@article { author = {Rashtbari, Mehdi and Safari Sinegani, Ali Akbar}, title = {Efficiency of Soil Extracellular Enzymes in Soils Treated by Organic and Mineral Conditioners Against Mostly Applied Veterinary Antibiotics (Gentamicin, Oxytetracycline and Penicillin)}, journal = {Journal of Soil Management and Sustainable Production}, volume = {10}, number = {3}, pages = {1-26}, year = {2020}, publisher = {Gorgan University Of Agricultural Sciences}, issn = {2322-1267}, eissn = {2322-1275}, doi = {10.22069/ejsms.2021.17664.1931}, abstract = {Background and objectives: Veterinary antibiotics enter into agricultural soils through application in animal husbandry and manures where these soils could be the source of dissemination of antibiotics in soil and water habitats. Owing to increasing antibiotic applications in our country, the aim of present study was to understanding and evaluating the consequences of mostly applied antibiotics in soil (with and without organic and mineral conditioners) on extracellular enzymes activity, alkaline phosphatase and urease, and their resistance and resilience indices as well as mean soil enzyme activity, in a 90-day incubation period.Materials and Methods: In the present study, the impact of releasing mostly applied antibiotics in soil (control (without antibiotic), gentamicin, oxytetracycline and penicillin) at different concentrations (50, 100 and 200 mg/kg dry soil) with and without organic and mineral conditioners (manure, biochar and nano-zeolite) on efficiency of soil alkaline phosphatase and urease enzymes and their resistance and resilience indices as well as enzymes efficiency index at 1-7, 7-30 and 30-90 days of a 90-day incubation as split-factorial design in which soil conditioners were as main plots and antibiotics and their concentrations were secondary plots. Results: In treatments without conditioner application, gentamicin at 200 mg/kg concentration caused 68.9 percent decrease in alkaline phosphatase efficiency compared to control (without antibiotic), however, decreasing enzyme activity in soil treated by 200 mg/kg oxytetracycline at control (without conditioner), application of manure, biochar and nano-zeolite compared to control (without antibiotic) was 17.5, 13.8, 17.5 and 16 percent, respectively. Urease enzyme efficiency at 30-90 days had an increasing trend and the highest enzyme activity recorded at this time period. Based on the results, measured enzymes had different responses, so that penicillin and oxytetracycline had not such a considerable impact of soil alkaline phosphatase activity. While, gentamicin and oxytetracycline at all applied concentrations, had significantly negative impact on soil urease activity. Considering the great responsivene of alkaline phosphatase to gentamicin antibiotic, application of soil conditioners had no significant efficiency in improving resistance of this enzyme in gentamicin treated soils. also, application of soil conditioners had no significant impact on increasing resistance index of urease enzyme in oxytetracycline applied soils. results show that increasing application amout of antibiotics caused decrease in soil enzymes activity and highest enzymes resilience observed in 50 mg/kg antibiotic concentration. Also results showed that urease enzyme had the highest resilience indec in penicillin application treatments followed by gentamicin and then oxytetracycline treatments.Conclusion: Present study showed that application of conditioners, especially manure and its biochar improved soil properties and increased soil microorganisms’ resistance against antibiotics, even at higher concentrations. There was difference among responsiveness of studied enzymes, so that oxytetracycline had no significant impact on soil alkaline phosphatase activity, penicillin had no considerable effect on soil urease activity. Totally, the present study showed that application of soil conditioners could alleviate toxic impacts of antibiotics and result in increase in resistance and resilience indices of soil enzymes and improved enzymes activity and efficiency in antibiotic-treated soils.}, keywords = {Soil quality,biological processes,Antibiotic resistance,Biochar,nano-zeolite}, title_fa = {کارایی آنزیم‌های برون یاخته ای فسفاتاز و اوره آز خاک و شناسه کارایی آنزیمی در خاک-های تیمار شده با بهسازهای آلی و کانی در برابر پادزیست‌های جنتامایسین، اکسی تتراسایکلین و پنی سیلین}, abstract_fa = {مقدمه و هدف: پادزیست‌های دامپزشکی از راه کاربرد در دامپروری و کودهای جانوری به زمین‌های کشاورزی می‌رسند که این زمین‌ها می‌توانند خاستگاه پخش آن در زیستگاه‌های آبی و خاک باشد. در پی افزایش کاربرد پادزیست‌ها در کشور ، هدف پژوهش کنونی شناخت و ارزیابی پیامد رها شدن پادزیست‌های پرکاربرد در خاک (با و بدون بهسازهای آلی و کانی)، بر کارایی آنزیم‌های برون یاخته‌ای فسفاتاز قلیایی و اوره‌آز و شناسه‌های پایداری و بازگشت‌پذیری آنها و همچنین شناسه چگونگی زیستی خاک در یک بازه زمانی 90-روزه بوده است.مواد و روش‌ها: در این پژوهش پیامد رها شدن پادزیست‌های پرکاربرد در خاک (جنتامایسین، اکسی‌تتراسایکلین و پنی‌سیلین) در اندازه‌های گوناگون (50، 100 و 200 میلی‌گرم بر کیلوگرم خاک خشک) با و بدون بهسازهای آلی و کانی (کود گاوی، بیوچار و نانوزئولیت) بر کارایی آنزیم‌های فسفاتاز قلیایی و اوره‌آز خاک و شناسه‌های پایداری و بازگشت پذیری آنها و همچنین شناسه چگونگی کارایی آنزیم‌های خاک در سه بازه زمانی 7-1، 30-7 و 90-30 روز در زمان گرماگذاری 90-روزه با طرح اسپلیت-فاکتوریل ارزیابی شد. یافته‌ها: در خاک بدون بهساز، کاربرد پادزیست جنتامایسین با اندازه 200 میلی‌گرم بر کیلوگرم مایه کاهش 9/68 درصدی کارایی آنزیم فسفاتاز قلیایی در برابر گواه (شاهد بدون کاربرد پادزیست) گردید، ولی اندازه کاهش کارایی آنزیم در خاک با دارای اکسی‌تتراسایکلین با اندازه 200 میلی‌گرم بر کیلوگرم و در تیمارهای گواه (بدون بهساز)، کاربرد بهساز کود گاوی، بیوچار و نانوزئولیت در برابر خاک بدون آن به ترتیب 5/17، 8/13، 5/17 و 16 درصد بود. کارایی آنزیم اوره‌آز در بازه زمانی 90-30 روز روند افزایشی داشته و بیشترین اندازه کارایی آنزیم در زمان انکوباسیون 90-روز اندازه‌گیری شد. برپایه یافته‌ها، پاسخ‌دهی آنزیم‌ها ناهمانند بود، به گونه ای که پادزیست پنی‌سیلین و اکسی‌تتراسایکلین پیامد بد چندانی بر کارایی آنزیم فسفاتاز قلیایی خاک نداشتند. از سوی دیگر جنتامایسین و اکسی‌تتراسایکلین در همه اندازه‌های بکاررفته پیامد چشم‌گیری بر کارایی آنزیم اوره آز خاک داشتند. با نگر به پاسخدهی بالای فسفاتاز قلیایی به پادزیست جنتامایسین، کاربرد بهسازها کارایی چندانی در بهبود شناسه پایداری این آنزیم در خاک‌های با کاربرد جنتامایسین نداشت و به همین ترتیب کاربرد بهسازها کارایی چندانی در بهبود شناسه پایداری آنزیم اوره‌آز در خاک‌های با کاربرد اکسی‌تتراسایکلین نداشت. یافته ها نشان می-دهند که با افزایش اندازه کاربرد پادزیست‌ها از اندازه بازگشت‌پذیری کارایی آنزیم‌ها کاسته شد و بیشترین بازگشت پذیری کارایی در اندازه کاربرد 50 میلی‌گرم بر کیلوگرم دیده شد. همچنین آنزیم اورئاز بیشترین بازگشت‌پذیری کارایی را در تیمارهای پنی‌سیلین و سپس جنتامایسین و در پایان در اکسی تتراسایکلین داشت.نتیجه گیری: این پژوهش نشان داد که کاربرد بهسازها، بویژه کود گاوی و زغال زیستی آن، ویژگی خاک را بهبود بخشیده و توان پایداری ریزجانداران را در برابر پادزیست‌ها، هتا در اندازه های بالا را افزایش داد. پاسخدهی آنزیم‌ها ناهمانند بود، به گونه ای که پادزیست اکسی‌تتراسایکلین پیامد بد چندانی بر کارایی آنزیم فسفاتاز قلیایی خاک نداشت ولی پادزیست پنی‌سیلین پیامد چشم‌گیری بر کارایی آنزیم اوره‌آز خاک نداشت. روهم‌رفته این پژوهش نشان داد که کاربرد بهسازها می‌تواند از پیامد زهری پادزیست‌ها کاسته و مایه افزایش شناسه-های پایداری و بازگشت‌پذیری کارایی آنزیم‌های خاک و بهبود چگونگی کارایی آنزیم‌ها در خاک‌های تیمار شده با پادزیست گردد.}, keywords_fa = {چگونگی خاک,فرآیندهای زیستی,پایداری پادزیستی,بیوچار,نانوزئولیت}, url = {https://ejsms.gau.ac.ir/article_5310.html}, eprint = {https://ejsms.gau.ac.ir/article_5310_afe14190473f6b42fcfed884b7175565.pdf} } @article { author = {Mousavi, Sayed Roholla and Parsayi, Farzaneh and Rahmani, Asghar and Sedri, Mohammad Hossein and kohsar Bostani, Mohammad}, title = {Spatial Prediction Some of the Surface Soil Properties Using Interpolation and Machine Learning Models}, journal = {Journal of Soil Management and Sustainable Production}, volume = {10}, number = {3}, pages = {27-49}, year = {2020}, publisher = {Gorgan University Of Agricultural Sciences}, issn = {2322-1267}, eissn = {2322-1275}, doi = {10.22069/ejsms.2021.17251.1916}, abstract = {Background and objectives: Accurate and detailed spatial soil information over the landscape is essential for the precision monitoring of land resources, hydrological applications, land use management. The present study aimed to predict the spatial prediction of SOC, CCE, Clay, Silt, and Sand in the Qorve-Dehgolan region, Kurdestan province.Qorve-Dehgolan region, with mean annual temperature and precipitation of 12 C° and 348 mm (20-year statistical period), has soil moisture and temperature regimes xeric and thermic, respectively. A total of 145 samples were collected from the topsoil (0-30 cm) based on a random sampling pattern. Then, all of the soil samples were transferred to a soil laboratory for physicochemical analysis. Random forest (RF) as a nonparametric model and Ordinary kriging (OK) and inverse distance weighting (IDW) as an interpolation method were used for modeling the soil properties and their spatial autocorrelation. All steps of modeling for RF and interpolation methods (OK and IDW) were performed in RStudio, ArcGIS and, GS+ software, respectively. A total of 30 environmental covariates, including the Digital Elevation Model (DEM) derivatives in the SAGA GIS 7.3 software and Landsat 8 satellite reflective band data in the ERDAS IMAGINE software, were developed as environmental variables. All of the environmental covariates were resampled at resolution-30 m. The most appropriate covariates were selected according to the variance inflation factor (VIF). Modeling of soil properties was performed according to 80% and 20% of data sets, respectively for calibration and validation, and two statistics of root mean square error (RMSE) and determination coefficient (R2) was used to determine the accuracy of the models.Results: Seven variables including SAVI, EVI1, GNDVI, RVI1, DEM, Channel Network, and TPI were selected from the 30 variables prepared as the most appropriate auxiliary variables based on the variance inflation index. Four remote sensing variables include the adjusted soil vegetation index (SAVI), the greenness of the normalized differential vegetative index (GNDVI), the relative vegetation index (RVI) and the Enhanced vegetation index (EVI), and three geomorphometric attributes including, digital elevation model (DEM), Vertical distance to channel network and the topographic position index (TPI) were the most important parameters. The results of modeling showed that RF model for soil organic carbon variable (R2 = 0.5 and %RMSE= 0.4), calcium carbonate equivalent (R2 = 0.4 and %RMSE = 11.61), clay variable (R2= 0.21 and %RMSE=5.65), the Silt variable (R2 = 0.15 and %RMSE= 7.24) and, Ordinary kriging methods for sand variables with (R2 = 0.14 and %RMSE = 10.26) was the most accurate than RF and IDW models. Among the semi-variogram models, the exponential model had the best performance for soil organic carbon, clay, silt, and sand percentage, with the exception of CCE which follows the spherical model. The results of spatial autocorrelation showed that for both variables CCE and Sand had a strong class and, the rest had a moderate class. The highest values of the semi-variogram sill were related to the calcium carbonate equivalent and clay, and the lowest values were related to the soil organic carbon and sand contents. These results indicate that, the existence of a random pattern or weak spatial structure in the samples that used to calculate the experimental semi-variogram. Among the seven environmental covariates were used for spatial modeling of top-soil organic carbon, calcium equivalent carbonate, and clay, the geomorphometric attributes such as digital height model, topographic position index and vertical distance to channel network are of the most important and NDVI, SAVI and RVI covariates were more important in predicting of sand and silt properties.}, keywords = {Spatial variability,Random Forest,Data Mining,Digital soil mapping}, title_fa = {پیش‌بینی مکانی برخی از ویژگی‌های خاک سطحی با استفاده از مدل‌های درون‌یابی و یادگیری ماشین}, abstract_fa = {دست‌یابی به اطلاعات مکانی دقیق و با جزئیات بیشتر از پراکنش مکانی ویژگی‌های خاک بر روی سیمای اراضی برای پایش دقیق منابع اراضی، کاربردهای هیدرولوژیکی، مدیریت کاربری اراضی و سایر مدل‌سازی‌های محیطی ضروری است و نقش بنیادینی را در فرآیندها اکوهیدرولوژی، اراضی مستعد کشاورزی و مدیریت پایدار اراضی در مناطق نیمه‌خشک ایفا می‌نماید. پژوهش حاضر باهدف پیش‌بینی مکانی درصد کربن آلی خاک (SOC)، کربنات کلسیم معادل (CCE)، رس، لای و ماسه در منطقه قروه-دهگلان کردستان صورت پذیرفت.مواد و روش‌ها: منطقه قروه دهگلان با میانگین دمای سالیانه ۱۲ درجه سلسیوس و میانگین بارش سالیانه ۳۴۸ میلی‌متر (دوره آماری ۲۰ ساله) به‌ترتیب دارای رژیم‌های رطوبتی و حرارتی زریک و ترمیک است. حدود ۱۴۵ نمونه خاک از عمق ۳۰-۰ سانتی‌متر بر اساس الگوی نمونه‌برداری تصادفی برداشت گردید. سپس نمونه‌های خاک برای انجام آزمایش‌های فیزیکی و شیمیایی لازم به آزمایشگاه منتقل گردید. مدل جنگل تصادفی (RF) به‌عنوان نماینده روش‌های غیرپارامتریک و دو روش کریگینگ معمولی (OK) و وزن‌دهی عکس فاصله (IDW) برای مدل‌سازی تغییرات مکانی ویژگی‌های خاک و خودهمبستگی مکانی بین آنها استفاده گردیدند. تمامی مراحل مدل‌سازی روش RF در نرم‌افزار RStudio و روش‌های درون‌یابی (OK و IDW) در نرم‌افزارهای ArcGIS و GS+ صورت پذیرفت. ۳۰ متغیر محیطی شامل مشتقات مدل رقومی ارتفاع (DEM) در نرم‌افزار SAGA GIS 7.3 و داده‌های باند انعکاسی ماهواره لندست ۸ به‌عنوان متغیرهای محیطی تهیه شدند. تمامی متغیرهای محیطی مورداستفاده با تفکیک مکانی ۳۰ متر بازنمونه‌گیری گردیدند. انتخاب متغیرهای محیطی بهینه طبق شاخص تورم واریانس (VIF) انجام گردید. مدل‌سازی ویژگی‌ها طبق دو دسته داده ۸۰ و ۲۰ درصد، به‌ترتیب برای واسنجی و اعتبارسنجی انجام گردید و از دو آماره میانگین ریشه مربعات خطا (RMSE) و ضریب تبیین (R2) برای تعیین دقت مدل‌ها استفاده شد.بر اساس شاخص تورم واریانس از مجموع ۳۰ متغیر محیطی تهیه‌شده در نهایت هفت متغیر کمکی شامل،. چهار متغیر سنجش از دور شاخص پوشش گیاهی تعدیل یافته‌خاک (SAVI)، سبزینگی شاخص گیاهی تفاضلی نرمال‌شده (GNDVI)، شاخص پوشش گیاهی نسبی (RVI) و شاخص پوشش گیاهی بهبودیافته (EVI) و سه ویژگی ژئومورفومتری شامل مدل رقومی ارتفاع (DEM)، فاصله اقلیدسی از شبکه آبراهه و شاخص موقعیت توپوگرافی (TPI) انتخاب گردیدند. نتایج مدل‌سازی نشان داد که مدل RF برای متغیر کربن آلی خاک (۵/۰=R2 و ۴/۰=RMSE%)، متغیر کربنات کلسیم معادل (۴/۰=R2 و ۶۱/ ۱۱=RMSE%)، متغیر رس (۲۱/۰=R2 و ۶۵/۵=RMSE%) و متغیر لای (۱۵/۰=R2 و ۲۴/۷= RMSE%)، مناسب‌ترین مدل و روش کریگینگ معمولی برای متغیر ماسه با (۱۴/۰=R2 و ۲۶/۱۰=RMSE) نسبت به دو مدل RF و IDW دارای دقت بالاتری بودند. از میان نیم‌تغییرنما‌های برازش داده‌شده مدل نمایی برای متغیرهای کربن آلی خاک، رس، لای و ماسه به‌جز کربنات کلسیم معادل دارای مناسب‌ترین برازش بود. نتایج خودهمبستگی مکانی نشان داد که دو متغیر کربنات کلسیم معادل و ماسه دارای کلاس همبستگی مکانی قوی بود و مابقی دارای کلاس متوسط می‌باشند. بالاترین مقادیر سقف نیم‌تغییرنما مربوط به کربنات کلسیم معادل و رس و کمترین مقدار آن مربوط به کربن آلی خاک و ماسه بود. این نتایج بیانگر وجود الگوی تصادفی یا ساختار مکانی ضعیف در نمونه‌های مورداستفاده برای محاسبه نیم‌تغییرنما است. از میان متغیرهای کمکی مورداستفاده برای مدل‌سازی مکانی سه ویژگی کربن آلی خاک، کربنات کلسیم معادل و رس، متغیرهای ژئومورفومتری مدل رقومی ارتفاع، شاخص موقعیت توپوگرافی و فاصله اقلیدسی از شبکه آبراهه دارای بیشترین اهمیت و برای متغیرهای ماسه و لای پارامترهای NDVI، SAVI و RVI دارای اهمیت بیشتری بودند..}, keywords_fa = {تغییرپذیری مکانی,جنگل تصادفی,داده‌کاوی,نقشه‌برداری رقومی خاک}, url = {https://ejsms.gau.ac.ir/article_5311.html}, eprint = {https://ejsms.gau.ac.ir/article_5311_c134349b3b9b83e2a66e617676fcde8c.pdf} } @article { author = {Hosseini, Seyedeh Vida and Davari, Masoud and Khaleghpanah, Naser}, title = {Developing and comparing pedotransfer functions and spectral transfer functions for predicting water retention in some soils of Kurdistan province}, journal = {Journal of Soil Management and Sustainable Production}, volume = {10}, number = {3}, pages = {51-71}, year = {2020}, publisher = {Gorgan University Of Agricultural Sciences}, issn = {2322-1267}, eissn = {2322-1275}, doi = {10.22069/ejsms.2021.17865.1940}, abstract = {Background and objectives: The soil water retention curve (SWRC), as an important hydraulic soil property, is used in modeling water flow and solute transport in the unsaturated zone of the soil. Direct measurements of SWRC are difficult, time-consuming and costly. Hence, researchers have proposed indirect methods such as pedotransfer functions to estimate soil water retention curve using readily available soil data. Over the last decades, soil spectral data as a rapid, low cost, and non-destructive method has been widely applied to estimate basic soil properties. Consequently, in this study, the feasibility of using soil spectral information in the visible and near-infrared region, as input variables for transfer functions, and evaluation its performance was investigated compared to basic soil properties in estimating soil water retention curve.Materials and methods: A number of 100 soil samples were collected and their spectral reflectance over 350-2500 nm region were measured using a handheld spectroradiometer apparatus. Some basic soil properties such as particle size distribution, particle density, bulk density, organic carbon content and calcium carbonate equivalent, and soil moisture content at matric potentials of -10, -33, -50, -100, -300, -500, -1000, and -1500 kPa were also determined with pressure plate - membrane apparatus. Spectral reflectance curves of the samples were recorded using RS3 software on a portable computer connected to a spectroradiometer with 5 readings per soil sample. After spectral preprocessing, the correlation coefficient between absorption features of soil in each wavelength with soil moisture content at different matric potentials were investigated. Stepwise multiple linear regression was applied to derive pedo-transfer functions (PTFs) and spectral transfer functions (STFs) that uses basic soil properties and soil spectral reflectance as input, respectively. The accuracy of the proposed functions were assessed by adjusted coefficient of determination (R2adj), normalized root mean square error (NRMSE), mean error (ME), and the ratio of performance to deviation (RPD). Results: Pedo-transfer functions (PTFs) provided more accurate estimates at the dry-end of the soil moisture curve than the wet-end, due to the high correlation of soil moisture with soil particle size distribution at the dry-end of the soil moisture curve. The results of the statistical parameters showed that the derived PTFs for estimating soil water retention at 10 to 1500 kPa matric suctions have good prediction accuracy. However, STFs also had reasonable but poorer results than the proposed PTFs in estimating the studied characteristics.Conclusion: Overall, the results of this study revealed that, despite the relatively poorer results of STFs than PTF, due to lower costs, time and field data, soil spectral data can be used as an indirect and novel method for estimating volumetric soil moisture content at different matric potentials.}, keywords = {Basic soil properties,Matric potential,Soil spectral data,Stepwise multiple linear regression}, title_fa = {توسعه و مقایسه توابع انتقالی خاک و توابع انتقالی طیفی برای برآورد نگه‌داشت آب در برخی از خاک‌های استان کردستان}, abstract_fa = {سابقه و هدف: منحنی نگه‌داشت آب در خاک از جمله ویژگی‌های مهم هیدرولیکی خاک بوده که در شبیه سازی جریان آب و انتقال املاح در بخش غیر‌اشباع خاک کاربرد دارد. اندازه‌گیری مستقیم منحنی‌های نگه‌داشت آب در خاک دشوار، زمان‌بر و پرهزینه می‌باشد؛ بدین منظور محققین روش‌هایی غیر‌مستقیم همچون توابعی انتقالی را برای برآورد منحنی نگه‌داشت آب در خاک با استفاده از داده‌های سهل الوصول پیشنهاد کرده‌اند. در چند دهه اخیر، استفاده از داده‌های طیفی خاک به‌عنوان روشی سریع، کم‌هزینه و غیرمخرب در برآورد ویژگی‌های مبنایی خاک به طور گسترده‌ای مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش امکان استفاده از داده‌های طیفی خاک در گستره مرئی- مادون قرمز نزدیک، به‌عنوان متغیر ورودی توابع انتقالی و ارزیابی عملکرد آن در مقایسه با ویژگی‌های مبنایی خاک در برآورد منحنی نگه‌داشت آب در خاک بررسی گردید. مواد و روش‌ها: تعداد 100 نمونه خاک، جمع‌آوری و منحنی‌های بازتاب طیفی آنها در گستره 2500-350 نانومتر با استفاده از دستگاه اسپکترورادیومتر زمینی اندازه‌گیری شد. برخی از ویژگی‌های مبنایی خاک شامل توزیع اندازه ذرات، جرم ویژه ظاهری و حقیقی، مقدار کربن آلی و کربنات کلسیم معادل به همراه مقادیر رطوبت در پتانسیل‌های ماتریک 10-، 33-، 50-، 100-، 300-، 500-، 1000- و 1500- کیلو پاسکال با دستگاه صفحات و غشاء فشاری تعیین شد. منحنی بازتاب طیفی نمونه‌ها با استفاده از نرم‌افزار RS3 موجود بر روی رایانه قابل‌حمل متصل به دستگاه اسپکترورادیومتر، با تعداد 5 قرائت برای هر نمونه خاک ثبت شد. پس از انجام پیش‌پردازش‌های طیفی، همبستگی بین مقادیر جذب در هر یک از طول موج‌های مورد‌مطالعه با مقادیر رطوبت خاک در مکش‌های مختلف بررسی شد. سپس با استفاده از روش‌رگرسیونی خطی چندگانه گام‌به‌گام و بهره‌گیری از داده‌های مبنایی و طیفی خاک، روابطی ریاضی به‌ترتیب تحت‌عنوان توابع انتقالی خاکی (PTFs) و طیفی (STFs) پی‌ریزی شد. به‌منظور ارزیابی دقت توابع پیشنهادی از آماره‌‌هایی همچون ضریب تبیین تعدیل شده (R2adj)، ریشه میانگین مربعات خطای نرمال‌شده (NRMSE)، میانگین خطا (ME) و نسبت انحراف دقت (RPD) استفاده شد. یافته ها: توابع انتقالی خاکی (PTFs) در انتهای خشک منحنی نگهداشت آب در خاک در مقایسه با انتهای مرطوب آن برآورد‌های دقیق‌تری ارائه کردند. دلیل این موضوع را می‌توان وجود همبستگی بالای رطوبت خاک با توزیع اندازه ذرات خاک در انتهای خشک منحنی نگهداشت آب خاک بیان کرد. نتایج حاصل از ارزیابی آماره‌ها نشان داد که PTFs پی‌ریزی شده جهت برآورد نگه‌داشت آب در خاک در مکش‌های 10 تا 1500 کیلو‌پاسکال از دقت پیش‌بینی خوبی برخوردار بودند. این در حالی است که STFs در مقایسه با PTFs پیشنهادی در برآورد پارامترهای مورد‌مطالعه نیز، دارای نتایجی معقول اما به‌نسبت ضعیف‌تری بودند.نتیجه‌گیری کلی: در مجموع نتایج این پژوهش نشان داد، برغم نتایج نسبتاً کم‌دقت‌تر STFs نسبت بهPTFs به‌دلیل صرف هزینه، زمان و داده‌برداری صحرایی کمتر، استفاده از داده‌های طیفی خاک می‌تواند به‌عنوان روشی غیرمستقیم و نوین برای برآورد مقادیر رطوبت حجمی خاک به ازای پتانسیل‌های ماتریک مختلف مورد استفاده قرار گیرد.}, keywords_fa = {پتانسیل ماتریک,داده‌های طیفی خاک,رگرسیون خطی چندگانه گام‌به‌گام,ویژگی های مبنایی خاک}, url = {https://ejsms.gau.ac.ir/article_5312.html}, eprint = {https://ejsms.gau.ac.ir/article_5312_8e2d3d526ad3f0d45ed083f2cecf4e9c.pdf} } @article { author = {Arab Bafrani, Zahra and Ghanei-Bafghi, Mohammad-Javad and Shirmardi, Mostafa}, title = {Effect of wood residues of pistachio biochar on growth characteristics of Safflower}, journal = {Journal of Soil Management and Sustainable Production}, volume = {10}, number = {3}, pages = {73-94}, year = {2020}, publisher = {Gorgan University Of Agricultural Sciences}, issn = {2322-1267}, eissn = {2322-1275}, doi = {10.22069/ejsms.2021.17831.1937}, abstract = {Background and Objectives: Proper management and use of agricultural waste is one of the important strategies for sustainable development of agriculture in Iran. Given that most of the country is covered by arid and semi-arid lands, rapid decomposition of organic matter and its deficiency in soil is one of the problems of agriculture and natural resources, preventing the waste from being burnt and making optimum use of it can both compensate for the lack of soil organic matter and reduce environmental pollution. Considering the high durability of biochar in soil, a useful strategy for organic waste management is use of biochar on agricultural land to provide organic matter for plant growth and as a modifier to improve soil properties. Due to the expansion of pistachio cultivation in central Iran, pruning of its branches results in considerable amounts of waste annually, which is usually burned to prevent pest spread. The aim of this study was to investigate the effect of pistachio waste on growth characteristics of safflower.Materials and Methods: In order to investigate the effect of biochar on growth characteristics of safflower, an experiment was conducted in a completely randomized design with three replications. Biochar treatment prepared from pistachio wood at 500 ° C under low oxygen conditions was studied at four levels of 0, 1, 2 and 4%. by weight. At the end of the growth period, plants were collected and leaf area, leaf length and width, number of yellow, green leaves and total, internodes distance, fresh and dry weight of shoot and root, stem height, germination time from planting, relative leaf water content, Ion leakage percentage, leaf chlorophyll index, sodium, potassium and phosphorus concentration and sodium to potassium concentration ratio were measured. Data were analyzed in SAS software and mean comparisons were made using Duncan test at 5% level.Results:The results showed that the effect of biochar treatment on leaf area, fresh and dry weight of plants, root dry weight, plant height, leaf chlorophyll, ion leakage percentage, leaf relative water content, sodium, phosphorus and potassium concentration and sodium to potassium concentration ratio were significant. However, the effect of this treatment on leaf length and width indices, number of green and yellow leaves and their total, root fresh weight, internodes distance and germination time was not significant. Mean comparison showed that the highest leaf area (413.25 mm 2), root dry weight (1.17 g), fresh weight (3.79 g) and plant dry weight (0.89 g), plant height (0.25 g). 52 cm), relative leaf water content (89.2%), potassium concentration (2.81%) and phosphorus (0.24%) were obtained at the highest biochar level (4% by weight). Also, the highest leaf chlorophyll index content (53.8%) was observed in one percent biochemical treatment and the highest ion leakage (81.75%), sodium concentration (3.35%) and sodium to potassium ratio (1.63) were observed in control treatment. .Conclusion: This study showed that the use of biochar can improve the morphophysiological properties and concentration of essential elements such as phosphorus and potassium in the aerial parts of safflower, and in this regard, the amount of biochar consumption is important. According to Biochar analysis in terms of nutrients and carbon content, it seems that Biochar application may improve the nutritional status of these elements in soil and also increase Soil moisture storage capacity due to high content of Biochar organic carbon, it Provide a more suitable environment for plant growth and thereby improve growth indicators. Therefore, if the pistachio and other agricultural products waste are used properly as biochar, compensates a part of the lack of organic matter in the soils of dry areas and environmental pollution can be prevented.}, keywords = {Biochar,Morphological traits,Physiological traits,safflower}, title_fa = {اثر بیوچار ضایعات شاخ و برگ درخت پسته بر خصوصیات رشدی گیاه گلرنگ}, abstract_fa = {سابقه و هدف: مدیریت و استفاده صحیح از ضایعات کشاورزی یکی از راهکارهای مهم توسعه پایدار بخش کشاورزی در ایران به حساب می‌آید. با توجه به اینکه بیشتر سطح کشور را اراضی خشک و نیمه‌خشک فرا گرفته و در این اراضی تجزیه سریع مواد آلی و کمبود آن در خاک یکی از مشکلات بخش کشاورزی و منابع طبیعی به حساب می‌آید، جلوگیری از سوزاندن و استفاده بهینه از این ضایعات هم کمبود مواد آلی خاک را جبران می‌کند و هم از آلودگی محیط زیست جلوگیری می‌نماید. با توجه به ماندگاری بالای بیوچار در خاک، استفاده از آن در زمین‌های کشاورزی جهت تأمین مواد آلی برای رشد گیاه و به عنوان اصلاح کننده‌ برای بهبود خصوصیات خاک، می‌تواند راهکار مفیدی برای مدیریت پسماندهای آلی باشد. با توجه به گسترش کشت پسته در مناطق مرکزی ایران سالانه از هرس سرشاخه‌های آن مقادیر متنابهی ضایعات حاصل می‌شود که معمولاً به منظور جلوگیری از گسترش آفات سوزانده می‌شود. هدف از این تحقیق بررسی اثر بیوچار ضایعات پسته بر خصوصیات رشدی گیاه گلرنگ می‌باشد.مواد وروش‌ها: به‌منظور بررسی اثر بیوچار بر خصوصیات رشدی گیاه گلرنگ، آزمایشی به‌صورت طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار، انجام شد. تیمار بیوچار که از چوب درخت پسته در دمای 500 درجه سانتی‌گراد در شرایط کم اکسیژن تهیه شده بود در چهار سطح صفر، 1، 2 و 4 درصد وزنی مورد پژوهش قرار گرفت. در پایان دوره رشد، گیاهان جمع‌آوری شد و صفات سطح، طول و عرض برگ، تعداد برگ زرد، سبز و مجموع آنها، فاصله میان‌گره، وزن تر و خشک بخش هوایی و ریشه، ارتفاع ساقه، مدت جوانه‌زنی از زمان کشت، محتوای نسبی آب برگ، درصد نشت یونی، شاخص کلروفیل برگ، غلظت سدیم، پتاسیم و فسفر و نسبت غلظت سدیم به پتاسیم اندازه‌گیری شد. داده‌ها در نرم افزار SAS آنالیز گردید و مقایسه میانگین‌ها با استفاده از آزمون دانکن در سطح احتمال 5 درصد انجام شد.یافته‌ها: نتایج نشان داد که اثر تیمار بیوچار بر صفات سطح برگ، وزن تر و خشک گیاه، وزن خشک ریشه، ارتفاع گیاه، کلروفیل برگ، درصد نشت یونی، محتوای نسبی آب برگ، غلظت سدیم، فسفر و پتاسیم و نسبت غلظت سدیم به پتاسیم معنی‌دار بود اما اثر این تیمار بر شاخص‌های طول و عرض برگ، تعداد برگ سبز و زرد و مجموع آنها، وزن تر ریشه ، فاصله میان‌گره و مدت زمان جوانه‌زنی از زمان کاشت معنی‌دار نبود. مقایسه میانگین‌ها نشان داد که بالاترین میزان سطح برگ (25/413 میلی‌متر مربع)، وزن خشک ریشه (17/1 گرم)، وزن تر (79/3 گرم) و خشک گیاه (89/0 گرم)، ارتفاع گیاه (25/52 سانتی‌متر)، محتوای نسبی آب برگ (2/89)، غلظت پتاسیم (81/2 درصد) و فسفر (24/0 درصد) در بالاترین سطح بیوچار (4 درصد وزنی) به‌دست آمد. همچنین بالاترین شاخص سطح کلروفیل برگ (8/53) در تیمار یک درصد بیوچار و بالاترین درصد نشت یونی (75/81 درصد)، غلظت سدیم (35/3 درصد) و نسبت سدیم به پتاسیم (63/1) در تیمار شاهد مشاهده شد. نتیجه‌گیری: این تحقیق نشان داد کاربرد بیوچار می‌تواند خصوصیات مرفوفیزیولوژیک و غلظت عناصر ضروری مانند فسفر و پتاسیم در اندام هوایی گیاه گلرنگ را بهبود بخشد و در این زمینه میزان مصرف بیوچار دارای اهمیت می‌باشد. با توجه به آنالیز بیوچار از نظر عناصر غذایی و محتوای کربن، به نظر می‌رسد که احتمالاً کاربرد بیوچار با بهبود وضعیت تغذیه‌ای این عناصر در خاک و همچنین افزایش ظرفیت نگهداری رطوبت خاک به‌دلیل داشتن محتوای بالای کربن آلی بیوچار، بتواند محیط مناسب‌تری برای رشد گیاه فراهم آورده و از این طریق باعث بهبود شاخص‌های رشدی شود. بنابراین در صورت استفاده صحیح از ضایعات پسته و سایر محصولات کشاورزی به صورت بیوچار می‌توان ضمن جلوگیری از آلودگی محیط زیست، بخشی از کمبود مواد آلی خاک‌های مناطق خشک را از این طریق جبران کرد.}, keywords_fa = {بیوچار,گلرنگ,صفات مورفولوژیک,صفات فیزیولوژیک}, url = {https://ejsms.gau.ac.ir/article_5313.html}, eprint = {https://ejsms.gau.ac.ir/article_5313_454ba839c9c0d567ad5cdb8173bb8264.pdf} } @article { author = {marjani, vahideh and Golchin, Ahmad and abdollahi, samaneh}, title = {Potential of marigold (Calendula officinalis), ornamental cabbage (Brassica oleracea) and amaranthus (Amaranthus retroflexus) for phytoextraction of cadmium from the soil}, journal = {Journal of Soil Management and Sustainable Production}, volume = {10}, number = {3}, pages = {95-113}, year = {2020}, publisher = {Gorgan University Of Agricultural Sciences}, issn = {2322-1267}, eissn = {2322-1275}, doi = {10.22069/ejsms.2021.17369.1924}, abstract = {AbstractBackground and objectives: Soil contamination by heavy metals is a serious environmental challenge and can cause problems for human and animal health globally. Most of remediation techniques to eliminate contamination from soils are very costly and deteriorate soil physical and chemical properties. The use of ornamental plants with high biomass and uptake is an innovative, economical and environmentally friendly way to remediate urban and industrial sites polluted by heavy metals. The purpose of this study was to investigate the ability of the marigold, ornamental cabbage and amaranthus to remediate cadmium contaminated soils in Zanjan province under greenhouse conditions. Materials and methods: The present study was conducted as a factorial experiment in a completely randomized design. Experimental treatments included three types of plant (marigold (Calendula officinalis), ornamental cabbage (Brassica oleracea) and amaranthus (Amaranthus retroflexus)) and soil cadmium levels (2.2, 12.2, 27.2, 57.2, 77.2 and 102.2 mg Cd/kg soil) which were used in triplicate.Results: The results indicate that high concentrations of cadmium in soil were toxic to plants and decreased the fresh and dry weight of the shoot and root. The highest level of soil cadmium (102.2 mg Cd/kg soil) decreased the fresh weight of the shoot in the marigold, ornamental cabbage and amaranthus by 77, 69 and 62%, respectively, when compared to the control (zero cadmium) treatment. Also, the concentration of cadmium of the shoot in the marigold, ornamental cabbage and amaranthus, when the soil cadmium level was 102.2 mg Cd/kg soil, increased by 39.88, 21.75 and 46 times, respectively, compared to the control (zero cadmium) treatment. The maximum amount of cadmium uptake for whole plant biomass was measured for marigold and ornamental cabbage when soil cadmium level was 77.2 mg Cd/kg soil, but the highest uptake for amaranthus was calculated in treatment with 102.2 mg Cd / kg soil. The lowest cadmium uptake was also observed in the control treatment. Translocation factors for cadmium in studying plants were higher than one and at the highest soil cadmium level (102.2 mg cadmium per kg soil), the calculated translocation factors of plants were in the order of marigold > amaranthus > ornamental cabbage respectively. The shoot bioaccumulation factor at the soil cadmium concentration of 102.2 mg Cd/kg soil was in the order of marigold > amaranthus > ornamental cabbage. The order of bioaccumulation factor for root at the soil cadmium concentration of 102.2 mg Cd/kg soil was amaranthus > ornamental cabbage > marigold. Conclusion: The results showed that the translocation factor in the studied plants (marigold, ornamental cabbage and amaranthus) was more than one and the concentration of cadmium in dried tissues of aerial parts was more than 100 mg/kg. Therefore, these plants can be classified as metal accumulator plants in terms of cadmium uptake and translocation and are suitable for remediation of cadmium contaminated soils.}, keywords = {Keywords: Soil pollution,Translocation factor,Bioaccumulation factor,Heavy metal}, title_fa = {ارزیابی پتانسیل گل همیشه‌بهار (Calendula officinalis)، کلم‌زینتی (Brassica oleracea) و گیاه تاج‌خروس (Amaranthus retroflexus) در استخراج کادمیوم از خاک}, abstract_fa = {چکیدهسابقه و هدف: آلودگی خاک به فلزات سنگین یکی از چالش‌های مهم زیست محیطی است و می‌تواند مشکلاتی را برای سلامتی انسان و دام در سطح جهانی به‌وجود آورد. بسیاری از تکنیک‌های اصلاحی برای رفع آلودگی از خاک بسیار پرهزینه هستند و می-توانند بر خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک نیز تأثیر منفی داشته باشند. استفاده از گیاهان زینتی بیش‌اندوز با زیست‌توده و جذب بالا روشی ابتکاری، اقتصادی و سازگار با محیط‌زیست برای اصلاح مکان‌های شهری و صنعتی آلوده به فلزات سنگین است. تحقیق حاضر با هدف بررسی توانایی گل همیشه‌بهار، کلم‌زینتی و تاج‌خروس برای پالایش خاک‌های آلوده به کادمیوم در استان زنجان در شرایط گلخانه صورت گرفت.مواد و روش‌ها: این پژوهش به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی اجرا گردید. تیمارهای آزمایش شامل نوع گیاه در سه سطح (گل همیشه‌بهار (Calendula officinalis)، کلم‌زینتی (Brassica oleracea) و تاج‌خروس (Amaranthus retroflexus)) و شش سطح آلودگی خاک به کادمیوم (2/2، 2/12، 2/27، 2/52، 2/77 و 2/102 میلی‌گرم کادمیوم بر کیلوگرم خاک) بودند که در سه تکرار اعمال شدند. یافته‌ها: نتایج نشان می‌دهد که غلظت بالای کادمیوم در خاک باعث کاهش وزن تر و خشک اندام هوایی و ریشه در گیاهان مورد مطالعه گردید. به‌طوری‌که بالاترین سطح کادمیوم خاک (2/102 میلی‌گرم کادمیوم بر کیلوگرم خاک) موجب شد وزن تر اندام هوایی در گل همیشه‌بهار، کلم‌زینتی و تاج‌خروس به‌ترتیب 77، 69 و 62 درصد نسبت به تیمار شاهد کاهش و همچنین غلظت کادمیوم در اندام هوایی گل همیشه‌‌بهار، کلم‌زینتی و تاج‌خروس به‌ترتیب 40، 22 و 46 برابر نسبت به تیمار شاهد افزایش یابد. بیش‌ترین مقدار جذب کادمیوم در کل زیست‌توده مربوط به گل همیشه‌بهار و کلم‌زینتی در تیمار 2/77 میلی‌گرم کادمیوم بر کیلوگرم خاک و در گیاه تاج‌خروس در تیمار 2/102 میلی‌گرم کادمیوم بر کیلوگرم خاک بود. مقدار محاسبه شده فاکتور انتقال در غلظت های مختلف کادمیوم خاک بیشتر از یک بود. در بیش‌ترین غلظت کادمیوم ( 2/102 میلی‌گرم کادمیوم بر کیلوگرم خاک) مقدار فاکتور انتقال در گیاهان به-ترتیب در گل همیشه‌بهار > تاج‌خروس > کلم‌زینتی بود. میزان تجمع زیستی بخش هوایی در غلظت 2/102 میلی‌گرم کادمیوم بر کیلوگرم خاک به‌ترتیب در گل همیشه‌بهار > تاج خروس > کلم‌زینتی بود. میزان تجمع زیستی ریشه در غلظت 2/102 میلی‌گرم کادمیوم بر کیلوگرم خاک به‌ترتیب در تاج‌خروس > کلم‌زینتی > گل همیشه‌بهار بود. نتیجه‌گیری: نتایج آزمایش نشان داد که فاکتور انتقال در گیاهان مورد مطالعه (تاج خروس، همیشه بهار و کلم زینتی) بیشتر از یک بود و بیشتر از ۱۰۰ میلی‌گرم بر کیلوگرم کادمیوم در بافت خشک بخش هوایی آن‌ها وجود داشت. بنابراین می‌توان این گیاهان را از لحاظ جذب و انتقال فلز سنگین کادمیوم جزء گیاهان بیش‌اندوز طبقه‌بندی کرد که برای اصلاح خاک‌های آلوده به کادمیوم مناسب هستند.}, keywords_fa = {کلمات کلیدی: آلودگی خاک,فاکتور انتقال,فاکتور تجمع زیستی,فلزات سنگین}, url = {https://ejsms.gau.ac.ir/article_5314.html}, eprint = {https://ejsms.gau.ac.ir/article_5314_87022f2968171bd2b5cf38de83e3241a.pdf} } @article { author = {Nikghadami, Maryam and Fotovat, Amir and Khorassani, Reza}, title = {Effect of Different Levels of Domestic Sewage Sludge on concentration of heavy of Zn, Cu, Cd and Pb in in Radish and basil and some of chemical Soil Properties}, journal = {Journal of Soil Management and Sustainable Production}, volume = {10}, number = {3}, pages = {115-134}, year = {2020}, publisher = {Gorgan University Of Agricultural Sciences}, issn = {2322-1267}, eissn = {2322-1275}, doi = {10.22069/ejsms.2021.17554.1925}, abstract = {Background and Objectives: According to the population growth and increasing production of urban waste, environmental hazards of these wastes are on of the most important challenges in most cities that the safest way to prevent them from accumulating is to add them to the agriculture lands. This case is especially considered in countries with dry climates because of lacking organic matter in soils. Due to the high consumption of vegetables in the country and the use of sewage sludge as soil fertilizer, the risk of soil pollution for the peresence of heavy metals in soil and plant may threaten human and creature health. Consequently, studies need to be conducted to evaluate the effect of different levels of sewage sludge on of zinc (Zn), cupper (Cu), cadmium (Cd) and lead (Pb) concentration in root and shoot of radish (Raphanus sativus) and and basil (Ocimum basilicum) vegetables.Materials and Methods: This study aims to investigate the effect of domestic sewage sludge on concentration of zinc (Zn), cupper (Cu), cadmium (Cd) and lead (Pb) in radish (Raphanus sativus) and and basil (Ocimum basilicum) vegetables. A pot experiment in greenhouse was conducted at Ferdowsi University of Mashhad, Faculty of Agriculture, in 2018. The experiment was performed in a completely randomized design with three replications. Sewage sludge was consumed at five levels (0, 10, 20, 40, 80 t ha-1) during plant growth. Available form of heavy metals in soil samples was extracted by DTPA 0.005 M solution. total concentration of heavy metals in sewage sludge and soil measured by Aqua regia method and concentration of plant metals measured by dry digestion method. Result: The results indicated that the use of the sewage sludge in different treatments levels had significant impact (p < 0.05) on the concentration on of these heavy metals in the two plants studied. increase of sewage sludge enhanced metals concentration in shoot and root rather than control plant. particularly for Zn, in root and shoot in both plants. Increase in concentration metals in the two plants were followed Zn> Cu> Pb> Cd in both roots and shoots, The metals uptake in radish was drastically higher than basil. the value of all the metals at 10 t sludge per ha were lower than permissible concentration and at 80 t per ha were higher than permissible concentratoin for all of them.Conclusion: in general, application of different levels of sewage sludge in soil caused changes in soil chemical properties including decrease of soil pH, increase of electrical conductivity, and soil organic carbon. Also, in the treatment of last level of sewage sludge, two plants were toxic and in the lowest level of treatment of sewge sludge, no toxicity and damage were observed in the plants. However, continuously application of the sludge at 10 t per ha did not plluted the plants, should be recommended cautiously As the results of the study indicate, application of the lowest level of sewage sludge should also be performed with constant precision and monitoring.}, keywords = {Sewage sludge,Pollution,Heavy metals,Vegetables}, title_fa = {اثر سطوح مختلف لجن فاضلاب بر غلظت روی، مس، کادمیم و سرب در گیاه تربچه و ریحان و برخی ویژگی های شیمیایی خاک}, abstract_fa = {سابقه و هدف: با توجه به رشد جمعیت و تولید روز افزون ضایعات (پسماند) شهری، مخاطرات زیست‌محیطی این ضایعات یکی از مهمترین چالش‌های امروزی اکثر شهرهاست که مطمئن ترین راه پیشگیری از انباشته شدن این مواد، افزودن آن به زمین‌های کشاورزی است. این امر بخصوص در کشورهایی با آب و هوای خشک بدلیل کمبود مواد آلی خاک بیشتر مورد توجه می‌باشد. با توجه به مصرف سرانه سبزیجات در کشور و استفاده از لجن فاضلاب به عنوان بارور کننده خاک ممکن است خطر آلودگی خاک ناشی از حضور فلزات سنگین در خاک و گیاه سلامت انسان و موجودات را تهدید کند بر همین اساس لازم شد تا مطالعات و بررسی‌هایی در زمینه سنجش اثر کاربرد سطوح مختلف لجن فاضلاب بر غلظت عناصر روی، کادمیم، سرب و مس در ریشه و اندام هوایی گیاه ریحان و تربچه که جز سبزیجات پر مصرف مردم هستند، بررسی شود.مواد و روش: به منظور بررسی تاثیر سطوح مختلف لجن فاضلاب شهری تصفیه خانه التیمور مشهد بر غلظت عناصر سنگین کادمیم، مس، سرب و روی در اندام هوایی و زیرزمینی دو گیاه تربچه (Raphanus sativus) ریحان (Ocimum basilicum) آزمایشی گلدانی در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد انجام شد. این پژوهش در قالب طرح کاملا تصادفی با 5 تیمار شامل سطوح مختلف (0، 10، 20، 40 و 80) تن در هکتار لجن فاضلاب و در 3 تکرار انجام شد. برای تعیین غلظت کل فلزات سنگین در لجن فاضلاب و خاک از روش تیزاب سلطانی استفاده شد و تعیین غلظت فلزات گیاه به روش هضم خشک انجام شد.یافته ‌ها: نتایج آزمایش نشان داد که کاربرد سطوح مختلف لجن فاضلاب تاثیر معنی‌داری (p <0.05) بر غلظت این چهار عنصر در دو گیاه تربچه و ریحان داشت. با افزایش لجن فاضلاب غلظت عناصر در ریشه و اندام هوایی دو گیاه نسبت به شاهد افزایش یافت. افزایش عنصر روی در هر‌دو‌گیاه نسبت به دیگر عناصر قابل توجه بود. افزایش غلظت عناصر در دو گیاه روال مشابهی داشتت. این افزایش به ترتیب روی> مس> سرب> کادمیم در ریشه و اندام هوایی بود. همچنین غلظت فلزات در گیاه تربچه نسبت به گیاه ریحان بیشتر مشاهده شد. نتیجه‌گیری: بطور کلی کاربرد سطوح مختلف لجن فاضلاب در خاک باعث تغییراتی در ویژگی های شیمایی خاک از جمله کاهش pHخاک، افزایش هدایت الکتریکی و کربن آلی خاک شد. همچنین در تیمار سطح آخر لجن فاضلاب (L4) دو گیاه دچار سمیت شدند و در کمترین سطح از تیمار لجن فاضلاب، سمیت و آسیبی در گیاهان مشاهده نشد. سمیت عناصر در تیمار سطح یک لجن فاضلاب (L1) در این گیاهان مشاهده نشد ولی به نظر می‌رسد کاربرد مداوم سطح 10 تن در هکتار لجن در خاک باید محتاطانه و با پایش مستمر انجام شود. اما با توجه به نتایج این مطالعه، کاربرد کمترین سطح لجن فاضلاب نیز باید با دقت و پایش مستمر انجام شود.}, keywords_fa = {لجن فاضلاب,عناصر سنگین,سبزیجات}, url = {https://ejsms.gau.ac.ir/article_5315.html}, eprint = {https://ejsms.gau.ac.ir/article_5315_821cb80f1036c838c52ce1868f8681b5.pdf} } @article { author = {mesri, samira and Ghorbani, Shoja and Shirani, Hossein and Kamkarrohani, abolghasem and Motaghian, hamidrezaidreza}, title = {Separation Effective Soil Properties on Moisture Characteristic Curve Using Decision tree}, journal = {Journal of Soil Management and Sustainable Production}, volume = {10}, number = {3}, pages = {115-134}, year = {2020}, publisher = {Gorgan University Of Agricultural Sciences}, issn = {2322-1267}, eissn = {2322-1275}, doi = {10.22069/ejsms.2021.17673.1928}, abstract = {Background and objectives: Soft computational techniques have been widely used in scientific research and engineering in recent decades. Since the measurement of hydraulic properties by direct laboratory methods is hard, time consuming and expensive, Thus, there is need to use alternative methods based on conveniently available soil properties to estimate it with less effort, time and cost. One of the new methods for estimating soil hydraulic properties, such as soil moisture characteristic curve, is non-parametric methods. This study was performed to determine the efficiency of the decision tree method in separation of effective properties in estimating soil moisture characteristic curve parameters.Materials and methods: To perform this study, number of 72 points were selected in the village of Marghmalek and Sharekord city. Samples were collected from depth of 0-20 cm and then were transferred to the laboratory for required measurements. Some properties such as pH, EC, saturated moisture, calcium carbonate, organic matter, clay and sand, bulk density, mean weight diameter of dry aggregate, mean weight diameter of wet aggregate, geometric mean and standard deviation of particle diameter were measured in the laboratory. Also, the moisture characteristic curves were determined at 0, 1, 3, 5, 10, 30, 50, 100, 150, 1000, 1500 kPa suctions and were fitted to the van Genuchten model. The input variables were introduced into the MATLAB software in two scenarios (first scenario: pH, EC, %clay and sand, organic matter, calcium carbonate, mean weight diameter of wet and dry aggregate, bulk density, saturated moisture and the second scenario: pH, EC, geometric mean and standard deviation of particle diameter, organic matter, calcium carbonate, mean weight diameter of wet and dry aggregate, bulk density, saturated moisture) and modeled by decision tree and error estimators of cross validation and resub stitution. Evaluation statistics of each model including R2, RMSE and %RMSE were calculated. Results: The results obtained from decision tree modeling showed that the most important factors affecting moisture content in PWP suction, were saturated moisture and clay. The PWP target variable has the highest correlation in the first scenario (0.88) and in the second scenario )0.91( and the least error rate among the other variables, and after that, FC has the highest correlation (0.86) in the second scenario. Target variables n had the highest error rate and α the lowest correlation in both scenarios. Generally, the second scenario performed better than the first scenario by replacing the geometric mean and standard deviation of particle diameter with the percentage of clay and sand. The sensitivity analysis showed that PWP was the most sensitive among the input parameters to pH, BD, calcium carbonate and organic matter and FC was the most sensitive to geometric standard deviation of particle and MWDwet.Conclusion: In general, modeling has been successful in both scenarios. But by substituting geometric mean and standard deviation of particle diameter instead of clay and sand percentage, a better performance was obtained in estimating moisture characteristic curve variables in the second scenario.}, keywords = {Field capacity,van Genuchten equation,Moisture curve}, title_fa = {تفکیک ویژگی‌های موثر خاک بر منحنی مشخصه رطوبتی با استفاده از درخت تصمیم‌گیری}, abstract_fa = {سابقه و هدف: تکنیک‌های محاسباتی نرم‌ در دهه‌های اخیر به‌طور وسیعی در تحقیقات علمی و مسائل مهندسی مطالعه و به‌کار برده شده‌اند. از آنجایی‌که اندازه‌گیری ویژگی‌های هیدرولیکی با روش‌های مستقیم آزمایشگاهی دشوار، زمانبر و هزینه‌بر است و روش‌های جایگزینی را می‌طلبد که بتوان با صرف هزینه و زمان کمتری آن را از روی داده‌های زودیافت خاک برآورد نمود. روش‌های ناپارامتریک از روش‌های نوین برآورد ویژگی‌های هیدرولیکی خاک همانند منحنی مشخصه رطوبتی خاک می‌باشند. این پژوهش به منظور مطالعه کارایی روش ناپارامتریک درخت تصمیم‌گیری برای تفکیک ویژگی‌های موثر در تخمین پارامترهای منحنی مشخصه رطوبتی خاک انجام شد. مواد و روش‌ها: بدین منظور، 72 نمونه خاک از مناطق مختلف زیرحوزه مرغملک واقع در شهرستان شهرکرد از عمق 0- 20 سانتی‌متری جمع‌آوری و برخی ویژگی‌ها مانند پ‌هاش، شوری، رطوبت اشباع، کربنات کلسیم معادل، ماده آلی، فراوانی نسبی ذرات، چگالی، میانگین وزنی قطر خاکدانه خشک و مرطوب، میانگین هندسی و انحراف معیار هندسی قطر ذرات خاک اندازه‌گیری شدند. هم‌چنین، منحنی مشخصه رطوبتی در مکش‌های صفر، 1، 3، 5 ،10، 30، 50، 500،100، 1000، 1500 کیلو-پاسکال تعیین گردید و بر مدل ون‌گنوختن برازش داده شد. متغیرهای ورودی در دو سناریو (سناریو اول: پ‌هاش، EC، درصد شن و رس، ماده آلی، کربنات کلسیم، میانگین وزنی قطر خاکدانه خشک و مرطوب، چگالی و رطوبت اشباع و سناریو دوم: پ-هاش،EC، میانگین هندسی قطر ذرات، انحراف معیار هندسی قطر ذرات، ماده آلی، کربنات کلسیم، میانگین وزنی قطر خاکدانه خشک و مرطوب، چگالی و رطوبت اشباع) به نرم‌افزار MATLAB معرفی و به وسیله درخت تصمیم‌گیری و تخمین‌گرهای خطای اعتبار‌سنجی متقاطع و بازجایگزینی مدل‌سازی شدند. معیارهای ارزیابی در مدل‌سازی شامل ضریب تبیین، جذر میانگین مربعات خطا و درصد میانگین مربعات خطا بود.یافته‌ها: نتایج به‌دست آمده از مدل‌سازی با درخت تصمیم‌گیری نشان داد که مهم‌ترین عامل موثر بر رطوبت در مکش نقطه پژمردگی (PWP) رطوبت اشباع و رس می‌باشند. در هر دو سناریو متغیر هدف PWP بیشترین میزان همبستگی (به ترتیب (88/0) و (91/0)) و کمترین میزان خطا را بین سایر متغیرها داشت، و پس از آن ظرفیت زراعی دارای بیشترین میزان همبستگی (86/0) در سناریو دوم بود. متغیر هدف nنیز بیشترین میزان خطا وα کمترین همبستگی را در دو سناریو داشت. به طور کلی سناریو دوم با جایگزینی میانگین هندسی و انحراف معیار قطر ذرات با درصد رس و شن عملکرد بهتری نسبت به سناریو اول داشت. آنالیز حساسیت نشان داد که رطوبت PWP به پ‌هاش و چگالی، کربنات کلسیم و ماده آلی و رطوبت ظرفیت زراعی (FC) به انحراف معیار هندسی و میانگین وزنی قطر خاکدانه مرطوب بیشترین حساسیت را داشتند. نتیجه‌گیری: به طور کلی مدل‌سازی در هر دو سناریو موفق بود، اما با جایگزینی میانگین هندسی و انحراف معیار قطر ذرات به جای درصد رس و شن عملکرد بهتری در برآورد متغیرهای منحنی مشخصه رطوبتی در سناریو دوم به وجود آمد.}, keywords_fa = {گنجایش زراعی,معادله ون‌ گنوختن,منحنی رطوبتی}, url = {https://ejsms.gau.ac.ir/article_5316.html}, eprint = {https://ejsms.gau.ac.ir/article_5316_a4cede69680381a072ef7b6885b46c58.pdf} } @article { author = {Rezaeinejad, Rezvan and Khademi, Hossein and Ayoubi, Shamsollah and Mosaddeghi, Mohammad Reza and Khormali, Farhad}, title = {Evaluation of the effect of phlogopite mineral application in a sandy growth medium on the barley yield and potassium uptake under drought stress}, journal = {Journal of Soil Management and Sustainable Production}, volume = {10}, number = {3}, pages = {135-150}, year = {2020}, publisher = {Gorgan University Of Agricultural Sciences}, issn = {2322-1267}, eissn = {2322-1275}, doi = {10.22069/ejsms.2021.17767.1933}, abstract = {Background and objectives: Drought is the most important known abiotic stress which strongly affects the growth and yeild of different crops worldwide. Among all the mineral nutrients, potassium (K) plays a particularly critical role in plant growth and metabolism, and also contributes to the survival of plants and adequate biomass production under various biotic and abiotic stresses, especially under drought stress. Under drought stress conditions, K regulates the stomatal opening and helps plants adapt to water deficits. In this study, the effect of phlogopite, as a potassium-rich source and a soil chemical conditioner, to help moderate the adverse effects of drought stress on barley growth and yield under greenhouse conditions was evaluated.Materials and methods: This study was conducted as a completely randomized design with factorial arrangement and 3 replications in the hydroponic greenhouse of the Isfahan University of Technology. The growth medium was a mixture of quartz sand and phlogopite and different levels of drought stress were applied. Plants were supplied with either a complete or a potassium-free nutrient solution during the five-month growth period. At the end of the experiment, shoots and roots were harvested separately and their dry weight recorded. The amount of potassium in the extract prepared by the dry ash method was determined by a flame photometer. The percentage of potassium release from phlogopite in potassium-free nutrient solution was calculated and elemental analysis (XRF) was performed on several selected samples.Results: The shoot and root dry weight and potassium uptake of plants grown in the phlogopite containing media were higher than those in the control media. These two parameters were also higher in plants received complete nutrient solution as compared to those supplied with the K- free nutrient solution. Drought stress reduced yield and potassium uptake. The highest levels of loss of dry weight and potassium uptake were observed in plants supplied with the K-free nutrient solution under severe drought stress. There was a significant positive correlation between the shoot dry weight and K uptake and also between the root dry weight and K uptake. The results of the elemental analysis of phlogopite particles before and after application in the growth medium were consistent with the amount of potassium uptake by the plant. The highest percentage of potassium removal was observed under no drought stress conditions. In general, it looks like that the application of phlogopite alleviates the negative effects of drought stress by releasing its interlayer potassium, due to the important role of potassium in regulating stomatal opening and closing, increase photosynthesis rate and water retention in plant tissues.Conclusion: The results of this study showed that the application of phlogopite was useful as a natural and low-cost source to supply K requirement in plant growth medium to reduce the effects of the drought stress, especially in the greenhouse.}, keywords = {Growth Medium,Drought stress,Potassium release,rhizosphere,phlogopite}, title_fa = {ارزیابی تأثیر کاربرد کانی فلوگوپیت در بستر رشد شنی بر عملکرد و جذب پتاسیم گیاه جو تحت تنش خشکی}, abstract_fa = {سابقه و هدف: خشکی مهم‌ترین تنش شناخته‌شده‌ی غیر‌زیستی است که اثر زیادی بر رشد و عملکرد محصولات مختلف در جهان دارد. از بین عناصر غذایی، پتاسیم (K) نقش مهمی در رشد و متابولیسم گیاه دارد و به زنده‌ماندن و تولید زیست‌توده مناسب گیاهان تحت شرایط تنش‌های زیستی و غیر‌زیستی مختلف، به ویژه تنش خشکی کمک می‌کند. تحت شرایط تنش خشکی، پتاسیم بازشدن روزنه‌ها را تنظیم می‌کند و گیاهان را با کمبود آب سازگار می‌‌کند. در این پژوهش کانی فلوگوپیت به عنوان منبع غنی از پتاسیم و بهبوددهنده ویژگی‌های شیمیایی خاک (کود پتاسیمی) برای تعدیل آثار نامطلوب تنش خشکی بر رشد و عملکرد جو در شرایط گلخانه‌ای مورد ارزیابی قرار گرفت. مواد و روش‌ها: این پژوهش به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در گلخانه هیدروپونیک دانشگاه صنعتی اصفهان انجام شد. بستر رشد مخلوطی از شن کوارتزی و فلوگوپیت تحت اعمال سطوح مختلف تنش خشکی بود و گیاهان به وسیله دو نوع محلول غذایی کامل و بدون پتاسیم در دوره پنج ماهه کشت تغذیه شدند. در پایان دوره کشت، شاخساره و ریشه گیاه جداگانه برداشت شده و وزن خشک آنها یادداشت شد. مقدار پتاسیم در عصاره تهیه‌شده به روش خاکستر‌گیری خشک گیاه توسط فلیم‌فوتومتر تعیین شد. درصد رهاسازی پتاسیم از فلوگوپیت در شرایط تغذیه‌ای بدون پتاسیم محاسبه شده و تجزیه عنصری توسط روش فلورسانس اشعه ایکس (XRF) بر روی چند نمونه انتخابی از بستر کشت صورت گرفت. یافته‌ها: وزن خشک و پتاسیم جذب‌شده در شاخساره و ریشه گیاهان رشدیافته در بستر حاوی فلوگوپیت، نسبت به بستر شاهد بیشتر بود. همچنین افزایش این دو ویژگی در تیمار با محلول غذایی کامل، نسبت به گیاهان رشدکرده در شرایط تغذیه‌ای بدون پتاسیم مشاهده شد. تنش خشکی عملکرد و جذب پتاسیم گیاه را کاهش داد، بیشترین کاهش وزن خشک و جذب پتاسیم در گیاهان تغذیه‌شده با محلول غذایی بدون پتاسیم، تحت تنش خشکی شدید مشاهده شد. همبستگی مثبت و زیادی بین وزن خشک شاخساره و پتاسیم جذب‌شده‌ی آن و وزن خشک ریشه و پتاسیم جذب‌شده‌ی آن وجود داشت. نتایج تجزیه عنصری ذرات فلوگوپیت پیش از استفاده و پس از کاربرد در بستر رشد با میزان پتاسیم جذب‌شده توسط گیاه همخوانی داشت. بیشترین درصد تخلیه پتاسیم از کانی در سطح بدون تنش خشکی مشاهده شد. علاوه بر این، نتایج تجزیه عنصری نشان داد که میزان پتاسیم کانی فلوگوپیت (K2O) نمونه‌ها نسبت به نمونه شاهد کاهش یافته و بیشترین کاهش در تیمار بدون تنش خشکی، مشاهده شد. در کل به نظر می‌رسد کاربرد فلوگوپیت با رهاسازی پتاسیم بین‌لایه‌ای خود، آثار منفی تنش خشکی را به دلیل نقش ویژه پتاسیم در تنظیم باز و بسته‌شدن روزنه‌های برگ، افزایش سرعت فتوسنتز و حفظ آب در بافت‌های گیاه کاهش می‌دهد.نتیجه‌گیری: نتایج این پژوهش نشان داد که استفاده از کانی فلوگوپیت به عنوان یک منبع طبیعی و کم‌هزینه در کشور، به منظور تأمین پتاسیم مورد نیاز گیاه، در بستر رشد گیاهان به ویژه در محیط‌های گلخانه‌ای برای کاهش آثار تنش خشکی مفید واقع شده است.}, keywords_fa = {بستر رشد,تنش خشکی,رهاسازی پتاسیم,ریزوسفر,فلوگوپیت}, url = {https://ejsms.gau.ac.ir/article_5317.html}, eprint = {https://ejsms.gau.ac.ir/article_5317_e0f7a8af73e96b23b162d7bae55906b0.pdf} } @article { author = {Ravan, samira and sepehr, ebrahim and hamzenejad, roghayeh}, title = {Effect of aluminum sulfate and iron sulfate on adsorption behavior and distribution of chemical forms of zinc in a calcareous soil}, journal = {Journal of Soil Management and Sustainable Production}, volume = {10}, number = {3}, pages = {167-182}, year = {2020}, publisher = {Gorgan University Of Agricultural Sciences}, issn = {2322-1267}, eissn = {2322-1275}, doi = {10.22069/ejsms.2021.16972.1907}, abstract = {Background and objectives: In recent years, the use of aluminum sulfate has been considered by farmers as an alternative compound to sulfuric acid due to the high risks and the need for special tools and equipment inorder to use, as well as elemental sulfur due to the slowly oxidation in unsuitable conditions of calcareous soil in vineyards and agriculture lands. For this purpose, the present study was conducted to investigate the effect of aluminum sulfate and iron sulfate on the adsorption and chemical forms of zinc in a calcareous soil. Materials and methods: The amounts of 22.21 and 27.8 g of aluminum sulfate and iron sulfate calculated for neutralizing of 2% of lime of soil, respectively, and were added to 500 g of soil. The samples were incubated for two weeks at 25 ± 1 ° C under field capacity (FC) condition. At the end of incubation, adsorption experiments carried out with different initial concentration of Zn (0, 30, 90, 120, 150, 200, 250 and 300 mg L-1 Zn) with 0.01 M Calcium chloride as a background solution, Zn-extractable by DTPA method and Zinc distribution by Tessier sequential extraction method were determined. Results: The results showed that adding of aluminum sulfate treatment and iron sulfate treatment to soil reduced and increased zinc adsorption, respectively. Nonlinear fitting of experimental data showed that the Freundlich model (with highest R2 and lowest SE) was better fitted to the experimental data compared to the Langmuir, Temkin, and Doublebin-Raduskvich models, and sorption capacity factors (qmax, B, KF, qD) and sorption energy factors (KT, KL, n) decreased with application of aluminum sulfate treatment but increased with application of iron sulfate treatment . The sorption energy parameter (E) of Dubinin-Radushkevich was less than 8 KJ mol-1, indicating that the Zn adsorption process was physical or Exchangeable. The sorption intensity (SI) index of zinc decreased with application of aluminum sulfate treatment and increased with application of iron sulfate treatment, respectively. Application of aluminum sulfate treatment reduced the exchangeable form of zinc and increased carbonate form, while the application of iron sulfate treatment significantly decreased the exchangeable form and increased oxide forms.Conclusion: It was concluded that application of aluminum sulfate treatment in soil lead to transformation of the zinc from insoluble forms into more soluble forms and increased zinc bioavailability, while the application of iron sulfate treatment decreased Zn bioavailability due to reduction of zinc absorption in the soil.}, keywords = {sequential extraction,DTPA-zinc,Adsorption equation,Iron,Aluminum}, title_fa = {تأثیر آلومینیم سولفات و آهن سولفات بر رفتار جذب روی و توزیع شکل‌های شیمیایی روی در خاک آهکی}, abstract_fa = {سابقه و هدف: در سال های اخیراستفاده از ترکیباتی مانند آلومینیم سولفات در باغات و زمین های کشاورزی به عنوان جایگزینی برای سولفوریک اسید در نتیجه خطرات زیاد و نیاز به ابزار و تجهیزات ویژه در هنگام استفاده از آن، و همچنین به عنوان جایگزینی برای گوگرد عنصری به دلیل سرعت کند اکسایش آن در شرایط نامساعد خاک آهکی، مورد توجه کشاورزان قرار گرفته است؛ بدین منظور پژوهش حاضر برای بررسی تأثیر تیمار آلومینیم سولفات و تیمار آهن سولفات بر رفتار جذب روی و توزیع شکل های شیمیایی روی در خاک آهکی انجام شد. مواد و روش‌ها: برای خنثی سازی آهک به ترتیب مقادیر 21/22 و 8/27 گرم از تیمار آلومینیم سولفات و تیمار آهن سولفات به 500 گرم خاک افزوده شد. با توجه به آزمایش سینتیک آزادسازی روی و به دست آوردن بالاترین مقدار از روی قابل دسترس (Zn-DTPA) در هفته ی دوم، نمونه ها به مدت دو هفته در رطوبت ظرفیت مزرعه ای (FC) و دمای 1±25 درجه سلسیوس در شرایط انکوباسیون قرارداده شدند و در پایان انکوباسیون، همدمای جذب در سری غلظتی 0، 30،90، 120، 150، 200، 250 و 300 میلی گرم بر لیتر روی با محلول زمینه کلسیم کلرید 01/0 مولار انجام گرفت؛ روی قابل دسترس به روش DTPA و شکل های شیمیایی مختلف روی به روش عصاره گیری دنباله ای تسییر تعیین شدند. یافته‌ها :افزودن آلومینیم سولفات سبب کاهش جذب روی و اعمال تیمار آهن سولفات به خاک باعث افزایش جذب روی در خاک شد. برازش غیرخطی داده‌های آزمایشی توسط نرم‌افزار Solver با معادلات جذب لانگمویر، فروندلیچ، تمکلین و دوبینین–رادوشکویچ نشان داد که معادله فروندلیچ با بالاترین ضریب تبیین (R2) و پائین ترین SE بهترین برازش را بر داده های آزمایشی داشت و میزان پارامترهای ظرفیت جذب (qmax, B, KF, qD) و شدت جذب (KT, KL, n) با افزودن تیمار آلومینیم سولفات کاهش و با اعمال تیمار آهن سولفات افزایش یافت. همچنین پارامتر E معادله دوبینین- رادوشکویچ در تیمارهای مورد مطالعه کمتر از 8 کیلوژول بر مول بدست آمد که بیانگر جذب فیزیکی و یا تبادلی روی در خاک مورد مطالعه بود. شاخص شدت جذب (SI)، نشانگر کاهش تمایل خاک به جذب روی در خاک تیمار شده با تیمار آلومینیم سولفات و افزایش تمایل خاک به جذب روی در خاک تیمار شده با آهن سولفات بود. با کاربرد تیمار آلومینیم سولفات به خاک مورد مطالعه شکل تبادلی کاهش و شکل کربناتی افزایش یافت؛ تیمار آهن سولفات نیز با کاهش معنادار شکل تبادلی روی، سبب افزایش شکل اکسیدی و کربناتی روی گردید.نتیجه‌گیری: در نهایت می توان نتیجه گرفت که تیمار آهن سولفات با تبدیل روی از شکل های ناپایدار (تبادلی) به شکل پایدار (اکسیدی)، موجب کاهش قابلیت دسترسی روی شد و آلومینیم سولفات به دلیل کاهش جذب روی در خاک سبب افزایش روی قابل دسترس گردید.}, keywords_fa = {عصاره‌گیری متوالی,روی قابل دسترس,معادلات جذب,آهن,آلومینیم}, url = {https://ejsms.gau.ac.ir/article_5318.html}, eprint = {https://ejsms.gau.ac.ir/article_5318_43d9df14ba02c26db1177765216017d6.pdf} }