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

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "ساختمان خاک" در نشریات گروه "آب و خاک"

تکرار جستجوی کلیدواژه «ساختمان خاک» در نشریات گروه «کشاورزی»
  • علی رضا واعظی، خدیجه سهندی، فرشته حق شناس*

    فرسایش آبی می تواند به شدت تحت تاثیر تغییر کاربری زمین و تخریب فیزیکی خاک در اثر عملیات کشاورزی قرار گیرد. این پژوهش به منظور بررسی اثرات تغییر کاربری مراتع ضعیف بر تخریب پذیری فیزیکی خاک و فرسایش خاک در عرصه های مرتعی منطقه نیمه خشک انجام شد. آزمایش در 42 نمونه خاک مربوط به هفت عرصه با کاربری مرتع ضعیف و زراعت دیم که از خاک متفاوت (لوم رسی، لوم رس سیلتی، لوم رس شنی، لوم سیلتی، لوم، لوم شنی و شن لومی) برخوردار بودند، انجام شد. ویژگی های فیزیکی خاک در نمونه های هر دو نوع کاربری زمین اندازه گیری شد و تغییرات آن به عنوان تخریب فیزیکی خاک بیان شد. حساسیت به فرسایش در خاک ها تحت باران شبیه سازی شده با شدت 50 میلی متری بر ساعت به مدت 60 دقیقه اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که تغییر کاربری زمین های مرتعی به زراعت دیم به شدت منجر به تخریب فیزیکی خاک ها می شود؛ به طوری که چگالی ظاهری، تخلخل کل، تخلخل درشت، رطوبت ظرفیت مزرعه، درصد رطوبت اشباع، اندازه خاکدانه، پایداری خاکدانه به ترتیب 28، 22، 41، 11، 5، 62 و 63 درصد در اثر تغییر کاربری زمین تخریب شدند. ویژگی های ساختمانی خاک (اندازه خاکدانه و پایداری خاکدانه) بیشترین تخریب پذیری فیزیکی را داشتند. تغییر کاربری زمین حساسیت خاک ها را به فرسایش افزایش داد. میان حساسیت به فرسایش در اثر تغییر کاربری و تخریب پذیری فیزیکی خاک رابطه معنی دار وجود داشت. نتایج نشان داد که خاک هایی که از خاکدانه های درشت و پایدارتری برخوردارند، بیشترین تخریب پذیری فیزیکی را در اثر تغییر کاربری زمین دارند و بیشترین حساسیت را به فرسایش نشان می دهند.

    کلید واژگان: زراعت دیم, ساختمان خاک, شبیه ساز باران, فرسایش آبی, ویژگی های فیزیکی
    A.R Vaezi, Kh. Sahandi, F. Haghshenas*

    Water erosion can be affected by land use change and soil degradation by agricultural activities. This study was conducted to investigate the effects of land use change in poor pastures on soil physical degradation and water erosion in semi-arid regions. Experiments were performed in 42 soil samples taken from seven areas covering the two land uses: poor pasture and rainfed agriculture, which have different soil textures (clay loam, silty clay loam, sandy clay loam, silt loam, loam, sandy loam, and sandy loam). The physical characteristics of soils were measured in the samples of both types of land use and its changes were expressed as physical degradation of the soil. The soil's susceptibility to water erosion was measured under simulated rainfall with 50 mm h-1 intensity for 60 min. The results showed that the land use change in pastures leads to the physical deterioration of soils; so bulk density, porosity, macropore, field capacity, saturated point, aggregate size, and aggregate stability were degraded with a rate of 28, 22, 41, 11, 5, 62, and 63 percentages. The structural characteristics of soil (aggregate size and stability) had the highest physical deterioration due to the land use change in the pastures. The change in land use change greatly increased the sensitivity of soils to water erosion. A significant relationship was found between the susceptibility of water erosion and the soil's physical degradation. The soils with coarser and more stable aggregates have higher physical degradation by the land use change and in consequence show more susceptibility to water erosion.

    Keywords: Rainfed Farming, Soil Structure, Simulated Rainfall, Water Erosion, Physical Properties
  • مسعود میرزابیکی، نیازعلی ابراهیمی پاک*، ابراهیم پذیرا، سعید سماوات
    زمینه و هدف

    بسیاری از پژوهشگران نقش مواد آلی در فرایند خاکدانه سازی را مورد بررسی قرار داده اند، لیکن هرکدام از آنها این ویژگی ها را برای منطقه محدودی به کاربرده اند. در این پژوهش هدف این بود که اثرات را در چند اقلیم و با دو نوع متفاوت کود آلی در بافت های مختلف خاک و در تناوب زراعی به مدت دو سال مورد ارزیابی قرار دهیم.

    روش پژوهش:

     به منظور بررسی میزان تاثیر ماده آلی بر فرآیند خاکدانه سازی این پژوهش در سه نوع بافت خاک و در 6 محدوده وزنی قطر خاکدانه ها شامل 105-75، 250-105، 500-250، 1000-500، 2000-1000 و 4750-2000 میکرون که از جامعیت نسبتا بالایی شامل ریزترین تا درشت ترین قطر خاکدانه ها بود تحت تاثیر سال های تناوب کشت (گندم و ذرت) بر میانگین وزنی قطر خاکدانه ها در 11 منطقه کشورانجام شد. همچنین تغییرات میانگین وزنی قطر خاکدانه ها در حالت شاهد (قبل از کشت) و سال اول و دوم کشت در گیاهان گندم و ذرت به طور متوسط مورد بررسی قرار گرفت. در این آزمایش تاثیر ماده آلی بر فرایند خاکدانه سازی در 5 تیمار : 10 ، 20 تن در هکتار کود حیوانی، 10 ، 20 تن در هکتار کمپوست و شاهد در آزمایش فاکتوریل در غالب طرح کاملا تصادفی مورد بررسی قرار گرفت.

    یافته ها

    نتایج حاکی از تجمع غالب خاکدانها در محدوده 500-250(40% وزنی) و 1000-500 (30%) برای بافت لوم رسی، 250-105 (25%وزنی) و 500-250 (30%وزنی) برای بافت لوم و 250-105 (40%وزنی) برای بافت لوم شنی در پیش از آغاز کشت دارد که این محدوده با توجه به نقش کاملا موثر و مثبت رس در افزایش خاکدانه سازی، بهبود ساختمان خاک و به تبع آن پایداری منافذ خاک شده است. افزایش کودهای آلی موجب افزایش میانگین وزنی قطر خاکدانه ها شده و باعث تشکیل خاکدانه هایی با اندازه 500-250 و 1000-500 میکرون شد. نتایج تاثیر کشت های متناوب گندم و ذرت بر مقادیر میانگین وزنی قطر خاکدانه ها در مقایسه با قبل کشت بخصوص در سال اول کشت نشان داد که با افزایش کودهای آلی، تشکیل خاکدانه هایی با قطر 1000-500 میکرون بیشتر شد و درصد فراوانی خاکدانه های با قطر 250-105 و 1000-250، کمترشد. هم چنین نتایج نشان داد که بهبود خاکدانه سازی با افزایش کودهای آلی در خاک با بافت لوم شنی بیشترین و در خاک با بافت لوم رسی کمترین شد. همچنین در تیمارهای مختلف کود حیوانی و کمپوست در هیچ یک از قطر خاکدانه ها و در هیچ یک از کلاسهای بافتی اختلاف معنی داری مشاهده نگردید. و نتایج حاکی از این است که اعمال تیمارهای مختلف کودهای آلی بیشترین تاثیر را در خاک لوم شنی نسبت به خاک لوم و لوم رسی دارد.

    نتیجه گیری

    به طور کلی و با توجه به نتایج آماری افزودن مواد آلی سبب بهبود فرایند خاکدانه سازی می گردد و همچنین خاک با بافت لوم شنی بیشترین تاثیرپذیری را نسبت به افزایش کودهای آلی دارد.

    کلید واژگان: ساختمان خاک, بافت خاک, کود دامی, کمپوست و خاکدانه
    Masoud Mirzabaki, Niazali Ebrahimipak*, Ebrahim Pazira, Saeed Samavat
    Introduction

    Many researchers have investigated the role of organic matter in the soil aggregation process, but each of them has used these characteristics for a limited area. In this research, the aim was to evaluate the effects in several climates and with two different types of organic fertilizers in different soil textures and in crop rotation for two years.

    Methods

    In order to investigate the effect of organic matter on the soil granulation process in this research in three types of soil texture and in 6 weight ranges of soil grain diameter including 75-105, 105-250, 250-500, 500-1000, 1000-2000 and 2000-4750 Micron, which has a relatively high comprehensiveness, including the smallest to the largest diameter of soil grains, was carried out under the influence of alternating years of cultivation (wheat and corn) on the weighted average of the diameter of soil grains in 11 regions of the country. Also, changes in the average weight of the diameter of the soil grains in the control state (before cultivation) and the first and second year of cultivation in wheat and corn plants were investigated. In this experiment, the effect of organic matter on the soil granulation process was investigated in 5 treatments: 10, 20 tons per hectare of animal manure, 10, 20 tons per hectare of compost and control in a factorial experiment in a completely randomized design.

    Results

    The results indicate the predominant accumulation of clay in the range of 250-500 (40% by weight) and 500-1000 (30%) for clay loam texture, 105-250 (25% by weight) and 250-500 (30% by weight) for loam texture. and 105-250 (40% by weight) for the texture of sandy loam before the start of cultivation, this range is due to the completely effective and positive role of clay in increasing soil granulation, improving soil structure and consequently the stability of soil pores. The increase of organic fertilizers increased the weight average diameter of soil grains and caused the formation of soil grains with sizes of 250-500 and 500-1000 microns. The results of the effect of alternative crops of wheat and corn on the weight average values of the diameter of soil grains compared to before cultivation, especially in the first year of cultivation, showed that with the increase of organic fertilizers, the formation of soil grains with a diameter of 500-1000 microns increased and the percentage of abundance of soil grains with Diameter 105-250 and 250-1000 decreased. Also, the results showed that the improvement of soil granulation with the increase of organic fertilizers was the highest in soil with sandy loam texture and the lowest in soil with clay loam texture. Also, in different treatments of animal manure and compost in none of the diameters of soil grains and in any of No significant difference was observed between tissue classes. And the results indicate that the application of different treatments of organic fertilizers has the greatest effect on sandy loam soil compared to loam and clay loam soil.

    Conclusion

    Generally and according to the statistical results, the addition of organic matter improves the soil granulation process, and also the soil with sandy loam texture is the most effective for the increase of organic fertilizers

    Keywords: Soil Structure, Soil Texture, Animal Manure, Compost, Soil Aggregate
  • چیمن مهدی زاده، حسین بیات
    سابقه و هدف

    در میان روش های مختلفی که برای حل مشکلات تراکم و به تبع آن افزایش مقاومت فروروی و کاهش حاصلخیزی خاک اعمال می شود، افزودن مواد آلی به خاک از جایگاه مهمی برخوردار است. کمپوست بستر قارچ خوراکی دارای بسیاری از ویژگی های مورد نیاز برای افزایش محصولات کشاورزی ارگانیک و مدیریت محیط زیست است. با توجه به اینکه مواد تشکیل دهنده کمپوست بستر قارچ (شامل خاک سنگین، خاک سبک، خاک ریشه، کاه و کلش گندم، سنگ آهک و کود مرغی) متفاوت از انواع دیگر مواد آلی می باشد، انجام تحقیقات جدید برای بررسی تاثیر آن بر ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک ضروری است. علی رغم اینکه بافت های مختلف رفتارهای متفاوتی دارند، با این وجود تاثیر کمپوست بستر قارچ بر مقاومت فروروی، جرم خاکدانه های ریز و درشت در بافت های متفاوت کمتر مورد توجه قرار گرفته است. بنابراین هدف از انجام این تحقیق بررسی تاثیر کوتاه مدت کمپوست بستر قارچ بر مقاومت فروروی، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها، توزیع اندازه خاک دانه ها و ماده آلی در سه نوع خاک بود.

    مواد و روش

    آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار انجام شد. فاکتورها شامل بافت خاک در سه سطح (لوم شنی، لوم و رسی) و درصد وزنی کمپوست بستر قارچ در سه سطح (صفر، 3 و 6 درصد) بود. تیمارها اعمال و نمونه ها به مدت 120 روز در دوره انکوباسیون قرار گرفتند و در این دوره با آب شهری مرتب هر ماه 1 بار اشباع (اشباع شدن از بالا) و خشک شدند تا شرایط مزرعه شبیه سازی گردد. در پایان دوره انکوباسیون، نمونه برداری از ظروف به صورت دست خورده و دست نخورده توسط سیلندر های استیل با قطر 5 سانتی متر و ارتفاع 5/4 سانتی متر انجام شد. اندازه گیری مقاومت فروروی توسط فروسنج میکرو روی نمونه های دست نخورده در مکش ماتریک 3/0 بار صورت گرفت. ماده آلی، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها و توزیع اندازه خاکدانه ها اندازه گیری شد.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که استفاده از سطح 6 درصد کمپوست بستر قارچ در خاک لوم شنی به علت برهمکنش بین ترکیبات موجود در کمپوست و ایجاد خاکدانه های پایدار موجب کاهش مقاومت فروروی نسبت به سطح 3 درصد و شاهد گردید. همپنین نتایج نشان داد که بیش ترین مقدار تغییرات در ماده آلی و میانگین وزنی قطر خاکدانه ها در سطح 6 درصد، در بافت لوم مشاهده شد. هم چنین جرم خاکدانه ها در کلاس های 8-4 و 4-2 میلی متر، در خاک های مورد مطالعه به ترتیب لوم بیشتر از لوم شنی و لوم شنی بیشتر از رسی بود، که تفاوت همه آن ها معنی دار شد. به کار بردن کمپوست بستر قارچ در سطح 3 و 6 درصد در بافت لومی موجب افزایش معنی دار جرم خاکدانه های 5-1/0 و 5/0-25/0 میلی متر نسبت به شاهد شد. خاکدانه های مذکور در خاک لوم شنی و رسی در سطوح مختلف تفاوت معنی داری را نشان ندادند. با افزایش سطوح کاربرد کمپوست بستر قارچ در خاک های مختلف، ماده آلی در دامنه 27 تا 66 درصد، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها در دامنه 16تا 5/34 درصد، جرم خاکدانه های 1-5/0 میلی متر در دامنه 4 تا 5/117 درصد و جرم خاکدانه های 5/0-25/0 میلی متر در دامنه 4 تا 170 درصد افزایش یافت.

    نتیجه گیری

    این کمپوست متفاوت از سایر اصلاح کننده ها می باشد و می تواند در بافت های متفاوت مکانیسم تاثیر متفاوتی داشته باشد. به این صورت که افزودن همزمان آهک، رس و ماده آلی (از طریق کمپوست) به خاک های با بافت متفاوت باعث بروز واکنش های تبادل کاتیونی در خاک می شود. آهک به عنوان یکی از اصلی ترین افزودنی هایی که توانایی بهبود رفتار خاک های ریز دانه را دارد از دیر باز مورد توجه قرار داشته است. به این صورت که در خاک رس و لوم برهمکنش بین آهک و رس با ماده آلی با تشکیل پل های کاتیونی نقش مهمی به عنوان عوامل تجمع خاک ایفا می کنند. در خاک لوم شنی به علت کم بودن ماده آلی و ساختمان ضعیف، استفاده از آهک و گچ مستقیما مقاومت خاک را بهبود می دهد. لذا استفاده از کمپوست بستر قارچ در اراضی کشاورزی جهت اصلاح ساختمان خاک مفید است.

    کلید واژگان: بافت خاک, ساختمان خاک, کمپوست بستر قارچ, مقاومت فروروی, میانگین قطر خاکدانه ها
    Chiman Mahdizadeh*, Hossein Bayat
    Background and objectives

    Adding organic matter to the soil is an important method to solve the problem of compaction and consequently penetration resistance and fertility reduction. Mushroom substrate compost (MSC) has many properties that are required for growing organic crops and environmental management. Considering that the ingredients of mushroom substrate compost (including heavy soil, light soil, root soil, wheat straw and stubble, limestone and chicken manure) are different from other types of organic materials, it is necessary to carry out new research to investigate its effect on the physico-chemical properties of the soil. Although different textures behave differently but, the effect of MSC on the penetration resistance and aggregates size distribution in different soils, has not been studied, so far. Therefore, the purpose of this study was to investigate the short-term effect of MSC on the penetration resistance, mean weight diameter of aggregates, aggregates size distribution and organic matter content in three soil types.

    Materials and methods

    A factorial experiment was conducted in a completely randomized design with three replications. Factors consist Soil texture at three levels (sandy loam, loam and clay) was the first factor, and MSC at three levels (0, 3 and 6% W/W) was the second factor. After treatment of the soils, samples were then incubated for 120 days, and they were saturated and dried with urban water, regularly, once a month (saturated from above), during this period. At the end of the incubation period, disturbed and undisturbed soil samples were taken by 5 cm in diameter and 4.5 cm in height steal cylinders. The penetration resistance was measured by a micro-penetrometer on the core samples at the matric suction of 0.3 bar. Organic matter, mean weight diameter of aggregates and aggregates size distribution were measured.

    Results

    The results showed that the use of 6% level mushroom substrate compost in the sandy loam soil caused a decrease in the penetration resistance compared to the level of 3% and the control, due to the interaction between the compounds in the compost and the creation of stable soil aggregates. Also, the results showed that highest amount of organic matter and mean weight diameter of aggregates at 6% level of MSC was found in loam texture. Also, the order of the mass of aggregates in classes 4-8 and 2-4 mm, was in loam> sandy loam> clay, with significant differences between the textures. Application of MSC at 3 and 6% levels in the loam texture significantly increased the mass of aggregates of 0.25 – 0.5 and 0.5-1 mm in comparison with control. These aggregates did not show significant differences in sandy loam and clay soils at different application levels of the MSC Organic matter, mean weight diameter of aggregates, mass of aggregates of 0.5 to 1, and 0.25 to 0.5 mm increased in the range of 27 to 66%, 16 to 34.5%, 4 to 117.5% and 4 to 170%, respectively, by increasing MSC application levels at different soils. Conclusion This compost is different from other modifiers and can have different effective mechanisms in different textures. The simultaneous addition of lime, clay and organic matter (through compost) to soils with different textures causes cation exchange reactions in the soil. Lime as one of the main additives that has the ability to improve the behavior of fine-grained soils has been noticed for a long time. In this way, in clay and loam soils, the interaction between lime and clay with organic matter plays an important role as soil accumulation factors by forming cationic bridges. The use of lime and gypsum directly improve soil resistance. Therefore, the use of mushroom substrate compost in agricultural lands is useful for improving the soil structure.

    Keywords: mean weight diameter of aggregates, mushroom substrate compost, penetrationresistance, soil structure, soil texture
  • فرزاد جلیلی*
    زمینه و هدف

    کمبود مواد آلی در بیش تر خاک های ایران موجب پدید آمدن مشکلاتی از قبیل ناپایداری ساختمان خاک، کاهش محصول و در نتیجه تخریب اراضی کشاورزی شده است. یکی از روش های بهبود کیفیت خاک و ارتقاء میزان تولید، استفاده از مواد زاید صنعتی ارزان قیمت مانند خاک اره می باشد. خاک اره به دلیل هدایت الکتریکی پایین، محتوای کم فلزات سنگین، توانایی ایجاد خلل و فرج و هوادهی بهتر و ظرفیت نگهداشت بالای آب، می تواند به عنوان یکی از گزینه ها جهت بهبود خواص فیزیکی و کیفیت خاک باشد. بنابراین هدف از انجام این پژوهش بررسی تاثیر نیتروژن و ضایعات خاک اره بر شاخص های کیفیت خاک در کشت لوبیا چیتی می باشد. 

    روش پژوهش

    آزمایش به صورت اسلپیت پلات در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در شهرستان خوی اجرا گردید. خاک اره در چهار سطح صفر، پنج، 10 و 15 تن در هکتار به عنوان فاکتور اصلی و کود نیتروژنی اوره در سه سطح، 75، 150 و 225 کیلوگرم در هکتار به عنوان فاکتور فرعی در نظر گرفته شد. خاک اره و نصف کود نیتروژنی مطابق تیمارهای آزمایش همزمان با آماده سازی کرت ها مصرف و با خاک مخلوط شد. باقیمانده کود نیتروژنی در مراحل استقرار کامل گیاه و شروع گلدهی مصرف شد. مطابق نتایج آزمون خاک کودهای پتاسیمی و فسفری در خاک مصرف نشد. صفات تعداد نیام در بوته، عملکرد دانه، شاخص برداشت و پروتیین در لوبیا اندازه گیری شد و پس از برداشت محصول برخی از شاخص های کیفیت خاک شامل کربن آلی، تخلخل، درصد اشباع رطوبتی، FC، PWP، جرم مخصوص حقیقی و ظاهری و میانگین وزنی قطر خاکدانه تر (MWDwet) اندازه گیری شد. 

    یافته ها

    نتایج نشان داد که خاک اره و کود نیتروژنی تاثیر معنی داری بر صفات مورد مطالعه در لوبیا و خصوصیات خاک داشت. با افزایش در سطوح هر دو فاکتور تمامی صفات مورد مطالعه افزایش یافت. بر اساس نتایج مقایسه میانگین ها، بیشترین عملکرد دانه به میزان 1302 کیلوگرم در هکتار با مصرف 225 کیلوگرم در هکتار اوره به دست آمد که نسبت به سطوح 150 و 75 کیلوگرمی آن به ترتیب 9 و 44 درصد افزایش داشت. هم چنین با افزایش مصرف خاک اره، کلیه صفات مورد مطالعه در خاک ارتقاء یافت و چنین روندی در مصرف کود نیتروژنی در برخی صفات هم مشاهده شد. در سطوح خاک اره مصرفی نیز بیشترین عملکرد به میزان 2/1269 کیلوگرم در هکتار با مصرف 15 تن در هکتار خاک اره به دست آمد که در مقایسه با تیمار عدم مصرف آن 2/21 درصد افزایش داشت. از لحاظ خصوصیات خاک، خاک اره بر کلیه صفات مورد بررسی و کود نیتروژنی بر کربن آلی، جرم مخصوص ظاهری و MWDwet تاثیر معنی داری داشت. 

    نتیجه گیری

    کاربرد خاک اره به عنوان ماده آلی تاثیر مثبت بر خواص فیزیک و شیمیایی مورد مطالعه خاک داشت، به طوری که کاربرد آن در خاک، باعث بهبود تخلخل، کربن آلی و افزایش محتوای آب خاک در حالت ظرفیت زراعی و نقطه پژمردگی دایم شد. بنابراین خاک اره می تواند به عنوان یک کود آلی مناسب و مقرون به صرفه و هم چنین برای جبران کمبود مواد آلی در خاک و به دنبال آن بهبود شرایط نامناسب خاک استفاده شود.

    کلید واژگان: ساختمان خاک, خواص خاک, عملکرد, ماده آلی
    Farzad Jalili *

    The use of agricultural and industrial wastes as a organic materials are increased. In order to evaluate of the effect of sawdust and nitrogen on soil quality indices under bean cultivation, an experiment was conducted on split plot with RCBD design with three replications. Sawdust in 4 levels 0, 5, 10 and 15 ton/ha as a main factor and nitrogen fertilizer in 3 levels 75, 150 and 225 kg/ha. and then mixed with soil. In the use of nitrogen,the maximum grain yield was 1302.8 kg/ha were obtained of 225 kg/ha of urea application. In traits of soil properties, sawdust in all traits and nitrogen fertilizer on some traits had meaningful effects. With increasing of sawdust, all of trait increased, but the increasing of traits with increasing of nitrogen showed some of traits. The investigating of rates of sawdust on MWDwet showed the difference between 5 and 10 ton/ha of sawdust was not significant, but by applying of 15 ton/ha difference and was significant. The maximum effect of MWDwet was 0.84 mm were obtained of 15 ton/ha of sawdust, in compared with 10 ton/ ha and control increasing was 100 and 265% respectively. This research indicates that sawdust as an organic conditioner and nitrogen fertilizer improved the quality of soil and the use of this treatments increased porosity, water holding capacity in FC and PWP points and organic carbon. Thus, sawdust can be used as a suitable organic fertilizer to improve the organic matter of soil and unsuitable condition of soil.

    Keywords: Organic matter, soil structure, Soil Properties, Yield
  • معصومه ایزد پناه، محمود شعبانپور شهرستانی*، سپیده ابریشم کش، ایرج باقری

    طرح تجهیز و نوسازی اراضی، یک راهکار حفاظتی جهت ایجاد شیب یکنواخت جهت یکپارچه سازی، تسهیل آبیاری و زهکشی اراضی شالیزاری است. علی رغم اثرات مثبت این طرح موجب تخریب ویژگی های فیزیکی خاک می شود. هدف این پژوهش بررسی اثرات تجهیز و نوسازی اراضی بر ویژگی های فیزیکی خاک می باشد، این کار با مقایسه اراضی سنتی و تجهیز شده، دو منطقه بالاگفشه و لیموچاه در منطقه لشت نشاء  استان گیلان که به ترتیب دو و پنج سال است که از زمان تجهیز و نوسازی آن گذشته است انجام شد. تعداد 20 نمونه به روش شبکه ای به ابعاد 20×20 متر از عمق 20-0 سانتی متر از هر زمین و در مجموع 80 نمونه برداشته شد. درصد شن، سیلت و رس، جرم مخصوص ظاهری، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها، رطوبت اشباع خاک، مقاومت فروروی و کربن آلی اندازه گیری شد. مقایسه میانگین با استفاده از آزمون t نمونه های مستقل و نرم افزار SPSS انجام شد. نتایج مقایسه میانگین بیانگر افزایش معنی دار درصد رس، جرم مخصوص ظاهری، مقاومت فروروی در اراضی تجهیز شده لیموچاه بود، لیکن در منطقه بالاگفشه نتایج عکس آن مشاهده شد. به طورکلی نتایج بیانگر آن بود که تغییرات ناشی از تجهیز و نوسازی اراضی مانند تغییر توزیع اندازه ذرات، تخریب ساختمان و تراکم خاک بدون اعمال مدیریت مناسب پس از اجرای طرح و تنها با تکیه بر نقش عامل زمان به برگشت پذیری ویژگی های خاک تعدیل نمی گردد. اعمال مدیریت مناسب مانند کشت گیاهان پوششی و بازگرداندن آن به خاک مانند منطقه بالاگفشه می تواند موجب بهره برداری از منافع طرح یکپارچه سازی اراضی شود و اثرات مخرب حاصل از آن را هم کنترل کند.

    کلید واژگان: ساختمان خاک, خاکبرداری, کشت برنج, یکپارچه سازی اراضی
    Masoomeh Izadpanah, Mahmoud Shabanpour *, Sepideh Abrishamkesh, Iraj Bagheri

    Land leveling is a conservation solution to create a uniform slope to integrate, facilitate irrigation and drainage of paddy lands. Despite the positive effects of land leveling, it destroys the physical properties of the soil. The purpose of this study was to investigate the impact of land leveling on the physical characteristics of the soil. This work compares traditional and leveled lands, Balagafsheh and Limuchah areas, which have been leveled for two and five years, respectively. A total of 80 samples were taken, 20 soil samples from each traditional and land leveled plot in the two areas at depth of 0-20 cm by a grid method with dimensions of 20 by 20 meters.  Mean comparison was performed using an independent t-test and SPSS software. The results of comparing the mean showed a significant increase in the percentage of clay, bulk density, penetration resistance in the leveled lands of Limuchah, but in Balagafsheh area, the opposite results were observed. In general, the results indicated changes due to land leveling, such as changes in particle size distribution, structure destruction, and soil compaction without proper management after the implementation of the project, and the reversibility of soil properties is not adjusted solely by relying on the role of the time factor.. Proper management practices such as growing cover crops and returning them to the soil, such as the Balagafsheh area, can exploit the benefits of the land consolidation plan and control the destructive effects of it.

    Keywords: Soil structure, Excavation, Rice cultivation, land integration
  • علیرضا واعظی*، زهرا حقانی

    محتوای رطوبتی خاک، عامل فیزیکی مهمی در اغلب فرآیندها مانند نفوذپذیری و فرسایش خاک است. این مطالعه با هدف بررسی تاثیر محتوای رطوبتی خاک بر رواناب و کنده شدن خاک از شیارهادر دامنه های با خاک های درشت دانه در منطقه نیمه خشک انجام شد. برای این منظور جویچه های کشت با طول 6 متر در پنج کشتزار با شیب های متفاوت (1/6، 6/10، 8/14، 7/20 و1/ 27 درصد) با چهار سطح رطوبتی شامل هواخشک (AD)، بین ظرفیت مزرعه و هواخشک (FC-AD)، ظرفیت مزرعه (FC) و رطوبت اشباع (SP) در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار احداث شدند. برای بررسی هدررفت خاک در دامنه ها از جریانی با دبی ثابت 2 لیتر بر دقیقه استفاده شد. خاک دامنه ها دارای بافت درشت (با 56 تا 75 درصد شن) و سنگی (از 22 تا 57 درصد)، با ساختمان ضعیف و نفوذپذیری زیاد بودند. نتایج نشان داد که در دامنه های با شیب 1/6، 8/14 و 7/20 درصد با افزایش رطوبت خاک، هدررفت خاک کاهش می یابد. بیش ترین مقدار هدررفت خاک (گرم بر مترمربع در ثانیه) به ترتیب در رطوبت های FC-AD (01/0)، AD (306/0) و AD (0045/0) مشاهده شد. با افزایش محتوای آب خاک، پیوستگی توده خاک افزایش یافت و بخش عمده رواناب به صورت زیرسطحی در شیارها جاری شد و در نتیجه رواناب سطحی و انتقال ذرات در شیارها کاهش یافت. این پژوهش نشان داد که در دامنه های با بافت درشت دانه با افزایش محتوای رطوبتی خاک، هدررفت خاک به شدت کاهش می یابد.

    کلید واژگان: بافت خاک, رطوبت اشباع, ساختمان خاک, سنگریزه, نفوذپذیری خاک
    Zahra Haghani

    Soil water content (SWC) is an important physical factor that plays an essential role in many processes such as infiltration and soil erosion. This study was conducted to investigate the effect of SWC on runoff and soil detachment from rills in coarse-grained soils in the semi-arid region. For this purpose, furrows with 6 m in length were installed in five rainfed farms with different slope steepness (6.1, 10.6, 14.8, 20.7 and 27.1%) treated with four moisture levels including air-dried (AD), between air-dried and field capacity (AD-FC), field capacity (FC) and saturation point (SP) in a completely randomized design witht three replications. Flow rate with a discharge of 2 L min-1 was used to investigate soil detachment from the farms. The soils were coarse texture (having 56-75% sand) and rocky (having 22-57%) with unstable structure and high infiltration rate. Based on the results, soil detachment decreased with increasing SWC in 6.1, 14.8 and 20.7 % slopes. The highest soil detachment rate (g m-2s-1) in these lands was observed in AD-FC (0.01), AD (0.306) and AD (0.0045), respectively. By increasing SWC, the continuity and stability of soil mass of furrow increased, and runoff occurred mostly as subsurface flow in the rills. Surface runoff as well as the soil particle detachment decreased in the rills. Therefore, in the semi-arid slopes with coarse-grained soil, soil detachment rate decreases with increasing SWC.

    Keywords: Gravel, Soil texture, Saturation moisture, Soil Structure, soil permeability
  • فاطمه نورعلی وند، احمد فرخیان فیروزی*
    بحران خشکسالی، ضرورت صرفه جویی و کاربرد بهینه آب را در بخش کشاورزی بیش از پیش نشان می دهد. یکی از راهکار های استفاده بهینه از منابع آب و حفظ آن کاربرد مواد آلی و جاذب های طبیعی و مصنوعی است. هدف از انجام این پژوهش بررسی اثر پلیمر پلی وینیل استات، زغال زیستی کاه گندم و هیدروژل سلولز کاه گندم بر نگهداشت رطوبت (در مکش های 33، 100، 300، 500 و 1500 کیلوپاسکال)، جرم ویژه ظاهری، پایداری خاکدانه ها و مقدار کربن آلی خاک شنی بود. بدین منظور آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار اجرا شد. خاک شنی از کانون گرد و غبار جنوب شرق اهواز نمونه برداری شد. فاکتورها شامل (1) نوع اصلاح کننده (پلیمر پلی وینیل استات، هیدروژل کاه گندم و زغال زیستی کاه گندم)، (2) غلظت اصلاح کننده (پلیمر پلی وینیل استات: پنج و 10 گرم بر لیتر، زغال زیستی و هیدروژل سلولز: یک و سه درصد وزنی و (3) زمان (21، 42، 63 و 126 روز) بودند. نتایج نشان داد که تمام تیمار های آزمایشی مقدار نگهداشت رطوبت خاک را در همه ی مکش ها بصورت معنی دار (01/0p<) افزایش داد. افزودن مواد اصلاح کننده جرم ویژه ظاهری را کاهش و پایداری خاکدانه و کربن آلی را افزایش داد. کم ترین مقدار جرم ویژه ظاهری در تیمار های هیدروژل و زغال زیستی در زمان 126 روز و در تیمار پلیمر پلی وینیل استات در زمان 21 روز مشاهده شد. بیش ترین مقدار کربن آلی و پایداری خاکدانه در تیمار هیدروژل در زمان 126 روز مشاهده شد. در تیمار هیدروژل با گذشت زمان، پایداری خاکدانه و نگهداشت رطوبت افزایش یافت. اما نگهداشت رطوبت تیمار پلیمر پلی وینیل استات با گذشت زمان کاهش یافت. بیوپلیمر جاذب رطوبت جایگزین مناسبی برای پلیمر های سوپر جاذب مصنوعی است؛ زیرا علاوه بر افزایش نگهداشت رطوبت و مواد آلی خاک سبب افزایش پایداری خاکدانه ها نیز گردید.
    کلید واژگان: بیوپولیمر, پلیمر سنتز شده, خاک شنی, ساختمان خاک, نگهداشت آب
    Fatemeh Nooralivand, Ahmad Farrokhian Firouzi *
    The drought crisis reveals the necessity of saving and optimal use of water in various sectors, especially in agriculture. One of the strategies to optimize use of water resources is the application of organic materials and natural (bio) and synthetic sorbents. The purpose of this study was to investigate the effect of polyvinyl acetate polymer, wheat straw biochar and cellulose hydrogel on the water retention capacity (at suctions 33, 100, 300, 500 and 1500 kPa), bulk density, aggregate stability and amount of organic carbon in the sandy soil. Therefore, a factorial experiment was conducted in a completely randomized design with three replications. A sandy soil was collected from the southeast Ahvaz. The factors included (1) amendment (Polyvinyl Acetate polymer, biochar and cellulose hydrogel of wheat straw), (2) amendment concentration (Polyvinyl Acetate polymer: 5 and 10 g/L, biochar and cellulose hydrogel: 1 and 3 % w/w) and (3) time duration (21, 42, 63 and 126 days). The results showed that all experimental treatments, at all pressure heads, increased soil water retention significantly (p<0.01). The addition of amendments reduced the soil bulk density and increased the organic carbon and aggregate stability. Minimum bulk density was observed in the cellulose hydrogel and biochar treatments at 126-days and in the polyvinyl acetate polymer at 21-days. Maximum organic carbon and aggregate stability were observed in the cellulose hydrogel treatment at 126-days. In hydrogel treatments with passing time, aggregate stability and water retention increased, but water retention of polyvinyl acetate polymer decreased with increasing time. Moisture absorbent biopolymer is a suitable replace to super absorbent synthetic polymers because not only increase soil organic matter but also enhance soil aggregate stability and water retention capacity.
    Keywords: Bio-polymer, Soil Structure, Sandy Soil, Synthetic-polymer, Water Retention
  • نادر شهابی نژاد، مجید محمودآبادی*، احمد جلالیان، الهام چاوشی

    فرسایش بادی یکی از مهم ترین جنبه های تخریب اراضی به خصوص در مناطق خشک و نیمه خشک محسوب می شود. ویژگی های خاک از طریق تاثیر بر فرسایش پذیری آن، در کنترل شدت فرسایش بادی نقش اساسی دارند. هدف این پژوهش بررسی ارتباط بین ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک و شدت فرسایش بادی و تعیین مهم ترین ویژگی موثر بود. به این منظور، شدت فرسایش بادی به صورت درجا و با استفاده از یک دستگاه تونل باد قابل حمل در 60 نقطه از مناطق مختلف استان کرمان اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که شدت فرسایش بادی بین 0/03 تا 3/41 گرم بر متر مربع در دقیقه متغیر بود. سرعت آستانه فرسایش بادی از طریق تابع توانی باعث کاهش معنی دار شدت فرسایش شد (0/001P<، 0/81=R2). درصد ذرات رس و سیلت، مقاومت برشی، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها، سنگریزه سطحی، خاکدانه های بزرگ تر  از 0/25 میلی متر، کربن آلی خاک، کربنات کلسیم معادل و همچنین کلسیم، پتاسیم و منیزیم محلول با شدت های فرسایش بادی روابط عکس و غیرخطی داشتند. در مقابل با افزایش درصد ذرات شن، سدیم محلول، هدایت الکتریکی و نسبت جذب سدیم، فرسایش بادی به طور معنی داری افزایش یافت. بر اساس نتایج نهایی، از بین ویژگی های مورد مطالعه، نسبت جذب سدیم و میانگین وزنی قطر خاکدانه بیشترین اثرگذاری را بر شدت فرسایش بادی در خاک های استان کرمان نشان دادند. بنابراین پیشنهاد می شود در راستای جلوگیری از سدیمی شدن و نیز تخریب ساختمان خاک ها، اقدامات حفاظتی مناسب انجام شود.

    کلید واژگان: توزیع اندازه ذرات, ساختمان خاک, سرعت آستانه, زبری تصادفی, فرسایش خاک
    N. Shahabinejad, M. Mahmoodabadi*, A. Jalalian, E. Chavoshi

    Wind erosion is known as one of the most important land degradation aspects, particularly in arid and semi-arid regions. Soil properties, by affecting soil erodibility, can control the wind erosion rate. The aim of this study was to attribute the soil physical and chemical properties to the wind erosion rate for the purpose of determining the most important property. To this aim, wind erosion rates were measured in-situ at 60 points of Kerman province using a portable wind tunnel facility. The results indicated that wind erosion rates varied from 0.03 g m-2 min-1 to 3.41 g m-2 min-1. Threshold wind velocity decreased wind erosion rate following a power function (R2=0.81, P<0.001). Clay and silt particles, shear strength, mean weight diameter (MWD), surface gravel, dry stable aggregates (DSA<0.25mm), soil organic carbon (SOC), calcium carbonate equivalent (CCE) and the concentrations of the soluble Ca2+, K+ and Mg2+ were inversely proportional to the wind erosion rates following nonlinear functions. On the other hand, Wind erosion was significantly enhanced with increasing the sand fraction, soluble Na+, electrical conductivity (EC) and sodium adsorption ratio (SAR). According to the final results, among the studied soil properties, SAR and MWD were s the most effective properties controlling wind erosion in the soils of Kerman province. Therefore, it is recommended to consider suitable conservation practices in order to prevent the sodification and degradation of arid soils.

    Keywords: Particle size distribution, Soil structure, Threshold velocity, Random roughness, Soil erosion
  • افروز تقی زاده قصاب*، آزاده صفادوست، محمدرضا مصدقی

    از چالش های مهم توسعه پایدار کشاورزی و امنیت غذایی، حفاظت از منابع آب و خاک با الگوی فعلی تولید محصولات زراعی است. در اغلب موارد، افزایش عملکرد محصول همراه با پیامدهای منفی بر محیط زیست بوده است. شور و سدیمی شدن خاک یک خطر عمده محیط زیستی است که پتانسیل کشاورزی را محدود می کند و با مدیریت نادرست کشاورزی و استفاده بیش از حد از منابع آب به ویژه در اقلیم های خشک ارتباط تنگاتنگی دارد. این مقاله به منظور کمک به تولید کننده زراعی یا مالک زمین های کشاورزی برای درک تفاوت های بین شرایط شور و سدیمی تهیه شده است و در آن، پیامدهای منفی شوری و سدیمی بودن آب آبیاری بر خاک بررسی شده و به کاربرد نتایج پژوهش در مدیریت مناسب زمین ها و بررسی عوامل موثر بر تخریب ساختمان خاک اشاره شده است. در این پژوهش، دو خاک لوم رسی و لوم شنی با کیفیت های متفاوت آب (ترکیبی از سطح های مختلف EC و SAR) پنج بار تر و خشک شدند. مقدار رطوبت خاک در مکش های ماتریک 0، 10، 20، 40، 60، 100، 300، 1000، 2000، 4000 و 15000سانتی متر، رس قابل پراکنش و هدایت هیدرولیکی اشباع خاک اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که افزایش سدیم سبب پراکنش ذرات ریز خاک گردید و با افزایش رس قابل پراکنش خاک، هدایت هیدرولیکی اشباع خاک را کاهش می دهد. همچنین افزایش سدیم با تبدیل منافذ درشت به منافذ ریز، رطوبت خاک را در مکش های ماتریک بالا افزایش داد. افزایش شوری آب، سبب هم آوری ذرات خاک شد و با ایجاد منافذ جدید در خاک، ظرفیت نگهداشت آب افزایش یافت.

    کلید واژگان: پراکنش ذرات خاک, ساختمان خاک, کیفیت آب
    A. Taghizadehghasab, A. Safadoust, M. R. Mosaddeghi

    A challenge of sustainable development is related to agriculture, food security, and conservation of water and soil resource, under the current crop production paradigm. Increasing crop yields often have negative environmental impacts. Soil salinization and sodication are major environmental hazards that limit agricultural potential and are closely related to agricultural unsuitable management and water resources overexploitation, especially in arid climates. In this study, we investigated the negative impacts of saline and sodic irrigation water on soil properties that it is necessary to study the factors affecting the degradation of soil structure to implement proper land management and we intended to help the farm producer or landowner to understand the fundamental differences between these two problems. Samples of clay loam and sandy loam soils were treated in 5 wetting and drying periods with different types of water quality (which combinate different levels of EC and SAR). Soil water content of samples was achieved at soil matric suctions of 0, 10, 20, 40, 60, 100, 300, 1000, 2000, 4000 and 15000 cm. Also, dispersible clay and saturated hydraulic conductivity were determined. Results showed that increasing of SAR caused dispersion of clay and saturated hydraulic conductivity was decreased with increasing of dispersed clay. Increasing SAR caused some macropores and mesopores changed to micropores and as result enhanced water retention especially at high matric suctions. Water retention capacity was enhanced by increasing in water EC as that flocculated soil particles and created new soil pores.

    Keywords: Dispersion of soil particles, Soil structure, Water quality
  • محمدرضا دلالیان*، فاطمه ذبیحی، انورالسادات پاک نژاد، مینا خوش خوان

    یکی از راهکارهای اصلی بهبود شرایط فیزیکی خاک های تحت کشت، اضافه کردن اصلاح کننده های آلی و معدنی به خاک می باشد. این تحقیق با هدف بررسی تاثیر سه نوع ماده اصلاحی شامل هومات پتاسیم، پرمرغ و ورمی کمپوست با درصدهای وزنی متفاوت بر روی خصوصیات فیزیکی خاک و در سطوح مختلف رطوبتی در شرایط مزرعه (تحت کشت گندم) اجراء گردید. طرح به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار انجام شد. مواد اصلاح کننده به طور یکنواخت تا عمق 10 سانتی متری با خاک مخلوط و تیمارهای رطوبتی اعمال شد. قبل و بعد از آزمایش از کرت ها نمونه برداری به عمل آمد. پارامترهای فیزیکی شامل: جرم مخصوص ظاهری (Bd)، رطوبت های ظرفیت مزرعه ای (FC) و نقطه پژمردگی دائم (PWP)، پایداری خاکدانه های مرطوب (WAS)، هدایت هیدرولیکی اشباع (KS)، مقاومت فروروی (PR)، شیب منحنی رطوبتی در نقطه عطف (Si)، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها (MWD) و بعد فراکتالی جرمی خاکدانه ها (Dm) محاسبه گردید. نتایج نشان داد مصرف مواد آلی موجب کاهش Bd (89%) و افزایش FC ،PWP (87% و 91%) Ks و WAS (3/7 و 2/5 برابر) می گردد. با افزایش سطوح رطوبتی و مقدار ماده آلی بخصوص هومات پتاسیم، میزان Si کاهش یافت (101%). PR با افزایش سطوح رطوبتی کاهش یافت. بر خلاف انتظار با افزایش میزان ماده آلی،Dm و MWD کاهش یافت. مواد آلی در زمان های طولانی تر و در رطوبت های بالا موجب بهبود پایداری خاکدانه ها می گردد. با توجه به تاثیر مثبت مواد آلی بر بسیاری از پارامترهای فیزیکی خاک، این مواد بخصوص پرمرغ بعلت ارزان تر و دردسترس بودن، برای اصلاح خاک ها پیشنهاد می گردد.

    کلید واژگان: پایداری خاکدانه ها, رطوبت خاک, ساختمان خاک, کودهای آلی, مواد اصلاح کننده
    mohammadreza dalalian*, fatemeh zabihi, anvarossadat paknejad, mina khoshkhan
    Introduction

    Destruction of soil structure and reduction of soil organic matter are major problems of cultivated soils which result from improper tillage operations, excessive consumption of chemical fertilizers and low consumption of organic and green fertilizers. One method for maintaining sustainable agriculture is to add organic and inorganic amenders. By producing resistant aggregates, organic matters improve soil structure and enhance soil permeability, FC moisture and water availability capacity. Furthermore, through enhancing organisms’ activities, especially earthworms, organic matters improve soil hydraulic conductivity and reduce bulk density. Organic matters may be added to soil through different way, however, the effect of each one on the soil’s physical properties is different. Chicken feather (CF) is readily available through henhouses and slaughterhouses, however, significant amounts of CF are destroyed by burning and burying them. Potassium Humate (PH) is a potassium salt from humic acid. Humic acid is extracted from various natural sources such as humus, peat, lignite and coal. Vermicompost (VC) is a compost which is produced by a non-thermal process. The impact of CF on different soil properties has not been studied yet. Accordingly, we investigated the impact of adding differing weight percentages of three types of amenders (PH, CF and VC) on the physical properties of soil under wheat cultivation at different moisture levels.

    Materials and Methods

    The experiment was conducted in factorial form based on randomized complete block design with 27 treatments in three replications. The first factor included the above-mentioned amenders; the second factor included three weight levels of these amenders (0%, 2.5% and 5%); the third factor included three moisture levels (0.5FC, 0.7FC and 0.9FC). The amenders were uniformly mixed with the soil up to the depth of 10 cm; then, wheat seeds were planted and moisture treatments were carried out during the growth period (from late April 2016 to September 2016). The soil moisture of the plots was controlled during the experiment period using the gravimetric method. For investigating the changes in the soil’s physical properties, samples (disturbed and undisturbed) were taken from the plots before and after the experiment. The following physical parameters were measured: bulk density (BD), soil moisture in field capacity (FC), permanent wilting point (PWP), wet aggregate stability (WAS), saturated hydraulic conductivity (KS), penetration resistance (PR), retention curve slope at inflection point (Si), mean weight diameter of aggregates (MWD) and mass-size fractal dimension of aggregates (Dm). Statistical analysis was done by SPSS software and means were compared via Duncan test. Tables and graphs were generated by Excel software.

    Results and Discussion

    Variance analysis and means comparison indicated that using amenders reduced bulk density for 89%. Reduced bulk density was caused by high keratin (91%) in CF, high porosity and the production of coarse pores in soil. On the other hand, VC with many pores led to increased aggregation and reduced bulk density.
    Results revealed that consuming CF increased soil moisture to field capacity (FC) (87%). CF had more significant impacts on increasing FC at high moisture levels. Thanks to its keratin structure, feather operates like a sponge which enhances soil porosity; hence, it absorbs more moisture and improves FC. Furthermore, results indicated that increasing the amounts of amenders led to increased soil moisture in PWP (91%). By increasing the amount of amenders in soil, aggregation and soil porosity increased which led to enhanced PWP.
    Large amounts of CF, PH and soil moisture (0.9FC) resulted in 3.7 times enhancement of Ks. CF led to the production of large soil pores and reduced soil density which resulted in improved soil structure and increased Ks. Thanks to its adhesion properties, PH increased Ks.
    Increasing the amount of amenders and the level of soil moisture in all three types of organic matters (especially CF) caused the 2.5 times enhancement of WAS.
    The results revealed that increasing soil moisture and amenders led to reduced Si (101%). Given all three types of amenders, PH had the highest impact on the reduction of Si. Moreover, soil penetration resistance (PR) was reduced as a function of increasing the soil moisture level.
    Contrary to the expectation, MWD was reduced as a result of increasing amenders. Furthermore, it was found that, given little soil moisture, increasing the amount of amenders resulted in increased Dm; however, given high soil moisture, increasing the amount of amenders led to decreased Dm. Thus, it should be noted that adding amenders improved the stability of aggregates over long time periods and at high soil moisture levels.

    Conclusion

    One major strategy for improving soil physical and chemical properties is using modifiers, especially organic matters. In this study, we investigated the impact of chicken feather on physical properties of soil and compared its effect with those of potassium humate and vermicompost under different levels of soil moisture and wheat cultivation.
    The results indicated that consuming amenders resulted in reduced Bd but increased FC, PWP, Ks and WAS.
    In other words, it improved physical properties of soil. Moreover, Si decreased as a result of increasing soil moisture and organic matters. Among the three types of amenders, potassium humate had the highest impact on reducing Si. PR was reduced as a function of increasing soil moisture. However, increasing organic matter led to decreased MWD. Furthermore, it was unexpectedly found that, given low soil moisture, Dm increased as a result of increasing the organic matters weight. Nevertheless, in high levels of soil moisture, Dm ​​decreased as a function of increasing organic matter. Thanks to positive impacts of organic matters (especially CF which is cheaper and more accessible than other amenders) on soil’s physical properties, they are highly recommended for soil improvement. Regarding future studies, investigation of the effect of these amenders on soil chemical properties under different soil textures is suggested

    Keywords: Amenders, Organic fertilizers, Soil moisture, Soil structure, Stability of aggregates
  • سعید سعادت، لیلا اسمعیل نژاد*، حامد رضایی، رسول میرخانی، جواد سیدمحمدی
    پایداری خاکدانه، توانایی خاک در نگهداری و حفظ ترتیب فاز جامد و فضای خلل و فرج بعد از اعمال تنش‎های مکانیکی است. گرچه تاکنون یک روش رضایت‎بخش جامع برای تعیین کیفیت فیزیکی خاک ارائه نشده است ولی پایداری خاکدانه می‎تواند به‎عنوان یکی از مهم‎ترین شاخص‎های کیفیت فیزیکی خاک قلمداد شود. هدف از این مطالعه، ارزیابی روش‎های مناسب و استاندارد تعیین پایداری خاکدانه است که قادر به تشخیص شرایط کیفی فیزیکی خاک‎های دارای بافت متوسط در هر دو منطقه خشک و مرطوب باشد. تعداد 120 نمونه خاک که شصت نمونه مربوط به منطقه مرطوب گیلان و شصت نمونه دیگر از استان فارس با اقلیم خشک انتخاب شدند. هر 10 نمونه خاک با بافت مشابه مخلوط شده و در نهایت یک نمونه خاک تعیین شد. بعد از هوا خشک‎شدن و الک‎کردن نمونه‎ها، تعیین بافت به‎روش پیپت و کربن‎آلی خاک به‎روش اکسیداسیون انجام گرفت. همچنین نمونه‎های دست‎نخورده با استفاده از استوانه‎های فلزی جهت تعیین ضریب آبگذری اشباع، منحنی رطوبتی و جرم مخصوص ظاهری خاک برداشته شد. تعیین هدایت هیدرولیکی اشباع به‎روش بار ثابت صورت گرفت. برای اندازه‎گیری پایداری خاکدانه، از روش‎های کمپر- رزنا، لابیزسونایس، و دی‎لینهیر-دی‎بودت استفاده شد. براساس نتایج حاصل از این تحقیق، مقادیر میانگین وزنی قطر خاکدانه‎ها در روش‎های کمپر-رزنا و لابیزسونایس برای مطالعه پایداری ساختمان در هر دو اقلیم مناسب هستند. اگر یک روش بررسی سریع و ساده از وضعیت ساختمان خاک مورد نیاز باشد، تست‎های ساده مثل کمپر-رزنا با اشباع سریع و همچنین لابیزسونایس در حالت مرطوب شدن سریع می‎توانند مورد استفاده واقع شوند.
    کلید واژگان: دی لینهیر دی - بودت, ببیزسونای, ساختمان خاک, کمپر رزنا, شاخص های کیفیت فیزیکی خاک
    S. Saadat, L. Esmaeelnejad *, H. Rezaei, R. Mirkhani, J. Seyedmohammadi
    Introduction
    Soil aggregates refers to groups of soil particles which attach to each other stronger than neighbour particles. Aggregate stability shows the capability and strength of soil aggregates to tolerate breakup when disruptive stresses and destructive forces via mechanical agricultural operation such as tillage and water or wind erosion are applied. Wet aggregate stability shows how well a soil can withstand raindrop impact and water erosion, while size distribution of dry aggregates can be used to predict resistance to abrasion and wind erosion. Aggregate stability changes can act as the first indicators of recovery or degradation of soils. Aggregate stability is an indicator of organic matter content, biological activity, and nutrient cycling in soil. Generally, in small aggregates (< 0.25 mm), the particles are bound by older and more stable forms of organic matter. Microbial decomposition of fresh organic matter releases products (that are less stable) that bind small aggregates into large aggregates (> 2-5 mm). Although, there is not a unique acceptable methodology that serves and applies the entire world up to now, aggregate stability has been introduced as a soil physical quality indicator. Difficulties remain when comparison of aggregate stability from different methodologies are done. The objective of the present study was to assess appropriate and satisfactory aggregate stability tests that enable to distinguish the soil physical quality condition of both arid and moist medium textured soils.
    Materials and Methods
    A total of 120 soil samples which contained 60 wetland samples from Guilan province with a very humid climate, average annual rainfall of 1285 mm, and average annual temperature of 16°C, and 60 samples from Fars province with dry climate, average rainfall of 225 mm, and the average annual temperature of 27°C were provided. Soil sampling was performed from surface layer (0-20 cm). Each 10 soil samples with similar texture were mixed and one soil sample for each texture was finally obtained. After air drying and sieving, soil texture and organic carbon were determined by pipette and oxidation methods, respectively. Also, undisturbed samples were taken using metal cylinders from surface layer of 5-15 cm for determination of soil saturation coefficient, soil moisture curve, and soil bulk density. Also, in order to determine the aggregate stability, Kemper and Rosenau, de Leenheer and de Boodt, as well as Le Bissonnais were used.
    Results and Discussion
    Among different tested methods, wet sieving using the well known fast wetting methods of Kemper & Rosenau and of Le Bissonnais presented similar results in both climates. The mean weight diameter value of both methods for assessing aggregate stability can be considered as a dependable indicator of soil structure status for comparing soils. These aggregate stability tests were in correspondence with only one out of the eight soil physical quality indicators when the entire soils were used. It was concluded that the aggregate stability should be used judiciously and in accordance with other indicators for an overall assessing of the soil physical quality condition. The great differences in the estimation of aggregate stability between KRSW and LB2 with other methods confirm that aggregate stability increases with increasing soil moisture content. This involves reducing the amount of air condensed, which results in the reduction of compressive forces on the aggregates during rapid wetting. But the lack of similarity between the KRSW and LB2 methods in terms of MWD suggests that the results of these two methods are not comparable to dry and wet soils. The difference in aggregate size distribution from all three treatments of LB method was higher in dry areas than wet areas. Only dry soils based on LB (LB1 and LB3 treatments based on MWD) (P <0.05) are comparable. In dry soils, the LB3 method is very efficient. This method involves the use of ethanol that protects the aggregate structure against dryness stresses. The lack of similarity between the MWD and other soil quality indicators describes the complexity of the soil structure, which is dependent on the location. It seems that SOC can be considered as an indicator with high correlation with the aggregate sustainability index of LB and KRFW methods, at least in the studied medium-textured soils.
    Conclusion
    Since only a soil quality index (SOC) had a similar trend to the sustainability index derived from these two methods (LB1 and KRFW), it can be concluded that aggregate stability should be judged and recognized correctly, along with other used soil physical indicators for a general assessment of the conditions. In case of arid land soils, efficiency of pre-wetted methods of Kemper and Rosenau and of Le Bissonnais as well as pre-wetted Le Bissonnais with mechanical slaking and shaking were similar. If a simple and rapid analysis of the structure status is needed, single tests such as fast wetted Kemper and Rosenau and Le Bissonnais can be used.
    Keywords: Aggregate stability, De Leenheer, de Boodt, Kemper, Rosenau, Le Bissonnais, Soil physical quality indicators
  • سعید رحمتی، علیرضا واعظی*، حسین بیات
    هدایت هیدرولیکی اشباع یکی از مهم ترین ویژگی های فیزیکی خاک است که نقشی عمده در رفتار هیدرولوژیکی خاک دارد. این ویژگی عمدتا تحت تاثیر خصوصیات ساختمانی خاک قرار می گیرد. توزیع اندازه خاکدانه یکی از معیارهای مهم برای توصیف خصوصیات ساختمانی خاک است که بر Ks تاثیر می گذارد. در این پژوهش تغییرات Ks در توزیع های مختلف اندازه خاکدانه در یک نمونه خاک کشاورزی بررسی شد. آزمایش در هشت توزیع مختلف اندازه خاکدانه با میانگین وزنی قطر خاکدانه یکسان (9/4 میلی متر) که شامل درصدهای مختلف اندازه خاکدانه (کمتر از 2، 2 تا 4، 4 تا 8 و 8 تا 11 میلی متر) بود، انجام گرفت. مقدار Ks به همراه سایر ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک در توزیع های مختلف اندازه خاکدانه تعیین شد. نتایج نشان داد که تفاوتی معنی دار بین توزیع های مختلف اندازه خاکدانه از نظر Ks و نیز فراوانی ذرات معدنی، تخلخل، پایداری خاکدانه، هدایت الکتریکی، ماده آلی و کربنات کلسیم وجود دارد. مقدار Ks و رس در توزیع های دارای درصد بالایی از خاکدانه های درشت (4 تا 8 و 8 تا 11 میلی متر)، بالاتر بود. همبستگی مثبت معنی دار بین Ks و رس، پایداری خاکدانه، هدایت الکتریکی مشاهده شد، درحالی که شن همبستگی منفی نشان داد با این حال همبستگی آن با سیلت، تخلخل و ماده آلی معنی دار نبود. تجزیه رگرسیون خطی چندگانه نشان داد که رس و پایداری خاکدانه دو ویژگی مهم تعیین کننده مقدار Ks در توزیع های مختلف اندازه خاکدانه هستند (01/0, P<80/0=2R). پایداری خاکدانه به عنوان شاخصی مهم برای ارزیابی تغییرات Ks در توزیع های اندازه خاکدانه بود.
    کلید واژگان: اندازه خاکدانه, پایداری خاکدانه, تخلخل درشت, ساختمان خاک, ماده آلی
    S. Rahmati, A. R. Vaezi*, H. Bayat
    Saturated hydraulic conductivity (Ks) is one of the most important soil physical characteristics that plays a major role in the soil hydrological behaviour. It is mainly affected by the soil structure characteristics. Aggregate size distribution is a measure of soil structure formation that can affect Ks. In this study, variations of Ks were investigated in various aggregate size distributions in an agricultural soil sample. Toward this aim, eight different aggregate size distributions with the same mean weight diameter (MWD= 4.9 mm) were provided using different percentages of aggregate fractions consisting of (< 2, 2-4, 4-8 and 8-11mm). The Ks values along with other physicochemical properties were determined in different aggregate size distributions. Based on the results, significant differences were found among the aggregate size distributions in Ks, particle size distribution, porosity, aggregate stability, electrical conductivity (EC), organic matter and calcium carbonate. The aggregate size distributions with a higher percentage of coarse aggregates (4-8 and 8-11 mm) also showed higher Ks as well as clay percentage. A positive correlation was also observed between Ks and clay, aggregate stability and EC, whereas sand showed a negative correlation with Ks. No significant correlations were found between Ks and silt, porosity and organic matter. Further, multiple linear regression analysis showed that clay and aggregate stability were the two soil properties controlling Ks in the aggregate size distributions (R2=0.80, p<0.01). Aggregate stability was recognized as the most important indicator for evaluating the Ks variations in various aggregate size distributions.
    Keywords: Aggregate size, Aggregate stability, Macropores, Soil structure, Organic matter
  • علیرضا واعظی، حسین بیات، سعید رحمتی
    آگاهی از تغییرات زمانی ویژگی های خاک در هر رخداد طی بارش های متوالی برای تعیین دوره بحرانی که خاک حساس به فرآیندهای فرسایشی می شود، بسیار حائز اهمیت است. این پژوهش به منظور بررسی اثر رگبارهای متوالی بر تغییر ویژگی های خاک، تولید رواناب سطحی و هدررفت خاک در 18 نوع خاک مختلف با اندازه خاکدانه یکسان (با قطر بین 4 و 6 میلی متر)، انجام گرفت. آزمایش در کرت های فرسایشی کوچک با طول 80 سانتی متر و عرض 60 سانتی متر با شیب 9 درصد طی هفت رگبار متوالی شبیه سازی شده با شدت 85 میلی متر بر ساعت و تداوم 30 دقیقه با فواصل پنج روز اجرا شد. نتایج نشان داد که تفاوتی معنی دار بین خاک ها از نظر جرم مخصوص ظاهری، نگه داشت آب، تولید رواناب و هدررفت خاک به وجود آمد (001/0>p). در رخداد رگبار اولیه به دلیل فراوانی زیاد خاکدانه های پایدار و پایین بودن رطوبت پیشین خاک ها، پایین ترین مقدار رواناب (4/14 میلی متر) و هدررفت خاک (792 گرم بر مترمربع) مشاهده شد. در رخداد رگبارهای متوالی بعدی گرچه تغییرات زیاد در نگه داشت آب در خاک مشاهده نشد، اما افزایش جرم مخصوص ظاهری خاک هم چنان آشکار بود. روابطی معنی دار بین هدررفت خاک (58/0= 2R) و جرم مخصوص ظاهری خاک و نیز رطوبت پیشین خاک (75/0= 2R) وجود داشت. این پژوهش نشان داد که آگاهی از تغییرات جرم مخصوص ظاهری خاک و رطوبت پیشین خاک در رخدادهای باران طی سال می تواند در پیش بینی فرسایش خاک رخداد طی رگبارهای متوالی در یک منطقه موثر واقع شود. به طور کلی تغییرات ویژگی های فیزیکی خاک در هر رخداد نقشی مهم در افزایش حساسیت خاک به فرسایش طی رگبارهای متوالی دارد.
    کلید واژگان: بافت خاک, جرم مخصوص ظاهری, رطوبت پیشین خاک, ساختمان خاک, منطقه نیمه خشک
    Ali Reza Vaezi, Hosein Bayat, Saeed Rahmati
    Knowledge of the change of soil properties in each event during sequence rainfalls is very important for recognition the critical period of that the soil would be susceptible to erosion processes is vital. This study was conducted to investigate the effect of sequence rainfalls on the changes of soil properties, runoff and soil loss in eighteen different soils with the same aggregate size (from 4 to 6 mm) using the simulated rainfalls. The experiments were performed at small erosion plots with 80 cm long and 60 cm wide under 9% slope steepness during seven sequence rainstorms with 80 mm h-1 in intensity for 30 min and 5-day interval. The results indicated that significant differences were among the soils in bulk density, water retention, runoff and soil loss (p
    Keywords: antecedent soil moisture, bulk density, semi-arid region, soil structure, soil texture
  • علی داد کرمی، روح الله زارع، وحید الله جهاندیده مهجن آبادی
    ساختمان خاک و پایداری آن با بسیاری از فرآیندهای کشاورزی و زیست محیطی در ارتباط است. از این رو توصیف و کمی سازی ساختمان خاک از اهمیت ویژه ای برخوردار است. ولی ساختمان خاک بصورت کیفی (مکعبی، دانه ای و...) بیان می شود. هدف از این تحقیق تعیین پایداری خاکدانه ها و استفاده از هندسه فرکتالی و تعیین بعد فرکتالی ساختمان خاک در برخیازراسته هایخاکبود که نتیجه در مدل های کاربردی برای بیان فرآیندهای خاک و مدل سازی قابل استفاده خواهد بود. بنابراین از افق های مشخصه هفت راسته خاک شامل انتی سول، ورتی سول، اریدی سول، مالی سول، الفی سول، هیستو سول و اینسپتی سول در استان فارس نمونه برداری خاک (27 نمونه) انجام گردید. ویژگی های خاک شامل توزیع اندازه خاکدانه ها، بافت، درصد رطوبت اشباع، کربن آلی، EC، pH، گچ و آهک اندازه گیری و میانگین وزنی قطر خاکدانه ها (MWD) و میانگین هندسی قطر خاکدانه ها (GMD) و بعد فرکتالی خاکدانه ها محاسبه شد. نتایج نشان داد که همبستگی معنی داری بین بعد فرکتالی مدل های ریو و اسپوزیتو (DnR) و تیلر و ویت کرافت (DmT) با MWD و GMD با ویژگی های خاک وجود داشت. این همبستگی بین پارامترهای فرکتالی با ماده آلی، جرم مخصوص ظاهری، درصد رس و درصد شن، قوی تر از دیگر ویژگی های خاک بود. همبستگی منفی و معنی داری (در سطح یک درصد) بین DnR و DmT با MWD و GMD وجود داشت. به طوری که راسته های خاکی که عدد بعد فرکتالی کمتری داشتند، MWD و GMD بزرگتری داشتند. ضریب تبیین، میانگین خطاها، ریشه میانگین مربعات خطاها، مجذور مربعات باقی مانده ها، مجذور مربعات عدم برازش و آماره آکایک مطلوبیت بیشتر مدل تیلر و ویت کرافت را نشان داد. مدل ریو و اسپوزیتو نیز مدل مناسبی بود گرچه در مواردی بعد فرکتالی را زیاد محاسبه کرد که دلیل آن احتمالا حساسیت زیاد این مدل می باشد. به طور کلی بعد فرکتالی از اهمیت ویژه ای برای مطالعه و کمی سازی ساختمان خاک برخوردار است و مقدار آن به استثناء راسته هیستوسول در دیگر راسته ها در محدوده مناسب (3) بود.
    کلید واژگان: بعد فرکتالی, پایداری خاکدانه ها, توزیع اندازه خاکدانه ها, راسته خاک, ساختمان خاک
    A. Karami, R. Zara, V.A. Jahandideh Mahjen Abadi
    Introduction
    Fractal geometry concepts have been widely applied as a useful tool to describe complex natural phenomena, in particular,for a better understanding of soil physical systems. However, limited information is available on the fractal characteristics of soil properties or soil aggregation. A soil aggregate is made of closely packed sand, silt, clayand organic particles building upsoil structure. Soil aggregation is a soil quality index integrating the chemical, physical, andbiological processes involved in the genesis of soil structure. Soil structure and its stability are important issuesfor many agronomic and environmental processes. Thus, quantitative description of soil structure is very important. Soil forming factors in different soils (various orders) and forms affect the soil structureformation. Characterizing aggregate size distribution for different soil orders using fractal theory is necessary for evaluating the impact of soil forming factors on soil structure and quantifying the relationship between fractal dimension and other important soil properties. Therefore, the aims of this research were quantifying the structure of different soil orders using fractal geometry, mean weight diameter of aggregates (MWD)and geometric mean diameter of aggregates (GMD). In addition, MWD and GMD indices and fractal parameters of soil aggregate size distribution were compared toevaluate soil structure and determinethe relationship between fractal parameters with MWD, GMDand other soil properties.
    Materials And Methods
    Fractal models which simulate soil structure are also used to better understand soil behaviors. Aggregate size distribution is determined by sieving a fixed amount of soil mass under mechanical stress and is commonly synthesized by the MWD, GMDand fractal dimensions such as the fragmentation fractal dimensions. Therefore, aggregate size distribution and its stability variation were evaluated using some fractal models and MWD and GMD (empirically indices).In the current study, the original data were obtained from analysis of diagnostic horizons of seven important soil orderslocated in Fars Province in the Southern Iran. Soil samples were collected from diagnostic horizons of seven soil orders includingEntisols, Vertisols, Aridisols, Mollisols, Alfisols, Histosols and Inceptisols. The measured physico-chemical properties of soil were aggregate size distribution, soil particle size percentage (sand, silt, and clay), saturation percentage (SP), organic carbon (OC), pH, calcium carbonate equivalent (TNV), gypsum content, soil electrical conductivity (EC) and soil bulk density (BD). The MWD and GMD indices, the fractal dimensions and fractal parameters of aggregates were then calculated. Relationships between soil properties with MWD, GMD and the fractal dimension were also determined.
    Results And Discussion
    The results showed that there was a significant correlation between fractal dimension of Riue and Sposito and Taylor and Wheatcraft models and soil aggregate stability indices (MWD and GMD indices of aggregates) with the other soil characteristics. This correlation between fractal parameters with organic matter, bulk density, clay and sand percentage was stronger than other soil properties. There was a significant and negative correlation (p
    Conclusion
    The results indicated that fractal theory can be used to characterize soil structure at different soil orders and fractal dimensions of soil aggregate seems to be more effective in this regard, except forHistosols. Fractal dimension can be estimated using some easily available soil properties. Fractal theory can be applied to characterize and quantify soil structure in different soil orders of Fars Province.
    Keywords: Aggregates size distribution, Aggregates stabilit, Fractal models, Soil orders, Soil structure
  • علیرضا واعظی *، ساناز توحیدلو، سعیده مرزوان
    مارن ها از مهمترین سازندهای زمین شناسی حساس به فرسایش هستند که به دلیل ناپایداری ساختمان خاک، حاصلخیزی کم و ذخیره رطوبتی اندک، استقرار پوشش گیاهی دایمی در آن ها دشوار است. پلی مرها به عنوان یکی از گزینه های اصلاحی برای حفظ منابع خاک در این عرصه ها قابل بررسی می باشند. این مطالعه به منظور مقایسه اثر پلی اکریل آمید و پلی ونیل استات در اصلاح ویژگی های فیزیکی خاک و بهبود جوانه زنی در سازندهای مارنی انجام شد. پلی اکریل آمید و پلی ونیل استات در چهار سطح (صفر، 3/33، 6/66 و 100 کیلوگرم در هکتار) به سطح نمونه های خاک در سه نوبت پاشیده شد. در کل 32 جعبه تهیه و بذرهای گندم در خاک پلی مری شده کشت شدند. ویژگی های فیزیکی خاک و جوانه زنی در خاک های پلیمری شده پس از پنج رخداد باران شبیه سازی شده (با شدت 40 میلی متر بر ساعت به مدت 30 دقیقه) اندازه گیری شدند. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در چهار تکرار انجام گرفت. با افزایش مقدار مصرف هر دو پلی مر، اندازه خاکدانه، پایداری خاکدانه و هدایت هیدرولیکی اشباع روندی افزایشی نشان دادند و در مقابل جرم مخصوص ظاهری و مقاومت مکانیکی خاک به طور قابل ملاحظه ای کاهش یافتند. ظرفیت نگهداری آب خاک و آب قابل دسترس با مصرف پلی آکریل آمید کاهش یافت ولی تحت تاثیر مصرف پلی وینیل استات قرار نگرفت. این پژوهش نشان داد که پلی وینیل استات اثربخشی پایاپایی با پلی اکریل آمید در بهبود ویژگی های فیزیکی خاک مارنی دارد و در مقابل موجب کاهش ظرفیت نگهداری آب خاک نمی گردد. بنابراین، پلی وینیل استات می تواند جایگزینی مناسب برای پلی آکریل آمید در عرصه های مارنی در نظر گرفته شود.
    کلید واژگان: اصلاح کننده های خاک, پلی مر دوست دار طبیعت, ساختمان خاک, گندم دیم, مقاومت سطح
    Ar Vaezi *, S. Tohidlu, S. Marzvan
    Marls are the most susceptible geological formation of erosion and keeping a permanent crop cover on the soil of this formation is difficult due to some limitations such as the instability of soil
    structure, poor soil productivity and low soil moisture storage. Polymers can be investigated as one of options to protect soil resources in these formations. This study was conducted to compare the effects of polyacrylamide (PAM) and polyvinyle acetate (PVAc) on improving soil properties and germination rate in the marl formations. PAM and PVAc were sprayed on the soil surface with 0.0, 33.3, 66.6, 100.0 kg ha-1 amounts in three splits. In total 32 boxes of polymerized soil were provided and wheat seeds were planted in them. The soil physical properties along with the wheat germination percentage were evaluated in the polymerized soils after five rainfall simulations (40 mm h-1 for 30 min). The experiment was conducted as factorial using a completely randomized design with three replications. With an increase in the two polymers rates, aggregate size, aggregate stability and saturated hydraulic conductivity were significantly improved whereas bulk density and soil surface resistance were strongly decreased in the prepared marl soil. Water holding capacity and available water of the soil decreased after the application of PAM while no significant differences were found after treating with the PVAc. This study revealed that the PVAc had the same role with the PAM in improvement of soil physical properties and in contrast it had no negative effect on the water holding capacity. Therefore, the PVAc can be successfully considered as a replacement for the PAM in the marl areas.
    Keywords: Environmental friendly polymer, Rainfed wheat, Soil amendments, Soil structure, Surface resistance
  • سیده فاطمه اسلامی، علیرضا واعظی
    آگاهی از میزان تغییرات رواناب و رسوب در رخدادهای باران می تواند در مدل سازی تولید رواناب و رسوب مفید واقع شود. از این رو این پژوهش با هدف بررسی تولید رواناب و رسوب خاکدانه ها طی رخدادهای یکسان باران در خاک کشاورزی به اندازه های مختلف خاکدانه انجام رسید. برای انجام این پژوهش، پنج کلاس اندازه خاکدانه از یک خاک لوم رس شنی به وسیله الک های مربوطه نمونه برداری شد. خاکدانه ها تا عمق 10 سانتی متری به پانزده فلوم با ابعاد 100 سانتی متر × 50 سانتی متر و عمق 15 سانتی متر در سه تکرار منتقل شد. سپس فلوم های محتوی خاکدانه در شیب 9 درصد قرار گرفته و تحت 10 رخداد باران شبیه سازی شده با شدت یکسان 60 میلی متر بر ساعت به مدت 30 دقیقه و فواصل زمانی پنج روز قرار گرفتند. در پایان هر رخداد مقدار رواناب و رسوب تولید شده در ظروف انتهای فلوم ها جمع آوری و اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که تفاوتی معنی دار بین رخدادها از نظر رواناب (05/0p
    کلید واژگان: باران شبیه سازی شده, ساختمان خاک, غلظت رسوب
    S. F. Eslami, A. R. Vaezi
    Introduction
    Soil erosion by water is the most serious form of land degradation throughout the world, particularly in arid and semi-arid regions. In these areas, soils are weakly structured and are easily disrupted by raindrop impacts. Soil erosion is strongly affected by different factors such as rainfall characteristics, slope properties, vegetation cover, conservation practices, and soil erodibility. Different physicochemical soil properties such texture, structure, infiltration rate, organic matter, lime and exchangeable sodium percentage can affect the soil erodibility as well as soil erosion. Soil structure is one of the most important properties influencing runoff and soil loss because it determines the susceptibility of the aggregates to detach by either raindrop impacts or runoff shear stress. Many soil properties such as particle size distribution, organic matter, lime, gypsum, and exchangeable sodium percentage (ESP) can affect the soil aggregation and the stability. Aggregates size distribution and their stability can be changed considerably because of agricultural practices. Information about variations of runoff and sediment in the rainfall events can be effective in modeling runoff as well as sediment. Thus, the study was conducted to determine runoff and sediment production of different aggregate sizes in the rainfall event scales.
    Materials And Methods
    Toward the objective of the study, five aggregate classes consist of 0.25-2, 2-4.75, 4.75-5.6, 5.6-9.75, and 9.75-12.7 mm were collected from an agricultural sandy clay loam (0-30 cm) using the related sieves in the field. Physicochemical soil analyses were performed in the aggregate samples using conventional methods in the lab. The aggregate samples were separately filed into fifteen flumes with a dimension of 50 cm × 100 cm and 15-cm in depth. The aggregate flumes were fixed on a steel plate with 9% slope and were exposed to the simulated rainfalls for investigating runoff and soil loss (sediment). Ten same rainfall events with 60 mm h-1 in intensity for 30 min were applied using a designed rainfall simulator in the lab. The rainfall simulator had a rainfall plate with a dimension of 100 cm × 120 cm which has been fixed on a metal frame with 3m height from the ground surface. Runoff and sediment samples were collected using a plastic container placed the out-let of the flumes. Runoff generation of each flume was determined based on multiplying total content volume of the tank by volume proportion of water in the sample. Soil loss for each event was determined using multiply the container volume and sediment concentration of the uniform sample. Initial soil moisture was measured in the aggregate samples before each rainfall event in order to investigate its effect on the runoff and sediment variations in the event scales. Runoff, soil loss and initial soil moisture data were evaluated for normality before any statistical analysis using SPSS version 18 software. Differences of runoff and soil loss among different rainfall events were analyzed using the Duncan's test.
    Results And Discussion
    Based on the results, the soil was calcareous having 16% equivalent calcium carbonate. Low amount of organic matter (0.6%). The measured aggregate stability showed to be very low, indicating high susceptibility of the aggregates to water erosion processes. Significant differences were found among the rainfall events in runoff (p
    Keywords: Aggregate, Runoff, Sediment Concentration, Simulated Rainfall
  • شیوا محمدیان خراسانی *، مهدی همایی، ابراهیم پذیرا
    ساختمان خاک، شاخصی مهم برای مدیریت بهینه منابع خاک و آب می باشد. زیرا به گونه ای مستقیم، بر بسیاری از ویژگی های فیزیکی خاک همچون مقدار آب، هدایت آبی، گرما، تهویه، جرم ویژه ظاهری و تخلخل خاک اثر می گذارد. لیکن به دلیل پیچیدگی ساختمان خاک، توصیف کمی آن دشوار می باشد. یکی از روش های نوین برای توضیح کمی ساختمان خاک، استفاده از مفهوم هندسه فرکتالی است. در این روش، با تعیین بعد فرکتالی خاکدانه ها می توان وضعیت پایداری آنها را در مقیاس های مختلف به صورت کمی بررسی کرد. هدف از این پژوهش، کمی سازی ساختمان خاک با استفاده از شاخص های کلاسیک و مقایسه آن با بعد فرکتالی به دست آمده برای خاکدانه های خاک در یک پهنه گسترده بود. بدین منظور، تعداد 41 نمونه خاک دست نخورده از یک منطقه زراعی برداشت و فراوانی نسبی اندازه خاکدانه ها، جرم ویژه ظاهری و فراوانی نسبی اندازه ذرات خاک اندازه گیری شد. سپس میانگین وزنی و میانگین هندسی اندازه خاکدانه ها در دو حالت تر و خشک با استفاده از روش سری الک-ها اندازه گیری شد. آنگاه برای همان نمونه ها، بعدهای فرکتالی Mandelbrot، Tyler-Wheatcraftو Rieu-Sposito برای هر دو حالت خشک و تر تعیین شد. نتایج نشان داد که بعدهای فرکتالی مدل تعداد – اندازه مندل برات در سری الک خشک و مدل تعداد – اندازه ریو - اسپوزیتو در سری الک تر با دو شاخص تجربی قطر خاکدانه ها بیشترین همبستگی را دارند.
    کلید واژگان: پایداری خاکدانه ها, ساختمان خاک, مدل های فرکتالی, هندسه فرکتالی
    Shiva Mohammadian Khorasani*, Mehdi Homaee, Ebrahim Pazira
    Soil structure is an important indicator for optimal management of soil and water resources. Because it directly influencing several physical characteristics of soils such as soil water status، hydraulic conductivity، heat and air contents، soil porosity and bulk density. However، due to complexity of soil structure، its quantitative description is rather difficult. One of the relatively new methods proposed to explain soil structure in a quantitative manner is the so-called fractal geometry concept. In this concept، by determining the fractal dimension of bulk soil، the stability of aggregates can be quantitatively analyzed at different scales. The objective of this study was to quantify soil structure stability using some classic indicators and fractal approach in a large scale. Consequently، 41 intact soil samples were taken from an agricultural area and their particle size distribution، soil bulk density and aggregate bulk density، were measured. The weighted mean diameter and geometric mean diameter of both dry and wet aggregates were measured using dry and wet sieving method. The fractal dimensions of all dry and wet aggregates were obtained using fractal models of Mandelbrot، Tyler-Wheatcraft and Rieu-Sposito. The results indicated that fractal dimensions of the number-size model of Mandelbrot for dry sieve series and the number-size model of Rieu-Sposito in the wet sieve series perform quite well. These two models could also provide reasonable agreement with classical geometric mean and weighted mean diameters of aggregates.
    Keywords: fractal geometry, fractal models, soil aggregate stability, soil structure
  • علی اصغر بسالت پور، حسین شیرانی، عیسی اسفندیارپور
    ماشین های بردار پشتیبان، ابزاری امیدبخش برای روش های مبتنی بر آموزش می باشند که برای مسایل تشخیص الگو بر اساس کمینه کردن احتمال بروز اشتباه، ایجاد شده اند. در این پژوهش، کارآیی روش ماشین های بردار پشتیبان در مدل سازی برآورد پایداری خاکدانه ها (از طریق محاسبه میانگین هندسی قطر خاکدانه ها، GMD) با رگرسیون خطی چند متغیره مقایسه شد. برای این منظور از داده های زودیافت موثر بر پایداری خاکدانه ها شامل برخی ویژگی های توپوگرافیکی، پوشش گیاهی و خاک استفاده گردید. برای بررسی کارآیی مدل ها نیز از برخی شاخص های آماری نظیر ضریب همبستگی (r)، میانگین مربعات خطا (MSE) و درصد خطا (ERROR%) بین مقادیر اندازهگیری شده و برآورد شده استفاده شد. نتایج نشان داد که کارایی مدل های مبتنی بر ماشین های بردار پشتیبان در تخمین پایداری خاکدانه ها، بسیار بیشتر از روش رگرسیون خطی چند متغیره مرسوم بود. مقادیر MSE و r مدل ماشین های بردار پشتیبان طراحی شده برای برآورد پایداری خاکدانه ها به ترتیب، برابر 005/0 و 86/0 بودند. درصد خطا برای تخمین پایداری خاکدانه ها با استفاده از مدل ماشین های بردار پشتیبان برابر 7/10 درصد بود درحالی که مقدار درصد خطا برای مدل رگرسیونی برازش داده شده، حدود 7/15 درصد بود. بنابراین به نظر می رسد که بتوان از ماشین های بردار پشتیبان برای برآورد برخی ویژگی های فیزیکی خاک (نظیر میانگین هندسی قطر خاکدانه ها) در منطقه ی مورد بررسی استفاده نمود.
    کلید واژگان: ساختمان خاک, ماشین های بردار پشتیبان, میانگین هندسی قطر خاکدانه ها, ویژگی های فیزیکی خاک
    Ali Asghar Besalatpour
    Introduction
    Soil aggregate stability is a key factor in soil resistivity to mechanical stresses, including the impacts of rainfall and surface runoff, and thus to water erosion (Canasveras et al., 2010). Various indicators have been proposed to characterize and quantify soil aggregate stability, for example percentage of water-stable aggregates (WSA), mean weight diameter (MWD), geometric mean diameter (GMD) of aggregates, and water-dispersible clay (WDC) content (Calero et al., 2008). Unfortunately, the experimental methods available to determine these indicators are laborious, time-consuming and difficult to standardize (Canasveras et al., 2010). Therefore, it would be advantageous if aggregate stability could be predicted indirectly from more easily available data (Besalatpour et al., 2014). The main objective of this study is to investigate the potential use of support vector machines (SVMs) method for estimating soil aggregate stability (as quantified by GMD) as compared to multiple linear regression approach.
    Materials And Methods
    The study area was part of the Bazoft watershed (31° 37′ to 32° 39′ N and 49° 34′ to 50° 32′ E), which is located in the Northern part of the Karun river basin in central Iran. A total of 160 soil samples were collected from the top 5 cm of soil surface. Some easily available characteristics including topographic, vegetation, and soil properties were used as inputs. Soil organic matter (SOM) content was determined by the Walkley-Black method (Nelson & Sommers, 1986). Particle size distribution in the soil samples (clay, silt, sand, fine sand, and very fine sand) were measured using the procedure described by Gee & Bauder (1986) and calcium carbonate equivalent (CCE) content was determined by the back-titration method (Nelson, 1982). The modified Kemper & Rosenau (1986) method was used to determine wet-aggregate stability (GMD). The topographic attributes of elevation, slope, and aspect were characterized using a 20-m by 20-m digital elevation model (DEM). The data set was divided into two subsets of training and testing. The training subset was randomly chosen from 70% of the total set of the data and the remaining samples (30% of the data) were used as the testing set. The correlation coefficient (r), mean square error (MSE), and error percentage (ERROR%) between the measured and the predicted GMD values were used to evaluate the performance of the models.
    Results And Discussion
    The description statistics showed that there was little variability in the sample distributions of the variables used in this study to develop the GMD prediction models, indicating that their values were all normally distributed. The constructed SVM model had better performance in predicting GMD compared to the traditional multiple linear regression model. The obtained MSE and r values for the developed SVM model for soil aggregate stability prediction were 0.005 and 0.86, respectively. The obtained ERROR% value for soil aggregate stability prediction using the SVM model was 10.7% while it was 15.7% for the regression model. The scatter plot figures also showed that the SVM model was more accurate in GMD estimation than the MLR model, since the predicted GMD values were closer in agreement with the measured values for most of the samples. The worse performance of the MLR model might be due to the larger amount of data that is required for developing a sustainable regression model compared to intelligent systems. Furthermore, only the linear effects of the predictors on the dependent variable can be extracted by linear models while in many cases the effects may not be linear in nature. Meanwhile, the SVM model is suitable for modelling nonlinear relationships and its major advantage is that the method can be developed without knowing the exact form of the analytical function on which the model should be built. All these indicate that the SVM approach would be a better choice for predicting soil aggregate stability.
    Conclusion
    The pixel-scale soil aggregate stability predicted that using the developed SVM and MLR models demonstrates the usefulness of incorporating topographic and vegetation information along with the soil properties as predictors. However, the SVM model achieved more accuracy in predicting soil aggregate stability compared to the MLR model. Therefore, it appears that support vector machines can be used for prediction of some soil physical properties such as geometric mean diameter of soil aggregates in the study area. Furthermore, despite the high predictive accuracy of the SVM method compared to the MLR technique which was confirmed by the obtained results in the current study, the advantages of the SVM method such as its intrinsic effectiveness with respect to traditional prediction methods, less effort in setting up the control parameters for architecture design, the possibility of solving the learning problem according to constrained quadratic programming methods, etc., should motivate soil scientists to work on it further in the future.
    Keywords: Geometric mean diameter (GMD), Soil structure, Support vector machines (SVMs), Soil physical properties
  • جلال حیدری، شجاع قربانی دشتکی*، فایز رئیسی، پژمان طهماسبی

    نسبت لایه بندی ماده آلی خاک و پایداری خاکدانه ها را می توان به عنوان شاخص های کیفیت خاک تحت شرایط مختلف از جمله آتش سوزی پوشش گیاهی مراتع محسوب کرد. هدف از این پژوهش، بررسی تاثیر آتش سوزی پوشش گیاهی بر نسبت لایه بندی ماده آلی خاک، پایداری خاکدانه ها و توزیع ماده آلی در خاکدانه های ریز و درشت در مراتع نیمه استپی کرسنک واقع در استان چهارمحال و بختیاری بود. بدین منظور، مراتعی با تاریخچه ی آتش سوزی متفاوت که طی سال های 1387، 1388 و 1389 به ترتیب 3، 2 و 1 سال پیش از مطالعه دچار آتش سوزی شده بودند، انتخاب گردید. نمونه برداری از دو عمق سطحی (10-0 سانتی متر) و زیر سطحی (25-15 سانتی متر)، مربوط به هر نقطه دچار آتش سوزی و نقطه مجاور آن که دچار آتش نشده بود (شاهد) در 9 تکرار (مجموعا 108 نمونه) انجام شد. سپس تاثیر آتش سوزی بر نسبت لایه بندی ویژگی های ذکر شده با آزمون t مستقل مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد ماده آلی خاک و میانگین وزنی قطر خاکدانه ها (MWD) در نمونه های سطحی تیمارهای 1 و 2 سال پس از آتش سوزی در مقایسه با شاهد به صورت معنی دار کاهش یافت. همچنین، ماده آلی ذره ای (POM) در نمونه های سطحی در تمام سال های مورد مطالعه در مناطق سوخته شده به طور معنی داری کمتر از مناطق شاهد مجاور بود. تاثیر آتش سوزی بر نسبت لایه بندی ماده آلی خاک در تیمارهای 1 و 2 سال پس از آتش سوزی در مقایسه با مناطق شاهد معنی دار بوده و به ترتیب 26 و 22 درصد کاهش یافت. ماده آلی بخش درشت در لایه سطحی و زیر سطحی تیمار 1 سال پس از آتش سوزی در مقایسه با شاهد کاهش معنی دار داشت. در حالی که، ماده آلی بخش ریز در لایه زیر سطحی تیمار 1 سال پس از آتش سوزی نسبت به شاهد افزایش معنی دار نشان داد. یافته های این پژوهش نشان داد که تاثیر آتش سوزی بر ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک، در لایه سطحی به دلیل شدت بیشتر آتش سوزی، نسبت به لایه زیر سطحی بیشتر بود. افزون بر آن، آتش سوزی باعث کاهش ماده آلی خاک و همچنین پایداری خاکدانه ها و در نتیجه افت (تنزل) کیفیت خاک اراضی مرتعی مورد مطالعه گردید.

    کلید واژگان: چرخه کربن, ساختمان خاک
    J. Heidary, Sh. Ghorbani Dashtaki, F. Raiesi, P. Tahmasebi

    Stratification ratio of soil organic matter and aggregate stability are considered as indicators of soil quality under different conditions such as burning rangeland vegetation. The objective of this study was to investigate the impact of fire on stratification ratio of soil organic matter and aggregate stability and distribution of organic matter in two macro and micro fractions in semi-steppe rangeland of Karsanak region in Chaharmahal and Bakhtiari province. Several sites which were affected by fire three، two، and one years before this study (i. e. 2008، 2009، and 2010، respectively) were chosen. Since the soil samples were taken from two depths (0-10 cm and 15-25 cm) of each site with 9 replications، the numbers of soil samples for laboratory analysis were 108. Independent t-test (P= 5%) was used to assess the difference between the measured properties at the burned and control sites. The results showed that the soil organic matter and mean weight diameter of aggregates (MWD) in the surface layer decreased significantly in 1 and 2 years after fire. Particulate organic matter (POM) significantly decreased in surface layer of the burned areas compared with the control areas. The effects of fire on stratification ratio of soil organic matter in 1- and 2-years after fire were significant compared with control areas، and stratification of soil organic matter decreased 26% and 22 percent in 1 and 2 years after fire، respectively. Stratification ratio of aggregate stability was lower in all burned areas compared with control areas، but the differences were not significant. Macro organic matter of both surface and subsurface layers in 1 year after fire was significantly reduced compared with the control، while، micro organic matter of subsurface layer showed significant increase. The study results showed that the effect of fire on physical and chemical soil properties in the surface layer were more than subsurface layer، because of higher-severity fire in surface layer. Furthermore، due to reduction of organic matter and aggregate stability after fire، rangeland soil quality decreased.

    Keywords: Carbon Cycle, Soil structure
  • علیرضا واعظی، حیدر حسن زاده، محمدحسین محمدی
    تولید رواناب، در کنار تاثیرپذیری از ویژگی های باران و ویژگی های سطح خاک، از نوع خاک نیز تاثیر می پذیرد. این پژوهش با هدف بررسی تغییرات رواناب طی رخدادهای ثابت باران در خاک های با بافت مختلف در استان زنجان انجام گرفت. بدین منظور، پس از بررسی های اولیه، 10 نوع خاک با بافت مختلف شناسایی و از عمق صفر تا 30 سانتی متر نمونه برداری شد. آزمایش در قالب طرح بلوک های کاملا تصادفی سه بار تکرار شد. خاک ها به کرت هایی با ابعاد 60×80 سانتی متر و عمق 20 سانتی متر در زمینی با شیب 8 درصد انتقال یافت. کرت ها در معرض 10 رخداد باران شبیه سازی شده با شدت ثابت 55 میلی متر بر ساعت و مدت 30 دقیقه با فاصله زمانی پنج روز قرار گرفتند. رطوبت خاک پیش از آغاز هر رخداد به روش وزنی اندازه گیری شد. زمان آغاز رواناب و حجم آن در هر کرت در هر رخداد باران اندازه گیری شد. نتایج نشان داد رطوبت خاک، زمان آغاز رواناب، و مقدار رواناب تحت تاثیر بافت خاک قرار می گیرد (001/0P<). رخدادهای بارندگی نیز اثری معنادار بر رطوبت خاک، زمان آغاز رواناب، و عمق رواناب داشتند (001/0P<). از رخداد اول تا رخداد چهارم رطوبت خاک و تولید رواناب افزایش و زمان آغاز رواناب به طور معنادار کاهش یافت. از رخداد پنجم به بعد، احتمالا به دلیل به پایان رسیدن نسبی تخریب ساختمان خاک، تفاوت چشمگیری در مشخصه های رواناب دیده نشد. بر اساس نتایج، بین زمان آغاز رواناب و نیز عمق رواناب و رطوبت خاک رابطه ای معنادار (به ترتیب 001/0P<، 96/0R2= و 001/0P<، 94/0R2=) وجود دارد.
    کلید واژگان: حجم رواناب, رطوبت خاک, زمان آغاز رواناب, ساختمان خاک, شبیه ساز باران
    Ali Reza Vaezi, Heydar Hasanzadeh, Mohammad Hosein Mohammadi
    Runoff production along with rainfall characteristics and soil properties is affected by the soil type. This study was carried out to investigate runoff variations as affected by the same rainfall events in different soil textures in Zanjan province. After initial tests، ten soil textures were recognized in the area and accordingly soil samples were taken from 0-30 depth. The experiment was done in the randomized complete block design with ten treatments at three replications. The soils were filled within the plots with a dimension of 60 × 80cm and 20 cm-depth on a sloped land (8%). Experimental plots were exposed to 10 simulated rainfalls with 55-mm h-1 intensity and 30-min duration. Soil moisture content was measured at the plots before each event using the weighted method. The initiation time and volume of the generated runoff were measured at the plots in each rainfall event. The results showed that there was significant differences among the soils in the initial soil moisture (P<0. 001)، runoff initiation time (P<0. 001) and runoff depth (P<0. 001). Rainfall events also significantly affected the moisture content (R2=0. 98، P<0. 001)، initiation time (R2=0. 95، P<0. 001) and runoff depth (R2=0. 96، P<0. 001) in the soils. From the first rainfall event to the forth event، the soil moisture content and runoff depth significantly increased and the runoff initiation time considerably declined. After the fifth event، the runoff parameters did not significantly vary probably due to the stop of the aggregates breakdown. Based on the results، both the runoff production and the runoff initiation time were remarkably related to the soil moisture content (R2=0. 96، P<0. 001 and R2=0. 94، P<0. 001، respectively).
    Keywords: initiation time of runoff, runoff volume, soil moisture content, soil structure rainfall simulator
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال