این تحقیق با هدف ارزیابی مدل آبیاری SIMDualKc و شبیه سازی سناریوهای مختلف مدیریت بقایای گیاهی انجام شد. مدل مذکور تبخیر-تعرق را با روش ضریب گیاهی دو جزیی برآورد می نماید، بنابراین امکان بررسی اثر انواع مالچ ها (خاک پوش ها) بر میزان تبخیر - تعرق را فراهم می آورد. شبیه سازی پنج سناریوی مدیریت پوشش بقایای گیاهی (مالچ آلی با چگالی های به ترتیب 0.6، 0.5، 0.4، 0.3 و 0.2 کیلوگرم بر مترمربع) طی فصل رشد 81-1380 با استفاده از مدل گیاهی SIMDualKc صورت پذیرفت. واسنجی و صحت سنجی مدل با استفاده از نتایج آزمایش مزرعه ای تحت کشت گندم طی دو فصل زراعی متوالی 82-1380 انجام شد. اطلاعات اقلیم، خاک و گیاه و مدیریت آبیاری به مدل وارد گردید. مدل، آب قابل دسترس خاک را با مقدار راندمان مدل سازی (EF) برابر 0.902،RMSE محاسبه شده 1.34 میلی متر، میانگین خطای مطلق 0.995 میلی متر و میانگین خطای نسبی برابر 4.67 درصد برآورد نمود. در مواردی که اطلاعات لازم برای واسنجی در دسترس نباشد استفاده از نتایج شبیه سازی مدل با پارامتر های گیاهی و نیز پارامترهای لایه تبخیری خاک استاندارد FAO-56، با دقت مناسبی قابل قبول است. نتایج شبیه سازی در سناریوهای مختلف پوشش بقایای گیاهی نشان داد با افزایش چگالی مواد آلی پوششی، نسبت تبخیر به تبخیر-تعرق کم تر می شود و میزان تعرق گیاه افزایش می یابد. بدون پوشش بقایای گیاهی مناسب نسبت تبخیر به تبخیر-تعرق 18 درصد بود که با کاربرد پوشش بقایای گیاهی (مالچ های آلی) با چگالی 0.6 گیلوگرم بر مترمربع این نسبت به 8 درصد کاهش می یابد.

روش های مدیریت بقایای گیاهی با تاثیر مستقیم بر خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک نقش موثری بر پایداری تولید در اکوسیستم های زراعی و محیط زیست دارند. در این تحقیق اثر نحوه مدیریت بقایای گندم (سوزاندن بقایا، زیر خاک کردن و جمع آوری آنها) بر خصوصیات خاک در سیستم کشت دوگانه مورد بررسی قرار گرفت. تیمارهای آزمایش در قالب طرح آماری بلوک های کامل تصادفی با چهار تکرار مورد مقایسه قرار گرفتند. صفات اندازه گیری شده شامل عناصر غذایی نیتروژن، فسفر، پتاسیم، کلسیم، روی و منیزیم، مواد آلی خاک، pH خاک، وزن مخصوص ظاهری و نسبت کربن آلی به نیتروژن خاک (C/N) بود. اعمال تیمارهای مدیریت بقایا بر میزان عناصر غذایی قابل جذب خاک تاثیر داشت به طوری که میزان نیتروژن خاک در تیمار سوزاندن بقایا نسبت به شاهد کاهش یافت ولی این کاهش معنی دار نبود. این در حالی بود که فسفر، روی و پتاسیم خاک افزایش معنی داری یافت. در تیمار شخم بقایا میزان نیتروژن خاک کاهش معنی دار یافت. خارج کردن بقایای گیاهی گندم از خاک نسبت به شاهد تاثیر معنی داری بر عناصر غذایی خاک نداشت. برگرداندن بقایای گندم به خاک سبب افزایش معنی دار میزان مواد آلی و نسبت C/N شد. سوزاندن بقایای گیاهی میزان pH خاک به طور معنی داری افزایش داد، مدیریت بقایای گیاهی بر وزن مخصوص ظاهری خاک تاثیر نداشت. شخم بقایا گندم در خاک سبب کاهش معنی دار محصول آفتابگردان شد. سوزاندن بقایای گیاهی هر چند نسبت به روش های دیگر مدیریت بقایا، عملکرد محصول آفتابگردان را افزایش داد اما این افزایش معنی دار نبود.

استفاده از فن آوری های هسته ای در انتخاب و اجرای عملیات زراعی مطلوب و هم چنین ارایه راهبرد های مدیریتی مناسب در حفاظت از منابع خاک و آب و دست یابی به اهداف توسعه پایدار می تواند مفید باشد. هدف این تحقیق بررسی اثرات استفاده از بقایای گیاهی گندم و ذرت در پنج مقدار شامل صفر، 25، 50، 75 و 100 درصد بر تغییرات ماده آلی ذره ای خاک در اعماق 10-0 و 20-10 سانتی متر تحت سامانه های خاک ورزی مرسوم و بی خاک ورزی، و تعیین منشا آن بود. به این منظور، از روش فراوانی طبیعی کربن-13 استفاده شد. نتایج نشان داد در سامانه خاک ورزی مرسوم با افزایش بقایا، فراوانی طبیعی کربن-13 ماده آلی ذره ای در دو عمق 10-0 و 20-10 سانتی متر نسبت به تیمار حذف بقایا افزایش یافت. در سامانه بی خاک ورزی افزایش بقایا منجر به افزایش فراوانی طبیعی کربن-13 در عمق 10-0 سانتی متر گردید و در عمق 20-10 سانتی متر اختلاف معنی داری بین تیمارهای نگه داشت و حذف بقایا مشاهده نشد. مقایسه مقادیر فراوانی ایزوتوپ کربن-13 نمونه های خاک و بقایای گیاهی نشان داد که منشا اصلی ماده آلی ذره ای خاک از بقایای گندم می باشد که این نکته در مدیریت بقایای گیاهی بسیار حایز اهمیت است و بیانگر این است که نگه داشت بقایای گندم نسبت به ذرت اثر بارزتری در بهبود وضعیت ماده آلی خاک دارد.

به منظور بررسی تاثیر روش های مختلف خاکورزی و سطوح مختلف بقایای گیاهی بر عملکرد و اجزای عملکرد گندم رقم شیرودی، آزمایشی در سال زراعی 1388-89 به صورت کرت های نواری در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار انجام شد. فاکتورهای آزمایش شامل سه روش مختلف خاکورزی ( خاکورزی مرسوم، کم خاکورزی و بی خاکورزی) و چهار میزان کاربرد بقایای سال قبل (0، 30، 60، 90 درصد) بودند. نتایج نشان داد که کاربرد نوع خاکورزی تاثیر معنی داری بر تعداد دانه در سنبله و وزن هزار دانه داشت. افزایش کاربرد بقایا باعث کاهش تعداد دانه در سنبله، تعداد سنبله در مترمربع شد. بیشترین میزان عملکرد دانه در روش کم خاکورزی و کاربرد 30 درصد بقایا در سطح خاک بدست آمد. همچنین نتایج نشان داد که بیشترین میزان ماده خشک تولیدی ( بیوماس) در تیمار کاربرد 30 درصد بقایا و روش کم خاکورزی بدست آمد. بنابراین با توجه به تاثیرات مثبت کاربرد بقایا درروش کم خاکورزی، کاربرد 30 درصد بقایا پیشنهاد می گردد.