مجله پژوهش آب در کشاورزی
سال بیست و هفتم شماره 1 (بهار 1392)

رشد و نمو محصولات و تولید آنها در شرایط دیم تابعی از تغییرات عوامل اقلیمی است. شناخت عامل های موثر و برنامه ریزی برای مدیریت آنها و یا تطابق فعالیت های زراعی با روند تغییرات آنها، منجر به بهبود شرایط تولید و پیش بینی تولید خواهد شد. بر این اساس 25 عامل آمار هواشناسی دسته بندی شده همراه با آمار زراعی عملکرد گندم دیم در شهرستان های الشتر، خرم آباد، الیگودرز و بروجرد به عنوان نمونه مناطق سرد و نیمه سرد استان لرستان برای سال های زراعی 85-1377 برای تخمین توابع تولید اقلیمی مورد ارزیابی قرار گرفت. در تخمین تابع تولید اقلیمی رابطه هر یک از عوامل آب و هوایی به عنوان متغیر مستقل با عملکرد دانه گندم دیم به عنوان تابع از طریق رگرسیون های خطی و غیر خطی تعیین گردید. با استفاده از تجزیه علیت، ضریب همبستگی به دو بخش اثرات مستقیم و غیر مستقیم تفکیک شد. نتایج نشان داد که آنچه که در توابع تولید شهرستان های مناطق سرد و نیمه سرد استان به عنوان مدل محلی قابل دریافت است نقش کمبود فشار بخار دوره رشد محصول (اول آبان تا آخر تیر ماه) است. با تعیین میزان شاخص بهره وری بارش در این شهرستان ها طی 8 سال زراعی مشخص شده است که بیشینه، کمینه و میانگین بهره وری بارش به ترتیب 341/0، 132/0 و 234/0 کیلوگرم بر متر مکعب بارش است که میانگین آن حدود 20 درصد از میانگین کشوری (292/0 کیلوگرم بر متر مکعب بارش) کم تر می باشد. نتیجه تحلیل حساسیت نشان داد عامل های دمای حداکثر، ساعات آفتابی، بارش پاییزه و دمای حداکثر آبان، حساس ترین عوامل اقلیمی هستند، لذا شناخت عوامل اقلیمی موثر و تعیین میزان و نوع اثرگذاری آنها، به بهره برداران این بخش کمک می کند تا از طریق اصلاح عملیات زراعی مانند اصلاح تاریخ کاشت، اصلاح ارقام و عملیات بهبود ظرفیت نگهداری آب خاک، عوامل با اثر منفی را کنترل و اثربخشی عوامل با اثر مثبت را بهبود بخشند.

کاهش کیفیت منابع آب در مناطق خشک و نیمه خشک کشور از عوامل اصلی در کاهش رشد و عملکرد محصولات کشاورزی بحساب می آید. از جمله راه های غلبه بر این چالش مدیریت صحیح کاربرد آب های شور در امر کشاورزی می باشد. در این مطالعه سه تیمار کیفیت آب آبیاری با شوری 6/1، 1/8 و 3/12 دسی زیمنس بر متر(S1،S2 و S3) به عنوان کرت اصلی و دو تیمار مدیریت آبیاری با کیفیت آب های فوق الذکر در طول فصل زراعی(GQ) و آبیاری با آب غیر شور(6/1 دسی زیمنس بر متر) در مرحله جوانه زنی واستقرار گیاه و پس از آن اعمال سه تیمار شوری آب آبیاری(GU) به عنوان کرت فرعی همراه با دو تیمار بدون آبشویی(LR0) و با آبشویی(LR1) به عنوان کرت فرعی فرعی به ترتیب به میزان 6/2،0/14 و 6/19 درصد برای هر یک از تیمارهای کیفیت آب آبیاری، به صورت طرح آزمایشی بلوک های کامل تصادفی در قالب کرت های دو بار خرد شده با چهار تکرار در جنوب شرقی اصفهان اجرا شد. نتایج نشان داد که افزایش شوری آب آبیاری بطور معنی داری سبب کاهش عملکرد شکر سفید گردید، بطوری که میزان کاهش در تیمار S2 و S3 نسبت به تیمار S1 به ترتیب 7/6 و10 در صد بود. با افزایش شوری آب آبیاری میزان عملکرد ریشه کاهش نشان داد. اعمال آبشویی بطور معنی داری سبب افزایش عملکرد ریشه، شکر ناخالص و شکر سفید گردید. همچنین کیفیت آب تاثیر معنی داری بر میزان سدیم، پتاسیم و نیتروژن مضره ریشه نشان داد و با شوری آب میزان این عناصر در ریشه افزایش داشت. میزان قند ملاس نیز بر اثر شوری آب افزایش نشان داد. مدیریت کاربرد آب غیر شور در اول فصل زراعی تاثیر شوری آب آبیاری را بر اکثر صفات اندازه گیری شده تعدیل نمود در حالی که کاربرد آبشویی نسبت به مدیریت آبیاری با آب غیر شور در اول فصل زراعی، تاثیر معنی داری بر اجزای عملکرد نشان داد.

نهال های حاصل از کشت بافت نخل خرما، به واسطه داشتن سیستم ریشه ای قوی به خوبی در زمین اصلی مستقر و رشد رویشی مناسبی دارند. یکی از ضعف های استفاده از این تکنیک، کاهش احتمالی عملکرد در سال های اولیه باردهی می باشد. این آزمایش، با هدف بررسی امکان افزایش باردهی و عملکرد، در قالب طرح آماری بلوک های کامل تصادفی به روش کرت های یک بار خرد شده با سه دور آبیاری7، 14و 21 روز یکبار در کرت های اصلی و سه سطح تغذیه کامل، تغذیه به میزان 30% کمتر و بیشتر از تیمار شاهد در کرت های فرعی در سه فصل متوالی طی سال های 89-1387 در اهواز اجرا گردید. نتایج نشان داد که تیمار آبیاری بر میزان کلروفیل و کلیه صفات رویشی به جز طول برگ اثر معنی دار داشت. دور آبیاری کمتر سبب افزایش ارتفاع و قطر تنه، میزان کلروفیل، تعداد و عرض برگ و تعداد برگچه گردید، ولی بر صفات زایشی تاثیر معنی داری نداشت. افزایش سطح تغذیه نیز سبب افزایش معنی دار عرض و میزان کلروفیل برگ گردید. ولی سطح تغذیه 30% کمتر از شاهد سبب افزایش میوه نشینی وعملکرد میوه گردید. اثرات متقابل دورآبیاری و تغدیه بر کلیه صفات رویشی و زایشی معنی دار بود. بیشترین عملکرد میوه معادل4/47 کیلو گرم درهردرخت در تیمار آبیاری با دور 7 روز و تغذیه به میزان 30 درصد کمتر از تیمار شاهد تولید شد، که با توجه به میانگین اثرات اصلی نشان دهنده تاثیر بیشتر آبیاری نسبت به تغذیه بر عمکرد نخل می باشد.

تعیین تبخیر - تعرق واقعی عاملی مهم در آبیاری دقیق، برنامه ریزی آبیاری و بهره وری آب به حساب می آید. این پژوهش به منظور بررسی اثر الگوی روش محاسبه تبخیر - تعرق گیاهی بر برنامه ریزی آبیاری و آب مصرفی درختان زردآلو (رقم آیباتان) بر اساس داده های هواشناسی روزانه در مقایسه با داده های بلند مدت انجام شد. طرح به مدت دو سال در منطقه کرج در قالب بلوک های کامل تصادفی با سه تیمار(1I، 2I و 3I) و سه بلوک در چهار تکرار اجرا شد. تبخیر - تعرق در تیمار اول (1I) بر مبنای داده های روزانه هواشناسی اندازه گیری شده با استفاده از دستگاه هواشناسی METOSμ، در تیمار دوم (2I) بر مبنای داده های بلند مدت هواشناسی (دوره 10 ساله) و تیمار سوم به عنوان شاهد (3I) تعیین شد. میزان کارآیی مصرف آب در تیمار 1I برابر 33/3 کیلوگرم بر مترمکعب آب مصرفی بدست آمد که در تیمار های 2I و 3I به ترتیب 99/1 و 29/1 حاصل شد. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که تفاوت معنی داری در سطح یک درصد بین تیمار ها و بلوک های مختلف از نظر میزان عملکرد و کارآیی مصرف آب وجود دارد. همچنین، مقایسه میانگین های عملکرد و کارآیی مصرف آب که با استفاده از آزمون دانکن، نشان داد بین میزان عملکرد و کارآیی مصرف آب در تیمار 1I با دو تیمار دیگر تفاوت معنی داری در سطح یک درصد وجود دارد. همچنین، نتایج نمایانگر آن است در سیستم آبیاری قطره ای حداکثر عملکرد درخت زردآلو در شرایطی حاصل می شود که نیاز آبی محصول بر اساس اطلاعات روزانه برآورد شود و موجب افزایش عملکرد و کارآیی مصرف آب به ترتیب 13 و 67 درصد نسبت به آمار بلند مدت می شود. ضرورت برنامه ریزی برای کاربرد داده های واقعی هواشناسی روزانه در مدیریت آبیاری توصیه و نتیجه گیری شد.

اهمیت آب در مناطق خشک و نیمه خشک منجر شده است تا در مصرف آن برای اهداف کشاورزی دقت زیادی به عمل آید. از این رو مفاهیمی در ارتباط با مدیریت آب از جمله دامنه رطوبتی بدون محدودیت،(NLWR)، و با حداقل محدودیت (LLWR) ارائه شده است. مطالعات مختلفی برای اصلاح حدود مربوط به این مفاهیم صورت گرفته است. در مطالعه حاضر یکی از دو حد بالایی مفهوم LLWR در رابطه با تهویه در دو نوع خاک لوم شنی و لوم رسی برای گیاه ذرت با استفاده از پارامترهای تبخیر و تعرق در طول دوره رشد گیاه، عملکرد و WUE در مکشهای مختلف رطوبتی(20،40،60،80،100،120سانتی متر) بررسی شد. مطالعه حاضر در طی دو سال کشت گلخانه ای و در 6 تیمار برای دو نوع خاک لوم شنی و لوم رسی انجام گردید. نتایج به دست آمده نشان داد که میزان تبخیر و تعرق روزانه در مکش ماتریک های بزرگتر از 60 و 80 سانتی متر به ترتیب برای خاک لوم شنی و لوم رسی به عدد ثابتی می رسد. عملکرد و WUE نیز در همین مکش ها بیشترین مقادیر را دارند. میزان رطوبت متناظر با این دو مکش (60 و 80) به ترتیب برابر47/0و 52/0 و میزان تخلخل تهویه ای آنها 04/0 و06/0 به ترتیب برای خاک لوم شنی و لوم رسی بود. که این مکش ها به عنوان بالاترین حد LLWR و بالاترین WUE در گیاه ذرت پیشنهاد گردید. مطالعه حاضر نشان داد که تخلخل تهویه 10 درصد نمی تواند به عنوان آستانه محدودیت تهویه برای ذرت کاملا صحیح باشد.

تنش شوری و خشکی یکی از مشکلات تولید فرآورده های کشاورزی در بسیاری از نقاط دنیا و به ویژه مناطق خشک و نیمه خشک می باشد. این تحقیق در جهت بررسی کاربرد زئولیت در شرایط تنش شوری و خشکی بر عملکرد و اجزاء عملکرد ذرت دانه ای (رقم 370) در منطقه کرج اجرا شد. بدین منظور آزمایش فاکتوریل 23 در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار و شامل سه فاکتور: شوری، آب آبیاری و کاربرد زئولیت در نظر گرفته شد. فاکتور آبیاری دو سطح شامل آبیاری کامل (100% نیاز آبی) W1= و 50% = W2، دو سطح شوری آب آبیاری شامل (آب معمولی) 7/0 S1=و 5 S2= دسی زیمنس بر متر و دو سطح کاربرد زئولیت طبیعی شامل 0Z1= و 10 Z2=تن در هکتار بود که در یک خاک با بافت لوم رسی اعمال شدند. نتایج نشان داد که تنش شوری و خشکی باعث کاهش عملکرد و اجزاء عملکرد ذرت دانه ای و کاربرد زئولیت سبب بهبود آنها شد. اثر متقابل زئولیت، شوری و خشکی در سطح 5% بر عملکرد ذرت دانه ای، وزن هزاردانه، تعداد دانه در بلال و ارتفاع گیاه معنی دار شد. حداکثر عملکرد دانه، وزن هزاردانه، تعداد دانه در بلال و ارتفاع گیاه (به ترتیب3/7233 کیلوگرم در هکتار، 309 گرم، 504 و 7/220 سانتیمتر) مربوط به تیمار W1S1Z2 بود و حداقل آنها (به ترتیب 2296 کیلوگرم در هکتار، 7/101 گرم، 159 و 3/146 سانتیمتر) مربوط به تیمار W2S2Z1 بودند. بیشترین کارایی مصرف آب (41/1 گیلوگرم بر متر مکعب) مربوط به تیمار W2S1Z2 و کمترین آن (68/0 گیلوگرم بر متر مکعب) مربوط به تیمار W1S2Z1 بود.

یکی از پارامترهای مهم به منظور مدیریت منابع آب در بخش کشاورزی، تعیین آب مورد نیاز در سطوح مختلف حوضه و شبکه های آبیاری است. به منظور برآورد دقیق آب مورد نیاز در سطح حوضه و شبکه های آبیاری، نقشه های به هنگام شده سطح زیر کشت، الگوی کشت، و نیاز آبی(تقاضای آب) مورد نیاز می باشد که تهیه آن ها به کمک سنجش از دور قابل انجام است. در این پژوهش سطح و تراکم کشت در شبکه های آبیاری حوضه زاینده رود با استفاده از اطلاعات ماهواره ای تعیین شد. برای بدست آوردن داده های مورد نیاز، از یک سری زمانی از اطلاعات ماهوارهNOAA/AVHRR که به آسانی قابل دسترس است، استفاده شد. با توجه به پایین بودن دقت مکانی این سری زمانی، ابتدا با استفاده از یک تصویر ماهواره Landsat 7 ETM+ واقع در سری زمانی مذکور، دقت مکانی داده های موجود افزایش داده شد و سپس با پیش پردازش داده های سری زمانی در طول دوره رشد، ضریب بازتاب پوشش سطح زمین، ضریب تابش پوشش سطح زمین در باندهای مختلف، شاخص های گیاهیNDVI و SAVI تعیین و سطح زیر کشت واقعی و تراکم کشت در شبکه های مورد نظر در حوضه زاینده رود محاسبه شد. نتایج نشان داد که در اکثر شبکه های آبیاری سطح زیر کشت واقعی بیشتر از سطح طراحی شده شبکه می باشد این موضوع مبین این است که بخشی از سطح زیر کشت واقعی در اراضی خارج از سطح طراحی شبکه می باشد. سطح طراحی شبکه_های سمت راست آبشار و نکوآباد15000و 13500هکتار می باشد، اما سطح زیر کشت واقعی برآورد شده از اطلاعات ماهوارهNOAA برای شبکه های مذکور به ترتیب16700 و 16250 هکتار را نشان می دهد. برای سایر شبکه ها نیز روند مشابهی مشاهده شد. تراکم کشت در شبکه های نکوآباد و آبشار به دلیل کشت دو محصول در سال از جمله گندم و جو در زمستان و برنج و سبزیجات در تابستان نسبتا بالا و بین 72 تا 81 درصد است. این نتایج نشان داد که از اطلاعات ماهواره ای موجود می توان به عنوان یک ابزار مناسب و قابل اعتماد در بررسی سطح زیر کشت و مدیریت آبیاری حوضه و شبکه های آبیاری استفاده نمود.

به طور کلی مناسب بودن یک روش آبیاری به مقدار آب ذخیره شده در ناحیه توسعه ریشه، تلفات نفوذ عمقی در زیر ناحیه ریشه، تلفات ناشی از رواناب سطحی و یکنواختی آب به کار برده شده در پروفیل خاک در هر نوبت آبیاری بستگی دارد. اندازه گیری این پارامترها در شرایط مزرعه و در حین کار طبیعی ارزیابی سیستم آبیاری تعریف می شود. این پژوهش به منظور ارزیابی دو روش آبیاری قطره ای و شیاری، تحت رژیم های مختلف آبیاری (50، 75 و 100 درصد نیاز آبی) در دو سال زراعی (85 و 1386) در ایستگاه تحقیقات کشاورزی گرگان اجرا گردید. مقایسه حجم آب مصرفی بین دو روش نشان داد که آبیاری قطره ای موجب کاهش 33 درصدی در مقایسه با آبیاری شیاری شده است. نتایج نشان داد که عملکرد سویا تحت تاثیر روش آبیاری قرار نگرفت ولی رژیم های مختلف آبیاری بر عملکرد محصول موثر بودند. متوسط راندمان یکنواختی پخش آب در آبیاری کامل در روش آبیاری قطره ای 96 درصد و آبیاری شیاری 95 درصد بوده است و راندمان کاربرد آب در روش قطره ای به طور قابل ملاحظه ای (84 درصد) بیشتر از روش شیاری بدست آمد. بر اساس نتایج این پژوهش قسمت عمده هدر رفت آب در روش آبیاری شیاری ناشی از تلفات رواناب سطحی (67 درصد در تیمار آبیاری 100 درصد نیاز آبی) می باشد، در حالی که این تلفات در روش آبیاری قطره ای مشاهده نشد.

بحث خاکریزی و تامین مصالح خاکریزی در پروژه های آبیاری و زهکشی از نظر فنی و اقتصادی بسیار مهم است. در پروژه خطوط لوله عین خوش- فکه با 230 کیلومتر لوله فایبرگلاس تامین حجم خاک برای خاکریزی اطراف لوله یک چالش است. لوله فایبرگلاس شکننده است و خاکریزی اطراف آن بخصوص در لایه های پایین بسیار مهم است. با توجه به وفور مصالح ماسه بادی در منطقه، در این تحقیق این مصالح در خاکریزی اطراف لوله مورد استفاده قرار گرفته و در آزمایشات جداگانه به صورت های مختلف از جمله تراکم با استفاده از کمپکتور یا تراکم به روش غرقاب، مصالح متراکم شدند. نتایج نشان داد که می توان مصالح ماسه بادی با ریز دانه کمتر از 12 درصد را به روش غرقابی ضمن صرف زمان کمتر و راندمان کار بالاتر تا درصد تراکم بالای 85، متراکم نمود. در بخش دیگر از این تحقیق، تاثیر اختلاط مصالح رسی با ماسه بادی به منظور تامین عمق ترانشه برای خاکریزی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که افزودن ماسه بادی به مصالح رسی باعث کاهش درصد املاح مختلف مانند گچ، کلر و سولفات شده، ضمن اینکه جرم مخصوص نیز افزایش پیدا می کند. همچنین با توجه به نشانه خمیری خاک و چگالی، کیفیت این مخلوط ها جهت خاکریزی مناسب می باشد.

بارش های جوی که از طریق تبخیراز سطح آبهای اقیانوس ها، دریاها، دریاچه ها و دیگر پیکره های آبی حاصل می شود بصورت چرخه هیدرولوژیکی درحالت تعادل می باشد. مشاهدات منطقه ای نشان می دهدکه میزان بارندگی ها درسال های مختلف دارای تغییرمی باشد که به تبع آن، بخشی از بارندگی که به رواناب تبدیل می شود نیز تغییر می یابد. هدف از انجام این پژوهش، بررسی و تحلیل وضعیت توزیع تعادل آب (بیلان) درارتفاعات حوضه تالاب انزلی است که به لحاظ کوهستانی بودن منطقه و عدم وجود ایستگاه هیدرومتری در برخی حوضه ها با استفاده از مدل تجربی (روش S.C.S) به ارزیابی منابع آب پر داخته شده، تا بدین طریق آگاهی لازم از مقدارآب مازاد و یا احیانا کسری آن آگاهی لازم حاصل گردد. در این تحقیق با استفاده از نقشه های رقومی توپوگرافی(به منظور تهیه مدل ارتفاعی رقومی)، نقشه خاک منطقه و داده های هواشناسی ایستگاه های داخل محدوده ومجاور آن، لایه های بارش، تبخیر و نفوذ آب باران به درون خاک برای منطقه بصورت لایه های اطلاعاتی با ساختار رستری تهیه گردید و پس از رویهم گذاری این لایه های اطلاعاتی در نرم افزار های GIS وضعیت توزیع توازن آب در ارتفاعات حوضه تالاب مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. برای تعیین مدل بیلان آبی، ابتدا هریک از پارامترهای موثردر وضعیت توازن توزیع آب محدوده که در این پژوهش براساس معادله بیلان انجام می شود شامل بارش، تبخیروتعرق، رواناب سطحی محدوده مورد مطالعه در نظر گرفته شد پس از بررسی و تعیین این پارامترها، در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) بصورت لایه های اطلاعاتی (ساختار رستر) تبدیل گردید. دراین ساختار منطقه بصورت سلول های مشابه و هم اندازه بوده و دارای ارزش کمی وابسته به اطلاعات لایه اطلاعاتی خواهد بود. سپس با استفاده از روش SCS میزان رواناب در محدوده مطالعاتی اندازه گیری شد که درآن با تهیه نقشهCN یا شماره منحنی که از تلفیق نقشه های کاربری اراضی با گروه های هیدرولوژیک خاک حاصل می شود اقدام به تهیه نقشه ضریب نگهداشت آب (S) گردیده است. از سوی دیگر با استفاده ازداده های ایستگاه های هواشناسی منطقه، روند بارندگی و تبخیر و تعرق طی یک دوره آماری 25 ساله بررسی وتعیین گردید. نتایج حاصل این پژوهش نشان میدهد که متوسط حجم سالیانه کل جریان ورودی در سطح 8/1789 کیلومترمربع حوضه، طی دوره 25 ساله آماری برابر 2/2319 میلیون مترمکعب و جریان خروجی (مجموع تبخیروتعرق و رواناب) معادل 5/3397 میلیون مترمکعب می باشد که در برخی مناطق ارتفاعات جنوبی حوضه، دارای روند منفی بوده است.