فهرست مطالب

پژوهشهای خاک (علوم خاک و آب) - سال سی و چهارم شماره 3 (پاییز 1399)

نشریه پژوهشهای خاک (علوم خاک و آب)
سال سی و چهارم شماره 3 (پاییز 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/11/02
  • تعداد عناوین: 8
|
  • شهرام محمود سلطانی*، مهرزاد الله قلی پور، مریم شکوری کتیگری، مریم پیکان، حمید شعبان زاده، افشین عطار، علی پورصفر طبالوندی، فاطمه کشتکار صفحات 311-329

    علی رغم مطالعات بسیار در خصوص تاثیر مصرف خاکی و محلول پاشی عنصر روی بطور جداگانه بر گیاه برنج، کارهای بسیار کمی در زمینه پراکنش روی دراندام های مختلف برنج (Oryza sativa L) و کیفیت دانه (روی و پروتئین بیشتر) تحت تاثیر همزمان کاربرد پایه و محلول پاشی روی انجام شده است. بنابراین پژوهش حاضر تاثیر مصرف خاکی و محلول پاشی کود سولفات روی بر محتوای روی در اندام های گیاه در مراحل مختلف رشد، مقدار روی و پروتئین دانه برنج رقم هاشمی را طی آزمایشی مزرعه ایی به صورت فاکتوریل (با دو فاکتور شامل مصرف خاکی روی(سه سطح) و محلول پاشی روی(چهار سطح)) در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی و در سه تکرار مورد بررسی قرار داد. بیشترین میزان عملکرد (4283 کیلوگرم در هکتار) و با افزایشی در حدود 32 درصد نسبت به شاهد (2920 کیلوگرم در هکتار) (عدم مصرف خاکی و عدم محلول پاشی) مربوط به ترکیب تیماری 20 کیلوگرم روی در هکتار و محلول پاشی در مرحله رسیدن دانه میباشد اگرچه به دلیل معنی دار نبودن اختلاف بین تیمارهای 10 و 20 کیلوگرمی روی در هکتار، مصرف 10 کیلوگرم روی از نظر اقتصادی مقرون به صرفه تر است. بیشترین افزایش روی در برگ و ساقه در مرحله گلدهی (2 برابر) در تیمار ترکیبی 10 کیلوگرم در هکتار روی و محلول پاشی در مرحله پنجه زنی، در خوشه و دانه به ترتیب 5/2 و 2 برابر و محتوای پروتئین دانه (40%) با کاربرد 10 کیلوگرم در هکتار روی و محلول پاشی در مرحله گلدهی بود. بیشترین ضریب همبستگی خطی بین محتوای روی دانه با محتوای روی در خوشه در مرحله رسیدن دانه (**58/0) به دست آمد. این در حالیست که محتوای پروتئین دانه به ترتیب با محتوای روی دانه (**68/0)، محتوای روی در خوشه در مرحله رسیدن دانه (*64/0) و محتوای روی در ساقه در مرحله رسیدن دانه (**64/0) همبستگی مثبت داشت. بیشترین ضریب همبستگی خطی به ترتیب بین محتوای روی در خوشه در مرحله رسیدن دانه با محتوای روی در برگ در همین مرحله (**69/0)، محتوای روی در ساقه و برگ در مرحله گلدهی (**65/0) و محتوای روی در ساقه در مرحله رسیدن دانه با محتوای روی در ریشه در مرحله گلدهی (**45/0) بود. همچنین مدل رگرسیونی چندمتغیره خطی گام به گام برازش داده شده بین محتوای پروتئین برنج سفید و سایر مقادیر روی در بافت های گیاه برنج در مراحل مختلف رشد حاکی از این بود که متغیرهای محتوای روی در دانه، محتوای روی برگ و ریشه در مرحله پرشدن دانه رابطه معنی داری با محتوای پروتئین دانه داشته و این سه متغیر بر پایه ضریب تبیین تعدیل شده 56 درصد از تغییرات محتوای پروتئین در برنج سفید را تشریح می نمایند. بنابراین، کاربرد خاکی 20 کیلوگرم روی و محلول پاشی در مراحل گلدهی برای بهبود عملکرد و ارتقای کیفی دانه برنج بسیار کارایی دارد.

    کلیدواژگان: پروتئین دانه برنج، عملکرد برنج، کیفیت دانه
  • حسین کیخسروی، علی عباسپور*، حمیدرضا اصغری صفحات 331-343

    یکی از روش های جلوگیری از نامحلول شدن کودهای شیمیایی فسفره در اراضی کشاورزی، استفاده از کودهای آلی نظیر بیوچار می باشد. بر این اساس به منظور بررسی تاثیر بیوچار سبوس برنج (تولید شده در دمای 550 درجه سانتیگراد) به تنهایی، همراه (مخلوط) با فسفر، و غنی شده با فسفر بر برخی ویژگی های شیمیایی خاک و عملکرد ذرت، یک آزمایش مزرعه ای بر پایه طرح کاملا تصادفی با 7 تیمار در سه تکرار اجرا شد. تیمارهای آزمایش شامل شاهد، کود فسفر (350 کیلوگرم سوپر فسفات تریپل در هکتار)، بیوچار در دو سطح (2 و 4 تن در هکتار)، بیوچار غنی شده با کود فسفر (در دو سطح 2 تن بیوچار غنی شده با 350 کیلوگرم سوپرفسفات تریپل در هکتار و 4 تن بیوچار غنی شده با 700 کیلوگرم سوپر فسفات تریپل) و بیوچار همراه با کود فسفر (بیوچار مخلوط شده با 350 کیلوگرم سوپرفسفات تریپل) بود. برای اندازه گیری ویژگی های خاک طی فصل رشد گیاه در سه مرحله از خاک نمونه برداری شد و پس از 120 روز از رشد گیاه ذرت، نمونه برداری از گیاه برای تعیین عملکرد و اجزای عملکرد گیاه انجام شد. نتایج نشان داد که در انتهای رشد گیاه (120 روز) تقریبا همه تیمارهای حاوی بیوچار نسبت به شاهد و حتی نسبت به تیمار کود فسفر پ هاش خاک را کاهش (احتمالا به خاطر تجزیه ترکیبات آلی موجود در بیوچار) و فسفر محلول و قابل دسترس را افزایش دادند و در این خصوص، بیوچار همراه با سوپرفسفات تریپل بهترین تیمار (فسفر محلول و قابل دسترس به ترتیب 190 و 105 درصد افزایش نسبت به شاهد) بود. تیمار شاهد کمترین عملکرد دانه (1/9 تن در هکتار)  و تیمار 4 تن در هکتار بیوچار غنی شده با فسفر  بیشترین عملکرد دانه (9/15 تن در هکتار) را داشتند. همجنین، تیمار 4 تن بیوچار بیشترین غلظت فسفر دانه (79/0 درصد) و ریشه (47/0 درصد) را داشت. نتایج نشان دهنده این بود که اگر چه کاربرد کود سوپرفسفات تریپل به تنهایی سبب افزایش قابلیت دسترسی فسفر می گردد، اما در طولانی مدت از تاثیر آن کاسته خواهد شد و تیمارهای توام فسفر و بیوچار تاثیر بلند مدت بهتری بر قابلیت جذب فسفر خواهند داشت. به طور کلی، برای خاک های فقیر از نظر فسفر و مواد آلی، تیمار 4 تن بیوچار غنی شده با 700 کیلوگرم کود سوپرفسفات تریپل در هکتار به دلیل داشتن بیشترین عملکرد دانه ذرت توصیه می شود، اگر چه مسایل زیست محیطی مربوط به مصرف زیاد فسفر و هزینه های تحمیل شده بر کشاورزان را بایستی در نظر گرفت.

    کلیدواژگان: جذب فسفر، غنی سازی کود شیمیایی، کود آلی فسفردار
  • سید علیرضا سیدجلالی*، رمضانعلی دهقان، ابوالفضل آزادی، علی زین الدینی میمند، میر ناصر نویدی، زهرا محمداسماعیل صفحات 345-359

    هدف از اجرای این تحقیق بررسی تاثیر ویژگی های خاک بر عملکرد نیشکرو اصلاح جدول نیازهای خاکی و زمین نما برای نیشکر بود. بدین منظور 120 نقطه در مناطق مختلف تحت کشت نیشکر در استان خوزستان و مازندران بر اساس تنوع در تغییرات خاک مطالعه شد. روش های مورد استفاده در این تحقیق برای تعیین شاخص سرزمین روش پارامتریک بود و برای تجزیه و تحلیل داده ها از رگرسیون چندمتغیره به روش گام به گام و رگرسیون ساده استفاده گردید. عملکرد محصول نیشکر به عنوان متغیر وابسته در نظر گرفته شد و متغیرهای مستقل شامل شوری، درصد سدیم قابل تبادل، اسیدیته خاک، گچ، آهک، رس، شن، سیلت بود. سپس، با بررسی روابط رگرسیون ساده بین ویژگی های مهم و موثر خاک با عملکرد نیشکر، معادلات و نمودارهای مربوطه ترسیم گردید و درجه بندی ویژگی های خاک به روش فایو انجام شد. نتایج همبستگی نشان داد که به ترتیب متغیرهای درصد سدیم قابل تبادل، رس، آهک، اسیدیته و شوری با عمکرد دارای همبستگی معنی دار بود و همبستگی متغیرهای شن و سیلت معنی دار نبود. ضریب تبیین رگرسیون چند متغیره نشان داد که متغیرهای واردشده به مدل توانسته اند 67% از واریانس مربوط به متغیر وابسته را تعیین نمایند. در معادلات رگرسیون ساده، شوری خاک، درصد سدیم قابل تبادل و آهک اثر کاهشی بر عملکرد نیشکر دارند. بیشترین تاثیر بر عملکرد نیشکر را متغیرهای درصد سدیم قابل تبادل و شوری خاک داشتند. برای ارزیابی و صحت سنجی جدول نیازهای خاکی پیشنهادی، از داده های خاک و عملکرد نیشکر 30 سرزمین که برای استخراج این جدول مورد استفاده قرار نگرفته بود، استفاده شد و ضریب تبیین بین عملکرد نیشکر با شاخص سرزمین  حدود81/0 بود که نشان از دقت قابل قبول جدول ارایه شده داشت.

    کلیدواژگان: شاخص های سرزمین، ویژگی های خاک، درصد سدیم قابل تبادل، عملکرد نیشکر
  • عاطفه توکلی*، احمد گلچین، سمانه عبداللهی صفحات 361-373

    همگام با رشد صنعت و فناوری، ورود آلاینده های محیط زیست، به ویژه فلزهای سنگین، به خاک موجب افزایش نگرانی جامعه جهانی در مورد امنیت غذایی شده است. هدف از این مطالعه بررسی اثر کادمیم بر برخی از شاخص های رشد و غلظت عناصر غذایی در رقم های مختلف گیاه گندم بود. برای این کار یک آزمایش فاکتوریل به صورت گلدانی در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در شرایط گلخانه به اجرا درآمد. فاکتورهای مورد بررسی شامل پنج سطح آلودگی خاک به کادمیم (صفر، 10، 25، 50 و 100 میلی گرم کادمیم بر کیلوگرم خاک) از منبع سولفات کادمیم [3Cd(SO4).8H2O]و چهار رقم گندم (زارع، پیشگام، میهن و اوروم) بودند. نتایج نشان داد که سطوح مختلف کادمیم خاک به طور معناداری وزن تر و خشک بخش هوایی و ریشه، شاخص کلروفیل برگ، ارتفاع بوته، و همچنین غلظت نیتروژن، فسفر، پتاسیم، آهن و مس رقم های مختلف گندم را کاهش داد. بیشترین میزان صفات ذکر شده در تیمار شاهد (بدون آلودگی کادمیم) و کمترین آن ها در تیمار 100 میلی گرم کادمیم بر کیلوگرم خاک به دست آمد. رقم های مختلف گندم واکنش متفاوتی به سطوح مختلف کادمیم خاک نشان دادند. رقم های پیشگام و اوروم کم ترین و رقم میهن بیش ترین حساسیت را به آلودگی خاک به کادمیم نشان دادند.

    کلیدواژگان: آلودگی خاک، فلزهای سنگین، رقم زارع، رقم پیشگام، رقم اوروم، رقم میهن
  • ایوب عثمانی، حسین عسگرزاده*، فرخ اسدزاده صفحات 375-388

    این پژوهش با هدف ارزیابی شاخص های کیفیت فیزیکی (SPQ) خاک های سطحی و زیرسطحی مزارع گندم و آفتابگردان دشت ارومیه انجام شد. از تجزیه مولفه های اصلی (PCA) برای تفکیک تاثیر لایه های خاک و نوع کشت بر SPQ استفاده شد. نمونه برداری ها و اندازه گیری ها در دو لایه (خاک سطحی و زیرسطحی) 30 مزرعه (پانزده مزرعه گندم و پانزده مزرعه آفتابگردان) انجام شد. منحنی های نگهداری آب در خاک و مقاومت فروروی خاک در نمونه های دست نخورده به ترتیب با استفاده از دستگاه های جعبه شن و صفحه فشار، و ریز-فروسنج اندازه گیری شدند. سپس دامنه رطوبتی با حداقل محدودیت (LLWR)، گنجایش آب انتگرالی (IWC) و شاخص کیفیت فیزیکی خاک دکستر (S) محاسبه شد. تفاوت معنی داری (p <0.05) بین مقادیر میانگین شاخص های کیفیت فیزیکی خاک های سطحی و زیرسطحی وجود داشت. مقادیر چگالی ظاهری نسبی (RBD) خاک های زیرسطحی بزرگتر از مقادیر آنها در خاک های سطحی بود. همچنین مقادیر IWC، LLWR، و S خاک های زیرسطحی بسیار کوچکتر از مقادیر آنها در خاک های سطحی بود که نشان دهنده کیفیت فیزیکی ضعیف خاک زیرسطحی در مزارع مورد بررسی است. این یافته می تواند به دلیل خاک ورزی رایج با ماشین های کشاورزی سنگین وزن (به ویژه در شرایط رطوبت زیاد خاک) در دهه های گذشته باشد که سبب تشکیل کفه شخم در خاک زیرسطحی شده است. بنابراین پیشنهاد می شود اصلاح سامانه های خاک ورزی و پایش پیوسته اثر کشت و کار بر SPQ در منطقه انجام گیرد. ارزیابی شاخص های SPQ مزارع گندم و آفتابگردان، با استفاده از مقایسه میانگین و PCA، نشان داد که مزارع گندم نسبت به مزارع آفتابگردان کیفیت فیزیکی خاک بهتری داشتند. تفاوت سامانه های ریشه های دو گیاه و تردد بیشتر انسان در مزارع آفتابگردان می توانند دلایل اصلی کاهش کیفیت فیزیکی خاک در کشت آفتابگردان در مقایسه با کشت گندم باشند.

    کلیدواژگان: دامنه رطوبتی با حداقل محدودیت، گنجایش آب انتگرالی، مقاومت فروروی خاک، شاخص دکستر
  • حسن مظفری، سید علی اکبر موسوی* صفحات 390-408

    مدل های فرکتالی جرم-پایه، به وفور در کمی کردن منحنی توزیع اندازه ذرات خاک مورد استفاده قرار گرفته اند. از آنجا که بعد فرکتالی قابلیت های زیادی در برآورد ویژگی های مختلف خاک دارد، این پژوهش با هدف تعیین مناسب ترین گروه اندازه ای ذرات اولیه برای برآورد بعد فرکتالی خاک انجام شد. نمونه برداری از 186 نقطه از برخی خاک های آهکی جنوب ایران واقع در استان فارس انجام شد. اندازه گیری توزیع اندازه ذرات خاک با ترکیب روش الک تر و روش تغییر یافته هیدرومترانجام شد. ابعاد فرکتالی به سه روش تیلر و ویت کرافت (DT)، سپاسخواه و تافته (DS)، و کراوچنکو و ژانگ (DK) محاسبه شد. سپس روابط رگرسیونی بین DT و DK و مقادیر فراوانی گروه های مختلف اندازه ی ذرات اولیه خاک برقرار شد. نتایج نشان داد که ارتباط رگرسیونی (درجه 2) بینDT و DK بسیار قوی (با ضریب تعیین 1) بود. همچنین ارتباط رگرسیونی (خطی) DS با DT و DK نیز قوی بود. نتایج همچنین مشخص کرد که میانگین DKو DS به ترتیب به طور معنی داری بیشتر و کمتر از میانگین DT بود. با ریزتر شدن اندازه ذرات، دقت روابط رگرسیونی بین درصد اندازه ذرات کوچکتر از یک قطر مشخص با ابعاد فرکتالی (DT و DK) خاک بیشتر شد تا جایی که در ارتباط لگاریتمی بین ابعاد فرکتالی با درصد رس، حداکثر مقدار دقت مشاهده شد. آماره های ضریب تعیین داده های آموزش، ضریب تعیین داده های آزمون، ریشه میانگین مربعات خطای نرمال شده (درصد) و ضریب نش-ساتکلیف برای مدل لگاریتمی بین مقدار رس و DT به ترتیب برابر 99/0، 98/0، 6/0 و 95/0 و همچنین برای مدل لگاریتمی با DK به ترتیب برابر 98/0، 99/0، 25/0 و 94/0 بودند که بیانگر ارتباط بسیار قوی مقدار رس با ابعاد فرکتالی است. بنابراین با داشتن مقدار رس می توان با روابط بسیار ساده، مقادیر ابعاد فرکتالی تیلر و ویت کرافت و کراوچنکو و ژانگ را در محدوده وسیعی از خاک های آهکی با ترکیبات مکانیکی مختلف محاسبه کرد و از این ابعاد فرکتالی برای تخمین ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و به ویژه هیدرولیکی خاک های آهکی که در بسیاری از موارد اندازه گیری آنها مشکل، هزینه بر، و وقت گیر است استفاده کرد.لازم به ذکر است که روابط ارایه شده زمانی معتبر می باشند که توزیع اندازه ذرات اولیه خاک با روش ارایه شده در پژوهش حاضر تعیین شده باشد و در غیر این صورت روابط مزبور بایستی آزمون و اعتبارسنجی شوند.

    کلیدواژگان: بعد فرکتالی، توزیع اندازه ذرات، روش تیلر و ویت کرافت، روش سپاسخواه و تافته، روش کراوچنکو و ژانگ
  • نیلوفر محمدی، عطاالله خادم الرسول* صفحات 409-420

    بهره برداری از میدان های نفتی احتمال نشت آلاینده های نفتی به درون خاک پیرامونی را افزایش می دهد. این پدیده علاوه بر خسارت ها و تبعات زیست محیطی، سبب تغییرات مخرب در ویژگی های شیمیایی، فیزیکی و مکانیکی و بیولوژیکی خاک نیز می گردد. در این پژوهش تاثیرات زغال زیستی باگاس نیشکر به عنوان اصلاح کننده ی آلی و زیوپلانت به عنوان اصلاح کننده ی آلی-معدنی بر برخی از ویژگی‏های فیزیکی و مکانیکی خاک‏های آلوده به هیدروکربن‏های نفتی، در محدوده‏ی میدان نفتی اهواز (منطقه ی بهره برداری نفت و گاز کارون) بررسی شد. برای این منظور، پس از بازدید‏های میدانی و نمونه برداری به روش سیستماتیک کاملا تصادفی درون بلوک، نمونه‏های خاک به گلدان هایی 7 کیلوگرمی منتقل شده و تیمارهای آزمایشی زغال زیستی و زیوپلانت در سطوح 2%، 4% و 6% وزنی به خاک افزوده شد، سپس رطوبت خاک در سطح 25% و 50% ظرفیت زراعی (FC) محاسبه و بر خاک گلدان ها اعمال گردید و نمونه‏ها برای مدت 100 روز انکوباسیون شدند. پس از اتمام انکوباسیون، پارامتر‏های مقاومتی خاک شامل مقاومت فروروی، مقاومت کششی، مقاومت برشی، شاخص تردی خاکدانه و نیز کلاس آبگذری خاک با استفاده از روش های استاندارد اندازه گیری شد. همچنین درصد نرمال آلکان‏ها و هیدروکربن‏های نفتی با استفاده از دستگاه کروماتوگرافی گازی (GC) تعیین شد. نتایج نشان داد که افزودن زغال زیستی و زیوپلانت در سطوح 2% و 4% سبب افزایش مقاومت برشی و در سطح 6% و50% رطوبت ظرفیت زراعی باعث کاهش مقاومت برشی خاک شده است. همچنین کمترین مقاومت برشی در سطح 6% زغال زیستی و رطوبت 50% FC، مشاهده شد (40/0 کیلوپاسکال). کاربرد زیوپلانت و زغال زیستی منجر به افزایش مقاومت کششی شده است و در سطح 6%زغال زیستی (رطوبت 25% FC) بیشترین مقاومت کششی حاصل شد (18 کیلوپاسکال). کمترین مقاومت فروروی برای سطح 6% زغال زیستی (سطح رطوبت 25% FC) به دست آمد. بدین ترتیب تیمارهای آلی و آلی-معدنی منجر به بهبود ویژگی های ساختمانی و مکانیکی خاک شد و راهکاری مدیریتی برای احیای خاک های آلوده به مواد نفتی محسوب می شود.

    کلیدواژگان: تخریب خاک، ویژگی های مقاومتی خاک، آلودگی نفتی، رطوبت ظرفیت زراعی، اصلاح کننده ی آلی-معدنی
  • محبوبه ضرابی*، مریم کریمی، اکرم فاطمی، زهرا وارسته خانلری صفحات 421-436

    ورمی کمپوست به عنوان یک اصلاح کننده آلی، اثر قابل ملاحظه ای بر کیفیت خاک و رشد گیاهان دارد و بیشتر عناصر غذایی موجود در ورمی کمپوست برای گیاهان قابل استفاده می باشند. هدف از این تحقیق بررسی اثر ورمی کمپوست گاوی بر فراهمی و سرعت رهاسازی پتاسیم از شش خاک سطحی (0 تا 30 سانتی متر) تاکستان با بافت های مختلف (لوم، لوم رسی و لوم شنی رسی) است. مطالعات سینتیکی با استفاده از عصاره گیری پی در پی با محلول کلریدکلسیم 01/0 مولار، در فاصله زمانی 25/0تا 72 ساعت در خاک های شاهد و تیمار شده با دو درصد از ورمی کمپوست گاوی انجام شد. افزودن ورمی کمپوست گاوی به خاک ها باعث افزایش فراهمی پتاسیم در خاک ها شد. میانگین پتاسیم تجمعی رهاشده از خاک های شاهد و تیمار شده، به ترتیب 9/526 و 9/547 میلی گرم برکیلوگرم به دست آمد. با توجه به توصیف داده های سرعت رهاسازی توسط معادله الوویچ ساده، فرآیند رها سازی پتاسیم از خاک ها احتمالا متاثر از پدیده پخشیدگی می باشد. ثابت سرعت رهاسازی پتاسیم در خاک ها بین 9/34 تا 1/132 میلی گرم برکیلوگرم در ساعت به دست آمد. یافته های تحقیق اثر متفاوتی از ورمی کمپوست را بر سرعت رهاسازی پتاسیم در خاک های مورد مطالعه نشان داد. افزودن ورمی کمپوست به خاک های لوم رسی با درصد رس بیشتر، ماده آلی کمتر و توانایی تثبیت پتاسیم موجب افزایش سرعت رهاسازی پتاسیم و در خاک های لوم و لوم شنی رسی با درصد رس کمتر، ماده آلی بیشتر و توانایی کمتر تثبیت پتاسیم موجب کاهش سرعت رهاسازی پتاسیم نسبت به خاک شاهد شد. بنابراین ورمی کمپوست اثر متعادل کننده بر سرعت رهاسازی پتاسیم در خاک های مورد مطالعه داشت. دلیل این امر را می توان به برهم کنش ورمی کمپوست با ذرات خاک به ویژه رس ها نسبت داد. با توجه به اهمیت پتاسیم در تغذیه انگور و کمبود پتاسیم در برخی خاک ها، مصرف ورمی کمپوست در تاکستان های شهرستان ملایر توصیه می شود.

    کلیدواژگان: اصلاح کننده آلی، کود دهی انگور، معادله الوویچ، تثبیت پتاسیم، فراهمی پتاسیم
|
  • Shahram Mahmoud Soltani *, Mehrzad Allagholipoor, Maryam Shakourikatigari, Maryam Paykan, Hamid Shabanzadeh, Afshin Attar, Ali Poor Safar Tabalvandi, F. Keshtekar Pages 311-329

    Although there are numerous studies on the effect of soil and foliar application of Zn on rice yield, knowledge on Zn distribution in rice tissues through simultaneous soil and foliar application of Zn is limited. Therefore, The current experiment was conducted to explore the effect of soil and foliar application of zinc sulfate fertilizer on Zn and protein content of grain, and Zn content of rice (Oryza Sativa L.) tissues at different growth stages of Hashemi local cultivar. This filed experiment was carried out on two factors (soil application of Zn at three levels and foliar application of Zn at four levels) using complete randomized block design with three replications. The maximum grain yield (4283 kg ha-1) was recorded at simultaneous application of 20 kg Zn ha-1 (basal soil application) with foliar application of Zn solution at ripening stage, giving 32% increase compared to the control (2915 kgha-1). The highest increase in leaves and stems Zn content (2 times) was recorded at the combined treatments (10 kg Zn ha-1 and foliar spray at the maximum tillering stage). Also, the maximum increase in panicle and rice grain Zn (around 2.5 times) was obtained by application of 10 kg Zn ha-1 and foliar spray at the flowering stage. The highest linear correlation coefficient was found between grain and panicle Zn content (0.58**). Meanwhile, the grain protein content positively correlated with grain Zn content (0.68**), panicle Zn content (0.64**) and Zn content of stem (0.64**). Among the aerial parts, the highest linear correlation coefficient was found between Zn content of panicle and leaves at ripening stage (0.69**), Zn content of leaves and stems at flowering stage (0.65**), Zn content of stems at ripening stage and root Zn content at flowering stage (0.45**). The fitted stepwise multiple regression analysis  among protein content of rice grains and Zn content of all rice tissues at different rice growth stages indicated that grain Zn content, Zn content of leaves and stems at ripening stage had positive significant relationship with protein content of grains. According to adjusted coefficient of determination, these characters demonstrated 56% of protein content variations. It can be concluded that soil application of 20 kg Zn ha-1 in combination with Zn foliar application of  0.5% Zn sulfate at flowering stage of rice plant enhance grain yield and quality.

    Keywords: Oryza sativa L, Rice grain protein, Rice yield, grain quality
  • Hossein Keykhosravi, Ali Abbaspour *, Hamid Reza Asghari Pages 331-343

    Application of organic fertilizers such as biochar is one of the most effective techniques to avoid immobilization of P chemical fertilizers in soils. In order to evaluate the effect of rice bran biochar (produced at 550º C) alone, biochar mixed with P, and that enriched with P on some chemical properties of soil and yield of corn plant, a field experiment was conducted based on a completely randomized design with 7 treatments and 3 replications. The treatments included a control, triple superphosphate (350 kg ha-1 TSP), biochar at 2 levels (2 and 4 t.ha-1), biochar enriched with TSP (2 and 4 t.ha-1 biochar enriched with, respectively, 350 and 700 kg TSP), and 2 ton ha-1 biochar mixed with 350 kg TSP. To determine the chemical properties of soil and yield of corn, soil sampling was done three times during the growing season while plants were sampled 120 days after sowing. The results revealed that pH value decrease and soluble and available phosphorus increased in almost all treatments including biochar. The biochar with TSP was the best treatment (soluble and available P increased by 190% and 105%, respectively, compared to the control).  Grain yield was the lowest in the control (9.1 t.ha-1) and the highest in 4 t.ha-1 biochar enriched with TSP (15.9 t.ha-1). The treatment including 4 t.ha-1 biochar showed the highest P concentration in corn root (0.47%) and grain (0.79%). It is concluded that although TSP alone was able to increase available P in the soil, but its effects will decrease in longer times. Application of biochar mixed with TSP had the best effect on the P availability and its uptake by the plant. In general, for soils with low content of  P and organic matter, treatment of 4 t.ha-1 biochar enriched with 700 kg TSP is recommended to obtain the highest grain yield. However, environmental issues caused by the overuse of phosphorus fertilizers and the costs imposed on farmers must be considered.

    Keywords: Phosphorus uptake, enriching chemical fertilizer, P-organic fertilizer
  • Seyed Alireza Seyed Jalali *, Ramazanali Dehghan, Abolfazl Azadi, Ali Zaeinaldini Mimand, Mirnaser Navidi, Zahra Mohammad Esmaeil Pages 345-359

    The purpose of this study was to investigate the effect of soil characteristics on sugarcane yield and to revise the “Table of Soil and Landscape Requirements for Sugarcane”. For this purpose, 120 points in different areas under sugarcane cultivation in Khuzestan and Mazandaran provinces were studied based on diversity in soil characteristics. Parametric methods were used in this study to determine the land index. For data analysis, multivariate regression by stepwise method and simple regression were used. Sugarcane yield was considered as a dependent variable and factors including salinity, percentage of exchangeable sodium, soil acidity, gypsum, lime, clay, sand and silt, as independent variables. Then, by examining the simple regression between important and effective land characteristics with sugarcane yield, the relevant equations and diagrams were drawn and soil properties were rated by FAO method. The results showed that exchangeable sodium, clay, lime, acidity, and salinity, in decreasing order, had a significant correlation with yield of sugarcane, while and the variables of sand and silt had no significant correlation. Multivariate regression coefficient analysis showed that the variables entered in the model were able to explain 67% of the variance related to the dependent variable. In simple regression equations, soil salinity, exchangeable sodium content, and lime had a decreasing effect on yield. The variables of exchangeable sodium percentage and soil salinity had the greatest effect on sugarcane yield. The proposed table on sugarcane soil and landscape requirements was evaluated and validated by using soil data and yields of 30 sugarcane fields that had not been used to extract this table. The coefficient of determination between the sugarcane yield and the land index was about 0.81, indicating the acceptable accuracy of the table.

    Keywords: Land Index, soil characteristics, Exchangeable sodium, Sugarcane yield
  • Atefeh Tavakoli *, Ahmad Golchin, Samaneh Abdollahi Pages 361-373

    With the growth of industries and technologies, the entry of pollutants, especially heavy metals, into the soil has raised the international community's concern about food security. The aim of this study was to investigate the effect of cadmium on some growth indicators and nutrient concentrations of different wheat cultivars. For this purpose, a factorial pot experiment was conducted in greenhouse conditions using a completely randomized design with three replications. The studied factors included five levels of soil contamination by cadmium (zero, 10, 25, 50, and 100 mg Cd/kg of soil) from the source of cadmium sulfate [3Cd (SO4).8H2O] and four wheat cultivars (Zare, Pishgam, Mihan, and Orum). The results showed that different levels of soil cadmium significantly reduced wet and dry weights of the aerial part and root, leaf chlorophyll index, plant height, as well as nitrogen, phosphorus, potassium, iron and copper concentrations of different wheat cultivars. The highest levels of these traits were obtained from the control treatment (without cadmium contamination), and the lowest from the treatment with 100 mg Cd/kg of soil. Different wheat cultivars reacted differently to various levels of soil cadmium. Pishgam and Orum cultivars showed the least sensitivity and Mihan cultivar showed the highest sensitivity to soil contamination by cadmium.

    Keywords: Soil pollution, Heavy metals, cv.Zare, cv.Pishgam, cv.Orum, cv.Mihan
  • Ayoub Osmani, Hossein Asgarzadeh *, Farrokh Asadzadeh Pages 375-388

    This study was conducted to evaluate the soil physical quality (SPQ) indices of topsoil and subsoil of wheat and sunflower fields in Urmia plain. Principal component analysis (PCA) was used to distinguish the effect of soil layer and cultivation type on SPQ. Soil samplings and measurements were done in two layers (topsoil and subsoil) of 30 agricultural fields (15 wheat fields and 15 sunflower fields). Soil water retention and penetration resistance curves of undisturbed samples were determined using sand box and pressure plate, and micro-penetrometer, respectively. Then, least limiting water range (LLWR), integral water capacity (IWC), and Dexter’s index of soil physical quality (S-value) were calculated. There were significant differences (p < /em><0.05) in the mean values of physical quality indices between the topsoil and subsoil. The relative bulk density (RBD) values of subsoil were bigger than topsoil. Also, the IWC, LLWR, and S values of subsoil were much smaller than those of topsoil, indicating poor physical quality of subsoil layer in the studied fields. This might be related to conventional tillage with heavy machinery, especially under high soil moisture conditions in last decades, which induced some compaction effects in the subsoil. These findings recommend improving of tillage systems and continuous monitoring of cultivation effects on SPQ in the studied area. Evaluating the SPQ indices of wheat and sunflower fields, using the means comparison and PCA, showed that wheat fields had better soil physical quality compared to sunflower fields. The difference of root systems and more human trafficking in the sunflower fields could be the main reasons of lower soil physical quality in sunflower cultivation compared to wheat cultivation.

    Keywords: Least limiting water range, Integral water capacity, Soil penetration resistance, Dexter’s index
  • Hasan Mozaffari, Seyyed Ali Akbar Moosavi * Pages 390-408

    Mass-fractal models have been frequently used to quantify soil particles size distribution. Since fractal dimension has numerous capabilities to predict different soil properties, this study aimed to determine the best soil primary particles size groups in estimation of fractal dimension of soil primary particles size. This study was done with 186samples of calcareous soils in southern parts of Iran located in Fars province. Soil particles size distribution was determined using combination of wet sieving and modified hydrometer method. Fractal dimensions were calculated using three methods including Tyler and Wheatcraft (DT), Sepaskhah and Tafteh (DS), and Kravchenko and Zhang (DK). Then, the relationship between DT and DK with contents of soil primary particles in different size groups were established. Results showed that regression relationship (power 2) between DT and DK was very strong (with determination coefficient of 1). In addition, DS regression relationship (linear) with DT and DK was strong. Results also revealed that mean values of DK and DS were significantly higher and lower than DT, respectively.As the particles size became smaller, accuracy of regression relationships between smaller particles size percent of a specific diameter and soil fractal dimensions (DT and DK) becomes more, and the maximum accuracy was observed in logarithmic relationship between fractal dimensions and clay percent. R2 of training data and that of test data, normalized root mean square error (%), and Nash-Sutcliffe coefficient statistics were 0.99, 0.98, 0.6, and 0.95 for logarithmic model between clay content and DT, and 0.98, 0.99, 0.25, and 0.94 for logarithmic model between clay content and DK, showing very strong relationship between clay content and fractal dimensions. Therefore, it is possible to calculate Tyler and Wheatcraft and Kravchenko and Zhang fractal dimensions by using clay content and very simple equations in a wide range of calcareous soils with different mechanical components. Thus, those fractal dimensions can be used to estimate physical, chemical, and especially hydraulic properties of calcareous soils, whose measurements are complex, expensive, and time consuming.It should be pointed out that the proposed relations are valid when primary particle size distribution of soil is determined using the method used in the present study. Otherwise, the relations should be tested and validated.

    Keywords: Fractal dimension, particles size distribution, Tyler, Wheatcraft method, Sepaskhah, Tafteh method, Kravchenko, Zhang method
  • Nilufar Mohammadi, Ataallah Khademalrasoul * Pages 409-420

    Exploitation of oil reservoirs enhances the seepage of petroleum hydrocarbon contaminants to the soil. This phenomenon causes environmental damages and detrimental changes in soil chemical, physical, mechanical, and biological properties. In this study, effects of Bagasse biochar and zeoplant as organic-mineral amendments were investigated on some oil-contaminated soils around Ahvaz city (exploitation area of Karoon oil and gas). Soil sampling was carried out using completely randomized in the block, then, the soil samples were put in pots (7 kg) and the treatments were applied at rates of 2%, 4%, and 6% by weight. Afterwards, the soil moisture was adjusted in the pots (25% and 50% of FC) and all samples were incubated for 100 days. After incubation, penetration resistance, tensile strength, and shear strength were measured using the standard methods. Also, Alkanes and total petroleum hydrocarbons (TPHs)were determined using Gas Chromatography (GC). Results revealed that application of biochar and zeoplant at 2% and 4% levels enhanced the shear strength, whereas application of 6% level at 50% FC decreased the shear strength (0.4 Kpa). Application of biochar and zeoplant increased tensile strength, and at 6% level of biochar (at 25% FC) the highest tensile strength was observed (18 Kpa). The lowest penetration resistance was recorded for 6% of biochar application and at 25% FC. Addition of organic and organic-mineral amendments improved the soil structural and mechanical properties, therefore, their application is a convenient management strategy to amend the oil-contaminated soils.

    Keywords: Soil Degradation, Soil resistance, soil shear strength, Oil contamination, organic-mineral amendment
  • M. Zarabi *, Maryam Karimi, A. Fatemi, Zahra Varasteh Khanlari Pages 421-436

    Vermicompost, as a nutrient-rich organic amendment, contains most nutrients in plant-available forms and can influence soil fertility and plant growth significantly. The objective of this study was to investigate the availability and release rate of potassium (K) in six vineyard topsoil (0-30 cm) with different textures (loam, clay loam, and sandy clay loam) treated with 2 % of cattle manure vermicompost (VC), through successive extractions with 0.01 mol L-1 CaCl2 over periods of 0.25-72 hours. The results showed that VC addition to soils increased the K availability. The average cumulative K released after 72 h from the control and treated soils was 526.9 and 547.9 mg kg−1, respectively. Due to the conformity of data to the Simple Elovich Equation it was suggested that process of K release from soils was affected by diffusion processes. Simple Elovich rate constant values in soils ranged from 34.9 to 132.1 mg kg−1h-1.The VC had different effects on K release rate in soils. In clay loam soils with high clay content, low organic matter and K fixation capacity, VC increased K release rate, while in loam and sandy clay loam soils with low clay, high organic matter, and low K fixation capacity, it decreased K release rate. Overall, VC had a balancing effect on K release rate. It could be related to VC interaction with soil particles, especially clays. Due to the importance of K in grape nutrition and K deficiency in some soils, the use of VC in vineyards is recommended.

    Keywords: Organic amendment, Grape nutrition, Elovich Equation, K fixation, K availability