایداری خاکدانه مربوط به تیمار W2B2 بود که پایداری خاکدانه‏ ها را 150 درصد نسبت به شاهد افزایش داد. همچنین کاربرد همزمان سرکه چوب و ماده اصلاحی باعث کاهش مقاومت‏ف روروی خاک شد. به‏ نحوی که در مکش‏ های 0، 10، ،50، 100 و 500 کیلوپاسکال بیشترین کاهش مقاومت‏ فروروی مربوط به تیمار W5B2 بود که به ترتیب مقاومت‏ فروروی خاک 81.70، 82.89، 68.89، 78.65 و 65.59 درصد در مقایسه با شاهد کاهش یافت. نتیجه‏ گیری: سرکه چوب و زغال زیستی دارای کربن‏آلی بالایی هستند. که به دلیل نقش مواد آلی در افزایش پایداری خاکدانه‏ ها و ایجاد خاکدانه‏ های بزرگتر و افزایش میانگین وزنی قطر خاکدانه ‏ها در اثر افزایش نیروی چسبندگی بین خاکدانه ‏ها توسط ترکیبات موجود است. بنابراین، زغال زیستی و سرکه چوب از طریق افزایش کربن‏ آلی خاک و کاهش جرم مخصوص ظاهری خاک باعث کاهش مقاومت‏ف روروی خاک شدند.

سابقه و هدف: سیاست‏ های مختلف کشاورزی خواستار به حداقل رساندن خطرات زیست‏محیطی ناشی از استفاده مداوم از سموم دفع آفات و سایر مواد شیمیایی مصنوعی و به دنبال روش‏ های جایگزین هستند. سرکه چوب و زغال زیستی می‏ توانند در کشاورزی ارگانیک و به‏ عنوان اصلاح‏ کننده خاک استفاده شود. هدف از این پژوهش مطالعه تأثیر کاربرد توأم زغال زیستی و سرکه چوب بر برخی ویژگی‏ های شیمیایی و بیولوژیکی خاک زیرکشت ذرت علوفه‏ ای بود.مواد و روش‎ ها: بدین منظور تحقیقی در شرایط گلخانه ‏ای اجرا شد. آزمایش به ‏صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار اجرا شد. تیمارهای موردبررسی شامل سرکه چوب در شش مقدار صفر (W0)، 0/02 (W1)، 0/04 (W2)، 0/1(W3)، 0/2 (W4) و 0/4 (W5) گرم در کیلوگرم (فاکتور اول) و ماده اصلاحی شامل ماده خام (چوب درختان انار و آلو) در دو سطح یک (B0 1) و دو (B0 2) درصد جرمی و زغال زیستی (زغال زیستی تهیه ‏شده از چوب درختان انار و آلو در دمای 450 درجه سانتی‏گراد) در دو سطح یک (B1) و دو (B 2) درصد جرمی (فاکتور دوم) اعمال شد. خصوصیات شیمیایی مانند اسیدیته، قابلیت هدایت الکتریکی، کربن آلی، نیتروژن کل، سدیم محلول، پتاسیم محلول، کلسیم محلول، منیزیم محلول و فسفر قابل استفاده، خصوصیات میکروبیولوژی خاک مانند تنفس پایه و کربن زیست‏توده میکروبی خاک و خصوصیات ظاهری گیاه مانند ارتفاع گیاه، قطر ساقه، وزن تر و وزن خشک گیاه ذرت علوفه ‏ای نیز اندازه‏ گیری شد.یافته‏ ها: نتایج نشان داد با کاربرد هم‏زمان سرکه چوب و ماده اصلاحی، pH(3/5%)، قابلیت هدایت الکتریکی، کربن آلی، کلسیم محلول، منیزیم محلول، تنفس پایه و کربن زیست‏توده میکروبی خاک افزایش یافت. بیشترین افزایش قابلیت هدایت الکتریکی، کلسیم محلول، منیزیم محلول و کربن آلی خاک در تیمار W5B2 بود که نسبت به شاهد 5/3، 3/9، 2/2 و 3/6 برابر شد. همچنین تنفس پایه طی یک ماه انکوباسیون در هر سه فاصله زمانی بیشترین مقدار CO2 متصاعد شده مربوط به تیمار W5B2 بود. به‏ طوری‏که در 10 روز اول، دوم و سوم میزان تنفس میکروبی خاک در تیمار W5B2 به ترتیب 6/91، 6/54 و 6/4 برابر بیشتر از شاهد شد. در گیاه نیز استفاده هم‏زمان سرکه چوب و زغال زیستی باعث افزایش قطر ساقه، وزن تر و وزن خشک گیاه گردید. درحالی‏که کاربرد توأم سرکه چوب و ماده خام باعث کاهش قطر ساقه، وزن تر و وزن خشک گیاه در مقایسه با شاهد شد. کاربرد ماده اصلاحی به ‏تنهایی نیز باعث افزایش سدیم محلول، پتاسیم محلول، آهن، مس، روی، منگنز و کاهش فسفرقابل استفاده و نیتروژن کل خاک گردید. نتیجه‏ گیری: نتایج نشان داد، تأثیر کاربرد زغال زیستی و سرکه چوب بر افزایش غلظت عناصر و بهبود ویژگی‏ های کیفی خاک و گیاه به مقدار عناصر غذایی، کربن آلی موجود در زغال زیستی و سرکه چوب، pH خاک و مقدار مصرف آن‏ ها وابسته است. با توجه به تأثیر مثبت زغال زیستی و سرکه چوب بر افزایش کربن آلی خاک، افزایش در دسترس بودن عناصرغذایی، تحریک فعالیت میکروبی خاک و افزایش رشد گیاه استفاده از زغال زیستی و سرکه چوب در خاک ‏های آهکی ایران توصیه می ‏شود.

سابقه و هدف: تجمع بیش از اندازه فلزات سنگین در خاک کشاورزی علاوه بر آلودگی‌های محیطی، باعث افزایش جذب آنها توسط گیاهان شده که بر کیفیت و سلامت محصولات کشاورزی تأثیر می‌گذارد. سرب و روی از جمله این فلزات دارای پتانسیل سمیت هستند که در خاک‌های آلوده وجود دارند و یکی از اصلی‌ترین معضلات محیط زیست در دهه‌های اخیر به شمار می‌آیند. این فلزات با افزایش فعالیت‌های انسانی شامل فعالیت‌های کشاورزی (کاربرد کودهای شیمیایی، آفت‌کش‌ها و علف‌کش‌ها) و فعالیت‌های معدن‌کاوی در محیط خاک انتشار می‌یابند، اثرات سمی و خطرناکی در خاک داشته و تهدید جدی برای جانداران خاک‌زی محسوب می‌شوند. بیوچار نوعی ترکیب آلی غنی از کربن است که از گرماکافت زیست‌توده گیاهان در شرایطی با اکسیژن محدود تهیه می‌شود. این ماده با داشتن سطح ویژه، ساختار متخلخل، گروه‌های عامل و pH بالا می‌تواند خطر آلودگی فلزات سنگین در خاک و ورود آنها به زنجیره غذایی را کاهش دهد. مواد و روش‌ها: هدف این مطالعه، بررسی تأثیر برگ گردو و بیوچارهای تهیه‌شده از آن در دماهای ۲۰۰،4۰۰ و 600 درجه سلسیوس با مقادیر 5/0، ۱ و ۲ درصد (وزنی- وزنی) بر فراهمی زیستی روی و سرب و شاخص‌های مورفولوژیک ذرت (رقم سینگل‌کراس ۷۰۴) رشدکرده در یک خاک آلوده اطراف معادن روی و سرب باما بود. ابتدا خاک‌ها به‌مدت 45 روز در گلخانه خوابانیده شد. سپس بر اساس نتیجه آزمون خاک، عناصر غذایی مورد نیاز به همه گلدان‌ها افزوده شد. سپس در هر گلدان، بذر ذرت کشت و ۸ هفته پس از کشت، اندام هوایی و ریشه گیاه از خاک گلدان جدا شد. شاخص‌های مورفولوژیک ذرت و مقدار فراهمی زیستی روی و سرب (عصاره‌گیری‌شده با DTPA-TEA)، pH و EC خاک بعد از کشت تعیین شد. یافته‌ها: نتایج نشان داد که کاربرد مقادیر مختلف بیوچارهای تهیه‌شده در دماهای گوناگون بر فراهمی زیستی روی و سرب در خاک آلوده اثر معنی‌دار (05/0>P) داشت. روی و سرب عصاره‌گیری‌شده با DTPA-TEA با افزایش مقدار و دمای تولید بیوچار کاهش معنی‌دار (05/0>P) یافت. به ‌گونه‌ای که کاربرد 2 درصد بیوچار تهیه‌شده در دمای ۶۰۰ درجه سلسیوس، فراهمی زیستی روی و سرب را نسبت به شاهد به‌ترتیب 1/49 و 9/34 درصد کاهش داد. پاسخ‌های مورفولوژیکی نشان داد که کاربرد بیوچار نسبت رشد اندام هوایی به رشد ریشه را در مقایسه با شاهد افزایش داد. همچنین بیوچار تأثیر معنی‌داری (05/0>P) بر رشد برگ، ساقه و ریشه ذرت داشت. بنابراین کاربرد بیوچار در خاک آلوده می‌تواند با کاهش فراهمی زیستی و بهبود شاخص‌های مورفولو‌ژ‌یکی ذرت، رشد این گیاه را جهت پالایش سبز خاک بهبود دهد.

سابقه و هدف: کمبود آب به‌ویژه در مناطق خشک مهم‌ترین مشکل توسعه کشاورزی است. بنابراین بررسی راهکارهای افزایش بهره-وری آب باید مورد توجه قرار گیرد. ارائه‌ی راه‌هایی برای کنترل و کاهش تبخیر از خاک می‌تواند راهکاری مناسب برای افزایش کارایی مصرف آب باشد. تبخیر از سطح خاک را می‌توان عمده‌ترین بخش از اجزای بیلان آب در مناطق خشک دانست که باعث هدر رفت آب می‌شود، یکی از راه‌های کنترل و کاهش تبخیر از خاک، استفاده از مواد اصلاح‌کننده طبیعی خاک می‌باشد. از این‌رو این پژوهش با هدف بررسی تأثیر سه اصلاح‌کننده بنتونیت، ورمی‌کولیت و زئولیت بر میزان و شدت تبخیر از سطح خاک در یک دوره‌ی 4 ماهه از تیر تا مهر انجام شد.مواد و روش‌ها: این پژوهش به‌صورت طرح کاملا تصادفی با 10 تیمار و در سه تکرار در دانشگاه شهرکرد انجام گرفت. تیمارهای مورد بررسی در این پژوهش، شامل 3 نوع اصلاح کننده طبیعی خاک (بنتونیت، ورمی‌کولیت و زئولیت) و هر کدام در سه نسبت وزنی 5/0، 1 و 2 درصد به همراه یک تیمار شاهد (خاک بدون ماده اصلاح کننده با بافت لوم) می‌باشند. انتخاب این درصدها بر این مبنا بود که نتایج به دلایل اقتصادی و عملی بودن اجرا، قابل توصیه برای سطوح و اراضی وسیع کشاورزی نیز باشند. در مرحله بعد با اندازه-گیری مقدار آب ورودی و مقدار زه‌آب خروجی هر گلدان و با استفاده از رابطه بیلان آب مقدار تبخیر اندازه‌گیری شد. میزان رطوبت نیز با دستگاه رطوبت‌سنج و در دو عمق‌ 5 و 15 سانتی‌متری اندازه‌گیری شد. در نهایت منحنی رطوبتی خاک برای هر تیمار و با استفاده از دستگاه صفحات فشاری، ترسیم و مورد مقایسه قرار گرفت.یافته‌ها: نتایج نشان داد در بین سه ماده مورد بررسی بیشترین میزان کاهش در تبخیر از خاک مربوط به بنتونیت می‌باشد. دو اصلاح‌کننده ورمی‌کولیت و زئولیت نیز تبخیر را بصورت معنی‌داری نسبت به تیمار شاهد کاهش دادند ولی نسبت به هم تفاوت معنی-داری نشان ندادند. در بین تیمارهای مورد بررسی نیز بیشترین تاثیر کاهشی بر مقدار تبخیر در تیمار 2 درصد بنتونیت مخلوط با خاک و کمترین میزان تاثیر نیز در تیمار زئولیت 5/0 درصد مشاهد شد این تیمار تفاوت معنی‌داری با شاهد نشان نداد ولی تیمار 2 درصد بنتونیت، 4/6 درصد میزان تبخیر را نسبت به شاهد کاهش داد. نتایج میزان رطوبت خاک در تیمارها برعکس نتایج تبخیر بود، در تیمارهایی که میزان تبخیر کمتر می‌باشد، میزان رطوبت خاک افزایش یافته است. با توجه به تاثیر معنی‌دار سه اصلاح‌کننده مورد بررسی بر میزان رطوبت خاک، منحنی رطوبتی خاک نیز در تیمارهای مورد بررسی نسبت به شاهد دچار تغییر شده است. بیشترین مقدار افزایش رطوبت در مکش معادل FC، در تیمار 2 درصد بنتونیت و معادل 8/4 درصد بیشتر از مقدار رطوبت تیمار شاهد بدست آمد.نتیجه گیری: استفاده از مواد اصلاحی طبیعی خاک ضمن جلوگیری از آلوده شدن خاک، به اصلاح ساختمان خاک در جهت کاهش تبخیر نیز کمک می‌کند. با توجه به اینکه از بین سه ماده اصلاحی مورد استفاده در این پژوهش، بیشترین مقدار تاثیر بر کاهش تبخیر و افزایش رطوبت خاک، مربوط به بنتونیت 2 درصد بود، بنابراین می‌توان این ماده را برای کاهش تبخیر از خاک با بافت لوم توصیه نمود.

سابقه و هدف: آلودگی خاک با فلزات سنگین در نتیجه توسعه صنایع و معادن موجب نگرانی‌های زیادی شده است. آلودگی همزمان خاک‌ها با فلزات سنگین مختلف به یکی از مهم‌ترین چالش‌های زیست‌محیطی برای مدیریت خاک‌های آلوده تبدیل شده است. غلظت بالای سرب (Pb2+) تهدیدی برای سلامت انسان و استفاده پایدار از اراضی کشاورزی به‌دلیل سمیت و تجزیه‌ناپذیری آن‌ است. استفاده ازبیوچار به‌عنوان یک راهکار تثبیت‌کننده و دوست‌دار محیط‌زیست اخیراً توجه گسترده‌ای را در جهان به خود جلب کرده‌ است. مواد و روش‌ها: مطالعه حاضر با هدف بررسی تأثیر استفاده از بیوچار برگ‌ گردو تهیه‌شده در دماهای مختلف (۲۰۰ (B200)، ۴۰۰ (B400) و ۶۰۰ (B600) درجه سلسیوس) بر فرایند جذب (غلظت‌های 5/0، 1، 2، 3، 4، 6، 7 و 8 میلی‌مولار سرب) و واجذب سرب در دو سیستم منفرد (Pb2+) و رقابتی (Pb2+ + Zn2+) و در دو زمان انکوباسیون (۳۰ و ۹۰ روز) در یک خاک آهکی رسی انجام شد. در این پژوهش 3 گرم (1 درصد وزنی- وزنی) از تیمارهای بیان‌شده به 300 گرم از نمونه‌ خاک ‌مورد مطالعه در قوطی‌های پلاستیکی اضافه و به‌مدت 90 روز در دمای 2±21 درجه سلسیوس و رطوبت 80 درصد ظرفیت مزرعه انکوبه شد. سپس در زمان‌های 30 و 90 روز پس از انکوباسیون از خاک‌ها نمونه‌برداری و مطالعه‌های جذب و واجذب انجام گرفت. یافته‌ها: نتایج نشان داد که حداکثر گنجایش جذب سرب (qm) با افزایش دمای گرماکافت بیوچار افزایش یافت، به‌طوری که تیمار B600 بیشترین گنجایش جذب را داشت. مقدار این ضریب در حضور روی کاهش یافت (05/0p <). با گذشت 90 روز انکوباسیون حداکثر گنجایش جذب سرب توسط تیمارهای بیوچار کاهش محسوسی نشان داد. بیشترین مقدار انرژی پیوند سرب (KL) در تیمار بیوچار تهیه‌شده در دمای 600 درجه سلسیوس بود. مقدار این ضریب در سیستم رقابتی نسبت به منفرد کاهش یافت. پس از گذشت 90 روز انکوباسیون در هر دو سیستم جذب مقدار انرژی پیوند سرب نسبت به زمان 30 روز کاهش داشت (05/0p <). نتایج آزادسازی سرب توسط عصاره‌گیر ۱۰ میلی‌مولار CaCl2 (کم‌تر از ۱ درصد از Pb2+ جذب‌شده) نشان داد که مکانیسم جذب سرب در مکان‌های تبادلی توسط بیوچار برگ گردو از اهمیت کمی برخوردار است و احتمالاً مکانیسم اصلی تثبیت سرب در تیمارها رسوب با فسفات می‌باشد. نتیجه‌گیری: به‌طور کلی نتایج این مطالعه نشان داد که با این وجود که خاک مورد مطالعه قابلیت جذب سرب بالایی داشت، اما کاربرد 1 درصد بیوچار تهیه‌شده از برگ گردو در دمای 600 درجه سلسیوس می‌تواند با تأثیر بر ویژگی‌های جذب سرب در خاک‌ آهکی رسی در سیستم‌های منفرد و رقابتی به کاهش تحرک سرب منجر شود.

اخیرا برای کاهش سمیت فلزات سنگین، استفاده از بیوچارها به دلیل پایداری بیشتر نسبت به ماده اولیه آن، مورد توجه قرار گرفته است. مدیریت لجن فاضلاب به عنوان یک ماده آلی مؤثر در کشاورزی و همچنین حاوی مواد آلاینده از جمله فلزات سنگین، یکی از چالش­های محققین در این زمینه است. تبدیل لجن فاضلاب به بیوچار یکی از روش­هایی است که می­تواند این ماده را به محصولی مفید در کشاورزی تبدیل کند. فلزات سنگین به شکل­های مختلف در لجن فاضلاب وجود دارد که تا حد زیادی قابلیت زیست­فراهمی آن­ها را تعیین می­کند. تبدیل آن به بیوچار می­تواند زیست فراهمی فلزات سنگین را تغییر دهد. هدف از این مطالعه، مقایسه اثر لجن فاضلاب و بیوچارهای[H1] آن بر قابلیت استفاده و جزء­بندی سرب در خاک آهکی آلوده (افزودن100 میلی گرم بر کیلوگرم سرب محلول به خاک و دو هفته انکوباسیون) بود. این پژوهش به‌صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار انجام شد.[H2] بعد از یک هفته انکوباسیون قابلیت هدایت الکتریکی، اسیدیته، سرب محلول و قابل استفاده، همچنین اجزا سرب با روش تسیر در تیمارها مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج بررسی نشان داد که قابلیت هدایت الکتریکی خاک در همه تیمارها نسبت به شاهد افزایش داشت. اسیدیته در تیمار لجن فاضلاب، کاهش (3/1تا5/5 درصد) و در تیمار بیوچارها در هر دو دما [H3] افزایش یافت. بیشترین افزایش در تیمار 4% بیوچار 600 (97/5 %) مشاهده شد. مقدار کل سرب در همه تیمارها افزایش، غلظت سرب قابل استفاده در تیمار لجن فاضلاب افزایش (2/8 %در تیمار 4%) و در تیمار بیوچارها کاهش (6/7 % در تیمار 4%بیوچار 600) یافت. کاربرد بیوچار در مقایسه با لجن فاضلاب باعث تغییر در جزءبندی سرب از حالت زیست فراهم به شکل­های پایدارتر شد. بیشترین افزایش مقدار سرب نسبت به شاهد در جزء پیوند شده با ماده آلی (36/43% تا 4/80 %) مشاهده شد. نتایج پژوهش نشان داد که بیوچارها به دلیل افزایش اسیدیته، افزایش سطح ویژه یا تغییر در گروه­های عاملی سطحی باعث توزیع مجدد جزبندی و کاهش قابلیت استفاده سرب در خاک شوند. [H1]توضیح دهید در چه حرارت هایی تهیه شد. [H2]تیمارها را بنویسید [H3]کدام دما ها؟

سابقه و هدف: یکی از روش‌های مؤثر در جهت کاهش اثرهای زیان‌آور فلزهای سنگین در خاک‌های آلوده، استفاده از بیوچار است که به‌عنوان یک ماده اصلاحگر آلی ممکن است برخی ویژگی‌های شیمیایی ‌خاک را تغییر داده و شرایط مناسب را جهت بی‌تحرکی فلزهای سنگین در خاک فراهم کند. بیوچار ماده جامد کربنی است که از گرماکافت بقایای آلی در شرایطی با اکسیژن محدود تهیه می-شود. این ماده با داشتن سطح‌ویژه، ساختار متخلخل، گروه‌های عامل می‌تواند خطر آلودگی فلزهای سنگین در خاک و ورود آن‌ها به زنجیره ‌غذایی را کاهش دهد. هدف از انجام این پژوهش بررسی کاربرد بیوچارهای باگاس نیشکر تهیه‌شده از آن در دماهای 400 و 600 درجه سلسیوس بر قابلیت استفاده و شکل‌های کادمیم در یک خاک شور و آلوده به کادمیم بود.مواد و روش‌ها: ابتدا ۱۵ میلی‌گرم بر کیلو‌گرم کادمیم از منبع کادمیم کلرید به‌صورت محلول به نمونه خاک (۲0۰ گرم) اضافه و با کل خاک مخلوط شد. نمونه‌‌ها به‌مدت 3 هفته در دمای 2±۲۵ درجه سلسیوس در رطوبت 80 درصد ظرفیت مزرعه‌ای خوابانده شدند. سپس، شوری 1170 و 2340 میلی‌گرم بر کیلوگرم از نمک سدیم کلرید (معادل 65/3 و 30/7 دسی‌زیمنس بر متر) به نمونه‌های خاک اضافه شد. در ادامه، 1 درصد (وزنی- وزنی) باگاس نیشکر و بیوچار دمای 400 درجه ‌سلسیوس و بیوچار دمای 600 درجه -سلسیوس در ۳ تکرار به نمونه خاک‌ اضافه و به‌‌مدت ۳ ماه در دمای 2±۲۵ درجه سلسیوس در رطوبت 80 درصد ظرفیت زراعی در انکوباتور نگه‌داری شدند. پس از پایان دوره خوابانیدن، از هر یک از تیمارها مقداری خاک برداشته و مقدار کادمیم قابل ‌استخراج به‌روش DTPA و شکل‌های کادمیم با استفاده از روش عصاره‌گیری تسیر و همکاران (1979) استخراج شد.یافته‌ها: نتایج نشان داد که بیوچار کادمیم عصاره‌گیری‌شده با DTPA را کاهش داد (05/0>p). همچنین بیوچار بر pH خاک اثر معناداری نداشت (05/0p). شوری کادمیم عصاره‌گیری شده با DTPA را افزایش داد (05/0>p). همچنین شوری اثر معناداری بر pH خاک نداشت (05/0p) کادمیم تبادلی (7/13%) و پیوندشده با کربنات‌ها (1/24%) و افزایش (05/0>p) کادمیم پیوندشده با اکسیدهای آهن و منگنز (2/37%) و باقیمانده (6/30%) نسبت به خاک شاهد گردید. کادمیم پیوندشده با کربنات‌ها و اکسیدهای آهن و منگنز در تیمار شوری 2340 میلی‌گرم بر کیلوگرم به‌ترتیب 5/31 و 8/25 درصد نسبت به تیمار شوری 1170 میلی‌گرم بر کیلوگرم افزایش یافتند. کادمیم پیوندشده با ماده‌آلی در تیمار 1170 و 2340 میلی‌گرم بر کیلوگرم نمک سدیم کلرید به‌ترتیب 8/38 و 2/22 درصد نسبت به شاهد کاهش یافتند. همچنین کادمیم باقیمانده در تیمار شوری 1170 و 2340 میلی‌گرم بر کیلوگرم 9/24 درصد نسبت به تیمار شوری 1170 میلی‌گرم بر کیلوگرم کاهش یافت. نتیجه‌گیری: کاربرد بیوچار باگاس نیشکر در خاک آهکی آلوده به کادمیم، منجر به تغییر شکل کادمیم از شکل‌های ناپایدار (تبادلی و کربناتی) به شکل‌های پایدارتر (پیوندشده با اکسیدهای آهن و منگنز و باقیمانده) و در نتیجه کاهش تحرک و قابلیت استفاده کادمیم در خاک می‌شود.

هدف این پژوهش بررسی تأثیر سطوح مختلف لجن فاضلاب و همچنین بیوچار آن بر قابلیت استفاده و سینتیک آزاد­شدن مس در یک خاک آهکی آلوده به مس بود. برای این منظور لجن فاضلاب و بیوچار حاصل از آن در دو دمای تولید بیوچار شامل 400 و 600 درجه سلسیوس در سه سطح صفر، 5/0 و 1 درصد وزنی/وزنی به یک خاک آهکی آلوده به مس افزوده و به مدت 5 ماه خوابانده شدند. نمونه­های خاک به روش عصاره­گیری متوالی و با استفاده از عصاره­گیر دی ­تی ­پی آ (DTPA-TEA) در دوره­های زمانی 1 تا 504 ساعت عصاره­گیری شدند. نتایج نشان داد که تیمار لجن فاضلاب در هر دو سطح باعث افزایش معنی­دار (05/0p <) آزاد شدن مس نسبت به خاک شاهد شد، درحالی‌که مقدار مس آزادشده در تیمارهای بیوچار 400 و همچنین بیوچار 600 در هر دو سطح به طوری معنی­داری (05/0p <) نسبت به خاک شاهد کمتر بود. مقدار مس آزادشده در خاک تیمار شده با 1 درصد بیوچار 600 نسبت به خاک شاهد 2/54 درصد کاهش یافت. مقایسه ضرایب سرعت معادلات سینتیکی نشان داد که بیشترین و کمترین سرعت آزاد شدن مس به­ترتیب در تیمارهای 1 درصد لجن فاضلاب و 1 درصد بیوچار 600 بود. بطور کلی نتایج این تحقیق نشان داد که تبدیل لجن فاضلاب در یک دمای گرماکافت بهینه (در این مطالعه دمای 600 درجه سلسیوس) به بیوچار، علاوه بر اینکه راهکار مناسبی برای مدیریت لجن فاضلاب است، می­تواند در تثبیت مس و اصلاح خاک­های آلوده به مس نیز مفید باشد.

سابقه و هدف: به دلیل محدودیت منابع آبی در جهان به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک، مطالعه علل هدر رفت آب برای استفاده بهینه از آن ضروری امری است. نتایج این گونه پژوهش‌ها می‌تواند در مدیریت آب و افزایش راندمان آبیاری به‌ویژه در مناطق کم آب موثر باشد. با توجه به اینکه تبخیر از سطح خاک بدون پوشش به عنوان یکی از مهم‌ترین بخش‌های اجزای بیلان آب، باعث هدررفت آب می‌شود، ارائه راهکارهایی برای کاهش آن امری ضروری به نظر می‌رسد. استفاده از مواد اصلاحی (مانند بیوچار) در خاک می‌تواند راهکاری مناسبی برای کاهش تبخیر از خاک باشد. از همین رو این تحقیق با هدف بررسی تاثیر چوب گردو (خاک اره) و بیوچار آن بر تبخیر و رطوبت خاک در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه شهرکرد و در یک دوره 5 ماهه از مرداد تا آذر انجام گردیـد. مواد و روش‌ها: این پژوهش در قالب یک طرح کاملا تصادفی با 13 تیمار و 3 تکرار در دانشگاه شهرکرد انجام شد. فاکتورهای مورد بررسی شامل ماده اصلاح کننده (ماده خام چوب گردو و بیوچار آن) در دو سطح 1 و 2 درصد و نحوه توزیع آنها در خاک (به‌صورت مخلوط در سه عمق، سه و هشت سانتی‌متر خاک بالای گلدان و همچنین توزیع در کل عمق 30 سانتی‌متری خاک گلدان) می‌باشند. با اندازه‌گیری میزان آب ورودی و خروجی به گلدان‌ها و به کمک رابطه بیلان آبی، میزان تبخیر از خاک در تیمارها بدست آمد. یافته ها: مقایسه میانگین تیمارهای مختلف بیوچار و ماده خام چوب گردو نشان داد که تیمارهای ماده خام چوب گردو به‌صورت معنی‌داری میزان تبخیر از سطح خاک را نسبت به تیمار شاهد کاهش داده‌اند. مقدار میانگین تبخیر در تیمارهای حاوی ماده خام 1450 میلی‌لیتر بدست آمد درحالیکه این مقدار در تیمار شاهد حدود 1800 میلی‌لیتر می‌باشد. میزان رطوبت خاک نیز در تیمارهای حاوی ماده خام (7/27 درصد) نسبت به تیمار شاهد (25 درصد) بصورت معنی‌داری بیشتر بود. در ارتباط با تاثیر بیوچار بر میزان تبخیر و رطوبت خاک، نتایج نشان داد که به جز تیمار 2 درصد بیوچار و توزیع در کل خاک گلدان، تفاوت بین تیمارهای دیگر با شاهد و نسبت به یکدیگر معنی-داری نمی‌باشد. همچنین نتایج نشان داد میزان تبخیر از خاک در تیمارهای حاوی ماده خام (1450 میلی‌لیتر) بصورت معنی‌داری کمتر از تیمارهای حاوی بیوچار (1820 میلی‌لیتر) است. بر خلاف بیوچار، عمق توزیع ماده خام در خاک نیز تاثیر معنی‌داری بر تبخیر نشان داد. مقدار تبخیر در حالت توزیع ماده خام در 3 و 8 سانتی‌متری بالای گلدان و همچنین توزیع در کل خاک گلدان (30 سانتی‌متری) به ترتیب معادل 1360، 1440 و 1550 میلی‌لیتر بدست آمد که تفاوت این مقادیر با تیمار شاهد (1800 میلی‌لیتر) از نظر آماری در سطح 5 درصد معنی‌دار است. نتیجه‌گیری: در مجموع با توجه به تاثیر کاهشی و معنی‌دار استفاده از 1 و 2 درصد ماده خام چوب گردو (بصورت خاک اره) نسبت به بیوچار آن، بر میزان تبخیر از خاک و با توجه به منطقی و اقتصادی بودن استفاده از 1 و 2 درصد ماده خام چوب گردو، می‌تواند استفاده از این ماده با درصدهای ذکر شده را برای کاهش تبخیر از سطح خاک توصیه نمود.

سابقه و هدف: تکنیک‌های محاسباتی نرم‌ در دهه‌های اخیر به‌طور وسیعی در تحقیقات علمی و مسائل مهندسی مطالعه و به‌کار برده شده‌اند. از آنجایی‌که اندازه‌گیری ویژگی‌های هیدرولیکی با روش‌های مستقیم آزمایشگاهی دشوار، زمانبر و هزینه‌بر است و روش‌های جایگزینی را می‌طلبد که بتوان با صرف هزینه و زمان کمتری آن را از روی داده‌های زودیافت خاک برآورد نمود. روش‌های ناپارامتریک از روش‌های نوین برآورد ویژگی‌های هیدرولیکی خاک همانند منحنی مشخصه رطوبتی خاک می‌باشند. این پژوهش به منظور مطالعه کارایی روش ناپارامتریک درخت تصمیم‌گیری برای تفکیک ویژگی‌های موثر در تخمین پارامترهای منحنی مشخصه رطوبتی خاک انجام شد. مواد و روش‌ها: بدین منظور، 72 نمونه خاک از مناطق مختلف زیرحوزه مرغملک واقع در شهرستان شهرکرد از عمق 0- 20 سانتی‌متری جمع‌آوری و برخی ویژگی‌ها مانند پ‌هاش، شوری، رطوبت اشباع، کربنات کلسیم معادل، ماده آلی، فراوانی نسبی ذرات، چگالی، میانگین وزنی قطر خاکدانه خشک و مرطوب، میانگین هندسی و انحراف معیار هندسی قطر ذرات خاک اندازه‌گیری شدند. هم‌چنین، منحنی مشخصه رطوبتی در مکش‌های صفر، 1، 3، 5 ،10، 30، 50، 500،100، 1000، 1500 کیلو-پاسکال تعیین گردید و بر مدل ون‌گنوختن برازش داده شد. متغیرهای ورودی در دو سناریو (سناریو اول: پ‌هاش، EC، درصد شن و رس، ماده آلی، کربنات کلسیم، میانگین وزنی قطر خاکدانه خشک و مرطوب، چگالی و رطوبت اشباع و سناریو دوم: پ-هاش،EC، میانگین هندسی قطر ذرات، انحراف معیار هندسی قطر ذرات، ماده آلی، کربنات کلسیم، میانگین وزنی قطر خاکدانه خشک و مرطوب، چگالی و رطوبت اشباع) به نرم‌افزار MATLAB معرفی و به وسیله درخت تصمیم‌گیری و تخمین‌گرهای خطای اعتبار‌سنجی متقاطع و بازجایگزینی مدل‌سازی شدند. معیارهای ارزیابی در مدل‌سازی شامل ضریب تبیین، جذر میانگین مربعات خطا و درصد میانگین مربعات خطا بود.یافته‌ها: نتایج به‌دست آمده از مدل‌سازی با درخت تصمیم‌گیری نشان داد که مهم‌ترین عامل موثر بر رطوبت در مکش نقطه پژمردگی (PWP) رطوبت اشباع و رس می‌باشند. در هر دو سناریو متغیر هدف PWP بیشترین میزان همبستگی (به ترتیب (88/0) و (91/0)) و کمترین میزان خطا را بین سایر متغیرها داشت، و پس از آن ظرفیت زراعی دارای بیشترین میزان همبستگی (86/0) در سناریو دوم بود. متغیر هدف nنیز بیشترین میزان خطا وα کمترین همبستگی را در دو سناریو داشت. به طور کلی سناریو دوم با جایگزینی میانگین هندسی و انحراف معیار قطر ذرات با درصد رس و شن عملکرد بهتری نسبت به سناریو اول داشت. آنالیز حساسیت نشان داد که رطوبت PWP به پ‌هاش و چگالی، کربنات کلسیم و ماده آلی و رطوبت ظرفیت زراعی (FC) به انحراف معیار هندسی و میانگین وزنی قطر خاکدانه مرطوب بیشترین حساسیت را داشتند. نتیجه‌گیری: به طور کلی مدل‌سازی در هر دو سناریو موفق بود، اما با جایگزینی میانگین هندسی و انحراف معیار قطر ذرات به جای درصد رس و شن عملکرد بهتری در برآورد متغیرهای منحنی مشخصه رطوبتی در سناریو دوم به وجود آمد.

سابقه و هدف: امروزه استفاده از کودهای حاوی روی برای برطرف‌کردن کمبود این عنصر و بهبود عملکرد و کیفیت محصولات کشاورزی گسترش یافته است. برای دستیابی به مدیری صحیح کوددهی و در نتیجه حفاظت خاک و آب در مقابل کاربرد بیش از حد روی و تجمع آن در خاک، آگاهی از قابلیت استفاده و آزادشدن روی جذب‌شده پس از کاربرد در خاک ضروری است. از طرفی وجود آنیون‌ها در آب‌‌ آبیاری، کودهای کشاورزی و لجن فاضلاب می‌تواند بر جذب، واجذب و قابلیت ‌استفاده عناصر غذایی از جمله روی اثرگذار باشد. معمولا با استفاده از ضرایب همدماهای جذب به بررسی ویژگی‌های جذب روی در خاک‌ها پرداخته می‌شود؛ درحالی‌که قابلیت استفاده عنصر جذب‌شده در خاک از نظر حاصلخیزی خاک اهمیت دارد. در این مطالعه به بررسی اثر آنیون‌های ارتوفسفات، نیترات و کلرید بر واجذب و قابلیت استفاده روی جذب‌شده در پنج نمونه خاک آهکی استان چهارمحال و بختیاری پرداخته شد.مواد و روش‌ها: در این تحقیق برای بررسی آزادشدن و قابلیت استفاده روی جذب‌شده، از محلول‌ حاوی غلظت‌‌های 25، 50، 75، 100، 150 و 200 میلی‌گرم بر لیتر روی از منبع ZnSO4 در حضور الکترولیت‌های KH2PO4، KNO3و KCl (غلظت الکترولیت‌ها برابر با 50 میلی‌مولار) استفاده شد. پس از جذب روی در خاک‌ها، مقدار روی قابل استفاده پس از جذب در خاک با روش DTPA-TEA و واجذب آن با محلول کلرید کلسیم 01/0 مولار تعیین شد. مقدار روی آزادشده با کلرید کلسیم 01/0 مولار به‌صورت غیراختصاصی جذب‌شده بود و روی جذب‌شده به‌صورت اختصاصی از تفاضل بین مقدار روی جذب‌شده و روی عصاره‌گیری شده با کلرید کلسیم 01/0 مولار محاسبه شد. یافته‌ها: بر اساس نتایج به‌دست آمده بیشترین مقدار روی جذب‌شده در حضور هر سه آنیون، به‌صورت اختصاصی بود. درصد روی جذب‌شده به‌صورت اختصاصی در خاک‌ها در حضور آنیون نیترات بیش از دو آنیون دیگر (05/0 < p) در دامنه 84/99 تا 99/99 درصد و در حضور آنیون کلرید 65/99 تا 80/99 درصد و در حضور آنیون ارتوفسفات در دامنه 55/99 تا 72/99 درصد بود. به‌طورکلی، مقدار قابل استفاده روی جذب‌شده در خاک‌ها در حضور آنیون ارتوفسفات در دامنه 41 تا 43 درصد، در حضور آنیون نیترات در دامنه 49 تا 54 درصد و در حضور آنیون کلرید در دامنه 58 تا 61 درصد بود.نتیجه‌گیری: نتایج نشان داد که بیشترین مقدار قابل استفاده روی‌ جذب‌شده به‌ترتیب در حضور آنیون‌های کلرید، نیترات و ارتوفسفات عصاره‌گیری شد (05/0 < p). تقریبا 50 درصد روی جذب‌شده با استفاده از عصاره‌گیر DTPA-TEA استخراج شد. در حضور همه آنیون‌ها بیش‌ از 99 درصد روی به‌صورت غیراختصاصی جذب‌شده بود. بنابراین، روی در مکان‌های اختصاصی جذب و کلرید کلسیم 01/0 مولار توانایی آزادسازی این عنصر را نداشت. نتایج این تحقیق نشان داد که مصرف توام کود فسفره و روی در خاک‌ها می‌تواند به کاهش مقدار روی عصاره‌گیری‌شده با DTPA-TEA (قابل استفاده) در خاک‌های آهکی تیمارشده با این دو عنصر نسبت به خاک تیمارشده با روی منجر شود.

سابقه و هدف: حفاظت از منابع آب و خاک می‌تواند نقش مهمی در سلامت محصولات کشاورزی داشته باشد. استفاده از آب‌های نامتعارف و وجود فلزات سنگین در این آب‌ها و همچنین آلودگی منابع خاک به‌واسطه ورود فلزات سنگین می‌تواند مشکلات زیادی برای کمیت و کیفیت محصولات زراعی به همراه داشته باشد. ماندگاری بالای فلزات سنگین در محیط باعث انتقال به گیاه و زنجیره مواد غذایی شده و صدمات جبران ناپذیری را به انسان، رشد گیاه، خاک و محیط زیست وارد کنند. این پژوهش به‌منظور بررسی شیب تغییرات آلودگی فلز سنگین کادمیم در آب آبیاری و خاک بر شیب رشد و تجمع آن در اندام‌های ذرت دانه‌ای رقم 201 در مزرعه دانشگاه شهرکرد انجام شد. مواد و روش‌ها: برای این منظور آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی در سه تکرار به صورت کشت گلدانی در یک خاک با بافت لوم ‌سیلتی اجرا شد. عامل اول غلظت کادمیم در آب آبیاری از منبع نمک نیترات کادمیم در پنج سطح (شاهد (صفر)، 01/0، 05/0، یک و دو میلی گرم بر لیتر) و عامل دوم مقدار کادمیم کل خاک ازمنبع نمک نیترات کادمیم با سه سطح (شاهد (صفر)، 10 و 50 میلی گرم در کیلوگرم خاک) در نظر گرفته شد. پس از اعمال تیمارهای کادمیم در خاک، ذرت رقم201 کشت شد و در طول دوره رشد با آب دارای سطوح مختلف کادمیمی آبیاری گردید. در پایان دوره رشد، غلظت کادمیم در اجزای مختلف گیاه (ساقه، برگ و دانه)، خاک و همچنین عملکرد نسبی ذرت تعیین شد. همچنین در زمان آزمایش مقدار تبخیر و تعرق و نیاز آبی ثبت گردید. یافته ها: نتایج نشان داد که آلودگی آب و خاک به کادمیم، اثری معنی‌دار (در سطح یک درصد) بر اجزای عملکرد شامل عملکرد دانه در واحد بوته، تعداد ردیف در بلال، تعداد دانه در ردیف، وزن خشک برگ و وزن خشک ساقه گیاه ذرت داشت، اما اثر متقابل آلودگی آب و خاک به کادمیم بر اجزای عملکرد معنی‌دار نشد. سطوح بالای کادمیم در آب و خاک، بیش‌ترین و تیمار شاهد کم‌ترین کاهش عملکرد را داشتند. نتایج نشان داد که ساقه بیش‌ترین (283/2میلی گرم در کیلوگرم) و دانه (غیرقابل تشخیص) کم‌ترین غلظت کادمیم را داشتند. در این پژوهش بیش ترین و کم‌ترین کاهش عملکرد اجزای گیاه ذرت ناشی از کاربرد سطوح مختلف کادمیم درخاک در عملکرد دانه و تعداد ردیف در بلال به ترتیب به مقدار 46/11، 51/15 و 47/2، 81/3 درصد به‌دست آمد. آلودگی آب و خاک به کادمیم اثری معنی‌داری در سطح یک درصد بر کارآیی مصرف آب در گیاه ذرت داشت. کارآیی مصرف آب ناشی از کاربرد سطوح بالای آلودگی آب و خاک، به‌ترتیب به‌میزان 45/15 و 21/17 درصد کاهش یافت. نتیجه‌گیری: نتایج نشان داد که هر چند که میزان کادمیوم در دسترس در انتهای آزمایش در تیمارهای آلودگی‌های مختلف خاک تفاوت معنی‌داری نداشته است اما افزایش غلظت کادمیوم محلول در آب آبیاری باعث کاهش شیب رشد محصول شده است و در نتیجه کاهش عملکرد محصول نهایی شده است. به علاوه غلظت کادمیوم در ساقه و برگ نیز افزایش داشته است. بنابراین در خاک‌های با آلودگی بالاتر از سطح مجاز نیز باید آلودگی منابع دیگر مانند آب مورد توجه و بررسی قرار گیرد.

سابقه و هدف: امروزه استفاده از کودهای حاوی روی برای برطرف‌کردن کمبود این عنصر و بهبود عملکرد و کیفیت محصولات کشاورزی گسترش یافته است. برای دستیابی به مدیری صحیح کوددهی و در نتیجه حفاظت خاک و آب در مقابل کاربرد بیش از حد روی و تجمع آن در خاک، آگاهی از قابلیت استفاده و آزادشدن روی جذب‌شده پس از کاربرد در خاک ضروری است. از طرفی وجود آنیون‌ها در آب‌‌ آبیاری، کودهای کشاورزی و لجن فاضلاب می‌تواند بر جذب، واجذب و قابلیت ‌استفاده عناصر غذایی از جمله روی اثرگذار باشد. معمولاً با استفاده از ضرایب همدماهای جذب به بررسی ویژگی‌های جذب روی در خاک‌ها پرداخته می‌شود؛ درحالی‌که قابلیت استفاده عنصر جذب‌شده در خاک از نظر حاصلخیزی خاک اهمیت دارد. در این مطالعه به بررسی اثر آنیون‌های ارتوفسفات، نیترات و کلرید بر واجذب و قابلیت استفاده روی جذب‌شده در پنج نمونه خاک آهکی استان چهارمحال و بختیاری پرداخته شد.مواد و روش‌ها: در این تحقیق برای بررسی آزادشدن و قابلیت استفاده روی جذب‌شده، از محلول‌ حاوی غلظت‌‌های 25، 50، 75، 100، 150 و 200 میلی‌گرم بر لیتر روی از منبع ZnSO4 در حضور الکترولیت‌های KH2PO4، KNO3و KCl (غلظت الکترولیت‌ها برابر با 50 میلی‌مولار) استفاده شد. پس از جذب روی در خاک‌ها، مقدار روی قابل استفاده پس از جذب در خاک با روش DTPA-TEA و واجذب آن با محلول کلرید کلسیم 01/0 مولار تعیین شد. مقدار روی آزادشده با کلرید کلسیم 01/0 مولار به‌صورت غیراختصاصی جذب‌شده بود و روی جذب‌شده به‌صورت اختصاصی از تفاضل بین مقدار روی جذب‌شده و روی عصاره‌گیری شده با کلرید کلسیم 01/0 مولار محاسبه شد. یافته‌ها: بر اساس نتایج به‌دست آمده بیشترین مقدار روی جذب‌شده در حضور هر سه آنیون، به‌صورت اختصاصی بود. درصد روی جذب‌شده به‌صورت اختصاصی در خاک‌ها در حضور آنیون نیترات بیش از دو آنیون دیگر (05/0 < p) در دامنه 84/99 تا 99/99 درصد و در حضور آنیون کلرید 65/99 تا 80/99 درصد و در حضور آنیون ارتوفسفات در دامنه 55/99 تا 72/99 درصد بود. به‌طورکلی، مقدار قابل استفاده روی جذب‌شده در خاک‌ها در حضور آنیون ارتوفسفات در دامنه 41 تا 43 درصد، در حضور آنیون نیترات در دامنه 49 تا 54 درصد و در حضور آنیون کلرید در دامنه 58 تا 61 درصد بود.نتیجه‌گیری: نتایج نشان داد که بیشترین مقدار قابل استفاده روی‌ جذب‌شده به‌ترتیب در حضور آنیون‌های کلرید، نیترات و ارتوفسفات عصاره‌گیری شد (05/0 < p). تقریباً 50 درصد روی جذب‌شده با استفاده از عصاره‌گیر DTPA-TEA استخراج شد. در حضور همه آنیون‌ها بیش‌ از 99 درصد روی به‌صورت غیراختصاصی جذب‌شده بود. بنابراین، روی در مکان‌های اختصاصی جذب و کلرید کلسیم 01/0 مولار توانایی آزادسازی این عنصر را نداشت. نتایج این تحقیق نشان داد که مصرف توام کود فسفره و روی در خاک‌ها می‌تواند به کاهش مقدار روی عصاره‌گیری‌شده با DTPA-TEA (قابل استفاده) در خاک‌های آهکی تیمارشده با این دو عنصر نسبت به خاک تیمارشده با روی منجر شود.

چکیده با توجه به ارتباط بین عملکرد محصول و ویژگی­های خاک و توپوگرافی زمین، شـناخت و آگاهی از ویژگی­ها برای دستیابی به توسعه پایدار در کشاورزی، ضروری است. پژوهش حاضر با هدف ارزیابی و تعیین رابطه بین عملکرد گل محمدی و ویژگی‌های خاک و توپوگرافی زمین با استفاده از مدل‌های رگرسیون خطی چندمتغیره، شبکه عصبی مصنوعی و روش مدل‌سازی معادلات ساختاری در شهرستان بردسیر، استان کرمان اجرا گردید. برای این منظور، نمونه­برداری از خاک و عملکرد محصول، در قالب یک الگوی شبکه­ای منظم صورت گرفت. همچنین، با تهیه مدل رقومی ارتفاع منطقه، برخی ویژگی‌های توپوگرافی زمین محاسبه گردید و برای اجرای مدل روابط ساختاری، سه مدل نظری طراحی و مورد آزمون قرار گرفت. نتایج نشان داد که مدل­های رگرسیون خطی چندمتغیره و شبکه عصبی مصنوعی به‌ترتیب، 68 و 87 درصد از تغییرپذیری عملکرد را توجیه می­کنند که نشان‌دهنده دقت بالاتر مدل شبکه عصبی مصنوعی نسبت به رگرسیون خطی چندمتغیره در تخمین عملکرد می­باشد. نتایج مدل‌سازی معادلات ساختاری نشان داد که کنترل عملکرد گل محمدی در این منطقه، بیشتر در اختیار ویژگی­های شیمیایی خاک، سپس ویژگی­های توپوگرافی زمین و ویژگی­های فیزیکی خاک قرار دارد. سناریوهای مختلف برای انجام مدل‌سازی معادلات ساختاری نشان داد که هر چقدر مدل طراحی‌شده ساده‌تر و دارای سازه‌های پنهان کمتری باشد، می‌تواند برازش مطلوب‌تری داشته باشد. بنابراین، اولین مدل مفهومی این روش با دارا بودن مقادیر جذر میانگین مربعات خطا، شاخص نیکویی برازش و شاخص برازش تطبیقی به‌ترتیب 033/0، 88/0 و 94/0، به­عنوان بهترین مدل انتخاب شد. نتایج کلی نشان داد که مدل شبکه عصبی مصنوعی به‌دلیل لحاظ کردن روابط غیرخطی بین عملکرد و عوامل تأثیرگذار بر آن، کارایی بهتری نسبت به رگرسیون چندمتغیره در تخمین عملکرد داشت. علاوه بر توانایی مدل شبکه عصبی در برآورد عملکرد محصول، مدل‌سازی روابط ساختاری نشان داد که روش اخیر نیز می­تواند توضیحات بیشتری در مورد روابط و تعامل­های همزمان بین متغیرها ارائه کند. به‌طور کلی، کاربرد روش مدل‌سازی روابط ساختاری، با تکیه بر توانایی‌های این روش می‌تواند زمینه ارتقای عملکرد محصولات مختلف را فراهم کند.

سابقه و هدف: جذب یکی از مهمترین فرآیندهای شیمیایی مؤثر بر تحرک و قابلیت ‌استفاده روی در خاک است. حضور کاتیون‌ها در محلول می‌تواند بر جذب روی در خاک‌ها مؤثر باشد. برای بررسی جذب عناصر از همدماهای جذب استفاده می‌شود. همدماهای جذب رابطه مقدار عنصر جذب ‌سطحی شده و غلظت عنصر را در محلول تعادلی در دمای ثابت توصیف می‌کنند. کاتیون‌های کلسیم، سدیم، پتاسیم و آمونیوم از مهمترین کاتیون‌های خاک‌ها هستند. در این مطالعه بررسی اثر کاتیون‌های کلسیم، سدیم، پتاسیم و آمونیوم بر جذب روی در پنج نمونه خاک‌ آهکی استان چهارمحال و بختیاری انجام شد. مواد و روش‌ها: به‌منظور بررسی همدماهای جذب روی در خاک‌های مورد مطالعه و در حضور الکترولیت‌های مختلف آزمایشی در قالب طرح کاملا تصادفی اجرا شد. ابتدا نمونه‌های 2 گرمی از هر خاک در 3 تکرار را درون لوله‌های سانتریفیوژ 50 میلی‌لیتری ریخته و سپس 20 میلی‌لیتر از محلول ZnSO4 حاوی غلظت‌های 25، 50، 75، 100، 150 و 200 میلی‌گرم در لیتر روی که در محلول‌های زمینه نمک‌های Ca(NO3)2، NaNO3، KNO3 و NH4NO3 (با غلظت 50 میلی‌مولار) ساخته شده بود به لوله‌ها اضافه و نمونه‌ها به‌مدت 24 ساعت با دستگاه تکان‌دهنده برقی تکان داده شدند. پس از آن محلول صاف رویی جدا شده و غلظت روی در عصاره‌ها (در حال تعادل) با استفاده از دستگاه جذب اتمی تعیین شد. پس از جمع‌آوری داده‌ها، غلظت روی جذب‌شده از تفاوت بین غلظت اولیه و نهایی (تعادلی) تعیین و سپس معادله‌های لانگ‌مویر، فروندلیچ و خطی بر داده‌ها برازش داده شد. یافته‌ها: نتایج نشان داد که با افزایش غلظت روی در محلول تعادلی مقدار جذب روی در خاک‌ها در حضور همه الکترولیت‌ها افزایش پیدا کرد. مقدار جذب روی در حضور کلسیم کمتر از سایر کاتیون‌ها بود. معادله‌های فروندلیچ و لانگ‌مویر با داشتن بیشترین ضریب تبیین (R2) و کمترین خطای استاندارد برآورد (SE) قادر به توصیف جذب روی بودند. نتایج مقایسه میانگین نشان داد که حداکثر ظرفیت جذب روی (b معادله لانگ‌مویر) و شدت جذب (n در معادله فروندلیچ) به‌ترتیب در محلول حاوی کاتیون سدیم، کلسیم، پتاسیم و آمونیوم بیشترین مقدار بود. ثابت متناسب با انرژی پیوند (k لانگ‌مویر) و حداکثر گنجایش بافری (MBC لانگ‌مویر) به‌ترتیب در محلول‌های پتاسیم، آمونیوم، سدیم و کلسیم بیشترین مقدار را داشت. بیشترین ضریب توزیع (kf فروندلیچ) نیز به ترتیب در محلول‌های حاوی سدیم، پتاسیم، آمونیوم و کلسیم بود. بنابراین روی در حضور سدیم و کلسیم به‌ترتیب بیشترین و کمترین تمایل را به قرار گیری در فاز جامد دارد. نتیجه‌گیری: نتایج این تحقیق نشان داد که سدیم بیش از سایر کاتیون‌ها می‌تواند تحرک روی در خاک‌ها را کاهش دهد.

کمبود روی از مشکلات خاک‌های آهکی است و برطرف کردن آن منجر به افزایش عملکرد محصولات کشاورزی می‌شود. کودهای شیمیایی روی با گذشت زمان غیر قابل استفاده شده و کودهای آلی می‌تواند با تأثیر بر توزیع روی در خاک‌ها باعث بهبود قابلیت استفاده آن شوند. اما نحوه تأثیر و برهمکنش آنها با کودهای شیمیایی نیازمند بررسی دقیق تغییر قابلیت استفاده و اجزاء روی در خاک‌های تیمارشده با کودهای آلی و شیمیایی است. هدف این تحقیق بررسی برهمکنش سولفات روی و ورمی‌کمپوست بر قابلیت استفاده و جزءبندی روی در طی زمان در یک خاک آهکی رسی بود. این تحقیق به‌صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی شامل فاکتور اول ورمی‌کمپوست (دو سطح 0 و 1 درصد) و فاکتور دوم روی (سه سطح 0، 2 و 5 میلی‌گرم بر کیلوگرم از منبع سولفات روی) با 3 تکرار انجام شد. نمونه‌های خاک تیمارشده در دمای 1± 22 درجه سانتی‌گراد و رطوبت ظرفیت زراعی به‌مدت 120 روز در انکوباتور خوابانده شدند. در شروع آزمایش، 60 و 120 روز پس از خواباندن نمونه‌ای از هر تیمار برای تعیین قابلیت استفاده با روش DTPA-TEA و اندازه‌گیری اجزاء روی با روش BCR برداشته شد. نتایج نشان داد که در اثر کاربرد ورمی‌کمپوست میانگین روی عصاره‌گیری شده با DTPA-TEA به‌صورت معنی‌داری (05/0>P) افزایش یافت. برهمکنش ورمی‌کمپوست و زمان بر روی قابل استفاده معنی‌دار نبود (05/0P>). با گذشت زمان روی قابل استفاده در حضور سولفات روی کاهش یافت (05/0>P). علاوه بر آن، در اثر کاربرد ورمی‌کمپوست در خاک‌های تیمارشده با روی، اجزاء روی با گذشت زمان افزایش یافتند. به‌جز روی باقیمانده که با گذشت زمان کاهش یافت. بررسی ضرایب همبستگی نشان داد که رابطه معنی‌داری بین روی عصاره‌گیری شده با DTPA-TEA و اجزاء مختلف روی وجود داشت. نتایج این تحقیق نشان داد که در اثر کاربرد ورمی‌کمپوست اجزاء روی در خاک رسی تیمارشده با سولفات روی تغییر کرده و قابلیت استفاده آن افزایش یافت.

سابقه و هدف: کمبود فسفر قابل‌استفاده یکی از مشکلات عمده در خاک‌های ایران است. برای افزایش فسفر قابل ‌جذب از کودهای شیمیایی استفاده می‌شود؛ در حالی‌که کود فسفر مصرف شده در خاک با گذشت زمان به شکل‌هایی با قابلیت استفاده کم تبدیل می‌شود. برای افزایش کارایی کودهای فسفری می‌توان از مواد آلی استفاده کرد. لجن فاضلاب حاوی مواد آلی و عناصر غذایی زیادی بوده و برای بهبود حاصلخیزی زمین‌های کشاورزی و ارتقای عملکرد گیاهان به کار می‌رود. هدف از این مطالعه بررسی تأثیر برهمکنش کود شیمیایی فسفر و لجن فاضلاب بر قابلیت استفاده و شکل‌های معدنی فسفر و شاخص‌های ذرت (Zea Mays L.) در یک خاک آهکی بود.مواد و روش‌ها: این تحقیق به‌صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاٌ تصادفی با سه تکرار انجام شد. فاکتورهای آزمایش شامل فسفر (0 و 50 میلی‌گرم بر کیلوگرم فسفر از منبع KH2PO4) لجن فاضلاب (0 و 1 درصد وزنی/وزنی) بود. خاک‌های تیمارشده به مدت یک ماه در شرایط گلخانه 80 درصد ظرفیت مزرعه خوابانده شدند. ذرت (رقم سینگل‌کراس 704) در گلدان‌های 3 کیلوگرمی در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه شهرکرد کشت شد. پس از دو ماه کشت، بخش هوایی برداشت و شاخص‌های رشد ذرت (غلظت فسفر، وزن ماده خشک و جذب فسفر در گیاه ذرت) تعیین شدند. همچنین، پس از کشت از خاک گلدان‌ها نمونه‌برداری شد و در آن‌ها شکل‌های فسفر(فسفر محلول و تبادلی، فسفر متصل به آهن و آلومینیم، فسفر متصل به کلسیم، فسفر باقیمانده و فسفر آلی) و فسفر قابل ‌جذب (اولسن و کلرید کلسیم 01/0 مولار) اندازه‌گیری شد. یافته‌ها: نتایج نشان داد که برهمکنش کود شیمیایی فسفره و لجن فاضلاب بر فسفر عصاره‌گیری شده با روش اولسن معنی‌دار نبود (05/0> p)؛ در حالی‌که بر فسفر عصاره‌گیری شده با کلرید کلسیم معنی‌دار بود (05/0>p). نتایج نشان داد که با کاربرد 50 میلی‌گرم بر کیلوگرم فسفر، فسفر عصاره‌گیری شده با روش اولسن و فسفر عصاره‌گیری شده با روش کلرید کلسیم به‌ترتیب 4/21 و 60 درصد افزایش یافت، در حالی‌که با کاربرد یک درصد لجن فاضلاب فسفر عصاره‌گیری شده با روش‌های اولسن و کلرید کلسیم به‌ترتیب 2/83 و 200 درصد افزایش یافت. اثر لجن فاضلاب بر همه شکل‌های فسفر (به‌غیر از فسفر باقیمانده) و اثر کود شیمیایی فسفره بر شکل‌های فسفر معنی‌دار (01/0>p) بود. برهمکنش بین کود شیمیایی فسفره و لجن فاضلاب فقط بر فسفر متصل به کلسیم معنی‌دار بود (05/0>p). اثر لجن فاضلاب بر شکل‌های فسفر بیش از اثر کود شیمیایی فسفره و برهمکنش آن‌ها بود. نتایج نشان داد که با کاربرد 50 میلی‌گرم در کیلوگرم کود فسفر نسبت تیمار بدون کود فسفر، غلظت فسفر در ذرت و ماده خشک ذرت به‌ترتیب 2/8 و 9/25 درصد افزایش یافت (01/0>p). با کاربرد لجن ‌فاضلاب غلظت فسفر در ذرت و ماده خشک گیاه به‌ترتیب 9/4 و 194 درصد نسبت به سطح صفر لجن فاضلاب افزایش یافت. برهمکنش کود شیمیایی فسفره و لجن فاضلاب بر ماده خشک ذرت معنی‌دار (05/0>p) بود. ماده خشک گیاه در تیمار یک درصد لجن فاضلاب همراه با کود فسفره نسبت به تیمار یک درصد لجن فاضلاب بدون کاربرد کود فسفره 5/32 درصد و همچنین نسبت به تیمار کود فسفره بدون کاربرد لجن فاضلاب 170 درصد افزایش یافت.نتیجه‌گیری: نتایج نشان داد که اثر کاربرد کود شیمیایی فسفره بر فسفر عصاره‌گیری‌شده با روش اولسن به کاربرد لجن فاضلاب در خاک بستگی نداشت. فسفر قابل ‌استفاده با کاربرد لجن فاضلاب به میزان چشم‌گیری نسبت به کود شیمیایی افزایش یافت که می‌تواند به دلیل اثرات متفاوت تیمارها بر شکل‌های فسفر خاک باشد. علاوه بر این اثر کود شیمیایی فسفره بر جذب فسفر به کاربرد لجن فاضلاب بستگی داشت.

سابقه و هدف: ارزیابی کیفیت خاک اراضی کشاورزی، امری ضروری برای موفقیت‌های اقتصادی و پایداری محیط زیست در مناطق در حال توسعه می‌باشد. در حال حاضر انواع بسیار زیادی از روش‌ها برای ارزیابی کیفیت خاک استفاده می‌شوند که هر کدام معیارهای متفاوتی را به‌کار می‌گیرند. با توجه به اینکه شهرستان بردسیر یکی از مهمترین قطب‌های تولیدکننده گل محمدی در استان کرمان و ایران می‌باشد و نظر به اهمیت ارزیابی کیفیت خاک به‌عنوان شاخصی از کشاورزی پایدار و بهره‌برداری بهینه از منابع طبیعی، در این پژوهش، کیفیت خاک در بخشی از اراضی کشت‌شده گل محمدی با استفاده از شاخص کیفیت خاک تجمعی (IQI) و شاخص کیفیت خاک نمرو (NQI) در ترکیب با دو روش انتخاب معیار کل مجموعه داده‌ها (TDS) و حداقل مجموعه داده‌ها (MDS) برای دو عمق 25-0 و 50-25 سانتی‌متری ارزیابی شد.مواد و روش‌ها: برای اجرای این تحقیق مزرعه‌ای به مساحت 30 هکتار در شهرستان بردسیر در استان کرمان انتخاب شد. سپس موقعیت 100 محل برای اندازه‌گیری ویژگی‌های خاک (عمق 25-0 و 50-25 سانتی‌متر) و عملکرد گیاه مشخص و نمونه‌برداری صورت گرفت. با استفاده از روش تجزیه مولفه‌های اصلی (PCA) از میان کل ویژگی‌های موثر بر کیفیت خاک، مهمترین ویژگی‌های موثر بـر کیفیـت خاک (MDS) تعیین شدند. نتایج نشان داد که در عمق اول متغیرهای ماده آلی، شن، منگنز، کربنات کلسیم معادل، روی و مس و در عمق دوم هم متغیرهای شن، پتاسیم، کربنات کلسیم معادل، روی، فسفر، سنگریزه و منگنز به‌عنوان مجموعه حداقل داده‌ها انتخاب شدند. سپس کیفیت خاک، بـا اسـتفاده از دو مـدل شـاخص تجمعی کیفیت خاک (IQI) و شاخص کیفیت خاک نمرو (NQI) و هر کدام در دو مجموعه‌ی ویژگی‌های خاک TDS و MDS ارزیـابی شـد و نتایج چهار روش‌ ترکیبی ارزیابی کیفیت خاک مزبور از طریق مقایسه با عملکرد گل محمدی آنالیز شد.یافته‌ها: نتایج نشان داد که ضریب همبستگی بین شاخص‌های IQITDS و IQIMDS و بین NQITDS و NQIMDSدر عمق 25-0 سانتی‌متر به‌ترتیب برابر با 85/0 و 79/0 بود. همچنین ضریب همبستگی بین شاخص‌های IQITDS و IQIMDS و بین NQITDS و NQIMDSدر عمق 50-25 سانتی‌متر به‌ترتیب برابر با 75/0 و 77/0 به‌دست آمد. تجزیه زمین‌آماری شاخص‌های کیفیت خاک نشان داد که تمامی شاخص-های بررسی شده خاک و عملکرد گل محمدی، دارای مدل کروی و ساختار مکانی قوی و متوسط می‌باشند. دامنه تأثیر تغییرنماها از 33/119 متر برای شاخص IQITDS در عمق دوم تا 8/151 متر برای شاخص NQITDS در عمق اول در نوسان بود. همچنین دامنه تأثیر عملکرد گل محمدی، 16/122 متر به‌دست آمد. همبستگی نقشه‌های کریجینگ عملکرد گل محمدی و شاخص‌های کیفیت خاک نشان داد که در هر دو عمق مطالعاتی، بیشترین همبستگی بین عملکرد و شاخص IQITDS می‌باشد. همچنین، نتایج همبستگی بین شاخص‌های کیفیت خاک و عمکلرد گل محمدی نشان داد که شاخص IQITDS نسبت به سایر شاخص‌های همبستگی بالاتری با عملکرد دارد. نتیجه‌گیری: این نتایج نشان داد که شاخص کیفیت تجمعی (IQI) به‌ویژه در مجموعه TDS، کارایی بهتری برای ارزیابی کیفیت خاک منطقه مورد مطالعه دارد. همچنین، نتایج این پژوهش نشان داد هرچند استفاده از مجموعه TDSدر تعیین شاخص‌های کیفیت خاک نتایج بهتری ارائه می‌کند، اما به‌دلیل همبستگی نسبتاً خوب این مجموعه با مجموعه داده‌های حداقل (MDS) این امکان وجود دارد که با استفاده از MDS نیز بتوان شاخص‌های کیفیت خاک مزارع گل ‌محمدی در منطقه را با دقت مناسبی تعیین کرد که این کار موجب کاهش حجم مطالعات و هزینه می‌شود. با این حال، اگر هدف از ارزیابی کیفیت خاک، رسیدن به عملکرد بهینه و مطلوب باشد، استفاده از شاخص IQITDS به‌دلیل همبستگی بیشتر این شاخص با عملکرد گل‌ محمدی، کارایی بهتری دارد.

وجود تغییرات مکانی در خصوصیات خاک امری بدیهی به­شمار می­رود، با این حال درک از دلایل و منشأ این تغییـرات کامـل نیست. پژوهش حاضر با هدف بررسی تغییرپذیری مکانی ویژگی­های خاک و عملکرد گل محمدی در دو مزرعه معروف (مزارع نگار و گلزار) با ویژگی­های متفاوت اقلیمی و توپوگرافی در شهرستان بردسیر انجام شد. برای نیل به اهداف مطالعه، در هر یک از مزارع تعداد 100 نمونه خاک و محصول برداشت شد. پس از اندازه­گیری ویژگی­های خاک و ویژگی­های گیاهی، با استفاده از روش زمین آماری کریجینگ اقدام به پهنه­بندی ویژگی­های خاک و گل محمدی گردید. تجزیه نیم­تغییرنماها نشان داد که تمامی متغیرهای بررسی شده در هر دو مزرعه دارای ساختار مکانی قوی و متوسط می­باشند. دامنه تأثیر تغییرنماها در مزرعه نگار از 16/122 متر برای عملکرد گل محمدی تا 46/218 متر برای سیلت و در مزرعه گلزار از 1/115 متر برای پتاسیم قابل استفاده تا 228 متر برای نیتروژن کل در تغییر است. نتایج نشان دادند که ویژگی­های عملکرد گیاه و ویژگی­های خاک حتی در مقیاس­های کوچک دارای وابستگی مکانی هسـتند. نقشه­های کریجینگ نشان می­دهند که الگو و پراکنش ویژگی­های خاک حتی درون یک مزرعهمی­تواند بسیار متفاوت باشد؛ هرچند که مقایسه الگوی مکانی برخی ویژگی­های خاک مانند ماده آلی و نیتروژن کل با الگوی مکانی ویژگی­های گیاه و ابعاد مزارع مطابقت نشان داد. این امر نشان‌دهنده آن است که تغییرپذیری ویژگی­های مزبور عمدتا تحت مدیریت زارعین قرار گرفته است و برای رعایت بهینه مصرف عناصر غذایی بایستی میـزان مصرف نهاده­ها توسط مدیران مزرعه مورد بازنگری قرار گیرد.