مهندسی زراعی

چکیده استفاده از امواج الکتریکی، میدان مغناطیسی، نور، امواج صوتی و به منظور افزایش عملکرد و سرعت رشد محصولات کشاورزی را کشت الکتریکی گویند. در این پژوهش تأثیر شدت میدان مغناطیسی متناوب و مدت زمان‌های اعمال آن بر جوانه‌زنی بذر چمن (Festuca Arandinacea) با استفاده از سامانه‌ای که برای کشت الکتریکی ساخته شده بود مورد بررسی قرار گرفت. در این سامانه، سیم‌پیچ‌های هلم هلتز برای ایجاد میدانی یکنواخت طراحی شدند. تیمارهای آزمایش شامل میدان الکترومغناطیسـی متناوب با شدت‌های 1/0 و 1 میلی تسلا در مدت زمان‌های 15، 60 و 240 دقیقه و تیمار شاهد (بدون قرار دهی بذر در میدان مغناطیسی) بودند. آزمایش در قالب طرح کاملاً تصادفی با چهار تکرار انجام شـد. به منظور ارزیابی سامانه، درصد جوانه‌زنی، نرخ جوانه‌زنی، میانگین زمان جوانه‌زنی و طول ساقه‌چه برای هر تیمار اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که میدان مغناطیسی به‌طور معنی‌داری بر صفات مورد ارزیابی تأثیرگذاشت و برخی تیمارها نتایج بهتری را نسبت به شاهد نشان دادند. در مقایسه شاهد و تیمارهای بهینه مشاهده شد، درصد جوانه‌زنی 124%، سرعت جوانه‌زنی 155%، میانگین زمان جوانه‌زنی 8 % و طول ساقه‌چه 64% بهبود یافتند. بیشترین نرخ، درصد جوانه‌زنی و طول ساقه‌چه در تیمار میدان مغناطیسی 1 میلی‌تسلا و مدت زمان 60 دقیقه بود. به نظر می‌رسد با استفاده بهینه از سامانه کشت الکتریکی بتوان رشد و جوانه‌زنی بذر چمن را بهبود بخشید.

چکیده ارزیابی اثرات زیست محیطی اتانول تولیدی از ملاس نیشکر در ایران با استفاده از مدل سیماپرو انجام پذیرفت. داده­های مورد نیاز از شرکت کشت و صنعت و توسعه نیشکر، کشت و صنعت کارون و اطلاعات ثبت شده حاصل گردید. دو سناریوی مختلف از تولید اتانول (سامانه موجود و سامانه اصلاح شده) در نظر گرفته شد و اثرات  زیست محیطی دو سامانه با همدیگر مقایسه شد. بر اساس نتایج و با وضع موجود در زمینه میزان انتشار آلاینده­های زیست محیطی در کل چرخه حیات، تفاوت معنی‌داری بین اتانول و گازوییل دیده نمی­شود. اما با تولید برق از باگاس، مقدار اثرات زیست محیطی ناشی از تولید اتانول تا 10 درصد کاهش خواهد یافت. در حال حاضر میزان انتشار گازهای گلخانه­ای اتانول 60 درصد کمتر از انتشار آلاینده­های مربوط به گازوییل می­باشد که با تولید برق از باگاس این میزان کاهش به 70 درصد هم خواهد رسید. با اعمال راهکارهای مدیریتی مناسب ذکر شده می­توان منافع زیست محیطی و انرژی فراوانی را کسب کرد که جایگزینی گازوییل مصرفی در حمل و نقل را با اتانول موجه می­سازد. حتی با وضعیت موجود و از آنجا که محصول اصلی صنایع نیشکر در ایران، شکر می­باشد و ملاس به عنوان یک محصول جانبی و درجه دوم اهمیت قرار دارد، تولید اتانول از ملاس، توجیه‌پذیر می­باشد چرا که تولید آن از اتلاف یک ماده گران‌بها جلوگیری به عمل آورده و از تحمیل بارهای زیست محیطی بیشتر (در اثر دفع ملاس) ممانعت به عمل می­آورد.

چکیده مدیریت بقایای گیاهی همواره یکی از مسائل مورد توجه در بخش کشاورزی و صنایع وابسته آن بوده است. افزودن این بقایا به خاک اثرهای چشمگیر بر ویژگی­های شیمیایی، فیزیکی و بیولوژیکی خاک دارد. هدف از این پژوهش بررسی اثر بقایای برگ انگور و پوست انار بر پایداری ساختمان و آبگریزی خاک در شرایط شور بود. بدین منظور بقایای برگ انگور و پوست انار در سطح صفر، 2 و 5 درصد و شوری در سه سطح 5/1، 7 و 15 دسی­زیمنس بر متر مطالعه گردید. نتایج نشان داد که افزودن بقایای پوست انار سبب افزایش بیش­تر کربن آلی خاک و غلظت کربوهیدرات قابل عصاره­گیری با آب داغ و اسید رقیق خاک نسبت به بقایای برگ انگور شد. افزایش سطح بقایا و شوری نیز سبب افزایش کربن آلی و غلظت کربوهیدرات­ها در خاک شده بود. افزایش شوری محلول خاک آبگریزی خاک مورد مطالعه را افزود. همچنین افزودن بقایای پوست انار به خاک سبب افزایش بیش­تر آبگریزی و بهبود پایداری ساختمان خاک شد. افزایش مقدار بقایای گیاهی مورد استفاده نیز با افزایش کربن آلی خاک و غلظت کربوهیدرات­ها در خاک  سبب افزایش آبگریزی در خاک و کاهش رس قابل پراکنش خاک شد. در مجموع می­توان نتیجه گرفت که در استفاده از بقایای برگ انگور و پوست انار در خاک علاوه بر جنبه­های مثبت ناشی از افزایش ماده آلی خاک باید به برخی اثرات منفی آبگریزی ایجاد شده به ویژه در خاک­های شور و در طولانی مدت نیز توجه نمود.

چکیده آنالیز تصویرروشی پیشرفته برای کمّی کردن خصوصیات خاک و افزایش دقت و صحت نتایج مطالعات میکرومورفولوژیکی است. در این پژوهش به منظور بررسی تأثیر نوع کاربری اراضی بر تخلخل و ریزساختمان افق­ سطحی خاک­ها، تعداد 9 خاک­رخ در کاربری­های متفاوت جنگل­ طبیعی و مصنوعی، اراضی رها شده، باغ و زراعی حفر و تشریح گردید. سپس از هر افق یک نمونه جهت انجام تجزیه­های فیزیکو­شیمیایی و یک نمونه دست‌نخورده جهت مطالعات میکرومورفولوژی برداشته شد. پارامترهای فیزیکو­شیمیایی مانند pH، بافت و کربن آلی اندازه‌گیری شد. پس از آماده­سازی مقاطع نازک خاک، مطالعات میکرومورفولوژی با میکروسکوپ پلاریزان و عکس‌برداری از آن­ها صورت پذیرفت. درصد تخلخل کل خاک، قطر معادل و مساحت حفرات با استفاده از نرم­افزار Image Tool محاسبه شد و داده­های به دست آمده مورد تجزیه آماری قرار گرفت. مشاهدات میکروسکوپی نشان داد در کاربری‌های جنگل طبیعی و مصنوعی، ریزساختمان غالب خاک از نوع دانه­ای و مکعبی نسبتاً زاویه­داراست ولی در کاربری زراعی عمدتاً از نوع توده­ای و مکعبی زاویه­دار می­باشد. درصد حفرات کانال در کاربری‌های جنگل طبیعی و مصنوعی بیشتر از سایر کاربری­هاست. اکثر حفرات در کاربری زراعی به دلیل جنگل‌تراشی و تخریب ساختمان خاک، از نوع  واگ و صفحه­ای می‌باشند. نتایج آنالیز تصویر نشان داد، با تغییر کاربری از جنگل به زراعی، درصد حفرات با قطر و مساحت زیاد، به­طور معنی­داری کاهش پیدا کرده است. کاربری­های باغ و جنگل طبیعی به­ترتیب با 97/46 و 80/46 درصد، بیشترین تخلخل و کاربری­های زراعی و رها ­شده به­ترتیب با 79/30 و 50/33 درصد،کمترین تخلخل را دارند. 

چکیده امروزه، مدیریت اصولی اراضی به‏عنوان یک راهکار مهم برای رسیدن به عملکرد بیشتر در واحد سطح و استفاده بهینه از منابع خاک و آب، مورد توجه پژوهشگران، تولیدکنندگان و سیاست­گذاران عرصه کشاورزی قرار گرفته است. پژوهش حاضر با هدف بررسی ارتباط بین عملکرد پسته و عوامل مؤثر بر آن، صورت پذیرفت. بدین منظور، 129 قطعه باغ در مناطق مختلف شهرستآن‌های رفسنجان و انار شناسایی و انتخاب گردید. نمونه­برداری از آب آبیاری، برگ درختان و خاک همه باغ­ها انجام شد. همچنین برای هر باغ یک پرسشنامه به منظور جمع­آوری اطلاعات مدیریتی و تعیین مقدار عملکرد تهیه شد. در نهایت یک متغیر وابسته یعنی عملکرد محصول و 50 متغیر مستقل شامل ویژگی­های خاک، آب و گیاه برای انجام مدل­سازی به کمک مدل­های رگرسیون چند متغیره خطی و شبکه­های عصبی مصنوعی مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان می­دهد که رگرسیون چند متغیره­ی خطی تنها 26 درصد تغییرات عملکرد را توجیه می­نماید اما وقتی با تقسیم منطقه به چهار بخش، داده­ها همگن­تر می‌شود، دقت این روش افزایش یافت. به طوری که ضریب تبیین اصلاح شده­ی مدل برای باغ­های منطقه نوق، انار، حومه شرقی و حومه غربی به ترتیب به حدود 4/92، 5/81، 95 و 6/53 درصد رسید. این مدل­ها، به ویژگی­های مربوط به آب آبیاری حساسیت زیادی نشان می­دهند. بنابراین، توجه ویژه به روش­های نوین آبیاری و اتخاذ رویکردهای صحیح مدیریتی به منظور افزایش بهره­وری آب ضروری به نظر می‌رسد. شبکه عصبی مصنوعی با 9 نرون در یک لایه پنهان، تابع فعال‌سازی تانژانت-سیگموئید و تابع آموزشی لونبرگ مارکوات دارای دقت 3/98 درصدی در پیش­بینی عملکرد محصول پسته در کل منطقه مورد مطالعه می­باشد.

چکیده سپیولیت و پالیگورسکیت از گروه رس­های فیبری هستند که در خاک­های مناطق خشک و نیمه خشک یافت می­شوند. شناخت در زمینه رفتار این دو کانی­ در محیط ریزوسفر گیاهان کشاورزی و کارکرد ریزجانداران اندک است. این پژوهش با هدف بررسی مقدار رهاسازی منیزیم از دو کانی سپیولیت و پالیگورسکیت، در ریزوسفر گیاه سورگوم در شرایط همزیست با قارچ میکوریزی گلوموس موسه به گونه آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. فاکتورهای آزمایشی شامل منبع منیزیم در سه سطح (محلول غذایی، پالیگورسکیت و سپیولیت) و قارچ در دو سطح (وجود و عدم وجود قارچ) بودند. گیاه سورگوم در گلدان­های دارای شن کوارتزی و نیز سپیولیت یا پالیگورسکیت سترون شده پس از اعمال تیمارهای قارچی کشت و با محلول غذایی جانسون دارای منیزیم و بدون منیزیم در دوره کشت 70 روزه تغذیه شدند. پس از پایان دوره کشت، در آغاز کلروفیل گیاهان، بلندی گیاه و قطرساقه به­ترتیب با کلروفیل متر، متر نواری و کولیس اندازه­گیری شدند. سپس ریشه­ها و اندام هوایی از یکدیگر جدا شده و بیومس گیاه، درصد کلونیزاسیون ریشه­ها و اندازه منیزیم جذب شده گیاه پس از آسیاب و عصاره­گیری، بررسی گردید. بیشترین درصد کلونیزاسیون ریشه در تیمارهای دارای پالیگورسکیت و کم­ترین اندازه آن در تیمار شاهد بوده است؛ ولی اندازه منیزیم جذب شده گیاه و شاخص کلروفیل در تیمارهای حاوی کانی پالیگورسکیت به­طور قابل توجهی کم­تر از سایر تیمارها بوده است. مقایسه شرایط حضور و عدم حضور قارچ گلوموس­موسه نشان داد که در حضور قارچ اندازه منیزیم جذب شده گیاه سورگوم از این دو کانی بیش­تر بوده است؛ لذا می­توان اظهار داشت که حضور قارچ گلوموس­موسه به­صورت همزیست با گیاه سورگوم تأثیر معنی­داری بر رهاسازی منیزیم از کانی سپیولیت و پالیگورسکیت و جذب آن توسط گیاه داشته است و در این ارتباط رهاسازی منیزیم از کانی سپیولیت به­طور قابل توجهی بیش­تر از پالیگورسکیت بود.

چکیده هدف از این مطالعه بررسی اثرات تغییر کاربری اراضی بر فرسایش‏پذیری خاک در بخشی از حوزه آبخیز زاینده رود بوده است. بدین منظور، برخی از ویژگی‏های خاک شامل توزیع اندازه ذرات خاک، درصد سنگریزه، جرم ویژه ظاهری، نفوذپذیری نیمرخ خاک، کد ساختمان و کد نفوذپذیری، ماده آلی، کربنات کلسیم، میانگین وزنی قطر خاکدانه و مقاومت برشی لایه سطحی خاک اندازه‏گیری گردید. فرسایش‏پذیری خاک با استفاده از یک دستگاه شبیه‏ساز باران جهت اعمال بارندگی با شدت (mm h^-1) 30  به مدت 30 دقیقه در پلاتی با مساحت  m²25/0 و شیب 9% در دو کاربری مرتع و مرتع تخریب شده اندازه‏گیری گردید. تجزیه آماری در قالب طرح کاملا تصادفی انجام گردید که در آن تاثیر بافت و تغییر کاربری اراضی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. نتایج نشان داد کلاس بافت خاک تاثیر معنی‏داری بر فرسایش‏پذیری خاک در سطح احتمال 5 درصد نداشته و تغییرات فرسایش‏پذیری منطقه تحت تاثیر کاربری اراضی بوده است. میانگین فرسایش‏پذیری خاک در کاربری مرتع 05/0 (ton h MJ^-1 mm^-1) و در مرتع تخریب شده 09/0 (ton h MJ^-1 mm^-1) به دست آمد. براساس نتایج به دست آمده از توابع انتقالی مربوط به هر کاربری مشاهده شد که ذرات رس و شن درشت (86/0R²=) در کاربری مرتع و مقاومت برشی لایه سطحی و کد نفوذپذیری (90/0R²=) در کاربری مرتع تخریب شده در سطح 5 درصد نسبت به سایر ویژگی‏های خاک برای توجیه رفتار فرسایش‏پذیری خاک مناسب‏تر می‏باشند.

چکیده هوادیدگی زیستی کانی‌های سیلیکاتی منبع عمده پتاسیم برای گیاهان در شرایط طبیعی می‌باشد. هدف از این مطالعه، جداسازی و شناسایی باکتری‌های حل‌کننده پتاسیم از سنگ شیل­گلاکونیت­دار در استان گلستان و تعیین برخی خصوصیات محرک رشدی آنها بود. تعداد پنج نمونه یک کیلوگرمی از خاک ریزوسفر گندم از عمق صفر تا 30 سانتی‌متری و پنج نمونه یک کیلوگرمی از سنگ شیل گلاکونیت‌دار جمع‌آوری و به آزمایشگاه انتقال داده شد. پس از جداسازی و خالص­سازی جدایه­ها، سنجش میزان آزادسازی پتاسیم در محیط کشت الکساندروف حاوی مسکویت و گلاکونیت به روش نورسنجی شعله­ای انجام شد. شناسایی جدایه­ها براساس ویژگی­های بیوشیمیایی آنها انجام گردید. آزمون‌های محرک رشدی در جدایه­هایی که از لحاظ ظاهری متفاوت بوده و ازتوانمندی بالایی در آزادسازی پتاسیم برخوردار بودند صورت پذیرفت. در نهایت بهترین جدایه با استفاده از توالی نوکلئوتیدی ژن 16S rRNA شناسایی شد. از تعداد 40 جدایه اولیه، 20 جدایه از خاک ریزوسفری و 20 جدایه از خاک حاصل از پودر سنگ شیل گلاکونیت‌دار جداسازی شدند. آزادسازی پتاسیم توسط 10 جدایه برتر نشان داد که بیشترین مقدار پتاسیم آزاد شده مربوط به جدایه‌ 39 به میزان 2/34 میلی‌گرم بر لیتراز مسکویت و 8/31 میلی‌گرم بر لیتر از گلاکونیت بود. بیشترین مقدار سیدروفور، اکسین و انحلال فسفر نامحلول توسط جدایه شماره 39 مشاهده گردید. نتایج توالی نوکلئوتیدی ژن16S rRNA نشان داد که جدایه 39 متعلق به گونه آرتروباکتر فنانترنیوورانس بود. این مطالعه نشان داد باکتری­های بومی از توانایی خوبی در آزاد کردن پتاسیم از منبع شیل گلاکونیتی برخوردارند. 

چکیده فسفر از عناصر اصلی مورد نیاز گیاه  است که هر ساله به خاک افزوده می­شود و مقدار قابل ملاحظه­ای از آن در خاک باقی می‌ماند. هدف از این مطالعه بررسی اثر اسیدهای آلی با وزن مولکولی کم، بر رشد و جذب فسفر توسط ذرتسینگل کراس 704 می‌باشد. این آزمایش گلدانی به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار بر روی گیاه ذرت اجرا شد. فاکتور اول شامل تعداد 6 نوع خاک سطحی از مناطق مختلف استان گلستان و فاکتور دوم ترکیبی از کود فسفری و اسیدهای آلی شامل (1) شاهد، (2) 50 میلی­گرم بر کیلوگرم فسفر ، (3 و 4) 50 میلی مول بر کیلوگرم اسیدهای آلی (اگزالیک و مالیک)، (5) اسیداگزالیک+فسفر و (6)  تفاله‌گوجه‌فرنگی (25 درصد وزنی) بود.  بعد از 10 هفته، گیاهان برداشت و ویژگی­هایی مثل ارتفاع، وزن تر و  خشک، غلظت فسفر و جذب آن در گیاه تعیین گردید. اثر نوع خاک به­ترتیب  بر ویژگی­های وزن­های تر و خشک (05/0 ≤P) ، ارتفاع گیاه، غلظت و جذب فسفر در گیاه (01/0 ≤P) معنی­دار بود. نتایج نشان داد که تیمار تفاله گوجه‌فرنگی در مقایسه با شاهد، تیمار کود فسفر و اسید مالیک باعث افزایش معنی­دار جذب فسفر، وزن تر و خشک گیاه  گردید (05/0 ≤P). تیمار کود فسفر + اسید اگزالیک، فقط از نظر ارتفاع اختلاف معنی­داری با مصرف اسید اگزالیک به تنهایی داشت (05/0 ≤P). همچنین بین تیمارهای اسید مالیک و شاهد هیچ اختلاف معنی داری از نظر پارامترهای گیاهی اندازه­گیری شده مشاهده نشد (05/0 ≤P)؛ بنابراین، استفاده از تفاله گیاه گوجه­فرنگی به جای کود فسفر می­تواند به جذب فسفر باقی‌مانده خاک، رشد گیاه و کاهش آلودگی­های زیست محیطی کمک کند و از نظر اقتصادی نیز مقرون به صرفه باشد.

چکیده در این مطالعه، ارتباط بین تنش­ پیش­تراکم (_pcσ (و مقاومت نفوذسنج افقی (PR) به منظور پیشنهاد روشی جایگزین برای اندازه­گیری پیوسته _pcσ و مدیریت دقیق تردد­­پذیری خاک در مزرعه بررسی شد. اندازه­گیری­های نفوذسنجی در 9 مزرعه با بافت­های مختلف (محتوای رس از g kg^-1 584-189) در سوئیس انجام شد. نمونه­های دست نخورده خاک در نقاط مختلف در کنار خطوط اندازه­گیری PR برداشته و در آزمایشگاه مورد آزمون فشار تک­محوری محصور تحت بارگذاری گام به گام قرار گرفت. _pcσ از نقطه بیشینه انحنا منحنی لگاریتم تنش- نسبت پوکی با تحلیل تابع گمپرتز تخمین زده شد. نتایج نشان داد که تابعگمپرتز به خوبی منحنی لگاریتم تنش- نسبت پوکی را در بافت­های مختلف بیان می­کند و پارامترهای این تابع با مشخصه­های فیزیکی خاک در ارتباط است. همبستگی نه چندان قوی (47/0R²=،kPa  4/15RMSE=) بین PR و _pcσ یافت شد که با جبران اثر رطوبت خاک به طور معنی­داری بهبود یافت (59/0R²=،kPa  7/13RMSE=). در محدوده تغییرات آزمون شده، نوع بافت خاک (محتوای رس) تاثیری بر رابطه بین PR و  _pcσ نشان نداد. این مطالعه پیشنهاد می­دهد که ترکیب نفوذسنج افقی و حسگر رطوبت (برای مثال حسگر دی­الکتریک) خاک می­تواند ابزار مناسبی برای تخمین در حال حرکت تنش پیش­تراکم و تهیه نقشه­های مزرعه­ای ترددپذیری خاک باشد.