JOURNAL OF AGRICULTURAL ENGINEERING RESEARCH
Year:2006 | Volume: | Issue: |Papers Count:12

دشت تهران از دامنه های جنوبی البرز تا دشت های ورامین و شهریار گسترش یافته است. آب آبیاری در اراضی کشاورزی بخش جنوبی این دشت از منابع زیرزمینی و همچنین آب های آلوده سطحی تامین می شود. به منظور حفاظت محیط زیست و ممانعت از آثار سو آبیاری با آب آلوده، پیش بینی شده است که آب های سطحی ورودی به این ناحیه به اراضی جنوب غربی تهران هدایت و پس از تصفیه شدن در اراضی همان ناحیه استفاده شود. به منظور جایگزینی حقابه کشاورزان از آب های سطحی ورودی به جنوب تهران، باید راهکارهایی در نظر گرفت. هدف از این تحقیق، در گام اول نگرش سیستماتیک به منابع آب تهران بزرگ و سپس ارایه برنامه مناسب بهره برداری از منابع آب منطقه است. در ابتدا، کلیه رودخانه ها و آبگذرهای تهران به صورت سه سیستم در نظر گرفته شد و در مرحله بعد حجم ماهانه و سالانه هر یک از سیستم های محاسبه گردید. به منظور آگاهی از وضعیت سفره آب زیرزمینی، محاسبات برآورد بیلان آبخوان تهران انجام شد. با توجه به منابع آب های سطحی و زیرزمینی و همچنین نیازهای کشاورزی منطقه، نتیجه گرفته می شود که افزایش بهره برداری از آب زیرزمینی و همچنین تغییر الگوی کشت و روش آبیاری می تواند آب مورد نیاز کشاورزی را در صورت حذف آب های آلوده تامین کند.

جنوب تهران به دلیل موقعیت خاص خود دریافت کننده حجم قابل توجهی از آب های آلوده سطحی شهر تهران است. به دلایل زیست محیطی، بخش چشمگیری از این آب در آینده از سیستم منابع آب این منطقه حذف خواهد شد. هدف از این مطالعه بررسی راهکارهای قابل اجرا جهت مدیریت مناسب اراضی کشاورزی جنوب تهران است. با در دست داشتن مقادیر آب های سطحی، آب های زیرزمینی، نیازهای کشاورزی، و سطح زیرکشت ابتدا دوازده گزینه مدیریتی طراحی شد. سپس هفت معیار: سطح زیر کشت، هزینه اولیه اجرای سیستم آبیاری، درآمد تولیدات کشاورزی، تعداد چاه های جدید، افت سطح آب، اعتمادپذیری سیستم، و اشتغال زایی، در ارزیابی گزینه ها مد نظر قرار گرفت. پس از تهیه جدول قضاوت شامل گزینه ها، معیارها، و مقادیر عددی اثرات هر گزینه بر معیار خاص، گزینه برتر با استفاده از روش های تصمیم گیری چند معیاره انتخاب شد. نتایج نشان می دهد که با احداث 30 حلقه چاه جدید، تغییر الگوی کشت، و استفاده از روش آبیاری تلفیقی سطحی و تحت فشار می توان ضمن استفاده حداکثر از اراضی موجود برنامه مناسبی جهت مدیریت منابع آب و خاک این منطقه اجرا کرد.

به منظور بررسی روش های مختلف سمپاشی جهت کاهش و بهینه سازی مصرف سم در محصول چغندرقند، آزمایشی در سال زراعی 82-1381 در مرکز تحقیقات کشاورزی صفی آباد دزفول در قالب طرح آماری بلوک های کامل تصادفی در چهار تیمار و چهار تکرار اجرا شد. تیمارهای آزمایشی شامل سمپاشی با سمپاش پشت تراکتوری بوم دار، سمپاشی با سمپاش پشتی موتوری، سمپاشی با سمپاش پشتی بوم دار مجهز به میکرونر، و بدون سمپاشی بودند. در این آزمایش دو مرحله سمپاشی اجرا شد، قبل از کاشت با استفاده از سم رونیت به میزان 2 لیتر در هکتار و دیگری بعد از کاشت در اوایل فصل رشد، با استفاده از سموم پیرامین (Pyramin) و بتانال (Betanal). در فواصل زمانی مختلف، با نمونه گیری از علف های هرز در سطح پلات ها چگونگی اثر تیمارها بر تعداد و رشد علف های هرز بررسی شد. صفات اندازه گیری شده شامل تعداد علف های هرز، وزن تر و خشک علف های هرز، و تعداد و وزن ریشه ذخیره ای چغندرقند (عملکرد) بود. نتایج تجزیه واریانس صفات اندازه گیری شده نشان داد که بین تعداد علف های هرز در نمونه برداری مرحله اول و دوم و تیمارهای آزمایشی اختلاف معنی داری وجود ندارد و بین وزن تر و خشک علف های هرز و تعداد و وزن ریشه ذخیره ای (عملکرد) در تیمارهای مختلف مورد آزمایش در سطح احتمال 1 درصد اختلاف معنی داری وجود دارد. همچنین نتایج تجزیه واریانس صفات اندازه گیری شده نشان داد که با سمپاشی با سمپاش مجهز به میکرونر بالاترین عملکرد محصول چغندرقند به دست می آید و بقیه تیمارها در یک سطح آماری قرار دارند.

برای انبارداری دراز مدت سیب زمینی، هوادهی توده محصول طی مدت نگهداری ضروری به نظر می رسد. آگاهی از میزان مقاومت توده محصولات کشاورزی در برابر هوای در حال عبور، یکی از فاکتورهای اساسی در طراحی سیستم های مورد استفاده در فرایندهای هوادهی یا خشک کردن این محصولات است. در این مطالعه، استفاده از یک دستگاه متشکل از بخش های کمپرسور هوا، دبی سنج جریان هوا، مخزن استوانه ای شکل، و فشار سنج U شکل بود، میزان افت فشار استاتیک هوا حین عبور از لابه لای توده محصولات سیب زمینی رقم مارفونا اندازه گیری و در قالب مدل ریاضی Shedd روابط رگرسیونی آنها با پارامترهای سرعت جریان هوا، عمق توده، درصد ناخالصی، و درصد رطوبت توده تعریف شد. بر این اساس: با افزایش سرعت جریان هوا، میزان افت فشار استاتیک هوا افزایش می یابد. با افزایش هر 25 سانتی متر به عمق توده محصول، افت فشار استاتیک 1.6 برابر می شود. با افزایش هر 2 درصد ناخالصی، میزان افت فشار هوا 1.33 برابر می شود. با کاهش هر 4 درصد رطوبت محصول میزان افت فشار استاتیک هوا 1.2 برابر می شود.

سرریزهای جانبی، سازه های منحرف کننده جریان هستند که در شبکه های آبیاری و زهکشی، کنترل سیلاب، مهندسی بهداشت، و سیستم های فاضلاب شهری کاربرد فراوانی دارند. روابطی که برای ضریب شدت جریان سرریز جانبی در کانال مستطیلی پیشنهاد شده است برای جریان آب صاف عاری از رسوب معتبر است اما غالبا در طبیعت جریان موجود در آبراهه ها حاوی مقادیری از مواد رسوبی است که تاثیر آنها در ضرایب شدت جریان سازه ها باید لحاظ گردد. تحلیل ابعادی در سرریزهای جانبی با وجود بار معلق نشان می دهد ضریب شدت جریان را می توان تابعی از عدد فرود بالادست Fr1، عمق نسبی (y1/P)، و غلظت جریان (X) در نظر گرفت. به منظور مطالعه این تاثیر، مدل آزمایشگاهی با سرریز به طول 50 سانتی متر در سه ارتفاع 4، 5، و 6 سانتی متر و عرض کانال اصلی 20 سانتی متر ساخته شده است. شیب کف کانال به مقدار ثابت 0.001 در نظر گرفته شد. از پودر سیلیس به عنوان ماده رسوبی در چهار غلظت 3000، 5700، 10500 و 19500 قسمت در میلیون قسمت استفاده شد که به وسیله سیستم چرخشی رسوب به همراه فلوم شیب پذیر به طول 10 متر و عرض 30 سانتی متر و ارتفاع 45 سانتی متر تامین شده است. نتایج آزمایش ها نشان می دهد که با افزایش غلظت جریان، سرعت جریان افزایش و مقدار افت جریان در طول سرریز جانبی کاهش می یابد. ضریب شدت جریان برای غلظت 19500 قسمت در میلیون قسمت تا حدود 15 درصد افزایش نشان داده است. با توجه به تحلیل ابعادی، رابطه ای خطی برای ضریب شدت جریان به عنوان تابعی از سه پارامتر، عدد فرود بالادست، عمق نسبی، و غلظت جریان پیشنهاد می شود که ضریب شدت جریان را در شرایط وجود بار معلق و در محدوده آزمایش های انجام شده برآورد می کند.

در مدیریت آبیاری، کم آبیاری روشی است که بر اساس آن ضمن وارد نیامدن خسارات شدید به گیاه در اثر تنش خشکی، در مقدار آب آبیاری صرفه جویی می شود. غلات از جمله محصولات زراعی هستند که امکان به کارگیری مدیریت کم آبیاری برای آنها وجود دارد. به منظور مشخص کردن اثر کم آبیاری بر خصوصیات کیفی ذرت دانه ای (ارقام 647 و 704)، تحقیقی سه ساله (80-1378) با چهار تیمار آبیاری شاهد، آبیاری کامل، 80 درصد آبیاری کامل و 60 درصد آبیاری کامل در قالب طرح آماری بلوک های کامل تصادفی به صورت بلوک خرد شده با سه تکرار در ایستگاه تحقیقات کبوترآباد اصفهان اجرا شد. قبل از شروع کاشت، نسبت به نمونه گیری آب، خاک و انجام آزمایش های مورد نیاز اقدام شد. میزان کود مصرفی طبق نتایج آزمون خاک و دستورالعمل موسسه تحقیقات خاک و آب تعیین گردید. در مهر ماه هر سال پس از عملیات برداشت خصوصیات کیفی محصول شامل: درصد چربی، پروتئین، خاکستر، و عملکرد دانه اندازه گیری و داده های ثبت شده در مدت سه سال آزمایش تجزیه مرکب گردید. نتایج نشان داد که اثر رقم روی هیچ یک از صفات مورد اندازه گیری معنی دار نیست و از نظر عملکرد محصول تفاوت معنی دار (p£0.05) بین تیمارهای آبیاری وجود دارد. همچنین مشخص شد که اثر تیمارهای آبیاری بر درصد پروتئین، چربی، و خاکستر معنی دار نیست. بیشترین میزان چربی و خاکستر در تیمار آبیاری کامل و کمترین آن در تیمار 60 درصد آبیاری کامل به دست آمد. مقدار پروتئین نیز در تیمار 60 درصد آبیاری کامل، حداکثر بود. یافته نشان داد با در نظر گرفتن بررسی های آماری و اهمیت بهینه سازی آب مصرفی با کم آبیاری و بر اساس مقادیر کارایی مصرف آب (WUE)، تیمار 60 درصد آبیاری کامل بر سایر تیمارها برتری دارد و به عنوان یک روش مدیریتی کارآمد در آبیای مزارع ذرت توصیه می شود.

میزان فرسایش و تولید رسوب در سطح حوزه های آبخیز به اثر شرایط پیچیده حاکم بر حوزه، کنترل گردیده و لذا مطالعه آنها برای درک مسایل موجود و مدیریت آن ضروری است. در این تحقیق، ابتدا 7، 3، و 3 زیر حوزه آبخیز به ترتیب جنگلی، مرتعی، و کشاورزی در حوزه آبخیز معرف کسیلیان واقع در دامنه شمالی البرز و با شرایط تقریبا مشابه فیزیکی، اقلیمی، زمین شناسی، و خاکشناسی انتخاب شد تا در خصوص عملکرد آنها در ایجاد فرسایش و تولید رسوب ارزیابی های لازم صورت پذیرد. برای دستیابی به اهداف مورد نظر، سه شاخص رسوب رسیده به خروجی زیر حوزه ها، حجم رسوب جمع شده در جعبه های گرلاچ، و شکل های مختلف فرسایش در این ارزیابی مدنظر قرار گرفتند. به دلیل محدود بودن تعداد رگبارها در دوره مورد مطالعه، امکان استفاده از اولین شاخص وجود نداشت. از این رو مقدار رسوب بر جا گذاشته در جعبه های گرلاچ و مقدار کل انواع فرسایش برای ارزیابی نقش کاربری اراضی بر فرسایش خاک مد نظر قرار گرفت و سپس روابط بین خصوصیات فیزیکی و پوشش گیاهی زیر حوزه های مورد مطالعه تهیه گردید. نتایج نشان می دهد که کاربری های مختلف در منطقه مورد مطالعه نه تنها بر پیدایش انواع فرسایش، بلکه بر شدت آنها نیز تاثیرگذار است. وجود فرسایش سطحی در هر کاربری، فرسایش آبکندی در آبخیزهای جنگلی، فرسایش شیاری در آبخیزهای مرتعی، و لغزش در کاربری کشاورزی از یافته های این تحقیق است.

به منظور بهبود بهره وری آب و ارزیابی اقتصادی کم آبیاری در شالیزارها به روش خشکه کاری، آزمایشی بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی و در سه تکرار برای برنج رقم طارم در مدت دو سال زراعی (80-1379 و 79-1378) در مزرعه تحقیقاتی موسسه تحقیقات برنج کشور، مازندران (آمل) به اجرا درآمد. تیمارهای هفتگانه آبیاری شامل مدیریت های مختلف غرقاب متناوب در مراحل رشد بود. برای تحلیل اقتصادی از روش بودجه بندی جزیی و شاخص نسبت درآمد ناخالص به هزینه تولید و میزان سود خالص استفاده شد. در تجزیه و تحلیل اقتصادی مشخص شد که تیمار T3 (تیماری که پس از گذشت 30 روز از مرحله بذرپاشی دارای ارتفاع آب متناوب (صفر تا 5 سانتی متر) در طی دوره رشد است) دارای نسبت درآمد ناخالص به هزینه تولید برابر 1.57 است و با 25 درصد کاهش آب مصرفی نسبت به شاهد، تنها 8 درصد افت عملکرد دارد، و سود خالص به ازای واحد آب مصرفی آن نسبت به شاهد (تیماری که پس از گذشت 30 روز از مرحله بذرپاشی دارای ارتفاع آب 5 سانتی متر و غرقاب دایم در سرتاسر دوره رشد است) 19.4 درصد بیشتر است. میزان عملکرد برنج سفید تیمار T3 برابر 2017 کیلوگرم در هکتار است. بنابراین بر اساس نتایج این تحقیق، یکی از روش های مدیریت آب در راستای ارتقای بهره وری از آب کشاورزی و کسب سود بیشتر، استفاده از برنامه بهینه کم آبیاری در شیوه کشت خشکه کاری در مناطق مناسب است.

هدف از پوست گیری دانه کلزا کاهش مقدار فیبر، بهبود ارزش غذایی کنجاله، و بالا بردن راندمان استخراج و کیفیت روغن است. اتصال بین پوسته و مغز دانه بسیار قوی است، لذا قبل از پوست گیری دانه ها باید مشروط شوند. بدین منظور دانه کلزا، تحت تاثیر دو تیمار مرطوب کردن شامل خیساندن در آب مقطر با دمای 22 درجه سانتی گراد به مدت 70 و 100 دقیقه، بخار دادن با بخار اشباع و بخار تحت فشار هر کدام به مدت 5 و 10 دقیقه، و سپس تیمار خشک کردن در سه سطح، آفتابی، هوای گرم 55، و 65 درجه سانتی گراد قرار گرفتند. نتایج نشان داد روش خیساندن به مدت 100 دقیقه و خشک کردن در دمای 65 درجه سانتی گراد بیشترین راندمان پوست گیری (86.5 درصد) را دارد، در حالی که استفاده از بخار اشباع به مدت 5 دقیقه و خشک کردن آفتابی دارای کمترین راندمان پوست گیری است. مقایسه میانگین ها نیز نشان داد که مقدار روغن در دو روش خیساندن به مدت 70 و 100 دقیقه و خشک کردن در دماهای 55 و 65 درجه سانتی گراد تفاوت معنی داری دیده نشد، اگر چه نسبت به سایر روش ها بالاتر بود. شرایط مختلف پوست گیری نیز در تمامی موارد بر مقدار اسیدیته و عدد پراکسید، یا به عبارت دیگر کیفیت روغن استحصالی تاثیر معنی داری نداشته است.

برای تدوین برنامه آبیاری مناسب و اعمال مدیریت کارآ و آگاهانه، تعیین ضریب گیاهی بر مبنای مراحل مختلف رشد و نیز تخمین تبخیر - تعرق گیاه ضروری است. ضریب گیاهی در چهار مرحله رشد (مراحل اولیه، توسعه، میانی، و نهایی) برخی گیاهان را سازمان خواربار و کشاورزی جهانی ارایه داده است. اما مقادیر ضرایب گیاهی ارایه شده در مراحل رشد ثابت یا دارای شیب ثابت هستند. بنابراین، در راستای افزایش دقت برآوردهای روزانه نیاز آبی گیاهان لازم است، ضرایب گیاهی و تبخیر – تعرق گیاهان روزانه برآورد شود. هدف از این پژوهش، تعیین ضریب گیاهی بر مبنای مراحل رشد ذرت علوفه ای و تخمین مقدار تبخیر - تعرق روزانه در سیستم آبیاری بارانی در منطقه نیمه خشک ورامین است. بدین منظور، رطوبت خاک در 18 کرت آزمایشی تا عمق 180 سانتی متر با نوترون متر اندازه گیری و تبخیر - تعرق گیاه به روش بیلان حجمی آب خاک محاسبه شد. همچنین، تبخیر - تعرق مرجع به روش فائو – پنمن - مانتیث محاسبه گردید. «ضریب گیاهی» و «نسبت تبخیر - تعرق ذرت به تبخیر از تشتک»، به صورت تابعی از «روز پس از کاشت»، «درجه روز رشد»، «شاخص سطح برگ» با ضریب همبستگی بین 0.80 تا 0.93 تعیین شد. ضریب گیاهی در مراحل اولیه، توسعه، میانی، و نهایی رشد ذرت علوفه ای به ترتیب 0.45، 0.9، 1.13، و 0.7 به دست آمد. بیشترین و کمترین مقدار «تبخیر - تعرق ذرت به تبخیر از تشتک» به ترتیب 0.39 در مرحله اولیه رشد و 0.88 در مرحله میانی رشد رخ داد. در مدت زمان 90 روز دوره رشد، تبخیر - تعرق تجمعی ذرت علوفه ای بر اساس بیلان آب خاک، 695 میلی متر به دست آمد. در حالی که تبخیر - تعرق تجمعی مرجع با استفاده از معادله فائو – پنمن - مانتیث، 815 میلی متر برآورد شده است.

کنترل رسوب ورودی به آبگیر از رودخانه های آبرفتی از مشکل ترین کارهایی است که مهندسان هیدرولیک با آن مواجه هستند. یکی از راه های کنترل رسوب در دهانه آبگیرها، به کاربردن صفحات مستغرق است. با کارگذاری صفحات مستغرق تحت آرایش و ابعاد مشخص جلو دهانه آبگیر، مقطع عرضی بستر جلو آبگیر تغییر می کند و عمق جریان افزایش می یابد. در نتیجه، از ورود رسوبات بار بستر و بار معلق به مقدار قابل توجهی کاسته می شود. در این مطالعه، تئوری اثر صفحات مستغرق در کنترل رسوب در دهانه آبگیرها بررسی شده است و با توجه به این تئوری، آرایش و ابعاد سیستم صفحات مستغرق جلو دهانه آبگیر بهینه شده است. هدف از بهینه سازی، به دست آوردن آرایش و ابعادی از سیستم صفحات مستغرق است که عمق جریان جلو دهانه آبگیر ماکزیمم شود تا بهترین نتیجه از به کار بردن صفحات مستغرق به دست آید. برای بهینه سازی، از روش جهات امکان پذیر استفاده شده است. در این روش، فاصله طولی بین ردیف صفحات، زاویه تلاقی جریان با صفحات، فاصله عرضی بین صفحات، ارتفاع صفحات، و نسبت ارتفاع صفحات به طول صفحات به عنوان متغیر در نظر گرفته شده و نتیجه حاصل با محاسبات ادگارد و وانگ مقایسه شده است، که این جواب در مقایسه با محاسبات ادگارد و وانگ نتیجه بهتری را نشان می دهد. نتایج حاصل بیانگر این واقعیت است که برای جلوگیری از ورود رسوبات به داخل هر دهانه آبگیر با مشخص بودن پارامترهای جریان و رسوب رودخانه، ابتدا آرایش و ابعاد سیستم صفحات مستغرق جلو دهانه آبگیر بهینه شود و سپس پارامترهای بهینه شده، جهت طراحی سیستم صفحات مستغرق به کار رود تا بهترین نتیجه، که همان ماکزیمم کردن عمق جریان جلو دهانه آبگیر است، به دست آید.

بعضی از روش های رایج خاک ورزی بدون افزایش عملکرد باعث هدر دادن منابع ملی می شوند. این پژوهش به منظور بررسی تاثیر خاک ورزی بر عملکرد پنبه در ایستگاه تحقیقات پنبه کاشمر با خاک سیلتی - لوم و با استفاده از طرح آماری اسپلیت پلات با سه تکرار انجام شد. فاکتور اصلی شامل دو سطح: زیرشکنی به عمق 55-50 سانتی متر و بدون زیرشکنی و فاکتور فرعی شامل سه سطح: شخم با گاوآهن برگردان دار، یک بار شخم با ساقه فاروئر، و دو بار شخم با ساقه فاروئر بود. نتایج نشان می دهد که در عمق صفر تا 30 سانتی متر، زیرشکنی به همراه گاوآهن برگردان دار بیشترین و یک بار ساقه فاروئر بدون زیرشکنی کمترین میزان کاهش شاخص مخروط خاک (CI) را داشته اند. اثر متقابل زیرشکنی و شخم روی میانگین وزنی قطر کلوخه ها (MWD) در سطح 5 درصد معنی دار می شود، یک بار ساقه فاروئر بدون زیرشکنی کمترین MWD و زیرشکنی به همراه برگردان دار بیشترین MWD را دارد. برهمکنش زیرشکنی و شخم روی درصد استقرار بوته، عمق نفوذ ریشه، و عملکرد پنبه از نظر آماری معنی دار نیست. تیمار بدون زیرشکنی و برگردان دار کمترین و زیرشکنی به همراه دو بار ساقه فاروئر بیشترین درصد استقرار بوته و عملکرد را دارد. اثر متقابل شخم و زیرشکنی روی بهره وری مصرف سوخت در سطح یک درصد دارای اختلاف معنی دار است. یک بار ساقه فاروئر بدون زیرشکنی بیشترین و زیرشکنی به همراه برگردان دار کمترین بهره وری مصرف سوخت را دارد. جمع بندی ها نشان می دهد که در شرایط این آزمایش یک بار شخم با استفاده از ساقه فاروئر مناسب ترین روش تهیه بستر بذر برای کشت پنبه است.