فهرست مطالب

پژوهشهای خاک (علوم خاک و آب) - سال سی و پنجم شماره 1 (بهار 1400)

نشریه پژوهشهای خاک (علوم خاک و آب)
سال سی و پنجم شماره 1 (بهار 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/05/16
  • تعداد عناوین: 7
|
  • محمود قاسم نژاد، محمدرضا خالدیان*، سجاد علیزاده صفحات 1-14
    در این پژوهش، اثر کود آبیاری با سطوح مختلف نیتروژن (3/83، 8/124 و 4/166 کیلوگرم نیتروژن در هکتار) به همراه چال کود بر عملکرد و کیفیت میوه کیوی رقم ʼهایواردʻ بررسی شد. تیمار شاهد تاک هایی بودند که مقادیر معین کود شیمیایی به صورت پخش سطحی (شاهد) دریافت کردند. نتایج نشان داد که مقدار عناصر غذایی برگ به طور معنی دار تحت تاثیر تیمار کودی قرار گرفت. کودآبیاری با 4/166 کیلوگرم نیتروژن در هکتار همراه با تیمار چالکود بیشترین تاثیر را در افزایش مقدار نیتروژن، پتاسیم و کلسیم برگ ها داشتند، اما تفاوت معنی داری بین تیمارها از نظر مقدار فسفر وجود نداشت. بیشترین مقدار نیتروژن میوه در تیمار چال کود (01/1%) مشاهده شد. بالاترین عملکرد هر تاک در تیمار چال کود (83/56 کیلوگرم) و تیمار کود آبیاری با 4/166 کیلوگرم نیتروژن (82/43 کیلوگرم) مشاهده شد. میانگین وزن میوه تمامی تیمارهای کودی بیشتر از 90[A1]  گرم و در درجه ممتاز قرار داشت و از شاهد (82/85 گرم) بیشتر بود. اختلاف معنی داری بین تیمارهای کودی از نظر درصد ماده خشک میوه وجود نداشت، و به جز چال کود، درصد ماده خشک بالاتر از 17% بود. اما سفتی بافت میوه در تیمار کودآبیاری 3/83 کیلوگرم نیتروژن در هکتار و چال کود به ترتیب با 69/7 و 35/7 کیلوگرم بر سانتی متر مربع بیشتر از سایر تیمارها بود. تیمار کود آبیاری باعث افزایش مواد جامد محلول (SSC) میوه ها در زمان برداشت و زودرسی میوه ها شد. به علاوه، کودآبیاری با 3/83 و 8/124 کیلوگرم نیتروژن در هکتار باعث افزایش معنی دار میزان ویتامین ث میوه شد. در مجموع، کود آبیاری با 4/166 کیلوگرم نیتروژن به دلیل افزایش عملکرد و حفظ کیفیت میوه و همچنین کاهش هزینه های کوددهی و مسایل زیست محیطی در کنار روش چالکود توصیه می شود.  [A1]اصولا دو ممیز ضروری نیست ولی برای تیمار دیگر عدد شما دو ممیز  دارد ..برای این تیمارهم با ممیز بنویسید.
    کلیدواژگان: سفتی بافت کیوی، درصد ماده خشک کیوی، عناصر غذایی برگ
  • مسیب حشمتی*، محمد قیطوری صفحات 15-26
    چرای بی‏رویه مهم ترین عامل آسیب به ویژگی‏های خاک مراتع نیمه‏خشک است. با این وجود، اعمال قرق روشی موثر و کم‏هزینه برای مقابله با این پیامد است. هدف از انجام این تحقیق بررسی تاثیر پنج سال قرق مراتع ییلاقی دالاهو در استان کرمانشاه (99-1394) بر برخی ویژگی‏های خاک مانند کربن آلی، جرم مخصوص ظاهری، میانگین نسبت وزنی خاکدانه‏ها و پایداری آن بود. به‏این منظور، دو ترانسکت خطی در محدوده قرق و چرا بطور تصادفی انتخاب گردید که در هر یک 12 نقطه نمونه‏برداری به فواصل 250 متر مشخص گردید. نمونه‏برداری سالانه از خاک سطحی در طول این ترانسکت ها انجام شد. هر سال از خاک سطحی نمونه برداشت و مورد تجزیه آزمایشگاهی انجام گرفت. نتایج این تحقیق نشان داد که میانگین کربن آلی خاک تیمار قرق و چرا در سال اول به ترتیب 10/1% و 09/1% بود که با هم تفاوت معنی‏داری نداشتند که در سال پنجم به ترتیب به 70/3% و 62/1% رسید و مقدار این عامل در تیمار قرق بطور معنی‏داری افزایش یافت (p<0.05) که سه برابر سال اول بود. میانگین جرم مخصوص ظاهری خاک تیمار قرق و چرا در سال اول به ترتیب 56/1 و 57/1 گرم بر سانتی‏متر مکعب بود که با هم تفاوت معنی‏داری نداشتند، اما از سال دوم به ‏‏بعد در خاک تحت قرق روندی کاهشی یافت و در سال پنجم به کمترین میزان (266/1 گرم بر سانتی‏متر مکعب) رسید. همچنین، میانگین نسبت وزنی خاکدانه‏های با قطر بیش از 1 میلی‏متر در تیمار قرق و چرا در سال اول به ترتیب 18/9% و 09/8% بود که با هم تفاوت معنی‏داری نداشتند، در حالیکه در سال پنجم به ترتیب به 29/30% و 90/6% افزایش یافت که در سایت قرق حدود 3/3 برابر افزایش یافت. در نهایت، شاخص پایداری خاک مرتع تحت چرا در طول پنج سال رتبه 4 (کلاس محدودیت زیاد) بود، اما در خاک مرتع قرق شده به رتبه 1 (کلاس بدون محدودیت) ارتقاء یافت. نتایج این تحقیق نشان داد که پنج سال قرق پشت‏سر هم منجر به بهبود چشمگیر کیفیت خاک و پایداری آن شد.
    کلیدواژگان: پایداری خاک، کربن آلی، خاکدانه‏های درشت، مراتع دالاهو
  • اعظم سادات نورایی، حمید جلیلوند*، سید محمد حجتی، سید جلیل علوی صفحات 27-40

    ویژگی های کیفی خاک های جنگلی می تواند تحت تاثیر فعل و انفعالات پیچیده آب و هوایی، نوع خاک (سنگ بستر)، نحوه مدیریت و نوع گونه درختی دچار تغییر شود. هدف از این مطالعه بررسی تغییرپذیری ویژگی های کیفی خاک در دو توده جنگل کاری بلند مازو (Quercus castaneifolia C. A. Mey) و کاج رادیاتا (Pinus radiate D. Don) در جنگل های چوب و کاغذ استان مازندران بود. به منظور بررسی ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک در چهار فصل (پاییز، زمستان، بهار و تابستان) در مجموع 36 نمونه در هر توده انتخاب و مورد تجزیه قرار گرفت. ویژگی های فیزیکی (رس، سیلت، شن، رطوبت، چگالی ظاهری و آهک)، ویژگی های شیمیایی (pH، EC، نیتروژن، فسفر، کربن خاک، پتاسیمو نسبت کربن به نیتروژن) و ویژگی های زیستی خاک (تنفس خاک، زی توده  میکروبی کربن، زی توده  ریزریشه، ضریب سوخت وساز و فعالیت آنزیم اوره آز) اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که غلظت نیتروژن، فسفر و فعالیت آنزیم اوره آز در توده بلندمازو به طور معنی داری بیشتر از کاج رایاتا بود (01/0>p)؛ ولی میزان پتاسیم در توده کاج رادیاتا بیشتر بود (01/0>p). نتایج مقایسه میانگین ها در ارتباط با تنفس خاک نشان داد که در تمام فصول میزان تنفس خاک در توده کاج رادیاتا بیشتر از بلندمازو است ولی این اختلاف تنها در تابستان از لحاظ آماری معنی داری بود (01/0>p). ویژگی هایی مانند کربن خاک، زی توده  میکروبیکربن و ریزریشه، نسبت کربن به نیتروژن و ضریب سوخت و ساز در تمام فصول در توده کاج رادیاتا به طور معنی داری  بیشتر از توده بلندمازو بود (01/0>p). نتایج این مطالعه نشان می دهد که در بخش ویژگی های نیتروژن خاک، توده بلندمازو، ولی در رابطه با ویژگی های کربن خاک توده کاج رادیاتا مقادیر بیشتری را به خود اختصاص داده اند. در مجموع نتیجه کاربردی این تحقیق نشان داد که برای احیای خاک های فقیرعرصه های جنگلی تخریب یافته ، کاشت گونه های درختی با توانایی بالای تقویت خاک، مورد نیاز است.بنا بر این، به منظور بهبود خاک در عرصه های آسیب دیده، کاشت گونه بلندمازو در جنگل های شمال ایران مرجح به نظر می رسد.

    کلیدواژگان: چرخه کربن، زی توده میکروبی، آنزیم اوره آز، تنفس خاک، جنگل کاری
  • میر ناصر نویدی*، منصور چترنور، محمد جمشیدی، احمد اخیانی صفحات 41-58

    هدف از این پژوهش استفاده از تصاویر چند زمانه سنتینل-2 در تفکیک و تعیین سطح زیر کشت اراضی کشاورزی منطقه بسطام با کمک دوره فنولوژیکی است. برای این منظور، ابتدا محصولات کشت شده منطقه و دوره فنولوژیکی آن ها شامل باغات زردآلو، انگور، گندم و ذرت علوفه ای شناسایی گردید. در ادامه با بهره گیری از نقاط برداشت زمینی و استفاده از روش های ماشین بردار پشتیبان، و مدل های حداکثر تشابه و حداقل فاصله از میانگین، طبقه بندی انجام گرفت. سپس نقشه محدوده اراضی کشاورزی در منطقه به دست آمد. مقایسه دقت مدل ها نشان داد که مدل ماشین بردار پشتیبان بهترین عملکرد را با دقت کلی و ضریب کاپایبه ترتیب 86/0 و 82/0 و مدل حداقل فاصله از میانگین، کمترین عملکرد طبقه بندی را با دقت کلی و ضریب کاپای به ترتیب 69/0 و 61/0 داشتند. بر اساس مدل ماشین بردار پشتیبان برای گندم بیش ترین مساحت (3423 هکتار) و برای ذرت علوفه ای کمترین مساحت (738 هکتار) به دست آمد. نتایج حاصله نشان داد که استفاده از تصاویر ماهواره ای چند زمانه و شاخص فنولوژیکی، توانایی قابل قبولی را در تفکیک محصولات زراعی و تعیین مساحت و تهیه نقشه اراضی کشاورزی داشت. . 

    کلیدواژگان: ماشین بردار پشتیبان، مدل حداکثر تشابه، مدل حداقل فاصله، دوره فنولوژیکی
  • سید علیرضا سید جلالی*، میر ناصر نویدی، علی زین الدینی میمند صفحات 59-74

    درک شناخت عواملی که پیش بینی عملکرد منطقه ای محصول نیشکر را محدود کرده و روش های مدیریت را بهبود بخشد، امری ضروری است. هدف از این تحقیق انتخاب مدلی بود که پتانسیل تولید نیشکر را با در نظر گرفتن ویژگی های اقلیمی، گیاهی و خاکی و زمین نما منطقه برآورد کند. مناطق موردمطالعه در جنوب استان خوزستان شامل کشت و صنعت های امیرکبیر، میزا کوچک خان، دعبل خزایی، سلمان فارسی و فارابی بود. بدین منظور 100 سایت در مزارع مناطق مختلف تحت کشت نیشکر در استان خوزستان بر اساس تنوع در ویژگی های خاک موردمطالعه قرار گرفت. روش انجام این تحقیق طی دو سلسله مراتب انجام شد. در مرحله اول پتانسیل تولید نیشکر با استفاده از روش مدل رشد فایو برآورد شد و در مرحله دوم پتانسیل تولید اراضی برای نیشکر با توجه به تاثیر عوامل محدودکننده در خاک (که به صورت شاخص خاک به روش پارامتری محاسبه و موجب کاهش عملکرد محصول نیشکر در مرحله اول شد) برآورد گردید. برای تجزیه و تحلیل داده ها ، رگرسیون به روش های استاندارد، گام به گام و منحنی تخمین به کار رفت. در رگرسیون به روش استاندارد و گام به گام ویژگی های خاک به عنوان متغیر مستقل و عملکرد مشاهده شده به عنوان متغیر وابسته در نظر گرفته شد و درروش منحنی تخمین به روش های خطی، درجه دوم و درجه سوم، عملکرد مشاهده شده نیشکر به عنوان متغیر مستقل و عملکرد پیش بینی شده به عنوان متغیر وابسته انتخاب شدند. نتایج مرحله اول نشان داد که پتانسیل تولید محصول به روش مدل رشد فایو 8/95 تن در هکتار است و نتایج مرحله دوم نشان داد که پتانسیل تولید اراضی برای نیشکر در منطقه در سطوح مختلف مدیریتی از 18 تا 3/69 تن در هکتار تخمین زده شد.  از عوامل کاهش عملکرد می توان به عوامل محدودکننده ای از قبیل محدودیت های آهک، بافت خاک سنگین و خیلی سنگین، زهکشی، شوری و سدیمی بودن و عدم مدیریت مناسب اشاره نمود. نتایج روش رگرسیون استاندارد و گام به گام نشان دادند که به ترتیب ضریب تبیین 52/0 و 49/0 و خطای استاندارد (ME) برابر 13/10 و 77/9 تن در هکتار به دست آمد. ویژگی های خاک به روش استاندارد تا 52 درصد و به روش گام به گام تا 49 درصد توانست عملکرد را پیش بینی کند و درروش منحنی تخمین برای مدل خطی، درجه دوم و درجه سوم، ضریب تبیین به ترتیب 74/0، 85/0 و 87/0 و خطای استاندارد 8/7، 8/5 و 3/5 تن در هکتار محاسبه شد. بنابراین روش منحنی تخمین درجه سوم که از مدل رشد فایو برای پیش بینی عملکرد محصول استفاده نموده دارای دقت بالاتر و خطای کمتر از مدل رگرسیون استاندارد و گام به گام است که فقط از اثر ویژگی های سرزمین بر عملکرد مشاهده شده را استفاده نموده است.

    کلیدواژگان: شاخص خاک، پیش بینی عملکرد، مدل رشد فائو
  • حسین شیرانی، حانیه گله داری، سمیه صدر* صفحات 75-88

    پژوهش حاضر با هدف بررسی انتقال سرب توسط کلوییدها در دو خاک با بافت های لوم شنی و لوم رسی تحت تیمارهای ورمی کمپوست و اسید آلی انجام گرفت. این آزمایش در قالب طرح پایه کاملا تصادفی انجام شد. این آزمایش با سه فاکتور شامل بافت خاک در دو سطح (لوم شنی و لوم رسی)، ماده ی افزودنی در پنج سطح (سطوح 50 و1000 میکرومولار برای اگزالیک اسید، 1% و2% وزنی برای ورمی کمپوست، و یک سطح صفر به عنوان شاهد) و مقدار آب آب شویی در 10 سطح (10 حجم منفذی)، در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار انجام شد. ستون های خاک از جنس PVC با قطر داخلی 15 و ارتفاع 25 سانتی متر تهیه شدند و تیمارها به آن ها اضافه شد. آب شویی بر اساس اندازه گیری مکش خاک صورت گرفت. نتایج نشان داد در خاک لوم رسی با کاربرد ورمی کمپوست آب شویی کلویید از خاک افزایش و سرب خروجی کاهش یافت، افزودن اسید آلی موجب افزایش آب شویی کلویید از خاک شد البته تیمار 50 میکرومولار اسید آلی موجب کاهش معنی دار کلویید خروجی نسبت به تیمار شاهد و تیمار 1000 میکرومولار اسید آلی شد، کم ترین خروج سرب در تیمار شاهد رخ داد و با افزایش غلظت اسید مقدار سرب خروجی ناشی از آب شویی افزایش یافت اما تفاوت معنی داری بین سه سطح از نظر خروج سرب وجود نداشت. در خاک لوم شنی بیش ترین میزان خروج کلویید مربوط به تیمار شاهد است و افزودن ورمی کمپوست به میزان قابل توجهی از خروج کلویید از خاک جلوگیری کرد که با روند خروج سرب از خاک مطابقت داشت. افزودن اسید آلی نیز موجب کاهش خروج کلویید شد و بیش ترین میزان کلویید خروجی در تیمار شاهد دیده شد که با روند خروج سرب از خاک مطابقت داشت. علاوه براین، رابطه ی بین سرب و کلویید خروجی در خاک لوم رسی معنی دار نشد اما در خاک لوم شنی معنی دار شد. نتایج این تحقیق نشان داد که حرکت سرب به صورت محلول در خاک ریز بافت بسیار ناچیز و کم اهمیت است، اما با جذب به سطوح کلوییدها، حرکت آن همراه با ذرات کلوییدی حایز اهمیت بوده و بدین صورت می تواند موجب آلودگی آب های زیرزمینی گردد.

    کلیدواژگان: آب شویی، حجم منفذی، رس مونت موریلونیت، جذب کلوئیدی سرب، سرب محلول
  • فرود گراوند، آپتین راهنورد*، قربانعلی محمدپور صفحات 89-103

    این مطالعه با هدف ارزیابی پتانسیل جذب فلزات سنگین سرب، کادمیوم، منگنز و نیکل از شیرابه زباله شهری توسط گیاه وتیور در شرایط گلخانه ای انجام گرفت. این تحقیق بر اساس طرح کاملا تصادفی در سه تکرار با چهار تیمار، شامل شیرابه زباله با غلظت های صفر، 30، 60 و 100 درصد انجام شد. گیاهان در شرایط دمایی بهینه برای وتیور (27-23 درجه سانتی گراد) و بر اساس نیاز آبی به مدت 5 ماه و 4 نوبت آبیاری در هفته که هر نوبت شامل دو لیتر شیرابه بود آبیاری شدند. نتایج نشان داد که در جذب فلزات سنگین توسط گیاه تفاوت معنی داری در سطح 1 درصد وجود داشت. همچنین با افزایش سطوح تیمار شیرابه تا سطح 60% در طول ریشه و اندام هوایی تفاوت معنی داری در سطح 1 درصد وجود داشت. سپس در تیمار با شیرابه 100% طول ریشه و اندام هوایی کاهش معنی داری داشت. با افزایش سطوح تیمار شیرابه جذب فلزات سنگین توسط گیاه افزایش یافت. بالاترین میزان جذب، مربوط به ریشه با مجموع میانگین 21/200 میلی گرم بر کیلو گرم در کل چهار تیمار بود، که بیشترین مقدار جذب مربوط به منگنز و سپس به ترتیب برای فلزات، سرب، نیکل و کادمیوم با میانگین های 70/70، 73/52، 56/44 و 22/32 میلی گرم بر کیلوگرم در چهار تیمار بود. در بخش اندام هوایی میزان جذب در مجموع با میانگین 93/147 میلی گرم بر کیلوگرم در کل چهار تیمار بود، که بیشترین مقدار جذب مربوط به منگنز و سپس به ترتیب برای فلزات، سرب، نیکل و کادمیوم با میانگین های 18/53، 35/38، 13/35 و 27/21 میلی گرم بر کیلوگرم در چهار تیمار بود. در بین سطوح تیمارهای بکار رفته نیز بیشترین میزان جذب فلزات سنگین (سرب، کادمیوم، منگنز و نیکل)  در ریشه و اندام هوایی مربوط به تیمار با سطح 100 درصد بود. همچنین برای همه عناصر در هر چهار تیمار فاکتور غلظت بیولوژیکی (BCF) بیشتر از یک و فاکتور انتقال (TF) کمتر از یک بود. نتایج نشان داد گیاه با درمعرض قرارگرفتن غلظت های بیشتر شیرابه بطور معنی داری قادر به جذب مقادیر بالاتری از فلزات سنگین بود. با توجه به بیشتر بودن جذب فلزات سنگین شیرابه زباله در ریشه نسبت به اندام هوایی، گیاه وتیور بعنوان یک گیاه تثبیت کننده حرکت فلزات سنگین درخاک های آلوده عمل می کند.

    کلیدواژگان: گیاه پالایی، گیاه تثبیت کننده فلزات سنگین، فاکتور غلظت بیولوژیکی، فاکتور انتقال، خاک آلودگی
|
  • Mahmoud Ghassemnejad, Mohammadreza Khaledian *, Sajjad Alizadeh Pages 1-14
    In this study, the effect of fertigation (83.3, 124.8, 166.4 kg Nitrogen per hectar) and “Pit-fertilization” on fruit yield and quality of Hayward kiwifruit was investigated. Control treatment was the common manner of fertilization by local orchardist. The results showed that leaf mineral nutrient elements significantly changed by fertilization treatment. Fertilization with 166.4 kg N /ha and pit-fertilization significantly increased leaf nitrogen, potassium, and calcium, but no significant difference was found between treatments for phosphorus. Furthermore, the highest nitrogen was found in pit-fertilization treatments (1.01%). The highest fruit yield per vine was found in pit- fertilization treatment (56.8 kg/vine) and fertigation with 166.4 kg N/ha (42.82 kg). The mean fruit weight of all fertilization treatments was more than 90 g, which was higher than the control (85.82g). No significant difference was found for dry matter percentage in fertilization treatments, and all were more than 17%, except the pit method treatment. Fruit firmness of fertigation treatments with 83.3 kg N/ha and pit method was more than other treatments: with 7.69 and 7.35 kg/cm, respectively. Fertigation increased fruit soluble solid content (SSC) and resulted in early ripening. In addition, fertigation with 83.3 and 124.8 kg N/ha increased significantly fruit vitamin C. Overall, pit fertilization and fertigation with 166.4 kg N/ha are recommendable due to increasing yield and maintaining fruit quality as well as reducing fertilizing cost and ecological problems.
    Keywords: Kiwifruit firmness, Kiwifruit dry matter, Leaf mineral nutrient
  • Mosayeb Heshmati *, Mohammad Gheitury Pages 15-26
    Heavy livestock grazing is a severe threat to soil quality in the rangelands, particularly in the semiarid regions. However, grazing exclusion is the effective and low cost management measure combating improper grazing impact. The purpose of this study was to investigate the effects of grazing exclusion on soil physicochemical properties in Dalahoo Rangeland, Kermanshah, Iran, and was carried out during 2016-2019. For this purpose, two linear transects were performed in exclosure (Ex) and grazed (Gr) sites. In each transect, 12 sampling points were selected with 250 m interval and soil samples were taken from topsoil and repeated annually. The results of this study revealed that the respective value of soil organic carbon (SOC) in Ex and Gr was 1.10 and 1.09 %, showing no significant differences between them in the first year. However, in the fifth year, SOC was enhanced to 3.70% in Ex, which was significantly higher compared to Gr (p <0.05) and 5.5 times higher than the first year. The bulk density (BD) in the Ex and Gr soil in the first year was 1.56 and 1.57 gcm-3, respectively. Over five year time, the BD of Ex significantly decreased to 1.266 gcm-3, while there was no significant change in Gr site. Furthermore, the respective ratio of coarse soil aggregate (CSA) with > 1 mm diameter in Ex and Gr was, respectively, 9.18% and 8.09% in the first year, while it was, respectively, 30.29% and 6.90% in the fifth year, which was significantly higher in Ex (p<0.05) and indicated 3.3 times improvement through exclosure measure. Finally, the limitation class for soil quality in the Ex was changed from high (1st year) to no limitation (5th year), while Gr site, which was in “high limitation class” in the first year, showed no change during five year. This study demonstrates that five years grazing exclusion significantly improved soil quality.
    Keywords: Dalahoo Rangeland, Coarse Aggregate, Organic carbon, Soil stability
  • Azam Sadat Nouraei, Seyyed Mohammad Hojjati, Seyyed Jalil Alavi Pages 27-40

    The qualitative characteristics of forest soils can change under the influence of complex climatic interactions, soil type, management type, and tree species type. The aim of this study was to investigate the variability of soil quality characteristics in two forest plantations of Quercus castaneifolia C. A. Mey and Pinus radiate D. Don in Wood and PaperForests of Mazandaran Province. In both stands, 36 samples were randomly selected for determination of soil physical characteristics, in one season (autumn), and chemical and biological characteristics, in four seasons (autumn, winter, spring and summer). Physical characteristics (clay, silt, sand, moisture, bulk density and lime), chemical characteristics (pH, EC, nitrogen, phosphorus, potassium, carbon to nitrogenratio) and soil biology (soil respiration, microbial biomass carbon, fine root biomass, metabolic rate, and urease enzyme activity) were measured. The results of this study showed that the concentration of nitrogen, phosphorus and enzyme urease activity in oak stands was significantly higher than pine stand (p < /span><0.01), but potassium concentrations were significantly (p < /span><0.01) higher in the pine stand. In all seasons, the rate of soil respiration in the pine stand was higher than in the oak, but this difference was only significant in summer (p <0.05). Characteristics such as carbon to nitrogen ratio, soil carbon, microbial biomass carbon, fine root biomass, and metabolic coefficient were significantly higher in pine stand than in oak in all seasons (p <0.01). The results of this study showed that, in the nitrogen cycle, the oak stand, but in relation to the carbon cycle and global warming, the pine stand had more effects on the soil characteristics. Overall, the practical results of this study suggest that, to improve soil conditions in the degraded forestlands in northern parts of Iran, plantation of oak species is preferred.

    Keywords: Carbon Cycle, Microbial Biomass Carbon, urease enzyme, Soil respiration, Forestation
  • M. Navidi *, Mansour Chatrenour, Mohammad Jamshidi, Ahmad Akhyani Pages 41-58

    The purpose of this study was to use the Multi-Temporal Sentinel-2 images and phenological index in separating and determining the cultivated area of the agricultural land in the Bastam region. To this end, the agricultural crops of the region were identified according to their types and phenological periods comprising apricot, grape, wheat, and forage corn. Three classifiers including support vector machine, maximum likelihood, and minimum distance models and field observations (points and boundaries provided by GPS) were used in order to compile a land use prediction map. Comparison of the accuracy of the three models showed that the support vector machine had the best performance, with overall accuracy and kappa coefficient of 0.86 and 0.82, respectively. The minimum distance model had the lowest classification performance with overall accuracy and kappa coefficient of 0.69 and 0.61, respectively. According to the model of support vector machine, the highest area (3423 hectares) was obtained for wheat, and the lowest was predicted for forage corn (738 hectares). Finally, the results showed that multi-temporal images and the phenological index had an acceptable capability for separation of the crops, prediction of their areas, and making suitable agricultural land use maps for the study area.

    Keywords: Support Vector Machine, Maximum likelihood model, Minimum distance model, phenological index
  • Seyed Alireza Seyed Jalali *, Mirnaser Navidi, Ali Zeinadini Meimand Pages 59-74

    Understanding the factors that limit prediction of regional performance of sugarcane crop and improve management practices is essential. The purpose of this study was to select a model that could estimate the potential of sugarcane production by considering the climatic, plant, and soil and terrain characteristics of the region. The study areas in the south of Khuzestan Province included the agro-industries of Amir Kabir, Miza Kuchak Khan, Dabal Khazaei, Salman Farsi, and Farabi. For this purpose, 100 sites in farms of different areas under sugarcane cultivation were studied based on diversity in soil characteristics. The method of this research was done in two hierarchies. In the first stage, estimation of sugarcane production potential using FAO growth model and, in the second stage, estimation of land production potential for sugarcane according to the effect of limiting factors in soil (as calculated using soil index with parametric method) that reduced yield in the first stage. To analyze the data, regression by standard methods, stepwise, and estimation curve were used. In standard and stepwise regression, soil properties were considered as an independent variable and the observed yield was considered as a dependent variable. In the linear, second and third degree estimation curve methods, the observed yield of sugarcane was considered as an independent variable and predicted yield was selected as dependent variable. The results of the first phase showed that the production potential of the FAO growth model was 95.8 tons/ha while the results of the second phase showed that the production potential of sugarcane in the region at different management levels was estimated from 18 to 69.3 tons/ha. Factors of yield reduction included limiting factors such as lime content, heavy and very heavy soil texture, drainage, salinity and sodicity, and lack of proper management. The results of standard and stepwise regression methods showed that the coefficient of determination was 0.52 and 0.49 and the standard error (ME) was 10.13 and 9.77 tons/ha, respectively. Soil properties could predict yield by standard method up to 52% and stepwise method up to 49%. In the estimation curve method for linear model, second degree, and third degree, the coefficients of determination were 0.74, 0.85, and 0.87, respectively, and standard errors were 7.8, 5.8 and 5.3 tons/ha. Therefore, the third degree estimation curve method, which uses the FAO growth model to predict crop yield, has higher accuracy and less error than the standard and stepwise regression model, which use only the effect of land characteristics on the observed yields.

    Keywords: Soil Index, Yield prediction, FAO crop model
  • Hossain Shirani, Haneyeh Galedari, Somayeh Sadr * Pages 75-88

    The present study aimed at investigating the transport of lead by colloids in two types of soils with sandy loam and clay loam textures under vermicompost and organic acid treatments. The experiment was conducted in a complete randomized design. Treatments consisted of three factors including soil texture at two levels (sandy loam and clay loam), additive at five levels (50 and 1000 μM levels of oxalic acid, 1% and 2% weight basis for vermicompost, and a zero level as a control), and the amount of leaching water at 10 levels (10 pore volume). PVC soil columns with an inner diameter of 15 cm and a height of 25 cm were prepared and the treatments were applied, then, leaching was performed based on soil suction measurements at different pore volumes. The results indicated that, after the application of vermicompost to the clay loam soil, leaching colloid from the soil increased and the discharged lead decreased. Adding organic acid increased leaching colloid from the soil; however, treating 50 µM organic acids significantly decreased discharged colloid compared to the control and 1000 µM organic acids treatment. The lowest rates of lead discharge were in the control treatment and the more the concentration of the acid, the more was the discharged lead. However, regarding lead discharge, there was no significant difference among the three levels. In the sandy loam soil, the greatest level of colloid transport belonged to the control, and adding vermicompost significantly prevented colloid transport from the soil, which was compatible with the process of lead discharge. Moreover, adding organic acid decreased colloid transport and the greatest rates of the transportation was recorded in the control treatment that was also compatible with the process of lead discharge. Furthermore, the relation between lead and the discharged colloid was only significant in the sandy loam soil. The results of this study showed that the movement of soluble lead in fine textured soils was negligible and insignificant; however, a substantial amount of lead discharge was detected through colloidal adsorption transport in soil columns. Therefore, it may be concluded that such mechanism would result in lead contamination of groundwater in these types of soils.

    Keywords: Leaching, Pore volume, Montemorillonite clay, Colloidal lead adsorption, Soluble lead
  • Fourud Gravand, Aptin Rahnavard *, Ghorbanali Mohammad Pour Pages 89-103

    The aim of this study was to evaluate the potential of uptake of lead, cadmium, manganese and nickel from municipal waste leachate by Vetiver under greenhouse conditions. This research was based on a completely randomized design in three replications with four treatments, including waste leachate with concentrations of 0, 30%, 60%, and 100%. The plants were irrigated at optimum temperature conditions for vetiver (23-23 °C) and based on water requirement for 5 months and 4 watering per week, each time using one liter of leachate. The results showed that there was a significant difference at the level of 1% in the uptake of heavy metals by the plant. Also, with the increase of leachate treatment levels to 60%, there was a significant difference at the level of 1% in root and shoot length. Then, in the treatment with 100% leachate, root and shoot length were significantly reduced. With increasing levels of leachate treatment, the uptake of heavy metals by the plant increased. The highest uptake was by the root with a total average of 200.21 mg /kg in all four treatments. The highest amount of adsorption was related to manganese, lead, nickel and cadmium with averages of 70.70, 52.73, 44.56, and 32.22 mg/kg, respectively. In the shoot, the average of the total uptake of the four elements was 147.93 mg/kg, with the highest averages belonging to manganese, lead, nickel, and cadmium as 53.18, 38.35, 35.13, and 21.27 mg/kg, respectively. The maximum uptake of the four heavy metals in the roots and shoots was related to the treatment with 100%. Also, for all elements in all treatments, the biological concentration factor (BCF) was >1 and the transfer factor (TF) was <1. The results showed that the plant was able to absorb significantly higher amounts of heavy metals at higher concentrations of leachate. Since roots showed greater uptake of the heavy metals in waste leachate than shoots, vetiver plant can act as a phytostablizer and reduce heavy metals mobilization in polluted soil.

    Keywords: Biological concentration, Transfer factor, phytoremediation, Phytostablizer, Soil pollution