محسن شکل آبادی

با توجه به مشکل جذب عناصر غذایی در خاک های مناطق خشک و نیمه خشک و همچنین مشکل فسفر در خاک اسیدی و مشکل آلودگی و نشر گازهای گلخانه ای توسط کودهای دامی در این مطالعه از بیوسالید و بیوچار و نانوبیوچار و نانوذره حاصل از آن که روشی نوین است برای رفع این مشکلات استفاده شد. این مطالعه با هدف بررسی تاثیر استفاده از بیوچار و نانوبیوچارهای تهیه شده از پودر هسته خرما در دمای متفاوت در چند خاک دارای مشکل شوری و سدیمی و یک خاک اسیدی بر خصوصیات فیزیکی، شیمیایی، بیوشیمیایی و بیولوژیکی خاک در دو قسمت آزمایشگاهی و گلخانه ای انجام گردید. چهار نوع خاک اسیدی، آهکی، شور سدیمی و شور سدیمی شدید با ویژگی های متفاوت انتخاب گردیدند. پودر هسته خرما به عنوان ماده آلی غنی، انتخاب شده و در دو دمای ºC400 و ºC800 پیرولیز شده و به بیوچار تبدیل شدند. بخشی از بیوچارها با استفاده از روش گوی غلتان به اندازه نانو تبدیل شدند. پودر هسته خرما با روش هیدروترمال به نانوذره تبدیل شد. مواد مذکور به نسبت 5/2 درصد با خاک مخلوط شدند. در ابتدا نمونه های خاک تیمار شده به مدت 180 روز در دمای آزمایشگاه و رطوبت 70 درصد ظرفیت مزرعه نگهداری شدند و در زمانهای 1، 30، 60، 90 و 180 روز نمونه برداری شدند. در مرحله گلخانه ای نیز گیاه گل گاوزبان اروپایی در گلدان کشت شد و بعد از 60 روز برداشت و خاک های ریزوسفری و غیرریزوسفری جدا شدند. در نمونه های خاک نگهداری شده در آزمایشگاه ویزگی های قابلیت هدایت الکتریکی ، واکنش خاک،کربن آلی،کلسیم،منیزیم،سدیم،پتاسیم، اجزای مختلف فسفر و آنزیم های فسفومونواستراز اسیدی و قلیایی و پروتئاز و بتاگلوکوزیداز، شاخص پایداری خاکدانه،میانگین وزنی قطر خاکدانه،کربن آلی خاکدانه ای و کربوهیدرات خاکدانه ای به سه روش عصاره گیری با آب داغ،آب سرد و اسیدسولفوریک رقیق و در نمونه های کشت گلدانی ویژگی های شوری، واکنش خاک،کربن آلی،کلسیم،منیزیم،سدیم،پتاسیم، اجزای مختلف فسفر و آنزیم های فسفومونواستراز اسیدی و قلیایی و پروتئاز و بتاگلوکوزیداز اندازه گیری شد. در بخش انکوباسیون طرح آماری فاکتوریل تصادفی که فاکتورها 7 تیمار و 4 نوع خاک و در بخش گلدانی طرح آماری فاکتوریل کاملا تصادفی که فاکتورها 7 تیمار ماده آلی و 4 خاک و 2 بخش ریزوسفر و غیر ریزوسفر بود. مقدار رسانایی الکتریکی خاک ها با اضافه کردن تیمارهای بیوچار و نانوبیو

ریزوسفر مفهومی است که برای توصیف حجم خاک اطراف ریشه های زنده گیاهان و متاثر از آنها بکار می رود. ریشه های گیاهان با ترشح اسیدهای آلی، دی اکسید کربن و بسیاری از ترکیبات کربن دار آلی موجب اسیدی شدن محیط ریزوسفر و تاثیر بر بسیاری از ویژگی های فیزیکی، شیمیائی، بیوشیمیائی و کانی شناسی خاک می شوند. از طرفی گیاهان مرتعی دارای سهم بسزائی در تغییرات ویژگی های خاک ها در مناطق خشک و نیمه خشک دارند. لذا این پژوهش به منظور بررسی اثر فعالیت های ریزوسفری گونه های مرتعی اگروپیرون (Agropyron cristatum)، گون (Astragalus verus)، فستوکا (Festuca ovina)، فلومیس (Phlomis olivieri) و تاناستوم (Tanacetum parthenium) بر برخی ویژگی های خاک های تحت تاثیر ریشه ی این گیاهان در استان همدان و با نمونه برداری کاملاً تصادفی در فالب طرح فاکتوریل انجام شد. جداسازی خاک های ریزوسفری از ریشه ها پس از خشک شدن نمونه ها با تکان دادن ریشه ها صورت پذیرفت و خاک های مختلفی بدست آمد که عبارت بودند از: الف- خاک های بین ریزوسفری که در بین ریشه های گیاهان قرار گرفته بودند و تحت تاثیر فعالیت های ریشه ها بودند. این خاک ها به ریشه های گیاهان نچسبیده بودند و بدون تکان دادن ریشه ها از آنها جدا می شدند. ب- خاک های ریزوسفری که به ریشه ها چسبیده بودند و پس از خشک شدن با تکان دادن از ریشه ها جدا می شدند. پ- خاک های غلاف ریزوسفری (rhizosheath) به عنوان خاک هایی که با شدت و قدرت زیاد به ریشه های موئین چسبیده بودند و با تکان دادن از ریشه ها جدا نمی شدند، در نظر گرفته شدند که جهت جداسازی این خاک ها از ریشه ها از انگشتان دست استفاده گردید. همچنین خاک هایی که تحت تاثیر فعالیت های ریشه قرار نگرفته بودند توده ی خاک نامیده شدند. برخی ویژگی های خاک از قبیل: pH، کربنات کلسیم معادل CCE، اکسیدهای آهن، کربن آلی، نیتروژن، بخش های مختلف پتاسیم، تغییرات کانی شناسی، بخش بندی بیوشیمیائی کربن آلی، کربوهیدرات ها و فنول ها، بخش بندی فیزیکی کربن آلی و کانی شناسی بخش های مختلف اندازه دانه ای کربن اندازه گیری شد. نتایج پژوهش نشان داد که فعالیتهای ریزوسفری همه ی گیاهان مرتعی در این تحقیق موجب افزایش اسیدیته در نواحی ریزوسفری شدند که با دور شدن از سطح ریشه ها میزان اسیدیته بصورت تدریجی کاهش می یافت. همچنین تغییرات کربنات کلسیم معادل خاک نیز تابعی از

فرسایش آبکندی یکی از مهم ترین فرآیند های هدر رفت خاک به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک می باشد. استفاده از تکنیک نقشه برداری دیجیتال به منظور شناسایی مناطق با حساسیت بالا به تشکیل فرسایش آبکندی، قدرت تفکیک پذیری مناسب عوامل کنترل کننده فرسایش آبکندی و همین طور تعیین مهمترین متغیر های محیطی تاثیر گذار در تشکیل فرسایش آبکندی یک امر ضروری و مفید در کنترل و کاهش آسیب های محیطی ناشی از این نوع فرسایش می باشد. بنابراین مهم ترین اهداف این پژوهش که در قالب مطالعات مختلف صورت گرفت عبارتند از تهیه نقشه حساسیت به فرسایش آبکندی، شناسایی مهمترین متغیرهای محیطی تاثیر گذار روی فرسایش آبکندی، مقایسه عملکرد مدل های آماری پیشرفته و دو متغیره در تهیه نقشه حساسیت به فرسایش آبکندی و تعیین قدرت تفکیک پذیری مناسب برای متغییرهای محیطی کنترل کننده فرسایش آبکندی می باشد. این پژوهش در بخشی از منطقه سد اکباتان با مساحت تقریبی 5/18 کیلومتر مربع واقع در جنو ب غربی شهرستان همدان، که دارای تعداد زیادی آبکند و همین طور حساسیت بالا به تشکیل فرسایش آبکندی می باشد، انجام شد. در ابتدا موقعیت مکانی آبکندهای موجود در منطقه از طریق بازدید صحرایی و استفاده از دستگاه موقعیت یاب جهانی (GPS) ثبت گردید و سپس به کمک تصاویر ماهواره ای موجود در نرم افزار گوگل ارث شکل دقیق مناطق تحت تاثیر آبکندهای موجود شناسایی و درنهایت نقشه مربوط توزیع مکانی آبکند ها تهیه شد. در مطالعه اول نقشه های مربوط به 16 متغیر محیطی تاثیرگذار روی توزیع مکانی فرسایش آبکندی از قبیل ارتفاع، جهت شیب، درجه شیب، حوضه آبریز، انحنای طرح ، انحنای نیمرخ ، شاخص خیسی توپوگرافیکی (TWI)، شاخص قدرت جریان (SPI)، فاصله از رودخانه، فاصله از جاده، زمین شناسی، کاربری اراضی، شاخص اختلاف پوشش گیاهی نرمال شده (NDVI)، بافت خاک و نقشه توزیع مکانی کربنات کلسیم و کربن آلی خاک با قدرت تفکیک پذیری 10 متر تهیه شدند. بعد از انجام آزمون هم خطی این مجموعه داده به طور تصادفی به دو مجموعه داده آموزشی(شامل 70 درصد از کل داده ها) و اعتبار سنجی (شامل 30 درصد از کل داده ها) تقسیم شد. در ادامه به کمک هشت مدل آماری پیشرفته از قبیل مدل خطی تعمیم یافته (GLM)، مدل جمعی تعمیم یافته (GAM)، رگرسیون اسپیلاین چند متغیره تطبیقی (MARS)، شبکه عصبی مصنوعی (ANN)، ماشین بردار پشتیبان (SVM)، درخت

سیاست افزایش تولید در بخش کشاورزی بدون توجه به حجم و نوع مصرف سموم و کودهای شیمیایی نگرانی های زیست-محیطی زیادی را به همراه داشته، به طوری که اغلب تحقیقات، ناپایداری استفاده از منابع اکولوژیکی در این بخش را تایید کرده اند. در این رابطه با توجه به تنوع اثرات زیست محیطی کشاورزی نظیر تخریب منابع اکولوژیکی، روش های مختلفی برای ارزیابی اثرات زیست محیطی به وجود آمده و توسعه یافته است. یکی از مدل های کمّی مهم در این زمینه، تحلیل ردپای اکولوژیکی است که چشم انداز پایداری قوی را در نظر دارد و استفاده از آن در کشاورزی موضوعی جدید و در حال تکامل است که در این تحقیق مورد تاکید قرار گرفته است. برای ارزیابی ردپای اکولوژیکی اراضی تحت کشت گندم آبی در منطقه مورد مطالعه از شاخص های مختلفی استفاده شده است. در این تحقیق، 370 نفر از کشاورزان عضو تعاونی های تولید کشاورزی و نظام که همزمان با استفاده از دو سیستم؛ خاک ورزی حفاظتی و مرسوم (رایج)، مراحل کاشت و برداشت گندم آبی را انجام می دادند، به عنوان نمونه برای ارزیابی ردپای اکولوژیکی گندم آبی در سال زراعی 93-92 در استان همدان انتخاب شدند. بعلاوه از شاخص توان اکولوژیکی با دو روش روی هم گذاری نقشه ها در محیط GIS و نمونه برداری از خاک نیز برای ارزیابی توان اکولوژیکی اراضی کشاورزی استان استفاده شد. برای تحلیل داده ها نرم افزارهای، Excel، Spss، GIS، Choice Expert و Surfer9 مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج پژوهش نشان داد که ردپای اکولوژیکی بر حسب مصرف نهاده ها در سیستم کشت مرسوم (رایج)، 96/2 و در سیستم کشت حفاظتی، 84/2 معادل هکتار جهانی می-باشد. آزمون مقایسه میانگین نشان داد که بین میانگین نمره ردپای اکولوژیکی در سیستم خاک ورزی حفاظتی با سیستم مرسوم (رایج)، تفاوت معنی داری در سطح 05/0 وجود دارد. یافته های تحلیل کلاستر نیز نشان داد که ردپای اکولوژیکی بیش از 70 درصد از کشاورزان در سطح اثرات ناپایداری زیاد و بقیه در سطح ناپایداری کم قرار دارند. نتایج روش روی هم گذاری نقشه ها نشان داد که در میان فاکتورهای مورد بررسی، اسیدیته و شوری خاک به ترتیب با وزن نهایی 313/0 و 228/،0 مهم ترین فاکتور های اثرگذار بر توان اکولوژیک اراضی کشاورزی استان هستند. نتایج حاصل از تحلیل داده های مربوط به نمونه برداری از خاک نیز تایید کرد که اسیدیته و شوری خاک، طی گذشت زمان،