آب و خاک

چکیده ناهماهنگی وضعیت منابع و مصارف آب یکی از چالش‌های اصلی در توسعه پایدار به شمار می‌رود. در این مطالعه با مقایسه منابع و مصارف مختلف در حوضه آبریز تجن تلاش شده است تا تعادل بین آنها بررسی و میزان کمبودها مشخص شود. در این راستا از اطلاعات آماربرداری ایستگاه‌های آب‌سنجی رودخانه‌ها، آمار ورودی و خروجی سد شهید رجائی طی دوره ده ساله 1390-1400 و اطلاعات منابع آب زیرزمینی منطقه استفاده شده است. نیاز سالانه کشاورزی و آبزی‌پروری، شرب و محیط‌‌‌‌زیستی حوضه آبریز تجن به‌ترتیب معادل 598، 7/68 و 100 میلیون متر مکعب در سال برآورد شده است. منابع آب در دسترس شامل آب تنظیمی سد شهید رجائی، جریان به‌هنگام رودخانه­های حوضه میانی، ذخیره آب‌بندان­ها و منابع آب زیرزمینی است. برای مقایسه مصارف با منابع آب قابل دسترس از سه سطح مقایسه شامل سال آبی نرمال، خشک و خیلی‌خشک استفاده شده است. حجم آب قابل استحصال از سد شهید رجائی در شش ماهه اول سال برای سال آبی نرمال، خشک و خیلی‌خشک به‌ترتیب معادل 231، 194 و 122 میلیون متر مکعب است. حجم آب قابل استحصال از آب‌بندان­ها و چاه­های واقع در محدوده نیز به‌ترتیب 8/12 و 176 میلیون متر مکعب در سال برآورد شده است. نتایج حاصل از مقایسه نیازها و منابع آب موجود نشان می دهد که میزان کمبود آب در کل حوضه آبریز تجن در سال‌های آبی نرمال، خشک و خیلی‌خشک به‌ترتیب 166، 231 و 324 میلیون متر مکعب است.

چکیده استفاده از روش تشخیص چندگانه عناصر غذایی (CND-clr) روش مفیدی برای ارزیابی وضعیت عناصرغذایی چغندرقند است. هدف از این تحقیق ارزیابی و بهینه‌سازی وضعیت تغذیه­ای چغندرقند به‌مدت دو سال زراعی در استان خراسان رضوی با روش CND-clr است. در سال اول 30 مزرعه و در سال دوم 31 مزرعه با دامنه متفاوتی از خصوصیات خاک، انتخاب گردید. در سال‌های اول و دوم، نمونه‌برداری از برگ‌ها برای تعیین غلظت عناصر غذایی انجام شد. در این پژوهش گروه عملکرد زیاد در مزارع چغندرقند، با استفاده از روش CND از طریق ریاضی، آماری و کاربرد تابع تجمعی متمایز گردید. نتایج حاصل از تجزیه خاک در استان خراسان رضوی نشان داد که 67، 5/52، 82، 62، 59 و 53% مزارع به‌ترتیب دچار کمبود فسفر، پتاسیم، آهن، منگنز، روی و مس در خاک بودند. میانگین عملکرد در کل مزارع 5/58 تن بر هکتار بود و عملکرد حد واسط 9/70 تن در هکتار به‌عنوان معیار تفکیک مزارع با وضعیت تغذیه‌ای مطلوب و نامطلوب استفاده شد. بر اساس میانگین شاخص­های CND، 27/%54 مزارع این استان در وضعیت متعادل تغذیه‌ای و 43/45% آن در وضعیت نامتعادل قرار دارند. محدود کننده‌ترین عناصرغذایی پرمصرف در مزارع با عملکرد پایین فسفر (49%) و پتاسیم (44%) و برای عناصر غذایی کم­مصرف مربوط به مس (29%) و منگنز (22%) بود. بنابراین به‌منظور افزایش عملکرد و بهبود کیفیت محصول چغندرقند بایستی توجه ویژه‌ای به کوددهی پتاسیم، فسفر، مس در این مزارع شود. وضعیت نامتعادل تغذیه­ای مزارع شامل 50% کمبود و 50% بیش‌بود عناصر غذایی بود. روش CND با درنظر گرفتن وضعیت تغذیه‌ای متعادل و نامتعادل و همچنین بیش‌بود و کمبود عناصر غذایی، ضمن توصیه کودی مناسب از هدررفت کود و منابع مالی نیز جلوگیری می‌کند.

چکیده اکوسیستم­های جنگلی از مهم‌ترین بوم‌سازگان خشکی هستند و نقش کلیدی در تعادل محیط­زیستی و ارائه خدمات اکوسیستمی دارند. پایداری این اکوسیستم­ها وابسته به کیفیت خاک و توان زیستی رویشگاه (کیفیت رویشگاه) است و تحت تأثیر عوامل محیطی مانند توپوگرافی، پوشش گیاهی و فعالیت‌های انسانی قرار دارند. بنابراین با هدف بررسی کمی شاخص کیفیت خاک و کیفیت رویشگاه تحت تأثیر عواملی مانند ارتفاع، جهت دامنه و تراکم تاج‌پوشش، این پژوهش در جنگل‌های زاگرس (کوه شلم، شرق ایلام) با دامنه ارتفاعی 1500 - 2150 متر انجام شد. نمونه­برداری در 60 توده جنگلی در سه طبقه ارتفاعی (پایین‌بند (۱۷۵۰–۱۸۵۰ متر)، میان‌بند (۱۸۵۰–۱۹۵۰ متر) و بالا‌بند (۱۹۵۰–۲۰۵۰ متر از سطح دریا))، دو جهت جغرافیایی (شمالی و جنوبی) و دو کلاس تاج‌پوشش (کمتر و بیشتر از 25 درصد) انجام شد. از هر توده، نمونه‌های خاک از عمق 0 تا 15 سانتی‌متر برداشت و پس از ترکیب، خصوصیات خاک در آزمایشگاه اندازه‌گیری شد. برای محاسبه شاخص کیفیت خاک، از مدل استاندارد SQI-2 استفاده گردید که بر اساس نرمال‌سازی و وزن‌دهی به خصوصیات منتخب خاک عمل می‌کند. شاخص کیفیت رویشگاه نیز بر پایه مدل لگاریتمی نسبت ارتفاع درخت به لگاریتم سن درختان بلوط ایرانی به­عنوان گونه غالب رویشگاه برآورد شد. برای تحلیل ساختار فضایی شاخص‌ها، واریوگرام‌ها براساس مدل‌های کروی، نمایی، گوسی و خطی برازش داده شد و مناسب‌ترین مدل‌ها برای هر شاخص تعیین شدند. برای مدل‌سازی و تهیه نقشه‌های پراکنش مکانی، از روش‌های درون‌یابی کریجینگ (معمولی، ساده و عام)، کوکریجینگ و وزن‌دهی معکوس فاصله (IDW) استفاده شد. دقت این روش‌ها با استفاده از مقدار میانگین ریشه خطای برآورد استاندارد مورد ارزیابی قرار گرفت و بهترین روش برای هر شاخص انتخاب گردید. یافته‌های این پژوهش نشان داد که شاخص کیفیت خاک تابعی از جهت جغرافیایی، تراکم تاج درختان و طبقات ارتفاعی بود؛ به طوری که بیشترین مقدار آن در توده­های با تاج متراکم جهت شمالی- میان­بند (01/0±84/0) و کمترین مقدار آن در بالابند- دامنه جنوبی- تاج باز (03/0±60/0) مشاهده شد. شاخص کیفیت رویشگاه نیز با افزایش ارتفاع از سطح دریا کاهش یافت. بیشترین مقدار آن (08/2 ±26/25 متر) در دامنه شمالی- پایین‌بند- تاج متراکم و کمترین مقدار (79/0±51/16 متر) در دامنه جنوبی- بالابند- تاج باز ثبت گردید. بررسی آماری همبستگی میان شاخص کیفیت خاک و شاخص کیفیت رویشگاه نشان داد که این دو متغیر دارای رابطه مثبت و معنی‌داری هستند (58/0). این همبستگی در دامنه جنوبی (86/0) بسیار قوی‌تر از دامنه شمالی (36/0) بود. همچنین بررسی مدل‌های واریوگرام نشان داد که مدل کروی برای شاخص کیفیت خاک و مدل نمایی برای شاخص کیفیت رویشگاه مناسب‌ترین مدل­ها هستند. نتایج ارزیابی دقت روش­های درون­یابی نیز نشان داد که روش کریجینگ معمولی (12/1=RMSE) برای درون‌یابی شاخص کیفیت خاک و کریجینگ عام (04/1=RMSE) برای شاخص کیفیت رویشگاه دقیق‌ترین نتایج را ارائه دادند. این یافته‌ها بر اهمیت در نظر گرفتن هم‌زمان ویژگی‌های خاک و محیط در ارزیابی پتانسیل زیستی تأکید دارند. همچنین، تفاوت در الگوهای مکانی و ساختار فضایی این شاخص‌ها نشان می‌دهد که انتخاب روش مناسب مدل‌سازی مکانی ضروری است. این نتایج می‌توانند پایه‌ای برای مدیریت علمی، احیای هدفمند و برنامه‌ریزی پایدار جنگل‌های نیمه‌خشک زاگرس باشند.

چکیده کشت گیاه در خاک‌های آهکی دچار کمبود آهن (Fe)، نیازمند استراتژی‌های نوین مدیریت عناصر غذایی، به‌ویژه غنی‌سازی زیستی آهن است. این مطالعه با هدف بررسی شکل­های شیمیایی مختلف آهن در فاز جامد خاک و همبستگی آنها با غلظت و جذب آهن در گیاه آفتابگردان (رقم اسکار) انجام شد. این آزمایش در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی و با سه تکرار در شرایط مزرعه انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل کود آبیاری آمینوکلات گلایسین- آهن [Fe (Gly)₂] (4 لیتر در هکتار)، آمینوکلات متیونین- آهن [Fe (Met)₂] (4 لیتر در هکتار)، کود سولفات آهن (به مقدار 20 کیلوگرم در هکتار) و تیمار شاهد (بدون کود) بود. پس از اتمام دوره کشت، pH خاک، غلظت آهن قابل استفاده در خاک و غلظت آهن در برگ و دانه گیاه اندازه‌گیری شد. جهت تعیین غلظت شکل­های شیمیایی آهن در فاز جامد خاک، از روش عصاره­گیری متوالی استفاده شد. نتایج نشان داد آمینوکلات­های گلایسین- آهن و متیونین- آهن به‌طور معنی­داری pH خاک را کاهش داده و به‌ترتیب موجب افزایش غلظت آهن قابل استفاده خاک (5/28 و 2/35 درصد افزایش)، غلظت آهن دانه (1/5 و 5/7 درصد افزایش) و جذب آهن دانه (6/66 و 7/86 درصد افزایش) نسبت به تیمار شاهد شدند. آمینوکلات­های آهن به‌ویژه متیونین- آهن سبب افزایش معنی­دار غلظت آهن به فرم تبادلی و متصل به ماده آلی و کاهش غلظت آهن کربناتی نسبت به تیمار سولفات آهن و شاهد در فاز جامد خاک شدند. آهن قابل استفاده با اجزای تبادلی و متصل به ماده آلی (به‌ترتیب ^**87/ 0r= و ^**84/ 0r=) همبستگی مثبت معنی­داری نشان داد. همچنین از بین شکل­های شیمیایی آهن، آهن تبادلی (^**72/ 0r=) و آهن متصل به ماده آلی (^**69/ 0r=) با غلظت آهن دانه همبستگی مثبت و معنی­داری داشتند که بیانگر نقش مؤثر این شکل­ها در تغذیه آهن گیاه بود. یافته‌های این مطالعه حاکی از آن است که استفاده از آمینوکلات‌های آهن در قالب روش کودآبیاری، با بهبود ویژگی‌های شیمیایی خاک، موجب افزایش فراهمی زیستی آهن شده و در نتیجه نقش مؤثری در ارتقاء وضعیت تغذیه‌ای گیاه آفتابگردان تحت شرایط کمبود آهن ایفا می‌کند.

چکیده کیفیت خاک نقش بسیار مهمی در تولید محصول دارد. ارزیابی کمی و سریع کیفیت خاک امکان بررسی به موقع تأثیر روش­های مدیریتی از جمله مدیریت کوددهی بر شرایط خاک را فراهم می نماید. به‌منظور برررسی اثرات کاربرد کودهای آلی و شیمیایی بر کیفیت خاک، این تحقیق به‌مدت سه سال در قالب طرح آماری بلوک­های کامل تصادفی در سه تکرار در کرت­های 200 متر مربعی در استان البرز انجام شد. تیمارهای کودی شامل: 1) آیش، 2) شاهد بدون مصرف کود، 3) کاربرد کودهای شیمیایی نیتروژنی، فسفری و پتاسیمی بر اساس آزمون خاک، 4) کاربرد 20 تن کود گاوی هر دو سال یکبار+ کاربرد 75 درصد مقدار نیتروژن توصیه شده + کاربرد 50 درصد مقدار فسفر و پتاسیم توصیه شده، 5) کاربرد 20 تن کمپوست پسماند هر دو سال یکبار + کاربرد 75 درصد مقدار نیتروژن توصیه شده + کاربرد 50 درصد مقدار فسفر و پتاسیم توصیه شده، 6) کاربرد سالانه 20 تن کود گاوی + کاربرد 75 درصد مقدار نیتروژن توصیه شده، 7) کاربرد سالانه 20 تن کمپوست پسماند + کاربرد 75 درصد مقدار نیتروژن توصیه شده، 8) کاربرد سالانه 20 تن کود گاوی، 9) کاربرد سالانه 20 تن کمپوست پسماند بود. پس از نمونه برداری خاک در پایان کشت گندم (هر سال) و تعیین ویژگی­های pH، هدایت الکتریکی، کربن آلی، فسفر و پتاسیم قابل استفاده، جرم مخصوص ظاهری، میانگین وزنی قطر خاکدانه­ها اندازه­گیری و شاخص­های کیفیت خاک تجمعی (SQI) و نمورو (NQI) محاسبه شد. نتایج نشان داد که بین تیمارها در شاخص­های مورد بررسی اختلاف معنی­داری وجود داشت ولی بین ساله­های مختلف اختلاف معنی­دار نبود. تیمارهای کاربرد توأم کود آلی و شیمیایی موجب افزایش معنی­داری عملکرد گندم نسبت به تیمار کاربرد کود شیمیایی و تیمارهای کاربرد کود آلی (کود گاوی و کمپوست پسماند) داشت و بین تیمارهای کاربرد توأم کودهای آلی و شیمیایی نیز اختلاف معنی­داری وجود نداشت در ضمن همه تیمارها نیز نسبت به تیمار شاهد (تیمار بدون مصرف کود) افزایش معنی­داری داشتند. در سال سوم بین عملکرد و شاخص­های کیفیت خاک همبستگی معنی­داری وجود داشت.

چکیده مدیریت زراعی نقشی کلیدی در حفظ کیفیت خاک و پایداری اکوسیستم‌های کشاورزی دارد. این پژوهش با هدف مقایسه تأثیر کشت یونجه (سیستم تک کشتی) و ذرت-گندم (تناوب) بر کیفیت خاک در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه فردوسی مشهد در سال زراعی 400-1399 انجام شد. نمونه‌های خاک از اعماق 10-0، 20-10 و 30-20 سانتی‌متر پس از برداشت محصول، جمع‌آوری و 11 ویژگی فیزیکی، شیمیایی و حاصلخیزی خاک (پ‌هاش، هدایت الکتریکی، کربنات کلسیم، نیتروژن کل، فسفر قابل استفاده، پتاسیم قابل استفاده، میانگین وزنی قطر خاکدانه‌ها به روش‌های تر و خشک، شاخص پایداری ساختمان خاک، هدایت هیدرولیکی اشباع خاک و کربن آلی) اندازه‌گیری و محاسبه شدند. مجموعه حداقل داده‌ها (MDS) با استفاده از تحلیل مؤلفه‌های اصلی (PCA) تعیین شد و شاخص کیفیت خاک (SQI) با روش‌های مجموعه کل داده‌ها (TDS) و MDS محاسبه گردید. براساس نتایج تجزیه به مؤلفه‌های اصلی برای کشت یونجه و تناوب ذرت-گندم، 4 مؤلفه با مقدار ویژه بزرگتر از یک که بیش از 80 درصد واریانس کل داده‌ها را در برداشتند، انتخاب گردید که برای یونجه، کربن آلی، نیتروژن کل، کربنات کلسیم معادل و میانگین وزنی قطر خاکدانه‌ها در حالت‌های تر و خشک و در مورد تناوب ذرت-گندم، کربن آلی، هدایت الکتریکی، کربنات کلسیم معادل و میانگین وزنی قطر خاکدانه‌ها در حالت‌های تر و خشک انتخاب شدند. نتایج نشان داد که خاک زیرکشت یونجه در مقایسه با تناوب ذرت-گندم، به‌ویژه در لایه سطحی (10-0 سانتی‌متر) کیفیت بهتری (رده کیفی Ⅱ) داشت، درحالی‌که خاک در تناوب ذرت-گندم در رده‌های ضعیف‌تر (Ⅲ و Ⅳ) قرار گرفت. پوشش دائمی خاک، نوع ریشه و تثبیت نیتروژن در یونجه به بهبود مواد آلی و پایداری ساختمان خاک کمک کرد، درصورتی‌که خاک‌ورزی مکرر در تناوب موجب کاهش کیفیت خاک شد. این یافته‌ها بر اهمیت کاشت گیاهان چندساله برای مدیریت پایدار خاک و افزایش ماده آلی در مناطق نیمه‌خشک تأکید دارد و همچنین استفاده از MDS روشی کارآمد و جایگزین برای ارزیابی کیفیت خاک است.