فهرست مطالب

مدیریت خاک و تولید پایدار - سال یازدهم شماره 1 (پیاپی 35، بهار 1400)

نشریه مدیریت خاک و تولید پایدار
سال یازدهم شماره 1 (پیاپی 35، بهار 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/03/25
  • تعداد عناوین: 9
|
  • آرزو قاسم زاده، علیرضا کریمی*، عاطفه ضیاوی صفحات 1-26

    سابقه و هدف:

     فلزات سنگین به طور طبیعی از فرایندهای خاک سازی در طی هوادیدگی مواد مادری، یا از طریق فعالیت های انسانی وارد محیط خاک می شوند. تعیین منبع آلودگی فلزات سنگین در خاک کشاورزی برای مدیریت بهتر آن ها ضروری است. هدف این مطالعه بررسی وضعیت آلودگی خاک به عناصر سنگین انتخابی و تعیین منشا آنها در بخشی از اراضی کشاورزی جنوب سبزوار بود.

    مواد و روش ها

    منطقه مورد مطالعه در امتداد کمربند افیولیتی در جنوب شهرستان سبزوار، شمال شرقی ایران واقع شده است. نمونه خاک های سطحی از عمق صفر تا 20 سانتی متر از اراضی زیر کشت تا فاصله 2 کیلومتری از جاده اصلی جمع آوری شد. همچنین سه خاکرخ در فواصل 1 کیلومتری مطالعه شد و تعداد 5 نمونه از اعماق صفر تا 20، 40-20، 60-40، 80-60، 100-80 سانتی متری هر خاکرخ برداشت شد. غلظت کل عناصر آلومینیوم، آهن، منگنز، نیکل، کروم، روی، مس، سرب و کادمیم توسط دستگاه ICP-OES اندازه گیری شد. شاخص های آلودگی برای فلزات سنگین آهن، منگنز، نیکل، کروم، روی، مس، سرب و کادمیم محاسبه شد. تکنیک-های آماری چند متغیره برای ارزیابی منشا عناصر سنگین استفاده شد.

    یافته ها

    میانگین غلظت نیکل، کروم، منگنز، مس و روی در خاک سطحی به ترتیب 2/306، 5/217، 4/781، 3/268 و 2/302 میلی گرم در کیلوگرم در مقادیر بالاتر از استانداردهای خاک کشاورزی اتحادیه اروپا (EU) ، سازمان بهداشت جهانی (WHO) و استاندارد حفاظت محیط زیست آمریکا (USEPA) بود. کادمیوم با میانگین غلظت 7/2 میلی گرم در کیلوگرم بالاتر از استانداردهای WHO وUSEPA و سرب نیز با میانگین 8/18 میلی گرم در کیلوگرم بالاتر از استاندارد USEPA بود. براساس ضرایب همبستگی پیرسون ، نیکل همبستگی مثبت و معنی داری با کروم (01/0 < p) نشان داد. همبستگی مثبت (05/0<p) بین سرب و کادمیم و همچنین همبستگی مثبت و معنی دار (01/0 < p) مس و روی می تواند نشان دهنده منبع مشترک این عناصر باشد. بر اساس تجزیه و تحلیل مولفه اصلی (PCA) ، سه مولفه، 97/76 درصد از کل واریانس را به خود اختصاص دادند .با توجه به شاخص های آلودگی (فاکتور غنی-شدگی و شاخص زمین انباشتگی)، کادمیم، مس و نیکل در محدوده آلودگی شدید هستند. شاخص خطرات اکولوژیک بالقوه نیز نشان داد که کادمیم و مس مهم ترین آلاینده های مسیول مخاطرات اکولوژیک می باشند.

    نتیجه گیری

    نتایج همبستگی و تحلیل های آماری چند متغیره، طبقه بندی عناصر سنگین مورد بررسی را در سه گروه،Cr) Mn, وNi)، Zn) و (Cu و (Pb و Cd) نشان داد که می تواند دلیلی بر منشا یکسان آن ها باشد. مقادیر بالای کادمیم و نیکل در خاک، براساس شاخص غنی شدگی، زمین انباشت و خطرات اکولوژیک، به ترتیب به کاربردهای طولانی مدت و گسترده کودهای شیمیایی، انتشارات ترافیکی و مواد مادری افیولیتی نسبت داده شد؛ در حالی که مقدار بالای این شاخص ها برای مس به منشا دو گانه انسان زاد و زمین زاد ارتباط داده شد. در صورت عدم رعایت ملاحظات زیست محیطی، مانند نبود اعمال مدیریت صحیح در منطقه، در دراز مدت صدمات جبران ناپذیری به چرخه محیط زیست وارد خواهد شد. لذا، ضروری به نظر می رسد که تصمیماتی در راستای کاهش این آلودگی ها و نیز در صورت امکان حذف آن ها اتخاذ گردد.

    کلیدواژگان: آلودگی خاک، تجزیه و تحلیل چند متغیره، خاک های کشاورزی، شاخص خطرات اکولوژیک، سنگ های آذرین فوق بازی
  • مجتبی محمودی*، مائده یوسفیان، سید وحید علوی، مهرداد شهابیان صفحات 27-45

    سابقه و هدف:

     برای رسیدن به کشاورزی پایدار و بهبود کیفیت خاک، استفاده از منابع مواد آلی از قبیل کودهای حیوانی بصورت ترکیبی با مقدار مناسب کودهای شیمیایی ضروری است. تحقیق حاضر به منظور بررسی اثر مصرف کود حیوانی و شیمیایی بر رشد رویشی، عملکرد و خواص کیفی میوه پرتقال تامسون ناول (Citrus sinensis L. Osbeck) و با هدف کاهش مصرف کود شیمیایی انجام شد.

    مواد و روش ها

    آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار به اجرا در آمد. تیمارها شامل سه سطح از کود گوسفندی (0، 6 و 12 کیلوگرم به ازای هر درخت) و سه سطح از کودهای شیمیایی سولفات آمونیوم، سوپر فسفات تریپل و سولفات پتاسیم (0، 30 و 60 درصد توصیه بر مبنای آزمون خاک) بودند که بر درختان پنج ساله پرتقال تامسون ناول (هر تیمار شامل دو درخت)، به مدت چهارسال در باغ مرکبات بهارستان ساری اعمال شدند. با توجه به رشد درخت به مقادیر فوق الذکر سالانه 20 درصد اضافه شد. در پایان هر دوره رشد، رشد رویشی شامل پارامترهای طول شاخه های بهاره و تابستانه و قطر تنه درخت (در بالا و پایین محل پیوند) اندازه گیری شد. همچنین عملکرد میوه درخت، وزن و قطر متوسط میوه، مجموع املاح محلول (TSS)، اسیدیته کل (TA)، pH و ویتامین ث اندازه گیری شد.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که بیشترین رشد بهاره (طول شاخه) پرتقال تامسون ناول در نتیجه کاربرد توام کودهای شیمیایی و کود حیوانی (مصرف 60 درصد کود شیمیایی بر مبنای آزمون خاک و 12 کیلوگرم کود حیوانی به ازای هر درخت) به دست آمد. کمترین رشد رویشی بهاره معادل 6/21 سانتی متر در تیمار شاهد مشاهده شد. اثر متقابل سطوح مختلف کود شیمیایی و حیوانی بر رشد تابستانه معنی دار نبود. قطر طوقه (در پایین محل پیوند) در تیمار مصرف 60 درصد توصیه کودهای شیمیایی و 6 کیلوگرم کود حیوانی به ازای هر درخت پنج ساله تامسون ناول به بیشترین حد خود (132 میلی متر) رسید. بیشترین عملکرد میوه درخت تامسون ناول با میانگین 6/49 کیلوگرم در تلفیق کودهای شیمیایی (60 درصد توصیه بر مبنای آزمون خاک) با کود حیوانی (12 کیلوگرم به ازای هر درخت) به دست آمد. سطوح مختلف کود شیمیایی موجب افزایش اسیدیته کل و برعکس سطوح کود حیوانی منجر به کاهش اسیدیته کل میوه پرتقال تامسون ناول شد. اثر متقابل کود شیمیایی و حیوانی بر غلظت املاح محلول میوه معنی دار و بیشترین مقدار (08/11 درصد) در تیمار مصرف 60 درصد توصیه کودهای شیمیایی و 6 کیلوگرم کود حیوانی به ازای هر درخت مشاهده شد. این تیمار با تیمار مصرف 60 درصد کود شیمیایی بر مبنای آزمون خاک و 12 کیلوگرم کود حیوانی به ازای هر درخت در یک گروه قرار گرفتند. تیمار مصرف 60 درصد توصیه کودهای شیمیایی و 6 کیلوگرم کود حیوانی با 8/80 میلی گرم در 100 سی سی عصاره بیشترین مقدار ویتامین ث عصاره میوه را تولید کرد و تلفیق سطوح 60 درصد کود شیمیایی بر مبنای آزمون خاک و 12 کیلوگرم کود حیوانی به ازای هر درخت باعث کاهش ویتامین ث میوه شدند. اثر متقابل سطوح کودهای شیمیایی و حیوانی بر قطر میوه معنی دار نشد اما بر وزن متوسط و حجم عصاره معنی دار و بیشترین وزن متوسط و حجم میوه به ترتیب با میانگین 352 گرم و 176 سی سی در تیمار مصرف 60 درصد کود شیمیایی توصیه شده و 12 کیلوگرم کود حیوانی به ازای هر درخت به -دست آمد.

    نتیجه گیری

    در مجموع، برای رسیدن به حداکثر عملکرد کمی و کیفی میوه پرتقال تامسون ناول کاربرد 60 درصد مقدار توصیه شده کودهای شیمیایی و 12 کیلوگرم کود حیوانی پوسیده گوسفندی به ازای هر درخت توصیه می شود.

    کلیدواژگان: خواص کیفی میوه، رشد رویشی، کود حیوانی، مرکبات، مصرف بهینه کود
  • مرضیه شهرکی زاد، احمد غلامعلی زاده آهنگر*، نوشین میر صفحات 47-63

    سابقه و هدف:

     فناوری های نوین مانند بیوتکنولوژی و نانوتکنولوژی نقش مهمی در افزایش تولیدات و بهبود کیفیت مواد غذایی تولید شده توسط کشاورزان ایفا می کنند. شوری خاک نیز مستقیما بر جذب عناصر غذایی اثرگذار می باشد. هدف از انجام این تحقیق، بررسی کاربرد نانو کلات با بنیان های اتیلن دی آمین تترا استیک اسید (EDTA) و اسید هیومیک (HA) به عنوان عامل کودی می باشد.

    مواد و روش ها

    این تحقیق به صورت آزمایش گلدانی و به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی شامل دو سطح کودی نانو کلات های آهن (اتیلن دی آمین تترا استیک اسید و اسید هیومیک) و دو روش کاربرد کود (محلول پاشی با سطح یک گرم در لیتر و خاکی با سطح 1 گرم در کیلوگرم همراه با شاهد) در سه تکرار در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه زابل انجام شد. جهت کشت از 5 بذر آفتابگردان استفاده گردید. همچنین اعمال تیمارها به دو صورت مصرف خاکی و محلول پاشی از زمان 6-4 برگی، در 4 مرحله و در فواصل زمانی 15 روزه اجرا گردید. در طول دوره آزمایش نیز گلدان‏ها توسط آب مقطر و به روش وزنی آبیاری شدند. 8 هفته بعد از کشت گیاه، برخی پارامترهای رشد، میزان کلروفیل و همچنین عناصر غذایی (آهن، روی، فسفر و پتاسیم) اندام هوایی گیاه آفتابگردان (Helianthus annuus) در شرایط شوری دایمی خاک بررسی گردید. تجزیه آماری بر اساس نرم افزار آماری SAS و آنالیز واریانس داده‏ها بر اساس برنامه تجزیه واریانس آنووا انجام شد. میانگین شاخص‏های اندازه گیری شده با استفاده از آزمون دانکن در سطح 05/0 گروه‏بندی شدند.

    یافته ها

    نتایج بدست آمده نشان داد اثرات متقابل نوع کود و روش مصرف آن تاثیر معنی داری بر شاخص های اندام هوایی (وزن خشک، تعداد برگ و ارتفاع بوته)، محتوای کلروفیل های برگ (a، b، کل و کارتنوییدها) و غلظت عناصر غذایی (آهن، روی، فسفر و پتاسیم) گیاه آفتابگردان داشت (p≤0.01). مقایسه میانگین ها نشان داد محلول پاشی نانو کلات آهن با بنیان اتیلن دی آمین تترا استیک اسید وزن خشک اندام هوایی، تعداد برگ و ارتفاع بوته (به ترتیب 15/1، 21/1 و 05/1 برابر)، میزان کارتنویید برگ (76/1 برابر) و همچنین غلظت آهن در اندام هوایی (37/2 برابر) را در مقایسه با شاهد افزایش داد. همچنین در مصرف خاکی نانو کلات آهن با بنیان اتیلن-دی آمین تترا استیک اسید، میزان غلظت عناصر فسفر و پتاسیم نیز به ترتیب 59/1 و 94/1 برابر نسبت به شاهد افزایش یافت.

    نتیجه گیری

    با توجه به نتایج، کاربرد محلول پاشی نانوکلات آهن با بنیان اتیلن دی آمین تترا استیک اسید اکثر پارامترهای رشد گیاه آفتابگردان را بهبود داد که برتری این نانو کود را نسبت به نانوکلات آهن با بنیان اسید هیومیک در خاک های شور نشان می دهد.

    کلیدواژگان: عناصر کم مصرف، گیاهان روغنی، کلات، نانوتکنولوژی، نانوکود
  • محسن باقری*، زهره مصلح، محمد جمشیدی، علیرضا ضیایی جاوید صفحات 65-81

    سابقه و هدف:

     انتخاب بهترین روش ارزیابی تناسب سرزمین برای تعیین کلاس های تناسب سرزمین همواره مورد پرسش و پژوهش بوده است. بسیاری از پژوهش های ارزیابی تناسب سرزمین با چهار روش مرسوم شامل: 1-محدودیت ساده، 2-شدت و تعداد محدودیت، 3-خیدیر (ریشه دوم) و 4-استوری انجام می شوند. در رویکرد پارامتریک، شاخص سرزمین با استفاده از روش خیدیر یا روش استوری به دست آمده و سپس بر اساس این شاخص، کلاس تناسب سرزمین تعیین می شود. شاخص سرزمین به دو صورت شاخص اصلاح نشده و شاخص اصلاح شده می باشد. پژوهش های بسیاری که در زمینه ارزیابی تناسب سرزمین انجام شده نشان داده اند نتایج روش های گوناگون ارزیابی تناسب سرزمین تفاوت زیادی با هم دارند. با این وجود نتایج بسیاری از مطالعات، حاکی از انطباق بیشتر دو روش محدودیت ساده و خیدیر می باشند. چون این پژوهش ها برای محصولات مختلف و مناطق گوناگون بوده اند، بررسی میزان انطباق روش های مختلف بدون در نظر گرفتن نوع محصول و موقعیت مکانی آن، امکان پذیر نبوده است. از طرف دیگر میزان عددی انطباق این روش ها با یکدیگر تعیین نشده است. بنابراین پرسش اساسی که بوجود می آید این است که فارغ از نوع محصول و موقعیت مکانی، روش های مختلف ارزیابی چقدر با هم انطباق دارند و آیا میزان انطباق برای کلاس های مختلف تناسب سرزمین با هم برابر هستند یا نه؟ پژوهش کنونی می کوشد تا به این پرسش پاسخ دهد.

    مواد و روش ها

    در این پژوهش تعیین کلاس های تناسب سرزمین بدون در نظر گرفتن محصول و مکان خاص و با انجام شبیه سازی عددی انجام شد. در شبیه سازی عددی، هر کدام از هشت عامل دخیل در تعیین کلاس تناسب، یک عدد تصادفی از صفر تا 100 را به خود اختصاص دادند و سپس براساس این اعداد شبیه سازی شده کلاس تناسب سرزمین، با چهار روش مرسوم و در دو حالت شاخص اصلاح نشده و شاخص اصلاح شده تعیین گردیدند. فرآیند شبیه سازی برای هر کلاس تناسب شامل کلاس‎های S1 (مناسب)، S2 (نسبتا مناسب)، S3 (تناسب بحرانی)، N1 (نامناسب موقت) و N2 (نامناسب همیشگی) به تعداد یک میلیون مرتبه انجام شد. بنابراین در کل تعداد پنج میلیون شبیه سازی صورت گرفت. در مرحله بعد میزان انطباق روش های مرسوم با یکدیگر و برای هر کلاس تناسب سرزمین به طور جداگانه، بر اساس رابطه دقت کلی محاسبه شد.

    یافته ها

    نتایج نشان دادند مقدار عددی میزان انطباق روش های مختلف ارزیابی تناسب سرزمین در کلاس های گوناگون با هم بسیار متفاوت هستند؛ لیکن روی هم رفته می توان گفت کمترین و بیشترین انطباق بین روش های گوناگون به ترتیب برای کلاس N1 و N2 رخ می دهد. پس از کلاس N2 بیشترین انطباق بین روش های مختلف در کلاس S1 وجود دارد. برای کلاس های S2 و S3 میزان انطباق بین روش های مختلف از روند خاصی پیروی نمی کند. در بین روش های مختلف، در حالت استفاده از شاخص اصلاح نشده، روش محدودیت ساده با روش خیدیر تطابق بیشتری داشتند. اما با استفاده از شاخص اصلاح شده سرزمین بیشترین انطباق بین روش محدودیت ساده با رویکرد پارامتریک (هم روش خیدیر و هم استوری) مشاهده شد و در این حالت تفاوت چندانی بین نتایج روش خیدیر با روش استوری وجود نداشت. به همین دلیل شاخص اصلاح شده نسبت به شاخص اصلاح نشده برتری دارد.

    نتیجه گیری

    براساس یافته های این پژوهش می توان گفت نتایج به دست آمده از شاخص های اصلاح نشده سرزمین ممکن است تا حد زیادی دور از واقعیت باشند و این موضوع برای روش استوری بسیار شدیدتر است. استفاده از شاخص اصلاح نشده سبب می شود تفاوت زیاد بین رویکرد پارامتریک با دو روش محدودیت ساده و تعداد و شدت محدودیت بوجود آید. بنابراین حتما باید برای تعیین کلاس های تناسب از شاخص های اصلاح شده استفاده گردد تا نتایج روش های مختلف تا حد امکان به هم نزدیکتر شوند.

    کلیدواژگان: محدودیت ساده، تعداد و شدت محدودیت، خیدیر، استوری، شبیه سازی
  • حجت امامی*، سمیه غلامی جامی صفحات 83-100

    سابقه و هدف:

     اکثر خاک های مناطق خشک و نیمه خشک ایران دارای کمتر از یک درصد ماده آلی هستند که این مسئله سبب کاهش کیفیت برخی از ویژگی های فیزیکی خاک ازجمله کاهش پایداری خاکدانه ها، تخریب ساختمان خاک و کاهش هدایت هیدرولیکی اشباع می شود. با توجه به اهمیت و نقش مواد آلی در پایداری ساختمان خاک از یک سو و وجود سدیم و پتاسیم در کود گاوی و اثرات مخرب آن ها بر ساختمان خاک از سوی دیگر این پژوهش با هدف بررسی تاثیر کود گاوی، لجن فاضلاب و کاتیون پتاسیم بر شاخص های پایداری ساختمان خاک انجام شد.

    مواد و روش ها

    در این پژوهش تاثیر کود گاوی و لجن فاضلاب شهری در سه سطح صفر، 1 و 2 درصد و کاتیون پتاسیم (کلرید پتاسیم) در سه سطح شوری 1، 3 و 5 دسی زیمنس بر متر در سه تکرار به صورت طرح کاملا تصادفی در قالب آرایش فاکتوریل برای مقایسه تیمارها بر شاخص های پایداری ساختمان خاک مطالعه شد. تیمارهای یک و دو درصد کود گاوی و لجن فاضلاب به خاک اعمال شده و خاک تیمار شده در گلدان یک کیلویی ریخته شد. به همه گلدان ها در ابتدا 300 میلی لیتر آب شهری اضافه شد تا به حالت اشباع برسد. سپس، آبیاری با محلول های حاوی KCl آغاز شد و هر 7 رو ز یک بار 200 میلی لیتر محلولKCl به گلدان ها افزوده شد. این دوره آبیاری 8 هفته به طول انجامید و بعد از گذشت 8 هفته شاخص های پایداری ساختمان خاک شامل شاخص پایداری نرمال، میانگین هندسی قطر خاکدانه ها و درصد تخریب خاکدانه ها اندازه گیری شدند. تجزیه وتحلیل آماری داده ها توسط نرم افزار آماری JMP8 انجام شد. مقایسه میانگین ها با استفاده از آزمون LSD و در سطح یک درصد انجام شد.

    یافته ها

    نتایج شاخص های پایداری ساختمان خاک نشان داد که تیمار لجن فاضلاب اثر مثبت بر میانگین هندسی قطر خاکدانه-ها (GMD) و درصد تخریب خاکدانه (PAD) داشت، درحالی که تیمار کود گاوی به دلیل بالا بودن سدیم و پتاسیم آن و اثرات مخرب این دو بر پایداری خاکدانه بر اکثر پارامترهای پایداری ساختمان خاک به جز شاخص پایداری نرمال (NSI) اثر منفی داشت. به طور کلی میانگین هندسی قطر خاکدانه ها در تیمار بدون ماده آلی و شوری سه دسی زیمنس بر متر کمترین و در تیمار یک درصد لجن فاضلاب و همین سطح شوری بیشترین مقدار بودند. همچنین شاخص NSI به ترتیب در تیمارهای شوری سه دسی زیمنس بر متر و بدون ماده آلی کمترین و در شوری یک دسی زیمنس بر متر و یک درصد کود گاوی بیشترین مقدار بود. درصد تخریب خاکدانه ها نیز در شوری های کمتر از سه دسی زیمنس بر متر با افزایش ماده آلی در بیشتر تیمارها کاهش معنی-داری نشان داد، در حالی که در شوری پنج دسی زیمنس بر متر به دلیل افزایش میزان پتاسیم و اثر مخرب آن بر پایداری ساختمان خاک تغییر ات آن معنی دار نبود.

    نتیجه گیری

    با توجه به اثر مثبت لجن فاضلاب شهری در پایداری خاکدانه در کوتاه مدت در این مطالعه، و مقرون به صرفه بودن لجن فاضلاب پیشنهاد می شود اثر افزودن لجن فاضلاب به زمین های کشاورزی طی دوره های چندساله بر شاخص های پایداری ساختمان خاک موردبررسی قرار گیرد.

    کلیدواژگان: پایداری خاکدانه، ماده آلی، شوری، شاخص پایدرای نرمال
  • بهاره زندی، کمال نبی اللهی*، سید طاهر حسینی، محمدعلی محمودی صفحات 101-115

    سابقه و هدف :

    استفاده بی رویه از منابع اراضی به دلیل افزایش نیاز به غذا توسط انسان منجر به تخریب و کاهش سطح اراضی قابل کشت شده است. یکی از راه های افزایش تولید در واحد سطح، ارزیابی تناسب اراضی می باشد. ارزیابی تناسب اراضی عبارتست از تطابق یک تیپ از اراضی برای استفاده تعریف شده. بررسی تغییرات مکانی کلاس های تناسب اراضی، جهت افزایش تولید و جلوگیری از تخریب اراضی ضروری می باشد. تعیین کلاس تناسب اراضی مستلزم اندازه گیری ویژگی های خاک، توپوگرافی، رطوبتی و اقلیم می-باشد که اندازه گیری این ویژگی ها پرهزینه و زمان بر می باشد. یکی از راه های حل این مشکل، استفاده از ماشین های یادگیری و داده های کمکی می باشد. ماشین های یادگیری برای قراری ارتباط ویژگی های مختلف با متغیرهای کمکی جهت بررسی تغییرات مکانی و زمانی آنها به کاربرده می شوند. ماشین یادگیری جنگل تصادفی یکی از معمول ترین و پرکاربردترین ماشین های یادگیری است. هدف از این پژوهش ارزیابی تناسب اراضی بر اساس چهارچوب تناسب اراضی فایو و روش پارامتریک برای سه محصول مهم آبی منطقه شامل یونجه، سیب زمینی و گندم آبی و پیش بینی کلاس های تناسب آنها با استفاده از ماشین یادگیری جنگل تصادفی و داده های کمکی می-باشد.

    مواد و روش ها

    122 پروفیل خاک در منطقه قروه استان کردستان (با وسعت 6500 هکتار) حفر، تشریح و نمونه برداری برداشت شد. در کلیه نمونه های خاک خصوصیات بافت، اسیدیته، کربن آلی، آهک، گچ، ESP، هدایت الکتریکی و سنگریزه اندازه گیری شد. علاوه-بر این داده های اقلیم و توپوگرافی هم ثبت شد. با استفاده از خصوصیات اقلیم، خاک و توپوگرافی و بر اساس چهارچوب تناسب اراضی فایو و روش پارامتریک کلاس های تناسب اراضی تعیین گردید. متغیرهای محیطی استفاده شده در این پژوهش پارامترهای سرزمین، نقشه اجزاء واحد اراضی و داده های تصویر +ETM بودند. جهت ارتباط بین کلاس تناسب اراضی و متغیرهای کمکی از ماشین یادگیری جنگل تصادفی استفاده شد و با استفاده از روش اعتبارسنجی تقاطعی و شاخصه های آماری صحت کلی و شاخص کاپا مورد ارزیابی قرار گرفت.

    یافته ها

    ن: نتایج نشان داد که که کلاس تناسب منطقه مورد مطالعه برای گندم آبی، یونجه و سیب زمینی به ترتیب دارای 31، 47 و 57 درصد کلاس N2، 21، 34 و 27 درصد کلاس N1 و 48، 19 و 16 درصد کلاس S3 می باشد. محدودیت های اصلی منطقه برای کشت این محصولات شامل شیب زیاد، خاک کم عمق، سنگریزه و اسیدیته می باشدبرای پیش بینی کلاس تناسب اراضی یونجه، سیب زمینی و گندم آبی متغیرهای کمکی شامل شاخص بالای پشته با درجه تفکیک بالا، شاخص همواری دره با درجه تفکیک بالا، فاکتورLS، ارتفاع، شاخص خیسی و نقشه اجزاء واحد اراضی مهم ترین بودند. نتایج این پژوهش نشان داد که ماشین یادگیری جنگل تصادفی جهت پیش بینی کلاس تناسب اراضی گندم آبی با 78/0 و 71/0، یونجه با 75/0 و 70/0 و سیب زمینی با 79/0 و 72/0 به ترتیب برای صحت کلی و شاخص کاپا دارای دقت مناسب برای پیش بینی کلاس تناسب اراضی می باشد.

    نتیجه گیری

    پستی و بلندی مهمترین فاکتورهای خاک سازی بوده و در توزیع مکانی کلاس تناسب اراضی موثر می باشد. منطقه مورد مطالعه به علت محدودیت های خاک و توپوگرافی دارای تناسب کم تا نامناسب برای کشت این محصولات می باشد و عملیات اصلاح اراضی مناسب جهت افزایش تولید و مدیریت پایدار اراضی توصیه می شود. ماشین یادگیری جنگل تصادفی دقت مناسیب جهت برآورد کلاس تناسب اراضی داشت. لذا پیشنهاد می گردد جهت نقشه برداری کلاس تناسب اراضی تکنیک های ماشین یادگیری (همچون جنگل تصادفی) و داده های کمکی از قبیل پارامترهای سرزمین، تصاویر ماهواره ای و نقشه اجزاء اراضی استفاده شود.

    کلیدواژگان: نقشه اجزاء اراضی، لندست، خصوصیات سرزمین، کردستان
  • فرهاد دولخانی، احسان بیژن زاده*، حمیدرضا بوستانی، علی بهپوری صفحات 117-132
    سابقه و هدف

    نحوه مدیریت مصرف نیتروژن به عنوان یکی از مهمترین عتاصر غذایی و چالش های کاربرد آن در مزارع مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. به دلیل مقدار پایین نیتروژن در خاک های مناطق خشک و نیمه خشک و همچنین اثرات سوء زیست محیطی حاصل از مصرف بی رویه کودهای شیمیایی نیتروژن دار، نقش تثبیت کننده های زیستی نیتروژن بسیار مهم است. برخی پژوهش ها درباره نحوه استفاده از باکتری های تثبیت کننده نیتروژن و تاثیرات آن ها بر افزایش عملکرد گیاهان مختلف انجام شده است. هدف از انجام این پژوهش بررسی نقش باکتری های تثبیت کننده نیتروژن (ازتوباکتر و آزوسپیریلوم) بر عملکرد و غلظت برخی عناصر غذایی پر مصرف ارقام جو می باشد.

    مواد و روش ها: 

    آزمایش به صورت فاکتوریل و در قالب طرح بلوک های کاملا تصادفی در 3 تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی داراب، دانشگاه شیراز روی دو رقم جو در فصل زراعی 1396-97 انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل ارقام جو زهک و نیمروز و منابع تامین نیتروژن نیز در شش سطح شامل شاهد (بدون استفاده از کود)، تلقیح بذر با ازتوباکتر کروکوکوم  Azotobacter chroococcum، تلقیح بذر با آزوسپیریلوم لیپوفروم  Azospirillum lipoferum، تلقیح بذر با ازتوباکتر و آزوسپیریلوم به صورت همراه، تلقیح بذر با ازتوباکتر و آزوسپیریلوم همراه با 100 کیلوگرم اوره درهکتار به عنوان منبع تامین نیتروژن و استفاده از 200 کیلوگرم اوره در هکتار به عنوان منبع تامین نیتروژن به تنهایی بودند. پس از برداشت به روش دستی عملکرد و اجزای عملکرد و نیز میزان عناصر نیتروژن، پتاسیم و فسفر دانه اندازه گیری شد.

    یافته ها

    نتایج نشان داد در رقم نیمروز استفاده از ترکیب ازتوباکتر همراه با آزوسپیریلوم و تلفیق آن با 100 کیلوگرم اوره، ارتفاع گیاه و تعداد سنبله در متر مربع را به ترتیب 74/9 و 18 درصد نسبت به شاهد افزایش می دهد. همچنین کاربرد ازتوباکتر و آزوسپیریلوم همراه با 100 کیلوگرم اوره در هکتار 18 درصد وزن هزاردانه را افزایش داد. افزایش 27/27 درصدی عملکرد زیست توده نسبت به شاهد نیز در تیمار استفاده از هر دو باکتری به صورت تلفیقی مشاهده شد. استفاده از ترکیب ازتوباکتر و آزوسپیریلوم و 100 کیلوگرم اوره در هکتار به ترتیب باعث افزایش 40 و 33/21 درصدی عملکرد دانه رقم زهک و رقم نیمروز نسبت به شاهد شد. تیمار کود تلفیقی ازتوباکتر و آزوسپیریلوم همراه با 100 کیلوگرم اوره درهکتار منجر به افزایش 6/21 درصدی میزان نیتروژن دانه جو گردید. تلقیح بذرها با آزوسپیریلوم در رقم زهک 58/9 درصد و تلقیح بذرهای رقم نیمروز با ازتوباکتر و آزوسپیریلوم به صورت همراه، 30 درصد میزان فسفر دانه را نسبت به شاهد افزایش داد. در نهایت تلقیح بذرهای رقم زهک با آزوسپیریلوم 58/42 درصد و تلقیح بذرهای رقم نیمروز با ترکیب ازتوباکتر و آزوسپیریلوم 74/61 درصد میزان پتاسیم دانه را افزایش داد.

    نتیجه گیری

    نتایج این پژوهش نشان داد که استفاده از ترکیب باکتری های تثبیت کننده نیتروژن ازتوباکتر و آزوسپیریلوم به همراه 100 کیلوگرم کود اوره می تواند میزان کود مصرفی را تا 50 درصد کاهش دهد و وزن هزار دانه، درصد نیتروژن دانه و عملکرد دانه را نیز بهبود ببخشد.

    کلیدواژگان: ازتو باکتر، آزوسپیریلوم، زهک، نیمروز، نیتروژن دانه
  • حامد ارفع نیا*، احمد قاسمی صفحات 133-148
    سابقه و هدف

    تنش خشکی یکی از چالش های اصلی تولید محصولات کشاورزی در مناطق خشک و نیمه خشک می باشد. جهت افزایش عملکرد و معرفی گونه های متحمل به خشکی و کاهش مصرف آب این آزمایش باهدف تاثیر تنش خشکی و تاریخ کاشت بر صفات مورفوفیزیولوژیک و عملکرد دو رقم ارزن اجرا گردید. 

    مواد و روش ها:

    برای مطالعه تاثیر تنش خشکی و تاریخ کاشت بر صفات مورفوفیزیولوژیک و عملکرد دو رقم ارزن آزمایشی به صورت کرت های دو بار خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در سال زراعی94 -1393 و 95-1394 درایستگاه تحقیقات کشاورزی زهک اجرا شد. فاکتور اصلی شامل تنش خشکی در دو سطح (50 و 80 درصد ظرفیت زراعی)، فاکتور فرعی تاریخ کاشت، شامل چهار سطح (یک، 15، 30 اسفند و 15 فروردین) و فاکتور فرعی فرعی نوع رقم (باستان و پیشاهنگ) بود.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که بیشترین و کمترین عملکرد دانه به ترتیب در 50 و 80 درصد ظرفیت زراعی با میانگین 1679 و 469 کیلوگرم در هکتار به دست آمد. عملکرد دانه، تعداد روز تا گلدهی، تعداد روز تا رسیدن، غلظت کلروفیل، عملکرد علوفه خشک، وزن هزار دانه و ارتفاع بوته تحت تاثیر رقم قرار گرفت. بیشترین عملکرد دانه در رقم باستان (1200 کیلوگرم در هکتار) حاصل شد. عملکرد دانه، تعداد روز تا گلدهی، تعداد روز تا رسیدن، غلظت پرولین، غلظت کلروفیل، عملکرد علوفه خشک، عملکرد دانه، وزن هزار دانه، ارتفاع بوته تحت تاثیر اثر متقابل تاریخ کاشت در تنش در زقم قرار گرفت. بیشترین میزان عملکرد دانه (2711 کیلوگرم در هکتار)، تعداد روز تا رسیدن (2/72 روز)، غلظت کلروفیل (50/6 میلی گرم بر گرم)، عملکرد علوفه خشک (6/9475 کیلوگرم در هکتار)، وزن هزار دانه (55/4 گرم) و ارتفاع بوته (5/122 سانتی متر) در 15 اسفند، آبیاری 50 درصد ظرفیت زراعی و در رقم باستان بود.

    نتیجه گیری

    با توجه به نتایج به دست آمده از نظر عملکرد علوفه و دانه، به نظر می رسد، کاشت در 15 اسفند به دلیل در اختیار بودن رطوبت و درجه حرارت کافی نقش زیادی در افزایش عملکرد ایفا می کند. گیاه در این تاریخ کاشت توانست سهم بیشتری از مواد فتوسنتزی ساخته شده را به دانه ها منتقل کند ولی تاخیر در کاشت به دلیل تنش گرمای انتهایی در زمان پر شدن دانه ها باعث تغییر نامطلوب در نسبت فتوسنتز به تنفس و به نوبه خود موجب کاهش انتقال مواد فتوسنتزی به دانه ها شد. برای دستیابی به بیشینه عملکرد دانه و علوفه کاشت ارزن رقم باستان در تاریخ 15 اسفند و مدیریت آبیاری آن بر مبنای 50 درصد ظرفیت زراعی توصیه می گردد.

    کلیدواژگان: ارتفاع بوته، ظرفیت زراعی، علوفه خشک، کمبود آب
  • قاسم قربانی نصرآبادی، اسماعیل دردی پور، مجتبی بارانی مطلق، الهام ملک زاده*، عبدالرضا قرنجیکی صفحات 149-164

    سابقه و هدف:

     شوری یکی از عمده ترین و مخرب ترین محدودیت های موجود در محیط رشد گیاه است که نه‏تنها رشد بلکه تولیدات کشاورزی و حاصلخیزی خاک را نیز تحت تاثیر قرار می دهد. تنش شوری باعث عدم تعادل مواد مغذی و هورمونی، سمیت یونی، تنش اکسیداتیو و اسمزی و افزایش حساسیت گیاه به بیماری‏ها می شود. در همین راستا تحقیقات نشان داده است که اسید سالیسیلیک سبب ایجاد مقاومت در گیاهان نسبت به تنش های محیطی از جمله شوری می شود. نیتروژن نیز با توجه به نقش چشمگیری که در استقرار گیاه و کسب توانایی های فتوسنتزی و فیزیولوژیکی داشته، اثر مستقیمی بر عملکرد گیاه برعهده دارد.

    مواد و روش‏ها: 

    به منظور بررسی اثرات اسید سالیسیلیک و مقادیر مصرف کود نیتروژنی در شوری های مختلف اراضی شرکت سهامی مزرعه نمونه واقع در انبار الوم شهرستان آق قلا استان گلستان بر رشد گندم رقم مروارید، آزمایشی به صورت اسپیلت پلات فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی در چهار تکرار انجام شد. فاکتور اصلی شامل سه سطح شوری طبیعی خاک،)4-3 زیر سطح آستانه تحمل گندم (شاهد)، 11-9 و 15-13 دسی زیمنس بر متر) و فاکتورهای فرعی شامل دو سطح اسید سالیسیلک (صفر و 5/1 میلی مولار) و سه سطح کود نیتروژن (مصرف اوره در مقادیر 30 درصد کمتر از توصیه آزمون خاک، توصیه آزمون خاک، و 30 درصد بیشتر از توصیه آزمون خاک) بود. اسید سالیسیلیک به‏صورت دو بار محلول‏پاشی در مرحله پنجه‏زنی به‏فاصله 2 هفته انجام شد. تیمارهای نیتروژنی در سه مرحله- قبل از کاشت و دو بار سرک در مراحل پنجه‏زنی و طویل‏شدن ساقه- اعمال شد. ارتفاع و وزن خشک گیاه، عملکرد دانه، تعداد خوشه، تعداد دانه در خوشه، وزن هزار دانه و طول خوشه اندازه گیری شدند.

    یافته ها

    نتایج نشان داد با افزایش شوری عملکرد و اجزای عملکرد کاهش یافت (01/0≥p). با افزایش میزان نیتروژن، عملکرد دانه و اجزای آن، افزایش یافت (01/0≥p). به طوری که بیشترین عملکرد دانه در تیمار 30 درصد نیتروژن بیشتر از توصیه آزمون خاک دیده شد که اختلاف معنی‏دار نسبت به دو سطح دیگر داشت. مصرف اسید سالیسیلیک سبب افزایش تمام پارامترهای عملکرد و اجزای آن به غیر از تعداد دانه در خوشه و طول خوشه شد (01/0≥p). اثر متقابل شوری و نیتروژن نشان داد که مصرف نیتروژن بیشتر از توصیه آزمون خاک تا سطح شوری متوسط (dS/m 11-9) سبب افزایش عملکرد دانه و اجزای عملکرد شد ولی در شوری زیاد (dS/m 15-13) سبب کاهش این صفات شد. در شرایط شوری کم و متوسط استفاده توام اسید سالیسیلیک و نیتروژن بالا سبب افزایش عملکرد و اجزای عملکرد گندم گردید، اما در شوری زیاد نتوانست اثر بسزایی بر آن‏ها داشته باشد.

    نتیجه گیری

    مدیریت کاربرد نیتروژن همراه با مصرف اسید سالیسیلیک تاحدودی توانست اثرات مخرب شوری تا سطح شوری متوسط را کاهش داده و منجر به بهبود رشد و عملکرد گیاه گردد و در سطح شوری بالا بهتر است مصرف کود نیتروژن کاهش یابد.

    کلیدواژگان: تنش شوری، تنظیم کننده رشد گیاه، گندم، مدیریت کوددهی
|
  • Arezoo Ghasemzade, Atefeh Ziyaee Pages 1-26
    Background and objectives

    Heavy metals enter naturally in the soil environment from the pedogenic processes during weathering of parent materials or through a variety of human activities. Determining the source of heavy metal in agricultural soil is necessary to management the soil pollution. This study aimed to investigate soil pollution by selected heavy metals and determine their sources in agricultural soils in Southern Sabzevar.

    Material and Method

    The study area is located in the piedmont of ophiolotic belt in the South of Sabzevar city, Northeastern Iran. Surface soil samples from 0 to 20 cm depth of cultivated lands were regularly collected up to 2 km from the main road. Also, three profiles were studied at a distance of 1 km intervals. Five samples were taken from the depths of 0-20, 20-40, 40-60, 60-80, 80-100 cm. The total concentrations of Al, Fe, Mn, Ni, Cr, Zn, Cu, Pb, and Cd were measured by Inductively Coupled Plasma (ICP-OES). In this study, Pollution indices were calculated for the studied heavy metals. Multivariate statistical techniques were also applied to assess the sources of the heavy metals using SPSS software V 24.

    Result

    Mean concentrations of Ni, Cr, Mn, Cu, and Zn were 306.2, 217.5, 781.4, 268.3, and 302.2 mg kg-1 was found to be higher than EU, WHO, and USEPA standards. Cadmium with an average concentration of 2.7 mg kg-1 was higher than WHO and USEPA standards and Pb with an average concentration of 18.8 mg kg-1 was higher than USEPA standards. Based on Pearson correlation coefficients, statistically-significant positive correlations (P < 0.01) were found between Ni and Cr, Cu and Zn (P < 0.01), and also between Pb and Cd (P < 0.05). In addition, based on principal component analysis (PCA), three components accounting for 76.97% of the total variance explained. The first component contained Fe, Mn, Cr, and Ni, the second and third components included Pb, Cd and Cu, Zn, respectively. According to the pollution indices (enrichment factor and geoacumulation index), Cd, Cu, and Ni are important pollutants, with the highest EF and Igeo index among the analyzed elements. Potential ecological risk factor (Er) also showed that Cd, Cu, and Ni are important pollutants responsible for ecological threats.

    Conclusion

    According to the results of correlation and multivariate statistical analyses the heavy metals were classified in three groups of (Mn, Cr, Ni), (Cu, Zn) and (Pb, Cd), which indicates their similar sources. Elevated amounts of Cd and Ni in the soil, based on EF, Igeo, and Er, were attributed to the long-term and extended applications of the chemical fertilizers and traffic emission for Cd and ophiolitic parent material for Ni. In comparison, the elevated amount of indexes for Cu were associated with both anthropogenic and geogenic sources. Hence, control of elements from geogenic and anthropogenic sources into the soil seems necessary. In case of non-observing environmental considerations such as excreting proper management in the region, The environmental cycle will face irreparable damage in the long-term; therefore, it seems necessary to make decisions to reduce these pollutants and, if possible to eliminate them.

    Keywords: Soil pollution, Multivariate analysis, Agricultural soil, Ecological risk index, Ultramafic rocks
  • Mojtaba Mahmoudi *, Maedeh Yousefian, Seyed Vahid Alavi, Mehrdad Shahabian Pages 27-45
    Background and Objectives

    To achieve sustainable agriculture and improve soil quality, it is necessary to use organic sources such as animal manure in combination with suitable amount of chemical fertilizers. The purpose of this study was to investigate the effect of animal and chemical fertilizer on vegetative growth, yield and qualitative properties of Thomson Navel orange (Citrus sinensis L. Osbeck) fruit to reduce chemical fertilizer consumption.

    Materials and Methods

    The experiment was carried out as a factorial experiment in a randomized complete block design with three replications. Treatments included three levels of sheep manure (0, 6 and 12 kg per tree) and three levels of macronutrient fertilizers: nitrogen, phosphorus and potassium (0, 30 and 60% recommended amount, based on soil test) on five years old Thomson Navel orange trees (each treatment including two trees) in the Sari Baharestan citrus orchard for four years. Based on the growth of the trees, the above-mentioned values were added 20% annually. At the end of each growth period, vegetative growth including the length of spring and summer shoots and diameter of the collar (top and bottom of the graft union) were measured. Fruit yield and mean weight and diameter, total soluble solids (TSS), total acidity (TA), pH and vitamin C of harvested fruits were also measured.

    Results

    The results showed that the highest spring growth (shoot length) of Thomson Navel oranges was obtained as a result of the combined application of chemical fertilizer and manure (60% of the recommended amount) and manure (12 kg/tree). The lowest spring vegetative growth of 21.6 cm was observed in the control. The Interaction between different levels of chemical fertilizer and manure on summer growth was not significant. Collar diameter (at the bottom of the graft union) reached its maximum level (132 mm) in 60% recommended fertilizer and 6 kg of manure per tree treatment. The highest fruit yield of Thomson Navel trees was obtained with an average of 49.6 kg/tree, in a combination of chemical fertilizers (60% of the recommended amount) and manure (12 kg/tree). The fruit TA in different levels of chemical fertilizer and manure increased and decreased, respectively. The Interaction between chemical fertilizers and manure on TSS was significant and the highest (11.08%) was observed at 60% of the recommended amount of chemical fertilizers and 6 kg/tree of manure. This treatment and the treatment of 60% of the recommended amount of chemical fertilizer and 12 kg/tree of manure were located in the same group. The 60% recommended chemical fertilizer treatment + 6 kg of manure produced the highest amount of vitamin C in the fruit extract (80.8 mg/100 ml of extract), however the combination of high levels of chemical fertilizer and animal manure reduced the vitamin. The Interaction of chemical fertilizer and manure levels was not significant on fruit diameter but it was significant on average weight and volume of extract. The highest mean weight (352g) and fruit volume (176cc) was obtained in the treatment of 60% chemical fertilizer + 12 kg of manure per tree.

    Conclusion

    The results showed that 60% of the recommended amount of chemical fertilizers + 12 kg of rotten sheep manure per tree is recommendable to achieve the highest quality and quantity of Thomson Navel orange fruit.

    Keywords: Citrus, Fruit quality, Manure, Optimal fertilizer consumption, Vegetative growth
  • Marzyeh Shahraki Zad, Noshin Mir Pages 47-63
    Background and objectives

    Modern technologies, such as biotechnology and nanotechnology, play an important role in increasing production and improving the quality of food produced by farmers. Salinity also directly affects the absorption of nutrients elements. This study aims to investigate the use of nano-chelate with ethylene diamine tetra-acetic acid (EDTA) and Humic Acid (HA) base as fertilizer agents on Sunflower.

    Materials and methods

    This study was done as a pot experiment as a factorial in a completely randomized design including two levels of iron nano-chelate fertilizer (ethylene diamine tetra-acetic acid and Humic Acid) and two methods of application of fertilizers (foliar application with the level of one gram per Liter and soil application with the level of one gram per kilogram with the control) in three replications in the research greenhouse of Zabol University. Five sunflower seeds were used for cultivation. The treatments were applied in two ways that are soil use and spraying form, when plants are 4 to 6 leaves the tratments have been used in 4 steps and at intervals of 15 days. The pots were irrigated by distilled water and weighting method during the experiment period. Some growth parameters, chlorophyll content as well as nutrients (Fe, Zn, P, K) of sunflower shoot (Helianthus annuus) under permanent salinity conditions were investigated about two months after planting. Statistical analysis was performed on the basis of SAS software and Analysis of data variance was done based on ANOVA software. The mean of measured indices was categorized using Duncan test at the level of 0.05.

    Results

    Results showed that the interactions of fertilizer type and its method of use have a significant effect on the shoot indexes (dry weight, leaf number and plant height), leaf chlorophyll content (a, b, total and carotenoids) and nutrient concentration (Fe, Zn, P, K) of sunflower plant (p≤0.01). Comparison of the means showed that spraying EDTA-based iron nano-chelate increases dry weight of shoot, the number of leaves and plant height (1.15, 1.21 and 1.05 times, respectively), the level of leaf carotenoid (1.76 times) and also Fe concentration in the shoot (2.37 times) compared to the control. Moreover, in EDTA-based iron nano-chelate soil application, the concentration of phosphorus and potassium elements is respectively increased 1.59 and 1.94 than control.

    Conclusion

    According to the results, spraying EDTA-based iron nano-chelate improved most of the sunflower growth parameters, which shows the superiority of this Nano-fertilizer to HA-based iron Nano-chelate in saline soils.

    Keywords: Chelate, Micronutrients, Nano-Fertilizer, Nanotechnology, Oil Plants
  • Mohsen Bagheri *, Zohreh Mosleh, Mohammad Jamshidi, Alireza Ziaee Javid Pages 65-81

    Choosing the best land suitability method to determine land suitability classes has always been questioned and researched. Many land suitability surveys are conducted using four conventional methods, including: 1-simple limitation, 2- number and intensity of limitations, 3- Khiddir (square root) and 4- storie. In the parametric approach, the land index is calculated using the Khiddir method or the Storie method, and then based on this index, the land suitability classes are determined. The land index is in two forms: the uncorrected land index and the corrected land index. Numerous studies on land suitability evaluation have shown that the results of different land suitability methods are very different. However, the results of many studies suggest that the two methods of simple limitation and Khiddir are more consistent. Since these researches have been for different products and different regions, it has not been possible to evaluate the degree of adaptation of different methods without considering the type of product and its location. On the other hand, the numerical value of the adaptation or conformity of these methods with each other has not been determined. So, regardless of the type of product and location, a basic question that arises is how well do the different land suitability methods fit together, and are the degree of adaptation different for various land suitability classes? Current research seeks to answer this question.

    Materials and Methods

    In this study, land suitability classes were determined using numerical simulation, without considering any product and location. In numerical simulation, each of the eight factors involved in determining the suitability classes accounted for a random number from zero to 100, and then based on these simulated numbers the land suitability classes were determined with the four conventional methods and in two forms of the uncorrected land index and the corrected land index. The simulation process for each proportional class, including classes S1(suitable), S2(Moderately suitable), S3(Marginally suitable), N1 (temporary unsuitable), and N2 (permanently unsuitable), was performed one million times. So a total of five million simulations were done. In the next step, the degree of adaptation for each class and each method was calculated based on the Overall Accuracy(OA) formula.

    Results

    The results showed that the numerical value of the degree of adaptation of different land suitability methods in various classes are very different; Overall, however, the least and most adaptation between the different methods occurs for Class N1 and N2, respectively. After class N2, there is the greatest adaptation between the different methods in class S1. For classes S2 and S3, the degree of adaptation between different methods does not follow a specific trend. Among the various methods, in the case of using the uncorrected index, the simple limitation method was more consistent with the Khiddir method. However, using the corrected land index, the greatest correlation was observed between the simple limitation method and the parametric approach (both Khiddir and Storie method) and in this case there was not much difference between the results of Khiddir method and Storie method. Therefore, the corrected index is superior to the uncorrected index.

    Conclusion

    Based on the findings of this study, it can be said that the results obtained from the uncorrected land indices may be far from reality, and this issue is much more severe for the Storie method. The use of the uncorrected index causes a large difference between the parametric approach with the two methods of simple limitation and the number and intensity of limitations. Therefore, it is necessary to use corrected indices to determine the suitability classes so that the results of different methods are as close as possible.

    Keywords: Simple Limitation, Number, Severity of Limitations, Khiddir, Storie, simulation
  • Hojat Emami *, Sommaye Gholami Jami Pages 83-100
    Background and Objectives

    Most of the soils in arid and semi-arid regions of Iran contain less than 1 % organic matter, which lead to reduce the quality of some physical properties of the soil, including decreasing the stability of aggregates, destruction the soil structure and reducing saturated hydraulic conductivity. Considering to the importance and role of organic matter and the presence of sodium and potassium in cattle manure and their destructive effects on soil structure, this research was performed to study the effect to investigate the effect cattle manure, sewage sludge and potassium chloride on soil structure stability indices.

    Materials and Methods

    In this research, the effects of cattle manure and municipal sewage sludge at three rates (0, 1 and 2 %) and potassium cation (potassium chloride) at three salinity levels (1, 3 and 5 dS/m) and 3 replications as a completely randomized design and factorial arrangement were studied to compare the treatments on soil structure stability indices. Treatments of 1 and 2 % (weight) cattle manure and sewage sludge were applied to soil and treated soil filled in pots (1 kg weight). To saturate the soil, all pots were irrigated with 300 ml of urban water. Then, irrigation was made by KCl solutions and 200 ml of KCl was added to each pot every week for the period of 8 weeks. After then, soil structural stability indices including normalized stability index (NSI), geometric mean diameter of wet aggregates (GMD), and percentage of aggregate destruction (PAD) were measured. The statistical analysis of data was made by JMP8 software and comparison of means based on LSD test at P < 0.001 was performed.

    Results

    the results of structural stability showed that sewage sludge treatment had a positive effect on aggregate stability, percentage of aggregate destruction and geometric mean diameter of wet aggregates, while manure application due to high concentration of sodium and potassium and their destructive effects on aggregate stability had the negative effect on most structural stability, except for the normalized stability index. In general, geometric mean diameter of wet aggregates in treatment with no organic matter and salinity level of 3 dS/m was the lowest value and it showed the highest value in 1 % of sewage sludge and salinity level of 3 dS/m. Also, amounts of normalized stability index were the highest and lowest values in salinity of 1 dS/m + 1 % of manure, and salinity of 3 dS/m + no organic matter, respectively. Percentage of aggregate destruction significantly decreased at salinity levels less than 3 dS/m when organic matter increased, while it was not significantly changed at salinity of 5 dS/m due to increment of potassium and its destructive effect on soil structure.

    Conclusion

    Considering the positive effect of organic matter on stability of aggregates in short term, and the cost effectiveness of sewage sludge, it is suggested that the application the sewage sludge on soil structure indices in agricultural lands will be studied during several years.

    Keywords: Aggregate stability, Organic matter, Salinity, Normalized stability index
  • Bahare Zandi, Kamal Nabiollahi *, Sayed Taher Hossaini, MohamadAli Mahmoodi Pages 101-115
    Background and objectives

    Improper use of land resources due to increased human food needs has led to the destruction and reduction of arable land. One way to increase production per unit area is to land suitability assessment. Land suitability assessment is the fitness of a type of land for defined use. Assessing spatial variability of land suitability class is necessary to increase production and prevent land degradation. Determining the land suitability class requires measuring soil, topography, moisture and climate properties, which are costly and time consuming. One solution to this problem is to use learning machines and auxiliary data. Learning machines are used to relate various properties with auxiliary variables to assess their spatial and temporal variability. Random forest learning machine is one of the most common and widely used learning machines. The aim of this study is to assess land suitability based on FAO land suitability framework and parametric method for three important irrigated crops of the region, including alfalfa, potato and irrigated wheat, and to predict their land suitability classes using random forest learning machine and auxiliary data.

    Materials and Methods

    122 soil profiles were dug, described and sampled in the Ghorveh area of Kurdistan Province (covers 6500 ha). Soil texture, acidity, organic carbon, CaCO3, gypsum, ESP, electrical conductivity and gravel were measured in all soil samples. Moreover, topography and climate data were also recorded. Environmental variables in this research were terrain attributes, land unit components map, and data of ETM+ image. To make a relationship between land suitability class and auxiliary data, random forest (RF) learning machine were applied and using cross validation method and statistic indices including overall accuracy and kappa index was validated.

    Results and Discussion

    The results showed that suitability class of the study area has 37, 41 and 57% N2 class, 21, 34 and 27% N1 class and 48, 19 and 16% S3 class for irrigated wheat, alfalfa and potato, respectively. The major limitations of the study area to plant the crops are included high slope, shallow soil depth, high pH and gravel.To predict land suitability class of alfalfa, potato and irrigated wheat, auxiliary variables including MRRTF index, MRVBF index, wetness index, LS factor, elevation and land unit components map were the most important. The results of this study showed that the random forest learning machine for prediction of land suitability class of irrigated wheat with 0.78, and 0.71, alfalfa with 0.75 and 0.70 and potato with 0.79 and 0.72 for overall accuracy and kappa index, respectively, had a suitable accuracy.

    Conclusion

    Topography is the most important soil forming factor and is effective in distribution of land suitability class. The study area, because of limitation of soil and topography has low to non-suitable suitability to plant these crops and it is suggested proper land improvement operations to increase production and land sustainability management. Random forest learning machine had suitable accuracy for predicting land suitability class. Therefore, it is suggested to map land suitability class learning machine techniques (such as randomized forest) and auxiliary data such as terrain attributes, land unit components map and satellite images were applied.

    Keywords: Land unit components map, Landsat, terrain attributes, Kurdistan
  • Farhad Dolkhani, Ehsan Bijanzadeh *, HamidReza Boostani, Ali Behpouri Pages 117-132
    Background and purpose

    How to manage nitrogen consumption as one of the most important nutrients and challenges of its application in farms has been noticed by researchers. Due to low soil nitrogen content in the arid and semi-arid regions, as well as the adverse environmental effects of excessive use of nitrogen fertilizers, the role of nitrogen fixing-bacteria is very important. Some research has been done about how to use nitrogen fixing-bacteria and their effects on increasing the yield of various plants. The goal of this study was to investigate the role of nitrogen fixing-bacteria application (Azotobacter and Azospirillum) on the yield and concentration of some macro-nutrients in barley cultivars.

    Materials and Methods

    The experiment was conducted as factorial experiment in a completely randomized block design with three replications in research field of Agriculture College and Natural Resources of Darab, Shiraz University during 2017-2018 growing season. Experimental treatments included two barley cultivars (Zehak and Nimroz) and nitrogen source at six levels including control (no fertilizer applied), Azotobacter (Azotobacter chroococcum (seed inoculation alone, Azospirillum (Azospirillum lipoferum) seed inoculation alone, combination of Azotobacter with Azospirillum, combination of Azotobacter with Azospirillum with 100 kg/ha urea nitrogen source, and use of 200 kg urea nitrogen source alone. After harvesting manually, yield and yield components and the amount of nitrogen, phosphorus and potassium nutrients of seed were measured in the laboratory and data analyzed by SAS software.

    Results

    The results showed that in Nimroz cultivar inoculation of seeds with each of Azotobacter and Azospirillum along with 100 kg urea application increased plant height and spike number per square meter by 9.74 and 18 % compared to control, respectively. Also, application of Azotobacter and Azospirillum with 100 kg urea 1000-kernel weight increased 18%. Increasing of 27.27% in biomass was observed in application of two bacteria together. The combination of Azotobacter and Azospirillum with 100 kg urea increased 40% and 21.33% grain yield of Zehak and Nimroz cultivars compared to control, respectively. Combined Azotobacter and Azospirillum with 100 kg urea treatment resulted in 21.6% increase in grain nitrogen content of barley. Seed inoculation of Zehak with Azospirillum and seed inoculation of Nimrooz with Azotobacter and Azospirillum together increased 9.58% and 30% of seed phosphorus compared to control, respectively. Finally, seed inoculation of Zehak with Azospirillum and seed inoculation of Nimrooz with Azotobacter and Azospirillum increased 42.58% and 61.74% of seed potassium.

    Conclusion

    The results of the present study showed that the use of nitrogen-fixing bacteria Azotobacter and Azospirillum with 100 kg urea decreased nitrogen fertilizer demand up to 50% and increased 1000- grain weight, nitrogen content and yield of barley.

    Keywords: Azotobacter, Azospirillum, Zehak, Nimroz, Seed nitrogen
  • Hamed Arfania *, Ahamd Ghasemi Pages 133-148
    Background and Objectives

    Drought stress is one of the important challenges of agricultural crop production in the arid and desert region. In order to increase yield, indrouction of drought resistance cultivars, and reduction water consumption, this experiment was conducted to recognize effects of drought stress and planting date on morphophysiological and yield of two varieteds of millet.

    Materials and Methods :

    The experiments were carried out as a split plots arranged in randomized complete block design with three replications in Zahak Agricultural Research Station in 2015 and 2016. The main factor included planting dates (1, 15 and 30 March and 15 April) and drought stress (50, 65 and 80% of field capacity) were in sub sub plots. Grain yield and traits of plant height, plant height, 1000 seeds weight, dry forage yield, chlorophyll, proline, day to maturity, and day to flowering were determined.

    Results :

    The results showed that maximum and minmun grain yield was obtained at 50 and 80 percent of filed capacity with average of 1679 and 469 kg hg-1, respectively. Grain yield, day to flowering number, day to maturing number, chlorophyle concentration, dry forage yield, 1000 seed weight, and plant height was affected by cultivars. Maximum grain yields was in Bastan cultivar (1200 kg ha-1). Grain yield, day to flowering number, day to maturing number, chlorophyle concentration, dry forage yield, 1000 seed weight, and plant height was infulunced by interaction effects of planting date, drought stress, and cultivar. Maxium grain yield (2711 kg hg-1), day to maturing (72.2 days), cholorphyle concentration (6.50 mg g-1), dry forage yield (9475.6 kg ha-1), 1000 seed weight (4.55 g ), and planting height (122.5 cm) were for Bastan culrivar in 15 March and 50 percent irrigarion.

    Conclusion

    According to the obtained results of forage and grain yield, it seems that planting at 15th March play a key role in increasing yield of millet, because of water and temperature suffiencny. The plant at this date had more contribution to transfer the produced phytotsenythetic materials to seeds. Howerver, delay in planting date resulted in late season heat stress at seed filling time and abnormality in photosynthesis to transpiration ratio which it can dercrease the transfer of photosynthetic materials to seeds. It seems that sowing of cultivar of Bastan in comparison with conventional one has resulted in highest resistant to drought stress. We can recommend as resistant cultivar of millet at 15th of March palnting date and 50 percent of field capacity For the Sistan region the relationship between farmers and extension specialists, and researcher can increase yield in drought years. Although Millet is resistant to drought, increasing the soil moisture to 80 percent of field capacity resulted in reducing chlorophyll and yield components. Sowing tin 15 March because of availability of moisture and proper temperature, has significant role in increasing yield. The millet in this date was able to transfer its photosynthetic products to grains; however, delay in sowing as result of hot weather the relative of photosynthesis to transpiration in grain filling period.

    Keywords: Field capacity, Plant height, Prolin, Water Deficiency
  • Ghasem Ghorbani Nasrabadi, Esmael Dordipour, Mojtaba Barani Motlagh, Elham Malekzadeh *, Abdolreza Gharanjiki Pages 149-164
    Background and Objectives

    Salinity is one of the major constraints prevailing in the environment that affects not only plant growth but also agriculture productivity and soil fertility. Salinity stress causes nutritional and hormonal imbalance, ion toxicity, oxidative and osmotic stress and increase susceptibility of plant to diseases. In this regard, research has shown that salicylic acid causes resistance in plants to environmental stresses, including salinity. Nitrogen also has a direct effect on plant yield due to its significant role in plant establishment and photosynthetic and physiological abilities.

    Materials and Methods

    In order to investigate the effects of salicylic acid and nitrogen fertilizer application rates at different salinity levels on growth of wheat cv. Morvarid, an experiment was conducted as a split plot factorial based on a randomized complete block design with four replications in the fields of Mazraeh-E-Nemooneh located in Anbarolum, Aq Qala city, Golestan province. The main factor included three soil salinity levels (3-4 below wheat tolerance threshold (control), 9-11and 13-15 dS/m) and sub factors included two levels of salicylic acid (0 and 1.5 mM) and three levels of nitrogen fertilizer (urea) included 30% N less than soil test recommendation, N based on soil test recommendation and 30% N more than soil test recommendation, respectively. Salicylic acid was foliar applied twice at 2 weeks intervals in the tillering stage. Nitrogen treatments were applied in three stages- before planting and twice as top dressing at the tillering and stem elongation stages. Plant dry weight and height, grain yield, number of spike, number of grains per spike, thousand seed weight and spike length were measured.

    Results

    The results showed that the effect of different levels of salinity on yield and its components were significant. With increasing the salinity, yield and yield components decreased (p≤0.01). However, yield and yield components increased as N fertilizer consumption increased (p≤0.01). So that the highest grain yield was in the +30% of soil test recommendation treatment (N3), which was significantly different from the other levels. Application of calicylic acid increased all parameters of yield and its components except for number of grains per spike and spike length (p≤0.01). The interactive effect of salinity and nitrogen showed that application of N fertilizer more than the soil test recommendation level up to moderate salinity level (9-11 dS/m) was increased yield and yield components but at high salinity level (13-15 dS/m) reduced these traits. Also, nitrogen application with salicylic acid improved these traits under low and moderate saline conditions, but could not have a significant effect on them at high salinity level.

    Conclusion

    Therefore, the application of salicylic acid and nitrogen fertilizer management to some extent alleviated the adverse effects of salinity up to moderate salinity levels and improved plant growth and yield by increasing plant tolerance to salinity. At high salinity condition, it is better to reduce the use of nitrogen fertilizer.

    Keywords: Fertilizer management, Plant growth regulator, Salinity stress, Wheat