فهرست مطالب

پژوهش آب در کشاورزی - سال سی و هفتم شماره 4 (زمستان 1402)

مجله پژوهش آب در کشاورزی
سال سی و هفتم شماره 4 (زمستان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/11/01
  • تعداد عناوین: 7
|
  • مصطفی یعقوب زاده*، فرهاد آذرمی آتاجان، مهدی عربی آیسک، امیرحسین قدیریان صفحات 323-335

    استفاده صحیح و بهینه از منابع آب و مدیریت علمی آن ها امری بسیار حیاتی بوده و ازاین رو انتخاب روش مناسب آبیاری می تواند در صرفه جویی آب در بخش کشاورزی کمک شایانی نماید. در این پژوهش تاثیر انتخاب روش آبیاری مناسب بر شبیه سازی عملکرد محصول چغندرقند با استفاده از مدل AquaCrop بررسی شد. به این منظور، تاثیر دو روش آبیاری قطره ‎ای (تیپ) و شیاری و سه سطح آبیاری (50%، 75% و 100% نیاز آبی گیاه) بر عملکرد گیاه چغندرقند در منطقه سرایان-آیسک بررسی شد. این پژوهش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با چهار تکرار در سال زراعی 1401-1400 انجام شد. نتایج نشان داد که اثر روش آبیاری بر روی قطر برگ، طول برگ، وزن برگ ها، قطر غده، طول غده و وزن غده چغندرقند معنی‎دار بود. برای هر صفت، تاثیر آبیاری قطره ای نسبت به آبیاری شیاری افزایش معنی داری داشت و در نهایت برتری روش آبیاری قطره ای نسبت به شیاری مشاهده شد. سپس عملکرد دانه و بیوماس با استفاده از مدل AquaCrop شبیه سازی شد و مقادیر شبیه سازی شده با استفاده از داده های مشاهداتی واسنجی و صحت سنجی شد. واسنجی با استفاده از تکرارهای دو سطح تنش 100% و 50% و صحت سنجی با استفاده از تعداد تکرار سطح تنش 75% و همچنین سطح تنش 100% در سال زراعی 1401 انجام شد. ضرایب انحراف جذر میانگین مربعات (RMSE)، NRMSE، RD و R2 حاصل از مقادیر واسنجی مدل نشان داد که مقادیر شبیه سازی شده و مقادیرصحت سنجی به یکدیگر نزدیک می باشند و این مقادیر در آبیاری قطره ای نسبت به آبیاری شیاری دقت بیشتری دارد. همچنین مقادیر صحت سنجی دو روش آبیاری نیز نشان دهنده توانایی مدل AquaCrop در شبیه سازی عملکرد دانه و زی توده(بیوماس) است.

    کلیدواژگان: مدل گیاهی، واسنجی، تنش خشکی
  • مهری سعیدی نیا*، سید حسین موسوی، سجاد رحیمی مقدم صفحات 337-352
    ایران در کمربند خشک کره زمین واقع است و میانگین بارش در آن یک سوم میانگین جهانی است لذا مدیریت صحیح منابع آب به ویژه در بخش کشاورزی ضرورت دارد. به این منظور، در سال 1401، تحقیقی با هدف بررسی اثر چند ماده اصلاح کننده رطوبت خاک، در منطقه خرم آباد، در مزارع تحقیقاتی دانشگاه لرستان، به صورت فاکتوریل با طرح بلوک کامل تصادفی در سه تکرار انجام شد که فاکتور اول تیمار آب آبیاری در چهار سطح شامل 100%، 80%، 60% و 40% نیاز آبی گیاه و فاکتور دوم مواد اصلاح کننده رطوبت خاک شامل ورمی کمپوست به میزان شش تن در هکتار، بیوچار 1/5 تن در هکتار، سوپرجاذب 75 کیلوگرم در هکتار، مالچ گیاهی 7/5 تن در هکتار و تیمار شاهد در نظر گرفته شد. سیستم آبیاری قطره ای نواری برای آبیاری استفاده گردید. نتایج تحقیق نشان داد که بیشترین میزان عملکرد تر، عملکرد بیولوژیک و ارتفاع بوته در تیمار 100% نیاز آبی و کود ورمی کمپوست مشاهده گردید که به ترتیب برابر 71/126 و 27/46 تن در هکتار و 2/35 متر به دست آمد و بیشترین مقدار بهره وری تر و بهره وری بیولوژیک در سطح احتمال 5% از آن تیمار 80% نیاز آبی و کود ورمی کمپوست (شش تن در هکتار) بود که به ترتیب برابر 16/79 و 5/9 کیلوگرم در مترمکعب آب آبیاری محاسبه شد. به طورکلی ورمی کمپوست و بیوچار نیز سبب افزایش عملکرد تر و بیولوژیک، ارتفاع و بهره وری آب ذرت شد. مالچ در تیمار های 100% و 80% نیاز آبی، عملکرد بهتری داشت (افزایش 12/7% و 14/5% در عملکرد تر نسبت به تیمار شاهد) ولی با افزایش تنش آبی به 60% و 40% نیاز آبی، عملکرد تیمار های حاوی مالچ خوب نبود (کاهش 3/5% و1% در عملکرد تر نسبت به تیمار شاهد). سوپرجاذب نیز در تیمارهای 100%، 80% و 60% نیاز آبی موجب کاهش عملکرد تر ذرت شد (به ترتیب کاهش 9/3%، 7/2% و 3% در عملکرد تر نسبت به تیمار شاهد)، اما در تیمار 40% نیاز آبی، نتیجه بهتری را رقم زد (افزایش 7/6% در عملکرد تر نسبت به تیمار شاهد). از این رو، در منطقه خرم آباد کاربرد شش تن در هکتار ورمی کمپوست و 80% نیاز آبی به صورت آبیاری قطره ای تیپ(TAPE) برای بالاتر بردن تولید ذرت علوفه ای، هم زمان با صرفه جویی 20% مصرف آب توصیه می گردد.
    کلیدواژگان: سوپرجاذب، کود های آلی، مالچ، مدیریت آب در مزرعه
  • رهام محتشمی* صفحات 353-367
    در بیش تر مناطق خشک و نیمه خشک، محدودیت آب یکی از دلیل های اصلی کاهش رشد و عملکرد گیاهان در شرایط دیم و آبی به شمار می رود. هدف از انجام این پژوهش مقایسه پاسخ های مرفوفیزیولوژیک رقم های کلزا به شرایط دیم و آبیاری تکمیلی بود. به این منظور، آزمایشی به صورت اسپلیت پلات در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار طی دو سال زراعی 1396 و 1397 در مزرعه ایستگاه تحقیقات کشاورزی گچساران اجرا شد. تیمارهای آبیاری در چهار سطح (عدم آبیاری (I0)، آبیاری تکمیلی در مرحله گلدهی (I1)، آبیاری تکمیلی در مرحله پر شدن دانه (I2)، آبیاری تکمیلی در مرحله گلدهی و پر شدن دانه (I3) ، در پلات اصلی و ارقام هایولا 401، آر. جی. اس، و شیرالی در پلات های فرعی در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که آبیاری تکمیلی ارتفاع بوته، تعداد شاخه فرعی در بوته، وزن هزار دانه، عملکرد دانه و درصد روغن را در مقایسه با شرایط دیم افزایش داد. با آبیاری تکمیلی، وزن هزار دانه در مقایسه با شرایط دیم 31% افزایش یافت. میانگین عملکرد دانه از 755 در شرایط دیم به 2350 کیلوگرم در هکتار با دو بار آبیاری تکمیلی رسید. با دو بار آبیاری تکمیلی درصد روغن در مقایسه با شرایط دیم 11/8% افزایش یافت. در همه تیمارهای آبیاری، عملکرد دانه و درصد روغن رقم هایولا 401، بالاتر از ارقام آر. جی. اس و شیرالی بود. به طورکلی آبیاری تکمیلی باعث افزایش بهره وری آب (0/53 کیلوگرم بر مترمکعب) و بهبود صفات مرفوفیزیولوژیک، عملکرد و درصد روغن دانه شد. در زراعت کلزای دیم با دو بار آبیاری تکمیلی در مراحل گلدهی و پر شدن دانه، بهره وری آب از 0/21 به 0/53 کیلوگرم بر مترمکعب، عملکرد دانه از 755 به 2350 کیلوگرم در هکتار، و مقدار روغن از 35/4% به 36/9% افزایش یافت.
    کلیدواژگان: بهره وری آب، درصد روغن، عملکرد دانه کلزا
  • علی محمد جعفری*، علی قدمی فیروزآبادی، موسی سلگی، قاسم زارعی، کاروان شانازی صفحات 369-383
    کمبود آب بزرگ ترین مشکل اساسی استان همدان محسوب می شود. در این میان بخش کشاورزی به دلیل سهم بالا در مصارف آب بیش از سایر بخش های اقتصادی در معرض آسیب قرار دارد. به کارگیری سیاست ها و ابزارهای مناسب در راستای ایجاد تعادل بین عرضه و تقاضای آب مورد توجه سیاست مداران است. این پژوهش با هدف تعیین ارزش اقتصادی آب در بخش کشاورزی استان و پتانسیل درآمدزایی این منبع در تولید محصولات کشاورزی آبی به اجرا درآمد. محصولات منتخب برای مطالعه شامل گندم، جو، یونجه، سیب زمینی، چغندرقند، ذرت دانه ای، ذرت علوفه ای، هندوانه، سیر، خیار و گوجه فرنگی، انگور و گردو بودند. اطلاعات مورد نیاز از طریق پرسشنامه و مصاحبه با کشاورزان برای سال زراعی 98-1397 تهیه و برای برآورد ارزش اقتصادی آب از روش تخمین تابع تولید، فرم کاب داگلاس استفاده شد. نتایج نشان داد که ارزش اقتصادی آب در محصولات مختلف بسیار بیشتر از هزینه های تامین و عرضه آن است. ارزش اقتصادی آب برای محصولات مذکور به ترتیب برابر 2043، 3775 ،6023، 3506، 2136، 1956، 1778، 4902، 36750، 16337 و 4929، 15840 و 20064 ریال و به طور میانگین 9232 ریال بر مترمکعب آب برآورد گردید. این عدد ها در مقایسه با هزینه استحصال آب از منابع زیرزمینی که گران ترین منبع و برابر 496 ریال بر مترمکعب است نشان می دهد که شکاف زیادی بین آن ها است و این امکان وجود دارد تا با دریافت آب بها به میزان شکاف موجود بین عددهای پیشگفته، انگیزه ها را به سمت تخصیص کاراتر آب در این بخش اقتصادی هدایت کرد.
    کلیدواژگان: ارزش تولید نهایی، تابع تولید، روش کاب داگلاس
  • مریم مزیدی، موسی حسام*، خلیل قربانی، چوقی بایرام کمکی صفحات 385-400
    تنش آبی در نتیجه عدم تعادل بین آب خاک در محیط ریشه و آب مصرفی گیاه رخ می دهد که ضرورت تعیین شاخص تنش آبی گیاه را ایجاب می کند. رطوبت خاک سطحی ارتباط مستقیمی با آب موجود در گیاه دارد. در دسترس بودن داده های ماهواره ای منجر به تفکیک زمانی و مکانی داده های مزرعه ای شده است و فرصت های جدیدی را برای نظارت بر شرایط کشت ارایه می دهد. در این پژوهش، پایش دقیق و مستمر رطوبت خاک به عنوان نماینده تنش رطوبتی خاک، با اندازه گیری های میدانی رطوبت خاک و مقایسه با داده های چند طیفی تصاویر ماهواره ای لندست 9 و سنتینل 2 صورت گرفت. ارتباط بین شاخص های گیاهی به عنوان متغیر مستقل و رطوبت خاک سطحی به عنوان متغیر وابسته، با استفاده از روش های رگرسیون چند متغیره خطی و رگرسیون درخت M5بررسی شد. با توجه به غیرخطی بودن رابطه بین رطوبت خاک با بازتاب های طیفی، رگرسیون چند متغیره خطی نتایج رضایت بخشی را نشان نداد (با ضریب تعیین (R2) 0/46 و0/34 به ترتیب برای ماهواره لندست 9 و سنتتینل 2 و همچنین جذر میانگین خطا (RMSE) برابر 0/043 و 0/052). ولی، رگرسیون درختی M5، نتایج قابل قبول تری را نشان داد، به طوری که با برقراری 16 و 20 رابطه رگرسیونی برای ماهواره های لندست 9 و سنتینل 2 ، رطوبت خاک را با ضریب تعیین  0/70 و0/67 و جذر میانگین مربعات خطا برابر 0/033 و 0/038 برآورد کرد. نتایج نشان داد که تخمین رطوبت خاک با روش های مبتنی بر یادگیری ماشین، همچون مدل M5، دقت محاسبات را بالا می برد. در رگرسیون درخت تصمیم M5، لزوما تعداد بالای متغیر، منجر به افزایش دقت تخمین رطوبت خاک نمی شود و در تعداد متغیرهای کم هم رابطه ای با بالاترین دقت یافت می شود. بنا بر این، بدون اندازه گیری داده های خاک، می توان رابطه بدست آمده در سطح مزرعه را برای ارزیابی تنش آبی خاک و تعیین زمان آبیاری در زمین های کشاورزی در مقیاس وسیع استفاده کرد.
    کلیدواژگان: لندست 9، سنتینل 2، داده کاوی، رگرسیون درخت تصمیم
  • فهیمه کریم پور، مجتبی خوش روش*، محمدعلی غلامی سفیدکوهی، وحید اکبرپور صفحات 401-413

    بخش کشاورزی بیش ترین مصرف کننده آب شیرین در جهان است. ازاین رو یافتن جایگزین مناسب برای آب شیرین مورد استفاده در کشاورزی می تواند راهگشای مشکلات مرتبط با بحران آب در آینده باشد. کاربرد آب شور با استفاده از راهکارهای مناسب می تواند یک گزینه برای آبیاری گیاهان متحمل به شوری باشد. یکی از این راهکارها ممکن است مغناطیسی کردن آب آبیاری باشد. در پژوهش حاضر به منظور بررسی تاثیر آب مغناطیسی بر وزن تر و خشک و اسانس گیاه دارویی مریم گلی، یک آزمایش گلدانی در فضای باز به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی و در چهار تکرار انجام شد. تیمارهای آزمایشی شامل شوری آب آبیاری تهیه شده از غلظت های مختلف آب دریا (اختلاط 30%، 50%، 70% و 100% آب دریای خزر) و یک تیمار شاهد (آب چاه) در دو حالت مغناطیسی و غیر مغناطیسی بود. به دلیل بارندگی در طول فصل رشد، در پایان آزمایش شوری عصاره اشباع خاک متناظر با تیمار شاهد و اختلاط 30%، 50%، 70% و 100% آب دریای خزر به ترتیب 3/15 (I0)، 3/65 (I1)، 4/55 (I2)، 4/75 (I3) و 5/06 (I4) دسی زیمنس بر متر بود. نتایج نشان داد که تیمار I4 وزن خشک و تر گیاه را به ترتیب 40٪ و 25٪ کاهش داد اما در مورد تاثیر آب مغناطیس شده نتایج بیانگر آن بود که در تیمارهای شوری با عصاره اشباع خاک کمتر از 3/65 دسی زیمنس بر متر (تیمارهای I0 و I1) استفاده از آب مغناطیسی از کاهش معنی دار وزن بوته های گیاه مریم گلی جلوگیری کرد. هم چنین آبیاری با تیمارهای مختلف شوری و آب مغناطیسی تغییرات معنی داری در اسانس گیاه مریم گلی نداشت. بر مبنای نتایج این تحقیق توصیه می شود که مدیریت آبیاری گیاه مریم گلی با استفاده از آب شور مغناطیسی به نحوی انجام گیرد تا در طول فصل رشد شوری عصاره اشباع خاک بیشتر از 3/65 دسی زیمنس بر متر نباشد.

    کلیدواژگان: آبیاری با آب دریا، اسانس مریم گلی، شوری عصاره اشباع خاک
  • سولماز مکرم، جواد بهمنش*، وحید رضاوردی نژاد صفحات 415-425
    بیوچار ماده ای متخلخل و غنی از کربن زیستی (بیولوژیک) به شکل پایدار است که ساختار آن قادر به ذخیره سازی آب و عناصر غذایی بوده و به همین دلیل به عنوان نگهدارنده این مواد (به ویژه در خاک های شنی) در نظر گرفته می شود. برای نیل به امنیت غذایی در شرایط تنش خشکی، بیوچار می تواند بهره وری آب را در بخش کشاورزی ارتقا بخشد. این پژوهش به منظور بررسی اثر کم آبیاری و سطوح مختلف بیوچار بر عملکرد گیاه گشنیز در خاکی با بافت سبک در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه و بر پایه فاکتوریل با طرح کاملا تصادفی انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل سه سطح آبیاری 50٪، 75٪ و 100٪ نیاز آبی گیاه و سه سطح کاربرد بیوچار شامل 0، 2/5٪ و 5٪ وزنی هر گلدان بود که در مجموع شامل 27 تیمار شد. آبیاری بر اساس نیاز آبی گیاه و جبران کمبود آب خاک تا حد ظرفیت زراعی (FC) با افزودن مقدار آب لازم به آن ها اعمال شد و آب اضافه شده نیز در طول فصل رشد اندازه گیری گردید. پارامترهای کمی وزن تر و خشک کل گیاه، ساقه، برگ، و ریشه در هر گلدان به دقت اندازه گیری شد. همچنین عملکرد محصول و بهره وری مصرف آب آبیاری در پایان فصل کشت در هر تیمار تعیین گردید. نتایج نشان داد که اثرات سطوح آبیاری و بیوچار بر برخی پارامترهای اندازه گیری شده در سطح احتمال 1% و 5% معنی دار بود. با اعمال کم آبیاری، مقادیر پارامترهای کمی اندازه گیری شده و عملکرد گیاه کاهش یافت. بیشترین مقدار پارامترهای مذکور از تیمار100% مقدار آب آبیاری به دست آمد و استفاده از بیوچار تا سطح 2/5% وزنی خاک باعث افزایش آن پارامترها شد. بر این پایه، استفاده از مقدار مناسب بیوچار به عنوان اصلاح کننده خاک باعث بهبود رشد و عملکرد گیاه گشنیز می شود.
    کلیدواژگان: بهره وری آب، تنش آبی، رشد گیاه گشنیز
|
  • Mostafa Yaghoobzadeh *, Farhad Azarmi Atajan, Mehdi Arabi Ayask, AmirHossein Ghadirian Pages 323-335

    Optimal use and management of water resources is very important. Also, choosing the appropriate irrigation method plays a vital role in saving water consumption in the agricultural sector. Therefore, in the current research, the effect of the irrigation method on the simulation of sugar beet yield was investigated using the AquaCrop model. In this study, the effect of two methods of drip irrigation (tape) and surface irrigation (furrow) and three levels of irrigation water (50%, 75%, and 100% of the plant's water requirement) on the yield of sugar beet plants was investigated in Sarayan-Ayask region, Iran. A factorial experiment was conducted based on a completely randomized design with 4 replications in 2021-22. The results showed that irrigation method had a significant effect on leaf diameter, leaf length, leaf weight, tuber diameter, and tuber length and weight of sugar beet tuber. Also, according to the results, drip irrigation had greater effect than furrow irrigation on the studied traits. Then, the grain and biomass yield was simulated using the AquaCrop model and the simulated values were calibrated and verified using observational data. Calibration was done using two replications of 100% and 50% stress levels, and validation was done using the replication of 75% stress level. The NRMSE, RMSE, RD and R2 coefficients of the model calibration values showed that the simulated and validated values were close to each other and these values were more precise in drip irrigation than in furrow irrigation. Validation values of two irrigation methods also showed the ability of model in simulating grain yield and biomass.

    Keywords: plant model, Calibration, Drought Stress
  • Mehri Saeedinia *, Seyed Hossein Mousavi, Sajjad Rahimi Moghaddam Pages 337-352
    Iran is located in the dry belt of the earth and its rainfall is one third of the global average. Therefore, proper management of water resources is necessary, especially in the agricultural sector. For this purpose, in 2022, a research was conducted with the aim of investigating the effect of several soil amendments in Khorram Abad region, in the research farm of Lorestan University. The experiment was factorial with a randomized complete block design in three replications. Treatments were irrigation water at 4 levels of I1=100%, I2=80%, I3=60%, and I4=40% of the water requirement and different soil moisture amendments including vermicompost (C) 6 t/ha, biochar (B) 1.5 t/ha, superabsorbent (S) 63 kg/ha, and organic mulch (M) 7.5 t/ha and the control treatment (I). Results showed that the highest productivity, biological yield, and plant height were related to I1-C treatment, which were 126.71 t/ha, 46.27 t/ha and 2.35 meters, respectively. The highest water productivity and biological productivity at the probability level of 5% was I2-C, which was calculated as 16.79 kg of fresh fodder/m3 of irrigation water and 5.9 kg of dry matter/m3 water. In general, vermicompost and biochar also increased the fresh and biological yield, height, and water productivity of corn. The use of mulch in 100% and 80% treatments had better effect, but with the increase in water stress (i.e. I3 and I4), effect of mulch decreased (5.3% and 1% relative to the control). Superabsorbent in I100, I80, I60 treatments showed lower effect (9.3%,7.2%, 3% less fresh weight than the control, respectively). However, with increasing stress, I4 had better results (7.6% higher fresh yield than the control). Therefore, in Khorram Abad region, the amount of 6 t/ha of vermicompost and 80% of the water requirement applied by drip tape irrigation for fodder corn is recommended to increase the production rate while saving 20% of water consumption.
    Keywords: super absorbent, Organic fertilizers, Mulch, Farm water management
  • Raham Mohtashami * Pages 353-367
    In most arid and semi-arid areas, water limitations are one of the main reasons for the reduced plant growth and yield under irrigation and dry land (rainfed) conditions. The aim of this study was to compare the morphophysiological responses of rapeseed cultivars to supplementary irrigation and dryland conditions. For this purpose, an experiment was carried out as a split plot in the form of a randomized complete block design with three replications during 2017-2018 in the Gachsaran Agricultural Research Station. Irrigation treatments were at four levels (no irrigation=I0, supplementary irrigation at flowering stage=I1, supplementary irrigation at grain filling stage=I2, and supplementary irrigation at flowering stage+ grain filling=I3) in the main plot, and cultivars Hayola 401, R. J. S, and Shirali as factorial in the sub-plots. The results showed that supplementary irrigation increased plant height, number of sub-branches per plant, 1000- grain weight, grain yield, and oil percentage compared to rainfed conditions. With supplementary irrigation, the weight of 1000 grains increased by 32% compared to rainfed. Grain yield increased from 755 in rainfed conditions to 2350 kg.ha-1 with two supplementary irrigations. With two supplementary irrigations, the oil content increased by 11.8% compared to the rainfed conditions. In all irrigation treatments, grain yield and oil content of Hayola 401 were higher than R. J. S and Shirali cultivars. In general, supplementary irrigation improved morphophysiological traits, yield, and percentage of grain oil. In rainfed rapeseed cultivation, with supplemental irrigations at flowering and grain filling, water productivity increased from 0.21 to 0.53 kg m-3 grain yield from 755 to 2350 kg ha-1 and oil percentage from 35.4 to 36.9.
    Keywords: Water Productivity, Grain yield, oil percentage, Rapeseed
  • Ali Mohammad Jafari *, Ali Ghadami Firouzabadi, Mousa Solgi, Ghasem Zarei, Karwan Shanazi Pages 369-383
    Water scarcity is the biggest problem in Hamadan Province. In the meantime, agricultural sector is more vulnerable than other economic sectors due to its high share of water consumption. Policymakers are interested in adopting appropriate policies and tools to manage crisis and tackle water scarcity problems. This study aimed to determine the economic value of water in the agricultural sector of the province and the potential for revenue generation of this resource in the production of irrigated crops. Selected products for the study included wheat, barley, alfalfa, potato, sugar beet, corn, grain fodder, watermelon, garlic, cucumber, tomato, grape, and walnut products. Data was obtained through questionnaires and interviews with farmers for the 2018-19 crop year and for estimating economic value of water using Cobb-Douglas production form. The results showed that the economic value of water in different crops was greater than the water supply costs. The economic value of water for the mentioned products was equal to 2043, 3775, 6023, 3506, 2136, 1956, 1778, 4902, 36750, 16337 and 4929, 15840 and 20064 Rials/m3 and, on average, 9232 Rials/m3 of water, respectively. These figures are compared to the cost of extracting water from underground sources the most expensive source is 496 Rials/m3, which shows a big gap between these numbers; therefore, it is possible to price water at the same rate as the above figures. This provides incentives towards more efficient water use in this economic sector.
    Keywords: Marginal production value, Production Function, Cobb Douglas method
  • Maryam Mazidi, Mousa Hesam *, Khalil Ghorbani, Chooghi Bayram Komaki Pages 385-400
    Water stress occurs as a result of the imbalance between soil water in the root zone and plant water use, which necessitates determining the water stress index of the plant. Surface soil moisture is directly related to plant water content. Availability of satellite data has led to temporal and spatial resolution of field data and offers new opportunities for monitoring crop conditions. In this research, accurate and continuous monitoring of soil moisture content, as a representative of soil moisture stress, was done with field measurements of soil moisture, and comparison with multispectral data of Landsat 9 and Sentinel 2 satellite images. The relationship between plant indices, as an independent variable, and soil surface moisture, as a dependent variable, was studied using linear multivariate regression and M5 tree regression methods. Considering the non-linearity of the relationship between soil moisture and spectral reflectance, linear multivariate regression did not show satisfactory results with coefficient of determination (R2) of 0.46 and 0.34 for Landsat 9 and Sentinel 2 satellites, respectively, as well as the root mean square error (RMSE) equal to 0.043 and 0.052. However, M5 tree regression showed more acceptable results, such that by establishing 16 and 20 regression relationships for Landsat 9 and Sentinel 2 satellites, the soil moisture was estimated withR2 of 0.70 and 0.67 and RMSE of 0.033 and 0.038, respectively. The results showed that the estimation of soil moisture with methods based on machine learning, such as the M5 model, increases the accuracy of calculations. In the M5 decision tree regression, a high number of variables does not necessarily lead to an increase in the accuracy of soil moisture estimation, and a relationship with the highest accuracy was found in the low number of variables. Therefore, the relationship obtained at the field level can be used to evaluate soil water stress and determine irrigation time in agricultural lands on a large scale, without measuring soil data.
    Keywords: Landsat 9, Sentinel 2, Data Mining, Decision tree regression
  • Fahimeh Karimpour, Mojtaba Khoshravesh *, MohammadAli Gholami Sefidkouhi, Vahid Akbarpour Pages 401-413

    Agricultural sector is the largest consumer of fresh water worldwide. Therefore, finding a suitable alternative for the use of fresh water in agriculture can be a key solution to future water crisis issues. Application of saline water by using appropriate methods can be an option for irrigating salt-tolerant plants. One of these methods may be magnetizing irrigation water. In the present study, to investigate the effect of magnetized water on the fresh and dry weight, as well as the essential oil of the medicinal plant Maryam Goli (Salvia L.), a pot experiment was conducted in an open space using a factorial design and completely randomized layout with four replications. The experimental treatments included salinity of irrigation water prepared from different concentrations of Caspian Sea water (30%, 50%, 70%, and 100% mixing with well water) and a control treatment (well water), in both magnetic and non-magnetic conditions. Due to rainfall during the growth season, at the end of the experiment, the saturation extract salinity (EC) of the soil corresponding to the control treatment and the 30%, 50%, 70%, and 100% water mixtures were 3.15 (I0), 3.65 (I1), 4.55 (I2), 4.75 (I3), and 5.06 (I4) dS/m, respectively. The results showed that, in the I4 treatment, both the dry and fresh weights of the plant decreased by 40% and 25%, respectively. However, regarding the effect of magnetized water, the results indicated that in saline treatments with soil EC less than 3.65 dS/m (I0 and I1), use of magnetized water prevented a significant decrease in the weight of Maryam Goli plant shoots. Furthermore, the research results demonstrated non-significant changes in the essential oil of Maryam Goli plant due to irrigation with different salinities as well as magnetic water. Based on the results, it is recommended that irrigation management of Maryam Goli plants using magnetized saline water be carried out in such a way that the saturation extract salinity of the soil does not exceed 3.65 dS/m during the growing season.

    Keywords: Irrigation by seawater, essential oil, soil saturation extract salinity
  • Solmaz Mokarram, Javad Behmanesh *, Vahid Rezaverdinejad Pages 415-425
    Biochar as a porous material is rich in biological carbon in a stable form. Its structure is capable to store water and nutrients. Therefore, it is used for retention of such materials, especially in sandy soils. Biochar can improve water productivity in the agricultural sector in drought stress condition to achieve food security in the world. In order to study the effect of deficit irrigation and biochar on yield of coriander in a coarse-grained soil under water stress, this research was conducted using a factorial manner and a completely randomized design in the research greenhouse of Urmia University. The experimental treatments included three levels of irrigation: 100%, 75%, and 50% of the plant water requirement, and three levels of biochar application: 0, 2.5%, and 5% of the weight of each pot, which totally included 27 treatments. Irrigation was applied on the basis of plant requirement and soil water content below field capacity and the applied water was measured during the growing season. For each pot, quantitative parameters including weights of dry and wet plant, stem, leaf, and root were accurately measured. The results showed that the effects of irrigation levels and biochar on some measured parameters were significant at the probability level of 1% and 5%. The results demonstrate that by applying deficit irrigation, the measured quantitative parameters and plant yield decreased. The highest value of the parameters was obtained from the treatment of 100% water requirement and use of biochar up to the level of 2.5% of the soil. Therefore, applying suitable amount of the biochar as soil amendment improves coriander plant's growth and yield.
    Keywords: Water Productivity, Water stress, Coriander growth