هدف این پژوهش بررسی اثر مصرف همزمان نفت خام و شکل های مختلف نیتروژن بر تنفس خاک، کربن بیوماس میکروبی و فعالیت برخی آنزیم ها در دو خاک شنی و رسی به طور جداگانه بود. آزمایش ها به صورت فاکتوریل 4×3 در قالب طرح پایه کاملاً تصادفی در سه تکرار و در شرایط آزمایشگاهی در هر دو خاک اجرا شد. برای این منظور، ابتدا نمونه های خاک رسی و شنی توسط سطوح صفر، 5 و %10 نفت خام آلوده شده و سپس از نمک های نیتروژن دار نیترات پتاسیم، کلرید آمونیوم و مخلوطی از این دو استفاده گردید. نتایج نشان داد در خاک شنی با افزایش سطح نفت خام از صفر به ?5 و ?10، میزان معدنی شدن کربن افزایش یافت. افزودن همزمان نفت خام و نیتروژن به این خاک سبب گردید تیمار nh4 و سطح ?10 نفت خام بیشترین میزان معدنی شدن کربن را به خود اختصاص دهد. در تمام تیمارهای نیتروژن خاک شنی به جز تیمار no3 و سطح ?10، سطوح نفت خام سبب افزایش فعالیت آریل سولفاتاز شدند. همچنین تیمار خاک شنی با نیتروژن و نفت خام سبب افزایش فعالیت اوره آز و فسفاتاز قلیایی گردید اما فعالیت آنزیم ساکاراز بسیار متغیر بود. نتایج این تحقیق نشان داد افزودن هم زمان نیتروژن و نفت خام به خاک رسی بر میزان تنفس میکروبی اثر معنی دار نداشت؛ در حالی که تمام تیمارهای نیتروژن به همراه سطح بالای نفت خام (?10) سبب افزایش کربن بیوماس میکروبی در این خاک شدند؛ فعالیت آنزیم ها در تیمارهای مختلف نیتروژن خاک رسی اغلب در سطح ?5 نفت خام کاهش و در سطح ?10 افزایش داشته است. آنزیم آریل سولفاتاز در تمام تیمارهای نیتروژن و سطح ?5 نفت خام خاک رسی کاهش یافت در حالی که در سطح ?10 فعالیت این آنزیم تنها در تیمار no3 کاهش پیدا کرد. فعالیت آنزیم اوره آز در تمام تیمارهای نیتروژن و سطوح نفت خام به استثنای تیمار nh4 و سطح ?5 نفت خام در این خاک افزایش معنی دار نشان داد. سطح ?10 نفت خام و تیمارهای نیتروژن سبب افزایش فعالیت ساکاراز شدند اما تنها تیمارهای بدون نیتروژن و no3 به همراه سطح ?5 نفت خام فعالیت این آنزیم را افزایش دادند. فعالیت آنزیم فسفاتاز قلیایی در تیمارهای no3 و سطح 5 و ?10 نفت خام و تیمار nh4 و سطح ?10 در خاک رسی افزایش و در سایر تیمارها کاهش یافت. به طور خلاصه، آلوده شدن خاک به نفت خام برخی شاخص های زیستی را افزایش و برخی دیگر را کاهش می دهد که به نوع بافت خاک، شکل نیتروژن، غلظت نفت خام و نوع شاخص زیستی بستگی دارد. نفت خام به علت غنی بودن از نظر کربن و سایر عناصر غذایی از یک سو سبب تحریک فعالیت میکروبی می شود و از سوی دیگر به علت داشتن ترکیبات و عناصر سمی اثر بازدارندگی بر رشد و فعالیت میکروبی و آنزیمی خاک دارد. با این حال، کاربرد نیتروژن در خاک های آلوده به نفت خام در اکثر موارد سبب بهبود فعالیت میکروبی و آنزیمی احتمالاً از طریق تعدیل نسبت c:n خاک های آلوده می شود. موثرترین شکل نیتروژن در تحریک و بهبود فعالیت میکروبی و آنزیمی در خاک شنی، nh4 و در خاک رسی no3 است که این، نقش ویژگی خاک های مختلف را در تأمین نیازهای تغذیه ای ریزجانداران به اثبات می رساند.

در پژوهش حاضر، داده های حاصل از آزمایش های نفوذپذیری صورت گرفته به روش استوانه های مضاعف در 210 نقطه از مناطق مختلف کشور جمع آوری گردید. همچنین، با حفر پروفیل در نزدیکی نقاط اندازه گیری نفوذ آب به خاک، لایه های پدوژنیک خاک مشخص و از دو افق پدوژنیکی سطحی نمونه برداری و ویژگی های رطوبت اوّلیّه، جرم ویژه ظاهری خاک، فراوانی نسبی ذرّات، میزان ماده ی آلی، درصد سنگریزه، میزان آهک، رطوبت ظرفیت زراعی و رطوبت پژمردگی دایم اندازه گیری گردید. در این پژوهش، دو گونه شبکه عصبی پی ریزی شد. در شبکه های گونه ی نخست، ویژگی های افق سطحی، به صورت سلسله ای، به عنوان متغیّرهای ورودی مورد استفاده قرار گرفت. در شبکه های عصبی گونه ی دوم، از ویژگی های دو افق پدوژنیکی و به روش تجزیه ی مولفه های اصلی به عنوان متغیّرهای ورودی استفاده گردید. نتایج مقایسه ی عملکرد مدل های نفوذ نشان داد که در مقایسه با دیگر مدل های مورد بررسی، عملکرد مدل کوستیاکوف-لوییز در برآورد نفوذ تجمعی از روندی پایدارتر برخوردار بود. به گونه ای که این مدل در اکثر مناطق، کلاس های بافتی خاک و کاربری های اراضی مورد بررسی حایز رتبه ی نخست ارزیابی گردید. به طور کلّی، مدل های هورتون، کوستیاکوف و فیلیپ مدل هایی کم برآوردگر و مدل های کوستیاکوف-لوییز، سازمان حفاظت خاک آمریکا (scs) و گرین و امپت مدل هایی بیش برآوردگر بودند. مدل های کوستیاکوف -لوییز و هورتون در اکثر مناطق مطالعاتی، کلاس های بافتی خاک و کاربری های اراضی مورد مطالعه به ترتیب، به طور سیستماتیک بیش برآوردگر و کم برآوردگر بودند. نتایج ارزیابی اعتبار توابع انتقالی و شبکه های پی ریزی شده نشان داد که تمامی شبکه های گزینشی بیش برآوردگر و تمامی توابع انتقالی کم برآوردگر بوده اند. همچنین، با افزایش زمان از ابتدای آزمایش نفوذپذیری، مقدار آماره ی rmse افزایش یافت. مقادیر آماره ی ضریب کارآیی مدل (ef) در تمامی توابع انتقالی و شبکه های پی ریزی شده مقداری مثبت و به طور کلّی، با گذشت زمان از ابتدای آزمایش نفوذپذیری، دارای روندی افزایشی بود. این امر حاکی از آن بود که با افزایش زمان از ابتدای آزمایش نفوذپذیری، کارآیی توابع انتقالی و شبکه های پی ریزی شده، بهبود یافته است. همچنین، شبکه های عصبی گونه ی نخست با میانگین rmsd معادل با 307/6 سانتی متر بهترین عملکرد را در برآورد منحنی نفوذ تجمعی داشتند.

هدایت آبی اشباع و پارامتر طول درشت مویینگی از ویژگی های هیدرولیکی خاک می باشند که تعیین آنها برای مدل سازی جریان آب و انتقال املاح در خاک بسیار مهم است. با توجه به اهمیت فراوانی که این پارامترها در تعیین نفوذ آب به خاک دارند، اندازه گیری آنها در بررسی فرآیند نفوذ آب به خاک ضروری است. از سوی دیگر اندازه گیری نفوذ آب به خاک دشوار، وقت گیر و پرهزینه است. یکی از راه های چیرگی بر این مشکل، استفاده از روش های غیرمستقیم از جمله توابع انتقالی خاک در تعیین این پارامترها می باشد. هدف از این پژوهش، پی ریزی توابع انتقالی جهت برآورد هدایت آبی اشباع و پارامتر عکس طول درشت مویینگی بود. بدین منظور هدایت آبی اشباع و پارامتر عکس طول درشت مویینگی و همچنین برخی ویژگی های زودیافت دو لایه پدوژنیکی سطحی و زیرسطحی خاک در 60 نقطه از دشت آزدگان واقع در شهرستان شهرکرد با استفاده از تک استوانه و به روش بار ثابت چندگانه اندازه گیری شد. با استفاده از ویژگی های زودیافت اندازه گیری شده، به روش رگرسیون گام به گام توابعی برای برآورد هدایت آبی اشباع و پارامتر عکس طول درشت مویینگی ایجاد گردید. اعتبار توابع اشتقاق یافته در تعیین هدایت آبی اشباع و پارامتر عکس طول درشت مویینگی با استفاده از جذر میانگین مربعات خطا (rmse)، میانگین خطا (me)، خطای نسبی (re) و ضریب همبستگی پیرسون ارزیابی شد. نتایج نشان داد که هدایت آبی اشباع و پارامتر عکس طول درشت مویینگی به ترتیب با ضرایب همبستگی 92/0 و 72/0 بیشترین همبستگی را با جرم وی‍ژه ظاهری خاک داشتند. همبستگی معنی داری (p<0.05) بین توزیع اندازه ای ذرات خاک و هدایت آبی اشباع و پارامتر عکس طول درشت مویینگی وجود نداشت. این امر را می توان در شباهت زیاد خاک های انتخابی از نظر کلاس بافتی و همچنین متاثر بودن این دو پارامتر از منافذ درشت خاک دانست. کارآمدترین توابع در برآورد هدایت آبی اشباع و پارامتر عکس طول درشت مویینگی به ترتیب قادر به بیان 85 و 66 درصد از تغییرات این دو پارامتر بودند. تمامی توابع اشتقاق یافته، هدایت آبی اشباع و پارامتر عکس طول درشت مویینگی را کمتر از مقدار واقعی برآورد کردند.

به منظور بررسی اثرات آشفتگی اکوسیستم بر خاک افزون بر کل ماده آلی، اجزای مختلف آن نیز اندازه گیری می شود، زیرا اغلب تفکیک مواد آلی خاک به درک بهتر اثر آشفتگی اکوسیستم بر پویایی ماده آلی خاک و ارزیابی دقیق تر ذخیره آن در اکوسیستم کمک می کند. روش های گوناگون برای تفکیک فیزیکی اجزای ماده آلی خاک وجود دارد که از جمله آنها می توان به جداسازی خاکدانه ها به روش الک تر و تفکیک بر اساس اندازه ذرات اولیه خاک (ارتعاش فراصوت در آب) اشاره نمود. مدیریت های متفاوت مرتع ممکن است باعث تغییر کمّیت و کیفیت ماده آلی ورودی به خاک و در نتیجه اجزای مختلف آن در خاک گردد. از این رو، هدف مطالعه حاضر بررسی توزیع کربن و نیتروژن در اجزای مختلف خاکدانه ها و ذرات اولیه خاک، و همچنین پویایی کربن آنها در برخی مراتع حفاظت شده زاگرس مرکزی با شرایط مدیریتی متفاوت بود. نمونه های خاک (4=n) از عمق صفر تا 15 سانتی متری اراضی تحت قرق، چرای کنترل شده و چرای مفرط در سه منطقه سبزکوه، بروجن و شیدا تهیه گردید. ابتدا برخی ویژگی های اولیه خاک کل اندازه گیری و در ادامه نمونه خاک ها به دو روش الک تر و جداسازی ذرات اولیه خاک تفکیک شدند. سپس میزان کربن آلی، نیتروژن کل، معدنی شدن کربن و کربن زیست توده میکروبی در خاک کل، اجزای مختلف خاکدانه ها و نیز ذرات اولیه خاک اندازه گیری گردیدند. نتایج حاکی است در منطقه سبزکوه شاخص های پایداری خاکدانه ها در مدیریت کنترل ورود دام، در حالی که در دو منطقه بروجن و شیدا در مدیریت قرق افزایش نشان دادند. بر اساس نتایج این تحقیق، مدیریت مرتع تأثیری بر کربن آلی خاک کل و معدنی شدن آن نداشت در حالی که مخازن فعال، توزیع کربن بین اجزای مختلف خاکدانه ها و همچنین ذرات اولیه خاک را تغییر داد. نتایج نشان داد در منطقه های سبزکوه و بروجن، مدیریت قرق ولی در منطقه شیدا مدیریت های چرای کنترل شده و قرق بیشترین مقدار ماده آلی ذرّه ای و کربوهیدرات ها را به خود اختصاص دادند. در منطقه سبزکوه در دو مدیریت قرق و چرای کنترل شده، فرکشن 2- 5/0 میلی متر خاکدانه ها، در حالی که در مدیریت چرای آزاد فرکشن 25/0- 053/0 میلی متر، بیشترین مقدار کربن آلی، نیتروژن کل، معدنی شدن کربن و کربن زیست توده میکروبی را داشتند. این در حالی بود که در منطقه-های بروجن و شیدا در هر سه مدیریت مرتع از خاکدانه های درشت به ریز کربن آلی، نیتروژن کل، معدنی شدن کربن و کربن زیست توده میکروبی خاکدانه ها افزایش یافت. مقایسه بین مدیریت های مختلف مرتع در این دو منطقه روند معیّنی بین خاکدانه-های درشت و ریز نشان نداد. میزان کربن و نیتروژن در اجزای مختلف ذرات اولیه خاک به ترتیب در اجزای رس، سیلت و شن افزایش یافت. مقایسه بین مدیریت های مختلف مرتع در دو منطقه سبزکوه و بروجن حاکی است مدیریت قرق منجر به افزایش مقدار کربن و نیتروژن اجزای شن و رس و همچنین افزایش معدنی شدن کربن جزء شن گردید. در حالی که، مقایسه بین مدیریت های مختلف مرتع منطقه شیدا نشان داد چرای مفرط منجر به افزایش مقدار کربن و نیتروژن جزء سیلت و معدنی شدن کربن جزء رس گردید. در منطقه سبزکوه بیشترین معدنی شدن کربن در جزء شن مدیریت قرق و در اجزای شن و سیلت مدیریت های چرای کنترل شده و آزاد بود. در منطقه بروجن در هر سه مدیریت مرتع جزء سیلت بیشترین مقدار معدنی شدن کربن را دارا بود. بیشترین معدنی شدن کربن آلی در مدیریت های مختلف منطقه شیدا نیز در اجزای شن و سیلت مشاهده شد. نتایج این تحقیق نشان داد پتانسیل خاک های مرتعی زاگرس مرکزی برای ترسیب کربن به نوع مدیریت مرتع و رژیم چرای دام بستگی دارد. در مجموع، همان طور که انتظار می رفت عکس العمل اجزای مختلف کربن در خاکدانه ها و ذرات اولیه خاک ها به مدیریت مرتع سریع تر از پاسخ کربن کل خاک می باشد.

مدیریت اراضی مرتعی ممکن است توزیع کربن کل خاک را بین اجزاء مختلف کربن تغییر دهد، زیرا اغلب عکس العمل اجزاء مختلف کربن به تغییرات مدیریتی سریع تر از عکس العمل کربن کل خاک می باشد. از این رو، محققان برای پی بردن به اثرات آشفتگی اکوسیستم ناشی از مدیریت و تغییر کاربری اراضی بر تغییر و تحول کربن آلی خاک، افزون بر کل کربن ، اجزاء یا ذخایر مختلف آن را نیز اندازه گیری می کنند. از جمله این روش ها می توان به جداسازی خاکدانه ها به روش الک خشک و اندازه گیری کربن در اجزای مختلف خاکدانه ها اشاره نمود. گرچه اثر خاکورزی و تغییر کاربری اراضی بر میزان و توزیع اجزاء مختلف کربن کل خاک مورد ارزیابی قرار گرفته است ولی به اثر چرای دام کمتر پرداخته شده است. از این رو، هدف این پژوهش بررسی اثر چرای گوسفند بر میزان و توزیع کربن، نیتروژن، معدنی شدن کربن (تنفس میکروبی خاک) و بیوماس میکروبی در فرکشن های فیزیکی خاک بود. در این مطالعه سه مدیریت مرتع شامل قرق، چرای کنترل شده و چرای آزاد در مجاورت یکدیگر در چهار تکرار در سه منطقه سبزکوه، بروجن و شیدا در استان چهارمحال و بختیاری انتخاب و نمونه برداری خاک (cm 15-0) صورت پذیرفت. علاوه بر اندازه گیری خصوصیات اولیه (بافت خاک، ph و کربنات کلسیم معادل)، نمونه های خاک به روش الک خشک به پنج کلاس خاکدانه شامل 2-1، 1-5/0، 5/0-25/0، 25/0-053/0 و 053/0> میلی متر تفکیک گردیدند. در ادامه میزان کربن آلی، نیتروژن کل، کربن بیوماس میکروبی و معدنی شدن کربن هم در کل خاک و هم در فرکشن های خاکدانه ها اندازه گیری شدند. مقادیر شن، سیلت، رس و کربنات کلسیم معادل بین سه مدیریت مختلف مرتع در هر سه منطقه اختلاف معنی دار نداشتند که بیانگر این است مواد مادری مکان های نمونه برداری شده یا همان مدیریت های مختلف مرتع یکسان می باشد. همچنین مقادیر کربن آلی و کربن معدنی شده طی 30 روز انکوباسیون در کل خاک بین مدیریت های گوناگون مرتع در دو منطقه سبزکوه و بروجن تفاوت معنی دار نداشتند. با این وجود، مقدار نیتروژن کل در این دو منطقه در مدیریت قرق بیشتر از دو مدیریت دیگر بود. نتایج نشان داد که در دو منطقه سبزکوه و بروجن مدیریت چرای آزاد اغلب شاخص های مرتبط با خاکدانه سازی و پایداری خاکدانه ها را به درجات مختلف کاهش داد و اعمال مدیریت چرای کنترل شده و قرق بلند مدت اثرات مثبت بر خاکدانه سازی و پایداری خاکدانه ها به همراه داشت. نتایج نشان داد که علیرغم عدم تأثیر معنی دار مدیریت مرتع بر کل کربن و معدنی شدن کربن کل خاک، اثر آن بر کربن فرکشن های مختلف خاکدانه ها محسوس بود. نتایج حاکی است در دو منطقه سبزکوه و بروجن، فرکشن های ماکرو مدیریت های قرق و چرای کنترل شده کربن، نیتروژن و کربن معدنی شده بیشتری در مقایسه با مدیریت چرای آزاد داشتند در حالی که کربن، نیتروژن و کربن معدنی شده فرکشن های میکرو در چرای آزاد بیشتر از دو مدیریت دیگر بود. همچنین در دو مدیریت قرق و چرای کنترل شده کربن، نیتروژن، کربن معدنی شده و بیوماس میکروبی خاکدانه های ماکرو در مقایسه با خاکدانه های میکرو بالاتر بود. نتایج به دست آمده از منطقه شیدا به دلیل مدت کوتاه قرق و سابقه کشت و کار تا حدودی با دو منطقه دیگر متفاوت بود. در این منطقه کربن آلی، نیتروژن کل و معدنی شدن کربن خاکدانه های ماکرو در مدیریت چرای آزاد بیشتر از دو مدیریت دیگر بود. به طور خلاصه، نتایج پژوهش حاضر نشان داد که پاسخ اجزای مختلف کربن در خاکدانه ها به مدیریت مرتع سریع تر از پاسخ کربن کل خاک است و اینکه قرق بلند مدت مرتع سبب ترسیب کربن در خاکدانه های ماکرو و چرای دام باعث خروج آن می گردد. بنابراین، انتظار می رود کیفیت خاک های مرتعی و نقش آنها در چرخه جهانی کربن و تغییرات اقلیمی پیش بینی شده در شرایط مدیریت مناسب قرق حائز اهمیت فراوان باشد.

نفوذ آب به خاک یکی از مهمترین خصوصیات فیزیکی خاک است که در طراحی سیستم های آبیاری و زهکشی و دیگر فرایندهای هیدرولوژیکی حائز اهمیت است. هدف از این پژوهش مقایسه هدایت آبی اشباع (kfs)، پارامتر عکس طول درشت مویینگی (*?) و ضریب جذب خاک (s) اندازه گیری شده به روش های بار افتان ساده سازی شده (sfh)، بار ثابت چندگانه (mch) و نفوذسنج مکشی (ti) بود. بدین منظور، هدایت آبی اشباع در رطوبت های اولیه خشک و مرطوب در خاک های با درجات مختلف انبساط و انقباض اندازه گیری شد. همچنین در این پژوهش، عملکرد مدل های کوستیاکف، کوستیاکف–لوییس، هورتون، scs و فیلیپ در برآورد نفوذ تجمعی در خاک های ورتی سول و غیرورتی سول با دو کاربری مرتع و گندم در شرایط رطوبتی اولیه مرطوب و خشک ارزیابی گردید. بدین منظور، نفوذ آب به خاک در اراضی انتخابی به روش بار ثابت چندگانه اندازه گیری شد. پارامتر های هر مدل به روش بهینه سازی حداقل مربعات تعیین گردید. به منظور ارزیابی و مقایسه عملکرد مدل های مورد بررسی از آماره های میانگین خطا، میانگین قدر مطلق میانگین خطا، ریشه میانگین مربعات خطا، انحراف معیار ریشه میانگین مربعات خطا، شاخص کارآیی مدل و شاخص ویلموت استفاده گردید. نتایج نشان داد که در حالت رطوبت اولیه خشک خاک به دلیل جریان ترجیحی حاصل از باز بودن درز و ترک ها اندازه گیری هدایت آبی اشباع با استفاده از روش sfh و روش mch امکان پذیر نبود، در حالی که نفوذسنج مکشی با جلوگیری از جریان ترجیحی، امکان اندازه گیری این پارامتر را در فراهم کرد. در رطوبت اولیه مرطوب، مقادیر اندازه گیری شده هدایت آبی اشباع به روش sfh و روش mch بزرگتر از مقادیر اندازه گیری شده آن به روش نفوذسنج مکشی بود. از دیگر سو همبستگی بین هدایت آبی اشباع اندازه گیری شده با استفاده از هر سه روش مثبت و معنی دار بود. به طوری که بیشترین همبستگی بین روش بار ثابت چندگانه و روش بار افتان ساده سازی شده (97/0=r) و کمترین همبستگی بین روش بار افتان ساده سازی شده و روش نفوذسنج مکشی (73/0=r) بدست آمد. نتایج حاصل از تحلیل آماری بدست آمده با استفاده از آزمون t نشان داد در رطوبت اولیه مرطوب بین مقادیر هدایت آبی اشباع بدست آمده از سه روش اندازه گیری، درسطح احتمال 5 درصد اختلاف معنی داری وجود نداشت. همچنین بین سه روش در اندازهگیری عکس طول درشت مویینگی و ضریب جذب خاک در سطح احتمال 5 درصد اختلاف معنیدار وجود نداشت. با توجه به مزایای روش بار افتان ساده سازی شده و نفوذسنج مکشی می توان آن ها را به عنوان روشی مناسب در اندازه گیری پارامترهای نفوذ آب به خاک های سنگین بافت توصیه کرد. در رطوبت اولیه خشک، مدل کوستیاکف- لوییز در خاک های غیر ورتی سول با کاربری مرتع دارای بیشترین دقت در برآورد نفوذ تجمعی بود. همچنین، مدل های فیلیپ و کوستیاکف دارای بیشترین خطای برآورد بودند. نتایج نشان داد، در رطوبت اولیه مرطوب خاک، مدل هورتون در مقایسه با سایر مدل های مورد بررسی در کاربری های گندم و مرتع بیشترین دقت را در برآورد نفوذ تجمعی داشت. همچنین مدل های فیلیپ و scs دارای بیشترین خطای برآورد بودند. در مجموع، مدل های کوستیاکف–لوییز و کوستیاکف مدل هایی بیش برآوردگر و مدل های هورتون، scs و فیلیپ کم برآوردگر بودند. در شرایط رطوبت اولیه مرطوب، مدل هورتون در هر دو کاربری بهترین عملکرد (0783/0rmse=) را در بیان فرایند نفوذ آب به خاک های ورتی سول و غیر ورتی سول داشت. با این حال، در شرایط رطوبتی اولیه خشک، مدل کوستیاکف- لوییز (0596/0rmse=) بیشترین کارآیی را در بیان نفوذ آب به خاک های غیر ورتی سول نشان داد.

وقوع آتش سوزی در مراتع یکی از عوامل اصلی تخریب خاک و اکوسیستم می باشد. در نتیجه ی وقوع آتش سوزی ، ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و میکروبیولوژیکی خاک دستخوش تغییر می شوند. هدف این پژوهش، مطالعه تاثیر آتش سوزی بر برخی ویژگی های فیزیکی و توزیع کربن آلی خاک در مراتع نیمه استپی کرسنک واقع در استان چهارمحال و بختیاری بود. بدین منظور، مراتعی با تاریخچه ی آتش سوزی متفاوت که طی سال های 1387، 1388 و 1389 به ترتیب 3، 2 و 1 سال پیش از مطالعه حاضر دچار آتش سوزی شده بودند، انتخاب گردید. نفوذ آب به خاک در 54 نقطه از منطقه مطالعاتی با استفاده از نفوذسنج مکشی اندازه گیری شد. نمونه برداری از دو عمق سطحی (10-0 سانتی متر) و زیر سطحی (25-15 سانتی متر)، مربوط به هر نقطه دچار آتش سوزی و نقطه مجاور آن که دچار آتش نشده بود (شاهد) در 9 تکرار (مجموعاً 108 نمونه) انجام شد. برای بررسی تفاوت ویژگی های اندازه گیری شده در مناطق سوخته و شاهد از آزمون t مستقل در سطح 5 درصد و روش تجزیه مولفه های اصلی (pca) استفاده شد. نتایج نشان داد که ماده آلی خاک (37-2 درصد) و میانگین وزنی قطر خاکدانه ها (mwd) در لایه سطحی 1 و 2 سال پس از آتش سوزی در مقایسه با شاهد به صورت معنی دار کاهش یافت (18-1 درصد). ماده آلی ذره ای (pom) نیز در لایه سطحی در تمامی سال های مورد مطالعه در مناطق سوخته شده به صورت معنی دار کمتر از مناطق شاهد مجاور بود (39-29 درصد). رس قابل پراکنش در آب (wdc) (34-21 درصد) و جرم ویژه ظاهری خاک در لایه سطحی تمامی مناطق سوخته شده در مقایسه با شاهد به صورت معنی دار بیشتر بود (13-9 درصد). هدایت آبی اشباع (kfs) در تمامی سال های مورد مطالعه در مناطق تحت تاثیر آتش سوزی مقادیری کمتر از شاهد را نشان داد (49-29 درصد). همچنین، آتش سبب کاهش معنی دار معدنی شدن کربن تنها در لایه سطحی 1 سال پس از آتش نسبت به شاهد شد، به طوری که کربن معدنی شده کل خاک 1 سال پس از آتش نسبت به شاهد در لایه سطحی 22 درصد کاهش نشان داد. 46 درصد از کاهش ماده آلی خاک ناشی از کاهش ماده آلی خاکدانه های ماکرو و 9 درصد از کاهش ماده آلی خاک ناشی از کاهش ماده آلی خاکدانه های میکرو است. یافته های این پژوهش نشان داد که، تاثیر آتش بر ویژگی های فیریکی و شیمیایی و بیولوژیکی خاک، در لایه سطحی به دلیل شدت و تماس بیشتر آتش-سوزی در این لایه، نسبت به لایه زیر سطحی بیشتر بود. اغلب ویژگی های خاک بین نقاط شاهد و 3 سال پس از آتش سوزی تفاوت محسوسی نداشتند. بنابراین، آتش سوزی در سال های اول وقوع آتش آثار منفی بر خاک خواهد گذاشت و پس از گذشت 3 سال احیاء و برگشت شرایط خاک آشکار بود. افزون بر آن، یافته های این پژوهش نشان داد که به دلیل تاثیر فوری و مستقیم آتش بر ویژگی های فیریکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک، این عامل می تواند بر کیفیت خاک اراضی مرتعی اثر گذار باشد و سبب کاهش آن شود.

اندازه گیری ویژگی های مرتبط با جریان آب در خاک در مقیاس مزرعه، زمان بر، پرهزینه و دشوار است، لذا پژوهشگران برای یافتن پاسخ های سریع و اقتصادی به بسیاری از سوالات، مطالعات را در مقیاسی کوچکتر از مقیاس مزرعه و در آزمایشگاه انجام می دهند. از سوی دیگر، در بسیاری از مطالعات آزمایشگاهی مرتبط با مباحث آب و خاک، پژوهشگران از ستون های خاک با طول ها و قطرهای مختلف استفاده می کنند، بنابراین انتخاب اندازه مناسب نمونه آزمایشگاهی برای انطباق و تعمیم مطالعات آزمایشگاهی به مزرعه، اهمیت فراوانی دارد. در این پژوهش قطر مناسب ستون خاک در بررسی حرکت آب در خاک، با سنجش برخی خصوصیات هیدرولیکی خاک از جمله سرعت نفوذ پایه (f0)، نفوذ تجمعی در مدت زمان 120 دقیقه (d120) و هدایت هیدرولیکی اشباع (ks) انتخاب شد. بر این اساس در مزرعه مطالعاتی به عنوان شاهد، آزمایشاتی با چهار روش صحرایی شامل روش های استوانه های مضاعف (dr)، استوانه منفرد (sr)، پرمامتر گلف (gp) و نفوذسنج مکشی (ti) در سه تکرار انجام شد. در آزمایشگاه نیز، آزمایشات با دو روش نمونه برداری شامل 1- خاک عبوری از الک شماره 10 و 2- خاک الک نشده، در 21 ستون از جنس پی وی سی انجام گرفت. تیمارها مشتمل بر 7 قطر خارجی ستون (40، 63، 90، 110، 160، 200 و 250 و ارتفاع خاک ثابت300 میلی متر) و 3 تکرار، بود. میانگین f0 اندازه گیری شده با روش های dr و sr به ترتیب برابر با 308/0 و 471/0 سانتی متر بر دقیقه و میانگین d120 اندازه گیری شده با روش dr برابر با 16/41 سانتی متر بود. تحلیل آماری نتایج نشان داد که بین دو روش مذکور در سطح احتمال 1 درصد در بررسی مقادیر f0 اختلاف معنی داری وجود داشت. همچنین میانگین ks با روش های dr، sr، gp و ti به ترتیب برابر با 300/0، 246/0، 011/0 و 295/0 سانتی متر بر دقیقه بود. تحلیل آماری نتایج در سطح احتمال 1 درصد در بررسی مقادیر ks نشان داد که به جز روش gp بین سه روش دیگر در سطح احتمال 1 درصد در بررسی مقادیر ks اختلاف معنی داری وجود نداشت. تحلیل آماری نتایج ستونی نیز نشان داد که در بررسی f0 و ks بین ستون های پرشده از خاک الک شده و الک نشده در آزمایشگاه با قطرهای مختلف و روش های صحرایی اختلاف معنی داری در سطح 1 درصد وجود دارد. در بین تیمارها، ستون با قطر 110 میلی متر با مقادیر f0 برابر با 29/0 و 32/0 سانتی متر بر دقیقه به ترتیب برای خاک الک شده و الک نشده کمترین درصد خطا را در مقایسه با مقادیر مزرعه ای روش های dr و sr و ستون با قطر 110 میلی متر با مقادیر d120 برابر با 33/43 و 51/44 سانتی متر به ترتیب برای خاک الک شده و الک نشده کمترین درصد خطا را در مقایسه با مقادیر مزرعه ای روش dr داشت. همچنین ستون با قطر 110 میلی متر با ks برابر با 28/0 و 31/0 سانتی متر بر دقیقه به ترتیب برای خاک الک شده و الک نشده کمترین درصد خطا را در مقایسه با مقادیر مزرعه ای روش های dr و ti داشت. از لحاظ آماری در سطح احتمال 1 درصد در بررسی مقادیر ks، اختلاف بین دو تیمار روش dr و ستون خاک الک شده با قطر 110 میلی متر معنی دار نبود و اختلاف بین دو تیمار روش dr و ستون خاک الک نشده با قطر 110 میلی متر معنی دار بود اما اختلاف بین دو تیمار روش ti و ستون خاک (خاک الک شده و خاک الک نشده) با قطر 110 میلی متر معنی دار نبود. در مقایسه ks بین ستون ها و روش sr، ستون خاک الک شده با قطر 90 میلی متر و ستون خاک الک نشده با قطر 160 میلی متر با ks برابر با 23/0 سانتی متر بر دقیقه کمترین اختلاف را با مقادیر مزرعه ای داشتند اما از لحاظ آماری در سطح احتمال 1 درصد در بررسی مقادیر ks اختلاف بین هر کدام از ستون های مذکور با روش sr معنی دار بود. بر مبنای نتایج این پژوهش در مزرعه روش dr توصیه می گردد و ستون خاک با قطر 110 میلی متر به عنوان نماینده مقادیر مزرعه ای ks برای برای خاک الک شده و خاک الک نشده پیشنهاد می شود.

منحنی رطوبتی خاک اهمیت فراوانی در فیزیک خاک دارد و برای بسیاری از مطالعات آب و خاک مانند حفاظت خاک، برنامه ریزی آبیاری، زهکشی و بررسی تنش آبی گیاهان مورد نیاز است. بیان کمّی این ویژگی در خاک های آماس پذیر به دلیل رفتار ویژه این خاک ها در شرایط رطوبتی متفاوت از اهمیت خاصی برخوردار است. خاک های آماس پذیر در مواجهه با نوسانات فصلی رطوبت، به صورت تناوبی منبسط و منقبض می شوند. با توجه به تغییر حجم خاک های آماس پذیر در اثر تغییرات رطوبت خاک و تأثیر منحنی انقباض حاصله بر آرایش ذرات و منافذ خاک، بیان کمّی و دقیق منحنی انقباض نیز اهمیت زیادی در مطالعات آب و خاک دارد. هدف از این پژوهش، ارزیابی برخی مدل های رطوبتی و انقباض در بیان منحنی رطوبتی و انقباض خاک های آماس پذیر و همچنین پی ریزی توابع برآوردکننده این ویژگی ها بود. بدین منظور 35 نمونه خاک از منطقه دشت زرین در استان چهار محال و بختیاری به گونه ای انتخاب شد که دامنه ای وسیع از انقباض خاک را پوشش دهند. ویژگی هایی همچون ضریب انبساط پذیری خطی، توزیع اندازه ذرات خاک، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها، جرم ویژه ظاهری خاک، کربنات کلسیم معادل، ماده آلی خاک، میانگین و انحراف معیار هندسی قطر ذرات خاک اندازه گیری شد. جهت اندازه گیری منحنی رطوبتی از دستگاه صفحات فشاری استفاده و مقدار رطوبت در مکش های ماتریک صفر، 30، 100، 300، 500، 1000 و 1500 کیلوپاسکال اندازه گیری شد. برای تعیین منحنی انقباض خاک، رطوبت در مکش های فوق با استفاده از دستگاه صفحات فشاری و حجم کل خاک به روش پارافین اندازه گیری شد. سپس پارامترهای بهینه مدل های یادشده به روش حداقل سازی مجموع مربعات خطا به دست آمد. ارزیابی مدل ها بر اساس شاخص های آماری میانگین خطا، ریشه میانگین مربعات خطا، ضریب همبستگی پیرسون، قدر مطلق میانگین خطا و شاخص اطلاعاتی آکایکه انجام شد. عملکرد برخی توابع انتقالی موجود در برآورد منحنی رطوبتی خاک های مورد مطالعه ارزیابی شد. توابع انتقالی جدید با استفاده از ویژگی های خا ک های مورد مطالعه و توسط رگرسیون چندگانه خطی به روش گام به گام پی ریزی شد و با شاخص های آماری یادشده مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد خاک های مورد مطالعه، پتانسیل انبساط و انقباض بالایی دارند. مدل پنگ و هورن (2005) منحنی انقباض این خاک ها را با کارآیی بیشتری نسبت به سایر مدل ها برآورد کرد. به دلیل کاهش جرم ویژه ظاهری با افزایش رطوبت در این خاک ها، رطوبت واقعی به صورت رطوبت حجمی بر مبنای جرم ویژه ظاهری در هر مکش محاسبه شد. روند تغییرات جرم ویژه ظاهری خاک با مکش ماتریک توسط مدلی نمایی با ضریب تبیین 6/98? بیان شد. نتایج ارزیابی مدل های رطوبتی نشان داد مدل ون گنوختن (1980) در بیان منحنی رطوبتی بر اساس درجه نسبی اشباع، مدل بروکس-کوری (1964) در بیان منحنی رطوبتی جرمی، مدل فردلاند و زینگ (1994) در بیان منحنی رطوبتی حجمی بر مبنای جرم ویژه ظاهری خشک و مدل کمپبل (1974) در بیان منحنی رطوبتی حجمی بر اساس جرم ویژه ظاهری در هر مکش بیشترین کارآیی را داشتند. توابع پارامتریک نوع دوم خداوردی لو و همکاران (2011) بهترین عملکرد را در برآورد غیرمستقیم منحنی رطوبتی خاک های منطقه مورد مطالعه داشت. ارزیابی توابع انتقالی پی ریزی شده نشان داد که در برآورد منحنی رطوبتی و منحنی انقباض خاک به ترتیب توابع انتقالی نقطه ای و توابع پارامتریک مدل مک گری و مالافنت (1987) بهترین کارآیی را دارا می باشند.

بدون شک مدیریت اراضی یکی از عوامل مهم و حیاتی در توسعه پایدار کشاورزی است. از این رو، این پژوهش با هدف بررسی تأثیر دو نوع مدیریت اراضی شامل: تغییر کاربری مرتع به زمین کشاورزی و دیگری رهاسازی اراضی کشاورزی بر برخی ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و میکروبیولوژیکی خاک در دو عمق 10-0 و 25-15 سانتیمتری و در دو جهت شیب شمالی و جنوبی صورت پذیرفت. این پژوهش در بخشی از منطقه کرسنک واقع در استان چهارمحال و بختیاری در 5 نوع کاربری مختلف شامل: کشاورزی با سابقه کشت و کار نسبتاً طولانی (حداقل 40 سال)، مرتع دائمی، اراضی کشاورزی که از 3 تا 5 سال رهاسازی، 10 تا 15 رهاسازی و بیش از 25 سال رهاسازی، صورت پذیرفت. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در 3 تکرار واقعی در 60 نقطه مورد بررسی قرار گرفت. داده های نفوذ غیراشباع توسط نفوذسنج مکشی در مکش های متوالی 8، 6، 4، 3 و 1 سانتیمتر جمع آوری شد. ویژگی های فیزیکی شیمیایی و بیولوژیکی خاک شامل بافت، پایداری خاکدانه ها در آب، رس قابل پراکنش در آب، ماده آلی، هدایت الکتریکی، ph، ماده آلی ذره ای و تنفس خاک در آزمایشگاه نیز اندازه گیری شد. نتایج این مطالعه نشان داد که تغییر کاربری مرتع به زمین کشاورزی باعث سبک شدن بافت خاک، کاهش معنی دار میانگین وزنی قطر خاکدانه ها (%48-44)، رطوبت ظرفیت مزرعه (%37-36)، هدایت آبی اشباع (%40)، کربن آلی (%38-37)، نیتروژن کل (%23-21)، نسبت کربن به نیتروژن (%19-17)، ماده آلی ویژه (%70-68) و تنفس میکروبی (%52-42) شده است. در حالی که جرم ویژه ظاهری (%25-19) و رس قابل پراکنش (%48-43) به صورت معنی داری افزایش یافت. لازم به ذکر است محدوده ph خاک ها از 9/6 تا 5/7 متغیر بود و کاربری اراضی اثر معنی داری بر قابلیت هدایت الکتریکی نداشت. رهاسازی اراضی کشاورزی معمولاً در 5-3 سال اول تفاوت معنی داری با کاربری کشاورزی در ویژگی های اندازه گیری شده نداشت. از رهاسازی 15-10 سال می توان به عنوان نقطه شروع بهبود ویژگی های اندازه گیری شده و فاصله گرفتن از کاربری کشاورزی یاد کرد. در رهاسازی بالای 25 سال اغلب ویژگی ها فاصله چندانی با کاربری مرتع نداشتند به گونه ای که در دیاگرام pca نمی توان کاربری مرتع را از رهاسازی بالای 25 سال تفکیک کرد. از میان ویژگی های اندازه گیری شده، ماده آلی ویژه، در اثر رهاسازی اراضی بسیار سریع تر از ویژگی های دیگر بازیابی شد. بیشتر بودن ماده آلی در شیب های شمالی نسبت به شیب های جنوبی بسیاری از ویژگی های دیگر خاک نظیر جرم ویژه ظاهری، شاخص های پایداری خاکدانه، هدایت آبی اشباع، نیتروژن کل، ماده آلی ویژه و تنفس میکروبی را تحت تاثیر خود قرار داده است و ویژگی های ذکر شده تفاوت معنی داری در دو جهت شیب (شمالی و جنوبی) دارند. به طور خلاصه، تغییر کاربری اراضی مرتع به کشاورزی باعث کاهش کیفیت خاک شد. از این رو، می توان چنین نتیجه گرفت که کشت و کار با کاهش ورود کربن به خاک، تخریب خاکدانه ها و افزایش دسترسی ریزجانداران به مواد آلی، کیفیت خاک را کاهش داده است. همچنین پس از استقرار پوشش گیاهی در اراضی رها شده، چندین پیامد مثبت در فرایندهای مختلف اکوسیستم حاصل می گردد که می توان به ترمیم و بازیابی خاک، افزایش حاصلخیزی خاک، افزایش نفوذپذیری، افزایش فعالیت تجزیه کنندگان، و ترسیب کربن اشاره کرد.

منحنی رطوبتی و هدایت هیدرولیکی غیراشباع خاک از جمله مهم ترین ویژگی های هیدرولیکی خاک بوده که آگاهی از آنها در مدیریت آب و خاک نقش بسزایی دارد. از دیگر سو، این ویژگی ها به شدت تحت تاًثیر رفتار متقابل آب و خاک از جمله آب دوست یا آب گریز بودن خاک قرار دارند. اهداف این پژوهش شامل بررسـی جریـان یک بعدی آب درخاک آب گریـز و مطالعه کارآیی داده های اندازه گیری شده ی منحنی رطوبتی خاک با استفاده از دستگاه صفحات فشـاری در شبیه سازی حرکت آب در خاک آب گریـز بود. بنابراین، با استفاده از لجـن فاضـلاب شهری خاک های با درجـات مختلف آب گریـزی شامل آب گریزی صفر، کم و قوی تهیه شد. سپس، منحنی رطوبتی خاک ها با استفاده از دستگاه صفحات فشاری و دستگاه جعبه شنی اندازه گیری و به کمک آن پارامترهای مدل ون گنوختن-معلم به روش حداقل سازی مجموع مربعات خطا تعیین گردید. حرکت آب در خاک های با سطـوح مختلف آب گریـزی تحت سیستم تک بعدی، در جعبه شیشـه ای شبیه سازی گردید. همچنین، شبیه سازی جریان یک بعدی آب در خاک با استفاده از معادله ریچاردز و مدل ون گنوختن-معلم به کمک برنامه hydrus-1d انجام شد. از دیگر سو، با استفاده از داده های اندازه گیـری شده ی شبیه سـازی حرکت آب در ستون خاک و داده های کمـکی منحنی رطوبتـی، پارامتـرهای مدل ون گنوختن- معلم به روش معکوس تعیین شد. به منظور ارزیابی روش های ذکر شده در پیش بینی جریان یک بعدی آب در خاک از آماره های میانگین خطا، مجموع مربعات خطا و ریشه میانگین مربـعات خطا استفاده گردید. نتایج نشان داد که داده های اندازه گیـری شده ی منحنی رطوبتی با دستگاه صفحـات فشـاری در شبیه سازی حرکت آب در خاک آب گریز کارآیی نداشت، زیرا آب گریزی خاک با تأثیر بر زاویه تماس آب-خاک (نقطه ورود هوا) در طول تر و خشک شدن خاک منجر به تغییرات زمانی و مکانی جبهه رطوبتی و دو یا چند نمایی شدن منحنی رطوبتی این خاک ها گردید. بر اساس نتایج به دست آمده روش معکوس در صـورت وجود داده کافی (داده های نفوذ حاصل از ستون خاک) می تواند روش مناسبی برای برآورد ویژگی های هیدرولیکی و تغییرات زمانی آنها باشد. میانگین شاخص-های آماری نشان داد که کمترین خطا در خاک های آب دوست و آب گریزی کم (با rmse به ترتیـب برابر 0006/0 و 0044/0cm3cm-3) مربوط به داده های نفـوذ، داده های اندازه گیری شده منحنی رطوبتی در حالت خشک شدن به روش جعبه شنـی و رطوبـت تعادلی و در خاک با آب گریزی قوی مربوط به داده های نفوذ و رطوبت تعادلی با rmse برابر 005/0 cm3cm-3 بود. همبستگی بین درصد لجن فاضلاب با هدایت الکتریکی (99/0r =) و درصد ماده ی آلی خاک مثبت و با ph و جرم ویژه ظاهری خاک منفی و در سطح یک درصد معنی دار بود (01/0p<). از دیگر سو، همبستگی بین آب گریزی و شدت نفوذ (91/0r =) منفی و در سطح یک درصد معنی دار شد (01/0p<). خاصیت دفع آب خاک با تغییر در خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک، پیشروی جبهه رطوبتی و زمان نفوذ آب به خاک را تحت تأثیر قرار داد.

عموماً خاک ها به راحتی آب را جذب می کنند اما خاک های آب گریز، در برابر مرطوب شدن از خود مقاومت نشان می-دهند. با توجه به اهمیت موضوع و مطالعات کم صورت گرفته در ایران در زمینه آب گریزی خاک، هدف از پژوهش حاضر بررسی منحنی مشخصه رطوبتی، تغییرات پارامترهای معادله ون گنوختن و شبیه سازی جریان آب در یک خاک آب گریز در جریان دوبعدی بود. بدین منظور، ابتدا روش های مختلف آب گریز نمودن خاک بررسی و میزان آب گریزی به روش زمان نفوذ قطره آب (wdpt) و درصد محلول اتانول (med) اندازه گیری شد. در روش ایجاد آب گریزی با استفاده از مواد نفتی، 10، 25 و 50 درصد وزنی نفت سفید به خاک اضافه شد و در طی مدت چهار ماه آب گریزی آن ها بررسی شد. در روش ایجاد آب گریزی در اثر گرمادهی، خاک اولیه پس از ترکیب با کمپوست در دماهای 100، 200، 300، 400 و 500 درجه سانتی گراد در کوره به مدت 30 دقیقه حرارت داده شد. همچنین به منظور بررسی کاربرد پساب فاضلاب بر آب گریزی خاک، دو منطقه زینبیه اصفهان و سلطانیه فولادشهر که بیش از هشت سال از پساب فاضلاب در آن ها استفاده شده، مورد بررسی قرار گرفتند. نهایتاً به منظور تهیه خاک با درجات مختلف آب گریزی از لجن فاضلاب استفاده شد. در این راستا خاک با بافت لوم رسی از منطقه ای در مجاورت تصفیه خانه فاضلاب فولادشهر برداشت شد و درجات مختلفی (25، 50،65 و 80 درصد) از لجن تصفیه خانه فاضلاب شهری به آن اضافه شد و تیمارهای s0، s25%، s50%، s65% و s80% بدست آمد و حدوداً 50 روز بعد آب گریزی آن ها تعیین شد. نتایج نشان داد که در روش افزودن مواد نفتی پس از گذشت 4 ماه آب گریزی بسیار اندکی (wdpt حدود 5 ثانیه) فقط در خاک با50% ماده نفتی مشاهده شد. در روش حرارت دادن خاک، تیمار شاهد (خاک اولیه- حرارت ندیده) و خاک حرارت دیده در دمای 300 درجه به ترتیب دارای wdpt و med برابر با 45 ثانیه و 17%، 80 ثانیه و 23% بودند. به این ترتیب خاک مورد نظر در ابتدا دارای آب گریزی اندک بود و سپس با گرمادهی در 300 درجه آب گریزی قوی در آن ایجاد شد و با بالاتر رفتن دما تا 400 درجه، ناگهان آب گریزی از بین رفت. در روش کاربرد لجن فاضلاب افزودن مقادیر فوق از لجن فاضلاب درجات آب گریزی اندک تا شدید در خاک ایجاد کرد. به گونه ای که مقدار wdpt و med در تیمار با کمترین مقدار لجن، 11 ثانیه و 4 درصد بود و در تیمار آب گریز شدید با 80 درصد لجن فاضلاب 76 ثانیه و 22 درصد بود به این ترتیب افزایش لجن فاضلاب در خاک سبب افزایش درجه آب گریزی گردید. کمترین مقدار ماده آلی در خاک بدون لجن فاضلاب، 65/1 درصد و بالاترین مقدار آن در تیمار با آب گریزی شدید، 65/6 درصد بود. نتایج نشان داد که بین زمان نفوذ آب در خاک در مقیاس لگاریتم و مقدار ماده آلی همبستگی مثبت و خطی بدست آمد. منحنی مشخصه رطوبتی تیمارها توسط دستگاه غشاء نایلونی فشار و دستگاه جعبه ماسه ای تعیین شد. پارامترهای معادله ون گنوختن به روش حداقل سازی مجموع مربعات و با استفاده از برنامه retc تعیین گردید. سپس با استفاده از نرم افزار sas8 و آزمون فیشر اثر لجن فاضلاب بر پارامترهای این معادله مشخص شد. نتایج نشان داد افزودن این مواد به خاک موجب آب گریزی آن شد و با افزایش درصد آن، درجه آب گریزی نیز افزایش یافت. بیشترین میزان پارامتر رطوبت اشباع ?s در تیمار آب گریز با 80 درصد لجن فاضلاب و کمترین میزان ?s در خاک آبدوست مشاهده شد. علت این موضوع احتمالاً بافت لوم رسی و مواد آلی کم تر درخاک آبدوست و مواد آلی بالاتر در خاک آب گریز s80% است. میزان رطوبت باقیمانده ?r در تیمار آب گریز s80% نسبت به سایر تیمارها کمتر بود در حالی که تیمار آبدوست s0 رطوبت باقیمانده بیشتری داشت. پارامتر ? در تیمارهایs65% وs80% بیشتر از سایر تیمارها با درجه آب گریزی اندک بود که نشانه دامنه کوچکتری از ورود هوا به خاک می باشد. با تعیین روابط بین پارامترهای معادله ون گنوختن در تیمار آب گریز نسبت به تیمار آبدوست مشخص شد پارامترهای معادله ون گنوختن در تیمار آب گریز شدیداً تحت تأثیر همان پارامتر در تیمار آبدوست بود. تیمارهای آب گریز، آب ثقلی و آب قابل استفاده بیشتری نسبت به تیمار آبدوست اولیه داشتند. نتایج شبیه سازی حرکت آب در خاک توسط نرم افزار hydrus 2d نشان داد، مدل روند تغییرات را مشابه آنچه که در پروفیل خاک رخ داده است بخوبی شبیه سازی می نماید. البته در درجات آب گریزی بالا دقت مدل نیز کاهش یافت. به طوری که کمترین میزان ضریب همبستگی و نیز کمترین مقدار p در آزمون t-test (به ترتیب 77/0 و 058/0) و بالاترین مقدار me (حداکثر خطا، 10/14 دقیقه) در تیمار آب گریز s80% مشاهده شد.

پایش و مدیریت کیفیت خاک برای پایدارسازی کارکردهای خاک در اکوسیستم ضروری است. خاک¬ورزی یکی از عملیات مدیریتی¬ است که به شدت بر کیفیت فیزیکی خاک تاثیر می¬نهد. از آنجا که روش¬های سنتی خاک-ورزی عموما موجب فروسایی خاک می¬شوند، جایگزین کردن آن با روش¬های نوین خاک¬ورزی پیشنهاد شده است. با این حال، روش¬ خاکورزی واحدی را نمی¬توان برای همه مناطق و خاک¬های گوناگون مناسب دانست. در این پژوهش، تأثیر سه روش خاک¬ورزی شامل خاک¬ورزی با گاوآهن برگردان¬دار (روش سنتی) و خاک¬ورزی با گاوآهن چیزل و بشقابی (روش¬های حفاظتی) و تیمار شاهد (بدون خاک¬ورزی) بر برخی ویژگی¬های فیزیکی خاک بررسی شد. همچنین، حساسیت ویژگی¬های فیزیکی مورد مطالعه در نشان دادن تاثیرات کوتاه¬مدت خاکورزی ارزیابی شد. نتایج نشان داد که عملیات خاک¬ورزی در مقایسه با تیمار شاهد موجب کاهش معنی¬دار ماده آلی(p ≤ 0/05)، جرم ویژه ظاهری (p≤0.01 ) و پایداری خاکدانه¬ها (p ≤ 0/05) در خاک سطحی (عمق 10- 0 سانتی¬متر) شد. عملیات خاک¬ورزی تخلخل خاک سطحی (عمق 10- 0 سانتی¬متر) را بطور معنی¬داری افزایش داد (p≤0.01 ) . با این حال، عملیات خاک¬ورزی اثر معنی¬داری بر هدایت هیدرولیکی اشباع مزرعه¬ای در پروفیل خاک و توزیع اندازه خاکدانه¬ها در عمق 10- 0 سانتی¬متری نداشت (p ≥ 0/05). از نظر مقاومت به فروروی تمامی تیمارهای خاک¬ورزی در مقایسه با تیمار شاهد در همه عمق¬ها تفاوت معنی¬داری (p≤0.01 ) داشتند. بین سیستم¬های گوناگون خاک¬ورزی نیز به¬جز عمق cm4-0 در بقیه اعماق در سه سیستم خاک-ورزی تفاوت معنی¬دار (p ≤ 0/05)مشاهده شد. از نظر شاخص s نیز تفاوت معنی¬داری (p ≥ 0/05) در عمق 5- 0 سانتی¬متر بین تیمارهای گوناگون مشاهده نشد. بطور کلی، روش بدون¬خاکورزی در کوتاه¬مدت در مقایسه با عملیات خاک¬ورزی موجب حفظ کیفیت فیزیکی خاک گردید. بررسی بیشتر در مورد اثرات دراز مدت روش-های مختلف خاکورزی در منطقه، جهت گزینش و اجرای روش مناسب خاکورزی پیشنهاد می¬گردد.

یکی از عواملی که کمبود آب را در مناطق خشک و نیمه¬خشک حادتر می¬کند تبخیر از سطح خاک است و بیشترین کنترلی که می¬توان روی تبخیر انجام داد، جلوگیری از تبخیر از سطح خاک است. لجن فاضلاب به علت دارا بودن مقدار زیاد ماده آلی، می¬تواند بر برخی خواص فیزیکی خاک از قبیل پایداری خاکدانه¬ها و رطوبت خاک تاثیر داشته باشد. کاربرد لجن فاضلاب نیز سبب آب¬گریزی خاک می¬شود. آب¬گریزی از ویژگی¬های فیزیکی مهم خاک می-باشد. خاک¬های آب¬گریز خاک¬هایی هستند که اجازه نفوذ آب به درون خود را نداده و آب معمولا به¬صورت قطره¬های کروی روی آن¬ها قرار می¬گیرد. در برخی از مناطق ایران به خاطر استفاده از پساب فاضلاب، آتش¬سوزی خاک آب¬گریز وجود دارد و تا به¬حال به جنبه¬های مثبت آب¬گریزی توجهی نشده است. هدف از این پژوهش بررسی میزان تبخیر در خاک ¬آب¬گریز و تاثیر آن بر تبخیر از سطح خاک می¬باشد. در این پژوهش اثر افزودن لجن فاضلاب بر آب¬گریزی دو نوع بافت خاک و تبخیر از سطح آن¬ها بررسی گردید. به این منظور از دو خاک با بافت لوم¬رسی و لوم¬شنی استفاده شد و درجات مختلفی شامل 25، 50، 65 و 80 درصد از لجن تصفیه¬خانه فاضلاب شهری شهرکرد به آن¬ها اضافه گردید. تیمارها به صورت یک¬لایه (اختلاط خاک و لجن) و دولایه (لایه پایین خاک و لایه بالا اختلاط خاک و لجن) در گلدان¬هایی به قطر 24 و ارتفاع 26 ریخته شد. پس از یک¬ ماه تاثیر لجن بر برخی ویژگی¬های فیزیکی و شیمیایی خاک و هم¬چنین بر آ¬ب¬گریزی خاک با استفاده از روش¬های wdpt و med بررسی شد. همچنین تبخیر از سطح خاک به روش وزنی اندازه¬گیری گردید. نتایج نشان داد که افزایش درصد لجن فاضلاب باعث کاهش چگالی ظاهری خاک، کاهش ph، افزایشec ، افزایش کربن آلی خاک و درنتیجه مواد آلی و کاهش کربنات کلسیم معادل خاک در هر دو بافت می¬گردد. همچنین لجن فاضلاب شهری باعث آب¬گریزی خاک شده و خاک لوم¬شنی نسبت به لوم-رسی آب¬گریزتر بود و هرچه درصد لجن بیشتر آب¬گریزی نیز شدیدتر خواهد بود که دلیل آن می¬تواند مواد آلی موجود در لجن باشد در ضمن روش med خاک را آب¬گریزتر از روش wdpt نشان داد. همچنین لجن فاضلاب باعث کاهش تبخیر از سطح خاک شد به¬طوری¬¬که تیمار hs0 (آب¬دوست) با میزان 79/22 میلی¬متر بیشترین تبخیر و تیمار ls80 که آب¬گریز شدید بود با میزان 97/10 میلی¬متر کمترین میزان تبخیر را دارا بود که دلیل آن می¬تواند کاهش نیروهای مویینگی خاک و در نتیجه نرسیدن آب به سطح خاک باشد. همچنین خاک دولایه نسبت به خاک یک¬لایه در همه تیمارها تبخیر بیشتری داشت ولی بافت خاک در تیمارهای آب¬گریز تاثیر معناداری بر میزان تبخیر از سطح خاک نداشت. در ضمن همبستگی¬ بین داده¬های هواشناسی و داده¬های اندازه¬گیری شده در تیمارهای آب¬دوست نسبت به تیمارهای آب¬گریز بیشتر بود و پارامترهای هواشناسی تاثیر بیشتری بر تیمارهای آب¬دوست داشتند.

هدایت هیدرولیکی اشباع مزرعه ای (kfs ) یکی از مهم ترین ویژگی های خاک است که نقش مهمی در کیفیت خاک دارد. بااین حال، به ویژه در خاک های ساختمان دار اندازه گیری kfs دشوار و وقت گیر است. بنابراین راستی آزمایی روش های ساده و سریع برای اندازه گیری kfs به منظور پایش موثر خاک ضروری است. این مطالعه به منظور ارزیابی تأثیر اندازه استوانه (استوانه هایی با قطرهای 5/5، 10.88، 16، 27.83 و 31.8 سانتی متر) بر kfs اندازه گیری شده با الگوی بارافتان ساده-سازی شده (sfh) به روش تک استوانه در پنج نقطه از خاک های تحت تأثیر نمک پیرامون دریاچه ارومیه و یک نقطه از مزرعه مطالعاتی دانشگاه ارومیه در خاک های با بافت لوم و لوم رسی انجام گرفت. افزون براین، برای راستی آزمایی kfs اندازه گیری شده با روش sfh، kfs اندازه گیری شده، به روش های استوانه دوگانه (dr) و sfh مقایسه گردید. نتایج نشان داد، با اینکه اندازه استوانه بر kfsاندازه گیری شده تأثیر داشت، ناهم خوانی بین نتایج kfsاندازه های مختلف استوانه و روش sfh و dr (به جز در خاک s1) از نظر کاربردی قابل چشم پوشی بود. روش های sfh و dr میانگین هایی متفاوت از نظر آماری از kfsارائه دادند. بااین حال، تفاوت kfsاندازه گیری شده با بزرگ ترین استوانه در روش sfh تفاوتی کاربردی با kfs به دست آمده با روش dr نداشت. هم چنین، تغییرپذیری مقادیر kfs به دست آمده با روش sfh بیشتر از اندازه گیری های dr بود. مدت زمان اجرای آزمایش نفوذ با روش sfh به مراتب کوتاه تر از روش dr بود. به طورکلی، مقادیر میانگین kfs به دست آمده با روش sfh برای پایش هدایت هیدرولیکی خاک مناسب بود. مطالعات بیشتری برای آزمودن تناسب روش sfh برای پایش هدایت هیدرولیکی خاک های گوناگون برای اهداف مختلف ضروری است.

تخمین ویژگی های هیدرولیکی خاک نقش مهمی در مدل سازی حرکت آب و املاح در خاک دارد. آب گریزی پدیده ای می باشد که بر این ویژگی ها موثر است. از طرفی به دلیل زمان بر و پرهزینه بودن روش های مستقیم اندازه گیری این ویژگی ها، توابع انتقالی بطور گسترده و موفق برای تخمین آن ها استفاده شده اند. در این پژوهش کارآیی برخی توابع انتقالی خاک در تخمین جبهه رطوبتی خاک های آب گریز بررسی شد. بدین منظور منحنی رطوبتی دو بافت خاک با درجه های مختلف آب گریزی به روش مستقیم (میز شنی و دستگاه صفحات فشار) و غیرمستقیم (توابع انتقالی) بدست آمد. با وارد کردن هر دو پارامترهای برآورد شده و اندازه گیری شده منحنی رطوبتی به نرم افزار hydrus-1d، پیشروی جبهه رطوبتی شبیه سازی گردید. پیشروی جبهه رطوبتی هم چنین در آزمایشگاه در باکس شیشه ای اندازه گیری شد و دقت کاربردی توابع انتقالی از نظر شبیه سازی پیشروی جبهه رطوبتی بطور کمی مقایسه گردید. نتایج نشان داد که توابع انتقالی مورد مطالعه با میانگین مربعات خطای (rmse) بیش تر از (?cm?^3??cm?^3 ) 07/0، نمی توانند منحنی رطوبتی و پیشروی جبهه رطوبتی را بخوبی برآورد کنند. بطوری که بهترین توابع انتقالی در شبیه سازی حرکت جبهه رطوبتی برای تیمار با بافت سبک و آب دوست، رزتا1 با (8/10(rmse = ، برای تیمار با بافت سبک و آب گریز اندک، خداوردی لو2 با (7/8(rmse = ، برای تیمار با بافت سبک و آب گریز قوی، رزتا3 با (4/10(rmse = ، برای تیمار با بافت متوسط و آب دوست، خداوردی لو2 با (1/8(rmse = ، برای تیمار با بافت متوسط و آب گریز اندک، خداوردی لو1 با (85/0(rmse = ، برای تیمار با بافت متوسط و آب گریز قوی، یعقوبی1 با (4/3(rmse = بودند.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

بیان کمی منحنی رطوبتی و هدایت آبی خاک برای مطالعه و نمون سازی حرکت آب و املاح در خاک بسیار مهم است.به دلیل تغییر پذیری های زمانی و مکانی این دو ویژگی ، اندازه گیری مستقیم آنها نیاز به نمونه برداری های فراوان دارد. علی رغم پیشرفتی که در روشهای مستقیم اندازه گیری ویژگیهای هیدرولیکی خاک صورت گرفته ، این روشها همچنان پرهزینه و زمان بر می باشند. بنابراین ، استفاده از روشهای غیرمستقیم به جای اندازه گیری مستقیم اجتناب ناپذیر است. یکی از این روشهای غیرمستقیم ایجاد و استفاده از توابع انتقالی خاک است.