به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
فهرست مطالب نویسنده:

محسن فرحبخش

  • شهلا رحمانی سیالرز، علی کشاورزی*، فریدون سرمدیان، محسن فرحبخش
    با توسعه سریع صنعت و اقتصاد، ورود آلاینده های زیست محیطی و در صدر آن ها فلزات سنگین به خاک، موجب افزایش نگرانی جامعه جهانی دررابطه با سلامت جامعه و امنیت غذایی شده است. ازاین رو آگاهی و ارزیابی در مورد این عناصر، به شاخصی مهم در پیش بینی خطرات و بیماری های ناشی از آن ها و تعیین استاندارد های کیفیت خاک تبدیل شده است. مطالعه حاضر باهدف کمی سازی آلودگی فلز سرب با استفاده از شاخص های زیست محیطی مختلف در بخشی از اراضی شهرری استان تهران انجام پذیرفت. بدین منظور 44 نمونه مرکب خاک از عمق 0 تا 20 سانتی متری تهیه و پس از آماده سازی نمونه ها، اندازه گیری برخی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی به روش های استاندارد انجام و سپس میزان غلظت کل سرب خاک به روش استاندارد تعیین شد. در این تحقیق از سه شاخص زیست محیطی شامل فاکتور غنی شدگی (EF)، شاخص زمین انباشتگی  (Igeo) و فاکتور آلودگی (Cƒ)  جهت ارزیابی پتانسیل خطرپذیری فلز سرب استفاده شد. نتایج نشان داد همه نمونه های بررسی شده از نظر سرب کل (با میانگین  99/135 میلی گرم بر کیلوگرم) دارای غلظتی بالاتر از حد استاندارد و قابل توصیه سرب برای ایران بودند که تاثیرات استقرار و جانمایی منابع احتمالی آلاینده در منطقه و نقش فعالیت های انسانی را به وضوح نمایان می ساخت. از نظر شاخص زمین انباشتگی با دامنه تغییرات (90/2-46/2) نمونه ها در کلاس آلودگی متوسط تا شدید و برای فاکتور غنی شدگی با کمینه و بیشینه (31/9-48/6) همه نمونه ها در کلاس غنی شدگی زیاد قرار می گیرند. فاکتور آلودگی نیز با دامنه تغییرات (24/11-25/8) نمونه ها را در کلاس آلودگی خیلی زیاد به این عنصر قرار داد. تفسیر نتایج شاخص های زیست محیطی نشان دهنده ی بالا بودن مقادیر آلودگی سرب بوده که عمدتا تحت تاثیر فعالیت های انسانی است و نظارت مستمر و پایش تغییرات غلظت این عنصر در خاک های موردمطالعه، برای حفظ منابع تولید و دستیابی به امنیت غذایی ضروری است.
    کلید واژگان: سرب, شهرری, شاخص زمین انباشتگی, فاکتور آلودگی, فاکتور غنی شدگی
    Shahla Rahmani Siyalarz, Ali Keshavarzi *, Fereydoon Sarmadian, Mohsen Farahbakhsh
    The rapid development of industry and economy has led to the entry of environmental pollutants, particularly heavy metals, into the soil, raising concerns among the global community regarding public health and food security. Consequently, the awareness and assessment of these elements have become significant in predicting hazards and related diseases, as well as establishing soil quality standards. This study aimed to quantify lead (Pb) contamination using various environmental indices in a part of Shahr-e-Ray, Tehran Province. To achieve this, 44 composite soil samples were collected from the 0-20 cm soil depth. After sample preparation, some physical and chemical properties were measured using standard methods, and the total concentration of lead in the soil was determined using the Aqua Regia method. Three environmental indices, including the Enrichment Factor, Geoaccumulation Index, and Contamination Factor, were employed to assess the potential risk of lead contamination. The results indicated that all examined samples exceeded the standard and recommended limit for lead concentration in Iran, with an average of 135.99 mg/kg. In term of the Geoaccumulation Index, the samples exhibited a range of (2.46-2.90), categorizing them in the moderately to heavily polluted class. For the Enrichment Factor, all samples fell into the high enrichment class, with a range of (6.48-9.31). The Contamination Factor also classified the samples as highly contaminated, with a range of (8.25-11.24) which is mainly influenced by human activities. Continuous monitoring and surveillance of lead concentration variations in the studied soils are essential for preserving production resources and achieving food security.
    Keywords: Lead, Shahr-E-Ray, Geoaccumulation Index, Contamination Factor, Enrichment Factor
  • محمدحسین محمدی*، مائده حجتی، محسن زارع بنادکوکی، محسن فرح بخش، مهدی شرفا

    این پژوهش با هدف بررسی الگوی مکانی و زمانی جذب آب در شرایط رطوبتی بهینه و تنش کم آبی صورت گرفت. به این منظور، دو گیاه ذرت و کلزا با دو الگوی توسعه ریشه متفاوت در گلدان هایی با ابعاد 48 در 62 سانتی متر و در چهار تکرار کشت گردید. فضای داخلی هر گلدان به 18 ناحیه تقریبا مساوی تقسیم گردید و سپس با خاکی با بافت لوم شنی  که با استفاده از یک لایه 5/2  سانتی متری از شن درشت از یکدیگر جدا شده بوده اند پر گردید. این لایه شن درشت به منظور قطع هیدرولیکی ناحیه های مختلف استفاده گردید. سپس با استفاده از تانسیومترهای دست ساز، مکش ماتریک ثابت و برابر در همه بخش های خاک اعمال و نیز مقدار جذب آب از هر کدام از این بخش های خاک در طی زمان اندازه گیری شد. با توجه به تثبیت مکش ماتریک و در نتیجه رطوبت خاک و عدم زهکشی و تبخیر مقدار جذب آب معادل تعرق در نظر گرفته شد. در انتها دو گلدان از هر کشت با افزایش مکش ماتریک توده خاک تحت تنش کم آبی قرار گرفت. پس از  استقرار کامل گیاهان، تعرق به صورت روزانه اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که در هر دو گیاه بیشترین میزان جذب آب در شرایط بهینه رطوبتی از لایه اول (0-10 سانتی متر)  و دوم (5/12-5-22 سانتی متر) صورت گرفت، اما با اعمال تنش خشکی، سهم لایه های تحتانی در تامین آب مورد نیاز تعرق نسبت به لایه سطحی بیشتر شد. تغییر الگوی جذب آب به وضعیت هیدرولیکی  خاک و مقاومتهای عرضی و طولی ریشه و خاک نسبت داده شد. در پی خشکی خاک با افزایش دو مقدار مقاومت هیدرولیکی خاک (افزایش 3000 حدود برابری مقاومت هیدرولیکی خاک) و مقاومت هیدرولیکی عرضی ریشه که به صورت سری قرار گرفته اند، افت پتانسیل هیدرولیکی آب درون آوندهای چوبی از طوقه تا نواحی نوک ریشه کاهش یافته و امکان برقراری شیب پتانسیل در عرض نواحی انتهایی  ریشه فراهم شده و جذب آب در این بخش ها افزایش می یابد.

    کلید واژگان: هدایت هیدرولیکی ریشه, خشکی, تعرق
    MohammadHosein Mohammadi *, Maedeh Hojjati, Mohsen Zarebanadkouki, Mohsen Farahbakhsh, Mahdi Shorafa

    The purpose of this study was to investigate the spatio-temporal variation of plant water uptake under optimal moisture conditions and drought stress. Corn and rapeseed plants with two different root development patterns were planted in pots with 48 by 62 cm dimensions in four replications. The internal space of each pot was divided into 18 almost hydraulically isolated regions and then filled with sandy loam soil. The hydraulic isolation was performed by a layer of 2.5 cm of coarse sand. Matric suction of soil was buffered, and the water use was simultaneously measured using handmade tensiometers at suction 40cm. In the end, two pots from each culture were phased with drought stress by increasing the suction of the soil to 100cm. The results showed that both plants extract water from the first (0-10 cm) and the second layer (12.5-22.5 cm) rather than deeper soil under optimal moisture conditions, and tend to uptake more water from deeper and afar regions under drought stress. The water uptake pattern was attributed to the radial and axial hydraulic resistances of roots and soil hydraulic resistance. The hydraulic resistance of soil and root (radial component) becomes more than axial root resistance which results in the less decline of hydraulic potential xylems from proximal to distal regions. Then, the high potential gradient is transversally established across distal roots and promotes water uptake.

    Keywords: Root hydraulic conductance, Drought, transpiration
  • مصطفی مارزی، حسن توفیقی *، محسن فرحبخش، کریم شهبازی

    آرسنیک عنصری سمی بوده و سطوح افزایش یافته آن در منابع آب و خاک مشکلات متعددی را برای مردم شهرستان هشترود به وجود آورده است. فقدان اطلاعات در مورد وضعیت خاک منطقه به آرسنیک باعث شد تا تحقیق حاضر با هدف بررسی غلظت و پراکنش آرسنیک در خاک های منطقه هشترود و بررسی امکان کنترل آزادسازی آن طراحی و اجرا شود. به این منظور 53 نمونه خاک سطحی از منطقه جمع آوری و غلظت آرسنیک کل آن ها اندازه گیری و نقشه پراکنش غلظت آرسنیک تهیه شد. به منظور بررسی امکان کاربرد مواد اصلاحی برای کاهش آزادسازی آرسنیک، پنج نمونه خاک آلوده انتخاب و مواد اصلاحی گچ و هیدروکسید آهن هر کدام در سه سطح به آن ها افزوده شد. نتایج نشان داد که خاک های منطقه آلوده به آرسنیک هستند؛ به طوری که میانگین غلظت آرسنیک در کل خاک های مورد مطالعه 36/49 میلی گرم بر کیلوگرم بود اما بیش از 80 درصد خاک های مورد مطالعه غلظتی کمتر از حد مجاز داشتند. خاک های کشاورزی روستاهای قوپوز و قزللو بیشترین مقدار آلودگی به آرسنیک را داشتند. کاربرد هیدروکسید آهن باعث کاهش معنی دار آزادسازی آرسنیک در خاک های مختلف شد؛ به طوری که کاربرد 10 تن در هکتار هیدروکسید آهن به ترتیب 5/64، 4/82، 7/83، 9/98 و 100 درصد مقدار آرسنیک محلول را در خاک های 1، 2، 3، 4 و 5 کاهش داد و افزایش سطح کاربرد در این مطالعه باعث کاهش شدیدتر آزادسازی آرسنیک شد. به طور مشابه گچ نیز باعث کاهش معنی دار آزادسازی آرسنیک شد و آزادسازی کمتر آرسنیک با افزایش کاربرد گچ مشاهده شد. در مقایسه با گچ، هیدروکسید آهن ماده اصلاحی بسیار موثرتر و مناسب تری می باشد.

    کلید واژگان: آلودگی خاک, آزادسازی آرسنیک, خاکهای کشاورزی
    Mostafa Marzi, Hasan Towfighi *, Mohsen Farahbakhsh, Karim Shahbazi

    The increased levels of Arsenic, a poison element, in the soils and waters of Hashtrood city have caused different health issues for the people. Due to the lack of information about the arsenic content of the soils, the present study was conducted to survey the soil arsenic distribution and the possibility of reducing arsenic release from the soils. For this purpose, 53 soil samples from the top layer were collected and the arsenic concentration and distribution map was determined. Additionally, in order to evaluate the effect of iron hydroxide and gypsum as soil amendments, five polluted soil samples were selected and treated with the proposed amendments; each at three levels. The results revealed that the agricultural soils of the studied area are polluted by arsenic, as its average concentration was 49.36 mg/kg, but more than 80 percent of the studied soils had a lower concentration than the standard level. The agricultural soils of Ghopoz and Ghezellou showed the highest arsenic contamination. Application of iron hydroxide reduced the arsenic releasement in different soils significantly, as 10 ton/hectare iron hydroxide application reduced arsenic solution 64.5, 82.4, 83.7, 98.9, and 100 percent in the soils of 1, 2, 3, 4, and 5, respectively. Increasing the level of iron hydroxide application decreased arsenic release more intensively. Similarly, the gypsum decreased the arsenic release significantly and its reduction was more by increasing gypsum application In comparison to gypsum, the iron hydroxide was much more effective in controlling the arsenic releasement.

    Keywords: Agricultural soils, arsenic releasement, soil pollution
  • زهرا اسدی*، محمدحسین محمدی، مهدی شرفا، محسن فرح بخش

    هدف از این پژوهش، ارایه یک ضریب وزنی جهت لحاظ کردن محدودیت شوری در جذب آب توسط گیاه (ωsi) برای مفهوم گنجایش جمعی آب خاک (IWC) می باشد. این آزمایش در شرایط گلخانه و شامل کشت گیاه ذرت در دو نوع خاک، سه سطح شوری (5/1، 4 و 8 دسی زیمنس بر متر) و سه تکرار می باشد. پس از استقرار کامل گیاهان، همه گلدان ها با شوری مشخص به طور پیوسته آبیاری شدند. مقادیر تعرق، از اختلاف مقادیر آبیاری، وزن گلدان ها و مقادیر آب زهکشی شده در زمان های مختلف به دست آمد. تعرق تجمعی در هر زمان محاسبه و در برابر شوری آب زهکشی در همان زمان ترسیم شد. سپس با استفاده از مشتق عددی منحنی های تعرق تجمعی، منحنی شدت تعرق به دست آمد. با برازش یک مدل لگاریتمی و نسبی سازی آن ها، تاثیر محدودیت شوری بر تعرق محاسبه و به عنوان یک ضریب وزنی جدید شوری پیشنهاد شد. نتایج حاصل از ωsi به دست آمده نشان داد که جذب آب نسبی با افزایش شوری به صورت لگاریتمی کاهش می یابد و حدود تحمل به شوری گیاه ذرت در خاک های با خصوصیات مختلف، متفاوت است و نمی توان یک مقدار ثابت را به عنوان حد تحمل به شوری گزارش نمود.

    کلید واژگان: جذب آب, تنش شوری, آب قابل استفاده, ذرت
    Zahra Asadi *, MohammadHosein Mohammadi, MEDI SHORAFA, Mohsen Farahbakhsh

    The purpose of this study is to present a weighting factor for considering limitation of salinity on plant water uptake (ωsi) for the concept of Integral Water Capacity (IWC). The experiment was conducted under greenhouse conditions and included corn planting in two soil types, three salinity levels (1.5, 4, and 8 dS m-1), and three replications. After the plants were fully established, all pots were continuously irrigated with a specific salinity. The transpiration values were obtained from the weight differences of pots considering water mass balance components at different times. Cumulative transpiration was calculated at each time step and they were plotted against the drainage water salinity at the same time. Then, using the numerical derivative of the cumulative transpiration curves, the transpiration intensity curve was calculated. By fitting a logarithmic model and their relativization, the effect of salinity constraint on the transpiration was calculated and a new salinity weighting coefficient was proposed. The results of ωsi showed that the relative water uptake decreased logarithmically with increasing salinity and the salinity tolerance of corn varied in soils with different properties and a constant value cannot be reported as salinity tolerance.

    Keywords: water uptake, Salinity stress, Available water, Corn
  • رامین سلماسی، محسن فرحبخش*، حسین اسدی
    مقادیر بالای فسفر خاک ممکن است، غلظت فسفر رواناب را به اندازه ای بالا ببرد که باعث آلودگی فسفری پیکره های آبی شود. در این پژوهش، سنجشی بین دو روش عصاره گیری آزمایشگاهی و شبیه سازی باران برای بررسی سطح آستانه زیست محیطی غلظت فسفر انجام شده است تا بین این دو روش، روش بهینه برگزیده شود. برای این منظور، از خاک های حوزه آبخیز تلخه رود واقع در استان آذربایجان شرقی بهره گیری شده است. به این منظور، از 30 نقطه این حوضه که فسفر فراهم آن ها در دامنه گسترده ای قرار داشت، نمونه های خاک برداشت شدند. پس از اندازه گیری ویژگی های عمومی، فسفر فراهم خاک ها با روش های اولسن، مهلیچ-3، سلطان پور و کاغذ صافی آغشته به اکسید آهن اندازه گیری شد. فسفر محلول در آب نمونه های خاک در آزمایشگاه و فسفر محلول رواناب نمونه های خاک تحت شبیه سازی باران از نوع دوار با شدت 75 میلی متر بر ساعت به مدت 30 دقیقه اندازه گیری شد. یافته های به دست آمده نشان دادند که نقطه شکستگی در رابطه بین غلظت فسفر رواناب و غلظت فسفر فراهم خاک به روش های گوناگون در غلظت های نزدیک به غلظت های رابطه بین غلظت فسفر فراهم با چهار روش اندازه گیری با میزان فسفر محلول خاک دیده شده است. غلظت آستانه زیست محیطی فسفر برای خاک های این منطقه را می توان بر اساس هر دو روش عصاره گیرهای آزمایشگاهی و شبیه ساز باران برآورد کرد. به دلیل این که روش آزمایشگاهی ساده تر بوده، نیازمند زمان کمتری است، برای برآورد غلظت آستانه توصیه می شود. از آن جایی که اختلاف شیب دو خط شکسته در روش نوارهای کاغذی آغشته به اکسید آهن نسبت به سایر روش های اندازه گیری فسفر فراهم در هر دو روش آزمایشگاهی و شبیه ساز باران بیشتر بود (اختلاف شیب دو خط در در روش نوارهای کاغذی در حدود هشت برابر و برای سه روش دیگر در حدود دو تا سه برابر) و ضریب تبیین بالایی برای تمام آن ها به دست آمد (بالای 82 درصد)، روش نوارهای کاغذی برای تعیین غلظت آستانه زیست محیطی فسفر نسبت به سایر روش های اندازه گیری فسفر فراهم برتری نشان داد. با توجه به این که برای تمام روش های اندازه گیری، در غلظت 0.36 میلی گرم بر لیتر فسفر رواناب محلول نقطه شکستگی مشاهده شد، نتیجه گیری می شود که این غلظت پایین تر از غلظت آستانه زیست محیطی فسفر برای رخد اد پدیده شکفتگی جلبکی قرار دارد.
    کلید واژگان: رواناب, زیست محیطی, شکفتگی جلبکی, شبیه ساز باران, عصاره گیرهای فسفر
    Ramin Salmasi, Mohsen Farahbakhsh *, Hossein Asadi
    High soil phosphorus (P) can increase the amount of runoff P and cause pollution of P in water bodies. In this paper, to select the best method between laboratory extracting and rainfall simulator method for determining environmental threshold level of P concentration was compared. For this purpose, surface soil was sampledfrom 30 points of Talkherood Watershed inEastern Azerbayjan with widely available P contents. After determining some of general properties, four soil P tests comprising Olsen, Mehlich-3, Iron oxide, and Soltanpour were used. Water soluble P in lab was measured and runoff soluble P of soils was determined with using rainfall simulator by applying 75 mm h-1 rainfallfor 30 minutes. Relationship between P concentrations determined by four methods with  a) water soluble soil P, as P loss index, and b) runoff soluble P, showed that environmental soil P concentration can be estimated by both lab extracts and rainfall simulation methods for lime soils of this region. As the lab extracts method are easier and less time-consuming, this method is recommended for threshold concentration estimation. Since in iron oxide method, slope difference between the two split-lines was greater than other methods and high correlation coefficients were obtained for all of the methods, as a result iron oxide method is better than others for threshold concentration estimation of available P concentration. Since changing point for dissolved reactive P was seen in 0.36 mg l-1 concentration, as a result this concentration is lower than environmental P concentration for eutrophication phenomenon.
    Keywords: Algal eutrophication, environmental, Phosphorus extracts, rainfall simulator, runoff
  • راحله سیر، فرامرز دولتی ارده جانی*، محسن فرحبخش، محمد یاورزاده، سروش مقصودی
    R. Siyar, F. Doulati Ardejani *, M. Farahbakhsh, M. Yavarzadeh, S. Maghsoudy

    Copper smelting and refinery factories are the final stages of a pyrometallurgical processing chain, and they cause many environmental challenges around the world. One of the most common environmental problems of these factories is toxic emissions. These toxic gases have harmful effects on the vegetation, animal species, soils, and water resources around the factories. Phytoremediation can play an important role in the reduction of the adverse effects of environmental pollutions arising from copper smelting and refinery factories. In this paper, we first discuss different types of pollutions caused by copper metallurgical factories, and present the main research approaches and studies conducted on these factories. In the second part, we provide a summary and comparison of different remediation technologies used to reduce the environmental pollutions of these factories. Besides, the advantages and disadvantages of each method is also investigated. In the third part, we review the different aspects of the phytoremediation including the effective mechanisms, different types of plants, application environments, and the effective factors. The next part includes the selection of suitable plants for the phytoremediation process applied for copper metallurgical factories and investigation of the native and cultivated hyperaccumulator plants. In addition, different efficiency indices are introduced for evaluating the phytoremediation efficiency and selecting an appropriate hyperaccumulator plant. At the final stage, some appropriate plant species for various types of phytoremediation are introduced. The effects of different environmental stresses and the possibilities of integrating phytoremediation with other remediation technologies as well as the advantages and disadvantages of phytoremediation are eventually investigated.

    Keywords: Industrial ecosystem, Remediation technologies, Cultivated hyperaccumulators, Environmental stresses, Copper metallurgical factories
  • رامین سلماسی*، محسن فرح بخش، حسین اسدی
    هدررفت فسفر خاک از طریق رواناب ممکن است، باعث بالا رفتن غلظت فسفر آب های سطحی به اندازه ای شود که موجب شکفتگی جلبکی در سامانه های آبی شود. در نتیجه، بررسی ارتباط بین غلظت فسفر محلول رواناب و غلظت فسفر فراهم خاک برای مدیریت فسفر در آب های سطحی و  نیز تعیین سطح بحرانی فسفر فراهم خاک ضروری است. برای انجام این کار، از 30 نقطه حوزه آبخیز تلخه رود که فسفر فراهم آن ها در دامنه گسترده ای قرار داشت، نمونه های خاک برداشت شدند. پس از تعیین ویژگی های عمومی، فسفر فراهم خاک ها با استفاده از روش های اولسن، مهلیچ-3، سلطان پور و صافی آغشته به اکسید آهن اندازه گیری شد. سپس، نمونه های خاک با فشردگی یکسان درون سینی هایی به ابعاد 30 در 60 سانتی متر ریخته و به مدت 30 دقیقه در شیب پنج درصد تحت باران با شدت 75 میلی متر بر ساعت قرار داده شدند. از رواناب خروجی در فواصل زمانی مختلف نمونه برداری و غلظت فسفر محلول آن ها اندازه گیری شد. همبستگی بین فسفر محلول رواناب و فسفر فراهم خاک ها که به چهار روش اندازه گیری شده بودند، معنی دار بود. غلظت آستانه فسفر فراهم برای روش های اولسن، مهلیچ-3، صافی آغشته به اکسید آهن و سلطان پور به ترتیب 86، 140، 52 و 49 میلی گرم بر کیلوگرم به دست آمد. همچنین، هر چهار روش غلظت آستانه فسفر محلول رواناب را در بازه باریک 0.38 تا 0.4 میلی گرم بر لیتر نشان دادند.
    کلید واژگان: روش های اندازه ‎گیری غلظت فسفر, سامانه های آبی, شکفتگی جلبکی, غلظت آستانه, فسفر محلول
    Ramin Salmasi *, Mohsen Farahbakhsh, Hossien Asadi
    Phosphorus (P) loss in runoff can promotes weed and algae growth in water systems as a result of high concentrations of surface water P. As a result, relationship between available soil P and P concentrations is necessary for management of P concentrations in surface waters and for critical soil P determination. For this purpose, from 30 points of Talkherood Watershed surface soil samples with widely available P contents were selected. After determining some of general properties, four soil P tests including Olsen, Mehlich-3, Iron oxide and Soltanpour were measured. Then, soil samples were poured with imperative compaction and rainfall was applied onto 30×60 cm soil boxes on a 5% slope for 30 minutes by applying 75 mm h-1 rainfall. Their runoff was sampled in different times and their dissolved P concentration was measured. Significant correlation was obtained between dissolved runoff P and the four methods of available P for the soils. Critical concentrations of phosphorus for Olsen, Mehlich-3, Iron oxide, and Soltanpour methods were 86, 140, 52 and 49 mg l-1, respectively. Also, the four methods showed critical dissolved runoff P concentrations in narrow range of 0.38 to 0.4 mg l-1.
    Keywords: Critical concentration, Eutrophication, Phosphorus concentration tests, Soluble phosphorus, Water systems
  • سعید سنایی، مهدی شرفا*، عبدالمجید لیاقت، محسن فرح بخش، فرهاد دهقانی
    اختلال در بیلان چرخه نیتروژن بر روند کلی توسعه پایدار تاثیر منفی داشته و استفاده از مواد اصلاحی برای کاهش این ‏مخاطرات ضروری می‏باشد. به منظور بررسی اثر چند ماده اصلاحی و شوری آب آبیاری بر بیلان جرمی نیترات، یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار انجام شد. تیمارها شامل سه سطح ماده اصلاحی (صفر، 5/7 گرم بقایای پسته در کیلوگرم خاک و 7/5 گرم بیوچار در کیلوگرم خاک) و چهار سطح شوری آب آبیاری 0/5(آب شهر)، 5/5، 8 و 10/5دسی زیمنس بر متر بود. به تمام ستون ها دو نهال پسته منتقل و سپس در سه مرحله و در هر مرحله 25 میلی گرم بر کیلوگرم نیتروژن از منبع نیترات پتاسیم به آن ها اضافه شد. پس از اضافه کردن نیتروژن، در زمان‏های مختلف، اندازه گیری نیترات صورت گرفت. نتایج نشان داد که بقایای خام پسته و بیوچار آن، خروج نیترات از خاک را به ترتیب 9 و 52 درصد نسبت به شاهد افزایش دادند. غلظت نیترات با خروج حدود 60 درصد زهاب (حدود 7 ساعت بعد)، به کمترین مقدار رسیده، سپس تا خروج کامل ثابت باقی ما ند.
    کلید واژگان: آبشویی نیترات, ستون کادمیم, فرآیند گرماکافت, نیترات خاک
    Mahdi Shorafa *, Abdolmajid Liaghat, Mohsen Farahbakhsh, Farhad Dehghani, Saeid Sanaei
    Disturbance in nitrogen cycle balance has a negative impact on the overall trend of sustainable development and the use of soil amendments is necessary to reduce these hazards. In order to investigate the effect of some amendments and irrigation water salinity on mass nitrate balance, a factorial experiment in a completely randomized design with three replicates was conducted. The treatments consisted of three levels of soil amendments (zero, 7.5 g/kg of raw pistachio residues and 7.5 g/kg of its biochar) and four salinity levels of irrigation water 0.5 (tap water), 5.5, 8 and 10.5 dS/m. Two pistachio seedlings were transferred to all columns and then in three stages and in each stage, 25 mg/kg N of potassium nitrate was added to the soil. After adding nitrogen, nitrate measurements were done in different times. The results indicated that the pistachio residuals and its biochar increased nitrate outflow from the soilby 9% and 52%, respectively. The nitrate concentration with the exit of about 60% of the drainage water (about 7 hours later) reached the lowest, then remained constant until complete exit.
    Keywords: Cadmium column, Nitrate leaching, Pyrolysis process, Soil nitrate
  • محمدرضا ریگی، محسن فرح بخش*
    مصرف بی رویه و نادرست آفت کش ها سبب آلودگی محیط زیست شده است. بررسی سرنوشت علف کش های مصرف شده در خاک برای به حداقل رساندن تحرک آن ها در خاک و کنترل آلودگی آب های زیرزمینی ضروری می باشد. آبشویی و تجزیه متری بیوزین در سه خاک تحت شرایط آزمایشگاهی بررسی گردید. متری بیوزین در ستون های خاک با و بدون تیمار زمانی متحرک بود. تحرک علف کش در خاک بستگی به فرایند جذب در همان خاک دارد. نتایج نشان داد که تحرک متری بیوزین در خاک های 7 و 5 (دارای کربن آلی کمتر) بیش از خاک 1 بود. اختلاف در تمایل جذبی متری بیوزین بر روی خاک های مختلف به علت تفاوت در خصوصیات خاک مانند مقدار رس، مقدار ماده آلی و میزان pH می باشد. مقادیر نیمه عمر در دامنه 92/37 تا 74/105 روز در شرایط استریل و غیراستریل محاسبه گردید. ترتیب ماندگاری متری بیوزین در خاک های 1، 5 و 7 می باشد.
    کلید واژگان: آفت کش, تریازین, آبشویی, تجزیه, خاک
    Mohammad Reza Rigi, Mohsen Farahbakhsh *
    The intensive and inappropriate use of pesticides caused environment to be contaminated. Quantifying the fate of applied herbicides in the soil is essential for minimizing their mobility in the soil and environmental pollution. The leaching and degradation of the metribuzin herbicide in three soils were investigated under laboratory conditions. Metribuzin was mobile in the soils when tested using non-aged and aged soil columns. The mobility of herbicide in the soil is related to the adsorption phenomenon in the same soil. It was found that the mobility of metribuzin in the soils 7 and 5 (with less organic carbon) was more than the one in the soil 1. The difference in the adsorption affinity of metribuzin in different soils appears to be due to differences in soil properties, such as clay content, organic matter content and pH value. The calculated half-life values in sterile and non-sterile conditions ranged from 37.92 to 105.74 days. Metribuzin persistent in the soil was corresponded to columns 1, 5 and 7 respectively.
    Keywords: Pesticide, Triazine, Leaching, Degradation, Soil
  • رامین قهرمان پو، منوچهر گرجی *، احمدعلی پوربابایی، محسن فرح بخش
    کیفیت خاک عبارت است از ظرفیت و عملکرد یک خاک مشخص در داخل محدوده زیست بوم های طبیعی یا تحت مدیریت انسان، برای تولیدات پایدار گیاهی و حیوانی، حفظ یا ارتقاء کیفیت آب و هوا و حمایت از سلامت و مسکن انسانی. کیفیت خاک را نمی توان به طور مستقیم اندازه گیری کرد اما با استفاده از خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک قابل استنتاج می باشد. این مطالعه جهت بررسی اثر سامانه های خاک ورزی حفاظتی و کم خاک ورزی در مقایسه با خاک ورزی مرسوم، بر کیفیت خاک انجام شد. تیمارهای خاک ورزی شامل بی خاک ورزی، کم خاک ورزی با دیسک، خاک ورزی مرکب و خاک ورزی متداول بود. این بررسی پس از انجام پنج سال متوالی این تیمارها در منطقه مورد مطالعه صورت گرفت. نتایج نشان داد که بی خاک ورزی، کم خاک ورزی با دیسک و خاک ورزی حفاظتی با خاک ورز مرکب به ترتیب در عمق 10-0 سانتی متری 79/32، 87/21 و 22/19 درصد، در عمق 20-10 سانتی متری 94/18، 74/15 و 76/14 درصد و در عمق 30-20 سانتی متری 32/17، 62/11 و 82/16 درصد در مقایسه با خاک ورزی مرسوم باعث بهبود شاخص کیفیت تلفیقی خاک شدند. علاوه بر این شاخص کیفیت خاک نمرو نیز در کلیه تیمارها نسبت به شاهد (خاک ورزی مرسوم) بهبود یافت. همچنین با افزایش عمق خاک، کیفیت خاک و میزان تاثیر تیمارها بر آن روند کاهشی نشان داد. با توجه به یافته های این تحقیق، استفاده از سامانه بی خاک ورزی به دلیل بهبود کیفیت خاک، در منطقه مورد مطالعه و مناطق مشابه، به عنوان اقدام مفیدی در مدیریت پایدار خاک برای کشاورزان توصیه می شود.
    کلید واژگان: خاک ورزی مرسوم, دسته حداقل داده ها, بی خاک ورزی, کشاورزی پایدار, دسته کل داده ها
    Ramin Ghahramanpoor, Manoochehr Gorji*, Ahmad Ali Pourbabaee, Mohsen Farahbakhsh
    Soil quality as "the capacity of a specific kind of soil to function, within natural or managed ecosystem boundaries, to sustain plant and animal productivity, maintain or enhance water and air quality, and support human health and habitation. Soil quality cannot be directly measured, but it can be inference from the integration of soil physical, chemical and biological properties. This study was conducted to compare the effects of conservative, reduced, and conventional tillage on soil quality indices. Tillage treatments were no tillage, disc plow tillage, combination tillage, and conventional tillage, which have been performed for five years. The results showed that no tillage, disc plow tillage and combination tillage improved the integrated quality index of the soil (IQI) respectively as 32.79%, 21.78% and 16.82%, for the depth of 0-10 cm, 18.94%, 15.74%, 14.76% for the depth of 10-20 cm, and 17.32%, 11.62%, 16.82% for the depth of 20-30 cm as compared to conventional tillage. Also, nemero quality index (NQI) of the soil was improved in all conservation treatments as compared to conventional tillage. Also, it was revealed that the soil quality decreased as the soil depth increases. Regarding to the research findings, the no tillage system, due to improvement of the soil quality, is recommended as a beneficial practice for farmers to manage the soil in the proposed and similar areas.
    Keywords: Conventional tillage, Minimum data set, No tillage, Sustainable agriculture, Total data set
  • رامین سلماسی، محسن فرحبخش *، حسین اسدی
    برای ارزیابی پتانسیل حرکت فسفر از یک منطقه به آب های سطحی، چه از طریق رواناب سطحی یا زهکش زیرزمینی، یک شاخص عملی مورد نیاز است. درجه اشباع فسفر، که میزان فسفر جذب شده به خاک را به ظرفیت جذب آن ارتباط می دهد، می تواند شاخص مناسبی از توانایی رهاسازی فسفر آن خاک باشد. برای خاک های کشور، تا کنون روش های محاسبه درجه اشباع فسفر به کار گرفته نشده است. اهداف این پژوهش، توسعه شیوه های محاسبه درجه اشباع فسفر برای خاک های آهکی اطراف شهرستان های بستان آباد، سراب و هریس استان آذربایجان شرقی واقع در زیرحوضه دریاچه ارومیه؛ به دست آوردن مقادیر درجه اشباع فسفر برای خاک های آهکی و ارزیابی درجه اشباع فسفر با استفاده از فسفر محلول به عنوان شاخص پتانسیل هدررفت فسفر از طریق رواناب می باشد. به این منظور، از 30 نقطه از مناطق یاد شده که فسفر آن ها در دامنه وسیعی قرار داشت، نمونه برداری خاک از لایه سطحی انجام شد و پس از تعیین ویژگی های بافت، واکنش، کربن آلی و آهک نمونه های خاک، با استفاده از چهار روش اندازه گیری یا عصاره گیری فسفر خاک و چهار روش برای تعیین ظرفیت جذب آن، 16 شکل گوناگون از درجه اشباع فسفر به دست آمد. درجه اشباع فسفر این خاک ها از 0. 06 تا 33. 49 درصد (میانگین 8. 14 درصد) نوسان داشت. همبستگی معنی داری بین فسفر محلول در آب و انواع درجه های اشباع فسفر محاسبه شده وجود داشت. غلظت آستانه فسفر از بین چهار عصاره گیر، برای عصاره گیرهای اولسن، مهلیچ 3 و سلطان پور به جز در رابطه هایی که میزان منیزیم به عنوان عامل فسفر جذب شده بوده است، در دامنه 0. 4 تا 33 درصد و برای عصاره گیر اکسید آهن، فقط در رابطه ای که مجموع کلسیم همراه منیزیم عامل جذب بوده اند، برابر با 1. 3 درصد به ‍ دست آمد. خاک هایی که درجه اشباع فسفر آن ها، بالاتر از حد آستانه باشد، مستعد هدررفت فسفر محلول از طریق جریان سطحی و آبشویی و نتیجه تشدید پدیده غنی شدن آب ها در حوزه های آبخیز می باشند و باید جهت مهار وقوع این پدیده متناسب با در نظر گرفتن شرایط گوناگون حوضه، عملیات مدیریتی در آن ها اعمال شود.
    کلید واژگان: اکسید آهن, درجه اشباع فسفر, روش های عصاره گیری اولسن, سلطان پور, غنی شدن آب, مهلیچ 3
    Ramin Salmasi, Mohsen Farahbakhsh *, Hossein Asadi
    There is critical need for a practical indicator to assess the potential of phosphorus (P) movement from a given site to surface waters, either via surface runoff or subsurface drainage. The Degree of P Saturation (DPS), which relates a measure of P already adsorbed by a soil to its P adsorption capacity, could be a good indicator of that soils P release capacity. For our country soils, there is not any report for DPS calculating. This study aimed to develop techniques of calculating the DPS for calcareous soils of western Azerbayjan, Uremieh Lake sub-watershed, obtaining DPS levels for calcareous soils, and evaluating DPS by use of soluble P as indicator of P runoff potential. For this purpose, 30 surface soil samples with widely P contents were selected and after determining some of general physico-chemical properties, useing of four measures of soil available P and four indices of P sorption capacity, sixteen different forms of DPS were obtained. Significant correlation was obtained between soluble P and different forms of DPS in this study. Threshold P concentration between four extractants, were obtained for Olsen, Mehlich-3, and Soltanpour ones, except in calculations with Mg as P adsorbed contributor in range of 0.4-33 percent, with 8.14 mean, and for FeO extractant, only in calculations with Ca + Mg as adsorbing one was obtained that was equal to 1.3 percent. Degree of P saturation in soils with higher than threshold P concentration values are sustainable to P runoff via surface runoff or leaching, and as a result eutrophication intensification, and for control this phenomenon should apply management practices with regard to different situations of watershed.
    Keywords: Degree of P saturation_Extraction methods of Olsen_Mehlich-3_Soltanpour_Ferrous oxide_Eutrophication
  • محسن فرح بخش *، هادی شیخ پوری، مهران کیانی راد
    امروزه آلودگی خاک های حاوی هیدروکربن های نفتی از مهم ترین مشکلات زیست محیطی به شمار می رود. به منظور حذف این ترکیبات از خاک راهکارهای مختلف از جمله استفاده از فرایند الکتروسینتیک بکار می رود. نتیجه فرایند الکتروسینتیک در خاک حرکت آب، یون ها و ذرات باردار در اثر ایجاد اختلاف پتانسیل الکتریکی می باشد. در این پژوهش اثر کنترلpH در کاتولیت و آنولیت بر فرایند اصلاح الکتروسینتیکی یک خاک رسی آلوده به هیدروکربن های نفتی به طول 30 سانتی متر، مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور دو آزمایش با شرایط بدون کنترل pH و با کنترل pH (در محدوده 6 تا 9) در الکترولیت آب مقطر انجام شد. غلظت اولیه هیدروکربن های نفتی در خاک، پنج درصد در نظر گرفته شد. اندازه گیری مقدار و نوع هیدروکربن های نفتی در خاک با استفاده از دستگاه GC/MS انجام شد. نتایج این بررسی نشان داد در هر دو آزمایش پس از 30 روز با اعمال اختلاف پتانسیل یک 1-Vcm، بیشترین درصد خروج مربوط به نواحی مجاور آند و کمترین جابجایی در میانه ستون مشاهده گردید. میانگین حذف هیدروکربن های نفتی از ستون آزمایش اول 67/16 درصد و در آزمایش دوم، 5/31 درصد مشاهده شد که بیانگر اهمیت نقش تنظیم pH در فرایندهای اصلاح الکتروسینتیک است. همچنین در آزمایش دوم، بطور میانگین 26% از هیدروکربن های پارافینی و 37% از هیدروکربن های آروماتیک نفتالینی از کل ستون خاک خارج شدند.
    کلید واژگان: الکتروسینتیک, کنترل pH, هیدروکربن های نفتی
    Mohsen Farahbakhsh *, Hadi Sheikhpoori, Mehran Kiani Rad
    These days, one of the most important environmental problems is soil pollution due to the contamination by petroleum hydrocarbons. One of the methods for reducing of soil contamination is the use of the electrokinetic process for remediation of hydrocarbons contaminated soils. Electrokinetic process causes the movement of water, ions and charged particles in the soil by electric field voltage. In this study, the effect of pH control in catholyte and anolyte on electrokinetic for removal of petroleum hydrocarbons from a clay soil, was evaluated. For this purpose, two experiments; one without pH control and second with pH control (in the range of 6-9) in electrolytes were carried out. Initial concentration of petroleum hydrocarbons in soil was 5%. The amount and type of petroleum hydrocarbons in the soil samples were measured by GC-MS. The results of both experiments showed that after 30 days, and 1 Vcm-1 electric field voltage, the highest percentage hydrocarbons was near anodes with little movement in the middle column. The average of petroleum hydrocarbons removal of two experiments was 16.67% and 31.5%, respectively. In addition, in the second experiment, about 26% of paraffin hydrocarbon and 37% of naphthalene hydrocarbons were removed from the soil column.
    Keywords: Electrokinetic, pH Control, petroleum hydrocarbons
  • بهاره امینی *، محسن فرحبخش، مهران کیانی راد
    به منظور بررسی تاثیر ترکیب کود اوره با اسید هیومیک استخراج شده از ورمی کمپوست و کمپوست بستر قارچ بر غلظت عناصر غذایی و برخی شاخص های رشد گیاه ذرت (Zea mays L.) رقم سینگل کراس704، آزمایش گلخانه ای در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار انجام شد. به این منظور پنج تیمار شامل اوره (U)، اوره مخلوط شده با اسید هیومیک خالص ورمی کمپوست به فرم پودری (U+Vp)، اوره مخلوط شده با اسید هیومیک خالص کمپوست بستر قارچ به فرم پودری (U+Mp)، اوره مخلوط شده با اسید هیومیک ناخالص ورمی کمپوست به فرم پودری (U+Vi) و اوره مخلوط شده با اسید هیومیک ناخالص کمپوست بستر قارچ به فرم پودری (U+Mi) تهیه شد. نتایج نشان داد استفاده از ترکیب کودهای اسید هیومیک- اوره به عنوان منبع نیتروژن، ارتفاع گیاه، وزن تر و خشک اندام هوایی گیاه را نسبت به مصرف کود اوره به طور معنی داری افزایش داد. همچنین نتایج نشان داد که میزان فسفر، پتاسیم، نیتروژن در گیاه ذرت تحت اثر تیمارهای آزمایشی اسید هیومیک- اوره به طور معنی داری افزایش یافتند. بیشترین میزان فسفر، پتاسیم، نیتروژن در گیاه ذرت تیمار شده با اوره مخلوط شده با اسید هیومیک خالص ورمی کمپوست به فرم پودری (U+Vp)، اوره مخلوط شده با اسید هیومیک خالص کمپوست بستر قارچ به فرم پودری (U+Mp)، اوره مخلوط شده با اسید هیومیک ناخالص ورمی کمپوست به فرم پودری (U+Vi) و اوره مخلوط شده با اسید هیومیک ناخالص کمپوست بستر قارچ به فرم پودری (U+Mi) مشاهده گردید. استفاده از کودهای اسید هیومیک با اوره برخی صفات زراعی گیاه ذرت را به طور معنی داری افزایش داد.
    کلید واژگان: اسید هیومیک, اوره, ذرت, کمپوست
    Bahareh Amini *, Mohsen Farahbakhsh, Mehran Kianirad
    In order to investigate the effect of urea with humic acid vermicompost and urea with humic acid mushroom compost substrate application on some nutrients concentration and some growth characteristics of maize plant (Zea mays cv. single cross 704 ), a greenhouse experiment was conducted in randomized completely design with three replications. This study compared five different types of treatments which were urea without additives (U), urea with pure humic acid vermicompost powdered form (U), urea with pure humic acid mushroom compost substrate powdered form (U), urea with impure humic acid vermicompost powdered form (U), urea with impure humic acid mushroom compost substrate powdered form (U). The results indicated that plant high, shoot dry and fresh weight were markedly higher when humic acid-urea fertilizers were applied. Also, the results indicated that the concentration of P, K and N in maize plant significantly increased by humic acid-urea experiment treatments. The greatest amount of phosphorus, potassium and nitrogen observed in treatment maize plants received urea with pure humic acid vermicompost powdered form (U), urea with pure humic acid mushroom powdered form (U), urea with impure humic acid vermicompost powdered form (U) and urea with impure humic acid mushroom compost substrate powdered form (U). The some agronomic characteristics of maize plant were markedly increased when humic acid- urea fertilizers were applied.
    Keywords: Compost, Humic acid, urea, Maize
  • محمدرضا ریگی، محسن فرحبخش
    مصرف بی رویه و نادرست آفت کش ها سبب آلودگی محیط زیست شده است. به منظور کاهش تحرک این ترکیبات در خاک و آلودگی محیط زیست، لزوم کمی نمودن سرنوشت علف کش هایی با مصرف خاکی وجود دارد. در این تحقیق جذب ماده آلی محلول با غلظت های 0، 10، 20، 40، 80 و 160 میلی گرم کربن آلی در لیتر در دو خاک در شرایط آزمایشگاهی و در دمای ثابت مورد بررسی قرار گرفت. همچنین تاثیر pH و ماده آلی محلول با غلظت های مختلف (0، 10، 40 و 160 میلی گرم در لیتر) بر جذب علف کش متری بیوزین (با مقادیر 5/1، 2، 3، 4، 5 و 6 میلی گرم در کیلوگرم) مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که ماده آلی محلول بر روی خاک ها جذب سطحی شده و هم دماهای آن ها با مدل فروندلیچ مطابقت داشت. جذب سطحی علف کش متری بیوزین در هر دو خاک 1 و 2 در حضور ماده آلی محلول کاهش نشان داد. به طوری که بیشترین مقدار جذب متری بیوزین در هر دو خاک 1 و 2 در تیمار بدون حضور ماده آلی محلول به ترتیب 19/38 و 71/29 میلی گرم در کیلوگرم و کمترین میزان در تیمار 160 میلی گرم ماده آلی محلول در لیتر به ترتیب 75/7 و 42/5 میلی گرم در کیلوگرم بدست آمد. جذب متری بیوزین در دامنه pH 5/5-4 در خاک 1 و 2، در تیمار عدم حضور ماده آلی محلول به ترتیب 54/8 و 23/6 درصد بیشتر از تیمار حضور ماده آلی محلول محاسبه گردید. به طور کلی افزایش غلظت ماده آلی محلول، سبب کاهش جذب متری بیورزین بر روی دو خاک گردید.
    کلید واژگان: آفت کش, تریازین, کربن آلی محلول, هم دمای جذب
    Mohammad Reza Rigi, Mohsen Farahbakhsh
    Introduction
    The environment is contaminated through intensive or inappropriate use of herbicides. Quantifying the fate of applied herbicides in the soil is essential for minimizing their mobility in the soil and environmental pollution. The adsorption behavior of the soil-applied herbicides is one of the most important factors governing its environmental impacts such as degradation, transition and leaching. To date, No studiy has been conducted to investigate the effects of DOM on the sorption of metribuzin by soils. The objective of this study was to investigate the impacts of DOM on metribuzin sorption by two defferent soils.
    Materials And Methods
    In this research, DOM (0, 10, 20, 40, 80 and 160 mg of OC/L) adsorption in two different soil samples was assayed under laboratory conditions at constant temperature. The effect of pH and DOM concentrations (0, 10, 40 and 160 mg/L) on metribuzin (1.5, 2, 3, 4, 5 and 6 mg/kg) adsorption was also studied. Soil samples were selected and collected from surface layers (0–20 cm). The soil samples were air-dried and passed through a 2-mm sieve. The DOM sorption in both soils was performed by adding 10 ml DOM solution with a series of initial concentrations in each 15 ml glass tube containing 1.00 g soil. All the DOM solutions contained 0.01 mol/L CaCl2 and 0.01 mol/L thymol, and the pH of the solutions were adjusted to 9.0 (about the pH of the initial extracted DOM solution) with 0.1 mol/L HCl or 0.1 mol/L Ca(OH)2. The tubes were shaken at 140 rpm for 24 h at 22°C. After centrifugation at 4,500 rpm for 15 min, the DOM concentrations in solutions (presented as OC) were measured using a total organic carbon analyzer. Sorbed organic carbon was calculated from the difference between the OC content of the DOM solution, which was initially added, and that found in equilibrium solution with the soil, of which the amount of native DOM released from the air-dried soil samples was subtracted. DOM solutions (10 ml) with different concentrations were added to the soils in 15 ml glass tubes with PTFE lined screw caps. The solid-to-solution ratios were adjusted to attain 20–80 percentage of the initially added metribuzin adsorption by the soils. All the DOM solutions contained 0.01 mol/L CaCl2 to maintain a constant ionic strength and 0.01 mol/L thymol to inhibit potential microbial activities, and the pH values of the solutions were adjusted to 9.0 with 0.1 mol/L HCl or 0.1 mol/L Ca(OH)2. Metribuzin was mixed at high concentration in acetonitrile before being added to the DOM solutions. Acetonitrile concentrations were always less than 0.1 percentage of the total solution volume to avoid the cosolvent effect. The tubes were shaken at 140 rpm for 24 h at 25°C. Preliminary studies showed that sorption equilibrium was approached within this time period. After mixing, the tubes were centrifuged at 4,500 rpm for 15 min, and 1.0 ml of the supernatant was removed into a sampling vial for analysis. All sorption samples were conducted in triplicate. The sorption experiments were conducted at different pH values in the absence of DOM by addition of HCl and Ca(OH)2 as required to solutions containing 0.01 mol/L CaCl2 and 0.01 mol/L thymol. The investigated pH values ranged from 4 to 9.5. The initially added concentration of metribuzin was 5 mg/L. After shaking and centrifugation, the pH values of the supernatants were measured using a pH meter. The samples were analyzed by gas chromatography equipped with a mass (6890N, Agilent, USA). Metribuzin sorption was calculated from the difference between the total amount of metribuzin initially added to the solution and the amount remained in the solution at equilibrium.
    Results And Discussion
    Dissolved organic matter (DOM) was adsorbed on the soils and the experimental data was better fitted to the Freundlich isotherm (R>0.999). The KF parameter amount of DOM sorbed on the soils were 3.82 and 0.95 L/kg for the soils of 1 and 2, respectively which suggested that the soils have low affinity to metribuzin . In the presence of DOM, the sorption behaviors of metribuzin by the soils were different. The effects of DOM on metribuzin sorption were dependent on the characteristics of soils and the concentrations of present DOM. Metribuzin sorption by soil 1 and soil 2 was inhibited in the presence of DOM. Metribuzin sorption was quantified by comparing the apparent distribution coefficient of metribuzin in the presence of DOM (Kd*) and the absence of DOM (Kd). The sorption was promoted when the ratio of Kd*/Kd was more than 1, and was inhibited when the ratio of Kd*/Kd was less than 1. The aqueous solubility, sorption, and bioavailability of metribuzin are pH dependent. The effects of pH on the metribuzin sorption by soils showed when pH increased from 4 to 9, metribuzin sorbtion by soils was decreased. When the pH was higher than 6.0, it was clear that the amount of sorbed metribuzin decreased as the solution pH increased in each soil in the absence of DOM. Metribuzin was present in both molecular and ionic forms owing to the ionization in the pH range examined in the study. As the solution pH increases, the protonic form decreases. Therefore, the sorption of metribuzin protonic form and the negatively charged surface of soils become more pronounced and the amount of metribuzin partitioned to soil decreases. In addition, an increasing pH may enhance the release of native organic matter from the soils into the solution that results in the decrease of metribuzin sorption. At the same pH, the amount of metribuzin sorbed by soil 2 was lower than soil 1 which was probably owing to the different organic matter content of the soils.
    Conclusions
    The effects of DOM on metribuzin sorption were dependent on the characteristics of soils and the concentrations of present DOM. In general, metribuzin sorption by the soils was inhibited in the presence of DOM. Metribuzin sorption by the soils also decreased with increasing the solution pH in the absence and present of DOM. The results of the study will be useful for the better understanding of the behavior of metribuzin in soils and its ecological risks.
    Keywords: Herbicide, Metribuzin, pH, Soil Organic Mattert
  • مجتبی مقبلی، محسن فرحبخش، ناصر برومند
    فرآیندهای جذب سطحی و واجذب نقش تعیین کننده ای بر حلالیت بور در محلول خاک و در نتیجه در دسترس بودن آن برای گیاهان ایفا می کنند. قدرت یونی، pH و نوع یون های تبادلی خاک از جمله عوامل مهم بر جذب سطحی بور در خاک محسوب می شوند. به منظور ارزیابی اثر عوامل فوق بر قابلیت دسترسی بور، جذب سطحی بور در یک نمونه خاک آهکی به صورت پیمانه ای بررسی شد. برای اندازه گیری مقدار جذب سطحی بور، پنج گرم خاک در لوله های 50 میلی لیتری پروپیلنی منتقل شد و به هر یک از تیوپ های آزمایشی 20 میلی لیتر محلول (حاوی مقادیر 0، 2، 5، 8، 10، 15 و 20 میلی گرم در لیتر بور) در سه قدرت یونی (I) 02/0، 06/0 و 12/0، در دو سطح SAR 20 و 100 و pH های مختلف اضافه گردید. در نهایت مقدار بور جذب سطحی شده، از تفاوت غلظت اولیه و غلظت تعادلی محاسبه گردید. در همه تیمار ها با افزایش غلظت تعادلی بور، مقدار جذب سطحی ابتدا با شیب زیاد افزایش یافت و سپس به مقدار نسبتا ثابتی میل کرد. نتایج نشان داد با افزایش نسبت جذب سطحی سدیم و pH خاک جذب سطحی بور افزایش نشان داد. اثر نسبت جذب سطحی سدیم در غلظت های تعادلی پایین کم است، ولی با افزایش غلظت تعادلی اثر نسبت جذب سطحی سدیم بر جذب سطحی بور افزایش یافت. همچنین با افزایش قدرت یونی خاک احتمالا به علت کاهش ضخامت لایه دوگانه پخشیده جذب سطحی بور افزایش پیدا کرد. اثر مثبت قدرت یونی بر جذب سطحی بور نشان داد که مکانیزم غالب جذب سطحی بور تشکیل کمپلکس های درون کره ای است.
    کلید واژگان: بور, لایه دوگانه پخشیده, نسبت جذب سطحی سدیم, یون های تبادلی
    Mojtaba Moqbeli, Mohsen Farahbakhsh, Naser Boroumand
    Introduction
    Boron (B) is an essential plant micronutrient whose soil availability is influenced by many soil factors.Understanding the processes controling activity of boron (B) in the soil solution is important for soil fertility management. The reaction of adsorption and desorption of boron in soil determines the amount of boron that is available to plants. Adsorption–desorption processes play a major role on boron equilibrium concentration and therefore on its bio-availability. Ionic strength, pH and ionic composition in exchangeable phase are among themajor factors affecting B adsorption reactions.Reducedadsorption of boron at high pH is because of a surface potential decrease onminerals with pH-dependent charge. Ionic strength has also a considerable effect on B adsorption.Several studies have been performed inthe adsorption of boron and the effect of factors such as ionicstrength and cations has been understudied, however, the effect of sodium adsorption ratio and itsinteraction with the ionic strength on boron adsorption behavior has not been reported. In thisstudy, the adsorption isotherms of boron in the soils affected by the combined effects of ionic strengthand sodium adsorption ratio were investigated.
    Materials And Methods
    In order to assess the effects of ionic strength (IS) and Sodium Adsorption Ratio (SAR) on availability of B, the adsorption of B was investigated in a calcareous soil that hadlow levels of electrical conductivity, sodium adsorption ratio and available P. For this purpose, 5 g soil wasequilibrated with 20 mL of B solution (0, 2, 5, 8, 10, 15, 20 mg L-1) in 0.02, 0.06 and 0.12 M background solutions (prepared by NaC1,CaC12.2H2O, MgCl2.6H2O), at two SAR levels (20 and 100).The reaction temperature was 25◦C. The suspension was centrifuged, filtered, and a sample was removed and B was determined by Azomethine-H spectrophotometric method (at a wavelength of 420 nm). B adsorption in Soil was obtained by subtracting B in solution after filtration, from added boron.
    Results And Discussion
    The Langmuir isotherm waswell fitted to the adsorbtiondata based on the R2 and SEE.At different IS and SAR levels, the soil exhibited different adsorption behaviors. The effect of SAR on the boron adsorption was greater at high concentrations.The results showed the increase in sodium adsorption ratio,increased soil pH and Boron adsorption.An increase in sodium adsorption ratio up to 100 resulted in a small increase in Boron adsorption compared to SAR=20. With sodium adsorption ratio of 100, soil pHincreased from 8.3 to 8.7. At about PH=9.5, maximum adsorption occurs because boron dissociation is greater when pka = pH. Increasing ionic strength increased the boron adsorption; the absorption rate wasmuch higher at higher ionic strength.Model-predicted and experimental parameters obtained using the Langmuir equation pointed to the large effect of salt concentration on the boron adsorption which wasan increase of around 10% and 75% in q max as a result of an increase in salt concentration from 0.02 to 0.06 and 0.12 M respectively. We can ignore the effect ofsalt at very low equilibrium concentration; however, it increases gradually with increasing the equilibrium concentration of boron.
    Conclusions
    The results of the present study showed that sodium adsorption ratio was low, in low equilibrium concentration related to low boron concentration, but the equilibrium concentration of boron increased with increasing the sodium adsorption ratio.In sodium adsorptionratio of 100, increasing pH increased the adsorption of boron. Boron adsorption was increased with increasing ionic strength; the adsorption rate was muchhigher than the rate of increase in ionic strength.Increasing the ionic strength suppresses the DDL on planar surface and therefore more negative borate ions are able to move close enough to interact with the adsorption sites located on the edge surfaces. Assuming that this phenomenon affects the adsorption of boron, the effect of ionic strength on boron adsorption can be partly dependent on it. Due to the high variability of soil minerals and the differences in their chemical properties, interpretation of the effect of ionic strength on adsorption of boron is not easy, but we can say that it is the sum of the effects of the above-mentioned factors. The positive effect of ionic strength on boron adsorption may suggest that the formation of inner sphere complex is the dominant mechanism for boron adsorption.
    Keywords: Boron, Diffuse double layer, Ions exchangeable, Sodium adsorption ratio
  • ارژنگ فتحی گردلیدانی، حسین میرسید حسینی *، محسن فرحبخش
    مطالعه انکوباسیون به منظور بررسی اثر کمپوست قارچ مصرفی(SMC) و بیوچار باگاس نیشکر(B) بر فراهمی واجزاء مختلف فسفر معدنی در یک خاک آهکی انجام گرفت. تیمار ها شامل B1 و B2 (معادل15 و 30 تن در هکتار)، SMC1، SMC2 (معادل20 و 40 تن در هکتار) و شاهد(C) بودند. فسفر قابل جذب و محلول در آب، pH و شکل های فسفر معدنی شامل دی کلسیم فسفات(Ca2-P)، اکتا کلسیم فسفات(Ca8-P)، فسفات آلومینیم(Al-P)، فسفات آهن(Fe-P)، فسفر محبوس (OC-P) و آپاتیت (Ca10-P) در زمان های 14، 60 و 120 روز اندازه گیری و از لحاظ آماری مقایسه شدند. نتایج نشان داد که فسفر قابل جذب از 8/8 میلی گرم بر کیلوگرم در شاهد به 8/17، 8/28 و 4/12 به ترتیب در SMC1، SMC2 وB2 به طور معنی داری افزایش یافت(p<0.01) که با گذشت زمان در B2 روند افزایشی بود؛ ولی در SMC2 بیشترین مقدار در زمان 60 روز مشاهده شد. فسفر محلول در آب نیز از 1/2 میلی گرم بر کیلوگرم در شاهد به 8/2 و 7/2 به ترتیب در SMC2 و B2 افزایش معنی داری نشان داد و با گذشت زمان در SMC2 روند افزایشی بود. تیمار SMC2 به طور معنی داری pH خاک را از 2/7 در شاهد به 1/7 کاهش داد. با گذشت زمان pH در همه تیمارها افزایش نشان داد. با گذشت زمان، SMC1 و SMC2 شکل Ca2-P را در مقایسه با شاهد به طور معنی دار افزایش دادند. همچنین، شکل های Ca8-P و Al-P از 158 و 27 میلی گرم بر کیلوگرم در شاهد به ترتیب به 186 و 35 در SMC2 افزایش یافت(p<0.01). این نتایج بر اثر گذاری بیشتر SMC در تغییرات فسفر معدنی در مقایسه با بیوچار تاکید دارد؛ اگرچه مصرف بیوچار در سطوح بالا نیز مثبت بود.
    کلید واژگان: کمپوست قارچ مصرفی, بیوچار باگاس, فسفر قابل جذب, شکل های فسفر معدنی
    A. Fathi Gerdelidani, H. Mirseyed Hosseini *, M. Farahbakhsh
    Introduction
    Phosphorus deficiency is one of the major problems of calcareous soils in Iran and based on current statistics more than 70 % of all soils in Iran are under critical P levels of 15 mg kg-1 (51). Previous research results show that application of organic matter increases P availability (46) and changes the P distribution between various forms in calcareous soils.The aim of this study was to evaluate the effects of different levels of spent mushroom compost and sugar cane bagasse biochar as agricultural by products or crop residues on availability and phosphorus fractions in a calcareous soil from Karaj (Alborz provience, Iran).
    Materials And Methods
    The soil for the experiment was obtained from 0-30 cm depth of Agriculture Faculty farm of Tehran University at Karaj. Some physical and chemical properties were determined using standard methods (table 1). The spent mushroom compost (SMC) was from Malard mushroom factory and Sugarcane bagasse was from a farm in Khozestan. The Biochar (B) was prepared from the raw material heated to 500 degree celcius inside furnace for 3 hours. Some basic properties of SMC and biochar were also determined (table 2). The experiment was conducted in a completely Randomized design with 5 treatments, and 3 time periods with three replications of each treatment. Treatments included 2 biochar levels B1, B2 (15 and 30 Mg ha-1 respectively), 2 spent mushroom compost levels SMC1, SMC2 (20 and 40 Mg ha-1 respectively) and the control treatment (C). For each treatment, 300 grams of air dried soil was used in small pots and after application of materials and mixing they were moist to field capacity and kept inside an incubator at 28-29 ˚C for a period of 120 days. At 14, 60 and 120 days soils were sampled for analysis (by eliminating the pots). Soil properties such as pH, available P, water soluble P and various inorganic P fractions (23) were determined in soil samples. Statistical analysis of the data was done using SAS software and mean comparison using LSD method was also performed.
    Results And Discussion
    Results showed that the available P in the control increased significantly (p
    Conclusions
    Based on the results of this experiment application of organic materials of different nature such as spent mushroom compost and sugarcane bagasse biochar to calcareous soils can affect the availability and various forms of phosphorus to the extent that it should be considered as a measure to improve P availability conditions.
    Keywords: Spent mushroom compost (SMC)_Bagasse biochar_Available P_Inorganic P fractions
  • مصطفی مارزی، محسن فرحبخش*، صلاح خیال
    آلودگی منابع آب به نیترات در حال تبدیلشدن به یک مشکل جدی زیستمحیطی در سراسر جهان است. استفاده از مواد طبیعی، دوستدار محیطزیست و ارزان بهمنظور حذف نیترات میتواند بهعنوان ارزندهترین راهکار به شمار آید. در تحقیق حاضر برای دستیابی به این هدف از بیوچار الیاف خرما برای تولید جاذب استفاده شد. الیاف خرما در سه دمای 600 ،450 و 750 درجه سلسیوس، در شرایط محدودیت اکسیژن سوزانده شد. بیوچار تولیدی در دمای 600 درجه سلسیوس بهعلت توانایی بیشتر در خارجسازی نیترات از محلول آبی، برای انجام آزمایشها جذب استفاده شد. برای 0 نرمال و سپس با آب مقطر شسته شد. برای شناسایی گروه های عامل / افزایش کارآیی، این بیوچار با اسیدکلریدریک 5 مقدار جاذب، دما و زمانبر ،pH استفاده شد. بررسی جذب نیترات بهروش پیمانهای انجام و اثر FTIR جاذب از روش 0 گرم جاذب در 20 میلیلیتر محلول نیترات، زمان 30 دقیقه، / جذب بررسی شد. شرایط بهینه برای جذب نیترات شامل 5 خنثی بهدست آمد. در شرایط بهینه، کارآیی خارجسازی نیترات بیش از 96 % بود. pH دمای 10 درجه سلسیوس و داده های جذب نیترات با معادلات همدمای لانگمویر و تمکین برازش مناسب نشان داد. از بین سه مدل سینتیکی مورد بررسی مدل شبه مرتبه دوم برازش مناسبتری را نسبت به مدلهای مرتبه اول و پخشیدگی درونذرهای به داده های جذب داشت.
    کلید واژگان: بیوچار, جذب, سینتیک, نیترات, همدما
    M. Marezi, M. Farahbakhsh*, S. Kheial
    Nitrate contamination of water resources is becoming a serious environmental problem worldwide. Application of natural materials to remove nitrate can be considered as the most valuable solution. This study aims to investigate the use of date palm fiber in the production of adsorbent material. Palm fibers were burned at temperatures of 450, 600 and 750 °C in a limited supply of oxygen condition. The produced biochar at temperature of 600 °C was chosen due to its high ability in removal of the nitrate from aqueous solution. Biochar made from these fibers washed with hydrochloric acid 0.5 N and then with distilled water to increase performance. The FTIR method was used to investigate groups of the adsorbent. Additional studies were performed to measure the effects of pH, adsorbent dose, time and temperature on nitrate sorption. The optimal conditions for removal of nitrate were found to be: 0.5 g of adsorbent in 20 ml solution, temperature of 10 °C, 30 min and neutral pH. Under these conditions, the nitrate removal efficiency was over 96 . The adsorption data were explained using the Langmuir and Temkin adsorption isotherms. Kinetic studies showed that the pseudo-second order was the best fitted model to the sorption data.
    Keywords: Biochar, isotherm, kinetics, nitrate, sorption
  • ارژنگ فتحی گردلیدانی، حسین میر سیدحسینی*، محسن فرحبخش
    کمبود فسفر یکی از مشکلات اصلی کشاورزی در خاک های آهکی است. به منظور بررسی اثر کمپوست قارچ مصرفی (SMC) و بیوچار باگاس نیشکر (B) بر فعالیت آنزیم فسفاتاز قلیایی و فراهمی فسفر در سه خاک لوم، لوم رسی و لوم شنی مطالعه انکوبه کردن انجام گرفت. تیمارها شامل سطوح بیوچار B1 و B2 (15و30 تن در هکتار)، سطوح کمپوست SMC1، SMC2 (20و40 تن در هکتار) و شاهد (C) بود. بعد از اعمال تیمارها در زمان های 14 (T1)، 60 (T2) و 120 (T3) روز فسفر قابل جذب و pH و در زمان T3 فعالیت فسفاتاز قلیایی اندازه گیری شد. نتایج نشان داد SMC در هرسه خاک سبب افزایش فعالیت فسفاتاز در خاک می شود، ولی بیوچار در خاک لوم شنی بی تاثیر بود. میانگین فعالیت فسفاتاز تیمار شاهد در سه بافت لوم شنی، لوم و لوم رسی به ترتیب 2090، 2931 و 2888 μg PNP.g-1Soil. h-1بود که برای تیمار SMC2 به ترتیب به 3034، 3709 و 3533 μg PNP.g-1Soil. h-1افزایش پیدا کرد. همچنین، هر دو سطح SMC سبب افزایش فراهمی فسفر شد، در حالی که مصرف بیوچار اثر کمتری داشت. SMC2 بهترین اثر را در افزایش فراهمی فسفر داشت، به طوری که میانگین فسفر قابل جذب در سه بافت لوم شنی، لوم و لوم رسی به ترتیب از 4/19، 8/8 و 9/3 mg.Kg-1در تیمار شاهد به 37، 28 و 22 mg.Kg-1در تیمار SMC2 افزایش یافت. کمپوست قارچ pH خاک ها را کاهش و بیوچار را افزایش داد. نتایج نشان داد که کاربرد SMC در خاک های آهکی مورد آزمایش، سبب افزایش فراهمی فسفر و بهبود سایر خصوصیات از جمله pH شده است.
    کلید واژگان: بیوچار, فراهمی فسفر, فسفاتاز قلیایی, کمپوست قارچ
    Arzhang Fathi Gerdelidani, Hossein Mirseyed Hosseini *, Mohsen Farahbakhsh
    Phosphorus deficiency is a common disorder for agriculture in calcareous soils. To study the effects of spent mushroom compost (SMC) and sugar cane bagasse biochar (B) on alkaline phosphatase activity and phosphorus availability in three soil types (that is) loam, clay loam, and sandy loam, an incubation experiment was conducted. The treatments included levels of biochar B1 and B2 (15 and 30 ton.ha-1), levels of spent mushroom compost SMC1 and SMC2 (20 and 40 ton.ha-1) and the control (C). After applying treatments in 14, 60, and 120 days, T1, T2, and T3 respectively, available phosphorus and pH were measured and alkaline phosphatase activity at T3 period was also measured. The results indicated that in all soil samples SMC increased phosphatase activity, But biochar was ineffective in sandy loam soil. Average phosphatase activity in control treatment was 2090, 2931 and 2888 µg PNP.g-1Soil. h-1 at sandy loam, loam and clay loam, respectively and was increased to 3034, 3709 and 3533 µg PNP.g-1Soil. h-1 in SMC2 treatment, respectively. Both levels of SMC also caused increase in phosphorus availability, while biochar was less effective on that. SMC2 treatment showed the best effectiveness on increasing phosphorus availability. So that available phosphorus average was increased from19.4, 8.8 and 3.9 mg.Kg-1 in control treatments to 37, 28 and 22 mg.Kg-1 in SMC2 treatment for sandy loam, loam and clay loam soils respectively. Application of SMC reduced soils pH while biochar increased that. Results indicated that SMC has a positive effect on phosphorus availability and improves other properties including pH in calcareous soils.
    Keywords: Mushroom compost, Biochar, Alkaline Phosphatase, Phosphorus Availability
  • مصطفی مارزی، محسن فرح بخش*، کریم شهبازی
    در این تحقیق توانایی کربن فعال (ساخت شرکت مریک) به منزله جاذب برای خارج سازی نیترات از آب های آلوده ارزیابی شد. برای این منظور سینتیک و هم دمای جذب نیترات، اثر زمان تماس، غلظت اولیه، Ph، و دما در جذب نیترات بر کربن فعال بررسی شد. همچنین، خصوصیات سطحی کربن فعال به وسیله FTIR و میکروسکوپ الکترونی مطالعه شد. از دو مدل سینتیکی ساده شده شبه مرتبه اول و شبه مرتبه دوم برای توصیف داده های سینتیکی و همچنین مدل فروندلیچ و لانگمویر برای توصیف داده های هم دمای جذب استفاده شد. نتایج این تحقیق نشان داد مقدار جذب نیترات با زمان افزایش یافت و بعد از 10 دقیقه به حداکثر مقدار خود رسید. حداکثر جذب نیترات در pH خنثی بود و با افزایش یا کاهش pH میزان جذب کاهش یافت. مقدار جذب نیترات با کاهش دما افزایش یافت که می تواند نشان دهنده گرمازا بودن واکنش جذب نیترات بر کربن فعال باشد. مقایسه ضرایب تعیین معادلات برازش شده نشان داد معادله شبه مرتبه دوم (000/1 R2=) بهتر از معادله شبه مرتبه اول (839/0 R2=) می تواند داده سینتیکی جذب نیترات را توصیف کند. هم دمای جذب به خوبی با مدل لانگمویر توصیف شد (998/0 R2=) و حداکثر جذب 93/8 میلی گرم بر گرم کربن فعال بود.
    کلید واژگان: جذب, سینتیک, کربن فعال, نیترات, هم دما
    Mostafa Marzi, Mohsen Farahbakhsh *, Karim Shahbazi
    The potential of activated carbon (a product of Merck) as an adsorbent has been studied for removal of nitrate from some polluted water sources. In line with this purpose, nitrate sorption kinetics and isotherms, as well as the effects of contact time, initial concentration, pH and temperature on nitrate sorption onto activated carbon were investigated. The surface characteristics of activated carbon were also studied, through FTIR and SEM techniques. Two simplified kinetics models, namely: pseudo-first and pseudo-second orders were tested to investigate the sorption mechanisms and while two isotherm models namely Freundlich and Langmuir employed to describe the equilibrium sorption of nitrate onto activated carbon. The results revealed that the amount of nitrate sorption increased with time and reached its maximum after ten minutes past. Maximum nitrate sorption occurred in a neutral pH figure, and with either increase or decrease in the pH level, the amount of sorption being decreased. The amount of nitrate sorption increased with a decrease in temperature, level, the depicting the exothermic nature of sorption. A comparison of the coefficient of determination of the fitted equations indicated that pseudo-second order equation (R2=1.000) was better fitting than pseudo-first order equation (R2=0.839) for description of nitrate sorption data. Sorption isotherm was proper, as described by Langmuier model (R2=0.998) and the maximum sorption parameter equaled 8.93 mg per gr of activated carbon.
    Keywords: activated carbon, isotherm, Kinetics, Nitrate, sorption
  • مجتبی مقبلی، محسن فرحبخش، ناصر برومند*
    بور (B) یکی از عناصر کم مصرف لازم جهت رشد گیاهان است که قابلیت استفاده آن توسط بسیاری از عوامل خاک تحت تاثیر قرار می گیرد. فرآیندهای جذب و واجذب نقش تعیین کننده ای بر حلالیت بور در محلول خاک و در نتیجه در دسترس بودن آن برای گیاهان ایفا می کنند.به منظور ارزیابی اثر نسبت جذب سدیم (SAR) در قابلیت دسترسی بور، جذب بور در یک نمونه خاک آهکی با هدایت الکتریکی پایین مورد بررسی قرار گرفت. برای تعیین همدما های جذب سطحی بور (مقدار بور جذب شده به عنوان تابعی از غلظت بور محلول تعادلی)، آزمایش های جذب این عنصر در خاک به صورت پیمانه ای بررسی شد. برای اندازه گیری مقدار جذب بور، پنج گرم خاک در لوله های 50 میلی لیتری پلی پروپیلنی منتقل شد و به هریک از تیوپ های آزمایشی 20 میلی لیتر محلول (حاوی مقادیر 0، 2، 5، 8، 10، 15و 20 میلی گرم در لیتر بور) در قدرت یونی ثابت 12/0 مولار (تهیه شده از نمک های NaCl، CaCl2.2H2O و MgCl2.6H2O با نسبت معین) در پنج سطح SAR (2، 5، 10، 15 و 20) اضافه گردید. در نهایت مقدار بور جذب سطحی شده، به روش Azomethine-H با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر (در طول موج 420 نانومتر) تعیین شد. همدماهای لانگمویر، فروندلیچ و شکل خطی معادله فروندلیچ به خوبی بر داده های جذب بور بر اساس ضریب تشخیص (R2) و خطای معیار تخمین (SEE) برازش نشان داد، هرچند معادله لانگمویر با داده های بدست آمده برازش بهتری داشت. در نسبت های جذب سدیم مختلف، خاک رفتار متفاوتی در جذب بور به نمایش گذاشت. اثر SAR در جذب بور در غلظت های بالا بیشتر و به جز در 20=SAR که کمترین مقدار جذب بور دیده شد، افزایش SAR از 2 به 15موجب افزایش جذب سطحی بور در خاک شد بطوری که در 15=SAR بیشترین مقدار جذب دیده شد. اثر نسبت جذب سدیم بر جذب سطحی بور احتمالا ناشی از تفکیک اسید بوریک به آنیون بورات و تغییر ضخامت لایه دوگانه پخشده باشد.
    کلید واژگان: قدرت یونی, همدمای لانگمویر, همدمای فروندلیچ
    M. Moqbeli, M. Farahbakhsh, N. Broomand*
    Boron (B) is an important plant essential micronutrient whose availability is influenced by many soil factors. Adsorption–desorption processes play a major role in governing the solubility of boron in soil solution and، consequently، its availability to growing plants. To assess the effect of sodium adsorption ratio (SAR) on availability of B، adsorption of B was investigated in a sampled calcareous soils that had low levels of electrical conductivity. Boron adsorption experiments were carried out on the soil in batch systems to determine adsorption isotherms (amount of B adsorbed as a function of equilibrium solution B concentrations). To determine the quantity of adsorbed B، 5 g of soil were shaken for 12 h، in propylene 50 mL tubes، with 20 mL of B solution (0، 2، 5، 8، 10، 15، 20 mg L-1) (as boric acid) at ionic strengths of 0. 12 M (prepared by NaC1، CaC12. 2H2O، MgCl2. 6H2O) at five SAR levels (2، 5، 10، 15، 20). The reaction temperature was 25◦C. The suspension was centrifuged، filtered، and a sample was removed and B was determined by Azomethine-H spectrophotometric method (at a wavelength of 420 nm). Soil B adsorption was calculated by subtracting B in the solution after filtration from the added boron. Langmuir، Freundlich، linear Freundlich isotherms fitted well to the adsorbed data based on R2 and SEE. However، the fit of the Langmuir equation was closer to the experimental data. At different SAR values، the soil exhibited different adsorption behaviors. The effect of SAR on the boron adsorption was greater at high concentrations and the highest adsorption was at SAR 15، except for SAR 20 that had the lowest B adsorption. Effect of sodium adsorption ratio on adsorption of boron may be due to the dissociation of boric acid to borate anion and changes in the thickness of the diffuse double layer.
    Keywords: Ionic Strength, Freundlich isotherm, Langmuir isotherm
  • علی اسدی کنگرشاهی، غلامرضا ثواقبی، محمود سمر، محسن فرحبخش
    یکی از پاسخ های فیزیولوژیک گیاهان به تنش غرقاب، تغییر در فلورسنس کلروفیل است که به علت سهولت اندازه گیری در مزرعه، ارزان و غیر تخریبی بودن، یکی از مناسب ترین روش ها برای ارزیابی تحمل ژنوتیپ های مختلف به تنش ها است. بنابراین، در این پژوهش، روند تغییرات شاخص فلورسنس کلروفیل (Fv/Fm) نارنگی انشو با 7 پایه (نارنج، سوینگل سیتروملو، کاریزوسیترنج، ترویرسیترنج، سی 35، اسموت فلت سویل و گوتو) در برخی خاک های مناطق شرق مازندران تحت تنش غرقاب به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی بررسی شد. نتایج این تحقیق نشان داد که اثر خاک، پایه و برهم کنش آن ها بر میانگین تغییرات شاخص فلورسنس کلروفیل پایه ها تحت شرایط غرقاب در سطح 1 درصد معنی دار بود. اثر خاک های مختلف بر میانگین شاخص فلورسنس کلروفیل در کل دوره غرقاب نشان داد که پایه ها در خاک 7 و 1 به ترتیب بیشترین و کمترین شاخص را داشتند. اثر پایه های مختلف نیز بر شاخص فلورسنس نشان داد که با افزایش زمان غرقاب، این شاخص به طور فزاینده ای نسبت به شروع غرقاب کاهش یافت و از نظر میانگین شاخص فلورسنس در کل دوره غرقاب گوتو و نارنج به ترتیب بیشترین و کمترین شاخص فلورسنس کلروفیل را داشتند، سوینگل سیتروملو، کاریزوسیترنج، ترویرسیترنج، اسموت فلت سویل و سی 35 به ترتیب بعد از گوتو قرار گرفتند. همچنین، اثر برهم کنش خاک و پایه بر میانگین شاخص فلورسنس نشان داد که تحمل پایه ها به غرقاب در خاک های مختلف، متفاوت است.
    کلید واژگان: خاک, ژنوتیپ, شاخص فلورسنس کلروفیل, غرقاب, نارنگی انشو
    Ali Asadi Kangarshahi, Gholam Reza Savaghebi, Mahmoud Samar, Mohsen Farahbakhsh
    Changes in chlorophyll florescence is one of the physiological responses of plants to waterlogging stress. Due to easily measured in field and its inexpensive and non-destructive characteristics، it is one of the best ways to assess different genotypes tolerance to stresses. In this experiment، trends of chlorophyll fluorescence index (Fv/Fm) of ‘Satsuma’ mandarin (Citrus unshiu) on seven rootstocks (sour orange، Swingle citromello، Carizo citrange، Troyer citrange، C-35، Smooth flat sevil and Gou tou) were determined in some soils of East Mazandaran. The experiment was conducted as factorial in a randomized complete block design. The results showed that effect of different factors on changes of chlorophyll fluorescence were significant. Soils 7 and 1 had the highest and lowest index، respectively. The effect of different rootstocks on fluorescence index showed that with increasing duration of waterlogging، this index drops increasingly compared to the beginning of waterlogging. Gou tou and Sour orange had the highest and lowest fluorescence during waterlogging، and Swingle، Carizo، Troyer، Smooth and C-35 placed after Gou tou، respectively. In addition، tolerance of rootstocks to waterlogging was different in various soils of this area.
    Keywords: citrus unshiu, fluorescence chlorophyll Index, genotype, soil, waterlogging
  • محمد بابااکبری ساری*، محسن فرحبخش، غلامرضا ثواقبی، نصرت الله نجفی
    آلودگی آب، خاک و گیاه به آرسنیک از نظر زیست محیطی بسیار مهم است. این تحقیق با هدف بررسی غلظت آرسنیک خاک و مقایسه میزان جذب آرسنیک به وسیله ذرت، گندم و کلزا در یک خاک طبیعی آلوده انجام شد. آرسنیک خاک با استفاده از عصاره گیرهای سولفات آمونیوم 05/0 مولار، آب و اسید نیتریک غلیظ در 20 نمونه خاک که به صورت تصادفی از مناطق شمالی قروه انتخاب شده بودند، تعیین شد. سپس در قالب یک طرح کاملا تصادفی با سه تکرار، گیاهان ذرت، گندم و کلزا در یک خاک آهکی آلوده به آرسنیک به مدت 120 روز در شرایط گلخانه ای رشد داده شدند. نتایج نشان داد حداکثر غلظت آرسنیک کل در خاک های مورد مطالعه 3470 میلی گرم در کیلوگرم خاک بوده و میزان آرسنیک کل خاک با درصد رس، سیلت و کربنات کلسیم معادل همبستگی مثبت معنی داری داشت. مقادیر آرسنیک استخراج شده با اسید نیتریک غلیظ، سولفات آمونیوم و آب در خاک انتخاب شده به ترتیب 990، 4/0 و 5/0 میلی گرم در کیلوگرم خاک بود. میانگین غلظت آرسنیک در بخش هوایی ذرت، گندم و کلزا به ترتیب 7، 15 و 16 میلی گرم در کیلوگرم و در ریشه آن ها به ترتیب 51، 102 و 84 میلی گرم در کیلوگرم بود. میانگین جذب آرسنیک در بخش هوایی ذرت، گندم و کلزا به ترتیب 728/0، 350/0 و 198/0 میلی گرم در گلدان بود. به علاوه، فاکتور تجمع زیستی آرسنیک در گیاهان ذرت، گندم و کلزا به ترتیب 006/0، 015/0 و 016/0 و فاکتور انتقال به ترتیب 129/0، 148/0 و 181/0 بود. آرسنیک استخراج شده با آب و سولفات آمونیوم 05/0 مولار نسبت به اسیدنیتریک غلیظ، با جذب آرسنیک توسط ذرت همبستگی بیشتری نشان داد. خطر ورود آرسنیک به چرخه زندگی دام و انسان به وسیله گندم با فاکتور تجمع زیستی بیشتر نسبت به ذرت در زمین های کشاورزی شمال قروه وجود دارد.
    کلید واژگان: آرسنیک, آلودگی طبیعی, تجمع زیستی, فاکتور انتقال
    M. Babaakbari Sari*, M. Farahbakhsh, Gh R. Savaghebi, N. Najafi
    Arsenic (As) toxicity in soil، plant and water is a major global environmental problem. This research was carried out to measure the concentration of arsenic in soil and to compare the arsenic uptake by maize، wheat and rapeseed planted in a natural contaminated calcareous soil. The level of arsenic was identified in 20 naturally polluted soil samples which had been randomly selected in north of Qhorve using concentrated nitric acid، 0. 05 M (NH4) 2SO4، and water extractants. Then greenhouse experiments based on a completely randomized design were used to grow maize، wheat and rapeseed for 120 days in the selected As polluted calcareous soils with three replications. The maximum total As concentration in the selected soils was 3470 mg/kg and the level of As was significantly correlated with the clay، silt and CaCO3 contents. The average levels of concentrated HNO3، 0. 05 M (NH4) 2SO4- and water-extractable As in the soil selected for greenhouse planting were 990 mg/kg، 0. 4 mg/kg and 0. 5 mg/kg، respectively. The levels of As concentration were 7، 15 and 16 mg/kg in the maize، wheat and rapeseed shoots and 51، 102 and 84 mg/kg in their roots، respectively. In addition، the As uptaks by maize، wheat and rapeseed were 0. 728، 0. 350 and 0. 198 mg/pot respectively. The bioaccumulation factors were 0. 006، 0. 015، and 0. 016 and the translocation factors were 0. 129، 0. 148 and 0. 181، in maize، wheat and rapeseed respectively. The As concentration in maize was highly correlated with the water and 0. 05 M (NH4) 2SO4 extractable As compared to concentrated HNO3. Because of higher As bioaccumulation factor، wheat can create higher risk to animals and human than to maize in the agricultural lands of north of Ghorveh.
    Keywords: Arsenic, Bioaccumulation, Natural contamination, Translocation factor
  • پیمان عباس زاده دهجی، غلامرضا ثواقبی، هادی اسدی رحمانی، فرهاد رجالی، محسن فرحبخش، بابک متشرع زاده، مهتاب امیدواری
    باکتری های سودوموناس فلورسنت از مهمترین باکتری های ریزوسفری محرک رشد گیاه می باشند که از طریق سازو-کارهای متعدد می توانند سبب افزایش رشد و عملکرد گیاهان شوند. در این تحقیق 40 سویه از سودوموناس های فلورسنت از نظر توان انحلال نمک های مختلف روی شامل ZnO، ZnS و ZnCO3 مورد ارزیابی قرار گرفتند. سویه-های حل کننده روی از نظر صفات محرک رشدی نیز مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که 20 درصد سویه-های مورد آزمایش توان انحلال نمک های ZnCO3 و ZnO را دارا بودند و هیچ یک از سویه های باکتریایی نتوانستند ZnS را به صورت محلول درآورند. تمامی سویه های حل کننده روی توانایی تولید اکسین، سیدروفور و انحلال ترکیبات نامحلول فسفر را در محیط جامد و مایع دارا بودند. در بین سویه های مورد آزمایش تنها سویه 1P توان تولید آنزیم ACC-دآمیناز داشت. آزمایش تولید سیانید هیدروژن نشان داد که در بین 8 سویه تنها GRP3 توانایی تولید سیانید هیدروژن را دارد. تاثیر سویه های منتخب در بهبود جذب روی در یک آزمون گلخانه ای مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج حاصله، سویه ی 19P به عنوان کارآترین سویه توانست در غلظت 500 میلی گرم در گیلوکرم نمک ZnCO3، غلظت روی را تا 1/50 میلی گرم در کیلوگرم اندام هوایی افزایش دهد. با توجه به آهکی بودن اکثر خاک ها در ایران، بخش عمده کودهای محلول روی به صورت غیرقابل استفاده در می آید. استفاده از این باکتری ها می تواند در افزایش کارایی کودهای شیمیایی روی در خاک موثر باشد.
    کلید واژگان: باکتری های حل کننده روی, سیدروفور, اکسین
  • مهدی باهمت، محسن فرحبخش، احمدعلی پوربابایی، غلامرضا ثواقبی
    در طی سال های اخیر، استفاده از روش الکتروسینتیک برای اصلاح خاک های آلوده بسیار مورد توجه قرار گرفته است، اما هنوز نگرانی هایی در مورد اثر این فرآیند بر فعالیت میکروبی خاک وجود دارد. در این تحقیق تغییرات غلظت فلزات سنگین قابل استخراج با اسید نیتریک چهار نرمال، کربن زیست توده میکروبی و ضریب میکروبی بعد از اصلاح الکتروسینتیکی یک خاک طبیعی آلوده به فلزات سنگین روی، سرب، نیکل و کادمیوم در مقیاس آزمایشگاهی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد بعد از 20 روز اعمال اختلاف پتانسیل 30 ولت (83‎/0 ولت در هر سانتیمتر ستون خاک)، بیش از 30 درصد فلزات سنگین در نزدیکی آند خارج شد، در حالی که درصد خروج در 24 سانتیمتری کاتد در مورد برخی از فلزات (کادمیوم و سرب) منفی بود. بعلاوه، میزان کربن زیست توده میکروبی و ضریب میکروبی کاهش معنی داری (p < 0.01) را نشان داد، بیشترین کاهش در نزدیکی کاتد که فلزات سنگین تجمع یافته بود مشاهده شد. عدم کنترل pH و روند افزایشی آن از آند به کاتد، بیشترین تاثیر منفی را در این زمینه داشت.
    کلید واژگان: کربن زیست توده میکروبی, اصلاح الکتروسینتیکی, ضریب میکروبی, فلزات سنگین
    Mahdi Bahemmat, Mohsen Farahbakhsh, Ahmadali Poorbabaei, Gholamreza Savaghebi
    Use of electrokinetic technique for remediation of contaminated soils has recently been highly attended to, but there are still concerns regarding the effect of this process on soil microbial activity. In this study, changes in concentration of heavy metals extractable through 4N nitric acid, microbial biomass-C, and microbial coefficient, following electrokinetic remediation of a native soil contaminated with heavy metals (zinc, lead, nickel and cadmium) in and at a pilot-scale were evaluated. After 20 days of soil being imposed to a constant voltage gradient of 0.83 Vcm-1 of soil column, the results revealed that over 30 percent of heavy metals close to the anode were removed. However, removal of metals from a distance of 24 cm from cathode about some of the metals (cadmium and lead) is negative. The effect of electrokinetic remediation on biological parameters showed that the level of microbial biomass-C as well as microbial coefficient (following the electrokinetic process) decreased significantly (p< 0.01) with the highest reduction being observed near the cathode where heavy metals had been accumulated. A lack of pH control and its rising trend from anode towards the cathode has most negatively affected the process.
  • فاطمه خسروی، غلامرضا ثواقبی فیروز آبادی، محسن فرحبخش
    آلودگی خاک ها با فلزات سنگین اغلب ناشی از فعالیت های انسان بوده و گیاه پالایی، استفاده از گیاهان برای حذف فلزات سمی از خاک، راهکاری موثر و اقتصادی می باشد. به منظور بررسی اثرات منابع مختلف پتاسیم بر گیاه پالایی یک خاک آلوده به فلزات سنگین، یک آزمایش انکوباسیون و یک آزمایش گلخانه ای اجرا شد. خاک آلوده از نواحی مجاور معدن سرب و روی انگوران در استان زنجان تهیه شد. در یک طرح بلوک کاملا تصادفی با سه تکرار، چهار سطح پتاسیم 0، 50، 100، 200 mgkg-1K2O) به صورت KClیا K2SO4 به طور جداگانه (به گلدان ها اضافه شد و رقم آفتابگردان(.annuus L Helianthus) هیبرید آذر گل کشت گردید. نتایج نشان داد که مصرف پتاسیم به طور معنی داری (01/0>P) مقدار کادمیوم قابل استخراج با DTPA را در شرایط انکوباسیون افزایش داد و تفاوت بین اثر K2SO4 و KCl معنی دار بود. در آزمایش گلخانه ای، اثرات تیمارها بر تولید ماده خشک اندام هوایی و ریشه، نسبت اندام هوایی به ریشه، غلظت، جذب و فاکتور انتقال کادمیوم، معنی دار شد. در این بررسی بالاترین مقدار جذب کادمیوم (57/84 میکروگرم در گلدان) با مصرف 200 میلی گرم در کیلوگرم K2O به صورت KCl به دست آمد. کشت آفتابگردان غلظت کادمیوم قابل استخراج با DTPA خاک را کاهش داد. بنابراین بر اساس نتایج آزمایش گلخانه ای این گیاه برای گیاه جذبی کادمیوم مناسب می باشد. همچنین با مصرف کود پتاسیم کارآیی گیاه پالایی بهبود می یابد. تحقیقات بیشتر در شرایط مزرعه می تواند مفید باشد و قویا توصیه می شود.
    کلید واژگان: گیاه پالایی, آفتابگردان(, annuus L Helianthus), پتاسیم, جذب کادمیوم و ضریب انتقال
    F. Khosravim., Gh. Savaghebi-Firoozabadi, M. Farahbakhsh
    Contamination of soils with heavy metals is often resulted from human activities and phytoremediation is an effective and economic strategy to remove toxic metals from soils. In order to study the effects of different sources of potassium on phytoremediation of heavy metals from a polluted soil، an incubation test and a greenhouse experiment were conducted. The polluted soil was collected from the adjacent areas of Angooran،s Lead and Zinc mining in Zanjan province. In a randomized complete block design with three replication per treatment، four levels of potassium (K) (0، 50، 100 and 200 mg K2O per kilogram of soil as KCl or K2SO4) were added to pots planted with Azargoal variety of sunflower (Helianthus annuus L.). Results showed that K application significantly (p<1%) increased DTPA-extractable (Cadmium) Cd under incubation and the differences between K2SO4 and KCl effects were significant. K2SO4 application significantly decreased soil pH، however KCl increased it. In the greenhouse experiment effects of different treatments on dry matter production of shoot and root، shoot: root ratio (S/R)، Cd concentration، its uptake and translocation factor were significant. In this study the highest amount of Cd uptake (84. 57µgpot-1) was obtained by application of 200 mgkg-1K2O as KCl. Furthermore، cultivation of sunflower decreased concentration of DTPA-extractable Cd. Therefore، this crop is suitable for phytoremediation of Cd. Also phytoremediation efficiency is improved by K fertilizer utilization. More research on this subject under field condition can be very useful and is strongly recommended.
نمایش عناوین بیشتر...
سامانه نویسندگان
  • محسن فرحبخش
    محسن فرحبخش

اطلاعات نویسنده(گان) توسط ایشان ثبت و تکمیل شده‌است. برای مشاهده مشخصات و فهرست همه مطالب، صفحه رزومه ایشان را ببینید.
بدانید!
  • 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.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال