فهرست مطالب

نشریه پژوهشهای خاک (علوم خاک و آب)
سال سی و دوم شماره 2 (تابستان 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/05/08
  • تعداد عناوین: 10
|
  • محمود محمدی، علی مرشدی صفحات 153-163
    به منظور بررسی تاثیر نیتروژن و بقایای گیاهی کلزا بر عملکرد گندم و بهبود برخی خواص فیزیکی و شیمیایی خاک در تناوب کلزا- گندم، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب کرت های خرد شده نواری در سه تکرار به مدت چهار سال زراعی (1393-1388) در ایستگاه تحقیقاتی چهارتخته شهرکرد انجام شد. تیمارها شامل سه سطح نیتروژن (صفر: N1، 25: N2و50: N3 کیلوگرم در هکتار) به عنوان عامل اصلی و چهار سطح مدیریت بقایای گیاهی کلزا (M1: جمع آوری کاه و کلش و خارج کردن از سطح کرت ها، M2: به زیر خاک بردن بقایای گیاهی موجود با گاو آهن برگرداندار، M3: مخلوط کردن بقایای گیاهی موجود توسط دیسک با خاک سطحی و: M4مخلوط کردن بقایای گیاهی توسط دیسک با خاک سطحی و سپس به زیر خاک بردن با گاو آهن برگرداندار) به عنوان عامل فرعی بود. نتایج تجزیه واریانس نشان داد اثر سال روی عملکرد بیولوژیک، عملکرد دانه و وزن هزار دانه معنی دار شد. بیشترین مقادیر این صفات از سال دوم برداشت گندم حاصل شد. اثر نیتروژن روی عملکرد بیولوژیک، عملکرد دانه، درصد پروتئین، نیتروژن اندام هوائی و وزن هزار دانهتفاوت معنی دار ایجاد نمود. حداکثر مقدار این صفات به ترتیب به میزان 10061، 3975 کیلوگرم در هکتار، 19%، 9/2 درصد و 7/38 گرم از تیمار N2 بدست آمد. اثر مدیریت بقایای گیاهی بر عملکرد بیولوژیک، عملکرد دانه، شاخص برداشت، کربن آلی خاک و وزن هزار دانه معنی دار شد. بیشترین میزان این صفات به ترتیب به میزان 10441 و 4186 کیلوگرم در هکتار، 4/36% ، 77/0 % و7/38 گرم از تیمار از تیمار M2 حاصل شد. اثر متقابل نیتروژن در بقایا روی عملکرد دانه و وزن هزار دانه معنی دار بود. بیشترین مقادیر این صفات از تیمار N2M2 بدست آمد. با توجه به نتایج این آزمایش می توان از تیمار N2M2 برای کشت گندم بعد از کلزا در منطقه شهرکرد و مناطق با شرایط خاک و اقلیم مشابه استفاده نمود.
    کلیدواژگان: کربن آلی، پروتئین، شاخص برداشت، عملکرد بیولوژیک
  • زهرا کاظمی، محمدرضا نیشابوری، داوود زارع حقی، حسین عسگرزاده صفحات 165-176
    دامنه ای از محتوای رطوبت خاک که محدودیت برای رشد گیاه در ارتباط با پتانسیل ماتریک، تهویه و مقاومت مکانیکی خاک حداقل باشد، دامنه رطوبتی با حداقل محدودیت (LLWR) نامیده می شود. این پژوهش با هدف مقایسه دامنه رطوبتی با حداقل محدودیت برآورد شده به روش داسیلوا و همکاران با مقادیر محاسبه شده بر مبنای پاسخ گیاه آفتاب گردان (Helianthus Annuus L.) (LLWRP) انجام گرفت. محاسبه در هر دو روش بر مبنای تفاضل دو حد رطوبتی بالا (θUL) و پائین (θLL) است. در روش اول انتخاب یا تعیین دو حد اغلب بر پایه منحنی های مشخصه رطوبتی و مقاومت مکانیکی خاک و عملا بدون توجه به نوع و نیاز یا رفتار ویژه گیاه است. در روش دوم طبق روش پیشنهادی این پژوهش، دو حد رطوبتی بر مبنای هدایت روزنه ای گیاه در یک خاک لوم رس شنی فشرده شده در لوله هایPVC با قطر 30 و ارتفاع 70 سانتی متر (که از این به بعد گلدان نامیده شدند) در سه سطح فشردگی (جرم مخصوص ظاهری برابر 35/1، 55/1 و 75/1 مگاگرم بر متر مکعب) که به ترتیب با D1، D2 وD3 نشان داده می شوند، تعیین گردید. در هر گلدان سه بذر آفتابگردان کشت و گلدانها تا شروع مرحله گلدهی در شرایط مطلوب نگهداری شدند. در این مرحله دو چرخه متوالی تر و خشک شدن خاک اعمال و رطوبت خاک و هدایت روزنه ای نیمروز به طور منظم اندازه گیری شد. LLWRP بر مبنای رابطه بین مکش ماتریک خاک و هدایت روزنه ای گیاه محاسبه شد. نتایج نشان داد بر مبنای رفتار روزنه های آفتاب گردان جذب آب در تیمارهای D1، D2 و D3 به ترتیب از مکش های ماتریک حدود 16، 44 و 60 سانتی متر شروع و تا مکش های ماتریک 39983 ، 31614 و 17394 سانتی متر ادامه یافت. تفاوت قابل ملاحظه ای بین LLWR محاسبه شده با دو روش مذکور مشاهده شد. مقدار این اختلاف در تیمارهای با فشردگی بیشتر خاک، به ویژه هنگامی که حد رطوبتی بالا (θUL) برابر مقدار رطوبت در مکش ماتریک 330 سانتی متر (LLWR330) بود، بیشتر به دست آمد. مقادیر LLWR330 برای سه تیمار D1، D2 و D3 به ترتیب148/0، 147/0 و 080/0 سانتی متر مکعب بر سانتی متر مکعب به دست آمد که به ترتیب 51، 49 و 63 درصد کمتر از LLWRP بود. این تفاوتها نشان می دهد که دو حد رطوبتی (θULوθLL) در نظر گرفته شده توسط داسیلوا و همکاران برای محاسبه LLWR، نباید به طور یکسان برای همه گیاهان به کار برده شود و بر حسب پاسخ یا نیاز گیاه نیز نیاز به اصلاح دارد.
    کلیدواژگان: آفتاب گردان، منحنی مشخصه رطوبتی خاک، منحنی مشخصه مقاومت مکانیکی خاک، هدایت روزنه ای
  • حجت دیالمی*، عبدالامیر رهنما، اسماعیل راهخدایی صفحات 177-187
    با توجه به گستردگی نخلستان ها در استان های گرم جنوب کشور، پائین بودن میزان بارندگی و تبخیر و تعرق زیاد، اجرای سیستم‏های جدید آبیاری تحت فشار در نخیلات کشور و امکان به کارگیری روش نوین کودآبیاری ضروری به نظر می رسد. این آزمایش در قالب طرح آماری بلوک های کامل تصادفی به صورت کرت های یک بار خرد شده با سه سطح آبیاری 100، 80 و 60 درصد تبخیر تجمعی از تشتک کلاس A در کرت های اصلی و سه تیمار کودی شامل عدم مصرف کود، مصرف خاکی کود (چالکود) و کودآبیاری در کرت های فرعی با 3 تکرار به مدت دو سال اجرا گردید. نتایج نشان داد که تغذیه نخل خرما (روش چالکود و یا کودآبیاری) ، عملکرد نخل خرما به طور میانگین به میزان 18 درصد افزایش داد. همچنین باعث افزایش وزن تر ، طول، حجم و گوشت میوه به ترتیب به میزان 4، 4، 7 و 4/4 درصد و افزایش وزن هسته و نسبت وزن گوشت میوه به هسته به ترتیب به میزان 5 و 5/4 درصد گردید. همچنین افزایش مقدار آبیاری مصرفی، باعث افزایش عملکرد و بهبود خصوصیات کمی میوه خرما شد، ولی اثر آن معنی دار نبود. بر اساس نتایج این تحقیق، تغدیه مناسب نخل خرما به روش چالکود یا کودآبیاری همراه با اعمال سطح آبیاری معادل 60 درصد تبخیر تجمعی از تشتک کلاس A، بدون کاهش معنی دار عملکردو با افزایش بهبود خصوصیات کمی میوه خرما، باعث صرفه جویی 40 درصدی در مصرف آب گردید.
    کلیدواژگان: آبیاری، روش های کوددهی، نخل خرما
  • لیلا تابنده ، صدیقه صفرزاده شیرازی صفحات 189-201
    کودهای نیتروژنی، نقش مهمی در عملکرد و کیفیت محصول بازی می کنند. نیترات اضافی، ممکن است از طریق آبشویی و فرسایش خاک، باعث آلودگی آب سطحی و زیر زمینی شود. جذب و توزیع نیترات در گیاهان با توجه به نگرانی های زیست محیطی و کیفیت محصولات کشاورزی، ازاهمیت زیادی برخوردار است. این مطالعه، بر روی انواع سبزیجات مانند تره، جعفری، نعناع، شوید، گشنیز و برگ چغندر، در7 منطقه ی مطالعاتی در استان زنجان با نمونه برداری به صورت تصادفی در فصل برداشت انجام گردید. غلظت نیتروژن، نیترات، فعالیت آنزیم نیترات ردوکتاز در سبزیجات و برخی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی آب و خاک تعیین شد. نتایج نشان داد که علی رغم مدیریت زراعی و شرایط اقلیمی یکسان، بیشترین تجمع نیترات، در نمونه های آب آبیاری، خاک و گیاهان مزارع سبزی کاری مجاور به مسیر خروجی فاضلاب شهری که در سال های قبل، تحت کشت گیاهان لگومینوز (لوبیا و یونجه) بوده و نیاز چندانی به مصرف کودهای نیتروژنی نداشتند، مشاهده شد. در کلیه مزارع تحت مطالعه، غلظت نیترات در سبزیجات تره و جعفری، در محدوده مجاز بود ولی در 3/14 درصد از مزارع سبزی کاری تحت کشت گیاهان نعناع و برگ چغندر و 6/28 درصد مزارع شوید و گشنیز، آلودگی نیترات بالاتر از حد مجاز مشاهده گردید. غلظت نیترات در انواع سبزیجات، با غلظت نیتروژن گیاهی، نیترات آب و خاک، همبستگی مثبت و با فعالیت آنزیم نیترات ردوکتاز همبستگی منفی نشان داد و اختلاف آماری معنی داری بین مقدار فعالیت آنزیم نیترات ردوکتاز در سبزیجات مختلف به دست آمد. از بین ویژگی های مطالعه شده ، مقدار نیترات خاک نقش مهمی در تجمع نیترات در سبزیجات داشته است.
    کلیدواژگان: آب آبیاری، آلودگی نیترات، نیترات خاک، سبزیجات، فعالیت آنزیم نیترات ردوکتاز
  • ناصر خالق پناه، مهدی شرفا، حسین اسدی، منوچهر گرجی، مسعود داوری صفحات 203-218
    مطالعه اخیر جهت ارزیابی مدل های RUSLE و RUSLE2 در تخمین هدررفت خاک در دامنه های مرتعی دارای مقادیر قابل توجهی قطعات سنگی در حوضه خامسان با به کار بردن داده های بارندگی های طبیعی صورت گرفت. جهت نیل به این هدف، رواناب و رسوب حاصل از 24 رخداد منجر به رواناب در طول سه سال (1389 تا 1392) در 18 کرت با ابعاد 24 متر طول و 8/1 متر عرض اندازه گیری شد (شش دامنه- سه کرت در هر دامنه). همزمان داده های ورودی مورد نیاز دو مدل از جمله خصوصیات خاک، پوشش گیاهی و پوشش زمین در طول این مدت بررسی و ثبت گردید. هر دو مدل به ویژه مدل RUSLE2 مقادیر میانگین سالانه هدررفت خاک را با وجود بیش برآورد نمودن، نسبتا به خوبی تخمین زدند. نتایج نشان داد که دو مدل به ویژه مدل RUSLE2 قادر هستند تا مقادیر هدررفت خاک تک رخدادها بخصوص بارندگی هایی که شاخص فرسایندگی پایین تری دارند را به میزان نسبتا قابل قبولی پیش بینی نمایند (R2(RUSLE) =0. 25, R2 (RUSLE2) =0. 53; EF (RUSLE) =0. 23, EF (RUSLE2) =0. 53). واسنجی پارامتر فرسایش پذیری منجر به بهبود تخمین هدررفت خاک به میزان قابل توجهی در دو مدل شد (R2(RUSLE) =0. 69, R2 (RUSLE2) =0. 82; EF (RUSLE) =0. 63, EF (RUSLE2) =0. 80). مقایسه نتایج تخمین های دو مدل نشان داد که در تمامی حالات مورد بررسی، مدل RUSLE2 نسبت به RUSLE، کارایی بالاتری داشت. با توجه به خصوصیات دامنه های مورد بررسی، به نظر می رسد تغییراتی که در مدل RUSLE2 نسبت به RUSLE اعمال شده، سبب برآوردهای بهتر مدل RUSLE2 شده است. نتایج نشان داد به طور کلی در دامنه های با پوشش سنگی بالاتر و مقادیر آهک بیش تر، کارایی دو مدل بدون واسنجی نسبت به دامنه های دیگر پایین تر بود. این نتیجه نشان می دهد که تحقیقات بیش تری جهت بررسی تاثیر این عوامل بر برآورد هدررفت خاک در دو مدل به ویژه RUSLE مورد نیاز است.
    کلیدواژگان: تک رخداد، جزء سنگی، فرسایش پذیری خاک، کرت، واسنجی
  • زهرا کاظمی، محمدرضا نیشابوری، داوود زارع حقی، حسین عسگرزاده صفحات 219-229
    گنجایش آب تجمعی (IWC) ، انتگرال تابع گنجایش آب دیفرانسیلی از مکش صفر تا بی نهایت با اعمال توابع وزنی ناشی از محدودیت های مختلف خاک است که هرکدام در دامنه ای از مکش می تواند فراهمی آب برای ریشه گیاه را کاهش دهد. انتخاب دامنه مکش برای هر محدودیت جهت ایجاد تابع وزنی اکثرا اختیاری و بدون توجه به رفتار و پاسخ گیاه معین بوده است. هدف این پژوهش محاسبه گنجایش آب تجمعی (IWCP) بر مبنای دمای پوشش سبز گیاه (TL) به عنوان پاسخ گیاه در مقابل محدودیت های مختلف خاک بود. بدین منظور سه سطح فشردگی (جرم مخصوص ظاهری (Db) مساوی 35/1، 55/1 و 75/1 گرم بر سانتی متر مکعب به ترتیب معادل D1، D2 و D3) با بکارگیری یک خاک لوم رس شنی (عبور کرده از غربال 76/4 میلیمتر) درلوله های پلیکا (قطر 30 و ارتفاع 70 سانتی متر) با سه تکرار ایجاد شد. پس از کاشت بذور جوانه زده آفتاب گردان (Helianthus Annuus L.) در آنها و استقرار کامل گیاه، دو دوره تر و خشکی اعمال گردید. با اندازه گیری روزانه رطوبت خاک در سه عمق گلدانها و تبدیل آن به مکش ماتریک خاک همراه با اندازه گیری نیمه روز TL، یک تابع وزنی بر مبنای پاسخ گیاه تعریف و IWCP محاسبه گردید. گنجایش آب تجمعی با توابع وزنی پیشنهادی گرانولت و همکاران (IWCG) نیز محاسبه و با هم مقایسه شدند. مقادیر IWCP و IWCG برای تیمار D1 به ترتیب 187/0 و 229/0 سانتی متر مکعب بر سانتی متر مکعب بدست آمد. در تیمار D3 این ارقام به 152/0 و 038/0 تنزل یافتند که معادل 19% و 84% کاهش در فراهمی آب بوده و اثر قابل توجه فشردگی خاک روی فراهمی آب را نشان می دهد. در میانگین سه سطح فشردگی، IWCP و IWCGبه ترتیب 169/0 و 140/0 حاصل شد و نشان می دهد که فراهمی آب برای گیاه آفتاب گردان بر مبنای پاسخ گیاه بطور متوسط 17 درصد بیشتر از رقمی است که IWCG برآورد کرده است. این تفاوت و تاثیر پذیری بیش از حد (84%) IWCG از فشردگی خاک نشان می دهد که دامنه مکش های پیشنهاد شده توسط گرانولت و همکاران برای محدودیت های مختلف و روابط تجربی بکار رفته در ایجاد توابع انتقالی به منظور لحاظ تاثیر آنها در فراهمی آب، لازم است با توجه به نیاز و پاسخ های گیاه مورد نظر اصلاح یا تعدیل شوند.
    کلیدواژگان: آفتاب گردان، پاسخ گیاه، توابع وزنی، گنجایش آب دیفرانسیلی
  • نجمه رسولی، محمد هادی فرپور *، فاطمه خیامیم، حجت الله رنجبر صفحات 231-242

    تکنیک طیف سنجی مرئی- مادون قرمز نزدیک روشی غیر مخرب، سریع، ارزان و دارای حداقل آماده سازی نمونه به منظور برآورد خصوصیات خاک و بدون ضرر برای محیط زیست محسوب می گردد. با توجه به اینکه مطالعات اندکی در رابطه با کاربرد این روش در تعیین ویژگی های خاک های کشورمان انجام شده است، این مطالعه با هدف ارزیابی روش طیف سنجی انعکاسی در برآورد برخی خصوصیات خاک در منطقه بردسیر در استان کرمان انجام شد. تعداد 150 نمونه مرکب خاک سطحی، از چهار کاربری مختلف از عمق 20-0 سانتی متری جمع آوری گردید و مقادیر کربن آلی، درصد آهک، درصد شن، درصد سیلت و درصد رس وpH خاک با روش های استاندارد آزمایشگاهی اندازه گیری شد. طیف سنجی انعکاسی نمونه های هوا خشک شده تحت شرایط کنترل شده آزمایشگاهی، با استفاده از دستگاه طیف سنج زمینی در محدوده طول موج 2500-350 نانومتر انجام شد. پس از ثبت طیف ها، انواع روش های پیش پردازش مورد ارزیابی قرار گرفت. واسنجی بین داده های طیفی و آزمایشگاهی به روش اعتبار سنجی متقابل با استفاده از مدل رگرسیون حداقل مربعات جزئی انجام شد. نتایج نشان داد که مقادیر ضریب تبیین برای کربن آلی، آهک، درصد شن، درصد سیلت، درصد رس و pH به ترتیب 68/0، 62/0، 64/0، 66/0، 3/0 و 01/0 می باشد. با توجه به مقادیر RPD (Ratio of Prediction to Deviation) ، پیش بینی مدل برای درصد شن و سیلت کاملا مناسب برای کربن آلی و آهک مناسب و برای درصد رس و pH ضعیف می باشد. بهترین روش پیش پردازش برای کربن آلی متغیر نرمال استاندارد (SNV) و برای آهک، درصد شن و درصد سیلت روش مشتق اول به همراه فیلتر ساویتزکی و گلای تعیین گردید. نتایج بر قابلیت تکنیک طیف سنجی مرئی- مادون قرمز در تخمین مکانی چندین ویژگی خاک به صورت همزمان، دلالت دارد. لذا این روش می تواند به عنوان روشی جایگزین برای روش های مرسوم آزمایشگاهی در تعیین برخی ویژگی های خاک مطرح باشد.

    کلیدواژگان: اعتبار سنجی، پیش پردازش طیفی، رگرسیون حداقل مربعات جزئی، طیف سنجی انعکاسی
  • پریسا شریفی ، مسلم ثروتی، نیر محمدخانی صفحات 243-253
    در عصر حاضر، باتوجه به اهمیت امنیت غذایی، درک اثرات تغییرات اقلیم در تناسب اراضی برای تولید محصول به یک مسئله مهم تبدیل شده است. هدف اصلی این تحقیق، بررسی اثرات تغییرات اقلیمی بر تناسب اراضی محصولات مختلف دیم در منطقه میاندوآب، تحت سناریوی اقلیم فعلی و تغییر اقلیم در آینده بود. برای این منظور از مدل ترازا و آلماگرا در محیط سامانه تصمیم گیری میکرولیز استفاده شد. مدل آلماگرا ارزیابی تناسب واحدهای مختلف اراضی برای تیپ های بهره وری انتخابی و مدل ترازا، یک تخمین تجربی از کمبودهای زیست اقلیمی را فراهم می کند. داده های مورفولوژیکی و آزمایشگاهی از 11 خاکرخ شاهد موجود در منطقه مطالعاتی اخذ و وارد پایگاه داده های خاکی (SDBm) شد. داده های آگرواکولوژیکی از سازمان هواشناسی کشور به دست آمد و وارد پایگاه داده های اقلیمی (CDBm) گردید. سناریوهای انتشار گازهای گلخانه ای به عنوان سناریوی آینده تغییر اقلیمی،از میان مدل های کارگروه بین الدولی تغییر اقلیم (IPCC) انتخاب شد. نتایج نشان داد که در شرایط فعلی اولویت کشت دیم در اکثر واحدهای اراضی مختلف با نخود، خربزه و گندم بوده ولی در آینده به صورت گندم، نخود و خربزه خواهد بود. مهم ترین عوامل محدودکننده خاکی نیز شامل شوری، بافت، زهکشی و آهک بودند. به جز در مورد گندم، اثر خالص تغییرات اقلیمی در تناسب اراضی برای محصولات نخود و خربزه منفی است. درنتیجه، در شرایط تغییر اقلیم، منطقه موردمطالعه برای تولید نخود و خربزه دیم مناسب نیست. از دست دادن رطوبت با افزایش شاخص خشکی در محیط مدل ترازا نشان داد که به نظر می رسد که در آینده سناریو کشت دیم به طورجدی توسط تنش آب تحت تاثیر قرار گیرد.
    کلیدواژگان: مدل آلماگرا، مدل ترازا، سناریوهای انتشار (RCPs)، سیستم پشتیبان تصمیم گیری میکرولیز
  • زهرا دیانت مهارلویی، رضا قاسمی صفحات 255-269
    روی از مهمترین عناصر کم نیاز برای گیاهان می باشد که قابلیت دسترسی آن در خاک های آهکی کم است. قابلیت دسترسی روی برای گیاه به توزیع نسبی شکل های مختلف شیمیایی آن در خاک بستگی دارد که تابعی از ویژگی های خاک می باشد. پژوهش حاضر به منظور بررسی توزیع شکل های شیمیایی روی در دو نوع خاک زیر کشت درختان بادام و انار با استفاده از روش عصاره گیری دنباله ای انجام گردید. نتایج نشان داد مقدار روی قابل استخراج با DTPA در خاک زیر کشت بادام نسبت به انار در خاک سطحی- زیر سایه انداز 10/12% و در خاک سطحی- خارج از سایه انداز 91/9% می باشد، خاک عمقی- زیر سایه انداز 20/19% و در خاک عمقی- خارج از سایه انداز 67/21 % بیشتر گردید. مقدار روی قابل استفاده در خاک سطحی- زیر سایه انداز نسبت به خارج از سایه انداز درختان انار 71/9% و در خاک عمقی- زیر سایه انداز نسبت به خارج از سایه انداز درختان انار 18/10% بیشتر گردید. نتایج نشان داد بیشترین درصد شکل شیمیایی روی در روش عصاره گیری دنباله ای مربوط به شکل کل و سپس اکسیدهای آهن بی شکل بوده که قابل دسترس برای درختان نیست. به طور کلی ترتیب شکل های شیمیایی روی به لحاظ کمیت به ترتیب زیر بود: محلول تبادلی
    کلیدواژگان: موادآلی، سایه انداز، خاک سطحی، عصاره گیری دنباله ای
  • محمد ابراهیم بنی حبیب ، بهمن وزیری صفحات 271-282
    یکی از مهمترین منابع تامین آب کشاورزی در مناطق خشک، آب های زیرزمینی است. نفوذ باران به داخل زمین به عنوان یکی از منابع تغذیه آبهای زیرزمینی از اهمیت زیادی برخوردار است. در این پژوهش کارایی مالچ ها در افزایش نفوذ عمقی آب باران در دشت شهرکرد مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور 8 بارش از منحنی های شدت مدت فراوانی منطقه با دوره بازگشت 2 و 5 سال انتخاب شد. این بارش ها، توسط یک دستگاه باران ساز به صورت مصنوعی در لایسیمترهایی با شرایط یکسان و مالچ های متفاوت شامل شن، ماسه، مخلوط شن و ماسه با نسبت یکسان و خاک بدون مالچ ایجاد شد و میزان نفوذ عمقی آنها مورد آزمایش قرار گرفت. طی این آزمایش ها تعداد 192 داده برای پارامترهای رطوبت خاک، دمای هوا و نفوذ عمقی باران برداشت گردید. بر این اساس، روابطی جهت برآورد میزان نفوذ عمقی آب باران در هر بارش و برآورد میزان تبخیر از خاک در هریک از این مالچ ها و خاک بدون مالچ به طور جداگانه استخراج و کارایی و دقت این روابط به کمک ضریب تبیین و معیار نش-ساتکلیف بررسی شد. نتایج نشان داد که روابط استخراج شده ضریب تبیین در محدوده ی97/0-98/0 و معیار نش-ساتکلیف در محدوده ی 96/0-98/0 دارند. بر اساس این روابط و معادله بیلان آب در خاک، مدل رطوبتی خاک تهیه شد. به منظور ارزیابی کارایی مالچ ها در افزایش رطوبت خاک و نفوذ عمقی آب باران این مدل براساس داده های بارش و دمای یک سال منطقه مورد مطالعه اجرا گردید. نتایج نشان داد که میزان نفوذ عمقی در طی این دوره در کلیه مالچ های مورد بررسی نسبت به خاک بدون مالچ افزایش داشته و بیشترین این میزان در مالچ شنی معادل 1/17% شد. این مقدار نسبت به خاک بدون مالچ افزایش 21% را نشان داد. لذا مالچ پاشی اراضی کشاورزی می تواند موجب افزایش تغذیه آبخوان ناشی از افزایش نفوذ عمقی آب باران به داخل خاک به عنوان یکی از منابع تامین آب کشاورزی گردد. اما می بایست در هنگام انتخاب این نوع مالچ ضمن درنظر گرفتن اثرات مثبت آن در حفظ رطوبت خاک، مسائل اجرایی آن نیز در سطح وسیع در نظر گرفته شود.
    کلیدواژگان: مالچ، آب زیرزمینی، تغذیه آبخوان، آب کشاورزی، رطوبت خاک
|
  • M. Mohammadi, A. Morshjedi Pages 153-163
    In order to evaluate the effect of nitrogen (N) and canola residuals on yield and improve the physical and chemical properties of soil in wheat-canola rotation, a split block experiment was carried out in a randomized complete block design (RCBD) with three replications for four years (2010-2014) at Chahartakhte Agricultural Research Station in Shahrekord. The treatments consisted of three rates of N (N1:0, N2:25, N3:50 kg N.ha-1) in the main plots and four rates of canola residues (M1: complete removal of plant residues from plots, M2: Turning and removal of residues with plow, M3: incorporating residues with surface soil by means of discs and M4: first incorporating residues with disks and then turning into the soil with plow) in the subplots. The analysis of variance results revealed that the effect of year was significant on biological and seed yield and weight of 1000 seeds. The maximum of these parameters was obtained in the second year. The effect of N was significant on biological and seed yields, protein percentage, leaf N, and weight of 1000 seeds. The maxima of these parameters were, respectively, 10061 and 3975 kg ha-1, 19%, 2.9%, and 38.7 gr and were obtained in N2 treatment. Different managements of residue showed a significant effect on biological and seed yield, harvest index, soil organic carbon, and weight of 1000 seeds. The maximum values of these parameters were, respectively, 10441 and 4186 kg ha-1, 4.36%, 0.77%, and 38.7 gr and obtained in M2. The interaction effect of N and residues was significant on seed yield and weight of 1000 seeds. The maximum of the studied parameters was obtained in the N2M2 treatment. Considering the experimental results, the N2M2 treatment was suggested for wheat in Shahrekord region and regions with the same soil and climate condition.
    Keywords: Organic carbon, Protein, Harvest index, Biological yield
  • Z. Kazemi, M. R. Neyshabouri, D. Zaree Haghi, H. Asgarzadeh Pages 165-176
    The range of soil water content where plant growth is least limited by water potential, soil aeration or mechanical resistance is called least limiting water range (LLWR). This study evaluated the values of LLWR determined according to the procedures proposed by da Silva et al. with those calculated on the basis of sunflower plant (Helianthus annuus L) response (LLWRP). In both methods LLWR is taken as the difference between the two soil moisture limits designated as upper (θUL) and lower (θLL). In the first method, the two limits are determined basically from the soil moisture and soil resistance characteristic curves, almost overlooking the plant type and its particular needs or behaviors. In the second method, as proposed in this research, the two limits are determined based on the stomatal response in a sandy clay loam soil packed into PVC tubes (called pots hereafter) with 30 cm diameter and 70 cm height at three compaction levels (soil bulk density equal to 1.75, 1.55 and 1.35 Mg.m-3) designated as D1, D2 and D3. Each pot was planted with three pre-soaked sunflower seeds and pots were kept under optimum condition until onset of the flowering stage. At this time two successive drying cycles were imposed and soil moisture and midday stomatal conductance were routinely measured. LLWRP were computed on the basis of relationship between soil matric suction and stomatal conductance. Results showed that on the basis of stomatal conductance behavior water uptake began at the soil matric suctions of 44, 16, 60 and continued up to 17394,31614, 39983 cm in D1, D2 and D3 treatments, respectively. Appreciable differences were observed between LLWR and LLWRP particularly when the lower limit moisture suction (equivalent to θUL for LLWR) was set at 330 cm (LLWR330). LLWR330 values of 0.148, 0.147 and 0.080 cm3cm-3 were obtained for D1, D2, D3 treatments, respectively, which were 51, 49 and 63 percent lower than the corresponding LLWRP values. This differences imply that the two moisture limits (θUL and θLL) proposed by da Silva et al. may not be applied indiscriminately for all plants and thus need to be modified according to plant needs or responses.
    Keywords: Soil moisture characteristic curve, Soil mechanical characteristic resistance curve, Stomatal conductance
  • H. Dialami, A. A. Rahnama, I. Rahkhodaei Pages 177-187
    Considering the widespread presence of the date palm groves in the southern provinces of the country, low rainfall, and high evapotranspiration necessitate the need for the pressurized irrigation systems in date palm grove and application of modern fertigation method. This experiment was conducted in a split plot based on randomized complete block design with three levels of irrigationincluding 60%, 80%, and 100 % of cumulative evaporation from class A pan in the main plots, and three levels of nutrition (without fertilizer use (control), localized placement (Chalkood), and fertigation) in the sub-plots, with 3 replications. The results showed that the nutrition of date palm (Chalkood or fertigation method) increased the yield of date palm by an average of 18%. Also, fresh weight, length, and volume of date fruit and weight of pulp increased by, respectively, 4%, 4%, 7%, while and 4.4%, the weight of stone and ratio of weight of pulp to stone increased by, respectively, 5% and 4.5%. Also, increasing the amount of irrigation water increased the yield and the quantitative characteristics of the date fruit, but its effect was not significant. According to the results of this study, proper date palm nutrition by Chalkood or fertigation method along with net irrigation level of 60% cumulative evaporation from class A pan, saved 40% in water use, without significantly reducing the yield.
    Keywords: Irrigation, Fertilization method, Date palm
  • L. Tabande, S. Safarzadeh Shiraze Pages 189-201
    Nitrogen (N) fertilizer plays an important role in crop yield and its quality. Excess nitrates may cause surface and groundwater pollution, through nitrate leaching and soil erosion. The uptake and distribution of nitrate in crops is important with respect to environmental concerns and the quality of crop products. This study was conducted in a randomized design at harvesting time on some vegetables such as Allium cepa L, Petroselinum crispum, vulgaris subsp, Anethum graveolens, Coriandrum sativum and Mentha Piperita in 7 fields in Zanjan Province. Concentration of nitrogen, nitrate, and activity of nitrate reductase enzyme in the vegetables as well as some physical and chemical properties of soil and water were determined. Results showed that, despite the same climatic conditions and crop management, the highest accumulation of nitrate was observed in samples of irrigation water, soil, and plants in the fields near the municipal sewage sludge outlet that were cultivated with leguminous plants i.e. beans and alfalfa, in previous years; therefore, no nitrogen fertilizer application was required. In all studied field, nitrate concentration in Allium cepa L and Petroselinum crispum was in critical range; however, nitrate concentration in 14.3% of vulgaris subsp and Mentha Piperita vegetable fields and 28.6% of Anethum graveolens and Coriandrum sativum vegetable fields were higher than critical range. Concentration of nitrate in vegetables had positive correlation with concentrations of plant nitrogen and water and soil nitrate content and had negative correlation with nitrate reductase activity. Also, significant differences were observed in nitrate reductase activity in various vegetables. Among the studied soil properties, soil nitrate concentration had an important role in nitrate accumulation in vegetables.
    Keywords: irrigation water, Nitrate reductase activity, Nitrate pollution, Soil nitrate, Vegetables
  • N. Khaleghpanah, M. Shorafa, H. Asadi, M. Gorji, M. Davari Pages 203-218
    The recent study was carried out to evaluate the RUSLE and RUSLE2 models for predicting soil loss in stony rangeland hillslopes of Khamesan watershed using event data obtained from natural rainfall. For this purpose, total runoff and soil loss were measured during three years (2011, 2012 and 2013) in eighteen plots with 24 m long by 1.8 m wide (six hillslopes with three replicates). The input data for both models were measured and monitored including soil characteristics, plant cover, ground cover etc. Twenty-four rainfall events were examined during the study period. Two models, particularly RUSLE2, estimated average annual soil loss relatively well, despite the overestimation. The results showed that both models, especially RUSLE2, was able to estimate single events soil loss relatively acceptable, especially in rainfalls with lower erosivity index (R2(RUSLE)=0.25, R2(RUSLE2)=0.53; EF(RUSLE)=0.23, EF(RUSLE2)=0.53). Calibration of the erodibility factor in two models led to considerable improvement of model efficiency (R2(RUSLE)=0.69, R2(RUSLE2)=0.82; EF(RUSLE)=0.63, EF(RUSLE2)=0.80). Comparison of estimations of two models showed that in all studied situations, RUSLE2 model had higher efficiency than RUSLE. It seems that with respect to characteristics of studied hillslopes on one hand and improvements of RUSLE2 model relative to RUSLE on the other hand, it has been led better estimates of RUSLE2. Generally, the results showed that in hillslopes with higher rock fragment cover and lime content, efficiency of non-calibrated two models was lower than other hillslopes. This result shows that more research is needed to examine the effect of these parameters on estimation of soil loss in two models, especially for the RUSLE
    Keywords: Single event, Rock fragment, Soil erodibility, Plot, Calibration
  • Z. Kazemi, M. R. Neyshabouri, D. Zaree Haghi, H. Asgarzadeh Pages 219-229
    Integral water capacity (IWC) is the integral of differential water capacity functions in the range of 0 to infinity soil matric potential multiplied [H1] by weighting functions each taking into account the effect of varioussoil limitations that may develop at a given soil matric potential domain and restrict soil water availability to plant roots. The domains selected for development of weighting functions in most studies have seldom been based on plant response, but rather arbitrary. The purpose of this study was implementing midday green leaf temperature (TL) as a plant-response-based variable to compute integral water capacity. For this purpose, a sandy clay loam soil passed through 4.76 mm sieve was evenly compacted to three bulk densities of D1=1.35, D2=1.55, and D3=1.75 g cm-3, each replicated thrice, in PVC tubes (called pots hereafter) with 30 cm diameter and 70 cm height. Sunflower (Helianthus Annuus L) seedlings were planted in the pots and, after their full establishment, two periods of wetting and drying cycles were imposed. By monitoring daily soil moisture content at the three depths in the pots and converting them to soil moisture suctions along with the midday TL measurements, a plant-response-based weighting function was developed and integral water capacity (IWCP) was computed. Integral water capacity (designated as IWCG) was also computed by adopting the weighting functions proposed by Groenevelt et al. IWCP and IWCG in D1 treatment were obtained as 0.187 and 0.229 cm3cm-3, respectively. At the highly compacted D3 treatment, the corresponding values diminished to 0.152 and .038, respectively, equivalent to 19% and 84% reduction in soil water availability and reflecting the dominant effect of soil compaction on water availability. Averaged over the three compaction levels, IWCP and IWCG were 0.169 and 0.14 cm3cm-3,indicating that water availability determined on the plant response basis was 17% greater than that predicted by IWCG. This difference and over-susceptibility (84%) of IWCG to soil compaction imply that the soil suction domains proposed for the various soil limitations and the experimental relations employed in Groenevelt et al. approach to quantify their restricting effects as weighing functions need to be modified according to each particular plant needs or response.
    Keywords: Sunflower, Plant response, Weighting function, Differential water capacity
  • N. Rasooli, M. H. Farpoor, F. Khayamim, H. Ranjbar Pages 231-242

    Soil spectroscopy in the visible and near infrared (Vis-NIR) range has widely been used as a rapid, cost-effective, and non-destructive technique to predict soil properties. Since little data is available about soil properties determined by using this technique, the present research was carried out to evaluate the efficiency of Vis-NIR spectroscopy to estimate several soil properties in Bardsir area, Kerman Province. About 150 complex surface soil samples were collected from four different land uses from depth of 0-20 cm. Soil organic carbon, equivalent calcium carbonate, pH, and the amount of silt, clay and sand particles were measured by routine laboratory methods. Reflectance spectra were obtained from air-dried samples under controlled laboratory conditions using an ASD FieldSpec Pro spectroradiometer in 350-2500 nm wavelength range. Partial least squares regression was used for calibration of spectral and laboratory data using cross validation. Coefficient of variation for organic carbon, equivalent calcium carbonate, sand, silt, clay, and pH values were 0.68, 0.62, 0.64, 0.66, 0.3, and 0.01, respectively. Based on RPD values (Ratio of Prediction to Deviation), the precision of the prediction model for sand and silt contents was quite suitable, and for organic carbon and equivalent calcium carbonate it was suitable. [H1] However, the predictions of the model for clay content and pH were poor.Furthermore, standard normal variate (SNV) was the best pre-processing method to predict organic carbon, whereas, first derivative with SG smoothing (FD-SG) showed better estimation for carbonate, sand, and silt. Consequently, Vis-NIR spectroscopy is capable of predicting several soil properties at the same time. As the model accuracy is acceptable, it has the potential to substitute conventional laboratory analyses of selected soil properties.

    Keywords: Validation, Spectral pre-processing, Partial least-squares regression, Reflective spectroscopy
  • P. Sharifi, M. Servati, N. Mohammadkhani Pages 243-253
    Nowadays, considering the importance of food security, understanding the impact of climate change on land suitability for crop production has become an important issue. The main goal of the present research was to evaluate the climate change impacts on different rainfed crops land suitability under current and future climate change scenario in Miandoab region. For this purpose, Terraza and Almagra models were used in MicroLEIS DSS environment. Almagra model provides evaluation of the suitability of different land units for selected utilization types and Terraza model provides an experimental prediction for bioclimatic deficiency. Morphological and analytical data were obtained from 11 control soil units and saved in the SDBm soil database. Agro ecological data were obtained from Iran Meteorological Organization and saved in the CDBm climate database. Greenhouse gas emission scenarios were selected as future scenarios of climate change from models of Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) . The results revealed that, in the present conditions and in most of the different land units, the suitability order of crops are chickpea >melon> wheat. However, in the future it will be wheat> chickpea> melon. The most important soil limiting factors were salinity, texture, drainage, and lime content. The net effect of climate change on land suitability is negative, except for wheat, and therefore, in climate change conditions, the study area is unsuitable for production of chickpea and melon as rainfed crops . Loss of moisture with increasing drought index in the Terraza model showed that, in future, rainfed cultivation scenario seems to be highly affected by water stress.
    Keywords: Almagra Model, MicroLESE DSS, RCP, Terraza Model, Wheat
  • Z. Dianat Maharluei, R. Ghasemi Pages 255-269
    Zinc (Zn) is one of the most important nutrient elements for plants, but its availability in calcareous soils is low. The availability of Zn for plants depends on relative distribution of its chemical forms in the soil, which is dependent on soil properties. The present research was conducted to investigate the distribution of chemical forms of Zn in two soils under almond and pomegranate trees using sequential extraction procedure. Results showed that the amount of DTPA extractable Zn in the surface soil under-canopy, surface soil-interspaces, subsurface soil under-canopy, and subsurface soil-interspaces were higher for almond cultivation compared to pomegranate by 12.10%, 9.91%, 19.20%, and 21.67%, respectively. The amount of available Zn on the surface soil under-canopy was higher compared to the interspaces of pomegranate trees by 9.71% and in subsoil under-canopy was higher in comparison with interspaces by 10.18%. The results showed that residual form was the highest chemical fraction of Zn followed by the Zn associated with iron oxides forms which are not available to trees. Generally, the amounts of the chemical forms of Zn were as follows: Soluble+exchangeable < organic-bound
    Keywords: Organic matter, Tree canopy, Surface soil, Sequential extraction
  • M. E. Banihabib, B. Vaziri Pages 271-282
    One of the most important sources of agricultural water supply in arid areas is groundwater. Moreover, rain water percolation in the soil is the main source of groundwater recharge. Therefore, in this research, the efficiency of various mulches in increasing the percolation depth of rainwater was investigated in Shahrekord Plain. Eight precipitation events from the IDF curves of the study area with 2 and 5 years return periods were selected and the deep percolation of these rainfalls was tested in lysimeters with the same conditions and different mulches including gravel, sand, mixed sand and gravel, and the same soil texture without mulch. A total of 192 data were collected for soil moisture, air temperature and rain percolation. Furthermore, the equations for estimating the depth of rainwater percolation in each rainfall and the estimation of evaporation from soil under each mulch and soil without mulch were derived separately and the efficiency and accuracy of these equations were investigated using the Nash-Sutcliffe index and the coefficient of determination. The results showed that the derived relations had a coefficient of determination in the range of 0.98-0.99 and the Nash-Sutcliff index in the range of 0.98-0.96. Based on these equations and the water balance equation in soil, a soil moisture model was developed. Then, to evaluate the efficiency of mulches in increasing soil moisture and deep water percolation, this model was performed based on one year rainfall and temperature data of the study area. The results showed that the amount of percolation during this period in all studied mulches increased in comparison with the soil without mulch. The highest percolation amount was 17.1% in gravel mulch, which shows 21% increase compared to the non-mulched soil. Therefore, mulching of agricultural land can increase aquifer recharging due to increased percolation of rainwater into the soil as one of the sources for supplying agricultural water. However, considering the positive effects of mulching in saving soil moisture, its implementation issues should be considered broadly when selecting this type of mulch.
    Keywords: Aquifer recharge, Mulch, Groundwater, Agricultural water, Soil moisture