پژوهش آب در کشاورزی
سال:1395 | دوره:30 | شماره:3 (ب) |تعداد مقالات:11

تجمع بیش از حد نمک در منطقه ریشه و افت شدید عملکرد یکی از مشکلات اصلی استفاده از آب های شور در مناطق گرم و خشک می باشد. از این رو این تحقیق با هدف بررسی اثر مدیریت های مختلف استفاده از بقایای گندم بر عملکرد و اجزای عملکرد ذرت دانه ای بهاره (رقم مبین) و شوری خاک در شرایط آبیاری با آب شور اجرا گردید. برای این منظور آزمایشی به صورت فاکتوریل و در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در لایسیمترهایی به قطر 0.8 متر و ارتفاع 1.2 متر حاوی خاک لومی سیلتی به مدت یک سال زراعی انجام شد. عامل اول مدیریت های مختلف استفاده از بقایای گندم شامل :M1  بدون استفاده از بقایای گیاهی، :M2 استفاده از بقایای گیاهی در سطح خاک به عنوان خاکپوش و :M3 اختلاط بقایای گیاهی با لایه سطحی خاک تا عمق 30 سانتیمتر و عامل دوم شوری آب آبیاری شامل  :S1شوری آب رودخانه کارون (به طور متوسط دو دسی زیمنس بر متر) :S2 ،شوری 4.5 دسی زیمنس بر متر و :S3 شوری هفت دسی زیمنس بر متر بود. مدیریت های استفاده از بقایا به صورت خاکپوش و اختلاط با خاک در مقایسه با عدم استفاده از بقایا، سبب کاهش شوری لایه سطحی به طور متوسط به ترتیب حدود 16.1% و 7.8% و انتقال املاح به لایه های پایین تر شدند. اثر صفات شوری آب آبیاری و مدیریت استفاده از کلش گندم بر تبخیر- تعرق، عملکرد و اجزای آن معنی دار بود اما اثر متقابل این صفات فقط بر تبخیر- تعرق، عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیکی و طول بلال معنی دار شد. به طوری که بیشترین تاثیر بقایای گیاهی بر تعدیل کاهش عملکرد دانه (14.6%) و عملکرد بیولوژیکی (19.8%) نسبت به شاهد، در مدیریت M2 و سطح شوری S2 به دست آمد. از این رو استفاده از بقایای گیاهی به عنوان خاکپوش را می توان راهکاری موثر برای کاهش آثار منفی استفاده از آب های شور در کشاورزی توصیه نمود.

اینتحقیق با هدف بررسی تاثیر روش های برتر مدیریت آبی و زراعی بر عملکرد و بهره وری بارش برای گندم دیم درمنطقه هنام شهرستان الشترانجام گردید. ابتدا مدل واسنجی و صحت سنجی شده Aqua Crop بر اساس شرایط اقلیمی و پایش زراعی 10 مزرعه گندم دیم منتخب منطقه در سال زراعی 93-1392 اجرا گردید و سپس سناریوهای مدیریتی به منظور افزایش عملکرد و بهره وری بارش گندم دیم تعریف شد. در مرحله بعد، سناریوهای برتر مدیریتی در سال زراعی 94-1393 در سه مزرعه تحقیقاتی گندم دیم منطقه اجرا گردید. در آزمایش های مزرعه ای دو سطح مدیریت زراعی (برتر و سنتی) و دو سطح آبیاری (دیم و تک آبیاری بهاره) مورد مطالعه قرار گرفت. مطابق با بهترین سناریوهای پیشنهادی مدل Aqua Crop، تیمار تک آبیاری بهاره با عمق ثابت 60 میلیمتر و در سه زمان اول، میانه و انتهای دوره گل دهی گندم دیم در مزارع تحقیقاتی اعمال گردید. نتایج نشان داد که در ﺷﺮاﻳﻂ دﻳﻢ، مدیریت برتر زراعی بر مدیریت سنتی زراعی برتری داشت، زیرا بهره وری بارش در مدیریت برتر نسبت به مدیریت سنتی زارع به میزان 36 درصد اﻓﺰاﻳﺶﻳﺎﻓﺖ. با کاربرد تک آبیاری بهاره، متوسط بهره وری کل آب (بارش + آبیاری) در تولید گندم در سه مزرعه تحقیقاتی به 0.70 کیلوگرم بر مترمکعب افزایش یافت که نسبت به شرایط دیم به طور متوسط 74 درصد افزایش نشان داد. نتایج نشان داد که بهترین برنامه مدیریتی در منطقه هنام ترکیبی از مدیریت برتر زراعی با تک آبیاری بهاره به مقدار 60 میلی متر در میانه دوره گل دهی (زمان لقاح گل ها) گیاه است، زیرا عملکرد دانه و بهره وری بارش را در مدیریت سنتی زارع را به ترتیب به میزان 176 و 134 درصد افزایش داد. نتایج آزمایش های زراعی تطابق خوبی با سناریوهای پیشنهادی مدل Aqua Crop داشت.

کشاورزی به علت ماهیت بیولوژیکی آن و وابستگی شدید به طبیعت بزرگ ترین مصرف کننده منابع آبی در بیشتر کشورهاست. لذا امروزه مدیریت آب در این بخش نقش مهمی را در مصرف منابع آب کشورها بازی می کند. مطالعه حاضر با هدف بهینه سازی سطح زیرکشت، تخصیص آب آبیاری و حداکثرسازی سود حاصل از کشت بخشی از مزارع دشت قزوین (فلات مرکزی ایران) که آب مورد نیاز خود را از طریق سد طالقان تامین می کنند در شرایط آب و هوایی مختلف با کمک الگوریتم ژنتیک انجام شد. در این مطالعه با ترکیب سطوح احتمالاتی مختلف از بارندگی، تبخیر و جریان ورودی بهینه سازی در چهار شرایط آب و هوایی متفاوت انجام شده است. نتایج بیان گر این بود که در شرایط آب و هوایی نرمال، مرطوب، خشک و گرم و خشک سود حاصل از الگوی کشت جدید ارائه شده توسط مدل نسبت به الگوی کشت فعلی افزایش چشمگیری داشته و پیروی از الگوی کشت جدید تا حدود زیادی باعث کاهش مصرف آب این بخش می شود. بطوری که حجم آب ذخیره شده در مخزن در انتهای دوره بهربرداری در شرایط آب و هوایی مرطوب، نرمال، خشک و گرم و خشک به ترتیب مقادیر 262045.2، 2862686.6، 273089 و 955542 مترمکعب نسبت به قبل از بهینه سازی افزایش یافته است. همچنین بررسی نتایج نشان داد که سطح زیرکشت محصول چغندرقند در هر چهار شرایط متفاوت آب و هوایی به دلیل نیاز آبی بالا و عملکرد پایین این محصول بالای 80% کاهش سطح داشته است. به عبارت دیگر پیشنهاد می گردد، محصول چغندرقند در هیچ یک از شرایط آب و هوایی در منطقه مورد مطالعه کشت نگردد. همچنین با الگوی کشت جدید در شرایط آب و هوایی گرم و خشک، خشک، نرمال و مرطوب به ترتیب مقادیر 2.81، 2.62، 1.34 و 1.53 درصد افزایش سود برای کشاورزان حاصل شده است.

تغییر اقلیم با تغییر فنولوژی و فیزیولوژی برنج، بیلان آب خاک، تبخیر- تعرق و آب سبز، بر نیاز آب آبیاری این محصول تاثیر دارد. حفظ عملکرد فعلی برنج یا بهبود آن، مستلزم تطابق با این چالش مهم زیست محیطی در دوره های آتی می باشد. با توجه به نقش حیاتی استان مازندران در تامین برنج مورد نیاز کشور، در این تحقیق، اثر تغییر اقلیم و تقویم های مختلف کشت بر نیاز آب آبیاری و میزان آب سبز فصل کشت برنج در این استان تا سال 2100، بررسی شد. با استفاده از داده های هواشناسی دوره پایه (2010-1980) ایستگاه های بابلسر، قایمشهر، نوشهر و رامسر و مدل ریزمقیاس ساز LARS-WG، داده های هواشناسی دوره 2011 تا 2100 تحت سناریوهای مختلف اقلیمی تولید شد. بر اساس مقادیر دمای حداقل و حداکثر، بازه ی زمانی مشترک مناسب برای کشت در دوره ی پایه و آتی تعیین شد. نیاز آبی برنج با استفاده از سیستم استنتاج عصبی- فازی تعیین شد. ارزیابی کارایی مدل با استفاده از آماره های مختلف نشان دهنده کارایی مناسب آن برای شبیه سازی وضعیت اقلیمی آینده در منطقه مطالعه بود. در اثر تغییر اقلیم، کشت برنج می تواند 2 تا 23 روز زودتر انجام شود و تعداد روزهای لازم برای رسیدگی فیزیولوژیکی نیز بین یک تا 20 روز کاهش خواهد یافت. با وجود کوتاه تر شدن طول دوره ی کشت، تاریخ های کشت دیرهنگام به دلیل اثرات منفی دمای زیاد و کاهش آب سبز، سبب افزایش نیاز آب آبیاری خواهد شد. با این وجود، کشت برنج در زمان مناسب، نیاز آبی آن در دوره های آتی را تا 681 مترمکعب در هکتار کاهش خواهد داد. بر اساس نتایج، مدیریت تقویم کشت برنج راهکاری موثر برای دستیابی به کشاورزی پایدار در اقلیم آینده استان مازندران می باشد.

به منظور تخمین توابع تولید کلزا و خردل هندی تحت شرایط کم آبیاری، آزمایشی به صورت فاکتوریل بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار در دو سال زراعی 1392 و 1393 در ایستگاه تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی زهک واقع در استان سیستان و بلوچستان اجرا گردید. رژیم آبیاری در سه سطح (آبیاری پس از 50%، 70% و 90 درصد تخلیه رطوبت قابل استفاده گیاه در خاک)، میزان پتاسیم در سه سطح کاربرد (صفر، 150 و 250 کیلوگرم سولفات پتاسیم در هکتار) بر دو گونه از جنس براسیکا شامل کلزا (هیبرید هایولا 401) و خردل (رقم بومی از هند)، فاکتورهای آزمایش بودند. در این پژوهش اثرات کم آبیاری بر توابع تولید، هزینه، سود و درآمد دو گیاه کلزا و خردل هندی مورد بررسی قرار گرفت. چهار نوع تابع تولید شامل درجه دوم، ترانسلوگ، لئونتیف و کاب داگلاس مورد بررسی قرار گرفتند و با استفاده از آزمون ها و معیارهای اقتصادسنجی بهترین فرم تابع مشخص شد. بهترین شکل تابع از نظر مناسبی برازش در محصول کلزا و خردل تابع درجه دوم تشخیص داده شد. نتایج تحلیل اقتصادی مطالعه نشان داد که تیمارهای 70 درصد تخلیه رطوبتی خاک و 90 درصد تخلیه رطوبت خاک به همراه کاربرد 250 کیلوگرم کود سولفات پتاسیم به ترتیب دارای بالاترین سود به ازای آب مصرفی و نسبت منفعت به هزینه می باشند. لذا به عنوان تیمارهای برتر در محصول کلزا و خردل معرفی شدند.

مدل های گیاهی در شبیه سازی عملکرد محصول با سناریوهای مختلف کم آبیاری و شوری مناسب می باشند. در این پژوهش، مدل Aqua Crop برای شبیه سازی عملکرد دانه و زیست توده گیاه سویا، تحت تاثیر سطوح مختلف شوری و کم آبیاری در سال های 1391 و 1390 در شهرستان گرگان مورد بررسی قرار گرفت. مدل با استفاده از داده های سال 1390 واسنجی و با داده های سال 1391 صحت سنجی شد. آزمایش شامل سه سطح آب آبیاری به میزان 100%، 75% و 55% نیاز گیاه و سه سطح شوری 0.7، 5 و 10 دسی زیمنس بر متر بود. شاخص های آماری RMSE، E و d برای صحت سنجی مدل به ترتیب، برای عملکرد دانه برابر با 0.225 تن بر هکتار، 0.88 و 0.97 و برای زیست توده برابر با 0.718 تن بر هکتار، 0.77 و 0.95 به دست آمد. نتایج نشان داد که با کاهش مقدار آب آبیاری و افزایش سطح شوری، عملکرد گیاه سویا کاهش می یابد. آنالیز حساسیت نشان داد مدل Aqua Crop نسبت به ضریب کاهش تاج پوشش گیاهی در زمان پیری و ماکزیمم پوشش گیاهی حساس تر از سایر پارامترها است.

به منظور مطالعه اثر شوری آب آبیاری بر صفات مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی گیاه لیسیانتوس، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با چهار تکرار انجام گرفت. آزمایش به صورت گلدانی، هیدروپونیک درون ماسه با دو واریته لیسیانتوس شاخه بریده سفید و شامپاین و چهار سطح شوری (0، 20، 40 و 60 میلی مولار محلول سدیم کلرید) انجام شد. نتایج نشان داد با افزایش شوری ارتفاع گیاه، وزن تر و خشک آن کاهش یافت. همچنین میزان کلروفیل a، سرعت فتوسنتز و محتوای نسبی آب در گیاهان تیمارشده با 60 میلی مولار سدیم کلرید به ترتیب 31%، 62% و 20% نسبت به مقادیر این صفات در تیمار شاهد کمتر بود. از طرفی نتایج نشان داد طول ریشه با افزایش شوری افزایش یافت، به طوری که در شوری 60 میلی مولار طول ریشه 43% نسبت به شاهد افزایش نشان داد. همچنین میزان نشت یونی و مالون دی آلدئید با افزایش شوری افزایش نشان داد. میانگین وزن خشک، ارتفاع گیاه و سرعت فتوسنتز در واریته سفید خالص به ترتیب 47%، 27% و 31% بیشتر از واریته شامپاین بود. همچنین واریته سفید خالص توانست بهتر از واریته شامپاین در شرایط تنش شوری صفات مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی خود را مانند ارتفاع، وزن خشک، محتوای نسبی و پایداری غشای سلول حفظ کند.

در گیاهان باغی تعیین تبخیر- تعرق به دلیل مشکلات موجود در اندازه گیری مستقیم مثل نصب لایسمتر یا ادوات دقیق و طول دوره رشد درخت، اغلب به طور غیرمستقیم و بر اساس داده های هواشناسی انجام می شود. با توجه به تغییرات مکانی پارامترهای هواشناسی و بعضا توزیع نامناسب ایستگاه های هواشناسی برآورد تبخیر- تعرق با دقت کافی امکانپذیر نمی باشد. بنابراین استفاده از روش های مبتنی بر سنجش از دور که این تغییرات را در نظر می گیرند مطلوب تر است. در این تحقیق نسبت به اندازه گیری و تعیین تبخیر- تعرق گیاه زیتون با روش های مستقیم و غیرمستقیم برای منطقه طارم زنجان در مراحل مختلف فنولوژیک اقدام شد. در روش مستقیم از روش اندازه گیری اجزائ بیلان آبی و در روش غیرمستقیم، الگوریتم سبال بر پایه بیلان انرژی و همچنین رابطه پنمن- مانتیث با اعمال ضریب گیاهی منفرد استفاده شد. نتایج نشان داد بر پایه آماره های صحت سنجی ضریب تبیین (R2=0.95) و ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE=0.34) مقدار تبخیر- تعرق برآورد شده با الگوریتم سبال از صحت بیشتری در مقایسه با روش پنمن- مانتیث با اعمال ضریب گیاهی  (R2=0.9)و ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE=0.83) برخوردار بود از سوی دیگر الگوریتم سبال و تغییرات تبخیر- تعرق در طول فصل رشد را به خوبی بازنمایی نمود. همچنین برازش مقادیر ضریب گیاهی به دست آمده از الگوریتم سبال در مقابل مقادیر حاصل از روش بیلان آبی دارای ضریب تبیین 0.86 بود. این یافته ها نشان داد که از الگوریتم سبال می توان در برآورد تبخیر و تعرق واقعی گیاه زیتون با صحت مطلوب استفاده نمود.

رضایت بهره برداران نقش مهمی در اثربخشی تشکل های آب بران دارد و هر گونه برنامه ریزی هدفمند در راستای توانمند کردن این تشکل ها و نیز مدیریت پایدار منابع آبی، نیازمند شناخت وضعیت رضایت کشاورزان از این تشکل ها می باشد. هدف این تحقیق توصیفی همبستگی نیز سنجش رضایت بهره برداران از این تشکل ها و عوامل موثر بر سطح رضایت آن ها می باشد. ابزار تحقیق پرسشنامه محقق ساخته ای بود که روایی آن از طریق نظرات متخصصان موضوعی تائید شده و با انجام مطالعه مقدماتی و محاسبه آلفای کرونباخ بالاتر از 0.7 برای شاخص های ترکیبی، پایایی آن حاصل شد. جامعه آماری کلیه اعضای شش تشکل آب بر زیر حوضه سد سهند هشترود بودند (270 بهره بردار) که بر پایه جدول کرجسی و مورگان (1970) و با خطای پنج درصد تعداد 155 نفر و از طریق روش نمونه گیری طبقه ای متناسب با حجم انتخاب و مطالعه شدند. داده ها به روش مصاحبه حضوری در محل فعالیت کشاورزان در روستاها جمع آوری و از طریق نرم افزار SPSS18 تحلیل شدند. نتایج نشان داد که رضایت 86.2 درصد بهره برداران در سطح متوسط می باشد و بین رضایت آن ها با متغیرهای عوامل اجتماعی، فردی و ارتباطی- ترویجی مورد مطالعه رابطه مثبت و معنی داری وجود دارد. نتایج تحلیل رگرسیون نیز نشان داد که سه متغیر اعتماد اجتماعی، تعداد اعضای خانوار و درامد از شغل فرعی 44.3 درصد واریانس سطح رضایت را تبیین می کنند. اجرای دوره های آموزشی متناسب با اصول آموزش بزرگسالان می تواند ضمن افزایش آگاهی اعضا از ماهیت تشکل ها زمینه ایجاد اعتماد اجتماعی متقابل بین اعضا و رضایت آن ها را فراهم کند.

کاربرد مجدد فاضلاب شهری تصفیه شده در کشاورزی و تغذیه مصنوعی در مناطق خشک و نیمه خشک، مورد توجه متخصصان قرار دارد. اجرای عملیات تغذیه مصنوعی به منظور تصفیه فاضلاب، سرنوشت مواد اضافه شده به خاک به وسیله فاضلاب از نظر انتقال آلاینده ها به آبخوان و میزان تصفیه و حذف آلودگی ها به وسیله خاک از موارد بسیار مهم است. در اجرای این تحقیق از ستونی استوانه ای و L شکل از جنس PVC به قطر 300 سانتی متر، برای شبیه سازی حرکت قائم و نیز حرکت آب در لایه آبدار کم عمق در عملیات تغذیه مصنوعی استفاده شد. طول قسمت افقی 3000 سانتی متر و طول قسمت عمودی 250 سانتی متر در نظر گرفته شد. ستون مورد نظر از خاک لوم شنی پر شد و از فاضلاب تصفیه شده تصفیه خانه ماهدشت استان البرز برای اجرای عملیات تغذیه مصنوعی استفاده شد. تاثیر استفاده از راهبرد مدیریتی غرقابی دائم به مدت 40 روز و یک دوره خشکی در حذف آلاینده های پساب در طول ستون خاک، در مدت زمان انجام آزمایش مورد بررسی قرار گرفت. مقادیرCOD ،BOD5 ، EC، کلیفرم، کلیفرم مدفوعی، فسفر و نیترات در پساب ورودی و در نمونه های جمع آوری شده از طول مسیر حرکت به فواصل یک متر اندازه گیری گردید. نتایج به دست آمده حاکی از کارایی بالای ستون خاک در حذف آلاینده های فوق و کارایی پایین ستون خاک در حذف نیترات می باشد، به صورتی که مقادیر حذف BOD5، COD، EC، کلیفرم، کلیفرم مدفوعی، فسفر و نیترات در بهترین حالات به ترتیب 96.4%، 91.8%، 15.4%، 99.3%، 99.4%، 92.4% و 17.2% به دست آمد. مقایسه مقادیر این شاخص ها با استانداردهای سازمان حفاظت محیط زیست ایران نشان می دهد که می توان از پساب خروجی از سیستم در آبیاری استفاده نمود. البته به این نکته باید توجه شود که اصولا استفاده از پساب ها و فاضلاب ها در آبیاری محصولات خوراکی کشاورزی توصیه نمی شود.

امنیت غذا، خشکسالی، حفظ محیط زیست و توسعه صنعتی، مدیریت کارآمدتر منابع آبی را ضروری کرده است. مفهوم ردپای آب مجازی از پتانسیل قابل توجهی برای کمک به بهبود مدیریت آب، به خصوص در بخش کشاورزی، برخوردار است. در این پژوهش، اجزاء ردپای آب در تولید جو در 15 استان منتخب که بیشترین تولید جو را در کشور به خود اختصاص می دهند، مورد بررسی قرار گرفت. این اجزاء شامل ردپای آب سبز (بارندگی موثر)، آبی (نیاز خالص آبیاری)، خاکستری (برای رقیق سازی آلاینده ها تا سطح حداکثر غلظت قابل قبول) و سفید (تلفات آبیاری) است. نتایج نشان می دهند مجموع ردپای آب در تولید محصول جو در سطح کشور برای دوره 1385-1390 (2005-2011)، در حدود 9172 میلیون مترمکعب در سال بوده که سهم آب سبز، آبی، خاکستری و سفید به ترتیب 37%، 19%، 17% و 27 درصد است. در حدود 44 درصد از مجموع ردپای آب در تولید جو، سهم آب خاکستری و سفید است که مقدار قابل توجهی محسوب می شود. در حدود 85 درصد از مجموع ردپای آب در تولید ملی جو، مربوط به 15 استان منتخب است. استان های خراسان، اصفهان و فارس به ترتیب با 2364، 518 و 498 میلیون مترمکعب در سال بیشترین ردپای آب در تولید جو در اراضی فاریاب کشور را دارا هستند. در بین 15 استان منتخب، متوسط مجموع ردپای آب در اراضی فاریاب در حدود 3209 میلیون مترمکعب بر تن است که سهم آب سبز، آبی، خاکستری و سفید به ترتیب در حدود 20%، 26%، 18% و 36% از مجموع ردپای آب در این اراضی است. در اراضی دیم نیز متوسط مجموع ردپای آب در حدود 2594 میلیون مترمکعب بر تن برآورد می شود که سهم آب سبز و خاکستری به ترتیب 89% و 11% است.