پژوهش آب در کشاورزی
سال:1391 | دوره:26 | شماره:3 (ب) |تعداد مقالات:9

روش نفوذسنج گلف یکی از روش های مناسب جهت اندازه گیری هدایت هیدرولیکی اشباع خاک (Kfs) در بالای سطح ایستابی است. این مطالعه به وسیله دستگاه پرمامتر گلف مدل 2800K1، برای 20 چاهک در مزرعه تحقیقاتی پردیس ابوریحان انجام شد. بافت رسی خاک مزرعه تحقیقاتی با روش هیدرومتری مشخص گردید. دبی خروجی از پرمامتر در چهار مرحله تحت بار ثابت آبی (H)، 5، 10، 15 و 20 سانتی متر اندازه گیری شد. سپس هدایت هیدرولیکی اشباع صحرایی (Kfs) و پتانسیل جریان ماتریک (Æm)، بر اساس آزمایش های موفق و توسط آنالیز دو عمقی گلف مورد ارزیابی قرار گرفت. طبق نتایج بدست آمده مشخص شد که در خاک های سنگین افزایش عمق استغراق H2 نسبت به H1، راهکاری مناسب برای کاهش نتایج ناموفق آنالیز دو عمقی گلف جهت تعیین هدایت هیدرولیکی خاک می باشد. در این مطالعه همچنین ضریب شکل چاهک (C) با پنج روش متفاوت محاسبه شد و تاثیر ضرایب C بدست آمده از راه حل های مختلف در نتایج آنالیز دو عمقی گلف مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که وقتی اثر غیر اشباع در محاسبات قرار گیرد، امکان بدست آوردن مقادیر منفی Kfs و Æm با استفاده از راه حل زیانگ کمتر است و همبستگی بسیار زیادی بین مقادیر آنالیزهای موفق دو عمقی گلف که از دو راه حل زیانگ و عددی در تعیین ضریب C استفاده شده است، وجود دارد (r=0.98).

به منظور تعیین تاثیر آب شور با تیمار مغناطیس و بدون آن بر سبزشدن، عملکرد و اجزای عملکرد گندم، دو آزمایش جداگانه در مرکز ملی تحقیقات شوری انجام شد. آزمایش اول در شرایط کنترل شده و با درجه حرارت های روزانه و شبانه 25 و 15 درجه سانتی گراد انجام گرفت. میزان سبز شدن بذور گندم با چهار کیفیت آب 2.5، 6.0، 10.0 و 12.8 دسی زیمنس بر متر و با دستگاه مغناطیس کننده و بدون دستگاه اندازه گیری شد. همچنین به منظور مطالعه تاثیر آب مغناطیسی بر میزان عملکرد گندم در شرایط شور آزمایش دیگری در 18 جعبه فایبر گلاس (به ابعاد 0.4×0.5 و به عمق 0.5 متر) طی دو سال در شرایط طبیعی انجام گرفت. تیمار های آزمایشی شامل استفاده از دستگاه مغناطیسی (مدل MAG 4000) و بدون استفاده از آن و سه کیفیت آب آبیاری (2.0، 6.0 و 10.0 دسی زیمنس بر متر) بود. نتایج نشان داد که تیمار شوری تاثیری بر تعداد نهایی بوته های سبز شده و درصد سبز نداشت. اگرچه شوری باعث کاهش معنی دار سرعت سبز شدن، طول کلئوپتیل، عملکرد دانه، ارتفاع بوته، طول سنبله و تعداد دانه در سنبله گردید. تیمار مغناطیس و برهمکنش شوری و تیمار مغناطیس تاثیری بر تعداد بوته های سبز شده، سرعت سبز شدن، درصد سبز، طول کلئوپتیل، عملکرد دانه، ارتفاع بوته، طول سنبله و تعداد دانه در سنبله نداشت. این نتایج تنها با استفاده از یک مدل دستگاه مغناطیس بدست آمد. بطور احتمالی استفاده از مدل های مختلف دستگاههای مغناطیس با ترکیبات متفاوت آب مصرفی بر گونه های مختلف زراعی به نتایج متفاوتی منجر گردد.

محدودیت منابع آب، پتانسیل تبخیر بالا، کشت بسیاری از محصولات کشاورزی را که دارای دوره رشد طولانی و نیاز آبی بالا می باشند را با محدودیت جدی مواجه ساخته است. چغندرقند از محصولات استراتژیک کشور بوده که تولید آن در بخش کشاورزی و همین طور صنایع جانبی بسیار حائز اهمیت است و در اکثر استان های کشور کشت می گردد. در کشت فاریاب، اکثر اراضی تحت کشت چغندرقند با روش نشتی آبیاری می شوند. تامین نیاز آبی چغندرقند با استفاده از سیستم آبیاری قطره ای تیپ موضوعی است که به دلیل طولانی بودن دوره رشد این گیاه و نیاز آبی نسبتا زیاد آن درخور اهمیت فراوان است. از طرفی هزینه بالای اولیه برای راه اندازی سیستم آبیاری قطره ای از موانع مهم توسعه این روش آبیاری در مزارع چغندرقند می باشد. در سال های اخیر تحقیقات نسبتا زیای به منظور بررسی کارآیی سیستم آبیاری قطره ای تیپ برعملکرد کمی و کیفی چغندقند، کارآیی مصرف آب، مدیریت برنامه ریزی آبیاری و تعیین مناسب ترین آرایش کاشت، به منظور کاهش هزینه مصرف نوارهای آبده تیپ، صورت گرفته است. مهمترین نتایج حاصله نشان داده که استفاده از سیستم آبیاری قطره ای تیپ با تامین کامل نیاز آبی گیاه، در مقایسه با آبیاری نشتی باعث کاهش 37 تا 60 درصد در مصرف آب و افزایش 70 درصد کارآیی مصرف آب می شود. سیستم آبیاری قطره ای تیپ تاثیر معنی داری بر افزایش عملکرد کمی و کیفی محصول چغندرقند ندارد، ولی کارآیی مصرف آب را بطور معنی داری افزایش می دهد. صرفه جویی در مصرف آب با استفاده از سیستم آبیاری قطره ای تیپ در کشت پائیزه حدود دو برابرکشت بهاره است. مرحله غده رفتن چغندرقند از مراحل حساس به تنش بوده و باید از اعمال تنش آبی در این مرحله جددا خوداری شود. با آرایش کاشت 40*50 سانتی متر و استفاده از یک نوار تیپ برای دو ردیف کاشت، علاوه بر کاهش هزینه های مصرف نوارهای تیپ، بیشترین عملکرد ریشه حاصل شده است. استفاده از این روش کاشت و تامین نیاز آبی کامل گیاه در طول فصل رشد قابل توصیه به کشاورزان می باشد.

این تحقیق با هدف بررسی اثر تنش آبی و مقادیر مختلف کودهای روی، منگنز و بور بر اجزا عملکرد و کارایی مصرف آب چغندرقند به صورت فاکتوریل در قالب بلوکهای کامل تصادفی با دو فاکتور دور آبیاری و سطوح مختلف کودی درسه تکرار به مدت سه سال در قزوین اجرا گردید. فاکتور دور آبیاری در چهار سطح شامل 6، 9، 12 و 15 روز (تیمارهای E1 تا E4) و فاکتور سطوح کودی در 3 سطح شامل مصرف کود بر اساس آزمون خاک (30 کیلوگرم درهکتار اسید بوریک، 40 کیلوگرم در هکتار سولفات روی و 30 کیلوگرم در هکتار سولفات منگنز)، 30 درصد کمتر از توصیه کودی (21 کیلوگرم در هکتار اسید بوریک، 28 کیلوگرم در هکتار سولفات روی و 21 کیلوگرم در هکتار سولفات منگنز)، 30 درصد بیشتر از توصیه کودی (39 کیلوگرم در هکتار اسید بوریک، 52 کیلوگرم سولفات روی و 39 کیلوگرم در هکتار سولفات منگنز) به ترتیب تیمارهای F1، F2 و F3 بود. نتایج تحلیل آماری عملکرد ریشه چغندر قند نشان داد که بین سطوح آبیاری و سطوح مصرف کودهای روی، منگنز و بور در سطح 5 درصد اختلاف معنی داری وجود دارد و عملکرد ریشه در سطح آبیاری 6 روزه و 30 درصد بیشتر از توصیه شده با مقدار 64696 کیلوگرم در هکتار بیشترین و در سطح آبیاری 15 روزه و 30 درصد بیشتر از توصیه با مقدار 41736 کیلو گرم کمترین مقدار را داشتند. میانگین عملکرد ریشه در سطح 30 درصد کمتر از توصیه کودی نسبت به سطوح دیگر بیشتر شد. لیکن میزان درصد شکر در سطح توصیه کودی بیشتر بود. در شرایط آبیاری با دور 6 روزه، با افزایش مصرف کود، عملکرد ریشه افزایش یافت .بر اساس نتایج این تحقیق، چنانچه شرایط تنش آبی اتفاق بیافتد، لازم استاز مصرف کود بیشتر از توصیه شده، خودداری کرد. مقدار آب مصرفی در سطوح آبیاری 6، 9، 12 و 15 روزه به ترتیب برابر با 9659، 8104، 6677 و 5398 متر مکعب در هکتار بود. بیشترین کارایی مصرف آب آبیاری در دور آبیاری 15 روزه در سطح کودی 30 درصد کمتر از توصیه، مقدار توصیه و 30 درصد بیشتر از توصیه شده، به ترتیب با 8.39، 8.38 و 7.73 کیلوگرم ریشه چغندر قند بر متر مکعب آب، به دست آمد.

هدایت هیدرولیکی اشباع یکی از خصوصیات مهم فیزیکی خاک در مدل کردن انتقال آب و املاح، مدیریت آبیاری و مسائل زهکشی می باشد. روش های آزمایشگاهی و صحرایی برای اندازه گیری مستقیم این ویژگی زمان بر و پرهزینه می باشد. به همین منظور، روش های غیرمستقیم استفاده از توابع انتقالی برای برآورد این ویژگی توسعه یافته است. هدف از این تحقیق، ارزیابی مدل های توابع انتقالی رگرسیونی مختلف، مدل تابع انتقالی رزتا (Rosetta) با ماهیت شبکه عصبی مصنوعی و مدل فرکتال برای برآورد هدایت هیدرولیکی اشباع است. همچنین، به علت اهمیت و نقش جریان های ترجیحی در انتقال ترکیبات شیمیایی در خاک، هدایت هیدرولیکی منافذ درشت خاک با استفاده از مدل فرکتال بدست آمد. این هدف با انتخاب 31 نمونه خاک با بافت های مختلف و اندازه گیری هدایت هیدرولیکی اشباع با روش بار افتان، مورد آزمون قرار گرفت. خصوصیات فیزیکی زود یافت خاک شامل توزیع اندازه ذرات، جرم مخصوص ظاهری، جرم مخصوص حقیقی، محتوای مواد آلی در آزمایشگاه اندازه گیری شد. هدایت هیدرولیکی اشباع با استفاده از خصوصیات زود یافت خاک به وسیله مدل های ذکر شده، برآورد شد. به منظور مقایسه و ارزیابی مدل های مختلف محک های آماری درجه انحراف (DT)، نسبت خطای متوسط هندسی (GMER) و نسبت خطای انحراف معیار هندسی (GSDER) برای تمام مدل ها محاسبه شد. نتایج نشان داد مدل وستن و همکاران بالاترین دقت را باDT و GMER به ترتیب 23.117 و 0.055 و با GSDER برابر با 3.372 نسبت به سایر مدل ها برای مناطق مورد مطالعه دارد. مدل کمپل و شوزاوا با DT برابر 4931.854 ضعیف ترین برآورد را برای هدایت هیدرولیکی اشباع ماتریس خاک ارائه داد. محک های آماری حاکی از آن است که مدل فرکتال تعدیل شده در این تحقیق، با DT برابر 4.91 بهترین برآورد را برای هدایت هیدرولیکی اشباع منافذ درشت خاک ارائه می کند.

آب یکی از مهمترین منابع تولید در کشاورزی محسوب می شود. اهمیت این نهاده در کشور ایران به دلایل محدودیت منابع از یک طرف و کم بودن راندمان آبیاری و هدررفت بخش عمده ای از منابع آب از طرف دیگر دوچندان می باشد. در این تحقیق سعی شده تا با بررسی یکی از پارامترهای مهم مصرف آب در بخش کشاورزی یعنی بهره وری اقتصادی آب در شرایط موجود در منطقه استان گلستان در مورد برخی از محصولات مهم این منطقه از جمله پنبه، کلزا، سویا و برنج بررسی و ارزیابی شود. در این راستا از شاخص ارزش ناخالص ایجاد شده به ازای هر واحد مصرف آب استفاده شد. در این مطالعه علاوه بر محاسبه شاخص مذکور، با رویکرد جدیدی مناطق مختلف رتبه بندی، ارزشیابی و مقایسه شدند که در مطالعات مشابه دیده نشده است. نتایج تحقیق نشان می دهد که بیشترین میزان بهره وری اقتصادی آب برای محصول پنبه آبی در گنبد کاووس به میزان 13496، برای محصول کلزای آبی در آق قلا به میزان 562، برای محصول سویای تابستانه آبی در مینودشت به میزان 394، برای محصول برنج دانه بلند مرغوب در مینودشت به میزان 2108، برای محصول برنج پرمحصول در علی آباد به میزان 988 و برای محصول برنج دانه متوسط مرغوب در کلاله به میزان 960 تومان بر هر متر مکعب آب بوده است. بر اساس این نتایج، در مجموع بالاترین رتبه میزان بهره وری اقتصادی آب به ترتیب به مناطق مینودشت، کلاله و علی آباد و کمترین آن به مناطق گنبدکاووس، کردکوی و آزادشهر اختصاص دارد.

در راستای افزایش بهره وری آب، آگاهی از واکنش گیاه به تنش آب و نیز استفاده از ابزارهای شبیه سازی واکنش گیاه به عوامل مختلف محیطی به ویژه آب، مورد نیاز است. مدل هایی که اثرات مقادیر مختلف آب بر عملکرد محصول را به صورت کمی شبیه سازی می کنند، ابزارهایی مفید در مدیریت آب در سطح مزرعه و بهینه سازی بهره وری آب هستند. در این تحقیق از مدل WOFOST جهت شبیه سازی پاسخ عملکرد دو رقم برنج محلی تحت پنج رژیم آبیاری شامل آبیاری برنج به صورت غرقاب دائم و آبیاری صفر، سه، شش و نه روز پس از ناپدید شدن آب از روی سطح زمین در منطقه رشت در دو فصل زراعی 1382 و 1383 استفاده شد. مدل با استفاده از داده های سال 1382 واسنجی شد و بر این اساس ضرایب واسنجی مدل بدست آمد و ارزیابی مدل بر پایه داده های سال 1383 انجام گرفت. با توجه به نتایج، مقدار ریشه میانگین مربعات خطای نسبی شبیه سازی عملکرد توسط مدل برای ارقام بینام و حسنی در سال 1382 به ترتیب برابر 12.57 و 5.01 درصد و در سال 1383 به ترتیب برابر 7.94 و 13.71 درصد بدست آمد. مقادیر شبیه سازی شده و مشاهده شده ی بهره وری آب بر اساس مجموع آب مصرفی و بارش بسیار به هم نزدیک بود. به طور کلی یافته های تحقیق، کارایی مطلوب مدل WOFOST در شبیه سازی فرآیند رشد و تاثیر آب بر عملکرد و بهره وری آب برنج در مناطق مرطوب را تایید می نماید. از اینرو کاربرد مدل در تعیین استراتژی های بهینه مدیریت برای بهبود بهره وری آب در کشت برنج توصیه می شود.

در عصر حاضر محدودیت منابع و افزایش روزافزون جمعیت، ایجاب می کند که از منابع محدود به نحو بهینه استفاده شود. در بسیاری از اراضی مناطق خشک و نیمه خشک جهان، آب زیرزمینی کم عمق با کیفیت های مختلف در دوره رشد گیاهان می تواند به عنوان یک منبع آبی رایگان و جایگزین آبیاری سطحی یا برای کمک به تامین بخشی از نیاز آبی گیاه و مدیریت آب کشاورزی، مورد استفاده قرار گیرد. لذا در این پژوهش به بررسی اثر سطوح ایستابی کم عمق 60، 80 و 110 سانتی متر بر تامین نیاز آبی، کارائی مصرف آب وعملکرد ارقام مختلف گندم (بهار، کراس البرز و W33g)، در دو سال زراعی 90-89 و 890-88 پرداخته شده است. آزمایش ها در ایستگاه تحقیقاتی لایسیمتری شماره یک دانشگاه رازی در قالب طرح فاکتوریل و بر پایه طرح کاملا تصادفی با سه تکرار انجام شد. در این آزمایش ها، از 45 لایسیمتر از جنس پلی اتیلن با ارتفاع 120 سانتی متر و به قطر 30 سانتی متر که در سطح زمین با فاصله یک متری از یکدیگر ثابت شدند، استفاده شد. در هر دو سال انجام آزمایش، بیشترین مصرف آب زیرزمینی مربوط به عمق 60 سانتی متر و کمترین مقدار مصرف مربوط به عمق 110 سانتی متر بود. به طوری که متوسط مشارکت آب زیرزمینی برای ارقام مختلف در طی دو سال تکرار آزمایش ها برای اعماق 60، 80 و 110 سانتی متر به ترتیب برابر با 63%، 55% و 45% بدست آمد. همچنین در هر دو سال، رقم کراس البرز بین هر سه عمق سطح ایستابی از نظر کارایی مصرف آب فاقد اختلاف معنی دار در سطح 1% شد. در مجموع عمق سطح ایستابی بهینه، 80 سانتی متر بود که دارای کارائی مصرف آب بالاتر و در عین حال عملکرد مناسبی داشت.

متاسفانه اطلاعات کمی و کیفی جامع از منابع آب در کشور ما محدود است و این امر موجب اهمیت بکارگیری روش های و مدل های مختلف به منظور برآورد پارامترهای کمی و کیفی منابع آب شده است. تحقیق حاضر با هدف مقایسه عملکرد و کارایی دو روش رگرسیون چند متغییره و شبکه عصبی مصنوعی در مدلسازی و برآورد شوری آب زیرزمینی در سواحل استان مازندران انجام پذیرفت. روش رگرسیون چند متغییره با بکارگیری نرم افزار SPSS با در نظر گرفتن هدایت الکتریکی بعنوان معیاری برای بررسی شوری آب بعنوان متغییر وابسته و عوامل موثر در این پدیده بعنوان متغیرهای مستقل بکار گرفته شد. دو مدل یکی خطی و دیگری غیرخطی برای برآورد میزان شوری آب زیرزمینی ارائه شد و سپس کارایی این مدل ها مورد ارزیابی و تائید قرار گرفت. همچنین از شبکه عصبی مصنوعی ANN برای شبیه سازی شوری آب زیرزمینی استفاده گردید. عملکرد شبکه عصبی از طریق پارامترهای چون، جذر میانگین مربع خطا (RMSE) و ضریب همبستگی بین خروجی های حقیقی و دلخواه(R) سنجیده شد. نتایج حاصل از هر دو روش حاکی از آن است که عوامل نوع تشکیلات آبخوان، فاصله از دریا و شوری آب سطحی از عوامل اصلی میزان شوری آب زیر زمینی می باشند اما کارایی شبکه عصبی مصنوعی در برآورد شوری آب زیرزمینی بیشتر از روش رگرسیون چند متغییره است.