فهرست مطالب

پژوهش آب در کشاورزی - سال بیست و نهم شماره 3 (پاییز 1394)

مجله پژوهش آب در کشاورزی
سال بیست و نهم شماره 3 (پاییز 1394)

  • تاریخ انتشار: 1394/09/27
  • تعداد عناوین: 10
|
  • مسعود محمدی محمدی، کامران داوری داوری، بیژن قهرمان قهرمان، حسین انصاری، امیر حق وردی صفحات 277-295
    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 AquaCropتحت 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 3/ 13 درصد، 1/ 36 درصد، 95/ 0، 072 /0- و 87/ 0 و برای زیست توده به ترتیب 59/ 12 درصد، 46 /34 درصد، 92/ 0، 057/ 0 و 77/ 0 بدست آمد. همچنین مقادیر متوسط NRMSE، ME، dو CRM برای رطوبت خاک به ترتیب 84/ 11 درصد، 72/ 25 درصد، 93/ 0و 032/ 0 و برای شوری خاک به ترتیب 25/ 26 درصد، 5/ 58 درصد، 91/ 0و 12/ 0- 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.
    کلیدواژگان: آنالیز حساسیت، تنش محیطی، زیست توده، مدل سازی گیاهی
  • اژدر عنابی میلانی، محمدرضا نیشابوری، محمدرضا مصدقی، داود زارع حقی صفحات 297-316
    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[1] 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 dS/m2 (T1)، و آب های شور شده با نمک هائی با همان ترکیب آب چاه dS/m4 (T2) و dS/m5 (T3)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 براساس 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 86/ 0، 59/ 0 و 44/ 0 سانتی متر بر ثانیه و پتانسیل آب برگ برای همان تیمارها به ترتیب 90/ 1-، 93 /1- و 16/ 2- مگاپاسکال بدست آمد. ارتباط معنی داری بین gs، LWP، Tcو AWD حاصل شد. براساس معادلات بدست آمده، حد آستانه ای gs برای شروع تنش، در 73/ 0 سانتی متر بر ثانیه اتفاق افتاد. LWP و AWD معادل برای این هدایت روزنه ای به ترتیب 85/ 1- مگاپاسکال و 64 درصد بود.Tcبهینه برای وقوع بیش ترین مقدار gs، 2/28 درجه سلسیوس تعیین شد. وجود همبستگی قوی بین Tc با دیگر شاخص های تنش نشان داد که می توان ازTcبه عنوان ابزاری کارآمد برای پایش وضعیت آبی درخت بادام برای برنامه ریزی آبیاری استفاده کرد.
    [1]- Water status
    کلیدواژگان: تخلیه آب قابل استفاده، رطوبت خاک، روابط آبی گیاه، شاخص تنش، کمبود فشار بخار
  • احد فعالیان، حسین انصاری، محمد کافی، امین علیزاده، مهنوش مقدسی صفحات 317-330
    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% ET، 100%ET، 75%ET and 50%ET دسی زیمنس بر متر) و شش سطح شوری (0/1 به عنوان تیمار شاهد، 1.3، 3، 5، 7، and 9 dS/m) 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 بر متر به ترتیب با سود خالص حاصل از کم آبیاری به مقادیر 36%، 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 چشمگیردر مخارج کشت خواهد شد.
    کلیدواژگان: کم آبیاری، محلول غذایی، شاخص های رشد
  • نادر کوهی چله کران، امین علیزاده، کامران داوری صفحات 331-340
    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: 100% (I1)، 80% (I2)، and 60% (I3) 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.
    کلیدواژگان: رژیم آبیاری، پنمن مانتیت، کم آبیاری
  • اعظم سلطانی تمجید، پرویز فتحی، فرزاد حسین پناهی صفحات 341-351
    آبیاری قطره ای یکی از روش های کارآمد برای صرفه جویی درمصرف آب و افزایش کارایی مصرف آب آبیاری محسوب می شود.به رغم مزایای فراوان آبیاری قطره ایمقدار قابل توجهی آب از طریق تبخیر از خاک مابین ردیف های کشت و همچنین تعرق توسط علف های هرزتلف می گردد.استفاده ازخاکپوش در مابین ردیف های کشت می تواندضمن حفظ رطوبت خاک ازطریق کاهش تبخیر از خاک و تعرق ازعلف های هرز باعث کاهش آب آبیاری مصرفی و افزایش عملکردمحصول گردد. هدف از تحقیق حاضر بررسی اثر توام مقدار آب آبیاری و خاکپوش بر عملکرد و کارایی مصرف آب سیب زمینی در دشت دهگلان می باشد. بدینمنظور،یک طرح آزمایشی در بهار 1393در 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 اصلیطرحشاملمقادیرآبآبیاری درچهارسطح (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 خاک پوش بر عملکرد در سطح آماری یک درصد معنی دارمی 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 خاک پوش برکارایی مصرف آب آبیاری محصول سیب زمینی در سطح آماری یک درصدمعنی دار می باشد. بیشترین میزان کارایی مصرف آب مربوط به خاکپوش پلاستیکی به میزان 96/ 14 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.
    کلیدواژگان: آبیاری موضعی، بهره وری آب
  • محمد نادریان فر، حسین انصاری، مجید عزیزی، علی نقی ضیایی صفحات 353-366
    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 I1=100%، I2=75%، and I3=50% 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)، هفتاد 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 (42/ 31 سانتی متر)، سطح برگ (21/ 109 سانتی متر مربع)، وزن خشک برگ (97/ 0 گرم)، وزن خشک ساقه (24/ 2 گرم)، وزن تر برگ (12/ 5 گرم) در تیمار S1I1F3و کمترین آن نیز در تیمار S1I3F3 بدست آمد. همچنین، بیشترین مقدار وزن بذر در بوته (41/ 2 گرم)، تعداد بذر در بوته (3/ 1822)، وزن هزار دانه (447 /1 گرم) و عملکرد دانه (13/ 42 گرم بر متر مربع) 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.
    کلیدواژگان: اسانس، سطح برگ، کارایی مصرف آب، وزن هزار دانه
  • علی قدمی فیروزآبادی، حسین دهقانی سانیج، مجتبی خوشروش، سیدمحسن سیدان صفحات 367-377
    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 2/ 7 % تا 3/ 24 درصد متغیر بود. متوسط راندمان کل در ایستگاه های پمپاژ دیزلی 7/ 14 درصد محاسبه شد. متوسط انرژی تلف شده در ساعت در ایستگاه های مورد مطالعه برابر 84/ 4 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 7/ 1 و 7/ 2 کیلوگرم محصول خشک بر متر مکعب محاسبه شد. از عوامل موثر 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.
    کلیدواژگان: آبیاری نشتی، سیستم بارانی، کارایی مصرف آب، موتور پمپ، یونجه
  • شیوا زارع، داریوش حیاتی صفحات 379-395
    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 نا مطلوبی 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 79/ 0 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، پیشنهاد هایی به منظور موفقیت در اجرا و بهره برداری از پروژه هایی از این دست، ارائه شده است.
    کلیدواژگان: ارزیابی اثرات کل، طرح های توسعه منابع آب، مدیریت مشارکتی آبیاری، استان فارس
  • محسن قره شیخ بیات، محمدرضا خالدیان، محمدحسن بیگلویی، پریسا شاهین رخسار صفحات 397-407
    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 تجربیکندلوس و همکاران، تحلیلی WetUp و عددی HYDRUS-2Dدر 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-2Dبه ترتیب 051/ 0 و 066 /0 متر و برای خیس شدگی عمودی به ترتیب 052/ 0 و 078/ 0 متر بدست آمد. برای خیس شدگی افقی مقدار nRMSEبرای مدل کندلوس و همکاران و مدل HYDRUS-2Dبه ترتیب 46/15 و 71/ 19 درصد به دست آمد که هر دو در رده خوب قرار گرفتند و برای خیس شدگی عمودی به ترتیب 99/ 15 و 74/ 23 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.
    کلیدواژگان: مدل های شبیه ساز، خاک سیلتی رسی، مدل تجربی کندلوس
  • سمیه رستگار، عدنان صادقی لاری، مرتضی سالاری صفحات 409-417
    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 می باشد. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار در سال 1393انجام گرفت. بر اساس نتایج بدست آمده، بذرهای آبیاری شده با آب مغناطیسی در هر دو رقم گوجه فرنگی افزایش قابل توجهی دررشد رویشی، سرعت و درصد جوانه زنی، شاخص بنیه بذر، طول ریشه چه وساقه چه، وزن تر گیاهچه و ترکیباتی شیمیایی مانند کلروفیل و کارتنوئید، نسبت به شاهد نشان دادند. جوانه زنی بذر های آبیاری شده با آب مغناطیسی در هر دو رقم6/ 94 درصد بود در حالیکه درصد جوانه زنی در بذرهای شاهد 90 و93 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.
    کلیدواژگان: سرعت جوانه زنی، آبیاری، رشد رویشی
|
  • Pages 277-295
    Crop growth simulation models have been developed for predicting the effects of water and salinity on grain and biomass yields and water productivity of different crops. These models are calibrated and validated for different regions using the data generated from field. This study was carried in Mashhad for two years (2010 and 2011) in order to evaluate the AquaCrop model under simultaneous salinity and water stress. Calibration was done using the data of 2009-2010 and validation with the data of 2010-2011.Results indicated that AquaCrop successfully simulated yield, biomass, water productivity, harvest index, soil moisture and salinity profiles for spring wheat under salinity and water-limiting treatments with high accuracy, although simulation of harvest index and soil salinity profiles were less accurate. Average value of normalized root mean square error (NRMSE), maximum error (ME), index of agreement (d), coefficient of the residual mass (CRM) and coefficient of determination (R2) in both the calibration and verification were 13.3 %, 36.1 %, 0.95, -0.072, and 0.87, respectively, for grain yield, while these measures were 12.59%, 34.46%, 0.92, 0.057, and 0.77, respectively, for biomass. Also, value of NRMSE, ME, d and CRM were 11.84 %, 25.72 %, 0.93, and 0.032, respectively, for soil moisture, while these measures were 26.25%, 58.5%, 0.91 and -0.12, respectively, for soil salinity. Sensitivity analysis revealed that crop transpiration coefficient (KC-Tr), normalized crop water productivity (WP*), reference harvest index (HIO), volumetric water content at field capacity, soil water content at saturation[S1], and air temperature were the most sensitive parameters. Although the accuracy of the model simulation decreased with increasing salinity and water stress, AquaCrop can be a valuable model for simulating spring wheat yield and soil water content and salinity in Mashhad region, because the model requires few input data which can be readily available or easily collected. [S1]This is probably”initial conditions” and not saturation.
    Keywords: Biomass, Environmental stress, Plant modeling, Sensitivity analysis
  • Pages 297-316
    Large areas of Iran are affected by salinity and drought. Due to the tolerance of almond (Prunus dulcis) to water stress, this tree is mainly grown in arid and semi-arid regions, where salinity is commonly another agricultural problem at such areas. Sensitivity of almond trees to salinity calls for special attention to the integrated effect of salinity and water stress on its water relations. This study aimed to evaluate the combined effect of salinity and drought stress on almond water status. The trial was conducted during 2014 based on randomized complete block design with three replications on a loamy sand soil at horticultural station of the Agricultural Research Center of Azarbaijan province. Treatments comprised three irrigation salinity levels viz. 2 (T1), 4 (T2), and 5 (T3) dSm-1. Leaf (Tc) and air (Ta) temperatures, air relative humidity, leaf water potential (LWP) and integrated volumetric soil water content (SWC) at three depths (0˗20, 0˗40, and 0˗70) were measured at midday (12˗14) during the growing season. Results indicated that salinity had significant effect (p<0.0001) on stomatal conductance (gs), Tc, LWP and available water depletion (AWD). Seasonal averages of gs for treatment T1 to T3 were 0.86, 0.59 and 0.44 cm.s-1, respectively, and the corresponding LWP were ˗1.90, ˗1.93 and ˗2.16 MPa. Also, significant correlation was found between gs, LWP, Tc and AWD. Based on the regression equations, threshold value of gs for initiating stress was obtained to be 0.73 cm s-1. Corresponding LWP and AWD for this gs value were ˗1.85 MPa and 64%, respectively. Optimum Tcfor highest gs was determined to be 28.2 oC. Highly significant correlation between Tc and other water status indicators showed that midday canopy temperature may be a useful tool for assessment of water status and irrigation scheduling of almond orchards.
    Keywords: Available water depletion, Plant water relations, Soil water content
  • Pages 317-330
    In order to investigate the economics of simultaneous effect of salinity and drought stress on growth and yield of tomato plant (LycopersiconesculentumMill. Cv. Oriental), four levels of irrigation (125% ET, 100%ET, 75%ET and 50%ET) and six levels of salinity (0.1, 1.3, 3, 5, 7, and 9 dS/m) were combined in a factorial and completely randomized design with 3 replication in a greenhouse soilless culture. Economic model of deficit irrigation optimization was extracted and used for growing tomato in a greenhouse under salinity and drought stresses. The results of this model showed that the net profit of full irrigation of tomato in soilless culture in greenhouse using water of 0.1, 1.3, and 3 dS/m was equal to the net profit of deficit irrigation at 36%, 21%, and 24%, respectively. Thus, considering the large number of tomato greenhouses with soilless production and very high price of chemical fertilizers and other costs related to plant nutrition and irrigation, applying approximately 25% deficit irrigation will cause a corresponding reduction in total costs of production, which is economically significant.
    Keywords: Deficit irrigation, Nutrient solution, Growth indexes
  • Pages 331-340
    Plant yield is a function of root distribution and its activity. Under limited water conditions, adequate root growth and efficiency are essential for crop productivity. To study the relationship between the dynamics of corn (Zea Maize L., variety single cross 704) root growth and soil available water uptake under drip-tape irrigation system, an experiment was conducted in a randomized complete block design with three replications. Experimental variables were three irrigation treatments including: 100% (I1), 80% (I2), and 60% (I3) of the actual plant water requirement calculated by the Penman–Monteith formula using meteorological data. The roots were collected from the beginning to the end of the growing season at four stages including: 25, 55, 85 and 115 days after planting. Samples were taken from 5 depths: 0-10, 10-20, 20-30, 30-40, and 40-50 cm. The results showed that irrigation treatments had significant effect (p=0.01) on root length density at different depths. About 60% of the corn root length density was up to the depth of 20 cm. On the other hand, the surface layers of the soil at this depth lost their moisture rapidly and, therefore, the plant needed to absorb water from the lower layers (below 20 cm) to survive. In low irrigation treatment (60% water requirement) up to the depth of 40 cm, root growth was low and, as a result, water absorption was also low. Higher irrigation had a positive effect on corn yield as the highest yield (7769 kg/ha) was obtained with the irrigation treatment of 100% water requirement.
    Keywords: Irrigation regimes, Penman–Monteith equation, Deficit irrigation
  • Pages 341-351
    Drip irrigation is one of the effective ways to conserve water and increase water use efficiency (WUE). Despite the many benefits of drip irrigation system, a substantial amount of irrigation water is wasted through evaporation from the soil and transpiration by weeds growing between the rows. Using mulch between planting rows can maintain soil moisture, reduce evaporation from the soil and transpiration from weeds, reduce irrigation water consumption, and increase crop yield. The purpose of this study was to evaluate irrigation depth and mulching effects on potato yield and water use efficiency in Dehgolan plain of Kurdistan Province. For this propose, a field experiment was conducted in the spring season of 2014, using a split plot scheme based on randomized complete blocks design with three replications. The main plots and subplots included the amount of irrigation water at four levels (60%, 80%, 100%, and 120% of the potato water requirement) and three mulch treatments (without mulch, straw mulch, and plastic mulch), respectively. Results showed that the effect of irrigation water and mulch on yield was significant (P<0.01). The maximum and minimum amounts of potato tuber yield were related to 120% and 60% water requirement, respectively. The results also showed that the effect of mulch on potato WUE was significant (P<0.01). The highest WUE (14.96 kg.m-3) was related to plastic mulch. It is to be noted that the use of plastic mulch compared to the biodegradable straw mulch will lead to environmental problems.
    Keywords: Localized irrigation, Water productivity
  • Pages 353-366
    Basil (Ocimumbasilicum L.) is one of the important plants belonging to the genus family Lamiaceae (Labiatae), which is used as herbs, spices, and as well as fresh vegetables. The present study was conducted to investigate the interaction of deficit irrigation, soil texture, and fertilization on yield components and vegetative growth of basil variety Keshkeniluvelou, using a factorial experiment based on randomized complete block design (RCBD) with 18 treatments and 3 replications. Deficit irrigation treatments consisted of three levels of irrigation including I1=100%, I2=75%, and I3=50% of ETc, and soil texture included sandy loam and loamy soil. Also, 3 fertilizer treatments with 100 percent of the recommended rate (including macro- and micronutrients) (F1), 70 percent (F2), and no fertilizer (F3) were applied to each pot. The ANOVA results showed that effect of irrigation was significant, soil texture and fertilizer were not significant, and interaction of soil texture and fertilizer were significant on plant height, leaf area, leaf dry weight, stem dry weight, and fresh weight of basil, respectively. The tallest plant height (31.42cm), leaf area (109.21cm2), leaf dry weight (0.97 gr), stem dry weight (2.24 gr), and fresh weight of leaf (5.12gr) was obtained in S1I1F3 treatment and the lowest in the S1I3F3 treatment. Also, the highest seed weight per plant (2.41gr), number of seeds per plant (1822.3), thousand seed weight (1.447gr), and seed yield (42.13 gr/m2) were obtained in the treatment having loamy soil texture, full irrigation, and 100% of the recommended fertilizer rate (S2I1F1), which showed the effect of fertilizer on improving the yield of basil.
    Keywords: Essential oil, Leaf area, Seed weight per plant, Water use efficiency
  • Pages 367-377
    Limited water and energy resources in the world and the increasing demand for water and energy due to population growth and the development of human societies necessitate investigation of the water and energy consumption in irrigation systems. This study aimed to evaluate the water and energy consumption, losses, and efficiency of diesel pumping stations and was conducted in Hamadan Province farms during the period 2009 to 2011. Nebraska Pumping Plant Performance Criteria was applied to compare the performance of irrigation pumping stations. The results showed that the total efficiency varied from 7.2% to 24.3 percent. The average of total efficiency and wasted energy of a diesel pump was calculated at about 14.7 percent and 4.84 liters per hour, respectively. The results showed that in many farms where sprinkler systems were used, the water applied was lower than crop water requirement. Average water use efficiency in alfalfa fields in the furrow and sprinkler systems was 1.7 and 2.7 kg/m3, respectively. The factors influencing decrease in energy efficiency were worn-out pump or motor, inappropriate implementation foundation for the pump engine, and inappropriate selection of engine for the pump.
    Keywords: alfalfa, Furrow irrigation, Sprinkler system, Water use efficiency, motor pump
  • Pages 379-395
    Development projects, along with their positive impacts, have some direct and indirect impacts on natural and social environment that are potentially negative. There may be some undesired consequences if provisions are not foreseen for mitigating the negative impacts and reinforcing the positive ones. Environmental, social, and economic impacts assessment of irrigation and drainage network projects in Korbal plain based on its beneficiaries’ view point was the main objective of this study. Research method was descriptive; non-experimental toward variables controlling; applied toward its object and the data was collected by survey technique. The statistical population of this study included all of the beneficiaries who were farming the modern irrigation and drainage network in Korbal plain, in Fars province. Totally, 280 beneficiaries were selected as sample groups. A questionnaire was used for data collection and its validity was approved by a panel of specialists and its reliability was examined by conducting a pilot study. Cronbach’s alpha coefficient was about 0.79. Findings revealed that most of the beneficiaries believed that the project had relatively desirable environmental, social, and economic impacts. Among four groups of personal, economic, social, and situational determinants, two groups of personal and social determinants had more effect on beneficiaries’ impact assessment. Besides, regression analysis revealed that four groups of attitudinal variables had the highest effect on beneficiaries’ assessment toward the three types of impacts. Some recommendations are presented at the end of the article in order to improve implementation and benefits of such projects.
    Keywords: Total Impact Assessment, Water Resources Development Projects, Participatory Irrigation Management, Fars province
  • Pages 397-407
    Today, use of drip irrigation systems for row crops is widespread. One of these systems is subsurface drip irrigation. Knowing the dimensions of the wetting pattern is essential for drip irrigation system design. To design a proper system, as field experiments are time consuming and expensive, using computer models is recommended. In this regard, the present study examined the performance of three models including empirical Kandelous et al. model, analytical WetUp, and numerical HYDRUS-2D models in subsurface tape irrigation. Treatments included three volumes of water i.e. 10, 15, and 20 liters per meter length of tape and three installation depths of 10, 20, and 30 cm, in three replications. Comparison between the measured and simulated wetting dimensions were made by using four statistical indices i.e. RMSE, nRMSE, CRM, and MAE. RMSE values of horizontal wetting extension for Kandelous et al and HYDRUS-2D models were 0.051 and 0.066 m, respectively, while for vertical wetting extension, the values of RMSE were 0.052 and 0.078 m, respectively. nRMSE values of horizontal wetting extension for Kandelous et al. and HYDRUS-2D models were 15.46% and 19.71 %, respectively, being in class ‘good’. nRMSE values of vertical wetting extension for Kandelous et al and HYDRUS-2D models were 15.99 and 23.74 %, respectively, considered as ‘good’ and ‘fair’, respectively. Statistical indices calculated for WetUp model was not in acceptable range. For horizontal and vertical wetting dimensions, CRM and MAE indices for Kandelous et al model were the lowest values. Overall, the Kandelous et al model had the best estimation.
    Keywords: Computer models, Kandelous et al. empirical model, HYDRUS, 2D model, Silty clay soil
  • Pages 409-417
    The technology of magnetic water has been widely studied and adopted in the field of agriculture in many countries. The objective of the present study was to investigate the effect of magnetic water on germination and vegetative growth of two varieties of tomato (lycopercicum esculentum) seeds. A factorial experiment in completely randomized design was carried out using three replications, in 2014. Based on the results, seeds irrigated with magnetic water exhibited marked increases in rate of germination, vegetative growth, vigor index, root length, seedling length, seedling fresh weight and chemical constituents i.e. photosynthetic pigments (chlorophyll a and b and carotenoids), over the control. Percentage of germination for seeds irrigated with magnetized water was 94.6 for the two varieties, while for the control it was 90 and 93 in Sunseed and Sudin, respectively. Results indicated that irrigation with magnetized water induced positive significant effect on all studied parameters. It appears that utilization of magnetized water may lead to improved quantity and quality of tomato production.
    Keywords: Rate of germination, Irrigation, Vegetative growth