به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
فهرست مطالب نویسنده:

naser davatgar

  • مجتبی رضایی*، ناصر دواتگر، ابراهیم امیری، مرتضی کمالی
    مدل های رشد گیاهی در سطح کوچک و مقیاس مزرعه ای از صحت شبیه سازی زیادی برخوردار هستند. اما به کارگیری آن ها در سطح بزرگ تر و مقیاس ناحیه ای باعث کاهش قابل ملاحظه در صحت مدل می شود. کمتر مطالعه ای به بررسی دلایل این پدیده پرداخته است. هدف از پژوهش حاضر بررسی تاثیر بافت خاک بر میزان صحت مدل DSSAT برای پیش بینی عملکرد و زیست توده برنج در مقیاس ناحیه ای است. ابتدا مدل DSSAT با استفاده از داده های مزرعه ای واسنجی و اعتبارسنجی شد و سپس برای پیش بینی عملکرد و زیست توده برنج 110 شالیزار شهرستان صومعه سرای استان گیلان مورد استفاده قرار گرفت. داده های موردنیاز از مزارع جمع آوری و وارد مدل شد. ارزیابی خروجی مدل نشان داد که خطای مطلق مربوط به مدل دامنه نسبتا زیادی را (تا 50 %) دارد. اما قسمت عمده این خطا در محدوده %30± رخ می دهد. همچنین صحت مدل برای میانگین عملکرد منطقه، قابل قبول است، ولی برای محدوده عملکرد بیشینه یا کمینه، از صحت مدل کاسته می شود. نتایج نشان داد که صحت شبیه سازی عملکرد و زیست توده توسط مدل با مقدار شن خاک رابطه معکوس دارد. کمترین مقدار خطای مدل یا بالاترین صحت در گروه شن 15-0 % و بیشترین خطا و کمترین صحت شبیه سازی در گروه شن بالای 30 % مشاهده شد.
    کلید واژگان: خطای مدل، شن خاک، عملکرد شالیزار، مدل رشد گیاهی
    Mojtaba Rezaei *, Naser Davatgar, Ebrahim Amiri, Morteza Kamali
    Crop Growth Models have high simulation precision at a small level and field scale. However, their application at larger and regional levels causes a significant decrease in model precision. Few studies have investigated the reasons for this phenomenon. The aim of the present study is to investigate the effect of soil texture on the precision of the DSSAT model for predicting rice yield and biomass at a large scale. First, the DSSAT model was calibrated and validated using field data and then used to predict rice yield and biomass in 110 paddy fields in Soumeh-Sara County, Guilan Province. The required data was collected from the fields and entered into the model. Evaluation of the model output showed that the absolute error related to the model covers a relatively large range (up to 50%). However, the majority of this error occurs in the range of ±30%. Also, the model precision is acceptable for average regional yield values, but the model precision decreases for maximum or minimum yield ranges. The results showed that the precision of the model's simulation of yield and biomass was inversely related to the amount of sand in the soil. The lowest model error, or in other words, the highest precision, was observed in the 0-15 percent sand group, and the highest error and lowest simulation precision were observed in the sand percentage group above 30 percent.
    Keywords: Crop Growth Model, Model Error, Yield In Paddy Field, Soil Sand Content
  • رسول میرخانی*، لیلا اسماعیل نژاد، سعید سعادت، حامد رضایی، ناصر دواتگر، مجتبی هادی زاده
    هدایت هیدرولیکی اشباع یکی از مهم ترین ویژگی های فیزیکی خاک است که نقشی عمده در رفتار هیدرولوژیکی خاک دارد. در این تحقیق، 312 نمونه خاک سطحی نمونه برداری و ویژگی های هیدرولیکی آن ها اندازه گیری شد. هم چنین، بافت خاک و جرم مخصوص ظاهری خاک در 2080 نمونه خاک سطحی اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که بافت خاک منطقه از شنی تا رسی متغیر بود و بیش تر خاک های منطقه دارای بافت متوسط است. میانگین جرم مخصوص ظاهری منطقه 43/1 گرم بر سانتی متر مکعب  به دست آمد. میانگین رطوبت ظرفیت زراعی در کل شهرستان‎های دشت سیستان کم تر از 35 درصد بود که در کلاس ظرفیت زراعی کم قرار می‎ گیرند. بیش ترین و کم ترین مقدار رطوبت قابل استفاده گیاه نیز به‎ ترتیب در شهرستان هیرمند و زابل مشاهده شد. ضریب تغییرات رطوبت قابل استفاده در کل خاک‎های سطحی اراضی کشاورزی دشت سیستان 83/33 درصد و در محدوده تغییرپذیری خیلی زیاد قرار داشت. با توجه به مقادیر میانگین هدایت هیدرولیکی اشباع، کم ترین و بیش ترین مقدار هدایت هیدرولیکی اشباع خاک سطحی به ‎ترتیب مربوط به زابل (15/0 متر در روز) و هیرمند (42/0 متر در روز) بود.
    کلید واژگان: ویژگیهای هیدرولیکی، ویژگیهای فیزیکی، ظرفیت زراعی، دشت سیستان
    Rasoul Mirkhani *, Leila Esmaeelnejad, Saeed Saadat, Hamed Rezaei, Naser Davatgar, Mojtaba Hadizadeh
    Saturated hydraulic conductivity (Ks) is one of the most important soil physical properties that plays a major role in its hydrological behaviour. In this study, the hydraulic characteristics of 312 soil samples, taken from the top layer (0-30 cm), were measured. Additionally, soil texture and bulk density were analyzed in 2080 top-soil (0-30 cm) samples. The results showed that the soil texture in the region varied from sandy to clayey, with most soils classified as medium-textured. The average bulk density in the region was found to be 1.43 g.cm-3. The mean field capacity moisture content across the counties of Sistan Plain was less than 35%, placing them in the low field capacity class. The highest and lowest plant-available moisture content was observed in Hirmand and Zabul, respectively. The coefficient of variation for plant-available moisture in all surface agricultural soils of Sistan Plain was 33.83%, indicating a very high variability. Regarding the mean values of saturated hydraulic conductivity, the lowest and highest values of surface soil saturated hydraulic conductivity (Ks) were observed in Zabul (0.15 m per day) and Hirmand (0.42 m per day), respectively.
    Keywords: Hydraulic Characteristics, Physical Characteristics, Field Capacity, Sistan Plain
  • شهریار بابازاده جعفری، ناصر دواتگر*، محمد فیضیان، مریم شکوری کتیگری

    شناسایی وضعیت عناصر غذایی گیاه برنج در خاک و گیاه برای مدیریت تغذیه آن ضروری است. در اراضی شالیزاری از نتایج تجزیه خاک برای تخمین فراهمی عناصر غذایی استفاده می شود؛ اما همیشه وضعیت این عناصر با عملکرد گیاه مرتبط نیست؛ از این رو، از روش تشخیص چندگانه عناصر غذایی (CND) می توان در تفسیر نتایج تجزیه گیاه و بهبود مدیریت تغذیه گیاه برنج استفاده نمود. این پژوهش با هدف تعیین اعداد مرجع، دامنه غلظت مطلوب و محدودیت عناصر غذایی برای برنج، به روش CND در 60 مزرعه اراضی شالیزاری استان گیلان انجام شد. نمونه های مرکب خاک و برگ از مزارع زارعان جمع آوری و با استفاده از روش های استاندارد آزمایشگاهی تجزیه شدند. همچنین، عملکرد دانه برنج در هر مزرعه و شاخص های عناصر غذایی به روش CND تعیین شدند. با استفاده از مدل تابع تجمعی نسبت واریانس عناصر غذایی و از حل معادلات تابع تجمعی درجه سه مربوط به 10 عنصر غذایی به همراه غلظت باقی مانده، عملکردهای مرتبط با هر یک از آن ها محاسبه شدند و برای نیتروژن 76/3، فسفر 97/3، پتاسیم 95/3، کلسیم 99/3، منیزیم 01/4، گوگرد 99/3، آهن 98/3، منگنز 98/3، روی 0/4، مس 10/4 و عناصر باقی مانده (Rd) 71/16 به دست آمد. بر اساس میانگین عملکردهای محاسبه شده، عملکرد هدف به مقدار 13/4 تن در هکتار تعیین و با توجه به آن، 3/43 درصد از مزارع انتخابی در گروه با عملکرد زیاد و 6/56 درصد از آن ها در گروه با عملکرد کم قرار گرفتند. مهمترین عناصر غذایی مورد نیاز در اراضی مطالعه شده منیزیم، فسفر، مس و روی بودند. یافته ها نشان داد که روش CND می تواند به عنوان یک ابزار تفسیر نتایج آزمون خاک و تجزیه گیاه در مدیریت تغذیه گیاه برج استفاده شود.

    کلید واژگان: برنج، خاک های شالیزار، عملکرد، مدیریت تغذیه گیاه، تعادل عناصر غذایی
    Shahryar Babazadeh Jafari, Naser Davatgar *, Mohammad Feizian, Maryam Shakouri Katigari
    Background and Objectives

    Nutrient limitations often reduce crop yield in farmers' fields. Identifying the status of rice plant nutrients in the soil and plant is necessary for plant nutrition management. In rice plant, it is common to use soil chemical properties test to understand the availability of soil nutrients. Although soil tests based on critical level may indicate the adequacy of nutrients, sometimes the rice plant in the field exhibit signs of its deficiency. Flooding conditions in rice cultivation leads to chemical and electrochemical changes in some nutrients, which result in inadequate nutrient uptake by the plant. Solely relying on soil testing in such conditions increase errors in results interpretation and fertilizer recommendations. Therefore, measuring the nutrients characteristics of both plant and soil can be effective in fertilizer recommendations. One method for interpreting leaf analysis results is the use of compositional nutrient diagnosis (CND) method. The aim of this study was to establish reference norms, the range of optimal concentration and nutrients limitation in rice plant using the CND method during 2018 growing season in 60 paddy fields of Guilan province, Iran.

    Methodology

    Soil and leaf composite samples were collected from farmers' fields in a standard manner and analyzed using appropriate laboratory methods. At harvest time, the yield of each field was determined. Nutrient indices were assessed by the compositional nutrient diagnosis (CND) method. By employing the cumulative function model of the variance ratio of nutrients and solving third-degree cumulative function equations related to 10 nutrients along with their residual concentrations, yields corresponding to each of them were calculated in terms of tons per hectare. To categorize the yield community into favorable and unfavorable groups, initially, the yield-nutrient function was plotted and the yield groups were separated by identifying the inflection points of the curve. To validate the compositional nutrient diagnosis method, the relationship between the nutrition balance index (r2) and crop yield was evaluated through a scatter plot. Descriptive statistics were conducted using SPSS version 24 and CND calculations were performed using Excel software.

    Results

    Based on the average of available phosphorus concentration and its critical level 47% of the fields exhibited phosphorus deficiency. According to the critical level of available potassium, except for one farm, the available potassium content exceeded the critical level in all fields. Due to the fact that the minimum amount of micronutrients (zinc, iron, copper, and manganese) was more than their critical level in paddy fields, indicating no deficiency in the studied soils. Available magnesium concentration ranged from 0.8 to 4.6 with the median of 2.4 cmol+/kg. Nearly 75% of the studied soils were deficient in magnesium, based on the critical level of available magnesium (3 cmol+/kg).The average phosphorus concentration in leaves was 0.23% and based on the critical level, there was phosphorus deficiency in two fields. The average potassium concentration in the sample of leaves collected from the fields was 1.57% and based on the critical level, potassium deficiency was observed in rice plant tissue in 55% of the fields. The average magnesium concentration in rice leaf samples was 0.17% and six farms showed deficiency based on the magnesium critical level. The average zinc concentration was 13.69 in rice leaf samples and based on zinc critical level, 58 farms (96%) showed zinc deficiency. Based on the calculated average yields, the target yield was determined as 4133 kg/hectare, and according to the target yield, 43.3% of selected fields were classified as high-yielding and 56.6% were classified as low-yielding group. The CND method correctly recognized the balance of nutrients in rice plant with 55% accuracy. The relationship between yield and nutrients balance index showed that 31% of fields had nutritional balance, 24% had nutritional unbalanced, 22.4% had yield reduction other than nutritional factors such as climate, root depth limitations, pests, and diseases.

    Conclusion

    The findings showed that: 1- Using only the critical level of soil and plant nutrients for assessing the nutritional status of soil and plants was not efficient in the studied paddy fields. 2- The CND method, due to its consideration of the interactive effects of nutrients, had greater capability than the critical level method in diagnosing nutritional disorders, nutrient deficiencies, and fertilizer recommendations for the studied paddy fields. However, it was not the most accurate, sensitive and unique because factors other than soil fertility and rice plant nutrition, such as climatic conditions and irrigation, and field management, also influence the growth and development of rice plant and its yield. 3- The most important macronutrients and micronutrients needed in studied paddy soils based on the CND method were magnesium and phosphorus (macronutrients) and copper and zinc (micronutrients). 4- The CND method can be as an effective tool for interpreting soil and plant analysis in plant nutrition management at paddy farming systems.

    Keywords: Nutrient Balance, Paddy Soils, Plant Nutrition Management, Rice, Yield
  • ناصر دوات گر*، محمدرضا نیشابوری، علیرضا سپاسخواه، لیلا رضایی

    تحلیل و آگاهی از تغییرات مکانی ویژگی های هیدرولیکی خاک برای موازنه آب-خاک و مدیریت آبیاری شالیزار ها مهم است. هدف این پژوهش تعیین تغییرات مکانی هدایت هیدرولیکی اشباع (Ks) و عوامل موثر بر آن (بافت خاک، کربن آلی و رطوبت اشباع خاک) در شالیزارها بود. با الگوی نمونه برداری شبکه ردیفی تصادفی،  از 120 نیمرخ در زمین های آبیاری غرقابی نمونه برداری شد. در هر نیمرخ، از لایه های گلخراب رویی، کفه شخم فشرده، و خاک غیراشباع زیر این کفه نمونه برداری شد. در این نمونه ها، ویژگی های بافت، کربن آلی، چگالی ظاهری، رطوبت اشباع و هدایت هیدرولیکی اشباع خاک (به روش بار افتان) اندازه گیری شد. بیشترین غیریکنواختی با ضریب تغییرات (CV) بالا، چولگی مثبت و توزیع لوگ نرمال در داده های Ks مشاهده شد که نشان دهنده جریان ترجیحی ناشی از وجود منافذ زیستی و ترک های تنش های خشکی پیشین است. نتایج تجزیه زمین آمار نشان داد که متغیر Ks در لایه های گلخراب و خاک غیراشباع زیر کفه شخم از مدل های دارای سقف کروی و نمایی با ساختار مکانی به ترتیب متوسط تا ضعیف، و در کفه شخم فشرده از مدل خطی با شیب کم پیروی نمود. ضریب تغییرات Ks در کفه شخم 299% بود که از لایه های بالایی 121% و پایینی 284% بیشتر بود. نزدیک بودن رفتار Ks به متغیرهای تصادفی در این افق عمدتا ناشی از وقوع پیشامدهایی مانند وجود منافذ زیستی و کانال هایی از ریشه گیاه و حرکت جانوران است که منجر به جریان ترجیحی می گردد. باوجود ضعیف تا متوسط بودن ساختار مکانی متغیرها، روش درون یابی کریجینگ برای Ks در مقایسه با وزن دادن عکس فاصله، صحت بیشتری داشت. الگوی توزیع مکانی Ks در لایه گلخراب رویی نشان داد که مقادیر زیاد Ks در این لایه در نقاطی با مقدار رس کم وجود دارد، اما در خاک های کفه شخم واقع در نیمه غربی ناحیه موردمطالعه، باوجود زیاد بودن مقدار رس به علت وجود منافذ زیستی، مقدار Ks هم زیاد بود. این نتیجه نشان می دهد که در شرایط این پژوهش، کفه شخم فشرده نمی تواند نقش کلیدی خود را برای کاهش هدایت هیدرولیکی اشباع و نگهداری آب در خاک اجرا نماید. الگو و اندازه تغییرات مکانی Ks و عوامل موثر بر آن به مدیریت آبیاری ویژه هر مکان وابسته است.

    کلید واژگان: اراضی شالیزاری، کریجینگ، لایه گلخراب، منافذ زیستی
    Naser Davatgar *, Mohammadreza Neyshabouri, Alireza Sepaskhah, Leila Rezaee

    Spatial variability of soil hydraulic properties is important for soil-water balance and irrigation management in paddy fields. The objective of this study was to determine the spatial variability of saturated hydraulic conductivity (Ks) and the factors affecting it. Soil samples from 120 profiles were collected using random stratified sampling scheme. Soil samples were taken from top soil, compacted plow pan, and non-saturated subsoil. In these samples, soil texture, organic carbon, bulk density, saturated moisture, and saturated hydraulic conductivity were measured (by the falling head method). The most heterogeneity with a maximum coefficient of variation (CV), positive skewness, and lognormal frequency distribution for Ks indicated preferential flow caused by the presence of biological pores and cracks from previous drought stress. The results of the geostatistical analysis showed that hydraulic conductivity followed spherical and exponent semi-variogram model in puddled top soil and the non-saturated subsoil, respectively. This variable followed linear semi-variogram model with low slope in plow pan. The CV of Ks in plow pan (299%) was 121% and 284% higher than, respectively, the upper and the lower layers. The closeness of the behavior of Ks to random variables in this layer was mainly due to the existence of biological pores and root channels and the movement of animals, which lead to preferential flow. Despite the weak and moderate spatial structure of the variables, the kriging interpolation method was more accurate for Ks compared to inverse distance weighting. The spatial distribution pattern of Ks in puddled top layer was inversely related to clay content. Despite the high clay content in the west half of the study area, the Ks values in this region were high due to the presence of biopores. These results indicate that the compacted plow pan cannot play its key role for reducing hydraulic conductivity and retaining water in the soil. The magnitude and spatial variability of soil hydraulic conductivity and the factors affecting it depend on the site-specific irrigation management.

    Keywords: Biopores, Kriging, Paddy Fields, Puddled Layer
  • منصور چترنور، نسرین مرادی مجد، بهاره دلسوز خاکی، میرناصر نویدی*، ناصر دواتگر
    سابقه و هدف

    از پیامدهای پدیده تغییر اقلیم در استان خوزستان می توان به خشک شدن بخش بزرگی از تالاب‍ های این استان شامل میانگران و هورالعظیم اشاره کرد که با ادامه خشک شدن آن ها در سال‍ های اخیر سبب تولید توفان های گرد و غبار شده است. در این راستا هدف از این پژوهش، پیش بینی تغییرات اقلیمی در محدوده تالاب‍ های میانگران و هورالعظیم توسط مدل ریزمقیاس نمایی آماریSDSM  بر پایه سناریوهای اقلیمی A2، B2 و HadCM3 است. با توجه به شرایط خاص منطقه و اینکه مطالعات اندکی در خصوص تغییر دمایی در این مناطق صورت گرفته، شناخت وضعیت تغییر دمایی می‍ تواند به مدیریت بهتر منابع و بویژه مدیریت منابع آب کمک کند. 

    مواد و روش ها

    برای این منظور با استفاده از داده‍ های روزانه دمای میانگین، دمای کمینه و بیشینه در ایستگاه‍ های سینوپتیک ایذه و بستان به‍  عنوان نزدیک ترین ایستگاه به تالاب‍ های هورالعظیم و میانگران در دوره‍ های 2039-2010، 2069-2040 و 2099-2070 پیش‍ بینی صورت گرفت و سپس با دوره پایه (1961-1990) مقایسه انجام شد. جهت بررسی عملکرد مدل‍ ها و مقایسه آن ها از دو روش ترسیمی و معیارهای آماری مرسوم PBISE ، NSE،MAE ، RMSE و R2 استفاده گردید. با استفاده از پارامترهای بزرگ مقیاس مشاهداتی NCEP و نرم افزار SDSM به انتخاب پیش بینی کننده های منتخب در پارامترهای اقلیمی پرداخته شد. بدین منظور، از بین 26 پارامتر بزرگ مقیاس NCEP و توابع مختلف آن ها، پارامترهای بزرگ مقیاس برای متغیرهای اقلیمی مورد نظر انتخاب گردید. این پارامترها شامل میانگین فشار سطح دریا، ارتفاع ژئوپتانسیل سطح 850 هکتوپاسکال و میانگین دما در ارتفاع دو متری بودند. همچنین در ادامه پیش بینی دوره بازگشت رویدادهای اقلیمی حدی در مدل HadCM3، با سناریوهای A2 و B2 تا سال 2099 انجام گرفت. 

    نتایج و بحث :

     نتایج حاصل از شبیه ‍سازی مدل HadCM3 همراه با داده‍ های مشاهده ای در ایستگاه ایذه و داده‍ های سالانه مدل‍سازی شده نشان داد که میانگین دما 47/18 درجه سانتی‍گراد و برای ایستگاه بستان میانگین دمای 10/19 درجه سانتی‍گراد بدست آمد. همان‍طور که مشاهده می‍ شود هر دو ایستگاه در دوره پایه میانگین دمایی بالاتری را داشته‍ اند و بیشینه دما در تالاب میانگران بسیار بیشتر از تالاب هورالعظیم در دوره پایه می‍باشد. نتایج کمینه دمایی نیز که نشان می‍ دهد اختلاف در دو ایستگاه کم و جزئی است. نتایج حاصل از بررسی چرخه‍ ها در مناطق مورد مطالعه حاکی از آن است که در سناریوی A2 حالت‍های خاص اقلیمی در منطقه دارای دوره های بازگشت کوتاه مدت است. در دو ایستگاه در سناریوی B2 در صدک بالایی چرخه معنی‍ داری، میانگین دمایی در سطح اطمینان (5/97%) در دوره بازگشت 30 ساله و در صدک پایین چرخه معنی‍ داری میانگین دمایی در سطح اطمینان (5/2%) در دوره بازگشت 1 ساله در هر دو سناریو بدست آمد که نشان‍ دهنده محدوده وسیع‍تر دوره بازگشت و احتمال بیشتر رویدادهای حدی دمایی در سناریوی B2 است. در مقایسه دو ایستگاه مشاهده می‍ شود که در سناریوی A2 تالاب میانگران 02/1 درجه سانتی‍گراد و تالاب هورالعظیم 08/1 درجه سانتی‍گراد افزایش میانگین دما دارند. همچنین در سناریوی A2 تالاب میانگران میانگین و بیشینه دمایی بیشتری را دارد در حالی که تالاب هورالعظیم افزایش کمینه دمایی بیشتری را داشته است. این در حالی است که در سناریوی B2 میانگین دمای تالاب میانگران 47/1 درجه سانتی‍گراد و تالاب هورالعظیم 12/5 درجه سانتی‍گراد افزایش دما را دارد. 

    نتیجه گیری

    نتایج حاصل از بررسی داده‍ ها در دوره‍ های مشاهداتی و شبیه‍ سازی شده با سناریوی B2 و A2 نشان‍ دهنده افزایش دمای میانگین، کمینه و بیشینه در دوره‍ های شبیه‍ سازی شده آتی نسبت به دوره مبنا در ایستگاه‍ های ایذه و بستان بوده، به طوریکه در ایستگاه بستان دمای متوسط کمینه و بیشینه سالانه نیز در دوره سوم بیشینه، روند افزایشی را نسبت به دوره پایه داشته و در هر دو سناریو به دلیل افزایش دما، روند خشک شدن هر دو تالاب ادامه خواهد داشت.

    کلید واژگان: مدل‍ های گردش کلی جو، دمای سالانه، دمای کمینه، دمای بیشینه، تغییر اقلیم
    Mansour Chatrenour, Nasrin Moradimajd, Bahare Delsouz Khaki, Mirnaser Navidi *, Naser Davatgar
    Introduction

    One of the consequences of the climate change in Khuzestan Province is thedrying up of a large part of the wetlands of this province, including Miangaran and Hoor al-Azim, which has caused dust storms in recent years. In this regard, this research aims to predictclimate changes in the area of Miangaran and Hoor al-Azim wetlands by using the SDSMstatistical microscale model based on HadCM3 B2 and A2 climate scenarios. Considering thespecific conditions of the region and the fact that few studies have been done regardingtemperature change in these areas, knowing the state of temperature change can help bettermanagement of resources, especially water resources management.

    Material and Methods

    These parameters include the average sea level pressure, thegeopotential height of the surface of 850 hectopascals and the average temperature at a heightof two meters. For this purpose, by using the daily data of average temperature, minimum andmaximum temperature in the synoptic stations of Izeh and Bostan as the closest stations to Hooral-Azim and Miangaran wetlands in the periods of 2010-2039, 2040-2069 and 2070-2099,predictions were made and then a comparison was made with the base period (1961-1990). Theselected predictors in climate parameters were chosen using NCEP observational large-scaleparameters and SDSM software. These parameters included average sea level pressure, surfacegeopotential height of 850 hectopascals, and average temperature of two meters above thesurface. Also, with scenarios A2 and B2 until the year 2099, the prediction of the return periodof extreme climatic events in the HadCM3 model was done.

    Results and Discussion

    The results of the simulation of the HadCM3 model along withobservational data from the Izeh station, modeled annual average temperature data was 18.47°Cand for the Bostan station, modeled annual data average temperature was 19.10°C. Both stationshad a higher average temperature in the base period, and the maximum temperature in theMiangaran wetland was much higher than Hoor al-Azim wetland in the base period. The resultsshowed that in both stations in scenario A2, the average temperature had significant cycles withreturn periods of 1.2 years and the lowest significant cycles for the two stations were in returnperiods of 2.3 and 1.3 years, respectively. In scenario B2, the average temperature in twostations has significant cycles with return periods of 7.5 years and the lowest significant cyclewith a return period of 1.2 years. The results of examining the cycles in the studied areasindicate that in the A2 scenario, certain climatic conditions in the area have short-term returnperiods. One year was obtained in both scenarios, which indicates a wider range of the returnperiod and a higher probability of extreme temperature events in the B2 scenario. In thecomparison of the two stations, it can be seen that in scenario A2, the average temperature ofthe Miangaran wetland is 1.02 °C and the Hoor al-Azim wetland is 1.08 °C.

    Conclusion

    The results of the data analysis in the future observation and simulation periodswith scenarios B2 and A2 showed an increase in the mean, minimum, and maximum averagetemperature in the future simulation periods compared to the base period in Izeh and Bostanstations. In Bostan station, the average minimum and maximum annual temperature alsoincreased in the third period compared to the base period. In both scenarios, due to the increasein temperature, the drying process of both wetlands will continue.

    Keywords: Annual Temperature, Atmospheric General Circulation Models, Climate Change, Maximum Temperature, Minimum Temperature
  • مریم شکوری کتیگری، محمود شعبانپور*، ناصر دواتگر، مجید وظیفه دوست

    ظرفیت نگهداری آب قابل دسترس یک ویژگی کلیدی برای کمی سازی مقدار آب قابل دسترس برای گیاهان است. به این منظور نواحی همگون مدیریتی ظرفیت نگهداری آب در منطقه کوچصفهان برای مدیریت آبیاری تناوبی تعیین شد. تعداد 131 نمونه خاک دست خورده و دست نخورده خاک با توزیع جغرافیایی به نسبت یکنواخت از منطقه رشد ریشه برنج تهیه شد. برخی از ویژگیهای شیمیایی، حاصلخیزی و فیزیکی- هیدرولیکی اندازه گیری شد. عملکرد برنج نیز در بیشتر موقعیت مکانی نمونه های خاک اندازه گیری شد .سپس از بین 14 ویژگی، هفت ویژگی (رس، کربن آلی ، ضریب انبساط خطی، هدایت هیدرولیکی اشباع ، قطر میانه ذرات، آب قابل دسترس و انرژی انتگرالی) که می توانند بر ظرفیت نگهداری آب در خاک موثر باشند، انتخاب شد. با استفاده از دو آماره شاخص کارایی فازی و شاخص آنتروپی کلاس بندی اصلاح شده تعداد زونهای همگون مشخص شد. سپس با استفاده از مفاهیم مربوط به نقشه جبری، تلفیق لایه های اطلاعاتی در محیط GIS و نقشه های مربوطه تهیه گردید. نتایج نشان داد که منطقه بررسی شده به چهار ناحیه ظرفیت نگهداری آب قابل جداسازی می باشد. ناحیه یک و دو نسبت به ناحیه سه و چهار به علت کمتر بودن موادآلی، رطوبت قابل استفاده، میانه قطر منافذ، ضریب انبساط خطی و هدایت هیدرولیکی اشباع، دارای توانایی نگهداری آب کمتر بوده و انرژی لازم برالی دستیابی به آب توسط گیاه افزایش می یابد. بنابراین در هنگام بروز خشکسالی و کمبود رطوبت قابل دسترس در طول فصل رشد ناحیه یک و دو دارای حساسیت ویژه ای خواهد بود.

    کلید واژگان: شاخص آنتروپی، کلاس بندی اصلاح شده، شاخص کارایی فازی، نقشه های جبری، نواحی مدیریتی
    Maryam Shakouri Katigari, Mahmoud Shabanpour *, Naser Davatgar, Majid Vazifehdoust
    Introduction

    Available water holding capacity (AWHC) is a key property for quantifying the amount of water available to plants. This c property determines the amount of water required for the crop and the irrigation time interval and is related to the inherent productivity of the soil. Determining the homogeneous zones of available water-holding capacity management is a possible way to evaluate the contribution of the soil in the optimal input of irrigation water in paddy fields. Because with its help, it is possible to manage the appropriate time of drying and wetting of paddy fields in intermittent irrigation. The rice fields of Guilan province, located in the north of Iran, with an area of about 238,000 hectares, are one of the most important rice cultivation areas because more than 30% of the country's rice is produced in this area. Irrigation in this area is done in the form of uniform flooding for easier transfer of rice seedlings, better water retention and weed control. In recent years, due to drought, population growth and increasing urban and industrial demand for water and inefficient management of flood irrigation, an attempt has been made to manage irrigation in the form of intermittent irrigation. Therefore, determining the homogeneous zones of water storage capacity management is a possible way to evaluate the contribution of soil in the optimal input of irrigation water in paddy fields. Because with its help, it is possible to manage the appropriate time of drying and wetting of paddy fields in intermittent irrigation. Water resource management is a priority to reduce productivity instability and negative socio-economic effects. For this purpose, homogeneous water storage capacity management zones were determined in Kouchesfahan region to investigate the physical-hydraulic conditions of paddy soils, dividing the entire region into zones with the same potential for water storage capacity and investigating its relationship with rice yield.

    Methodology

    A total of 131 undisturbed and undisturbed soil samples with uniform geographic distribution were prepared from the rice root growth area and some chemical, fertility and physical-hydraulic properties were measured. Rice yield was also measured in most of the soil sampling points. Then, among 14 characteristics, seven characteristics (clay, organic carbon, linear expansion coefficient, saturated hydraulic conductivity, average particle diameter, accessible water and integral energy) that can affect the water holding capacity in the soil were selected. The number of homogeneous zones of water storage capacity was determined using two statistics, fuzzy efficiency index and modified classification entropy index. Then, by using the concepts related to algebraic maps, the integration of information layers was done in the GIS environment and the relevant maps were prepared.

    Result and discussion

    The results of the fuzzy efficiency index and the entropy index showed that the investigated area can be divided into four water storage capacity areas. The lowest and highest value of the average yield was seen in the first and fourth zones, respectively. A significant difference was seen between available water, organic carbon, COLE, integral energy and Saturated Hydraulic Conductivity (Ks)in four management zones, but no significant difference was seen in the amount of clay and the mean diameter of the pores. In the first zone, organic carbon, Coefficient of linear extensibility (COLE), Mean of Soil Pore Size Distribution (dmean) and Ks showed the lowest values, but in the fourth zone, all these properties have the opposite behavior. These results were showed that the available water-holding capacity ty increases from zone one to zone four. Therefore, zones one and two will be particularly sensitive during drought and lack of moisture during the growing season, and the management of these zones needs special attention. In these zones, the irrigation cycle (irrigation time interval) should be shorter than the other two areas, in order to avoid the occurrence of drought stress. The soils of the studied area were uneven in terms of water retention. These results showed that the uniform (fixed) management of water consumption, in addition to increasing costs, can also lead to the waste of a large amount of water. In this situation, location-specific irrigation management can be more efficient in sustainable economic production.The comparison of the estimation map of homogeneous zones shows the water storage capacity and yield, in some zones, although the soil conditions are suitable in terms of moisture conditions, the yield is not in optimal conditions. It seems that until the state of fertility is not favorable, physical conditions cannot show their effects in performance well. In other words, until the lack of fertility is not resolved, restrictions or suitable physical conditions will not have clear effects on performance.

    Keywords: Fuzzy Performance Index, Management Zones, Modified Partition Entropy, Algebraic Map, Homogeneous Areas
  • اشرف اسمعیلی زاد، رسول شکری*، ناصر دوات گر، حسین کاری دولت اباد
    امروزه استفاده از کیفیت خاک (SQ) در مدیریت پایدار اراضی خاک درحال توسعه است، اما در ارزیابی کیفیت خاک به علت سختی و پرهزینه بودن اندازه گیری ویژگی های زیستی، این ویژگی ها کمتر استفاده می شوند، این در حالی است که نقش آن ها در کیفیت خاک قابل چشم پوشی نیست. این مطالعه تلاش دارد نقش ویژگی های زیستی را در کیفیت خاک تبیین نماید. در این تحقیق، 22 ویژگی فیزیکی، شیمیایی و زیستی در 90 نمونه خاک سطحی (0 تا 30 سانتی متر) برای ارزیابی شاخص کیفیت خاک (SQI) در منطقه هنام لرستان اندازه گیری شد. این ویژگی ها شامل pH؛ EC؛ کربن آلی؛ درصد مواد خنثی شونده؛ رس؛ سیلت؛ کربن زیست توده و تنفس پایه میکروبی؛ جمعیت کل قارچ و باکتری، جمعیت گونه های ازتوباکتر و سودوموناس؛ فعالیت آنزیم های اوره آز، فسفاتاز اسیدی و فسفاتاز قلیایی؛ غلظت پتاسیم و فسفر قابل دسترس؛ نیتروژن کل؛ منگنز؛ آهن؛ مس و روی بود. تجزیه مولفه های اصلی (PCA) برای انتخاب مجموعه داده های حداقل (MDS) نشان داد که هشت مولفه اصلی با مقادیر ویژه بیشتر از یک، 89/83 درصد از کل واریانس تجمعی را شرح دادند. از 22 ویژگی خاک، 12 ویژگی برای MDS انتخاب شدند که سهم ویژگی های زیستی خاک (5 ویژگی) در بین ویژگی های فیزیکی و شیمیایی بیشتر بود. توزیع مکانی SQI نشان دهنده تاثیرپذیری شدید کیفیت خاک های مطالعه شده از ویژگی های زیستی بود. این یافته ها نشان دهنده ضرورت در نظر گرفتن ویژگی های زیستی در تعیین کیفیت خاک است.
    کلید واژگان: اراضی آبی و دیم، کیفیت خاک، ویژگی های زیستی
    Ashraf Esmaeilizad, Rasoul Shokri *, Naser Davatgar, Hossein Kari Dolatabad
    The application of soil quality (SQ) in sustainable land management is evolving. However, despite their considerable importance, the inclusion of biological properties in soil quality assessments is limited due to the challenges and high costs associated with measuring these attributes. This study was carried out on the contribution of biological properties to soil quality. In this research, 22 physical, chemical, and biological properties of 90 surface soil samples (0-30 cm) were analyzed to determine the soil quality index (SQI) in the Honam region of Lorestan. Analyzed properties included pH, electrical conductivity (EC), organic carbon (OC), total neutralizing value, clay and silt content, microbial biomass carbon (MBC), basal microbial respiration (MR), the total fungal and bacterial populations, the populations of Azotobacter and Pseudomonas species, as well as the activities of urease, acid and alkaline phosphatase, the available potassium and phosphorus concentrations, the total nitrogen, and the content of manganese, iron, copper, and zinc. Principal component analysis (PCA) to select a minimum data set (MDS) revealed that eight principal components, each with eigenvalues greater than one, accounted for 89.83% of the total variance. Of the 22 soil properties 12 were selected for the MDS, with biological properties (5 properties) making a more significant contribution than the physical and chemical properties. The spatial distribution of the SQI underlines the significant influence of biological properties on soil quality. These results underline the importance of including biological properties in the assessment of soil quality.
    Keywords: Biological properties, Irrigated, rainfed land, Soil quality
  • محمدرضا بلالی*، سینا ملاح، کامران افتخاری، حامد رضایی، کامبیز بازرگان، وینای نانجیا، فرهاد مشیری، سعید غالبی، میرناصر نویدی، بهاره دلسوز خاکی، علیرضا ضیایی جاوید، مهدی پناهی، محمدرضا امداد، ناصر دوات گر، شهرام امیدواری، محمدحسین داوودی، اشرف اسمعیل زاد، فرهاد رجالی، زهرا محمداسماعیل، مراد سپهوند، مرادعلی قنبرپوری، صمد عبدی، معصومه متین کیا، مهناز سپهوند، مراد عزیزاللهی

    مقاله حاضر، بررسی مراحل دستیابی به چارچوب بومی-اجرایی مدیریت یکپارچه)تلفیقی) خاک و آب در مقیاس مزرعه است که از طریق طرح کلانی با 19 پروژه از سال 1392 تا 1399 با مشارکت محققین، کارشناسان و کشاورزان از سطح بین المللی، ملی، و محلی در زیر حوزه هنام استان لرستان انجام شد. برای این منظور، زمین های کشاورزی براساس ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک، دسته بندی شد تا با شناخت مسایل مدیریت خاک و آب برای کشاورزی در یک واحد همگن، تبدیل نقشه های خاکشناسی به نقشه های واحدهای مدیریت همگن امکان پذیر باشد. در این پژوهش، روش طبقه بندی استعداد حاصلخیزی خاک (FCC)[1] به عنوان رویکردی یکپارچه که بافت خاک سطحی و عمقی و توصیف کننده های خاک را در بر می گیرد، استفاده شد. همچنین، تعریف چندین توصیف کننده برای مناطق نیمه خشک تغییر کرده و توصیف کننده های جدیدی برای طبقه بندی استعداد آبیاری ([2]ICC) معرفی شد. اطلاعات مورد نیاز با حفر 119 نیمرخ خاک و نمونه برداری از 101 نقطه خاک سطحی در مقیاس مدیریت پذیر جمع آوری و ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و زیستی نمونه ها، اندازه گیری شد. سپس، لایه های اطلاعاتی مختلف شامل نقشه نیمه تفصیلی دقیق خاک با استفاده از روش زمین خاکشناسی (ژیوپدولوژی)، محدودیت، طبقه بندی و تناسب اراضی، توان (پتانسیل) تولید محصولات عمده کشاورزی، تخریب خاک، محل های برداشت آب، کاربری اراضی و حدنگار (کاداستر) کشاورزی 2395 مزرعه، تهیه شد. تیم چندرشته ای با بازدید محلی و مصاحبه با 84 کشاورز منتخب 24 روستا از طریق پرسشنامه در سال زراعی 1397-1398، مسایل و وضعیت فعلی خاک و آب آن ها را بررسی نمود. بر پایه نتایج، تعداد 23 واحد همگن مدیریت خاک و آب در اراضی آبی و 30 واحد همگن در اراضی دیم تفکیک شد. این واحدهای همگن، 93% از اراضی آبی و 90% از اراضی دیم را می پوشاند. بررسی ها نشان داد که منطقه دارای مشکلاتی مانند سخت لایه شخم، کمبود عناصر غذایی فسفر و روی، برنامه ریزی نامناسب آبیاری و سه دسته متفاوت بهره بردار بود. سرانجام، برای هر واحد همگن مدیریت خاک و آب، بسته مدیریتی تهیه شد و اعتبارسنجی گردید که نتایج آن در قسمت دوم مقاله ارایه می شود.

    کلید واژگان: مدیریت تلفیقی، مدیریت جامع آبخیز، شکاف عملکرد، بسته مدیریتی، تحقیق مشارکتی
    MohammadReza Balali *, Sina Mallah, Kamran Eftekhari, Hamed Rezaei, Kambiz Bazargan, Vinay Nangia, Farhad Moshiri, Saeed Ghalebi, Mir Naser Navidi, Bahareh Delsouz Khaki, Alireza Ziaei Javid, Mehdi Panahi, MohammadReza Emdad, Naser Davatgar, Shahram Omidvari, MohammadHossein Davoodi, Ashraf Esmaeilzad, FARHAD REJALI, Zahra Mohammadesmaeil, Morad Sepahvand, Morad Ali Ghanbarpouri, Samad Abdi, Masoumeh Matinkia, Mahnaz Sepahvand, Morad Azizollahi

    This study expresses the steps of achievement to the indigenous-executive framework of integrated soil and water management at farm level through a mega project with 19 sub-projects. The projects were carried out during 2013-2020 with active participation of international, national and regional experts as well as local farmers in Honam Sub-basin, Lorestan Province, Iran. To understand the soil and water management problems for agriculture in the same homogeneous units (HSWMUs), farmlands were classified regarding physical, chemical and biological characteristics of soil, making it possible to convert soil maps into thematic maps. In this research, the fertility capability classification (FCC) method that integrates surface and sub-surface soil textures with modifieres was used. In addition, several modifieres were revised for soils of semi-arid regions and new modifieres were introduced for Irrigation Capability Classification (ICC). The required information was collected from 119 soil profiles and 101 surface soil samples in detailed scale of 1:25000 and the corresponding measurements were made. Accordingly, different data layers including detailed soil map were produced via geopedological method icluding land limitation, land suitability, and land production potential (LPP) of major crops, land degradation, location of water withdrawal, land use and agricultural cadastre of 2395 farms were prepared. To evaluate the current soil and water behavior of farmers within HSWMUs, the multidisciplinary team recorded the issues through field visits and open semi-structured questionnaire of 84 selected farmers in 24 villages who were interviewed during 2018-2019. The results showed that 23 and 30 HSWMUs that covered, respectively, 93% and 90% of the irrigated and rainfed areas were delineated on the map. Investigations showed that the sub-basin suffers from problems such as plow pan, phosphorus and zinc deficiencies, poor irrigation scheduling, and three types of farmers. Finally, recommended packages were prepared and validated for each HSWMU, which will be discussed in the part 2.

    Keywords: integrated management, Integrated watershedmanagement, yield gap, Management package, Participatory research
  • محمدرضا یزدانی، ابراهیم اسعدی اسکویی*، اصغر رحمانی، ناصر دوات گر، بهاره دلسوز خاکی

    به منظور تحلیل تغییرات زمانی و مکانی مقدار آب موردنیاز برای گلخرابی (خاک ورزی خاک اشباع) در سطح اراضی شبکه آبیاری سپیدرود، داده های روزانه رطوبت خاک ماهواره SMAP در دوره هفت ساله (2015 تا 2021) استفاده شد. مرحله گلخرابی اراضی شالیزار از 20 فروردین تا 10 خرداد در نظر گرفته شد و پس از دسته بندی بر اساس احتمال وقوع مختلف (1، 10، 25، 50، 75، 90 و 99 درصد) بررسی گردید و با استفاده از محاسبات رستری مورد تحلیل قرار گرفت. به منظور صحت سنجی محاسبات، مقادیر پیش بینی شده با استفاده از آماره های ارزیابی میانگین خطای مطلق (MAE)، میانگین اریب خطا (MBE) و ریشه میانگین نرمال شده مربعات خطا (NRMSE)، با مقادیر رطوبت اشباع خاک 321 نمونه با مختصات جغرافیایی معین، که قبلا اندازه گیری شده بود، مقایسه شد. نتایج نشان داد که در تمام سناریوهای رطوبتی (از مرطوب ترین تا خشک ترین)، مناطق کوهپای ه ای، رطوبت کمتری نسبت به اراضی جلگه ای و خصوصا مناطق پست داشتند و رطوبت خاک در طول دوره رشد روندی کاهشی نشان می داد. سرعت این کاهش به تدریج بیشتر شده و در مناطقی مشاهده شد که در انتهای فصل گلخرابی (دهه اول خرداد) به 2% در روز رسید. حجم آب ناخالص مورد نیاز گلخرابی از مرطوب ترین به خشک ترین سال روند افزایشی داشت و در میانه فصل (13 تا 15 اردیبهشت) به ترتیب از 1693 تا 2983 مترمکعب در هکتار و در انتهای فصل گلخرابی به ترتیب از 2496 تا 3602 متر مکعب در هکتار به دست آمد. نتایج صحت سنجی نشان داد که مقادیر MAE، MBE و NRMSE به ترتیب 4/26%، 1/59%، و 15% بود که برآوردی مناسب را نشان میداد. یافته ها نشان داد که تاخیر در انجام گلخرابی، میزان آب مصرفی مورد نیاز گلخرابی را افزایش می دهد (34/1 متر مکعب بر هکتار به ازای هر روز تاخیر در سال نرمال). بنابراین، در تمامی شرایط به ویژه در سال های خشک، برای صرفه جویی درآب برای عملیات گلخرابی در شالیزارهای این شبکه بهتر است رهاسازی و تامین آب مورد نیاز از منابع آبی محلی (آب بندان و چاه) یا از سد سپیدرود در اوایل اردیبهشت انجام شود.

    کلید واژگان: نیاز آبی گلخرابی، خاک ورزی خاک اشباع، تحلیل های احتمالاتی، صرفه جویی درآب
    MohammadReza Yazdani, Ebrahim Asadi Oskouei *, Asghar Rahmani, Naser Davatgar, Bahareh Delsouz Khaki

    In order to analyze the temporal and spatial changes in the amount of water required for puddling in rice fields of the Sapidroud Network, daily soil moisture data from the SMAP satellite was obtained and used in a seven-year period (2015 to 2021). The puddling stage (from April 20 to June 10) was analyzed after grouping based on different probability of occurrence (1%, 10%, 25%, 50%, 75%, 90% and 99%) and using raster calculations. In addition, in order to validate the calculations, the predicted values were compared with the saturated soil moisture values of 321 soil samples with specific geographic coordinates that had been measured by the Rice Research Institute of Iran. The comparison was conducted by using the mean absolute error (MAE), mean bias error (MBE), and normalized root mean square error (NRMSE). The results showed that in all moisture scenarios (from the wettest to driest), the foothills had less moisture than the plain and, especially, the low lands, and the soil moisture showed a decreasing trend during the growing period. The rate of this reduction increased gradually and in some areas it reached 2% per day at the end of the puddling period (May 22 to 31). The amount of gross water required for puddling increased from the wettest to the driest year and in the middle of the season (May 3 to 5) it was from 1693 to 2983 square meters per hectare and at the end of the season from 2496 to 3602 m3/ha, respectively. The validation results showed that the calculated MAE, MBE, and NRMSE values were 4.26%, 1.59%, and 15%, respectively, indicating that the accuracy is acceptable. The findings showed that the delay in the start of the puddling operation increases the water required for puddling operation (1.34 m3/ha for each day delay in a normal year). Therefore, in the lands of this network, in all circumstances, especially in dry years, to save water, it is better to release/supply water required for puddling from local reservoirs, wells, or from the Sepidroud Dam in early May.

    Keywords: Water required for puddling, Plowing saturated soil, probabilistic analysis, water saving
  • رویا طلوعی*، داود زارع حقی، ناصر دواتگر، محمدرضا نیشابوری، احمد بایبوردی

    انتخاب مجموعه صحیح و مناسب از ویژگی های فیزیکی و هیدرولیکی در قالب شاخص کیفیت فیزیکی خاک، گامی موثر در اخذ تصمیمات مدیریتی جهت ارتقاء کمی و کیفی تولید محصول است. ازاین رو این پژوهش با هدف بررسی کیفیت فیزیکی اراضی کشاورزی دشت شبستر و تعیین نقش تعداد و نوع ویژگی های فیزیکی و هیدرولیکی بر کیفیت خاک به منظور درجه بندی صحیح اراضی و اعمال مدیریت مناسب بر آن ها انجام شد. برای این هدف 94 نمونه خاک سطحی از اراضی زیر کشت گندم در سال زراعی 1401-1400 در دشت شبستر انتخاب شده و مورد تجزیه قرار گرفت. برای تعیین شاخص کیفیت فیزیکی خاک (SPQI) از حداقل مجموعه داده (MDS) به روش تجزیه به مولفه های اصلی (PCA) استفاده شد. تعداد 13 ویژگی فیزیکی، شیمیایی و هیدرولیکی (مقدار رس و سیلت، جرم مخصوص ظاهری، توزیع اندازه خاکدانه ها، شوری، نسبت جذب سدیم، اسیدیته خاک، کربن آلی، هدایت هیدرولیکی اشباع، آب قابل استفاده برای گیاه، شاخص دکستر، انرژی انتگرالی و پتانسیل کرشهف) طی 4 مرحله در تجزیه به مولفه های اصلی وارد شد تا خروجی، افزون بر حداقل بودن مجموعه داده، مناسب ترین مجموعه باشد. هدایت الکتریکی در تمام آرایه ها به عنوان مولفه اصلی ظاهر شد و این نشان از اهمیت این ویژگی در منطقه مورد پژوهش بود. آرایه اول به دلیل سادگی بیش ازحد حداقل مجموعه داده، حذف شد. مقایسه میانگین شاخص کیفیت فیزیکی خاک بین آرایه ها با آزمون چند دامنه ای دانکن نشان داد اختلاف معنی داری در سطح احتمال 99 درصد (01/0>p)، بین آرایه چهارم با آرایه دوم و سوم وجود داشت. ضریب حساسیت بالای آرایه چهارم (78/9) نسبت به آرایه دوم و سوم (هر دو 43/5) نشان داد اضافه شدن پتانسل کرشهف به مجموعه داده ها، منجر به درجه بندی متفاوت کیفیت فیزیکی خاک شد. طوری که کیفیت خاک ها از 72 درصد خاک های بسیار مناسب و مناسب، و 28 درصد خاک های با محدودیت شدید و بسیار شدید در آرایه دوم و سوم به 41 درصد خاک های بسیار مناسب و مناسب، و 59 درصد خاک های با محدودیت شدید و بسیار شدید در آرایه چهارم تبدیل شد. این مطلب نشان دهنده آن است که ساده سازی نظام ارزیابی کیفیت خاک با استفاده از ویژگی های آسان اندازه گیری شونده لزوما به نتایج صحیح منتهی نمی شود.

    کلید واژگان: پتانسیل کرشهف، تجزیه به مولفه های اصلی، حداقل مجموعه داده، ضریب حساسیت
    Roya Toluee *, Davoud Zarehaghi, Naser Davatgar, Mohammad Reza Neyshabouri, Ahmad Bybordi

    Making management decisions for the quantitative and qualitative improvement of product production effectively begins with selecting the correct and appropriate set of physical and hydraulic characteristics in the form of a soil physical quality index. In order to investigate the physical quality of Shabaster Plain which were under wheat cultivation and to determine the role of the number and type of properties on the quality of the soils, 94 soils from these lands until the year 2022, were selected. To determine the soil physical quality index (SPQI), the minimum data set (MDS) was used by principal component analysis (PCA). 13 physical, chemical, and hydraulic properties (clay, silt, bulk density, aggregate size distribution, electrical conductivity, sodium adsorption ratio, pH, organic carbon, hydraulic conductivity (K_s), conventional plant available water (CPAW), integral energy (EI), dexter index (S_dex), Kirchhoff potential (M_h0)) were consciously entered into four stages in the principal component analysis so that the output is not only the minimum data set but also the best data set. EC appeared as one of the main components in all arrays. The first array was eliminated from the minimum data set. Comparing the mean soil physical quality index between the arrays with Duncan's test showed a significant difference at the 99% probability level (p<0.01) between the fourth array and the second and third arrays. The high sensitivity coefficient of the fourth array (9.78) with the second and third arrays (5.43) showed that the correct addition of the Kirchhoff potential to the data set, led to different results in terms of classifying soil physical quality. As a result, the quality of the soils decreased from 72% of very suitable and suitable soils and 28% of the soils with severe and very severe restrictions in the second and third arrays to 41% of very suitable and suitable soils and 59% of soils with restrictions in the fourth array. This data demonstrates using easily measured properties, to simplify the soil quality assessment system, does not always produce accurate results.

    Keywords: Kirchhoff Potential, Minimum Data Set, Principal component analysis, Sensitivity coefficient
  • منصور چترنور، میر ناصر نویدی*، ناصر دواتگر، نسرین مرادی مجد، ابراهیم اسعدی اسکویی، بهاره دلسوز خاکی

    تبخیر - تعرق از بخشهای مهم چرخه هیدرولوژی بوده و تعیین دقیق مقدار آبی که برای تبخیر و تعرق مصرف میشود، از عوامل اساسی در برنامهریزی برای رسیدن به محصول بیشتر و از مهمترین پارامترهای مدیریت آب در گیاهان است. پژوهش حاضر با هدف پیش بینی تبخیر - تعرق پتانسیل ایستگاه تبریز به عنوان پاسخی به تغییرات اقلیمی انجام شد. به این منظور روش پنمن مانتیث به عنوان الگوریتم معیار برای برآورد تبخیر - تعرق پتانسیل در دوره زمانی پایه (2005-1991) استفاده بکار رفت. تبخیر- تعرق پتانسیل در دوره 2100-2025 با استفاده از سناریوهای 2.6 RCP، 4.5 RCP و 8.5 RCP بر اساس مدل های CMIP5 (1.1 BCC-CSM و CCSM4) و مدل LARS-WG6 برآورد شد. در نهایت با استفاده از شاخص‍های آماری اعتبار سنجی بررسی توانمندی مدل LARS-WGطی دوره پایه با مقادیر مشاهداتی طی دوره پایه (1991-2005) ارزیابی شد. همچنین برای بدست آوردن ارزیابی کلی کیفیت برآورد ها از منحنی امتیاز مهارتی ROC استفاده شد. ارزیابی عملکرد میانگین دو مدل نشان داد که برای ماه های گرم سال، مدل قابلیت بهتری در برآورد میزان تبخیر- تعرق پتانسیل در مقایسه با ماه های سرد داشته و کمترین خطای RMSE در ماه های گرم بوده است، به طوری که در ماه ژانویه با مقدار 15/0 میلی متر کمترین مقدار خطا را داشت. در مقایسه ماه ها نیز نتایج حاکی از بهترین میزان برآورد دو ماه فوریه و اوت در برآورد مقادیر سالانه تبخیر- تعرق بود. همین طور نتایج نشان داد که در تمامی دوره های آتی و تحت تمامی سناریوها، میانگین تبخیر و تعرق مرجع در مقیاس های سالانه در مقایسه با دوره پایه افزایش معنی داری در سطح 01/0 خواهد داشت. همچنین نمودار مشخصه عملکرد مهارتی نتایج قابل قبولی را از پیش بینی های دو مدل تبخیر تعرق پتانسیل نشان داد. نتایج میانگین دو مدل بیانگر افزایش تبخیر - تعرق پتانسیل پیش بینی شده تحت سناریوهای RCP بود.

    کلید واژگان: تبخیر- تعرق پتانسیل، سناریوی واداشت تابشی، امتیاز مهارتی، تبریز، CMIP5
    Mansour Chatrenour, Mirnaser Navidi *, Naser Davatgar, Nasrin Moradimajd, Ebrahim Asadi Oskouei, Bahare Delsooz Khaki

    Considering the phenomenon of climate change and subsequent changes in plant water requirements, it is crucial to recognize and estimate climate change in the coming decades with the aim of proper environmental planning to adapt to future climate conditions and reduce its effects. The main factor in the consumption of water resources in arid and semi-arid areas is agriculture and, accordingly, evaporation-transpiration, therefore, awareness of the process of changes and its prediction plays an effective role in planning, development, and water resources management. Since evaporation-transpiration accounts for an important part of the water balance of arid and semi-arid regions, its correct estimation is very important in the optimal preservation of water resources. On the other hand, knowledge of evaporation-transpiration process is necessary to estimate plant water consumption and design irrigation systems. According to the conducted research, estimation of evapotranspiration in the present and future periods is one of the basic needs of development managers, therefore, this research aims to evaluate the evapotranspiration potential in the base period (1991-2005), and predict temperature changes, using 3 scenarios (RCP2.6, RCP4.5, and RCP8.5) and evapotranspiration based on CMIP5 models (1.1 BCC-CSM and CCSM4) in the 75 year period (2025-2100) was carried out in Tabriz city.

    Materials and methods

    For this purpose, the Penman-Monteith method was used as a standard algorithm to estimate potential evaporation and transpiration in the basic period (1991-2005). Then, potential evaporation and transpiration in the period of 2025 to 2100 were estimated using 2.6 RCP, 4.5 RCP, and 8.5 RCP scenarios and the LARS-WG6 model. Finally, the predicted values of evaporation and transpiration in future periods were predicted using the statistical indicators and the calculated evaporation and transpiration values for the base period (1991-2005). The ROC skill score curve also was used in order to general assessment of the quality of the estimations.

    Results and discussion

    The results showed an increase in the predicted potential evaporation and transpiration under the RCP scenarios. In all three scenarios, the highest amount of evaporation-transpiration was obtained in July and the lowest amount was obtained in December. Moreover, an increase in the predicted transpiration evaporation was observed in July, August, January and February, compared to the base period. In addition, a decrease in the predicted transpiration evaporation was obtained in November and December, compared to the base period. In the RCP 8.5 scenario, the difference was much higher than in the base period. The evaluation of the model performance showed that for the hot months of the year, the model had a better ability to estimate the amount of potential evaporation-transpiration compared to the cold months, and the lowest RMSE error was in the hot months, so that in January with a value of 0.15 mm, the lowest value Dara showed the error. A comparison between the months indicated the two months of February and August as the best estimation for the estimation of annual evapotranspiration values. Likewise, the results showed that in all future periods and under all scenarios, the average reference evaporation and transpiration in annual scales will increase significantly at the level of 0.01 compared to the base period. The verification results also showed an acceptable ability for the predictions of the potential transpiration evaporation model.

    Conclusion

    This research amed at investigation of the amount of reference evapotranspiration changes based on RCP radiative forcing scenarios and climate models from 2025 to 2100 in Tabriz. The obtained results indicate the increase of reference evapotranspiration in all RCP scenarios for each of the future periods. In addition, the highest percentage of the reference evapotranspiration changes in the 8.5 RCP scenario is more than other scenarios because this scenario predicts the worst climate conditions and obvious changes in evapotranspiration will occur. The results of this research can be beneficial to solve the challenges of managers and relevant officials in the future periods. Considering this, the water, environment and health sector planners should adopt the necessary solutions for adaptation and reducing the consequences. Reasonable use of water resources is inevitable under the conditions of warming weather in Tabriz. Increasing evaporation and creating important changes in the quality and quantity of water resources, consequently changes in the quantity and quality of agricultural products. This situation determines the necessity of planning changes in the exploitation of water resources and agriculture. The future plans should be such that the upcoming changes have less harmful effects on the water and agriculture sector in this region. It is necessary to consider measures to improve the irrigation system, reduce evaporation, reuse wastewater and improve the cultivation pattern.

    Keywords: Potential Evapotranspiration, Radiative Forcing Scenario, Skill Score, Tabriz, CMIP5
  • فاطمه کیخایی، معصومه دلبری*، ناصر دوات گر، فرزاد حسن پور، محمد جمشیدی، پیمان افراسیاب

    این پژوهش باهدف بررسی توزیع مکانی ویژگی های خاک شامل ظرفیت زراعی (FC)، نقطه پژمردگی دایم (PWP) و کل آب قابل دسترس (TAW) با استفاده از روش کریجینگ معمولی (OK) و مدل جنگل تصادفی (RF) در بخش جنوبی دشت سیستان با مساحت حدود 147 هزار هکتار انجام شد. مقادیر FC، PWP و TAW و اجزای بافت خاک برای 200 نمونه خاک جمع آوری شده از عمق 30-0 سانتی متری اندازه گیری شد. ارزیابی عملکرد دو روش OK و RF بر اساس شاخص درصد ریشه میانگین مربعات خطای نرمال شده (nRMSE) نشان داد که عملکرد روش OK با 5% خطای کمتر در پیش بینی FC، 3% خطای کمتر در پیش بینی PWP و 3% خطای کمتر در پیش بینی TAW، اندکی بهتر از روش جنگل تصادفی است. مقایسه میانگین انحراف (Bias) هر دو روش نشان داد که مدل OK دو ویژگی FC و PWP را کمتر و مقدار TAW را بیشتر برآورد نموده است، اما روش RF هر سه ویژگی را بیش برآورد کرده است. نقشه های پراکنش مکانی FC، PWP و TAW تولیدشده با مدل OK نشان داد که بیشترین مقدار FC (23%) و TAW (14%) در غرب و شمال شرق منطقه بود که دارای بافت سنگین تر و ارتفاع کمتری از سطح دریا هستند. در مناطق جنوبی و جنوب شرقی منطقه که دارای بافت خاک سبک تری هستند، مقدار آب قابل دسترس نسبت به مناطق غربی و شمال شرقی کمتر به دست آمد. در مدل RF، مهم ترین متغیر مستخرج از تصاویر ماهواره ای، مدل رقومی ارتفاع بود و هر سه ویژگی در مناطقی که DEM کمتر بود، مقادیر بیشتری داشتند. به نظر می رسد مسطح بودن منطقه و ناکافی بودن متغیرهای کمکی موجب دقت پایین تر روش مدل جنگل تصادفی شده است.

    کلید واژگان: آب قابل دسترس خاک، متغیرهای محیطی، کریجینگ معمولی، مدل جنگل تصادفی
    Fatemeh Keykhaei, Masoomeh Delbari *, Naser Davatgar, Farzad Hassanpour, Mohammad Jamshidi, Peyman Afrasiab

    This study aimed to estimate the spatial distribution of soil properties including field capacity (FC), permanent wilting point (PWP) and  total available water (TAW) using ordinary kriging (OK) and random forest (RF) in agricultural lands of the southern Sistan Plain, covering an area of approximtely 147000 hectars. FC, PWP, and TAW and soil texture components were measured for a total of 200 surface soil samples (0-30 cm). Performance evaluation of the two methods based on the percentage of normalized root mean square error (nRMSE) revealed that the conventional OK with 5% less error in estimating FC, 3% less error in estimating PWP, and 5% less error in estimating TAW performed slightly better than RF. Comparing Bias values showed that OK underestimates both FC and PWP and overestimates TAW, while RF overestimates all three parameters. Spatial distribution maps of FC, PWP, and TAW produced by OK model showed that the highest amount of FC (23%) and TAW (14.4%) were in the west and northeast of the region, which had heavier texture and lower altitude from the sea level. In the southern and southeastern regions, which have lighter soil texture, the amount of available water was less compared to the western and northeastern regions. In the RF model, the most important variable extracted from satellite images was Digital Elevation Model  (DEM), and all three features had higher values in areas where DEM was lower. It seems that the flatness of the study area and the inadequacy of auxiliary variables caused the lower accuracy of the RF method.

    Keywords: Total available water, environmental variables, Ordinary kriging, random forest
  • تجزیه و تحلیل توسعه باغات دیم در اراضی شیب دار در دو منطقه خشک و مدیترانه ای
    محسن باقری بداغ آبادی*، ناصر دواتگر، شکرالله حاجیوند
    فعالیت های انسانی در گستره های منابع طبیعی بر پایداری یا ناپایداری زیست بوم ها تاثیرگذار هستند. بنابراین تجزیه و تحلیل داده های مربوط به این فعالیت ها می تواند نقش محوری در ارزیابی مسایل و مشکلات محیط زیستی ایفا کند و بر پایه نتایج به دست آمده، برای توسعه پایدار برنامه ریزی کرد. این پژوهش با هدف تجزیه و تحلیل فعالیت های انسانی در حوزه آبخیز برای بررسی توسعه باغات دیم در اراضی شیبدار و پایدار یا ناپایدار بودن فعالیت های مربوطه انجام شده است. برای این منظور در دو منطقه خشک (بیرجند) و مدیترانه ای (خلخال) مطالعات میدانی به عمل آمد . بر خلاف انتظار در منطقه خشک با حدود 170 میلیمتر بارش، احداث باغات، پیروزمند و همراه با توسعه پایدار بود و در منطقه مدیترانه ای با بیش از 350 میلی متر بارش این طرح، شکست خورده و ناپایدار ارزیابی گردید. از مهمترین عوامل پیروزمندی این طرح در منطقه خشک، برخورداری از دانش بومی در ایجاد بندسارها در مناطق مناسب با جمع آوری روان آب و رسوبات، با توجه به مواد مادری و خاک حاصل از آن بود. در مقابل، نبود دانش بومی ویا دانش رسمی در منطقه مدیترانه ای و به دنبال آن عدم توجه به محدودیت های خاک که برخی متاثر از مواد مادری است، از دلایل اصلی شکست طرح در این منطقه می باشد. برای مدیریت پایدار باید به دانش بومی در کنار دانش رسمی توجه ویژه ای داشت تا بر پایه توان اکولوژیک منطقه بتوان تصمیم گیری، برنامه ریزی و مدیریت بهینه را به عمل آورد.
    کلید واژگان: دانش بومی، طبقه بندی سرزمین، ریخت شناسی خاک، مدیریت آبخیز
    Analysis of rainfed orchard development in sloping lands in the two Arid and Mediterranean regions
    Mohsen Bagheri Bodaghabadi *, Naser Davatgar, Shokrollah Hajivand
    Human activities in the range of natural resources affect the sustainability or instability of ecosystems. Therefore, data interpretation and analysis related to these activities can play a pivotal role in assessing environmental issues and problems. The aim of this study was to analyze human activities in the watershed to investigate the development of rainfed orchards on sloping lands and the stability or instability of related activities. For this purpose, field studies were conducted in two regions of arid (Birjand) and Mediterranean (Khalkhal) and the impact of the orchard estabilishment on the lands of these regions was analyzed. Contrary to expectations, in the arid region with about 170 mm of rainfall, the orchard estabilishment was successful and accompanied by sustainable development, and in the Mediterranean region with more than 350 mm of rainfall, this project was considered failed and unstable. One of the most important factors for the success of this project in the arid region was having indigenous knowledge in creating dams in suitable areas by collecting runoff and sediments, according to the parent materials and the resulting soil. In contrast, the lack of indigenous or formal knowledge in the Mediterranean region, followed by a lack of attention to soil constraints, some of which are affected by parent materials, is one of the main reasons for the failure of the project in this region. Based on the results, For sustainable management special attention should be paid to indigenous knowledge along with formal knowledge.
    Keywords: Indigenous Knowledge, Land Classification, Soil morphology, Watershed management
  • فریدون نورقلی پور*، ساناز توحیدلو، علیرضا جعفرنژادی، یونس محمد نژاد، کامران میرزاشاهی، جلال قادری، محمدحسین ارزانش، محمد پسندیده، احمد بایبوردی، نصرت الله منتجبی، مختار زلفی باوریانی، پیمان کشاورز، محسن سلسیپور، انور اسدی جلودار، پروین ایزدی، شادی صدیقی، ناصر دواتگر، علیرضا مهاجر، مسعود دادیور، ماشالله حسینی

    به منظور مقایسه روش کوددهی زارعین با روش تلفیقی حاصلخیزی خاک و توصیه کودی گیاه کلزا، پروژه ای ملی در 10 استان، اجرا شد. مناطق اجرا شامل 54 مزرعه در استان های گلستان، مازندران، خوزستان (دزفول)، خوزستان (اهواز)، اردبیل (مغان)، آذربایجان شرقی، اصفهان، بوشهر، خراسان رضوی، کرمانشاه، فارس و ورامین بود. این مناطق، طیف وسیعی از اقلیم های کشت کلزا و دامنه متفاوتی از خصوصیات خاک را شامل می شد. در قسمتی از این مزارع انتخابی، مدیریت کوددهی بر اساس آزمون خاک (مصرف بهینه کود) و در نیمه دیگر مزرعه انتخابی، مدیریت با روش عرف زارع یا شاهد منطقه، اعمال شد. در پایان دوره رشد، عملکرد دانه تیمار عرف زارع و تیمار توصیه کودی در هر استان و در هر منطقه مقایسه شد. با توجه به نتایج، فسفر بیشترین درصد کمبود را در خاک مزارع داشت و از عناصر کم مصرف نیز، بیشترین کمبود مربوط به عنصر روی بود. به طور میانگین، افزایش عملکرد دانه در کل نقاط اجرا در سال اول 600 کیلوگرم در هکتار یا 24 درصد، نسبت به تیمار عرف زارع بود. در سال دوم افزایش عملکرد دانه در کل نقاط اجرا به طور میانگین 784 کیلوگرم در هکتار یا 27/4 درصد بود. برای میانگین دو سال، مقدار 692 کیلوگرم در هکتار یا 25/7 درصد افزایش عملکرد دانه نسبت به عرف زارع، حاصل شد. نسبت فایده به هزینه در مناطق مختلف با توجه به عملکردهای حاصله به خصوصیات خاک و مقدار کود مصرفی، بستگی داشت. بیشترین مقدار این نسبت مربوط به منطقه نیشابور (26/52) و داراب (22/31) و کمترین آن مربوط به بوشهر (0/28) بود. نتایج نشان داد که مصرف کود مطابق توصیه انجام شده از لحاظ زمان، مقدار، منبع و روش مصرف، باعث بهبود عملکرد کلزا در کلیه مناطق، خواهد شد.

    کلید واژگان: توصیه کودی، عناصر غذایی، کلزا، مناطق اصلی کشت، نسبت فایده به هزینه، آزمایش مزرعه ای
    Fereydun Nourgholipour *, Sanaz Tohidlu, Alireza Jafarnejadi, Yones Mohammad Nejad, Kamran Mirzashahi, Jalal Ghaderi, MohammadHossein Arzanesh, Mohammad Passandideh, Ahmad Bybordi, Nosratolah Montajabi, Mokhtar Zolfi Bavariani, Payman Keshavarz, Mohsen Seilsepour, Anvar Asadi, Parvin Izadi, Shadi Sedighi, Naser Davatgar, Alireza Mohajer, Masoud Dadivar, Mashalah Hoseini

    A national project was carried out in 10 provinces in order to compare the fertilization method of farmers with the integrated method of soil fertility recommendation for canola plants. The experiment included 54 farms in the provinces of Golestan, Mazandaran, Khuzestan (Dezful), Khuzestan (Ahvaz), Ardabil (Maghan), East Azerbaijan, Isfahan, Bushehr, Khorasan Razavi, Kermanshah, Fars and Varamin regions. These areas consisted of a wide range of canola cultivation regions, climatic conditions and a different range of soil characteristics. In a part of selected fields, fertilization was recommended based on the soil test (optimal use of fertilizers) and in the other half of the fields, application was according to the traditional method of the farmer in the region. At the end of the growth stage, the seed yield of treatments was compared in each province and in each region. According to the results, phosphorus had the highest percentage of deficiency in the soil of the fields, and among the micro nutrients, the highest deficiency was related to the zinc element. On average, the increase in grain yield of first year was 600 kg ha-1 or 24%, compared to the conventional treatment. In the second year, the increase in grain yield was 784 kg ha-1 or 27.4%. For the average of two years, the amount of 692 kg ha-1 or 25.7% increase in grain yield was obtained. The benefit to cost ratio of different regions depended on the characteristics of the soil and the amount of used fertilizers. The highest value of this ratio was obtained from the region of Neishabur (26.52) and Darab (22.31. The lowest was obtained from Bushehr (0.28). The results showed that the consumption of fertilizers with considering the time, quantity, source and method of application will improve the yield of canola in all regions.

    Keywords: Canola, Fertilizer recommendation, Main cultivation areas, Nutrients, On-farm trial
  • سمیرا واحدی، سینا بشارت*، ناصر دواتگر، مهدی طاهری
    توسعه کشت زیتون مستلزم مطالعات دقیق برای دستیابی به بیشترین عملکرد کمی و کیفی محصول با اعمال راهکارهای مدیریتی از جمله تغذیه است. در این پژوهش روابط متقابل بین متغیر های تبادلات گازی با عناصر غذایی موجود در برگ درختان زیتون، رقم آربیکن با سیستم کشت فوق متراکم (SHD)، با توجه به میزان هدایت الکتریکی (EC) و کربنات کلسیم  معادل (TNV) خاک های منطقه طارم سفلی، بررسی و تحلیل گردید. با استفاده از روش تشخیص چندگانه عناصر غذایی (CND)، وضعیت عناصر غذایی و ناهنجاری های تغذیه ای مشخص و روابط و اثرات آن بر شاخص های فتوسنتزی تعیین شد و در نهایت با آنالیز مولفه های اصلی (PCA) اثرات متغیر ها بر عملکرد بدست آمد. نتایج نشان داد متغیر های فتوسنتزی همبستگی مثبت و معنی داری با عناصر روی، فسفر و مس و همچنین همبستگی بالایی با عملکرد باغ ها داشتند. میانگین ترتیب نیاز عناصر غذایی باغ ها به صورت Ca>Mg>N>P>K در عناصر پر مصرف و Zn>B>Mn>Cu در عناصر کم مصرف بود. بر اساس نتایج PCA باغات با عملکرد بالا اثرپذیری مثبت بالاتری با عناصر غذایی فسفر، پتاسیم، روی و مس داشتند که موجب افزایش شدت فتوسنتز و عملکرد شد. همچنین اثرات پنهان کمبود کلسیم و منگنز بر کاهش پارامترهای فتوسنتزی و عملکرد با روشPCA  مشخص گردید.
    کلید واژگان: اختلالات تغذیه ای، آربیکن، کشت متراکم، آنالیز مولفه های اصلی، شاخص ‏CND
    Samira Vahedi, Sina Beshsrat *, Naser Davatgar, Mehdi Taheri
    The development of olive cultivation needs detailed studies to achieve the maximum yield and product quality by applying management plans including nutrition. In this research, the interactions of gas exchange and photosynthetic parameters were investigated with leaf nutrients contents of olive trees (cv. ‘Arbequina’) in super high density (SHD) cultivation under saline and calcareous soils condition in Tarom Sofla, Zanjan, Iran. The nutritional disorders and their effects on photosynthetic indices were revealed using the compositional nutrient diagnosis (CND) index micronutrients and macronutrients status. Finally, principal component analysis (PCA) was used to determine, the effects of all parameters on yield. The results showed that photosynthetic parameters had a significant positive correlation with nutrients such as zinc, phosphorus, and copper. Photosynthesis, transpiration, and stomatal conductance had highly correlated with yield of olive trees, which are important factors in increasing yields. The final CNDr2 index showed nutritional disorders in most orchards in the low yielding group. The average order of nutrient requirement is Ca> Mg> N> P> K in macronutrients and Zn> B> Mn> Cu in micronutrients in the group of low yielding orchards. The principal component analysis showed that highest yield of olive trees had a higher positive correlation than other orchards with P and K in macronutrients and Zn, and Cu in micronutrients; this increased the rate of photosynthesis and yield. PCA also showed the hidden effects of Ca and Mn deficiency on the reduction of photosynthetic parameters and yield.
    Keywords: Arbequina, CND Index, Nutritional disorders, Principal component analysis, Super High Density‎
  • فاطمه پیشنماز آملی، محمدرضا مصدقی، ناصر دواتگر، الهام چاوشی، حسین ترابی گل سفیدی
    سابقه و هدف

    آب‌گریزی سبب کاهش نفوذپذیری خاک، فراهمی آب برای گیاهان و سبب افزایش روان‌آب سطحی، فرسایش خاک، جریان-های ترجیحی و کاهش حاصلخیزی محیط می‌شود. کاربری زمین از عوامل موثر بر آب‌گریزی خاک به شمار می‌‌آید. آب‌گریزی می‌تواند رواناب را در مناطقی که تغییر در کاربری زمین رخ می‌دهد افزایش دهد، به این ترتیب شناخت ویژگی‌های آب‌گریزی، برای مدیریت موثر زیست‌محیطی لازم است. تغییر در ویژگی‌های خاک که در نتیجه کاهش آب‌پذیری خاک رخ می‌دهد، می‌تواند بر رشد و عملکرد محصول و کارآیی مصرف آب گیاهان تاثیر بگذارد. ولی تاکنون ارتباط بین آب‌گریزی و ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک در کاربری‌های مختلف به ویژه در شرایط احیاء شالیزار و امکان برآورد آن در مقیاس بزرگ ارزیابی نشده است. بنابراین هدف از این پژوهش بررسی پایداری و شدت آب‌گریزی خاک در کاربری‌های مختلف در مرکز استان مازندران و توسعه روابط رگرسیونی بین شاخص‌های آب‌گریزی و ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک بود.

    مواد و روش‌ها

    در این پژوهش پایداری و شدت آب‌گریزی خاک از شالیزارهای واقع در جلگه تا مناطق مرتفع جنگلی در چهار کاربری مرتع، مرکبات، شالیزار و جنگل واقع در شهرستان آمل بخش مرکزی استان مازندران بررسی شد. 92 نمونه خاک برای تعیین آب‌گریزی و ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک در فصل خشک سال جمع‌آوری شد. پایداری آب‌‌گریزی خاک با استفاده از آزمون زمان نفوذ قطره آب (WDPT) و شاخص آب‌‌گریزی (RI) و زاویه تماس خاک-آب (β) با استفاده از روش جذب‌پذیری ذاتی در آزمایشگاه تعیین شد. همبستگی بین شاخص‌های آب‌گریزی و ویژگی‌های خاک تعیین شده و روابط بین شاخص‌های آب‌گریزی و ویژگی‌های خاک به کمک رگرسیون چندمتغیره استخراج شد.

    یافته‌ها

    آب‌گریزی خاک‌ها در تمام کاربری‌ها زیر-بحرانی بود به طوری که تمامی مقادیر زاویه تماس خاک-آب کمتر از 90 درجه به‌ دست آمد. بیشترین میانگین شاخص‌های آب‌گریزی اندازه‌گیری‌شده در تمامی روش‌ها در خاک‌های جنگلی مشاهده شد به طوری که مقدار Log WDPT تفاوت معنی‌داری با کاربری‌ شالیزار داشت. ضریب هم‌بستگی مثبت و معنی‌داری (**33/0=r ) بین نتایج دو آزمون (Log WDPT و RI) وجود داشت که نشان می‌دهد پایداری آب‌گریزی (Log WDPT) و شدت آب‌گریزی (RI) در خاک‌های مورد بررسی با هم ارتباط مستقیم دارند. همبستگی بین مقدار ماده آلی خاک و β محاسبه‌شده در مرکبات مثبت و معنی‌دار (*42/0r =) بود. هم‌چنین بین Log WDPT و ماده آلی خاک هم‌بستگی مثبت و معنی‌داری (***36/0r =) وجود داشت. هم‌بستگی‌های منفی و معنی‌داری بین کربنات کلسیم معادل  CCE و Log WDPT در تمامی منطقه مورد بررسی (**28/0-r =) و در کاربری شالیزار (*29/0=-r ) مشاهده شد.

    نتیجه‌گیری

     نوع کاربری زمین با تغییر ماده آلی توانست بر آب‌گریزی در خاک‌های مورد بررسی موثر باشد. همچنین روابط رگرسیونی استخراج‌شده نشان داد درصد ماده ‌آلی، نیتروژن کل و CCE از عوامل مهم و موثر بر آب‌گریزی در خاک‌های مورد بررسی می‌باشند.

    کلید واژگان: آب گریزی خاک، کاربری زمین، آزمون زمان نفوذ قطره آب، جذب پذیری ذاتی، زاویه تماس خاک-آب
    Fatemeh Pishnamaz Amoli, MohammadReza Mosaddeghi, Naser Davatgar, Elham Chavoshi, Hossein Torabi Golsefidi
    Background and objectives

    Soil water repellency reduces soil infiltrability, water availability for plants, and can increase surface runoff, soil erosion and preferential flows, and reduces environmental fertility. Land use is one of the factors affecting soil water repellency. Soil water repellency can increase runoff in areas where land use change occurs. Thus, knowledge about the soil water repellency properties is necessary for effective environmental management. Changing the soil properties upon reduction of soil wettability can affect crop growth and yield, and water use efficiency. However, relations between soil water repellency and physical and chemical properties among different land uses in the large scale have not been studied yet. Therefore, the objectives of this study were: i) to investigate the persistence and severity of soil water repellency in different land uses, and ii) to develope regression relations between the water repellency indices and soil physical and chemical properties in the central part of Mazandaran province.

    Materials and methods

    In this study, the persistence and severity of soil water repellency were investigated in the paddy fields located in the plains to mountainous areas consisting of four land uses of pasture, citrus garden, paddy field, and forest located in Amol city in the central part of Mazandaran province. Ninety-two soil samples were collected to determine soil water repellency and physical and chemical properties in the dry season of the year. The persistence of soil water repellency was determined using the water droplet penetration time (WDPT) test, and water repellency index (RI) and soil-water contact angle (β) were measured using the intrinsic sorptivity test in the laboratory. Correlation between water repellency indices and soil properties was studied. Relations between the water repellency indices and soil properties were derived by multiple regression.

    Results

    Soil water repellency in all the land uses was sub-critical and all of the soil-water contact angle values were less than 90°. The highest mean values of soil water repellency indices in all methods were found in the forest land use, so that Log WDPT value was significantly different from paddy field land use. Log WDPT showed positive and significant correlations (r = 0.33**) with RI, indicating that the water repellency persistence (i.e., Log WDPT) and water repellency severity (RI) are directly related in the studied soils. The correlation between soil organic matter content and calculated β in the citrus garden land use was positive and significant (r = 0.42*). There was also a positive and significant correlation between Log WDPT and soil organic matter content (r = 0.36***). Negative and significant correlations were found between calcium carbonate equivalent (CCE( and Log WDPT in the whole study area (r = -0.28**) and in the paddy field land use (r = -0.29*)

    Conclusion

    The results showed that the land use through the effect on the soil organic matter content can induce and intensify water repellency in the studied soils. Moreover, the derived regression relations indicated that soil organic matter content, total nitrogen and CCE are important properties affecting water repellency in the studied soils.

    Keywords: Soil water repellency, Land use, Water droplet penetration time test, Intrinsic sorptivity test, soil-water contact angle
  • ناصر دواتگر**، مریم شکوری، بهاره دلسوز خاکی، محمدرضا یزدانی

    یکی از راه های ارتقای مدیریت زراعی اراضی شالیزاری به منظور تولید پایدار برنج، عملیات تجهیز نوسازی و یکپارچه سازی اراضی کشاورزی است. با این حال به نظر می رسد به دلیل برخی کاستی ها این کار به تمامی اهداف خود دست نمی یابد. بنابراین، هدف از این پژوهش ارزیابی میزان تاثیر عملیات تسطیح بر غیریکنواختی و شدت تغییرات حاصلخیزی خاک شالیزاری با استفاده از منطق فازی و شاخص تلفیقی کیفیت حاصلخیزی خاک در اراضی شالیزاری روستای خسروآباد شهرستان فومن در استان گیلان بود که در آن عملیات تجهیز نوسازی و یکپارچه سازی اراضی کشاورزی انجام شده بود. در دو مرحله پیش و پس از اجرای عملیات ، به ترتیب 95 و 126 نمونه خاک از افق های سطحی تهیه و سپس برخی ویژگی های خاک مرتبط با حاصلخیزی (هدایت الکتریکی، رس، کربن آلی، نیتروژن کل، فسفر و پتاسیم قابل استفاده) برنج اندازه گیری شدند. در مرحله بعد، با استفاده از توابع فازی، ویژگی های کمی خاک به متغیرهای کیفی تبدیل و با استفاده از تاثیر وزن در متغیرهای کیفی، شاخص تلفیقی کیفیت حاصلخیزی محاسبه شد. نتایج ویژگی های اندازه گیری شده، شاخص های تلفیقی محاسبه شده و پهنه های تولید شده از آن ها نشان دادند که در اثر عملیات تسطیح، میانگین مقدار رس افزایش یافته (9/76 درصد) و کربن آلی، نیتروژن، فسفر قابل استفاده و پتاسیم قابل استفاده به طور معنی داری (به ترتیب 37 درصد، 32 درصد، 7/41 درصد  و 3/20 درصد) کاهش پیدا کردند، که از دلایل عمده آن می توان به عملیات خاک برداری و در سطح قرار گرفتن خاک زیر سطحی با رس بیشتر و غلظت کمتر عناصر غذایی در افق زیرین اشاره کرد. شاخص تلفیقی کیفیت حاصلخیزی خاک نیز در بیشتر مناطق مطالعه شده (9/41 درصد) کاهش یافت. در نتیجه به نظر می رسد اجرای نامناسب عملیات تجهیز نوسازی و یکپارچه سازی اراضی کشاورزی با کاهش حاصلخیزی خاک سطحی، اثرات منفی و طولانی مدت در اراضی کشاورزی خواهد داشت که رفع آنها سبب افزایش هزینه تولید می شود.

    کلید واژگان: آمار مکانی، شاخص تلفیقی حاصلخیزی، کیفیت خاک، منطق فازی
    Naser Davatgar *, Maryam Shakouri, Bahareh Delsouz Khaki, MohammadReza Yazdani

    One of the practices to improve the agricultural management of paddy fields for sustainable rice production is land equipment, renovation, and integration operations. However, due to some shortcomings, this does not seem to achieve all its goals. Therefore, the purpose of this study was to evaluate the effect of land leveling operations on non-uniformity and severity of changes in soil fertility using fuzzy logic and integrated fertility quality index, in paddy fields of Khosroabad village which is located in fouman city in Guilan province where the land equipment, renovation, and integration operation has been done. In two stages, before and after land leveling operations, 95 and 126 soil samples were prepared from surface horizons, respectively, and then some soil properties related to rice fertility (electrical conductivity, clay, organic carbon, total nitrogen, available phosphorus and available potassium) were measured. In the next step, using fuzzy functions, soil quantitative characteristics were converted into qualitative variables and by using the effect of weight on qualitative variables, the integrated fertility quality index was calculated. The results of measured properties, calculated indices, and the produced maps from them, showed that due to the land leveling operation, the average amount of clay increased (76/9%), and organic carbon, nitrogen, available phosphorus, and available potassium decreased (37, 32%, 41/7 %, and 20/3%, respectively) significantly. One of the main reasons for this is excavation operations and the placement of subsurface soil with more clay and lower concentrations of nutrients in the lower horizon. The integrated fertility quality index also decreased (from an average of 0.31 to 0.18) in most of the studied areas. As a result, it seems that improper implementation of agricultural land equipment, renovation, and integration operations, by reducing the fertility of topsoil, will have long-term negative effects on agricultural land, that elimination of which, will increase the cost of production.

    Keywords: Fuzzy logic, integrated fertility index, Soil quality, spatial statistics
  • شهریار بابازاده جعفری، محمد فیضیان*، ناصر دواتگر

    مدیریت عناصر غذایی همانند توصیه نهاده های کودی برای دستیابی به محصول پایدار اقتصادی گیاه برنج ضروری است. برنامه های مدیریت عناصر غذایی برای شرایط هر مزرعه باید ضمن بهینه سازی تولید و سود کشاورز، دارای کمترین اثرات نامطلوب زیست محیطی باشد. این مطالعه با هدف تعیین مناسب ترین مدیریت تغذیه گیاه برنج در اراضی شالیزاری از جنبه عملکرد و بهره اقتصادی از سال 1397 به مدت دو سال انجام شد. در این بررسی تعداد ده مزرعه در بخش کوچصفهان که از نظر ویژگی های خاک و مدیریت تغذیه متفاوت بودند، انتخاب شدند. سپس در هر مزرعه شش کرت آماده و تیمارهای کودی شامل N0 بدون نیتروژن،  P0بدون فسفر، K0 بدون پتاسیم و N1P1K1 توصیه کودی عمومی موسسه تحقیقات برنج، N2P2K2 توصیه کودی موسسه تحقیقات برنج بر مبنای آزمایش خاک و N3P3K3 توصیه کودی بر اساس آزمایش خاک به اضافه مصرف کود کامل و کود محرک رشد در آنها اعمال و با مدیریت کودی عرف زارع مقایسه شدند. در این پژوهش ویژگی های مرتبط با حاصلخیزی خاک و عملکرد گیاه اندازه گیری و عرضه نیتروژن، فسفر و پتاسیم بومی خاک محاسبه شدند. بررسی ها نشان داد عرضه بومی نیتروژن و فسفر خاک اراضی به ترتیب در دامنه 20 تا 37 و 3 تا 9 کیلوگرم در هکتار کم بودند. تجزیه واریانس مرکب داده ها نشان داد اثر تیمارهای کودی بر عملکرد شلتوک، در سطح احتمال 5 درصد معنی دار بودند و بیشترین میانگین عملکرد مربوط به تیمار N3P3K3 به مقدار 3968 کیلوگرم در هکتار بدست آمد. اما این توصیه اختلاف معنی داری با تیمار N2P2K2 با میانگین عملکرد 3914 کیلوگرم در هکتار نداشت. این دو توصیه به ترتیب میانگین عملکرد برنج را به مقدار 259 و 313 کیلوگرم در هکتار نسبت به عملکرد مدیریت عرف زراع به شکل معنی دار افزایش دادند. بهره اقتصادی حاصل از اعمال مدیریت تغذیه N2P2K2 با N3P3K3 اختلاف معنی داری نداشتند، اما نسبت به مدیریت عرف زارع دارای اختلاف معنی داری بودند. این یافته ها نشان داد که برای تولید پایدار اقتصادی برنج لازم است در کنار نوع، مقدار و زمان مصرف نهاده های کود به موازنه بهره- هزینه توجه شود.

    کلید واژگان: برنج، بهره اقتصادی، کود، عملکرد شلتوک، عرضه بومی
    Shahariar Babazadeh Jafari, Mohmmad Feizian *, Naser Davatgar

    Nutrient management, as recommended by fertilizers, is essential for achieving an economically sustainable rice crop. Nutrient management programs for each farm condition should have the least adverse environmental effects while optimizing farmer's production and profits. This study was conducted to determine the most appropriate rice plant nutrition management in paddy fields in terms of yield and economic benefit from 1397 for two years. In this study, ten farms were selected in Kuchesfahan section, that were different in terms of soil characteristics and nutritional management. Then, in each field, six plots were prepared and fertilizer treatments including N0 (without nitrogen), P0 (without phosphorus), K0 (without potassium) and N1P1K1 (general fertilizer recommendation of Rice Research Institute), N2P2K2 (fertilizer recommendation of rice research institute based on soil testing) and N3P3K3 (fertilizer recommendation based on soil test plus full fertilizer and growth stimulant fertilizer) were applied in them and compared with the customary fertilizer management of the farmer. In this study, characteristics related to soil fertility and crop yield were measured and soil nitrogen, phosphorus and potassium supply were calculated. The results showed that indigenous supply of nitrogen and phosphorus in the soil was low in the range of 20 to 37 and 3 to 9 kg.ha-1, respectively. Combined analysis of data variance showed that the effect of fertilizer treatments on paddy yield was significant at 5% probability level and the highest average yield related to N3P3K3 treatment was 3968 kg.ha-1. But this recommendation did not differ significantly from the treatment (N2P2K2) with an average yield of 3914 kg.ha-1. These two recommendations significantly increased the average rice yield by 259 and 313 kg ha-1, respectively, compared to the usual crop management yield. The economic benefits of N2P2K2 nutrition management practices were not significantly different from N3P3K3, however they were significantly different from the management of farmer custom. These findings showed that for economically sustainable production of rice, it is necessary to pay attention to the interest-cost balance along with the type, amount and time of fertilizer inputs.

    Keywords: rice, Economic interest, Fertilizer, Paddy yield, Indigenous supply
  • مریم شکوری، محمود شعبانپور*، ناصر دواتگر، مجید وظیفه دوست

    رشد سریع جمعیت و به دنبال آن افزایش نیاز غذایی، شناخت روابط عملکرد و شرایط خاک را ضروری می سازد. یکی از شاخص هایی که شرایط خاک و ویژگی های مربوط به آن را به خوبی نشان می دهد شاخص کیفیت خاک است. این پژوهش به منظور تعیین اثر کیفیت خاک بر عملکرد برنج در شمال ایران (استان گیلان) انجام گردید. 64 نمونه خاک از مزراع برنج، برای اندازه گیری ویژگی های فیزیکی و شیمیایی موثر برکیفیت خاک تهیه و همچنین عملکرد برنج نیز در مزارع مذکور با استفاده از پلات گذاری تعیین شد. سپس عملکرد کل منطقه به سه کلاس با عملکردهای کمتر از  4000 کیلوگرم بر هکتار (کلاس یک)، 4000 تا 4500 کیلوگرم بر هکتار (کلاس دوم) و بالاتر از 4500 کیلوگرم بر هکتار (کلاس سوم) تقسیم شد. برای تعیین شاخص کیفیت خاک از میان ویژگی های مطالعه شده 16 ویژگی به عنوان شاخص های انتخابی روش کل داده ها (TDS) و پنج ویژگی با استفاده از  تجزیه به مولفه های اصلی به عنوان شاخص های انتخابی روش مجموعه حداقل داده ها (MDS) انتخاب شد. از منطق فازی برای نمره دهی و مفهوم شاخص اشتراک برای وزن دهی شاخص ها استفاده و در نهایت تلفیق آنها با استفاده از روش افزایشی وزن دار انجام شد.  بررسی نتایج شاخص کیفیت، همبستگی مثبت و بالا در دو روش TDS و MDS را نشان داد (R2=0.87). نتایج ضریب همبستگی بین عملکرد و SQI به روش TDS  (R2=0.52)  بالاتر از SQI به روش MDS (R2=0.28)  بود. در روش MDS نیز مانند روش TDSشاهد روند افزایشی در مقدار SQI کلاس های بالاتر عملکرد بوده، اما اختلاف معنی دار در بین کلاس دوم و سوم دیده نشد. تفاوت در بین کیفیت خاک با عملکردهای پایین تر با روش MDS معنی دار است اما این تفاوت در سطوح بالاتر عملکرد کمتر قابل تمیز می باشد، زیرا با کاهش تعداد شاخص ها دقت و حساسیت ارزیابی کیفیت خاک کاهش می یابد.

    کلید واژگان: تجزیه به مولفه های اصلی، مزارع برنج، شاخص کیفیت خاک
    Maryam Shakouri, Mahmoud Shabanpour *, Naser Davatgar, Majid Vazifehdoust

    Rapid growth of population, followed by increasing food demand, necessitates knowledge of the relationship between yield and soil conditions. The soil quality index (SQI) is one of the indicators showing the soil conditions and the related properties very well.This study was performed to determine the effect of soil quality on rice yield in north of Iran (Gilan province). 64 soil samples from rice fields were prepared to measure the physical and chemical properties affecting soil quality and also the yield of rice in the mentioned fields were determined using plot. Then the total yields were divided into three classes with yields of less than 4000 kg/ha (first class), 4000-4500 kg/ha (second class) and more than 4500 kg/ha (third class). Among the studied properties, 16 properties as selected indicators of total data method (TDS) and five properties using principal component analysis as selected indicators of minimum data set method (MDS) were selected to determine the soil quality index. Fuzzy logic was used for scoring and the concept of communality index was used to weight the indicators and finally they were combined using weighted additive method. The results of quality index showed a positive and high correlation between TDS and MDS methods (R2 = 0.87). The results of correlation coefficient between yield and SQI by TDS method (R2 = 0.52) were higher than the SQI by MDS method (R2 = 0.28).  In the MDS method, simmilar to TDS method, there was an increasing trend in the SQI value of higher yield classes, but there is no significant difference between the second and third classes. The difference between soil quality and lower yields with MDS method is significant, but this difference is not significant at higher yield levels, because as the number of indicators decreases, the accuracy and sensitivity of soil quality assessment decreases.

    Keywords: Principal component analysis, Rice fields, Soil Quality Index
  • فاطمه مسکینی ویشکایی*، علیرضا جعفرنژادی، ناصر دوات گر

    کمبود آب آبیاری یکی از عمده ترین عوامل محدودکننده در تولید محصولات کشاورزی است. این پژوهش با هدف بررسی اثر شدت های مختلف تنش کم آبی بر شاخص های عملکرد گندم رقم چمران 2 در یک خاک با بافت متوسط در استان خوزستان انجام شد. در این پژوهش 10 تیمار آبیاری شامل آبیاری کامل و آبیاری با اعمال تنش کم آبی در سه سطح تنش (کم، متوسط و شدید) در دوحالت در تمام فصل رشد و یا در مرحله ای از رشد گیاه اعمال شدند. این پژوهش به صورت کشت گلدانی در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار انجام شد. شوری خاک مورد مطالعه dS m-195/2 و بافت خاک لوم رسی سیلتی بود. میانگین مقدار کل آب مصرفی در تیمارهای مختلف تحت تنش کم آبی از 17% (تنش کم آبی با شدت متوسط در مرحله سوم رشد گندم) تا 43% (تنش کم آبی با شدت زیاد در تمام فصل رشد) کمتر از آبیاری کامل بود. عملکرد دانه گندم با اعمال شدت های مختلف تنش موجب 13 % (تنش کم آبی با شدت کم در تمام فصل رشد) تا 76 % (تنش کم آبی با شدت زیاد در تمام فصل رشد) کاهش شد. نتایج این پژوهش نشان داد که تنش کم آبی در مراحل ساقه دهی و پر شدن دانه گندم بیش از تنش کم آبی در مرحله گل دهی و خمیری شدن موجب کاهش عملکرد دانه گردید. کمترین میانگین وزن هزار دانه (g 28) در تیمار تنش کم آبی اعمال شده در مرحله پایانی رشد گندم مشاهده شد که موید اهمیت اثر آبیاری در مرحله پرشدن دانه بر کیفیت دانه گندم است. کارآیی مصرف آب در تیمار اعمال تنش کم آبی با شدت کم ( g L-1 78/0) نسبت به تیمار آبیاری کامل (g L-1 62/0) بیشتر بود و علت آن احتمالا کاهش تلفات آب آبیاری در اثر زهکشی و تبخیر در آن تیمار بود.

    کلید واژگان: آبیاری، کارآیی مصرف آب، مراحل رشد گندم
    Fatemeh Meskini Vishkaee *, Alireza Jafarnejadi, Naser Davatgar

    Irrigation water scarcity is one of the major limiting factors in agricultural production. This study was conducted to investigate the effect of different intensities of water deficit stress on yield and water use efficiency of Chamran 2 wheat cultivar in a moderate-textured soil in Khuzestan province. In this research, 10 treatments including full irrigation and water deficit stress at three intensity levels (low, moderate, and severe) were applied under two conditions: during whole growing season or at a given stage of plant growth. This research was done as a completely randomized design with three replications. The salinity of studied soil was 2.95 dS m-1, and soil texture was silty clay loam. The mean water use in different stress treatments was less than full irrigation by 17% (moderate-intensity stress in the third growth stage of wheat) to 43% (high-intensity stress throughout the plant growth period). Applying different intensities of water stress caused reduction in wheat grain yield by 13% (low-intensity stress throughout the growth period) to 76% (high-intensity stress throughout the growth period). The results showed that water stress at stem elongation and grain filling stages of wheat reduced the grain yield more than stress at flowering and milk stages. The lowest value of mean thousand kernel weight (28 g) was observed in the treatments applied in the final growth stage of wheat, confirming the importance of irrigation effects during grain filling stage on the quality of grain. The overall water use efficiency in low-intensity water stress (0.78 g L-1) was higher than the full irrigation treatment (0.62 g L-1), probably due to the reduction of irrigation water losses by drainage and evaporation.

    Keywords: Irrigation, Water use efficiency, Wheat growth stages
  • آرش تافته*، ناصر دواتگر، سینا ملاح
    مدیریت مناسب آب در شبکه های آبیاری و زهکشی بدون پهنه بندی نیاز آبی گیاهان درسطح کلان امکان پذیر نیست. در این مطالعه که در پایلوت های اجرایی موسسه تحقیقات خاک و آب کشور در خوزستان انجام پذیرفت با استفاده از اطلاعات هواشناسی موجود در استان تبخیر-تعرق مرجع و نیاز آبی گیاه گندم در پایلوت های اجرایی تعیین و در نهایت روش های مختلف پهنه بندی مانند روش رگرسیونی، روش وزنی عکس فاصله و روش کوکریجینگ مورد ارزیابی قرار گرفتند. همچنین معادلات رگرسیونی نمایی و لگاریتمی که جواب مناسب تری را ارایه می دادند نیز مورد بررسی قرار گرفت. در مرحله واسنجی این روابط 8 و 16 درصد خطا داشتند و نشان می دادهند که متغیر تبخیر-تعرق و نیاز آبی نسبت به پارامتر ارتفاع دارای همبستگی معنی داری بوده و لذا این دو متغیر دارای پیسوتگی مکانی بوده و بر اساس تغییرات ارتفاعی روند معنی داری را از خود نشان می دهند.  در مرحله ارزیابی بین روش های بکار رفته نتایج نشان داد که روش کوکریجینگ دارای ضریب همبستگی82/0و شاخص توافق  66/0، میانگین ریشه مربعات خطای 9/22 و میانگین نرمال ریشه مربعات خطای 05/0 با خطای نرمال 5 درصد کمترین خطا را در برآورد نیاز آبی گندم نسبت به سایر روش های این مطالعه داشته و با استفاده از این روش می توان با دقت مناسبی پهنه بندی نیاز آبی را انجام داد. با استفاده از این نقشه های بدست آمده می توان دید مناسبی از تغییرات نیاز آبی گندم داشت و الگوی کشت را بر اساس آن مدیریت نمود.
    کلید واژگان: خوزستان، روش کوکریجینگ، روش وزنی عکس فاصله، سامانه اطلاعات جغرافیایی، معادلات رگرسیونی
    Arash Tafteh *, Naser Davatgar, Sina Mallah
    Suitable water management in irrigation and drainage networks without mapping water requirement of different plants in macro levels is not possible. Iran was located in arid climate and has Drought problems and management of Drought, need to macro management of its water resources. In this study using meteorological data in Khuzestan, reference evapotranspiration and Wheat water requirement was determined in pilots. Finally different methods of mapping for example regression method, Inverse Distance Weighted and Co- Kridging were evaluated. In calibration stage power and logarithmic regression presented suitable results and have 8 and 16percent error respectively. Result show that ET0 and water requirement have significant relation with height. So these parameters have spatial continuity. In evaluating stage,  The result show that Co- Kridging method with  0.82 R2 (regression coefficient) , 0.66 d(Agreement index)  , 22.9 Root Mean Square Error  and 0.05 Normal Root Mean Square Error  and  5 percent Normal error  has lowest error in estimation of water requirement  of wheat and using this method can mapping water requirement with well accuracy. So Co- Kridging method is the best method between other methods. Use map obtained can has suitable conclusion from wheat water requirement changes in Khuzestan and manage crop pattern base of maps.
    Keywords: : Co-Kridging, GIS, Inverse Distance Weighted (IDW), Khuzestan, Regression equation
  • فاطمه مسکینی ویشکایی*، ناصر دواتگر
    سابقه و هدف

    کیفیت فیزیکی خاک، نقشی اساسی در مطالعات کیفیت خاک دارد و بررسی آن برای تولید پایدار اقتصادی، حفظ محیط زیست و جلوگیری از تخریب خاک، ضروری به نظر می رسد. در تعیین شاخص های کیفیت فیزیکی خاک و محدوده ی بهینه آن ها می بایست شرایط خاص کاربری اراضی و نوع گیاه کشت شده نیز در نظر گرفته شود. در اراضی شالیزاری برخلاف دیگر کاربری ها، با اضافه کردن آب به خاک و گلخراب کردن بسیاری از ویژگی ها و رفتارهای فیزیکی، شیمیایی و بیولوژی خاک تغییر می کند، از این رو انتظار بر این است که محدودیت های آن نیز با دیگر خاک ها متفاوت باشد. لذا این پژوهش با هدف بازنگری تعریف شاخص آب قابل استفاده خاک در ارزیابی کیفیت فیزیکی خاک براساس شرایط خاص گیاه برنج و عملیات آماده سازی اراضی شالیزاری انجام شد. 

    مواد و روش ها:

     40 نمونه خاک سطحی از اراضی شالیزاری استان گیلان انتخاب و ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک اندازه گیری شد. علاوه بر شاخص S دکستر، شاخص آب قابل استفاده گیاه (PAW) به سه روش مختلف 1) بافرض رطوبت ظرفیت مزرعه ای در مکش 100 سانتی متر به عنوان حد بالای قابلیت دسترسی آب خاک (PAW100) 2) با فرض رطوبت ظرفیت مزرعه ای در مکش 330 سانتی متر (PAW330) و 3) بازتعریف شاخص PAW با استفاده از رطوبت اشباع و رطوبت در مکش 2000 سانتی متر به ترتیب به عنوان حد بالا و پایین آب قابل استفاده گیاه برنج (PAWrice) محاسبه شد.

     یافته ها:

    نتایج نشان داد که با فرض رطوبت ظرفیت مزرعه ای در مکش 100 و 330 سانتی متر به ترتیب 65 و 55 درصد نمونه های خاک دارای کیفیت فیزیکی مناسبی بودند. در حالی که بازنگری شاخص PAW در اراضی شالیزاری (محاسبه شاخص با استفاده از روش سوم، PAWrice) موید کیفیت فیزیکی خوب تا عالی در 5/57 درصد از نمونه های مورد مطالعه بود. در نمونه های مورد مطالعه، استفاده از PAW100 مقدار آب قابل استفاده خاک را در تمامی کلاس های بافت خاک بیش از مقدار واقعی برآورد نمود. درحالی که استفاده از مفهوم PAW330 موجب بیش برآورد آب قابل استفاده خاک در کلاس های بافت خاک متوسط (شامل بافت های لوم سیلتی و لوم رسی سیلتی) گردید. اما، با سنگین تر شدن بافت خاک، مقدار آب قابل استفاده خاک را کمتر از مقدار واقعی برآورد نمود. تغییرات میانگین شاخص S دکستر و PAWrice در کلاس های بافت خاک مورد مطالعه با روند مشابه و به صورت بافت خاک لوم سیلتی  بافت رس سیلتی  بافت لوم رسی سیلتی  بافت لوم رسی  بافت رسی مشاهده شد. بایستی به این نکته نیز توجه نمود علی رغم بازنگری در تعریف شاخص آب قابل استفاده خاک در اراضی شالیزاری مقدار شاخص S دکستر در محدوده مطلوب شاخص مذکور در خاک های مورد مطالعه بیش از 035/0 به دست آمد.

     نتیجه گیری:

     تفاوت در محدوده قابلیت دسترسی آب خاک در اراضی شالیزاری و اثر آن بر عملکرد گیاه برنج موید لزوم بازنگری در تعریف شاخص آب قابل استفاده خاک در اراضی شالیزاری بود. علاوه بر این، علی رغم بازنگری شاخص آب قابل استفاده خاک در اراضی شالیزاری، نتایج نشان داد که احتمالا حد آستانه 035/0 برای شاخص S دکستر برای ارزیابی کیفیت فیزیکی خوب خاک از لحاظ قابلیت دسترسی آب خاک برای گیاه در اراضی شالیزاری مناسب است.

    کلید واژگان: برنج، رطوبت ظرفیت مزرعه ای، شاخص S دکستر
    Fatemeh Meskini Vishkaee *, Naser Davatgar
    Background and Objectives

    Soil physical quality plays a major role in soil quality studies and it is considered necessary for sustainable economic production, conservation of the environment and prevention of soil degradation. To determine the soil physical quality indicators and their optimal range, the specific conditions of land use and type of cultivated plant should also be considered. Unlike other land uses in rice paddies, many soil physical, chemical and biological behavior and properties are altered by adding water to the soil and puddling. Hence, it is expected that its limitations will vary with other soils. Therefore, this study was conducted with the aim of reviewing the definition of soil available water index in assessing soil physical quality based on specific conditions of rice plant and land preparation operations.

    Materials and Methods

    40 soil samples were selected from rice paddies of Guilan province, and soil physical and chemical properties were measured. In addition to Dexter's S index, the soil available water index for plant (PAW) was calculated in three different ways including 1) by assumption of filed capacity at soil suction of 100 cm as upper limit of soil water availability (PAW100), 2) by assumption of filed capacity at soil suction of 330 cm (PAW330), and 3) Redefining of PAW using soil saturation moisture and soil moisture at a suction of 2000 cm as the upper and lower limits of soil available water indicator for rice, respectively (PAWrice).

    Results

    The results showed that assuming the moisture content of the field capacity at the soil suctions of 100 and 330 cm, 65 and 55 percent of the soil samples had a good physical quality, respectively. While redefining of the PAW indicator of rice paddies (PAWrice) confirmed a good to great soil physical quality in 57.5% of the studied samples. In the studied samples, the use of PAW100 overestimated the amount of soil available water in all soil texture classes. While the use of the PAW330 concept has led to an overestimation of the soil available water value in medium soil textural classes (i.e. silty loam and silty clay loam). However, as the soil texture becomes clayey, the estimated soil available water using PAW330 was less than actual value. The variation of the average values of Dexter S and PAWrice indicators in different soil texture classes was observed by the same trend and as silty loam > silty clay > silty clay loam > clay loam > clay. It should be noted that despite the redefining of the soil available water indicator in rice paddies, the value of Dexter's S index in its optimal range for studied soils was more than 0.035.

    Conclusion

    Difference in the range of soil water availability in rice paddy fields and its effect on rice yields confirmed the need to redefine soil available water indicator paddy fields. In addition, despite the redefining the soil available water indicator, the results indicated that the Threshold value of 0.035 for S index is probably suitable to evaluate soil good physical quality based on the soil water availability for plant in rice paddies.

    Keywords: Rice_Field capacity_Dexter's S index
  • فاطمه مسکینی *، ناصر دوات گر

    چگونگی دسترسی آب خاک برای گیاهان در ارزیابی روابط آب، خاک و گیاه به منظور استفاده در برنامه ریزی و مدیریت آبیاری مهم است. انرژی انتگرالی چگونگی سهولت دسترسی آب خاک برای گیاه در محدوده رطوبت قابل استفاده خاک را نشان می دهد. این پژوهش با هدف ارزیابی مفهوم انرژی انتگرالی در 40 نمونه خاک اراضی شالیزاری استان گیلان و بررسی روابط این شاخص با ویژگی های مختلف خاک انجام شد. نتایج نشان داد که تمامی نمونه خاک های مورد مطالعه دارای بافت متوسط تا سنگین بودند. میانگین شاخص S دکستر در دو بافت خاک رس و لوم رسی کمتر از 0/035 به دست آمد (27 درصد نمونه های خاک). متوسط انرژی انتگرالی در کل نمونه های خاک مورد مطالعه با در نظرگرفتن حدبالای آب قابل دسترس خاک در رطوبت اشباع، رطوبت ظرفیت مزرعه ای در مکش 100 و 330 سانتی متر به ترتیب برابر با 226/65، 270/21و J kg-1 336/91به دست آمد. نتایج نشان داد که کلاس های بافت خاک دارای بیشترین مقدار انرژی انتگرالی، کمترین مقادیر شاخص S دکستر را نیز به خود اختصاص داده اند. همچنین نتایج موید همبستگی بالاتر انرژی انتگرالی محاسبه شده با فرض رطوبت ظرفیت مزرعه ای در مکش 330 سانتی متر با سایر ویژگی های خاک بود. علاوه براین با استفاده از رطوبت اشباع خاک و نسبت کربن آلی به رس خاک می توان مقدار انرژی انتگرالی خاک در اراضی شالیزاری را به ترتیب در کلاس بافت خاک لوم رسی سیلتی (R2=0/70) و لوم رسی (R2=0/95) با دقت مناسبی برآورد نمود.

    کلید واژگان: آب قابل استفاده خاک، شاخص S دکستر، کیفیت فیزیکی خاک
    Fatemeh Meskini*, Naser Davatgar

    To evaluate water, soil and plant relationships, soil water availability for plants is very important for irrigation management and scheduling. Integral energy shows the readily available water for plant in the range of soil available water. The purpose of this study was to investigate the concept of integral energy in 40 samples of paddy soils in Guilan province and to study the relationship between this index and various soil properties. The results showed that all soil samples had moderate to heavy texture. The mean Dexter S index in two soil textures including clay and clay loam was less than 0.35 (27% of the soil samples). The mean values of integral energy in the all studied soil samples, assuming the upper limit of soil water available at saturation, field capacity (at soil suctions of 100 and 330 cm) were 226.65, 270.21 and 336.91 J kg-1, respectively. The results showed that the soil texture classes with the highest value of integral energy were associated with the lowest values of S index. Moreover, the results confirm the better correlation between the calculated integral energy, assuming the upper limit at field capacity in soil suction of 330 cm, with the other soil properties. In addition, the integral energy values can be accurately estimated using soil saturation moisture and organic carbon to clay content ratio for silty clay loam (R2= 0.70) and clay loam (R2=0.95) textured soils, respectively.

    Keywords: Soil available water_Dexter S index_Soil physical quality
  • بهاره دلسوز خاکی، ناصر هنرجو، ناصر دوات گر*، احمد جلالیان، حسین ترابی گل سفیدی
    روش های آماری چند متغیره مانند تحلیل مولفه های اصلی و رگرسیون ها می توانند برای تسهیل تفسیر روابط پیچیده استفاده شوند. هدف از این مطالعه تعیین مهمترین ویژگی های حاصلخیزی خاک، موثر بر محصول برنج در اراضی شالیزاری بود. به این منظور نمونه هایی از لایه شخم 119 نقطه با توزیع جغرافیایی مناسب، در اراضی شالیزاری شهرستان های شفت و فومن استان گیلان برداشت شد. پس از آن، ویژگی های فیزیکی و شیمیایی مرتبط با حاصلخیزی خاک در این نمونه ها اندازه گیری و با استفاده از روش های آمار توصیفی، آنالیز مولفه های اصلی و رگرسیون تحلیل شدند. نتایج نشان داد سه مولفه اصلی با مقادیر ویژه بیشتر از یک مانند «پتاسیم و عوامل موثر در نگهداری آن»، «نیتروژن کل و عوامل موثر بر تامین آن» و «فسفر قابل استفاده و ضخامت افق سطحی خاک»، بیشتر از 4/67 درصد از تغییرپذیری در ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک و 55 درصد از تغییرپذیری محصول برنج را توصیف می کنند. همچنین ویژگی های مرتبط با این مولفه ها 80 درصد از تغییرپذیری محصول را توصیف نمودند. بنابراین برای افزایش محصول، عملیات مدیریتی مانند مصرف صحیح کودهای محتوی نیتروژن، پتاسیم و فسفر و خاک ورزی مناسب به منظور ایجاد لایه شخم مناسب توصیه می شود.
    کلید واژگان: استان گیلان، آمار چند متغیره، محصول برنج، ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک
    Bahareh Delsouz Khaki, Naser Honarjoo, Naser Davatgar *, Ahmad JALALIAN, Hossein Torabi
    Multi-variate statistical methods such as principal component analysis (PCA) and regressions could be used to facilitate the interpretation of complex relationships. The objective of this study was to determine the most important soil fertility properties affecting rice yield in the paddy fields. For this purpose, soil samples were taken from the plow layers of 119 points with suitable distribution in the paddy fileds located in Shaft and Fouman cities of Guilan province. Then after, physical and chemical properties of the soil fertility were measured and analysed using descriptive statistics, principal component analysis and regression methods. Results showed that three PCs with eigen values greater than one named as “k and it’s preservation factors”, ”Total N and it’s provider factors” and ”P and Thickness of plow layer” are respectively explained more than 67.4% of the variability in the soil physical and chemical properties and 55% of the yield variability. In addition, the corresponded properties to the PCs explained 80% of the yield variability. Consequently, in order to increase the yield, management practices such as proper fertilizer applications of nitrogen, potassium and phosphorous and proper tillage for creating suitable plow layer are recommended.
    Keywords: Guilan province, multivariate statistics, rice yield, soil physical, chemical properties
  • شیدا کبودی، فرزین شهبازی، ناصر علی اصغر زاد، نصرت الله نجفی، ناصر دواتگر
    فهم بیولوژی و اکولوژی خاک به طور فزاینده ای برای تجدید و پایداری اکوسیستم مهم است. در تمام اکوسیستم ها، میکروب های خاک نقش مهمی در تجزیه مواد آلی، چرخه مواد غذایی و فراهمی عناصر غذایی قابل جذب گیاه ایفا می کنند. هدف از این تحقیق، بررسی تغییرپذیری مکانی و پهنه بندی جمعیت میکروبی خاک، کربن آلی و کربنات کلسیم معادل خاک متاثر از کاربری های اراضی شامل باغ سیب، مرتع و زراعت می باشد. بدین منظور، از منطقه میرآباد مابین شهرهای نقده و اشنویه (استان آذربایجان غربی) 65 نمونه خاک سطحی (30-0 سانتی متری) برداشته شد. آزمون نرمال بودن توزیع داده ها توسط برنامه آماری SPSS انجام گرفت. مقادیر نقاط نمونه برداری نشده با استفاده از روش های کریجینگ و وزن دهی معکوس فاصله ها در نرم افزار زمین آمار (+GS) میان یابی شد. نتایج نشان داد روش کریجینگ بهترین روش میان یابی نقاط نمونه برداری نشده می باشد. وابستگی مکانی جمعیت میکروبی خاک متوسط بوده و این امر نشان دهنده تاثیر کاربری بر توزیع مکانی ویژگی های مذکور می باشد. نتایج به دست آمده از تحلیل آماری توسط برنامه MSTATC در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی (RCBD) نیز بیان کننده تفاوت معنی دار در بین سه کاربری از نظر ویژگی های مطالعه شده است. نقشه های توزیع مکانی با تلفیق نتایج حاصل از زمین آمار و GIS تهیه شدند.
    کلید واژگان: پهنه بندی، تغییرپذیری مکانی، جمعیت میکروبی، کریجینگ
    Sheyda Kaboodi, Farzin Shahbazi, Naser Aliasgharzad, Nosratola Najafi, Naser Davatgar
    Introduction
    Understanding soil biology and ecology is increasingly important for renewing and sustainability of ecosystems. In all ecosystems, soil microbes play an important role in organic matter turnover, nutrient cycling and availability of nutrients for plants. Different scenarios of land use may affect soil biological properties. Advanced information technologies in modern software tools such as spatial geostatistics and geographical information system (GIS) enable the integration of large and complex databases, models, tools and techniques, and are proposed to improve the process of soil quality and sustainability. Spatial distribution of chemical and biological properties under three scenarios of land use was assessed.
    Materials And Methods
    This study was carried out in Mirabad area located in the western part of Souldoz plain surrounded by Urmieh, Miandoab, Piranshahr and Naghadeh cities in the west Azerbaijan province with latitude and longitude of 36°59′N and 45°18′E, respectively. The altitude varies from 1310 to 1345 with average of 1325 m above sea level. The monthly average temperature ranges from -1.4 °C in January to 24.6 °C in July and monthly precipitation ranges from 0.9 mm in July to 106.6 mm in March. Apple orchard, crop production field and rich pasture are three selected scenarios in this research work. Soil samples were systematically collected at 65 sampling points (0-30 cm) on mid July 2010. Soil chemical and biological properties i.e. microbial community, organic carbon and calcium carbonate equivalent were determined. The ArcGIS Geostatistical Analyst tool was applied for assessing and mapping the spatial variability of measured properties. The experimental design was randomized complete blocks design (RCBD) with five replications. Two widely applied methods i.e. Kriging and Inverse Distance Weighed (IDW) were employed for interpolation. According to the ratio of nugget variance to sill of the best variogram model three following spatial dependence conditions for the soil properties can be considered: (I) if this ratio is less than 25%, then the variable has strong spatial dependence; (II) if the ratio is between 25% and 75%, the variable has moderate spatial dependence; and (III) otherwise, the variable has weak spatial dependence. Data were also integrated with GIS for creating digital soil biological maps after testing analysis and interpolating the mentioned properties.
    Results And Discussion
    Spherical model was the best isotropic model fitted to variograms of all examined properties. The value of statistics (R2 and reduced sum of squares (RSS)) revealed that IDW method estimated calcium carbonate equivalent more reliably while organic carbon and microbial community was estimated more accurately by Kriging method. The minimum effective range (6110 m) was found for microbial community which had the strong spatial dependence [(Co/Co)
    Keywords: Kriging, Soil microbial community, Spatial variability, Zoning
نمایش عناوین بیشتر...
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال