ویژگیهای فیزیکی خاک نقش مهم و تعیین کننده ای در شرایط خاک و نیز مدیریت آبیاری داشته و تغییرات آنها بر میزان نگهداشت آب در خاک و سایر موارد مرتبط با رابطه آب، خاک و گیاه تاثیرگذار می باشد. نظر به نقش و تاثیرکاربرد کودهای آلی(از منابع دامی و کمپوست ضایعات شهری) بر ویژگیهای فیزیکی خاک، این تحقیق در راستای تاثیر کاربرد کود آلی از منابع دامی و کمپوست ضایعات شهری در تناوب های زراعی مختلف و متعارف(گندم – آیش- گندم- ذرت- گندم و آیش) در کرت های ثابت و به منظور بررسی تغییرات ویژگیهای فیزیکی خاک ناشی از اعمال تیمارهای مصرف کود به مقدار سالانه 20 تن در هکتار در استان البرز اجرا شد. نتایج نشان داد که میانگین مقادیر ظرفیت زراعی در تیمارهای بدون مصرف کود حدود 8/17 درصد و میانگین آن در تیمار کاربرد کود آلی حدود 3/18 درصد بوده که بیانگر افزایش نسبی ظرفیت زراعی در تیمارهای مصرف کود دامی و کمپوست نسبت به تیمارهای بدون مصرف کود می باشد. شاخص پایداری خاکدانه ها در تیمار کاربرد کمپوست و کود دامی به ترتیب به میزان 27 و 18 درصد نسبت به میانگین تیمارهای عدم مصرف کود(1/1 میلیمتر) افزایش یافته اند. میانگین سرعت نفوذ در تیمارهای بدون مصرف کود حدود 1/28 میلیمتر بر ساعت و میانگین سرعت نفوذ در تیمارهای مصرف کود دامی و کمپوست به ترتیب حدود 7/32 و 3/33 میلیمتر بر ساعت گردید. میانگین سرعت نفوذ در تیمارهای مصرف کود دامی و کمپوست به ترتیب به میزان حدود 16 و 19 درصد نسبت به میانگین سایر تیمارها بیشتر بوده که بیانگر تاثیر کاربرد کود دامی و کمپوست در بهبود ویژگیهای فیزیکی و نیز افزایش نفوذ نهایی خاک می باشد.

به هدف استفاده بهینه از اراضی دیم با حذف سال های آیش و ایجاد پوشش گیاهی برای حفاظت خاک، تولید علوفه، افزایش حاصلخیزی خاک و کاهش فشار وارد بر مراتع، طرح مقایسه عملکرد بذر هفت گونه و کولتیوار یونجه یکساله شامل:1- Medicago scutellata cv. Robinson2- Medicago rugosa cv. Paragosa3- Medicago truncatula cv. Jemalong4- Medicago truncatula cv. Borung5- Medicago truncatula cv. Hannaford6- Medicago orbicularis7- Medicago rigidulaبرای دست یابی به گونه یا گونه های برتر از لحاظ عملکرد بذر اجرا گردید.آزمایش در قالب آماری بلوک های تصادفی با هفت تیمار و در چهار تکرار به مدت چهار سال انجام شد. در پایان هر سال نتایج و داده های مربوط بر اساس الگوی طرح به صورت ساده تجزیه و تحلیل شده و در پایان تجزیه مرکب چهار ساله در مورد داده ها انجام گرفت.در چهار سال آزمایش اختلاف معنی داری میان گونه ها از لحاظ عملکرد مشاهده شد و مقایسه میانگین تیمارها با استفاده از آزمون دانکن و در سطح 5 درصد نشان داد که گونه Medicago scutellata cv. Robinson از لحاظ عملکرد بذر از سایر گونه ها برتر است. تجزیه مرکب چهار ساله داده ها و مقایسه میانگین های چهار ساله نیز این موضوع را تایید نمود. همچنین از نظر تولید غلاف گونه ها در 4 سال آزمایش اختلاف معنی داری مشاهده شد که با توجه به تنوع آبی و هوایی در سال های مختلف دور از انتظار نبود، گونه های یونجه یکساله از نظر تولید اثر متقابل بسیار معنی داری را با سال نشان دادند. این امر بیانگر آن است که اختلاف میان میانگین عملکرد غلاف گونه ها از سالی به سال دیگر بستگی به گونه یونجه یکساله دارد.

به منظور تعیین بهترین تناوب در زراعت دیم استان کرمانشاه آزمایشی در قالب طرح بلوک های تصادفی با 6 دوره تناوبی، آیش - گندم، یونجه - گندم، نخود - گندم، عدس - گندم، گاودانه - گندم و گندم - گندم در چهار تکرار و در دو محل مجزا در ایستگاه تحقیقات دیم سرارود انجام شد. نتایج تجزیه واریانس مرکب سه دوره کامل تناوبی گندم - با سایر گیاهان، نشان داد که اختلاف معنی داری در سطح احتمال 1% بین عملکرد دانه گندم دیم (رقم سرداری) در تناوب های مختلف وجود دارد. در گروه بندی آماری، تناوب یونجه - گندم با عملکرد 1549 کیلوگرم در هکتار در گروه اول، تناوب گندم - گندم و گاودانه - گندم به ترتیب با 1255 و 1260 کیلوگرم در هکتار در گروه دوم و بقیه تیمارهای تناوبی در گروه بندی مشترک بین این دو گروه قرار گرفتند. به منظور تعیین بهترین تیمار از نظر اقتصادی، نتایج محاسبات آماری نشان داد که بین درآمد محصولات در دوره های تناوبی اختلاف معنی داری در سطح احتمال 1% وجود دارد. با توجه به این که عملکرد دانه گندم دیم بعد از تناوب نخود - گندم و عدس - گندم، از نظر آماری کمتر از تناوب یونجه - گندم و آیش - گندم، نبود و از نظر اقتصادی نیز پردرآمدترین تناوب محسوب می شود، لذا تناوب نخود - گندم یا عدس - گندم برای استان کرمانشاه قابل توصیه است.

بمنظور بررسی اثر انواع شخم و بقایای گیاهی بر ذرت در تناوبهای رایج منطقه کرمان و اثر هر تناوب بر این محصول، آزمایشی در سالهای زراعی 76-1375 و 77-1376 در مزرعه دانشکده کشاورزی دانشگاه شهید باهنر کرمان انجام شد. این آزمایش در قالب طرح کرتهای دو بار خرد شده با 4 تکرار به اجرا درآمد. تیمارهای آزمایش شامل بقایای گیاهی در دو سطح؛ الف: بدون بقایا و ب: همراه با بقایای گیاهی به مقدار 30 تن در هکتار؛ شخم در سه سطح شامل؛ الف: بدون شخم؛ ب: شخم حداقل با دیسک و ج: شخم معمولی با گاو آهن و دیسک؛ تناوب ها شامل تناوب (1): گندم، ذرت، گندم، کنجد؛ تناوب (2): گندم، کنجد، گندم، ذرت؛ تناوب (3): گندم، آیش، گندم، ذرت بودند. در این مطالعه از ذرت رقم 301 استفاده شد. نتایج حاصل نشان داد که عملکرد ذرت در هیچکدام از تناوبها تحت تاثیر انواع شخم و بقایای گیاهی قرار نگرفت. تعداد بلال در هر بوته، تعداد دانه در هر بلال، وزن دانه های هر بلال، وزن صد دانه و درصد پروتئین دانه تحت تاثیر روشهای شخم و بقایای گیاهی قرار نگرفتند؛ ولی شاخص برداشت کل و شاخص برداشت بلال در شخم های حفاظتی و تیمار بدون بقایای گیاهی افزایش نشان داد. مقایسه عملکرد ذرت در تناوبها نشان داد که ذرت تحت تاثیر انواع تناوب قرار نگرفت. در تناوب های (1) و (2) با جایگزینی فرضی ذرت بجای کنجد و کشت مضاعف گندم-  ذرت، بازده اقتصادی به نحو چشمگیری بالا خواهد رفت.

رژیم رطوبتی خاک، بر مبنای میزان آب قابل ذخیره درطول سال، برای اعماق مختلف در یک محیط نیمه خشک دیم مطالعه شد. در این تحقیق، رفتار رطوبتی خاک برای دوسال متوالی با بارندگی های سالانه کمتر و بیشتر ازمیانگین چند ساله، و شرایط آیش و کشت بررسی شد. براساس نتایج حاصله، در وضعیت بارندگی کمتر ازمیانگین، رطوبت موجود در عمق های مختلف خاک درپایان فصل زراعی شرایطی همانند با وضعیت آغاز فصل داشت، که نشانگر ناچیز بودن امکان ذخیره سازی آب باران درخاک است. در وضعیت بارندگی بیش از میانگین رطوبت موجود در خاک در پایان فصل زراعی فقط اندکی نسبت به شرایط در آغاز فصل تغییر کرد. همچنین در این مطالعه باران موثر زراعی به شکل تابعی از وقایع بارندگی برای هر ماه بررسی شد. تجزیه های انجام شده فقط برای ماه های نوامبر تا دسامبر از لحاظ آماری معنی دار بود. اما برای ماه های ژانویه تا آوریل روابط معنی داری بدست نیامدکه می تواند ناشی از افزایش دمای محیط و ازدیاد تبخیر باشد. بازده آیش به ترتیب، معادل 4.4 و 16.2% برای سال های با بارندگی های کمتر و بیشتر از میانگین محاسبه شد. ازسوی دیگر، بازده غیر آیش( کشت) برای شرایط فوق به ترتیب 0.7 و 9.5% بود. چنین نتیجه گیری شد که آیش قرار دادن زمین قابل توجیه نیست. بنابراین، هرگونه برنامه ریزی جهت دیمکاری با توجه به رطوبت ذخیره شده سالانه، منطقی به نظر نمی رسد. درعمل، وقایع انفرادی بارندگی با توزیع زمانی و مکانی خاص خود نقش اصلی را در تامین رطوبت کوتاه مدت دارند. همچنین با توجه به تنوع اقلیمی حاکم بر مناطق خشک و نیمه خشک، ارزیابی وضعیت ذخیره سازی رطوبت برای هر منطقه باید بطور جداگانه انجام شود.

بمنظور بررسی اثر انواع شخم و بقایای گیاهی بر عملکرد و اجزا عملکرد کنجد (.indicum L Sesamum) در تناوبهای رایج منطقه کرمان و ارزیابی اثر تناوب بر این محصول، آزمایشی در سالهای زراعی 76-1375 و 77-1376 در مزرعه دانشکده کشاورزی دانشگاه شهید باهنر کرمان، در قالب طرح کرتهای دوبار خرد شده با 4 تکرار به اجرا در آمد. تیمارهای آزمایش شامل بقایای گیاهی در دو سطح؛ الف: بدون بقایا و ب: همراه با بقایای گیاهی بمقدار 3 تن در هکتار؛ شخم در سطح شامل؛ الف: بدون شخم؛ ب: شخم حداقل با دیسک و ج: شخم معمولی با گاو آهن و دیسک؛ تناوب شامل تناوب (1) گندم - ذرت - گندم-  کنجد؛ تناوب (2) گندم - کنجد - گندم - ذرت؛ تناوب (3) گندم - آیش - گندم - کنجد بودند. از کنجد رقم محلی سیرجان استفاده شد. در هر سه تناوب، عملکرد کنجد تحت تاثیر نوع شخم قرار گرفت و عملکرد در شخم معمولی کاهش نشان داد. تعداد کپسولهای یک بوته نیز در شخم معمولی با کاهش مواجه بود. تعداد دانه در کپسول و وزن هزار دانه در هیچکدام از تناوبها تحت تاثیر نوع شخم و بقایای گیاهی قرار نگرفتند و شاخص برداشت نیز فقط در تناوب (3) تحت تاثیر واقع شد. نوع تناوب تاثیر معنی داری بر عملکرد کنجد نداشت. از اجزاء کیفی عملکرد، درصد روغن و پروتیین تحت تاثیر نو شخم، بقایای گیاهی و نوع تناوب قرار نگرفتند. جمعیت میکروارگانیزمها و وزن مخصوص ظاهری خاک نیز در تیماریهای متفاوت شخم و بقایای گیاهی، تفاوت معنی داری در هیچکدام از تناوبها نشان نداد.

به علت ته نشینی مواد رسوبی، به طور معمول رسوب حاصل از یک حوضه آبخیز، کمتر از فرسایش سطح خاک های آن حوضه است. نسبت رسوب خارج شده از خروجی یک حوضه آبخیز به فرسایش کل داخل آن نسبت رسوب دهی (SDR) نامیده می شود. از آنجا که رابطه بین کنده شدن و انتقال ذرات خاک برای واقعه های بارندگی خطی نیست، شبیه سازی نسبت رسوب دهی در مورد بارندگی های مستقل با استفاده از مدل ANSWERS در مورد یک حوضه آبخیز کوچک کشاورزی (با وسعت 3.62 هکتار و میانگین شیب %2.6) تحت شرایط آیش واقع در جنوب ایران انجام شد. داده های سیلاب و رسوب مربوط به بارش های مستقل برای سالهای 1997-1994 (1376-1373) تجزیه و تحلیل شدند. تحلیل رگرسیون گام به گام نشان داد که مقدار SDR با رطوبت اولیه خاک، بیشترین غلظت ذرات معلق روان آب، و متوسط شدت بارندگی وابسته است (P=0.001). از آن جایی که انتظار می رود کل حجم رواناب حاصل از یک بارندگی مستقل، سهم قابل توجهی در فرسایش خاک و SDR داشته باشد، اثر این عامل در هر واقعه بارندگی نیز بررسی شد. تحلیل مراحل بعدی رگرسیون گام به گام ضریب همبستگی بالاتری نشان داد (R2=0.90)، اما سطح معنی دار بالاتری نیز برای ورود حجم روان آب به معادله به دست آمد (a³0.53) به طوری که، ورود حجم روان آب به عنوان یک متغیر جدید در معادله، مدل رگرسیونی را به طرف یک مدل مصنوعی سوق می دهد. به هر حال رابطه بین نسبت رسوب دهی و ویژگی های هیدرولوژی حوضه مورد مطالعه نشان دهنده وضعیت فرسایش خاک در منطقه است. برای سایر آبخیزها با اندازه، نوع خاک و ویژگی های شیب مختلف تحقیقات بیشتری لازم است تا رابطه بین SDR و عوامل مرتبط با هیدرولوژی حوضه های آبخیز در شرایط اقلیمی متفاوت به دست آید. با توجه به شرایط این حوضه آبخیز، میانگین SDR برابر با %54.7 به دست آمد، که می توان این ضریب را برای برآورد مقادیر فرسایش و رسوب حوضه های آبخیز به کار برد.

مناطق خشک و نیمه خشک جهان حدود 44.7 میلیون کیلومتر مربع را شامل میشوند. تقریبا 39 درصد از آن مناطق، نیمه خشک به حساب می آیند. بیشتر اراضی مناطق مذکور مناسب محصولات زراعی نیستند ولی مناسب برای ایجاد چراگاه هستند. اراضی شمال خراسان نیز شرایط مناطق نیمه خشک را دارند. زارعین این منطقه ترجیح می دهند که اکثر اراضی خودشان را زیر کشت گندم و جو دیم ببرند. این عمل زارعین در درازمدت باعث تخریب منابع طبیعی خواهد شد. تعیین اولویت کاربری این اراضی در کشت گندم و جو دیم، مدیریت مراتع دست کاشت (مانند یونجه دیم Medicago sativa) و گراس (Agropyron desertorum و مراتع طبیعی از نظر اقتصادی اهمیت دارد. برای تعیین مزیت نسبی تولید اقتصادی این کاربریها از نظر اقتصادی آمار سالهای 1372 تا 1377 ایستگاه تحقیقات منابع طبیعی شمال خراسان مورد استفاده قرار گرفت. بررسی تولید علوفه مراتع دست کاشت و مراتع طبیعی همه ساله و تولید علوفه و دانه گندم و جو دیم هر دو سال یک بار (سال آیش و سال کاشت) در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی در سه تکرار صورت گرفت. نتایج نشان داد که، مراتع دست کاشت یونجه دیم و گراس، از نظر اقتصادی بر دو کاربری دیگر برتری داشته و کاشت گندم و جو دیم از نظر اقتصادی بر مراتع طبیعی برتری داشت. با توجه به ساختار اجتماعی و اقتصادی منطقه، برای حفظ منابع طبیعی و توسعه پایدار کشاورزی، ایجاد مراتع دست کاشت نواری عمود بر شیب به صورت یک در میان با اراضی دیم در یک تناوب شش ساله، برای منطقه مورد بررسی و اراضی مشابه توصیه می گردد.