تحقیقات آب و خاک ایران
سال:1392 | دوره:44 | شماره:2 |تعداد مقالات:10

ارزیابی ریسک خشک سالی کشاورزی در مواقع بحرانی قبل و طی فصل رشد محصول می تواند زمان کافی را برای سیاست گذاران و کشاورزان به منظور اتخاذ راهبرد های مناسب جهت کاهش پتانسیل ریسک خشک سالی فراهم کند. هدف این مطالعه توسعه مدلی آماری برای برآورد ریسک کیفی خشک سالی کشاورزی محصول جو دیم، قبل از کاشت و در حین فصل رشد، در شرایط محدودیت داده در استان آذربایجان شرقی است. متغیرهای ورودی مدل شامل مقادیر هفتگی شاخص بارندگی استاندارد (SPI) در پنجره های زمانی مختلف و متغیر خروجی و ریسک عملکرد محصول جو، با دو گروه ریسک پایین و بالا، است. برای مدل سازی رابطه بین متغیرهای ورودی در مراحل مختلف رشد محصول از تکنیک های چندمتغیره استفاده شد. واسنجی مدل با استفاده از داده های پنج ایستگاه اهر، هشترود، مراغه، میانه، و سراب (1987-2003) و صحت سنجی آن با استفاده از داده های ایستگاه تبریز (1978-2003) انجام شد. نتایج نشان داد تکنیک های چندمتغیره با درنظرگرفتن شرایط رطوبتی قبل از کاشت محصول و اضافه کردن متغیرهای جدید هم زمان با رشد و نمو محصول جو دیم از توانایی کافی برای ارزیابی ریسک خشک سالی کشاورزی برخوردارند و دقت مدل همراه با توسعه محصول افزایش می یابد. صحت سنجی مدل نشان داد مناسب ترین مرحله پیش بینی ریسک خشک سالی محصول جو دیم مرحله گل دهی است. نتایج مرحله پنجه زنی نیز رضایت بخش بود.

کاربرد سامانه های خودکار در شبکه های آبیاری در حال گسترش و ارزیابی آن ها ضروری است. با توجه به تنوع اجزای سامانه های خودکار عملکرد مجموعه سامانه در شبکه تابعی از عملکرد هر یک از اجزاست. توسعه مدل ارزیابی عملکرد با درنظرگرفتن همه جنبه های خودکارسازی در شبکه ضروری است. در این تحقیق مدل INACSEM با استفاده از روش ارزیابی کلاسیک برای ارزیابی سامانه های کنترل خودکار شبکه های آبیاری در دو دیدگاه فنی و عمومی تهیه شده است. دیدگاه فنی شامل تجهیزات و نرم افزار و سازه های کنترل خودکار در بخش های مختلف شبکه و دیدگاه عمومی شامل دیدگاه های مدیریتی و اجتماعی و اقتصادی و زیست محیطی است. با استفاده از مدل، نتیجه ارزیابی سامانه خودکار پایش دبی در کانال عقیلی شبکه گتوند برابر 63 درصد با اعتبار 80 درصد به دست آمد. تحقیق انجام شده بیانگر آن است که مدل جامع توسعه یافته ابزاری مناسب برای ارزیابی سامانه های خودکار در شبکه های آبیاری است.

از دیدگاه هواشناسی کشاورزی، فصل رشد عبارت است از دوره ای که گیاه قادر به رشد باشد. این دوره عموما به فاصله بین آخرین یخبندان بهاره و اولین یخبندان پاییزه، که دما از آستانه ای معین بالاتر است (صفر یا 5 درجه سانتی گراد)، اطلاق می شود. در آینده یکی از روش های مطالعه اقلیم استفاده از خروجی مدل های گردش عمومی جو است. اما این مدل ها به دلیل قدرت تفکیک زمانی و مکانی پایین گویای تغییر اقلیم منطقه ای نیستند. در این تحقیق از مدلی آماری برای ریزمقیاس نمایی نتایج مدل های گردش عمومی جو، تحت دو سناریوی انتشار A2 و B1، در چند نمونه اقلیمی استفاده شد. نتایج این تحقیق برای چشم انداز 2020 تا 2050 بر مبنای سناریوی A2 نشان می دهد برای آستانه دمایی صفر درجه سانتی گراد طول فصل رشد در مقایسه با اقلیم گذشته در ایستگاه های مشهد، تهران، اصفهان، رشت، و زاهدان افزایش و در ایستگاه های تبریز، کرمان، و گرگان کاهش خواهد یافت. تحت سناریوی B1، مشخص شد متغیر مذکور در ایستگاه های مشهد و تهران و رشت روندی افزایشی و در ایستگاه های کرمان و گرگان روندی کاهشی در مقایسه با اقلیم گذشته دارد. برای آستانه دمایی 5 درجه سانتی گراد طول فصل رشد بر مبنای سناریوهای A2 و B1 برای همه ایستگاه ها، به جز شیراز، افزایش خواهد یافت. برای 5 روز متوالی با آستانه دمایی کمتر از 5 درجه سانتی گراد، تحت سناریوهای A2 و B1، در ایستگاه های تهران، مشهد، اصفهان، تبریز، کرمان، و کرمانشاه افزایش خواهد یافت. به طور کلی، طول فصل رشد برای هر سه آستانه دمایی تحت هر دو سناریوی انتشار در ایستگاه های مشهد و تهران و رشت افزایش خواهد یافت و در ایستگاه اصفهان فقط با آستانه دمایی صفر درجه مبتنی بر سناریوی B1 تغییری مشاهده نشد و برای بقیه حالات در این ایستگاه روندی افزایشی مشاهده شد.

یکی از مشکلات اجرایی بسیار مهم در ساخت کانال های آبیاری وجود انواع خاک های مساله دار در ساختگاه کانال هاست. اگر مطالعات لازم ژئوتکنیکی بر خاک بستر کانال انجام نپذیرد، خرابی های گسترده ای پدید خواهد آمد. از انواع خاک های مساله دار متداول خاک های متورم شونده است. یکی از روش های نوین تقویت و اصلاح خاک های محل بهسازی الکترواسمزی است. در این تحقیق نمونه خاک با پتانسیل تورم پذیری بالا تهیه و در دستگاه نیمه صحرایی متراکم گردید و تاثیر فرایند الکترواسمزی در زمان های اصلاحی 1 و 2 و 7 و 28 روزه با ولتاژ مستقیم (DC) تحت اختلاف پتانسیل های 12 و 24 و 48 ولت بررسی شد. نتایج مطالعات نشان داد استفاده از روش الکترواسمزی برای اصلاح خاک سبب کاهش پتانسیل تورم پذیری خاک در اطراف قطب مثبت (آند) بین 51 تا 85 درصد می شود. نتایج آزمایش های شیمیایی از کاهش 27 تا 46 درصدی PH در حوالی آند حکایت دارد. بهبود مشخصات فیزیکی و مکانیکی خاک، نظیر افزایش مقاومت فشاری تقریبا تا 8 برابر بیشتر از مقاومت فشاری نمونه اولیه، از دیگر نتایج این تحقیق بود که باعث افزایش مقاومت فشاری خاک بستر کانال های آبیاری بهسازی شده با الکترواسمزی می شود و این امر می تواند به ایمنی و پایداری بیشتر کانال ها کمک کند.

در این پژوهش وجود و شدت آب گریزی در سه منطقه تحت پوشش کاج تدا و توسکا و آقطی در شهرستان تالش، بخشی از غرب گیلان، مطالعه شده است. 79 نمونه دست نخورده (5-0 سانتی متر) برای تعیین آب گریزی و زاویه تماس آب با خاک در فصل خشک سال جمع آوری شد. آب گریزی با استفاده از آزمون های زمان نفوذ قطره آب (WDPT) و مولاریته قطره اتانول (MED) بررسی شد. همبستگی مثبت و معنادار (r=0.77) بین دو آزمون WDPT و MED به دست آمد. زاویه تماس آب خاک به وسیله آزمون MED بیشتر از 90 درجه در نمونه های آب گریز برآورد شد. زاویه تماس آب خاک با افزایش میزان آب گریزی خاک افزایش یافت، به طوری که در نمونه های با آب گریزی 5820 تا 6000 ثانیه زاویه تماس 108.8 تا 109 درجه محاسبه شد. متوسط آب گریزی اندازه گیری شده به وسیله آزمون WDPT و MED در منطقه 3 به طور معناداری بیشتر از دو منطقه دیگر بود. این روند در زاویه تماس آب خاک محاسبه شده نیز مشاهده شد. در این پژوهش همبستگی بالایی بین Log WDPT، MED، و زاویه تماس با مقدار ماده آلی (با r به ترتیب 0.80، 0.83، 0.77) به دست آمد. همبستگی این پارامترها با pH خاک منفی و در سطح احتمال یک درصد معنادار (با r به ترتیب -0.78، -0.69، -0.72) به دست آمد. همبستگی آب گریزی (Log WDPT، MED) و زاویه تماس خاک با درصد شن خاک مثبت و با درصد رس خاک منفی به دست آمد. البته رابطه بین پارامترهای بافت خاک و آب گریزی نسبت به ماده آلی و اسیدیته خاک ضعیف بود. نتایج نشان می دهد مقدار ماده آلی، بافت، و اسیدیته خاک عوامل مهم ایجاد و شدت آب گریزی در خاک های مناطق بررسی شده هستند.

در پاسخ به تقاضای اطلاعات مکانی خاک، به کاربردن داده های کمکی رقومی و ارتباط آن ها با داده های مشاهداتی صحرایی در حال افزایش است. استفاده از اطلاعات رقومی از طریق روش های کامپیوتری، که اصطلاحا نقشه برداری رقومی خاک خوانده می شود، قابل اعتمادتر و کم هزینه تر از روش های سنتی نقشه برداری خاک است. بنابراین، در پژوهش حاضر از مدل های درخت تصمیم و شبکه عصبی مصنوعی برای پیش بینی مکانی کلاس های تاکسونومیک خاک در منطقه ای خشک، به وسعت 720 کیلومتر مربع در اردکان، استفاده شد. عملیات نقشه برداری در آنجا بسیار سخت است. در این منطقه بر اساس روش مربع لاتین مکان جغرافیایی 187 پروفیل خاک مشخص و سپس تشریح و نمونه برداری شدند و طبقه بندی بر اساس سیستم امریکایی انجام گرفت. متغیرهای محیطی یا نمایندگان فاکتورهای خاک سازی، که در این پژوهش استفاده شد، شامل اجزای سرزمین، داده های تصویر ETM+ ماهواره لندست، و نقشه سطوح ژئومورفولوژی است. نتایج این تحقیق نشان داد، برای پیش بینی کلاس خاک، مدل درخت تصمیم نسبت به شبکه عصبی مصنوعی حدود هفت درصد دقیق تر است. مدل درختی و شبکه عصبی مصنوعی به ترتیب دقت کلی و ضریب تبیین و ضریب کاپای 48 درصد، 52 درصد، 0.34 و 0.46 و 0.13 و 0.25 دارند. نتایج نشان داد برای پیش بینی کلاس خاک شاخص خیسی، سطوح ژئومورفولوژی، و شاخص همواری دره با درجه تفکیک بالا مهم ترین پارامترها هستند. مدل های درختی نسبت به روش شبکه عصبی مصنوعی دقت بالاتری دارند و همچنین تفسیر نتایج مدل درختی بسیار راحت تر است. لذا پیشنهاد می شود در مطالعات آینده برای تهیه نقشه رقومی خاک از مدل های درختی استفاده شود.

برنج از محصولات استراتژیک در ایران است و کمبود آب مهم ترین تنش غیر زیستی محدودکننده عملکرد آن به شمار می رود. در این تحقیق تاثیر رقم برنج، رژیم رطوبتی، و سطوح نیتروژن و فسفر بر جذب نیتروژن و فسفر و پتاسیم به وسیله گیاه برنج در شرایط گلخانه ای بررسی شد. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار انجام گرفت. فاکتورها شامل دو رقم برنج (هاشمی و علی کاظمی)، دو سطح رطوبت (غرقاب دائم و اشباع متناوب)، سه سطح نیتروژن از منبع اوره (0 و 75 و 150 میلی گرم بر کیلوگرم خاک)، و سه سطح فسفر از منبع منوکلسیم فسفات (0 و 25 و 50 میلی گرم بر کیلوگرم خاک) بودند. بعد از 90 روز گیاهان برداشت شدند و غلظت و مقدار جذب نیتروژن و فسفر و پتاسیم در ریشه و بخش هوایی آن ها اندازه گیری شد. نتایج نشان داد غلظت پتاسیم بخش هوایی و ریشه، فاکتور انتقال نیتروژن، و مقدار جذب پتاسیم بخش هوایی در رقم علی کاظمی به طور معنا داری (P<0.05) بیشتر از هاشمی است و غلظت فسفر ریشه، فاکتور انتقال فسفر، و مقدار جذب فسفر ریشه در رقم هاشمی به طور معنا داری بیشتر از علی کاظمی است. همچنین غلظت فسفر بخش هوایی و ریشه، غلظت پتاسیم بخش هوایی، مقدار جذب نیتروژن بخش هوایی، و مقدار جذب فسفر و پتاسیم بخش هوایی و ریشه در شرایط رطوبتی غرقاب دائم به طور معنا داری بیشتر از اشباع متناوب بود. اثر متقابل نیتروژن و فسفر نیز بر غلظت نیتروژن و پتاسیم بخش هوایی و ریشه، غلظت فسفر ریشه، فاکتور انتقال نیتروژن و فسفر، مقدار جذب نیتروژن، فسفر، و پتاسیم بخش هوایی و ریشه معنادار بود.

این تحقیق به منظور بررسی تاثیر شیب و تغییر کاربری اراضی بر پایداری خاکدانه ها و میزان کربن آلی آنها در جنگل های بلوط غرب منطقه لردگان استان چهارمحال و بختیاری صورت گرفته است. کاربری های رایج در منطقه شامل جنگل طبیعی، جنگل تخریب شده و کشاورزی دیم در اراضی تپه ماهوری در سه کلاس شیب 0-10، 10-30 و 30-50 درصد، تیمارهای مورد مطالعه انتخاب شدند. تعداد 99 نمونه خاک از عمق 0-10 سانتی متری سطحی خاک برداشت و جهت انجام آزمایش آماده شد. نتایج این مطالعه نشان داد تخریب جنگل و کشت مداوم دیم در طول نیم قرن باعث کاهش معنی دار شاخص های پایداری خاکدانه ها شامل MWD، WSA و GMD در همه کلاس های شیب شده است. بیشترین درصد خاکدانه های درشت (4.75-2 میلی متر) و خاکدانه های متوسط (2-0.25 میلی متر) در شیب 0-10 درصد اراضی جنگلی با بیشترین ذخیره ماده آلی مشاهده شد. بیشترین درصد خاکدانه های درشت در جنگل و بیشترین درصد خاکدانه های ریز (0.25-0.053 میلی متر) در اراضی کشاورزی دیم و جنگل تخریب شده مشاهده شد. اختلاف معنی داری بین کاربری های مورد مطالعه در خصوص کربن آلی درون خاکدانه ها مشاهده شد. در مورد میزان کربن آلی موجود در خاکدانه های متوسط و ریز، بین کاربری جنگل تخریب شده و اراضی کشاورزی تفاوت معنی داری مشاهده نشد. نتایج این تحقیق همچنین نشان داد اختلاف معنی داری بین شیب های مختلف در میزان نیتروژن کل، کربن آلی و نسبت C/N وجود دارد، به طوری که کمترین مقدار آنها در شیب های تند (30-50 درصد) مشاهده شد. توزیع نسبی نیتروژن کل و نسبت C/N در خاکدانه ها روندی مشابه روند کربن آلی از خود نشان داد.

در این پ‍ژ‍وهش تاثیر انواع روش های تهیه ورمی واش بر برخی شاخص های رشد و عملکرد گیاه گندم ارزیابی شد. این آزمایش گلخانه ای به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در چهار تکرار به اجرا درآمد. فاکتورهای آزمایشی عبارت بودند از 1. ورمی واش (در 15 سطح)، و 2. روش مصرف (در دو سطح استریل و غیراستریل). در این مطالعه جهت تهیه ورمی واش از آب مقطر با سه pH متفاوت (5، 7 و 9) به علاوه دو غلظت متفاوت DTPA (تمام غلظت و 1.3 غلظت) جهت عصاره گیری استفاده شد. ورمی کمپوست بالغ و نابالغ و کرم خاکی ماده اولیه و ورمی واش حاصل به صورت تغذیه برگی مصرف شد. نتایج به دست آمده نشان داد با مصرف ورمی واش عملکرد دانه، وزن هزاردانه، تعداد دانه در خوشه، ارتفاع گیاه، و وزن خشک اندام هوایی گیاه در مقایسه با شاهد افزایش یافت. ورمی واش های حاصل از ورمی کمپوست بالغ و نابالغ عصاره گیری شده با محلول DTPA بیشترین تاثیر را بر وزن خشک اندام هوایی، عملکرد دانه و وزن هزاردانه داشت. استریل تاثیر معنی داری بر شاخص های رشد و عملکرد گیاه گندم نداشت و فقط موجب افزایش معنی دار عملکرد دانه شد. کاربرد ورمی واش موجب افزایش جذب روی و آهن در دانه گندم در مقایسه با شاهد شد.

آزمایشی گلخانه ای، به صورت فاکتوریل، در قالب طرح پایه کاملا تصادفی، به منظور بررسی اثر قارچ های میکوریز آربسکولار بر رشد و تغییرات آنزیم های آنتی اکسیدان ریشه گیاهان رافلمون و نارنج انجام شد. فاکتور های استفاده شده شامل قارچ میکوریز آربسکولار در دو سطح، شامل قارچ گلوموس موسه و شاهد بدون قارچ، و تنش کم آبی در چهار سطح، شامل دور های آبیار 2 و 4 و 6 و 8 روز، بود. با افزایش تنش کم آبی، عملکرد ماده خشک اندام هوایی و ریشه کاهش یافت و فعالیت آنزیم های کاتالاز و سوپراکسید دیسموتاز و آسکوربیک پراکسیداز در ریشه بیشتر شد. در هر دو پایه عملکرد ماده خشک اندام هوایی و ریشه و فعالیت آنزیم های کاتالاز و سوپراکسید دیسموتاز و آسکوربیک پراکسیداز ریشه در تیمارهای دارای قارچ نسبت به تیمارهای بدون قارچ، در هر دو شرایط بدون تنش و با تنش کم آبی، بیشتر بود. در تیمارهای قارچی با افزایش تنش کم آبی درصد کلنیزاسیون ریشه (تا چهل درصد) کاهش یافت.