در مورد اثرات توپوگرافی در تحول و تکامل و ویژگی های مختلف خاک های شالیزار تحقیقات کمی انجام گرفته است. منطقه آمل با دارا بودن اراضی بالادست، میانی و پایین دست یکی از مناطق شالیزاری استان مازندران بوده که علاوه بر برنج، مستعد برای کشت دوم بعد از برنج نیز می باشد. سطح زیر کشت برنج در آمل حدود 42 هزار هکتار بوده که 2/18 درصد سطح زیر کشت استان را شامل می شود. خاک های شالیزار خاک هایی هستند که با روش بخصوصی برای کشت آبی برنج مدیریت می شوند. عملیات فوق به همراه تراوش اکسیژن از طزیق ریشه گیاه برنج و منفذه های موجود در خاک سبب تکامل پدیده هایی خاص خاک های شالیزار می شود. هدف از این مطالعه بررسی خواص پدومرفولوژیک، مینرالوژیک و فیزیکی - شیمیایی در ردیف های مختلف توپوگرافی خاک های شالیزاری منطقه آمل و ارزیابی تناسب اراضی برای برنج و دانه های روغنی می باشد. بدین منظور 6 ترانسکت از مناطق کوهستانی به طرف ساحل دریای خزر انتخاب و در هر ترانسکت بسته به فاصله دامنه شمالی البرز تا ساحل جنوبی دریای خزر تعدادی پروفیل حفر و خصوصیات مرفولوژیکی از قبیل وضعیت افق های احیایی، درصد و پراکنش لکه های رنگی (ماتلینگ) در لایه های مختلف مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت و وضعیت احیایی آن به وسیله شناساگر آلفا، آلفا پرین دی پریدیل تست گردید. از روش تهیه مقاطع نازک میکروسکوپی و sem-edx برای مطالعات میکرومرفولوژی استفاده گردید. شناسایی کانی ها در بخش رس ریز و درشت و همچنین در بخش پودری به روش xrd صورت گرفت. برای ارزیابی کمّی تناسب و محاسبه پتانسیل تولید آب و هوایی از روش فائو و همچنین از روش کیفی fcc استفاده گردید. نتایج نشان می دهد که اراضی زیر کشت برنج در منطقه مورد مطالعه عمدتاً روی چند نوع لندفرم (شکل زمین) در مناطق دشت-های رسوبی دامنه ای، لوی، اراضی پشت لوی و اراضی پست قرار گرفته است. عموماً به غیر از لندفرم اراضی پست، بقیه لندفرم های مورد مطالعه تحت تاثیر شرایط اکوییک مصنوعی قرار گرفته اند. در رسوبات دامنه ای آبرفتی سطح آب زیرزمینی پایین بوده و این لندفرم از تکامل پروفیلی بیشتری نسبت به سایر لندفرم ها برخوردار است. وجود افق آرجیلیک و همچنین اکسیدهای آهن آزاد بیانگر تکامل بیشتر در این لندفرم می باشد. لندفرم های لوی و پشت لوی به علت آبرفتی بودن و جوان تر بودن و همچنین سطح آب زیرزمینی بالاتر، از تکامل پروفیلی کمتری نسبت به رسوبات دامنه ای آبرفتی برخوردارند و در لندفرم اراضی پست، شرایط کاملاً احیایی در سرتاسر پروفیل خاک حاکم می باشد. میکرومرفولوژی خاک وجود پدیده هایی خاص خاک های شالیزار را تایید می نماید و تاثیر رژیم رطوبتی اکوییک مصنوعی و طبیعی در خاک های شالیزار روی شکل زمین های مختلف دارای اختلافاتی است که در حد میکرومرفولوژی به خوبی قابل مشاهده است. نتایج کانی شناسی نشان می دهد که رژیم رطوبتی اکوییک مصنوعی و طبیعی روی کیفیت (نوع) کانی های رسی تاثیر نداشته و بیشتر متاثر از مواد مادری می باشد. رژیم رطوبتی اکوییک، بیشتر روی کمیت کانی های رسی موثر است به طوریکه در افق های با وضعیت زهکشی نامطلوب مقدار اسمکتیت افزایش می یابد. کلریت در خاک های مناطق کوهستانی مشاهده نشد ولی در مناطق جلگه-ای و اراضی پست وجود دارد. همچنین مقایسه نتایج به دست آمده از کانی شناسی بخش پودری در منطقه نشان دهنده تاثیر توپوگرافی و شرایط اکوییک و انتراکوییک بر شدت و ضعف هوادیدگی و تخریب کانی-ها در لندفرم های مختلف می باشد. بدین صورت که در مناطق مرتفع و بالادست به دلیل تکامل بیشتر، شدت هوادیدگی بیشتر و در مناطق پایین دست و جلگه شدت هوادیدگی در کانی ها کمتر می باشد. علاوه بر این در مقایسه با خاک های غیر شالیزار هوادیدگی در خاک های شالیزار (البته نه در شالیزارهای اراضی پست) شدیدتر است. سیستم رده بندی آمریکایی نسبت به روش wrb در طبقه بندی این خاک ها از دیدی خاکشناسی تر برخوردار بوده و موفق تر عمل می نماید. اما در هر دو سیستم توجه چندانی به وضعیت ظاهری و طبقه بندی آنها بر اساس نوع اشباع شدن با آب سطحی و آب زیرزمینی، شدت و میزان پدیده های ردوکسی مرفیک و ظهور آنها به صورت پسوند در افق های ژنتیکی نشده است. ارزیابی کمّی تناسب اراضی در لندفرم های مختلف متفاوت بوده و در اراضی پست از تناسب کمتری برخوردار است. مهم ترین عامل محدود کننده اقلیمی برای گونه های بومی برنج در منطقه آمل میانگین دما در مرحله گسترش نبات بوده که با فرض مناسب بودن بقیه فاکتورها به تنهایی باعث 30 درصد کاهش محصول برنج می شود. بنابراین هیچ یک از واحدهای اراضی در ارزیابی کمّی دارای تناسب s1 نیستند و تمام واحدها بجز t1p6 در کلاس تناسب s2 قرار می گیرند. عامل محدود کننده مربوط به خصوصیات خاک در اراضی پست، وضعیت زهکشی بسیار نامطلوب می باشد. همین طور عوامل محدود کننده اقلیمی برای سویا در منطقه آمل عبارتند از: درصد رطوبت نسبی در مرحله رسیدگی، میانگین دما در طول فصل رشد و نسبت تعداد ساعات آفتابی به طول روز (n/n) که با فرض مناسب بودن بقیه فاکتورها به تنهایی سبب 40 درصد کاهش محصول سویا می شود. نتایج ارزیابی آب و هوایی برای گلرنگ نشان از عدم تناسب منطقه آمل برای کشت گلرنگ دارد. بنابراین کشت این محصول در منطقه آمل به کشاورزان توصیه نمی گردد.

با توجه به افزایش جمعت جهان و نیاز بشر به غذا و تولید محصول بیشتر ، توجه بر حفظ کیفیت خاک در راستای کشاورزی پایدار لازم و ضروری است. این تحقیق با هدف : 1- بررسی تغییرات مکانی فاکتورهای کیفیت خاک در مقیاس ناحیه ای و شناسایی مناطق بحرانی به منظور مدیریت صحیح حاصلخیزی، 2- تعیین بهترین فاصله نمونه برداری در دشت تبریز، 3- تعیین شاخص های کمی تنوع خاک در روش ژئوپدولوژی، و 4- تاثیر کاربری ها و لندفرم های مختلف بر فاکتورهای کیفیت خاک انجام شد. با توجه به تفسیر عکس های هوایی، نقشه های توپوگرافی و زمین شناسی، واحدهای مختلف ژئومرفیک بر اساس فرآیند سلسله مراتبی تفکیک گردید. تعداد 98 پروفیل بصورت شبکه ای منظم و به فاصله 1000 متر بر اساس نوع واحد ژئومرفیک و میزان تغییرات خاک حفر و تشریح گردید. پس از تشریح تعداد 27 پروفیل شاهد انتخاب و ضمن تجزیه های فیزیکی و شیمیایی بر روی نمونه ها ، خواص فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی کلیه افق های سطحی 98 پروفیل خاک مشخص و تجزیه و تحلیل داده ها با استفاده از آمار مکانی، تجزیه عامل ها، تجزیه به توابع تشخیص و gis انجام شد. نتایج نشان داد که اغلب خصوصیات دارای توزیع غیر نرمال بوده و پس از تبدیل لگاریتمی نرمال می شوند که تفکیک نمونه در واحدهای لندفرم باعث بهبود نرمالیتی شد. در بین خصوصیات اندازه گیری شده، آهک، سهم متابولیکی و سهم میکروبی بدون وابستگی مکانی و کربن آلی، ازت کل، تنفس میکروبی، منگنز، فسفر قابل جذب، سیلت، شن، جرم مخصوص ظاهری، mwd و cec دارای وابستگی مکانی متوسط و واکنش خاک، sar، ec، روی، مس، آهن قابل جذب و رس از وابستگی مکانی قوی برخوردار بودند. نتایج نشان داد که وابستگی مکانی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی بیشتر تحت تاثیر خواص ذاتی مثل مواد مادری، پستی و بلندی و نوع خاک می باشد و خصوصیات بیولوژیکی بیشتر تحت تاثیر عوامل غیر ذاتی و مدیریتی مانند نوع کاربری، شخم و آبیاری هستند. این خصوصیات به شدت تحت تاثیر مقیاس نیز بوده و موقعی که مقیاس بکار رفته بزرگ تر می شود و وابستگی مکانی قوی تری را نشان می دهند. نقشه های توزیع مکانی نشان دادند که واحدهای لندفرم و کاربری اراضی از عوامل کلیدی در توزیع مکانی اغلب خصوصیات در این منطقه می باشند، هرچند که متغیرهایی مانند سهم میکروبی، آهک، سهم متابولیکی در مقیاس مورد استفاده الگوی مشخصی از توزیع مکانی را نشان ندادند. در ضمن این نقشه ها کمبود عناصر کم مصرف بجز مس را در منطقه نشان دادند. در راستای شمال به جنوب با کاهش ارتفاع و شیب، تجمع املاح و رس بیشتر و کیفیت خاک بدتر می شود. با توجه به وجود افق ناتریک در خاک های شور منطقه مورد مطالعه و منظور نکردن آن در رده بندی امریکایی در رده اریدیسول گروه بزرگ ناتری سالیدز و یا زیر گروه بزرگ ناتریک هاپلوسالیدز پیشنهاد می گردد. سیستم رده بندی wrb در منطقه مورد مطالعه در تفکیک خاک های متاثر از شوری بهتر عمل نموده و این خاک ها را دو گروه سولونتز و سولونچاک قرار داده در صورتی که در سیستم طبقه بندی جدید آمریکایی هر دو نوع خاک به اجبار در زیر رده سالیدز رده بندی شده اند. نتایج حاصل از شاخص های تنوع خاک نشان داد که در روند حرکت کاتگوری ها از زمین نما به طرف سطوح زمین ریخت ، شاخص تنوع خاک ها افزایش می یابد و این شاخص ها در خلال کاتگوری های سلسله مراتب تاکسونومی نیز همان افزایش را نشان می دهند. خانواده خاک ها دارای تنوع قابل ملاحظه ای در سطوح زمین ریختی هستند این میزان افزایش تنوع خاک ها در خلال سلسله مراتب زمین ریختی، ثابت کننده وجود سیکل تکاملی واگرا در منطقه است. طبق روش ژئوپدولوژیک خاک های منطقه مورد مطالعه در سه رده انتی سول ، اریدیسول و ورتی سول طبقه بندی شدند در صورتی که در روش معمول در دو رده انتی سول و ارید سول تفکیک شدند. در روش خاکشناسی معمول، نقشه سری خاک منطقه مورد مطالعه به شش سری ولی در روش ژئوپدولوژیک سیزده واحد نقشه خاک شناسایی و جدا شده است تجزیه به عامل ها نشان داد که عامل حاصلخیزی و شوری خاک بهترین و قوی ترین عامل در تفکیک بین کاربری های مختلف می باشد و تجزیه به توابع تفکیک نشان داد که میزان سدیم به همراه دیگر متغیرهای شوری و آهن مهمترین خصوصیات تعیین کننده کیفیت خاک در این منطقه هستند.

درکشاورزی دقیق تعیین تغییرپذیری ویژگی های خاک از اهمّیت والایی برخوردار می باشد. به منظور دستیابی به عملکرد بیشتر با مدیریت بهتر، دانش کاملی از ویژگی های فیزیکوشیمیایی خاک و حد بحرانی عناصرغذایی در مزارع لازم می باشد در همین راستا، زمین آمار یکی از روش هایی است که امروزه در جهت بررسی تغییرپذیری مکانی ویژگی های خاک به کار می رود. در این مطالعه از روش شبکه بندی منظم با فواصل 1000 در 1000 متر تعداد 196 نمونه خاک از تقاطع بین خطوط و عمق 30-0 سانتی متری منطقه جنوب تهران برداشته شد. اندازه گیری عناصر fe، zn، cu، mn به دو صورت، فرم قابل جذب و اندازه گیری کل انجام گرفت و قرائت غلظت عناصر فوق، فرم قابل جذب و اندازه گیری کل با کمک دستگاه جذب اتمی صورت گرفت. براساس نتایج به دست آمده جهت بررسی توزیع مکانی عناصرریزمغذی آهن، روی، مس و منگنز با توجه به دامنه تاثیرهای بدست آمده، می توان از فواصل بیش از یک کیلومتر جهت کاهش هزینه ها استفاده نمود. متوسط غلظت قابل جذب عناصر آهن، روی، مس و منگنز به ترتیب 6/2، 1/2، 16/1، 34/3 میلی گرم در کیلوگرم به دست آمد و متوسط غلظت کل عناصرآهن، روی، مس و منگنز به ترتیب 29371، 16/131، 11/46، 59/682 میلی گرم در کیلوگرم به دست آمد. بهترین مدل واریوگرام برای فرم قابل جذب آهن، مدل نمایی، روی مدل گوسی، مس و منگنز مدل کروی بود و بهترین مدل واریوگرام برای فرم کل آهن و منگنز مدل نمایی و برای فرم کل روی و مس مدل کروی بود. در این تحقیق از تخمین گرهای زمین آماری کریجینگ و عکس فاصله وزنی در برآورد تغییرات مکانی استفاده گردیدکه با توجه به واریانس تخمین دو روش مورد استفاده، تخمینگر کریجینگ برای چهار متغیّرآهن، روی، مس و منگنز میانگین خطا و ریشه میانگین مربعات خطای کمتری نسبت به تخمینگر عکس فاصله (idw) با پارامترنمای متفاوت نشان داد. نتایج نشان داد اراضی کشاورزی جنوب تهران از نظر غلظت قابل جذب عنصرآهن دچارکمبود شدید، از نظر غلظت عنصر روی در حد متوسط و از نظر غلظت مس و منگنز در حد کم بودند. میانگین غلظت کل عنصر منگنز 58/682 میلی گرم در کیلوگرم می باشد که با توجه به نسبت متوسط سمّیت(545 میلی گرم در کیلوگرم) منگنز، غلظت به دست آمده 25/1 درصد بیشتر از حد متوسط بود که این مقدار72/90 درصد (18144هکتار) را در بر گرفت. متوسط غلظت روی کل (16/131میلی گرم درکیلوگرم) نیز در منطقه در محدوده حد بحرانی سمیّت (150- 125) می باشد و حدود 2/88 درصد (17640 هکتار) می باشد. بنابراین اقدام عملی جهت اعمال مدیریت خاص در مناطقی که دارای غلظت های بیشتر از حد مجاز عناصر مورد بررسی می باشند و جلوگیری از آلودگی بیشتر مناطقی که غلظت عناصر در آنها کمتر از حد مجاز بوده، اما غلظت آنها به حدی بالاست که ادامه شرایط فعلی، ممکن است در آینده ای نه چندان دور این اراضی را هم به جمع خاک های آلوده اضافه نماید و سامان دهی فوری فاضلاب هایی که به مقدار بسیار زیاد وارد اراضی جنوب تهران می شوند و در بسیاری موارد به صورت مستقیم مورد استفاده در اراضی کشاورزی قرار می گیرند لازم است .

خاک دریافت کننده اصلی هزاران نوع ضایعات و مواد شیمیایی مورد مصرف در جامعه امروزی می باشد. عناصر سنگین بخش مهمی از این آلاینده ها را تشکیل می دهند از این رو دستیابی به تصویر کلی از پراکنش عناصر سنگین در حاشیه ی شهرهای بزرگ که زیر کشت محصولات باغی و زراعی نیز قرار دارند امری ضروری جهت مدیریت مناطق آلوده است. در همین راستا زمین آمار یکی از روش هایی است که امروزه در جهت بررسی تغییر پذیری مکانی ویژگی های خاک بکار می رود. در این مطالعه از روش شبکه بندی منظم با فواصل 1000 در 1000 متر تعداد 196 نمونه خاک از تقاطع بین خطوط و عمق 30-0 سانتی متری برداشته شد. نمونه های مرکب حاوی حدود 3 کیلوگرم خاک جهت آنالیز به آزمایشگاه منتقل شدند. اندازه گیری عناصر سرب، نیکل و کادمیم به دو صورت، فرم قابل جذب و اندازه گیری کل انجام گرفت و قرائت غلظت عناصر فوق و اندازه گیری کل با کمک دستگاه جذب اتمی صورت گرفت. متوسط غلظت کل عناصر سرب و نیکل به ترتیب 19/24 و 7/80 میلی گرم بر کیلوگرم خاک و متوسط غلظت قابل جذب سرب و نیکل به ترتیب 7/2 و 8/0 اندازه گیری شد. بهترین مدل واریوگرام برای فرم های قابل جذب و کل عناصر نیکل و سرب مدل کروی بود. در این تحقیق از تخمین گرهای زمین آماری کریجینگ و عکس فاصله وزنی در برآورد تغییرات مکانی استفاده گردیدکه با توجه به واریانس تخمین دو روش مورد استفاده، تخمینگر کریجینگ برای دو متغیّر سرب و نیکل میانگین خطا و ریشه میانگین مربعات خطای کمتری نسبت به تخمینگر عکس فاصله (idw) با پارامترنمای متفاوت نشان داد، بنابراین بر اساس روش کریجینگ پهنه بندی غلظت عناصر مورد مطالعه صورت گرفت. بر اساس مطالعه انجام شده اراضی جنوب تهران از نظر نیکل کل در حد سمیت و از نظر سرب کل در آستانه آلودگی قرار نداشتند. بیشتر تمرکز آلودگی در نواحی شمال و شمال شرقی منطقه در اطراف اتوبان تهران- قم و آزادگان مشاهده شده است. . اراضی کشاورزی جنوب تهران از نظر غلظت کل عنصر نیکل کل6/825 هکتار بالاتر از حد آلودگی و64/3896 هکتار در آستانه آلودگی بود. 44/4173 هکتار از اراضی بیشترین تجمع سرب کل را نشان داد. این اراضی در شمال و شمال شرقی منطقه جایی که در نزدیکی بزرگراه آزادگان و خلیج فارس، در مرکز منطقه مورد مطالعه در حاشیه رودخانه کن و نیز در جنوب شرقی در مجاورت اتوبان کهریزک قرار دارند. علت بالا بودن عنصر سرب در نواحی حاشیه اتوبان را می توان به ورود سرب ناشی از سوخت بنزین در این نواحی نسبت داد و نیز علت عمده بالا بودن نیکل را به فعالیت های صنعتی و ورود فاضلاب و پساب های صنعتی به خاک های منطقه مورد مطالعه نسبت داد.

سزیم-137 یکی از محصولات شکافت هسته ای به دلیل گسیل پرتو گامای پرانرژی همراه با فروپاشی ، واپاشی تقریباً سریع، نیمه عمر طولانی، حلالیت زیاد و داشتن رفتار مشابه با پتاسیم می تواند به عنوان یکی از مهم ترین رادیونوکلیدهای محیطی مورد بررسی قرار گیرد . به منظور بررسی رابطه پتاسیم وسزیم در خاک و گیاه همچنین پتانسیل جذب گیاهان، آزمایشی گلدانی در قالب طرح فاکتوریل بر پایه بلوک کامل تصادفی در سه گیاه ذرت دندان اسبی(var indentata zea mays)، سیب زمینی اکبری (solanum tuburosum)، برنج هاشمی (orize sativum) و گندم پیشتاز (triticumaestivum) و3 سطح سزیم -133 (شاهد، 50 و 100کیلوگرم در هکتار سزیم نیترات) ، 3 سطح پتاسیم (شاهد، 100 و 200 کیلوگرم در هکتار کود سولفات پتاسیم) در سه تکرارصورت گرفت. نتایج حاصل از این آزمایش نشان داد که اثر نوع گیاه، تیمارهای سزیم و پتاسیم در سطح (0/01>p ) معنی دار شدند. نتیجه این تحقیق نشان داد که گیاهان مختلف دارای توانمندی متفاوتی در جذب سزیم هستند. از بین گیاهان مورد مطالعه، ساقه وبرگ ذرت دارای بیشترین توانایی جذب سزیم را دارا بوده. برنج و سیب زمینی در رتبه های بعدی قرار دارند. افزایش پتاسیم باعث کاهش جذب سزیم گردید. لذا در مواقع آلودگی به سزیم رادیواکتیو، یکی دیگر از راه های مقابله با جذب سزیم-137، افزودن کودهای پتاسیم به خاک های آلوده می باشد. نتایج این تحقیق نشان داد که تعیین سطح مطلوب مقدار پتاسیم جهت کاهش جذب سزیم ضروری است، چون با افزایش مقادیر بسیار بیشتر پتاسیم به خاک، جذب سزیم به مقدار اندکی، مجدداً افزایش می یابد .براساس نتایج این تحقیق خاک های استان گیلان، بیشترین آلودگی را به سزیم-137 دارند که مقدار متوسط آن، 11/93بکرل در کیلوگرم خاک است و بعد از آن استان اردبیل و آذربایجان شرقی به ترتیب با میانگین 8/64 و 7/62 بکرل در کیلوگرم خاک هستند. خاک های آذربایجان غربی دارای کمترین مقدار سزیم-137 (حدود 3/5 بکرل در کیلوگرم خاک) هستند. بررسی مقادیر سزیم با مجموع ویژگی های بیرونی و درونی خاک نشان داد که علاوه نقش خواص فیزیکی، شیمیایی و کانی شناسی بر میزان سزیم-137، عواملی نظیر میزان نزولات جوی و شکل ظاهری زمین و کاربری اراضی نیز در این امر دخیل هستند. همبستگی بین پارامتر های خاک و سزیم رادیو اکتیو در این خاک ها نشان داد که رادیوسزیم همبستگی مثبت با کانی اسمکتیت و همبستگی منفی با کانی میکا دارد. ظرفیت تبادل کاتیونی بالای اسمکتیت و مقدار زیاد یون پتاسیم که برای جذب روی کانی های میکا با یون سزیم رقابت می-کنند،از دلایل این روابط می تواند باشد. در این تحقیق مقدار سزیم-137 در گیاهان نمونه برداری شده بر اساس گزارش آزمایشگاه سازمان انرزی اتمی ایران در حد قابل تشخیص نبوده است