تعداد نشریات | 161 |
تعداد شمارهها | 6,532 |
تعداد مقالات | 70,501 |
تعداد مشاهده مقاله | 124,114,303 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 97,218,105 |
استفاده از شیوههای میکرومورفولوژیکی برای طبقهبندی هندسی خاکدانههای متأثر از تیمارهای متنوع | ||
تحقیقات آب و خاک ایران | ||
دوره 55، شماره 4، تیر 1403، صفحه 665-678 اصل مقاله (2.92 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/ijswr.2023.367248.669599 | ||
نویسندگان | ||
آیدا بخشی خرمدره1؛ پریسا علمداری* 1؛ احمد حیدری2؛ محمدحسین محمدی3؛ احسان قزلباش4 | ||
1گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران. | ||
2گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، دانشگاه تهران، کرج، ایران | ||
3گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی دانشگاه تهران، کرج، ایران | ||
4گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، دانشگاه تهران، کرج، ایران. | ||
چکیده | ||
چرخههای تر و خشک شدن با ایجاد توالیهای منقبض و منبسط شدن در خاکدانهها موجب تغییراتی در میکروساختار خاک میشود. در این مطالعه سعی شد با اعمال چرخههای رطوبتی در تیمارهای مختلف اصلاحی (کربنات کلسیم، کربنات کلسیم مضاعف، اکسید آهن، تیمار ترکیبی، کاتیون، ماده آلی) و تخریبی (گلخرابی) و حذف (حذف کربنات کلسیم، حذف اکسید آهن، حذف ماده آلی) در خاکهای شنلومی و رسسیلتی تغییرات ویژگیهای هندسی خاکدانهها مورد بررسی قرار گیرد. این پژوهش بر این فرض استوار است که اعمال تیمارهای مختلف، شدت و نوع اثرات چرخههای خیس و خشک شدن بر ویژگیهای خاکدانهها را تحت تاثیر قرار میدهد.با استفاده از نرمافزار ImageJ، پردازش تصاویر تهیه شده از بلوکهای خاک به صورت دوبعدی و سهبعدی انجام شد و علاوه بر حجم و سطح خاکدانهها، ویژگیهایی همچون ضرایب کشیدگی و پهنشدگی نیز تخمین و در طبقهبندی خاکدانهها استفاده شد. مقایسه تیمارها از طریق تعیین ZScore انجام شد و به منظور تجزیه و تحلیل آماری و ترسیم نمودارها نیز، به صورت موازی از نرمافزارهای Orange.3 و Excel 2016 استفاده شد. نتایج نشان داد که تیمارهایی همچون کربنات کلسیم، کاتیون و ماده آلی سبب افزایش ضریب کشیدگی خاکدانهها، و تیمارهای تخریبی سبب افزایش ضریب پهنشدگی در هر دو بافت مورد مطالعه شد. در تیمارهای حذف نیز ضرایب کشیدگی و پهنشدگی خاکدانهها عمدتاً کمتر از تیمارهای اصلاحی بود. طبقهبندی هندسی خاکدانهها نشان داد بخش کمی از آنها در خاکهای شنلومی در دسته خاکدانههای کشیده قرار گرفتند، در حالی که بیش از نیمی از خاکدانهها در دسته انواع پهنشده قرار داشت. در خاک رسسیلتی توزیع یکسانی از خاکدانههای کشیده، تیغهای و پهنشده مشاهده گردید، با این حال در هیچکدام از تیمارهای مورد مطالعه، خاکدانهها در دسته انواع فشرده قرار نداشتند. با توجه به اثر مستقیم شکل خاکدانهها در هدایت هیدرولیکی خاکها، بکارگیری روش مورد استفاده در این پژوهش میتواند به خوبی وضعیت میکروساختار خاکها از دیدگاه خاکدانهها را تعیین نماید. | ||
کلیدواژهها | ||
چرخه های تر و خشک شدن؛ میکروساختار خاک؛ پردازش تصویر؛ ضریب کشیدگی خاکدانه ها؛ ضریب پهن شدگی خاکدانه ها | ||
مراجع | ||
AlKaisi, M. M., Lal, R., Olson, K. R., & Lowery, B. (2017). Fundamentals and functions of soil environment. In Soil health and intensification of agroecosytems (pp. 123). Academic Press. AlRawas, A. A., & McGown, A. (1999). Microstructure of Omani expansive soils. Canadian Geotechnical Journal, 36(2), 272290. Angelidakis, V., Nadimi, S., & Utili, S. (2022). Elongation, flatness and compactness indices to characterise particle form. Powder Technology, 396, 689695. Barrett, H. H., & Swindell, W. (1981). The theory of image formation, detection, and processing. In RADIOLOGICAL IMAGING (Vol. 1, pp. 317319). Academic Press. Bian, X., Zhang, W., Li, X., Shi, X., Deng, Y., & Peng, J. (2022). Changes in strength, hydraulic conductivity and microstructure of superabsorbent polymer stabilized soil subjected to wetting–drying cycles. Acta Geotechnica, 17(11), 50435057. Blott, S. J., & Pye, K. (2008). Particle shape: a review and new methods of characterization and classification. Sedimentology, 55(1), 3163. Conzelmann, N. A., Partl, M. N., Clemens, F. J., Müller, C. R., & Poulikakos, L. D. (2022). Effect of artificial aggregate shapes on the porosity, tortuosity and permeability of their packings. Powder Technology, 397, 117019. Denef, K., Zotarelli, L., Boddey, R. M., & Six, J. (2007). Microaggregateassociated carbon as a diagnostic fraction for managementinduced changes in soil organic carbon in two Oxisols. Soil Biology and Biochemistry, 39(5), 11651172. Dingyi, X. I. E., & Jilin, Q. I. (1999). Soil structure characteristics and new approach in research on its quantitative parameter. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 21(6), 651656. Kawamoto, R., Andò, E., Viggiani, G., & Andrade, J. E. (2018). All you need is shape: Predicting shear banding in sand with LSDEM. Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 111, 375392. Farahani, E., Emami, H., & Keller, T. (2018). Impact of monovalent cations on soil structure. Part II. Results of two Swiss soils. International Agrophysics, 32(1). Farulla, C., Ferrari, A., & Romero, E. (2010). Volume change behaviour of a compacted scaly clay during cyclic suction changes. Canadian Geotechnical Journal, 47(6), 688703. Ghanbarian, B., & Yokeley, B. A. (2021). Soil classification: A new approach for grouping soils using unsaturated hydraulic conductivity data. Water Resources Research, 57(9), e2021WR030095. Kong, A. Y., Six, J., Bryant, D. C., Denison, R. F., & Van Kessel, C. (2005). The relationship between carbon input, aggregation, and soil organic carbon stabilization in sustainable cropping systems. Soil science society of America journal, 69(4), 10781085. Kong, D., & Fonseca, J. (2018). Quantification of the morphology of shelly carbonate sands using 3D images. Géotechnique, 68(3), 249261. Maramizonouz, S., & Nadimi, S. (2022). Drag force acting on ellipsoidal particles with different shape characteristics. Powder Technology, 412, 117964. Mohawesh, O., Janssen, M., Maaitah, O., & Lennartz, B. (2017). Assessment the effect of homogenized soil on soil hydraulic properties and soil water transport. Eurasian Soil Science, 50, 10771085. Nguyen, T. T., & Indraratna, B. (2020). The role of particle shape on hydraulic conductivity of granular soils captured through Kozeny–Carman approach. Géotechnique Letters, 10(3), 398403. Pagliai, M., Vignozzi, N., & Pellegrini, S. (2004). Soil structure and the effect of management practices. Soil and tillage research, 79(2), 131143. Rabot, E., Wiesmeier, M., Schlüter, S., & Vogel, H. J. (2018). Soil structure as an indicator of soil functions: A review. Geoderma, 314, 122137. RingroseVoase, A. J. (1996). Measurement of soil macropore geometry by image analysis of sections through impregnated soil. Plant and Soil, 183, 2747. Sarkar, D., De, D. K., Das, R., & Mandal, B. (2014). Removal of organic matter and oxides of iron and manganese from soil influences boron adsorption in soil. Geoderma, 214, 213216. Six, J., & Paustian, K. (2014). Aggregateassociated soil organic matter as an ecosystem property and a measurement tool. Soil Biology and Biochemistry, 68, A4A9. Tang, C. S., Zhu, C., Cheng, Q., Zeng, H., Xu, J. J., Tian, B. G., & Shi, B. (2021). Desiccation cracking of soils: A review of investigation approaches, underlying mechanisms, and influencing factors. EarthScience Reviews, 216, 103586. Tang, C. S., Cheng, Q., Gong, X., Shi, B., & Inyang, H. I. (2023). Investigation on microstructure evolution of clayey soils: A review focusing on wetting/drying process. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 15(1), 269284. Vereecken, H., Huisman, J. A., Bogena, H., Vanderborght, J., Vrugt, J. A., & Hopmans, J. W. (2008). On the value of soil moisture measurements in vadose zone hydrology: A review. Water resources research, 44(4). Wei, T., Fan, W., Yu, N., & Wei, Y. N. (2019). Threedimensional microstructure characterization of loess based on a serial sectioning technique. Engineering Geology, 261, 105265. Zhang, X., Liu, X., Xu, Y., Wang, G., & Ren, Y. (2023). Compressibility, permeability and microstructure of finegrained soils containing diatom microfossils. Géotechnique, 115. Zheng, W., Hu, X., Tannant, D. D., & Zhou, B. (2021). Quantifying the influence of grain morphology on sand hydraulic conductivity: A detailed porescale study. Computers and Geotechnics, 135, 104147. Zingg, T. (1935). Beitrag zur schotteranalyse (Doctoral dissertation, ETH Zurich). | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 128 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 111 |