آب و خاک
سال:1398 | دوره:33 | شماره:3 |تعداد مقالات:10

یکی از مهم ترین پارامترها در طراحی یک سیستم آبیاری، تعیین پارامتر نفوذ است که می تواند منجر به افزایش عملکرد یک سیستم آبیاری شود. در این تحقیق، پارامترهای نفوذ معادله کوستیاکف-لوئیس با دو دسته از روش های مختلف از جمله روش مستقیم (روش های دونقطه ای الیوت-واکر و ورودی-خروجی) و مدل های کامپیوتری (مدل کامپیوتری SIPAR_ID و IPARM) تعیین گردید و با نتایج به دست آمده از آزمایش های مزرعه ای مورد مقایسه قرار گرفت. مطالعات مزرعه ای به منظور جمع آوری داده های مورد نیاز، در مزارع تحت کشت نیشکر سلمان فارسی در تابستان و پائیز سال 1396 در نه جویچه به طول 100 و عرض 1/83 متر و شیب 0/04 درصد تحت سه دبی اسمی 1، 1/5 و 2 لیتر بر ثانیه در سه نوبت آبیاری صورت گرفت. در این تحقیق به منظور ارزیابی دقت تخمین پارامترهای نفوذ از سه شاخص حجم آب نفوذ یافته به منطقه ریشه، زمان پیشروی و حجم رواناب استفاده گردید. جهت شبیه سازی شاخص های ارزیابی در هر روش، از نرم افزار WinSRFR استفاده گردید. مطابق نتایج این تحقیق، روش مستقیم دونقطه ای الیوت-واکر در تخمین زمان پیشروی با میانگین RMSE، MAE و RE به ترتیب 52/10، 14/91و 10/1 درصد، حجم آب نفوذ یافته به ترتیب با میانگین 9/6، 7/36 و 7/8 درصد، حجم رواناب خروجی به ترتیب با میانگین 8/8، 8/7 و 1/2 درصد، از عملکرد بسیار قابل قبولی برخوردار بود. همچنین دیگر روش مستقیم (روش ورودی-خروجی) به ترتیب با میانگین 11/4 و 6/8درصد برای حجم آب نفوذ یافته و 1/6 و 0/3 درصد برای حجم رواناب مقدار شاخص های آماری RMSE و RE را تخمین زد که نشان از دقت بالای این روش در تخمین این دو شاخص عملکرد بود، هرچند که این روش با میانگین 11/25 و 2/27 درصد توانایی شبیه سازی زمان پیشروی را با دقت مناسب نداشت. از سوی دیگر نتایج مدل های کامپیوتری نشان داد که مدل IPARM با میانگین MAE و RE برابر با 23/38، 15/5 درصد زمان پیشروی، 20/02 و 26/7 درصد حجم آب نفوذ یافته و 11/81 و 1/8 درصد حجم رواناب را تخمین زد، که در مقایسه مدل SIPAR_ID از عملکرد بهتری برخوردار بود. در حالت کلی هرچند که مدل های کامپیوتری در تخمین پارامترهای نفوذ از عملکرد قابل قبولی برخوردار بودند اما روش های مستقیم به دلیل استفاده از داده های ورودی بیشتر و استفاده از داده های تمامی مراحل آبیاری از عملکرد بهتری برخوردار بودند.

شناخت تغییرات جبهه رطوبتی خاک یک شاخص مهم در مدیریت و طراحی سامانه آبیاری قطره ای زیر سطحی می باشد. پژوهش حاضر با هدف بررسی تغییرات جبهه ی رطوبتی خاک برای رژیم های مختلف آبیاری در یک سامانه آبیاری قطره ای زیرسطحی در باغ پسته، در یک خاک لوم شنی در منطقه ی صفائیه، از توابع شهرستان سرخه در استان سمنان انجام شد. تیمارهای پژوهش شامل سه رژیم آبیاری منطبق بر مدیریت زارع (I1)، نیاز آبی (I2) و نیاز آبی و آبشویی (I3) بود و تغییرات جبهه ی رطوبتی در عمق های مختلف خاک در زمان قبل و بعد از آبیاری و در مراحل مختلف رشد بررسی شد. در سامانه آبیاری مورد مطالعه افزایش سطوح رژیم آبیاری منجر به افزایش میزان رطوبت در محیط ریشه شد و بیشترین مقدار برابر با 6/16 درصد در رژیم آبیاری I3 و در زمان بعد از آبیاری مشاهده شد. در رژیم آبیاری I1 میزان آب آبیاری به اندازه ای بود که حرکت رطوبت به سمت بالای قطره چکان ها در قبل و بعد از آبیاری اختلاف معنی داری نداشت. نتایج نشان داد که رطوبت در عمق 75 سانتی متری خاک نسبت به عمق 25 و 50 سانتی متر دارای افزایش معنی داری بود که به تجمع بیشتر ریشه های مصرف کننده آب در عمق 50-0 سانتی متری نسبت داده شد. رژیم آبیاری I3 و عمق 75 سانتی متری با مقدار 19/3درصد بیشترین مقدار رطوبت را دارا بود که موجبات نفوذ عمقی را نیز فراهم می کند. بالاترین مقدار رطوبت (22/5درصد) در رژیم آبیاری I3 و در عمق 75 سانتی متر و بعد از آبیاری و کم ترین مقدار رطوبت (10/5درصد) در رژیم آبیاری I1 در عمق 25 سانتی متر و قبل از آبیاری نشان داده شد.

رودخانه یک اکوسیستم پویا است که علاوه بر اهمیتی که در صنعت، کشاورزی و شرب دارد، تحت تاثیر فعالیت های مختلف قرار می گیرد. هدف از این مطالعه ارزیابی کیفیت آب رودخانه بهشت آباد واقع در استان چهارمحال و بختیاری با استفاده از شاخص آلودگی Liou و انتخاب مهم ترین پارامترها بر اساس تجزیه و تحلیل مولفه اصلی می باشد. در این مطالعه 7 پارامتر کیفی آب شامل دما، اکسیژن محلول، اکسیژن خواهی بیولوژیکی، نیتروژن آمونیاکی، هدایت الکتریکی، کل مواد جامد معلق و پتانسیل هیدروژن در طول رودخانه در 7 ایستگاه انتخابی به مدت شش ماه از فروردین تا شهریور سال 1395 با استفاده از روش های استاندارد سنجش آب و فاضلاب مورد اندازه گیری قرار گرفتند. یافته های حاصل از مطالعه حاضر نشان داد که کیفیت آب طی مدت پژوهش در ایستگاه های نمونه برداری و در تمامی ماه ها طبق شاخص آلودگی Liou در طبقه کیفیت خوب بوده است. همچنین طبق تکنیک آماری تحلیل مولفه اصلی دو مولفه به عنوان مولفه اصلی معرفی شدند. نتایج تحقیق نشان داد که پارامترهای اکسیژن خواهی بیولوژیکی، هدایت الکتریکی، کل مواد جامد معلق در بعضی از ایستگاه ها در محدوده استاندارد و در برخی دیگر بیش از حد استاندارد بودند. علاوه بر این نتایج مطالعه نشان داد که کیفیت آب رودخانه بهشت آباد در طی ماه های مختلف تغییرات چندانی نداشت و کیفیت آب خوب بود. این پژوهش، سودمندی و کارایی تکنیک آماری چند متغیره تحلیل مولفه اصلی و استفاده از شاخص ها را به منظور مدیریت موثر کیفیت آب سطحی نشان می دهد.

یکی از راهکارهای اصلی بهبود شرایط فیزیکی خاک های تحت کشت، اضافه کردن اصلاح کننده های آلی و معدنی به خاک می باشد. این تحقیق با هدف بررسی تاثیر سه نوع ماده اصلاحی شامل هومات پتاسیم، پرمرغ و ورمی کمپوست با درصدهای وزنی متفاوت بر روی خصوصیات فیزیکی خاک و در سطوح مختلف رطوبتی در شرایط مزرعه (تحت کشت گندم) اجراء گردید. طرح به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار انجام شد. مواد اصلاح کننده به طور یکنواخت تا عمق 10 سانتی متری با خاک مخلوط و تیمارهای رطوبتی اعمال شد. قبل و بعد از آزمایش از کرت ها نمونه برداری به عمل آمد. پارامترهای فیزیکی شامل: جرم مخصوص ظاهری (Bd)، رطوبت های ظرفیت مزرعه ای (FC) و نقطه پژمردگی دائم (PWP)، پایداری خاکدانه های مرطوب (WAS)، هدایت هیدرولیکی اشباع (KS)، مقاومت فروروی (PR)، شیب منحنی رطوبتی در نقطه عطف (Si)، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها (MWD) و بعد فراکتالی جرمی خاکدانه ها (Dm) محاسبه گردید. نتایج نشان داد مصرف مواد آلی موجب کاهش Bd (89%) و افزایش FC، PWP (87% و 91%) Ks و WAS (3/7 و 2/5 برابر) می گردد. با افزایش سطوح رطوبتی و مقدار ماده آلی بخصوص هومات پتاسیم، میزان Si کاهش یافت (101%). PR با افزایش سطوح رطوبتی کاهش یافت. بر خلاف انتظار با افزایش میزان ماده آلی، Dm و MWD کاهش یافت. مواد آلی در زمان های طولانی تر و در رطوبت های بالا موجب بهبود پایداری خاکدانه ها می گردد. با توجه به تاثیر مثبت مواد آلی بر بسیاری از پارامترهای فیزیکی خاک، این مواد بخصوص پرمرغ بعلت ارزان تر و دردسترس بودن، برای اصلاح خاک ها پیشنهاد می گردد.

اگرچه مطالعات زیادی در خصوص اثر رهاسازی اراضی کشاورزی انجام گرفته است ولی اطلاعات بسیار کمی در خصوص تاثیر شرایط آب و هوایی بر احیاء زمین های کشاورزی بعد از رهاسازی آن ها وجود دارد. به همین منظور در این مطالعه اثر متقابل رهاسازی اراضی کشاورزی و شرایط اقلیمی بر ذخایر ماده آلی ذرات اولیه خاک مورد بررسی قرار گرفت. نمونه های مرکب خاک از عمق 30-0 سانتی متری در سه تکرار از دو منطقه با شرایط بارندگی متفاوت شامل مناطق حفاظت شده شیدا و خرگوش در استان چهارمحال و بختیاری از چهار کاربری مرتع، اراضی کشاورزی و اراضی رها شده زراعی در توالی زمانی 15-10 و 40-15 سال، تهیه و میزان توزیع کربن و نیتروژن در اجزای مختلف ذرات اولیه خاک تعیین گردید. نتایج نشان داد که کشت و کار در اراضی بکر بسته به موقعیت اقلیمی می تواند اثرات مثبت و منفی بر اکوسیستم های طبیعی داشته باشد. به تبع در منطقه شیدا با وجود میزان بارندگی و وضعیت خوب پوشش طبیعی مراتع کشت و کار در اراضی بکر اثرات منفی در جهت کاهش ماده آلی داشته است. در حالی که در منطقه خرگوش با وجود میزان بارندگی اندک و کیفیت پایین مراتع، کشت و کار اثرات سوء ای نداشته است. در کلیه کاربری های مدیریتی مقدار کربن و نیتروژن به ترتیب در ذرات رس، سیلت و شن بیشتر بود. رهاسازی اراضی کشاورزی و مراتع در منطقه خرگوش تاثیری بر غلظت کربن و نیتروژن سه جزء شن، سیلت و رس نداشت اما در منطقه شیدا افزایش زمان رهاسازی کربن اجزای شن و سیلت را افزایش داد ولی تاثیری بر کربن جزء رس نداشت. نتایج نشان داد رهاسازی اراضی کشاورزی بسته به شرایط آب و هوایی هر منطقه جهت استقرار مجدد پوشش گیاهی و افزایش ترسیب کربن خاک می تواند اثرات متفاوت و بالقوه ای بر احیای کربن مراتع داشته باشد.

هدف از این پژوهش بررسی تاثیر کاربرد زغال های زیستی تهیه شده از باگاس نیشکر در دماهای مختلف بر تغییرات شکل های شیمیایی روی در یک خاک آهکی بود. به این منظور زغال های زیستی تهیه شده در دماهای 200 (B200)، 350 (B350) و 500 (B500) درجه سلسیوس در سطوح 1 و 2 درصد وزنی با نمونه خاک ترکیب شدند. نمونه ها به مدت سه ماه در شرایط انکوباسیون و در دمای ثابت نگهداری شدند. در پایان آزمایش از خاک های تیمار شده نمونه برداری شد و برخی ویژگی های شیمیایی خاک و شکل های شیمیایی روی در خاک اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد کاربرد هر سه نوع زغال زیستی سبب افزایش ظرفیت تبادل کاتیونی و کربن آلی خاک شد. pH خاک در تیمارهای B200 کاهش یافت، اما در تیمارهای B350 و B500 افزایش یافت. غلظت شکل تبادلی روی در خاک تیمار شده با زغال های زیستی B350، B500 به ترتیب 5/2 و 14/2درصد کاهش یافت، اما در تیمار B200، 17/0درصد افزایش یافت. کاربرد هر یک از زغال های زیستی B200، B350 و B500 سبب افزایش شکل های کربناتی (به ترتیب 4/5، 13/2و 23/3درصد) و آلی (به ترتیب 83/3، 6/3 و 9/2 درصد) روی در خاک شد. کم ترین غلظت شکل باقی مانده روی مربوط به خاک تیمار شده با زغال زیستی B200 بود. نتایج همچنین نشان داد که بیش ترین تغییرات شکل های شیمیایی روی در خاک مربوط به سطح کاربرد 2 درصد زغال های زیستی بود. به طور کلی می توان نتیجه گیری کرد کاربرد زغال زیستی تهیه شده از باگاس نیشکر در دمای گرماکافت 200 درجه سلسیوس (به ویژه در سطح 2 درصد وزنی) می تواند با کاهش شکل باقی مانده روی و افزایش شکل های با فراهمی نسبتا بیش تر از جمله شکل تبادلی، در بهبود فراهمی روی در خاک های آهکی موثر باشد.

در این پژوهش گلدانی، اثر سه سطح صفر (A0)، سه (A1) و پنج گرم (A2) سوپرجاذب اکوازورب در هر کیلوگرم خاک، سه سطح 70 (W1)، 85 (W2) و 100 (W3) درصد نیاز آبیاری و دو سطح 75 (F1) و 100 (F2) درصد نیاز کود نیتروژنی بر برخی صفات گیاه فلفل دلمه بررسی شد. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در 18 تیمار و سه تکرار انجام یافت. نتایج بیان گر معنی داری اثر تیمارهای سوپرجاذب و آبیاری بر تمامی مولفه ها به جز قطر ساقه بود. در بین تیمارهای سوپرجاذب، بیشترین مقادیر عملکرد میوه با 666/2گرم و بهره وری آب 12/36کیلوگرم بر مترمکعب در تیمار A2 به دست آمد. در بین تیمارهای آبیاری نیز بیشترین مقادیر عملکردهای ذکر شده به ترتیب با 81/621 گرم در تیمار W3 و 10/57کیلوگرم بر مترمکعب در تیمار W1 به دست آمد. اثر تیمارهای کودی نیز بر وزن اندام هوایی، ریشه و عملکرد میوه معنی دار شد. بیشترین عملکرد میوه به مقدار 638/70گرم در تیمار F2 به دست آمد. اثر متقابل دو متغیر آب با سوپرجاذب نیز با تاثیر بر مولفه های وزن تر و خشک اندام هوایی و زیرزمینی و بر عملکرد و بهره وری آب، سبب حصول بیشترین مقادیر عملکرد میوه (916/65گرم) و بهره وری (14/55کیلوگرم بر مترمکعب) در تیمار A2W3 شد. اثرات متقابل سوپرجاذب و کود نشان دادکه بیشترین مقدار عملکرد و بهره وری آب معادل 670/51گرم و 12/44کیلوگرم بر مترمکعب در تیمار A2F2 به دست آمد. اثرات متقابل آب و کود نیز نشان دادکه بیشترین مقدار عملکرد و بهره وری آب معادل 625/59گرم در تیمار W3F2 و 12/32کیلوگرم بر مترمکعب در تیمار W1F2 به دست آمد. اثر متقابل سه متغیر سوپرجاذب، آب و کود بر کلیه صفات مورد بررسی غیرمعنی دار شد.

به منظور مطالعه اثرات خاک ورزی سنتی و حفاظتی بر خصوصیات فیزیکی خاک در اراضی کشاورزی دیم، تحقیقی به مدت 5 سال زراعی در موسسه تحقیقات دیم کشور در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با 5 تیمار خاک ورزی شامل: کاشت مستقیم در ته ساقه ها (NT1)، کاشت مستقیم در کلیه بقایا (NT2)، شخم قلمی + دیسک (CH)، کم خاک ورزی (MT) و شخم مرسوم (CT) در 4 تکرار به اجرا در آمد. نمونه برداری های خاک در انتهای سال پنجم برداشته شدند که این نمونه جهت آنالیز پارامترهای فیزیکی ازجمله پایداری خاکدانه ها (WAS)، میانگین وزنی و هندسی قطر خاکدانه ها به روش الک تر (GMDwet و MWDwet) و الک خشک (GMDdry و MWDdry)، بعد فرکتال جرمی خاکدانه ها (Dm)، کربن آلی کل (TOC)، کربن آلی محلول (DOC) و جرم مخصوص ظاهری خاک استفاده شدند. نتایج نشان داد که اثر تیمارهای خاک ورزی بر پارامترهای MWDdry و GMDdry معنی دار بود. اثر متقابل روش های مختلف خاک ورزی و مکان بر روی DOC و اثر متقابل عمق و مکان بر روی جرم مخصوص ظاهری معنی دار بود. میزان کربن آلی محلول در تیمار خاک ورزی سنتی با مقدار mg g-1 74/3 در مکان اول به طور معنی داری بیشتر از سایر تیمارها (با مقادیر کمتر از mg g-1 3/20) بود. همچنین در تیمار NT1 و NT2 میانگین وزنی (به ترتیب با 1/25 و 1/17 میلی متر) و هندسی (1/04 میلی متر برای هر دو) قطر خاکدانه ها اختلاف معنی داری با سایر تیمارها داشت. بر اساس نتایج به دست آمده توصیه می شود، به جای استفاده مداوم از خاک ورزی سنتی از خاک ورزی حفاظتی استفاده شود.

برخی از ریزجانداران خاک توانایی انحلال کانی های حاوی پتاسیم و آزادسازی پتاسیم آن را دارند. این مطالعه به منظور جداسازی باکتری های حل کننده کانی های پتاسیم دار (KSBs) از خاک ریزوسفر توتون و بررسی تاثیر آنها بر آزادسازی پتاسیم از خاک انجام شد. نمونه های خاک از ریزوسفر توتون رقم بارلی21 در مرحله گلدهی بوته برداشت شد. با استفاده از محیط کشت جامد الکساندروف، 9 جدایه KSB جداسازی و خالص سازی شدند. سپس ارزیابی های کیفی (شاخص حلالیت) و کمی (آزادسازی پتاسیم از کانی های پتاسیم دار) به ترتیب در محیط کشت جامد و مایع الکساندروف و بررسی تاثیر جدایه های KSBs بر مقدار پتاسیم قابل استفاده خاک در قالب 3 طرح کاملا تصادفی با 3 تکرار صورت گرفت. بیشترین شاخص حلالیت در اثر فعالیت جدایه های باکتری KSB22، KSB42 و KSB10 در محیط کشت جامد الکساندروف به ترتیب 82، 2/7 و 2/5 به دست آمد و بیشترین میزان پتاسیم محیط کشت مایع الکساندروف با مقدار 9/40 میلی گرم بر لیتر مربوط به تلقیح جدایه های باکتری KSB42 و KSB10 بود که میزان آن نسبت به شاهد (محیط کشت بدون تلقیح)، سه برابر افزایش یافت. جدایه های KSB42 و KSB10 در آزادسازی پتاسیم از کانی های پتاسیم دار و خاک کاراتر بودند به طوری که میزان پتاسیم قابل استفاده خاک در تلقیح با این جدایه ها در مقایسه با شاهد، حدود 29 درصد افزایش یافت. این تحقیق نشان داد که از برخی باکتری های ریزوسفر توتون می توان در متحرک نمودن منابع نامحلول پتاسیم خاک استفاده کرده و بخشی از نیاز گیاه توتون را که یک گیاه پرنیاز نسبت به پتاسیم است، تامین نمود.

هدف این مقاله معرفی، ارزیابی و کاربرد انواع مجموعه داده های بارش دیدبانی زمینی و ماهواره ای معتبر است که بر روی ایران داده مستمر و به روز دارند. تولید و کاربرد مجموعه های بارش بر اساس داده های ماهواره ای به دلیل تفکیک مکانی و زمانی بالا و همچنین پوشش مکانی تقریبا کامل جهانی در سال های اخیر به سرعت رو به گسترش است. در این مقاله توزیع مکانی هفت مجموعه بارش جهانی دیدبانی بر روی ایران با داده های باران سنجی در 228 پیکسل 0/25 درجه طول و عرض جغرافیایی که حداقل شامل سه باران سنج هستند مقایسه و بررسی شده است. مقایسه این نتایج نشان می دهند که مجموعه ها اختلاف زیادی در مقدار بارش سالانه بر روی پهنه ایران نشان می دهد (mm 180-260). این اختلاف در کرانه دریای خزر بالغ بر80 درصد میانگین بارش سالانه (حدود 300 میلی متر در سال) می رسد. داده های ماهواره ای روی منطقه سواحل دریای خزر و مناطق پر ارتفاع کوه های زاگرس واقع در جنوب غرب ایران بارش را با دقت کمتری نسبت به سایر نقاط برآورد می کنند. مجموعه های بارش زمینی بیشترین سهم از بارش سالانه را برای فصل بهار و سایر مجموعه ها بیشترین سهم را برای بارش زمستانی نشان می دهند. مقایسه بارش ماهانه، فصلی و سالانه مجموعه ها با داده های باران سنچی نشان می دهد مجموعه های ماهواره ای که با داده های باران سنجی تصحیح شده اند نتایج بهتری حتی نسبت به مجموعه های بارش زمینی دارند. مجموعه های ماهواره ای حال حاضر نیز بیش از سایرین بارش را کم برآورد می کنند.