فهرست مطالب

پژوهش آب در کشاورزی - سال سی و یکم شماره 3 (پاییز 1396)

مجله پژوهش آب در کشاورزی
سال سی و یکم شماره 3 (پاییز 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/09/21
  • تعداد عناوین: 15
|
  • مقاله پژوهشی
  • ابوالفضل ناصری، طاهره مسعودی، محمدباقر خورشیدی، اکبر عبدی قاضی جهانی صفحات 301-313
    برای بررسی تاثیر کیفیت آب آبیاری بر عملکرد گلرنگ به منظور تولید بهینه این محصول در حاشیه شرقی دریاچه ارومیه، آزمایشی با سطوح مختلف شوری آب آبیاری با قابلیت هدایت الکتریکی (ECw) 8/1 و 8/5 دسی زیمنس بر متر بر روی ژنوتیپ های بومی آذربایجان شامل دیزج حسین بیگ مرند، کشک سرای مرند و آق کند میانه در قالب طرح اسپلیت پلات بر پایه طرح بلوک کامل تصادفی انجام شد. نتایج نشان داد اثر متقابل سطوح مختلف شوری و ژنوتیپ بر عملکرد دانه، وزن هزاردانه و وزن طبق اصلی معنی دار بود. ژنوتیپ های گلرنگ در صفت شاخص برداشت باهم فرق داشتند که نشان دهنده وجود تنوع ژنتیکی بین ژنوتیپ های مورد بررسی از نظر این صفت بود. همچنین، سطوح مختلف شوری، عملکرد بیولوژیک و تعداد دانه در طبق را تحت تاثیر قرار دادند. ولی، تیمارهای آزمایش تاثیر معنی داری در صفات تعداد برگ، تعداد شاخه فرعی، قطر طبق و تعداد طبق در بوته نداشت. با افزایش شوری آب آبیاری از 8/1 به 8/5 دسی زیمنس بر متر، تعداد دانه در طبق 45 درصد، عملکرد بیولوژیک 56 درصد، و عملکرد دانه 44 درصد کاهش یافت. بیشترین و کمترین وزن هزاردانه به ترتیب برابر 38 و 26 گرم و بیشترین عملکرد دانه به ترتیب در سطح اول و دوم شوری آب و با مقادیر 1207 و 568 کیلوگرم در هکتار را ژنوتیپ کشک سرای مرند تولید نمود. کمترین عملکرد دانه 426 کیلوگرم در هکتار در سطح شوری آب 8/5 دسی زیمنس بر متر و با ژنوتیپ دیزج حسین بیگ مرند به دست آمد. بنابراین، با توجه به تفاوت معنی‏دار عملکرد دانه ژنوتیپ کشک سرای مرند نسبت به سایر ژنوتیپ های بومی آذربایجان در هر دو سطح شوری آب آبیاری، ژنوتیپ یادشده به عنوان مناسب‏ترین ژنوتیپ برای تولید بهینه این محصول در حاشیه شرقی دریاچه ارومیه معرفی می‏گردد.
    کلیدواژگان: آب شور، تنش شوری آب، تولید گلرنگ، ژنوتیپ کشک سرای مرند
  • نادر سلامتی، حسین دهقانی سانیج، عبدالستار دارابی صفحات 315-328
    با توجه به محدودیت منابع آب، استفاده از روش های آبیاری تحت فشار با هدف افزایش بهره برداری بهینه از منابع آب امری اجتناب ناپذیر است. این آزمایش در ایستگاه تحقیقات کشاورزی بهبهان طی دو سال زراعی (1394-1392) در قالب طرح آماری بلوک های کامل تصادفی به صورت کرت های یک بار خرد شده با سه تکرار اجرا گردید. مقدار آب مصرفی در روش آبیاری قطره ای زیرسطحی در سه سطح 75، 100 و 125 درصد نیازآبی در کرت های اصلی و دو رقم نخل خرمای خاصی و زاهدی در کرت های فرعی قرار داشت و با هم مقایسه گردید. نتایج حاصل از اجرای آزمایش نشان داد که سطوح مختلف آبیاری اثر معنی داری بر صفات کمی و کیفی میوه از جمله عملکرد محصول خرما نداشتند. اما بین سطوح مختلف آبیاری از نظر شاخص کارایی مصرف آب اختلاف معنی داری در سطح یک درصد وجود داشت. به طوری که مقایسه میانگین ها نشان داد تیمار 75 درصد نیاز آبی با تولید 88/0 کیلوگرم خرما به ازای هرمتر مکعب مصرف آب، بیش ترین کارایی را به خود اختصاص داد. همچنین، مقایسه میانگین اثرات متقابل نشان داد که تیمار 75 درصد نیاز آبی در ارقام خاصی و زاهدی به ترتیب با تولید 86/0 و 89/0 کیلوگرم خرما به ازای هر متر مکعب مصرف آب بیش ترین کارایی مصرف را داشتند. آبیاری درختان خرما بر مبنای 75 درصد نیاز آبی، با میانگین مصرف 7545 مترمکعب در هکتار موجب صرفه جویی 2515 مترمکعب آب نسبت به تیمار 100 درصد نیاز آبی شد.
    کلیدواژگان: نیاز آبی، سطوح مختلف آب، کارایی مصرف آب
  • مجید علی حوری صفحات 329-340
    تعیین نیاز آبی گیاهان به منظور استفاده بهینه از منابع آب در بخش کشاورزی از اهمیت بسیاری برخوردار است. به منظور تعیین نیاز آبی و ضریب گیاهی خرمای رقم برحی در سال های اول تا سوم رشد رویشی، یک لایسیمتر زهکش دار برای اندازه گیری تبخیر-تعرق مرجع و سه لایسیمتر زهکش دار برای اندازه گیری تبخیر-تعرق خرما در نظر گرفته شدند. میزان تبخیر-تعرق مرجع و خرما با استفاده از رابطه بیلان آب در خاک تعیین شد. نتایج نشان داد که مقدار تبخیر-تعرق مرجع در سال های اول تا سوم به ترتیب معادل 2105، 1827 و 8/2021 میلی متر شد. در حالی که مقدار تبخیر-تعرق خرما در سال های اول تا سوم رشد به ترتیب معادل 3/274، 7/402 و 2/597 میلی متر بود، به طوری که مقدار افزایش سالانه تبخیر-تعرق گیاه به ترتیب برابر 8/46% و 3/48% بود. مقدار ضریب گیاهی خرمای رقم برحی برای سال اول رشد، بین 08/0 تا 18/0 در نوسان بود. کمترین مقدار ضریب گیاهی در اسفند ماه و بیشترین مقدار آن در مهر و دی ماه وجود داشت. اما مقدار ضریب گیاهی برای سال دوم از 10/0 تا 30/0 و برای سال سوم از 19/0 تا 43/0 متغیر بود. بیشترین مقدار ضریب گیاهی برای سال دوم در مرداد و دی ماه و برای سال سوم در آبان ماه و کمترین مقدار آن برای هر دو سال در اسفند ماه بود. علت اصلی تفاوت مقادیر نیاز آبی و ضریب گیاهی خرما بین سال های اول تا سوم را می توان افزایش سن گیاه و رشد رویشی آن دانست.
    کلیدواژگان: آبیاری، برنامه ریزی آبیاری، بیلان آب در خاک، تبخیر، تعرق، خرمای رقم برحی
  • حبیب کریمی اورگانی، علی رحیمی خوب، محمد هادی نظری فر صفحات 341-353
    مدلAqua Crop براساسپاسخعملکردمحصولبهآبتوسطسازمانفائوتوسعهیافتهاست و نسبت به سایر مدل ها به عوامل ورودی کمتری نیاز دارد. به منظور ارزیابی مدل Aqua Crop در شرایط کم آبیاری، آزمایشی در منطقه پاکدشت بر روی گیاه جو انجام شد. این آزمایش با سه تیمار آبیاری و سه تیمار تاریخ کاشت در سال زراعی 94-1393 در مزرعهپردیسابوریحانانجامشد. تیمارهای آبیاری شامل آبیاری کامل و دو تیمار کم آبیاری 80% و 60 درصد و تیمار تاریخ کاشت شامل تیمارهای زود هنگام (8 آبان)، کاشتبهموقع (18 آبان)ودیرهنگام (28 آبان)بودند. مقایسه مقادیر برآورد شده مدل Aqua Crop و اندازه گیری شده واقعی عملکرد محصول (زیست توده) جو در روزهای مختلف پس از کاشت در تیمارهای مختلف نشان داد که مدل Aqua Cropتا حدود 96 درصد تغییرات عملکرد محصول را در شرایط مختلف کاشت، آبیاری کامل و کم آبیاری شبیه سازی می کند. همین طور جذر میانگین خطا بین داده های اندازه گیری شده و شبیه سازی مدل از 41/0 تا 96/0 تن در هکتار تغییر می کند که متوسط این خطا حدود 77/0 تن در هکتار است که معادل 4/8 درصد خطا نسبت به متوسط عملکرد محصول می باشد.
    کلیدواژگان: آب مصرفی گیاه، بهره وری آب نرمال شده، تاریخ کاشت، تنش آبی، تبخیر و تعرق
  • ابوالمحسن حاجی امیری، عباس رضایی زاد صفحات 355-375
    بررسی واکنش درختان میوه به مقدار آب مصرفی یکی از راهکارهای مهم در مدیریت آب آبیاری است. این آزمایش به منظور ارزیابی پنج رقم زیتون به مقادیرآبیاری در قالب آزمایش کرت های خرد شده بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی از سال 1390 تا 1392 در ایستگاه تحقیقات زیتون دالاهو در استان کرمانشاه انجام گردید. ارقام زیتون شامل کنسروالیا، مانزانیلا، سویلانا، زرد زیتون و آمفی سیس در کرت های اصلی و مقادیرآبیاری شامل 100 درصد (شاهد)، 80% و 60 درصد نیاز آبی درختان زیتون در کرت های فرعی قرار داده شدند. با استفاده از نرم افزار محاسب تبخیر و تعرق (calculatorETo) و آمار روزانه هواشناسی، میزان تبخیر و تعرق بالقوه طی این مدت بطور متوسط 8/8 115 میلی متر در سال برآورد گردید. حجم آب مورد نیاز درختان در تیمار 100 درصد نیاز آبی 1/5828 متر مکعب در هکتار تعیین گردید. نتایج این تحقیق نشان داد؛ که تاثیرمقادیرآبیاری بر برخی از صفات زایشی از جمله عملکرد میوه، وزن میوه و گوشت معنی دار بود. بیشترین عملکرد در تیمارهای 80% و 100 درصد نیاز آبی در رقم کنسروالیا به ترتیب با 17745 و 17106 کیلوگرم در هکتار بدست آمد. اثر مقادیر آبیاری در میزان درصد روغن در ارقام مختلف از نظر آماری معنی دار نبود. ارقام از نظر صفات مورد بررسی تنوع زیادی داشتند؛ بطوریکه در بهره وری آب آبیاری، وزن میوه و گوشت، طول و قطر میوه، وزن هسته، ماده خشک و میزان روغن دارای تفاوت معنی داری بودند. اثر متقابل رقم و مقادیر آبیاری تنها برای صفت بهره وری آب آبیاری معنی دار بود. نتایج این تحقیق نشان داد که با افزایش مقدار آبیاری بهره وری آب آبیاری کم می شود. بطوریکه در رقم کنسروالیا در سطح آبیاری 60 درصد کارائی بهره وری آب آبیاری 2/4 کیلوگرم بر متر مکعب و در سطح آبیاری 100 درصد 9/2 کیلوگرم متر مکعب بود. رقم کنسروالیا با میانگین کارآیی مصرف آب برابر 64/3 کیلوگرم بر متر مکعب بیشترین بهره وری آب آبیاری را در بین ارقام دارا بود.
    کلیدواژگان: بهره وری آب، تبخیر و تعرق، نیاز آبی زیتون
  • حمدالله اسکندری، اشرف عالی زاده امرایی صفحات 377-388
    این پژوهش به منظور بررسی اثر تنش خشکی در مرحله جوانه زنی، رشد و عملکرد میوه بامیه در آزمایشگاه و مزرعه انجام شد. این تحقیق در مرحله آزمایشگاهبه صورت فاکتوریل دو عاملی بر پایه طرح کاملا تصادفی در سه تکرار در آزمایشگاه کشاورزی دانشگاه پیام نور خوزستان اجرا شد. عامل اول آماده سازی بذر (شامل تیمار شاهد و آماده سازی بذر با استفاده از آب و نیترات پتاسیم) و عامل دوم تنش خشکی (شامل پتانسیل های ماتریک 3/0-، 6/0-، 9/0- و 2/1- مگاپاسکال) بود. نتایج نشان داد که بیشترین درصد جوانه زنی بذر بامیه در شرایط بدون تنش و با پیش تیمار آبی بود. با افزایش شدت تنش درصد جوانه زنی بذر بامیه کاهش یافت به طوری که در تیمار بدون آماده سازی، با کاهش پتاسیل ماتریک از اولین به سومین سطح درصد جوانه زنی در شرایط تنش خشکی، 3/72 درصد کاهش یافت. همچنین نتایج نشان داد که تیمار بذر با آب، در شرایط تنش خشکی و غیر تنش خشکی باعث بهبود درصد جوانه زنی شد. آزمایش مرحله مزرعه ای در سال زراعی 95-1394 در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار اجرا شد. تیمار دور آبیاری بر مبنای زمان لازم برای 70، 100، 130 و 160 میلی متر تبخیر از تشت تبخیر اعمال گردید. نتایج آزمایش مزرعه ای نشان داد که افزایش دور آبیاری، تجمع ماده خشک، شاخص سطح برگ، ارتفاع بوته، تعداد میوه در بوته، عملکرد بیولوژیک و عملکرد میوه بامیه را کاهش داد به طوری که افزایش فاصله آبیاری از سطح اول به سطوح دوم، سوم و چهارم به ترتیب 9%، 26% و 31 درصد عملکرد میوه را کاهش داد. لذا برای تولید بهینه محصول بامیه، گیاه نباید در طول دوره رشد با تنش خشکی مواجه گردد و دور آبیاری 70 میلی متر تبخیر تجمعی از تشت تبخیر توصیه می شود. با این حال، با توجه به اینکه در سطح دوم آبیاری درصد کاهش عملکرد چشمگیر نبود، ممکن است با توجه به مسائل اقتصادی مزرعه بتوان سطح دوم آبیاری را نیز توصیه نمود که این موضوع به تحقیقات بیشتر نیاز دارد.
    کلیدواژگان: آبیاری محدود، پیش تیمار بذر، تجمع ماده خشک، تشت تبخیر، دور آبیاری
  • نادر کوهی چله کران، حسین دهقانی سانیج صفحات 383-491
    استفاده از مدل های رشد گیاه با توجه به کاهش نیاز به بازدیدها و اندازه گیری های مستقیم مزرعه ای می تواند مدیریت آب آبیاری و کود را تسهیل نماید. از طرفی اغلب به دلیل پیچیدگی وسختی درک و فهم این گونه مدل ها و در دسترس نبودن اطلاعات ورودی مورد نیاز، استفاده از آنها را به ویژه در تصمیم گیری های مدیریتی که باید قبل از فصل کشت صورت گیرد، دچار مشکل می کند. هدف از این مطالعه ارائه مدلی ساده برای پیش بینی شاخص سطح برگ شبیه سازی شده ذرت بر اساس تنش آب بود. در این مدل شاخص سطح برگ ذرت بر اساس درجه روز تجمعی و تنش آب شبیه سازی شد. داده های ورودی مورد نیاز مدل شامل داده های آب و هوا (میزان تشعشع خورشیدی، درجه حرارت حداقل و حداکثر و مقدار بارندگی)، اطلاعات مربوط به خاک و گیاه بود. مدل برای ذرت رقم سینگل کراس 704 در شرایط تنش آبی و نبود تنش برای سال زراعی 92 در شرایط آب و هوایی کرمان توسعه یافت و برای سال 93 برای تیمار مربوطه مورد ارزیابی قرار گرفت. شاخص سطح برگ برآورد شده توسط مدل در تیمار بدون تنش آبی نزدیک به مقادیر اندازه گیری شده بود که این نزدیکی، در سه مرحله میانی نمونه برداری بیشتر مشهود بود. در تیمارهای تنش(به جزء مرحله چهارم نمونه برداری) شاخص سطح برگ تخمین زده شده توسط مدل کمی بیشتر از مقادیر مشاهده شده بود. همبستگی بالا (مقادیرR2) در همه تیمارها بین مقادیر شاخص سطح برگ شبیه سازی شده و مشاهده شده در هر دو سال آزمایش توسط مدل به دست آمد.
    کلیدواژگان: تنش آبی، مدل رشد گیاه و کرمان
  • الهام صابری، فاطمه رضایی، عباس خاشعی سیوکی صفحات 389-398
    تخمین دقیق تبخیر-تعرق برای مطالعات بیلان آبی، تاسیسات آبی، مدیریت و طراحی سیستم های نوین آبیاری و مدیریت منابع آب و غیره مورد نیاز می باشد. در این تحقیق به منظور تعیین ضرایب گیاهی و نیاز آبی گیاه اجغون که از جمله گیاهان دارویی مهم می باشد، آزمایشی در مدت یک فصل زراعی در دانشکده کشاورزی دانشگاه بیرجند با استفاده از جعبه کشت یا لایسیمتر انجام شد. برای اجرای این طرح از سه عدد لایسیمتر وزنی استفاده شد و نیاز آبی اجغون به روش بیلان آب محاسبه گردید. برای محاسبه تبخیر -تعرق مرجع نیز از چمن معمول برای فضای سبز با ارتفاع 12 سانتی متر به عنوان گیاه مرجع استفاده شد. در پایان فصل رشد، مقادیر ضرایب گیاهی اجغون در مراحل مختلف رشد شامل مرحله ابتدایی، توسعه، میانی و مرحله انتهایی به ترتیب برابر 78/0 ، 06/1 ، 13/1 و 96/0 بدست آمد و مجموع تبخیر-تعرق این گیاه از لایسیمتر 492 میلی متر محاسبه گردید.
    کلیدواژگان: تبخیر و تعرق، معادله بیلان آبی، نیاز آبی
  • حامد زمانی، داود اکبری نودهی، حمیدرضا مبصر، فرشید علیپور ابوخیل صفحات 399-412
    به منظور بررسی اثر رژیم های مختلف آبیاری بر عملکرد کمی و کیفی توتون گرمخانه ای رقم K326، پژوهشی در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در مرکز تحقیقات تیرتاش در سال 1390 اجرا شد. تیمارها شامل ترکیب چهار مقدار آبیاری (مقدار 100%W4=، 80%W3=، 60%W2= و 40%W1=نیاز آبی) با سه دور آبیاری (15D3=،10 D2= و 5D1=روز) و دو تیمار بدون آبیاری (R)و آبیاری جوی پشته ای (I)(جمعا 14 تیمار) بود. نتایج نشان دادند که تیمارهایW4D2،W4D3،W3D1،W3D2،W3D3،W2D1،W1D1 W4D1، با بقیه تیمارها از نظر آماری اختلاف معنی دار داشتند و عملکرد برگ خشک بیشتری داشتند. همچنین کمترین محتوای کلر برگ درتیمارهای W4D2، W3D1، W2D1،W2D2، W1D3، R به دستآمد. توتون های تیمارهای W4D2، W3D1، W3D3، W2D1، W1D1، W1D2،W1D3 با بقیه تیمارها از نظر آماری اختلاف معنی دار داشتند و قیمت آن ها بیشتر بود. همچنین کمترین در آمد ناخالص درتیمارهای W2D2، W2D3،،W1D3، Iو R حاصل آمد.
    کلیدواژگان: عمق آبیاری، دور آبیاری، عملکرد برگ خشک، درصد کلر، درآمد ناخالص
  • نادر نادری، فریبرز عباسی صفحات 413-424
    قنات یکی از شگفت انگیزترین سازه ها برای استخراج آب زیرزمینی در مناطق خشک و نیمه خشک است. در استان سمنان، 607 رشته قنات با تخلیه متوسط 5/93 میلیون متر مکعب در سال وجود دارد. در پژوهش حاضر، وضعیت 15 رشته قنات و وضعیت آبیاری در اراضی کشاورزی مربوط به آنها در این استان بررسی و برخی راهکارها برای بهبود وضعیت قنات‏هایمورد مطالعه ارائه گردیده شده است. در این تحقیق،وضعیت آبدهی قنات ها و تغییرات کمی و کیفی آب آنها، راندمان کاربرد و کارآیی مصرف آب در اراضی پایین دست قنات ها ارزیابی شد. نتایج نشان داد که عدم تامین اعتبار کافی به علت کمبود منابع مالی، ریزش کوره ها و میله ها به خاطر عدم تجهیز مناسب، عدم استفاده از مصالح و پوشش های لازم، عدم نگهداری صحیح و مناسب قنات ها، عدم ایجاد تمهیدات لازم برای جلوگیری از ورود سیلاب ها به داخل قنات‏ها، تعدد مالکین و بروز مشکل در هماهنگی آنها و مهاجرت به شهرها از مهمترین عوامل کاهش آبدهی و تخریب قنات‏های منطقه بودند. تغییرات هدایت الکتریکی و pH آب قنات‏ها در بلندمدت ناچیز بود. متوسط راندمان کاربرد آب در اراضی پایین دست قنات‏ها 6/51 درصد و در اراضی پایین دست چاه ها 5/45 درصد به دست آمد. متوسط بهره وری مصرف آب در اراضی پایین دست قنات‏ها برای محصولات مختلف 63/0 کیلوگرم بر متر مکعب برآورد گردید. ایجاد تشکل های قوی برای مشارکت هرچه بهتر مالکین در بهره برداری و نگهداری قنات‏ها، لایروبی منظم، کول گذاری کوره، طوقه چینی میله ها، لوله گذاری در کوره و نصب شیر فلکه در مظهر قنات، احداث حوضچه های ذخیره آب قنات‏ها، ایجاد تناسب بین نیاز آبی محصولات و آب داده شده در اراضی پایین دست قنات‏ها از مهم ترین راهکارهای عملی و اجرایی برای بهبود وضعیت قنات‏ها هستند.
    کلیدواژگان: راندمان آبیاری، بهره وری مصرف آب، مسائل فنی و بهره برداری
  • احسان توکلی، بهزاد قربانی، مهدی رادفر، حسین صمدی بروجنی، بیژن قهرمان صفحات 425-440
    افزایش بازده آبرسانی و کاهش تلفات آب در کانال های انتقال، اهمیت بسیار زیادی دارد. پژوهش حاضر با هدف بررسی معادلات تجربی و مدل SEEP/Wدر برآورد نشت از کانال های خاکی انجام شد. کانال خاکی بلداجی با خاک لومی واقع در پایین دست شبکه آبیاری و زهکشی گندمان و بلداجی، شهرستان بروجن استان چهارمحال و بختیاری، به عنوان نمونه مورد مطالعه انتخاب شد. ابعاد کانال یادشده و دبی های مورد بررسی براساس روابط تشابه ابعادی و با درنظر گرفتن مقیاس 13/0 به مدل آزمایشگاهی انتقال یافت. در این پژوهش، نه دبی (40 تا 161 لیتر در ثانیه) به دبی قابل کاربرد در مدل تبدیل شد. آزمایش ها برای چهارسطح ایستابی مختلف، دو مقطع مثلثی و ذوزنقه ای، در سه تکرار انجام شد و مقدار نشت با معادلات تجربی واسنجی شده موریتز، اینگهام، هندوستان، مولس ورس و ینی دومیا، آفنگندن و دیویس-ویلسون نشت و مدل SEEP/W برآورد شد. نتایج نشانگر آن است که در همه حالت های بررسی شده، با درنظر گرفتن معیارهایR2، r، RMSEوMAE،روش موریتز تخمین بهتری از نشت را ارائه می دهد(R2=0.992، r=0.996،RMSE=0.48 و MAE=0.44 لیتر بر مترمربع بر دقیقه). همچنین، معادلات مولس ورس و ینی دومیا و هندوستان به دلیل نتایج ضعیف برای منطقه مورد نظر قابل توصیه نیستند. مدل SEEP/Wبا وجود برآورد مطلوب در مقطع ذوزنقه ای، برای مقطع مثلثی عملکرد مطلوبی نداشت. با توجه به کاهش هزینه و صرفه جویی در وقت در نتیجه استفاده از تشابه ابعادی، بکارگیری این روش در شرایط کنترل شده آزمایشگاه برای مناطق مشابه پیشنهاد می شود.
    کلیدواژگان: تشابه ابعادی، کانال خاکی، مدل سازی فیزیکی، معادله اینگهام، معادله موریتز، نفوذ
  • مریم یوسفی، محمد ابراهیم بنی حبیب، جابر سلطانی، عباس روزبهانی صفحات 441-454
    برای تامین نظر همزمان کشاورزان، مدیران منابع آب و محیط زیست ضرورت دارد تهیه مدل بهینه سازی الگوی کشت با بهره برداری تلفیقی کمی- کیفی از پساب و آب زیرزمینی با سه هدف حداکثرسازی سود کشاورزان، کاهش آبشویی نیتروژن و بهبود تغذیه آبخوان مدنظر قرار گیرد. در این پژوهش، مدل به دو روش بهینه سازی برنامه ریزی غیرخطی و نیز با روش الگوریتم ازدحام ذرات برای شبکه آبیاری ورامین در سال آبی 92-1391 تهیه شد. نتایج حاصل از حل مدل سه هدفه در روش برنامه ریزی غیرخطی نشان داد که افزایش سود حاصله از بهینه سازی الگوی کشت، بهبود بهره وری مصرف آب و تغذیه آبخوان به ترتیب به میزان 6% ، 22% و 29% منجر به کاهش برداشت تلفیقی از پساب و آب زیرزمینی و کاهش کود نیتروژن مصرفی به ترتیب به میزان 13% و 85% شده است. همچنین، حل مدل سه هدفه با الگوریتم هوش جمعی نیز نشان دادکه با افزایشسودحاصله ازبهینه سازی الگوی کشت، بهبود بهره وری مصرف آب و تغذیه آبخوان به ترتیب به میزان 7%، 49% و 30% ، اهداف کاهش برداشت تلفیقی از پساب و آب زیرزمینی و کاهش کود مصرفی به ترتیب به میزان 35% و 88% محقق شده است. مقایسه نتایج مقادیر متناظر توابع هدف در سناریوهای مختلف در دو روش برنامه ریزی غیرخطی و ازدحام ذرات ، حاکی از اختلاف بین 002/0 تا 01/0 درصد بین مقادیر حاصله از دو روش بود. لذا، الگوریتم فراکاوشی ازدحام ذرات با اختلاف بسیار کمی از روش برنامه ریزی غیرخطی، قابلیت زیادی را در ارائه پاسخ های بهینه دارا است. نتایج این پژوهش می تواند در استفاده بهینه منابع آب، افزایش درآمد کشاورزان و کاهش آبشویی نیتروژن در سایر شبکه های آبیاری مورداستفاده قرار گیرد. اصولا استفاده از پساب ها و فاضلاب ها در آبیاری محصولات خوراکی کشاورزی برای تغذیه انسان و دام توصیه نمی شود و رعایت کامل استاندارها و ضوابط در استفاده از پساب ها در کشاورزی، امری ضروری و لازم الاجرا است.
    کلیدواژگان: آب نامتعارف، آبشویی نیتروژن، تغذیه آبخوان، الگوریتم فراکاوشی
  • علی اکبر محمدی، حسن علیپور صفحات 455-468
    کمبود آب یکی از عوامل اصلی محدود کننده توسعه فعالیت های کشاورزی به شمار می رود. این امر سبب شده است تا مدیریت مزرعه و بهره وری از آب زراعی، نیازمند مشارکت هر چه بیشتر کشاورزان در این زمینه باشد، از این رو هدف از انجام این تحقیق، تحلیل موانع و تسهیل کننده های موثر بر توسعه سامانه های نوین آبیاری می باشد. جامعه آماری مورد نظر شامل 70 نفر از کارشناسان جهاد کشاورزی بود که با استفاده از سرشماری، مورد تحلیل قرار گرفتند. داده ها با استفاده از پرسشنامه به عنوان ابزار تحقیق جمع آوری گردید و به منظور تجزیه و تحلیل داده های جمع آوری شده، از نرم افزارهای SPSS و Lisrelاستفاده شد. برای تعیین پایایی پرسشنامه نیز با استفاده از نرم افزار R ضریب آلفای ترتیبی محاسبه و مقدار آن برای بخش های مختلف پرسشنامه 91 درصد به دست آمد که نشان از قابلیت اعتماد داده ها در شرایط مشابه دارد. در این تحقیق، به منظور شناسایی موانع و تسهیل کننده های تاثیر گذار بر توسعه سامانه های نوین آبیاری، از تحلیل عاملی استفاده شد. نتایج تجزیه و تحلیل در قسمت موانع توسعه، منجر به شناسایی پنج مانع تاثیرگذار بر توسعه سیستم های نوین آبیاری از سوی کشاورزان گردید. این موانع عبارت بودند از آگاهی کشاورزان، مشکلات فنی، هزینه های اجرایی، سیاستگذاری های دولتی و رضایت کشاورزان پیشرو. این عامل ها به طور کلی 72 درصد از موانع توسعه سامانه های نوین آبیاری را تحت کنترل خود داشتند. تسهیل کننده های شناسایی شده هم عبارت بودند از دانش فنی کشاورزان، وضوح مزایای نسبی و نظارت و همکاری سازمان ها. این عامل ها نیز در کل، توانایی تبیین حدود 40 درصد از واریانس مجموع عوامل تاثیر گذار بر توسعه سامانه های نوین آبیاری را بر عهده داشتند. همچنین به منظور تعیین روابط مستقیم و غیر مستقیم بین موانع و تسهیل کننده های شناخته شده، از مدل سازی معادلات ساختاری استفاده گردید. نتایج این بخش مشخص نمود که آگاهی کشاورزان (87/0= β)، هزینه های اجرایی(67/0= β) و رضایت کشاورزان پیشرو (54/0= β) بر توسعه سامانه های نوین آبیاری تاثیر مستقیم دارد. همچنین دیگر نتایج تحقیق نشان داد که روابط غیر مستقیم و ضعیفی بین هزینه های اجرایی، رضایت کشاورزان و آگاهی کشاورزان در راستای توسعه سیستم های نوین آبیاری برقرار است. مطابق دیگر نتایج به دست آمده، هیچ کدام از تسهیل کننده های شناسایی شده، تاثیر معنی داری بر توسعه سامانه های نوین آبیاری توسط کشاورزان نداشتند.
    کلیدواژگان: آگاهی کشاورزان، مدل سازی معادلات ساختاری، موانع توسعه آبیاری، تسهیل کننده ها
  • علی جوادی، بهروز مصطفی زاده، محمد شایان نژاد، محمدرضا مصدقی صفحات 469-482
    به منظور ارزیابی و طراحی یک سیستم آبیاری باید پدیده نفوذ آب به خاک و تغییرات آن با دقت کافی تعیین گردد. در شرایط شور و سدیمی بودن خاک و آب، اهمیت این مسئله بیشتر خواهد شد. هدف اصلی این پژوهش برآورد ضرایب معادلات مختلف نفوذ آب به خاک (کوستیاکوف، کوستیاکوف-لوئیس، هورتون، فیلیپ و حفاظت خاک آمریکا) و عملکرد این معادلات در شرایط مختلف تلفیق کیفیت آب آبیاری، رطوبت اولیه خاک و بار آبی ثابت روی سطح خاک بود. ابتدا با استفاده از یک روش آزمایشگاهی، نفوذ آب در ستون های خاک به روش بار ثابت اندازه گیری شد. سپس با وارد کردن داده های نفوذ تجمعی و زه آب به مدل HYDRUS-1D، پارامتر های هیدرولیکی خاک با حل معکوس بدست آمد. برای تعیین ضرایب معادلات، خروجی مدل HYDRUS-1Dیعنی نفوذ تجمعی نسبت به زمان برازش داده شد. با محاسبه آماره های ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE)، ریشه میانگین مربعات خطا نرمال شده (NRMSE)، انحراف معیار ریشه میانگین مربعات خطا (SDRMSE)، درصد خطای نسبی مطلق (AE)، درصد خطای نسبی (RE) معادلات نفوذ برای شرایط مختلف مورد استفاده، ارزیابی و رتبه بندی شدند. مقادیرRMSE، SDRMSE، NRMSEو AEبرای معادله هورتون به ترتیب 043/0، 018/0، 006/0 و 1 و برای معادله کوستیاکوف به ترتیب 234/0، 175/0، 025/0 و 4 بدست آمد که بدین ترتیب هورتون مناسبترین و کوستیاکوف نامناسبترینروش شناخته شدند. مقایسه مقادیر NRMSEنشان داد که در بیشتر موارد، معادلات در حالت کم آبیاری مقدار نفوذ را با دقت بهتری برآورد می نمایند. خطای معادلات کوستیاکوف-لوئیس و فیلیپ در یک تیمار مشخص با افزایش مقدار آب آبیاری و نزدیک شدن به آخر فصل افزایش یافت ولی بقیه معادلات روند مشخصی نداشتند. دراندازه گیری نفوذ آب بررسی تاثیر رطوبت اولیه خاک، بار آبی روی سطح خاک و ویژگی های شیمیایی خاک ضروری است زیرا ضرایب معادلات نفوذ و در نتیجه راندمان آبیاری تحت تاثیر این پارامترها قرار دارند.
    کلیدواژگان: ضرایب معادلات نفوذ، پارامتر های هیدرولیکی، کوستیاکوف، لوئیس و مدل HYDRUS، 1D
  • میلاد فرمانی فرد، هوشنگ قمرنیا، مقداد پیرصاحب، نظیر فتاحی صفحات 493-508
    در کشورهای خشک و نیمه خشک، کمبود منابع آب تجدیدپذیر از یک سو و بالا رفتن حجم تقاضا برای دستیابی به آب باکیفیت خوب از سوی دیگر، در حال افزایش است. بنابراین، لازم است آب با کیفیت بالاتر برای مصارف شهری و آشامیدن حفظ شده و منابع آب با کیفیت پایین تر (همچون فاضلاب تصفیه شده) برای مصارف دیگر نظیر کشاورزی و صنعت بکار گرفته شوند. در این شرایط، در اختیار داشتن اطلاعات کافی و محلی ضروری است. از این رو؛ هدف این تحقیق بررسی اثرات آبیاری بلند مدت با فاضلاب تصفیه شده شهری (پساب) در مقایسه با آب چاه )به عنوان تیمار شاهد(، بر خصوصیات فیزیکی خاک بوده است. به این منظور، خصوصیات خاک شامل: هدایت هیدرولیکی اشباع، منحنی مشخصه رطوبتی و نقاط رطوبتی، جرم مخصوص حقیقی و ظاهری و تخلخل خاک در سه لایه تا عمق 90 سانتی متری، در قالب طرح تجزیه مرکب دو ساله و آزمایش کرت های خرد شده در سه تکرار بررسی شد. نتایج به دست آمده از تحلیل های آماری نشان داد که روند یکسانی بین پارامترهای مختلف وجود ندارد و تاثیرپذیری پارامترهای خاک از تیمارهای آبیاری در اعماق مختلف متفاوت می باشد. مثلا، مقادیر اندازه گیری هدایت هیدرولیکی اشباع خاک اراضی تحت آبیاری با پساب نسبت به آب چاه به ترتیب برای اعماق 30-0، 60-30 و 90-60 سانتی متر به اندازه 109%، 25% و 75% افزایش یافت. اضافه بر این؛ بکارگیری پساب باعث افزایش محتوای رطوبتی خاک در نقاط ظرفیت زراعی و پژمردگی دائم شد، اما مقدار آب در دسترس را کاهش داد. تحت تاثیر آبیاری با پساب، جرم مخصوص ظاهری لایه سطحی خاک کاهش و جرم مخصوص حقیقی آن افزایش یافت. همچنین، تخلخل کل خاک در لایه های اول و دوم نسبت به تیمار شاهد کمتر بود، ولی در لایه 90-60 سانتی متری افزایش نشان داد. در مجموع می توان نتیجه گرفت که استفاده از پساب تا حدودی باعث بهبود شرایط فیزیکی خاک گردید، اما استفاده از فاضلاب تصفیه نشده و پساب برای آبیاری محصولات خوراکی توصیه نمی شود.
    کلیدواژگان: بحران منابع آب، تخلخل خاک، جرم مخصوص حقیقی، جرم مخصوص ظاهری، منحنی مشخصه رطوبتی، هدایت هیدرولیکی اشباع
|
  • Pages 301-313
    The present study was conducted with the aim of investigating the effect of water quality on safflower yield and yield components. The experiment had two factors including water salinity at two levels (S1= 1.8 dS m-1 and S2= 5.8 dS m-1) and landrace genotypes of safflower (G1= Dizaj Hossein Beig- Marand, G2= Koshaksara- Marand, and G3= Agkand- Mianeh). The experiment was laid out as a split plot design with three replications. Results showed that the interaction effects of salinity and landrace genotypes on grain yield, 1000- seeds weights, and the main capitol weight were significant (P
    Keywords: Saline water, Safflower yield, Water salinity stress, Koshaksara-Marand genotype
  • Pages 315-328
    Application of advance irrigation methods to a proper utilization of water resources is inevitable. The effects of different amounts of irrigation water on yield and quality of two varieties of date palm under asubsurface drip irrigation were studied in Behbahan Agricultural Research Station during two growing seasons (2014-2015). The study was conducted in a randomized complete block design with a split plot design with three replications where three levels of water application based on T1=75%, T2=100% and T3=125% of crop water requirement, were as the main plots and two variety of Khasi and Zahedi were as sub-plots. The results showed that different levels of irrigation have not had no significant effect on the quality and yield of fruit. However, there was a significant difference (p
    Keywords: Water requirements, Water use levels, Water use efficiency
  • Majid Alihouri Pages 329-340
    It is necessary to determinate of crop water requirement for optimum use of agricultural water resources. This research was carried out for determining water requirement and crop coefficient of Barhee date palm in the first to third year of vegetative growth. A drainage lysimeter was used to measure reference evapotranspiration (ETr) and three drainage lysimeters were used to measure evapotranspiration of date palm (ETc). The amounts of reference evapotranspiration and ETc were calculated using soil water balance. The results showed that ETr values in the first to third year were 2105, 1827, and 2021.8 mm, respectively, while seasonal ETc in vegetative growth were 274.3, 402.7, and 597.2 mm, respectively. ETc increased 46.8% and 48.3%, yearly. The crop coefficient of Barhee date palm was 0.08-0.18 in the first year. In this year, the minimum crop coefficient was recorded in May, while the maximum crop coefficient was in October and January. But, the date palm crop coefficient was 0.10-0.30 in the second year and 0.19-0.43 in the third year of vegetative growth. In second and third years of vegetative growth, the minimun crop coefficient was recorded in March. In the second year, the maximum crop coefficient was observed in August and January, while the maximum crop coefficient in the third year was obtained in November. The increasing plant age and vegetative growth could be the main reasons for the difference in the amounts of water requirement and crop coefficient of date palm in the first to third year.
    Keywords: Irrigation, Irrigation scheduling, Soil water balance, Evapotranspiration, Barhee date palm
  • Habib Karimi Avargani, Ali Rahimikhoob, Mohammad Hadi Nazarifar Pages 341-353
    Crop Simulation models are used for water management in farms and are widely used for optimization of water use efficiency. AquaCrop model, developed by FAO, is based on yield response to water. Compared to other similar models, AquaCrop requires fewer input parameters. The objective of this study was evaluation of this model for barley under deficit irrigation in Pakdasht region. The experiment was done in 2014-15 growing season and included three irrigation treatments and three sowing dates. The irrigation treatments included full irrigation and two treatments of 80% and 60 percent of full irrigation. Sowing dates included early, normal, and late planting. Comparing the estimated values of AquaCrop model and measured values showed that the model is well capable of simulating the barley biomass production. Average R2, RMSE and MBE for the comparison between measured and estimated values were calculated to be 0.96, 8.4 %, and 2.6 %, respectively.
    Keywords: Crop water consumption, Evapotranspiration, Normalized water productivity, Planting date, Water stress
  • Abolmohsen Hajiamiri, Abolmohsen Hajiamiri Pages 355-375
    Evaluation of fruit trees response to water is one of the important strategies in irrigation management. Current study was conducted in order to assess the response of five olive commercial cultivars to three levels of irrigation. The study was conducted in Olive Research Station, in Dallaho Kermanshah province, for three years (2011-13). A split plot experiment based on randomized complete block design with three replications was used to apply the treatments. The main plots included the cultivars Conservalla, Amphisis, Manznilla ,Sivillano and Zard-e- ziton, while different levels of irrigation including 100%, 80% and 60% of water requirement were assigned to sub-plot were assigned to subplots.Potential evapotranspiration was estimated as 1158.8 mm year-1 during 2011-13 using ETo calculator software and daily climatic data. Water amount for olive trees in 100% water requirement level was determined as 5828.1 cubic meters per hectare. The results of this study showed that the effects of irrigation levels on some of the reproductive traits such as fruit yield, and fruit and meat weight were significant. Highest yield was obtained in Conservalla with 80% and 100% water demand and amounted to 17745 kg ha-1 and 17106 kg ha-1,respectively. Irrigation levels had no effect on oil content of the olive cultivars. The cultivars were very diverse in terms of traits, such that there was a significant difference in irrigation water productivity, fruit and meat weight, fruit length and diameter, kernel weight, dry matter, and oil content. Interaction between cultivars and irrigation levels was significant only in the case of irrigation water productivity. The results of this research showed that with increasing irrigation levels, productivity of irrigation water decreased. In the cultivar Conservalla at irrigation level of 60%, irrigation water productivity was 4.2 kg/m3 and at irrigation level of 100%, it was 2.9 kg/m3 . Conservative cultivar with average water use efficiency of 3.64 kg/m3 had the highest irrigation water productivity among the studied cultivars.
    Keywords: Evapotranspiration, Water Productivity, Olive water requirement
  • Pages 377-388
    This research was carried out to evaluate the effect of drought on germination, growth, and fruit yield of okra in laboratory and field. Laboratory experiment was conducted as a two-factor factorial in agricultural laboratory of Khuzestan Payame Noor University based on completely randomized design in three replications. The first factor was seed priming (including control and seed priming with water and KNO3) and the second factor was drought stress (matric potentials of -0.3, -0.6, -0.9 and -1.2 MPa). Results indicated that the highest germination percentage was observed under no-stress and hydro priming conditions. Seed germination was decreased with increase in stress, where in control treatment i.e. without hydro priming, increasing drought stress from the first to third level resulted in 72.3 percent reduction in germination percentage. Hydro priming improved seed germination under drought stress and no-stress conditions. The field experiment was carried out during 2015-16 growing season based on RCBD in three replications. The irrigation intervals treatment was based on 70, 100, 130 and 160 mm evaporation from pan. İncreasing irrigation intervals reduced dry matter accumulation, leaf area index, plant height, friut number per plant, and biological and fruit yield of okra. Increasing irrigation interval from the firt level to the second, third, and fourth levels decreased fruit yield up to 9%, 26%, and 31 percent, respectively. Therefore, for optimum yied, okra should experience no drought stress during growth and friut formation. Thus, irrigation after 70 mm evaporation from evaporation pan can be advisable as an irrigation interval for okra. However, since friut yield reduction in the second level of irrigation interval was not considerable and considering economic issues, it may be possible to suggest this irrigation inerval, but it requires more research work.
    Keywords: Dry matter accumulation, Evaporation pan, Limited irigation, Seed priming, Irrigation interval
  • Nader Kouhi Chellehkaran Pages 383-491
    Crop growth models facilitate management of irrigation water and fertilizer because less on-site (filed) visits and direct measurements are required. On the other hand, these models are complex and difficult to be understood and require input data that is not available, thus, using them in management decisions, which should be done before cultivating season, will be difficult. The objective of this study was to develop a model for grain yield prediction of Corn (Zea maize) based on simulated leaf area index (LAI) under water stress conditions. In this study, corn LAI was simulated based on cumulative degree-days and water stress index. The model used crop and soil as well as meteorological data including daily maximum and minimum air temperature (oC), precipitation (mm), and solar radiation (MJ.m-2d-1). The model was developed based on the 2013 growing season data for single cross 704 cultivar under full irrigation and water stress conditions, and was validated with 2014 growing season data. The highest values of simulated LAI in the 100% water requirement (WR) treatment were between 6.14 and 5.78, in the 80% WR between 5.63 and 5.4, and in the 60% WR was between 4.11 and 3.47, which varied by 0.13 (2%), 0.14 (2.5%) and 0.29 (6.6%), respectively. In the mid- stage of growth, the estimated LAI was more consistent with measured values (2%). In treatments under stress (except for the fourth stage of sampling), the LAI estimated by the model was 6.6% higher than the values observed. In all treatments, the high correlations (R2) between the values of the simulated LAI and observed LAI in both years of the experiment were between 0.9 and 0.99.
    Keywords: Water stress, Crop growth models, Kerman
  • Elham Saberi, Fateme Rezaei Pages 389-398
    Detailed estimation of evapotranspiration is required for water balance studies, water utilities, design and management of irrigation conveyance systems and water resources management, and other purposes. In this study, crop coefficients and water requirements of Ajwain, which is one of the most important medicinal herbs, were determined during a growing season in College of Agriculture, University of Birjand, by using lysimeters. For this purpose, three weighing lysimeters were used and water requirement of Ajwain was calculated by water balance method. To calculate the reference evapotranspiration, common grass sown in green spaces was used with a height of 12 cm as the reference plant. Finally, at the end of the growing season, values of Ajwain crop coefficients during different growth stages including early stage, crop development, midseason, and late season were obtained as, respectively, 0.78, 1.06, 1.13 and 0.96. Also, the total evapotranspiration of the plant in lysimeter was 492 mm.
    Keywords: Evapotranspiration, Water balance equation, Water requirement
  • Pages 399-412
    In order to investigate the effects of different irrigation regimes on yield quantity and quality of flue-cured tobacco cv. K326, an experiment was carried out based on a randomized complete blocks design (RCBD) with three replications, at Tirtash Tobacco Research Center, in 2011. Treatments were combination of W1= 40%, W2=60%, W3=80%, and W4=100 percent crop water requirement with D1=5, D2=10, D3=15 days irrigation interval with two control treatments (without irrigation (R) and furrow irrigation (I)). The results showed that treatment W4D1, W4D2, W4D3, W3D1, W3D2, W3D3, W2D1, and W1D1 had statistically significant difference with the other treatments and had more dry leaf yield. Also, the minimum leaf chlorine content was observedin W4D2, W3D1, W2D1, W2D2, W1D3, and Rtreatments. Under W4D2, W3D1, W3D3, W2D1, W1D1, W1D2, and W1D3 treatments, tobacco had statistically significant difference with other treatments and had higherprice. Also, the minimum gross income was obtained under W2D2, W2D3, W1D3, I, and R Treatments.
    Keywords: Irrigation depth, Irrigation interval, Dry leaf yield, Chlorine percent, Gross income
  • Nader Naderi Pages 413-424
    Qanat is one of the most surprising structures that is used for extraction of underground water in arid and semi-arid regions. There are 607 qanats in Semnan province, providing a total discharge of 93.5 million m3 of water per year. In this research, existing conditions and irrigation in agricultural fields of 15 qanats of Semnan province were studied and some executive strategies were recommended to improve qanats’ performance. , quantity and quality changes of qanat water, application efficiency and water productivity downstream the studied qanats were evaluated. Results showed that insufficient credit, tunnel and wells collapsing due to lack of necessary construction and resistant covering, entrance of flood into qanats, numerous owners and rural migration were the most important reasons of discharge reduction and qanats destruction. Variations of EC and pH in qanats water were relatively low for a long period of time. Average of application efficiency in cultivated lands downstream the studied qanats was about 51.6%. Whereas it was 45.5% downstream the studied wells in the same regions. Average water productivity for various crops was 0.63 kg/m3. Establishment of strong groups to better partnership of owners in operation and maintenance of qanats, regular dredging, tunnel staining, well covering, tunnel tubing and fixing valve in qanat outlet, construction of qanat water reservoir and establishment of proportion between crops water requirement and amount of irrigation water in downstream lands of qanats are the most important practical strategies for improving qanats conditions.
    Keywords: Irrigation Efficiency, Water Productivity, Technical, Operational Issues
  • Ehsan Tavakoli, Behzad Ghorbani Pages 425-440
    Increasing conveyance efficiency and reducing water loss in distribution canals are very important. The current study aimed at investigating and comparing empirical equations and SEEP/W model for estimating seepage of earth channels. For this study, the earth canal of Boldaji, constructed in loamy soil and located downstream of modern irrigation and drainage network of Gandoman and Boldaji, Chaharmahal and Bakhtiari province, was chosen. Using dimensional similitude equations and considering 0.13 as scale ratio, the dimensions and discharges of the mentioned channel were applied to the laboratory model. In this study, 9 discharges (40-161 L/s) were converted to the applicable discharges of the model. Experiments carried out for 4 different water table depths and trapezoidal and triangular cross sections with 3 replications. Furthermore, by employing modified empirical models of Moritz, Ingham, India, Molesworth and Yennidumia, Offengenden, and Davis-Wilson, besides SEEP/W model, the amounts of seepage in the lab model were estimated. The results showed that for all investigated conditions and considering R2, r, RMSE, and MAE, Moritz presented the closest and the most accurate estimates of seepage (R2=0.992, r=0.996, RMSE=0.48 and MAE=0.44 lit/m2/min). Moreover, due to poor results of Molesworth and Yennidumia and Indian equations, they are not suggested for the study area.Although SEEP/W demonstrated appropriate performance for trapezoidal cross section, it did not show promising results for the triangular one. Considering the lower costs and shorter time as the results of utilizing dimensional analysis, it is recommended for controlled laboratory conditions in other similar regions.
    Keywords: Infiltration, Earth canal, Physical modelling, Dimensional similitude, Ingham equation, Moritz equation
  • Maryam Yousefi, Mohammad Ebrahim Banihabib, Jaber Soltan, Abbas Rouzbahani Pages 441-454
    To address farmers’ as well as water resources and environment managers’ opinions, it is necessary to develop the optimal cropping pattern models for maximizing farmers’ benefits, reducing nitrogen leaching, and improving the rate of aquifer recharge by applying quantitative-qualitative conjunctive use of unconventional surface water (reclaimed wastewater) and groundwater. In this research, the developed models (nonlinear programming (NLP) and particle swarm optimization (PSO)) were run in Varamin Irrigation Network for water year 2012-2013. The results of solving 3-objective nonlinear programming (NLP) model showed that by improving the net benefit of cropping pattern optimization, water productivity and aquifer recharge by about 6%, 22% and 29% led to reduction of conjunctive withdrawals of wastewater and groundwater and fertilizer consumption by about 13% and 85%. Also, the results of solving 3-objective model by Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm showed that by improving the net benefit of cropping pattern optimization, water productivity and aquifer recharge by about 7%, 49% and 30%, conjunctive withdrawals of wastewater and groundwater summation and fertilizer consumption decreased by about 35%, 88%, respectively. Comparison of the results of the values of objective functions in different scenarios by NLP and PSO methods showed a difference of about 0.002% to 0.01%. So, heuristic algorithm (PSO) has very little difference with NLP and has great ability in providing optimal results. The results of this research could be applied to the optimum use of water resources, increasing farmers’ benefits and decreasing nitrogen leaching in other irrigation network projects. However, it is to be emphasized that use of wastewater for irrigation of food crops for human and domestic animals is not recommended and full compliance with standards and regulations in applying reclaimed waste water in agriculture, is necessary and binding.
    Keywords: Aquifer recharge, Nitrogen leaching, Unconventional water, Heuristic algorithm
  • Ali Akbar Mohammadi Pages 455-468
    Shortage of water is one of the main factors limiting development of agricultural activities. This has led to the fact that farm management and productivity of agricultural water need full participation of farmers. Therefore, the purpose of this study was to analyze the factors affecting barriers and facilitators in adoption/development of new irrigation systems by farmers. The statistical population of this study included 70 experts of the departments of Agriculture Jihad whose viewpoints were collected and analyzed. Data was collected by using a questionnaire as research tool and SPSS and Lisrel software were used for analysis. To determine the reliability of the questionnaire, alpha coefficient was used by R software, which amounted to 91 percent, reflecting the reliability of data in similar conditions. In order to identify the factors affecting barriers and facilitators in development of new irrigation systems, factor analysis was used. The results of analysis in development barriers section led to identification of five barriers that included farmers awareness, technical problems, administrative costs, government policy, and technical knowledge. These barriers could explain about 69 percent of variations of adopting new irrigation systems. Identified facilitators included satisfaction of progressive farmers, clear comparative advantages, and monitoring and institutional partners. These facilitators could explain about 40 percent of variations about adoption of new irrigation systems. Also, in order to identify direct and indirect relationships between identified barriers and facilitators, Structural Equation Modeling (SEMs) was used. Results of this section showed that farmer awareness (β= 0.87), administrative costs (β= 0.67), clear benefits (β= 0.54) barriers had a direct impact on the development of new irrigation systems. Also, other results of this study showed that there was an indirect and weak relationship between administrative costs, farmers’ interests, and farmers’ awareness in development of new irrigation systems. According to the results, none of the identified facilitators had any significant effect on the adoption of new irrigation systems by farmers.
    Keywords: Barriers, Facilitators, Structural Equation Modeling, Farmer's awareness
  • Ali Javadi Pages 469-482
    In order to design or evaluate an irrigation system, the infiltration phenomenon and its variations should be determined accurately. In saline and sodic soil and water conditions, the importance of this issue will become greater. The main objective of this study was to estimate the coefficients of different infiltration equations (Kostiakov, Kostiakov-Lewis, Horton, Philip, and U. S. Soil Conservation) and to evaluate the performance of these equations under different qualities of irrigation water, initial soil moistures, and constant water head. Using a laboratory method, infiltrations were measured in soil columns for constant water head. Then, by applying the cumulative infiltration and drainage outflow data to HYDRUS-1D model, soil hydraulic parameters were determined by the inverse solution. To determine the coefficients of infiltration equations, the outputs of the HYDRUS-1D model including cumulative infiltration verses time were corrolated. The values of root mean square error (RMSE), standard deviation root mean square error (SDRMSE), normalized root mean square error (NRMSE), percent relative absolute error (AE) and percent relative error (RE), were used to evaluate the performance of each infiltration equation and to rank the equations. The equation that had the highest rank was considered as the best and more stable equation. The Horton equation with RMSE, SDRMSE, NRMSE and AE of 0.043, 0.018, 0.006 and 1 and the Kostiakov equation with the values of 0.234, 0.175, 0.025 and 4, were the most and the least suitable eqations, respectively. The evaluation of the performance of infiltration equations using statistical indicators showed that the Kostiakov-Lewis and the Kostiakov infiltration equations were the best and the worst equations, respectively. Comparison of NRMSE values showed that in most cases, under deficit irrigation, infiltration equations estimate infiltration more accurately. For a given treatment, the errors of Kostiakov-Lewis and Philip infiltration equations increased as the amount of irrigation water increased, and as the end of the season approached. The rest of the equations did not show any especial trends. To measure infiltration, it is necessary to consider the effects of irrigation water quality, initial soil moisture, and water heads, because these parameters influence the coefficients of infiltration equations and, consequently, the irrigation efficiency.
    Keywords: Infiltration Coefficients, Hydraulic parameters, Kostiakov-Lewis, HYDRUS-1D Model
  • Meghdad Pirsaheb, Nazir Fatahi Pages 493-508
    Crisis of renewable water resources and rising demand for access to fresh water in arid and semi-arid countries is increasing. Therefore, it is indispensable to conserve water resources with high quality for urban purposes and drinking and use water resources with lower quality (such as treated wastewater) for other purposes such as agriculture and industry. In these conditions, having adequate information and local data in different parts of the world is essential. Thus, the main purpose of this study was to investigate the effects of two-year long-term irrigation with treated municipal wastewater in comparison with well water (as the control treatment) on the physical properties of soil. The soil physical properties were measured in three layers, each with three replications, and included saturation hydraulic conductivity (Ks), soil moisture characteristic curve, moisture content at field capacity (θFC) and permanent wilting point (θPWP) as well as “available water”, bulk and practical density, and porosity of the surface soil to depth of 90 cm . The study was conducted using a two-year split plot design. The rsults of statistical analysis showed that there was no uniform trend between various parameters and the influence of irrigation treatments at different depths of soil parameters were different. Results showed that the soil Ks in treatments irrigated with wastewater increased, compared to the control treatments, by 109%, 25%, and 75% in depths of 0-30, 30-60, and 60-90 cm, respectively. In addition, application of treated wastewater caused increase in the soil moisture content at θFC and θPWP point, but reduced the amount of total available water content. The effect of irrigation with treated wastewater decreased surface soil bulk density and increased its practical density. Also, the soil porosity in the 0-30 and 30-60 cm layers was lower compared to the control treatment, but was higher in 60-90 cm layer. Generally, it can be concluded that the use of treated wastewater improves soil physical conditions, but the application of untreated sewage water and TWW for irrigation is not recommended for edible crops.
    Keywords: Bulk density, Practical density, Soil moisture characteristic curve, Soil prosity, Saturation hydraulic conductivity, Water resources crisis