تحقیقات آب و خاک ایران
سال:1397 | دوره:49 | شماره:5 |تعداد مقالات:20

کمبود آب مهمترین عامل محدودکننده عملکرد محصول در مناطق خشک و نیمه خشک است. از این رو جلوگیری از هدررفت آب و دستیابی به عملکرد مناسب امری مهم در کشتزارهای دیم محسوب می شود. پژوهش حاضر با هدف بررسی اثر کاه و کلش گندم بر محتوای رطوبتی خاک تحت شرایط دیم در منطقه نیمه خشک انجام گرفت. پنج سطح مالچ کاه و کلش گندم (صفر، 25، 50، 75 و 100 درصد پوشش سطح) در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در زنجان بررسی شد. مقدار مصرف مالچ در تیمار 100 درصد پوشش سطح معادل با 6 تن در هکتار بود. برای این منظور، 15 کرت به ابعاد 2 متر×5 متر در زمینی دیم با شیب 10 درصد احداث و مالچ ها با خاک مخلوط شدند. رطوبت خاک به روش حجمی در فواصل هفت روز طی دوره رشد (از مهر 1394 تا تیر 1395) اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که محتوای رطوبتی خاک طی دوره رشد دارای تغییرات زمانی می باشد و بیش ترین مقدار محتوای رطوبتی خاک در کرت های مالچ دهی شده در اسفند ماه، همزمان با وقوع بیش ترین بارندگی ماهانه رخ داد. رابطه ای معنی دار بین محتوای رطوبتی خاک و سطح مصرف مالچ وجود داشت (001/0P< و 95/0=2R). افزایش محتوای رطوبتی خاک در تیمار های مالچ دهی شده همگام با افزایش ظرفیت نگهداری آب خاک بود به طوری که کاربرد مالچ اثری مثبت بر ظرفیت نگهداری آب خاک داشت. بیش ترین مقدار رطوبت حجمی خاک در تیمار 100 درصد مالچ (62/10 درصد) بود که نسبت به تیمار شاهد 11 درصد افزایش نشان داد. تفاوت معنی دار بین تیمار 100 درصد مالچ و تیمار 75 درصد از نظر تأثیر بر محتوای رطوبتی و ظرفیت نگهداشت آب خاک وجود نداشت؛ بنابراین کاربرد سطح 75 درصد مالچ کاه و کلش گندم روشی مناسب برای افزایش ظرفیت نگهداری آب خاک و در نتیجه حفظ رطوبت خاک در کشتزارهای دیم منطقه نیمه خشک است.

آلودگی خاک و سفره های آب زیرزمینی بر اثر نفوذ شیرابه از محل دفن پسمانده های شهری، از چالش های مهم مدیریت منابع آب و خاک می باشد. هدف از این پژوهش، ساخت آستری از مواد طبیعی موجود در محل دفن زباله بود که افزون بر نفوذپذیری مناسب، توانایی بیشتری در جذب آلاینده ها نیز داشته باشد. دو ماده افزودنی طبیعی شامل بنتونیت و دی-کلسیم فسفات، به ترتیب از صفر تا حداکثر 9 درصد و 2/0 درصد جرم خشک مواد پایه آستر به خاک درشت دانه جمع آوری شده از محل دفن شهر اوز در استان فارس، افزوده شد. آزمایش نفوذپذیری با آب و شیرابه مصنوعی انجام گرفت. نتایج نشان داد که برای مواد پایه حاوی 6 درصد بنتونیت، افزودن 2/0 درصد دی کلسیم فسفات باعث کاهش چشمگیرتر نفوذپذیری نسبت به بنتونیت به تنهایی می شود. به دلیل گرانروی بیشتر، نفوذپذیری شیرابه مصنوعی در مواد پایه آستر و همچنین حاوی 3 درصد بنتونیت، نسبت به آب کمتر بود. لیکن در 6 درصد بنتونیت، به دلیل خاصیت اسیدی، نفوذپذیری شیرابه بیشتر شد. شیرابه مصنوعی در 9 درصد بنتونیت تأثیر چندانی بر کاهش یا افزایش نفوذپذیری نداشت. علت این امر را می توان افزایش چشمگیر ذرات ریزدانه رسی و درنتیجه افزایش خاصیت بافری خاک دانست.

یکی از پارامترهای مهم کیفی آب رودخانه ها، مقدار اکسیژن محلول (Dissolved Oxygen) در آن می باشد. یکی از روش های افزایش سطح اکسیژن محلول، استفاده از سازه هایی نظیر سرریز می باشد که منجر به ورود حباب های کوچک هوا به آب می گردد. در این پژوهش عملکرد سرریزهای کنگره ای ذوزنقه ای در مقایسه با سرریز خطی بر مقدار DO آب تحت شرایط مختلف هندسی و هیدرولیکی مورد بررسی قرار گرفت. مشاهده های آزمایشگاهی و تجزیه و تحلیل نتایج نشان داد که طول سیکل در جهت جریان سرریزها، ضخامت تیغه های ریزشی و الگوی جریان ریزشی از تاج سرریزها سه پارامتر مؤثر بر مقدار اکسیژن محلول در سرریزهای پلان کنگره ای می باشند. مقایسه نتایج حاکی از آن است که سرریزهای کنگره ای با هندسه سه سیکل، عملکرد بهتری در مقایسه با سرریزهای هندسه دو سیکل داشتند. در هدهای نسبی پایین، سرریز کنگره ای ذوزنقه ای با هندسه سه سیکل و طول در جهت جریان کمتر با متوسط راندمان افزایش اکسیژن محلول 58 درصد و در هدهای نسبی بالا سرریز کنگره ای ذوزنقه ای با هندسه سه سیکل با طول در جهت جریان بیشتر با متوسط راندمان افزایش اکسیژن محلول 44 درصد بهترین عملکرد را در افزایش اکسیژن محلول در جریان داشتند. مقایسه نتایج حاکی از آن است که در سرریزهای مورد مطالعه، با افزایش نسبت بی بعد ارتفاع ریزش به ارتفاع سرریز از 4/0 به 8/0، مقدار متوسط راندمان افزایش اکسیژن محلول در سرریزهای کنگره ای بطور متوسط 13درصد افزایش می یابد.

محدودیت آب یکی از مهم ترین عوامل بازدارنده تولید محصولات زراعی به شمار می رود، لذا استفاده از روش های آبیاری تحت فشار با هدف بهره برداری بهینه از منابع آب امری اجتناب ناپذیر است. این آزمایش در ایستگاه تحقیقات کشاورزی بهبهان طی سه سال زراعی (1392-1395) در قالب طرح آماری بلوک های کامل تصادفی به صورت کرت های یک بار خردشده با سه تکرار اجرا گردید. مقدار آب مصرفی در روش آبیاری قطره ای زیرسطحی در سه سطح 75، 100 و 125 درصد نیاز آبی و یک سطح در آبیاری قطره ای سطحی با 100 درصد نیاز آبی در کرت های اصلی و دو رقم نخل خرمای خاصی و زاهدی در کرت های فرعی مقایسه گردید. با استفاده از آمار روزانه ی ایستگاه هواشناسی بهبهان، تبخیر-تعرق گیاه به صورت روزانه بر اساس مدل پنمن – مانتیث محاسبه شد. نتایج تجزیه واریانس مرکب نشان داد بین سطوح مختلف آبیاری از نظر شاخص کارایی مصرف آب اختلاف معنی دار در سطح 5 درصد وجود داشت. به طوری که مقایسه میانگین ها نشان داد تیمار 75 درصد نیاز آبی با تولید 698/0 کیلوگرم خرما به ازای مصرف یک مترمکعب آب، بیش ترین کارایی مصرف آب را به خود اختصاص داد و به تنهایی در رده ی نخست قرار گرفت. مقایسه میانگین اثرات متقابل نشان داد تیمار 75 درصد نیاز آبی در رقم زاهدی با تولید 744/0 کیلوگرم در ازای مصرف یک مترمکعب آب برتر بود. تیمار 75 درصد نیاز آبی موجب صرفه-جویی در مصرف آب شده است. به طوری که استفاده از تیمار آبیاری قطره ای زیرسطحی موجب کاهش مصرف آبی معادل 6/2509، 2/5019 و 3/2630 مترمکعب در هکتار به ترتیب در مقایسه با تیمارهای 100 و 125 درصد نیاز آبی در قطره ای زیرسطحی و تیمار قطره ای سطحی شده است. نتایج تجزیه واریانس مرکب نشان داد که در صفت حجم، اثرات سطوح آبیاری و رقم در سطح 5 درصد معنی دار شد ولی اثرات متقابل آبیاری و رقم معنی دار نشد. در صفت سفتی بافت، تیمار 75 درصد نیاز آبی با سفتی 3/11 نیوتن بر مترمربع در جایگاه نخست قرار گرفت. نتایج نشان داد کاربرد روش آبیاری قطره ای زیرسطحی بر روی نخیلات محدودیت نداشته و موجب کاهش آب کاربردی بدون تأثیر معنی دار بر عملکرد شده است.

این پژوهش به منظور شبیه سازی عملکرد گیاه کلزا با استفاده از مدل رشد گیاهی AquaCrop در ایستگاه تحقیقاتی اسماعیل آباد قزوین واقع در َ8 ◦ 50 شرقی و عرض جغرافیایی َ8 ◦ 36 شمالی و ارتفاع 1240 متر از سطح دریا در دو سال زراعی انجام شد. نتایج نشان داد که بیشترین حساسیت این مدل نسبت به تغییرات ضریب گیاهی برای تعرق بود و نسبت به سایر عوامل ورودی حساسیت متوسط و کم داشت. مقادیر جذر میانگین مربعات خطای نرمال شده (NRMSE) به دست آمده برای عملکرد، زیست توده، کارایی مصرف آب و شاخص برداشت به ترتیب برابر با 10/0، 04/0، 11/0 و 04/0 بود. مقادیر آماره شاخص توافق (d) نیز برای کلیه عوامل بزرگتر از 98/0 به دست آمد. گرچه این مدل در برآورد عوامل مورد نظر برای اکثر تیمارها دچار خطای بیش برآوردی شد؛ لیکن بر اساس این نتایج می توان دقت شبیه سازی آن را قابل قبول دانست.

یکی از مؤثرترین روش های کاهش میزان تبخیر، استفاده از پوشش هایی معلق، جهت ایجاد سایه بر روی پهنه های آبی است. پلی اتیلن سیاه، یکی از موادی است که می تواند جهت پوشش به صورت صفحات پارچه مانند متخلخل استفاده گردد. در این تحقیق برای بررسی میزان اثرات استفاده از این نوع پوشش ها در مخازن سد ها بر مقدار تبخیر، از روشی بر پایه بررسی بیلان انرژی مخزن استفاده شده است. مخزن سد استقلال میناب برای بررسی موردی انتخاب و مدل سازی انرژی مخزن در حالات مختلف انجام شد. بررسی های صورت گرفته نشان می دهد که استفاده از پوشش پلی اتیلنی متخلخل سیاه (BPE)، می تواند به طور متوسط کاهش تبخیری برابر %77 در حالت استفاده از پوشش تک لایه و %83 در حالت پوشش دولایه داشته باشد. این میزان کاهش تبخیر با توجه به سناریو های پوشش %30، %60 و %90 مخزن سد استقلال میناب، می تواند به ترتیب تا حدود 11، 22 و 33 میلیون مترمکعب کاهش میزان تبخیر را در پی داشته باشد.

از کاربردهای مهم سنجش از دور در فعالیت های کشاورزی می توان به تعیین حدود پراکنش گیاهان زراعی و تخمین سطح زیر کشت آنها، فاکتورهای مؤثر بر عملکرد و تخمین محصول اشاره کرد. در تحقیق حاضر به بررسی توانایی شاخص های طیفی در تخمین عملکرد محصول گندم در کشت و صنعت و دامپروری مغان به عنوان یکی از قطب های مهم تولید محصولات کشاورزی در کشور پرداخته شده است. گندم به عنوان محصول استراتژیک انتخاب شد. داده های میدانی اطلاعات عملکرد گندم در طول سه دوره زراعی سال های 92 تا 94 از کشت و صنعت و دامپروری مغان دریافت شد. تصاویری از ماهواره لندست 8 که نزدیک ترین زمان به اخذ داده های میدانی را دارا بودند، اخذ گردید و جهت استخراج و تعیین شاخص های گیاهی مورد استفاده قرار گرفتند. تصاویر این سنجنده به دلیل توان تفکیک زمینی بالا و سهولت دسترسی به تصاویر آن، نتایج کاربردی قابل قبولی را ارائه نمود. در این پژوهش هشت شاخص اصلی گیاهی برای تهیه نقشه مطلوب عملکرد گندم استفاده شد. نتایج بدست آمده نشان داده است که شاخص NDVI با R2=0. 71 و RMSE، MAE و MBE به ترتیب 797، 637 و 87 کیلوگرم در هکتار نسبت به دیگر شاخص های گیاهی از دقت بالاتری در تخمین عملکرد برخوردار است. لذا امکان تخمین قابل قبول عملکرد گندم پیش از برداشت محصول، با استفاده از تصاویر سنجنده لندست8 در دشت مغان وجود دارد و مدیران کشت و صنعت مغان و سیاست گذاران حوزه منابع آب، تأمین غذا، بیمه کشاورزی، حمل و نقل و اشتغال می توانند از این قابلیت بهره مند شوند.

با توجه به میزان منابع آب و سرانه مصرف، ایران از جمله کشورهایی است که در گروه کشورهای مواجه با کمبود آب قرار دارد. لذا، پیش بینی و برنامه ریزی منابع آب می تواند نقش بسزایی در تصمیم گیری های آینده برای چگونگی مصرف آب داشته باشد. امروزه یافته های محققین در ایجاد ارتباط قوی بین تغییرات بزرگ مقیاس اقلیمی و پدیده های هیدرولوژیکی، ضرورت پرداختن به مباحث هیدرو اقلیم شناسی در هیدرولوژی را دو چندان نموده است و استفاده از روش های آماری و مدل های پیشرفته کمک قابل توجهی در جهت پیش بینی پدیده های هیدرولوژیکی داشته است. در این تحقیق، پیش بینی آبدهی فصل بهار در رودخانه چشمه کیله واقع در شهرستان تنکابن در شمال کشور به کمک سیگنال های اقلیمی مرسوم مربوط به اقیانوس آرام و اطلس شامل Ninoها، AMO، SOI، NAO و PDO و تغییرات دمای سطح آب دریای خزر (SST) در فصل زمستان با استفاده از مدل مفهومی شبکه عصبی مصنوعی مورد بررسی قرار گرفت. خطای پیش بینی جریان رودخانه با مدل شبکه عصبی مصنوعی و ورودی سیگنال های اقلیمی SOI-NINO4-NINO3. 4 به روش مجذور میانگین مربع خطا برابر 61/8 مترمکعب بر ثانیه بدست آمد. این خطا با ورودی سیگنال NINO3. 4 به 31/3 مترمکعب بر ثانیه و همچنین خطای پیش بینی با ورودی بارندگی و دمای سطح آب دریای خزر تا 08/0 کاهش یافت.

بهبود کارایی مصرف آب و عملکرد شبکه های آبیاری در شرایط کم آبیاری، مستلزم تعیین سطوح مناسب کم آبیاری است. این تحقیق با هدف توسعه یک مدل برنامه ریزی غیرخطی برای تعیین الگوی کشت بهینه در شرایط کم آبیاری انجام شد. یک مدل غیرخطی با تابع هدف شاخص بهره وری آب اقتصادی (سود خالص به میزان آب مصرفی) با یک مدل رشد گیاهی ترکیب و توسعه یافته و با استفاده از داده ها و اطلاعات شبکه آبیاری شهید چمران اهواز، مدل توسعه یافته اجرا و مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که بیشترین سطح زیرکشت در تمامی سناریوهای کم آبیاری مربوط به محصول گندم می-باشد و برای سناریوهای 10، 20 و 30 درصد کم آبیاری به ترتیب مقادیر 674، 949 و 1362 هکتار از اراضی شبکه را شامل می گردد. افزایش سطح زیرکشت شبکه، در سناریوی 30 درصد کم آبیاری نسبت به سناریوی آبیاری کامل 92 درصد برآورد گردید. کمترین سطح زیرکشت نیز مربوط به محصول آفتابگردان با مساحت 189 هکتار (در سناریوی 10 درصد کم آبیاری) است. آنالیز نتایج بیانگر آن است که در سناریوی 10 درصد کم آبیاری، مقدار شاخص بهره وری آب اقتصادی شبکه با مدیریت الگوی کشت می تواند تا 19 درصد افزایش نسبت به آبیاری کامل را داشته باشد. درحالی که در سناریو 20 درصد و 30 درصد کم آبیاری، با اجرای الگوی کشت بهینه مربوطه، مقادیر این شاخص به ترتیب معادل 21 و 23 درصد افزایش برآورد می گردد. همچنین بررسی ها حاکی از آن دارد که ترکیب متفاوت از سناریوهای کم آبیاری برای محصولات الگوی کشت می-تواند نتایج متفاوت تری را حاصل نماید. بر این اساس در الگوی کشتی که در آن برای محصولات لوبیا و باقلا 10 درصد، برای محصولات آفتابگردان و سیب زمینی 20 درصد و برای محصول گندم 30 درصد کم آبیاری اعمال گردد، شاخص بهره وری آب اقتصادی شبکه می تواند به حداکثر میزان 15250 ریال بر مترمکعب افزایش یابد.

وجود اراضی کشاورزی حساس لسی در جنوب و غرب شهر گرگان، شخم در جهت شیب این دامنه ها و عدم موفقیت در ترویج روش های زراعی مبتنی بر شخم در راستای خطوط تراز سبب شده است که استفاده از اقدامات کنترلی جایگزین، مانند کشت نوارهای بافر حاشیه اراضی مورد توجه قرار گیرد. دامنه مورد مطالعه با مساحت 1/5 هکتار متشکل از 3 زمین کشاورزی متوالی و 4 منطقه بافر گیاهی دائمی شامل 3 نوار حد¬فاصل اراضی کشاورزی با متوسط ضخامت 7 متر و یک قطعه زمین آیش به طول 55 متر در پایین¬دست دامنه می¬باشد. در این تحقیق با استفاده از داده های باران نگار ثبات و ایستگاه سینوپتیک هاشم آباد گرگان، فایل اقلیم مدل WEPP توسط برنامه BPCDG برای سال 2015 ساخته شد. همچنین به منظور افزایش دقت نقشه طبقات ارتفاعی دامنه، فایل شیب مدل نیز با استفاده از دوربین های نقشه برداری دیجیتالی با قدرت تفکیک 2/0 متر تهیه شد. برای واسنجی مدل WEPP از نتایج شبیه¬ساز باران در سطح پلات استفاده شد. سپس مدل WEPP برای دو حالت با و بدون وجود نوارهای بافر فعلی دامنه اجرا شده و نتایج آن مورد ارزیابی قرار گرفت. مدل WEPP مقدار تلفات خاک و رسوب ویژه دامنه مورد مطالعه را در سناریوی با بافرهای دامنه به ترتیب 36/27 و 08/18 تن در هکتار در سال و در سناریوی بدون بافرهای دامنه، به ترتیب 11/37 و 28/35 تن در هکتار در سال برآورد کرد. همچنین مدل، ارتفاع رواناب دامنه در این دو سناریو را به ترتیب 66/32 و 54/40 میلی¬متر برآورد کرد. نتایج نشان داد که مناطق بافری در دامنه مورد مطالعه، توانسته اند میزان فرسایش و رسوب را به ترتیب 75/9 و 20/17 تن در هکتار و ارتفاع رواناب دامنه را 88/7 میلی¬متر در سال کاهش دهند؛ بنابراین مناطق بافر دامنه توانسته¬اند حجم قابل توجهی از رسوب (49 درصد) که در مناطق پایین¬دست دامنه باعث ایجاد خسارات چشمگیر می¬شوند را مهار کنند.

سالیسیلیک اسید نقش حیاتی در افزایش مقاومت گیاهان در مقابل تنش قلیائیت دارد. در این تحقیق، اثرات متقابل تنش-قلیائیت، سالیسیلیک اسید و نوع خاک بر پارامتر های رشدی گیاه ماش بررسی شد. آزمایش به صورت فاکتوریل، در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار، در گلخانه دانشگاه رازی اجرا گردید. تیمارها شامل تنش قلیائیت (نمک بیکربنات سدیم در سه سطح 0، 20 و 40 میلی مولار)، سالیسیلیک اسید در چهار سطح (0، 250، 500 و 750 میکرومولار) و دو نوع خاک بود. نتایج نشان داد که اگرچه تنش قلیائیت بطور معنی داری ویژگی های رشدی از قبیل ارتفاع بوته، نسبت وزن خشک اندام هوایی به ریشه، تعداد گره فعال ریشه، سطح برگ و محتوای نسبی آب برگ را کاهش و مقدار پرولین را در سطح یک درصد افزایش داد، اما در مقابل، محلول پاشی سالیسیلیک اسید باعث تعدیل آن ها شد. همچنین، به دلیل اختلاف ویژگی ها، تفاوت معنی داری بین دو نوع خاک از نظر کاهش اثرات تنش وجود داشت. به طورکلی، غلظت 500 میکرومولار سالیسیلیک-اسید، به عنوان غلظت بهینه، توانست اثر منفی تنش شدید قلیائیت را خنثی سازد.

دریچه های سالونی، سازه های کنترل و تنظیم آب در کانال ها می باشند که به دلیل مزایای کاربردی اخیراً مورد توجه قرار گرفته اند. تاکنون تحقیقات محدودی در مورد این سازه انجام شده است. در این مطالعه روابط دبی – اشل دریچه سالونی هم عرض کانال و همراه با تبدیل های ورودی ناگهانی و تدریجی در بالادست، در شرایط جریان آزاد و مستغرق بررسی شده است. آزمایش ها در محدوده وسیعی از پارامترهای بدون بعد، ازجمله زاویه بازشدگی و استغراق نسبی دریچه صورت گرفته است. مشاهدات نشان داد که در شرایط جریان آزاد، پارامتر بدون بعد دبی () با نسبت عمق آب بالادست به عرض بازشدگی دریچه و در شرایط جریان مستغرق با استغراق نسبی دریچه رابطه دارد. در هر یک از شرایط ذکر شده، با استفاده از تحلیل ابعادی و رگرسیون گیری بین پارامترهای بی بعد مؤثر، روابطی صریح برای دبی-اشل دریچه های سالونی هم عرض کانال و همراه با فشردگی جانبی در شرایط جریان آزاد و مستغرق ارائه شد.

مادة آلی یکی از فاکتورهای مهم کیفی خاک است که تأثیر زیادی بر ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک دارد. برآورد دقیق تغییرات مکانی مادة آلی خاک بویژه در کشاورزی دقیق الزامی است. هدف از این پژوهش برآورد تغییرات مکانی مادة آلی خاک و وضعیت آن با استفاده از تکنیک رگرسیون کریجینگ در اراضی دشت قروه در استان کردستان می باشد. بدین منظور تعداد 150 نمونة خاک به روش سیستماتیک با فواصل 2×2 کیلومتر از عمق 0 تا 15 سانتیمتری جمع آوری شد. توزیع اندازة ذرات و مقدار مادة آلی خاک ها در آزمایشگاه اندازه گیری شدند. با استفاده از رگرسیون خطی چند متغیرة گام به گام رابطة بین مقدار مادة آلی و داده های بافت خاک (درصد شن، سیلت و رس) و شاخص های پوشش گیاهی، بدست آمده از تصاویر ماهوارة لندست 8، بدست آمد. به کمک مدل بدست آمده نقشة اولیة مادة آلی خاک تهیه شد. سپس مقدار باقیمانده های مدل رگرسیونی با روش کریجینگ معمولی درون یابی شد که پس از ادغام آن با نقشة اولیه، نقشة نهایی مادة آلی خاک بدست آمد. نقشة وضعیت مادة آلی خاک از همپوشانی نقشة مادة آلی خاک با نقشة بافت خاک در چهار کلاس خیلی کم، کم، متوسط و زیاد بدست آمد. نتایج حاصل از رگرسیون خطی چند متغیره نشان داد که متغیرهای درصد رس و شاخص پوشش گیاهی اصلاح شده (SAVI) اثر معنی داری بر روی مقدار مادة آلی خاک داشتند (05/0> P). بر اساس نتایج حاصل از ارزیابی متقاطع روش رگرسیون کریجینگ توانست 84 درصد از تغییرات مکانی مادة آلی خاک را توصیف کند. نقشة وضعیت مادة آلی خاک نشان داد که بیش از 96 درصد از خاک های منطقه از نظر مادة آلی در وضعیت کم قرار دارند.

فهم نحوه توزیع آلودگی در مکان و زمان، یک موضوع ضروری برای پیش بینی آسیب های ناشی از آلودگی روی اکولوژی رودخانه ها و نواحی ساحلی و ایجاد راه حل های کارآمد جهت کنترل آلودگی و محافظت از محیط زیست است. در این تحقیق از معادلات آب های کم عمق جهت شبیه سازی انتقال آلودگی به روش حجم محدود دوبعدی استفاده شده است. در واسنجی مدل های هیدرولیکی و هیدرولوژیکی، اصلاح و تغییر مکرر مقدار پارامترها یک مسئله شناخته شده است. بنابراین استفاده از روش هایی برای تحلیل حساسیت و کاهش تعداد پارامترها برای واسنجی مدل ضرورت دارد. در این تحقیق از روش تحلیل حساسیت RSA که در آن برای هر پارامتر نسبت حساسیت و تابع توزیع تجمعی برای مجموعه پارامترهای خوب و بد مدل محاسبه می شود استفاده شد. برای این کار، 5000 تکرار از دامنه عدم قطعیت پارامترهای واسنجی مدل انتقال آلودگی در مسئله ای استاندارد از آب های کم عمق با استفاده از الگوریتم عدم قطعیت GLUE صورت پذیرفت. با اعمال آستانه قابل پذیرش شاخص مجموع مربعات خطا بر روی کل شبیه سازی های حاصل، تعداد 1000 شبیه سازی برتر به عنوان شبیه سازی های کارآمد منظور شده و مجموعه پارامترهای مربوط به آن به عنوان مجموعه پارامترهای خوب و باقی مجموعه پارامترها به عنوان مجموعه پارامترهای بد قلمداد گردید. به این ترتیب شاخص حساسیت برای پارامترهای ضریب مانینگ، شیب کف در جهت x و y محاسبه شد. مقایسه تحلیل حساسیت پارامترها بر اساس روش RSA و بر اساس ضریب تغییرات پارامترها نشان دهنده کارآمدی مناسب روش RSA برای تحلیل حساسیت پارامترهای مدل می باشد.

ظرفیت بافری فسفر خاک در تغذیه گیاهان بسیار مهم می باشد و مهمترین ویژگی خاک در تعیین پتانسیل رهاسازی فسفر در خاک محسوب می شود. بدین منظور، 23 نمونه خاک متعلق به افق های 5 راسته مختلف از یک ردیف پستی و بلندی-اقلیمی، جمع آوری تا مشخصات جذبی فسفر، روابط آن ها با خصوصیات مختلف خاک و شاخص های بافری آن تعیین شود. بر طبق نتایج، همدمای جذب سطحیL شکل بدست آمده از همه نمونه های مورد مطالعه، نشان از تمایل نسبتاً بالای خاک-ها در غلظت های پایین فسفر داشت که بوسیله سه معادله فروندلیچ، لانگمویر و تمکین به خوبی پیش بینی شدند. مطالعه حاضر نشان داد در غلظت های فسفر کمتر از 20 میلی گرم بر لیتر، فرایندهای جذب سطحی و در غلظت های بیشتر از 20 میلی گرم بر لیتر، فرایند های رسوب به عنوان فرایندهای کنترل کننده فسفر خاک می باشند. در بین خصوصیات مختلف خاک، ماده آلی و ظرفیت تبادل کاتیونی همبستگی مثبت معنی داری با بیشتر خصوصیات جذبی فسفر نشان دادند. نتایج کلی مطالعه نشان داد، راسته های هیستوسولز و مالی سولز (راسته های انتهایی منطقه مورد مطالعه)، اریدی سولز و اینسپتی-سولز (راسته های ابتدایی منطقه مورد مطالعه) و آلفی سولز (راسته میانی منطقه مورد مطالعه) به ترتیب از بیشتر به کمتر، شاخص های بافری فسفر را دارا بودند که نیاز است در راسته های انتهایی منطقه مورد مطالعه به واسطه بالای قابلیت جذب فسفر، کاربرد همزمان از کودهای آلی و شیمیایی در مقادیر کم اما در تناوب های بیشتر، جهت کاهش جذب سطحی و افزایش رهاسازی فسفر، انجام گیرد.

در این تحقیق خصوصیات خشکسالی حوضه ی زرینه رود، تحت تأثیر تغییراقلیم با استفاده از دو شاخص استاندارد شده ی رواناب (SRI) و شاخص رطوبت خاک استاندارد شده (SSWI) و مدل SWAT بررسی شده است. بدین منظور مدل SWAT با استفاده از اطلاعات چهار ایستگاه هواشناسی و پنج ایستگاه هیدرومتری، مورد واسنجی (1999-1987) و اعتبارسنجی (2007-2000) قرار گرفت. سپس بر اساس رطوبت خاک و رواناب شبیه سازی شده توسط مدل، دو شاخص مذکور در همه زیرحوضه ها برای دوره پایه (2010-1981) محاسبه شده است. در ادامه با معرفی نتایج ریزمقیاس شده ی دو مدل گردش عمومی جو موجود در گزارش پنجم (AR5) تحت دو سناریوی انتشار RCP2. 6 و RCP8. 5 به مدل SWAT، شاخص های خشکسالی برای دوره آینده (2046-2017) شبیه سازی و مقادیر آن با دوره پایه مقایسه گردید. نتایج نشان داد میانگین بیشترین وقوع و تداوم خشکسالی کل حوضه در آینده نسبت به دوره پایه مربوط به شاخص SRI به ترتیب با 23 درصد افزایش تحت سناریوی سه (مدلBNU-ESM تحت سناریو انتشار RCP2. 6) و 19. 7 درصد افزایش در سناریوی چهار (مدل BNU-ESM تحت سناریو انتشار RCP8. 5) و شدت خشکسالی مربوط به شاخص SSWI با 24. 7 درصد افزایش در سناریوهای سه و چهار می باشد. همچنین بر اساس نتایج، خشکسالی کشاورزی (SSWI) بیشتر از خشکسالی هیدرولوژیکی (SRI) نسبت به تغییر اقلیم حساسیت نشان می دهد. بنابراین می توان گفت با ادامه روندِ کنونیِ فعالیت های موجود در حوضه و نیز تغییرات اقلیمیِ محتمل در آینده، حوضه ی زرینه رود همچنان در معرض خطر خشکسالی های متعدد و طولانی قرار دارد.

افت سطح آب زیرزمینی و پیشروی آب شور دریا در پی برداشت های بی رویه و حفر تعداد زیاد چاه، اهمیت شناسایی دقیق تر آبخوان-های ساحلی را دوچندان می‬ کند. . در این تحقیق تعیین سطح تداخل آب شور و شیرین در آبخوان های ساحلی غرب و شرق شهرستان بابلسر (استان مازندران) به وسیله روش های ژئوالکتریک، الکترومغناطیس و معادلات ورویچ مورد مقایسه قرار گرفت. به علت عدم وجود اطلاعات هیدروژئولوژیکی کافی در این منطقه (همانند سایر مناطق استان)، نتایج حاصل از معادلات ورویچ دقت بالایی نداشته اما روش ژئوالکتریک دارای دقت نسبتا بیشتری از آن است. روش الکترومغناطیس با داشتن بیشترین همبستگی (R=**97/0و**81/0؛ CCC=95/0و80/0) و کمترین خطا (ME=22/2-و28/0؛ RMSE=83/4و96/1) به‬ ترتیب در مناطق غرب و شرق منطقه و عدم معنی‬ داری آزمون t بین داده های تخمینی و واقعی، دارای بیشترین دقت بود و به واسطه سرعت بالاتر، اطمینان‬ پذیری بیشتر و استفاده کمتر از نیروی انسانی، کارآمدی بالایی را برای به‬ روزرسانی اطلاعات تداخل آب شور و شیرین در آبخوان‬ های ساحلی نشان داد.

نقشه های کاربری اراضی برای بسیاری از فعالیت های مدیریتی، هیدرولوژی و بررسی وضعیت فرسایش خاک ضروری می باشند. داده های سنجش از دور از پتانسیل بالایی برای تهیة نقشه های به روز کاربری و پوشش اراضی برخوردارند. هدف از این پژوهش تهیة نقشة کاربری اراضی حوضه آبخیز سد گاوشان با استفاده از تصاویر ماهوارة لندست 8 و شبکة عصبی مصنوعی و نیز ارزیابی روش مورد استفاده بود. بدین منظور از 1320 نقطه به عنوان نقاط کنترل زمینی یا نقاط مرجع استفاده شد. کلاس کاربری در هر نقطه با پیمایش صحرایی و یا با استفاده از تصاویر گوگل ارث مشخص گردید. کلاس های کاربری شناسایی شده در این حوضه عبارت بودند از کشاورزی، جنگل های بافر (درختان کنار رودخانه ای)، باغ، مراتع بوته ای، مراتع علوفه ای، مناطق مسکونی، جاده و آب. شبکة عصبی مورد استفاده در این مطالعه از نوع پرسپترون پیش خور بود که با استفاده از الگوریتم پس-انتشار خطای گرادیان مزدوج مقیاس بندی شده آموزش داده شد. متغیرهای ورودی برای ایجاد شبکة عصبی مصنوعی مقدار بازتاب طیفی تصحیح شدة باندهای 1 تا 7 تصاویر ماهوارة لندست 8 بود. ارزیابی شبکة عصبی مصنوعی استفاده شده با استفاده از داده های کنترل زمینی نشان داد که روش استفاده شده با دقت کلی 5/78 درصد و ضریب کاپای 5/68 درصد از دقت بالایی برخوردار است. نتایج این مطالعه نشان می دهد که استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی و تصاویر ماهوارة لندست 8 امکان خوبی را برای تهیة نقشه های کاربری اراضی با دقت بالا فراهم می آورند.

آلودگی زیست محیطی ناشی از پلیمرهای نفتی و محدودیت منابع نفتی باعث توسعه پلیمرهای زیست پایه و حرکت به سوی کاهش وابستگی به سوخت های فسیلی شده است. در سال های اخیر پلی وینیل الکل (PVA) به دلیل حلالیت در آب، غیر سمی بودن، مقاومت شیمیایی عالی، خواص بازدارندگی مناسب و زیست تخریب پذیری توجه زیادی را به خود جلب کرده است. علیرغم استفاده روزافزون آن، در مورد تخریب آن به ویژه نقش باکتری ها در این فرآیند، نسبتا کم است. هدف از این مطالعه جداسازی و شناسایی باکتری تجزیه کننده پلی وینیل الکل را از کمپوست زباله های جامد شهری است. نمونه برداری در طی فرآیند تولید کمپوست از زباله های جامد شهری در کارخانه کمپوست کرج انجام شد. فیلم های پلی وینیل الکل با استفاده از نیتروژن مایع، خشک کردن انجمادی و پرس داغ تهیه شدند. فیلم های پلی وینیل الکل به مدت 150 روز در داخل کمپوست زباله های جامد شهری دفن شدند. سپس تعداد باکتری ها در محیط کشت شمارش گردید. یک سویه باکتری تجزیه کننده پلی وینیل الکل از کمپوست زباله های جامد شهری جداسازی و خالص سازی شد. سپس با انجام PCR با روش rDNA 16S باکتری مورد نظر شناسایی شد. در این مطالعه، بیشترین تعداد باکتری در محیط کشت حاوی کمپوست و فیلم های پلی وینیل الکل 1/0± 280 و کمترین تعداد باکتری 3/0± 110 در محیط کشت کنترل به-دست آمد. بعد از شناسایی مولکولی و تعیین توالی ژن rDNA 16S، بلاست توالی شباهت بالای نمونه باPseudomonas geniculate را نشان داد. مطالعه حاضر، اولین گزارش تخریب پلی وینیل الکل توسط Pseudomonas geniculate می باشد.

مدیریت مصرف نیتروژن (N) در طول فصل رشد گیاه، نقش مهمی در دستیابی به حداکثر عملکرد و کاهش مخاطرات زیست محیطی دارد. تعیین شاخص تغذیه ی نیتروژن (NNI) یکی از روش های تشخیص شرایط نیتروژنی گیاه می باشد. هدف از این پژوهش بررسی نقش پایش NNI در بهبود مدیریت مصرف نیتروژن بود. آزمایش مزرعه ای در طول دوره رشد ذرت تابستانه در پاکدشت تهران طی سال های 1394 و 1395 انجام شد. پارامتر های عملکرد دانه، ماده خشک گیاه و غلظت نیتروژن موجود در آن ها از هفت تیمار صفر (N0)، 50(N1)، 100(N2)، 150 (N3)، 200(N4)، 250 (N5) و 300 کیلوگرم نیتروژن در هکتار(N6) در طول فصل رشد اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد که پایش NNI در طول فصل رشد قادر است تغییرات شرایط نیتروژنی گیاه در تیمارهای مختلف را نشان دهد. NNI در تیمار بهینه (N4) که بیشترین عملکرد را به ازای مقدار نیتروژن کمتری تولید کرده بود از سایر تیمار ها به یک نزدیکتر بود. همچنین، عملکرد نسبی دانه زمانی که NNI کوچکتر از یک می شد با شیب ثابت کاهش می یافت. مقدار کارایی زراعی و بازیافت نیتروژن در N4 نسبت به سایر تیمارها بیشتر بود. کارایی مصرف آب در N4، N5 و N6 در هر دو سال کشت، تقریبا با یکدیگر برابر و بیشتر از سایر تیمارها بودند. این نتایج نشان می دهند که کارایی مصرف آب و نیتروژن در تیمار بهینه که NNI نزدیک تری به یک داشت بیشتر از سایر تیمارها بود.