تحقیقات آب و خاک ایران
سال:1399 | دوره:51 | شماره:8 |تعداد مقالات:20

پیش بینی بارش یکی از ابزارهای مهم در برنامه ریزی و مدیریت منابع آب به حساب می آید. اخیراً از روش های جدیدی به نام مدل های دینامیکی جو برای پیش بینی بسیاری از متغیرهای هیدرو-اقلیمی از جمله بارش استفاده می شود. قبل از استفاده از پیش بینی های این مدل ها در برنامه ریزی و تصمیم گیری، لازم است ارزیابی دقت و تصحیح اریبی آن ها انجام شود. از این رو هدف مقاله حاضر، تصحیح اریبی و ترکیب نتایج پیش بینی بارش مربوط به مجموعه ای از مدل های پیش بینی دینامیکی جهانی می باشد. برای این کار، ابتدا نتایج پیش بینی بارش هریک از مدل ها به صورت جداگانه با داده های بارش ایستگاهی منطقه برای دوره تاریخی 1982 تا 2017 مقایسه شدند و خطای سامانمند هریک از آن ها به روش نگاشت چندک تصحیح شد. این کار برای افق های پیش بینی مختلف و برای پیش بینی های صادره از ماه های مختلف انجام شده است. در گام بعدی متناسب با دقت هر یک از مدل های پیش بینی، سامانه پیش بینی ترکیبی یا چند مدلی با استفاده از روش میانگین گیری بیزین توسعه داده شد. نتایج نشان داد پس از تصحیح اریبی به روش نگاشت چندک، حداقل یک مدل پیش بینی از 78 مدل پیش بینی دارای همبستگی نسبتاً بالا در حدود 7/0 می باشد. این نتیجه برای افق پیش بینی 1 ماه آینده بیشتر دیده شد. بعد از ترکیب 78 عضو پیش بینی با استفاده از روش میانگین گیری بیزین، این میزان همبستگی به بیشتر از 8/0 افزایش یافت. بنابراین با تصحیح اریبی و ترکیب مدل های پیش بینی با یکدیگر، دقت بارش پیش بینی شده به مقدار قابل توجهی افزایش می یابد.

شرایط آب و هوایی و ویژگی های خاک همچون شوری از عوامل بسیار مهم و تأثیرگذار در پوشش گیاهی هر منطقه هستند. شور شدن آبهای زیرزمینی و انباشتگی نمک در لایه های سطحی خاک در اثر تبخیر و خیز مویینگی، موجب ایجاد شوره زار در بخشی از دشت قزوین شده که آثار سوئی را در رشد گونه های گیاهی در محدوده ای به گستره 60 هزار هکتار داشته است. به منظور کنترل اثرات مخرب توسعه شوره-زار در منطقه، زهکش حائل در هسته مرکزی شوره زار احداث شده است. پژوهش حاضر با هدف تحلیل اثر بخشی احداث زهکش حائل بر روند تغییرات شوری خاک و پوشش گیاهی در طی 5 سال، با احداث 10 قرق انجام گرفت. جهت بررسی اثرات احداث زهکش، تحلیل آماری به صورت فاکتوریل و در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی انجام شد. نتایج اندازه گیری ها نشان دهنده آن است که هدایت الکتریکی خاک عمقی به طور میانگین 18 درصد بیشتر از هدایت الکتریکی خاک سطحی است. نتایج مقایسه میانگین هدایت الکتریکی خاک بر پایه روش دانکن نشان داد میانگین هدایت الکتریکی خاک در سال 1392 دارای بیشترین مقدار و در سال چهارم پس از شروع تحقیق دارای کمترین مقدار بوده است. با توجه به آنکه عمده منبع آبشویی خاک در محدوده قرق های احداث شده، رواناب مسیل ها می باشد لذا مهمترین علت تغییرات هدایت الکتریکی خاک با گذشت سال های مختلف را می توان به میزان بارندگی بهاره مرتبط دانست. نتایج تحلیل آماری نشان داد هدایت الکتریکی خاک به صورت تدریجی با گذشت سال های مختلف در قرق های احداث شده، کاهش داشته است. نتایج آزمون تجزیه واریانس درصد پوشش گیاهی در قرق های احداث شده نیز نشان داد احداث زهکش حائل تأثیر بسیار معنی داری بر تغییرات پوشش گیاهی، با گذشت سال های مورد مطالعه داشته و محدوده اثر گذاری زهکش حائل بر تغییرات پوشش گیاهی تا فاصله 300 متری از زهکش بوده است.

در این تحقیق مقادیر ساعتی بارش و دمای هوا در حوضه کارون 4 در جنوب غربی ایران با مدل عددی WRF، شبیه سازی شد تا دقت مدل در پیش بینی سیل در این حوضه ارزیابی گرددد. واقعه سیل در مارس 2016 انتخاب شد. برای شرایط مرزی و اولیه مدل از داده های جهانی با تفکیک 75/0 درجه استفاده شده است. مدل WRFبا استفاده از هشت پیکربندی متفاوت، شامل یک طرح واره همرفتی، دو طرح-واره لایه مرزی سیاره ای، دو طرح واره خُردفیزیک، یک طرح واره لایه سطحی و دو طرح واره تابش موج کوتاه اجرا شد تا پیکربندی مناسب برای شبیه سازی دما و بارش به دست آید. نتایج نشان داد که در شبیه سازی بارش ساعتی ترکیب طرح واره MYJ لایه مرزی با دیگر طرح واره های خردفیزیک و تابش کوتاه نسبت به طرح واره YSU نتیجه بهتری به دست می دهد. بهترین مقدار IOA (ضریب تطابق) بین بارش مشاهداتی و برآورد شده مدل به ترتیب 77/0، 76/0، 74/0 و 52/0 در شهرکرد، سامان، کوهرنگ و لردگان با ترکیب لایه مرزی MYJ، خردفیزیک Lin و تابش کوتاه Dudhia به دست آمد. در حالی که در شبیه سازی دمای هوای ساعتی، ترکیب طرح واره لایه مرزی YSU با دیگر طرح واره ها عملکرد بهتری داشته است. به طوری که با این ترکیب بیشترین ضریب تطابق (47/0) بین دمای ساعتی برآورد مدل و مشاهداتی به دست آمده است. بارش برآورد شده توسط پیکربندی لایه مرزی MYJ، خردفیزیک Lin، تابش کوتاه GODDARD و MYJLG در پیش بینی دبی اوج بهتر از دیگر طرح واره ها عمل نموده است به طوری که کمترین ضریب ناش (293/0-) و کمترین RMSE (37) با این ترکیب به دست آمد. بنابراین به نظر می رسد ترکیب طرح واره لایه مرزی MYJ، طرح واره خردفیزیک ابر Lin و طرح واره تابشی GODDARD در برآورد بارش و دما و در نتیجه پیش بینی سیل مارس 2016 در حوضه کارون 4 بهترین عملکرد را داشته اند.

تغییرات بارش فصلی و سالانه تابع عوامل طبیعی و اقلیمی متعددی است که یکی از مهم ترین آن ها نمایه های دورپیوندی هستند. هدف مطالعه کنونی، ارزیابی و بررسی همبستگی نمایه های دورپیوندی با بارش های پاییزه حوضه های آبریز 30 گانه ایران است. به این منظور، داده های بارش فصل پاییز 717 ایستگاه سینوپتیک، اقلیم شناسی و باران سنجی در یک دوره اقلیمی 28 ساله (1988-2015) بدون خلأ آماری و همگن انتخاب و همبستگی آن ها با هشت نمایه دورپیوندی SOI، MEI، NAO، AO، NCP، C-SST، M-SST و P-SST با هشت تاخیر زمانی به دست آمد، سپس معناداری آن ها بررسی و در نهایت تحلیل شدند. نتایج نشانگر همبستگی مثبت معنادار نمایه های MEI (1/29 تا 3/43 درصد ایستگاه های حوضه های غربی، جنوبی، شرقی و شمال شرقی) و نمایه NAO (4/29 درصد ایستگاه های حوضه-های شمال غربی) بودند در حالی که دو نمایه SOI (در 3/23 تا 7/53 ایستگاه های حوضه های غربی، جنوبی، شرقی و شمال شرقی) و C-SST (3/23 ایستگاه های حوضه های جنوب شرقی) دارای همبستگی منفی و معنادار بودند. از نظر گام زمانی مشخص شد شاخص های Oct-MEI (3/43 درصد ایستگاه ها همبستگی مثبت) و Aug-SOI (7/53 درصد ایستگاه ها همبستگی منفی) با بیشترین ایستگاه های مورد مطالعه همبستگی معنادار داشتند. بررسی حوضه ای مشخص کرد فراوانی همبستگی های معنادار در حوضه های آبریز مختلف بین 9/10 الی 36 درصد متغیر است. نتایج این پژوهش نشان می دهد که حدود 10 حوضه از حوضه های مورد مطالعه با بیش از 30 درصد نمایه های دورپیوندی همبستگی معنادار دارند که در هر حوضه آبریز متغیر است. بنابراین، نمایه های دورپیوندی را با گام های زمانی مختلف می توان به عنوان متغیرهای پیش بینی کننده بارش پاییزه در حوضه های آبریز ایران مورد استفاده قرار داد.

هدف از این پژوهش تعیین حدود بحرانی و دامنه بهینه چگالی ظاهری نسبی (RBD) به دست آمده از آزمون پروکتور (RBDProctor) و تنش محوری 200 کیلو پاسکال (RBD200kPa) یک خاک لومی-رسی-سیلتی بر اساس وزن نسبی دانه، وزن نسبی خشک شاخساره، ارتفاع نسبی و حجم نسبی ریشه گیاه آفتابگردان (Helianthus annuus L. ) بود. مقادیر نسبی از تقسیم میانگین مقادیر مطلق صفات مذکور در هر گلدان بر بیشینه ی مشاهده شده همان صفت به دست آمد. دامنه ای از چگالی ظاهری خاک (35/1 تا Mg m-3 59/1) در 10 گلدان (cm 50 × cm 40 و عمق cm 50) توسط غلطک هایی با جرم های متفاوت ایجاد شدند. آفتابگردان کشت شده در گلدان ها در فضای باز قرار گرفت و در طول آزمایش وزن گلدان ها و میزان آب زهکشی شده به صورت روزانه اندازه گیری شد. مقدار رطوبت خاک در گلدان ها توسط آبیاری در محدوده FC تا FC6/0 نگه داشته شد. دامنه بهینه RBDProctor و RBD200kPa دامنه ای پنداشته شد که در آن صفت های نسبی گیاه بزرگتر یا مساوی 95/0 بیشینه ی پیش بینی شده با معادله ی برازش یافته بر داده های نسبی در برابر RBD باشد. عملکرد دانه آفتابگردان در RBDProctor برابر 854/0 به حداکثر مقدار رسید و دامنه بهینه RBDProctor برای وزن نسبی دانه بین 823/0 تا 884/0 به دست آمد. مقادیر متناظر برای RBD200kPa به ترتیب برابر 975/0، 940/0 تا 009/1 بودند. این یافته ها نشان داد که در RBD کمتر از حد پایین یا بیشتر از حد بالای شروع محدودیت، شرایط نامناسب فیزیکی خاک سبب کاهش عملکرد دانه آفتابگردان می شود.

در آزمایشگاه های خاکشناسی ایران برای تعیین منحنی توزیع اندازه ذرات اولیه، روش ها و راهکارها و پیش تیمارهای مختلفی برای حذف مواد سیمانی خاک استفاده می شود که در بسیاری از شرایط امکان مقایسه نتایج و همچنین ارزیابی دقت آنها را دشوار می سازد. پژوهش حاضر برای رسیدن به یک راهکار مشخص که در عین سادگی و ارزان بودن، دقت قابل قبولی نیز داشته باشد، انجام گردید. ابتدا 112 نمونه خاک از 16 استان مختلف از خاک های سطحی و عمقی برداشت و سپس با انتخاب 91 نمونه با استفاده از روش هیدرومتر با و بدون حذف کلیه مواد سیمانی شامل مواد آلی، آهک، اکسیدهای آهن و آلومینیوم و حذف توأم ماده آلی و اکسید آهن مورد تجزیه مکانیکی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که حذف مواد سیمانی سبب افزایش بخش رس و کاهش بخش سیلت و شن می گردد. حذف ماده آلی و اکسید آهن به ترتیب برای خاک هایی که بیش از 4 درصد ماده آلی (5/2 درصد کربن آلی) و یا 2 درصد اکسید آهن دارند و یا واجد یک یا چند ویژگی خاص و متمایز از خاکهای رایج کشاورزی هستند، ضرورت دارد. همچنین زمانی که مجموع ماده آلی و اکسید آهن از 5 درصد بیشتر می شود، بطور میانگین حذف اکسید آهن و مواد آلی سبب افزایش 7 درصدی در میزان خالص رس می شود. بیشتر خاکهای ایران میزان آهک بالایی دارند. ولی در اغلب آن ها آهک به فرم ذرات اولیه در خاک ظاهر می شود. بنابراین حذف آهک در خاکهای سبک و متوسط که میزان آهک آنها بیش از 10 درصد باشد توصیه نمی شود. نتایج این پژوهش نشان داد که عدم حذف مواد سیمانی برای خاکهایی که حذف این مواد در آنها ضروری است می تواند منجر به تعیین نادرست کلاس بافت خاک شود.

تجمع فلزات سنگین در خاک های کشاورزی، علاوه بر آلودگی محیط زیست موجب افزایش غلظت و جذب فلزات سنگین در گیاهان می شود. به منظور بررسی جذب و انتقال سرب در چهار رقم گندم پائیزه (زارع، پیشگام، میهن و اوروم)، تأثیر شش سطح آلودگی خاک به سرب (صفر، 25، 50، 100، 200 و 400 میلی گرم سرب در کیلوگرم خاک از منبع نیترات سرب [Pb(NO3)2]) بر روی این ارقام به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار در شرایط گلخانه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که سطوح آلودگی خاک به سرب، اثر معنی داری در سطح احتمال یک درصد P) (< 0. 01 بر جذب سرب ارقام مختلف گندم داشت. بیش ترین مقدار جذب سرب زیست توده در رقم میهن و از سطح آلودگی 400 میلی گرم سرب بر کیلوگرم خاک به میزان 67/2 میلی گرم در گلدان اندازه گیری شد. بیش ترین میزان وزن تر، بیش ترین غلظت سرب ریشه و بخش هوایی و بیش ترین مقدار جذب سرب زیست توده گیاه گندم در تمام سطوح آلودگی خاک به سرب در ارقام میهن و پیشگام مشاهده شد که نشان می دهد این ارقام توانایی بیشتری در جذب و انتقال سرب از ریشه به بخش هوایی دارند. فاکتور انتقال سرب برای هر چهار رقم گندم و در سطوح صفر تا 100 میلی گرم سرب بر کیلوگرم خاک کم تر از یک و فاکتور تجمع زیستی سرب بیش تر از یک بود. با توجه به اینکه در هر چهار رقم گندم مورد بررسی غلظت سرب در ریشه بیشتر از بخش هوایی بود، می توان این ارقام را جز گیاهان اجتناب کننده عنصر سرب در این سطوح طبقه بندی کرد. مطالعات بیشتر در شرایط عرصه توصیه می شود.

برنامه CE-QUAL-W2 یک مدل فیزیکی با اطمینان پذیری بالا جهت شبیه سازی هیدرودینامیکی-کیفی مخازن بوده که هزینه محاسباتی زیادی دارد. بنابراین یافتن مدل های جایگزین که نتایج این مدل را با دقت مطلوب و در زمان اندکی برآورد کنند از اهمیت کاربردی بالایی برخوردار است. در این تحقیق قابلیت مدل شبکه عصبی NARX به عنوان مدل جایگزین CE-QUAL-W2 جهت پیش بینی نتایج بلند مدت شوری خروجی از مخزن بررسی شده است. برای این منظور مدل CE-QUAL-W2 مخزن سد گتوند علیا تهیه و پس از واسنجی، برای شبیه سازی شوری خروجی از مخزن در یک دوره زمانی 10 ساله استفاده گردید. با توجه به امکان تخلیه از دریچه های مختلف مخزن، با تغییر ماهیانه نسبت تخلیه دریچه ها مسائل متعددی تعریف و کتابخانه ای از نتایج مدل فیزیکی تشکیل شد. سپس با معرفی سناریوهای مختلف معماری شبکه عصبی NARX، آموزش آن ها با استفاده از کتابخانه نتایج انجام شد. نتایج حاصل از سناریوهای مختلف بیانگر توانایی بالای شبکه عصبی NARX در برآورد روند شوری خروجی از مخزن بوده و ضریب تعیین همواره بیش از 91/0 است. در سناریوی منتخب ضریب تعیین 95/0، میانگین درصد خطای مطلق و ضریب نش-ساتکلیف به ترتیب 7/8 درصد و 79/0 بوده و انطباق خوبی بین نتایج دو مدل مشاهده می شود. مدت زمان شبیه سازی بلند مدت مخزن گتوند با استفاده از مدل شبکه عصبی کم تر از 0. 06 درصد زمان لازم برای اجرای مدل فیزیکی است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که مدل NARX را می توان جهت پیش بینی بلند مدت شوری خروجی از مخازن به عنوان مدل جایگزین برای CE-QUAL-W2 بکار برده و هم زمان هزینه ی محاسبات را به طور چشمگیری کاهش داد.

پژوهش حاضر، با هدف بررسی پاسخ های مورفوفیزیولوژیکی و بیوشیمیایی نهال کشمش ژاپنی تحت شرایط تنش شوری، نیترات و فلز سنگین سرب اجرا شد. محلول نیترات در سه سطح (غلظت صفر، 30، 60 mg L-1)، محلول سرب در سه سطح (غلظت صفر، 300 و600 mg L-1) و شوری (قابلیت هدایت الکتریکی) در سه سطح (تیمار شاهد، 3، 6 dS m-1)، اعمال و نهال گیاهان برای مدت چهار ماه در شرایط گلخانه ای بررسی شدند. نتایج حاصله نشان داد بیش ترین وزن تر اندام هوایی در تیمارهای بدون تنش شوری و نیترات و سطوح آلودگی 300 و 600 (mg L-1) و کم ترین وزن تر در سطح حداکثری قابلیت هدایت الکتریکی 6 (dS/m)، آلودگی سرب 600 و نیترات 30 (mg L-1)، گزارش شد. بیش ترین غلظت سرب اندام هوایی گیاه به میزان 72 (mg kg-1) در تیمار بدون شوری و سطح 600 (mg kg-1) سرب و بدون نیترات گزارش شد. بیش ترین پراکسیداسیون لیپیدها در سطح 600 (mg kg-1) سرب رخ داد که نشان-دهنده فعالیت مکانیسم های دفاعی گیاه تحت این شرایط است. علاوه بر این سنتز پرولین به عنوان اسمولیت گیاهی مقابله کننده با شرایط تنش، تحت کاربرد بیشینه سرب (mg kg-1 600) افزایش معنی داری نشان داد؛ اما کاربرد نیترات، سبب کاهش تولید مالون دی آلدهید در گیاه شد.

امروزه آلودگی خاک ها به فلزات سنگین، یکی از نگرانی های مهم زیست محیطی به شمار می رود. در بین فلزات سنگین، سرب به دلیل، اثراتی که می تواند بر سلامتی انسان و محیط زیست داشته باشد، به عنوان یکی از نگرانی های اصلی به شمار می رود. مهم ترین منبع آلودگی فلزات سنگین در بیشتر نقاط دنیا معادن، پسا ب های صنعتی، کودهای شیمیایی و آفت کش ها می باشند. به منظور بررسی جذب سرب به وسیله گیاه زینتی بنفشه (Viola tricolor) و پاسخ های مورفولوژی و فیزیولوژی گیاه در برابر تنش فلز سنگین سرب، پژوهشی در خاک آلوده با سطوح مختلف سرب (شاهد، 200 و 400 میلی گرم بر کیلوگرم) در قالب طرح کاملا تصادفی با پنج تکرار در گلخانه تحقیقاتی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران انجام گرفت. نتایج نشان داد با افزایش غلظت سرب در خاک، میزان آن در هر سه بخش شاخساره، ریشه و گل گیاه افزایش یافت و بیشترین تجمع سرب در ریشه به مقدار 27/41 میلی گرم بر کیلوگرم مشاهده شد. آلودگی بالای سرب باعث کاهش وزن تر و خشک شاخساره و ریشه و طول ریشه نسبت به شاهد گردید. همچنین میزان آنتی اکسیدان کل و گلایسین بتائین به عنوان یک فاکتور دفاعی در برابر تنش، در غلظت 400 میلی گرم بر کیلوگرم سرب، به ترتیب به میزان 3/61 درصد و 23/114 میکرومول بر گرم وزن تر رسیدند. بر اساس نتایج حاصله، می توان گیاه زینتی بنفشه را به عنوان جاذب فلز سنگین سرب و متحمل تنش ناشی از آن در کشت فضای سبز شهری و صنعتی توصیه نمود.

برای تعیین میزان تبادلات آبی بین آب های سطحی و زیرزمینی از طریق بستر رودخانه، تعیین دقیق هدایت هیدرولیکی آن ها ضروری است. اما اندازه گیری هدایت هیدرولیکی بستر رودخانه دشوار، وقت گیر و هزینه بر است. روش های تحلیل اندازه ذرات با استفاده از داده های حاصل از منحنی توزیع ذرات و تخلخل، میزان هدایت هیدرولیکی را بدون اندازه گیری صحرایی تخمین می زنند. هدف از انجام این تحقیق مقایسه هدایت هیدرولیکی برآورد شده با استفاده از چند رابطه تجربی اندازه ذرات (Kg) با هدایت هیدرولیکی اندازه گیری شده به روش نفوذسنج (Kv) در بستر رودخانه های کرخه، دز و شاوور در محدوده شهرستان شوش استان خوزستان می باشد. در این تحقیق، دقت هفت رابطه تجربی، با استفاده از 18 نمونه حاصل از نقاط اندازه گیری، بررسی شد. هدایت هیدرولیکی در رودخانه های کرخه، دز و شاوور به-ترتیب 15/2، 94/2 و 03/0 متر بر روز اندازه گیری شد. در بستر رودخانه شاوور با بافت رسی، همه روابط Kg را تا 6/84 برابر بیش از Kv برآورد کردند. اما در بستر دو رودخانه دیگر که خاک درشت دانه داشتند، مقدار Kg رابطه الیمانی و سن کمتر و روابط ترزاقی، هیزن، بیر و USBR بیش تر و دو رابطه اسلیشتر و کوزنی نزدیک به مقدار Kv بود. همچنین، ضرایب پیشنهادی C روابط مختلف اندازه ذرات نسبت به ضرایب اصلی در آن روابط، در بازه 15/0 تا 1/2 محاسبه شد. با توجه به نتایج این پژوهش، برای استفاده از روابط تجربی یادشده در تعیین Kv، استفاده از ضرایب اصلاحی C ضروری می باشد.

کاهش رطوبت خاک یکی از مهم ترین عوامل وقوع فرسایش بادی و پدیده ی گردوغبار است. استفاده از خاکپوش ها راهکاری مناسب برای حفظ و افزایش ظرفیت نگه داشت رطوبت در خاک است. این پژوهش با هدف ارزیابی اثرات خاکپوش های سنتزی آلی و معدنی نوترکیب بر ظرفیت نگه داشت رطوبت در مکش های 330، 1000، 3000، 5000 و 15000 سانتی متر در خاک های حساس به فرسایش با بافت سیلت لوم پایه ریزی شد. در این پژوهش تاثیرات 3 نوع خاکپوش نوترکیب مشتمل بر خاکپوش آلی (O) ترکیب زغال زیستی باگاس نیشکر، صمغ عربی و ژلاتین در سه سطح، خاکپوش آلی-معدنی (M) MNF در سه سطح 1، 3 و 5 درصد و خاکپوش هیدروژل تقویت شده با نانوسیلیس (H) در سه سطح 1، 3 و 5 درصد به صورت مخلوط با خاک در پلات هایی با ابعاد 5×30×50 سانتی متر در رطوبت 75 درصد ظرفیت زراعی در دو دوره ی انکوباسیون 2 و 4 ماهه بر روی ویژگی های رطوبتی خاک ارزیابی شد. آزمایش به صورت فاکتوریل، در قالب طرح کامل تصادفی و 3 تکرار اجرا گردید. با افزایش سطوح کاربردی تمامی تیمارها در دو دوره ی زمانی دو و چهار ماهه، میزان نگهداشت رطوبت خاک در مکش های مذکور به صورت معنی داری افزایش (p <0. 01) یافت. همچنین افزودن تیمارها به خاک موجب افزایش معنی دار کربن آلی و ایجاد پیوندهای آلی-معدنی منجر به پایداری خاکدانه ها شد. بیش ترین مقدار کربن آلی خاک و پایداری خاکدانه به تیمار خاکپوش آلی که ترکیبی از زغال زیستی، صمغ عربی و ژلاتین است تعلق دارد. در سطوح بالای خاکپوش های هیدروژل تقویت شده با نانوسیلیس و MNF نیز برای دوره ی زمانی دو ماهه افزایش پایداری خاکدانه ای مشاهده شد. همچنین نتایج تجزیه ی حرارتی خاکپوش های سنتزی، مقاومت حرارتی بالای آن ها را تایید می نماید. بالا بودن مقاومت حرارتی از جمله آیتم های مثبت خاکپوش های تولید شده است زیرا نشان می دهد که در صورت کاربرد در عرصه ی فرسایشی، از ماندگاری بالایی برخوردار هستند. در مجموع افزودن خاکپوش های سنتزی آلی و معدنی راهکاری موثر در راستای تحقق اهداف مدیریت پایدار منابع خاک است.

نیتروژن یکی از پرمصرف ترین عناصر مورد نیاز گیاه است. کاربرد کودهای نیتروژنی نقش تعیین کننده ای در افزایش عملکرد بسیاری از محصولات کشاورزی دارد. برای دستیابی به حداکثر عملکرد محصول و کاهش اثرات منفی زیست محیطی، کاربرد کودهای نیتروژنی می-بایست بر اساس دینامیک بین عرضه نیتروژن و تقاضای گیاه انجام گیرد. برای مدیریت مصرف کودهای نیتروژنی، پیش بینی دقیق نیاز گیاه به نیتروژن در مراحل مختلف رشد ضروری است. در این پژوهش، مفهوم غلظت نیتروژن بحرانی (Ncritical) به عنوان یک رویکرد مؤثر برای سنجش وضعیت نیتروژن و تخمین نیاز نیتروژنی گیاه ریحان مورد استفاده قرار گرفته است. بدین منظور، گیاه ریحان در گلخانه تحقیقاتی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران واقع در کرج طی دو دوره کشت شد. تیمارهای مختلف کود نیتروژن در هفت سطح با سه تکرار اعمال شدند. مقادیر زیست توده خشک و غلظت نیتروژن در هفت نوبت طی دوره رشد اندازه گیری و شاخص تغذیه نیتروژن (NNI) و نیاز نیتروژنی (NR) ریحان برای کشت اول محاسبه شد. نتایج نشان داد، بین NNI و NR گیاه ریحان رابطه رگرسیونی معنا داری (R2>0. 96) وجود دارد. بر این اساس، مدل پیش بینی NR با استفاده از مقادیر NNI و روز پس از کاشت (DAP) توسعه یافت. سپس دقت و عملکرد رابطه NR-NNI توسط داده های کشت دوم صحت سنجی شد. مقادیر به دست آمده برای شاخص های آماری ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین خطای اریب نرمال شده (NMB) و ریشه میانگین مربعات خطا نرمال شده (NRMSE) به ترتیب کمتر از 1 کیلوگرم در هکتار و 10/0 درصد و 10/3 درصد بود که بیانگر دقت بالای مدل در برآورد نیاز گیاه به نیتروژن است. به طور کلی نتایج نشان داد، تخمین NR بر اساس مفهوم Nc می تواند به عنوان یک روش علمی و مناسب برای مدیریت مصرف کودهای نیتروژنی در تولید محصولات کشاورزی به کار رود.

مناطق مختلف، استعدادهای متفاوتی در انتشار گردوغبار دارند و افزایش طوفان های گردوغبار نشان دهنده حاکمیت اکوسیستم بیابانی در هر منطقه است. درک صحیح وقوع طوفان های گردوغبار در هر منطقه، به مدیریت و کاهش خسارت های حاصل از گردوغبار کمک شایانی می کند. هدف از این تحقیق پیش بینی فراوانی روزهای همراه با طوفان های گردوغبار (FDSD) در مقیاس زمانی فصلی است. بدین منظور، با استفاده از داده های سینوپ ساعتی و کدهای گردوغبار سازمان جهانی هواشناسی، روز های همراه با طوفان های گردوغبار در شش ایستگاه همدید زابل، آبادان، اهواز، زاهدان، بستان و مسجدسلیمان با طول دوره آماری 25 ساله (2014-1990) تعیین شد. پس از محاسبه فراوانی تعداد روزهای همراه با طوفان های گردوغبار و تشکیل سری های زمانی فصلی، با استفاده از چهار روش هوش مصنوعی شامل شبکه عصبی پرسپترونی چندلایه (MLP)، سیستم استنباط عصبی-فازی تطبیقی (ANFIS)، شبکه عصبی مبتنی بر توابع پایه شعاعی (RBF) و شبکه عصبی رگرسیون تعمیم یافته (GRNN) اقدام به پیش بینی فراوانی روزهای همراه با طوفان های گردوغبار در یک فصل بعد شد. نتایج حاکی از افزایش دقت پیش بینی ها در فصول همراه با تعداد بیشتر روزهای همراه با طوفان گردوغبار بود؛ به نحوی که بر اساس نتایج حاصل از مدل MLP، ضریب همبستگی بین مقادیر مشاهداتی و پیش بینی شده فراوانی روزهای همراه با طوفان گردوغبار برای ایستگاه مسجدسلیمان و زابل به ترتیب 8/0 و 97/0 بوده است. با این توضیح که زابل بیشترین فراوانی را در بین این ایستگاه ها دارد. همچنین با توجه به نتیجه مدل های ANFIS، RBF و GRNN به ترتیب ضریب همبستگی محاسبه شده برای پیش بینی در ایستگاه های مسجدسلیمان و زابل از 41/0 تا 95/0، 35/0 تا 92/0 و 22/0 تا 98/0 متغیر بود. در مجموع با مقایسه نتیجه مدل های مورد استفاده، ANFIS بهترین عملکرد و بعد از آن GRNN بهترین نتیجه را ارائه نموده است. نتایج این مطالعه می تواند در مدیریت پیامدهای ناشی از طوفان گردوغبار و برنامه های مقابله با بیابان زایی در مناطق تحت مطالعه مفید باشد.

فسفر دومین عنصر پرمصرف و روی مهم ترین عنصر کم مصرف می باشند که اثرات ناشی از کمبود آن ها گسترده ترین بی نظمی های تغذیه ای را در اراضی شالیزاری جهان ایجاد می کنند. به منظور بررسی تاثیر محلول پاشی عناصر روی و فسفر (هر کدام در سه سطح) بر غلظت فسفر و روی در اندام های مختلف گیاه برنج در مراحل گوناگون رشد، غنی سازی زیستی دانه و میزان پروتئین دانه برنج دو رقم هاشمی و گیلانه، آزمایشی مزرعه ایی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در سال 1397-1396در مزرعه پژوهشی مؤسسه تحقیقات برنج کشور-رشت، اجرا شد. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که تیمارهای روی، فسفر و رقم و برهمکنش آن ها بر غلظت روی و فسفر ریشه، برگ و ساقه در مرحله گلدهی و رسیدن دانه و غلظت روی و مقدار پروتئین دانه تاثیر معنی دار داشت. در مرحله گلدهی بالاترین غلظت روی در برگ بطور متوسط چهار برابر، در ساقه و خوشه سه برابر و غلظت فسفر در این اندام ها تا دو برابر افزایش یافت. بالاترین میزان صفت غلظت روی در آرد برنج در تیمار محلول پاشی با سولفات روی پنج در هزار یک هفته قبل از گلدهی و در مرحله رسیدگی دانه به دست آمده است که به ترتیب 06/39 میلی گرم در کیلوگرم برای رقم هاشمی (11/27 درصد افزایش نسبت به شاهد) و 37/35 میلی گرم در کیلوگرم برای رقم گیلانه (37/27درصد افزایش نسبت به شاهد) بود. بالاترین میزان صفت پروتئین آرد برنج در تیمار محلول پاشی با سولفات روی پنج در هزار یک هفته قبل از گلدهی و در مرحله رسیدگی دانه مشاهده شد. این افزایش 11 درصد برای رقم هاشمی (37/32 درصد افزایش نسبت به شاهد) و 67/10 درصد برای رقم گیلانه (21/38درصد افزایش نسبت به شاهد) بود که تفاوت معنی داری با هم نداشتند. واکنش هر دو رقم نسبت به تیمارها مشابه و محلول پاشی با سولفات روی پنج در هزار یک هفته قبل از گلدهی و در مرحله رسیدگی دانه راهکار مناسبی برای افزایش غلظت روی و درصد پروتئین دانه در هر دو رقم بود.

پرتاب کننده ی جامی شکل یکی از اجزای سرریز سدهاست که با هدف مستهلک نمودن انرژی جنبشی جریان مورداستفاده قرار می گیرد. در این مستهلک کننده قسمتی از انرژی جریان فوق بحرانی در اثر اصطکاک با هوا و بخشی نیز در اثر اختلاط و تلاطم در حفره فرسایش که در محل فرود تشکیل می گردد، مستهلک می شود. یکی از پارامترهای هندسی تأثیرگذار در عملکرد هیدرولیکی پرتابه های جامی شکل، زاویه ی لبه ی جام می باشد. در این تحقیق با استفاده از نرم افزار FLOW 3D و مدل آشفتگی RNG K-ε ، شبیه سازی جریان بر روی سرریز و پرتابه جامی شکل سد گاوشان انجام پذیرفته و علاوه بر تعیین مشخصه های هیدرولیکی جریان، به بررسی اثر تغییرات زاویه ی لبه جام بر روی فشار هیدرولیکی جریان عبوری، عمق و سرعت جریان خروجی و نحوه توسعه جت خروجی از پرتابه جامی شکل پرداخته شده است. برای صحت سنجی پارامترهای حاصل از تحلیل عددی، از نتایج آزمایشگاهی مدل هیدرولیکی سرریز سد گاوشان استفاده شده است. مقایسه ی نتایج حاصل از مدل عددی با مقادیر نظیر آزمایشگاهی حاکی از دقت قابل قبول نتایج عددی دارد. بررسی نتایج تحقیق نشان می دهد که افزایش زاویه ی لبه ی جام تأثیر چندانی روی حداکثر فشار روی جام ندارد، درحالی که منجر به افزایش عمق و کاهش سرعت جریان خروجی از جام می گردد. زاویه ی 30 درجه به عنوان زاویه ی بهینه ی لبه ی جام پرتابی ازنقطه نظر افزایش میزان استهلاک انرژی تعیین گردید. همچنین به ازای یک زاویه ی لبه ی جام ثابت با افزایش دبی طول پرتاب افقی سطح فوقانی و تحتانی جت پرتابی افزایش یافته است.

آرسنیک عنصری سمی بوده و سطوح افزایش یافته آن در منابع آب و خاک مشکلات متعددی را برای مردم شهرستان هشترود به وجود آورده است. فقدان اطلاعات در مورد وضعیت خاک منطقه به آرسنیک باعث شد تا تحقیق حاضر با هدف بررسی غلظت و پراکنش آرسنیک در خاک های منطقه هشترود و بررسی امکان کنترل آزادسازی آن طراحی و اجرا شود. به این منظور 53 نمونه خاک سطحی از منطقه جمع آوری و غلظت آرسنیک کل آن ها اندازه گیری و نقشه پراکنش غلظت آرسنیک تهیه شد. به منظور بررسی امکان کاربرد مواد اصلاحی برای کاهش آزادسازی آرسنیک، پنج نمونه خاک آلوده انتخاب و مواد اصلاحی گچ و هیدروکسید آهن هر کدام در سه سطح به آن ها افزوده شد. نتایج نشان داد که خاک های منطقه آلوده به آرسنیک هستند؛ به طوری که میانگین غلظت آرسنیک در کل خاک های مورد مطالعه 36/49 میلی گرم بر کیلوگرم بود اما بیش از 80 درصد خاک های مورد مطالعه غلظتی کمتر از حد مجاز داشتند. خاک های کشاورزی روستاهای قوپوز و قزللو بیشترین مقدار آلودگی به آرسنیک را داشتند. کاربرد هیدروکسید آهن باعث کاهش معنی دار آزادسازی آرسنیک در خاک های مختلف شد؛ به طوری که کاربرد 10 تن در هکتار هیدروکسید آهن به ترتیب 5/64، 4/82، 7/83، 9/98 و 100 درصد مقدار آرسنیک محلول را در خاک های 1، 2، 3، 4 و 5 کاهش داد و افزایش سطح کاربرد در این مطالعه باعث کاهش شدیدتر آزادسازی آرسنیک شد. به طور مشابه گچ نیز باعث کاهش معنی دار آزادسازی آرسنیک شد و آزادسازی کمتر آرسنیک با افزایش کاربرد گچ مشاهده شد. در مقایسه با گچ، هیدروکسید آهن ماده اصلاحی بسیار مؤثرتر و مناسب تری می باشد.

یکی از جنبه های مهم در توصیف رفتار رودخانه، مارپیچی بودن آن میباشد. تولید خمهای متوالی در رودخانه های طبیعی یک مولفه اجتناب ناپذیر از فرایندی است که رودخانه طی آن دچار دگرگونی میشود. آگاهی از هیدرولیک جریان در اندرکنش کانال اصلی و سیلاب دشت به خصوص در زمان سیلاب برای حفاظت خاک بستر و نیز سازه ها و تاسیسات موجود لازم و ضروری است. این تحقیق، برای شناخت بهتر هیدرودینامیک جریان متوسط و آشفته در کانالهای مرکب مارپیچ انجام شد. با توجه به شرایط طبیعی اکثر رودخانه ها، به دلیل متغیر بودن دبی و نسبتهای عمقی متفاوت )عمق جریان در سیلاب دشت به عمق جریان در کانال اصلی(، در این پژوهش فلوم آزمایشگاهی مستطیلی پیچانرودی با سینوسیتی ثابت 1. 3 برای نسبت های عمقی متفاوت 0. 35 و 0. 55 بررسی شد. نتایج نشان داد که اندازه اجزاء مختلف سرعت در هر سه راستای مختصات در عمق نسبی 0. 35 بیشتر از 0. 55 است که نشان از قدرت بیشتر گرداب ها و شدت اندرکنش بین کانال اصلی و سیلاب دشت در عمق نسبی کمتر را داشت. همچنین با بررسی جریانهای ثانویه، وجود گردابهای چرخشی ساعتگرد و پادساعتگرد در کانال اصلی و سیلاب دشتها و موقیعت ایجاد این جریانات تعیین شد.

چغندرقند از محصولات اصلی و با نیاز آبی بالا در حوضه آبریز دریاچه ارومیه می باشد. آرایش کاشت و روش آبیاری چغندرقند تأثیر به-سزایی در افزایش راندمان کاربرد آب، عملکرد و بهره وری فیزیکی آب این محصول دارد. برای بررسی تأثیر روش آبیاری و آرایش کاشت در این سه شاخص، یک مطالعه میدانی در سال زراعی 96-1395 در دو مزرعه پایلوت (مزارع A و B) در شبکه آبیاری و زهکشی میاندوآب و تحت مدیریت زارعین، انجام گردید. در این مطالعه بخشی از هر مزرعه به عنوان شاهد (آرایش کاشت مرسوم و آبیاری نواری) و بخشی دیگر به عنوان تیمار (تغییر آرایش کاشت و تغییر روش آبیاری سطحی از نواری به جویچه ای) در نظر گرفته شد. قسمت شاهد هر مزرعه به صورت شیارهایی کم ارتفاع در داخل نوار و با فواصل 50 سانتی متر (IA-C و IB-C) و قسمت تیمار هر مزرعه به-صورت آرایش کشت دو ردیفه (اصطلاحاً آرایش 60×40 سانتی متر: IIA-T و IIB-T) و روش آبیاری جویچه ای بود. مطابق نتایج، بیش-ترین راندمان کاربرد آب در قسمت IIA-T با 2/77 درصد و کمترین راندمان کاربرد آب در IB-C با 2/10 درصد به دست آمد. متوسط راندمان کاربرد آب (طی 12 آبیاری) در بخش های IIA-T و IIB-T به ترتیب 5/54 و 1/51 درصد و در بخش های IA-C و IB-C به-ترتیب برابر 7/38 و 3/39 درصد به دست آمد. بر اساس نتایج به دست آمده، با تغییر الگوی کاشت از روش مرسوم منطقه به آرایش کاشت دو ردیفه 60×40 و تغییر روش آبیاری، مقدار آب آبیاری به طور متوسط 7/29 درصد کاهش و متوسط عملکرد چغندرقند در دو مزرعه از 3/64 به 74 تن در هکتار افزایش یافت (افزایش 2/15 درصد). بهره وری فیزیکی آب چغندرقند نیز از مقدار متوسط 75/3 به 47/6 کیلوگرم بر مترمکعب افزایش یافت (افزایش 71/2 کیلوگرم بر مترمکعب).

به منظور بررسی عملکرد و کارایی مصرف آب در گندم (چمران2)، کلزا (هایولا50)، سیب زمینی (سانته) و ذرت (704) تحت سطوح مختلف آبیاری، پژوهشی طی دو سال زراعی 96 و 97 به صورت آزمایش های بلوک کامل تصادفی در چهار تکرار در مرکز تحقیقات و کشاورزی جیرفت انجام شد. میزان آبیاری در سه سطح 50، 75، 100 درصد نیاز آبی گیاهان بود. صفات عملکرد، وزن بیوماس، شاخص برداشت و کارایی مصرف آب برای گیاهان مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که اثر سطوح آبیاری در هر دو سال زراعی بر عملکرد دانه، وزن بیوماس و کارایی مصرف آب گیاهان مختلف در سطح 1 درصد و شاخص برداشت در سطح 5 درصد معنی دار است. با افزایش آب آبیاری، صفات عملکرد و وزن بیوماس در همه گیاهان به طور معنی داری افزایش یافت. تحت دو سطح آبیاری 100 و 50 درصد نیاز آبی گیاه، به ترتیب سیب زمینی و کلزا، بیش ترین (65/0 تا 74/0) و کم ترین (2/0 تا 25/0) شاخص برداشت را داشتند. از طرف دیگر، گیاهان سیب زمینی و کلزا به ترتیب بیش ترین (68/10 تا 76/22 کیلوگرم بر متر مکعب) و کم ترین (29/1 تا 84/1 کیلوگرم بر متر مکعب) کارایی مصرف آب را داشتند. با توجه به نتایج این پژوهش، می توان آبیاری گیاهان با 75 درصد نیاز آبی را با توجه به کاهش کمتر عملکرد و کارایی بیشتر مصرف آب در منطقه جیرفت توصیه کرد. به طور کلی، بر اساس نتایج این پژوهش، بیش ترین کارایی مصرف آب به ترتیب در گیاهان سیب زمینی، گندم، ذرت و کلزا مشاهده شد. اما در شرایط آب و هوایی جیرفت، الگوی کشت متناوب سیب زمینی با ذرت با توجه به کارایی مصرف آب بیشتر، توصیه می شود.