اندازه گیری مستقیم عملکرد محصول ذرت علوفه ای علیرغم دقیق بودن و غیرقابل اجرا بودن در مناطق وسیع، امری سخت، زمانبر و هزینه بر است. این محدودیت ها، موجب تمایل به استفاده از روش های غیر مستقیم مانند سنجش ازدور در برآورد عملکرد محصول شده است. البته برآورد دقیق عملکرد محصول از طریق سنجش از دور نیز همواره با چالش هایی از جمله استفاده از تصاویر و پارامتر های تصویری مناسب برای هر منطقه، روبرو است. پژوهش حاضر با هدف افزایش دقت برآورد عملکرد تر ذرت علوفه ای قبل از رسیدن به تاریخ برداشت محصول در منطقه مورد مطالعه بااستفاده از مدل مانتیث و سنجش ازدور انجام شد. بدین منظور پارامترهای مدل مانتیث مانند ضریب راندمان انرژی جذب شده در منطقه مورد مطالعه بهینه گردید و زیست توده ذرت علوفه ای بااستفاده از اطلاعات ماهواره لندست 8 برآورد و با زیست توده اندازه گیری شده در مزرعه مقایسه شد. میزان عملکرد برآورد شده با مدل بهینه شده، همبستگی و پراکنش خوبی (85/0=2R) با عملکرد واقعی مزارع نشان داد. نتایج نشان داد که با بهینه کردن پارامترهای مدل مانتیث خطای برآورد در مقایسه با بهینه نشدن پارامترها در حد قابل قبولی (±, 10%) کاهش پیدا خواهد کرد. از سوی دیگر، بااستفاده از میانگین درصد ماده خشک بدست آمده در اندازه گیری های مزرعه ای، زیست توده برآورد شده از مدل بهینه شده، به عملکرد تر تبدیل شد و بااستفاده از مقادیر NDVI تصاویر ماهواره ای در دوره رشد بعد از بیشترین مقدار NDVI، رابطه خطی با ضریب همبستگی قابل قبول (81/0= 2R) برای برآورد عملکرد تر ذرت علوفه ای در منطقه مورد مطالعه ارایه گردید. این نتایج نشان داد که با استفاده از نتایج NDVIیک یا دو تصویر قبل از برداشت محصول (یک تا سه هفته قبل از برداشت) و استفاده از رابطه بدست آمده می توان عملکرد ذرت علوفه ای را با دقت قابل قبولی پیش بینی کرد.

افزایش روزافزون تقاضای محصولات کشاورزی و افزایش فشار بر منابع آب و خاک از یک سو و مشکلات دستیابی به داده های میدانی از سوی دیگر، ضرورت استفاده از مدل های مناسب برای پیش بینی عملکرد محصولات کشاورزی را نمایان می سازد. در این میان مدل های کامپیوتری امکان بررسی استراتژی های مختلف مدیریتی را فراهم آورده اند. هدف اصلی این پژوهش تعیین حداقل پارامترهای ورودی مورد نیاز برای تعیین عملکرد ذرت علوفه ای به کمک شبکه های عصبی مصنوعی و نیز کاربرد این نوع از شبکه ها برای پیش بینی عملکرد ذرت علوفه ای در سطوح مختلف آب و کود نیتروژنی می باشد. بدین منظور داده های آزمایشی مزرعه ای ذرت علوفه ای در چهار سطح آبیاری 0.7، 0.85، 1 و 1.13 آب مورد نیاز گیاه (ETc) و سه سطح کودی صفر، 150 و 200 کیلوگرم نیتروژن در هکتار مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد زمانی که حداقل سه پارامتر آب آبیاری، کود نیتروژنی و درجه روز رشد به عنوان ورودی به مدل شبکه عصبی مصنوعی معرفی شوند این مدل قادر به پیش بینی عملکرد ماده خشک ذرت علوفه ای با دقت بالایی می باشد. بهترین اعتبار سنجی این مدل، در گام دهم آموزش و با میانگین مربعات خطای 0.003 حاصل شد. همچنین نتایج آنالیز حساسیت حاکی از آن بود که درجه روز رشد با ضریب حساسیت 9.96، مهمترین پارامتر موثر بر پیش بینی عملکرد ذرت علوفه ای می باشد و پس از آن میزان آب آبیاری با ضریب حساسیت 2.07 قرار می گیرد. افزودن پارامترهای تشعشع خورشیدی و رطوبت نسبی متوسط به ورودی ها سبب کاهش میزان میانگین مربعات خطا یا به عبارتی افزایش دقت مدل در روند آموزش شبکه می شوند.

شاخص های گیاهی به خوبی شرایط گیاه در مزرعه را بیان می کنند. از آنجاکه سطح سایه انداز (CC) با فعالیت فتوسنتزی گیاه همبستگی دارد، هدف از مطالعه حاضر بررسی دقت دو روش تعیین CC ذرت در طول مراحل مختلف رشد در مزرعه ذرت علوفه ای در قزوین توسط نرم افزار ENVI و مدل Canopeo و مقایسه نتایج حاصل با مقادیر حاصل از مدل Aquacrop است. در فواصل زمانی مختلف در طول فصل رشد گیاه ذرت تصویر برداری در چهار حالت: 1) از بالا به پایین بدون لنز چشم ماهی، 2) بالا به پایین با لنز چشم ماهی، 3) پایین به بالا بدون لنز چشم ماهی و 4) پایین به بالا با لنز چشم ماهی انجام شد. مقدار CC در تصاویر حاصله توسط سه الگوریتم حداکثر احتمال، حداقل فاصله و روش موازی در ENVI تعیین شد. ابتدا ارزیابی کیفی کلاس بندی تصاویر در سه الگوریتم نامبرده صورت گرفت. نتایج بیانگر دقت بیشتر الگوریتم حداکثر احتمال نسبت به دو الگوریتم دیگر بود. ارزیابی آماری نتایج کمی حاصل از ENVI بیانگر دقت بالا مدل در الگوریتم حداکثر احتمال بود( ضریب کاپا > 82/0، دقت کلی > 93، Commision و Omission حداقل مقدار). حداقل مقدار RMSE به ترتیب مربوط به سطح سایه انداز برآورد شده توسط نرم افزار Canopeo در تصویر برداری از پایین به بالا با لنز(92/9) بود. به طورکلی می توان دریافت که تصویر برداری پایین به بالا بدون لنز (Canopeo) (R=0. 8 و 11. 81=RMSE ) و تصویربرداری از بالا به پایین با لنز (ENVI) (R=0. 82 و 13. 26=RMSE ) نسبت به سایر حالت ها در تعیین سطح سایه انداز توانمندتر بوده اند.

سابقه و هدف: اثرات استفاده از باکتری های اسید لاکتیک به عنوان مکمل میکروبی بر ویژگی های تخمیر سیلاژ عمدتاً به دلیل تولید متابولیت های مفیدی است که می توانند رشد میکروارگانیسم های بیماری زا و مخرب را مهار کنند. بنابراین، توانایی یک سویه در استفاده از سوبستراهای متعدد موجود در گیاه علوفه ای و تولید متابولیت های مختلف می تواند در رقابت با سایر میکروارگانیسم ها مفید باشد. از این توانایی می توان به عنوان یک اصل برای انتخاب مواد تلقیحی استفاده کرد. با این وجود، تحقیقات نشان داده اند که مقالات منتشر شده در انتخاب ماده تلقیحی با هدف محدود کردن رشد این میکروارگانیسم های مخرب و بیماری زا هنوز کمیاب است. برخی از محققان اثرات مواد تلقیحی میکروبی بر تخمیر سیلاژ را گزارش کرده اند. با این حال، با وجود مقالات متعددی که در مورد اثرات ماده تلقیحی بر تخمیر سیلاژ منتشر شده اند، در مورد انتخاب سیستماتیک سویه ها توضیحات کمی وجود دارد. هدف از مطالعه حاضر جداسازی، شناسایی و انتخاب سویه های باکتری های اسید لاکتیک با قابلیت بهبود ویژگی های تخمیری و جلوگیری از رشد میکروارگانیسم های بیماریزا و مخرب و ارزیابی اثر تلقیح این سویه ها بر ارزش غذایی و پایداری هوازی سیلاژهای ذرت بود. مواد و روش ها: این تحقیق به منظور انتخاب سویه های باکتری های اسید لاکتیک جدا شده از منابع مختلف و ارزیابی تأثیر آن ها بر کیفیت سیلاژ ذرت انجام شد. سویه های باکتری های اسید لاکتیک برای ارزیابی تولید متابولیت ها و کاهش pH در عصاره آبی به دست آمده از علوفه ذرت تلقیح شدند. یکصدوبیست ویک سویه از منابع مختلف در آزمایشگاه جدا شد. همه ی سویه های جدا شده گرم مثبت، کاتالاز منفی و عمدتاً تولید کننده اسید لاکتیک، که باکتری های اسید لاکتیک در نظر گرفته شدند. تجزیه و تحلیل توالی 16S ریبوزومی DNA، 22سویه نماینده برای تأیید حضور گروه های غالب استفاده شد. توالی جدایه های مختلف باکتری های اسید لاکتیک درجه شباهت بالایی به سویه های نوع بانک ژن داشتند که بین 99 و 100 درصد شباهت نشان دادند. چهار سویه باکتری های اسید لاکتیک که بهترین نتایج را نشان دادند، در سیلوهای آزمایشی مورد ارزیابی قرار گرفتند. این آزمایش در یک طرح کاملاً تصادفی با پنج تیمار (چهار سویه باکتری های اسید لاکتیک و یک شاهد بدون ماده تلقیحی) و نه تکرار انجام شد. مواد تلقیحی در 106 واحد تشکیل دهنده کلنی/ گرم علوفه تازه به علوفه ذرت خرد شده که پس از آن به مدت 105 روز سیلو شدند، استفاده شد. پس از باز شدن سیلوها، از سیلاژها برای تجزیه و تحلیل ترکیبات شیمیایی و فرآورده های تخمیری نمونه برداری شد. یافته ها: تلقیح سویه های باکتری های اسید لاکتیک بر ترکیب شیمیایی، خصوصیات تخمیری و جمعیت میکروبی سیلاژها تأثیر گذاشت. تلقیح سویه های باکتری های اسید لاکتیک بر ترکیب شیمیایی و غلظت اسیدهای لاکتیک و استیک، اتانول و 1، 2-پروپان دی ال سیلاژها تأثیر معنی دار داشت. در میان تیمارها، سیلاژ تلقیح شده با لاکتوباسیلوس فرمنتوم دارای غلظت استات بالاتر (0. 0001>P)، اما غلظت لاکتات (0. 008>P) و تعداد مخمر کمتر (0. 0001>P) نسبت به سایر سیلاژها بود. همچنین، تلقیح سیلاژ با لاکتوباسیلوس فرمنتوم (سویه ی 16) منجر به سیلاژی با جمعیت باکتری های اسید لاکتیک بیشتر و بهبود پایداری هوازی پس از در معرض قرار گرفتن هوا شد (0001/0>P). سیلاژهای تلقیح شده با لاکتوباسیلوس فرمنتوم و به دنبال آن لاکتوباسیلوس سالیواریوس حاوی کمترین تعداد مخمر (0001/0>P) و قارچ های رشته ای در طول تخمیر بودند. بین سیلاژها، سیلاژ تلقیح شده با لاکتوباسیلوس فرمنتوم، پایداری هوازی بالاتری را نشان داد (0. 0001>P). نتیجه گیری: روش پیش انتخاب بر اساس تولید متابولیت ها در انتخاب سویه های جدید تلقیحی و همبستگی بالا با سیلوهای آزمایشگاهی، کارآمد بود. تلقیح سویه های باکتری های اسید لاکتیک در سیلاژ ذرت منجر به تفاوت در ارزش غذایی یا جمعیت میکروارگانیسم های بیماریزا و مخرب شد. سویه های 16 و 7، که به عنوان لاکتوباسیلوس فرمنتوم و لاکتوباسیلوس سالیواریوس شناخته شدند، منابع امیدوارکننده ای برای استفاده به عنوان ماده تلقیحی در سیلاژهای ذرت در نظر گرفته شدند، زیرا آنها سیلاژهایی با ویژگی های تخمیری بهتر فراهم می کنند و باعث بهبودی پایداری هوازی پس از قرار گرفتن در معرض هوا می شوند.

با وجود اهمیت تعیین و تدقیق شاخص ها و فراسنج های مدیریت مصرف آب در بخش کشاورزی برای استفاده در برنامه-ریزی های کلان کشوری، تاکنون شاخص های مدیریت مصرف آب (حجم آب مصرفی، بهره وری آب و راندمان کاربرد آب در مزارع) در پایاب شبکه های آبیاری مدرن و سنتی در تولید محصولات زراعی و باغی کمتر مقایسه شده است. هدف از این پژوهش، مقایسه ی شاخص های مدیریت مصرف آب در پایاب شبکه های آبیاری مدرن و سنتی در تولید ذرت علوفه ای در برخی نقاط کشور است. داده های پژوهش با اندازه گیری های گسترده و مستقیم از مزارع استان های البرز، تهران، فارس، خوزستان، خراسان رضوی، اردبیل، اصفهان و قزوین که حدود 70 درصد از سطح زیرکشت ذرت علوفه ای در کشور را پوشش می دهند در بیش از 100 مزرعه در پایاب شبکه های آبیاری مدرن و سنتی به دست آمده است. نتایج تحقیق نشان می دهد تفاوت شاخص های حجم آب مصرفی و بهره وری آب در تولید محصول در پایاب شبکه های مدرن و سنتی معنی دار ولی تفاوت عملکرد در دو شبکه معنی دار نشده است. در پایاب شبکه های مدرن و سنتی، میانگین عملکرد ذرت علوفه ای به-ترتیب 50/54 و 54/32 تن بر هکتار، میانگین حجم آب مصرفی به ترتیب 6983 و 9085 مترمکعب بر هکتار، میانگین بهره وری آب به ترتیب 7/46 و 6/26 کیلوگرم به ازای هر مترمکعب آب و میانگین راندمان کاربرد آب به ترتیب 73 و 68 درصد به دست آمده است. یافته های این پژوهش نشان می دهد که توسعه ی شبکه های مدرن می تواند در ارتقای بهره وری آب، در عملیاتی کردن برنامه های پنج ساله ی توسعه ای کشور و برنامه ی اقتصاد مقاومتی مفید باشد.

به منظور مطالعه اثرات تراکم بوته و مقدار نیتروژن بر عملکرد، نیترات و پروتئین ذرت سیلوئی (هیبرید سینگل کراس 704) آزمایشی در سال 1386 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه شهرکرد اجرا شد. چهار سطح تراکم (92600، 104200، 119000 و 138900 بوته در هکتار) و چهار سطح نیتروژن (200، 240، 280 و 320 کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار) به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با چهار تکرار مورد مقایسه قرار گرفتند. نتایج نشان داد که افزایش تراکم بوته موجب کاهش معنی دار عملکرد تک بوته و افزایش عملکردهای علوفه تر و پروتئین می شود. ولی پروتئین دانه با افزایش تراکم بوته به طور معنی داری کاهش یافت. در حالی که با افزایش مقدار نیتروژن، پروتئین کل بوته و اجزای آن و عملکرد پروتئین به طور معنی داری افزایش یافت. نیترات ساقه تحت تاثیر عوامل آزمایشی قرار نگرفت. برهمکنش تراکم بوته با مقدار نیتروژن بر هیچ کدام از صفات مورد مطالعه معنی دار نشد. بیشترین مقدار علوفه تولیدی در تیمار 320 کیلوگرم نیتروژن در هکتار به دست آمد اما اختلاف معنی داری با تیمار 240 و 280 کیلوگرم نیتروژن در هکتار نداشت. بر اساس نتایج حاضر به نظر می رسد کشت ذرت سیلویی با تراکم 138900 بوته در هکتار یا تراکم های بالاتر و 240 کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار برای تولید مطلوب در شرایطی مشابه با تحقیق حاضر مناسب باشد.

مقدمه: برآورد به موقع و دقیق عملکرد محصول قبل از برداشت و پیش بینی آن ازطریق مدل های رشد محصول، برای دستیابی به برنامه ریزی عملیات زراعی و حفظ و توسعۀ عملکرد در مقیاس منطقه ای، از اهمیت بسیاری برخوردار است. مدل سازی تغییرات پویا، در هنگام رشد محصول، کمک شایان توجهی به محققان می کند تا استراتژی های مدیریت محصول را به منظور افزایش عملکرد آن، برنامه ریزی کنند. این مدل ها حاوی پارامترهای متعددی است که باید، با توجه به ویژگی های منطقۀ مورد مطالعه، کالیبره شوند؛ ازطرفی، وجود نداشتن مؤلفۀ مکان در این مدل ها و نیز عدم قطعیت درمورد مقادیر پارامترهای آنها منجر به بروز خطا در خروجی های برآوردشده می شود. اسیمیلیت داده های سنجش از دور می تواند برای حل این مشکل و ارزیابی تغییرپذیری مکانی در اراضی، به ویژه در مقیاس منطقه ای، مفید باشد. سنجش از دور را می توان برای تخمین و برآورد مقادیر پارامترهای ورودی مدل های رشد محصول، مانند شاخص سطح برگ، سطح پوشش، بیومس، ویژگی های خاک به کار برد. مواد و روشها: برای دستیابی به عملکرد دقیق محصول می توان از مدل های رشد گیاه استفاده کرد. برای تخمین پارامترهای مدل شبیه سازی گیاه زراعی AquaCrop و تنظیم مدل در سطح منطقه، اطلاعات مورد نیاز مدل در مراحل متفاوت رشد گیاه و قبل از کشت، در مزارع ذرت علوفه ای و در مقیاس منطقه ای، اندازه گیری و نمونه برداری شد. به منظور کالیبره کردن مدل شبیه سازی AquaCrop ازطریق داده گواری سنجش از دور (RS)، متغیر بیوفیزیکی fCover از داده های RS مبتنی بر پیکسل، با توسعۀ الگوریتم GPR-PSO، استخراج شد. علاوه براین، با هدف ساده سازی مدل AquaCrop و شناسایی پارامترهای تأثیرگذارتر، الگوریتم های تحلیل حساسیت ترکیبی Morris و EFAST به کار رفت. درنَهایت، ازطریق داده گواری متغیر بیوفیزیکی استخراج شده با RS در مدل AquaCrop، این پارامترهای مؤثرتر با استفاده از روش جایگزینی تخمین زده شد و نتایج با نتایج حاصل از شرایط استفاده نکردن از داده های RS مقایسه شد. به منظور کالیبره کردن مدل AquaCrop، نمونه برداری مزرعه ای از خاک (قبل از کاشت) و محصول در فصل رشد ذرت علوفه ای، عکس برداری رقومی نیم کروی (DHP) و همچنین اندازه گیری به روش تخریبی LAI برای مقایسه، در مزارع شهرستان قلعه نو واقع در جنوب تهران، در تابستان 1398 انجام شد. نتایج و بحث: نتایج داده گواری RS در مدل AquaCrop در مقایسه با به کار نبردن داده های RS در این مدل نشان داد که در نظر گرفتن داده گواری RS منجر به افزایش دقت تنظیم کردن مدل می شود. نتایج نشان داد که داده گواری سنجش از دور در مدل به برآورد دقت متغیر خروجی عملکرد در آمارۀ R2، به میزان 89/0 و 88/0، در واسنجی و صحت سنجی منجر شده است. داده گواری سنجش از دور، در قیاس با اعمال نشدن آن، به بهبود دقت و افزایش R2 به میزان 14/0 و 15/0 و نیز کاهش در آمارۀ RRMSE به میزان 12/4 و 17/5%، در آمارۀ RMSE به میزان 5/2 و 4/2 ton/ha، به ترتیب در واسنجی و صحت سنجی، انجامیده است. بنابراین، در مقایسۀ داده گواری RS و بدون داده گواری، بهبود فرایند تنظیم مدل با داده گواری RS همراه است. نتیجه گیری: در این تحقیق، مقادیر برآوردشدۀ پارامتر بیوفیزیکی fCover، به دست آمده ازطریق سنجش از دور به منزلۀ متغیر کنترل مشاهداتی ورودی برای مدل AquaCrop استفاده شد تا پارامترهای تأثیرگذار شناسایی شدۀ آن (ازطریق تحلیل حساسیت) تنظیم شود. نتایج نشان می دهد که داده گواری سنجش از دور، با استفاده از روش جایگزینی برای تنظیم مدل مدنظر، توانسته است بر میزان دقت برآوردشده بیفزاید. علاوه براین، توافق بین مقادیر پیش بینی شده و اندازه گیری شده بیشتر از زمانی است که سنجش از دور اعمال نمی شود. بنابراین نتایج تحقیق نشان می دهد که داده گواری سنجش از دور در مدل AquaCrop می تواند عملکردی موفق تر از شرایط اعمال نشدن سنجش از دور داشته باشد و نتایج با دقت بیشتری به دست دهد. همچنین، در مقیاس منطقه ای، می توان با استفاده از سنجش از دور و قابلیت آن در برآورد پارامتر بیوفیزیکی در مقیاس وسیع، با صرف وقت و هزینۀ کمتر و به روزتر، مدل های رشد محصول را برای منطقۀ مورد نظر کالیبره کرد.

هدف اصلی از اجرای این تحقیق، اندازه گیری مستقیم و مزرعه ای آب مصرفی ذرت علوفه ای تحت مدیریت کشاورزان و تعیین بهره وری آب در بهبهان بود. بدین ترتیب، حجم آب مصرف شده برای ذرت علوفه ای در شهرستان بهبهان در سامانه های آبیاری بارانی و سطحی و منابع آبی مختلف در طول یک فصل زراعی (96-1395) اندازه گیری شد. مقادیر اندازه گیری شده با نیاز آبی خالص به روش پنمن-مانتیث برآورد و با مقادیر سند ملی آب مقایسه گردید. میانگین عملکرد در دو سامانه بارانی و سطحی 58329 کیلوگرم بر هکتار بود. بهره وری آب در مزارع از 91/3 تا 71/13 کیلوگرم بر مترمکعب در نوسان بود. میانگین راندمان کاربرد ذرت علوفه ای در سامانه آبیاری بارانی به میزان 3/73 درصد به ثبت رسید. حجم آب مصرفی ذرت علوفه ای در سامانه آبیاری سطحی 9778 و در مزارع آبیاری بارانی 6991 مترمکعب بر هکتار اندازه گیری شد. نتایج مقایسه میانگین نیاز آبی خالص به روش پنمن-مانتیث و سند ملی آب دو سامانه آبیاری در آزمون تی نشان داد که میانگین نیاز آبی خالص با مقدار 6/439 میلی متر اختلاف معنی داری با سند ملی به میزان 8/581 میلی متر دارد. مقایسه ضرایب همبستگی پیرسون نشان داد روند تغییرات بهره وری آب با روند تغییرات راندمان کاربرد ذرت روندی هم راستا و معنی دار در سطح 5 درصد را نشان می دهد. بدیهی است با افزایش راندمان کاربرد، بهره وری آب افزایش یافته است.