حسین عسگرزاده
-
تحقیق حاضر به منظور بررسی تاثیر اصلاح کننده های آلی (ورمی کمپوست و بیوچار) و شیمیایی (گچ و گوگرد عنصری) و تلفیق ورمی کمپوست و تیمارهای شیمیایی بر شاخص های شور، سدیمی و بیولوژیکی یک خاک شور- سدیمی انجام شد. این پژوهش بصورت فاکتوریل دو فاکتوره (با و بدون تلقیح میکروبی) بر پایه طرح کاملا تصادفی با سه تکرار و در شرایط گلخانه انجام شد. نمونه های خاک پس از اختلاط با تیمارهای مختلف به مدت 120 روز در رطوبت ظرفیت مزرعه نگهداری و پس از فرآیند شستشو به مدت 150 روز تحت کشت گندم قرار گرفتند. بعد از برداشت بوته های گندم، مهمترین ویژگی های شیمیایی و بیولوژیکی همه خاک ها تعیین شدند. نتایح نشان داد اثر هرکدام از فاکتورهای اصلی تیمارهای شیمیایی و آلی شامل تلقیح میکروبی و بدون تلقیح میکروبی به طور معنی داری (به ترتیب در سطح پنج و یک درصد) مقدار pH، EC و ESP را کاهش دادند اما اثرات متقابل فاکتور ها تاثیر معنی داری در کاهش آنها نداشتند. برای هر دو فاکتور، نقش تیمار های ترکیبی در بهبود شاخص های فوق به طور معنی داری بیشتر از تیمارهای منفرد بود. اثر اصلی فاکتورهای آزمایشی در سطح یک درصد بر اغلب شاخص های بیولوژیکی شامل تنفس پایه (یک افزایش 11 تا 105 درصدی)، تنفس برانگیخته (یک افزایش 10 تا 23 درصدی) و کربن زیست توده میکروبی (یک افزایش 8 تا 130 درصدی) خاک معنی دار شده بود اما اثرات متقابل فاکتورها تنها کربن زیست توده میکروبی را به طور معنی داری (p< 0.05) تحت تاثیر قرار داده بود. در بین تمام تیمارهای هر دو فاکتور، تیمار ترکیبی ورمی کمپوست و گچ بیشترین تاثیر گذاری را بر هر سه شاخص بیولوژیکی خاک (یک افزایش 23 تا 130 درصدی) داشتند. این نشان می دهد که این تیمار احتمالا از طریق بهبود مناسب تر شرایط شیمیایی خاک نسبت به سایر تیمارها (مانند کاهش شوری و pH خاک) و همچنین مهیا کردن سوبسترا با ذخیره کربن تجزیه پذیرتر شرایط اکوسیستم خاک را برای تکثیر و بهبود فعالیت های میکرواورگانیسم ها مهیاتر کرده است.کلید واژگان: اکوسیستم خاک, بهساز آلی, شاخص های بیولوژیکی, خاک شور- سدیمی, کربن خاکThe present study was conducted to investigate the impact of organic (vermicompost and biochar) and chemical (gypsum and elemental sulfur) amendments and combination of vermicompost and chemical treatments on salinity, sodicity, and biological characteristics of a saline-sodic soil. This study was performed as factorial with two factors (with and without microbial inoculation) based on a completely randomized design with three replications in greenhouse conditions. After mixing with different treatments, soil samples were kept in the field capacity for 120 days, and wheat was cultured for 150 days following leaching soil samples. The most important chemical and biological properties of all soils were determined after harvesting the wheat plants. The results showed that the effect of each of the main factors of chemical and organic treatments including microbial inoculation and without microbial inoculation significantly (at the level of 5, and 1%, respectively) decreased the pH, EC, and ESP, the interactions of the factors did not have a significant impact on reducing them. For both factors, the role of combined treatments in improving the above indices was significantly greater than individual treatments. The main effect of experimental factors significantly affected (p <0.01) most biological indicators including basal respiration, substrate induced respiration, and soil microbial biomass carbon. However, the interactions of the factors significantly affected only microbial biomass carbon (p <0.05). Among all the treatments of both factors, the combined treatment of vermicompost and gypsum had the greatest effect on all three soil biological indices. This suggests that this treatment may have improved the soil ecosystem to increase and improve the activities of microorganisms by better improving soil chemical conditions than other treatments (such as reducing soil salinity and pH), and providing a substrate with more degradable carbon storage.Keywords: Soil Ecosystem, Organic Improvement, Biological Indicators, Saline-Sodic Soil, Soil Carbon
-
نشریه علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی)، سال بیست و هشتم شماره 1 (پیاپی 107، بهار 1403)، صص 179 -192
این پژوهش تابستان سال 1400 به منظور ارزیابی و اعتبار سنجی مقادیر رطوبت جرمی خاک اندازه گیری شده توسط دستگاه آون مزرعه ای انجام شد. برای این کار ده نوع خاک با شوری عصاره اشباع کمتر از dS m-1 4 (غیرشور) و سه نوع خاک شور در محدوده دریاچه ارومیه بررسی شدند. برای هر خاک کرتی با ابعاد m 2 × m 1 آماده شد و ثبت داده های رطوبت جرمی و اندازه گیری ویژگی های فیزیکی و شیمیایی در آن انجام شد. مقادیر رطوبت جرمی (θm) اندازه گیری شده با آون مزرعه ای (θmFO) با مقادیر رطوبت جرمی اندازه گیری شده با آون آزمایشگاهی (θmLO) در دمای °C 105 به مدت 24 ساعت (به عنوان روش مرجع) مقایسه شد. دماهای 120، 140 و °C 160 با سه مدت زمان 10، 15 و 20 دقیقه برای خشک کردن نمونه های خاک در آون مزرعه ای مورداستفاده قرار گرفت. در هر سه دما، مقادیر θmFO زمانی که نمونه خاک به مدت 15 یا 20 دقیقه در کوره آون مزرعه ای قرار می گرفت، هم خوانی نزدیکی با مقادیر θmLO داشت. روابط خطی معنی داری بین مقادیر θmFO و θmLO استخراج شد که شیب آن ها بسیار نزدیک به 1 بود. مقادیر عرض از مبدا روابط قابل چشم پوشی بوده و پراکنش داده ها اطراف خط یک به یک به صورت متقارن بود. تاثیرپذیری اندک اندازه گیری مقدار رطوبت خاک به این روش از مقدار ماده آلی، مقدار رس، شوری و چگالی ظاهری خاک، مزیتی کاربردی برای روش آون مزرعه ای است. یافته های این پژوهش موید کارآمدی آون مزرعه ای برای اندازه گیری سریع و قابل اطمینان مقدار رطوبت در خاک های مختلف است.
کلید واژگان: آون مزرعه ای, دمای خشک کردن, رس, رطوبت جرمی خاک, ماده آلیThis study was conducted in the summer of 2021 to evaluate and validate the gravimetric soil water content measurements using a field oven. Ten soil types with a salinity of saturated paste (ECe) less than 4 dS m-1 and three saline soils were studied around Urmia Lake. Plots with dimensions of 1 m × 2 m were prepared for the selected soils to measure gravimetric soil water content and soil physical and chemical properties. The gravimetric water content (θm) values measured using the field oven (i.e., θmFO), were compared with those measured by a standard lab oven (i.e., θmLO). The soil water content values measured in the lab, regarded as a benchmark, were measured at 105 °C for 24 h. Temperatures of 120, 140, and 160 °C with three durations of 10, 15, and 20 min were used to dry the soil samples in the field oven. There was very good compatibility between the values of θmFO and θmLO when the soil samples were dried in the field oven for 15 or 20 min at all three temperatures. Significant linear relations were obtained between the θmFO and θmLO values as the slopes of linear relations were close to 1, the intercepts of relations were negligible and the distributions of measured data around the line 1 to 1 were unbiased. The minimal effects of soil organic matter content, clay content, salinity, and bulk density on water content measurements by the field oven indicate an important advantage of this method. These results confirm the high efficiency of the field oven for fast and reliable measurements of water content in different soils.
Keywords: Field Oven, Drying Temperature, Clay, Gravimetric Soil Water, Organic Matter -
شوری خاک بر بیشتر ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک تاثیر منفی دارد. شوری همچنین بر روابط خاک و گیاه تاثیرگذار بوده و با کاهش دادن مقدار جذب آب رشد گیاه را محدود می کند. از راهکارهای مورد استفاده برای کاهش اثرات شوری و اصلاح ویژگی های فیزیکی خاک، استفاده از اصلاح کننده های آلی و شیمیایی می باشد. در این پژوهش اثر دو نوع اصلاح کننده آلی و شیمیایی بر ویژگی های فیزیکی 5 نمونه خاک شور با درجه شوری و سدیمی متفاوت از عمق صفر تا 30 سانتی متری اطراف دریاچه ارومیه بررسی شد. تیمارهای مورد استفاده شامل جلبک، سالفید و جلبک+سالفید بودند. شاخص های میانگین وزنی قطر خاکدانه ها (MWD) در دو حالت تر و خشک و پایداری خاکدانه (AS) به عنوان شاخص های پایداری ساختمان خاک و دامنه رطوبت با حداقل محدودیت محدودیت (LLWR) و گنجایش آب انتگرالی (IWC) به عنوان شاخص های هیدرولیکی خاک مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد در 5 نوع خاک مورد مطالعه استفاده از ترکیبات اصلاح کننده باعث افزایش شاخص های پایداری ساختمان خاک شد که این افزایش در خاک 1، 2 و 4 بیشترین مقدار بود. همچنین سالفید باعث بیشترین افزایش در مقدار پایداری خاکدانه (9/74 درصد افزایش)، دامنه رطوبت بدون محدودیت در مکش 33 کیلوپاسکال (LLWR33، 5/14 درصد افزایش) و گنجایش آب انتگرالی (2/26 درصد افزایش) نسبت به شاهد شد. بیشترین مقدار میانگین وزنی قطر خاکدانه در دو حالت تر و خشک نیز در تیمار سالفید+جلبک به ترتیب با 4/52 و 4/40 درصد افزایش نسبت به شاهد به دست آمد. تاثیر خصوصیات اولیه خاک بر میزان ویژگی های اندازه گیری شده معنی دار بود و کاربرد اصلاح کننده ها باعث بهبود این ویژگی ها در خاک های مورد مطالعه شد.
کلید واژگان: الک خشک و تر, جلبک, سالفید, میانگین وزنی قطر خاکدانهIntroductionSoil salinity has a negative effect on physical, chemical and biological properties of soil. Salinity also affects the relationships between soil and plants, which in turn has a significant effect on plant growth. One of the solutions used to reduce the effects of salinity and improve the physical properties of the soil is application of organic and chemical conditioners. Organic matter as well as calcium improve the structure and physical condition of the soil. Conditioners in saline soils include soluble calcium salts such as gypsum (CaSO4.2H2O), calcium chloride (CaCl2.2H2O) and phosphogypsum (phosphorous gypsum), and acids such as sulfuric acid, sulfur, pyrite, Aluminum sulfate and sulfur lime (calcium polysulfide). Strategies aimed at evaluating and ameliorating the structural quality of soils should be developed to ensure the sustainable use of lands. The least limiting water range (LLWR) attempts to incorporate crop-limiting values of soil strength, aeration, and water supply to plant roots into one effective parameter (on the basis of soil water content). The LLWR can be a useful indicator of soil quality and soil physical constraints on crop production. Therefore, the objective of this research was to study the effects of organic and inorganic conditioners on some structural and hydraulic indices of saline sodic soils.
Material and MethodsIn this study, the effect of two types of organic and chemical conditioners and the simultaneous application of them on modifying the physical properties of 5 saline soils around the lake of Urmia were investigated. Treatments included algae, salfit and algae+salfit. The soil samples were transferred to culture boxes (40 × 40 × 40) according to the bulk density of the sampling site. The soil samples were wetted and dried several times. Conditioners treatments including application of calcium and organic compounds. After reaching the field capacity, wheat seeds were sown and irrigated with water (electrical conductivity 0.28 dS/m and pH= 7.78). It should be noted that irrigation was done at intervals of 8 days. Two months after the beginning the experiment, irrigation was stopped and soil moisture was allowed to reach a permanent wilting point. At this stage, undisturbed soil samples were prepared from the treated soil of each box and the mean weight‐diameter of dry (MWDdry) and wet (MWDwet) aggregates were measured. Then the values of least limiting water range in two suctions of 330 and 100 cm and water integral capacity of samples were measured.
Results and DiscussionAccording to the initial analysis, all soils used were saline and the amount of calcium carbonate was high in two soils (number 3 and 5). Soil organic carbon content was also low. The results of salfit analysis also showed that the dissolved calcium and sulfur content were 8 and 3.9%, respectively. The results showed that soil 1 had the highest amount of MWDwet and soil 5 had the lowest amount of MWDwet. The highest and lowest aggregate stability values were obtained in soils 3 and 5, respectively, where soil 5 was very saline soil. The studied soils differed in terms of soil water relations. The highest amount of LLWR330 was found in soil 5, while the lowest amount of LLWR100 and IWC parameters was also obtained in same soil. The results of this study showed that salfit treatment caused the highest increase in aggregate stability (74.9%) LLWR330 (14.5%) and integral water capacity (26.2%) compared to the control and the highest mean weight‐diameter of aggregates in both wet and dry conditions was obtained in salfit-algae treatment (52.4% and 40.4% increase, respectively). The results of correlation analysis among the measured parameters showed that the highest correlation was found between aggregate stability and MWDwet. Among the measured parameters, aggregate stability had the highest correlation with other parameters and the correlation of this parameter with LLWR330, LLWR100, IWC and MWDwet were 0.36, 55, 75 and 88 %, respectively. Soil water integral capacity also had a significant correlation (p < 0.01) with LLWR330 (0.84) and MWDwet (0.7).
ConclusionThe effect of initial soil properties on studied parameters was significant and the use of conditioners improved studied parameters, and use of conditioners increased indices structural and hydraulic of saline soils. In general, the results of this study showed the positive effect of conditioners on physical properties of the studied soils, in which salfit and salfit-algae have a better effect on studied parameter, and they could be useful to improve soil physical condition. It seems that the application of different rates of conditioners as well as their interaction with each other should be considered according to the basic properties of the soil.
Keywords: algae, Dry, wet sieve, Mean weight diameter of aggregates, Salfit -
این پژوهش با هدف ارزیابی شاخص های کیفیت فیزیکی (SPQ) خاک های سطحی و زیرسطحی مزارع گندم و آفتابگردان دشت ارومیه انجام شد. از تجزیه مولفه های اصلی (PCA) برای تفکیک تاثیر لایه های خاک و نوع کشت بر SPQ استفاده شد. نمونه برداری ها و اندازه گیری ها در دو لایه (خاک سطحی و زیرسطحی) 30 مزرعه (پانزده مزرعه گندم و پانزده مزرعه آفتابگردان) انجام شد. منحنی های نگهداری آب در خاک و مقاومت فروروی خاک در نمونه های دست نخورده به ترتیب با استفاده از دستگاه های جعبه شن و صفحه فشار، و ریز-فروسنج اندازه گیری شدند. سپس دامنه رطوبتی با حداقل محدودیت (LLWR)، گنجایش آب انتگرالی (IWC) و شاخص کیفیت فیزیکی خاک دکستر (S) محاسبه شد. تفاوت معنی داری (p <0.05) بین مقادیر میانگین شاخص های کیفیت فیزیکی خاک های سطحی و زیرسطحی وجود داشت. مقادیر چگالی ظاهری نسبی (RBD) خاک های زیرسطحی بزرگتر از مقادیر آنها در خاک های سطحی بود. همچنین مقادیر IWC، LLWR، و S خاک های زیرسطحی بسیار کوچکتر از مقادیر آنها در خاک های سطحی بود که نشان دهنده کیفیت فیزیکی ضعیف خاک زیرسطحی در مزارع مورد بررسی است. این یافته می تواند به دلیل خاک ورزی رایج با ماشین های کشاورزی سنگین وزن (به ویژه در شرایط رطوبت زیاد خاک) در دهه های گذشته باشد که سبب تشکیل کفه شخم در خاک زیرسطحی شده است. بنابراین پیشنهاد می شود اصلاح سامانه های خاک ورزی و پایش پیوسته اثر کشت و کار بر SPQ در منطقه انجام گیرد. ارزیابی شاخص های SPQ مزارع گندم و آفتابگردان، با استفاده از مقایسه میانگین و PCA، نشان داد که مزارع گندم نسبت به مزارع آفتابگردان کیفیت فیزیکی خاک بهتری داشتند. تفاوت سامانه های ریشه های دو گیاه و تردد بیشتر انسان در مزارع آفتابگردان می توانند دلایل اصلی کاهش کیفیت فیزیکی خاک در کشت آفتابگردان در مقایسه با کشت گندم باشند.
کلید واژگان: دامنه رطوبتی با حداقل محدودیت, گنجایش آب انتگرالی, مقاومت فروروی خاک, شاخص دکسترThis study was conducted to evaluate the soil physical quality (SPQ) indices of topsoil and subsoil of wheat and sunflower fields in Urmia plain. Principal component analysis (PCA) was used to distinguish the effect of soil layer and cultivation type on SPQ. Soil samplings and measurements were done in two layers (topsoil and subsoil) of 30 agricultural fields (15 wheat fields and 15 sunflower fields). Soil water retention and penetration resistance curves of undisturbed samples were determined using sand box and pressure plate, and micro-penetrometer, respectively. Then, least limiting water range (LLWR), integral water capacity (IWC), and Dexter’s index of soil physical quality (S-value) were calculated. There were significant differences (p < /em><0.05) in the mean values of physical quality indices between the topsoil and subsoil. The relative bulk density (RBD) values of subsoil were bigger than topsoil. Also, the IWC, LLWR, and S values of subsoil were much smaller than those of topsoil, indicating poor physical quality of subsoil layer in the studied fields. This might be related to conventional tillage with heavy machinery, especially under high soil moisture conditions in last decades, which induced some compaction effects in the subsoil. These findings recommend improving of tillage systems and continuous monitoring of cultivation effects on SPQ in the studied area. Evaluating the SPQ indices of wheat and sunflower fields, using the means comparison and PCA, showed that wheat fields had better soil physical quality compared to sunflower fields. The difference of root systems and more human trafficking in the sunflower fields could be the main reasons of lower soil physical quality in sunflower cultivation compared to wheat cultivation.
Keywords: Least limiting water range, Integral water capacity, Soil penetration resistance, Dexter’s index -
هدف از این پژوهش تعیین حدود بحرانی و دامنه بهینه چگالی ظاهری نسبی (RBD) به دست آمده از آزمون پروکتور (RBDProctor) و تنش محوری 200 کیلو پاسکال (RBD200kPa) یک خاک لومی-رسی-سیلتی بر اساس وزن نسبی دانه، وزن نسبی خشک شاخساره، ارتفاع نسبی و حجم نسبی ریشه گیاه آفتابگردان (Helianthus annuus L.) بود. مقادیر نسبی از تقسیم میانگین مقادیر مطلق صفات مذکور در هر گلدان بر بیشینه مشاهده شده همان صفت به دست آمد. دامنه ای از چگالی ظاهری خاک (35/1 تا Mg m-3 59/1) در 10 گلدان (cm 50 × cm 40 و عمق cm 50) توسط غلطک هایی با جرم های متفاوت ایجاد شدند. آفتابگردان کشت شده در گلدان ها در فضای باز قرار گرفت و در طول آزمایش وزن گلدان ها و میزان آب زهکشی شده به صورت روزانه اندازه گیری شد. مقدار رطوبت خاک در گلدان ها توسط آبیاری در محدوده FC تا FC6/0 نگه داشته شد. دامنه بهینه RBDProctor و RBD200kPa دامنه ای پنداشته شد که در آن صفت های نسبی گیاه بزرگتر یا مساوی 95/0 بیشینه پیش بینی شده با معادله برازش یافته بر داده های نسبی در برابر RBD باشد. عملکرد دانه آفتابگردان در RBDProctor برابر 854/0 به حداکثر مقدار رسید و دامنه بهینه RBDProctor برای وزن نسبی دانه بین 823/0 تا 884/0 به دست آمد. مقادیر متناظر برای RBD200kPa به ترتیب برابر 975/0، 940/0 تا 009/1 بودند. این یافته ها نشان داد که در RBD کمتر از حد پایین یا بیشتر از حد بالای شروع محدودیت، شرایط نامناسب فیزیکی خاک سبب کاهش عملکرد دانه آفتابگردان می شود.کلید واژگان: دامنه بهینه چگالی ظاهری نسبی, آزمون پروکتور, تنش محوری 200 کیلو پاسکال, عملکرد آفتابگردانThe aim of this study was to determine the critical limits and optimal range of relative bulk density (RBD) obtained using proctor test (RBDProctor) and axial stress of 200 kPa (RBD200kPa) for a silty clay loam soil which were determined based on relative grain yield, relative shoot dry, relative height and relative root volume of sunflower (Helianthus annuus L.). The relative values were obtained by dividing the absolute mean values of mentioned traits to observed maximum values of each trait. A range of soil bulk density (1.35 to 1.59 Mg m-3) was prepared in 10 bins (40 cm × 50 cm with 50 cm depth) using rollers of different weights. The bins were located out-doors after sowing sunflower and the weight of bins and drained water volume were measured daily. The soil water content was retained in the range of field capacity (FC) to 0.6FC through irrigation. The optimal ranges of RBDProctor and RBD200kPa were assumed to be the ranges in which the relative traits of sunflower were greater or equal to 0.95 of maximum value predicted by obtained equations fitted to relative data versus RBD. Sunflower yield was maximum at RBDProctor equal to 0.854 and the optimal range of RBDProctor based on relative grain yield was from 0.823 to 0.884. In this range sunflower relative grain yield was greater or equal to 95%. The corresponding values of RBD200kPa were 0.975, 0.940 to 1.009, respectively. This finding revealed that at the RBD values less than lower limit and greater than upper limit of starting restriction, unsuitable physical conditions reduce sunflower relative grain yield.Keywords: Optimal range of relative bulk density, Proctor test, Axial stress of 200 kPa, Sunflower grain yield
-
روش های تجربی و نظری (بیلان انرژی) به طور گسترده برای محاسبه شاخص تنش آبی گیاه (CWSI) و برنامه ریزی آبیاری مورد استفاده قرار می گیرند تا وضعیت آب گیاه را توصیف کنند. برنامه ریزی آبیاری در تحقیق حاضر با استفاده از دستگاه مادون قرمز دستی و روش تجربی Idso et al. (1981) در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه برای ماش سیاه تحت رژیم های مختلف آبیاری با روش قطره ای در سال 1396 صورت گرفت. طرح آزمایشی در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه سطح آبیاری I1، I2 و I3 به ترتیب 50، 75 و 100 درصد نیاز آبی در سه تکرار اجرا گردید. با استفاده از معادلات خطوط مبنای به دست آمده برای هر تیمار، مقادیر میانگین CWSI در طول فصل رشد ماش سیاه برای تیمارهای I1، I2 و I3 به ترتیب 37/0، 23/0 و 15/0 محاسبه گردید. رابطه بین CWSI و عمق کل آبیاری (میلی متر) به صورت CWSI = -0.0008(I) + 0.58 و رابطه بین عملکرد دانه (تن بر هکتار) ماش سیاه و CWSI نیز به صورت Yield = -1.8237(CWSI) + 2.1435 تعیین گردید که مقادیر ضریب تبیین (R2) روابط به ترتیب 98/0 و 99/0 به دست آمد که دقت بالای مدل های رگرسیونی را نشان می دهد. به طور کلی، اگر مقدار آب با اعمال تنش در طول دوره رشد گیاه کاهش پیدا کند، مقدار CWSI افزایش می یابد و در نتیجه با افزایش CWSI، مقدار عملکرد دانه محصول کاهش می یابد. در نهایت تیمار بدون تنش (I3) با 15/0CWSI= اساس برنامه ریزی آبیاری قرار گرفت و سپس روابطی برای تعیین زمان آبیاری با استفاده از CWSI در اقلیم ارومیه برای چهار مرحله از رشد ماش سیاه شامل آغاز گلدهی-گلدهی، تشکیل نیام، پرشدن نیام و دانه و رسیدگی فیزیولوژیکی به ترتیب (AVPD) 1579/0-9498/1=C (Ta-Tc)، (AVPD)1585/0-4395/4=C (Ta-Tc)، (AVPD) 0578/0-4676/2=C (Ta-Tc) و (AVPD) 1462/0-7532/5=C (Ta-Tc) ارائه گردید.
کلید واژگان: ارومیه, تنش آبی, دمای پوشش سبز, عملکرد دانه, کمبود فشار بخار هواEmpirical and theoretical methods (energy balance) are widely used to calculate the Crop Water Stress Index (CWSI) and irrigation scheduling to describe crop water status. In this study, irrigation scheduling was performed at the research farm of College of Agriculture, Urmia University, using a manual infrared thermometer and the empirical method of Idso et al. (1981) for the black gram under different irrigation regimes using drip irrigation in 2017. The experimental design was carried out in a randomized complete block design with three levels of irrigation I1, I2 and I3 which were 50, 75 and 100 percent water requirement in three replications, respectively. Using the baselines obtained for each treatment, the average CWSI values during the growth season of black gram for I1, I2 and I3 treatments were calculated to be 0.37, 0.23 and 0.15 respectively. The relationship between CWSI and total irrigation depth (mm) was determined as CWSI = -0.0008 (I) + 0.58, and the relationship between black gram grain yield (ton/hec) and CWSI was determined as Yield = -1.8237 (CWSI) + 2.1435 which their correlation coefficients (R2) were 0.98 and 0.99 respectively, which shows the high accuracy of regression models. In general, if the amount of water decreases with stress during the plant growth, the CWSI value increases, and as a result of increasing CWSI, the crop grain yield decreases. Finally, the no stress treatment (I3) with CWSI=0.15 was the basis for irrigation scheduling and then some relationships were established for determining the irrigation time using CWSI in Urmia climate for four stages of black gram growth; flowral induction-flowering, pod formation, seed and pod filling, and physiological maturity as (Tc ̶ Ta)C = 1.9498 ̶ 0.1579(AVPD), (Tc ̶ Ta)C = 4.4395 ̶ 0.1585(AVPD), (Tc ̶ Ta)C = 2.4676 ̶ 0.0578(AVPD) and (Tc ̶ Ta)C = 5.7532 ̶ 0.1462(AVPD), respectively.
Keywords: Air vapor pressure deficit, Canopy temperature, Grain yield, Urmia, water stress -
دماسنج مادون قرمز از ابزارهای مناسب جهت تعیین زمان آبیاری است که می توان از آن در مزارع یا باغ هایی با بافت خاک مختلف استفاده نمود. به منظور برنامه ریزی آبیاری ذرت دانه ای (SC704) در شرایط اقلیمی منطقه ارومیه با استفاده از اختلاف دمای پوشش سبز گیاه و هوا تحقیقی در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه تحت آبیاری قطره ای در فصل زراعی 1396 صورت گرفت. در این تحقیق اثر تیمارهای مختلف آب آبیاری مورد بررسی قرار گرفت. طرح آزمایشی در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه سطح آبیاری I1، I2 و I3 به ترتیب 50، 75 و 100 درصد نیاز آبی در سه تکرار اجرا گردید. بر اساس نتایج، مقادیر متوسط شاخص تنش آبی گیاه (CWSI) طی دوره رشد ذرت برای تیمارهای I1، I2 و I3 به ترتیب برابر 0/53، 0/44 و 0/28 محاسبه شد. نتایج نشان داد که با کاهش نیاز آبی، شاخص CWSI افزایش می یابد. حد آستانه شاخص تنش آبی (0/28) تیمار I3 که بدون تنش بود اساس برنامه ریزی آبیاری قرار گرفت. سپس روابطی برای تعیین زمان آبیاری ذرت دانه ای با استفاده از شاخص CWSI در اقلیم ارومیه برای ماه های تیر، مرداد و شهریور به ترتیب به صورت ، و ارائه گردید.کلید واژگان: برنامه ریزی آبیاری, دمای پوشش سبز, دمای هوا, کم آبیاری, مادون قرمزInfrared thermometer is one of the proper irrigation scheduling tools that can be used in fields or gardens with different soil texture. In order to schedule irrigation of maize (SC704) in Urmia climate conditions, using a difference in temperature of canopy cover of plant and air in 2017, a research was conducted at research farm of Urmia University college of agriculture under drip irrigation. In this research, the effects of various irrigation water treatments were investigated. The experimental design was carried out in a randomized complete block design with three levels of irrigation I1, I2 and I3 of 50, 75 and 100 percent of water requirement in three replications, respectively. Based on the results, the average values of CWSI for maize during the growth period for treatments of I1, I2 and I3 were calculated to be 0.53, 0.44 and 0.28, respectively. The results showed that the CWSI index increased with decreasing water requirement. The threshold of water stress index (0.28) of I3 treatment (no stress treatment) was the basis for irrigation scheduling. Then, some relationships were presented to determine the irrigation time of maize, using the CWSI index in Urmia climate for July, August and September as ,and respectively.Keywords: Air temperature, Canopy temperature, Deficit irrigation, Infrared thermometer, Irrigation scheduling
-
ویژگی های ساختمانی خاک که تابع توزیع اندازه منافذ می باشند، شاخص های فیزیکی مهمی از خاک بوده که رشد و توسعه ریشه و گیاه را تحت تاثیر قرار می دهند. کیفیت آب آبیاری با تاثیر بر غلظت نمک ها و قلیائیت محلول خاک، ساختمان خاک را تغییر می دهد. این پژوهش به منظور بررسی کیفیت آب آبیاری بر توزیع اندازه منافذ خاک، تخلخل تهویه ای، منحنی مشخصه رطوبتی و مقاومت فروروی یک خاک لوم رسی اجرا گردید. ترکیبی از سه سطح شوری با در نظر گرفتن هدایت الکتریکی (EC) برابر با 1، 6 و 10 دسی زیمنس بر متر و سه سطح سدیمی بودن با در نظرگرفتن نسبت جذبی سدیم (SAR) برابر با 1، 5 و 12 (meq L-1) 0. 5 برای شبیه سازی کیفیت های متفاوت آب آبیاری به کار رفت. نمونه های دست نخورده خاک (ارتفاع 45 و قطر درونی 51 میلی متر) با محلول های ساخته شده، طی پنج دوره اشباع و خشک شدند. نتایج نشان داد که در هر SAR با افزایش EC، میزان منافذ درشت و تخلخل تهویه ای افزایش یافت که احتمالا در نتیجه اثرات مثبت شوری بر هم آوری ذرات خاک که در ایجاد ساختمان پایدار موثر است، می باشد. همچنین به دلیل افزایش منافذ ریز خاک (دارای قطر کوچک تر از 30 میکرون) و رطوبت نگهداری شده در آنها، رطوبت ظرفیت زراعی نیز افزایش یافت. از طرفی با افزایش شوری مقاومت فروروی خاک کاهش یافت که می تواند به دلیل ایجاد منافذ درشت در خاک باشد. همچنین به دلیل تغییر در منافذ در نتیجه ی کاهش ضخامت لایه دوگانه پخشیده و هم آوری ذرات، مقدار رطوبت اشباع افزایش یافت. در هر EC با افزایش SAR، به دلیل تخریب ساختمان خاک و پراکندگی ذرات، که منجر به افزایش میزان منافذ ریز می شود، رطوبت ظرفیت زراعی و آب نگهداری شده افزایش یافت. همچنین افزایش منافذ ریز و مقاومت فروروی و کاهش منافذ درشت و تخلخل تهویه ای با افزایش SARمشاهده گردید.کلید واژگان: پراکنش, مقاومت فروروی, منافذ درشت, هم آوری, لایه دوگانه پخشیدهSoil structural properties which are influenced by pore size distribution are important physical indicators of soil that affect plant and root growth. Irrigation water quality by affecting salt concentration and sodicity of soil solution alters the soil structure. This study was carried out to investigate the effects of different water qualities on pore size distribution, aeration porosity, soil water characteristic and mechanical resistance curves of a clay loam soil, irrigated with different water qualities. A combination of three levels of EC (1, 6 and 10 dS m-1) and SAR (1, 5 and 12 (meq L-1) 0. 5) values were used to simulate the different types of irrigation water. The undisturbed soil samples (45 mm length and 51 mm inner diameter) were treated with solutions for 5 cycles of saturation and drying. The result showed that at each SAR, as water EC increased, the salinity enhanced the soil macroporosity and aeration porosity as a result of flocculation that is effective in development of stable structure. Due to increasing the micoporosity and water holding capacity, the amount of retained water in filed capacity was increased. Saturated water content was increased due to the effects of salinity on pore alteration, as a result of contraction of diffuse double layer and particle’s flocculation. It is also seen that penetration resistance decreased probably due to development of macro pore. At each EC level, as the sodicity of irrigation water (SAR) increased, the moisture content at field capacity and retained water were increased due to structural disruption, clay swelling and dispersion which lead to increased adsorptive and interlayer surfaces. It was also observed increasing in miroporosity and penetration resistance and decreasing in macroporosity and aeration porosity with increasing SAR.
-
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.کلید واژگان: آفتاب گردان, منحنی مشخصه رطوبتی خاک, منحنی مشخصه مقاومت مکانیکی خاک, هدایت روزنه ایThe 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
-
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.کلید واژگان: آفتاب گردان, پاسخ گیاه, توابع وزنی, گنجایش آب دیفرانسیلیIntegral 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
-
نقش مقادیر مختلف سنگریزه بر برخی شاخص های کیفیت فیزیکی یک خاک لوم سیلتیدر این پژوهش نقش مقدار سنگریزه خاک بر شکل منحنی های مشخصه رطوبتی و مقاومت فروروی خاک بررسی شد. همچنین ارتباط شاخص های کیفیت فیزیکی خاک با مقدار سنگریزه مورد بررسی قرار گرفت. کلاس بافت خاک مورد مطالعه لوم سیلتی با 5 درصد وزنی سنگریزه اولیه با قطر 5 تا 20 میلی متر بود. از گلدان های بزرگ مجهز به سیستم زهکشی با ابعاد 50×40 و عمق 50 سانتی متر استفاده شد. آزمایش با 6 تیمار و 3 تکرار در قالب طرح کاملا تصادفی در گلخانه دانشگاه ارومیه انجام شد. تیمارها شامل شش سطح 5، 10، 15، 20، 25 و 30 درصد وزنی سنگریزه با اندازه 5 تا 20 میلی متر بود. بعد از کشت گندم گلدان ها در فضای باز قرار گرفته و در طول آزمایش تمام تیمارها آب کافی از طریق آبیاری و بارندگی دریافت کردند. مقدار رطوبت خاک در نقاط مهم پتانسیلی خاک در تیمارهای مورد بررسی تفاوت معنی داری داشت. بیش ترین (cm3 cm-3 322/0) و کم ترین (cm3 cm-3 269/0) مقدار رطوبت در مکش ماتریک hPa100 به ترتیب برای مقدار سنگریزه معادل با 10 و 30 درصد به دست آمد. افزایش سنگریزه باعث شد که مقاومت فروروی MPa 2 به عنوان مقدار بحرانی برای رشد ریشه گیاهان در رطوبت های کمتری اتفاق بیفتد. رابطه معنی داری بین مقدار رطوبت در مقاومت فروروی MPa 2 و مقدار سنگریزه بدست آمد. افزایش مقدار سنگریزه از مقدار طبیعی (5 درصد) به 30 درصد به ترتیب موجب افزایش بیش از 11 و 254 درصدی چگالی ظاهری (BD) و مدت زمان نفوذ آب در خاک (TI) شد.کلید واژگان: مقدار سنگریزه, منحنی مشخصه رطوبتی, منحنی مقاومت فروروی خاک, کیفیت فیزیکی خاکEffect rock fragment Content on Some physical quality indices of a silt loam SoilThis study was conducted to investigate the role of rock fragment content on water retention and soil penetration resistance curves as well as determining the correlation of soil physical quality indices with therock fragment content of the soil.A silt loam soil, containing 5% w/w 2 to 5 mm in diameter rock fragments, was used for this study. Experiment was carried out based on completely randomized design atsix treatmentsand three replications. The treatments including six levels of 5, 10, 15, 20, 25, and 30% w/w 2 to 5 mm in diameter gravel. Large drainable soil bins (40 cm × 50 cm with 50 cm depth) were used in this study. The bins were put outside (under natural conditions) after sowing of wheat (Triticum aestivumL.) and received enough amounts of water using irrigation and rainfall.There were significant differences (pKeywords: gravel content, water retention curve, soil penetration resistance curve, soil physical quality indices
-
کاربرد شاخص موران در تشخیص داده های پرت مکانی و ارزیابی اثر آن ها بر برآورد توزیع مکانی ماده آلی خاکماده آلی خاک به عنوان شاخصی کلیدی از درجه تخریب خاک ها و قابلیت ترسیب کربن در آن ها بوده و تعیین الگوی پراکنش مکانی آن در یک منطقه از اقدامات اساسی برای تدوین استراتژی های موثر مدیریت خاک و اکوسیستم محسوب می شود. در این خصوص، روش های زمین آماری مانند کریجینگ به طورگسترده ای به منظور تعیین الگوی پراکنش مکانی کربن آلی و سایر ویژگی های خاک به کار برده شده است. ویژگی های آماری داده های اولیه تاثیر بسیار زیادی بر کیفیت نقشه های تولیدشده داشته و از این رو تشخیص و حذف داده های پرت کلی و مکانی به عنوان یک گام اساسی اولیه در تهیه نقشه های دقیق تر از ماده آلی محسوب می شود که در پژوهش های پیشین کمتر مورد توجه قرار گرفته است. بنابراین، این پژوهش باهدف ارزیابی اثر داده های پرت مکانی بر چگونگی توزیع ماده آلی خاک در حوزه آبخیز روضه چای واقع در شهرستان ارومیه، استان آذربایجان غربی، صورت گرفت. برای این منظور 89 نمونه خاک سطحی (10-0 سانتی متری) بر اساس روش نمونه برداری تصادفی نظارت شده از حوزه تهیه شد. داده های پرت کلی مربوط به ماده آلی با استفاده از نمودار جعبه ای و پس از نرمال کردن توزیع مقادیر حذف شد. به منظور حذف داده های پرت مکانی از شاخص های موران کلی و محلی استفاده شد. کورلوگرام شاخص موران کلی در فاصله900 متری حداکثر همبستگی مکانی را نشان داد که این فاصله به عنوان مبنای تعیین نقاط پرت مکانی با استفاده از شاخص موران محلی در نظر گرفته شد. نقشه خوشه بندی به دست آمده از شاخص موران محلی، چهار داده پرت مکانی را در منطقه نشان داد که با حذف آن ها مقادیر ضرایب کارایی نقشه کریجینگ شامل MAE و RMSE به ترتیب از 97/0 و 31/1 به 85/0 و 12/1 کاهش یافته و در نتیجه دقت نقشه در مقایسه با شرایط عدم حذف این داده ها 5/13 درصد افزایش یافت. نتایج کلی، موید کارایی استفاده از شاخص موران برای تشخیص داده های پرت مکانی و اثر مثبت حذف این داده ها در افزایش دقت نقشه کریجینگ ماده آلی در منطقه بود.کلید واژگان: داده پرت کلی, کریجینگ, ساختار مکانی, ارومیهSoil organic matter (SOM) is a key index in evaluation of the soil degradation and soil carbon sequestration. Therefore, determination of the SOM spatial patterns is essential for developing the suitable strategies of soil and ecosystem management. Geostatistical methods such as kriging have been widely employed to investigate the spatial pattern of different soil properties like SOM. The quality of the spatial maps is significantly influenced by the statistical properties of the raw data. Thus, identification and elimination of spatial outlier data, which has rarely been considered in previous works, is an important step in preparation of accurate and suitable maps of soil organic matter. The aim of the present study was to evaluate the effect of spatial outliers on the spatial pattern of soil organic carbon at the Rozeh-Chay watershed, Urmia, west Azarbayjan province. A total of 89 surface soil samples (0-10 cm) were collected based on the stratified random sampling scheme. After the normalization of the raw SOM data, global outliers were eliminated by box plot method. Spatial outliers were identified by the global and local Morans I indices. Spatial correlogram of the global Morans I showed the highest spatial autocorrelation at distance of 900 m, which was used as a distance band for preparation of spatial clusters map by local Morans I index. Cluster map of the local Morans I index showed four spatial outliers which were eliminated to assess their effects on the accuracy of kriging map of SOM. With the elimination of the spatial outliers, the MAE and RMSE of the SOM map were decreased from 0.97 and 1.31 to 0.85 and 1.12, respectively. Therefore, the accuracy of the kriging map increased by 13.5 percent. Generally, it can be concluded that the combination of Morans I index and kriging method improves the efficiency of organic matter map in the study area.Keywords: Global outlier, Kriging, Spatial structure, Urmia
-
-
تخلخل تهویه ای (AFP) به عنوان یکی از ویژگی های مهم فیزیکی خاک می تواند قابلیت استفاده، جذب آب، اکسیژن و عناصر غذایی را تحت تاثیر قرار دهد. تخلخل تهویه ای کم ناشی از زیادی آب در خاک، می تواند با محدود کردن دسترسی گیاه به اکسیژن و عناصر غذایی خاک اثرات منفی شدیدی بر تولید محصولات کشاورزی ایجاد کند. به منظور بررسی بر هم کنش سطوح مختلف تخلخل تهویه ای و ترکیبات کودی نیتروژن و فسفر بر قابلیت دسترسی نیتروژن، فسفر و پتاسیم، آزمایشی گلخانه ای به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملا تصادفی با دو فاکتور، شامل درصد تخلخل تهویه ای (0، 4، 8، 12، 16،20 و 24 درصد) و دو سطح کودی (شاهد و سطح بهینه) از منبع کودی اوره و منوکلسیم فسفات با سه تکرار طراحی و اجرا شد. نتایج نشان داد که قابلیت دسترسی عناصر غذایی به طور معنی داری (001/0P≤)،تحت تاثیر مقدار رطوبت و سطح اکسیژن در خاک بوده است. بیشترین غلظت فسفر قابل جذب در سطح صفر درصد از تخلخل تهویه ای و کمترین مقدار آن در سطح 24 درصد تخلخل تهویه ای مشاهده شد. غلظت یون نیترات در سطوح 12 تا 20 درصد از تخلخل تهویه ای افزایش معنی داری در سطح 1/0 درصد داشت. پتاسیم با وجود افزایش در سطوح تخلخل تهویه ای 12 تا 20 درصد اختلاف قابل ملاحظه ای به لحاظ مقایسه میانگین با سطوح صفر، 4، 8 و 24 درصد نداشت.انکوباسیون خاک در سطوح مختلف تخلخل تهویه ای ناشی از رطوبت، طی زمان سبب شد غلظت عناصر پرمصرف (N،P،K) با گذشت زمان کاهش یابد.نتایج کلی این آزمایش نشان داد سطوح 12 تا 20 درصد، محدوده مناسبی از تخلخل تهویه ای برای قابلیت دسترسی عناصر غذایی پرمصرف (N،P،K) است و همچنین مصرف توام نیتروژن و فسفر از طریق بهبود حاصلخیزی خاک می تواند تا اندازه ای اثرات منفی ناشی از زیادی آب در خاک و کمبود اکسیژن را تا حدی جبران نماید.کلید واژگان: تخلخل تهویه ای, رطوبت خاک, نیتروژن, فسفر و پتاسیم قابل جذبApplied Soil Reseach, Volume:3 Issue: 2, 2016, PP 101 -115Air filled porosity as one of the most important properties of the soil, can influence the availability of water, oxygen, and other nutrient elements. In order to investigate the interactions between air filled porosity levels and urea and phosphorus fertilizers it was done on availability of macro elements (N-NO3, P, K). A factorial experiment was carried out based on the randomized completely design with two factors including air filled porosity at seven levels (0, 4, 8, 12, 16, 20, 24%), and fertilizer at two levels (control and optimum level) from mono calcium phosphates and urea sources in the incubation period in three times (40, 80, 120 days) at three replications. Some of the chemical characteristics of treated soils such as pH, concentration of bicarbonate (HCO-3) and nitrate ions, and available phosphorus and potassium at different levels of air filled porosity were measured. Results showed that the correlation between pH, nitrate, bicarbonate, phosphorus and potassium with air filled porosity changes was significant. Increasing the incubation time was caused to reduce the amount of availability nitrate, phosphorus and potassium soil. Also with decreasing air filled porosity levels pH, HCO-3 concentration and availability of phosphorus were increased. The concentration of nitrate ions under the influence of temperature, pH, moisture and oxygen in different of the air porosity levels (12, 16 and 20%) showed a significant increase. So the air filled porosity of 12, 16 and 20 percent were determined the optimal range for the concentration of nitrate, phosphorus and potassium availableKeywords: Air filled porosity, Soil moisture, Availability of nitrogen, Phosphorus, Potassium content
-
هدایت هیدرولیکی اشباع مزرعه ای (Kfs ) یکی از مهم ترین ویژگی های خاک است که نقش مهمی در کیفیت خاک دارد. بااین حال، به ویژه در خاک های ساختمان دار اندازه گیری Kfs دشوار و وقت گیر است. بنابراین راستی آزمایی روش های ساده و سریع برای اندازه گیری Kfs به منظور پایش موثر خاک ضروری است. این مطالعه به منظور ارزیابی تاثیر اندازه استوانه (استوانه هایی با قطرهای 5/5، 88/10، 16 و 8/31 سانتی متر) بر Kfs اندازه گیری شده با الگوی بارافتان ساده سازی شده (SFH) به روش تک استوانه در یک خاک لوم رسی ساختمان دار انجام گرفت. افزون براین، تاثیر خاکورزی مرسوم بر Kfs نیز ارزیابی و Kfs اندازه گیری شده، به روش های استوانه دوگانه (DR) و SFH مقایسه گردید. نتایج نشان داد بااینکه اندازه استوانه بر Kfs اندازه گیری شده تاثیر داشت، ناهم خوانی بین نتایج Kfs اندازه های مختلف استوانه و روش SFH و DR از نظر کاربردی قابل چشم پوشی بود (ضریب ناهمخوانی کمتر از 27/0). اثر عملیات خاکورزی بر Kfs اندازه گیری شده چشم گیر بود (اختلاف 2 تا 3 برابری). روش های SFH و DR میانگین هایی متفاوت از نظر آماری از Kfs ارائه دادند. بااین حال، تفاوت Kfs اندازه گیری شده با بزرگ ترین استوانه درروش SFH تفاوتی کاربردی با Kfs بدست آمده با روش DR نداشت (ضریب ناهمخوانی کمتر از 37/0). همچنین، ضریب تغییرات مقادیر Kfs بدست آمده با روش DR بیشتر از اندازه گیری های SFH بود. مدت زمان اجرای آزمایش نفوذ با روش SFH به مراتب کوتاه تر از روش DR بود. به طورکلی، مقادیر میانگین Kfs بدست آمده با روش SFH برای پایش تاثیر خاکورزی مناسب بود.کلید واژگان: هدایت هیدرولیکی اشباع مزرعه ای, بارافتان ساده سازی شده, اندازه استوانهField saturated hydraulic conductivity (Kfs) is one of the most important soil properties that considerably contribute to soil quality. However, specifically in the structured soils, the measurement of Kfs is difficult and time-consuming. Therefore, verifying the simple and fast methods for Kfs measurement is needed for effective soil monitoring. This study was conducted to investigate the effect of ring size (rings with diameters of 5.5, 10.88, 16, and 31.8 cm) on the Kfs measured with simplified falling head (SFH) single ring method in a structured clay loam soil. Furthermore, the effect of conventional tillage on Kfs was assessed and the Kfs measured with double ring (DR) method and SFH procedure was compared. Results showed that while the ring size affected the measured Kfs, the discrepancy between Kfs results of given ring size compared to the smallest ring size (d = 5.5 cm) was practically negligible (factor of discrepancy ≤ 0.27). The effect of tillage operations on the measured Kfs was substantial (discrepancy between Kfs results of 2.1 to 3.1). The SFH and DR techniques yielded statistically different means of Kfs. However, the discrepancy between the Kfs values obtained with the SFH method using the largest ring size and the Kfs values determined with DR method was practically negligible (factor of discrepancyKeywords: Field saturated soil hydraulic conductivity, Simplified Falling Head Technique, Ring Size
-
یک روش آزمایشگاهی برای تعیین سریع و قابل اطمینان آب قابل استفاده خاک برای گیاه (SAW) بر اساس مفاهیم آب قابل دسترس (PAW)، دامنه رطوبتی با حداقل محدودیت (LLWR) و گنجایش آب انتگرالی (IWC) پیشنهاد و کارایی آن ارزیابی شد. نگهداشت آب (θ) برای 20 خاک کشاورزی در 13 مکش ماتریک (h) توسط دستگاه های جعبه شن و صفحه فشاری تعیین شده و برای برازش مدل ون گنوختن منحنی مشخصه رطوبتی خاک در روش مبنا (مرجع) به کار رفت. برای منحنی مشخصه رطوبتی خاک در روش پیشنهادی تنها از h های صفر، 330 و hPa 15000 استفاده شد. مقاومت فروروی (Q) 10 نمونه دست نخورده در رطوبت های مختلف برای هر خاک با استفاده از ریزفروسنج در آزمایشگاه اندازه گیری شد. به غیر از PAW با فرض h برابر hPa 100 برای گنجایش زراعی، تفاوت معنی داری بین میانگین مقادیر مختلف SAW محاسبه شده با روش پیشنهادی و روش مبنا وجود نداشت. روابط رگرسیونی خطی قوی بین مقادیر نظیر SAW محاسبه شده با روش پیشنهادی و روش مبنا به دست آمد. بنابراین بدون نیاز به اندازه گیری های زمان بر منحنی های مشخصه رطوبتی و مقاومت فروروی خاک در h های مختلف، تنها با اندازه گیری مقدار نگهداشت آب خاک در h های صفر، 330 و hPa 15000 و اندازه گیری سریع مقاومت فروروی در رطوبت های مختلف می توان کمیت های مختلف آب قابل استفاده خاک برای گیاه را تعیین نمود. روابط خطی منفی و معنی دار بین مقادیر PAW، LLWR و IWC با چگالی ظاهری نسبی (RBD) در خاک های مورد بررسی، نشان داد که مقادیر SAW محاسبه شده با روش پیشنهادی حساس به شرایط ساختمانی خاک بوده و می توانند به عنوان شاخص های کیفیت فیزیکی خاک استفاده شوند. نتایج بدست آمده موید مفید بودن این روش برای بدست آوردن سریع و قابل اطمینان شاخص های آب قابل استفاده خاک برای اهداف کاربردی و برنامه ریزی آبیاری است.کلید واژگان: آب قابل دسترس, دامنه رطوبتی با حداقل محدودیت, گنجایش آب انتگرالی, منحنی مشخصه رطوبتی, مقاومت فرورویA laboratory method was proposed and its capability was evaluated for quick and reliable determination of soil available water (SAW) for plant using concepts of plant available water (PAW), least limiting water range (LLWR) and integral water capacity (IWC). Water retention (θ) of 20 agricultural soils was detemined at 13 matric suctions (h) using sand box and pressure plate apparatuses. These data were fitted by the van Genuchten model and considered as the reference method. We used the soil water retention at h values of 0, 330 and 15000 hPa for the model fitting in the proposed method. Penetration resistance (Q) was measured on 10 undisturbed cores at different water contents for each soil using a lab micropenetrometer. Except for PAW (with h of 100 hPa considered as field capacity), there were not significant differences between the mean values of SAW determined by the reference and proposed methods. Strong regression lines were obtained between corresponding SAW values calculated by the two methods. Therefore, it is not needed to measure soil water retention and penetration resistance curves at several h values; instead water retention measurement at h values of 0, 330 and 15000 cm and quick measurement of penetration resistance at different water contents could be used for determination of different quantities for SAW. The PAW, LLWR and IWC were negatively and significantly regressed with relative bulk density (RBD) in the studied soils. These findings show that the SAW values calculated by the proposed method are susceptible to soil structure and might be considered as soil physical quality indices. The results showed suitability of the proposed method for quick and reliable determination of soil available water quantities which are useful for applied purposes and irrigation scheduling.Keywords: plant available water, least limiting water range, integral water capacity, water characteristic curve, penetration resistance
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.