مدیریت آب و آبیاری
سال:1391 | دوره:2 | شماره:1 |تعداد مقالات:16

با توجه به مسئله کمبود آب و افزایش تقاضا برای مصرف آب و وجود حجم بالایی از منابع آب شور و لب شور در کنار منابع آب با کیفیت، مدیریت تلفیق آب شور و غیر شور برای تولید محصولات کشاورزی به عنوان راهکاری برای حفظ آب در شرایط کم-آبی مطرح می باشد. در این مطالعه، تاثیر اعمال تنش شوری موضعی ریشه بر میزان جذب آب و عملکرد ذرت علوفه ای به صورت لایسیمتری و در گلخانه بررسی شد. آزمایش با پنج تیمار آبیاری شامل: 1-بدون تنش شوری یا شاهد (کاربرد آب با کیفیت)، تنش شوری در تمام محیط ریشه، 2-اختلاط آب شور و غیر شور، 3-آبیاری دوره ای با آب با کیفیت و شور، تنش شوری در نصف محیط ریشه (با وجود تیغه نازک جداکننده)، 4-شوری موضعی ثابت ریشه و 5-شوری موضعی متناوب ریشه، در سه تکرار در قالب طرح کامل تصادفی انجام شد. نتایج نشان داد که تفاوت در میزان جذب تجمعی آب در سطح آماری 1 درصد، میزان سطح و حجم ریشه در سطح آماری 5 درصد معنی دار بود. در تیمار اختلاط، بیشترین جذب تجمعی آب (333/8 میلی متر) و بیوماس تر (45/7 تن در هکتار) و کمترین تنش شوری (0/89=Ks) مشاهده شد. در تیمار شوری موضعی متناوب ریشه، کمترین میزان جذب تجمعی (244/0 میلی متر) و بیوماس تر و خشک (34/9 و 11/3 تن در هکتار) و بیشترین تنش شوری (0/65=Ks) مشاهده شد. با توجه به کمبود منابع آب و پایین آمدن کیفیت آب موجود در شرایط خاص به جای تنش خشکی، می توان از تنش شوری با استفاده از منابع آب شور (زه آب تولید شده در پروژه ها و طرح های آبیاری و زهکشی) موجود در کنار منایع آب با کیفیت، استفاده کرد.

با توجه به میزان گندم تولیدی در استان فارس و همچنین وقوع خشکسالی، استفاده از بقایای محصول گندم بر روی زمین های زراعی به فرم بیوچار میتواند سبب بهبود باروری خاک و افزایش محصول گردد. لذا، در تحقیق حاضر به بررسی اثر سطوح مختلف بیوچار تولید شده از کاه و کلش گندم و کمآبیاری بر رشد و محصول گندم در شرایط گلخانهای پرداخته شد. تیمارها شامل چهار سطح بیوچار (صفر، 25/1، 50/2 و 75/3 درصد وزنی) و سه سطح آبیاری (100، 75 و 50 درصد نیاز آبی گیاه) بودند. در سطح آبیاری 100درصد، افزایش بیوچار تا سطح 25/1 درصد وزنی سبب افزایش 5/11 درصدی ارتفاع نسبت به تیمار بدون بیوچار شد، در حالی که سطح بالاتر سبب کاهش ارتفاع گردید. در سطح آبیاری 100درصد، سطوح بیوچار 25/1، 50/2 و 75/3 درصد وزنی بیوچار سبب افزایش (کاهش) هدایت روزنهای (دمای پوشش سبز) به میزان به ترتیب 8/26، 2/31 و 9/37 درصد (2/15، 4/21 و 4/23 درصد) نسبت به تیمار بدون بیوچار شدند. همچنین بیشترین تعداد خوشه در گیاه (7/3)، تعداد دانه در خوشه (1/36)، وزن هزار دانه گندم (1/54 گرم) و وزن خشک اندام هوایی (65 گرم) در تیمار 25/1 درصد وزنی مشاهده شد، درصورتی که افزودن مقادیر بالاتر بیوچار به واسطه شور شدن خاک سبب کاهش این پارامترها نسبت به تیمار شاهد گردید. به طور کلی، آبیاری معادل 75 درصد نیاز آبی گیاه و افزودن 25/1 درصد وزنی بیوچار، بدلیل تأثیر مثبت بر افزایش محصول و بهبود شرایط رشد گیاه پیشنهاد می گردد.

به منظور ارزیابی شاخص تنش آبی گیاه سیب زمینی، طرحی در سال 1397 به صورت اسپلیت-پلات در قالب بلوک های کامل تصادفی در مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی شهرکرد اجرا شد. این آزمایش شامل دو روش آبیاری قطره ای سطحی و زیر سطحی در کرت های اصلی و چهار سطح آبیاری (آبیاری کامل، کم آبیاری 80 و 65 درصد و خشکی 75 درصدی موضعی ریشه (〖 PRD〗 _75)) در کرت های فرعی، در سه تکرار برای سیب زمینی (رقم بورن) با طول دوره ی رشد 120 روز، انجام گرفت. بر اساس نتایج بدست آمده، روند تغییرات مقدار شاخص تنش آبی گیاه در تیمارهای کم آبیاری برای آبیاری قطره ای سطحی و زیر سطحی به ترتیب بین 16/0 تا 56/0 و 15/0 تا 49/0 به دست آمد. رابطه شاخص تنش آبی گیاه با عملکرد محصول(Y) برای آبیاری قطره ای سطحی و زیرسطحی به ترتیب برابر Y=-122. 28 CWSI+82. 38 و Y=-101. 61 CWSI+70. 97 به دست آمد. میزان عملکرد محصول تیمارهای FI، 〖 RDI〗 _80، 〖 PRD〗 _75 و 〖 RDI〗 _65 در آبیاری قطره ای سطحی به ترتیب 1/52، 48، 6/31 و 4/23 تن در هکتار و برای آبیاری قطره ای زیرسطحی به ترتیب 6/48، 3/44، 6/29 و 8/21 تن در هکتار به دست آمد. حداکثر حجم آب مصرفی گیاه برای تیمار FI برابر 2/4590 مترمکعب در هکتار به دست آمد. نتایج نشان داد جهت دستیابی به بالاترین عملکرد در روش آبیاری قطره ای سطحی، گیاه سیب زمینی باید در محدوده ی 16/0 تا 2/0 شاخص تنش آبی گیاه، آبیاری گردد.

نور یکی از فاکتورهای اصلی تنظیم کننده رشد و نمو گیاهی است. در بین جنبه های مختلف نور، شدت نور تأثیر عمده ای در تنظیم واکنش های گیاهی از جمله روابط آبی گیاه دارد. به منظور ارزیابی تاثیر شدت نور بر میزان عملکرد، تبخیر – تعرق، کارایی مصرف آب محصول کاهو آزمایشی در قالب طرح کاملا تصادفی با چهار تیمار و دوازده تکرار در پارک علم و فناوری پردیس ابوریحان دانشگاه تهران انجام شد. از آنجایی که طیف نوری آبی و قرمز طیف های اصلی دخیل در رشد و روابط گازی هستند، در آزمایش حاضر با استفاده از ترکیب نور قرمز: آبی با نسبت 70 درصد قرمز و 30 درصد آبی با چهار شدت مختلف شاملmol. m-2. S-1µ (T1) 75، mol. m-2. S-1µ (T2) 150، mol. m-2. S-1µ (T3) 300 وmol. m-2. S-1 µ (T4) 600 انجام شد. صفت های مورد مطالعه شامل خصوصیات رشدی مرتبط با کارایی مصرف آب بودند. براساس نتایج بدست آمده بیشترین وزن تر مربوط به شدت نور mol. m-2. S-1µ (T3) 300 و کمترین آن مربوط به شدت نور mol. m-2. S-1µ (T3) 75 به ترتیب برابر با 52/73 و 31/17 گرم بدست آمد. افزایش شدت نور موجب افزایش وزن خشک اندام هوایی و سطح برگ شد. همچنین بیشترین کارایی مصرف آب در تیمار mol. m-2. S-1µ (T4) 600 و کمترین آن در تیمار mol. m-2. S-1µ (T1) 75 مشاهده شد.

در این تحقیق به بررسی سطوح مختلف آب آبیاری، ورمی کمپوست و چای کمپوست بر گیاه خیار گلخانه ای پرداخته شد. آزمایش به صورت کرت های خرد شده در قالب طرح کاملا تصادفی و به صورت پشته ای انجام گرفت. تیمارها شامل سه سطح چای کمپوست(25، 50 و 75 درصد حجمی)، سه سطح ورمی کمپوست(1، 5/1 و 2 کیلوگرم در هر متر مربع) و سه سطح تنش آبی(100، 75 و 50 درصد نیازآبی گیاه) بود. ورمی کمپوست قبل از کاشت به خاک داده شد و چای کمپوست در سه مرحله(30 روز، 60 روز و 90 روز بعد از کاشت) بر روی گیاه پاشیده شد. نتایج نشان داد تیمارها بر پارامترهای اندازه-گیری شده شامل قطر، طول و وزن میوه، ارتفاع بوته، عملکرد و بهره وری آب آبیاری در سطح احتمال پنج و یک درصد تأثیر معنی داری داشت. کاهش مصرف آب باعث کاهش عملکرد و اجزای عملکرد گردید اما از این نظر بین تیمار 100 و 75 درصد نیاز آبی گیاه تفاوت معنی دار مشاهده نشد. اثرات متقابل ورمی کمپوست، چای کمپوست و تنش آبی نشان داد در شرایطی که کم آبی 75 درصد به کار می رود استفاده 75 درصدی ورمی کمپوست و چای کمپوست باعث کاهش اثرات تنش آبی می شود. اثرات متقابل ورمی کمپوست و چای کمپوست نشان داد در استفاده 100 درصدی از ورمی کمپوست جهت کاهش عملکرد و اجزای آن بایستی مصرف چای کمپوست تا 50 درصد کاهش یابد. اما زمانی که ورمی کمپوست کامل استفاده نمی شود می توان، مصرف چای کمپوست را تا 75 درصد افزایش داد. بنابراین می توان گفت اثرات ورمی کمپوست و عصاره آن بر روی رشد گیاهان بستگی به غلظت آن ها دارد.

در سال های اخیر، مدل های شبیه ساز رشد گیاه به منظور پیش بینی عملکرد گیاهان مختلف مورد توجه محققین کشاورزی قرار گرفته است. این در حالی است که تاکنون کمتر به شبیه سازی رشد گیاهان دارویی پرداخته شده است. در این تحقیق برای اولین بار به بررسی عملکرد مدل شبیه ساز رشد SALTMED در تخمین عملکرد گیاه نعناع فلفلی تحت تنش های شوری و کم آبیاری پرداخته شده است. تیمارهای در نظر گرفته شده در این مطالعه شامل تنش خشکی (100% نیاز آبی(شاهد)، 20 و 40 % کم آبیاری) و تنش شوری (شاهد، دو، سه و چهار دسی زیمنس بر متر) بودند. واسنجی مدل براساس داده های تیمار شاهد انجام گرفت. بعد از اطمینان از نتایج مدل در مرحله واسنجی، صحت سنجی برای بقیه تیمارها انجام گرفت. نتایج نشان داد که دقت مدل در پیش بینی عملکرد نعناع فلفلی نسبتاً خوب بوده است. مقادیر ضریب تبیین مدل در مراحل واسنجی و صحت سنجی به ترتیب برابر 953/0 و 801/0 بدست آمد. بررسی تفکیکی نتایج نشان داد که مدل حداکثر محصول را در تیمارهای کم آبیاری با دقت بیشتری نسبت به تیمارهای شوری برآورد کرده است. حداکثر عملکرد محاسباتی مدل در تیمارهای 20 و 40 % کم آبیاری برابر 75/2 و 83/2 تن در هکتار بدست آمد. در حالی که برای تیمارهای دو، سه و چهار دسی زیمنس عملکرد برابر 1/2، 06/2 و 05/2 تن در هکتار بدست آمد.

خرما یکی از مهمترین محصولات باغبانی در ایران است. در این پژوهش پس از اندازه گیری میزان تبخیر-تعرق خرما توسط لایسیمتر در سال  های اول تا سوم رشد گیاه که به ترتیب معادل 3/274، 7/402 و 2/597 میلی متر بود، مقادیر نیاز آبی برآورد شده با روش  های پنمن-مانتیث فائو، بلانی-کریدل فائو، تشت تبخیر فائو، جنسن-هیز اصلاح شده و هارگریوز-سامانی مورد ارزیابی قرار گرفتند. بررسی آماری رگرسیون خطی معادلات تبخیر-تعرق نسبت به روش لایسیمتری نشان داد که تمام معادلات در سطح یک درصد معنی دار بودند. ضریب تعیین تعدیل شده (R2adj) بین 94/0 و 97/0 به ترتیب برای معادلات تشت تبخیر فائو و بلانی-کریدل فائو در نوسان بود، در حالی که کارایی مدل  سازی (EF) از 93/0 در معادله پنمن-مانتیث فائو تا 95/0 در معادله بلانی-کریدل فائو متغیر بود. کمترین و بیشترین مقدار بیشینه خطای نسبی (ME) به ترتیب به معادله هارگریوز-سامانی و تشت تبخیر فائو و حداقل و حداکثر تفاوت نسبی بین مقادیر برآورد شده و اندازه گیری شده (nRMSE) به ترتیب به معادله بلانی-کریدل فائو و پنمن-مانتیث فائو تعلق یافت. کمترین و بیشترین ضریب جرم باقی مانده (CRM) نیز در معادلات بلانی-کریدل فائو و جنسن-هیز اصلاح شده وجود داشت. مقایسه معادلات تبخیر-تعرق نشان داد که معادله بلانی-کریدل فائو، دارای بیشترین دقت برازش در شهرستان اهواز بود. البته روش های پنمن-مانتیث فائو و تشت تبخیر فائو نیز دقت خوبی داشتند.

با کاربرد مدل آکواکراپ، پوشش تاجی، زیست توده، عملکرد دانه و تاریخ کشت گندم تحت کم آبیاری در زرقان و داراب در استان فارس شبیه سازی شد. سال زراعی 95-94 برای واسنجی و دو سال زراعی 96-95 و 97-96 برای صحت سنجی مدل به کار برده شد. رطوبت، پوشش تاجی، زیست توده و عملکرد دانه، برای تعیین پارامترهای واسنجی در سال اول استفاده شد. نتایج نشان داد که مدل واسنجی شده، دقت بالایی در شبیه سازی پوشش تاجی، زیست توده و عملکرد دانه نشان داد. مقادیر ضریب باقیمانده، نرمال جذر میانگین مربعات خطا، شاخص توافق و ضریب تعیین در داراب برای پوشش تاجی به ترتیب 03/0، 22/0، 96 و 92 درصد، برای زیست توده به ترتیب 10/0-، 24/0، 92 و 92 درصد و برای عملکرد دانه به ترتیب 03/0-، 06/0، 80 و 82 درصد به دست آمد. این مقادیر در زرقان برای پوشش تاجی به ترتیب 06/0، 25/0، 91 و 89 درصد، برای زیست توده به ترتیب 08/0-، 24/0، 91 و 87 درصد و برای عملکرد دانه به ترتیب 02/0-، 11/0، 71 و 86 درصد به دست آمد. با اجرای مدل در سناریوهای مختلف اقلیمی، تاریخ کشت و کم آبیاری مشخص شد حداکثر تاخیر در تاریخ کشت در داراب 15 آذر و در زرقان 15 آبان است. کاهش 25 درصدی آب آبیاری، عملکرد دانه در سال های مرطوب، نرمال و خشک را به ترتیب تا 3، 17 و 28 درصد و کاهش 50 درصدی آب آبیاری، مقدار آن را به ترتیب تا 15، 27 و 45 درصد کاهش داد.

تلفات قابل توجه توزیع و تحویل آب آبیاری، ارتقا مدیریت بهره برداری شبکه های آبیاری و زهکشی را بیش ازپیش گوشزد می کند. ارائه راهکارهای مربوطه، نیازمند بررسی طرح ها، از جنبه های فنی و اقتصادی است. ازین رو تحقیق حاضر به بررسی کارایی راهکارهای غیرسازه ای و خودکارسازی، از دو دیدگاه فنی، با ارزیابی عملکرد تحویل و توزیع آب، و دیدگاه اقتصاد مهندسی، طبق شاخص های نسبت درآمد به هزینه و سود نهایی طی دوره های بلند و کوتاه مدت می پردازد. شبیه سازی بهره برداری تحت سناریوهای نوسانی و نرمال بهره برداری انجام شد. کانال اصلی شبکه ی آبیای رودشت که از نوسانات جریان سراب کانال، به دلیل وقوع دوره های کم آبی، رنج می برد به عنوان مورد مطالعاتی تحقیق انتخاب شد. طبق نتایج راهکار های غیرسازه ای سبب بهبود کفایت تحویل آب به آبگیرها، تا حداکثر 22 درصد نسبت به بهره برداری موجود، شدند. روش خودکارسازی با غلبه بر نوسانات شدید جریان ورودی، تمام نیاز آبگیرها را برطرف کرده و با بهبود حداکثری شاخص کفایت تا 85 درصدی همراه بود. ارزیابی اقتصادی در دوره طرح کوتاه مدت پنج و بلندمدت ده ساله حاکی از درآمدزایی بیشتر راهکار خودکارسازی نسبت به سایر روش ها بود. ولی حداکثر سود در سناریوی نرمال و در دوره های کوتاه پنج و بلندمدت ده ساله به ترتیب 568 و 1446 میلیارد تومان برای راهکار غیرسازه ای افزایش دبی و کاهش زمان آبیاری بدست آمد. بنابراین، در شرایط موجود بهره برداری طی بلندمدت گزینه های غیرسازه ای کارکرد بهتری داشته اند.

یکی از مهمترین مشکلات کیفی در بهره برداری منابع آب زیرزمینی، هجوم جبهه های آب شور از بخش خروجی آبخوان ها است که بتدریج با حرکت افقی و عمودی سبب شور شدن بخش خروجی آبخوان می شود. در این مطالعه، جهت بررسی تهاجم جبهه های آب شور از بخش خروجی آبخوان کویری از شبیه سازی کمی و کیفی آبخوان با استفاده از مدلهای MODFLOW، MT3D و SEAWAT استفاده شد. تحلیل نتایج کمی آبخوان نشان داد که روند افت آب زیرزمینی ادامه داشته و در بخش های خروجی آبخوان جهت جریان آب زیرزمینی با توجه به کاهش گرادیان هیدرولیکی و افت شدید، معکوس شده است. این تغییر جهت جریان سبب ورود آب با املاح بالا به آبخوان شده که براین اساس شبیه سازی سه بعدی کیفی آبخوان جهت تهاجم جبهه های آب شور از سطح آبخوان با استفاده از مدل MT3D انجام شد. نتایج این مدل نشان داد که در بخش خروجی آبخوان غلظت کلراید، افزایش چشم گیری داشته و تا 7000 میلیگرم در لیتر نیز می رسد. همچنین نتایج تهاجم جبهه های آب شور در عمق (بعد سوم) آبخوان با استفاده از مدل SEAWAT نشان داد که میزان تهاجم حداقل 100 متر در کف آبخوان بیشتر از سطح آبخوان است. پس از شبیه سازی کمی و کیفی آبخوان، پیش بینی میزان تهاجم جبهه های آب شور در شرایط نرمال انجام شد که نتایج نشان داد که که طول پیشروی جبهه های آب شور 400 متر افزایش داشته و با ادامه روند فعلی بهره برداری این روند افزایش و سبب معکوس شدن جریان در سایر جبهه های خروجی نیز خواهد شد.

یکی از مهمترین عوامل محدود کننده تولید گیاهان دارویی در مناطق خشک و نیمه خشک جهان، کمبود آب و تنش خشکی است. از این رو، در این پژوهش گیاه دارویی اسفرزه (plantago ovate Frosk. ) به عنوان یکی از گیاهان دارویی با ارزش در منطقه بیرجند انتخاب گردید. هدف از این تحقیق افزایش بهره وری مصرف آب در تولید اسفرزه می باشد که به صورت یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در چهار تکرار انجام شد. تیمار های پژوهش شامل انواع بسترهای کشت شامل پلیمر سوپر جاذب A200 در یک سطح (125 کیلوگرم در هکتار) و زئولیت در یک سطح (08/2 گرم در یک کیلوگرم خاک) و کرت شاهد بدون افزودن مواد اصلاحی خاک و 3 سطح آبیاری شامل 50، 75 و 100% نیاز آبی بودند. صفات اندازه گیری شده شامل صفات ریختی ( درصد جوانه زنی، سطح برگ، وزن ماده خشک، تعداد سنبله در بوته) صفات زیستی (وزن دانه در کرت، وزن هزاردانه و موسیلاژ) و کارایی مصرف آب دانه بودند. نتایج نشان داد که تیمارها اثر معنی داری بر صفات ریختی و زیستی و کارایی مصرف آب دانه داشتند، به طوری که بهترین نتایج برای صفات ریختی در حالت بستر حاوی پلیمر سوپر جاذب تعداد برگ 75/12به دست آمد. بهترین نتایج برای صفات زیستی، در تیمار زئولیت با آبیاری کامل با وزن هزار دانه 89/12 گرم و کارآیی مصرف آب دانه با 76/11 کیلوگرم بر متر مکعب در بستر همراه زئولیت مشاهده و ثبت گردید.

ضریب پراکندگی طولی یک عنصر کلیدی در مدل سازی انتقال آلاینده در رودخانه ها می باشد. مهم ترین عامل موثر بر ضریب پراکندگی طولی، هیدرودینامیک جریان است. با توجه به متغیر بودن پارامترهای هیدرولیکی و هندسی رودخانه ها، ضریب پراکندگی طولی تابعی از زمان و مکان بوده لذا محاسبه دقیق آن در چنین شرایطی سخت و تقریبا غیرممکن می باشد. محققین زیادی طی سال های متوالی، روابط متعددی را جهت تخمین ضریب پراکندگی طولی ارائه داده اند که همه این روابط بر مبنای متوسط پارامترهای هیدرولیکی و هندسی بنا شده و هیچ کدام از آن ها از دقت قابل قبولی برخوردار نمی باشند. بنابراین با توجه به عدم قطعیتی که در برآورد ضریب پراکندگی طولی وجود دارد، این سوال مطرح است که آیا می توان در برخی موارد از برآورد دقیق ضریب پراکندگی طولی صرف نظر کرد؟ هدف از تحقیق پیش رو بررسی اهمیت ضریب پراکندگی طولی در مکان ها و زمان های مختلف در رودخانه ها تحت شرایط جریان غیریکنواخت و غیرماندگار می باشد. جهت صحت سنجی روش ارائه شده، این روش برای یک رودخانه فرضی با دو الگوی زمانی آلاینده ورودی مختلف و همچنین برای یک رودخانه واقعی (رودخانه کارون) با تابع شدت آلاینده ورودی فرضی و واقعی انجام شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که برآورد دقیق ضریب پراکندگی طولی تنها در برخی از بازه های زمانی و مکانی رودخانه الزامی بوده و در بیش تر مواقع لزومی به محاسبه دقیق آن در تمام طول رودخانه نمی باشد و در این شرایط اگر ضریب پراکندگی طولی با خطای بالایی هم تخمین زده شود اثر چندانی نداشته و خطای کمی در محاسبات توزیع غلظت ایجاد می کند.