هدف از این پژوهش بررسی اثر کودگاوی بر خصوصیات هیدرولیکی خاک با روش معکوس می¬باشد. این طرح با سه تیمار افزایش کود گاوی ( صفر، 30 و 60 تن در هکتار) با سه تکرار و در قالب طرح کاملاً تصادفی اجرا شد. روش معکوس استفاده شده در این تحقیق، براساس الگوریتم بهینه¬سازی لونبرگ- مارکوارت برای تخمین ویژگی¬های هیدرولیکی خاک در شرایط غیرپایدار با زبان برنامه¬نویسی c++نوشته شده وهمراه با مدل پیشرو هایدروژئوسفر بعنوان کد عددی اجرا شد. توابع هیدورلیکی مورد استفاده در کد هایدروژئوسفر، معادلات ارائه شده توسط وان¬گنوختن (1980) و بروکز و کوری (1964) می¬باشد. به منظور بررسی اثر کود گاوی، 9 استوانه آهنی به ترتیب با قطر داخلی و ارتفاع 57 و 40 سانتی¬متر ساخته شد. استوانه¬ها با یک خاک لوم¬رسی¬شنی تا ارتفاع 30 سانتی¬متر پر شدند. دوازده ماه بعد از افزودن کود گاوی، در بالای مدل فیزیکی با استفاده از یک پمپ روتاری متصل به باران¬سازکه قطرات آب تولید می¬کرد، بارش مصنوعی ایجاد گردید. میزان زهکشی آزاد، از پایین مدل فیزیکی در یک ظرف آب جمع¬آوری و اندازه¬گیری شد. ابتدا مدل معکوس برای تخمین هدایت هیدرولیکی اشباع (ks)، تخلخل (φ) و پارامتر¬های منحنی مشخصه آب خاک وان¬گنوختن و بروکز و کوری (α، β و rθ) که پارامتر-های مجهول در محیط متخلخل غیراشباع می¬باشند، استفاده گردید (مرحله واسنجی). همبستگی، حساسیت و خطای استاندارد پارامتر¬ها، برای ارزیابی عدم اطمینان پارامتر¬های تخمینی بدست آمد. در مرحله اعتبارسنجی، به منظور سنجش توانایی مدل واسنجی شده، کد هایدروژئوسفر بدون استفاده از مدل معکوس، با بکارگیری مشخصات هیدرولیکی تخمین زده شده در مرحله واسنجی، برای شبیه¬سازی زهکشی آزاد اجرا شد. نتایج نشان داد با کاربرد 30 و 60 تن بر هکتار کودگاوی β و he (مکش ورود هوا در معادله بروکز و کوری) بطور معنی¬داری کاهش ( p<0/05) و تخلخل، هدایت هیدرولیکی اشباع، رطوبت باقیمانده و α افزایش یافت. محک¬های آماری نشان داد، معادله ریچاردز همراه با معادلات منحنی مشخصه آب خاک و هدایت هیدولیکی غیر اشباع وان¬گنوختن نسبت به بروکز و کوری زهکشی آزاد را بهتر شبیه¬سازی می¬کند.

چکیده: لجن فاضلاب در سال های اخیر در بسیاری از کشورها به عنوان یک کود آلی ارزان قیمت و غنی از عناصر غذایی از اهمیت قابل توجهی برخوردار گردیده است. بعلاوه، در خاک های مناطق خشک و نیمه خشک ایران به علت آهکی بودن و ph بالا، قابلیت جذب برخی عناصر غذایی مثل فسفر و آهن ضعیف است. بهترین راه حل این مسأله استفاده از اصلاح کننده های سهل الوصول و ارزان قیمت مثل لجن فاضلاب می باشد. هدف از این تحقیق بررسی تأثیر لجن بیولوژیک کارخانه پتروشیمی تبریز بر برخی شاخص های شیمیایی و بیولوژیک شامل تعداد کل میکروارگانیسم ها، کربن بیوماس، تنفس پایه، تنفس تحریک شده با بستره، کربن آلی، نیتروژن کل، نسبت کربن به نیتروژن، کربوهیدرات قابل عصاره گیری با آب داغ، کربنات کلسیم، ph و هدایت الکتریکی (ec) و نیز تغییرات آنها با گذشت زمان در یک خاک منتخب از مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه محقق اردبیلی بود. آزمایش گلخانه ای به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد. فاکتور اول مقادیر لجن شامل صفر (شاهد)، 11/11، 22/22، 33/33 و 44/44 گرم برکیلوگرم خاک هوا خشک (به ترتیب معادل صفر، 25، 50، 75 و 100 تن در هکتار) و فاکتور دوم زمان های انکوباسیون شامل 30، 90 و 180 روز بودند. انکوباسیون تیمارها در دمای 4 ± 22 درجه سانتی گراد و رطوبت 75 درصد ظرفیت مزرعه ای، به مدت 6 ماه انجام گرفت. نتایج نشان داد که کلیه مقادیر مصرفی لجن، کربن آلی (oc)، نیتروژن کل (tn)، کربوهیدرات قابل عصاره گیری با آب داغ، هدایت الکتریکی (ec)، تعداد کل میکروارگانیسم ها، کربن بیوماس میکروبی، تنفس پایه و تنفس تحریک شده با بستره را به ترتیب و به طور متوسط حدود 60، 138، 58، 105، 23، 87، 38 و 53 درصد نسبت به شاهد به طور معنی دار افزایش و متوسط کربنات کلسیم معادل (cce) ، ph و نسبت کربن به نیتروژن (c/n) را به ترتیب حدود 5/2، 4 و 25 درصد نسبت به شاهد به طور معنی دار کاهش داد. همچنین اثر زمان انکوباسیون بر کلیه پارامترها بجز تعداد کل میکروارگانیسم ها، در سطح احتمال یک درصد معنی دار گردید. با گذشت زمان از 30 تا 90 روز کربن آلی به علت آزاد شدن از ترکیبات آلی لجن فاضلاب افزایش و سپس در 180 روز در اثر تجزیه میکروبی بطور معنی دار کاهش یافت. کربنات کلسیم معادل خاک از 30 تا 180 روز به علت کاهش نسبی ph با گذشت زمان بطور معنی دار کاهش یافت.

در مناطق خشک و نیمه خشک ایران به علت پایین بودن مقدار ماده آلی، ساختمان خاک ضعیف است. یکی از راه حل های این مسأله استفاده از پلیمرهای محلول در آب با سرعت تجزیه پایین می باشد. پلی آکریل آمید در سال های اخیر در بسیاری از کشورها به عنوان یک اصلاح کننده مصنوعی خاک مورد استفاده قرار گرفته است. هدف از این تحقیق بررسی تأثیر پلی آکریل آمید آنیونی بر برخی پارامترهای فیزیکی و بیولوژیکی و نیز تغییرات آنها با گذشت زمان در یک خاک لوم رسی بود. آزمایش گلخانه-ای به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد. فاکتور اول مقادیر مصرفی پلی اکریل آمید شامل 0، 125/0 و 25/0 گرم بر کیلوگرم خاک هوا خشک و فاکتور دوم زمان های انکوباسیون شامل 30، 90 و 180 روز بودند. انکوباسیون تیمارها در دمای 4±22 درجه سانتی گراد و رطوبت معادل 70 تا 80 درصد ظرفیت مزرعه و به مدت 6 ماه انجام گرفت. نتایج نشان داد که هر دو مقدار مصرفی پلی آکریل آمید، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها ، هدایت هیدرولیکی اشباع، رطوبت اشباع، تخلخل کل، رطوبت های حد روانی و خمیری، شاخص خمیرایی، تنفس پایه، تنفس تحریک شده با بستره، نیتروژن و کربن بیوماس میکروبی، نیتروژن کل و کربن آلی را به ترتیب و بطور متوسط حدود 105، 12، 9، 8، 32، 25، 54، 8، 20، 104، 37، 117 و 49/1 درصد نسبت به شاهد و بطور معنی دار افزایش و متوسط مقدار رس قابل انتشار، جرم مخصوص ظاهری و نسبت کربن به نیتروژن را به ترتیب 37، 8 و 52 درصد نسبت به شاهد و بطور معنی دار کاهش دادند، ولی تأثیر معنی-داری بر جرم مخصوص حقیقی و تعداد کل میکروارگانیسم های خاک نداشتند. همچنین اثر زمان انکوباسیون بر کلیه پارامترها بجز جرم مخصوص حقیقی معنی دار گردید. اثر پلی آکریل آمید بر بهبود خصوصیات فوق الذکر در 180 روز نسبت به دو زمان قبلی به علت شسته شدن و تجزیه احتمالی آن در خاک کاهش یافت

استفاده از لجن فاضلاب به عنوان کود آلی ارزان قیمت در زمین های کشاورزی، مقرون به صرفه بوده و بر خواص شیمیایی، فیزیکی و بیولوژیکی خاک اثر می گذارد. با توجه به اینکه خاکهای مناطق خشک و نیمه خشک ایران، آهکی بوده و دارای ph بالا هستند، لذا قابلیت جذب برخی عناصر غذایی مثل فسفر و آهن در آنها پایین است. استفاده از اصلاح کننده های سهل الوصول مثل لجن فاضلاب می تواند یکی از راه حل های این مسأله باشد. هدف از این تحقیق بررسی تأثیر لجن فاضلاب بر خصوصیات شیمیایی یک خاک آهکی شامل نیتروژن کل، فسفر و پتاسیم قابل جذب، کربن آلی، ظرفیت تبادل کاتیونی، کربنات کلسیم معادل، فلزات سنگین قابل جذب، هدایت الکتریکی (ec)، ph و نیز عملکرد و ترکیب شیمیایی جو بهاره شامل وزن هزار دانه، وزن خشک اندام هوایی و ریشه، نیتروژن، فسفر، پتاسیم و فلزات سنگین گیاه در یک خاک منتخب از مزرعه تحقیقاتی بابلان دانشکده کشاورزی دانشگاه محقق اردبیلی بود. تیمارها شامل صفر (شاهد)، 11/11، 22/22، 33/33، 44/44 گرم لجن بر کیلوگرم خاک هواخشک (به ترتیب معادل صفر، 25، 50، 75 و 100 تن لجن در هکتار) بودند. قبل کشت گیاه، گلدان های خاک حدود 50 کیلوگرمی تحت انکوباسیون در شرایط دمایی 4±22 درجه سلسیوس و رطوبت 75 درصد ظرفیت مزرعه ای به مدت شش ماه قرار گرفتند. سپس بذر جو بهاره (hordeum vulgare) رقم صحرا به تعداد 50 عدد داخل گلدان ها کشت شد و پس از رسیدن به مرحله سه برگی تعداد گیاه به 25 عدد کاهش یافت. آبیاری گلدان ها برای حفظ رطوبت خاک در حد ظرفیت مزرعه ای به روش وزنی کنترل و به روش سطحی و به طور یکنواخت انجام شد. در انتهای فصل رشد عملکرد دانه و اندام هوایی و ریشه تعیین گردید. نمونه های گیاهی شامل دانه، اندام هوایی و ریشه از تیمارهای آزمایشی تهیه و غلظت عناصر غذایی پرمصرف و فلزات سنگین در آنها اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که کلیه مقادیر مصرفی لجن، کربن آلی (oc)، نیتروژن کل (tn)، فسفر و پتاسیم قابل جذب، ظرفیت تبادل کاتیونی، فلزات سنگین قابل جذب و هدایت الکتریکی به طور معنی دار در خاک قبل و بعد از کشت گیاه افزایش و کربنات کلسیم معادل و ph به طور معنی دار کاهش یافت. همچنین وزن خشک اندام هوایی و ریشه و وزن هزار دانه به ترتیب در تیمار 100 تن در هکتار 313، 1020 و 21 درصد نسبت به شاهد افزایش معنی دار یافت و میزان نیتروژن، فسفر و پتاسیم به ترتیب در اندام هوایی 7/21، 3/44 و 9/22 درصد و در ریشه فقط میزان پتاسیم 492 درصد در تیمار 100 تن در هکتار در مقایسه با شاهد افزایش معنی دار پیدا کرد و نیتروژن و فسفر ریشه غیر معنی دار گردید. همچنین میزان آهن، روی در اندام هوایی و ریشه افزایش ولی میزان منگنز کاهش یافت و میزان مس و کادمیم در آنها بسیار ناچیز و خارج از حد تشخیص دستگاه جذب اتمی بود. روند تجمع بیولوژیکی (bcf) و فاکتور انتقال (tf) فلزات سنگین، در گیاه جو به ترتیب عبارت بودند از: fe>> zn> mn ، mn> zn> fe. گیاه جو غلظت بیشتری از فلزات سنگین در ریشه نسبت به اندام هوایی انباشته کرد. به طور کلی نتایج نشان داد که لجن بیولوژیک کارخانه پتروشیمی تبریز دارای پتانسیل کودی قابل توجهی بوده و موجب افزایش عملکرد جو گردید و غلظت فلزات سنگین در اندامهای گیاه جو در کلیه تیمارها از 25 تا 100 تن در هکتار کمتر از حد آستانه مجاز بود.

بررسی فرایند انتقال املاح از نظر کنترل آلودگی محیط زیست از طریق جلوگیری از اتلاف عناصر غذایی از مسیرهای جریان ترجیحی در خاک حائز اهمیت است. هدف از این پژوهش، بررسی تاثیر لجن بیولوژیکی بر شکل منحنی رخنه (btc) و پارامترهای انتقال بروماید در خاک بر مبنای مدل های انتقال - انتشار (cde) و روان - ساکن (mim) شامل ضریب انتشارپذیری ( )، رطوبت ساکن ( )، ضریب تبادل مرتبه اول (?) و نیز هدایت هیدرولیکی اشباع (ks) و وقوع جریان ترجیحی بر مبنای زمان رخنه بروماید (tb) در خروجی بوده است. بدین منظور یک خاک لوم آهکی منتخب از مزرعه تحقیقاتی بابلان دانشگاه محقق اردبیلی و یک اصلاح کننده آلی خاک شامل لجن بیولوژیکی حاصل از فاضلاب کارخانه پتروشیمی تبریز به مقادیر صفر، 11/11، 22/22، 33/33 و 44/44 گرم بر کیلوگرم خاک هوا خشک (به ترتیب معادل صفر، 25، 50، 75 و 100 تن در هکتار) به کار گرفته شد. مقادیر لجن بعد از هوا خشک شدن با خاک مخلوط و در لوله های پولیکا به ارتفاع cm 25 و قطر cm 15 پر گردید. سپس به مدت شش ماه در دمای 4 22 درجه سانتی گراد و رطوبت 75 درصد ظرفیت مزرعه (fc) در داخل گلخانه نگه داری شد. هدایت هیدرولیکی اشباع (ks) با استفاده از روش بار ثابت، زمان رخنه و منحنی های رخنه (btc) بروماید در پایان ماه ششم در ستون های خاک اندازه گیری شدند. پارامترهای ضرایب انتشارپذیری (?) در مدل های cde و mim، رطوبت ساکن ( ) و ضریب تبادل مرتبه اول (?) در مدل mim از طریق برازش داده های btc (زمان، غلظت نسبی بروماید) به مدل های مذکور با بکارگیری نرم افزار hydrus-1d مورد تخمین قرار گرفتند. آزمایش به صورت طرح بلوک های کاملاً تصادفی در پنج تیمار مقادیر مصرفی لجن و سه تکرار اجرا شد. نتایج نشان داد کلیه مقادیر مصرفی لجن، هدایت هیدرولیکی اشباع را به طور معنی دار و به میزان 55 تا 67 درصد نسبت به شاهد کاهش و زمان رخنه بروماید را به طور معنی دار و به میزان 29/60 تا 19/83 درصد نسبت به شاهد افزایش دادند. برازش داده های منحنی رخنه (btc) به مدل-هایcde و mim دارای ضریب تبیین (r2) تقریبا یکسان بوده و به کارگیری لجن باعث افزایش معنی دار ضریب انتشار پذیری فقط در تیمار 50 تن در هکتار و در هر دو مدل نسبت به شاهد گردید. لجن بیولوژیکی نتوانست اثر معنی دار بر پارامترهای رطوبت ساکن ( ) و ضریب تبادل مرتبه اول (?) در مدل mim بگذارد. بر اساس نتایج تحقیق حاضر لجن بیولوژیکی از طریق افزایش زمان رخنه بروماید باعث کنترل جریان ترجیحی در خاک لوم آهکی گردید

اندازه گیری مستقیم خصوصیات هیدرولیکی و فیزیکی خاک وقت گیر، هزینه بر و گاهی اوقات به دلیل خطاهای آزمایشی و عدم یکنواختی خاک غیر واقعی است. در عوض، این خصوصیات می توانند به عنوان یک جایگزین از روی ویژگی های زودیافت خاک مانند توزیع اندازه ذرات، جرم مخصوص ظاهری و حقیقی، کربن آلی و کربنات کلسیم معادل با استفاده از توابع انتقالی (ptf) خاک تخمین زده شوند. هدف از تحقیق حاظر ارائه مدل های رگرسیونی و شبکه عصبی مصنوعی بر اساس ویژگی های زودیافت خاک شامل شن، سیلت، رس، جرم مخصوص ظاهری، کربن آلی و کربنات کلسیم معادل برای تخمین ویژگی های دیریافت خاک شامل رطوبت های اشباع، ظرفیت زراعی، پژمردگی دائم و آب قابل استفاده، هدایت هیدرولیکی اشباع، منافذ ماکرو، منافذ میکرو و میانگین وزنی قطر خاکدانه بود. به این منظور 100 نمونه خاک از دشت اردبیل برداشته شد سپس تجزیه های فیزیکی و شیمیایی روی نمونه ها ی خاک صورت گرفت. داده ها به دو سری داده های آموزشی (80 داده ) و داده های آزمونی (20 داده ) تقسیم شدند. برای ایجاد مدل های شبکه عصبی از نرم افزار 5 neurosolution و مدل های رگرسیونی از نرم افزار spss استفاده شد. مقادیرr2 و rmse در تخمین پارامترهای دیریافت خاک شامل میانگین وزنی قطر خاکدانه، رطوبت-های اشباع، ظرفیت زراعی، پژمردگی دائم، آب قابل استفاده، هدایت هیدرولیکی اشباع، منافذ ماکرو و میکرو برای بهترین مدل-های رگرسیونی به ترتیب برابر 81/0 و 054/0، 76/0 و 28/3، 82/0 و 29/2، 82/0 و 38/1، 57/0 و 97/1، 29/0 و 72/6، 39/0 و 96/4، 67/0 و 17/0 و برای بهترین مدل های شبکه عصبی به ترتیب برابر 88/0 و 042/0، 89/0 و 18/2، 87/0 و 9/1، 9/0 و 02/1، 73/0 و 56/1، 76/0 و 91/3، 7/0 و 48/3، 84/0 و 04/0 بود. مقادیر r2 و rmse برای نتایج مدل های رگرسیونی و شبکه عصبی مصنوعی نشان داد که هر دو روش می توانند پارامترهای دیریافت فوق الذکر را در خاک های دشت اردبیل با دقت مناسبی برآورد کنند. مدل های رگرسیونی در تخمین منافذ ماکرو، میکرو و آب قابل استفاده کارایی لازم را نداشتند همچنین شبکه های عصبی مصنوعی در تخمین پارامترهای دیریافت، دقیق تر از مدل های رگرسیونی بودند.

چکیده: خاک های مناطق خشک و نیمه خشک، فقیر از ماده آلی بوده و به همین علت پایداری خاکدانه ها در آنها ضعیف می باشد. این مسأله باعث تخریب ساختمان خاک و در نتیجه مختل شدن پدیده نفوذ آب در خاک می گردد. هدف از این پژوهش، بررسی تأثیر کود گاوی بر برخی خواص فیزیکی و هیدرولیکییک خاک منتخب از منطقه نیمه خشک شامل میانگین وزنی قطر (mwd) خاکدانه ها، جرم مخصوص ظاهری(db)، جرم مخصوص حقیقی (dp)، تخلخل کل (n)، هدایت هیدرولیکی اشباع (ks)، سرعت نفوذ، نفوذ تجمعی و نیز ضرایب معادلات نفوذ فیلیپ، کوستیاکوف و کوستیاکوف اصلاح شده بود. کود گاوی به مقادیر صفر، 30 و 60 تن در هکتار با لایه صفر تا 20 سانتی متری خاک لوم شنی در یک زمین بایر واقع در دانشگاه محقق اردبیلی مخلوط گردید سپس در شرایط طبیعی به مدت 9 ماه نگهداری شد. همه پارامترهای فوق-الذکر در زمان های صفر (قبل از خاک ورزی و کوددهی)، 6 و 9 ماه اندازه-گیری شدند. آزمایش به صورت فاکتوریل (فاکتور اول 3 سطح مصرفی کود و فاکتور دوم 3 زمان اندازه گیری) و در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با 4 تکرار اجرا شد. نتایج نشان داد که سطوح مصرفی پایین و بالای کود گاوی به طور معنی دار (01/0<p) و به ترتیب باعث افزایش کربن آلی به میزان 2/131 و 7/193 درصد، میانگین وزنی قطر (mwd) خاکدانه هابه میزان 5/87 و 150درصد و تخلخل کل به میزان 75/8 و 33/20 درصد و کاهش جرم مخصوص ظاهریبه میزان 72/7 و 7/22 درصد و جرم مخصوص حقیقیبه میزان 21/2 و 23/2 درصد گردید. مقادیر مصرفی کود گاوی اثر معنی داری بر هدایت هیدرولیکی اشباع، سرعت نفوذ، نفوذ تجمعی نهایی، ضرایب معادلات فیلیپ، کوستیاکوف و کوستیاکوف اصلاح شده نداشت. هدایت هیدرولیکی در زمان های 6 و 9 ماه نسبت به زمان صفر (قبل از خاک ورزی و کوددهی) به طور معنی دار و به میزان 5/136 و 7/173 درصد افزایش یافت. بر اساس نتایج تحقیق حاضر کود گاوی از طریق افزایش کربن آلی خاک منطقه نیمه خشک باعث افزایش پایداری ساختمان خاک و تخلخل کل و در نتیجه بهبود سرعت نفوذ و نفوذ تجمعی نهایی گردید.

قارچ های میکوریزی نقش کلیدی در بهبود خصوصیات فیزیکی، هیدرولیکی، بیولوژیکی و شیمیایی خاک ایفا می کنند. در خاکهای درشت بافت به علت پائین بودن میزان کلوئیدهای رسی و هوموس، پایداری خاکدانه ها ضعیف است. همچنین در این خاکها به دلیل وجود منافذ درشت فراوان، هدایت هیدرولیکی بالا بوده و ظرفیت نگهداری آب و عناصر غذایی پائین می باشد. در نتیجه آبشویی و انتقال آلاینده ها به آبهای زیرزمینی به سهولت انجام می پذیرد. اهداف اصلی این پژوهش، بررسی تأثیر قارچ های میکوریزی بر خصوصیات فیزیکی شامل توزیع اندازه منافذ (ماکرو، مزو و میکرو)، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها، جرم مخصوص ظاهری و حقیقی و تخلخل کل، خصوصیات هیدرولیکی شامل رطوبت های ظرفیت مزرعه، نقطه پژمردگی دائم و قابل استفاده گیاه و هدایت هیدرولیکی اشباع در یک خاک درشت بافت زیر کشت گیاهان جوبهاره و گوجه فرنگی در شرایط گلخانه ای بود. آزمایش با استفاده از دو گونه قارچ میکوریز آربوسکولار شامل گلوموس اتونیکاتوم (gi) و گلوموس اینترارادیسز (ge) و یک تیمار شاهد (بدون قارچ) در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی با چهار تکرار در یک خاک لوم شنی قلیایی انجام گرفت. خاک گذرانده شده از الک 75/4 میلی متر در شرایط استریل در گلدان های پلاستیکی با قطر و ارتفاع به ترتیب 75/19 و 20 سانتی-متر بر اساس جرم مخصوص ظاهری خاک مزرعه (g/cm3 28/1) پر شد. به هر گلدان (به استثنای تیمار شاهد) 100 گرم زاد مایه قارچی اضافه گردید. بذور جوبهاره ضد عفونی شده در خاک گلدان ها کشت گردید. بذور گوجه فرنگی پس از ضد عفونی در پرلیت استریل برای تولید نشاء کشت گردید. نشاء های گوجه فرنگی به گلدان های حاوی خاک استریل منتقل شدند. بعد از پایان دوره رشد گیاهان، نمونه های خاک دست خورده و دست نخورده از عمق 10 تا 15 سانتی متر گلدان ها تهیه و خصوصیات فیزیکی و هیدرولیکی فوق الذکر در آنها اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که قارچ های gi و ge به ترتیب تحت کشت گیاهان گوجه-فرنگی و جوبهاره باعث افزایش معنی دار (01/0 > p) میانگین وزنی قطر خاکدانه ها (mwd) به میزان 4/193 و 8/288، 6/113 و 8/201 درصد، منافذ مزو (30 تا 75 میکرومتر) به میزان 7/49 و 9/25، 8/20 و 8/27 درصد و منافذ میکرو (کوچکتر از 30 میکرومتر) به میزان 5/5 و 6/19، 5 و 1/14 درصد، رطوبت ظرفیت مزرعه ای (fc) به میزان 1/14 و 1/35، 6/12 و 7/24 درصد، رطوبت نقطه پژمردگی دائم (pwp) به میزان 4/12 و 6/22، 1/11 و 1/20 درصد، آب قابل استفاده (awc) به میزان 9/14 و 3/41، 3/13 و 1/27 درصد و کاهش جرم مخصوص ظاهری (db) به میزان 1/4 و 8، 4/3 و 1/5 درصد، منافذ ماکرو (بزرگتر از 75 میکرومتر) به میزان 2/10 و 1/14، 5/9 و 3/17 درصد و هدایت هیدرولیکی اشباع (ks) به میزان 4/52 و 8/70، 8/68 و 2/88 درصد نسبت به شاهد گردید. بر اساس نتایج حاصل از این تحقیق قارچ های میکوریزی در اصلاح و یا بهبود خصوصیات خاکهای درشت بافت بسیار مفید می باشند.

خاک های مناطق خشک و نیمه خشک دارای ماده آلی ناچیز، آهک و ph بالا هستند بنابراین، قابلیت دسترسی برخی عناصر غذایی مثل فسفر و آهن در آنها پایین است. همچنین، این خاک ها عموماً دارای ساختمان ناپایدار هستند. استفاده از مواد زائد ارزان قیمت مثل لجن فاضلاب یکی از روش های اصلاح مشکلات خاک های مذکور می باشد. در تحقیق حاضر تأثیر لجن فاضلاب شهری اردبیل بر خصوصیات فیزیکی شامل جرم مخصوص ظاهری و حقیقی، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها (mwd)، توزیع اندازه منافذ (ماکرو، مزو و میکرو) و تخلخل کل، خصوصیات هیدرولیکی شامل رطوبت های ظرفیت مزرعه ای، نقطه پژمردگی دائم و قابل استفاده گیاه و هدایت هیدرولیکی اشباع، خصوصیات شیمیایی شامل ph، هدایت الکتریکی(ec)، کربن آلی، عناصر پرمصرف نیتروژن، فسفر و پتاسیم و کم مصرف آهن، منگنز، روی، مس و فلزات سنگین نیکل، کادمیوم، کروم و سرب در یک خاک درشت بافت منتخب از دشت اردبیل زیر کشت گندم بهاره و نیز غلظت عناصر فوق الذکر در گندم در شرایط گلخانه ای بررسی گردید. تیمارها شامل مقادیر 0 (شاهد)، 53/11، 23، 15/46 و 23/69 گرم لجن هوا خشک در کیلوگرم خاک هوا خشک معادل صفر، 30، 60، 120 و 180 تن لجن در هر هکتار بودند. گلدان های پلاستیکی به ابعاد قطر 20 و ارتفاع 25 سانتی متر انتخاب شدند. خاک الک شده (mm 75/4 > ) به صورت هوا خشک پس از اختلاط با لجن در مقادیر فوق الذکر و بر اساس جرم مخصوص ظاهری مزرعه به صورت لایه به لایه در گلدان ها پر شد. بذر گندم بهاره در خاک هر گلدان با رطوبت 80 درصد ظرفیت مزرعه (fc) کشت گردید سپس در داخل گلخانه با دمای c° 4±22 به مدت 100 روز نگهداری شد. کنترل رطوبت خاک گلدان ها در طی دوره رشد در دامنه 60 تا 80 درصد fc به روش وزنی صورت گرفت. در انتهای فصل رشد، گیاهان از محل طوقه قطع گردیدند سپس نمونه های خاک دست خورده و دست نخورده (با استفاده از استوانه های فولادی به قطر و ارتفاع 5 سانتی متر) از عمق 10 تا 15 سانتی متری گلدان ها برداشته شد. خصوصیات فیزیکی و شیمیایی فوق الذکر در نمونه های خاک برداشت شده از داخل گلدان به روش های رایج اندازه گیری شد. همچنین نمونه های گیاهی شامل دانه، اندام هوایی و ریشه از تیمارهای آزمایشی تهیه و غلظت عناصر غذایی ضروری و فلزات سنگین در آن ها به روش های رایج اندازه گیری گردید. نتایج نشان داد که کلیه مقادیر مصرفی لجن از 30 تا 180 تن در هکتار به ترتیب و به طور معنی دار نسبت به شاهد باعث افزایش هدایت الکتریکی به میزان 14/43 تا 162 درصد، کربن آلی به میزان 94/21 تا 176 درصد، نیتروژن کل به میزان 81 تا 34/310 درصد، فسفر به میزان 7/16 تا 123 درصد، پتاسیم قابل استخراج به میزان 34/5 تا 8/117 درصد، آهن به میزان 65/77 تا 6/709 درصد، منگنز به میزان 5/0 تا 47/1 درصد، روی به میزان 62 تا 43/221 درصد و مس به میزان 93/1 تا 96/6 درصد و کاهش معنی دار ph به میزان 83/4 تا 23/12 درصد و کربنات کلسیم معادل به میزان 68/2 تا 36/10 درصد در خاک زیر کشت گندم گردید. استفاده از لجن در مقادیر 30 تا 180 تن در هکتار به ترتیب در مقایسه با شاهد، جرم مخصوص ظاهری را به میزان 34/3 تا 88/9 درصد، جرم مخصوص حقیقی را به میزان 32/1 تا 43/4 درصد، منافذ ماکرو را به میزان 12/9 تا 8/145 درصد و هدایت هیدرولیکی اشباع را به میزان 3/129 تا 5/440 درصد به طور معنی دار کاهش ولی میانگین وزنی قطر خاکدانه((mwd را به میزان 78/64 تا 233 درصد، تخلخل کل را به میزان 24/1 تا 6 درصد، رطوبت ظرفیت مزرعه را به میزان 91/1 تا 14/15 درصد، رطوبت نقطه پژمردگی دائم را به میزان 3/1 تا 85/15 درصد، رطوبت قابل استفاده گیاه را به میزان 22/2 تا 98/14 درصد، منافذ میکرو را به میزان 56/1 تا 19/24 درصد و منافذ مزو را به میزان 7/10 تا 29 درصد افزایش داد. میزان نیتروژن، فسفر و پتاسیم دانه به ترتیب 04/36، 34/112 و 64/86 درصد در تیمار 180 تن در هکتار لجن نسبت به شاهد به طور معنی دار افزایش یافت. نیتروژن و فسفر اندام هوایی به ترتیب 19/142، 82/272 درصد و نیتروژن و فسفر ریشه به ترتیب 78/11و 68/79 درصد در تیمار 180 تن در هکتار لجن در مقایسه با شاهد به طور معنی دار افزایش یافت. آهن و منگنز به ترتیب به میزان 3/270 و 23/1 درصد در تیمار 120 تن در هکتار لجن، روی در تیمار 180 تن در هکتار لجن به میزان 2/31 و مس در تیمار 60 تن در هکتار لجن به میزان 67/14 درصد و به طور معنی دار نسبت به شاهد در دانه گندم افزایش یافت. تأثیر مقادیر مصرفی لجن بر غلظت کادمیوم، نیکل، کروم و سرب در اجزای گیاه معنی دار نشد. نتایج نشان داد که استفاده از لجن فاضلاب شهری اردبیل باعث بهبود خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک درشت بافت قلیایی و نیز افزایش غلظت عناصر ضروری پرمصرف و کم مصرف در گیاه گندم گردید.

وجود جنگلها به عنوان محلی برای گذراندن اوقات فراغت شهروندان در کنار شهرها بسیار مفید است امّا فعالیتهای تفرجی کنترل نشده منجر به آسیب اکوسیستم جنگل خواهد شد. هدف از این پژوهش بررسی اثرات فعالیت-های تفرجی بر برخی خصوصیات فیزیکی خاک جنگل فندقلو شامل میانگین وزنی قطر (mwd) خاکدانه ها، جرم مخصوص حقیقی (dp)، جرم مخصوص ظاهری (db)، تخلخل کل (n)، درصد شن، سیلت و رس، رطوبت اشباع، رطوبت ظرفیت زراعی (fc)، رطوبت نقطه پژمردگی دائم (pwp)، ظرفیت آب قابل استفاده (awc) و کربن آلی (oc) می باشد. آزمایش به صورت طرح کاملاً تصادفی در قالب سه تیمار شامل سطح بدون تفرج (شاهد)، سطح تفرج متوسط و سطح تفرج شدید انجام شد. نمونه برداری خاک در امتداد ترانسکت ها انجام گرفت. نتایج نشان داد که فعالیت های تفرجی در خاک جنگل به طور معنی دار (01/0 p <)، به ترتیب باعث افزایش میانگین وزنی قطر خاکدانه ها به میزان 3/9 و 30 درصد، رس به میزان 121 و 153 درصد، جرم مخصوص ظاهری به میزان 09/3 و 23 درصد، جرم مخصوص حقیقی به میزان 45/0 و 39/6 درصد، رطوبت نقطه پژمردگی دائم به میزان 47/41 و 45/62 درصد و همچنین باعث کاهش کربن آلی به میزان 2/4 و 77/6 درصد، شن به میزان 2/11 و 39/14 درصد، رطوبت ظرفیت زراعی به میزان 11/7 و 1/18 درصد و ظرفیت آب قابل استفاده به میزان 45/39 و 75/71 درصد به ترتیب در منطقه ی تفرج متوسط و شدید نسبت به منطقه ی بدون تفرج گر (شاهد)گردید. تأثیر فعالیت های تفرجی بر تخلخل، رطوبت اشباع و سیلت معنی دار نشد. بر اساس نتایج تحقیق حاضر فعالیت های تفرجی از طریق افزایش جرم مخصوص ظاهری باعث فشردگی بیشتر خاک جنگلی و در نتیجه کاهش کیفیت فیزیکی خاک و توانایی نگهداری آب در خاک برای رشد گیاه می گردد.

تغییر کاربری اکوسیستم های طبیعی به اکوسیستم های مدیریت شده، اثرات زیان باری بر خصوصیات خاک داشته و به عنوان عامل تخریب خصوصیات فیزیکی خاک بشمار می آید. هدف از این پژوهش بررسی اثرات تغییر کاربری اراضی بر پارامترهای منحنی رطوبتی خاک جنگلی منطقه فندقلوی اردبیل بود. بدین منظور نمونه های خاک از سه کاربری شامل 1) جنگل طبیعی 2) جنگل تبدیل شده به اراضی مرتعی 3) جنگل تبدیل شده به اراضی زراعی برداشته شد. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملاً تصادفی، فاکتور اول شامل نوع کاربری اراضی در سه سطح جنگل، مرتع و زراعی و فاکتور دوم شامل چهار عمق خاک (25-0، 50-25، 75-50 و 100-75 سانتی متر) و در سه تکرار (پروفیل) اجرا گردید. در هر نوع کاربری 12 نمونه خاک دست نخورده برای اندازه گیری جرم مخصوص ظاهری، هدایت هیدرولیکی و منحنی رطوبتی در 13 نقطه ( رطوبت و مکش) و نیز 12 نمونه خاک دست خورده برای اندازه گیری جرم مخصوص حقیقی، کربن آلی، توزیع اندازه ذرات و تخلخل کل برداشته شد. پارامتر آلفا (?) و n در مدل وان گنوختن (1980) از طریق برازش داده های منحنی رطوبتی به این مدل و با بکارگیری نرم افزار retc برآورد گردیدند. همچنین پارامتر های رطوبت اشباع (?s) و رطوبت باقیمانده (?r) بترتیب معادل رطوبت در مکش صفر و 15 بار در نظر گرفته شد. شیب منحنی رطوبتی در نقطه عطف (sp) از طریق رابطه ارائه شده توسط دکستر (2004) محاسبه گردید. توزیع اندازه منافذ خاک (ماکرو(بزرگتر از 75 میکرون)، مزو (30 تا 75 میکرون) و میکرو (کوچکتر از 30 میکرون)) بر اساس سیستم طبقه بندی انجمن علوم خاک امریکا (1997) از روی داده های منحنی رطوبتی در مکش های صفر، 40 و 100 سانتی متر تعیین گردید. نتایج نشان داد که تغییر کاربری جنگل به کاربری های مرتع و زراعی در سه عمق بالایی باعث کاهش معنی دار کربن آلی خاک شد اما در عمق چهارم اختلاف معنی داری مشاهده نشد. با تغییر کاربری جنگل به کاربری مرتع و زراعی و نیز با افزایش عمق در هر سه کاربری، جرم مخصوص ظاهری، حقیقی و شن افزایش ولی تخلخل کل، هدایت هیدرولیکی و رس کاهش یافت. تغییر کاربری جنگل به مرتع و زراعی از طریق افزایش معنی دار منافذ ماکرو و کاهش معنی دار منافذ میکرو باعث کاهش معنی دار رطوبت های اشباع و قابل استفاده گیاه در خاک گردید. افزایش عمق در هر سه کاربری به علت افزایش منافذ ماکرو و کاهش منافذ میکرو باعث کاهش رطوبت های اشباع و قابل استفاده گیاه گردید. با تغییر کاربری جنگل به کاربری مرتع و زراعی و نیز با افزایش عمق در هر سه کاربری پارامتر آلفا (?) بطور معنی-دار افزایش و پارامترهای n و شیب منحنی رطوبتی در نقطه عطف (sp) بطور معنی دار کاهش یافت. موقعیت شکل منحنی رطوبتی خاک در هر چهار عمق در کاربری جنگل بالاتر از کاربری مرتع و زراعی و در کاربری مرتع نیز بالاتر از کاربری زراعی قرار گرفت. بر اساس نتایج تحقیق حاضر، تغییر کاربری اراضی جنگلی به مرتعی و زراعی در منطقه فندقلوی اردبیل به علت کاهش ماده آلی خاک باعث افت کیفیت فیزیکی خاک گردید.

هدف از این پژوهش مقایسه تغییرات مکانی پارامترهای کیفیت فیزیکی خاک در اراضی جنگلی، کشت خورده و مرتعی منطقه فندقلو در استان اردبیل بود. نمونه برداری خاک به طور منظم و در قالب شبکه 100×100 متر مربع زمین انجام شد و موقعیت نقاط از طریق سیستم موقعیت یاب جهانی (gps) ثبت گردید. نمونه‏های دست‏خورده در آزمایشگاه هوا خشک گردیده و به منظور اندازه‏گیری خصوصیات خاک شامل جرم مخصوص حقیقی (dp)، توزیع اندازه ی ذرات خاک، رطوبت نقطه ی پژمردگی دائم (pwp)، کربن‏آلی (oc) و میانگین وزنی قطر خاکدانه‏ها (mwd) آماده گردید. همچنین پارامتر‏های جرم مخصوص ظاهری(db)، رطوبت های اشباع(?s)، ظرفیت زراعی (fc) و هدایت هیدرولیکی اشباع (ks) در نمونه‏های خاک دست‏نخورده تعیین شد. پارامترهای اندازه گیری شده خاک به محیط نرم-افزار سیستم اطلاعات جغرافیایی (gis) برای تعیین پارامترهای زمین آماری منتقل شده و و نقشه های مربوطه در کلاس بندی مناسب تهیه شد. نتایج نشان داد که روش کریجینگ در برآورد پارامترهای شن، سیلت، رس و تخلخل کل (n) و روش وزن دهی عکس فاصله (idw) در تعیین پارامترهای db، dp، oc، ?s، fc، pwp، آب قابل استفاده (aw) و (ks) بهترین روش بود. نسبت اثر قطعه ای به آستانه (c_0/(c+c_0 )) برای رس، شن، سیلت و dp به ترتیب برابر 5/0، 47/0، 49/0 و 43/0 تعیین شد، بنابراین این پارامترها دارای ساختار مکانی متوسط و برای db، n، ?s، fc، pwpوaw ، ks و mwd به ترتیب برابر با 014/0، 08/0، 0007/0، 04/0، 14/0،002/0، 05/0و 008/0 تعیین شد که بیانگر ساختار مکانی قوی این پارامترها می باشد. شن دارای بیشترین اثر قطعه ای (6/24) و ksو dbدارای کمترین اثر قطعه ای (001/0) در بین کل پارامترهای اندازه گیری شده به دست آمد. بر طبق نتایج این مطالعه زمین آمار ابزار ارزشمندی برای مطالعه ی پارامترهای کیفیت فیزیکی خاک در کاربری های جنگل، کشت خورده و مرتعی منطقه فندقلو استان اردبیل می باشد.

اندازه گیری مستقیم ویژگی های هیدرولیکی و مکانیکی خاک وقت گیر، هزینه بر و گاهی اوقات به دلیل خطاهای آزمایشی و عدم یکنواختی خاک غیرواقعی است. از طرفی، این ویژگی ها را می توان از روی ویژگی های زودیافت خاک با استفاده از توابع انتقالی (ptf) خاک برآورد نمود. هدف از این پژوهش ارائه مدل های رگرسیونی بر اساس ویژگی های زودیافت خاک برای برآورد ویژگی های دیریافت خاک شامل: مقاومت مکانیکی، پارامترهای ? و n در مدل منحنی رطوبتی وان گنوختن، میانگین وزنی قطر خاکدانه و منحنی مشخصه رطوبتی خاک در خاک های جنگلی فندقلوی اردبیل بود. بر این اساس 75 نمونه خاک از جنگل های فندقلوی اردبیل برداشته شد و تجزیه های فیزیکی و شیمیایی روی آنها صورت گرفت. داده ها به طور تصادفی به دو سری داده های آموزشی (60 داده ) و داده های آزمونی (15 داده ) تقسیم شدند. برای ایجاد مدل های رگرسیونی از نرم افزار minitab و روش گام به گام استفاده شد. بهترین تابع انتقالی برای رطوبت اشباع (s?) با استفاده از پارامترهای ورودی شامل کربن آلی، جرم ویژه ظاهری نسبی و کربنات کلسیم معادل حاصل شد. مقادیر d، me، rmse و bvto برای تخمین رطوبت اشباع به ترتیب برابر 85/0، 0035/0-، 0233/0 و 0005/0 بود. پس از تابع انتقالی s?، توابع انتقالی ?fc و ?100kpa با داشتن بیشترین مقادیر d و کمترین مقادیر me، rmse و bvto به ترتیب 56/0، 0178/0، 0113/0، 0465/0 و 52/0، 0317/0، 0022/0 و 001/0 نسبت به دیگر توابع دقت بالاتری داشتند. نتایج نشان داد که مدل های رگرسیونی در تخمین پارامترهای منحنی رطوبتی خاک نسبت به دیگر پارامترهای دیریافت کارآمدتر بودند.

نفوذ آب به خاک، فرآیندی بسیار مهم در مطالعات خاکشناسی، آبیاری، هیدرولوژی، کشاورزی و محیط زیست است. اطلاعات اندکی در مورد نفوذ آب به خاک، فرآیند نفوذ آب به خاک‏های متأثر از نمک و وابستگی کارآیی مدل‏های نفوذ به نوع خاک در این شرایط وجود دارد. در این مطالعه، نفوذ آب به خاک در نفوذسنج تک‎استوانه با روش بارثابت ‏چندگانه (mch) و در سه تکرار برای 24 نقطه در خاک‏های متأثر از نمک اطراف دریاچه ارومیه اندازه‎گیری شد. مدل‎های تجربی نفوذ کوستیاکوف، کوستیاکوف-لوئیس و هورتون و مدل فیزیکی فیلیپ به روش بهینه‎سازی حداقل مربعات بر داده‎های نفوذ برازش یافت. همچنین مقدار هدایت‏آبی‏اشباع مزرعه‏ای خاک (kfs) از آزمایشات نفوذ محاسبه گردید. کارآمدی مدل‎ها در هر منطقه با آماره‎های میانگین خطا (me)، جذر میانگین مربعات خطا (rmse) ، شاخص همخوانی (d) و معیار اطلاعات آکائیک (aic) ارزیابی گردید. نتایج نشان داد که kfs با افزایش شوری (ec) و درصد سدیم تبادلی (esp) خاک‏ها به طور چشمگیری کاهش یافت (0/01>p). مدل کوستیاکوف با rmse برابر 0/015 سانتی‏متر، me برابر 1/65 سانتی‏متر و d برابر 0/983 کارایی بالاتری نسبت به سایر مدل‏ها در برآورد نفوذ تجمعی داشت. ترتیب کارایی مدل‏ها با توجه به معیار aic برای تخمین نفوذ تجمعی به این صورت بود: 1- کوستیاکوف 2- فیلیپ 3- کوستیاکوف-لوئیس 4- هورتون. در نهایت ارتباط پارامترهای بهترین مدل با ویژگی‏های فیزیکی و شیمیایی بررسی شد. نفوذ آب به خاک با افزایش esp و ec، کاهش یافت. بررسی ارتباط نفوذ تجمعی پس از یک ساعت (i1hr) با ec و esp خاک نشان داد که مقدار i1hrدر ابتدا با افزایش ec و esp به شدت کاهش یافت و پس از رسیدن به حد آستانه تقریباً ثابت ماند. می‏توان نتیجه گرفت که رفتار نفوذ ‏خاک‏ها با درجات مختلف شوری و سدیمی، متفاوت و پیچیده است و ضروری است قبل از اقدامات مدیریتی این رفتارها شناسایی شوند.

اندازه گیری مستقیم خصوصیات مکانیکی و فیزیکی خاک وقت گیر، هزینه¬بر و گاهی اوقات به دلیل خطاهای آزمایشی و غیریکنواختی خاک غیرواقعی است. در عوض این خصوصیات می¬توانند به عنوان یک جایگزین از ویژگی های زودیافت خاک مانند توزیع اندازه ذرات، کربن آلی، جرم مخصوص ظاهری و حقیقی، کربنات کلسیم معادل، تخلخل کل و رطوبت خاک با استفاده از توابع انتقالی ((ptf خاک تخمین زده شوند. هدف از تحقیق حاضر ارائه توابع رگرسیونی و شبکه عصبی مصنوعی بر اساس ویژگی های زودیافت خاک شامل توزیع اندازه ذرات، کربن آلی، جرم مخصوص ظاهری و حقیقی، کربنات کلسیم معادل، تخلخل کل و رطوبت اولیه مزرعه برای برآورد ویژگی های دیریافت خاک شامل مقاومت فروروی، حدود پایایی آتربرگ (رطوبت های حد روانی، حد خمیری و شاخص خمیرایی) و پارامترهای پروکتور (رطوبت بحرانی و جرم مخصوص ظاهری حداکثر خاک) بود. به این منظور 105 نمونه دست خورده و دست نخورده از عمق 0 تا 10 سانتی متر خاک های زراعی دشت اردبیل به صورت شبکه منظم برداشت شد سپس ویژگی های فیزیکی و شیمیایی مذکور در آنها تعیین گردید. مقاومت فروروی به صورت درجا با استفاده از فروسنج مخروطی اندازه گیری شد. داده ها به دو سری آموزشی(78 داده) و داده های آزمونی(27 داده) تقسیم شدند. برای اشتقاق توابع رگرسیونی از نرم افزار 18 spss و به روش گام به گام و برای ایجاد شبکه عصبی مصنوعی از نرم افزار matlab و با الگوریتم آموزشی مومنتوم، تابع فعال ساز تانژانت سیگموئیدی و ساختار پرسپترون سه لایه با 8، 11 و 15 نرون در لایه پنهان استفاده شد. نتایج توابع رگرسیونی و شبکه عصبی مصنوعی نشان داد که مهم ترین متغیرهای ورودی زودیافت خاک در برآورد مقاومت فروروی، رطوبت اولیه مزرعه، جرم مخصوص ظاهری و توزیع اندازه ذرات، در برآورد حدود پایایی آتربرگ (رطوبت های حد روانی، حد خمیری و شاخص خمیرایی) رطوبت اشباع، جرم مخصوص ظاهری، کربن آلی و رطوبت اولیه مزرعه و در برآورد پارامترهای پروکتور (رطوبت بحرانی و جرم مخصوص ظاهری حداکثر) رطوبت اشباع، کربن آلی، رطوبت اولیه مزرعه و توزیع اندازه ذرات بودند. مقادیر ضریب تبیین (r2)، مجذور میانگین مربعات خطا (rmse)، معیار اطلاعات آکائیک (aic) و میانگین خطا (me) برای داده های آموزشی نشان داد توابع شبکه های عصبی مصنوعی در برآورد ویژگی های دیریافت مورد مطالعه در خاک های زراعی دشت اردبیل، دقیق تر از توابع رگرسیونی بودند.

تغییر کاربری اراضی، بر نفوذ و خصوصیات فیزیکی و هیدرولیکی خاک اثر می¬گذارد. این پژوهش با هدف نقش تغییر کاربری اراضی مرتعی بر پدیده نفوذ و برخی از خصوصیات فیزیکی و هیدرولیکی خاک و نیز انتخاب مدلی مناسب جهت تخمین صحیح نفوذ در هر کاربری صورت گرفت. در این پژوهش، اندازه¬گیری نفوذ در سه کاربری مرتع، کشاورزی و باغ با استفاده از دستگاه نفوذسنج دیسک مکشی در 5 مکش (0، 3، 6، 10 و 18 سانتیمتر آب) و با سه تکرار در هر کاربری انجام شد. کاربری¬های کشاورزی و باغ از تغییر کاربری مرتع به وجود آمده¬اند. کاربری مرتع دارای پوشش گیاهی ضعیف و کاربری کشاورزی زراعت دیم می¬باشد. از هر کاربری سه نمونه خاک دست خورده و دست نخورده از نقاط مختلف برداشته شد و برخی از خصوصیات خاک در هر کاربری اندازه¬گیری شد. در این پژوهش از نرم افزار hydrus-2d جهت شبیه¬سازی منحنی¬های مشخصه آب خاک، هدایت هیدرولیکی و نفوذ تجمعی استفاده شد. نتایج نشان داد که با تغییر کاربری از مرتع به کشاورزی و باغ میزان شن کاهش، میزان سیلت و رس افزایش، همچنین مقادیر تخلخل کل و ماده آلی افزایش یافته است. همچنین نتایج مستخرج از آزمون دانکن جهت مقایسه دو به دو کاربری¬ها نشان داد تغییر کاربری از مرتع به باغ و کشاورزی اثر معنی¬داری بر مقادیر جرم مخصوص ظاهری خاک، تخلخل، ماده آلی و درصد رس در سطح احتمال 95 درصد داشته، در حالی که اختلاف بین مقادیر درصد شن، سیلت و جرم مخصوص حقیقی معنی¬دار نبود. در این پژوهش مدل¬های نفوذ کوستیاکوف، کوستیاکوف- لوئیس، هورتون، فیلیپ، گرین- آمپت و سازمان حفاظت خاک امریکا (scs) با استفاده از پارامترهای آماری خطای نسبی (re) و میانگین مجذور مربعات خطا (rmse) مورد ارزیابی قرار گرفتند. با تغییر کاربری از مرتع به کشاورزی یا باغ سرعت نفوذ و نفوذ تجمعی افزایش می¬یابد. همچنین مقایسه بین مدل¬ها نشان داد که در کاربری¬های مرتع و کشاورزی مدل¬های کوستیاکوف و فیلیپ در برآورد نفوذ تجمعی و سرعت نفوذ آب در خاک از دقت بالایی برخوردار می¬باشند و در کاربری باغ مدل¬های هورتون و کوستیاکوف بالاترین دقت را دارند. از طرفی نرم افزار hydrus-2d از توانایی بالایی در برآورد مقادیر نفوذ تجمعی در همه کاربری¬ها و مکش¬ها نسبت به مدل¬های نفوذ برخوردار بوده است. مقادیر خطای نسبی در همه مکش¬ها و در هر سه کاربری کمتر از 09/2 درصد بدست آمده است که نشان دهنده دقت بالای روش حل معکوس در تخمین مقادیر نفوذ تجمعی می¬باشد. در این تحقیق چهار نوع مدل منحنی¬ مشخصه آب خاک شامل: روش حل معکوس و مدل¬های ون¬گنوختن ، کمپل و بروکز وکوری و دو نوع مدل منحنی هدایت هیدرولیکی غیراشباع با استفاده از روش حل معکوس و مدل معلم- ون¬گنوختن در هر کاربری شبیه¬سازی گردید. پارامترهای مدل ون¬گنوختن با استفاده از کد رزتا بر اساس شبکه عصبی مصنوعی و پارامترهای مدل¬های کمپل و بروکز و کوری با استفاده از کد سویل¬پار بر اساس توابع انتقالی به ترتیب کمپل و راولز و براکنسیک تخمین زده شد. در آزمایشگاه منحنی مشخصه آب خاک با استفاده از دستگاه ستون آب آویزان ودستگاه صفحات فشاری استخراج گردید. منحنی هدایت هیدرولیکی نیز با استفاده از دستگاه نفوذسنج دیسک مکشی در 5 مکش به روش حالت ماندگار و غیرماندگار اندازه¬گیری شد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد روش حل معکوس از آنجا که بر مبنای داده¬های اندازه¬گیری شده مزرعه عمل می¬کند دقت بالایی در تخمین خصوصیات هیدرولیکی خاک در همه کاربری¬ها داشته است.

فرایند تبدیل بارندگی به رواناب در یک منطقه پیچیده بوده و دارای تغییرپذیری مکانی و زمانی است. با استفاده از تخمینگرهای زمین آماری می¬توان تغییرات مکانی برخی از خصوصیات خاک و رواناب را برآورد نمود. در این پژوهش ارتباط بین تولید رواناب و رسوب با پوشش گیاهی و خصوصیات خاک در مراتع شهرستان گرمی از طریق زمین آمار با استفاده از نرم افزار arcgis بررسی گردید. به این منظور یک منطقه تقریباً با مقادیر پوشش گیاهی مختلف انتخاب شد. در 96 نقطه در قالب شبکه¬های 500 ×500 متر مربعی نمونه¬¬برداری خاک انجام گردید سپس برخی خصوصیات فیزیکی و شیمیای خاک در آزمایشگاه اندازه¬گیری شد. شبیه سازی باران با شدت 5/1 میلی¬متر بر دقیقه در مدت 30 دقیقه در منطقه اجرا، نمونه¬های رواناب و رسوب برداشت و به آزمایشگاه منتقل گردید. همچنین سرعت نفوذ با استفاده از استوانه¬های مضاعف اندازه¬گیری شد. نتایج نشان داد که پوشش گیاهی تاثیر معنی¬داری بر مولفه¬های رواناب و رسوب در منطقه مورد مطالعه داشتند. همچنین ضرایب نفوذ مدل¬های کوستیاکف و فیلیپ متاثر از مولفه¬های خاک (مانند جرم مخصوص ظاهری و رطوبت اولیه) بود. تغییر¬نمای تجربی حاصل از تجزیه مکانی مولفه¬های رواناب و رسوب در این تحقیق کروی و نمایی به دست آمد. بر اساس نسبت اثر قطعه¬ای به آستانه، مولفه آستانه شروع رواناب از ساختار مکانی متوسط، حجم رواناب و مقدار رسوب از ساختار مکانی ضعیفی برخوردار گردید. مطابق معیار ضریب تبیین(r2)، روش درون¬یابی کریجینگ در مقایسه با وزن¬دهی عکس فاصله در تخمین مولفه-های رواناب و رسوب از دقت بالاتری برخوردار بود. نتایج این تحقیق نشان داد با استفاده از زمین آمار می¬توان ارتباط بین مولفه¬های فرسایش خاک با پوشش گیاهی و متغیرهای خاک را پیدا نمود.

نمک پاشی جاده ای به عنوان یک روش مطمئن به منظور حفظ امنیت جاده ها در زمستان می شود. مصرف ضد یخ های شیمیایی از جمله نمک کلرید سدیم در گردنه های برف گیر کشور می تواند باعث افزایش شوری خاک در اراضی مرتعی نزدیک جاده ها و در نتیجه صدمه دیدن جامعه میکروبی خاک گردد. برای بررسی این موضوع، تعداد 48 نمونه خاک دست خورده از سه مکان برف گیر با مصرف زیاد نمک در اراضی مرتعی حاشیه جاده نیر– سراب در فواصل عمودی 2 ، 5 و 10 متری پایین شیب جاده و 20 متری بالای شیب جاده (به عنوان شاهد) در چهار تکرار طی دو فصل بهار و پاییز نمونه ها از عمق 0 تا 15 سانتی متری تهیه گردید. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملأ تصادفی اجرا گردید. نمونه های خاک پس از عبور دادن از الک 2 میلی متری در کیسه های پلاستیکی بسته بندی و در داخل فلاسک یخ دار به آزمایشگاه منتقل و در دمای 4 درجه سانتی گراد و در تاریکی به منظور بررسی شاخص های زیستی نگه داری شد. از شاخص های شیمیایی میزان ماده آلی خاک، هدایت الکتریکی (ec) و از شاخص¬های زیستی تعداد ریز موجودات خاک، تنفس میکروبی پایه، تنفس تحریک شده با بستره، کربن زیست توده میکروبی و ضریب متابولیکی در نمونه های خاک اندازه گیری گردید. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که در هر سه مکان، میزان ecدر فواصل 2 و 5 متری در هر دو فصل (پاییز و بهار) نسبت به شاهد بیشتر بود. نمک پاشی جاده ای و افزایش شوری خاک موجب کاهش معنی دار (0/01 >p ) تمام شاخص¬های زیستی مورد مطالعه در فواصل نزدیک به سطح جاده ( 2 و 5 متری) نسبت به شاهد گردید. میزان ضریب متابولیکی (qco2) افزایش معنی داری در نقاط نزدیک به جاده در مقایسه با شاهد نشان داد. میزان جمعیت ریز¬موجودات خاک بین 5^10 ×8/7 تا 7^10 × 1/96 و 5^10 × 6/8 تا 7^10 × 2/9 تعداد در گرم خاک، کربن زیست توده میکروبی بین 150 تا 340 و 150 تا 400 میلی گرم کربن در کیلوگرم خاک، تنفس پایه میکروبی بین 0/26 تا 0/39و 0/26 تا 0/68 میلی گرم co2 بر گرم خاک در روز، تنفس تحریک شده با بستره بین 0/35 تا 0/58و 0/440 تا 1/18 میلی گرم co2 بر گرم خاک در روز و ضریب متابولیکی بین 0/86 تا 3 و 1/5 تا 1/9 میلی گرم co2 بر میلی گرم کربن زیست توده میکروبی در روز به ترتیب در فصول پاییز و بهار تغییر نمود. نتایج حاصل از این بررسی نشان داد که نمک پاشی جاده ای موجب کاهش فعالیت میکروبی در اراضی مرتعی نزدیک به جاده می شود.

مشخص نمودن درجه فرسایش پذیری خاک در حوزه و نمایش آن به صورت نقشه در محیط gis، در مدیریت بهینه از منابع آب و خاک موثر می باشد. برای ارزیابی فرسایش در حوزه های آبخیز معمولاً از روابط تجربی استفاده می شود. در این تحقیق که در حوزه آبخیز بالخلوچای در استان اردبیل به انجام رسیده، ابتدا پارامترهای موثر در ایجاد فرسایش کنار رودخانه ای موجود در منطقه شامل عوامل توپوگرافی، خاک و زمین، هیدرولوژی، تغییرات کاربری مورد بررسی قرار گرفتند. در ادامه، عوامل متغیر به پارامترهای سری زمانی، فیزیوگرافی، هیدرولوژی و عوامل زمینی طبقه بندی شدند. در پارامترهای زمانی در چهار مقطع زمانی 1334 با استفاده از عکس های هوایی، سال 1359 با استفاده از تصاویر ماهواره ای tm، سال های 1389 و 1392 با تصاویر google earth تهیه شد و سطح موثر فرسایش رودخانه ای مورد مقایسه قرار گرفت. مقدار فرسایش با استفاده از روابط تجربی متعدد بدست آمد، ولی نتایج بدست آمده قابل قبول نبود. سپس از تعیین متغیرهای مستقل شامل (عوامل توپوگرافی، هیدرولوژی، فرسایش پذیری خاک و عوامل زمینی (و سطح موثر فرسایش رودخانه ای به عنوان متغیر وابسته، با تجزیه و تحلیل آن ها در نرم افزار spss و استفاده از آزمون رگرسیونی چند متغیره، روابط برآورد مقدار فرسایش کنار رودخانه ای در چهار حالت مختلف بدست آمد و پارامترهای محیط بازه، دبی پیک، کشت آبی، زمان تمرکز، مرتع و مسکونی نقش بسیار زیادی در تشدید فرسایش کنار رودخانه ای از خود نشان می دهند. چرا که در رگرسیون چند متغیره جز اولین پارامترهایی هستند که وارد مدل می شوند.

کیفیت فیزیکی خاک¬های مناطق خشک و نیمه خشک ضعیف می¬باشد. هدف از این تحقیق بررسی اثرات کاه و کلش گندم بر برخی خصوصیات فیزیکی و هیدرولیکی دو نوع خاک ریز و درشت بافت منتخب از منطقه نیمه خشک بود. نمونه¬های خاک از دشت مغان برداشته شد. آزمایش گلخانه¬ای با طرح فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوک های کاملاً تصادفی با به کارگیری لوله¬های پولیکا به قطر 20 و ارتفاع 25 سانتی¬متر اجرا گردید. مقادیر کاه و کلش شامل صفر (شاهد)، 1، 2، 3 و 5 درصد وزنی در خاک هوا خشک بودند. طرح آماری آزمایش فاکتوریل با طرح پایه بلوک کاملاً تصادفی بود. فاکتور اول مقادیر مصرفی کاه و کلش در 5 سطح و فاکتور دوم کلاس بافت خاک در دو سطح بود. ستون¬های خاک در شرایط گلخانه¬ای با دمای ?4±22 و رطوبت 50 تا 75 درصد رطوبت ظرفیت مزرعه به مدت 6 ماه نگهداری شدند. کربن آلی، جرم مخصوص حقیقی، میانگین وزنی قطر خاکدانه¬ها (mwd) و منحنی رطوبتی خاک (smc) در مکش¬های3000، 5000، 10000 و 15000سانتی¬متر در نمونه¬های دست خورده اندازه¬گیری شد. جرم مخصوص ظاهری، هدایت هیدرولیکی اشباع (ks) و smc در مکش¬های صفر، 10، 20، 40، 60، 80 ، 100، 300 و 600 سانتی¬متر در نمونه¬های دست نخورده(سبلندرهای به قطر و ارتفاع 5 سانتی¬متر) تعیین گردید. پارامترهای ? و n وان گنوختن با به کارگیری نرم افزارretc و با استفاده ار داده¬های smcمحاسبه گردید. شاخص کیفیت فیزیکی خاک (sp) نیز با استفاده از پارامترهای smcشامل رطوبت اشباع (s?)، رطوبت باقیمانده (r?) و پارامتر n وان گنوختن محاسبه شد. نتایج نشان داد که استفاده از کاه و کلش در مقادیر 1 تا 5 درصد باعث افزایش کربن آلی (4/4 تا % 47/0 و 1/15 تا % 6/105)، تخلخل کل ( 5/10 تا %1/ 42و 4/31 تا %65)، mwd (100 تا %2/266 و 5/12 تا % 5/62 )، ks ( 22 تا %4/195 و 80 تا % 85/162)،رطوبت fc (65/11 تا % 6/24 و 87/7 تا% 20 )، رطوبت قابل استفاده ( 20 تا % 6/26 و 5/12 تا %37/59)، r? (3/33 تا % 3/66 تا 1/9 تا %45)، ? ( 10 تا %50 و 5/12 تا %37/59)، پارامتر n (63/0 تا %7 و 5/12 تا %37/59) و sp(71/5 تا % 6/14 و 53/8 تا %3/29) و کاهش جرم مخصوص ظاهری ( 3/1 تا % 48/1 و 3/1 تا% 4/1) نسبت به شاهد به ترتیب در خاک لوم شنی و لوم رسی گردیدند. کلیه مقادیر مصرفی کاه و کلش باعث کاهش معنی¬دار منافذ ماکرو (mµ75<) در هر دو خاک نسبت به شاهد گردید. همچنین منافذ میکرو (mµ 35>) درخاک لوم رسی به طور معنی¬دار بیشتر از خاک لوم شنی بود. بنابراین، استفاده از کاه و کلش گندم باعث بهبود کیفیت فیزیکی هر دو خاک ریز و درشت بافت مورد آزمایش گردید اگرچه تاثیر کاه و کلش بر خاک لوم رسی مشهودتر از لوم شنی بود.