تحقیقات آب و خاک ایران
سال:1392 | دوره:44 | شماره:1 |تعداد مقالات:10

گرمایش جهانی، پیامد انباشت گازهای گلخانه ای، تاثیرات زیست محیطی بسیاری دارد. گاز متان، پیامد تجزیه بی هوازی کربن آلی، در شرایط غرقابی شالیزارها فراوان تولید می شود. هدف این پژوهش بررسی اثر زهکش میان فصلی شالیزار در کاهش گسیل متان است. این پژوهش با سه تیمار زهکش سنتی، سطحی و زیرزمینی در طرح بلوک های کامل تصادفی در تابستان 1390 در ساری انجام شد. نمونه برداری گاز هر هفته، یک هفته پس از نشاکاری تا برداشت شالی، انجام گرفت. نهال های برنج در فاصله 25 × 25 سانتی متری نشا شد. بیست و پنج روز پس از نشاکاری، آبیاری به مدت یک هفته قطع شد، که سبب افت سطح ایستابی در زهکش های زیرزمینی، سطحی و سنتی، به ترتیب، تا ژرفای 0.7، 0.1 و 0.03 متری شد. گسیل متان هم سو با افت سطح ایستابی کاهش یافت. کاهش گسیل و دوره بازگشت به مقدار پیش از زهکشی در زهکش زیرزمینی بیشتر از دو تیمار دیگر بود. کمینه گسیل متان در هفته دوم پس از زهکشی میان فصلی با افت 25، 45 و 315 درصدی، به ترتیب، در زهکش های سنتی، سطحی و زیرزمینی رخ داد. بر پایه یافته های این پژوهش، افت سطح ایستابی بر افت گسیل گاز متان از شالیزار اثر معناداری داشت.

سرعت باد یکی از متغیرهای بسیار مهم هواشناسی در تعیین تبخیرتعرق و نیاز آبی گیاهان است. مدل ها و روش های متعددی برای پیش بینی این عامل وجود دارد. در سال های اخیر، با شناخته شدن ابزار محاسبات نرم، به مثابه روشی نوین در ایجاد سیستم های هوشمند، این روش ها جایگاهی ویژه در علوم هواشناسی کشاورزی پیدا کردند. به کاربردن رویکرد شبکه عصبی مصنوعی یکی از این روش هاست. با توجه به وجود ایستگاه هواشناسی کشاورزی جیرفت و در دسترس بودن داده های ساعتی سرعت باد در این شهر، از اطلاعات این ایستگاه استفاده شد. سری زمانی استفاده شده در این تحقیق اطلاعات سرعت باد در بازه زمانی ساعتی شش ماه (آوریل تا سپتامبر) سال 2010 بود که سرعت باد نسبت به سایر ماه های سال بیشتر بود. در این تحقیق از سه مدل با نورون های متفاوت با چهار لایه استفاده شد. نتایج نشان داد که مرحله آزمون مدل با 20 نورون در هر لایه، به طور متوسط 134 ثانیه طول کشیده است. لذا این مدل در مقایسه با دیگر مدل ها، در مدت زمانی کوتاه تر مقادیر خروجی را به دست داد و سرعت اجرای بالاتری داشت. با توجه به مقایسه پارامترهای آماری در مرحله آزمون، متوسط RMSE و MSE و EF (ضریب کارایی مدل)، به ترتیب، 1.1827 و 0.6947 و 0.9246 به دست آمد. مدل به کاررفته، نسبت به دو مدل دیگر، دقت بیشتر و کارایی بهتری در پیش بینی سرعت باد دارد و با دنیای واقعی مطابقت می کند.

تحلیل فراوانی سیلاب روشی برای به دست آوردن سیلاب طراحی سازه های هیدرولیکی در یک رودخانه است. در این روش بزرگی سیل به فراوانی وقوع آن با استفاده از توابع توزیع آماری مرتبط می شود. دقت برآورد سیلاب به عواملی چون انتخاب توزیع های احتمالاتی مناسب و تخمین پارامترهای آن، دوره های آماری در دسترس، خطای معمول در اندازه گیری ها، و وجود مقادیر پرت بستگی دارد. بزرگی سیل را با روش مدل سازی هیدرولوژیک نیز می توان شبیه سازی کرد. عدم قطعیت ناشی از ساختار مدل های هیدرولوژیکی و فرضیات به کاررفته در آن ها و عدم قطعیت در مقادیر ورودی و پارامترهای مدل ها از عواملی است که بر خروجی مدل ها تاثیر می گذارد. در این تحقیق، تحلیل فراوانی سیل در حوضه تنگ راه با استفاده از روش هیدرولوژیک انجام شد و نتایج با روش آماری، با استفاده از داده های مشاهداتی، مقایسه گردید. بدین منظور، مقدار میانگین حوضه ای بارش طراحی در تداوم و دوره های بازگشت مختلف محاسبه شد. سپس، با استفاده از روش مونت کارلو، عدم قطعیت عامل توزیع مکانی و شرایط رطوبتی پیشین خاک در مدل بارش _ رواناب (HEC-HMS) شبیه سازی شد. ترکیب های مختلفی از عمق و توزیع مکانی بارش و همچنین شرایط رطوبتی خاک، به منزله ورودی مدل، استفاده شد و دبی اوج سیلاب با دوره های بازگشت مختلف محاسبه گردید. در روش تحلیل فراوانی آماری سیلاب نیز با استفاده از توزیع های احتمالاتی منتخب، بر اساس آزمون نکویی برازش اندرسون - دارلینگ، مقدار دبی اوج سیلاب محاسبه شد. نتایج نشان داد بارش های پرت تاثیر فراوانی بر نتایج شبیه سازی بارش _ رواناب دارد و میزان این تاثیر با افزایش دوره بازگشت افزایش می یابد؛ مثلا در نتایج شبیه سازی با احتمال 50 درصد و بارش با تداوم 6 ساعت و دوره بازگشت 200 سال، پس از حذف مقدار پرت، مقدار سیلاب از 1297 به 338 مترمکعب بر ثانیه کاهش یافت. توزیع مکانی بارش و شرایط رطوبتی پیشین خاک در مقدار سیلاب، به ویژه در دوره های بازگشت کم، بسیار موثر است. نتایج تحلیل فراوانی در اکثر موارد از نتایج مدل سازی هیدرولوژیک بیشتر است؛ به طوری که برای دوره بازگشت 200 سال نتایج مدل سازی هیدرولوژیک 30.4 درصد از نتایج تحلیل فراوانی کمتر است. انتخاب نامناسب توزیع های آماری در افزایش مقدار اختلاف نقش مهمی دارد.

مساله بحران آب در سال های اخیر و مصرف بیش از 70 درصد منابع آب شیرین در بخش کشاورزی آب لزوم اصلاح روش های آبیاری را، به منظور افزایش بهره وری آب، آشکار می سازد. در این مطالعه تاثیر اعمال پنج تیمار آبیاری کامل (FI)، کم آبیاری ناقص ریشه در دو سطح 75 درصد (PRD75) و 55 درصد (PRD55)، و کم آبیاری معمولی در دو سطح 75 درصد (DI75) و 55 درصد (DI55) بر عملکرد و اجزای عملکرد ذرت طی دو فصل زراعی 1389 و 1390 در سطح مزرعه بررسی شد. نتایج نشان داد اختلاف مقادیر برخی صفات کمی محصول در تیمارهای PRD با FI کمتر از این اختلاف بین تیمارهای DI با FI بود. میزان عملکرد دانه در تیمار PRD75، به مثابه مهم ترین جزء اقتصادی، اختلاف معناداری با تیمار آبیاری کامل نداشت و این اختلاف در هر دو سال کمتر از 10 درصد بود. به علاوه، اندازه گیری مقادیر رطوبت خاک حاکی از آن است که به رغم دادن آب کمتر در تیمار PRD75 در مقایسه با FI و وجود تنش رطوبتی مقادیر جذب رطوبت در آن تیمار بیشتر از سایر تیمارهای کم آبیاری بود. اعمال تیمار PRD75، ضمن ممانعت از کاهش معنادار عملکرد و اجزای عملکرد گیاه ذرت و همچنین کاهش 25 درصد مصرف آب در طول دوره اعمال تیمار، موجب افزایش بهره وری آب، به ترتیب، 16 و 20 درصد افزایش در سال های 1389 و 1390 شد و می تواند روشی مطمئن برای کنترل مصرف آب در استان مازندران به شمار رود.

یکی از مسائل بسیار مهم در طراحی و بهره برداری از شبکه های آبیاری و زهکشی رعایت نکردن مشتری مداری است که مشکلات بسیاری را در پی دارد؛ از جمله نارضایتی کشاورزان از مدیریت و درنتیجه عدم بهره وری این تاسیسات. الگوبرداری از روش های افزایش بهره وری مدیریت می تواند رویکرد مدیریتی موثری باشد. در میان روش های نوین مدیریتی،QFD  (کاربرد عملکرد کیفیت) ابزاری مهم برای ترجمه خواسته یا صدای مشتری به تولید خدمات است، که با به کارگیری عوامل کیفیت سازمان را به سمت آنچه برای مشتری مهم است، هدایت می کند. در این مقاله، با استفاده از داده های وضع موجود و تجارب قبلی در شبکه آبیاری دشت قزوین و به کارگیری روش مدیریتی QFD و تشکیل خانه کیفیت (HOQ)، برای نخستین بار وضعیت مدیریت شرکت بهره بردار در یک شبکه آبیاری ارزیابی و راهکارهای مدیریتی، برای ارتقای کیفیت خدمات، اولویت بندی شد. نتایج نشان داد کاربرد QFD در مدیریت شبکه های آبیاری و زهکشی، همچون دیگر مسائل مدیریتی، در بهبود کیفیت و ارائه خدمات مفید است.

در این مطالعه اثر کادمیوم بر برخی شاخص های میکروبی خاک و برهم کنش قارچ ریشه های آربوسکولار (AMF) و باکتری های محرک رشد (PGPR) بررسی شد. این آزمایش به صورت فاکتوریل شامل چهار سطح کادمیوم (0، 10، 30، 100 میلی گرم در کیلوگرم خاک) و تلقیح میکروبی در سه سطح (شاهد، PGPR، AMF) در سه تکرار با استفاده از گیاه تلخه اجرا گردید. نتایج نشان داد آلودگی کادمیومی خاک موجب کاهش معنادار (P£0.05) رشد گیاه، تنفس میکروبی، تنفس برانگیخته با سوبسترا (SIR)، شاخص قابلیت دسترسی کربن (CAI)، کربن زیست توده میکروبی(MBC) ، و جمعیت میکروبی می شود. در تیمارهای PGPR و AMF مقدار MBC در سطح 100 میلی گرم کادمیوم در کیلوگرم خاک، به ترتیب، 57 و 60 درصد نسبت به شرایط بدون کادمیوم کاهش یافت. کادمیوم موجب افزایش معنادار ضریب متابولیکی (qCO2) می شود. مقدار qCO2 در تیمار 22 Cd100 درصد بیشتر از تیمار Cd0 بود. نتایج این مطالعه نشان داد کادمیوم حتی در غلظت های پایین نیز اثر سمی و بازدارنده بر فعالیت های میکروبی خاک دارد. با این حال حضور میکروارگانیسم های محرک رشد می تواند به طور معنا داری آثار بازدارندگی کادمیوم بر رشد گیاه و فعالیت بیولوژیکی خاک را کاهش دهد.

مقاومت گونه های مختلف باکتری جنس سودوموناس در برابر آلودگی فلزات سنگین متفاوت است. از آنجا که بین مقاومت به فلزات سنگین و پلاسمیدهای موجود در باکتری ها رابطه وجود دارد، در این مطالعه پروفیل پلاسمیدی جدایه های ریزوباکتری محرک رشد گیاه Pseudomonas flouroscens در معرض مقادیر مختلف کادمیوم و روی مطالعه و بررسی شد. باکتری های مورد استفاده قبلا از فراریش گیاه سویا جدا شده بودند. جدایه های مذکور خالص سازی و با آزمون های بیوشیمیایی و زیستی شناسایی شدند. سپس برای تعیین میزان مقاومت این سویه ها از غلظت های مختلف عناصر روی و کادمیوم در محیط کشت جامد H.E.P.E.S و M.E.S استفاده شد. بر اساس میزان رشد در حضور فلزات روی و کادمیوم، سویه ها به چهار گروه دسته بندی شدند. سپس دو سویه از هر گروه مقاومتی به مدت دو ماه در معرض غلظت های مختلف آلاینده های روی و کادمیوم قرار گرفت. پس از طی مدت گرماگذاری، سویه ها بازکشت شدند و از کشت های حاصل، با استفاده از روش لیز قلیایی، پلاسمید استخراج و پروفیل پلاسمیدی تهیه شد. بررسی ها نشان داد اثرات سمی کادمیوم حتی در غلظت کمتر از روی شدیدتر است و در تراکم بالای کادمیوم همه سویه ها پلاسمید از دست می دهند. همچنین سه سویه دارای مقاومت چندگانه بودند.

به منظور مطالعه تاثیر منگنز و شوری بر برخی ویژگی های فیزیولوژیکی و اکوفیزیولوژیکی پسته (رقم بادامی زرند) آزمایشی به صورت فاکتوریل، با دو فاکتور شوری (0، 75، 150، 225، 300 میلی مولار کلرید سدیم) و منگنز (0، 12، 24، 36 میکرومولار منگنز از منبع سولفات منگنز)، در قالب طرحی کاملا تصادفی با چهار تکرار در محیط کشت پرلیت انجام شد. نتایج نشان داد، با مصرف 150 میلی مولار کلرید سدیم، کلروفیل a و b و همچنین کلروفیل کل، به ترتیب، 12 و 16 و 21 درصد کاهش و با افزایش 36 میکرومولار منگنز افزایش معناداری نسبت به شاهد حاصل شد. کارتنوئیدها نیز با افزایش شوری کاهش معناداری یافتند. ولی با مصرف منگنز میزان کارتنوئیدها با افزایش شوری کاهش معناداری پیدا نکردند. فعالیت آنزیم سوپراکسیددیسموتاز (SOD) نیز گرچه یک هفته پس از اعمال شوری کاهش یافت، با مصرف 12 میکرومولار منگنز، بیش از 30 درصد فعالیت این آنزیم افزایش معناداری حاصل کرد. فعالیت آنزیم SOD در پایان آزمایش (هشت هفته بعد از اعمال شوری) دوباره اندازه گیری شد. نتایج نشان داد. دانهال های پسته با افزایش 80 درصدی فعالیت این آنزیم در شوری 300 میلی مولار کلرید سدیم گیاه را در برابر تنش شوری مقاوم ساخت و افزایش منگنز تغییرات معناداری ایجاد نکرد. نتایج نسبت فلورسنس کلروفیل متغیر به حداکثر (Fv/Fm) نیز نشان داد که فقط تیمار شوری این پارامتر را در هر دوره اندازه گیری تحت تاثیر معنادار قرار داد و تیمار منگنز و اثر متقابل شوری و منگنز معنادار نشد. بنابراین، به نظر می رسد که منگنز تحمل پسته رقم بادامی زرند را به شوری افزایش می دهد.

گیاه پالایی یک فن آوری پایدار و دوستدار محیط زیست است که توانایی رفع آلودگی های خاک را به خوبی نشان داده است. از طرفی، فعالیت کرم خاکی باعث بهبود شرایط خاک می شود. انتظار بر این است که حضور کرم خاکی ایسینیا فتیدا باعث افزایش میزان گیاه پالایی آنتراسن شود. هدف این تحقیق بررسی تاثیر استفاده توام ایسینیا فتیدا و گیاه چمن در پالایش آنتراسن خاک است. آزمایش ها در قالب طرح کاملا تصادفی، با هفت تیمار و سه تکرار در غلظت 500 میلی گرم آنتراسن در کیلوگرم خاک، در شرایط گل خانه ای به مدت سه ماه انجام گرفت. پس از این مدت مقدار آنتراسن باقیمانده از طریق کروماتوگرافی (HPLC) اندازه گیری شد. نتایج نشان داد ایسنیا فتیدا و گیاه چمن به تنهایی توانایی حذف، به ترتیب، 19.4 و 24.2 درصد آنتراسن خاک را دارند؛ در حالی که با حضور توام کرم خاکی و گیاه میزان تجزیه تا حذف کامل آنتراسن افزایش یافت.

ریزوسفر ناحیه ای کوچک با خصوصیات شیمیایی، بیولوژیکی و فیزیکی متفاوت از توده خاک است. اطلاعات درباره اثر ریزوسفر بر آزادشدن مس کم است. در این تحقیق سرعت آزادشدن مس در ریزوسفر گندم در ده خاک آهکی، با استفاده از ریشه دان (رایزوباکس)، در شرایط گل خانه بررسی شد. سینتیک آزادسازی مس از طریق عصاره گیری خاک با استفاده از DTPA-TEA در دمای 25±1 درجه سلسیوس به مدت 1 تا 504 ساعت مطالعه شد. همچنین مقدار مس قابل استفاده با عصاره گیرهای شیمیایی (AB-DTPA،DTPA-TEA  و مهلیچ 3) برآورد شد. نتایج نشان داد مقدار مس قابل استفاده در خاک های ریزوسفری کمتر از خاک های غیرریزوسفری است. همچنین مقدار مس تجمعی آزادشده در خاک های ریزوسفر به صورت معناداری (P<0.05) کمتر از خاک های غیرریزوسفری بود. مس آزادشده از خاک های ریزوسفری در دامنه 4.88 تا 10.66 میلی گرم در کیلوگرم و در خاک های غیرریزوسفری در دامنه 6.38 تا 12.08 میلی گرم در کیلوگرم بود. نتایج نشان داد معادله های انتشار پارابولیکی مرتبه اول و تابع توانی توانایی توصیف سرعت آزادشدن مس در خاک های ریزوسفر و غیرریزوسفر را دارند. همچنین سرعت آزادشدن مس در خاک ریزوسفری کمتر از خاک غیرریزوسفری بود. در خاک های ریزوسفری و غیرریزوسفری ویژگی های آزادشدن مس با مس عصاره گیری شده با استفاده از عصاره گیرهای شیمیایی همبستگی معناداری (P<0.05) داشتند. همچنین ضریب سرعت (R) در معادله انتشار پارابولیکی در خاک ریزوسفری همبستگی معناداری (P<0.05) با غلظت مس در بخش هوایی گندم داشت. نتایج نشان داد ویژگی های آزادشدن مس در خاک ریزوسفری متفاوت از خاک های غیرریزوسفری است.