لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

برنج از جمله گیاهانی است که نیاز آبی زیادی داشته و تحقیقات فراوانی در زمینه های مدیریت زراعی، به زراعی و به نژادی برای کاهش میزان آب مصرفی آن انجام شد. در این تحقیق آب مصرفی گیاه برنج در منطقه درودزن – فارس مورد ارزیابی قرار گرفت. به این منظور شش نقطه از شبکه آبیاری و زهکشی درودزن به منظور تعیین آب مصرفی زراعت برنج انتخاب گردید. ابتدا کل دوره رشد گیاه برنج به سه مرحله: خزانه، آماده سازی و دوره رشد در زمین اصلی تقسیم گردید و سپس مقدار آب مصرفی در هر مرحله مورد بررسی قرار گرفت. در این پژوهش مقدار آب مصرفی در دوره رشد برنج در زمین اصلی با استفاده از اندازه گیری های مزرعه ای تعیین و سپس با توجه به ویژگی های مزارع و روش های متداول در منطقه مورد مطالعه، مقدار آب مصرفی در دو مرحله خزانه و آماده سازی زمین نیز برآورد گردید. مجموع مقادیر به دست آمده در سه مرحله گفته شده مقدار آب مصرفی در کل دوره رشد و نمو گیاه برنج را برای مزارع مورد نظر مشخص نمود. نتایج بررسی نشان داد که مقدار آب مصرفی در مزارع شالیزاری به میزان زیادی تحت تاثیر مقدار نشت و نفوذ عمقی خاک مزارع و هم چنین طول دوره رشد گیاه قرار دارد. در نهایت بیش ترین و کم ترین مقدار آب مصرفی گیاه برنج به ترتیب 14523 و 10177 متر مکعب در هکتار به دست آمد.

هدف این تحقیق ارزیابی عملکرد کلی شبکه آبیاری آوان خوزستان در سطح 10985 هکتار می­باشد. ورودی­های آب منطقه اصلی (آبیاری، بارش و آزادسازی­های کانال) و خروجی­ها (تبخیر تعرق واقعی محصول، زهکشی سطحی خروجی و نشت از کانال انتقال) در طی سال­های هیدرولوژیکی 1385 تا 1388 اندازه­گیری یا برآورد شدند. نتایج این تحقیق نشان داد که میانگین ضریب مصرف آب آبیاری، راندمان­ توزیع و راندمان مزرعه در شبکه آوان طی سال های 88-1385 پایین و به ترتیب برابر با 37، 66 و 53 درصد می باشند. ارزیابی با روش نئوکلاسیک در سامانه­های آبیاری سطحی بیانگر آن بود که مقادیر راندمان خالص و موثر به ترتیب برابر  83 و 68 درصد و هر دو بیشتر از راندمان کلاسیک (53 درصد) می باشند. کاهش­های پتانسیل در تخصیص آب برای سه مقدار ضریب مصرف آب آبیاری برابر 65، 75 و 85 درصد و دو سناریوی مدرن­سازی (I و II) بررسی شد. در سناریوی I، که هدف رسیدن به ET و عملکرد محصول حداکثر بود، تخصیص آب می توانست از 8/34  تا 2/50 درصد نسبت به تخصیص موجود کاهش یابد. همچنین در سناریوی II با هدف رسیدن به حفاظت حداکثر آب تحت ET حقیقی و عملکرد محصول، تخصیص آب نسبت به تخصیص موجود قابل کاهش­ از 4/47 تا 8/59 درصد می باشند. به طور کلی نتایج این تحقیق نشان داد که راندمان موثر بیان بهتری در مورد مناسب بودن مدیریت آبیاری در مقیاس مزرعه و نحوه انجام آبیاری دارد، در حالی که راندمان خالص تنها مفهوم استفاده مجدد از تلفات مفید را در مقیاس مکانی بزرگتر از مزرعه لحاظ می­کند.

هدف این تحقیق ارزیابی عملکرد کلی شبکه آبیاری آوان خوزستان در سطح 10985 هکتار می­باشد. ورودی­های آب منطقه اصلی (آبیاری، بارش و آزادسازی­های کانال) و خروجی­ها (تبخیر تعرق واقعی محصول، زهکشی سطحی خروجی و نشت از کانال انتقال) در طی سال­های هیدرولوژیکی 1385 تا 1388 اندازه­گیری یا برآورد شدند. نتایج این تحقیق نشان داد که میانگین ضریب مصرف آب آبیاری، راندمان­ توزیع و راندمان مزرعه در شبکه آوان طی سال های 88-1385 پایین و به ترتیب برابر با 37، 66 و 53 درصد می باشند. ارزیابی با روش نئوکلاسیک در سامانه­های آبیاری سطحی بیانگر آن بود که مقادیر راندمان خالص و موثر به ترتیب برابر  83 و 68 درصد و هر دو بیشتر از راندمان کلاسیک (53 درصد) می باشند. کاهش­های پتانسیل در تخصیص آب برای سه مقدار ضریب مصرف آب آبیاری برابر 65، 75 و 85 درصد و دو سناریوی مدرن­سازی (I و II) بررسی شد. در سناریوی I، که هدف رسیدن به ET و عملکرد محصول حداکثر بود، تخصیص آب می توانست از 8/34  تا 2/50 درصد نسبت به تخصیص موجود کاهش یابد. همچنین در سناریوی II با هدف رسیدن به حفاظت حداکثر آب تحت ET حقیقی و عملکرد محصول، تخصیص آب نسبت به تخصیص موجود قابل کاهش­ از 4/47 تا 8/59 درصد می باشند. به طور کلی نتایج این تحقیق نشان داد که راندمان موثر بیان بهتری در مورد مناسب بودن مدیریت آبیاری در مقیاس مزرعه و نحوه انجام آبیاری دارد، در حالی که راندمان خالص تنها مفهوم استفاده مجدد از تلفات مفید را در مقیاس مکانی بزرگتر از مزرعه لحاظ می­کند.

برآورد مقدار بهینه کود مصرفی برای کاهش هزینه تولید و مخاطرات زیست محیطی و افزایش عملکرد ضروری است. نیاز بهینه و اقتصادی کود با استفاده از برازش یک مدل بر داده های عملکرد نسبت به کود مصرفی به دست می آید. در تحقیق حاضر به منظور تعیین مدل مناسب تابع تولید چغندرقند نسبت به مصرف کود نیتروژن و برآورد مقدار بهینه اقتصادی کود مدل های چندجمله ای درجه دو، جذری، میچرلیخ، هیپربولیک مثلثاتی، چندجمله ای درجه دو با آستانه و خطی با آستانه استفاده شد. داده های مورد استفاده نتایج یک آزمایش در پنج سطح کودی نیتروژن خالص شامل: صفر، 60، 120، 180 و 240 کیلوگرم در هکتار و با سیستم آبیاری نشتی در سه تکرار در دو سال 1382 و 1383 بود. مقدار بهینه اقتصادی کود نیتروژن بر اساس قیمت های کود و محصول در سال های مذکور به دست آمد. مقدار کود با توجه به نسبت قیمت کود به محصول و نوع مدل مورد استفاده متفاوت بود. نتایج این تحقیق نشان داد که مدل چندجمله ای درجه دو برای توصیف تابع تولید و مقدار بهینه اقتصادی کود در زراعت چغندرقند مناسب است. با کاربرد این مدل مقدار بهینه اقتصادی کود نیتروژن در سال های 1382 و 1383 به ترتیب 235.8 و 248.9 کیلوگرم در هکتار به دست آمد. مقدار بهینه اقتصادی کود نیتروژن با استفاده از این مدل در سال 1390 بر اساس مدل سال 1382 با نرخ مصوب و آزاد کود اوره به ترتیب 234.7 و 225.1 کیلوگرم در هکتار و بر اساس مدل سال 1383 به ترتیب 247.9 و 240.8 کیلوگرم در هکتار به دست آمد.

کم آبیاری، انتخاب یک راهبرد بهینه و برتر برای استفاده از آب و تولید محصول تحت شرایط کمبود و یا بالابودن قیمت آب است. طی پژوهش حاضر اثرات کم آبیاری بر توابع تولید و هزینه گیاه ذرت از رقم سینگل کراس 704 مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با 13 تیمار و 3 تکرار انجام شد. تیمارها نسبت به درصد نیاز آبی گیاه با افزایش های ده درصدی از صفر تا 120 درصد نیاز آبی انجام گرفت. تابع تولید به صورت یک منحنی درجه دوم و تابع هزینه به صورت یک معادله خطی به دست آمد. نتایج به دست آمده نشان می دهد که آبیاری کامل (100 درصد نیاز آبی معادل 4.82 سانتی متر عمق آبیاری در واحد سطح) بیش ترین عملکرد محصول در واحد سطح (به میزان 77360 کیلوگرم در هکتار) را به همراه دارد. از کشت ذرت بدون آبیاری تا 30 درصد نیاز آبی گیاه، تنها ضرر و زیان مالی نصیب زارع می گردد. علاوه بر آن بیش ترین درآمد ناخالص، مربوط به تیمار با 100 درصد نیاز آبی گیاه، و بیش ترین درآمد خالص مربوط به تیمار با کاهش 10 درصدی در مصرف آب نسبت به حالت آبیاری کامل می باشد. بالاترین درآمد ناخالص و خالص «به ازای واحد آب مصرفی» نیز به ترتیب مربوط به تیمار با کاهش 50 درصدی و تیمار با کاهش 30 درصدی است. در کل نتایج این پژوهش نشان می دهد که آبیاری بیش از نیاز آبی گیاه علاوه بر افزایش هزینه، کاهش محصول را نیز در پی خواهد داشت، و نیز بیش ترین درآمد خالص «در حالت محدودیت منابع آب» و افزایش سطح زیر کشت، در تیمار بدون کاهش مصرف آب به دست می آید.

کسب اطلاعات در مورد تبخیر تعرق که فرآیندی ترکیبی از تبخیر و تعرق گیاهی، است، در برنامه ریزی آبیاری و زهکشی بسیار حائز اهمیت می باشد. در این میان لایسیمترهای وزنی به عنوان یکی از دقیق ترین روش های اندازه گیری مستقیم تبخیر تعرق می توانند مورد استفاده قرار گیرند. هدف اصلی این تحقیق، طراحی ساخت و نصب دو لایسیمتر وزنی در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه تهران واقع در کرج به منظور برآورد نیاز آبی گیاهان زراعی و گیاه مرجع بوده است. یکی از لایسی مترهای مذکور دارای ابعاد 3m×3m×2m برای کشت گیاهان زراعی عمده منطقه و لایسیمتر دوم با ابعاد 4m×4m×1m برای کشت گیاه مرجع (چمن) در نظر گرفته شده است. حساسیت و دقت سیستم توزین برای اندازه گیری در هر کدام از لایسیمترها معادل یک کیلوگرم می باشد. سیستم توزین این لایسیمترها از نوع الکترونیکی بوده و در هر کدام از آنها چهار لودسل برای انجام عملیات توزین استفاده شده است. این اندازه گیری رطوبت در دامنه پژمردگی دائم تا اشباع کامل خاک با دقت حداقل یک کیلوگرم انجام می گیرد. دقت وزنی به ترتیب معادل 0.1 و 0.06 میلی متر تبخیر و تعرق آب از سطح لایسیمتر برای لایسیمترهای به ابعاد 3m×3m×2m و 4m×4m×1m می باشد. در سیستم توزین امکان ذخیره سازی و پردازش داده ها توسط کامپیوتر در نظر گرفته شده است. جعبه های کشت از ورق های فولادی ساخته شده و در مقابل نیروهای وارده کاملا مقاوم سازی گردیده و سپس با خاک دست خورده پر شده اند. لایسی مترها در مسیر وزش باد غالب در فاصله 400 متری از کناره مزرعه نصب شده اند. سیستم زهکشی استفاده شده در لایسی مترها از نوع آزاد بوده و در طراحی آنها همه محدودیت های طراحی و اجرایی با توجه به امکانات موجود مد نظر قرار گرفته است.  

با توجه به شرایط خشک و نیمه خشک کشور ما و همچنین وجود خشکسالی های اخیر و با در نظر گرفتن تاثیر مثبت عناصری مانند پتاسیم در کاهش اثرات منفی کم آبیاری و کاربرد روش های آبیاری مناسب، این تحقیق انجام گردید. آزمایش در استان فارس، در شهرستان زرقان و روی گیاه ذرت رقم 704 سینگل کراس به صورت کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی، با سه تکرار در سال 1390 اجرا شد. دور آبیاری به عنوان فاکتور اصلی: (1- آبیاری به صورت کامل در کل فصل رشد (شاهد) 2- آبیاری یک در میان متناوب بجز در مراحل جوانه زنی و گلدهی 3- آبیاری یک در میان متناوب ثابت در کل دوره رشد و کود سولفات پتاسیم به عنوان فاکتور فرعی در چهار سطح (0، 100، 200 و 300 کیلوگرم درهکتار) در نظرگرفته شد. نتایج آزمایش نشان داد که تیمار آبیاری یک در میان متناوب بجز در مراحل جوانه زنی و گلدهی باعث افزایش معنی دار عملکرد دانه شد (4.93 تن در هکتار)، درحالیکه تیمار آبیاری یک در میان متناوب ثابت تاثیر معنی داری بر عملکرد دانه نداشت (2.64 تن در هکتار). سطوح مختلف سولفات پتاسیم از لحاظ تاثیر بر شاخص سطح برگ، تعداد ردیف در بلال، تعداد دانه در ردیف و عملکرد دانه تفاوت معنی دار آماری داشتند. بیشترین ارتفاع گیاه (2.07 متر)، تعداد ردیف در بلال (14.88)، تعداد دانه در ردیف (28.478)، طول بلال (18.113 سانتی متر)، وزن هزار دانه (273.231 گرم) و عملکرد دانه (4.41 تن در هکتار) با کاربرد میزان 300 کیلوگرم پتاسیم در هکتار حاصل شد. اثر متقابل آبیاری یک در میان بجز مراحل جوانه زنی و گلدهی با کاربرد 300 کیلوگرم کود پتاسیم در هکتار بیشترین میزان عملکرد دانه را داشت (5.97 تن در هکتار).

این تحقیق با هدف تخمین ضریب زبری مانینگ در فازها و رخدادهای مختلف آبیاری با استفاده از روابط تجربی انجام شد. بدین منظور شش مقدار دبی ورودی در دو دسته دبی کم و زیاد، سه رخداد آبیاری متوالی، فازهای پیشروی و ذخیره، دو دور آبیاری و دو نوع بافت خاک مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه همبستگی بین زبری و این پارامترها با استفاده از آزمون های آماری پیرسون و کندال بررسی شد. سپس با استفاده از نتایج آن، روابطی رگرسیونی برای تخمین زبری در فازهای مختلف آبیاری توسعه یافت. نتایج نشان داد که زمان پیشروی و اندازه کلوخه ها قبل از آبیاری همبستگی زیاد و شیب، رطوبت و اندازه کلوخه های پس از آبیاری همبستگی پایین با داده های زبری مانینگ در کل رخداد آبیاری داشتند. زبری فاز پیشروی هم بیش ترین همبستگی را با زمان پیشروی داشت. بیش ترین و کم ترین ضریب همبستگی بین پارامترها و ضریب زبری فاز ذخیره مربوط به زمان پیشروی و دبی ورودی با مقدار 65/0 و 31/0- بود که نشان از همبستگی بالا و ارتباط مستقیم زمان پیشروی و همبستگی ضعیف و رابطه معکوس دبی و زبری در این حالت داشت. میانگین مقادیر شاخص های R2، RMSE و NRMSE در روابط ارائه شده به ترتیب 87/0، 014/0 و 97/26 درصد بود که نشان از دقت مناسب این روابط داشت. در نهایت پیشنهاد شد تا تحقیقات مشابهی در شرایط متفاوت مزرعه ای و هیدرولیکی انجام شود تا روابط ارائه شده جامعیت بیشتری یابند و قابل توصیه در مزارع دیگر باشند چراکه توسعه چنین روابطی می تواند به افزایش سرعت تخمین زبری در فازهای مختلف و سهولت استفاده از آن کمک نمایند.