دانش آب و خاک (دانش کشاورزی)
سال:1391 | دوره:22 | شماره:2 |تعداد مقالات:14

خشک سالی و کمبود بارندگی در سال های اخیر یکی از مشکلات در حال افزایش در بسیاری از کشورهای جهان بوده که تولید محصولات کشاورزی را محدود ساخته است. یکی از راه کارهای مناسب در کشاورزی پایدار برای مقابله با تنش خشکی، برقراری رابطه همزیستی گیاهان با قارچ های میکوریزی می باشد. بدین منظور آزمایش گلخانه ای با گیاه گوجه فرنگی (رقم بهتا) و با دو گونه قارچ میکوریز شامل: Glomus intraradices (Gi) و Glomus etunicatum (Ge) در یک خاک استریل و به صورت فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی و با سه تکرار انجام شد. پس از استقرار گیاهان، سه محدوده رطوبت خاک شامل:0.9 FC-FC ، 0.7 FC-0.8 FC و 0.55- FC-0.65 FC به گلدان ها اعمال گردید. نتایج نشان داد که با کاهش رطوبت خاک، درصد کلنیزاسیون میکوریزی هر دو گونه قارچ کاهش یافت. تلقیح گیاه با Gi و Ge وزن خشک بخش هوایی را به ترتیب 14.5 و 16.2 درصد نسبت به شاهد افزایش داد و با کاهش رطوبت خاک وزن خشک بخش هوایی کاهش یافت. صرفنظر از سطح رطوبت خاک، قارچ های میکوریزی محتوای نسبی آب برگ (RWC)، پتانسیل آب برگ (LWP) و هدایت روزنه ای (gs) را به طور معنی داری  (P<0.01)افزایش دادند و با کاهش رطوبت خاک میزان هر سه متغیر کاهش یافت. گیاهان میکوریزی در هر سه سطح رطوبتی دارای غلظت فسفر بیشتری در بخش هوایی نسبت به گیاهان شاهد بودند. تنها قارچ Ge به طور معنی داری پتاسیم بخش هوایی را افزایش داد. صرفنظر از گونه های قارچی، با کاهش رطوبت خاک، غلظت فسفر و پتاسیم در بخش هوایی کاهش یافت. با توجه به نتایج حاصل از این تحقیق چنین استنباط می شود که قارچ های میکوریز آربوسکولار در افزایش رشد گوجه فرنگی و جذب عناصر غذایی در شرایط تنش کمبود آب نقش موثری دارند.

تنش برشی متوسط بستر و دیواره ها برای کانال با مقطع ذوزنقه ای شکل دارای جداره صاف از حل توأم معادلات پیوستگی و اندازه حرکت بدست آمده اند. با استفاده از نگاشت همدیس، خطوط جریان و هم پتانسیل برای مقطع ذوزنقه ای با شیب دیواره (1:1) بدست آمد و روابطی برای تعیین سهم بستر از تنش برشی کل ارائه شد. در تقریب اول با صرف نظر از اثرات جریان های ثانویه و فرضی ثابت بودن لزجت گردابی، روابطی برای تعیین تنش برشی متوسط ارائه شد. مقایسه روابط بدست آمده با داده های آزمایشگاهی نشان می دهد این روابط در برآورد مقادیر تنش برشی متوسط بستر و دیواره به ترتیب و به طور متوسط به مقدار 20%+ و 24%- تفاوت دارند. در تقریب دوم با در نظر گرفتن اثرات جریان های ثانویه و لزجت گردابی متغیر و سایر عوامل پیش بینی نشده با استفاده از نتایج آزمایشگاهی ضرایب تصحیحی برای محاسبه درصد سهم بستر در نظر گرفته شد. مقایسه روابط بدست آمده با داده های آزمایشگاهی نشان می دهد روابط بدست آمده بطور میانگین با خطای استاندارد 1.2% و ضریب تعیین 0.993 انطباق بسیار خوبی با نتایج آزمایشگاهی دارند.

در این آزمایش 14 سویه ازتوباکتر کروکوکوم جداسازی شده از مزارع گندم اطراف تبریز از نظر توان تولید سیدروفور در شرایط درون شیشه ای با استفاده از محیط کشت جامد حاوی کروم آزرول-اس مورد ارزیابی قرار گرفتند که برخی از سویه های مورد بررسی از توان تولید سیدروفور نسبتا بالائی برخوردار بودند. سپس با استفاده از خاک سترون در یک آزمایش گلخانه ای با گیاه گندم بهاره رقم فلات در قالب طرح کاملا تصادفی با 16 تیمار شامل 14 سویه باکتری، شاهد مثبت (با کود نیتروژن و بدون باکتری) و شاهد منفی (بدون کود نیتروژن و بدون باکتری) با چهار تکرار، اثر آنها بر جذبFe ، Zn، Mn و Cu توسط این گیاه مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج تجزیه آماری و مقایسه میانگین ها نشان داد که مایه زنی با باکتری بر غلظت و مقدار عناصر Fe، Zn و Cu بخش هوائی و ریشه گیاه، مقدار Mn ریشه گیاه و همچنین انتقال عناصر Fe، Zn و Cu از ریشه به بخش هوائی اثر معنی داری داشت. اثر مایه زنی باکتری بر غلظت و مقدار Mn بخش هوائی، غلظت Mn ریشه و انتقال Mn از ریشه به بخش هوائی معنی دار نشد. نتایج نشان داد سویه های برتری که در شرایط درون شیشه ای از توان تولید سیدروفور بالائی برخوردار بودند باعث افزایش غلظت و مقدار Fe و همچنین انتقال این عنصر از ریشه به بخش هوائی گیاه گندم شده اند.

عملیات تسطیح و یکپارچه سازی شالیزارها از راهکارهای کلیدی در کشاورزی دقیق است. اما تغییرات مکانی و توزیع عناصر غذایی در این اراضی به شدت تحت تاثیر عملیات تسطیح قرار می گیرد. هدف از این تحقیق مشخص نمودن اثرات عملیات تسطیح بر غیریکنواختی و شدت تغییرات مکانی برخی خواص مرتبط با حاصلخیزی خاک های شالیزاری بود. عملیات تسطیح منجر به تغییرات معنی دار در اندازه تغییرات مکانی و توزیع مکانی خواص مرتبط با حاصلخیزی گردید. مقدار رس افزایش، کربن آلی، نیتروژن، فسفر و پتاسیم قابل استفاده به طور معنی دار کاهش یافتند، که از دلایل عمده آن می توان به عملیات خاک برداری و در معرض قرار گرفتن خاک زیرسطحی با رس بیشتر و غلظت کمتر عناصرغذایی اشاره کرد. تغییر در توزیع مکانی متغیرها بعد از عملیات تسطیح تقریبا منطبق با نواحی بود که در آن عملیات خاک برداری و خاک ریزی انجام شد به گونه ای که درصد کربن آلی، غلظت فسفر و پتاسیم قابل استفاده در نواحی که خاک برداری بیشتر بوده است، کاهش یافتند. بررسی وضعیت حاصلخیزی با استفاده از آمار مکانی نشان داد که واحد مزرعه مطالعه شده در اثر عملیات تسطیح با کمبود شدیدی از نظر یک یا چند عنصر مواجه شده است و لذا توصیه رایج و یکسان کودهای شیمیایی منجر به تشدید غیر یکنواختی در وضعیت حاصلخیزی و عدم دستیابی به عملکرد مطلوب در این نوع اراضی می شود.

در این مطالعه مدل شبیه سازی رشد ذرت  (MSM2)با استفاده از داده های اندازه گیری شده در اراضی دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز ارزیابی شد. برای ارزیابی از داده های حاصل از کشت ذرت هیبرید 704 در لایسیمتر استفاده گردید. مقایسه مقادیر پیش بینی شده رطوبت در ناحیه ریشه، تبخیر- تعرق ذرت، ماده خشک تولیدی و عملکرد دانه با مقادیر اندازه گیری شده دقت خوب مدل را نشان داد. همچنین مقایسه روش تخمین مستقیم به کار رفته در مدل مذکور برای تخمین تبخیر- تعرق با روش های مرسوم محاسبه تبخیر-تعرق با لحاظ نمودن ضریب گیاهی منفرد و دوگانه نشان داد که دقت تخمین روش به کار رفته در مدل  MSM2نسبت به روش های مورد بررسی بیشتر می باشد.

صفحات مستغرق (صفحات آیوا) روشی نو و کارآمد جهت مدیریت رسوبات رودخانه ای می باشد. یکی از عوامل موثر بر کارایی و عملکرد صفحات مستغرق، شکل صفحات می باشد. تاکنون عمدتا استفاده از صفحات مستطیلی مرسوم بوده است، ولی به منظور کاهش ابعاد و بهینه سازی شکل صفحات، جهت کاهش هزینه ها و نیز کاهش آب شستگی، مطالعاتی در حال انجام است که تحقیق حاضر نیز در این راستا انجام شده است. در این تحقیق، با استفاده از مدل فیزیکی، چهار شکل صفحات، شامل: صفحه مستطیلی تخت و سه صفحه مستطیلی با بریدگی های 30 درجه، 45 درجه، و 60 درجه در لبه ابتدایی صفحه مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش ها در اعداد فرود 0.14، 0.16، 0.18، و 0.20 انجام شده است. در اعداد فرود 0.14 و 0.16، شرایط آب زلال و در اعداد فرود 0.18 و 0.20، شرایط بستر متحرک برقرار می باشد. نتایج تحقیق، عملکرد صفحات را بر اساس تاثیر شکل صفحات بر آب شستگی موضعیِ پیرامون صفحات، و نحوه توزیع رسوبات در پایین دست صفحات مشخص می سازد. حداکثر کاهش عمق چاله فرسایشی، به ازای بریدگی 60o در لبه ابتدایی صفحات و نسبت به صفحه مستطیلی ساده، در اعداد فرود 0.14 و 0.16 به ترتیب 33 و 49 درصد و در اعداد فرود 0.18 و 0.20 به ترتیب 43 درصد و 28 درصد تعیین شد. همچنین، بیش ترین کاهش عمق آب شستگی در لبه ابتدایی صفحات، در بریدگی 60 درجه صفحات مشاهده شد. مقدار کاهش عمق آب شستگی نسبت به صفحه مستطیلی اولیه، به ترتیب 41%، 48%، و 61% برای اعداد فرود 0.14، 0.16، و 0.18 حاصل شد. در عدد فرود 0.20، عمق آب شستگی در لبه ابتدایی صفحه بسیار ناچیز و در حدود صفر می باشد.

در این تحقیق یک مدل یک بعدی برای شبیه سازی جریان روباز و بررسی تغییرات بستر در کانال های فرسایش پذیر ارائه شده است. جهت واسنجی و ارتقای کارائی مدل تکنیک حل معادلات حاکم بر پدیده مورد بررسی قرار گرفت. مقایسه نتایج مدل با داده های تجربی نشان می دهد روش جفت که در آن حل معادلات به طور همزمان و مرتبط انجام می شود دارای کارائی بهتر و خطای محاسبانی کمتری نسبت به روش غیرجفت می باشد. به دلیل پیچیدگی و عدم قطعیت در تعیین ضریب اصطکاک برای کانال های آبرفتی، با کاربرد همزمان روش بهینه سازی و مدل پیشنهادی، ضریب زبری مانینگ با استفاده از داده های آزمایشگاهی به صورت دینامیکی تعیین گردید. نتایج گویای آن است که به کارگیری ضرایب زبری بهینه در مدل باعث افزایش دقت شبیه سازی جریان بر روی بستر فرسایش پذیر می شود.

در این تحقیق تاثیر اندازه زبری بستر تندآب بر میزان استهلاک انرژی جنبشی آب، بررسی گردید. بدین منظور در ابتدا پس از شناسائی پارامترهای موثر، رابطه عمومی بدون بعد توسعه داده شد. آزمایش ها بر روی مدل های فیزیکی در 3 شیب مختلف (15، 22.5 و 30 درجه) با قرار دادن 3 نوع زبری با اندازه های متفاوت (1.1، 1.43 و 2.1 سانتی متر) و دانه بندی تقریبا یکنواخت بر روی بستر آن ها انجام یافت. میزان استهلاک انرژی سازه در این نوع تندآب با انجام 48 آزمایش مختلف با دبی های بین 15 تا 45 لیتر بر ثانیه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمایش های انجام شده نشان داد که با وجود زبری بستر تندآب، میزان استهلاک انرژی از 12 تا 48 درصد نسبت به مدل با بستر صاف افزایش یافت. نتایج حاوی این مطلب است که به طور کلی شیب 22.5 درجه حداکثر و شیب 30 درجه حداقل میزان افت را در محدوده آزمایشات این تحقیق نشان دادند. همچنین رابطه ای کلی جهت پیش بینی میزان افت انرژی در این نوع تندآب ارائه و با نتایج سایر محققین مقایسه گردید.

در سدهای خاکی فرایند تخلیه سریع موجب ایجاد شیب فشار بین بدنه سد و مخزن می گردد. این شیب فشار پس از تخلیه مخزن به دلیل تاخیر زمانی لازم جهت اتلاف اضافه فشار آب منفذی موجود در شیب بالادست ایجاد گردیده و آن را در معرض لغزش قرار می دهد. در این تحقیق در یک مدل سد خاکی همگن تاثیر طول و ضخامت زهکش افقی بر پایداری شیب بالادست در شرایط تخلیه سریع مورد بررسی قرار گرفت. به ازای ابعاد مختلف زهکش، بلافاصله پس از افت سطح آب محدوده تغییرات ضریب اطمینان در مقابل لغزش سطحی و عمیق به ترتیب 1.5-2.6 و 1.3-2.2 بدست آمد که با گذشت زمان تحت تاثیر زهکش با حداکثر طول و ضخامت موثر به ترتیب به 3-2 و 2.2-3 افزایش یافت. علاوه بر این به ازای نسبت افت سطح آب کمتر از 0.3، زهکش با نسبت طول 0.43 (طول زهکش به عمق آب مخزن) به ازای تمامی ضخامت ها پایداری را ایجاد کرد. برای نسبت های بزرگتر افت سطح آب نیز، نسبت طول زهکش 0.71 با ضخامت متوسط، پایداری در مقابل لغزش را تامین نمود.

آهن یکی از مهمترین عناصر موثر در فرآیندهای تشکیل خاک است. مقدار و توزیع شکل های قابل استخراج آهن در خاکرخ بیانگر مرحله و درجه تکامل خاک می باشد. با توجه به اهمیتی که واحد فیزیوگرافی در فرآیندهای خاکساختی دارد، می توان از طریق مقدار و توزیع شکل های آهن به بررسی تاثیر انواع واحدهای فیزیوگرافی در تشکیل و تکامل خاک پرداخت. این تحقیق تاثیر دو واحد فیزیوگرافی دشت دامنه ای به عنوان پایین دست (شیب 2 تا 5 درصد) و تپه به عنوان بالادست (شیب 8 تا 15 درصد) را در جنوب شهرستان اهر واقع در استان آذربایجان شرقی مورد بررسی قرار داده است. به این منظور شکل های مختلف آهن در سه خاکرخ از هر واحد (مجموعا شش خاکرخ) با عصاره گیرهای پیروفسفات سدیم، اگزالات آمونیوم و دی تیونات سدیم اندازه گیری شدند. میانگین مقدار اکسید آهن متبلور در واحد فیزیوگرافی پایین دست 2.876 و در واحد فیزیوگرافی بالادست 4.76 گرم بر کیلوگرم به دست آمد که از نظر آماری، مقایسه میانگین معنی دار می باشد. نتایج به دست آمده موید افزایش اکسیدهای آهن متبلور و کاهش اکسیدهای آهن غیرمتبلور و پیوند یافته به مواد آلی در واحد بالادست در مقایسه با واحد پایین دست است. همچنین در این تحقیق برخی از خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک با روش های استاندارد اندازه گیری گردید و همبستگی بین شکل های مختلف آهن با آنها بررسی شد. با توجه به ارتباط سن خاک با شکل های مختلف آهن، می توان نتیجه گرفت که خاک های واقع در واحد بالادست در مقایسه با پایین دست از درجه تکامل بیشتری برخوردارند و این نتایج با نوع واحد از لحاظ ژئومرفولوژیک، درصد رس، عمق سالوم و مقدار نسبی رس کائولینیت مطابقت دارند.

این مطالعه به منظور بررسی اثر مقادیر کود نیتروژن و ازتوباکتر کروکوکوم بر صفات کمی و کیفی توتون در سال زراعی 1388 در مرکز تحقیقات توتون رشت به اجرا درآمد. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد. فاکتورهای آزمایش شامل مقادیر کود نیتروژن (صفر ، 15، 30 و 45 کیلوگرم در هکتار) از منبع نیترات آمونیوم و مایه ازتوباکتر کرکوکوم (صفر، 1 و 2 کیلوگرم در هکتار) بود. نتایج نشان داد که کاربرد کود نیتروژنه بر خصوصیات کمی (بجز تعداد برگ، عرض برگ و شاخص سطح برگ)، جذب نیتروژن و خصوصیات کیفی توتون اثر معنی دار گذاشت. مصرف کود نیتروژن به طور معنی داری موجب افزایش وزن خشک توتون در مقایسه با تیمار شاهد (عدم مصرف کود نیتروژن) شد. به علاوه تلقیح ریشه توتون با ازتوباکتر به طور معنی داری بر وزن خشک پابرگ، قیمت یک کیلوگرم توتون، جذب نیتروژن و خصوصیات کیفی توتون نیز تاثیر داشت. همچنین با افزایش کود نیتروژن و ازتوباکتر مقدار نیتروژن و نیکوتین افزایش و مقدار قند نسبت به تیمار شاهد کاهش یافت. تیمار N4B3 (45 کیلوگرم در هکتار کود نیتروژنه و 2 کیلوگرم در هکتار ازتوباکتر) بیشترین مقدار نیکوتین در پابرگ و کمترین مقدار قند در لچه برگ را داشت. بیشترین قیمت یک کیلوگرم توتون نیز متعلق به تیمار N3B2 (30 کیلوگرم در هکتار کود نیتروژنه و یک کیلوگرم در هکتار ازتوباکتر) بود. بطور کلی تلقیح ازتوباکتر کرکوکوم در سطوح پایین کود نیتروژن باعث افزایش خصوصیات کیفی توتون شد که از نظر اقتصادی بسیار موثر بود.

سازه ترکیبی سرریز- روزنه به دو منظور اندازه گیری دبی جریان و جلوگیری از انباشته شدن رسوبات در پشت سرریز بکار می رود. ترکیب سرریز با روزنه باعث ایجاد تغییراتی در ضریب دبی می گردد. در تحقیق حاضر با طراحی و ساخت پنج مدل ترکیبی سرریز مثلثی لبه تیز- روزنه مستطیلی، تاثیر پارامترهای هیدرولیکی از جمله فشار آب روی سرریز (h) و پارامترهای هندسی از جمله ارتفاع روزنه (d)، عرض روزنه (b) و فاصله بین بالای روزنه تا راس مثلث (y) بر ضریب دبی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمایشات نشان داد که ضریب دبی با افزایش نسبت های بی بعد h/d، h/b و h/y کاهش می یابد و مدل ترکیبی بیشتر عملکردی شبیه به روزنه دارد. همچنین رابطه ای جهت تخمین ضریب دبی جریان با R2=0.97 ارائه گردید. تحلیل حساسیت رابطه نشان داد که نسبت بی بعد h/y دارای بیشترین حساسیت و تاثیر می باشد. رابطه ارائه شده در این تحقیق با برخی معادلات ذکر شده در سایر مقالات مقایسه گردید که ضمن نشان دادن دقت این رابطه، محدوده های مشترک در سایر تحقیقات را نیز مشخص نمود.

منابع آب زیرزمینی، بزرگترین ذخیره قابل دسترس آب شیرین در کره زمین را تشکیل می دهند. اما با توجه به محدودیت آن ها و افزایش میزان مصرف دیری نخواهد گذشت که جهان با بحران کمبود آب مواجه خواهد شد. این وضعیت برای کشور ایران به دلیل اقلیم خشک و بیابانی هشداردهنده تر است. بر اساس گزارش وزارت نیرو در سال 1386، سالانه 4.8 میلیارد مترمکعب اضافه برداشت از منابع آب زیرزمینی در سطح کشور وجود دارد. سفره آب زیرزمینی دشت عجب شیر که از مناطق مهم کشاورزی استان آذربایجان شرقی می باشد، با مشکل کمبود و تراز منفی سطح آب زیرزمینی مواجه است. بنابراین مطالعه چگونگی مصرف کارآمد و مدیریت صحیح منابع آب زیرزمینی آن ضروری است. مدیریت بر اساس هزینه استخراج یکی از متداول ترین روش های مدیریتی در برداشت آب از منابع زیرزمینی است. در این نوع مدیریت تا جایی از منابع آبی استفاده می شود که هزینه نهایی با سود نهایی برابر شود. با اجرای چنین مدیریتی برای دشت عجب شیر، میزان استخراج آب در طول زمان از منبع زیرزمینی این منطقه تعیین گردید. نتایج حاکی از آنست که به دلیل وضعیت بحرانی این دشت، با روند فعلی حدود 8 سال دیگر می توان از این سفره آب برداشت کرد اما پس از آن سفره زیرزمینی با لایه شور مواجه خواهد شد و قابل بهره برداری نخواهد بود. به این ترتیب صرفه جویی در مصرف آب و جایگزین کردن منابع آبی جدید برای مصرف در بخش کشاورزی موجب بازسازی سفره و بهبود بخشیدن به وضع آن خواهد شد.

مدل سازی نوسانات سطح آب زیرزمینی به عنوان یک سری زمانی دارای پیچیدگی و عدم قطعیت در مولفه های آن است که در این بررسی مطالعه گردید. بدین منظور از متغیرهای زمانی عمق آب زیرزمینی در 22 حلقه چاه پیزومتری و بارش سه ایستگاه باران سنجی در آبخوان دشت ملایر طی 19 سال (1386-1368) استفاده شد. روند در سری داده های ماهانه، فصلی و سالانه یاد شده با اعمال آزمون ناپارامتریک تخمین گر سن (Qmed) محاسبه و برمبنای قیود تعریف شده، تفسیر و زمان آغاز شدت و جهت روند با به کارگیری آزمون گرافیکی من کندال انجام شد. مثبت بودن شیب روندها به معنای افت عمق آب زیرزمینی و کاهش حجم ذخایر آبخوان دشت ملایر است. نتایج نشان داد در مقیاس زمانی ماهانه در 79.5 درصد چاه های مورد مطالعه، روند دارای شیب مثبت معنی دار شد. شیب در 16.3 درصد مثبت و در 4.2 درصد منفی گردید. در مقیاس زمانی فصلی 80.7 درصد روندها شیب مثبت معنی دار داشت و در 14.8 درصد بقیه شیب مثبت و 4.5 درصد شیب منفی بدست آمد. در مقیاس زمانی سالانه محاسبات نشان داد روند در بیشتر چاههای مطالعه شده (81.8 درصد) روند دارای شیب مثبت معنی دار بود. از 18.2 درصد بقیه 13.6 درصد با شیب مثبت و غیرمعنی دار در 4.6 مابقی با شیب منفی غیرمعنی دار مواجه شدند. در مجموع رفتار روند چاه های پیزومتری در جهت افت عمق آب زیرزمینی است که بیان گر وضعیت نامطلوب حاکم بر آبخوان است.