پژوهش آب در کشاورزی
سال:1394 | دوره:29 | شماره:3 (ب) |تعداد مقالات:10

مدل های شبیه سازی رشد گیاه از جمله مدل AquaCrop برای پیش بینی اثرات آب و شوری بر روی عملکرد دانه، زیست توده و کارایی مصرف آب گیاهان مختلفی توسعه یافته اند. این مدل ها برای مناطق مختلف با استفاده از داده های اندازه گیری شده در مزرعه واسنجی و صحت سنجی می شوند. این مطالعه به منظور اعتبار سنجی مدل AquaCrop تحت تنش همزمان شوری و کم آبی، در دو سال زراعی 89-1388 و 90-1389 بر روی گندم بهاره در مشهد اجرا گردید. از داده های زراعی سال اول برای واسنجی مدل و داده های زراعی سال دوم برای صحت سنجی مدل استفاده شدند. مقادیر متوسط ریشه دوم میانگین مربعات خطای نرمال شده (NRMSE)، حداکثر خطای نرمال شده (NME)، شاخص سازگاری (d)، ضریب باقیمانده (CRM) و ضریب تعیین (R2) در دو حالت واسنجی و صحت سنجی (در دو سال) برای عملکرد دانه به ترتیب 13.3 درصد، 36.1 درصد، 0.95، -0.072 و 0.87 و برای زیست توده به ترتیب 12.59 درصد، 34.46 درصد، 0.92، 0.057 و 0.77 بدست آمد. همچنین مقادیر متوسط NRMSE، ME،d و CRM برای رطوبت خاک به ترتیب 11.84 درصد، 25.72 درصد، 0.93 و 0.032 و برای شوری خاک به ترتیب 26.25 درصد، 58.5 درصد، 0.91 و -0.12 بدست آمد. نتایج نشان داد که عملکرد محصول، زیست توده، کارایی مصرف آب، شاخص برداشت، رطوبت و شوری نیم رخ خاک برای گندم در شرایط شوری و کم آبی به خوبی شبیه سازی شدند هر چند که دقت مدل در شبیه سازی شاخص برداشت و شوری نیم رخ خاک کمتر از سایر پارامترها بود. تحلیل حساسیت نشان داد که مدل نسبت به ضریب گیاهی مربوط به تعرق (KC-Tr)، بهره وری آب نرمال شده (WP*)، شاخص برداشت (HIO)، رطوبت در ظرفیت زراعی، شرایط اولیه رطوبت خاک و دمای هوا حساس تر از سایر پارامترهاست. هر چند دقت پیش بینی مدل با افزایش تنش های شوری و خشکی کمی کاهش یافت اماAquaCrop می تواند مدلی ارزشمند برای شبیه سازی عملکرد گندم بهاره و شبیه سازی رطوبت و شوری در منطقه مشهد باشد. زیرا مدل به پارامترهای ورودی کم نیاز دارد که به آسانی قابل دسترس هستند و یا قابل جمع آوری می باشند.

اراضی وسیعی از کشور متاثر از پدیده شوری و خشکی است. درخت بادام به دلیل تحمل خوبی که به کم آبی دارد، در مناطق خشک و نیمه خشک کاشته می شود. با توجه به حساس بودن این گیاه به شوری، مدیریت آبیاری آن مستلزم تمهیداتی است که ما را به آگاهی از تاثیر تنش شوری و خشکی بر ویژگی های آبی آن ناگزیر می کند. این مطالعه با هدف بررسی تاثیر تنش هم زمان خشکی و شوری بر ویژگی های آبی درخت بادام در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تیمار شوری آب، شامل آب چاه با شوری 2ds/m (T1)، و آب های شور شده با نمک هائی با همان ترکیب آب چاه (T2) 4ds/m و(T3) 5ds/m  در سه تکرار و در ایستگاه باغبانی مرکز تحقیقات کشاورزی استان آذربایجان شرقی در خاکی با بافت شن لومی اجرا شد. درخت ها با آب تهیه شده بر اساس تیمارهای موجود به روش تشتکی به شعاع 85 سانتی متر آبیاری شدند. در طول فصل رشد دمای تاج درخت، دمای هوا، رطوبت نسبی هوا، پتانسیل آب برگ، هدایت روزنه ای و رطوبت خاک تا عمق 70 سانتی متر در وسط روز (12 تا 14) اندازه گیری گردید. نتایج نشان داد که شوری تاثیر معنی داری (P<0.0001) بر هدایت روزنه ای (gs)، پتانسیل آب برگ (LWP)، دمای پوشش سبز (Tc) و تخلیه آب قابل استفاده خاک (AWD) دارد. متوسط فصلی gs برای تیمارهای T1 تا T3 به ترتیب 0.86، 0.59 و 0.44 سانتی متر بر ثانیه و پتانسیل آب برگ برای همان تیمارها به ترتیب 1.90-، 1.93- و 2.16- مگاپاسکال بدست آمد. ارتباط معنی داری بینgs ، LWP،Tc و AWD حاصل شد. بر اساس معادلات بدست آمده، حد آستانه ای gs برای شروع تنش، در 0.73 سانتی متر بر ثانیه اتفاق افتاد LWP و AWD معادل برای این هدایت روزنه ای به ترتیب -1.85 مگاپاسکال و 64 درصد بود. Tc بهینه برای وقوع بیش ترین مقدارgs ،28.2 درجه سلسیوس تعیین شد. وجود همبستگی قوی بین Tc با دیگر شاخص های تنش نشان داد که می توان از Tc به عنوان ابزاری کارآمد برای پایش وضعیت آبی درخت بادام برای برنامه ریزی آبیاری استفاده کرد.

جهت برای بررسی اقتصادی اثر همزمان تنش های شوری و خشکی بر رشد و عملکرد گیاه گوجه فرنگی رقم اورینت (Lycopersiconesculentum Mill. Cv. Oriental) در کشت بدون خاک گلخانه ای، آزمایشی با چهار سطح میزان آبیاری شامل (آبیاری به میزان 125%، 100%، 75% و 50% نیاز آبی) و شش سطح شوری (0.1 به عنوان تیمار شاهد، 1.3، 3، 5 ، 7 و 9 دسی زیمنس بر متر) به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی و با سه تکرار انجام شد. برای اولین بار مدل اقتصادی بهینه سازی کم آبیاری در مورد کشت بدون خاک گوجه فرنگی در گلخانه استخراج و استفاده شد. نتیجه حاصل از این مدل اقتصادی نشان داد که سود خالص حاصل از آبیاری کامل گوجه فرنگی گلخانه ای در کشت بدون خاک با آب شیرین (شاهد)، شوری 1.3، و شوری 3 دسی زیمنس برمتر به ترتیب با سود خالص حاصل از کم آبیاری به مقادیر 36% 36، 21 %21 و 24% برابر است، یعنی به طور متوسط حدود 25 درصد می توان کم آبیاری اعمال کرد بدون اینکه سود خالص تولید تغییر کند. با توجه به تعدد گلخانه های دارای کشت بدون خاک گوجه فرنگی و قیمت روزافزون کودهای شیمیایی و سایر هزینه های مرتبط با تغذیه و آبیاری، کاهش حدود یک چهارم از کل هزینه های تغذیه منجر به صرفه جویی بسیار چشمگیر در مخارج کشت خواهد شد.

عملکرد گیاه تابعی از توزیع ریشه و فعالیت آن می باشد. در شرایط محدودیت آب، رشد کافی و کارآیی ریشه برای بهره وری محصول ضروری هستند. برای مطالعه رابطه بین پویایی رشد ریشه ذرت (رقم سینگل کراس 704) و میزان جذب آب قابل دسترس خاک، با استفاده از سامانه آبیاری قطره ای، آزمایشی در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل سه رژیم آبیاری: 100I1= %، I2=80%وI3=60% از نیاز واقعی گیاه بود که توسط فرمول پنمن – مونتیت با استفاده از داده های هواشناسی محاسبه گردید. نمونه برداری از ریشه ها از ابتدا تا اواخر فصل رشد در چهار مرحله یعنی 25، 55، 85 و 115 روز بعد از کاشت انجام گرفت. نمونه برداری ها از 5 عمق 10-0، 20-10، 30-20، 40 -30 و 50-40 انجام شد. نتایج این مطالعه نشان داد که تیمارهای آبیاری بر تراکم طولی ریشه در عمق های مختلف اثر معنی داری در سطح احتمال یک درصد داشته است. تقریبا 60 درصد تراکم طولی ریشه ذرت تا عمق 20 سانتیمتری بود. از طرفی لایه های سطحی ریشه تا این عمق خیلی سریع رطوبت خود را از دست داده و گیاه برای ادامه بقا نیاز به جذب آب از لایه های زیرین (پایین تر از 20 سانتی متر) دارد. این در حالی است که در تیمار کم آبیاری (60 درصد نیاز آبی) به علت کمبود آب و جذب آن در لایه های ابتدایی، تا لایه 40 سانتی متر وضعیت رشد ریشه کم بوده و در نتیجه میزان جذب آب نیز در لایه های پایین کم تر بوده است. افزایش مقدار آبیاری تاثیر مثبتی بر میزان عملکرد داشت به طوری که تیمار آبیاری 100 درصد نیاز آبی با 7769 کیلوگرم در هکتار بیشترین و تیمار 60 درصد نیاز آبی با 2482 کیلوگرم در هکتار کمترین عملکرد خشک دانه را داشت.

آبیاری قطره ای یکی از روش های کارآمد برای صرفه جویی در مصرف آب و افزایش کارایی مصرف آب آبیاری محسوب می شود. به رغم مزایای فراوان آبیاری قطره ای مقدار قابل توجهی آب از طریق تبخیر از خاک مابین ردیف های کشت و همچنین تعرق توسط علف های هرز تلف می گردد. استفاده از خاکپوش در مابین ردیف های کشت می تواند ضمن حفظ رطوبت خاک از طریق کاهش تبخیر از خاک و تعرق از علف های هرز باعث کاهش آب آبیاری مصرفی و افزایش عملکرد محصول گردد. هدف از تحقیق حاضر بررسی اثر توأم مقدار آب آبیاری و خاکپوش بر عملکرد و کارایی مصرف آب سیب زمینی در دشت دهگلان می باشد. بدین منظور، یک طرح آزمایشی در بهار 1393 در یکی از مزارع دشت دهگلان واقع در استان کردستان به اجرا درآمد. آزمایش در قالب کرت های خردشده بر پایه بلوک های کامل تصادفی و در سه تکرار انجام شد. فاکتور اصلی طرح شامل مقادیر آب آبیاری در چهار سطح (60، 80، 100 و 120 درصد نیاز آبی محصول سیب زمینی) و فاکتور فرعی شامل نوع خاکپوش در سه سطح (بدون خاکپوش، خاکپوش کاه و کلش و خاکپوش پلاستیک) بود. نتایج نشان داد که اثر عمق آب آبیاری و خاکپوش بر عملکرد در سطح آماری یک درصد معنی دار می باشد. بیشترین و کمترین مقدار عملکرد غده سیب زمینی به ترتیب مربوط به تیمارهای 120 و 60 درصد نیاز آبی بود. نتایج همچنین نشان داد که اثر خاکپوش بر کارایی مصرف آب آبیاری محصول سیب زمینی در سطح آماری یک درصد معنی دار می باشد. بیشترین میزان کارایی مصرف آب مربوط به خاکپوش پلاستیکی به میزان 14.96 کیلوگرم بر مترمکعب به دست آمد. کاربرد خاکپوش پلاستیکی در مقایسه با خاکپوش های قابل پوسیدن نظیر کاه و کلش مشکلات زیست محیطی در پی خواهد داشت.

ریحان (Ocimumbasilicum L.) یکی از گیاهان مهم متعلق به تیره نعناع (Lamiaceae) است که به عنوان گیاه دارویی، ادویه ای و همچنین به صورت سبزی تازه مورد استفاده قرار می گیرد.اثرات کم آبیاری، بافت خاک و کود روی اجزای عملکرد گیاه ریحان رقم کشکنی لولو مورد بررسی قرار گرفت. آزمایشی به صورت فاکتوریل بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی با 18 تیمار و سه تکرار اجرا شد. کم آبیاری شامل سه مقدار آبیاری برابر %100I1=، I2=%75 و %50I3= تبخیر-تعرق گیاه، بافت خاک شامل دو بافت سبک و متوسط و فاکتور کودی شامل سه سطح کود (شامل عناصر پر مصرف و کم مصرف) با غلظت کامل (F1)،70 درصد غلظت کود (F2) و عدم استفاده از کود (F3) بود که روی هر گلدان اعمال شد. نتایج آنالیز واریانس نشان داد که آبیاری اثر معنی داری در سطح یک درصد روی ارتفاع بوته، سطح برگ، وزن خشک برگ، وزن خشک ساقه، وزن تر برگ ریحان داشته، در حالی که اثر بافت خاک و کود بر صفات مورد بررسی معنی دار نشد. همچنین، اثر متقابل بافت خاک، کود و آبیاری روی پارامترهای اشاره شده در سطح یک درصد معنی دار شد به طوری که بیشترین مقدار ارتفاع بوته (31.42 سانتی متر)، سطح برگ (109.21 سانتی متر مربع)، وزن خشک برگ (0.97 گرم)، وزن خشک ساقه (2.24 گرم)، وزن تر برگ (5.12 گرم) در تیمار S1I1F3 و کمترین آن نیز در تیمار S1I3F3 بدست آمد. همچنین، بیشترین مقدار وزن بذر در بوته (2.41 گرم)، تعداد بذر در بوته (1822.3)، وزن هزار دانه (1.447 گرم) و عملکرد دانه (42.13 گرم بر مترمربع) در تیمار با بافت خاک لومی، آبیاری کامل و تیمار کودی با غلظت 100 درصد (S2I1F1) حاصل شد که نشان دهنده تاثیر کود بر بهبود عملکرد ریحان است.

محدودیت منابع آب و انرژی در دنیا و همچنین افزایش تقاضای آب و انرژی به علت رشد جمعیت و توسعه روزافزون جوامع بشری، ضرورت بررسی میزان مصرف آب و انرژی در سیستم های آبیاری را می طلبد. این پژوهش به منظور بررسی میزان مصرف آب و انرژی، تلفات و راندمان انرژی در ایستگاه های پمپاژ گازوئیلی طی سال های 1388 تا 1390 در مزارع شهرستان همدان اجرا شد. برای مقایسه عملکرد ایستگاه های پمپاژ آبیاری، معیار پمپاژ نبراسکا به کار برده شد. نتایج نشان داد که میزان راندمان کل از 7.2% تا 24.3 درصد متغیر بود. متوسط راندمان کل در ایستگاه های پمپاژ دیزلی 14.7 درصد محاسبه شد. متوسط انرژی تلف شده در ساعت در ایستگاه های مورد مطالعه برابر 4.84 لیتر گازوئیل در ساعت بود. همچنین، نتایج حاکی از این بود که در اکثر مزارع بارانی، کم آبیاری صورت می گرفت. میانگین کارایی مصرف آب در مزارع یونجه در دو سیستم نشتی و بارانی به ترتیب 1.7 و 2.7 کیلوگرم محصول خشک بر متر مکعب محاسبه شد. از عوامل مؤثر بر کاهش بازده انرژی را می توان استهلاک موتور پمپ، عدم اجرای فونداسیون مناسب موتور پمپ و عدم انتخاب موتور متناسب با پمپ را نام برد.

طرح های توسعه همراه با اثرات مثبت خود همواره دارای تاثیرات منفی مستقیم و غیر مستقیم با لقوه ای بر محیط زیست انسانی و طبیعی است و چنانچه از پیش برای اثرات منفی چاره اندیشی نشود و از لحاظ اثرات مثبت تقویت نشود، نتایج و عواقب نامطلوبی در پی خواهد داشت. هدف اصلی از انجام این پژوهش، ارزیابی اثرات زیست محیطی، اجتماعی و اقتصادی توسعه شبکه های مدرن آبیاری و زهکشی دشت کربال و عوامل تعیین کننده ی آن از دیدگاه بهره برداران بوده است تا از این طریق بتوان روند کمی و کیفی این پروژه ها را اصلاح و بازنگری نمود. روش این پژوهش از گروه مطالعات کمی و از نوع توصیفی، کنترل متغیر ها غیر آزمایشی، هدف کاربردی و جمع آوری داده ها با فن پیمایش بوده است. جامعه آماری این پژوهش شامل کلیه بهره بردارن تحت پوشش شبکه های مدرن آبیاری و زهکشی دشت بوده اند که 280 نفر از بهره برداران به شیوه ی تصادفی به عنوان نمونه انتخاب شدند. ابزار سنجش پرسشنامه بوده و روایی صوری پرسشنامه با استفاده ازیک پانل از متخصصان مربوطه و پایایی آن با انجام مطالعه راهنما تایید شد.متوسط ضریب آلفای کرونباخ این مطالعه در حدود 0.79 بود است. یافته های این پژوهش نشان داد که اکثر بهره برداران، ارزیابی مطلوبی از اثرات زیست محیطی، اجتماعی و اقتصادی طرح داشته اند و از چهار دسته عوامل تعیین کننده ی فردی، اقتصادی، اجتماعی و موقعیتی، دو دسته عوامل تعیین کننده ی فردی و اجتماعی، تاثیر بیشتری بر ارزیابی های صورت گرفته از اثرات طرح، از سوی بهره برداران، داشته اند.همچنین، محاسبات رگرسیونی نشان داد که چهار دسته متغیر نگرشی، بیشترین تاثیر را بر ارزیابی صورت گرفته از اثرات سه گانه طرح داشته اند. در پایان بر مبنای نتایج بدست آمده، پیشنهادهایی به منظور موفقیت در اجرا و بهره برداری از پروژه هایی از این دست، ارائه شده است.

امروزه استفاده از آبیاری قطره ای برای محصولاتی که به صورت ردیفی کشت می شوند رایج است. یکی از انواع آبیاری قطره ای، تیپ زیرزمینی می باشد. به منظور طراحی و مدیریت سامانه آبیاری قطره ای دانستن ابعاد خیس شدگی ضروری ست. با توجه به داشتن هزینه بالا و زمان بر بودن اندازه گیری های مزرعه ای، استفاده از مدل های شبیه ساز توصیه می شود. در همین راستا پژوهش حاضر با هدف بررسی کارایی سه مدل تجربی کندلوس و همکاران، تحلیلی WetUp و عددی HYDRUS-2D در آبیاری تیپ زیرزمینی با منبع خطی صورت گرفت. آبیاری در سه حجم 10، 15 و 20 لیتر در یک متر طول تیپ و سه عمق نصب تیپ 10، 20 و 30 سانتی متر در سه تکرار انجام شد. مقایسه بین مقادیر اندازه گیری و شبیه سازی شده به-وسیله هر سه مدل با شاخص های RMSE، nRMSE،CRM و MAE انجام شد. برای ابعاد خیس شدگی افقی مقدار RMSE برای مدل کندلوس و همکاران و مدل HYDRUS-2D به ترتیب 0.051 و 0.066 متر و برای خیس شدگی عمودی به ترتیب 0.052 و 0.078 متر بدست آمد. برای خیس شدگی افقی مقدار nRMSE برای مدل کندلوس و همکاران و مدل HYDRUS-2D به ترتیب 15.46 و 19.71 درصد به دست آمد که هر دو در رده خوب قرار گرفتند و برای خیس شدگی عمودی به ترتیب 15.99 و 23.74 درصد به دست آمد که به ترتیب در رده خوب و متوسط قرار گرفتند. آماره های بدست آمده برای مدل WetUp قابل قبول نبود. در خیس شدگی افقی و عمودی، شاخص CRM و MAE برای مدل کندلوس و همکاران کمترین مقدار را داشتند. در مجموع مدل کندلوس و همکاران بهترین برآورد را داشت.

تکنولوژی استفاده از آب مغناطیسی در کشاورزی بطور وسیعی در بیشتر کشورها مورد مطالعه قرار گرفته است. هدف این مطالعه، بررسی اثر آب مغناطیسی بر جوانه زنی و رشد رویشی دو رقم گوجه فرنگی در گلخانه میباشد. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار در سال 1393 انجام گرفت. بر اساس نتایج بدست آمده، بذرهای آبیاری شده با آب مغناطیسی در هر دو رقم گوجه فرنگی افزایش قابل توجهی در رشد رویشی، سرعت و درصد جوانه زنی، شاخص بنیه بذر، طول ریشه چه و ساقه چه، وزنتر گیاهچه و ترکیباتی شیمیایی مانند کلروفیل و کارتنوئید، نسبت به شاهد نشان دادند. جوانه زنی بذرهای آبیاری شده با آب مغناطیسی در هر دو رقم 94.6 درصد بود در حالیکه درصد جوانه زنی در بذرهای شاهد 90 و 93 درصد به ترتیب در رقم سانسید و صادین مشاهده شد. نتایج نشان داد که آبیاری با آب مغناطیسی اثرات معنی داری بر فاکتورهای مختلف مورد مطالعه داشته است. به نظر می رسد که کاربرد آب مغناطیسی منجر به بهبود کمی و کیفی رشد گیاهان خواهد شد.