فهرست مطالب

پژوهش آب در کشاورزی - سال سی و یکم شماره 1 (بهار 1396)

مجله پژوهش آب در کشاورزی
سال سی و یکم شماره 1 (بهار 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/03/29
  • تعداد عناوین: 10
|
  • مقاله پژوهشی
  • مهری سعیدی نیا *، سعید برومند نسب، سید بهرام اندرزیان صفحات 1-12
    در این تحقیق، میزان عملکرد ذرت (رقم مبین)، در شرایط آبیاری با آب شور در منطقه اهواز، تحت سناریوهای مختلف تغییر اقلیم شبیه سازی گردید. با در نظر گرفتن دوره مبنا (2010- 1981)، برای تولید سناریوها در دو دوره آتی 2050- 2021 و 2100- 2071، از مدلCSIRO-MK3.5در ترکیب با سه سناریوی انتشار A2 و B1 و A1Bاستفاده شد و برای بررسی اثر سناریوهای مختلف بر روی عملکرد، تحت پنج تیمار شوری آبیاری (S0: آب کارون (شوری dS/m 3/2)، S1 شوریdS/m 5/3، S2 شوریdS/m 5/4، S3شوریdS/m 5/5 و S4شوریdS/m 5/6 ) مدل Aqua Crop انتخابگردید. برای نشان دادن اثر تغییر اقلیم به تنهایی، میزان عملکرد هر تیمار تحت هر سناریو با میزان عملکرد همان تیمار در سناریوی مبنا مقایسه گردید و نتایج نشان داد در دوره آتی اول اثر تغییر اقلیم بر روی عملکرد ناچیز بود. در دوره دوم آتی، به صورت میانگین در همه تیمارها، کاهش عملکرد تحت سناریویA1B ، 15% ، تحت سناریویB1، 24% و در سناریویA2، 35% مشاهده گردید. نتایج اثر توام تغییر اقلیم و شوری بر میزان عملکرد نشان داد که در دوره آتی اول، بیشترین کاهش عملکرد در سناریویS4B1N1 (37% )، و در دوره دوم آتی در سناریویS4A2N2 ( 58% )، رخ خواهد داد. در نهایت مشخص گردید که روند تغییرات عملکرد نسبت به شوری، تحت هر یک از سناریوها به صورت خطی بود.
    کلیدواژگان: تنش شوری، ذرت رقم مبین، شبیه سازی عملکرد، مدل Aqua Crop
  • حلیمه پیری *، حسین انصاری، مهدی پارسا صفحات 13-28
    عامل مهم در مدیریت آبیاری در مناطق خشک، شناسایی پاسخ گیاه به تنش خشکی می باشد. اما با توجه به این که آب های زیرزمینی در این مناطق دارای نمک های محلول می باشند، تنش شوری نیز باید به طور همزمان مورد بررسی قرار گیرد. در نتیجه این پژوهش به منظور تعیین عمق بهینه آبیاری در شرایط جداگانه و توام تنش های شوری و خشکی برای بکارگیری در مدیریت و برنامه ریزی آبیاری گیاه سورگوم علوفه ای در سه چین برداشت علوفه انجام شده است. این بررسی به صورت فاکتوریل در قالب طرح اسپلیت پلات در زمان با سه سطح شوری (دو، پنج و هشت دسی زیمنس بر متر) و چهار سطح آبیاری (50، 75، 100 و 120 درصد نیاز آبی گیاه) در سه مرحله برداشت علوفه و در سه تکرار انجام گرفت و عمق آبیاری برای سطوح مختلف شوری و در برداشت های مختلف تعیین شد. به منظور بررسی اثرات جداگانه و توام شوری و عمق آب آبیاری از شاخص های تولید نهایی نسبت به عمق آب آبیاری(MPI)، تولید نهایی نسبت به شوری آب آبیاری (MPECw)، نسبت نهایی نرخ جایگزین فنی برای شوری و عمق آب آبیاری (MRTSI،ECw)، ارزش تولید نهایی نسبت به عمق آب آبیاری (VMPI) و ارزش تولید نهایی نسبت به شوری آب آبیاری (VMPECw) در هر برداشت استفاده گردید. MPIنشان داد که به ازای افزایش یک سانتی متر عمق آب آبیاری، برداشت اول کمترین تغییر عملکرد(22/1 تن در هکتار) و برداشت سوم بیشترین مقدار (9/2 تن در هکتار) را داشته است. MPECwنشان داد که کاهش عملکرد در شوری های کم، برداشت دوم و سوم به ترتیب کمترین و بیشترین کاهش عملکرد علوفه تازه را داشته اند. نرخ جایگزینی نهایی کمیت و کیفیت آب آبیاری (MRTS) نسبت به عملکرد علوفه تازه نشان داد برای این که عملکرد با افزایش یک واحد شوری آب آبیاری تغییر نکند، باید در برداشت اول، دوم و سوم عمق آب آبیاری به ترتیب 86/5 ، 97/1 و 72/1 سانتی متر افزایش یابد. همچنین با افزایش تنش شوری در هر سه برداشت، عمق بهینه آبیاری افزایش یافت و در همه سطوح شوری، عمق بهینه آبیاری در برداشت اول بیشتر از برداشت دوم و در برداشت دوم بیشتر از برداشت سوم بود.
    کلیدواژگان: عمق بهینه، شاخص های ارزیابی، ارزش تولید
  • غلامحسن رنجبر *، ولی سلطانی گردفرامرزی صفحات 29-42
    به منظور تعیین تاثیر شوری آب آبیاری و تراکم کوشیا (Kochia indica) بر میزان عملکرد، ارتفاع بوته و غلظت عناصر برگ سورگوم و کوشیا یک مطالعه مزرعه ای در سال 1391 و 1392 در ایستگاه تحقیقاتی مرکز ملی تحقیقات شوری انجام شد. تیمارها شامل سطوح شوری آب آبیاری: 2 (شاهد)، 6، 10 و 14 دسی زیمنس بر متر و کاشت کوشیا با تراکم های 0/0، 2/5، 3/3 و 5/0 بوته در متر مربع در روی ردیف های سورگوم بود. نتایج نشان داد که عملکرد ماده خشک سورگوم با افزایش تراکم کوشیا در تمام سطوح شوری کاهش یافت. آستانه تحمل به شوری سورگوم بر اساس میزان ماده خشک تولیدی 4/1 دسی زیمنس بر متر بود. افزایش هر واحد شوری بیشتر از میزان آستانه، باعث کاهش عملکرد ماده خشک به میزان 5/10% گردید. برخلاف سورگوم، عملکرد ماده خشک کوشیا تحت تاثیر سطوح شوری در هر دو سال قرار نگرفت. شوری آب آبیاری باعث کاهش ارتفاع سورگوم و کوشیا در هر دو سال آزمایش گردید. بر اساس متوسط دو سال، در شوری های آب آبیاری 2، 6، 10 و 14 دسی زیمنس بر مترغلظت سدیم برگ کوشیا به ترتیب در حدود 94/4، 88/6، 78/7 و 76/8برابر بیشتر از غلظت سدیم برگ سورگوم بود. غلظت کلر برگ کوشیا در سال 1391 در شوری های آب آبیاری 2، 6، 10 و 14 دسی زیمنس بر متر به ترتیب در حدود 2/3،2/4، 2/0 و 2/2 برابر بیشتر از غلظت کلر برگ سورگوم بود. این میزان ها در سال 1392 به ترتیب 3/6، 2/9، 2/5 و 1/9 برابر بود. غلظت کلسیم برگ کوشیا در سطوح شوری 2، 6، 10 و 14 دسی زیمنس بر متر به ترتیب 2/9،3/4، 2/4 و 2/7 برابر بیشتر از غلظت کلسیم برگ سورگوم بود. بطورکلی کوشیا می تواند به عنوان یک گونه با توان رقابتی بالا، به شدت عملکرد گیاهان زراعی تابستانه از جمله سورگوم را در شرایط شور کاهش دهد. لذا توصیه می شود کشت این گیاه به منظور تولید علوفه در اراضی غیر زراعی انجام گیرد.
    کلیدواژگان: آستانه تحمل به شوری، رقابت، سدیم، کلر، کلسیم
  • محمد مهدی نخجوانی مقدم، بیژن قهرمان، قاسم زارعی* صفحات 43-57
    در شرایط حاضر مهمترین چالش بخش کشاورزی، افزایش بهره وری آب است. متاسفانه تاکنون در کشورما تعیین و تحلیل شاخص بهره وری آب در کشاورزی مورد توجه جدی قرار نگرفته است و این امر موجب عدم اطمینان از مصرف صحیح آب در بخش کشاورزی شده است. این پژوهش با هدف بررسی بهره وری آب گندم تحت مدیریت های متفاوت آبیاری در ایستگاه های تحقیقاتی هشت استان کشور و تعیین عمق مناسب آبیاری گندم (در شرایط محدودیت منابع آبی) طی سال های 90-1377 انجام شد. دامنه تغییرات بهره وری آب کاربردی گندم در آزمایش های انجام شده برابر با 5/1-3/0 کیلوگرم بر مترمکعب بود که نسبت به دامنه گزارش شده توسط سازمان خواربار جهانی برای کل جهان (1-8/0 کیلوگرم بر مترمکعب) بالاتر، لیکن تقریبا در محدوده دامنه گزارش شده توسط زوارت و بستیانسن (7/1-6/0کیلوگرم بر مترمکعب) است. دامنه وسیع بهره وری آب گندم، نشان دهنده پتانسیل بالا برای افزایش تولید این محصول به ازای مصرف آب کمتر است. حداکثر مقادیر بهره وری آب آبیاری و آب کاربردی (آب آبیاری+بارندگی موثر)قابل حصول گندم در ایستگاه کرج به ترتیب 1/2 و 5/1 کیلوگرم بر مترمکعب با آبیاری قطره ای و اعمال کم آبیاری نتیجه گردید. همچنین در ایستگاه کرمان، کمترین مقادیر بهره وری آب آبیاری و آب کاربردی گندم به ترتیب 4/0 و 36/0 کیلوگرم بر متر مکعب، در آبیاری سطحی مشاهده شد.حداکثر مقادیر بهره وری آب آبیاری و آب کاربردی گندم در ایستگاه مشهد، به ترتیب 9/1 و 5/1 کیلوگرم بر مترمکعب در شرایط کاربرد کم آبیاری به دست آمد. نتایج نشان داد برای دسترسی به مقادیر بهینه بهره وری آب آبیاری در منطقه مشهد و در شرایط محدودیت منابع آب، اولویت کشت گندم با مزارعی است که با اعمال مدیریت کم آبیاری کنترل شده و با مصرف آب آبیاری به میزان 300 میلی متر، بهره وری آب این گیاه در حدود 6/1 کیلوگرم بر مترمکعب شود. همچنین با در نظر گرفتن میزان بارندگی موثر این منطقه، بایستی با بکارگیری کل آب کاربردی به اندازه 420 میلی متر و با اعمال مدیریت کم آبیاری، مقدار بهره وری آب کاربردی گندم برابر 1/1 کیلوگرم بر مترمکعب حاصل گردد.
    کلیدواژگان: بارندگی موثر، عمق مناسب آبیاری، کم آبیاری، کارآئی مصرف آب
  • سمانه دوستی پاشاکلایی، علی شاهنظری*، مهدی جعفری تلوکلایی صفحات 59-73
    با نصب زهکشی زیرزمینی در اراضی شالیزاری، امکان کشت زمستانه و مدیریت آب در فصل کشت برنج فراهم می شود. با توجه به شرایط متفاوت کشت و عملیات کشاورزی، اتخاذ تدابیر مناسب برای کاهش هدر رفت عناصر غذایی از اراضی شالیزاری دارای زهکشی زیرزمینی، ضمن افزایش بهره وری مصرف این مواد، منجر به کاهش آلودگی منابع آب پذیرنده نیز خواهد شد. برای بررسی اثرات زهکشی زیرزمینی بر غلظت نیترات خروجی و نیترات موجود در لایه های مختلف، تحقیقی از خرداد 1394 تا اردیبهشت 1395 (طی یک فصل کشت برنج و یک فصل کشت کلزا) در اراضی شالیزاری دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری انجام شد. تیمارهای مختلف زهکشی زیرزمینی، سه نوع سیستم زهکشی زیرزمینی معمولی شامل سیستم زهکشی با فاصله 30 متر و عمق نصب 9/0 متر، سیستم زهکشی با فاصله 30 متر و عمق نصب 65/0 متر، سیستم زهکشی با فاصله 15 متر و عمق نصب 65/0 متر؛ و یک سیستم زهکشی دو عمقی (سیستم زهکشی با فاصله 15 و اعماق نصب 65/0 و 9/0 متر به صورت یک در میان) بودند. از زه آب زهکش های این تیمارها و همچنین از آب پیزومترها در اعماق 4/0، 9/0، 2 و5 متر برای تعیین میزان نیترات، نمونه هایی تهیه شد.نتایج نشان داد که غلظت و میزان کل نیترات خروجی در فصل کشت برنج به ترتیب 33% تا 80% و 91% تا 99% کمتر از فصل کشت کلزا بود. همچنین، غلظت نیترات زه آب زهکش های با عمق 9/0 متر بیشتر از مقدار آن در زه آب زهکش های با عمق 65/0 متر بود. از طرف دیگر، نیترات موجود در آب برای تمامی تیمارها، در لایه های بالایی خاک، بین 1 تا 3/18 میلی گرم بر لیتر بیشتر از نیترات در لایه های پایین تر بود. به طور کلی در هر دو فصل کشت برنج و کلزا، تیمار زهکشی با فاصله بیشتر و عمق کم، نیترات کمتری را آبشویی کرده اند.
    کلیدواژگان: پیزومتر، دبی زهکش، عمق خاک، عمق زهکش، فاصله زهکش
  • یاسر فیض آبادی *، حمیدرضا رحمانی صفحات 75-85
    تحقیق حاضر به منظور ارزیابی اقتصادی سیستم آبیاری تحت فشار در مزارع کشت توت فرنگی شهرستان بابلسر طی یک دوره چهار ساله از سال 1391 تا 1394 صورت پذیرفت. در ابتدا، با استفاده از روش نمونه گیری طبقه بندی نسبی تعداد 282 مزرعه کشت توت فرنگی (170 مزرعه با سیستم آبیاری غرقابی و 112 مزرعه مجهز به سیستم آبیاری قطره ای) انتخاب گردید. آمار مربوط به هزینه و درآمد مزارع نمونه در طول چهار سال و با همکاری جهاد کشاورزی شهرستان بابلسر و بهره برداران نمونه جمع آوری شد. سپس داده های جمع آوری شده با استفاده از شاخص های ارزش حال خالص، نسبت منفعت به هزینه و نرخ بازده داخلی مورد ارزیابی قرار گرفت. بر اساس تجزیه و تحلیل داده های پژوهش، بهره برداری از هر دو روش غرقابی و آبیاری قطره ای برای محصول توت فرنگی توجیه اقتصادی دارد. همچنین نتایج حاکی از این می باشد که در روش قطره ای ارزش حال خالص و نسبت منفعت به هزینه بزرگتر از روش غرقابی می باشد. مطابق با نتایج، نرخ بازده داخلی روش قطره ای نیز بیشتر از نرخ بازده داخلی روش غرقابی و برابر با 48 درصد بوده در حالی که این نرخ برای آبیاری غرقابی 37 درصد می باشد. همچنین نسبت منفعت به هزینه در روش قطره ای برابر با 48/1 بوده در حالی که در روش غرقابی این نسبت برابر با 37/1 می باشد. بنابراین با توجه به بحران کم آبی در منطقه و کل کشور پیشنهاد می گردد که به توسعه سیستم های آبیاری قطره ای جهت حفظ منابع آبی منطقه و کشور بیش از پیش توجه گردد.
    کلیدواژگان: ارزش حال خالص، نسبت منفعت به هزینه، نرخ بازده داخلی، آبیاری غرقابی، آبیاری قطره ای
  • حسین اردلانی، حسین بابازاده*، حسین ابراهیمی صفحات 87-104
    شوری یکی از عوامل مهم تاثیرگذار بر رشد و عملکرد بسیاری از گیاهان به شمار می آید. تحمل گیاهان به شوری با میزان نیتروژن دریافتی متغیر است. در این راستا پژوهشی با هدف مدل سازی پاسخ گیاه گوجه فرنگی به تنش های توامان شوری و نیتروژن. به صورتگلدانیانجامشد. شش سطح شوری شامل 1،2، 4، 6، 8 و10 دسی زیمنس بر متر و سه سطح کود نیتروژن شامل صفر،50 و 100 درصد نیاز کودی در سه تکرار اعمال شد. حداکثر عملکرد ماده خشک (8/25 گرم) در تیمار با شوری یک دسی زیمنس بر متر و کود مصرفی 100 درصد و حداقل عملکرد ماده خشک (8/5 گرم) در تیمار با شوری 10 دسی زیمنس بر متر و کود مصرفی صفر درصد به دست آمد. مدل های تعدیل یافته لیبیگ-اسپرینگل (LS)و میچرلیخ-بال(MB) برای مدل سازی پاسخ گیاه به عناصر غذایی مورد ارزیابی قرار گرفتند. مقایسه آماره های ارزیابی مدل ها نشان داد که برای مدل سازی گیاه گوجه فرنگی در شرایط توامان تنش شوری و کمبود نیتروژن، مدل تعدیل یافته MB(95/0d=) در مقایسه با مدل تعدیل یافته LS(88/0d=) برازش بهتری با داده های اندازه گیری شده داشت. بنابراین، استفاده از مدل تعدیل یافته (MB) برای برآورد عملکرد نسبی گوجه فرنگی توصیه می گردد. همچنین نتایج اثرات توامان تنش های شوری و نیتروژن نشان می دهد که در یک سطح شوری با افزایش مقدار کود نیتروژن عملکرد ماده خشک گیاه افزایش یافته و با زیاد شدن شوری در یک سطح نیتروژن، عملکرد ماده خشک کاهش یافته است. آستانه کاهش عملکرد درشرایط شوری ثابت نبوده و بستگی به مقدار نیتروژن موجود در خاک دارد. در تیمار بدون مصرف نیتروژن، افزایش شوری تاثیر چندانی بر کاهش عملکرد نسبی نداشت. این امر نشان دهنده تاثیرگذار بودن عامل کمبود نیتروژن نسبت به شوری می باشد. بنابراین با مدیریت کود نیتروژن می توان،آستانه تحمل گیاه گوجه فرنگی به شوری را افزایش داد.
    کلیدواژگان: آستانه شوری، تعرق، مدل لیبیگ، اسپرینگل(LS)، مدل میچرلیخ، بال (MB)
  • ابوذر پرهیزکاری *، حسین بدیع برزین صفحات 105-118
    هدف اصلی مطالعه حاضر تعیین ارزش اقتصادی آب آبیاری و شبیه سازی واکنش کشاورزان به سیاست کاهش منابع آب دردسترس در شهرستان تاکستان (از توابع استان قزوین) است. برای تحقق این هدف، از رویکرد برنامه ریزی ریاضی مثبت (PMP) و توابع تولید منطقه ای محصولات کشاورزی (SWAP) استفاده شد. ابتدا ارزش اقتصادی آب آبیاری در سطح شهرستان مورد مطالعه تعیین شد. سپس، واکنش کشاورزان به سیاست کاهش منابع آب در دسترس تحت سناریوهای کاربردی 5%، 10%، 20% و 30 درصد تحلیل و ارزیابی شد. داده های موردنیاز مربوط به سال زراعی 93-1392 هستند. برای حل مدل تجربی ارائه شده از نرم افزار GAMS نسخه 1/24 استفاده شد. پس از حل مدل، ارزش اقتصادی هر متر مکعب آب آبیاری در سطح شهرستان تاکستان 1690 ریال برآورد شد. نتایج نشان داد که تفاوت فاحشی بین ارزش اقتصادی آب آبیاری و نرخ آب بهای پرداختی کشاورزان در این شهرستان وجود دارد و کاهش آب دردسترس سبب افزایش ارزش اقتصادی آب آبیاری و کاهش سود ناخالص کشاورزان می شود. در پایان، به منظور جلوگیری از مصرف بی رویه آب آبیاری، تعیین نرخ آب بهای پرداختی برای کشاورزان شهرستان تاکستان با توجه به روند تغییرات ارزش اقتصادی آب آبیاری و ملاحظه برابری توصیه شد.
    کلیدواژگان: مدیریت تقاضای آب، تابع تولید، آب بها
  • سید مصطفی طباطبایی*، علی شهیدی صفحات 119-128
    در این پژوهش منبع تامین آب کشاورزی (قنات) و عملکرد محصولات کشاورزی روستای مزرعه نو از توابع شهرستان اردکان-یزد مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا با استفاده از داده های هواشناسی و نرم افزار CROPWATنیاز آبی محصولات باغی (پسته و انار) و گیاهان زراعی (گندم، جو، یونجه و زعفران) در تمام ماه های سال مشخص شد. سپس حجم آب مازاد بر نیاز و کمبودها در هر ماه مشخص شد. با توجه به نیاز آبی هر محصول نسبت به درآمد اقتصادی آن، در یک سناریو کشت گندم، جو و یونجه حذف شد و آب مورد نیاز این گیاهان به کشت جایگزین زعفران اختصاص داده شد. سپس سطح زیر کشت جدید و نیاز آبی در هر ماه مشخص شد. با توجه به غیر همسو بودن نیاز آبی و آب در دسترس در ماه های مختلف، ساختاستخر ذخیره پیشنهاد گردید. و درآمد خالص حاصل از سطح زیر کشت جدید محاسبه و با کشت موجود مقایسه شد. نتایج نشان داد تغییر الگوی کشت راه کار ی مناسب برای افزایش بهره وری از آب و اصلاح الگوی مصرف آن می باشد. تغییر الگوی کشت مطابق سناریوی تعریف شده باعث افزایش درآمد خالص اقتصادی سه برابری نسبت به الگوی کشت موجود خواهد شد.
    کلیدواژگان: زعفران، الگوی مصرف آب، استخر ذخیره، قنات، مدیریت آبیاری
  • مانی مجدم*، محمدرضا معمارباشی، اصلان اگدرنژاد، نازلی دروگر صفحات 129-137
    به منظور بررسی اثرات فواصل آبیاری و مقادیر مختلف سوپرجاذب بر میزان انتقال مجدد کنجد در شرایط آب و هوایی شهرستان حمیدیه، آزمایشی در سال زراعی 1393 در شهرستان حمیدیه به صورت کرت های یک بار خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با چهار تکرار اجرا گردید. تیمارهای آزمایش شامل فواصل آبیاری در سه سطح (60، 100 و 140) میلی متر تبخیر از تشت تبخیر کلاس A در کرت های اصلی و مقادیر مختلف سوپر جاذب در سه سطح (0، 75 و 150 کیلوگرم در هکتار) در کرت های فرعی بودند. نتایج نشان داد که اثر فواصل آبیاری و سوپر جاذب، باعث افزایش معنی دار عملکرد دانه، میزان انتقال مجدد، و فتوسنتز جاری گردید. بیشترین عملکرد دانه، انتقال مجدد و فتوسنتز جاری، سهم انتقال مجدد و سهم فتوسنتز جاری از تیمار 100 میلی متر تبخیر از تشت و 150 کیلوگرم در هکتار سوپر جاذب بدست آمد. در بررسی برهمکنش فواصل آبیاری و سوپر جاذب، بیشترین عملکرد دانه (1216 کیلوگرم در هکتار) به تیمار100 میلی متر تبخیر و 150 کیلوگرم در هکتار سوپر جاذب تعلق گرفت. با توجه به کمبود آب در کشور به نظرمی رسد تیمار100 میلی متر تبخیر از تشت وکاربرد 150 کیلوگرم در هکتار سوپر جاذب، افزون بر صرفه جویی در مصرف آب عملکرد اقتصادی قابل قبولی را نیز تولید می کند.
    کلیدواژگان: سهم فتوسنتز جاری، عملکرد دانه کنجد، صرفه جویی در مصرف آب
|
  • M. Saeedi Niya *_S. Broomandnasab_S. B Andarziyan Pages 1-12
    In this research, the amount of maize yield was simulated under condition of different water salinities and climate change scenarios in Ahvaz region. Combined CSIRO-MK3.5 model and emission scenarios A1B, A2, and B1 were used as future (2021-2050 and 2070-2100) climate change scenarios (considering 1981-2010 as reference period). Additionally, AquaCrop model was used to predict the impact of climate change scenarios on maize yield under conditions of five salinity treatments including: (S0: Karoon river water (salinity: 2.3 dS/m); S1 (salinity: 3.5 dS/m), S2 (salinity: 4.5 dS/m); S3(salinity: 5.5 dS/m); and S4 (salinity: 6.5 dS /m). In order to show the impact of climate change alone, the amount of yield for each salinity treatment under different scenarios was compared with the same treatments yield under the reference scenario. Results showed that in the 2021-2050 period, the difference between maize yields for different scenarios was negligible compared to the reference scenario. However, in the 2070-2100 period, yield reduction under A1B scenario was %15, under B1 scenario 24%, and under A2 scenario, it was 35 percent. The results of salinity and climate change impacts together showed that, in the first future period, maximum reduction of yield would happen under the S4 B1N1 scenario (37 percent) and for the second future period, it would be under S4A2N2 scenario (58 percent). Finally, it was determined that the trend of yield reduction under salinity treatments was linear in all scenarios.
    Keywords: Salinity tension, Mobin variety, Yield simulation, AquaCrop model
  • Halimeh Piri *, Hossein Ansari, M. Parsa Pages 13-28
    The main factor for managing and scheduling irrigation in dry area, is the plant response to drought stress. The majority of irrigation water in these areas contains soluble salts, therefore, salinity stress should be considered at the same time. Hence, this study was conducted in order to obtain the optimum depth of irrigation, considering drought and salinity stress individually and simultaneously, at three cutting times of forage sorghum in Sistan plain.This experiment used split plot in time in a factorial design with three levels of salinity (2, 5, and 8 dS.m-1) and four irrigation levels (50%, 75%, 100%, and 120% water requirement) at three cutting stages, with three replications. The depth of the water was determined for salinity levels and at various cuttings. In order to determine the separate and combined effects of salinity and irrigation water, the following criteria were used were used in each cutting: the index of final production compared to irrigation water depth (MPI), the final production compared to the salinity (MPECw), marginal rate of technical replacement for salinity and water (MRTSI, ECw ), the final output value of the irrigation water depth (VMPI), and the final output value of the salinity (VMPECw). MPI index showed that for each one centimeter increase in irrigation water depth, the first cutting had the least change in production(1.22 ton.ha-1) and the third cutting had the maximum amount (9.2 ton.ha-1). MPECw index showed that in the low salinity treatments, the second and third cuttings had, respectively, the lowest and the highest yield loss. MRTS index showed that in order for production to stay the same with one unit increase in salinity, the irrigation water depth must increase in the first, second, and third cuttings by, respectively, 5.86, 1.97 and 1.72 centimeter. Also, with increasing salinity levels in the all three cutting, optimum irrigation depth increased and in the all salinity levels, optimum irrigation depth in the first cutting was more than the second cutting, and in the second cutting it was more than the third cutting.
    Keywords: Optimum irrigation depth, Assessment indicators, Output value
  • Gholamhoseiin Ranjbar *, Vali Soltani Gerdfaramarzi Pages 29-42
    A field study was carried out to determine the effect of kochia (Kochia indica) planting density and water salinity on sorghum and kochia yield performance during 2012 and 2013. Treatments were irrigation water salinity levels (2, 6, 10 and 14 dS m-1) and kochia planting density of 0.0, 2.5, 3.3 and 5.0 plants m-2 on the sorghum rows. Results showed that sorghum dry matter (SDM) decreased as kochia density increased in all salinity levels. Salt tolerance threshold values for SDM were obtained at ECe 4.1 dS m-1. Each unit increase in ECe above this point reduced SDM by 10.5%. Contrary to the SDM, kochia dry matter was not affected by salinity levels in both years. Irrigation water salinity reduced height of sorghum and kochia in both years. Averaged over two years, leaf Na concentrations of kochia were 94.4, 86.6, 78.7, and 76.8 times more than that of sorghum at 2, 6, 10 and 14 dS m-1, respectively. Leaf Cl- concentrations of kochia were about 2.3, 2.4, 2.0 and 2.2 times higher than those obtained in sorghum under 2, 6, 10 and 14 dS m-1 salinity treatments in 2012, respectively. These values for 2013 were 3.6, 2.9, 2.5 and 1.9 times, respectively. Calcium concentration of kochia leaves at 2, 6, 10 and 14 dS m-1 were 2.9, 3.4, 2.4 and 2.7 times more than that of sorghum, respectively. In addition, kochia as a superior competitor could reduce yield of summer crops such as sorghum in saline conditions. It is recommended to cultivate the plant in marginal lands for forage production.
    Keywords: Calcium, chloride, competition, Salt tolerance threshold, Sodium
  • Mohammad Mehdi Nakhjavanimoghaddam, Ghasem Zareei * Pages 43-57
    Recently, the main challenge of agricultural sector is improvement of crop water productivity (CWP). In Iran, unfortunately up to now, determination and analysis of water productivity indicators in agricultural sector has not been considered seriously, which has led to the uncertainty of proper water consumption in agriculture. This study was aimed to evaluate wheat water productivity under different irrigation managements in Iran and determine the suitable irrigation depth for wheat in situation of water resource limitations. Based on the experiments conducted in eight research stations located in different regions of the country during 1998-2012 for wheat, it was found that the range of CWP was 0.3-1.5 kg m-3 which was wider than that reported earlier by the FAO, i.e. 0.8-1.0 kg m-3. Nevertheless, it is in the range proposed by Zwart and Bastiaanssen in 13 countries from five different continents. The wide ranges of CWP indicate tremendous opportunities for increasing the agricultural productions with less water. The maximum measured wheat water productivity (CWPI) for irrigation water alone and for irrigation effective rainfall (CWPI) was 2.1 and 1.5 kg m-3, respectively, in Karaj region, where drip irrigation and deficit irrigation management were applied. Also, the minimum measured wheat CWPI and CWPI was observed in Kerman region under surface irrigation. The maximum measured wheat CWPI and CWPI in Mashhad region was 1.9 and 1.5 kg m-3, respectively, under deficit irrigation management. The results showed that wheat CWPI and CWPI of 1.6 and 1.1 kg m-3 could be considered as the optimum levels in cropping system of Mashhad region. The depths of irrigation water alone and total applied water (irrigation 秷�� rainfall) for optimum level of wheat CWP under deficit irrigation management were 300 and 420 mm, respectively.
    Keywords: Effective rainfall, Deficit irrigation, Suitable irrigation depth, WUE
  • Ali Shahnazari *, Mehdi Jafari Talukolaee Pages 59-73
    Subsurface drainage is a prerequisite to growing winter crops and improving water management in rice season in the consolidated paddy fields in Northern Iran. Based on different cultivation condition, to decrease nutrient loss from subsurface drainage in these fields, adopting suitable strategies will decrease the pollution of water resources. A research was conducted in pilot farm of Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University from May 2015 to April 2016 (during two successive rice-canola growing seasons) to evaluate the effect of subsurface drainage systems on nitrate loss and nitrate concentration in different soil depths. The subsurface drainage treatments were three existing subsurface drainage systems with mineral envelopes, including systems with 30-m spacing and 0.9 m depth, a drainage system with 30-m spacing and 0.65 m depth, a drainage system with 15-m spacing and 0.65 m depth, and a bi-level subsurface drainage system with drain spacing of 15 m and drain depths of 0.65 and 0.9 m as alternate depths (bi-level). The nitrate concentration was monitored in drainage water and at depths of 0.4, 0.9, 2 and 5 m during the study period. The results showed that the nitrate concentration and the total nitrate loss during rice growing season was 33-80% and 91-99 %, respectively, less than that in canola growing season. Also, the nitrate concentration in drainage water for drains with 0.9 m depth was more than that in drains with 0.65 m depth. On the other hand, nitrate concentration in surface depth was higher than lower depths in all treatments. Overall, in both seasons, drainage system with wider spacing and shallower depth drained out less nitrate than the other systems.
    Keywords: Drain depth, Drain discharge, Drain spacing, Piezometer, soil depth
  • Yaser Feyzabadi *, Hamidreza Rahmani Pages 75-85
    The present study was done for economic evaluation of pressurized irrigation systems in strawberry fields of Babolsar Township during a 4-year period from 2011 to 2015. To do this, at first, 282 farms (170 traditional and 112 pressurized irrigation systems) were selected using proportional stratified sampling. The data related to costs and revenues of the sample farms was gathered over four years with cooperation of Regional Agricultural Office and farmers. Then, collected data was analyzed by Net Present Value (NPV), Benefit- Cost Ratio (BCR) and Internal Return Rate (IRR) indices. The results showed that the sample farms produced strawberry economically under both traditional and pressurized systems. However, NPV and IRR were greater in pressurized irrigation system than the traditional one. Based on the results, IRR was calculated to be 48 percent in pressurized system while it was 38 percent in traditional one. In addition, BCR was calculated to be 1.48 and 1.37 in pressurized and traditional systems, respectively. So, considering national and regional drought crisis, development of pressurized irrigation systems is strongly recommended in the country and the region in order to conserve water resources.
    Keywords: net present value, Benefit-Cost ratio, Internal Rate of Return, flood irrigation, Drip irrigation
  • Hoseiin Ardalani, Hoseiin Babazade *, Hossain Ebrahimi Pages 87-104
    Salinity is considered as one of the main problems affecting the growth and yield of many plants. Salinity tolerance varies with the amount of nitrogen uptake. The aim of the study was modeling the response of tomato (Solanum lycopersicum) under simultaneous salinity and nitrogen deficiency stresses. The indoor pot experiment was conducted in Damavand region, Iran, in 2015. The experiment was carried out on tomato plant in a factorial randomized complete block design with 3 replications. The treatments consisted of six levels of salinity (1, 2, 4, 6, 8 and 10 dS/m) and three levels of nitrogen including zero, 50 and 100 percent of the N-fertilizer needs. The maximum dry matter yield (25.8 gr) was obtained in the treatment with salinity of 1 dS/m and fertilizer consumption of 100%, while the minimum dry matter yield (5.8 gr) belonged to the treatment with salinity of 10 dS/m and no fertilizer application. Modified Liebig-Sprengel (LS) and Mitscherlich-Baule (MB) models were used to evaluate tomato response to nutrients. Comparison of statistics showed that for modeling tomato plants response to simultaneous salinity and nitrogen stresses, modified MB model (d=0.95) fitted better to the measured data compared to modified LS model (d=0.88). Therefore, modified MB model was recommended to estimate relative yield of tomato. Also, results showed that, at a fixed salinity level, by increasing amount of nitrogen application, the yield of dry matter was increased, while yield of dry matter decreased with increasing salinity. Threshold of yield decline in saline conditions is not fixed and depends on the amount of nitrogen in the soil. Decline of relative yield with increase in salinity wasn’t significant in zero-nitrogen treatment, which showed the influence of nitrogen deficiency relative to salinity. Therefore, threshold of tomato yield decline could be increased by nitrogen fertilizer management.
    Keywords: Salinity threshold, Liebig-Sprengel (LS) model, Mitscherlich-Baule (MB) model Transpirations
  • Abozar Parhizkar * Pages 105-118
    The main objective of the present study was determination of the economic value of irrigation water and simulation of the farmers’ behavior in response to reducing available water resources policy in Takestan Township, in Qazvin province. To achieve this goal, we used the positive mathematical programming (PMP) method and state wide agricultural production (SWAP) functions. First, the economic value of irrigation water in the studied township was determined. Then, framer's response to the scenarios of 5%, 10%, 20% and 30 percent reduction in available water resources was investigated. The required data belonged to crop year 2013-2014. To solve the presented experimental, software GAMS Version 24/1 was used. After solving the model, the economic value of irrigation water in Takestan Township was calculated at 1690 Rial. The results showed that there was huge difference between the economic value of irrigation water and water charge rates in this township. In addition, the results showed that with reduction in irrigation water availability in Qazvin, economic value of irrigation water increases and farmer's gross profit decreases. Finally, in order to avoid the indiscriminate use of water in agriculture sector, it is recommended to determine water charge for farmers of Takestan Township according to trend of changes in economic value and considering equity.
    Keywords: Water demand management, Production function, Water charge
  • Seyed Mostafa Tabatabaei * Pages 119-128
    In this study, we investigated the source of agricultural water supply (qanat) and performance of agricultural crops in Mazreano village of Ardakan-Yazd. First, by using meteorological data and CROPWAT software, water requirement of horticultural products (pistachio and pomegranate) and field crops (wheat, barley, alfalfa and saffron) were determined in all months of the year. Then, volume of water in access of plants requirement and water deficiency in each month was calculated. Considering the water requirement of each crop relative to its economic benefit, we removed wheat, barley, and alfalfa in one scenario and assigned the water requirements of these plants to saffron cultivation. Then, the new cultivation area and the corresponding water demand were determined in each month. Considering the non-conformity of water demand and water availability in all months of the year, we proposed construction of water storage pool and calculated the net profit from the new plantings and compared it with the existing cultivation. The results showed that in this region change in cropping pattern is a proper solution for increased productivity and improving water consumption pattern. Changing the cropping pattern according to the proposed scenario could lead to three-fold economic net profit compared to the existing cropping pattern.
    Keywords: Saffron, Water consumption patterns, Water storage pool, qanat, Irrigation management
  • Mani Mojadam * Pages 129-137
    To evaluate the effect of irrigation intervals and different amounts of superabsorbent on the remobilization in sesame under Hamidieh region weather conditions, a field experiment was conducted a split plot in a randomized complete block design with four replications, in 2015. Treatments included irrigation intervals at 3 levels (60, 100 and 140 mm evaporation from class A pan) in the main plots and superabsorbent at three levels (0, 75 and 150 kg per hectare) in sub-plots. The results showed that the effect of irrigation intervals and superabsorbent could significantly increase the yield, the remobilization, current photosynthesis, and the contribution of remobilization to crop performance. The highest grain yield, remobilization, and current photosynthesis as well as the maximum contribution of remobilization and current photosynthesis was obtained in the treament consisting of 100 mm pan evaporation treatment and 150 kg per hectare superabsorbent. In examining the interaction between water and superabsorbent, highest grain yield (average 1216.46 kg per hectare) was in the treatment of 100 mm evaporation from pan and 150 kg per hectare superabsorbent. Considering the water shortage in the courty, it seems that the treatment including 100 mm pan evaporation and 150 kg per hectare superabsorbent not only can save water but can also make good economic performance.
    Keywords: Current photosynthesis contribution, Sesame grain yield, Water saving grain yield