فهرست مطالب

نشریه مدیریت خاک و تولید پایدار
سال دوازدهم شماره 3 (پیاپی 41، پاییز 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/12/08
  • تعداد عناوین: 6
|
  • سید مهدی ابطحی*، زهرا محمدی صفحات 1-25

    سابقه و هدف:

     فرسایش خاک یکی از پدیده های اصلی تخریب خاک است که پایداری محیط زیست و بهره وری خاک را تهدید می کند و همواره یک مشکل زیست محیطی عمده در بسیاری از نقاط جهان بوده است. فرسایش خاک و پیامدهای زیان بار آن مانعی اساسی در برابر توسعه و پیشرفت کشور است و تاثیرات منفی بر تولید کشاورزی، کیفیت منابع آب و سلامت اکوسیستم کشور دارد. کنترل فرسایش خاک موضوعی برای تشویق رویکردهای نوآورانه در تکنیک ها و روش های مدیریت زمین است. روش های حفاظت از خاک، فرسایش خاک را کاهش داده، ساختار خاک و میزان استحصال آب را بهبود می بخشد و رطوبت خاک را حفظ می کند. بنابراین بررسی عوامل موثر بر فرسایش خاک و ارایه راهکارهای مدیریتی به منظور کاهش فرسایش خاک ضروری است. هدف این مطالعه، شناسایی و اولویت بندی عوامل موثر بر فرسایش خاک و راهکارهای جلوگیری از فرسایش خاک در استان فارس است.

    مواد و روش ها

    پژوهش حاضر از نظر هدف کاربردی و براساس ماهیت توصیفی-پیمایشی است. در این پژوهش یک رویکرد ترکیبی مبتنی بر روش سوارا خاکستری و آراس خاکستری به منظور شناسایی عوامل تاثیرگذار بر فرسایش خاک و اولویت بندی روش های جلوگیری از فرسایش خاک ارایه شده است. در ابتدا با مطالعه پیشینه پژوهش و مصاحبه با کارشناسان حوزه آب و خاک، عوامل فرسایش خاک در استان فارس شناسایی و در پنج حوزه شامل حوزه فنی، شیمیایی، اجتماعی، زیست محیطی و اقلیمی دسته بندی شدند. وزن معیار ها با روش سوارا خاکستری محاسبه گردید. سپس روش ها و راهکارهای جلوگیری از فرسایش خاک شناسایی شدند و کارشناسان آن ها را براساس معیار ها از طریق تکمیل پرسشنامه ارزیابی کردند و در نهایت با استفاده از رویکرد آراس خاکستری اولویت بندی شدند. به منظور در نظر گرفتن عدم قطعیت و اطمینان در نظر کارشناسان، از اعداد خاکستری در انجام محاسبات استفاده گردید.

    یافته ها

    با توجه به نتایج به دست آمده معیارهای «فرسایش پذیری خاک»، «پایداری پایین خاکدانه»، «جنگل زدایی و تخریب زیست بوم»، «کشت در دامنه های شیبدار و شخم اراضی شیبدار»، «از بین رفتن پوشش گیاهی» و «کاهش مواد آلی خاک» به ترتیب مهم-ترین عوامل موثر بر فرسایش خاک بودند. در اولویت بندی روش های جلوگیری از فرسایش خاک نیز «تصویب و اجرای قوانین حفاظت از خاک و منابع طبیعی نظیر جنگل ها و ترویج گارگاه های آموزشی و ترویجی»، «ترویج خاک ورزی حفاظتی و ترویج کشاورزی هوشمند»، «افزودن مواد آلی به خاک»، « مالچ پاشی آلی یا مصنوعی در سطح خاک و همچنین بکارگیری روش های مهندسی زیستی نظیر باکتری های تثبیت کننده خاک» و «قرق مرتع و پرچین بندی و ترویج دامداری صنعتی» به عنوان مهم ترین گزینه ها برای جلوگیری از فرسایش خاک انتخاب شدند.

    نتیجه گیری

    با توجه به اینکه متاسفانه در ایران فرسایش خاک چندین برابر میانگین جهانی است و سالانه حجم عظیمی از خاک مرغوب از دسترس خارج می شود و نیازمند اقدامات جدی مدیریتی می باشد، همچنین فرسایش خاک در استان فارس نیز باید توسط یک برنامه احیای وسیع کنترل شود، انتظار می رود نتایج این پژوهش بتواند به مدیران و تصمیم گیرندگان در بخش های اجرایی حوزه آب و خاک و کشاورزی به منظور اتخاذ مناسب ترین تصمیمات و راه حل ها برای حل معضلات فرسایش خاک کمک کند.

    کلیدواژگان: فرسایش خاک، مدیریت خاک، سوارا خاکستری، آراس خاکستری
  • قاسم رحیمی*، عیسی ابراهیمی صفحات 27-47

    سابقه و هدف:

     رشد شدید جمعیت جهان در چند دهه اخیر باعث بروز مشکلاتی از نظر تامین آب و منابع کشاورزی شده است. محدودیت منابع آب یکی از مهم ترین مشکلات موجود در بخش کشاورزی است. استفاده از پساب فاضلاب تصفیه شده شهری و صنعتی با در نظر گرفتن مسایل جانبی و کاهش بار آلودگی آن از طریق افزودن اصلاح کننده ها به خاک، شاید بتواند نیاز آبی و غذایی گیاه را تامین نماید. بنابراین هدف مطالعه حاضر بررسی تاثیر اصلاح کننده های مختلف بر ویژگی های خاک آبیاری شده با پساب صنعتی شهرک صنعتی بوعلی استان همدان بود.

    مواد و روش ها

    برای انجام این مطالعه پساب تصفیه شده در فصل تابستان از شهرک صنعتی بوعلی استان همدان تامین شد. آزمایش گلخانه ای در دانشگاه بو علی سینا همدان با استفاده از خاک لومی آبیاری شده با پساب در قالب طرح بلوک کامل تصادفی و با 3 تکرار انجام شد. در این مطالعه از 9 تیمار شامل اسید سیتریک، کمپوست، کود دامی، گچ، تیمارهای ترکیبی (گچ+کود دامی، گچ+کمپوست، اسید سیتریک+کود دامی، اسید سیتریک+کمپوست) و شاهد و در مجموع 27 نمونه استفاده شد. ویژگی های خاک قبل و بعد از اعمال تیمارهای اندازه گیری شد. این ویژگی ها شامل pH، قابلیت هدایت الکتریکی، ظرفیت تبادل کاتیونی، ماده آلی، فسفر کل و فسفر فراهم، عناصر کم مصرف روی، مس، آهن و منگنز و غلظت فلزات سرب، نیکل و کادمیوم اندازه گیری شد.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که پساب مورد مطالعه جزء آب های نامناسب با سدیم زیاد است که استفاده از اصلاح کننده های مختلف مانند کمپوست، کود دامی و اسید سیتریک در خاک تحت آبیاری با پساب می تواند شوری خاک را به صورت معنی داری کاهش دهد (از 53/2 در تیمار شاهد به 16/2 در تیمار کمپوست). اثر اصلاح کننده های مورد استفاده بر برخی ویژگی های شیمیایی نشان داد که کاربرد اصلاح -کننده های مختلف در خاک تحت آبیاری با پساب، سبب تغییرات معنی دار pH، قابلیت هدایت الکتریکی، ظرفیت تبادل کاتیونی، ماده آلی، کربنات کلسیم معادل، کاتیون های کلسیم، منیزیم و سدیم، فسفر کل و فسفر فراهم خاک شد. کمترین مقدار مس کل در تیمار شاهد با میانگین 84/13میلی گرم در کیلوگرم و بیشترین مقدار آن در تیمار ترکیبی 50% گچ + 50% کمپوست با میانگین 93/14 میلی گرم در کیلوگرم به دست آمد.

    نتیجه گیری

    نتایج تجزیه خاک نشان داد که غلظت کل و فراهم عناصر سنگین سرب، نیکل و کادمیوم در خاک های تیمار شده با اصلاح -کننده های مختلف در بیشتر تیمارها بیشتر از غلظت این عناصر در خاک شاهد بود، ولی مقادیر اندازه گیری شده عناصر از مقادیر موجود آنها در خاک کمتر بود و از این لحاظ تاثیر سویی بر خاک نداشتند. همچنین از نظر سایر ویژگی های مانند شوری نیز مشکلی ایجاد نشده است. به طور کلی نتایج نشان داد که استفاده ترکیبی از اصلاح کننده ها نتایج بهتری نسبت به استفاده تکی دارد.

    کلیدواژگان: کود آلی، روی، آلودگی، سیتریک اسید، گچ
  • علیرضا راهب*، احمد حیدری صفحات 49-70

    سابقه و هدف:

     مطالعه ساختار دست نخورده و طبیعی خاک با استفاده از تکنیک های میکروسکوپی اطلاعات ارزشمندی را در مورد خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و مورفولوژیکی خاک و نحوه تشکیل خاک در اختیار می گذارد. تعیین شاخص های میکرومورفولوژیکی روشی پیشرفته برای کمی کردن خصوصیات خاک و افزایش دقت و درستی نتایج مطالعات مورفولوژیکی و میکرومورفولوژیکی است. در حال حاضر برای تعیین طبقه بندی خاک های دارای رژیم رطوبتی اکوییک یا دارای شرایط اکوییک در سامانه آمریکایی طبقه بندی خاک معیارهای کمی ارایه نشده است؛ به طوری که تفاوتی بین خاک های اشباع که احیا آنها ناشی از آب زیرزمینی بالا می-باشد و خاک هایی که اشباع و احیا آنها در اثر نفوذ آب از سطح خاک به طور موقت بوده و اشباع تنها در افق های فوقانی دیده می-شود، وجود ندارد. برای رفع این مشکل، هدف کلی از این پژوهش استفاده از علم میکرومورفولوژی و نرم افزارهای تخصصی آنالیز تصویر در راستای مدیریت پایدار منابع خاک از طریق شناسایی صحیح خاک های دارای شرایط اکوییک می باشد. علاوه بر این هدف اختصاصی نیز تعریف یک شاخص هیدرومورفیک جدید (SHI) برای ارزیابی وضعیت تحول خاک در شرایط اکوییک بر اساس ویژگی های میکرومورفولوژیکی خاک است.

    مواد و روش ها

    برای انجام پژوهش و تعیین شاخص میکرومورفولوژیکی خصوصیات هیدرومورفیک خاک، پس از تهیه نمونه های دست نخورده (شش خاکرخ شاهد دارای شرایط اکوییک از شمال ایران)، مقاطع نازک آنها تهیه شد. مطالعه و تجزیه و تحلیل مقاطع نازک با استفاده از میکروسکوپ پلاریزان صورت پذیرفت. در مرحله بعد برای تعیین شاخص هیدرومورفیک برای خاک های دارای شرایط اکوییک به ترتیب مراحل زیر صورت پذیرفت: 1-تهیه مقاطع نازک، 2-مطالعه خصوصیات میکروسکوپی، 3-تصویربرداری از مقاطع نازک، 4-آنالیز تصویر و کمی کردن پارامترهای میکرومورفولوژی و 5- نمره دهی به خصوصیات بین 0 تا 100 امتیاز 6- محاسبه شاخص هیدرومورفیک خاک است.

    یافته ها

    شاخص هیدرومورفیک به دست آمده با ساختمان میکروسکوپی، مواد نرم خاک، b-فابریک، مواد آلی، عوارض هیدرومورفیک و تغییرشکل کانی ها ارتباط داشت. این شاخص می تواند برای طبقه بندی خاک های دارای رژیم رطوبتی اکوییک یا شرایط اکوییک در واحدهای مختلف زمین نما مفید باشد. نتایج نشان داد که شاخص هیدرومورفیک از مقادیر بسیار زیاد در خاک های شالیزاری با رژیم رطوبتی اکوییک تا مقادیر بسیار کم در خاک های غیر شالیزاری تحت کشت کیوی متغیر بود. در خاک های شالیزاری دارای رژیم رطوبتی اکوییک مقادیر SHI با عمق خاک افزایش نشان داد و حداکثر آن در افق های عمیق تر دیده شد، در حالی که در خاک های غیر شالیزاری رابطه بین SHI با عمق خاک نامشخص بود.

    نتیجه گیری

    شاخص هیدرومورفیک تعریف شده در خاک های دارای رژیم رطوبتی اکوییک بیشتر از 35/0 بود و در کلید رده بندی در کلاس خاک های اکوییک قرار گرفتند. در مقابل خاک های دارای شاخص هیدرومورفیک کمتر از 35/0 در خاک هایی دیده شدند که تنها دارای شرایط اکوییک بودند. بسیاری از مشکلاتی که در سامانه طبقه بندی آمریکایی خاک در تفکیک خاک های دارای رژیم رطوبتی اکوییک از خاک های دارای شرایط اکوییک وجود دارد، با تعیین شاخص هیدرومورفیک قابل حل خواهد بود.

    کلیدواژگان: آنالیز تصویر، خصوصیات میکرومورفولوژیک، شاخص هیدرومورفیک، شرایط اکوئیک
  • الهام جزدایمی*، احمد گلچین، کامران مروج صفحات 71-92

    سابقه و هدف:

     بررسی ویژگی های خاک یکی از راه های ارزیابی و مدیریت اکوسیستم های جنگلی است. ارتفاع منطقه یکی از عوامل موثر بر ویژگی‎های کیفی خاک بویژه محتوای کربن آلی آن محسوب می‎شود. با این وجود، تغییرات ذخیره کربن آلی خاک‎ در ارتفاعات مختلف جنگل‎های ارسباران ناشناخته باقی مانده است. از این رو، این پژوهش به‎ منظور بررسی توزیع مکانی مقادیر کربن آلی و برخی دیگر از ویژگی‎های شیمیایی تحت تاثیر ارتفاع منطقه و در عمق‎های مختلف خاک انجام گرفت.

    مواد و روش‎ها: 

    در این پژوهش، یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک‎های کاملا تصادفی با سه تکرار انجام شد. نمونه‎برداری خاک روی یک شیب شمالی منطقه مورد مطالعه، در چهار دامنه ارتفاعی مختلف شامل 600-0، 1200-600، 1800-1200 و 2400-1800 متری از سطح دریا و از پنج عمق مختلف خاک شامل 20-0، 40-20، 60-40، 80-60 و 100-80 سانتی‎متری جمعا با 60 نمونه صورت گرفت. سپس مقادیر کربن آلی، ظرفیت تبادل کاتیونی، کربوهیدرات‎های قابل عصاره ‎گیری با اسید و آب داغ، کربنات کلسیم، فسفر و پتاسیم قابل جذب و اسیدیته (pH) در نمونه‎ های خاک تعیین شد.

    یافته‎ ها: 

    نتایج حاکی از اثر معنی‎دار عمق خاک، ارتفاع منطقه و اثرات متقابل شان بر اغلب ویژگی‎ های مورد بررسی بود. در واقع، کربن آلی، ظرفیت تبادل کاتیونی و کربوهیدرات‎های عصاره ‎گیری‎ شده با اسید با افزایش ارتفاع و عمق به‎ ترتیب به‎ طور معنی داری افزایش و کاهش یافتند و همبستگی بسیار بالایی بین آنها مشاهده شد. بعلاوه، عمق 20-0 سانتی‎متر سطحی خاک در هر چهار ارتفاع به‎ طور متوسط بیش از 50 درصد کربن آلی را به خود اختصاص داد که با افزایش عمق تا لایه 100-80 سانتی‎متری به‎ طور میانگین با کاهش 79 درصدی رو‎به ‎رو شد. بیشترین میزان افزایش محتوای کربن آلی با ارتفاع به میزان حدود 9 درصد، بین دامنه‎ های 1200-600 و 1800-1200 متری مشاهده شد. سایر ویژگی ‎های خاک همچون pH خاک، کربنات کلسیم، پتاسیم قابل جذب با افزایش ارتفاع و عمق خاک به‎ ترتیب حدود 2، 16 و16 درصد کاهش و 4، 16 و 18 درصد افزایش یافتند. همچنین، با افزایش عمق خاک میزان فسفر قابل جذب خاک افزایش یافت، هرچند اثر ارتفاع بر این ویژگی معنی‎دار نبود.

    نتیجه‎ گیری: 

    بر اساس یافته های این پژوهش، ذخیره کربن آلی و به‎ طور کلی کیفیت خاک‎های جنگل‎های ارسباران به ‎طور معنی‎ داری تحت تاثیر عوامل ارتفاع منطقه و عمق خاک قرار دارد، به نحوی‎که خاک‎های سطحی موجود در نقاط با ارتفاع بیشتر در منطقه مورد مطالعه از کیفیت بالاتری به لحاظ محتوای کربن آلی، ظرفیت تبادل کاتیونی و کربوهیدرات‎ های قابل عصاره ‎گیری با اسید برخوردار هستند که بایستی مورد توجه بیشتری قرار بگیرد. در واقع، با توجه به نقش مهم این خاک‎ها در ترسیب کربن، خاک‎های این مناطق بایستی‎ از طریق مدیریت صحیح و اجرای عملیات حفاظتی مختلف به صورت بکر و دست‎نخورده حفظ شود.

    کلیدواژگان: جنگل، عمق خاک، کربن آلی، کیفیت خاک
  • طالب نظری*، نرجس سوسرائی، مجتبی بارانی مطلق صفحات 93-111

    سابقه و هدف :

    پتاسیم یکی از عناصر پرمصرف ضروری برای رشد گیاهان است که نه تنها از نظر مقدار بلکه از لحاظ فیزیولوژیکی و زیست شیمیایی نیز از مهم ترین کاتیون ها در گیاهان محسوب می شود. بنابراین، اطلاع از حد بهینه این عنصر در خاک و پاسخ های گیاهی به کاربرد مقادیر مختلف آن می تواند کمک موثری در توصیه بهینه کودی این عنصر غذایی داشته باشد. این پژوهش با هدف بررسی تاثیر سطوح مختلف کلرید پتاسیم بر عملکرد و غلظت پتاسیم در گیاه کینوا (Chenopodium quinoa Willd) انجام شد.

    مواد و روش ها

    خاک با کمبود پتاسیم قابل استفاده، از عمق 30-0 سانتی متری مزارع کشاورزی روستای تقرتپه در 20 کیلومتری شرقی شهرگرگان تهیه شد. برای دستیابی به اهداف این پژوهش، آزمایشی به صورت طرح کاملا تصادفی در سه تکرار و با 11 تیمار و در مجموع با 33 گلدان در گلخانه دانشگاه علوم کشاورزی و منایع طبیعی گرگان به اجرا درآمد. تیمارهای کودی شامل 0، 20، 40، 60، 80، 100، 120، 140، 160، 180 و 200 میلی گرم پتاسیم بر کیلوگرم خاک و پتاسیم از منبع کلرید پتاسیم به خاک گلدان های پنج کیلویی اعمال و تعداد 6 عدد بذر کینوا (رقم تی تی کاکا) درعمق 2 سانتی متری کشت گردید. دو هفته پس از سبز شدن گیاهان تعداد بوته ها به دو عدد تقلیل یافت. گلدان های کشت شده به مدت 8 هفته در رطوبت حدود ظرفیت مزرعه به روش وزنی نگهداری شدند. سپس وزن تر و خشک اندام هوایی، شاخص کلروفیل برگ بالایی و پایینی، غلظت و جذب پتاسیم اندام هوایی و پتاسیم قابل استفاده گیاه به روش عصاره گیری با استات آمونیوم نرمال اندازگیری شد.

    یافته ها

    بر پایه نتایج به دست آمده، اثر سطوح مختلف پتاسیم بر تمام صفات مورد مطالعه در سطح احتمال یک درصد معنی دار شد. نتایج نشان داد که بیشترین غلظت و جذب پتاسیم اندام هوایی به ترتیب با میانگین 35/1 و 85/2 درصد مربوط به تیمار 60 و 100 میلی گرم بر کیلوگرم مصرف کلرید پتاسیم و کمترین مقدار به ترتیب با میانگین 89/0 و 70/0 درصد مربوط به تیمار شاهد بود. همچنین بین پتاسیم عصاره گیری شده توسط استات آمونیوم نرمال و شاخص های گیاهی همبستگی ضعیف و غیرمعنی دار مشاهده گردید. از آنجایی که غالب خاک های استان گلستان دارای منشا لسی می باشند و در بیشتر خاک ها لسی کانی ایلیت غالب بوده و یا درصد زیادی از این خاک ها را شامل می شود، استفاده از استات آمونیوم نرمال برای عصاره گیری پتاسیم تبادلی، کارآیی بالایی در اندازه گیری مقدار واقعی پتاسیمی که به آسانی برای گیاه قابل دسترس باشد، نخواهد داشت.

    نتیجه گیری

    نتایج این پژوهش نشان می دهد که تیمار 60 و 100 میلی گرم بر کیلوگرم کلراید پتاسیم به ترتیب باعث بدست آمدن بالاترین غلظت پتاسیم، جذب پتاسیم و شاخص کلروفیل برگ شد. در عین حال افزایش بیش از 100 میلی گرم بر کیلوگرم مصرف کلرید پتاسیم نتوانست تغییر معنی داری در صفات مورد بررسی از جمله غلظت پتاسیم ایجاد نماید.

    کلیدواژگان: استات آمونیوم نرمال، خاک های لسی، شاخص کلروفیل
  • عبدالرحیم محمدپور*، سورن هونانیان، عادل مدحج صفحات 113-131
    سابقه و هدف

    اگرچه استفاده از کودهای سبز در تامین عناصر غذایی مورد نیاز گیاهان و بهبود ویژگی های خاک موثر است، اما باید توجه داشت که این کودها قادر به تامین تمامی نیاز غذایی گیاه نیستند. بنابراین، تلفیق این کودها با مقادیر کاهش یافته کودهای معدنی ممکن است علاوه بر رفع نیاز غذایی گیاه، باعث افزایش مواد آلی خاک و کیفیت فیزیکی و شیمیایی آن گردد. گیاه ماش(Vigna radiata) یکی از گیاهان زراعی خانواده بقولات است که قادر به تثبیت زیستی نیتروژن بوده و در برخی مناطق گرمسیری به عنوان کود سبز کشت می شود. هدف از این پژوهش بررسی امکان افزایش اثر بخشی سطوح مختلف کودهای نیتروژن و فسفر با تغییر تاریخ کاشت کود سبز ماش بر عملکرد و اجزاء عملکرد و در نهایت سود اقتصادی کشت گندم بود.

    مواد و روش ها

    آزمایشی در 3 سال زراعی (1388-1391) در زمین های کشاورزی شمال خوزستان به صورت آزمایش اسپلیت پلات فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصافی با سه تکرار اجرا شد. بذر گندم رقم چمران به عنوان کشت اصلی در 15 آذر ماه هر سال توسط دستگاه پنوماتیک کشت و در مرحله رسیدگی نهاییبه صورت دستی برداشت گردید. رقم ماش عمرانی به عنوان کود سبز در نظر گرفته شد. برگرداندن ماش به عمق 15 سانتیمتر توسط دستگاه روتیواتور تراکتور گلدونی در اواسط مرحله گلدهی (55 روز بعد از کاشت گیاه ماش)، در هر دو تاریخ کشت مورد نظر صورت گرفت.دو تاریخ کاشت ماش (12 تیرماه و 19 مرداد ماه) به همراه کرت آیش به عنوان عامل اصلی در نظر گرفته شدند. همچنین مصرف کود نیتروژن در سه سطح (صفر، 60، 120 کیلوگرم در هکتار) و مصرف کود فسفر در سه سطح (صفر، 45، 90 کیلوگرم در هکتار) در کرت های فرعی قرار گرفت. میزان نیتروژن کل در دانه و کاه به روش کلدال، فسفر به روش کلرومتریک، پتاسیم با فتومتر شعله ای، مقادیر فلزات سنگین در نمونه های خاکی و گیاهی به روش اتم-آبسوربشن و به وسیله دستگاهAAS1، فسفر با روش اولسن، pH به روش پتانسیومتر، هدایت الکتریکی به روش ریچاردز، کربن آلی با روش مهلیچ، هوموس با والکی-بالکا، بافت خاک با روش تیتره کردن وNO3-, NH4+ به تیورین-کنونووا تعیین گردید.

    یافته ها:

     نتایج آزمایش نشان داد استفاده از گیاه ماش به عنوان کود سبز باعث افزایش میزان مواد آلی و عناصر معدنی موجود در خاک می شود. اثر کود سبز و برهمکنش تیمارهای آزمایشی بر عملکرد دانه در سطح احتمال پنج درصد و اثر تیمارهای فسفر و نیتروژن بر این صفت در سطح احتمال یک درصد معنی دار بود. کاشت ماش جهت استفاده به عنوان کود سبز در تاریخ 12 تیرماه به دلیل افزایش تعداد دانه در واحد سطح و عملکرد زیستی باعث افزایش عملکرد دانه گندم نسبت به شرایط آیش شد. تاخیر در تاریخ کاشت ماش باعث کاهش اثرات سودمندش در عملکرد دانه شد. بیشترین عملکرد دانه به ترکیب تیماری 120 کیلوگرم نیتروژن و 90 کیلوگرم فسفر همراه کاشت ماش و همچنین بیشترین سود اقتصادی نهایی مربوط به همین تیمارها در تاریخ کاشت 12 تیرماه بود.

    نتیجه گیری:

     بطورکلی نتایج این پژوهش نشان داد که کاشت ماش جهت استفاده به عنوان کود سبز باعث افزایش عملکرد دانه گندم نسبت به شرایط آیش شد. کشت ماش در تاریخ های مختلف به عنوان کود سبز عامل مهم اکولوژیک در روند افزایش محتوای مواد آلی و مواد غذایی اصلی (N,P2O5) در خاک شد.همچنین استفاده از کودهای سبز و معدنی به طور همزمان باعث افزایش جذب کودهای معدنی و همچنین افزایش استفاده گندم از عناصر غذایی موجود در کودهای سبز می شود.

    کلیدواژگان: سود اقتصادی، عملکرد، کود، گندم، ماش
|
  • Seyed Mehdi Abtahi *, Zahra Mohammadi Pages 1-25
    Background and Objectives

    Soil erosion is one of the main phenomena related to soil degradation that threatens environmental sustainability and soil productivity. It has always been a major environmental challenge worldwide. Soil erosion and its harmful consequences are a serious obstacle to the development and progress of countries and have adverse effects on agricultural production, water quality, and ecosystem health. Soil erosion control intends to promote innovative land management approaches. Soil conservation methods reduce soil erosion, improve soil structure and water uptake, and maintain soil moisture. Therefore, it is necessary to study soil erosion factors and provide management strategies to mitigate it. This study identifies and prioritizes soil erosion factors and strategies to prevent soil erosion in Fars, Iran.

    Materials and Methods

    This research is applied in terms of purpose, with a descriptive-survey nature. This study presents a combined approach based on Grey SWARA and Grey ARAS methods to identify soil erosion factors and prioritize methods to prevent soil erosion. After literature review and interviewing an expert panel, the soil erosion factors in Fars were identified and classified into technical, chemical, social, environmental, and climatic. The weight of the criteria was calculated by the Grey SWARA method. Then, the suggested methods and strategies were identified and provided to the panel to evaluate based on the criteria by completing a questionnaire. Then, they were finally prioritized using the Grey ARAS approach. In order to consider the uncertainty and indeterminacy of opinions, grey numbers were used in the calculations.

    Results

    The results indicated the following as the most important factors affecting soil erosion, respectively: "soil erodibility," "low aggregate stability," "deforestation and ecosystem degradation," "cultivation on slopes and plowing of sloping lands," "loss of vegetation," and "reduced organic matter." The most important preventative measures were prioritized as follows: "ratifying and implementing regulations to preserve soil and natural resources and the developing training and promoting workshops, promoting conservation tillage and smart agriculture, adding organic matter to the soil, mulching the soil with organic or artificial material, and adopting bioengineering methods, such as soil stabilizing bacteria" and "rangeland enclosure and fencing and promotion of industrial livestock.

    Conclusion

    As unfortunately, in Iran, soil erosion is several times the global average, and a large volume of good soil becomes out of reach per year, it requires serious management measures. More specifically, an extensive management plan should address soil erosion in Fars. It can be expected that findings in this research will help water, soil, and agriculture decision-makers make the most appropriate decisions and solutions to solve soil erosion problems.

    Keywords: Soil erosion, Soil management, Grey SWARA, Grey ARAS
  • Ghasem Rahimi *, Eisa Ebrahimi Pages 27-47
    Background and Objectives

    The rapid growth of the world's population in recent decades has led to growing problems in terms of water supply and agricultural resources, and limited water resources are one of the major problems in the agricultural sector. The treated urban and industrial wastewater, which its pollution load is reduced by adding amendments, can be a suitable way to provide plant water and nutritional requirements. Thus, this research aimed to investigate the effect of different amendments on soil properties irrigated with wastewater from Bu-Ali industrial region in the Hamadan province.

    Materials and Methods

    For this study, treated wastewater was collected from Bu-Ali Industrial town, Hamadan Province. The greenhouse experiment in the Bu Ali Sina University was conducted in a completely randomized design with three replicates with loamy soil irrigated with wastewater. In this research, nine treatments including citric acid, compost, manure, gypsum, composite treatments (gypsum+ manure, gypsum+ compost, citric acid+ manure, citric acid+ compost), and control (27 sample) were used to investigate the effect of these amendments on some chemical properties. Soil properties were measured before and after the application of treatments. These properties included pH, electrical conductivity, cation exchange capacity, organic matter, total phosphorus, and available phosphorus and heavy metal concentrations such as lead, nickel, cadmium, and micronutrient such as zinc, copper, iron, and manganese were also measured.

    Results

    The results showed that the applied wastewater was considered to be unsuitable water with large quantities of sodium. The application of various amendments such as compost, manure, and citric acid in soil irrigated with wastewater can significantly reduce soil salinity (from 2.53 in the control treatment until 2.16 in the compost treatment). The effect of amendments on some chemical properties revealed that the addition of different amendments to the soil irrigated with wastewater resulted in significant changes in pH, electrical conductivity, cation exchange capacity, organic matter, carbonate equivalent calcium, Ca, Mg, and Na cations, total phosphorus, and Olsen phosphorus. The lowest total copper content was observed in the control treatment with an average of 13.84 mg kg-1, whereas the highest content of this element was seen in the treatment of 50% gypsum + 50% compost with an average of 14.93 mg kg-1.

    Conclusion

    Furthermore, the total and available concentration of heavy metals (Pb, Ni and Cd) in soil treated by amendments was mostly higher than the control soil. However, their values were lower than those in the soil and therefore, it had no adverse effect on the soil in this respect. There is also no problem with other soil characteristics such as salinity. In general, the results demonstrated that the use of these amendments can be a useful way to reduce pollution levels and the absorption of heavy metals in the plant.

    Keywords: Organic fertilizer, Zinc, Pollution, citric acid, Gypsum
  • Alireza Raheb *, Ahmad Heidari Pages 49-70
    Background and objectives

    Microscopic techniques provide invaluable information about soil genesis and also physicochemical and morphological properties of undisturbed natural soil structure. Determination of micromorphological indices is an advanced method of quantifying soil properties and increasing the accuracy of morphological and micromorphological studies. At present, there are no quantitative criteria in the American soil classification system to determine the classification of soils with an aquic moisture regime or with aquic conditions; so that there is no distinction between saturated soils and their reduction due to high groundwater and soils which saturation and reduction due to water infiltration from the soil surface is temporarily saturated only in the upper horizons. To prevent this problem, the general purpose of this research is to use micromorphology and image analysis in order to manage soil resources through the correct identification of soils with aquic conditions. In addition to the specific purpose, a new hydromorphic index (SHI) for soil evolution in aquic conditions based on micromorphological features was proposed.

    Materials and methods

    To do this research and determine the micromorphological index of soil hydromorphic properties, after preparing intact samples from different horizons of the studied profiles (six control pedons with aquic conditions from northern Iran), their thin sections were prepared. In the following, thin sections were prepared and analyzed using a polarizing microscope. To determine the soil hydromorphic index (SHI) for aquic soils the following steps were then performed in the following order: 1-Preparation of thin sections, 2-Study of the micromorphological properties, 3-Preparation of necessary images, 4- Image analysis and quantification of micromorphological parameters, 5- Score attributes between 0 and 100 points and 6-Calculation of soil hydromorphic index (SHI).

    Results

    The obtained hydromorphic index was correlated with microstructure, fine soil materials, birefringence fabric, organic materials, hydromorphic features and mineral alteration. This index can be useful for correlation of soils with aquic horizons formed on different landscape units. The results showed that the hydromorphic index varied from very high values in paddy soils under aquic moisture regime to very low values in non-paddy soils under kiwifruit cultivation. In paddy soils under aquic moisture regime, SHI values increased with soil depth and its maximum was seen in deeper horizons, whereas in non-paddy soils, the relationship between SHI and soil depth was unclear.

    Conclusion

    The defined hydromorphic index in soils under aquic moisture regime was more than 0.35 and in the soil taxonomy keys were in the aquic soils class. In contrast, soils with a hydromorphic index of less than 0.35 are found in soils that have only aquic conditions. Finally, many of the problems that exist in the American Soil Classification System in distinguishing soils with aquic moisture regime from soils with aquic conditions can be solved by determining the hydromorphic index.

    Keywords: Image analysis, micromorphological properties, Hydromorphic index, Aquic condition
  • Elham Jozdaemi *, Ahmad Golchin, Kamran Moravej Pages 71-92
    Background and objectives

    Investigation of soil attributes is one of the ways to evaluate and manage forest ecosystems. Altitude is considered as one of the effective factors on the soil quality, especially soil organic carbon (OC). However, variation of the soil OC stocks at different altitudes of Arasbaran forests is still unknown. Therefore, this study was conducted to examine the spatial distribution of OC values, and some other chemical properties in different soil depths affected by altitude in Arasbaran forests.

    Materials and methods

    In this study, a factorial experiment was conducted in a randomized complete block design in three replications. Overall, 60 soil samples were collected on a north slope of the region at four different altitude ranges, including 0–600, 600–1200, 1200–1800, and 1800–2400 m, and from five soil depths of 0–20, 20–40, 40–60, 60–80, and 80–100 cm. Then, the amounts of OC, cation exchange capacity (CEC), dilute-acid-soluble and hot-water-soluble carbohydrates, calcium carbonate, available phosphorus and potassium as well as soil acidity (pH) were determined in the soil samples.

    Results

    The results showed the significant effect of soil depth, altitude and their interaction on most of the studeid soil properties. In fact, with increasing elevation and soil depth, the amount of OC, CEC, and dilute-acid-soluble carbohydrates increased and decreased, respectively, and a very strong correlation was found between them. Additionally, on average more than 50% of the OC was allocated to the top 20 cm of the soils at all four elevations that reduced averagely about 79% with increasing soil depth to the depth of 80–100 cm. Moreover, the highest increase rate of OC contents with altitude of about 9% was observed between the elevation ranges of 600–1200 and 1200–1800 m. Furthermore, with increasing altitude and soil depth, other soil properties such as pH, calcium carbonate, and available potaium showed a decraese of about 2%, 16%, and 16%, and an increase of around 4%, 16%, and 18%, respectively. In addition, with increasing soil depth, the amount of soil available phosphorus increased; meanwhile, the effect of altitude on this parameter was not significant.

    Conclusion

    Based on the findings of this study, soil OC stocks and overall the quality of Arasbaran forest soils are significantly affected by the factors of altitude and soil depth so that surface soils of higher elevations in the study area are of higher quality in terms of OC content, CEC, and dilute-acid-soluble carbohydrates, which should be given more attention. In fact, considering the significant role of these soils in carbon sequestration, these areas should be preserved intact and undisturbed through proper management as well as various protection practices.

    Keywords: forest, Organic Carbon, Soil depth, Soil quality
  • TALEB NAZARI *, Narges Sousaraee, Mojtaba Baranimotlagh Pages 93-111
    Background and objectives

    Potassium (K) is one of the most crucial nutrients for plant growth, not only quantity but also in terms of physiologically and biochemically; it is one of the most essential cations in plants. Therefore, knowing about the optimal level of this element in the soil, as well as plant responses to different amounts, can be an effective aid in the optimal fertilizer recommendation of this nutrient. Therefore, this study was conducted to investigate the effect of different levels of potassium chloride on yield and potassium concentration in quinoa (Chenopodium quinoa Willd).

    Material and methods

    Potassium-deficient soil was obtained from a depth of 0-30 cm in the agricultural fields of Taqar Tappeh village, 20 km East of Gorgan. To achieve the objectives of this study, an experiment was conducted in a completely randomized design with three replications and 11 treatments, and a total of 33 pots in the greenhouse of Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources. Fertilizer treatments including 0, 20, 40, 60, 80, 100, 120, 140, 160, 180, and 200 mg/kg of potassium of soil and potassium from potassium chloride source are applied to the soil of 5 kg pots, and 6 quinoa seeds (Titicaca cultivar) was planted at a depth of 2 cm. Two weeks after the plants sprouted, the number of plants was reduced to two. Cultivated pots were maintained for 8 weeks at the field capacity by weight method. Then fresh and dry shoot weight, upper and lower leaf SPAD, shoot potassium concentration and uptake and, available potassium plant was measured by extraction method with normal ammonium acetate.

    Results

    Based on the results, the effect of different rates of potassium on all studied traits was significant at the level of 1% probability. The results showed that the highest concentration and uptake of potassium by shoots with an average of 1.35 and 2.85% were related to the treatment of 60 and 100 mg/kg potassium chloride, and the lowest values with an average of 0.89 and 0.07% were related to the control treatment, respectively. A weak and non-significant correlation was observed between potassium extracted with normal ammonium acetate and plant indices. Since most of the soils of Golestan province are of loess origin and in most soils loess is the predominant mineral or contains a large percentage of these soils, the use of normal ammonium acetate for extraction of exchangeable potassium, high efficiency in measuring the actual amount of potassium which will not be easily accessible to the plant

    Conclusion

    The results of this study showed that treatment of 60 and 100 mg/kg potassium chloride resulted in the highest concentration of potassium, uptake of potassium, and leaf SPAD respectively. At the same time, increasing more than 100 mg/kg of potassium chloride consumption could not cause a significant change in the studied traits, including potassium concentration.

    Keywords: Loess soils, Normal Ammonium Acetate, SPAD
  • Abdolrahim Mohammadpour *, Sarun Hunanyan, Adel Modhej Pages 113-131
    Background and Objectives

    Although the use of green Fertilizers can supply nutrients and improve the soil but they are not able to meet all nutritional needs of plants. Therefore, it seems that the combination of such Fertilizers and the reduced amounts of mineral fertilizers not only meets the nutritional needs of plants but also increases the soil organic matter and improves its physical and chemical properties. Mung bean (Vigna Radiata) is a crop that belongs to the legumes family which is capable of biological nitrogen fixation and is cultivated as the green manure in some of tropical regions. The purpose of this study was to investigate the possibility of increasing the effectiveness of different levels of nitrogen and phosphorus fertilizers by changing the planting date of mung bean green Fertilizer on yield and yield components and the economic benefits of wheat cultivation.

    Materials and Methods

    For this purpose, an experiment was implemented in 3years in the north of Khuzestan in Iran as a factorial split plot design in a randomized complete block design with three replications. Chamran cultivar (wheat) as the main crop was planted with a pneumatic machine every year on December 6 and was harvested manually in the final ripening stage. Mung bean (Omrani cultivar) was used as green fertilizer. The mung bean was returned to a depth of 15 cm by a tractor rotator in the middle of the flowering stage (55days after planting). Two dates of mung bean planting (July12 and August19) along with fallow plot were contemplated as the main factor. Also (nitrogen fertilizer application) at three levels (0, 60, 120 kg/ha) and phosphorus fertilizer at three levels (0, 45, 90 kg/ha) were considered in sub-plots.Total nitrogen in seeds and straw was determined by Kjeldahl method, phosphorus by chlorometric method, potassium with Flam photometry. Heavy metal values were determined by the atomic absorption method in soil and plant samples by AAS1 device. Total nitrogen in soil samples was determined by Kjeldahl, phosphorus by Olsen method, potassium with FELIM photometer, pH by the potentiometer, electrical conductivity by Richards’s method, organic carbon with Mehlich method, Humus withValky-Balka, soil texture with the titration method, NO3- and NH4 +, by Thiurine-Cononova.

    Results

    The results showed that the use of mung beans as a green fertilizer increases the amount of organic matter and minerals in the soil. The effect of green manure and interaction of treatments on grain yield was significant at 5% probability level and the effect of phosphorus and nitrogen treatments on this trait was significant at 1% probability level. Planting mung bean as green fertilizer on 12July due to increasing the number of seeds per unit and biological yield increased wheat grain yield compared to fallow conditions. Delay in the planting date of mung bean green reduced its beneficial effects on grain yield. The highest grain yield was obtained in the treatment of 120 kg nitrogen and 90 kg phosphorus from mung bean planting on 12July. The highest final economic benefit pertained to the treatment of 120 kg nitrogen + 90 kg phosphorus on planting on 12July.

    Conclusion

    The results showed that planting mung bean as green fertilizer increased wheat grain yield compared to fallow conditions. The use of mung bean on different dates as a green fertilizer is considered an important ecological factor in the process of increasing the content of organic matter and main nutrients (N,P2O5) in the soil, as well as reducing the types of moving heavy metals. It seems that using green and mineral fertilizers simultaneously increases the absorption of mineral fertilizers and also increases the use of wheat from the nutrients in green manures.

    Keywords: Economic profit, fertilizer, Mung bean, Wheat, Yield