تحقیقات آب و خاک ایران
سال:1398 | دوره:50 | شماره:5 |تعداد مقالات:20

در این مطالعه کاربرد صفحه مشبک به عنوان مستهلک کننده انرژی جریان آب در پایین دست سازه های هیدرولیکی برای کاهش میزان آبشستگی است. برای انجام آزمایش ها از یک کانال مستطیلی و برای کنترل جریان از یک دریچه کشویی با بازشدگی ثابت استفاده شده است. به منظور کاهش انرژی جریان خروجی از دریچه کشویی، صفحات مشبک به عنوان مستهلک کننده های انرژی با منافذ (نسبت روزنه ای) 40% و 50%، به فاصله 5/1 متری از دریچه قرار گرفته اند. بعد از صفحه مشبک، بستر متحرک متشکل از ذرات با سه اندازه 8/1 و 6/2 و 2/5 میلی متر، به طول 3/1 متر، عرض 3/0 متر و ضخامت 114/0 متر برای مطالعه تأثیر صفحه مشبک روی حداکثر عمق و طول حفره آبشستگی قرار داده شد. نتایج مطالعه نشان داد ضخامت و نسبت روزنه صفحه مشبک و فاصله قرارگیری آن از دریچه روی مقادیر حفره آبشستگی مؤثرند. بیشترین و کمترین عمق و طول حفره آبشستگی به ترتیب در صفحه مشبک با نسبت روزنه 40% و 50% دوبل رخ داد. به طوری که با افزایش نسبت روزنه و ضخامت صفحات، مقادیر حفره آبشستگی کاهش می یابد. همین طور با افزایش اندازه ذرات میزان آبشستگی نیز روند کاهشی را نشان می دهد.

چگونگی دسترسی آب خاک برای گیاهان در ارزیابی روابط آب، خاک و گیاه به منظور استفاده در برنامه ریزی و مدیریت آبیاری مهم است. انرژی انتگرالی چگونگی سهولت دسترسی آب خاک برای گیاه در محدوده رطوبت قابل استفاده خاک را نشان می دهد. این پژوهش با هدف ارزیابی مفهوم انرژی انتگرالی در 40 نمونه خاک اراضی شالیزاری استان گیلان و بررسی روابط این شاخص با ویژگی های مختلف خاک انجام شد. نتایج نشان داد که تمامی نمونه خاک های مورد مطالعه دارای بافت متوسط تا سنگین بودند. میانگین شاخص S دکستر در دو بافت خاک رس و لوم رسی کمتر از 035/0 به دست آمد (27 درصد نمونه های خاک). متوسط انرژی انتگرالی در کل نمونه های خاک مورد مطالعه با در نظرگرفتن حدبالای آب قابل دسترس خاک در رطوبت اشباع، رطوبت ظرفیت مزرعه ای در مکش 100 و 330 سانتی متر به ترتیب برابر با 65/226، 21/270 و J kg-1 91/336 به دست آمد. نتایج نشان داد که کلاس های بافت خاک دارای بیشترین مقدار انرژی انتگرالی، کمترین مقادیر شاخص S دکستر را نیز به خود اختصاص داده اند. همچنین نتایج مؤید همبستگی بالاتر انرژی انتگرالی محاسبه شده با فرض رطوبت ظرفیت مزرعه ای در مکش 330 سانتی متر با سایر ویژگی های خاک بود. علاوه براین با استفاده از رطوبت اشباع خاک و نسبت کربن آلی به رس خاک می توان مقدار انرژی انتگرالی خاک در اراضی شالیزاری را به ترتیب در کلاس بافت خاک لوم رسی سیلتی (70/0 R2=) و لوم رسی (95/0 R2=) با دقت مناسبی برآورد نمود.

تغییر کاربری اراضی یکی از دخالت های مهم بشر در اکوسیستم های طبیعی است که بر روی فرآیندهای اکوسیستم به ویژه خاک اثرگذار است. در پژوهش حاضر، اثر کاربری های جنگلی (جنگل طبیعی و جنگل کاری بلندمازو) و غیرجنگلی (عرصه های باغی، مرتعی و زراعی) بر تغییرپذیری شاخص های کیفی خاک و پویایی تصاعد دی اکسید کربن مورد توجه قرار گرفته است. در هر یک از کاربری های مورد بررسی، تعداد 16 نمونه خاک (عمق 10-0 سانتی متری) جمع آوری و به آزمایشگاه انتقال داده شد. مطابق با نتایج، بیشترین مقدار ماده آلی خاک به رویشگاههای جنگلی و بالاترین مقدار جرم مخصوص ظاهری به عرصه های مرتعی و زراعی اختصاص داشت. هرچند تغییرات جرم مخصوص حقیقی خاک در بین کاربری های مختلف اراضی معنی دار نبود، اما خاک جنگل کاری بلندمازو دارای بالاترین مقدار تخلخل بود. جنگل طبیعی دارای پایدارترین خاکدانه ها بوده و به دنبال تخریب جنگل و تغییر نوع کاربری از پایداری آنها بطور معنی داری کاسته شد. بیشترین محتوای شن به عرصه مرتعی و بالاترین مقدار رس به جنگل طبیعی اختصاص داشته، در حالی که محتوای سیلت تفاوت آماری معنی داری در بین کاربری-های مختلف اراضی نشان نداد. بالاترین مقدار زیتوده درشت ریشه در جنگل طبیعی و جنگل کاری بلندمازو مشاهده شد در حالی که زیتوده ریزریشه در جنگل طبیعی بالاترین مقدار بود. بیشترین مقادیر رطوبت خاک در رویشگاههای جنگلی (بویژه در فصول زمستان و پاییز) مشاهده شد، در حالی که بالاترین درجه حرارت خاک به عرصه های زراعی و مرتعی (بویژه در فصل تابستان) اختصاص داشت. تصاعد دی اکسید کربن از خاک در فصل تابستان تحت جنگل کاری بلندمازو بالاترین مقدار بوده است. مطابق با تحلیل مؤلفه های اصلی، مقدار ماده آلی، محتوای رطوبت و همچنین میزان تخلخل خاک در جنگل کاری بلندمازو نقش مؤثری در افزایش تصاعد دی اکسید کربن از خاک این نوع از کاربری اراضی در مقایسه با سایر رویشگاهها داشته است. نتایج این پژوهش مؤید حفاظت از جنگل های طبیعی برای افزایش مشخصه های کیفی و سلامت خاک می-باشد.

بررسی تغییرات فیزیکوشیمیایی گیاه دارویی فیسالیس به عنوان گونه ای با خواص متعدد درمانی و غذایی، تحت تأثیر توامان تیمارهای شدت مغناطیس (M) در چهار سطح صفر، 2/0، 3/0 و 4/0 تسلا و غلظت نانوکود روی (N) در سه سطح 1، 5/1 و 2 گرم در لیتر اجرا گردید. نتایج نشان داد تأثیر توامان تیمارها بر تمامی خصوصیات بیوشیمیایی (به جز کاروتنوئید) و کلیه صفات مورفولوژیکی (به استثنای قطر میوه) در سطوح %5 و %1 معنی دار بود. با بررسی فاکتورهای فیتوشیمیایی، فاکتور کلروفیل b با افزایش معنی دار 3/5 برابری نسبت به تیمار شاهد، تحت تیمارهای 4/0 تسلا و 5/1 گرم در لیتر بیش ترین بهبود را در بین تیمارها داشت. همچنین از بین فاکتورهای مورفولوژیکی، فاکتور a* تحت تیمار 5/1 گرم در لیتر و بدون شدت مغناطیس با بهبود 7/2 برابری بالاترین افزایش را نشان داد. در مجموع، استفاده متعادل از این تیمارها می تواند در تولید اقتصادی این محصول بکار گرفته شود.

گرم شدن اقلیم محل موجب پیشگیری از یخبندان های دیررس بهاره و کاهش ریسک یخ زدگی در فصل بهار می شود. هدف این پژوهش بررسی اثر تغییر اقلیم بر تامین نیاز سرمایی و جابجایی تاریخ تکمیل مراحل فنولوژیکی گیاهان مختلف در شهرستان ساری است. از اطلاعات اقلیمی موجود در ایستگاه سینوپتیک کیاسر ساری طی دوره آماری درازمدت (2015-1970) به همراه داده های باز تحلیل مرکز ملی پیش بینی زیست محیطی استفاده شد. از خروجی پیش یابی مدل اقلیمی بزرگ مقیاس CanESM2 پس از ریزمقیاس نمایی برای سناریوهای چهارگانه RCP استفاده شد. با استفاده از مدل ChillR و Climdex تاریخ شکوفه دهی و طول فصل رویش GSL برآورد شد. بر اساس آزمون ناپارامتری من-ویتنی و روند من کندال به مقایسه بین میانگین های نیمه ی اول آینده نزدیک (2055-2016) و نیمه دوم آینده دور (2100-2056) نسبت به حال حاضر پرداخته شد. نتایج نشان داد، اگرچه طول فصل رویش افزایش می یابد، اما اختلاف معنی دار دمای هوا در فاز سرمایشی و گرمایشی تغییرات معنی داری را در ظهور مراحل فنولوژی درختان خزان دار در منطقه منجر می شود. در دهه های آماری گذشته در حدود دو هفته به طول فصل رویش (در دهه 1980 میانگین 300 روز به 322 روز در دهه 2000) افزوده شد؛ اما تاریخ شکوفه دهی سه دهه زودتر از موعد نسبت به گذشته اقلیمی اتفاق خواهد افتاد. این تغییرات معنی دار در پارامترهای اقلیمی کشاورزی منجر به اختلالات فنولوژیکی غیر قابل جبران در دوره های آتی می گردد.

یافته های اندکی در ارتباط با پیامد زغال زیستی بر کرم خاکی و برهم کنش آن ها بر ویژگی های زیستی خاک در دست است. هدف از پژوهش کنونی، بررسی پیامد کرم خاکی، کود گاوی و زغال زیستی آن بر برخی از ویژگی های زیستی خاک می-باشد. بدین منظور، خاک با مقادیر 0، 1، 2 و 5 درصد کود گاوی و زغال زیستی آن با حضور و بدون کرم خاکی و برای 30 و 90 روز انکوباسیون شدند. نتایج نشان داد که در 30 روز انکوباسیون، زغال زیستی، فراوانی کرم خاکی را کاهش می دهد. در 90 روز انکوباسیون، مقدار 1، 2 و 5 درصد کود گاوی موجب افزایش فراوانی کرم خاکی به میزان 26، 91 و 104 درصد نسبت به شاهد شد. مقدار 1 درصد زغال زیستی پیامد معنی داری بر فراوانی کرم نداشت ولی مقادیر 2 و 5 درصد زغال زیستی، فراوانی کرم خاکی را به میزان 43 و 48 درصد نسبت به شاهد کاهش داد. نتایج نشان داد که کرم خاکی، افزایش بیشتری در تنفس میکروبی پایه و برانگیخته و زیست توده میکروبی در خاک های تیمار شده با کود گاوی در برابر زغال زیستی ایجاد می کند. همچنین ویژگی های زیستی خاک با کاربرد کود گاوی و زغال زیستی آن در برابر شاهد افزایش یافتند. از طرفی کرم خاکی موجب افزایش و کاهش کسر متابولیکی به ترتیب در 30 و 90 روز انکوباسیون شد. افزودن کود گاوی و زغال زیستی آن در 90 روز انکوباسیون موجب کاهش کسر متابولیکی در برابر شاهد شد. تیمار 5 درصد کود گاوی دارای کرم خاکی (در 90 روز) کمترین مقدار کسر متابولیکی را دارا بود. در مجموع، کود گاوی کیفیت زیستی خاک را بیشتر از زغال زیستی حاصل از آن بهبود بخشید. با وجود این، مقدار 1 درصد زغال زیستی کود گاوی با نداشتن پیامد منفی بر کرم خاکی، می تواند در بهبود کیفیت زیستی خاک نیز مفید باشد.

استخراج هیومیک اسید از زغال سنگ های لیگنایت غنی از ترکیبات هیومیکی، در سال های اخیر به عنوان یک موضوع و فرصت برجسته تحقیقاتی مطرح شده است. تکنیک رایج برای استخراج هیومیک اسید بر پایه حلالیت آن ها در محیط های قلیایی و اسیدی است. اکثر پژوهش ها، مدت زمان استخراج و تفکیک هیومیک اسید را 24 ساعت و بازده استخراج را بین 10 تا %80 گزارش کرده اند. در این پژوهش، شدت بخشی استخراج هیومیک اسید از زغال سنگ های لیگنایت، مورد مطالعه قرار گرفته است. بدین منظور، ابتدا یک راکتور مخزنی همزن دار ناپیوسته طراحی و سپس ساخته شد. پارامترهای عملیاتی فرآیند مانند دما در سه سطح (50، 70 و 90 درجه سلسیوس)، مدت زمان فرآیند در سه سطح (1، 2 و 4 ساعت) و سرعت همزنی در سه سطح (250، 550 و 850 دور بر دقیقه) به عنوان متغیرهای مستقل و بازده استخراج هیومیک اسید به عنوان متغیر وابسته در نظر گرفته شدند و بازده راکتور ساخته شده با روش مرسوم (دستگاه هات پلیت) مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج آماری تجزیه واریانس (ANOVA) حاصل از تحلیل داده ها، اختلاف معنی داری در بازده استخراج هیومیک اسید با راکتور ساخته-شده و روش هات پلیت نشان داد. تحت شرایط یکسان دما، سرعت همزن و مدت زمان فرآیند، بازده استخراج هیومیک اسید با راکتور در مقایسه با روش هات پلیت به میزان %30 بیشتر بود. بیشترین بازده استخراج هیومیک اسید توسط راکتور در دمای 90 درجه سلسیوس، سرعت همزنی 850 دور بر دقیقه و زمان فرآیند 4 ساعت حاصل شد. در این شرایط، 8/56 درصد هیومیک اسید از زغال سنگ های لیگنایت، استخراج و جداسازی شد. نتایج آنالیز کیفی طیف سنجی FT-IR، یک ساختار غالب آروماتیک و غنی از گروه های عاملی کربوکسیلی، فنولی و هیدروکسیلی با زنجیره های جانبی آلیفاتیک را در ساختار هیومیک اسید نشان داد. نتایج آنالیز CHNOS و نسبت های اتمی (C/N، O/C و H/C) نیز علاوه بر تائید کیفیت زغال-سنگ استفاده شده، شاخص های کیفی هیومیک اسید استخراج شده را با نمونه های هیومیک اسید استاندارد IHSS و تجاری آلدریچ مطابقت می دهد.

نفوذ، نقش حیاتی را در چرخه هیدرولوژیکی با میزان پراکندگی آب به اجزای سطحی و زیرسطحی ایفا می کند. اندازه گیری مستقیم سرعت نفوذ، معمولاً کاربر، هزینه بر و وقت گیر هستند. شبکه عصبی مصنوعی، برنامه ریزی بیان ژن و الگوریتم ترکیبی شبکه عصبی مصنوعی-الگوریتم ژنتیک به عنوان روش های غیرمستقیم برای تخمین نفوذ آب به خاک استفاده شدند. هدف از این مطالعه، توسعه یک مدل مناسب برای تخمین نفوذ آب به خاک با استفاده از استوانه مضاعف در 88 نقطه از منطقه خدآفرین استان آذربایجان شرقی می باشد. آنالیز همبستگی پیرسون نشان داد که از بین ویژگی های خاکی، شن، سیلت، تخلخل کل و کربن آلی بیشترین همبستگی را با نفوذ آب به خاک دارند. مقادیر ضریب تبیین و ریشه میانگین مربعات خطای نرمال شده برای مدل شبکه های عصبی مصنوعی و برنامه ریزی بیان ژن به ترتیب برابر 88/0، 9/7 و 75/0، 3/11 محاسبه شد که هر دو روش در ارزیابی حداقل و حداکثر مقادیر نفوذ آب به خاک از دقت کافی برخوردار نبودند. در روش شبکه های عصبی مبتنی بر الگوریتم ژنتیک از توابع تانژانت سیگموئیدی در لایه میانی و محرک خطی در لایه خروجی با 5 نرون در لایه فعال استفاده شد. این مدل از دقت و صحت بیشتری نسبت به مدل شبکه های عصبی مصنوعی و برنامه ریزی بیان ژن برخوردار می باشد، به طوری که مقادیر R2 و NRMSE برای مدل ترکیبی عصبی-ژنتیک به ترتیب برابر 93/0 و 1/6 درصد بود. نهایتاً الگوریتم ژنتیک با بهینه سازی اوزان شبکه های عصبی باعث بهبود مدل سازی شد، لذا این روش به عنوان روش کارا در تخمین نفوذ آب به خاک معرفی می گردد.

کاهش منابع آب قابل دسترس بر اثر عوامل انسانی و طبیعی و توسعه کشورها و افزایش نیاز به آب، تخصیص عادلانه منابع آب را به مسئله ای پر اهمیت تبدیل کرده است. این مسئله در حوضه های آبریز مرزی که بین دو یا چند کشور مشترک است، می تواند مناقشات سیاسی نیز به دنبال داشته باشد. حوضه آبریز مرزی رودخانه ارس بین چهار کشور ترکیه، ارمنستان، آذربایجان و ایران مشترک بوده و توسعه و افزایش برداشت از رودخانه در کشورهای بالادست، تأمین نیازهای آبی در مناطق پایین دست خصوصاً ایران را با مشکل مواجه ساخته است. در تحقیق حاضر، مسئله بازتوزیع بهینه تخصیص منابع آب در حوضه آبریز ارس با استفاده از ترکیب روش های حل اختلاف ورشکستگی و الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات (Particle Swarm Optimization) بررسی شده است. نتایج به دست آمده برتری روش مقید به ضرر یکسان را نسبت به سایر روش های ورشکستگی نشان می دهد به طوری که میانگین تأمین نیازهای آبی در حوضه در سناریوی 2020 در حدود دو میلیارد مترمکعب و در سناریوی 2050 در حدود 5/1 میلیارد مترمکعب نسبت به سایر روش های ورشکستگی افزایش می یابد. در این روش متقاضی با کمترین مقدار تقاضا که کشور ترکیه است در اولویت آخر قرار می گیرد. با توجه به اینکه این کشور در بالادست حوضه واقع شده است، اعمال نتایج این روش نیازمند در نظرگیری تسهیلات جایگزین و جلب رضایت ذینفعان می باشد.

نقشه های خاک، پایه و اساس بسیاری از پژوهش ها و برنامه ریزی های مرتبط با محیط زیست و منابع طبیعی هستند. روش های گوناگون جداسازی واحدهای خاک می کوشند مرزبندی های هرچه خالص تری ایجاد کنند. یکی از این روش ها که دارای ساختاری سلسله مراتبی است روش زمین خاک شناسی (ژئوپدولوژی) می باشد که آن را هم تراز ساختار سلسله مراتبی سامانه رده بندی خاک می دانند. از آنجا که ارتباط کمّی این دو ساختار با هم کمتر مورد توجه قرار گرفته است در این پژوهش با استفاده از احتمالات شرطی به بررسی کمّی رابطه خاک-زمین نما پرداخته شده و صحت انطباق این دو ساختار آزمون گردیده است. برای این منظور واحدهای زمین ریخت شناختی منطقه شرق اصفهان جداسازی شدند و تعداد 191 نقطه مطالعاتی بررسی و تجزیه و تحلیل گردید و احتمال شرطیِ وجود هر خاک به شرط مشاهده زمین ریخت های مختلف به دست آمد. نتایج به طور کمّی نشان دادند خاک های منطقه مطالعاتی کمتر تحت تأثیر عامل خاک ساز "مواد مادری" قرار گرفته اند و یا اینکه عوامل دیگر تأثیرگذاری بیشتری داشته و نقش مواد مادری را کم رنگ نموده اند. همچنین بین واگرایی و یا هم گرایی خاک ها در خلال سلسله مراتب روش زمین خاک شناسی با سطوح رده بندی رابطه نزدیکی وجود دارد و در هر سطح زمین خاک شناختی از سطح رده به سمت سطح فامیل، واگرایی یا تفرق خاک ها افزایش می یابد. با این وجود، هم ارز بودن سطوح رده بندی با سطوح زمین ریخت شناختی به نظر درست نمی آید و سطح زمین ریخت دقّت کافی برای جداسازی فامیل خاک را ندارد و در بهترین حالت سطح زمین ریخت برای جداسازی خاک ها در سطح زیرگروه مناسب است. بنابراین پیشنهاد می شود در روش زمین خاک شناسی برای جداسازی فامیل خاک ها طبقات ریزتری مانند «فاز سطح زمین ریخت» بکار برده شود که در آن به مواردی چون جهت یا شکل شیب، نوع و تراکم پوشش گیاهی و غیره توجه گردد که در سطوح بالاتر واحدهای زمین ریخت شناختی مد نظر قرار نگرفته اند.

سرریز جانبی یکی از انواع سازه های انحراف آب است که به طور گسترده در شبکه های آبیاری و زهکشی، کنترل سیلاب، سیستم فاضلاب شهری و کنترل سطح آب مورد استفاده قرار می گیرد. جریان عبوری از سرریز جانبی از نوع جریان متغیر مکانی با کاهش بده می باشد. در مطالعه حاضر با استفاده از مدل آزمایشگاهی و روش تحلیل ابعادی، به بررسی خصوصیات جریان عبوری از روی سرریز جانبی ذوزنقه ای لبه گرد واقع در کانال مستطیلی در شرایط جریان زیر بحرانی پرداخته شده است. برای ارزیابی ضریب بده و ارائه معادله بده سرریز جانبی در شرایط جریان آزاد، از تئوری سرریز معمولی با سه عمق مشخصه (عمق ابتدای سرریز، میانگین عمق ابتدا و انتها و عمق مرکزی) برای محاسبه هد سرریز استفاده شد. نتایج آزمایش های تحقیق حاضر حاکی از آن است که ضریب بده سرریز جانبی ذوزنقه ای لبه گرد به عدد فرود جریان بالا دست، نسبت عمق جریان به قطر تاج سرریز و شیب جداره جانبی سرریز بستگی دارد. همچنین مقایسه نتایج با داده های آزمایشگاهی نشان داد که روش عمق متوسط جریان با متوسط خطای برآورد برابر با 6/3 درصد بهترین جواب را برای تخمین ضریب بده ارائه می کند، لذا این روش برای مقاصد عملی پیشنهاد می شود.

تحقیق حاضر به منظور مطالعه صفحه های آویخته شیاردار و بدون شیار نیم دایره ای در کانال های نیم د ایره ای افقی روباز تحت شرایط جریان آزاد و استخراج رابطه ی تخمین بده این سازه ها انجام شده است. این سازه از یک صفحه نیم دایره ای که در محل قطر آن عمود بر جهت جریان بر روی یک محور افقی به صورت لولایی نصب می شود، تشکیل شده است. انحرافی که به وسیله نیروی جریان آب در صفحه ایجاد می شود تابعی از مشخصات هیدرولیکی جریان، هندسه سازه و دبی می باشد. این سازه ی اندازه گیری بده، قابل حمل بوده و به راحتی می تواند در کانال های دایره ای نصب شده و مورد بهره برداری قرار گیرد. در تحقیق حاضر با مطالعه نظری و آزمایشگاهی جریان عبوری از صفحه نیم دایره ای آویخته در امتداد کانال های دایره ای، معادلاتی برای تخمین بده جریان در کانال های دایره ای با استفاده از روش بده-عمق بحرانی بدون بعد توسعه داده شد. به منظور واسنجی معادلات، از داده های آزمایشگاهی استفاده شد. همچنین برای تخمین بده عبوری از صفحه آویخته، رابطه-ای صریح برای تخمین عمق بحرانی و برآورد بده ارائه شد. روش بده-عمق بحرانی بدون بعد استفاده شده در تحقیق حاضر قادر است دبی عبوری از صفحه های نیم دایره ای آویخته را با متوسط خطای 3% برآورد کند. با توجه به خطای روابط ارائه شده برای تخمین بده صفحه آویخته نیم دایره ای (متوسط خطای3% با در نظر گرفتن عدد رینولدز و متوسط خطای 6/3% بدون در نظر گرفتن عدد رینولدز)، این سازه به عنوان یک سازه اندازه گیری بده در کانال های (کانالت های) نیم دایره ای پیشنهاد می شود.

به منظور بررسی اثرات سالیسیلیک اسید و پلیمر سوپر جاذب بر عملکرد و اجزای عملکرد ماش تحت رژیم های مختلف رطوبتی، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در گلخانه دانشگاه رازی اجرا گردید. تیمارها شامل تنش رطوبتی در سه سطح (رطوبت خاک معادل 30، 60 و 100 درصد ظرفیت زراعی)، سوپر جاذب در سه سطح (0، 3/0 و 5/0 درصد وزنی) و سالیسیلیک اسید در چهار سطح (0، 250، 500 و 750 میکرومولار) بودند. نتایج نشان داد که بیش ترین عملکرد دانه (7/20 گرم در بوته)، عملکرد بیولوژیک (4/51 گرم در بوته) و تعداد دانه در بوته (1/79) در تیمار رطوبت کامل ظرفیت زراعی و کاربرد 3/0 درصد سوپر جاذب و 750 میکرومولار سالیسیلیک اسید و کم ترین مقادیر نیز (به ترتیب 13/0 و 5/7 گرم در بوته و 16/2 دانه) در تیمار 30 درصد ظرفیت زراعی و بدون کاربرد سوپر جاذب و سالیسیلیک اسید حاصل گردید. بطورکلی، غلظت 500 میکرومولار سالیسیلیک اسید و 3/0 درصد سوپر جاذب، توانست اثر تنش شدید رطوبتی بر عملکرد و اجزای عملکرد ماش را کاهش دهد.

در قرن بیستم، کاهش کیفیت و سلامت خاک به دلیل استفاده از منابع آبی بی کیفیت و آلوده به یک چالش اساسی تبدیل شده است. بر این اساس، غلظت های مختلف کلرید کبالت و کلرید کادمیوم آب آبیاری (صفر (شاهد)، 100، 200 و 400 میلی مولار) در دو آزمایش جداگانه به صورت طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در سال 1393 در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه ایلام طی رشد رویشی گیاه دارویی مرزه (Satureja hortensis L. ) در گلدان های پنج کیلوگرمی به ابعاد قطر دهانه 30 و ارتفاع 26 سانتی متر بر برخی شاخص های میکروبی خاکدر طی دو ماه بررسی گردید. نتایج نشان داد بیشترین میزان تنفس پایه و تنفس برانگیخته در نمونه شاهد و کمترین میزان این دو شاخص نیز در غلظت 400 میلی مولار کلرید کادمیوم و کلرید کبالت برآورد گردید. از لحاظ کربن زیست توده میکروبی خاک، بیشترین (308 میلی گرم در کیلوگرم خاک) و کمترین (190 میلی گرم در کیلوگرم خاک) به ترتیب مربوط به شاهد و غلظت 400 میلی مولار از نمک کلرید کادمیوم بود. بیشترین (0/27 میلی گرم در کیلوگرم خاک) و کمترین (0/14 میلی گرم در کیلوگرم خاک) نیتروژن زیست توده میکروبی خاک به ترتیب در خاک شاهد و غلظت 400 میلی مولار کلرید کادمیوم مشاهده شد. هم چنین کمترین نیتروژن زیست توده میکروبی (0/19 میلی گرم در کیلوگرم خاک) در غلظت 400 میلی مولار نمک کلرید کبالت به دست آمد. شاخص های بهره میکروبی، ضریب متابولیکی و زیست توده میکروبی فعال در نمونه شاهد بیشترین مقدار بودند. در اثر آبیاری با غلظت های مختلف کلرید کبالت نسبت کربن به نیتروژن زیست توده میکروبی افزایش یافت. افزایش غلظت های کلرید کادمیوم و کلرید کبالت تأثیر منفی بر کیفیت میکروبی خاک را نشان داد که این امر توجه بیشتر به کیفیت آب آبیاری را برای سلامت و کیفیت جامعه میکروبی خاک و به تبع آن کیفیت و سلامت جامعه گیاهی و در نهایت سلامت و امنیت غذایی را نمایان می سازد.

یکی از راهکارهای افزایش بازده آبیاری در مناطق خشک و نیمه خشک استفاده از اصلاح کننده های خاک است. تحقیق حاضر با هدف تأثیر سطوح مختلف پلیمر سوپر جاذب بلور آب A، پرلیت و زئولیت بر ویژگی های فیزیکی خاک لوم-شنی، در قالب آزمایش فاکتوریل با طرح بلوک های کامل تصادفی با سه نوع ماده ی اصلاحی پلیمر سوپر جاذب A، پرلیت و زئولیت در پنج سطح (صفر، 5/0، 1، 5/1، و 2 گرم در کیلوگرم خاک) در چهار تکرار اجرا شد. رطوبت خاک در مکش های 10 تا 1500 کیلو پاسکال در 7 مکش تعیین شد. نتایج پژوهش نشان داد در بین اصلاح کننده ها، پلیمر سوپر جاذب در سطح 2 گرم در کیلوگرم در مقایسه با تیمار شاهد به ترتیب سبب افزایش تخلخل خاک، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها و آب قابل استفاده گیاه به میزان 6/2، 71/2 و 40/1 برابر و کاهش 82/0 برابر جرم مخصوص ظاهری خاک شد. همچنین نتایج نشان داد که در همه ی مکش ها در تمام تیمارهای آزمایشی، میزان رطوبت نگهداری شده در خاک به طور معنی داری نسبت به شاهد افزایش یافت.

کمبود عناصر غذایی پرمصرف از جمله فسفر و پتاسیم به دلیل نقش های مهم و حیاتی این عناصر بسیار مورد توجه می باشد. اگرچه مقدار کل فسفر و پتاسیم در خاک زیاد می باشد ولی ایجاد شکل های نامحلول فسفر و همچنین تثبیت شدن پتاسیم در سیلیکات ها، منجر به کمبود این عناصر ضروری شده است. استفاده از میکروارگانیسم های دارای توان انحلال شکل های فسفات نا محلول و پتاسیم تثبیت شده در سیلیکات ها می تواند در رفع کمبود این عناصر برای گیاه موثر باشند. در پژوهش اخیر، 7 گونه قارچ تریکودرما انتخاب و تاثیر آن ها بر آزادسازی فسفر و پتاسیم در سه محیط کشت پیکوفسکایا، پیکوفسکایای تغییر یافته و الکساندروف مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که در محیط کشت مایع پیکوفسکایا میزان آزادسازی فسفر از منبع فسفر معدنی نامحلول (تری کلسیم فسفات) توسط تریکودرما، هم سو با کاهش pH بود. گونه های Trichoderma koningii، T. harzianum، T. citrinovirideو T. viridescens بیش ترین توان انحلال فسفات را داشتند و فسفر محلول را به ترتیب به میزان 244، 205، 191 و 190 درصد نسبت به شاهد افزایش دادند. دو محیط کشت الکساندروف و پیکوفسکایای تغییر یافته علاوه بر فسفات معدنی نامحلول، دارای پتاسیم از منبع بیوتیت نیز بودند. مشاهده شد که میزان آزادسازی فسفر در این دو محیط نسبت به محیط کشت پیکوفسکایا که دارای پتاسیم قابل دسترس می-باشد، کمتر است. T. koningii در محیط الکساندروف و T. harzianumدر محیط پیکوفسکایای تغییر یافته نیز بیشترین توان آزادسازی پتاسیم از بیوتیت را داشتند. این گونه ها پتاسیم محلول را به میزان 123 و 20 درصد نسبت به شاهد افزایش دادند. به طور کلی نتایج نشان داد که گونه های قارچ تریکودرما دارای توانایی انحلال فسفات از تری کلسیم فسفات و آزادسازی پتاسیم از بیوتیت در شرایط درون شیشه ای می باشند.

بالا بودن تبخیر، دمای هوا و کیفیت نسبتاً پایین آب آبیاری، از مهم ترین عوامل محدودکننده آبیاری نیشکر در خوزستان هستند. آبیاری قطره ای زیرسطحی با اعمال مدیریت مناسب، می تواند موفق عمل نماید، لذا به همین منظور اثر اعماق کارگذاری 15، 20 و 30 و فواصل50، 60 و 75 سانتی متری قطره چکان ها، بر بهره وری آب و عملکرد نیشکر به صورت فاکتوریل در قالب بلوک های کامل تصادفی بررسی شد. نتایج تجزیه واریانس صفات کمی نشان داد که از نظر فواصل و اعماق کارگذاری و اثرات متقابل آنها، اختلاف معنی داری در سطح احتمال 1% بین تیمارها وجود دارد. نتایج صفات کیفی نیز نشان داد که تیمارهای آزمایش در اغلب صفات، از نظر فاصله بین قطره چکان ها، اختلاف معنی داری در سطح احتمال 1% دارند. بررسی شاخص بهره وری آب به ازای نیشکر و شکر تولیدی نشان داد که تیمارهای آزمایش از نظر فاصله بین قطره چکان ها، در سطح احتمال 1% معنی دار بوده ولی از نظر اعماق کارگذاری و اثرات متقابل فاصله و عمق کارگذاری، اختلاف معنی داری ندارند. بیشترین عملکردهای کمی در فاصله 50 و عمق کارگذاری 20 سانتی متری قطره چکان ها و بیشترین عملکردهای کیفی در فواصل60 و 50 و عمق کارگذاری 15 و 20 سانتی متری قطره چکان ها مشاهده شد. در فاصله 60 سانتی متری و عمق کارگذاری 20 سانتی متری قطره چکان ها، بیشترین بهره وری آب به ازای نیشکر و شکر تولیدی، به ترتیب به میزان 18/7 و 87/0 و در فاصله 75 سانتی متری و عمق کارگذاری 20 سانتی متری قطره چکان ها، کم ترین بهره وری آب به ازای نیشکر و شکر تولیدی، به ترتیب به میزان 17/5 و 61/0 کیلوگرم بر مترمکعب به دست آمد. با توجه به نتایج به دست آمده و در نظر گرفتن سایر شرایط اجرایی و آب و هوایی، عمق 20 سانتی متری کارگذاری لوله آبده و فاصله 50 سانتی متری قطره چکان ها روی لوله فرعی، پیشنهاد می شوند.

مدیریت آبیاری یکی از عوامل بسیار مهم و تأثیرگذار بر روند گسترش و توزیع ریشه گیاه است که مورد توجه بسیاری از محققین است. هدف از این پژوهش بررسی چگونگی رشد و توزیع ریشه گیاه ذرت در مدیریت های مختلف آبیاری جویچه ای است. این پژوهش به صورت کرت های یک بار خردشده، در قالب بلوک های کامل تصادفی در ایستگاه تحقیقاتی کبوترآباد اصفهان انجام شد. عامل اصلی شامل سه سطح رژیم آبیاری (100%) I1، (%80) I2، (%60) I3 و عامل فرعی شامل سه روش آبیاری جویچه ای مرسوم، یک درمیان ثابت و متناوب بود. پارامترهای اندازه گیری شده در ریشه شامل طول، سطح، حجم، وزن تر و خشک بود که در پنج مرحله از رشد گیاه شامل نه برگی، 14 برگی، ظهور گل آذین، شیری شدن و رسیدگی فیزیولوژیک انجام شد. نتایج نشان داد که تأثیر رژیم های مختلف آبیاری و نیز نوع روش آبیاری جویچه ای بر ویژگی های اندازه-گیری شده ریشه از نظر آماری معنی دار بوده است (در سطح پنج درصد). رژیم آبیاری I1 در حضور آبیاری جویچه ای مرسوم و رژیم I3 در روش آبیاری یک درمیان ثابت به ترتیب بیشترین و کمترین تأثیر را بر صفات مختلف رشد ریشه داشتند. در این پژوهش بیشترین تأثیرپذیری صفات مورد نظر در ریشه در عمق 20-0 سانتیمتری مشاهده شد. روند رشد ریشه از نظر مقادیر ویژگی های اندازه گیری شده، از مرحله 9 برگی تا قبل از پرشدن، صعودی و پس از آن ثابت و در انتهای دوره، کاهشی بوده است. به طور کلی با اعمال شرایط کم آبیاری تا 20 درصد در آبیاری جویچه ای مرسوم و یا کاربرد آبیاری متناوب، می توان ضمن صرفه جویی در مصرف آب به یک سامانه توسعه ریشه مناسب برای جذب آب و مواد غذایی موردنیاز گیاه دست یافت.

در مدیریت به هم پیوسته منابع آب، ارزیابی سناریوهای تخصیص آب پیچیده و از اهمیت بالایی برخوردار است. شاخص-های متفاوت و بعضاً متناقضی در مدیریت منابع آب مطرح اند و این شاخص ها مقادیر متفاوت در مکان های مختلف حوضه دارند. لذا ارزیابی سناریوهای تخصیص آب مستلزم انجام تحلیل های چندمعیاره مکانی می باشد. هدف مقاله حاضر، ارزیابی سناریوهای تخصیص منابع آب با استفاده از یک سیستم پشتیبان تصمیم گیری مکانی بود. لذا برنامه ریزی سازشی با شاخص های اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی در حوضه ارس بکار برده شد. در گام اول، شاخص ها به دو صورت توده ای و توزیعی با وزن یکسان و در گام دوم به طور نمونه حساسیت روش برنامه ریزی سازشی به تغییر وزن یکی از شاخص ها با حفظ وزن مساوی برای سایر شاخص ها تحلیل شد. در گام سوم تصمیم گیری گروهی و فازی برای تعیین وزن شاخص ها اعمال و سپس سناریوهای یک تا پنج به ترتیب، حائز رتبه های پنجم، سوم، دوم، یکم و چهارم شدند. نتایج نشان داد که اعمال توزیع مکانی شاخص ها هم بر امتیاز و هم بر رتبه سناریوهای تخصیص منابع آب تأثیر قابل ملاحظه دارد. به طوری که ضریب همبستگی اسپیرمن رتبه بندی ناشی از به کارگیری دو شاخص توزیعی و توده ای معادل 6/0 به دست آمد. همچنین استفاده از روش برنامه ریزی سازشی، وزن گروهی-فازی و شاخص توزیعی، منجر به تغییر رتبه بندی و کاهش ضریب همبستگی تا میزان 2/0 می شود. نظر به تأثیرگذاری پارامترهای نوع شاخص ها و وزن گروهی-فازی آن ها بر نتایج رتبه بندی سناریوها، عدم لحاظ دو پارامتر مذکور می تواند منجر به عدم قطعیت قابل توجه در فرآیند ارزیابی سناریوها شود. لذا ضروری است توزیع مکانی مقادیر لحاظ شود و تصمیم گیری گروهی-فازی در تعیین وزن شاخص های ارزیابی به کار برده شود.

با توجه به اینکه کشاورزی از جمله بخش های پرمصرف منابع آب است، مدیریت و کنترل در این بخش می تواند سهم بسزایی در مدیریت منابع آب داشته باشد. در این مطالعه رویکرد شبیه سازی-بهینه سازی با استفاده از ابزار ارزیابی خاک و آب (SWAT) در ترکیب با الگوریتم بهینه سازی تفاضلی غیر غالب (NSDE) به منظور پیدا کردن بهترین منحنی فرمان برای آبیاری محصول گندم در حوضه مهاباد به کار گرفته شد. عملکرد محصول گندم در سال های 2011 تا 2013 برای واسنجی و صحت-سنجی SWAT در نظر گرفته شد. بر مبنای قانون جیره بندی، تابعی دو هدفه بکار گرفته شد که یکی از اهداف آن تولید محصول بیشتر و دیگری حجم آبیاری کمتر بود. نتایج بهینه نشان دادند که با کاهش میزان آبیاری سالانه از 200 میلی متر به حدود 100 میلی متر می توان تولیدی برابر 114/2 تن در هکتار داشت که این عدد برابر میزان تولید محصول الگوی فعلی آبیاری است. این رویکرد با معرفی بهترین الگوی آبیاری، حداکثر صرفه اقتصادی را ارائه نموده و نشان داد که میزان تغذیه آب زیرزمینی و رواناب سطحی نیز به ترتیب به اندازه 34 درصد و 16 درصد کاهش می یابد.