بروز شرایط تنش خشکی و استمرار آن در برخی مناطق خشک و نیمه خشک یکی از عوامل محیطی تأثیرگذار بر جمعیت و فعالیت میکروب های خاک و متعاقب آن قابلیت جذب عناصر غذایی و حاصل خیزی آن به شمار می آید. هدف این مطالعه بررسی اثر تنش خشکی کوتاه مدت و پیوسته (15 هفته متوالی) بر فعالیت و بیوماس میکروبی خاک در حضور مواد (پلیمرهای) طبیعی و مصنوعی (هیدروژل ها) جاذب رطوبت بود. این آزمایش گلدانی به صورت فاکتوریل 5×2 در قالب طرح کاملاً تصادفی با 4 تکرار در شرایط گلخانه ای اجرا گردید. دو نوع ماده طبیعی جاذب رطوبت (شامل کوکوپیت و خاک اره) و دو نوع ماده مصنوعی جاذب رطوبت (شامل پلیمر سوپرجاذب یا هیدروژل های a200 و a300) تحت شرایط بدون تنش رطوبتی (70% ظرفیت مزرعه ای) و تنش رطوبتی یا خشکی (30% ظرفیت مزرعه ای) به یک خاک آهکی اضافه و برخی خصوصیات میکروبیولوژیکی خاک اندازه گیری شد. عکس العمل شاخص-های میکروبیولوژیکی خاک شامل معدنی شدن کربن (تنفس پایه میکروبی)، تنفس ناشی از سوبسترا، کربن بیوماس میکروبی، معدنی شدن نیتروژن و فعالیت چهار آنزیم خاک (شامل ساکاراز، اوره آز، آریل سولفاتاز و آلکالاین فسفاتاز) به مواد اصلاحی تحت شرایط متفاوت رطوبتی (بدون تنش رطوبتی یا مطلوب و تنش رطوبتی یا خشکی) طی 105 روز آزمایش پایش و مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با کاهش رطوبت از 70% ظرفیت مزرعه ای (شرایط مطلوب) به 30% ظرفیت مزرعه ای (شرایط تنش خشکی)، کل تنفس میکروبی در خاک شاهد و خاک های تیمار شده با کوکوپیت و خاک اره کاهش (72-47 درصد) و در خاک های تیمار شده با سوپرجاذب ها افزایش (221-188 درصد)، میزان تنفس ناشی از سوبسترا در خاک شاهد و تیمارهای کوکوپیت و a200 کاهش (52-8 درصد) ولیکن در خاک اره و a300 افزایش (125-49 درصد) و کربن بیوماس میکروبی به طور متوسط در تمامی تیمارها به جز a300 کاهش (59-10 درصد) یافت. ضریب متابولیکی کربن میکروبی(qco2) در همه تیمارها به جز a300 افزایش (184-6 درصد) و سرعت بازگشت (turnover rate) بیوماس میکروبی در خاک شاهد و تیمارهای کوکوپیت و a200 کاهش (33-10 درصد) ولیکن در خاک اره و a300 افزایش (127-118 درصد) نشان دادند. نتایج بدست آمده نشان داد که تغییرات شاخص های پویایی نیتروژن در شرایط تنش و غیر تنش به نوع ماده اصلاحی بستگی دارند. بر اثر تنش خشکی تولید آمونیوم، نیترات و کل نیتروژن معدنی شده در خاک شاهد و خاک های تیمار شده با مواد طبیعی جاذب رطوبت کاهش (به ترتیب 57-14، 51-31 و 52-21 درصد) و در تیمار سوپرجاذب ها افزایش (به ترتیب 62-31 ، 44-3 و 68-18 درصد) یافت. فعالیت آنزیم ساکاراز در کلیه تیمارها به جز تیمار سوپرجاذب a200 کاهش (29-16 درصد)، فعالیت آنزیم اوره آز و آریل سولفاتاز در تمامی تیمارها کاهش (به ترتیب 37-30 و 19-10 درصد) و فعالیت آلکالاین فسفاتاز به جز در خاک شاهد در سایر تیمارهای مواد اصلاحی کاهش (25-4/0 درصد) نشان داد. نتایج نشان داد که اثرات مواد اصلاحی مختلف بر ویژگی های میکروبی بررسی شده تحت شرایط متفاوت رطوبتی کاملاً متغیر است. در نهایت، نتایج تحقیق حاضر حاکی است سوپرجاذب ها فعالیت های میکروبی خاک را در شرایط تنش رطوبتی بیش از سایر مواد اصلاحی افزایش داده اند. بنابراین مواد اصلاحی مصنوعی به دلیل جذب بیشتر آب و احتمالاً ماندگاری طولانی مدت در تعدیل اثر تنش خشکی ناشی از کاهش و کمبود رطوبت خاک بهتر و موثرتر از مواد اصلاحی طبیعی عمل می کنند.

در سال های اخیر به دلیل افزایش سطح مزارع و همچنین وزن ماشین آلات کشاورزی، خاک‎های زراعی بیشتر در معرض تراکم ناشی از تردد اینگونه ماشین آلات قرار دارند. از طرفی میزان و الگوی توزیع رطوبت عمقی، نقشی اساسی در تراکم پذیری خاکها ایفا می کند. تراکم نامناسب خاک، باعث کاهش مصرف آب، تخریب خواص فیزیکی خاک، کاهش تخلخل و نفوذپذیری آب و کاهش عملکرد محصول می‎گردد. لذا، تعیین بهترین زمان تردد ماشین‎آلات کشاورزی که حداقل آسیب را به ساختار و خصوصیات خاک برسانند هدف اصلی این طرح است. به این منظور مجموعه آزمایشاتی در تعیین رطوبت مجاز، جهت ورود ماشین آلات با استفاده از ارزیابی و مقایسه تغییرات جرم مخصوص خاک، درصد تخلخل و هدایت هیدرولیکی اشباع، در آزمایشگاه مکانیک خاک دانشکده کشاورزی دانشگاه شهرکرد انجام شد. در این تحقیق سه بافت (شنی لومی، لوم سیلتی –رسی و رسی سیلتی) مورد ارزیابی قرار گرفت. به منظور تعیین وضعیت توزیع رطوبت عمقی خاک و تغییرات آن با گذر زمان، پس از آبیاری غرقابی، طی 10 روز متوالی اقدام به تهیه مقادیر رطوبتی از اعماق صفر تا 60 سانتی متری شد. در آزمایشگاه مقادیر رطوبت سنجش شده مشابه سازی و استوانه ی آزمایشی از خاک مرطوب پر شد. بعد از اعمال تنش های مورد نظر (بازه ی 50 تا 300 کیلو پاسکال) تغییرات جرم مخصوص، تخلخل و هدایت هیدرولیکی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد، در تمامی رطوبت ها و در هر سه بافت خاک، اعمال تنش تاثیر مستقیم بر میزان پارامترهای فوق الذکر دارد. با وجودی که در روزهای اولیه میزان تراکم خاک کم می-باشد، ولی در روزهای مذکور به دلیل تخریب ساختمان خاک، تردد مناسب نخواهند بود. صرف نظر از بافت خاک، بزرگی و شدت تنش، تردد هر نوع ماشین آلات در بین روزهای هفتم تا نهمین روز پس از آبیاری، بهترین زمان تردد خواهد بود. اعلام می شود زمان بهینه ی تردد به عنوان یک ابزار مدیریتی و کم هزینه به شمار می آید که علاوه بر کاهش آثار مخرب بر ساختمان خاک از هزینه های مکانیزاسیون نیز می کاهد.

مالچ

پژوهش حاضر به منظور بررسی تاثیر آتش سوزی بر میزان فرسایش پاشمانی و برخی ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک در مناطقی که طی سال های 1387، 1388، 1389 و 1390 در مراتع کرسنک دچار آتش سوزی شده اند، انجام گردیده است. نمونه برداری در سال 1391 انجام و از هر منطقه 32 نمونه (8 نمونه از منطقه سوخته شده در لایه سطحی و 8 نمونه از منطقه سوخته شده در لایه زیر سطحی و 8 نمونه به عنوان شاهد (سوخته نشده) در لایه سطحی و 8 نمونه به عنوان شاهد در لایه زیر سطحی در مجاور منطقه سوخته شده) از دو عمق 7-0 و 17-10 سانتی متری برداشته شد. فرسایش پاشمانی در 2 شیب 9 و 45 درصد با شدت بارش 120 میلی متر بر ساعت با استفاده از کاسه پاشمان چند متغیره اندازه گیری شد. همچنین واکنش خاک، هدایت الکتریکی خاک، کربنات کلسیم معدل خاک، ماده آلی خاک، ماده آلی ذره ای خاک، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها، میانگین هندسی قطر خاکدانه ها، درصد خاکدانه های ماکرو، درصد خاکدانه-های میکرو، درصد رس، درصد سیلت، درصد شن، درصد رس قابل پراکنش در آب، جرم ویژه ظاهری خاک و تنفس میکروبی اندازه گیری شد. تجزیه و تحلیل آماری داده ها توسط آزمون t مستقل در سطح 5 درصد انجام شد. نتایج نشان داد که خاک پاشمان شده در مناطق سوخته شده افزایش معنی دار در تیمار 1 سال پس از آتش سوزی در هر دو شیب 9 و 45 درصد و همچنین در تیمار 2 سال پس از آتش سوزی در شیب 45 درصد داشت. خاک پاشمان شده در شیب های 9 و 45 درصد تیمار 1 سال پس از آتش و در شیب 45 درصد تیمار 2 سال پس از آتش به ترتیب 22، 2/24 و 34/15 درصد نسبت به شاهد افزایش یافت. همچنین مقایسه کل خاک پاشمان شده در تمام تیمار ها و شاهد ها در شیب 45 درصد در 1، 2، 3 و 4 سال پس از آتش نسبت به تیمار ها و شاهد ها در شیب 9 درصد افزایش معنی داری در سطح پنج درصد نشان داد. سایر ویژگی های اندازه گیری شده نیز (بجز کربنات کلسیم معادل) تحت تاثیر آتش سوزی قرار گرفته بود. همچنین بسیاری از ویژگی ها تنها در 2 سال اول پس از آتش سوزی دارای اختلاف معنی دار با مناطق شاهد بوده اند ولی در سال های سوم و چهارم پس از آتش سوزی به شرایط اولیه خود نزدیک گردیده اند. از بین ویژگی های اندازه گیری شده در لایه زیر سطحی تنها هدایت الکتریکی خاک تحت تاثیر آتش سوزی قرار گرفت و ویژگی های دیگر نسبت به مناطق شاهد اختلاف معنی داری نداشت

سیستم¬های خاک¬ورزی بایستی علاوه بر افزایش محصولات کشاورزی، موجب حفظ پایدار خاک و استفاده بهینه از انرژی با بیش¬ترین بازده گردند. رطوبت بهینه خاک برای خاک¬ورزی (optθ) رطوبتی است که اگر خاک¬ورزی در آن انجام شود بیش¬ترین مقدار خاک¬دانه¬های کوچک با کم¬ترین آسیب به ساختمان خاک ایجاد می¬شود. مطابق مدل خردشوندگی مویینه¬ای (ccm) (که اساس آن بر اندازه¬گیری مقاومت کششی خاک در رطوبت¬های مختلف است) در خاک¬های ساختمان¬دار کشاورزی، پیوندهای مویینه¬ای بین¬خاک¬دانه¬ای (مقاومت کششی) در optθ ضعیف (منافذ پر از هوا) می¬باشند که به راحتی شکسته می¬شوند تا خاک¬ورزی با مصرف حداقل انرژی بیش¬ترین نسبت خاک¬دانه¬های خرد و نرم¬شده را ایجاد کند. هم¬چنین در مدل دکستر و برد رطوبت بهینه خاک برای خاک¬ورزی در نقطه عطف (θinfl) منحنی مشخصه رطوبتی خاک (swcc) رخ می¬دهد و این رطوبت بین حدود بالایی و پایینی خاک¬ورزی (θutl و θltl) قرار دارد. خاک¬های ورتی¬سول دارای ویژگی¬های فیزیکی و شیمیایی منحصر به فردی می¬باشند که در مکان و زمان تغییر کرده و با مدیریت درست خاک¬ورزی و زمان ورود ماشین¬های کشاورزی به مزرعه می¬توانند برای کشاورزی مناسب باشند. بنا¬براین هدف از این پژوهش تعیین رطوبت بهینه خاک برای خاک¬ورزی بر اساس مدل خرد¬شوندگی¬ مویینه¬ای، ارائه روابطی بین رطوبت بهینه تعیین¬شده با محدوده¬های رطوبتی مرسوم خاک¬ورزی و ویژگی¬های ذاتی خاک است. هم¬چنین در این پژوهش رطوبت بهینه خاک¬ورزی و دامنه کارایی خاک بر اساس مدل دکستر و برد نیز تعیین گشت. در این پژوهش 35 نمونه دست¬نخورده برای اندازه¬گیری swcc و مقاومت کششی به روش غیرمستقیم (برزیلی) و نمونه¬های دست¬خورده برای اندازه¬گیری ویژگی¬های فیزیکی و شیمیایی از خاک¬های ورتی¬سول دشت زرین شهرستان کوهرنگ واقع در استان چهارمحال و بختیاری در تابستان 91 برداشت شدند. رابطه رگرسیونی بین θopt و ویژگی¬های زودیافت خاک با استفاده از رگرسیون گام به گام و روابط بین θopt و حدود تجربی کارایی خاک با استفاده از رگرسیون ساده خطی استخراج شدند. نتایج نشان داد ccm برآورد رضایت¬بخشی از مکانیک فرایند خردشوندگی در خاک¬های کشاورزی مورد بررسی داشت. افت مقاومت پیوندی مویینه¬ای بین¬خاک¬دانه¬ای مربوط به خالی¬شدن منافذ ساختمانی خاک از آب در یک دامنه رطوبتی محدود به خوبی با این مدل پیش¬بینی شد. از میان ویژگی¬های خاک، مقدار ماده آلی، رس و کربنات کلسیم معادل رابطه مثبت و معنی¬دار (p<0.001) و چگالی ظاهری رابطه منفی و معنی¬داری (p<0.001) با optθ داشتند که استفاده از توابع انتقالی استخراج¬شده بین optθ و ویژگی-های زودیافت خاک در شرایطی که ccm قابلیت اجرا ندارد پیشنهاد می¬گردد. هم¬بستگی قوی و معنی¬داری (p<0.001) بین optθ با برخی از حدود تجربی (رایج) کارایی خاک مشاهده شد. روابط 1:1 بین optθ و رطوبت بحرانی پروکتور (θproctor)، 80% حد خمیری (θpl8/0) و 60% مقدار رطوبت در مکش ماتریک 50 هکتوپاسکال (hpa50θ6/0) (تقریباً 1:1) استخراج شدند که به¬کارگیری این حدود به عنوان رطوبت بهینه خاک برای خاک¬ورزی پیشنهاد می¬گردد. مقادیر θinfl در مدل دکستر و برد به طور معنی¬داری (در سطح آماری 1%) بیش از مقادیر θopt در ccm بود. به علت عدم وجود اختلاف آماری معنی¬دار (در سطح آماری 1%) بین θinfl، رطوبت بهینه کرتسچمر (θkretschmer) و 70% مقدار رطوبت در مکش ماتریک 50 هکتوپاسکال (hpa50θ7/0)، حدود رطوبتی مذکور برای خاک¬ورزی مناسب نمی¬باشند. نتیجتاً استفاده از مدل دکستر و برد برای تعیین رطوبت بهینه خاک برای خاک¬ورزی در خاک¬های ورتی¬سول منطقه مورد مطالعه پیشنهاد نمی¬گردد.

برای تعیین الگوی کشت در هر منطقه و اختصاص اراضی به بهترین و سود آورترین نوع کاربری و شناخت ظرفیت تولید اراضی، انجام مطالعات تناسب اراضی امری ضروری به نظر می رسد. مهمترین هدف این تحقیق، مقایسه دو روش استفاده از مشخصات و کیفیت های زمین در امکان سنجی کشت آبی و پیش بینی پتانسیل تولید ذرت علوفه ای در زمین مورد مطالعه بوده است. این زمین به مساحت حدود 9/0 هکتار در غرب چالشتر، در فاصه 8 کیلومتری شمال غربی شهرکرد در استان چهارمحال و بختیاری واقع شده است. اقلیم منطقه نیمه خشک سرد می باشد. مجموعاً 9 خاکرخ، هریک در مرکز یک مربع 32×32 متر حفر و تشریح گردید. آنالیزهای فیزیکی و شیمیایی طبق روش های استاندارد آزمایشگاهی انجام و طبقه بندی خاک صورت گرفت. تناسب زمین بر اساس روش فائو، با استفاده از مشخصات و کیفیت های آن کلاس بندی و پتانسیل تولید زمین برآورد گردید. نیاز آبی تعیین و وضعیت عناصر غذایی مورد بررسی قرار گرفت. با وجود مساحت کم زمین، به خاطر تغییرات پیوسته ای که در مرز خاک ها وجود دارد، براساس روش طبقه-بندی خاک آمریکایی، خاک زمین مورد مطالعه به 2 زیرگروه، 3 فامیل ، 7 سری و 9 فاز سری و طبق سامانهwrb ، به 8 خاک در سطح دوم، طبقه بندی شد. ساعات آفتابی در مرحله جوانه زدن بذر تا ظهور گل آذین نر،ph و نفوذپذیری عمقی در همه خاک ها و کربنات کلسیم، سنگریزه و وجود سخت کفه شخم (plow pan) در بعضی از خاک ها، محدودیت متوسطی را برای کشت ذرت علوفه ای آبی ایجاد می کنند. مقدار پتانسیل تابشی- گرمایی تولید حدود 105 تن در هکتار بدست آمد. به خاطر محدودیت های خاکی، پتانسیل تولید زمین، تخمین زده شده با استفاده از مشخصات زمین و فرمول های استوری و ریشه دوم، به ترتیب 8/49 و 70 و با استفاده از کیفیت های زمین و فرمول-های مورد اشاره به ترتیب 6/40 و 9/54 تن در هکتار برآورد شد. مدیریت ضعیف زارع باعث شده تا عملکرد وی تا حدود 22 تن در هکتار تنزل یابد. در تحقیق حاضر مشخص شد که بکار بردن کیفیت های زمین برای ارزیابی تناسب اراضی بر روش استفاده از مشخصات زمین ارجحیت دارد. شاخص های آماری بکار رفته نشان دادند زمانی که از کیفیت-های زمین استفاده می شود، هم در محاسبه شاخص زمین و هم در برآورد پتانسیل تولید زمین، تفاوتی بین نتایج استفاده از فرمول های استوری و ریشه دوم پیش نمی آید. این در حالی است که اگر مشخصات زمین بکار روند، هم در محاسبه شاخص زمین و هم در برآورد پتانسیل تولید زمین، استفاده از فرمول استوری برای ارزیابی تناسب اراضی مناسب تر می باشد. نیاز آبی ذرت علوفه ای در زمین مورد مطالعه، 5215 متر مکعب در هکتار برای تمام سیکل رشد بدست آمد. بعضی از عناصری که کمبود آن ها در خاک مشاهده شد، در گیاه کمبودی نشان ندادند و بر عکس.