دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان و انجمن علوم خاک ایران مجله مدیریت خاک و تولید پایدار 2322-1267 14 4 2025 02 19 Effect of hydrogel and Zinc on growth indices of Menth in a calcareous soil تاثیر هیدروژل و روی (Zn) بر برخی شاخص‌های رشدی نعناع در خاک آهکی 1 27 7042 10.22069/ejsms.2024.22437.2149 FA مریم قهریه دانش آموخته کارشناسی ارشد ،گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران. مهدی تقوی استادیار، گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران . مجتبی نوروزی مصیر دانشیار ، گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران. محمد محمودی سورستانی دانشیار، گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران. Journal Article 2024 05 13 Abstract: Background and Objectives: Micronutrient insufficiency in plants is becoming increasingly common, particularly in calcareous soils. Hence, application of new ways including slow release fertilizer is increasing to improve the nutritional status of nutrients. Therefore, the present study was carried out to investigate the effects of hydrogel and zinc on soil chemical properties, yield, concentration and uptake of zinc in Mentha in a calcareous soil under greenhouse condition. Materials and Methods: This research was conducted in a complete randomized design with three replications. The treatments were included hydrogel in levels of 0, 0.005 and 0.01 % of soil and zinc sulfate fertilizer in level of 40 and 20 Kgha-1. nDuring the experiment, chlorophylln a and b were measured. At the end of the experiment, soil chemical properties such as pH, dissolved organic carbon (DOC), available zinc, and yield and some physiological characteristics of Mentha were measured. Results: The results showed that the lowest pH, the maximum of DOC and soil available zinc was obtained in level of 0.01% of hydrogel treatment. The maximum yield of Mentha was obtained in level of 0.01% of hydrogel treatment. The utilization of hydrogel and zinc fertilizer had a considerable impact on the zinc concentration and uptake. Conclusions: The results of this study showed that the use of hydrogel in the amount of 0.01% by weight and 40 Kgha-1 of zinc sulfate can have a useful and effective role in improving zinc uptake in Mentha. Based on these experimental results, it could be concluded that the increase in the amount of zinc in the Mentha plant was due to the increase in the amount of zinc in the soil and as a result, better uptake and impact on yield. The utilization of hydrogel in combination with chemical fertilizers is an effective approach to mitigate environmental issues associated with the use of chemical fertilizers. Conclusions: The results of this study showed that the use of hydrogel in the amount of 0.01% by weight and 40 Kgha-1 of zinc sulfate can have a useful and effective role in improving zinc uptake in Mentha. Based on these experimental results, it could be concluded that the increase in the amount of zinc in the Mentha plant was due to the increase in the amount of zinc in the soil and as a result, better uptake and impact on yield. The utilization of hydrogel in combination with chemical fertilizers is an effective approach to mitigate environmental issues associated with the use of chemical fertilizers. چکیده سابقه و هدف: کمبود ریزمغذی‌ها در گیاهان به طور فزاینده ای به ویژه در خاک های آهکی شایع می‌باشد. بنابراین استفاده از محصولات نوین نظیر کود با انتشار آهسته برای بهبود وضعیت تغذیه ای در حال افزایش است. بنابراین ، مطالعه حاضر برای بررسی اثرات هیدروژل و روی (Zn) بر ویژگی‌های شیمیایی خاک ، عملکرد، غلظت و جذب روی در نعناع در خاک آهکی، تحت کشت گلخانه ای انجام شد. استفاده از پلیمرهای سوپرجاذب(هیدروژل) در کشاورزی یکی از جمله راهکارهای دستیابی به این مهم می‌باشد که نه تنها شرایط بهبود عملکرد محصول را فراهم می‌کند بلکه باعث افزایش قابل توجه کارآیی مصرف آب نیز می‌شود.این آزمایش با هدف تاثیر هیدروژل و کود شیمیایی سولفات روی بر برخی شاخص‌های رشدی نعناع انجام شده است. مواد و روش‌ها:. این پژوهش به صورت کشت گلدانی و آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک کامل تصادفی در سه تکرار در گلخانه دانشکده کشاورزی دانشگاه شهید چمران اهواز انجام گرفت. تیمارهای آزمایش شامل هیدروژل در سه سطح صفر(شاهد)، 005/0و 01/0 درصد وزنی و کود سولفات روی در دو سطح 20 و 40 کیلوگرم در هکتاربودند. در طول دوره آزمایش، میزان کلروفیلa و b در نعناع اندازه‌گیری شد. بخش هوایی گیاه قبل از گلدهی برداشت و مقدار روی در اندام هوایی گیاه، اندازه‌گیری شد. همچنین پ. هاش، کربن آلی محلول و روی قابل دسترس خاک اندازه‌گیری گردید. یافته‌ها: نتایج این تحقیق نشان داد که بیشترین تأثیر تیمارها بر pH و کربن آلی محلول مربوط به هیدروژل به مقدار 01/0 درصد وزنی و در مورد روی قابل دسترس خاک مربوط به ژلکود روی (هیدروژل به مقدار 01/0درصد وزنی و 40 کیلوگرم در هکتار سولفات روی) بود. عملکرد گیاه نعناع به‌طور معنی‌داری تحت تأثیر هیدروژل و روی (ژلکود روی) قرار گرفت. بیشترین عملکرد ریشه و اندام هوایی در تیمار هیدروژل به مقدار 01/0 درصد وزنی بدست آمد و هیدروزل به مقدار 01/0درصد وزنی و کود شیمیایی سولفات روی به مقدار 40 کیلوگرم در هکتار بیشترین تأثیر را بر افزایش درصد اسانس نعناع داشت. نتیجه‌گیری: نتایج این بررسی نشان داد که کاربرد هیدروژل به مقدار 01/0 درصد وزنی و 40کیلوگرم بر هکتار سولفات روی می‌توانند نقش مفید و مؤثری در بهبود جذب روی در گیاه دارویی نعناع داشته باشند به طور کلی نتایج این تحقیق نشان داد که ژلکود روی باعث بهبود عملکرد گیاه دارویی نعناع شد و می‌تواندجایگزین مناسبی برای کودهای شیمیایی جهت رسیدن به کشاورزی پایدار ‌باشد. نتیجه‌گیری: نتایج این بررسی نشان داد که کاربرد هیدروژل به مقدار 01/0 درصد وزنی و 40کیلوگرم بر هکتار سولفات روی می‌توانند نقش مفید و مؤثری در بهبود جذب روی در گیاه دارویی نعناع داشته باشند به طور کلی نتایج این تحقیق نشان داد که ژلکود روی باعث بهبود عملکرد گیاه دارویی نعناع شد و می‌تواندجایگزین مناسبی برای کودهای شیمیایی جهت رسیدن به کشاورزی پایدار ‌باشد.

https://ejsms.gau.ac.ir/article_7042_8737c1a2a4ca9f460b80801471c7e38a.pdf

دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان و انجمن علوم خاک ایران مجله مدیریت خاک و تولید پایدار 2322-1267 14 4 2025 02 19 The effect of natural forest cover, afforestation and pasture on soil organic and mineral characteristics اثر پوشش‌های جنگل طبیعی، جنگل‌کاری و مرتعی بر مشخصه‌های آلی و معدنی خاک 29 52 7162 10.22069/ejsms.2025.22139.2134 FA یحیی کوچ دانشیار ، گروه مرتعداری، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده منابع طبیعی نور، نور، ایران. مهین فولادی دوقزلو دانشجوی دکتری ،گروه علوم مرتع، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده منابع طبیعی نور، نور، ایران. 0000-0003-3965-9666 کتایون حق وردی استادیار، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، واحد کرج، دانشگاه آزاد اسلامی، کرج، ایران. Journal Article 2024 02 18 Background and objectives: The increasing demands of a growing population have led to significant pressures on forest habitats, resulting in degradation and land use change. Land cover changes can profoundly impact soil dynamics, including physical, chemical, and biological characteristics. However, limited studies have focused on soil quality across different land uses. This research aims to investigate the effects of various land uses on the organic and mineral layers of soil in the Abbassabad region of Mazandaran province. Materials and Methods: In this study, various soil characteristics were examined in different habitats, including natural mamrez-Anjili natural forest pure alder forestry, pure pellet forestry, mixed forestry, and pasture cover in the Abbas Abad region the of Mazandaran province. In order to investigate the effects of land covers on the different characteristics of the organic and mineral layers of the soil, after preliminary investigations and field visits, parts of the above-mentioned lands were selected which were continuous with each other and had minimal height differences. From the sea level, minimal change in percentage and direction of slope was observed in them. Then, three plots of one hectare (100 x 100) were selected in each of the habitats with distances of at least 600 meters. In each of the plots, 4 samples were taken from the organic layer (leaves or debris on the surface of the earth) and mineral soil (surface of 30 x 30 cm to a depth of 10 cm) and a total of 12 samples of the organic layer and 12 soil samples were taken to the laboratory for analysis. A part of the soil samples was passed through a 2 mm sieve after drying to perform physical and chemical tests, and the second part of the samples was used for biological tests until the time of the test at a temperature of 4 degrees centigrade. Grade was maintained. In general, standard soil methods were used to conduct physical, chemical and biological soil tests. Results: The results demonstrate that elevated levels of nitrogen, phosphorus, potassium, and calcium positively influence soil fertility characteristics, as well as the physical and chemical properties of microbial and enzyme activity, soil worm populations, and soil organism populations in natural forests and mixed forestry. Conversely, pasture habitats, pure pellet forestry, and pure alder forestry, characterized by the production of organic matter with higher carbon content and carbon-to-nitrogen ratio, result in reduced organic matter decomposition (indicated by thicker litter layers) and subsequently, diminished characteristics in the soil mineral layer. Additionally, natural forest cover shows higher levels of ammonium and nitrate compared to other land uses. Furthermore, the presence of plant residues, along with high nitrogen content and a low carbon-to-nitrogen ratio, enhances the soil's efficacy in nitrogen transformation. Conclusion: Based on the findings of this research, it can be concluded that natural forest cover plays a significant role in preserving soil quality. Therefore, the protection of natural forest cover should be prioritized. Moreover, in areas undergoing degradation, the implementation of tree covers with suitable combinations can be employed to restore natural ecosystems, enhance fertility, and facilitate the nutrient cycling of the soil. سابقه و هدف: افزایش جمعیت و نیازهای رو به رشد آن، منجر به تنش‌های زیادی در رویشگاه‌های جنگلی شده است و به عنوان یک عامل اصلی در تخریب رویشگاه‌های جنگلی و تغییر کاربری اراضی مطرح می‌شود. پوشش‌های مختلف اراضی اثرات قابل توجهی بر پویایی خواص خاک دارند. تغییر کاربری اراضی به واسطه تخریب پوشش‌های گیاهی اثرات منفی بر روی مشخصه‌های فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک دارد. گزارش‌های اندکی از بررسی کیفیت خاک در کاربری‌های مختلف اراضی مشاهده می‌شود. با این حال، پژوهش حاضر با هدف مطالعه اثر کاربری‌های مختلف اراضی بر ویژگی‌های لایه آلی و معدنی خاک در منطقه عباس آباد استان مازندران انجام شد. مواد و روش‌ها: در این پژوهش، مشخصه‌های مختلف خاک در هر یک از رویشگاه‌های جنگل طبیعی ممرز- انجیلی، جنگل‌کاری خالص توسکا، جنگل‌کاری خالص پلت، جنگل‌کاری آمیخته و پوشش مرتعی در منطقه عباس آباد استان مازندران مورد بررسی قرار گرفت. به منظور بررسی اثرات پوشش‌های اراضی بر مشخصه‌های مختلف لایه‌های آلی و معدنی خاک، پس از بررسی‌های اولیه و بازدید‌های میدانی، بخش‌هایی از اراضی فوق‌الذکر انتخاب شد که به صورت پیوسته با هم بوده و حداقل اختلاف ارتفاع از سطح دریا، حداقل تغییر درصد و جهت شیب در آن‌ها مشاهده شد. سپس در هر یک از رویشگاه‌ها سه قطعه یک هکتاری (100×100) با فواصل حداقل 600 متر انتخاب شد. در هر یک از قطعات، تعداد 4 نمونه از لایه آلی (لاشبرگ یا لاشه‌ریزه سطح زمین) و معدنی خاک (سطح 30 × 30 سانتی‌متر تا عمق 10 سانتی‌متری) برداشت و در مجموع از هر یک از رویشگاه‌های مورد مطالعه تعداد 12 نمونه لایه آلی و 12 نمونه خاک جهت تجزیه و تحلیل به آزمایشگاه منتقل شد. یک بخش از نمونه‌های خاک جهت انجام آزمایش‌های فیزیکی و شیمیایی، پس از خشک شدن از الک 2 میلی‌متری عبور داده ‌شده و بخش دوم نمونه‌ها برای انجام آزمایش‌های زیستی تا زمان آزمایش در دمای 4 درجه سانتی‌گراد نگهداری شد. به طور کلی برای انجام آزمایش‌های فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک از روش‌های استاندارد خاک استفاده گردید. یافته‌ها: نتایج حاکی از آن ‌است که مقادیر بالای نیتروژن، فسفر، پتاسیم و کلسیم باعث بهبود ویژگی‌های حاصل‌خیزی خاک، مشخصه‌های فیزیکی و شیمیایی فعالیت میکروبی و آنزیمی، جمعیت کرم‌های خاکی، جمعیت موجودات خاکزی تحت جنگل طبیعی و جنگل‌کاری آمیخته شده است. این در حالی است که رویشگاه‌های مرتعی، جنگل‌کاری خالص پلت و جنگل‌کاری خالص توسکا با تولید مواد آلی محتوای کربن و نسبت کربن به نیتروژن بالاتر، منجر به کاهش تجزیه موادآلی (ضخامت بیشتر لایه لاشبرگی) و در نتیجه کاهش مشخصه‌های مذکور در لایه معدنی خاک شدند. همچنین پوشش جنگل طبیعی دارای مقادیر بالاتری از آمونیوم و نیترات نسبت به سایر کاربری‌ها بود. علاوه بر این، خاک جنگل طبیعی به ‌دلیل وجود بقایای گیاهی و همچنین بیشتر بودن میزان نیتروژن و کمتر بودن نسبت کربن به نیتروژن خاک در تغییر شکل نیتروژن اثرگذارتر می‌باشد. نتیجه‌گیری: با توجه به یافته‌های پژوهش حاضر می‌توان نتیجه گرفت که پوشش جنگل طبیعی در حفظ خاک و کیفیت آن نقش برجسته‌ای دارد. در همین راستا، حفاظت از پوشش جنگل طبیعی باید مورد توجه قرار گیرد. ضمن اینکه در مناطق تخریب یافته می‌توان از پوشش‌های درختی با ترکیب آمیختگی برای احیای اکوسیستم‌های طبیعی، بهبود حاصل‌خیزی و چرخه عناصر غذایی خاک استفاده کرد.

https://ejsms.gau.ac.ir/article_7162_dbce43f5bd0dd59d174e7515d2698b40.pdf

دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان و انجمن علوم خاک ایران مجله مدیریت خاک و تولید پایدار 2322-1267 14 4 2025 02 19 Using of cost sensitive learning approach for prediction of Imbalanced soil classes کاربرد رویکرد یادگیری حساس به هزینه برای پیش‌بینی کلاس‌های نامتعادل خاک 53 73 7152 10.22069/ejsms.2025.22001.2128 FA مستانه رحیمی مشکله دانش آموخته دکتری، گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، ایران محمد امیر دلاور دانشیار، گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، ایران محمد جمشیدی استادیار موسسه تحقیقات خاک و آب، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران. Journal Article 2023 12 19 Background and objectives: Optimal soil management and sustainable agricultural development require access to accurate and reliable information about the condition and classification of soil, and accurate prediction of soil classes and their location is of great importance. The use of machine learning methods and especially the cost-sensitive learning approach can help to improve the accuracy and efficiency of soil class prediction by considering the imbalance in the distribution of soil classes and providing valuable information for optimal soil management and agriculture. With this aim, this study was conducted in a part of the southwest lands of Zanjan province. Materials and methods: A number of 148 soil profiles were excavated using a regular grid pattern with an average spacing of 500 meters (and in some locations, up to 700 meters based on expert recommendations), described and classified by laboratory analysis up to the family level. Covariates included geomorphological and geological map information, digital elevation model (DEM), and data from Landsat 8 satellite images that used principal component analysis (PCA) and expert knowledge approaches, some covariates including geomorphological maps, geological information, analytical hill shading, sunrise, valley depth, LS factor, channel network distance, topographic wetness index and multi-resolution ridge top flatness as the most effective covariates for predicting soil classes and model input is selected. Modeling of the soil-landscape relationship was performed using the algorithm, random forest (RF), and ensemble model (after data balancing) in “Rstudio” software. Results: The soils of the region at the subgroup level were categorized in five classes, with imbalanced distribution, including Typic Calcixerepts, Typic Haploxerepts, Gypsic Haploxerepts, Typic Xerorthents, and Lithic Xerorthents. The results of overall accuracy and Kappa coefficient for evaluating soil map in random forest model were 65% and 0.32 before data balancing and after balancing the data with a cost-sensitive learning approach 86% and 0.77, respectively. The accuracy values of the prediction of soil classes at the subgroup level showed that after balancing with a cost-sensitive learning approach, all soil classes, especially the two minority classes of Gypsic Haploxerepts and Lithic Xerorthents, with user accuracy values of 100% and 100% and producer accuracy of 91% and 85% respectively, were predicted with very high accuracy. The values of the sensitivity index for the two minority classes of Gypsic Haploxerepts (zero) and Lithic Xerorthents (zero) show that no correct prediction has been made for these two minority classes. The Specificity index values for Gypsic Haploxerepts and Lithic Xerorthents classes are equal to 1 and 0.97, respectively, these values show that the ability of the model to distinguish these two classes is very high compared to other classes. The results of balanced accuracy showed that the accuracy of the model in differentiating the minority classes of Gypsic Haploxerepts and Lithic Xerorthents with the values of 0.50 and 0.49 by the model is more difficult than other classes, but the model can predict the classes relatively well. Conclusion: The results of the study confirm that the method of improving imbalanced data with a cost-sensitive learning approach increases the accuracy of prediction in soil classes and produced maps. The focus of the model in the cost-sensitive learning method is on the data with the low number (minority) and this reduces the prediction error and increases the accuracy of the model. The results showed that the random forest algorithm using the cost-sensitive learning approach can have a significant improvement in distinguishing soil classes, especially minority classes. سابقه و هدف: مدیریت بهینه خاک و توسعه پایدار کشاورزی، نیاز به دسترسی اطلاعات دقیق و معتبر در مورد وضعیت و طبقه‌بندی خاک دارد و پیش‌بینی دقیق کلاس‌های خاک و تعیین مکانی آن‌ها از اهمیت بالایی برخوردار است. استفاده از روش‌های یادگیری ماشین و به‌خصوص رویکرد یادگیری حساس به هزینه می‌تواند با در نظر گرفتن نامتوازنی در توزیع کلاس‌های خاک، به بهبود دقت و کارایی پیش‌بینی کلاس‌های خاک کمک کرده و اطلاعات ارزشمندی برای مدیریت بهینه خاک و کشاورزی فراهم کند. با این هدف، این مطالعه در بخشی از اراضی جنوب غربی استان زنجان انجام شد. مواد و روش‌ها: تعداد 148 خاک‌رخ با روش الگوی شبکه‌بندی منظم و میانگین فاصله 500 متر حفر، تشریح و با تجزیه‌وتحلیل آزمایشگاهی تا سطح فامیل رده‌بندی شد. متغیرهای محیطی شامل اطلاعات نقشه‌های ژئومورفولوژی و زمین‌شناسی، مدل رقومی ارتفاع و داده‌های حاصل از تصاویر ماهواره‌ای لندست 8 بودند که بر اساس نظر کارشناسی و رویکرد تحلیل مؤلفه اصلی تعدادی از متغیرهای محیطی شامل اطلاعات نقشه‌های ژئومورفولوژی، اطلاعات زمین‌شناسی، سایه‌اندازی تپه‌ها، طلوع خورشید، عمق دره، شاخص طول در جهت شیب، فاصله تا شبکه آبراهه، شاخص رطوبتی توپوگرافی و شاخص همواری بالای پشته با درجه تفکیک بالا به‌عنوان مؤثرترین متغیرهای محیطی برای پیش‌بینی کلاس‌های خاک و ورودی مدل‌ها انتخاب شد. مدل‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌سازی رابطه خاک - زمین‌نما با استفاده از الگوریتم یادگیرنده جنگل تصادفی و رویکرد یادگیری حساس به هزینه در محیط نرم‌افزار "Rstudio" انجام شد. یافته‌ها: خاک‌های منطقه در پنج کلاس با توزیع نامتعادل تا سطح زیرگروه شامل تیپیک کلسی‌زرپتز، تیپیک هاپلوزرپتز، جیپسیک هاپلوزرپتز، تیپیک زراورتنتز و لیتیک زراورتنتز بودند. مقادیر صحت کلی و ضریب کاپا برای ارزیابی نقشه خاک در مدل جنگل تصادفی 65 درصد و 32/0 و در رویکرد یادگیری حساس به هزینه 86 درصد و 77/0 به دست آمد. مقادیر صحت‌سنجی پیش‌بینی کلاس‌های خاک در سطح زیرگروه نشان داد پس از متعادل‌سازی با رویکرد یادگیری حساس به هزینه تمامی کلاس‌های خاک به‌ویژه دو کلاس اقلیت جیپسیک هاپلوزرپتز و لیتیک زراورتنتز به ترتیب‌ با مقادیر صحت کاربر 100 درصد و صحت تولیدکننده 91 و 85 درصد، با صحت بسیار بالایی پیش‌بینی شدند. مقادیر شاخص حساسیت برای دو کلاس اقلیت جیپسیک هاپلوزرپتز (صفر) و لیتیک زراورتنتز (صفر) نشان می‌دهد که هیچ پیش‌بینی صحیحی برای این دو کلاس اقلیت انجام نگرفته است. مقادیر شاخص ویژگی برای کلاس-های جیپسیک هاپلوزرپتز و لیتیک زراورتنتز به ترتیب‌ برابر 1 و 97/0 بود. این مقادیر نشان می‌دهند که توانایی مدل جنگل تصادفی در تشخیص این دو کلاس نسبت به سایر کلاس‌ها بسیار بالاتر است. نتایج صحت متعادل نشان داد که بااینکه تشخیص مدل در تمایز کلاس‌های اقلیت جیپسیک هاپلوزرپتز و لیتیک زراورتنتز با مقادیر 50/0 و 49/0 نسبت به سایر کلاس‌ها مشکل‌تر است اما بااین‌وجود مدل می‌تواند به‌صورت نسبتاً خوب کلاس‌ها را پیش‌بینی کند. نتیجه‌گیری: نتایج مطالعه مؤید آن است که روش بهبود داده‌های نامتعادل با رویکرد یادگیری حساس به هزینه سبب افزایش دقت پیش‌بینی در کلاس‌های خاک و نقشه تولیدشده می‌شود. تمرکز مدل در روش یادگیری حساس به هزینه‌بر روی داده‌های با فراوانی کم (اقلیت) است و این موضوع، موجب کاهش خطای پیش‌بینی و افزایش دقت مدل می‌گردد. نتایج نشان داد که الگوریتم جنگل تصادفی با استفاده از رویکرد یادگیری حساس به هزینه می‌تواند بهبود معناداری در تمایز دادن کلاس‌های خاک به‌ویژه کلاس‌های اقلیت داشته باشد.

https://ejsms.gau.ac.ir/article_7152_dc4aabca5bf724e597e2f91722ed1630.pdf

دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان و انجمن علوم خاک ایران مجله مدیریت خاک و تولید پایدار 2322-1267 14 4 2025 02 19 Using urease-producing bacteria Enterobacter cloacae and Corynebacterium glutamicum for stabilizing sandy soil and reducing wind erosion استفاده از باکتری‌های Enterobacter cloacae و Corynebacterium glutamicum مولد اوره‌آز برای تثبیت خاک شنی و کاهش فرسایش بادی 75 95 7163 10.22069/ejsms.2025.22548.2157 FA مریم دهقان پور دانشجوی دکتری ،گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران. نعیمه عنایتی ضمیر استاد، گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران. احمد لندی استاد، گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران. حیدر غفاری استادیار ، گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران Journal Article 2024 06 17 Background and Objectives: Soil is a reservoir of millions of microorganisms, most of which have beneficial effects on agriculture, soil health, and soil protection against erosive forces. Some soil bacteria have the ability to produce the enzyme urease, which, by altering the concentration of hydrogen ions and producing bicarbonate ions in the presence of calcium, leads to the precipitation of calcium carbonate. It is possible to increase soil resistance against wind forces using biotechnological methods. In this study, the ability of two bacteria, Enterobacter cloacae and Corynebacterium glutamicum, to produce urease and their efficiency in increasing soil resistance and reducing wind erosion was investigated. Materials and Methods: Sandy soil was collected from a critical wind erosion area in southeast Ahvaz and placed in trays with dimensions of 50×30×3 cm. Fresh cultures of each of bacteria, E. cloacae and C. glutamicum, were separately centrifuged, and the microbial cells were formed into pellets. The supernatant was discarded, and the microbial cells were re-suspended in physiological serum. The bacterial suspension was sprayed onto the trays containing the treated soil to achieve a bacterial population of 5 ×106 CFU/g. The different molar ratios of the chemical solution (urea: calcium chloride, including 1:1, 1:2, and 1:2) were sprayed to the soil surface. The experiment was conducted in a factorial design within a completely randomized design. The factors included different levels of urea: calcium chloride (no urea and calcium chloride, 1:1 ratio, 1:2 ratio, and 1:3 ratio of urea and calcium chloride) and bacterial inoculation (no bacteria, a mixture of the two bacteria, E. cloacae, and C. glutamicum). The samples were maintained under environmental conditions with moisture content 70-75% of field capacity for 60 days. Before measurements, the soil samples were dried at room temperature; then, some soil properties, including soil loss in a wind tunnel, erodible fraction, mean weight diameter of soil aggregates, penetration resistance, and shear strength of the soil, were measured. Results: The two bacteria used had the ability to produce urease. The results showed that the interaction effect of bacteria and the ratio of urea:calcium chloride on the measured characteristics was significant. The lowest soil loss in the wind tunnel was related to the treatment with a mixture of the two bacteria, followed by E. cloacae with the application of a urea to calcium chloride ratio of 1:2. The highest amount was measured in the treatment without bacterial inoculation and without adding urea and calcium chloride. The mean weight diameter of soil aggregates in the treatment without bacteria, with C. glutamicum, E. cloacae, and a mixture of the two bacteria at a 2:1 urea to calcium chloride ratio was 1.04, 3.79, 3.34, and 3.90 mm, respectively. The lowest amount of the erosion-sensitive fraction in the treatment without bacteria, with C. glutamicum, E. cloacae, and a mixture of the two bacteria at a 2:1 urea to calcium chloride ratio was measured at 98.7%, 82.68%, 86.92%, and 81.47%, respectively. Conclusion: The results showed that using a mixture of the two bacteria or using E. cloacae and a 1:2 ratio of urea: calcium chloride cement solution helped increase soil resistance against wind erosion forces. The increase in soil penetration resistance and shear strength with the treatments is likely due to the lower amount of the erosion-sensitive fraction and the larger MWD in the soil. سابقه و هدف: خاک مخزن میلیون‌ها میکروارگانیسم است که بیشتر میکروب‌های موجود در آن اثرات مفیدی بر کشاورزی، سلامت خاک و حفاظت خاک در برابر نیروهای‌ فرساینده دارند. برخی از باکتری‌های خاک دارای توانایی تولید آنزیم اوره‌آز هستند که با تغییر در غلظت یون هیدروژن و تولید یون‌های بی‌کربنات در حضور کلسیم منجر به رسوب کربنات کلسیم می‌شوند. به کمک فناوری زیستی می‌توان مقاومت خاک را در برابر نیروی باد افزایش داد. در پژوهش حاضر توانایی تولید آنزیم اوره‌آز توسط دو باکتری Enterobacter cloacae و Corynebacterium glutamicum و کارایی آنها در افزایش استحکام خاک و کاهش فرسایش بادی بررسی شده است. مواد و روش‎ها: خاک شنی از منطقه بحرانی فرسایش بادی در جنوب شرق اهواز تهیه شد و درون سینی هایی با ابعاد 50×30×3 سانتیمتر ریخته شدند. کشت تازه هر یک از دو باکتری E. cloacae و C. glutamicum به طور جداگانه سانتریفیوژ شده و سلول‌های میکروبی به صورت قرص درآمدند، سپس محلول رویی دور ریخته شد و سلول‌های میکروبی دوباره در سرم فیزیولوژی به‌صورت سوسپانسیون درآمدند. سوسپانسیون باکتری به مقداری که جععیت باکتری در خاک (CFU/g 106×5/1) گردد، به سینی‌های دارای تیمار باکتری اسپری شدند. سپس نسبت‌های مولی متفاوت محلول شیمیایی (اوره : کلرید کلسیم شامل 1:1 و 2:1 و 3:1) به سطح خاک اضافه ‌شد. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی انجام شد. فاکتورها شامل سطوح مختلف اوره : کلرید کلسیم (بدون اوره و کلرید کلسیم، نسبت 1:1 ؛ نسبت 2:1 ؛ و نسبت 3:1 اوره و کلرید کلسیم ) و مایه‌زنی باکتری (بدون باکتری، مخلوط دو باکتری، E. cloacae و C. glutamicum) بودند. نمونه‌ها در شرایط محیطی با حفظ رطوبت در حد 75-70 درصد ظرفیت مزرعه به مدت 60 روز نگهداری شدند. نمونه-های خاک پیش از اندازه‌گیری‌ها در دمای محیط خشک شدند؛ سپس برخی ویژگی‌های خاک شامل هدرروی خاک در تونل باد، جزء حساس به فرسایش، میانگین وزنی‌قطر خاکدانه‌ها، مقاومت فروروی و برشی خاک اندازه‌گیری شدند. یافته‏ها: دو باکتری مورد استفاده دارای توانایی تولید آنزیم اوره‌آز بودند. نتایج نشان داد که اثر متقابل باکتری و نسبت اوره : کلرید کلسیم بر ویژگی‌های اندازه‌گیری شده معنی‌دار است. کمترین میزان هدررفت خاک در تونل باد، مربوط به تیمار دارای مخلوط دو باکتری و پس از آن E. cloacae با کاربرد نسبت اوره به کلرید کلسیم 1 به 2 بود و بیشترین مقدار در تیمار بدون تلقیح باکتری و بدون افزودن اوره و کلرید کلسیم اندازه‌گیری شد. میانگین‌وزنی‌قطر خاکدانه در تیمار بدون باکتری، دارای C. glutamicum، E. cloacae و مخلوط دو باکتری در نسبت 2:1 اوره به کلرید کلسیم به ترتیب 04/1 ،79/3، 34/3 و 90/3 میلی‌متر بود. کمترین مقدار جزء حساس به فرسایش در تیمار بدون باکتری، دارای C. glutamicum ، E. cloacae و مخلوط دو باکتری در نسبت 2:1 اوره و کلرید کلسیم به ترتیب 7/98 ،68/82، 92/86 و 47/81 درصد اندازه‌گیری شد. نتیجه‏گیری: نتایج نشان داد که استفاده از مخلوط دو باکتری یا استفاده از E. cloacae و نسبت 2:1 محلول سیمانی اوره : کلرید کلسیم به افزایش مقاومت خاک در برابر نیروی فرساینده باد کمک کرد. افزایش مقاومت فروروی و برشی خاک با اعمال تیمارها احتمالا به دلیل کمتر بودن مقدار جزء حساس به فرسایش و بیشتر بودن میانگین هندسی قطر ذرات در خاک است.

https://ejsms.gau.ac.ir/article_7163_0921521f50c863b486b4339c65972737.pdf

دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان و انجمن علوم خاک ایران مجله مدیریت خاک و تولید پایدار 2322-1267 14 4 2025 02 19 Investigation of soil pollution Shazand plain with heavy metal and preparing a soil pollution map using indicator kriging بررسی آلودگی خاک‌های دشت شازند به عناصر سنگین و تهیه نقشه آلودگی خاک‌ها به روش کریجینگ شاخص 97 114 7160 10.22069/ejsms.2025.22052.2130 FA شقایق حسینی کارشناسی ارشد، گروه علوم و محیط زیست دانشگاه آزاد اسلامی واحد همدان مهرداد چراغی استاد، گروه محیط زیست دانشگاه ازاد همدان Journal Article 2024 01 28 Background and Objective: Today, heavy metal pollution has spread widely on the planet and has caused environmental disturbances and serious risks to human health. In general, the main cause of this issue is the rapid pace of urbanization, land use changes and industrialization, especially in developing countries with a very high population. The aim of the study was conducted to evaluate the Indicator kriging and the source of heavy metals contamination in the surface soil of the Shazand plain in the Markazi province. Materials and Methods: The studied area is a part of the lands around the industrial complex in Shazand plain. 230 Surface soil samples were collected from zero to 15 cm soil depth in 1398 based on a stratified random pattern. The total (quasi-total) concentration of arsenic, zinc, lead, cadmium, copper and nickel metals was measured. An Indicator kriging, which determines the probability of variable values that are above a known threshold, was used to prepare heavy metal risk maps. The level of soil pollution in the region was measured using (Igeo) and (EF). In order to determine the possible origin of heavy metals, principal component analysis (PCA) was used in SPSS version 22 software. Results: The The Mean concentrations of arsenic, zinc, lead, cadmium, copper and nickel was 151.78, 104.04, 37.88, 1.17, 13.48 and 92.98 mg/kg, respectively. By comparing the average concentration of all metals It is observed that the concentration of lead, cadmium, arsenic, nickel and zinc is 1.4, 2.6, 18, 3.5 and 1.7 times higher than the mean of world soils, which shows that the studied area It has a high level of pollution of these metals. About 90% and 100% of the soil samples for cadmium and arsenic, respectively, had higher concentrations than mean of world soils global soils. Based on principal component analysis, three components accounted for 81% of the total variance. The results of principal component analysis showed that the first component (lead, zinc) can be defined as an anthropogenic component due to the high amount of rotated factor load of these metals. The origin of these metals may be from the waste, tailings and acid drainage of the lead and zinc mine in the building. The second component (nickel and copper) can be described as a geological component. These metals probably originate from geological sources. The third component included arsenic. Arsenic in soil may be caused by human activities, including the release of industrial gases (refinery, petrochemical, and power plant), mining, and resuspension of atmospheric dust. Considering the wide area of agricultural land in the studied area, the origin of cadmium in the area may also be due to the consumption of phosphorus fertilizers. The Indicator kriging showed that the high risk of heavy metal contamination is as follows: arsenic > cadmium > nickel > lead > zinc > copper. The calculated enrichment factor values ranged from no enrichment to significant enrichment. The average of geo-accumulation index for lead, cadmium, copper, nickel, zinc and arsenic was 0.37, 1.59, -2.53, -0.48, -0.63 and 2.9, respectively. Conclusion: The results of principal component analysis showed that the origin of lead, zinc, arsenic and cadmium may be due to human activities, Risk maps also showed that the studied area has a high risk of heavy metal contamination. The results of the enrichment factor showed that copper, nickel, and zinc have no enrichment to low enrichment, lead has moderate enrichment, and cadmium and arsenic have significant enrichment. The evaluation of the geo-accumulation index showed that copper, nickel and zinc have (non-contaminated surface), lead (non-contaminated to moderate pollution), cadmium (moderate pollution) and arsenic (moderate to severe pollution). سابقه و هدف: امروزه آلودگی فلزات سنگین به طور گسترده‌ای بر روی کره زمین گسترش یافته است و باعث ایجاد آشفتگی محیط زیست و خطرات جدی برای سلامتی انسان شده است. به طور کلی علت اصلی این مسئله سرعت سریع شهرنشینی، تغییرات کاربری اراضی و صنعتی سازی خصوصاً در کشورهای در حال توسعه با جمعیت بسیار بالا است. هدف این مطالعه ارزیابی کریجینگ شاخص و منشأ آلودگی فلزات سنگین در خاک سطحی اراضی کشاورزی دشت شازند واقع در استان مرکزی بود. مواد و روش‌ها: منطقه مورد مطالعه بخشی از اراضی اطراف مجموعه صنایع در دشت شازند می‌باشد. نمونه خاک‌های سطحی (230 نمونه) از عمق صفر تا 15 سانتی‌متری خاک در سال 1398 بر اساس الگوی تصادفی طبقه‌بندی شده جمع‌آوری شد. غلظت کل (شبه‌کل) فلزات آرسنیک، روی، سرب،کادمیم، مس و نیکل اندازه‌گیری شد.. از تخمینگر کریجینگ شاخص که احتمال مقادیر متغیر که بالاتر از یک آستانه معلوم هستند را تعیین می‌‌کند، برای تهیه نقشه‌های خطر فلزات سنگین استفاده شد. سطح آلودگی خاک‌های منطقه با استفاده از شاخص زمین انباشتگی و فاکتور غنی‌شدگی اندازه‌گیری گردید. به منظور تعیین منشأ احتمالی فلزات سنگین، تجزیه مؤلفه اصلی (PCA) در نرم افزار SPSS نسخه 22 مورد استفاده قرار گرفت. یافته‌ها: میانگین غلظت آرسنیک، روی، سرب،کادمیم، مس و نیکل به ترتیب 78/151، 04/104، 88/37، 17/1، 48/13 و 98/92 میلی‌گرم بر کیلوگرم بود.. با مقایسه میانگین غلظت کل فلزات با میانگین خاک‌های جهانی مشاهده می‌شود که غلظت سرب ، کادمیم، آرسنیک، نیکل و روی به ترتیب 4/1، 6/2، 18، 5/3 و 7/1 برابر بیشتر است، که نشان می‌دهد منطقه مورد مطالعه دارای سطح بالای آلودگی این فلزات است. حدود 90 % و 100 % نمونههای خاک به ترتیب برای کادمیم و آرسنیک غلظتی بیشتر از میانگین خاک‌های جهانی داشتند. بر اساس تجزیه مؤلفه اصلی سه مؤلفه، 81 درصد از کل واریانس را به خود اختصاص دادند. نتایج تجزیه مؤلفه اصلی نشان داد که مؤلفه اول (سرب روی) به علت مقدار بالای بار عاملی چرخش یافته این فلزات میتواند به عنوان مؤلفه آنتروپوژنیکی تعریف شود. میانگین غلظت این فلزات بیشتر از مقادیر زمینه است منشأ این فلزات ممکن است از ضایعات، باطلهها و زهکشی اسید معدن سرب و روی عمارت باشد. مؤلفه دوم (نیکل و مس) میتواند به عنوان مؤلفه زمینشناسی بیان شود. این فلزات احتمالاً از منابع زمینشناسی منشأ میگیرند. مؤلفه سوم شامل آرسنیک است. آرسنیک در خاک ممکن است ناشی از فعالیتهای انسانی شامل خروج گازهای صنعتی (پالایشگاه، پتروشیمی و نیروگاه)، معدن‌کاری، و تعلیق مجدد غبارات اتمسفری باشد. با توجه به سطح گسترده زمینهای کشاورزی در منطقه مورد مطالعه، منشأ کادمیم در منطقه نیز ممکن است ناشی از مصرف کودهای فسفر باشد. کریجینگ شاخص نشان داد که خطر زیاد آلودگی فلزات سنگین به صورت زیر است: آرسنیک> کادمیوم> نیکل> سرب> روی> مس. مقادیر فاکتور غنی‌شدگی محاسبه شده برای نمونه‌های خاک از بدون غنی‌شدگی تا غنی‌شدگی قابل توجه متغیر بود. میانگین شاخص زمین انباشتگی برای سرب، کادمیم، مس، نیکل، روی و آرسنیک به ترتیب 37/0، 59/1، 53/2-، 48/0-، 63/0- و 9/2 به دست آمد. تیجه‌گیری: نتایج تجزیه مؤلفه اصلی نشان داد که منشأ سرب، روی، آرسنیک و کادمیم ممکن است ناشی از فعالیت‌های انسانی باشد، درحالی‌که منشأ مس و نیکل عمدتاً در ارتباط با منابع زمین‌شناسی است. نقشه‌های خطر نیز نشان داد که منطقه مورد مطالعه دارای خطر زیاد آلودگی فلزات سنگین است. نتایج فاکتور غنی‌شدگی نشان داد که مس، نیکل و روی دارای بدون غنی‌شدگی تا غنی‌شدن کم، سرب دارای غنی‌شدگی متوسط و کادمیم و آرسنیک غنی‌شدگی قابل توجهی دارند. ارزیابی شاخص زمین انباشتگی نشان داد که مس، نیکل و روی دارای (سطح غیرآلوده)، سرب (غیرآلوده تا آلودگی متوسط) ، کادمیم (آلودگی متوسط) و آرسنیک ( آلودگی متوسط تا شدید) بودند.

https://ejsms.gau.ac.ir/article_7160_d1efc0e77ad61aff86aa8c7cf9e8834d.pdf

دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان و انجمن علوم خاک ایران مجله مدیریت خاک و تولید پایدار 2322-1267 14 4 2025 02 19 The Effect of burning pastures is the spread of nematodes around the roots of a astragalus and fescue plants. پیامد سوختگی چراگاه‌ها برفراوانی نماتدهای پیرامون ریشه گیاه گون و فستوکا 115 129 7161 10.22069/ejsms.2025.22106.2133 FA معصومه قنبری استادیار، گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران. محمد جعفری دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران. Journal Article 2024 01 18 Abstract: Introduction: Nematodes are microorganisms that play a significant role in soil function, cycle of elements and agriculture. Nematodes are also good indicators of environmental conditions. Therefore, it is necessary to study in the field of nematodes. Fire is known as a cause of soil disturbances on a global scale, which has more consequences on the soil than other natural disturbances. Changing the physical, chemical and biological characteristics of soil is one of the most obvious consequences of fire in natural ecosystems, especially pastures. The purpose of this research was to investigate the effect of vegetation and burning on the abundance of nematodes. Materials and methods: In order to investigate the effect of vegetation cover and burning on the abundance of soil nematodes, a pasture was selected in Haidara region of Hamedan, where part of the vegetation cover was burned. It was prepared from the shade of the goon plant, the fescue plant, and the soil without vegetation, two days after a spring rain in May 1401, and after determining the latitude and longitude, the samples were placed in plastic and a container (to preserve moisture) to They were taken to the laboratory. Soil characteristics such as texture, weight moisture, organic matter and abundance of nematodes were determined by standard methods. A factorial experiment was conducted in the form of a completely randomized design with three replications, where the first factor of the burning factor was done on two levels (burned and unburned) and the second factor of vegetation cover was done on three levels (green plant, fescue plant and bare soil) with three replications. Findings: The analysis of variance table showed that the effect of vegetation treatment and burning treatment and their interaction on the abundance of nematodes and soil organic matter percentage was very significant. Vegetation treatment and burning treatment had no significant effect on soil moisture percentage. But the interaction of vegetation cover and burning on soil moisture percentage was significant. The average abundance test of nematodes showed that the highest abundance of nematodes was observed in the unburnt samples in the shaded area and the lowest in the soil without vegetation cover. The average percentage of organic matter test showed that the effect of vegetation in unburned samples on the percentage of soil organic matter was statistically significant and the lowest percentage of organic matter was observed in the soil without cover. There was no statistically significant difference in the average percentage of moisture in the samples of unburned and burned soils, and the average percentage of soil moisture in different vegetation treatments was also without significant difference. Discussion and conclusion: The results showed that burning the pastures reduces the abundance of nematodes and also reduces soil organic matter. The effect of vegetation cover on nematodes was significant and the population of nematodes in different vegetation and soil without vegetation had significant statistical difference. The percentage of organic matter was also affected by the vegetation cover and its amount showed a significant statistical difference in different vegetation cover and also in the soil without cover. The percentage of moisture in unburned and burned soil and different vegetation covers did not differ significantly. Among the parameters studied in the experiment, only a positive and significant correlation was observed between soil organic matter and the abundance of nematodes. چکیده: سابقه و هدف : نماتدها ریزجاندارانی هستند که نقش بسزایی در کارکرد خاک، چرخه‌ی عناصر و کشاورزی دارند. نماتدها همچنین نشانگرهای خوبی برای بررسی شرایط محیطی هستند. بنابراین مطالعه در زمینه‌ی نماتدها ضروری است آتش‌سوزی به عنوان یک عامل آشفتگی خاک در مقیاس جهانی شناخته شده که در برابر دیگر آشفتگی‌های طبیعی پیامدهای بیشتری بر خاک دارد. تغییر ویژگی‌های فیزیکی، شیمیایی وبیولوژیک خاک، از مشهودترین پیامدهای آتش‌سوزی در اکوسیستم‌های طبیعی به‌ویژه مراتع است. هدف از انجام این پژوهش بررسی اثر پوشش گیاهی و همچنین سوختن بر فراوانی نماتدها بود. مواد و روش‌ها:جهت بررسی اثر پوشش گیاهی و سوختن بر فراوانی نماتدهای خاک، یک چراگاه در منطقه‌ی حیدره همدان انتخاب گردید که در بخشی از آن پوشش گیاهی سوزانده شده بود نمونه‌های خاک از دو بخش سوخته شده و نسوخته و از سایه-انداز گیاه گون ، گیاه فستوکا و خاک بدون پوشش گیاهی، دو روز پس از یک بارندگی بهاره در اردیبهشت‌ماه 1401 تهیه و پس از تعیین طول و عرض جغرافیایی، نمونه‌ها درون پلاستیک و دبه (جهت حفظ رطوبت) به آزمایشگاه منتقل شدند.خصوصیاتی ازخاک مانند بافت، رطوبت وزنی، ماده‌آلی و فراوانی نماتدها با روش‌های استاندارد تعیین گردید. آزمایشی فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار انجام شد که فاکتور اول عامل سوختن در دو سطح (سوخته و نسوخته) و فاکتور دوم پوشش گیاهی در سه سطح (گیاه گون، گیاه فستوکا وخاک بدون پوشش) با سه تکرار انجام شد. یافته ها: جدول تجزیه واریانس نشان داد که اثر تیمار پوشش گیاهی و تیمار سوختن و برهم کنش آنها بر فراوانی نماتدها و درصد ماده آلی خاک بسیار معنی‌دار بود.تیمار پوشش گیاهی و تیمار سوختن اثرشان بر درصد رطوبت خاک معنی‌دار نبود. اما برهم کنش پوشش‌گیاهی و سوختن بر درصد رطوبت خاک معنی دار بود. آزمون میانگین فراوانی نماتدها نشان داد که بیشترین فراوانی نماتدها در نمونه‌های نسوخته در سایه‌انداز گون و کمترین آن در خاک بدون پوشش گیاهی مشاهده شد آزمون میانگین درصد ماده‌آلی نشان داد که تاثیر پوشش گیاهی در نمونه‌های نسوخته بر درصد ماده‌آلی خاک از نظر آماری معنی-دار بود و کمترین درصد ماده آلی در خاک بدون پوشش مشاهده شد میانگین درصد رطوبت در نمونه خاک‌های نسوخته و سوخته اختلاف آماری معنی دار نداشت.و میانگین درصد رطوبت خاک در تیمارهای مختلف پوشش گیاهی نیز بدون اختلاف چشمگیربود. نتیجه‌گیری: نتایج نشان داد که سوختن مرتع باعث کاهش فراوانی نماتدها و همچنین کاهش ماده‌آلی خاک می‌گردد. اثرپوشش گیاهی برفراوانی نماتدها معنی‌دار بودو جمعیت نماتدها در پوشش گیاهی مختلف و خاک بدون پوشش گیاهی تفاوت چشمگیر آماری با هم داشتند. درصد ماده‌آلی هم تحت تاثیر پوشش گیاهی بود و مقدار آن در پوشش گیاهی مختلف و همچنین خاک بدون پوشش باهم تفاوت چشمگیر آماری نشان داد. درصد رطوبت در خاک نسوخته و سوخته و پوشش‌های گیاهی مختلف تفاوت چشمگیر نداشت. در بین پارامترهای مورد مطالعه آزمایش فقط بین موادآلی خاک و فراوانی نماتدها همبستگی مثبت و معنی‌دار مشاهده گردید.

https://ejsms.gau.ac.ir/article_7161_69f9f84f3df63cb72c8947b8f47aed39.pdf

دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان و انجمن علوم خاک ایران مجله مدیریت خاک و تولید پایدار 2322-1267 14 4 2025 02 19 Rill Erosion Morphometry in the Experimental Plots ریخت‌سنجی فرسایش شیاری در کرت‌های آزمایشی 131 144 7159 10.22069/ejsms.2025.20654.2076 FA سیدحمیدرضا صادقی استاد ،گروه مهندسی آبخیزداری، گروه مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تربیت مدرس، دانشگاه تربیت مدرس، ایران. عاطفه جعفرپور دانش‌آموخته دکتری علوم و مهندسی آبخیزداری، گروه مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تربیت مدرس، دانشگاه تربیت مدرس، مهدی همایی استاد ،گروه مهندسی معدن و محیط زیست، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران Journal Article 2022 10 08 Background and objectives: Rill erosion is one of the most critical water erosion processes due to flow concentration and is a source of runoff and sediment yield on the slope, leading to reduced soil fertility and threatened food security. Therefore, the rill development process is essential for managing soil and water resources. However, its process and morphometry have yet to be sufficiently considered. In this regard, the present study was planned to investigate rill morphometry in experimental plots under laboratory conditions. The entire study was conducted in the Rainfall Simulation and Soil Erosion Laboratory, Faculty of Natural Resources, Tarbiat Modares University, Noor, Iran. Materials and methods: For this purpose, a rainfall of 50 mm h-1 and a duration of 30 with an extra runoff of 2 L min-1 was used on the erosion-prone soil of the Marzanabad Region, West Mazandaran, Iran, in three experimental plots was simulated to measure runoff generation and soil loss. The rill morphological components, viz. rilling time, length, width, depth, and density, were then measured after simulating experiments. An ordinary tape meter and a ruler were used for measuring the morphometric components of the rills formed in the study plots. Results: The results showed that runoff generation rates in the three studied plots were 21.59, 18.63, and 14.33 L m-2. The soil loss in the experimental plots was also recorded as 9622, 2665, and 3117 g L-2. Also, the number of rills formed in the studied plots was 4, 3, and 4, respectively, with a total length of 7.41, 7.04, and 11.8 m, and rill density is 1.24, 1.17, and 1.35 m m-2 in the studied plots. It was further found that the mean width of the rills formed in the study plots was 6.8±3.5, 3.5±2.0, and 7.2±2.7 cm, respectively, and the mean depth of the rills was 6.7±1.0, 3.0±1.0 and 3.9±2.0 cm, respectively. Conclusion: The results of the present research, while emphasizing the necessity of studying different rill erosion processes, showed that the sediment transport energy in the experimental plots increased after concentrating flow, causing initial, active, and sedimentation stages. In other words, the rills formed with a dual role as a source for soil loss and a place of sedimentation. The present research results, while confirming the variability of study components of study rills in experimental plots, emphasized the necessity of taking preventive measures and curbing rill erosion in sensitive areas in the initial stages. سابقه و هدف: فرسایش شیاری یکی از مهم‌ترین فرآیندهای فرسایش آبی است که درنتیجه تمرکز جریان به وجود می‌آید و یکی از منابع تولید رواناب و رسوب روی دامنه‌هاست. تشکیل شیار و حمل مواد مغذی در دامنه‌ها، حاصلخیزی خاک را کم کرده و باعث تهدید امنیت غذایی خواهد شد. ازاین‌رو، آگاهی از فرآیند توسعه شیار برای مدیریت منابع خاک و آب ضروری است. حال‌آنکه فرآیند و ریخت‌سنجی آن به حد کفایت موردتوجه قرار نگرفته است. در همین راستا، پژوهش حاضر باهدف بررسی ریخت‌سنجی شیار در کرت‌های آزمایشی در شرایط آزمایشگاهی در آزمایشگاه شبیه‌ساز باران و فرسایش دانشگاه تربیت مدرس برنامه‌ریزی و انجام شد. مواد و روش‌ها: برای انجام پژوهش حاضر از بارش شبیه‌سازی‌شده 50 میلی‌متر بر ساعت بادوام نیم ساعت به همراه رواناب اضافی 2 لیتر در دقیقه بر خاک حساس به فرسایش منطقه مرزن‌آباد در سه کرت آزمایشی استفاده شد و رواناب تولیدی و هدررفت خاک اندازه‌گیری شد. همچنین پس از انجام آزمایش‌های شبیه‌سازی، مؤلفه‌های ریخت‌سنجی شیار شامل زمان شیاری شدن، طول، عرض، عمق و تراکم شیار اندازه‌گیری شد. ابزار اندازه‌گیری مؤلفه‌های ریخت‌سنجی شیارهای تشکیل‌شده در کرت‌های مطالعاتی شامل متر برای طول و خط‌کش برای اندازه‌گیری عرض و عمق بوده است. یافته‌ها: نتایج نشان داد میزان رواناب تولیدی در سه کرت موردمطالعه 59/21، 63/18 و 33/14 لیتر بر مترمربع و هدررفت خاک نیز در کرت‌های آزمایشی 9622، 2665 و 3117 گرم بر مترمربع بوده است. بالا بودن میزان رواناب تولیدی در کرت‌های مطالعاتی نشان‌دهنده وجود جریان متمرکز است که با شکل‌گیری شیار در سطح کرت آزمایشی، حمل‌کننده هدررفت بالایی از خاک بوده است. همچنین تعداد شیارهای تشکیل‌شده در کرت‌های موردمطالعه 4، 3 و 4 شیار با مجموع طول 41/7، 04/7 و 11/8 متر و تراکم شیار 24/1، 17/1 و 35/1 متر بر مترمربع در کرت‌های موردمطالعه مشاهده شد. همچنین میانگین عرض شیارهای تشکیل‌شده در کرت‌های مطالعاتی 5/3±8/6، 0/2±5/3 و 7/2±2/7 سانتی‌متر و میانگین عمق شیارهای تشکیل‌شده 0/1±7/6، 0/1±0/3 و 0/2±9/3 سانتی‌متر بوده است. نتیجه‌گیری: نتایج پژوهش حاضر نشان داد که انرژی حمل رسوب در کرت‌های آزمایشی پس از شروع جریان متمرکز ابتدا افزایش و سپس کاهش داشته است که باعث به وجود آمدن مراحل اولیه، فعال و رسوب‌گذاری در کرت‌های آزمایشی شده است. به عبارتی شیارهای تشکیل‌شده با نقش دوگانه هم منبع حمل هدررفت خاک و هم محل رسوب‌گذاری هستند. ازاین‌رو، نتایج پژوهش حاضر ضمن تأیید تغییرپذیری مؤلفه‌های مطالعاتی شیارهای مطالعاتی در کرت‌های آزمایشی، بر ضرورت انجام اقدامات پیشگیرانه و مهار فرسایش شیاری در دامنه‌های حساس به فرسایش در مراحل ابتدایی تأکید دارد.

https://ejsms.gau.ac.ir/article_7159_644b20846213a667739dc0b914f2b6c7.pdf