فهرست مطالب

پژوهش آب در کشاورزی - سال سی و دوم شماره 2 (تابستان 1397)

مجله پژوهش آب در کشاورزی
سال سی و دوم شماره 2 (تابستان 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/05/20
  • تعداد عناوین: 11
|
  • مقاله پژوهشی
  • ادریس مرسلی*، نادر حیدری، عباس زارع، حمیدرضا حاتمی صفحات 161-177
    زیرساخت ها که بستر اصلی برای فعالیت و تولید کشاورزی از منابع محدود آب را فراهم می کنند، از الزامات راهبردی توسعه این بخش محسوب می شوند. هدف پژوهش حاضر شناسایی، تعیین اهمیت، میزان تاثیر و بررسی روابط مولفه ها و شاخص های زیرساختی در ارتقاء بهره وری آب کشاورزی بود. روش این تحقیق میدانی و پیمایشی بود که در آن پس از مطالعات اسنادی و کتابخانه ای و مصاحبه با خبرگان، به کمک ابزار پرسشنامه محقق ساخته، میزان اهمیت شاخص ها را در یک طیف لیکرت 5 گزینه ای دریافت کرده و به بررسی سوالات و فرضیات پرداخته است. این تحقیق با استفاده از مدل سازی معادلات ساختاری و نرم افزار Smart PLSروابط و میزان تاثیر متغیرها را مشخص کرده است. طبق نتایج حاصله، تمرکز زیرساخت ها روی عرضه آب کشاورزی بود و ضعف رویکرد تقاضا محوری، جامع نگری، سیستمی، و فرایندی را به عنوان مسائل اصلی این زیرساخت ها نشان می داد. همچنین مولفه «مجهز کردن اراضی پایاب چاه ها به تجهیزات اندازه گیری و کاربرد آب آبیاری» و شاخص «سهم اراضی پایاب چاه های مجهز به سامانه های کم مصرف آب از کل این اراضی»، از موثرترین آنها بود و مشخص گردید که (با فرض ثابت بودن سایر متغیرها)، «زیرساخت های آب کشاورزی» حدود 6/87 درصد در «ارتقاء بهره وری آب کشاورزی» تاثیر داشته و بین هر یک از مولفه ها و شاخص های مربوطه نیز رابطه مثبت و معنی داری برقرار می باشد.
    کلیدواژگان: بهره وری آب، کشاورزی، زیرساخت ها، مدل سازی، معادلات ساختاری
  • حمدالله اسکندری *، اشرف عالی زاده امرایی صفحات 179-186
    به منظور بررسی اثر الگوی کاشت و آبیاری موضعی ریشه بر بهره وری آب و سودمندی بهره برداری از زمین در کشت مخلوط گندم و شبدر ایرانی، پژوهشی به صورت مزرعه ای در شهرستان سلسله (استان لرستان) در سال زراعی 95-1394 اجرا گردید. آزمایش به صورت فاکتوریل دو عاملی در سه تکرار انجام شد. عامل اول مدیریت آبیاری شامل آبیاری کامل (I1) و آبیاری موضعی (I2) بر اساس عمق ریشه بود و عامل دوم الگوی کاشت شامل کشت خالص گندم (W) و شبدر ایرانی (C)، کشت مخلوط گندم-شبدر ایرانی روی ردیف های جداگانه (WC1) و روی یک ردیف (WC2) . در کلیه الگوهای کشت، مصرف آب در آبیاری موضعی ریشه به طور معنی داری (P≤0.01) کمتر از آبیاری کامل بود. عملکرد دانه گندم و شبدر ایرانی در آبیاری موضعی کمتر از آبیاری کامل ریشه بود به طوری که به ترتیب با کاهش 27% و 36% عملکرد دانه در کشت خالص مواجه شدند. با این حال، کاهش میزان مصرف آب از طریق اعمال آبیاری جزئی ریشه باعث افزایش بهره وری آب در کلیه الگوهای کاشت شد (32 % در کشت خالص گندم، 92 % در کشت خالص شبدر، 44 % در کشت مخلوط روی ردیف های جداگانه و 51 % در کشت مخلوط روی یک ردیف). نسبت برابری زمین در الگوهای کشت مخلوط در شرایط آبیاری موضعی ریشه 5/19 % بیشتر از آبیاری کامل ریشه بود که نشان می داد کشت مخلوط تا حدودی اثرات منفی کاهش فراهمی آب را جبران نمود. چرا که محتوای نسبی آب برگ گندم و شبدر ایرانی در الگوهای کشت مخلوط بیشتر از کشت خالص بدست آمد. بر این اساس، آبیاری موضعی ریشه همراه با کشت مخلوط می توانند به عنوان راهکاری مناسب برای افزایش بهره وری آب در تولید دانه گندم و شبدر ایرانی بکار رود.
    کلیدواژگان: آبیاری موضعی ریشه، عملکرد دانه، محتوای نسبی آب، مصرف آب، نسبت برابری زمین
  • حلیمه پیری * صفحات 187-200
    به منظور بررسی تاثیر سطوح مختلف آبیاری،کود نیتروژن و روش های آبیاری برعملکرد و اجزای عملکردپیاز،آزمایشی به صورت اسپلیتپلات (کرت های خرد شده)فاکتوریل در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با 48 تیمار درسهتک را رو به مدت دو سال در مزرعه تحقیقاتی شهرستان زهک اجرا گردید. روش آبیاری به عنوان تیمار اصلی و ترکیب مقدار کود نیتروژن و آب آبیاری به عنوان تیمار فرعی در نظر گرفته شد. تیمارهای کودی شامل چهار سطح کود نیتروژن از منبع اوره (130، 5/97، 65 و 5/32 کیلوگرم در هکتار) بود. کشت پیاز به صورت نشایی در سال های 1394 و 1395 و آبیاری به صورت آبیاری سطحی، آبیاری قطره ای سطحی و آبیاری قطره ای زیر سطحی انجام شد. بیشترین مقدار عملکرد و بهره وری مصرف آب آبیاری در سیستم آبیاری قطره ای زیرسطحی( 42/28تن در هکتار و 19/5کیلوگرم بر متر مکعب در هکتار) و کمترین آن در روش آبیاری سطحی (19 تن در هکتار و 33/2 کیلوگرم بر متر مکعب در هکتار) به دست آمد. کاهش مقدار کود نیتروژن به کمتر از 100٪ باعث کاهش عملکرد سوخ و کارآیی مصرف آب آبیاری گردید. بیشترین عملکرد و بهره وری مصرف آب آبیاری در تیمار 100٪ کود نیتروژن(59/31 تن در هکتار و 75/4 کیلوگرم بر متر مکعب در هکتار) و کمترین آن در تیمار 25٪ کود نیتروژن(12/16 تن در هکتار و 67/2 کیلوگرم بر متر مکعب در هکتار) حاصل شد. اثر مقدار آب آبیاری بر عملکرد سوخ پیاز و بهره وری مصرف آب آبیاری نشان داد که با کاهش آب آبیاری به کمتر از نیاز آبی گیاه، عملکرد کاهش و بهره وری افزایش یافت اما از این نظر بین تیمار 100٪ نیاز آبی گیاه و تیمار 75٪ نیاز آبی گیاه اختلاف معنی دار مشاهده نشد. بنابراین با توجه به نتایج به دست آمده و با توجه به کمبود آب در منطقه می توان آبیاری این گیاه را با 75٪ نیاز آبی گیاه انجام داد بدون آن که تاثیر معنی دار در میزان عملکرد تولید شده داشته باشد. بهترین تیمار برای استفاده از کود نیتروژن همان استفاده 100٪ از کود نیتروژن به خصوص در شرایط تنش آبی می باشد. با توجه به پتاسیل بالای تولید در آبیاری قطره ای زیرسطحی و کاهش تبخیر و تعرق در آن، می توان از این روش آبیاری برای کاشت پیاز در منطقه استفاده نمود و با در نظر گرفتن آلودگی آب های زیر زمینی به دلیل مصرف بی رویه کود های نیتروژن و جلوگیری از تجمع نیترات در سوخ ها، به نظر می رسد استفاده از آبیاری قطره ای مدیریت مصرف کودهای نیتروژن را بهبود می دهد.
    کلیدواژگان: آبیاری قطره ای اجزای عملکرد، آبیاری زیرسطحی، سوخ پیاز، کارآیی مصرف آب
  • علی مومن پور *، علی ایمانی، داوود بخشی صفحات 201-215
    ترکیب پایه و پیوندک، خصوصیات بیوشیمیایی بادام را در شرایط شوری، تحت تاثیر قرار می دهد. به منظور ارزیابی اثر تنش شوری بر تغییرات بیوشیمیایی تعدادی از ژنوتیپ های بادام،آزمایشی به صورت فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی با دو عامل ژنوتیپ در چهار سطح (’شکوفه‘،’سهند‘ و ژنوتیپ’40-13‘ پیوند شده روی پایه GF677و پایه GF677بدون پیوند)و شوری آب آبیاری در پنج سطح (5/0، 5/2، 9/4، 3/7 و 8/9 دسی زیمنس بر متر)، انجام شد. پس از اعمال تیمارهای آزمایشی، صفات بیوشیمیایی از قبیل فنل کل، ظرفیت آنتی اکسیدانتی، قندهای محلول و نامحلول، پرولین، پروتئین های محلول کل، فعالیت آنزیم های کاتالاز، گایاکول پراکسیداز و آسکوربات پراکسیداز، پراکسید هیدروژن، مالون دی آلدئید و سایر آلدئیدها اندازه گیری شد. نتایج حاصل از آزمایش نشان داد، محتوای پراکسید هیدروژن، مالون دی آلدئید و سایر آلدئیدها، با افزایش غلظت نمکتا سطح شوری 8/9دسی زیمنس بر متر در ژنوتیپ های مورد مطالعه، افزایش یافت. همچنین، محتوای فنل کل، ظرفیت آنتی اکسیدانی، قندهای محلول، پرولین، پروتئین محلول کل، فعالیت آنزیم های کاتالاز، گایاکول پراکسیداز و آسکوربات پراکسیداز در ژنوتیپ های مطالعه شده، ابتدا با زیاد شدن غلظت نمک، افزایش یافت و سپس با افزایش بیشتر سطح شوری، مقدار آن ها کم شد. در مجموع، بیشترین محتوای پروتئین های محلول کل، فعالیت آنزیم های کاتالاز، گایاکول پراکسیداز و آسکوربات پراکسیداز در سطح شوری 3/7 دسی زیمنس بر متر و بیشترین محتوای فنل کل، ظرفیت آنتی اکسیدانی، قندهای محلول و پرولین در سطح شوری8/9 دسی زیمنس بر متر و کمترین محتوای پراکسید هیدروژن، مالون دی آلدئید، سایر آلدئیدها و قندهای نامحلول در دو سطوح شوری 3/7 و 8/9 دسی زیمنس بر متر در رقم ’شکوفه‘، مشاهده شدند. در مجموع، از میان ژنوتیپ های مورد مطالعه، ارقام ’شکوفه‘ و ’سهند‘ پیوند شده روی پایهGF677به ترتیب، به عنوان متحمل ترین و حساس ترین ارقام به شوری، تشخیص داده شدند.
    کلیدواژگان: آب های شور، پایهGF677، رقم شکوفه، پرولین، فعایت آنزیمی
  • حبیبه جهان بخش، سید علی محمد مدرس ثانوی*، حامد کشاورز، مهدی پناهی صفحات 217-226
    مطالعات فیزیولوژیک گیاهان زراعی تحت تاثیر عوامل تنش زای غیر زنده با هدف بهبود تولید آن در آینده دارای اهمیت می باشد. این پژوهش در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس تهران در سال 1394، برای بررسی مورفولوژی، عملکرد و اجزای عملکرد ذرت شیرین تحت سطوح مختلف دی اکسیدکربن (500، 900 و 1300 میکرو مول بر مول هوا)، اشعه فرابنفش (UV-A، B، C) و سطوح مختلف آبیاری (آبیاری کامل و کم آبیاری (60 % ظرفیت زراعی)) اجرا شد. کم آبی تاثیر معنی داری بر ارتفاع بوته گذاشت بطوریکه نسبت به شاهد 10 درصد کاهش نشان داد. تعداد برگ های زیر بلال تحت تاثیر تیمار اثر متقابل کم آبی و دی اکسید کربن و تیمار برهمکنش پرتو فرابنفش و دی اکسیدکربن کاهش یافت اگرچه این کاهش از لحاظ آماری تفاوت معنی داری نداشت. با کاهش میزان آبیاری، سطح ویژه ی برگ، سطح برگ بوته و شاخص برداشت نیز کاهش نشان داد. سطح ویژه برگ و سطح برگ کامل در اثر کم آبی کاهش محسوسی داشت بطوریکه نسبت به شاهد به ترتیب 11% و 19% کاهش نشان داد. در شرایط آبیاری کامل زراعی بین غلظت CO2 و تعداد دانه در ردیف رابطه ی مستقیم وجود داشت و در شرایط اعمال تنش کم آبی این رابطه از نوع معکوس بود تحت اثر متقابلCO2و تابش فرابنفش، با کاهش طول موج پرتو فرا بنفش عملکرد کاهش یافت. کاهش طول موج از A به B بر میزان عملکرد تاثیر چندانی نداشت اما از B به C مقدار عملکرد کاهش بسیاری یافت. بنابراین می توان گفت که افزایش غلظت پرتو فرا بنفش در شرایط تنش خشکی منجر به کاهش تعداد برگ و سطح برگ می شود و کاهش عملکرد اجتناب ناپذیر است.
    کلیدواژگان: تابش فرابنفش، تنش کم آبی، شاخص سطح برگ، رنگدانه های فتوسنتزی
  • بهاره بهمن آبادی*، عباس کاویانی، پیمان دانشکار آراسته، رستا نظری صفحات 227-246
    تبخیر-تعرق مرجع یک پدیده چند متغیره و پیچیده است که به عوامل متعددی وابسته است. دقیق ترین روش برآورد آن، استفاده از لایسیمتر است که مستلزم صرف وقت و هزینه زیادی است. از این رو هدف اصلی این تحقیق برآورد تبخیر-تعرق واقعی براساس الگوریتم های تک منبعی SEBALو SSEBو الگوریتم دو منبعی TSEBدر سه سنجنده MODIS ، ETM+وOLI & TIRSاست که در سه مرحله صورت گرفته است. در برآورد تبخیر-تعرق براساس الگوریتم SEBAL، شاخص تعدیل شده پوشش گیاهی(SAVI) و فاکتور تصحیح اثرات زمینه خاک (L)از اهمیت ویژه ای برخوردار است به همین منظور این شاخص به عنوان ضریب کالیبراسیون در نظر گرفته شد که با توجه به وضعیت درصد پوشش سبز روی سطح زمین انتخاب شد. نتایج حاصل از هر سه سنجنده نسبت به داده های لایسیمتری خطای کمتری نسبت به مقدار تبخیر-تعرق بدست آمده با فرض 5/0L= داشته است (mm/day 49/1، 84/0، 76/1=RMSE). برای صحت سنجی نتایج حاصل از کالیبراسیون از 30 % باقیمانده داده های لایسیمتری استفاده شد. نتایج شاخص های آماری تفاوت معنی دار(در سطح 95%) داده های پیش بینی شده را بیان می کند. نتیجه اینکه، با مقایسه سه الگوریتم در سه سنجنده MODIS،ETM+و OLI & TIRSالگوریتم SSEBدر سنجنده ETM+در سطح معنی دار( 95%) و مشاهده کمترین میزان خطا (mm/day 41/0=RMSE) به عنوان الگوریتم برتر برای تخمین تبخیر-تعرق در دشت قزوین معرفی شد.
    کلیدواژگان: الگویتم SEBAL، الگوریتم SSEB، الگوریتم TSEB، شاخص تعدیل شده پوشش گیاهی
  • یاسر حسینی*، جواد رمضانی مقدم، محمدرضا نیک پور، عطیه عبدلی صفحات 247-265
    مدل های ریاضی متعددی در زمینه چگونگی پاسخ گیاهان به تنش هم زمان شوری و خشکی و سهم هر یک از آن ها در کاهش جذب آب، وجود دارد. مدل های جذب آب در شرایط تنش هم زمان به سه دسته جمع پذیر، ضرب پذیر و مدل های مفهومی تقسیم بندی می شوند. دراین مطالعه، شش تابع ماکروسکوپی کاهش جذب آب شامل ون گنوختن جمع پذیر و ضرب پذیر، دیرکسن و آگوستیجن، ون دام و همکاران، همایی و همکاران و اسکگز و با استفاده از داده های کشت گلدانی گیاه گوجه فرنگی مینیاتوری مورد ارزیابی قرار گرفت.پژوهش در قالب طرح آزمایشی کاملا تصادفی با سه تکرار و در دو سطح شوری (4 و 7 دسی زیمنس بر متر) انجام شد. سطوح خشکی به صورت تغییرات پتانسیل ماتریک (سه سطح تخلیه رطوبتی40%، 50% و 65% گنجایش مزرعه ای) اعمال گردید. نتایج نشان داد که در سطوح چهار و هفت دسی زیمنس بر متر واکنش گیاه به تنش هم زمان شوری و خشکی بیشتر ضرب پذیر است. از میان مدل های ضرب پذیر، مدل دیرکسن در سطح شوری هفت دسی زیمنس بر متر (متوسط خطای بیشینه 14/0 و متوسط ریشه مربعات خطا 15/0) نزدیکی بیشتری با نتایج اندازه گیری ها داشتند. در سطح شوری هفت دسی زیمنس بر متر، مدل ون دام (متوسط خطای بیشینه 09/0 و متوسط ریشه مربعات خطا 017/0) و اسکگز (متوسط خطای بیشینه 14/0 و متوسط ریشه مربعات خطا 018/0)برازش بهتری را با داده های اندازه گیری شده نشان داد.
    کلیدواژگان: جذب آب در ریشه، خشکی خاک، شوری آب، تنش رطوبت
  • مهدی الهی، محمدحسن وکیل پور *، حامد نجفی علمدارلو صفحات 267-283
    برداشت بی رویه از منابع آب زیرزمینی در بخش کشاورزی اگرچه سبب افزایش سطح زیر کشت و تولیدات کشاورزی شده اما از طرفی سبب افت سطح ایستابی و تخلیه آبخوان ها شده است؛ به گونه ای که اکثر دشت های ایران در حال حاضر ازنظر استخراج آب زیرزمینی جزو دشت های ممنوعه می باشند. لذا اعمال سیاست های مدیریت صحیح منابع آب زیرزمینی ضروری است. به همین منظور، در مطالعه حاضر با استفاده از الگوی برنامه ریزی ریاضی اثباتی (PMP) و رهیافت حداکثر آنتروپی (ME) به ارزیابی اقتصادی سیاست های مختلف بخش کشاورزی در راستای مدیریت منابع آب زیرزمینی در دشت کبودرآهنگ پرداخته شد. داده ها و اطلاعات موردنیاز با مراجعه به سازمان های ذی ربط و با استفاده از تکمیل 141 پرسشنامه به روش نمونه گیری خوشه ایچندمرحله ای توسط کشاورزان دشت کبودرآهنگ در سال زراعی 95-1394 تکمیل و جمع آوری گردید. نتایج تحقیق نشان داد که اعمال سناریوهای افزایش قیمت، سهمیه بندی آب زیرزمینی و سناریوهای سهمیه بندی توام با افزایش قیمت (تلفیقی) در سطوح 10%، 20%و 30% موجب کاهش سطح زیر کشت، کاهش سود ناخالص کشاورزان و کاهش آب مصرفی می شود. همچنین نتایج نشان داد که سناریوی افزایش قیمت آب زیرزمینی چندان تاثیرگذار نیست و تنها هزینه کشاورزان را افزایش می دهد، اما سیاست سهمیه بندی و تلفیقی به عنوان یک سیاست موثر توصیه می شود. سناریوهای سهمیه بندی نسبت به دو سناریوی دیگر دارای بازده اقتصادی بیشتری به ازای هر مترمکعب آب مصرفی بود و به عنوان سناریوی برتر در این تحقیق معرفی گردید. در پایان پیشنهاد می شود که الگوی کشت به سمت محصولاتی مانند گندم و سیب زمینی سوق داده شود که نسبت به آب مصرفی، سود ناخالص بیشتری را حاصل کرده و به عبارتی دیگر بازده اقتصادی بیشتری دارند.
    کلیدواژگان: برنامه ریزی ریاضی اثباتی، حداکثر آنتروپی، بازده اقتصادی، الگوی کشت
  • محمد علوی*، جهانگیر عابدی کوپایی، بهروز مصطفی زاده صفحات 285-304
    به دلیل کمبود آب استفاده از پساب ها برای آبیاری اهمیت بیشتری پیداکرده است. همچنین کاربرد مواد طبیعی و غیر سمی مانند زئولیت که سبب افزایش راندمان کاربرد کود می شود و هم زمان آبشویی نیترات خاک را کاهش می دهند، موردتوجه زیادی قرارگرفته است. پژوهش حاضر با اهداف بررسی تاثیر دو اندازه برای ذرات شامل 1 تا 68/1 میلی متری و 53 تا 63 میکرون و مقدار کاربرد (20 و 60 گرم در کیلوگرم خاک) زئولیت کلینوپتیلولایت طبیعیCp)) و زئولیت اصلاح شده با سورفکتانت SMZ)) بر آبشویی نیترات و آمونیوم خاک و عملکرد گیاه گندم با استفاده از ستون های خاک و برای آبیاری با پساب در فصل زراعی 95-1394 انجام شد. خاک های مورد آزمایش در استوانه هایی از جنس پلی اتیلن با قطر داخلی 11 سانتی متر و ارتفاع 65 سانتی متر موردمطالعه و ارزیابی قرار گرفتند.آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی و در سه تکرار برای هر تیمار طراحی گردید. نتایج نشان داد میزان کل نیتروژن نیتراتی (NO3-N) خارج شده از ستون های خاک اصلاح شده با SMZو Cpدر مقایسه با تیمار کنترل که بدون مواد اصلاح کننده بود به ترتیب 32% و 27% کاهش یافت. همچنین، استفاده از اصلاح کننده های Cpو SMZرشد گیاه گندم را بهبود بخشید. اندازه ذرات اصلاح کننده ها اثر معنی داری بر آبشویی نیترات و رشد گیاه گندم نداشت. به طورکلی نتایج نشان داد که اصلاح کننده های Cpو SMZبه عنوان موادی سازگار با محیط زیست در کنترل آبشویی نیترات خاک و بهبود عملکرد گیاه گندم موثر می باشند.
    کلیدواژگان: اصلاح کننده خاک، کلینوپتیلولایت، ستون خاک، گندم، اندازه ذرات اصلاح کننده ها
  • خدیجه فتاحی دولت آبادی، حسین بابازاده*، پیام نجفی، حسین صدقی صفحات 305-320
    تعیین سریع و دقیق زمان آبیاری به منظور جلوگیری از تنش آبی گیاه، از مهم ترین مسائل مدیریت پایدار آب در مزرعه است. اندازه گیری رطوبت خاک و درجه حرارت سطح برگ، دو روش تعیین زمان آبیاری است. در این تحقیق با ترکیب این دو روش مدلی برای برنامه ریزی و مدیریت آبیاری ذرت علوفه ای (SC-701) ارائه شده است. رطوبت نسبی (RH)، دمای هوا (Ta)، دمای سطح برگ (TL) و رطوبت خاک (SM) در سال1392 اندازه گیری شد و با استفاده از مدل شبکه عصبی مصنوعی ورگرسیون خطی چندگانهآزمون (stepwise Method)، مدلی ارائه شد. در سال 1393 پنج تیمار شامل 35،% 65%، 75%، 85% و 100% کل آب قابل دسترس با چهار تکرار تعریف شد، زمانی که رطوبت خاک به رطوبت های مزبور می رسید آبیاری صورت می گرفت. اندازه گیری های سال قبل تکرار و مدل واسنجی شد. نتایج سال اول، همبستگی بین پارامترهای RH، Ta، TL، Ta-TLبه عنوان متغیر مستقل و SMبه عنوان متغیر وابستهR2=0.87را نشان داد. ضریب تبیین مدل رطوبت خاک با سه پارامتر ورودی دمای هوا، دمای سطح برگ و رطوبت نسبی، R2=0.92به دست آمد. در این مدل، رطوبت خاک رابطه معکوس با متغیرهای (Ta) و (TL-Ta) و رابطه مستقیم با RH دارد. رطوبت خاک با استفاده از مدل برای تیمارهای سال دوم به کار رفت و با مقادیر اندازه گیری شده مقایسه شد. اختلاف میانگین رطوبت خاک اندازه گیری و برآورد شده با مدل در زمان اوج تشعشع خورشید (هنگام ظهر) کمتر از 10± درصد بود. مدل مزبور داده های تیمار 75% کل آب قابل دسترس را به خوبی و با اختلاف بسیارکم تخمین زد.
    کلیدواژگان: رطوبت خاک، تنش آبی، رطوبت نسبی، شبکه عصبی مصنوعی و رگرسیون خطی چندگانه
  • صادق رحمانی، مسعود یزدان پناه*، معصومه فروزانی، عباس عبدشاهی صفحات 321-340
    کمیابی آب و افزایش آلودگی منابع آب از یک طرف و افزایش سریع تقاضای آب به دلیل افزایش جمعیت و بهبود سطح زندگی در کنار تغییرات اقلیمی، دامنه ای گسترده برای بحران آب در سراسر جهان و ایران ایجاد نموده و در تولید محصولات کشاورزی آب به عامل محدود کننده ای تبدیل شده است. از این رو کشاورزان راهبرد های سازگاری گوناگونی را برای کاهش اثرات کمبود آب در شیوه های مبتنی بر کشاورزی خود بکار گرفته اند. هدف از انجام تحقیق حاضر بررسی باور کشاورزان و راهبردهای سازگاری برای مدیریت آب کشاورزی تحت شرایط کمبود آب و عوامل موثر بر آنها در شهرستان ممسنی در استان فارس بود. جامعه آماری این پژوهش کشاورزان آبی کار به تعداد 4033 نفر بودند. به منظور انتخاب افراد برای مطالعه از روش نمونه گیری تصادفی متناسب بهره گرفته شد که بر اساس جدول کرسی و مورگان، نمونه ای 351 نفری از کشاورزان برای تحقیق انتخاب شد.نتایج تحقیق نشان داد که متغیرهای فاصله مزرعه تا مرکز شهر، تجربه کار کشاورزی، آگاهی از عواقب خطر، احساس تعهد، ریسک پذیری و دسترسی به اعتبارات، 2/42% از تغییرات متغیر باور کشاورزان نسبت به کمبود آب را تبیین می نمایند. همچنین نتایج رگرسیون عوامل موثر بر انتخاب راهبردهای سازگاری با کمبود آب نشان داد که متغیرهای اندازه مزرعه، تمایل به حفاظت آب، اهمیت خطر و سرمایه اجتماعی می تواند 27% تغییرات متغیر راهبردهای سازگاری با کمبود آب را پیش بینی نمایند.
    کلیدواژگان: تغییراقلیم، درک خطر، حفاظت از آب، تمایل، مدیریت آب
|
  • Edris Morsali *, Nader Heydari, Abbas Zare, Hamidreza Hatami Pages 161-177
    Infrastructure factors provide the main basis for agricultural production and activity under conditions of limited water resources and are considered as strategic requirement for improving this sector. The aim of this research was recognition, determination of importance and level of effectiveness, and investigating the relation of infrastructural components and indicators in improving agricultural water productivity. The method used for this research was field surveying type in which, after documentary and library studies, a self-made questionnaire was developed for interview with professionals and practitioners to gather their opinion on the importance level of different indicators using a Likert Scale, followed by analysis of questions and assumptions. The research indicated the relation and effectiveness level of variables by means of structural equation modeling and Smart PLS software. According to the obtained results, emphasis of infrastructures were on the side of agricultural water supply, while lack of demand oriented approach, process, systematic, and holistic view were among the main problems of the infrastructures. Also, components such as “downstream instrumentation of the fields and wells with water measurement devices and controlling irrigation water” and “share of downstream farms equipped with systems for lowering water consumption out of the total cultivated area” were among the most effective factors. It was shown that by taking other variables as constant, agricultural water infrastructures have been effective (about 87.6%) on improvement of agricultural water productivity, and there is a positive and meaningful relation between each one of the components and related indicators.
    Keywords: Water productivity, Infrastructures, Modeling, Structural equation modeling
  • Hamdolah Eskandari *, Ashraf Alizadeh Pages 179-186
    A field experiment was conducted in Selseleh County, Lorestan Province, during 2015-16 growing season to evaluate the effects of planting pattern and partial root zone irrigation (alternate furrow irrigation) on water and land productivity under wheat and Persian clover intercropping system. The experiment was carried out as a two-factor factorial with three replications. The first factor was irrigation management at two levels of conventional (I1) and partial root-zone irrigation (I2) based on root depth, and the second was planting pattern including sole wheat (W), sole Persian clover (C), wheat-Persian clover alternate-row intercropping (WC1) and wheat-Persian clover within-row intercropping (WC2) systems. Water consumption, leaf relative water content, grain yield, water productivity and land equivalent ratio were used to evaluate the treatments. Water consumption of all planting patterns in partial root-zone irrigation system was significantly (P≤0.01) lower than that of conventional irrigation. Grain yield of wheat and Persian clover in partial root-zone irrigation was lower than that of conventional irrigation, where wheat and Persian clover yield decreased by 27% and 36%, respectively. However, grain yield and water consumption reductions resulted in higher water productivity (23%, 92%, 51%, and 44% in sole wheat, sole Persian clover, wheat-Persian clover alternate-row intercropping, and within-row intercropping, respectively). Land equivalent ratio of intercropping in partial root-zone irrigation was 19% more than that of conventional irrigation, suggesting that intercropping reduced the negative effect of lower water supply, because relative water content of wheat and Persian clover was higher in intercropping compared to sole cropping. Therefore, partial root-zone irrigation can be suggested as an effective method for increasing water productivity in grain production of wheat and Persian clover.
    Keywords: Grain yield, Land equivalent ratio, Partial root-zone irrigation, relative water content, Water consumption
  • Halime Piri * Pages 187-200
    In order to study the effects of different levels of irrigation, nitrogen fertilizer, and irrigation methods on yield and yield components of onions, a factorial split plot experiment was conducted in a randomized complete block design with three replications for two years at a research farm in Zahak, Iran. Fertilizer treatments were included four levels of nitrogen fertilizer of from urea fertilizer (130, 97.5, 65 and 32.5 kg/ha). Onion seedlings were planted in 2014 and 2015 and irrigation was carried out in the form of surface gravity irrigation, surface drip irrigation and subsurface drip irrigation. The highest yield and water productivity were obtained in the subsurface drip irrigation system (28.42 ton/ha and 5.9 kg/m3/ha) and the least in surface irrigation (19 ton/ha and 33.3 kg/m3/ha). Reducing the amount of nitrogen fertilizer to less than plant requirement reduced the yield of bulbs and the efficiency of onions. The highest yield and water productivity were observed in 100% nitrogen application (31.59 ton/ha and 4.75 kg/m3/ha) and the lowest was in 25% nitrogen fertilizer treatment (16.12 ton/ha and 2.67 kg/m3/ha).The effect of irrigation water on the yield of onion tubers and its efficiency showed that decreasing the depth of irrigation water to values lower than the water requirement of the plant decreases yield and efficiency, but, no significant effect was observed between treatments 100% and 75% of the plant water requirement. Therefore, according to the results, due to the lack of water in the region, irrigation of this plant can be done with 75% of the plant water requirement, without a significant effect on the yield. Also, due to the high production potential in subsurface drip irrigation and reduction of evapotranspiration, this irrigation method could be used for onions in the region. The best treatment for nitrogen fertilizer use is the 100% nitrogen fertilizer requirement, especially in water tension. Considering the contamination of subsurface waters due to the excessive use of nitrogen fertilizers and the prevention of nitrate accumulation in the bulbs, it seems that using drip irrigation improves nitrogen fertilizer management.
    Keywords: Water productivity, Onion bulb, Subsurface drip irrigation
  • Ali Momenpour *, Ali Imani, Davod Bakhshi Pages 201-215
    Scion-rootstock combination and level of salinity affect on the biochemical characteristics of almond cultivars. To evaluate the effect of salinity stress on the biochemical reactions of almond cultivars and genotypes, a factorial experiment was carried out based on completely randomized design (CRD). Treatments included two factors: Factor A: genotypes in four levels (‘Shokofeh’,‘Sahand’ cultivars, and ‘13-40’ genotype budded on GF677 rootstock, and GF677 (without budding)), and Factor B: irrigation water salinity in five levels (0.5, 2.5, 4.9, 7.3 and 9.8 dS/m) .Total phenolic, antioxidant capacity, soluble carbohydrate, non-soluble carbohydrate, proline, total soluble proteins, hydrogen peroxide, malondialdehyde, other aldehydes, enzymes activity of catalase, ghayacol peroxidase and ascorbat peroxidase were measured at the end of the experiment. Results showed that, in all genotypes, with increasing salinity level (up to 9.8 dS/m) the content of hydrogen peroxide, malondialdehyde and other aldehydes was increased. Also, the content of total phenolics, antioxidant capacity, soluble carbohydrate, proline, total soluble proteins, enzymes activity of catalase, ghayacol peroxidase and ascorbat peroxidase were higher at the lower salinity levels (2.5 and 4.9 ds/m), but their contents were reduced in higher salinity levels. Overall, the highest content of soluble proteins, enzymes activity of catalase, ghayacol peroxidase and ascorbat peroxidase were recorded at salinity level of 7.3 dS/m, and the highest content of total phenolics, antioxidant capacity, soluble carbohydrate and prolin at salinity level 9.8 dS/m were observed in ‘Shokofeh’ cultivar. Also, at salinity levels of 7.3 and 9.8 dS/m, the lowest content of hydrogen peroxide, malondialdehyde, other aldehydes, and total non-soluble carbohydrate were observed in ‘Shokofeh’ cultivar. Finally, ’Shokofeh’ and ’Sahand’ budded on GF677 rootstock were recognized as the most tolerant and sensitive cultivars to salinity, respectively.
    Keywords: Enzymatic activity, GF677, Proline, Saline water, Shokofeh cultivar
  • Habibeh Jahanbakhsh, Ali Modares *, Hamed Keshavarz, Mehdi Panahi Pages 217-226
    Physiological study of crops under microclimatic changes is very important to improve their production in the future. This research was done in Tarbiat Modaress University Research Greenhouse as factorial arrangement in randomized complete block design with three replications in one year (2015). The objective was to study the effects of carbon dioxide (500, 900, and 1300 ppm), UV-radiation (UV-A, B, and C with intensity of 18, 25 and 40 µW.cm2, respectively) and two irrigation water treatments (full irrigation and deficit irrigation i.e. 60 percent of field capacity) on yield and yield components of sweet corn. Plant height showed a direct relation with the amount of irrigation water and decreased about 10 percent under water deficit stress. The interaction of carbon dioxide and water deficit as well as the interaction of UV-radiation and carbon dioxide reduced the number of leaves below the corns, although this decrease was not significant. Water deficit reduced Specific Leaf Area and Leaf Area Index by, respectively, 11% and 19% relative to the control. In full irrigation, carbon dioxide concentration and number of seeds in each row had direct relation, but under water deficit condition, they had indirect relation. Ultraviolet radiations wave length reduction reduced yield. Water deficit reduced Specific Leaf Area and number of seed in corn row. UV-A and B wave length did not significantly affect yield, but UV-C radiation decreased it. In brief, increase in UV wave length under drought conditions led to decrease in leaf number, leaf area, and yield.
    Keywords: Leaf Area Index, photosynthetic pigments, Ultraviolet radiation, Water deficit
  • Bahare Bahman Abadi *, Abbas Kaviani, Peyman Daneshkar, Rasta Nazari Pages 227-246
    Reference Evapotranspiration is a complex and multivariate phenomenon that depends on several factors and the most accurate way to estimate is lysimeter, though it is costly and time-consuming. Therefore, the main objective of this study was to estimate actual evapotranspiration based on single-source energy balance, i.e. SEBAL and SSEB, and two-source energy balance algorithm, i.e. TSEB, in three sensors MODIS, ETM and OLI & TIRS in three steps. In evapotranspiration estimating by SEBAL, Soil Adjusted Vegetation Index and the correction factor for soil effects (L) are particularly important. For this purpose, this index was used as calibration coefficient that is selected based on percentage of vegetation coverage. According to the results, the actual evapotranspiration with L calibrated (L=0/5) had lower error in each of the three sensors (RMSE=1/76, 0/84, and 1/49 mm/day). For verification of calibration results, 30% of the remaining lysimeter data was used. The results of the statistical indices showed significant difference between the predicted data at the 95% level and also in the predictions. Finally, by comparing the three algorithms in the three sensors i.e. MODIS, ETM , and OLI & TIRS, SSEB algorithm in ETM sensor was introduced as the best algorithm in Qazvin plain area, at 95% significance level and RMSE of 0/41 mm/day.
    Keywords: SEBAL, SSEB, TSEB, SAVI, Soil Adjusted Vegetation Index
  • Yaser Hossini *, Javad Ramezani Moghaddam, Mohammad Reza Nikpour, Attieh Abdoli Pages 247-265
    Various mathematical models are available for predicting the response of plants to combined water and salinity stress and their share in water uptake. The reduction functions are classified as additive, multiplicative, and conceptual models. In this study, 6 macroscopic reduction functions, namely, Van Genuchten (additive and multiplicative), Dirksen et al., Van Dam et al, Homaee and Skaggs were evaluated in a greenhouse experiment on cherry tomato, var. cherry tomato cluster. This experiment was performed based on a completely randomized design with 3 replicates and 2 levels of salinity (4 and 7 dSm-1). Water stress levels were imposed as matric potential decline during the study at 3 levels of available water depletion (40%, 50%, and 65%). The result of the study indicated that the crop response to water stress and salinity stress was incremental at 4 and 7 dSm-1 salinity levels. Among the multiplicative models, reduction functions of Dirksen model had better fit than others at 4 dSm-1 salinity level (RMSE=0.15 and ME=0.14).However, at 7 dSm-1, Van Dam (RMSE=0.017, ME=0.09) and Skaggs (RMSE=0.018, ME=0.14) had better fit to the measured data.
    Keywords: Root water uptake, Soil dryness, Water salinity, Moisture stress
  • Mehdi Elahi, Mohammad Hasan Vakilpoor *, Hamed Najafi Alamdarlo Pages 267-283
    Excessive withdrawal of groundwater resources in the agricultural sector has led to an increase in cultivated land area and agricultural production, however, it has led to dropping of groundwater levels and drainage of aquifers. Consequently, most of Iran's plains are now considered as forbidden plains for underground water extraction. Therefore, proper policies for management of groundwater resources are essential. For this purpose, the present study aimed to evaluate the effects of economic policies of the agricultural sector on management of ground water resources in Kabodarahang Plain, by using a Positive Mathematical Programming (PMP) and Maximum Entropy (ME). The data and information was collected by referring to the relevant organizations and completing 141 questionnaires with multi-stage cluster sampling by farmers in 2016. The results showed that application of various senarios such as price increases, groundwater allocation , and combination of quotation scenarios simultaneously with increasing prices (combined) at levels of 10%, 20%, and 30% cause reduction in cropped area, decreased net profit of farmers, and reduced water consumption. Also, the results showed that the groundwater price increases scenario was not much effective and only increased the farmer's expenses, but the allocation/quotation polices and the combined policy are recommended as effective policies. Another result revealed that the quotation scenario, compared to the other scenarios, has higher economic returns per cubic meter of water consumption, thus it has been introduced as the best scenario in this research. Finally, it is suggested that the cropping pattern be directed towards products such as wheat and potato that have more gross profit for the water consumed and thus have more economic returns.
    Keywords: Positive Mathematical Programming, Maximum Entropy, Economic Returns, Cropping pattern
  • Mohammad Alavi *, Jahangir Abedi, Behrooz Mostafazadeh Pages 285-304
    Due to shortage of water, use of wastewater for irrigation is becoming more important. Also, using natural and non-toxic materials that increase fertilizer application efficiency and decrease nitrate leaching has gained increasing attention. The aims of this study were to investigate the effect of two sizes for particles, i.e. 1-1.68 mm and 53-63 μm, and two application rates (20 and 60 grams per kilogram of soil) of natural zeolite of clinoptilolite (Cp) and surfactant-modified zeolite (SMZ) on soil nitrate and ammonium leaching and wheat plant performance under irrigation by treated urban wastewater. The experiment was conducted in 2015-16 growing season. The experimental soils were placed in Polyethylene columns with 11 cm inner diameter and 65 cm height. The treatments were factorial combination of the variables in completely randomized design with three replications. The results showed that the total amount of released NO3-N from columns modified by SMZ and CP were 32% and 21% lower as compared to the control treatment. Also, these amendments improved wheat plant growth. There was no significant effect on nitrate leaching due to the particle size of the two soil amendments. CP and SMZ amendments are eco-friendly materials and results of the study showed that they were effective in controlling soil nitrate leaching and improving wheat plant growth.
    Keywords: Clinoptilolite, Soil column, Wheat, Soil amendments, Particle size
  • Khadije Fattahi Dolatabadi, Hosin Babazadeh *, Payam Najafi, Hossin Sedghi Pages 305-320
    To prevent water stress in plants and have sustainable water management in the field, fast and accurate determination of irrigation time is one of the most important issues. Measuring soil moisture and leaf surface temperature are two methods of determining time of irrigation. In this research, by combination of these two methods, a model for planning and management of forage maize irrigation (cultivar SC-701) is presented. The air relative humidity (RH) and temperature (Ta), leaf surface temperature (TL), and soil moisture content (SM) were measured in 2013 and, by using artificial neural network model and multiple stepwise method, a regression model was developed. Experiments were carried out in 2014 with five treatments including 100%, 85%, 75%, 65%, and 35% total available water (TAW), with four replications, Irrigation was carried out when soil moisture content reached the treatments moisture level. Measurements of the previous year were repeated and the model was calibrated. The results of the first year showed a correlation (R2=0.87) between the parameters RH, Ta, TL, Ta-TL as independent variable and SM as the dependent variable. Then, using three input parameters of air temperature, leaf surface temperature, and relative humidity, Determination Coefficient of soil moisture content model was calculated as R2= 0.92. In this model, soil moisture has an inverse relation with (Ta) and (TL-Ta) variables, but a direct relation with RH. Soil moisture content was compared using the model for the second year treatments and compared with the measured values. The difference in soil moisture content measured and estimated by the model at the peak solar radiation time (at noon) was less than ±10%. The model estimated 75% TAW treatment data well, with very small difference compared to the measured value.
    Keywords: Soil moisture, water stress, Relative humidity, Artificial neural network, Multiple linear regression
  • Sadegh Rahmani, Masoud Yazdanpanah *, Masoumeh Forouzani, Abas Abdeshahi Pages 321-340
    Water resources scarcity and increasing pollution and the rapid increase in water demand due to population growth and higher livelihood standards along with climate change have created a widespread scope for water crisis in Iran and the world. Accordingly, water in agricultural production has become a limiting factor. Hence, farmers have adopted various strategies to reduce the effects of water scarcity in their agricultural practices. The purpose of this survey was to investigate farmer's beliefs and adaptation strategies for managing agricultural water under conditions of water scarcity and effective factors in selection of farmer's adaptation methods in Mamassani County of Fars province. The statistical population of this study was 4033 irrigated farmers. In order to select the sample, a random-quota sampling method was used. A sample of 351 farmers was selected based on the Krejcie and Morgan's table. The results of the study showed that the farms distance to the city center, agricultural experience, awareness of the consequences of danger, sense of commitment, risk taking, and access to credit could explain 42.2% of farmer's changing beliefs about water scarcity. Regression results of the factors influencing the selection of adaptation strategies showed that variables of farm size, intention for water conservation, risk salience, and social capital could predict 27% of the variability of adaptation strategies.
    Keywords: Climate change, Risk Perception, Water conservation, Intention, Water management