تحقیقات آب و خاک ایران
سال:1399 | دوره:51 | شماره:9 |تعداد مقالات:20

با توجه به محدودیت منابع آب و ارزش آن در کشاورزی، تعیین الگوی کشت بهینه محصولات کشاورزی و برنامه ریزی آبیاری در شرایط کم آبی حاکم بر حوضه های آبریز کشور از اهمیت بالایی برخوردار است. بنابراین تدوین و توسعه مدل الگوی بهینه کشت که قابلیت انعطاف پذیری در شرایط ترسالی و خشک سالی را دارا باشد، ضرورت می یابد. هدف تحقیق تهیه مدلی است که تحت شرایط مختلف منابع آب بهترین برنامه آبیاری و سطح زیر کشت را برای بهره برداری شبکه آبیاری ارائه دهد. مدل پس از دریافت اطلاعات اولیه (گیاه، خاک و هواشناسی) و سناریوهای مختلف آبیاری و کم آبیاری با اتصال به مدل رشد گیاهی آکواکراپ، عملکرد محصولات را تحت سناریوهای تعریف شده محاسبه می کند. سناریویی که بیشینه بهره وری اقتصادی را دارا است به عنوان برنامه ریزی آبیاری تعیین می گردد و با اتصال به ACO الگوی کشت بهینه برای حجم های مختلف آب سطحی در دسترس با هدف بیشینه سازی سود خالص تعیین می گردد. الگوی کشت بهینه برای کل محصولات مورد کشت شبکه آبیاری قزوین در چهار حالت مختلف امکان تحویل آب (100%، 80%، 75% و 70%) برای سال زراعی 94-93 جهت بررسی کارایی مدل انجام شد. نتایج نشان داد در حالتی که سال نرمال و مقدار آب تحویلی به شبکه برابر متوسط دراز مدت (گزینه 100%) باشد، بیشترین مساحت به کشت گندم اختصاص می یابد (10740) و مساحت بدون کشت آبی حداقل خواهد بود. در حالتی که 70 درصد مقدار متوسط دراز مدت سالانه تأمین شود سطح زیر کشت گندم 3000 هکتار خواهد بود و حدود 15000هکتار از شبکه به ناچار بایستی به صورت دیم و یا بدون کشت آبی اداره شود. نتایج نشان داد که برنامه تدوین شده با توانایی بالا و انعطاف پذیری زیاد برای انواع شرایط موجود، قادر به تعیین الگوی بهینه و بیشینه کردن سود شبکه است.

در ارتباط با استفاده از روش آبیاری قطره ای نواری (Tape) برای زراعت گندم، ابهاماتی از جمله، بهرهوری آب، میزان فاصله مناسب نوارها از هم و چگونگی روند شور شدن خاک وجود دارد که از نظر اقتصاد کشاورزی و پایداری منابع خاک اهمیت دارند. در این راستا برای تعیین بهترین فاصله نوار در بافت خاک لومی از نظر عملکرد گندم و اجزای آن، بهرهوری آب و روند تغییرات شوری خاک، آزمایشی به صورت طرح بلو ک های کامل تصادفی با 4 تیمار (فاصله نوار 45 (A)، 60 (B) و 75 (C) سانتیمتر و تیمار شاهد، آبیاری کرتی (D)) در سه تکرار در قطعه زمین با بافت خاک لومی، طی سال های 1396 تا 1398در منطقه ی مهیار استان اصفهان اجرا شد. حجم آب آبیاری در هر دور آبیاری برای تیمارهای A، B و C یکسان بود و در تیمار D میزان حجم آب ورودی به کرت و توقف آبیاری در هر دور مشابه روش زارع بود. بر اساس نتایج تجزیه واریانس مرکب، اثر تیمارها بر عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیکی در سطح یک درصد معنی دار و بر بهرهوری آب و شاخص برداشت معنی دار نشد. میانگین بهرهوری آب در تیمارهای A، B، C و D به ترتیب 72/0، 71/0، 66/0 و 64/0 کیلوگرم بر مترمکعب بود. تیمار D بیشترین عملکرد را داشت و عملکرد بقیه ی تیمارها مشابه و در رتبه ی بعدی قرار گرفتند. طی دو سال انجام آزمایش مقادیر شوری خاک در تیمارهای تیپ به طور محسوسی افزایش یافته بود ولی تیمار آبیاری کرتی شوری خاک را افزایش نداده بود. با توجه به این که مقادیر صفات مورد بررسی در هر سه تیمار تیپ در گروه مشابه قرار گرفتند، لذا فاصله نوار 75 سانتی متر برای بافت خاک لومی توصیه می شود.

علی رغم مطالعات صورت گرفته پیرامون کارآیی مصرف سوپر جاذب ها در بهبود شرایط فیزیکی خاک و نیز افزایش عملکرد و بهره وری مصرف آب، مسائل اقتصادی کمتر مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. بنابراین به منظور بررسی اثر تنش رطوبتی و سوپرجاذب استاکوزورب بر شاخص های اقتصادی گندم، آزمایشی در سال زراعی 95-1394 به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در اراضی دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز در سه تکرار انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل سه سطح 100، 70 و 50 درصد نیاز آبی گیاه (به ترتیب FC، 0. 7FC و 0. 5FC) و مصرف سوپرجاذب استاکوزورب در سه سطح صفر، 50 و 100 کیلوگرم در هکتار (به ترتیب S0، S1 و S2) بود. نتایج حاصل از بررسی شاخص های اقتصادی نشان داد که بیشترین درآمد خالص فروش گندم به تیمارهای S0, FC و S1, 0. 7FC اختصاص داشت. بیشترین نسبت درآمد ناخالص به هزینه تولید مربوط به تیمار S0, 0. 7FC بود که اختلاف معنی-داری با تیمار شاهد (S0, FC) در سطح احتمال 5 درصد داشت. بیشترین و کمترین میزان درآمد خالص به میزان آب آبیاری به ترتیب متعلق به تیمارهای S1, 0. 7FCو S2, 0. 5FC بود که به میزان 2/44 و 7/11 درصد نسبت به تیمار شاهد (S0, FC) به ترتیب افزایش و کاهش داشتند. بنابراین در بهترین حالت (تیمار S1, 0. 7FC)، اثرات متقابل تنش و سوپرجاذب، درآمد ناخالص و درآمد خالص را نسبت به تیمار شاهد به ترتیب به میزان 2/12 و 1/1 درصد افزایش داد. در بین اثرات متقابل نیز تنها در شرایط تیمار S1, 0. 7FC به سبب افزایش عملکرد، افزایش سطح زیر کشت ناشی از کاهش مصرف آب و توجیه اقتصادی، مصرف سوپرجاذب توصیه می شود.

رسوب شویی تحت فشار (فلاشینگ) یکی از راه حل های تخلیه رسوبات مخازن سدها است. در این مطالعه تأثیر قرارگیری صفحات مستغرق بر میزان عملکرد رسوب شویی تحت فشار در مخازن مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور از صفحات مستغرق با آرایش های همگرا، واگرا و ترکیبی در سه فاصله صفحات تا دریچه تخلیه کننده تحتانی () و سه فاصله میانی بین صفحات () با سه ارتفاع متفاوت () استفاده شد و نتایج با آزمایش بدون سازه مقایسه گردید. نتایج تحقیق نشان داد که استفاده از صفحات مستغرق با ایجاد جریان گردابی و تلاطم موجب تقویت عملکرد فلاشینگ شده و با تخلیه رسوبات بیشتری از زیر دریچه تخلیه کننده تحتانی، در تمامی آزمایش ها حجم چاله رسوب شویی را افزایش می دهد. به گونه ای که در آرایش های همگرا و واگرا به ترتیب افزایش 5/6 و 48 برابری حجم رسوبات تخلیه شده نسبت به آزمایش بدون سازه مشاهده گردید. همچنین در هنگام استفاده از صفحات ترکیبی دو ردیفه در آرایش واگرا با فواصل نسبی 5/0، 3/0 و ارتفاع نسبی 1، حجم چاله رسوب شویی به میزان 51 برابر نسبت به آزمایش شاهد افزایش یافت. در پایان با استفاده از روش همبستگی چند جمله ای، رابطه بین فواصل صفحات و مقدار رسوبات شسته شده به صورت یک معادله بدون بعد ارائه گردید.

مناطق مختلف ایران تحت تأثیر گردوخاک های داخلی و یا فرامرزی هستند. با استفاده از داده های ماهواره می توان توزیع زمانی و مکانی و منشأ شکل گیری گردوخاک را بررسی نمود. هدف از مطالعه حاضر تحلیل غلظت گردوخاک سطحی، گردوخاک در ستون هوا و عمق نوری هواویزها با استفاده از مدل MERRA-2 و ماهواره آکوا در مناطق گردوخاک خیز ایران بود. داده در دوره 2007 تا 2017 تهیه و شکل ها توسط نرم افزار Grads و OriginPro ترسیم شد. یافته های تحقیق سه کانون گردوخاک فرامرزی در غرب، شرق و شمال شرق ایران و دو کانون داخلی در دشت کویر و جنوب شرق ایران را نشان داد. کانون های فرامرزی جنوب شرق عراق و کویت بیشترین غلظت گردوخاک سطحی را دارد. در آبادان بیشترین غلظت گردوخاک سطحی با 552 () در فصل تابستان، گردوخاک در ستون هوا 709 () و عمق نوری هواویزها MERRA-2 با 58/0 در فصل بهار به دست آمد. ضریب همبستگی بین گردوخاک سطحی و گردوخاک ستون هوا در کانون های داخلی شامل طبس، کهنوج، خور بیابانک و نیک شهر با 94/0، 93/0، 89/0، 89/0 به دست آمد که می تواند نشان دهنده اثر شرایط محلی در توسعه گردوخاک باشد. تغییر زمانی گردوخاک ستون هوا در سه ایستگاه بوشهر، آبادان و اهواز بیشترین روند کاهشی را با ضریب 035/0-و 034/0-نشان می دهد که نشان دهنده کاهش اثر کانون های فرامرزی گردوخاک است. در توزیع زمانی، سال های 2008 و 2012 با شدیدترین و فراگیرترین گردوخاک ها در گستره ایران تعیین شد. در توزیع ماهانه گردوخاک بیشینه غلظت آن در ماه های آوریل و جولای 2008، مه 2012 و جولای 2016 در اهواز به دست آمد. تغییر زمانی گردوخاک ستون هوا در سه ایستگاه بوشهر، آبادان و اهواز بیشترین روند کاهشی را با ضریب 035/0-و 034/0- نشان می دهد که نشان دهنده کاهش اثر کانون ها فرامرزی گردوخاک است. در توزیع زمانی، سال های 2008، 2012 با شدیدترین و فراگیرترین گردوخاک ها در گستره ایران تعیین شد. در توزیع ماهانه گردوخاک بیشینه آن درماه های آوریل و جولای 2008، مه 2012 و جولای 2016 در اهواز به دست آمد.

کاهش حجم مفید مخازن به دلیل نرخ بالای رسوب گذاری در مخازن سدها، کلیه اهداف بهره برداری سد از جمله تولید انرژی برق آبی و کنترل سیلاب های فصلی را تحت تأثیر قرار می دهد. در این میان استفاده از برخی روش های مدیریت رسوب به دلایل فنی و اقتصادی مقرون به صرفه نبوده و یکی از عمده ترین راهکارها بویژه در مناطق خشک و نیمه خشک، استفاده از رسوب شویی تحت فشار می باشد که مهم ترین چالش پیش روی این روش، راندمان پایین رسوب شویی است. در این مقاله در راستای ارتقای راندمان رسوب شویی از یک سازه جدید موسوم به [1]DBE استفاده شده است. در این خصوص سازه DBE با چهار طول، چهار قطر در سه حالت دبی، مورد ارزیابی قرار گرفته است. برای انجام آزمایش ها از رسوبات غیرچسبنده با جنس سیلیس دارای قطر متوسط 73/0 میلی متر استفاده و توسعه زمانی مخروط رسوب شویی در آزمایش های انجام شده بررسی شد. در پایان بهترین مشخصه عملکرد سازه ای که منتج به بیشترین ابعاد مخروط رسوب شویی و کمترین مدت زمان تعادل آبشستگی شد، مشخص و روابط وابسته به زمان به منظور پیش بینی پارامترهای مخروط رسوب-شویی ارائه گردید.

در سدهای خاکی عوامل مختلفی بر پایداری و میزان دبی عبوری از بدنه سد تأثیرگذار است؛ از جمله این عوامل می توان به مشخصات هندسی بدنه و هسته سد، ضریب نفوذپذیری مصالح استفاده شده در بدنه سد و ارتفاع آب بالادست سد اشاره کرد. این عوامل با استفاده از روش های عددی، تحلیلی و آزمایشگاهی مورد بحث واقع می شوند و تأثیر آنها مورد ارزیابی قرار می گیرد. در این مقاله قصد بر آن است با استفاده از روش های تحلیلی و نرم افزاری به بررسی میزان اشباع شدگی پوسته پایین دست یک سد خاکی غیرهمگن پرداخته شود. برای این منظور بدنه سد خاکی در نرم افزار ژئواستودیو مدل سازی شده و تأثیر عوامل مختلف از جمله عرض بدنه و هسته سد، ضریب نفوذپذیری و ارتفاع آب پشت سد بر میزان اشباع شدگی پوسته پایین دست سد مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج تحقیق نشان می دهد که عرض هسته و نسبت نفوذپذیری هسته به پوسته تأثیر به سزایی بر میزان اشباع شدگی پوسته پایین دست سد دارد. در مجموع در این پژوهش 250 مدل سازی مختلف انجام گرفت و در نهایت رابطه ای جهت بررسی تأثیر عوامل مختلف بر میزان اشباع شدگی پوسته پایین دست سد ارائه گردیده است.

کلسایت، پایدارترین شکل کربنات کلسیم در خاک، یکی از اجزای مهم فاز جامد خاک های مناطق خشک و نیمه خشک است. این کانی بر رفتار شیمیایی یون ها از جمله اکسی آنیون ها و فلزات انتقالی در خاک اثرات مهمی دارد. آرسنات و فسفات از اکسی آنیون های مهم در سیستم های طبیعی نظیر خاک هستند و به دلیل تشابه یونی، معمولاً برای بار سطحی ذرات کلوییدی خاک از طریق واکنش های جذب سطحی و رهاسازی به شدت با هم رقابت می کنند. با توجه به اهمیت این واکنش در کنترل غلظت تعادلی آرسنات و فسفات در خاک، در این تحقیق جذب سطحی آرسنات روی کانی کلسایت در غلظت های مختلف آرسنات و در قدرت های یونی مختلف و در رقابت با فسفات بررسی و با مدلی شیمیایی توصیف شد. همچنین رفتار باری کلسایت به روش تیترسنجی اسید و باز در قدرت های یونی مختلف اندازه گیری گردید. بر اساس داده های تیتراسیون، نقطه صفر بار الکتریکی کانی در pH2/8 تعیین شد. همدما های جذب سطحی آرسنات نشان داد که جذب سطحی آرسنات متأثر از قدرت یونی و غلظت اولیه آن است. در قدرت های یونی کم، جذب سطحی آرسنات حداکثر بود و با افزایش قدرت یونی از مقدار آن کاسته شد. جذب سطحی آرسنات با افزایش غلظت فسفات کاهش یافت اما آرسنات تأثیری بر جذب سطحی فسفات نداشت که نشان می دهد فسفات قوی تر از آرسنات جذب سطحی کلسایت می شود. داده های آزمایشی با مدل شیمیایی CD-MUSIC توصیف و پیش بینی گردیدند. مدل داده ها را با در نظر گرفتن دو کمپلکس درون کره ای سطحی ≡ Ca2O2AsO2 و ≡ Ca2O2PO2 با دقت بالا (R2=0. 998) توصیف کرد. به طور کلی نتایج آزمایشی و ضرایب مدل نشان داد که برهم کنش بسیار قوی تر فسفات با کلسایت موجب افزایش زیست فراهمی آرسنات و تحرک آن در خاک های آهکی می شود.

در سال های اخیر افزایش تولید گازهای گلخانه ای از خاک ها به اتمسفر از مسائل عمده ای به‍ شمار می رود. از مهم ترین این گاز ها می توان به متان (CH4)، نیتروس اکسید (N2O) و نیتریک اکسید (NO) اشاره کرد. از منابع اصلی تولید گازهای گلخانه ای در زمین های زراعی، خاک ورزی و بالا رفتن سطح زیر کشت بوده است. هدف از پژوهش حاضر تعیین میزان تصاعد گازهای گلخانه ای در اراضی زراعی استان خوزستان با استفاده از مدل DAYCENTاست. در ابتدا نمونه برداری و تعیین غلظت گاز خروجی از هر واحد زراعی انجام شد. همچنین با استفاده از نرم افزار DAYCENT انتشار گازهای متان، نیتروس اکسید و نیتریک اکسید در اکوسیستم‍ های کشاورزی استان خوزستان برآورد شد. پتانسیل گرمایش جهانی برای هر چهار منطقه موردمطالعه تعیین شد. بر اساس مدل DAYCENT، بیش ترین انتشار متان از شالیزارهای باغملک به مقدار 369/1 تن در هکتار در سال بوده است. همچنین بیش ترین میزان انتشار اکسید نیتروس و اکسید نیتریک از خاک گندمزارهای شوش به‍ ترتیب با مقدار 101/0 و 111/0 تن در هکتار در سال بوده است. بیش ترین میزان پتانسیل گرمایش جهانی بر اساس داده های مدل مربوط به گندم‍ زارهای شوش (614/66 تن معادل دی اکسید کربن) بود. نتایج نشان داد که نیشکر، انتشار گاز و پتانسیل گرمایش کمتری نسبت به سایر کشت های موردبررسی داشته است. همچنین با توجه به شاخص های آماری ضریب تعیین (98/0، 99/0 و 77/0)، ریشه ‍ ی میانگین مربعات خطا (05/0، 31/0و03/0) و کارایی مدل (61/0، 85/0 و76/0) به ترتیب برای سه گاز اکسید نیتروس، متان و اکسید نیتریک، مدل دقت قابل قبولی را نشان داده است.

از آنجائی که بارش به عنوان یکی از اجزاء اصلی مطالعات هشدار سیل، خشکسالی و منابع آب به شمار می آید، پیش بینی کمی آن از درجه اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. گسترش و پیشرفت روزافزون محاسبات رایانه ای و فناوری های ماهواره ای و سنجش از دور در سال های اخیر منجر به توسعه مدل های پیش بینی هواشناسی متعددی شده است که از مهم ترین آنها می توان به پایگاه اطلاعاتی TIGGE اشاره نمود که در برگیرنده تعدادی زیادی از مدل های پیش بینی قدرتمند است. پژوهش حاضر با هدف ارزیابی عملکرد تمامی مدل های عددی قابل دسترس در پایگاه مذکور جهت پیش بینی بارش روزانه در 38 ایستگاه سینوپتیک کشور ایران که در اقلیم های مختلف واقع شده اند، به انجام رسیده است. همچنین بررسی اثر تصحیح اریبی به روش نگاشت چندک (QM) بر عملکرد مدل های پیش بینی بارش از دیگر اهداف اصلی این تحقیق به شمار می آید. نتایج بدست آمده نشان داد که عمده مدل های پیش بینی در اقلیم های مرطوب، نیمه مرطوب، مدیترانه ای و خشک (که بیشتر مناطق جنوب غربی تا شمال غربی و شمال شرقی کشور را شامل می شوند) دارای بیشترین میزان همبستگی با داده های زمینی هستند ولی که در اقلیم های نیمه خشک و خیلی خشک مقدار شاخص CC به مراتب کمتر است. مقدار شاخص های آماری CC و RMSE بدست آمده از دو مرکز ECMWF و METEO در اکثر مناطق کشور به ترتیب بالای 6/0 و کمتر از 4 میلیمتر در روز است و این در حالی است که دو مدل CMA و CPTEC از کارایی چندان مناسبی برخوردار نمی باشند. همچنین ارزیابی مقادیر بارش تصحیح شده با روش QM بیانگر بهبود چشمگیر شاخص های آماری بدست آمده از بسیاری از مراکز پیش بینی است. طبق محاسبات صورت گرفته، مقدار شاخص CC در اقلیم های خیلی خشک، خشک و مدیترانه ای به طور متوسط افزایشی در حدود 20 درصد دارد. نکته مهم دیگر آنکه با حذف اریب از داده ها عملکرد مدل های عددی هواشناسی در پیش بینی مقادیر کم و بالای بارش بهبود یافته و همین مسئله قابلیت کاربرد سامانه های پیش بینی بارش در سیستم های هشدار سیل و مدیریت منابع آب را بیش از پیش افزایش می دهد.

این پژوهش با هدف بررسی زدایش فسفات، نیترات و آمونیوم از شیرابه دفن گاه پسماند سراوان با ریزجلبک کلرلا ولگاریس انجام شد. همچنین پیامد شیرابه بر ویژگی های رشدی ریزجلبک شامل وزن خشک یاخته، کلروفیل و کارتنوئید بررسی شد. آزمایش در قالب طرح کاملا تصادفی بهروشاندازه هایتکرارشدهدرزمان و با سه تکرار انجام شد. شیرابه در سه سطح (بدون شیرابه، شیرابه با رقت 1: 1 و شیرابه با رقت 2: 1) به عنوان کرت اصلی و زمان نمونه برداری (صفر، 2، 4، 6 و 8 روز) به عنوان کرت فرعی در نظر گرفته شد. اندازه کلروفیل کل در تیمار بدون شیرابه بیشترین بود و در تیمار شیرابه 1: 1 با تفاوت آماری معنی دار بیشتر از تیمار شیرابه 2: 1 بود (05/0p <). وزن خشک ریزجلبک با گذشت زمان افزایش یافت و با افزایش رشد ریزجلبک، درصد زدایش مواد مغذی نیز افزایش پیدا کرد، به گونه ای که بیشترین اندازه وزن خشک و کمترین اندازه مواد مغذی در شیرابه با رقت 1: 1 در روز 8 انکوباسیون دیده شد. درصد زدایش فسفات، نیترات و آمونیوم در پایان 8 روز انکوباسیون به ترتیب 76/92، 94/56 و 7/98 بود. معادله سینتیکی ساخت زیست توده در رابطه با کاهش غلظت فسفات، نیترات و آمونیوم نیز بررسی شد. نتایج نشان داد زدایش مواد مغذی از مدل درجه اول پیروی می کند و معادله موود به خوبی توانست رشد ریزجلبک در شرایط محدودکننده با سوبسترا را نشان دهد. اندازه R2 طرح لینویور-برک برای فسفات و آمونیوم 992/0 و 972/0 به دست آمد. بنابراین می توان از این معادله برای زدایش فسفات و آمونیوم بهره گیری کرد. در نهایت به نظر می رسد ریزجلبک کلرلا ولگاریس می تواند برای پالایش زیستی شیرابه سراوان بکار رود.

امروزه استفاده از نانوذرات در علوم مختلف و از جمله کشاورزی گسترش زیادی یافته است. یکی از نقش های مهم نانوذرات در تولید گیاهان زراعی و باغی، افزایش مقاومت گیاهان در برابر تنش های محیطی از جمله تنش شوری و خشکی است. بنابراین هدف پژوهش حاضر بررسی تأثیر محلول پاشی با نانوذرات سیلیس در افزایش مقاومت به تنش خشکی در ارزن دانه ای بود. به این منظور پژوهشی مزرعه ای به صورت کرت های یک بار خرد شده در قالب طرح کاملاً تصادفی و در سه تکرار اجرا گردید. کرت های اصلی شامل چهار تیمار آبیاری تأمین 100، 80، 60 و 40 درصد نیاز آبی و کرت های فرعی شامل شش تیمار محلول پاشی با غلظت های صفر، 100، 200، 300، 400 و 500 میلی گرم در لیتر نانوذرات سیلیس بودند. نتایج نشان داد که کم آبیاری باعث کاهش معنی دار ارتفاع گیاه، وزن هزار دانه، عملکرد دانه، شاخص برداشت و بهره وری آب در سطح احتمال یک درصد گردید. از طرفی در تمام تیمارهای آبیاری محلول-پاشی با نانوذرات سیلیس، عملکرد دانه، شاخص برداشت و بهره وری آب را به طور معنی داری افزایش داد. بیش ترین عملکرد دانه، شاخص برداشت و بهره وری آب در تیمار آبیاری کامل (100 درصد نیاز آبی) و محلول پاشی با غلظت 500 میلی گرم در لیتر نانوذرات و کمترین مقدار آن ها در تیمار 40 درصد نیاز آبی و بدون محلول پاشی مشاهده گردید. با توجه به بحران شدید منابع آبی در منطقه خشک کاشمر، تأمین 80 درصد نیاز آبی ارزن دانه ای به همراه محلول پاشی با غلظت 500 میلی گرم در لیتر نانوذرات سیلیس در مرحله پنجه زنی و گلدهی ارزن دانه ای، برای مقابله با بحران کم آبی در این منطقه قابل توصیه است.

کیفیت خاک عاملی است که در اثر تغییر در ویژگی های ذاتی خاک و چگونگی مدیریت حاکم بر آن تغییر می کند. به منظور ارزیابی کیفیت خاک متأثر از نوع کاربری، مدیریت های مختلف آبیاری، و نوع کشت در منطقه سمنان، از شاخص کیفیت تجمعی و شاخص کیفیت نمرو استفاده شد. با حفر و تشریح 13 خاکرخ در پنج مزرعه و باغ منتخب و نمونه برداری از افق های سطحی و متوسط عمقی، 14ویژگی مؤثر در کیفیت خاک تعیین و دو شاخص یادشده محاسبه گردیدند. نتایج نشان داد که خاک های اراضی زراعی در لایه های سطحی دارای درجه کیفیت II و III و خاک های اراضی باغی در لایه های سطحی و متوسط عمقی به دلیل عدم تکامل پروفیلی، پایین بودن کربن آلی و بالابودن میزان شوری دارای درجه کیفیت IV هستند. بالاترین میانگین شاخص های کیفیت خاک لایه سطحی به یونجه (آبیاری غرقابی) با 67/0 اختصاص یافت؛ پس از آن جو (آبیاری بارانی) با 59/0، باغ زیتون (آبیاری قطره ای) با 39/0 و باغ زیتون (آبیاری غرقابی) با 32/0 قرار گرفتند. این یافته اثر مثبت محصولات پوششی در احیای خاک های این منطقه را نشان داد. تأثیر مدیریت آبیاری بر شاخص های کیفیت خاک حاکی از آن است که نوع سامانه آبیاری به تنهایی نتوانسته است تفاوت معنی داری در کیفیت خاک ایجاد نماید. به طوری که آبیاری غرقابی در یونجه و باغ زیتون به ترتیب بالاترین و پایین ترین شاخص کیفیت را داشت. همچنین در باغ زیتون با آبیاری های قطره ای و غرقابی، تفاوت معنی داری در شاخص های کیفیت خاک مشاهده نشد. بهره گیری از شاخص های مذکور این امکان را به مجریان بخش های کشاورزی می دهد تا در انتخاب استراتژی های مدیریتی و نظارت بر تغییرات کیفیت خاک تصمیم گیری نمایند.

تبخیر از تشت نقش مؤثری در مدیریت منابع آب دارد. ولی به دلیل اثرات متقابل متغیر های هواشناسی در محاسبه تبخیر، روابط غیرخطی متعددی ارائه شده است که با توجه به شرایط اقلیمی هر منطقه کارآیی آن ها قابل بحث است. لذا در مطالعه حاضر، کارآیی روش های تجربی مبتنی بر دما-تشعشع و روش های داده کاوی رگرسیون ماشین بردار پشتیبان (SVR)، رگرسیون فرآیند گاوسی (GPR) و نزدیکترین همسایگی (IBK) تحت 10 سناریو مختلف حاصل از ترکیب عوامل هواشناسی در پیش بینی و مدل سازی تبخیر از تشت در 5 ایستگاه منتخب در شرق حوضه دریاچه ارومیه بررسی شد. برای ارزیابی نتایج از شاخص های آماری NRMSE و MAPE استفاده شد. به منظور مدل-سازی پارامتر های مؤثر در تبخیر از تشت، میزان تأثیر هریک از پارامتر ها با استفاده از روش تجزیه به مؤلفه های اصلی از طریق مقادیر همبستگی پارامتر ها با میزان تبخیر از تشت محاسبه گردید. نتایج نشان داد در بین متغیرهای هواشناسی موردبررسی، دما بیشترین و سرعت باد و بارش کمترین تأثیر را در مدل سازی دارند. همچنین در بین روش های تجربی، روش جنسن-هیز دارای بالاترین دقت بود. علاوه بر این، در بین روش های داده کاوی نیز روش SVR در ایستگاه های تبریز، سراب و هریس و روش GPR در ایستگاه های بستان آباد و مراغه در مقایسه با سایر روش ها دقت بالاتری داشتند. به طور کلی در تمام ایستگاه ها دقت بهترین سناریوی روش های داده کاوی بالاتر از بهترین روش تجربی بود. در شرایط محدودیت داده نیز روش جنسن-هیز دقت مطلوبی داشت. همچنین، علی رغم دقت پایین روش IBK نسبت به سایر روش های داده کاوی، این روش با متغیر های ورودی کمتری به بالاترین دقت خود در مدل سازی تبخیر می رسد.

این پژوهش باهدف بررسی تأثیر مقادیر مختلف کمپوست زباله شهری و لجن فاضلاب در خاک و گیاه گندم پس از یک و پنج سال مصرف، در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار، در ایستگاه تحقیقاتی رودشت اصفهان انجام شد. در هرسال چهار تیمار کودهای آلی (کمپوست زباله 25 و 50 تن و لجن فاضلاب 15 و 30 تن در هکتار) و تیمار شاهد (عدم مصرف کود آلی)، در کرت های ثابت به خاک اضافه شد. مصرف کمپوست زباله و لجن فاضلاب سبب افزایش کربن آلی خاک شد. از سوی دیگر مصرف این تیمارهای کودی به ویژه در سطوح بالاتر، غلظت عناصر فسفر، پتاسیم، روی، مس، منگنز، آهن، سرب و کادمیوم قابل استفاده خاک را افزایش داد. هم چنین مصرف سطوح مختلف کودهای آلی باعث افزایش معنی دار در عناصر غذایی موجود در دانه و کاه شامل نیتروژن، فسفر و پتاسیم و همچنین عناصر کم مصرف آهن، روی و مس شد. غلظت اغلب عناصر غذایی اندازه گیری شده در گیاه پس از پنج سال مصرف متوالی کودهای آلی، به صورت معنی داری نسبت به مرحله اول (پس از یک سال مصرف کودهای آلی) افزایش پیدا کرد. در مورد عنصر منگنز این روند به دلیل رابطه آنتاگونیستی با عنصر آهن، معکوس بود. غلظت سرب و کادمیوم در گیاه، در تیمارهای مختلف به حدی کم بود که با دستگاه جذب اتمی قابل اندازه گیری نبود. در کل کمپوست زباله و لجن فاضلاب ضمن افزایش کربن آلی در خاک، باعث افزایش غلظت عناصر غذایی در گیاه به ویژه ازلحاظ عناصر کم مصرف مانند روی و آهن شد.

شرایط اقلیمی و خشکسالی سال های اخیر، حوضه آبریز زاینده رود را با چالش پایداری منابع آب روبه رو ساخته است. پایداری منابع آب با نهادهای متناسب با شرایط حوضه و ذینفعان مشارکت کننده تحقق پیدا خواهد کرد. هدف این تحقیق شناسایی نهاد آب و مؤلفه های آن در حوضه ی آبریز زاینده رود بود. جامعه آماری این تحقیق کارشناسان و متخصصان آب حوضه ی آبریز زاینده رود بودند(N=312). ابزار گردآوری داده ها در بخش کمی پرسشنامه و در بخش کیفی مصاحبه ساختاریافته بود. روش تعیین حجم نمونه در بخش کمی فرمول کوکران بود که بر اساس آن 173 نفر تعیین گردید. رویکرد نمونه گیری در بخش کیفی هدفمند بود که با روش گلوله برفی 15 نفر گزینش شد. برای تحلیل داده ها از مدل سازی معادلات ساختاری و دیاگرام رنگین کمان استفاده شد. یافته ها نشان داد که شورای عالی آب، استانداری ها، وزارتخانه های نیرو و جهاد کشاورزی و سازمان های تابع آنها جزء کنشگران کلیدی در سطح حوضه هستند. همچنین نتایج نشان داد؛ نهاد آب دارای سه مؤلفه ی اداره ی آب، سیاست آب و قوانین آب است که ضرایب استانداردشده ی آن ها به ترتیب 80/0، 64/0، 53/0 بدست آمد. هر سه مؤلفه ی ذکرشده در سطح اطمینان 99 درصد معنی دار بودند.

فسفر دومین عنصر پرمصرف موردنیاز برنج بوده که اثرات ناشی از کمبود آن و راندمان مصرف پایین آن اختلالات تغذیه ای شدیدی را در اراضی شالیزاری جهان ایجاد می کند. بنابراین اثر تقسیط کود فسفر بر صفات مورفولوژیک، عملکرد و اجزای عملکرد ارقام برنج هاشمی و گیلانه در دو نوع خاک در آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار مورد بررسی قرار گرفت. فاکتورهای آزمایش شامل زمان های مختلف کود فسفر در پنج سطح، نوع خاک در دو سطح و فاکتور رقم شامل دو رقم برنج هاشمی (محلی) و گیلانه (اصلاح شده) بودند. نتایج نشان داد که عملکرد دانه رقم برنج هاشمی در تیمار مصرف کود فسفرِ در دو تقسیط50 درصد پایه و 50 درصد 60 روز پس از نشاکاری، 9/14 درصد و عملکرد دانه رقم برنج گیلانه در تیمار مصرف کود فسفرِ در دو تقسیط 50 درصد پایه و 50 درصد 20 روز پس از نشاکاری، 42/8 درصد در مقایسه با مصرف پایه افزایش داشته است. بیشترین افزایش در صفت درصد دانه های پر در هر دو رقم برنج مورد آزمایش در خاک سیلتی رس و تقسیط دو مرحله ای و به ترتیب 1/9 درصد (50 درصد پایه و 50 درصد 20 روز پس از نشاکاری) در هاشمی و 3/18 درصد (50 درصد پایه و 50 درصد 60 روز پس از نشاکاری) در رقم گیلانه دیده شده است. بنابراین می توان به تقسیط فسفر دو مرحله ای به عنوان راهکاری برای افزایش عملکرد در اراضی شالیزاری نگریست.

یکی از روش های مقابله با آسیب های اکسیداتیو گیاهان کشت شده در خاک های شور، استفاده از روش های تغذیه و افزایش مقاومت گیاهان در برابر تنش شوری است. هدف از انجام این پژوهش بررسی تأثیر کاربرد خاکی هیومیک اسید و سولفات روی بر برخی صفات گیاهچه ذرت تحت تنش شوری خاک بود. بدین منظور آزمایشی به صورت کرت های خردشده در قالب بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در گلخانه اجرا گردید. تیمارهای آزمایش شامل شوری (خاک غیرشور و شور به ترتیب با قابلیت هدایت الکتریکی 2/2 و 8 دسی زیمنس بر متر) به-عنوان فاکتور اصلی و کاربرد 5 کیلوگرم بر هکتار هیومیک اسید [HA]، 40 کیلوگرم بر هکتار سولفات روی [Zn]، 5 کیلوگرم بر هکتار هیومیک اسید+40 کیلوگرم بر هکتار سولفات روی [HA+Zn] و شاهد [Co ] به عنوان فاکتور فرعی بودند. نتایج نشان داد با افزایش شوری در خاک، ارتفاع بوته، قطر ساقه، وزن تر و خشک ریشه و اندام هوایی و شاخص کلروفیل به طور معنی داری کاهش یافت در حالی-که مقدار پرولین و فعالیت آنزیم های کاتالاز و سوپراکسیددیسموتاز افزایش یافت. در بین تیمارهای موردبررسی، تیمار HA+Zn بیشترین تأثیر را در بهبود شاخص های رشد گیاه چه داشت به طوری که کاربرد این تیمار باعث افزایش 31/18، 76/16، 27/58، 89/59، 62/62، 25/65 و 85/4 درصدی در مقدار پارامترهای ارتفاع ساقه، قطر ساقه، وزن تر و خشک اندام هوایی، وزن تر و خشک ریشه و شاخص کلروفیل نسبت به تیمار شاهد در خاک شور [C1] شد. بیشترین میزان فعالیت آنزیم های کاتالاز و سوپراکسیددیسموتاز و مقدار پرولین در شرایط تنش شوری و استفاده از تیمار [HA+Zn] مشاهده شد و همچنین تأثیر هیومیک اسید نیز بیشتر از تأثیر استفاده از سولفات روی بود. بنابراین می توان مصرف توأم هیومیک اسید و سولفات روی را در جهت بهبود رشد گیاهچه ذرت در شرایط تنش شوری توصیه کرد.

پسماندهای کشاورزی به دلیل در دسترس بودن و ارزان بودن، پیش ساز مناسبی برای تولید کربن فعال هستند. به منظور بررسی تأثیر نوع ماده فعال ساز، دمای فعال سازی و نوع بیوچار بر خصوصیات بیوچارهای اصلاحی، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی و با سه تکرار انجام شد. فاکتورهای آزمایش شامل چهار نوع ماده فعال سازی (CaCl2، ZnCl2 و H3PO4 20% و H3PO4 50%) و سه نوع بیوچار تولید شده از ضایعات آلی (کاه و کلش گندم، پوست سخت بادام و گردو) و دو دمای فعال سازی (300 و 500 درجه سلسیوس) بودند. هم چنین تیمار شاهد شامل بیوچارهای بدون تلقیح با ماده فعال سازی و حرارت دیده در دمای 300 و 500 درجه سلسیوس بود. نتایج نشان دادند که بیش ترین میزان CEC مربوط به بیوچارهای اصلاح شده با H3PO4 20% و H3PO4 50% در هر دو دمای فعال سازی 300 و 500 درجه سلسیوس بود. حداکثر میزان pH و EC مربوط به بیوچارهای اصلاح شده با CaCl2 در هر دو دمای فعال سازی 300 و 500 درجه سلسیوس بود. بیش ترین میزان عملکرد از بیوچارهای اصلاح شده در دمای فعال سازی 300 درجه سلسیوس به دست آمد. بیش ترین میزان کربن آلی (OC) و نیتروژن از بیوچارهای اصلاح شده در دمای فعال سازی 300 درجه سلسیوس به ترتیب با مواد فعال ساز H3PO4 (20 و %50) و ZnCl2 حاصل شدند. حداکثر میزان C/N مربوط به بیوچارهای اصلاح شده با H3PO4 20% و H3PO4 50% در دمای فعال سازی 300 درجه سلسیوس بود. با توجه به نتایج، بهترین تیمار برای تولید بیوچارهای اصلاح شده به منظور ذخیره کربن در خاک و جذب آلاینده ها از خاک، ماده فعال ساز H3PO4 (20 و %50) و دمای فعال سازی ˚ C300 است.

مدل سازی و تهیه اطلاعات دقیق از توزیع مکانی خصوصیات خاک، یک عامل کلیدی در بسیاری از کاربردهای محیطی و کشاورزی است. از این رو، هدف از مطالعه حاضر، مدل سازی و تهیه نقشه رقومی کربن آلی خاک با استفاده از شاخص های سنجش از دور در حوضه آبخیز بالخلی چای بود. ابتدا خصوصیات توپوگرافی و طیفی مؤثر بر مقدار کربن آلی خاک بر اساس شاخص های مکانی و طیفی مختلف از مدل رقومی ارتفاع و تصویر ماهواره ای لندست 8 استخراج شد. سپس بر مبنای مدل جنگل تصادفی، عملکرد مدل سازی رقومی خاک در مدل-سازی کربن آلی خاک در حالت های استفاده از 1) متغیرهای زمینی، 2) شاخص های طیفی و 3) ترکیب متغیرهای زمینی و شاخص های طیفی، ارزیابی و مقایسه شد. برای این منظور، مقدار ضریب همبستگی (R2) بین مقادیر برآوردی و اندازه گیری شده کربن آلی خاک و ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) در حالت های مختلف محاسبه شد. نتایج نشان داد که مقدار کربن آلی در منطقه از 32/0 تا 98/6 درصد متغیر و میانگین آن در منطقه 04/3درصد بود. تغییرات کربن در منطقه عمدتاً وابسته به تغییرات شاخص های طیفی بود. در بین خصوصیات توپوگرافی، ارتفاع و در بین شاخص های طیفی، ضریب گسیلندگی (Emissivity)، مهم ترین خصوصیت در مدل سازی کربن آلی خاک بودند. مقدار R2 در سه مدل مذکور به ترتیب 51/0 62/0 و 75/0 و مقدار RMSE به ترتیب 88/0، 67/0 و 57/0 بود که نشان دهنده کارایی بهتر مدل سوم است. استفاده از ترکیب متغیرهای زمینی و طیفی سبب افزایش قابل توجه دقت مدل سازی کربن آلی خاک می شود.