آب و خاک
سال:1403 | دوره:38 | شماره:5 |تعداد مقالات:7

اندازه گیری بارش همراه با توزیع و تغییرات زمانی-مکانی آن برای بهبود درک ما از چرخه آب، نظارت بر منابع آب و مدل سازی های هیدرولوژیکی مهم است. کمبود داده های قابل اعتماد به خصوص در مناطق کوهستانی یکـی از مهم ترین چالش ها در اندازه گیری بـارش است. امروزه محصولات ماهواره ی به عنوان ابزاری برای اندازه گیری بارش در این مناطق مورداستفاده قرار می گیرند اما اختلاف بین محصولات موجود دقت آن ها را برای مناطق کوهستانی به چالش می کشد، بنابراین ارزیابی کامل محصولات ماهواره ی قبل از کاربرد آن ها ضرورت دارد. هدف از این تحقیق، ارزیابی داده های بارش دو محصول ماهواره ای (GPM, PERSIAN) و داده های بازکاوی (ECMWF) در برآورد بارش در مناطق کوهستانی فاقد ایستگاه در استان لرستان است. برای ارزیابی دقت محصولات از آماره های ضریب تعیین (R2)، جذر میانگین مربع خطا (RMSE)، میانگین قدر مطلق خطا (MAD)، ضریب همبستگی (CORR)، انحراف خطا (MBE) و ضریب نش-ساتکلیف (NSE) استفاده شد. همچنین برای اعتبارسنجی داده ها از شاخص های احتمال آشکارسازی (POD)، نسبت هشدار اشتباه (FAR)، شاخص موفقیت بحرانی (CSI) استفاده شد. نتایج نشان داد که هیچ یک از سه محصول نماینده مناسبی برای برآورد بارش در مقیاس روزانه در مناطق کوهستانی نیستند. در مقیاس ماهانه این محصولات نتایج مطلوبی برای برآورد بارش ارائه می دهند. از بین سه محصول، با داده های مختلف، محصول ماهوارهGPM  با توجه به میزان خطاها و همچنین الگوی مکانی بارش تخمین زده شده، از دقت بهتری در مقیاس ماهانه برخوردار است. در مقیاس سالانه نیز با توجه به مقدار خطاهای آماری و همچنین الگوهای مکانی میانگین بارش سالانه، ماهواره ی GPM عملکرد بهتری در برآورد مقدار بارش را نشان داد. همچنین با توجه به نتایج شاخص MBE در مقیاس روزانه و ماهانه محصولات ECMWF بیش برآورد و محصولات PERSIAN و GPM کم برآورد در تخمین بارش هستند. در مقیاس سالانه محصولات GPM و ECMWF بیش برآورد و محصولات PERSIAN کم برآورد هستند.

تولید عملکرد مطلوب در کشت دیم به طور مستقیم به میزان بارندگی و ذخیره رطوبت در خاک بستگی دارد. سیستم خاک ورزی به طور مستقیم بر محتوی ذخیره رطوبتی و خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک تأثیر می گذارد و انتخاب سیستم مناسب خاک ورزی درنهایت عملکرد محصول را تحت تأثیر قرار می دهد. به همین منظور و با توجه به ارزش کشت گیاهان دانه روغنی، آزمایشی برای بررسی تأثیر خاک ورزی و کوددهی بر عملکرد و اجزای عملکرد گلرنگ در شرایط دیم انجام شد. آزمایش به صورت کرت های خرد شده در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار و به صورت دیم انجام گردید. تیمارها شامل سامانه های خاک ورزی (خاک ورزی مرسوم، خاک ورزی کاهش­یافته و بی خاک ورزی) به عنوان عامل اصلی و کود NPK (مخلوطی از کودهای اوره، سوپر فسفات تریپل و سولفات پتاسیم)، در چهار سطح صفر، 33، 66 و 100 درصد به عنوان عامل فرعی بودند. در تمام مراحل کاشت، داشت و برداشت تمام مدیریت­های زراعی بر اساس مدیریت مرسوم منطقه مورد بررسی و به شیوه کشاورز صورت گرفت. در مرحله رسیدگی فیزیولوژیک نمونه برداری نهایی یا برداشت به صورت دستی انجام شد. نتایج پژوهش نشان داد صفات مورد بررسی شامل شاخص سطح برگ، میزان ماده خشک، وزن هزار دانه، عملکرد دانه و عملکرد زیستی تحت تأثیر سیستم خاک ورزی، کود و اثر متقابل آن ها قرار گرفتند. بالاترین عملکرد دانه گلرنگ به میزان 6/195 گرم در متر مربع از نسبت کودی 33 درصد و خاک ورزی مرسوم و کمترین عملکرد دانه به میزان 2/116 گرم در متر مربع نیز از بی خاک ورزی و عدم مصرف کود حاصل شد. نتایج نشان داد که سیستم خاک ورزی مرسوم نسبت به کم­خاک ورزی و بی خاک ورزی نتیجه بهتری داشت. در بیشتر صفات مورد بررسی کاربرد نسبت 33 و 66 درصد نیاز کودی سبب بهترین نتیجه شده و نسبت کودی 100 درصد تأثیرات منفی بر جای گذاشته است که این امر نشان دهنده نیاز کودی کمتر این رقم در شرایط مورد مطالعه نسبت به ارقام در مناطق دیگر می­باشد. با توجه به این که پژوهش در سال های پرباران انجام شد، خاک ورزی مرسوم بهتر از کم خاک ورزی بوده است. پیشنهاد می شود میزان تولید این گیاه در شرایط آبیاری های مختلف و محدودیت رطوبتی ارزیابی شود تا سیستم های خاک ورزی و روش های مدیریتی با دقت بیشتری بررسی و انتخاب شوند.

بافت خاک یکی از تأثیرگذارترین ویژگی خاک ها بر تجزیه و نگهداشت ماده آلی در خاک است. رس­ها با افزایش نگهداشت ماده آلی خاک موجب کاهش سرعت تجزیه آن می شوند. هدف از این مطالعه بررسی تأثیر نوع مختلف رس و کاتیون های تبادلی بر معدنی شدن نیتروژن آلی بود. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با 3 تکرار انجام شد. فاکتورها شامل: نوع رس (ورمی کولیت و زئولیت)، سطوح مختلف رس (صفر، 15، 30 و 45 درصد وزنی) و نوع کاتیون تبادلی (Na+، Ca2+ و Al3+) بودند. نمونه­های خاک با توجه به مقدار و نوع رس و نوع کاتیون تبادلی، به صورت جداگانه تهیه و به نمونه ها بقایای یونجه اضافه گردید. پس از افزودن مایه تلقیح و هوا خشک کردن نمونه­ها، مجدداً رطوبت نمونه ها با استفاده از آب مقطر به 60 درصد ظرفیت مزرعه رسید و به مدت 60 روز و در دمای 23 درجه سلسیوس در تاریکی نگهداری شدند. نتایج نشان دهنده تأثیر نوع و مقدار رس و نوع کاتیون تبادلی بر معدنی­شدن نیتروژن آلی بود. نتایج نشان داد که با افزایش مقدار هر دو نوع رس، درصد نیتروژن معدنی و فعالیت آنزیم های فسفاتاز اسیدی و قلیایی و سلولاز کاهش یافته ولی نیتروژن زیست توده میکروبی افزایش یافت. بیشترین درصد نیتروژن معدنی در رس های اشباع شده با کاتیون کلسیم، پس از 60 روز و کمترین مقدار درصد نیتروژن معدنی، در رس های اشباع شده با کاتیون آلومینیوم پس از 15 روز خوبانیدن به دست آمدند. بیشترین درصد نیتروژن معدنی شده، نیتروژن زیست توده میکروبی و فعالیت آنزیم ها در نمونه­های دارای ورمی کولیت اندازه­گیری گردید.

مدیریت صحیح و منطقی و طراحی برنامه­های کاربری اراضی در تأمین تقاضای غذا در سراسر جهان مفید بوده است. ارزیابی و تعیین تناسب زمین در حصول اطمینان از استفاده بهینه از منابع اراضی و درعین حال حفظ پتانسیل آن برای نسل­های آینده مفید است. هدف اصلی این مطالعه ارزیابی رقومی تناسب اراضی برای کشت آبی محصولات زراعی گندم، جو و یونجه در منطقه آبیک دشت قزوین است. بدین منظور از اطلاعات 288 تعداد پروفیل خاک برای محاسبه شاخص اراضی استفاده گردید. همچنین متغیرهای توپوگرافی شامل مشتقات اولیه و ثانویه مدل رقومی ارتفاع و متغیرهای مستخرج از تصاویر سنجش ازدور (ماهواره لندست 8) شامل شاخص­های طیفی به عنوان متغیرهای محیطی جهت مدل­سازی نقشه تحت کلاس تناسب اراضی برای سه محصول یونجه، گندم و جو و همچنین تهیه نقشه رده بندی خاک در سطح فامیل استفاده شدند. هشت عامل توپوگرافی، خاک و اقلیمی شامل درصد شیب، اقلیم، بافت، گچ، کربنات کلسیم معادل، هدایت الکتریکی (EC) و نسبت جذب سدیم (SAR) به عنوان عوامل مؤثر در ارزیابی تناسب زمین برای گندم، جو و یونجه شناسایی شدند. در ادامه از روش پارامتریک (ریشه دوم) برای محاسبه درجات تناسب سرزمین برای محصولات مورد نظر استفاده شد. مدل یادگیری ماشین جنگل تصادفی نیز جهت مدل سازی مکانی، تهیه نقشه پهنه­بندی و تعیین درجه اهمیت متغیرهای محیطی مورداستفاده قرار گرفت. نتایج پیش­بینی مکانی نشان داد که مدل جنگل تصادفی تناسب اراضی را برای گندم، جو و یونجه به ترتیب با ضرایب کاپا 81، 84، 85 درصد و دقت کلی 86، 88 و 89 درصد طبقه بندی کرد. به ترتیب نتایج ارزیابی تناسب اراضی نشان داد که بیشترین کلاس تناسب اراضی مربوط به جو با 40 درصد، یونجه با 5/35 درصد و گندم با 32 درصد از کل مساحت منطقه در کلاس S1 بود. در بین متغیرهای محیطی پیش­بینی کننده برای محصول جو متغیرهایDiffuse ،SHt  و MrVBF، برای محصول گندم متغیرهای Diffuse، MrVBF و TWI و برای محصول یونجه سه متغیر MrVBF، Diffuse و Valley_depth مهم ترین مشاهده گردیدند. بطور کلی، مهم ترین عوامل محدود کننده برای زراعت آبی محصولات مورد نظر مربوط به ویژگی­های خاک بود، به­نحوی­که در نواحی شمالی بافت و در نواحی جنوبی ویژگی­های درصد آهک، گچ، شوری و قلیاییت خاک­ها به عنوان مهم ترین عوامل محدودکننده شناسایی شدند.

امروزه هیدروکسیدهای دوگانه لایه­ای به­عنوان گروهی از ترکیبات با قابلیت رهاسازی تدریجی عناصر غذایی به­طور ویژه مورد توجه قرار گرفته­اند. در پژوهش حاضر Mg-Zn-Mn-Al-LDH با آنیون بین لایه­ای نیترات و نسبت­های متفاوت کاتیون دو به سه ظرفیتی در دو نوع LDH (3:1) و LDH (4:1) به روش هم­رسوبی تهیه و ویژگی­های آن مورد مطالعه قرار گرفت. به­منظور بررسی اثرات نسبت کاتیون دو به سه ظرفیتی موجود در ساختار LDH، اسید مالیک و pH، در رهاسازی عناصر روی، منگنز و منیزیم در زمان­های مختلف مطالعات پیمانه­ای انجام گرفت. مدل­های مختلف سینتیکی جهت بررسی سینتیک رهاسازی عناصر استفاده شد. اثر اسید مالیک بر رهاسازی عناصر از هر دو نوع LDH قابل توجه بوده به­طوری که سرعت اولیه رهاسازی روی، منگنز و منیزیم از LDH (3:1) به­ترتیب افزایش 75/3، 4/82 و 6/0 برابری نسبت به شرایط بدون حضور اسید مالیک داشت و سرعت اولیه رهاسازی عناصر روی، منگنز و منیزیم از LDH (4:1) به­ترتیب 75/84، 39/3 و 64/1 برابر نسبت به شاهد افزایش یافت. همچنین رهاسازی عناصر در زمان­های اولیه با سرعت بیشتر و بعد از زمان 60 دقیقه با سرعت کمتر انجام گرفت. از بین مدل­های مختلف سینتیکی بررسی شده، مدل­های شبه مرتبه دوم و الوویچ به دلیل دارا بودن ضریب تبیین بالاتر و خطای استاندارد کمتر جهت برازش بر داده­های سینتیکی انتخاب گردیدند. بررسی اثر تغییرات pH محیط (محدوه بین 5 تا 10) بر رهاسازی عناصر نشان داد که کاهش pH بر روند رهاسازی عناصر از این ترکیبات اثر افزایشی داشته و در تمام شرایط مورد مطالعه رهاسازی عناصر از LDH (4:1) نسبت به LDH (3:1) بیشتر بود. به طور کلی با توجه به پتانسیل مناسب رهاسازی عناصر روی و منگنز از این ترکیبات، ممکن است LDHs به­عنوان کود کندرهای روی و منگنز برای گیاهان مفید باشند که بررسی آن نیازمند مطالعه در حضور گیاه می­باشد.

زیست­بوم جنگل­ های بلوط زاگرس، از گسترده­ترین اکوسیستم­های جنگلی در حال تخریب در ایران است که از نظر حفاظت آب و خاک و مسائل اقتصادی و اجتماعی اهمیت بالایی دارد. تنش­های رطوبتی در سال های اخیر موجب رو به زوال رفتن این جنگل ها در گستره وسیعی شده­است. مقدار و شکل عنصر پتاسیم در خاک با توجه به نقشی که این عنصر در مقاومت گیاه به تنش رطوبتی دارد، اهمیت زیادی دارد. این پژوهش به منظور بررسی وضعیت کلی پتاسیم در خاک و درختان بلوط در 10 منطقه جنگلی در استان کهگیلویه و بویراحمد و معرفی عصاره گیرهای مناسب برای استخراج پتاسیم صورت گرفت. عصاره گیرهای مورد استفاده شامل کلرید سدیم 1 و 2 مولار، کلرید کلسیم 01/0 مولار، مورگان، بیکربنات آمونیم-DTPA، استات آمونیم 1 و 25/0 مولار، استات سدیم 1 مولار، استات منیزیم 1 مولار، اسید نیتریک 1/0 مولار، اسید کلریدریک 2 مولار و اسید سولفوریک 025/0 مولار بوده­اند. میانگین پتاسیم محلول، تبادلی، غیرتبادلی، ساختمانی و کل به ترتیب 4/15، 247، 515، 4026 و 4493 میلی گرم در کیلوگرم خاک بوده است. پتاسیم استخراج شده توسط عصاره گیرهای DTPA، استات آمونیوم 25/0 مولار و کلرید سدیم 1 مولار، بیشترین همبستگی را با پتاسیم برگ بلوط نشان دادند. مقدار پتاسیم موجود در برگ بلوط (در دامنه 65/0 تا 18/1 درصد) همبستگی معناداری با پتاسیم تبادلی خاک نشان داد. نتایج نشان داد که میزان پتاسیم در نیمی از نمونه­های گیاه کمتر از حد بحرانی بوده­است. عصاره گیرهای کلرید­سدیم 1 مولار و استات­آمونیوم 25/0 مولار، به دلیل همبستگی بیشتر، سادگی روش و اقتصادی­بودن جهت استخراج پتاسیم پیشنهاد می­گردند.

پارامترهای هیدرودینامیکی آبخوان اهمیت ویژه ای در تمام بررسی های هیدروژئولوژیکی دارد و یکی از معضلات مهم در محاسبات هیدروژئولوژیکی و مدیریت آبخوان ها عدم دسترسی به داده های قابل اطمینان می باشد. روش های مختلفی برای تخمین و تعیین پارامترهای هیدرودینامیکی آبخوان ها وجود دارد که دقیق ترین آن ها استفاده از داده های آزمون پمپاژ است، علاوه بر آن، داده های ژئوالکتریکی نیز حائز اهمیت می باشد. در این تحقیق از اطلاعات آزمون پمپاژ دو چاه اکتشافی و 86 سونداژ قائم ژئوالکتریکی به روش مقاومت ویژه جهت ارزیابی پارامترهای هیدرودینامیکی آبخوان آبرفتی شمال شرق شهر گچساران استفاده شده است. پارامترهای هیدرودینامیکی آبخوان همچون هدایت هیدرولیکی، ضریب قابلیت انتقال و آبدهی ویژه با استفاده از داده های آزمون پمپاژ دو چاه اکتشافی به روش کوپر-ژاکوب و نیومن تعیین شد، سپس همین پارامترهای هیدرودینامیکی با استفاده از داده های ژئوالکتریکی (سونداژ الکتریکی قائم) نیز محاسبه و با داده های آزمایش پمپاژ مقایسه شدند. پس از بررسی پارامترهای به دست آمده از آزمون پمپاژ چاه های شماره یک و دو به روش نیومن در آبخوان آزاد معلوم گردید که ضریب قابلیت انتقال برای چاه شماره دو (5/665 متر مربع بر روز) که در قسمت شرقی آبخوان قرار دارد مقدار بیشتری است و با روش ژئوالکتریک (5/632 متر مربع بر روز) همخوانی دارد، همچنین مقدار آبدهی ویژه در روش آزمون پمپاژ چاه شماره یک (05/0) مقدار بیشتری است که باز هم روش ژئوالکتریک (05/0) آن را تأیید می کند. تمامی نتایج نشان دهنده تخمین مطلوب پارامترهای هیدرودینامیکی توسط روش ژئوالکتریکی است و روش آزمون پمپاژ نیز بر آن صحه می گذارد؛ لذا از روش ژئوالکتریکی می توان در تصمیم گیری و برنامه ریزی های حفاری­های آینده در منطقه استفاده نمود.