شوری
در نشریات گروه آب و خاک-
زعفران با توجه به نیاز آبی کم و ارزش اقتصادی بالا یکی از گیاهان مهم برای کاشت در مناطق خشک و نیمه خشک ایران است. شوری خاک و آب در این نواحی که با کمبود آب نیز روبه رو هستند، از عوامل کاهش عملکرد محصولات کشاورزی است. نرم افزار AquaCrop در پژوهشی در مزرعه دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد برای شبیه سازی رطوبت خاک، زیست توده و سطح سایه انداز در طول فصل رشد زعفران دوساله، واسنجی شد. بر همین اساس، پژوهش حاضر به منظور واسنجی نرم افزار AquaCrop برای شبیه سازی تغییرات شوری خاک برای زعفران دوساله در مزرعه ذکرشده، صورت گرفت. بدین منظور مقادیر شوری خاک در طول فصل رشد با تفکیک زمانی بالا اندازه گیری شد. شاخص های آماری محاسبه شده میان مقادیر اندازه گیری شده و شبیه سازی شده شوری خاک نشان از دقت بالای این نرم افزار در شبیه سازی تغییرات شوری خاک برای گیاه زعفران داشت. سپس نرم افزار AquaCrop واسنجی شده برای بررسی تاثیر سطوح مختلف شوری در آبیاری زعفران و هم چنین شوری اولیه خاک بر میزان عملکرد بنه دختری به کار گرفته شد. نتایج حاصل از مدل سازی رشد گیاه در شرایط شوری نشان داد در شرایط عدم شوری اولیه در خاک (5/0 دسی زیمنس بر متر)، افزایش شوری آب آبیاری از 1 دسی زیمنس بر متر به 4 دسی زیمنس بر متر، سبب 7/3 درصد کاهش وزن بنه دختری و همچنین در صورت وجود شوری اولیه 2 دسی زیمنس بر متر در خاک، افزایش شوری آب آبیاری از 1 دسی زیمنس بر متر به 4 دسی زیمنس بر متر، سبب 23 درصد کاهش وزن بنه دختری در انتهای فصل رشد می شود. در این پژوهش اثر خاک پوش آلی بر عملکرد بنه دختری زعفران در شرایط شوری خاک و آب نیز بررسی شد. جهت بررسی تاثیر استفاده از خاک پوش در شرایط شوری آب و خاک، بر عملکرد بنه دختری و بهره وری آب تبخیر تعرق یافته، سه سطح خاک پوش آلی 50، 75 و 100 درصد در نظر گرفته شد. نتایج حاکی از آن بود که استفاده از خاک پوش آلی با پوشش 100 درصد در شرایط شوری اولیه خاک 2 دسی زیمنس بر متر و شوری آب آبیاری 4 دسی زیمنس بر متر، سبب بهبود عملکرد بنه دختری به میزان 46 درصد نسبت به شرایط بدون خاک پوش در شرایط شوری ذکر شده است.
کلید واژگان: Aquacrop، زعفران، شوری، خاک پوش آلیIntroductionAbout 70% of the total freshwater withdrawal from resources is used in the agricultural sector. Water and soil salinity is one of the most important problems in the agricultural sector in arid and semi-arid regions. In such areas that are facing water shortages, saline water is commonly used in irrigated lands and it will be of great help in preserving freshwater resources. Crop modeling in combination with field measurements is an efficient method to improve water productivity in the field and investigate the crop's biological response to different field conditions. Several crop models have been developed for crop growth simulation. Among these models, AquaCrop software has been widely studied in recent years. AquaCrop software is able to simulate the growth process under different conditions with few input data that can be easily measured in the field. Few studies have been conducted on saffron crop modeling with AquaCrop software, but this model has not yet been calibrated to simulate salinity during the growing season. This research was carried out to calibrate the AquaCrop software for simulating the variations of soil salinity in the root zone of two-year-old saffron. In addition, in the present study, the effect of different levels of salinity and the application of different levels of organic mulch and their mutual effect on the yield of daughter corms, biomass, and water productivity were investigated.
Material and MethodsTo calibrate the AquaCrop software for two-year saffron during the growing season in the research farm of the Ferdowsi University of Mashhad (FUM), growth parameters of saffron crop such as the soil moisture and salinity, the dry weight of daughter corms and the crop canopy cover were continuously measured during the growing season. Soil moisture and salinity were measured at least once a week, and the dry weight of daughter corms was measured biweekly. After model calibration, the accuracy of the model for simulating soil salinity during the growing season was evaluated by comparing the measured and simulated values. Statistical indicators of Pearson correlation coefficient, root mean square error, and Nash Sutcliffe model efficiency coefficient, were used to evaluate the accuracy of crop model simulation. The model was subsequently run for different initial conditions of soil salinity and irrigation water salinity. The dry weight of daughter corm, biomass, and ET water productivity were monitored for different conditions. Then, the model was run in the same conditions of water and soil salinity under the application of organic mulch, and the effect of mulch on the yield of daughter corms and evapotranspiration water productivity under salinity stress was investigated.
Results and DiscussionThe statistical indicators between the measured and simulated values of soil moisture, canopy cover, and biomass approved the capability of AquaCrop for simulating saffron growth. Then, according to the measured salinity values of the root zone using the TDR sensor, AquaCrop was recalibrated to simulate soil salinity. Afterward, the changes in the measured salinity values of the root zone during the growing season were compared with the values simulated by AquaCrop. The Pearson correlation coefficient for measured and simulated soil salinity by software was 0.9 and the root mean square error was 0.086 dS m-1. Nash–Sutcliffe efficiency was 0.66, showing the high accuracy of AquaCrop for simulating soil salinity. The results of the crop growth simulation in saline conditions show the sensitivity of saffron to salinity. The results showed that under no initial salinity (0.5 dS m-1) in the soil, increasing the salinity of irrigation water from 1 dS m-1 to 4 dS m-1 caused a decrease of 3.7 % in the daughter corms weight. In addition, considering the initial salinity of 2 dS m-1, increasing the salinity of the irrigation water has a significant effect on reducing the daughter corm weight. In the presence of high-quality irrigation water (0.5 dS m-1), increasing the initial salinity of the soil from no salinity (0.5 dS m-1) to 4 dS m-1 caused a 38% decrease in the weight of daughter corms. The effect of organic mulch was also evaluated under saline water irrigation conditions. The results showed that the use of organic mulch with 100% coverage in water and soil salinity conditions equal to 4 dS m-1 can mitigate the effect of salinity stress by increasing 51% of daughter corm weight.
ConclusionWater and soil salinity and its related problems are limiting factors in agricultural production in arid and semi-arid regions. The expansion of irrigation methods with saline water without proper management can lead to the risk of soil quality loss and in turn the loss of agricultural lands in the long term. In this research, the AquaCrop model was calibrated to simulate soil salinity during the saffron growing season, and the effect of organic mulch on soil and water salinity conditions was evaluated on the yield of daughter corms. The findings of this research will be of great help to farmers and water experts in improving the performance of saffron in saline soil and irrigation water.
Keywords: Aquacrop, Organic Mulch, Saffron, Soil Salinity -
ازجمله راهکارهای اساسی در راستای کاهش اثرات منفی تنش شوری استفاده از بیوچار است که با اصلاح و غنی سازی آن می توان اثرات آن را بهبود بخشید. به این منظور آزمایشی در قالب طرح پایه کاملا تصادفی با سه تکرار و تیمارها شامل شوری (شوری برابر با 2 و 6 دسی زیمنس بر متر) و بیوچار حاصل از ضایعات فضای سبز در چهار سطح (صفر و 5 درصد فاقد غنی سازی، 5 درصد غنی سازی با سلنیوم به میزان 20 میلی گرم بر کیلوگرم و 5 درصد غنی سازی با سلنیوم به میزان 60 میلی گرم بر کیلوگرم) صورت گرفت. غنی سازی بیوچار باعث کاهش میزان پ-هاش خاک گردید. بیوچار غنی سازی شده در سطح 60 میلی گرم بر کیلوگرم، شوری خاک را افزایش داد. متناسب با افزودن بیوچار میزان کربن آلی خاک افزایش یافت. کمترین میزان فسفر قابل جذب در تیمار خاک شور فاقد بیوچار به میزان 47/2 میلی گرم بر کیلوگرم و بیشترین میزان آن در تیمار خاک غیر شور حاوی 5 درصد بیوچار غنی شده در سطح 60 میلی گرم بر کیلوگرم به میزان 55/3 میلی گرم بر کیلوگرم مشاهده شد. مقدار پتاسیم قابل جذب با افزایش سطح شوری روند افزایشی را نشان داد؛ غنی سازی بیوچار با سلنیوم باعث کاهش اثرات مثبت بیوچار بر افزایش مقدار پتاسیم به ویژه در خاک شور گردید. در خاک غیر شور غنی سازی بیوچار در مقایسه با عدم غنی سازی باعث افزایش سدیم محلول به میزان 6/16 درصد گردید که افزایش سطح غنی سازی تاثیر معنی داری بر میزان افزایش نشان نداد. تغییر میزان املاح موجود در خاک باعث تغییر ویژگی های شیمیایی خاک شد که این تغییرات تحت تاثیر بیوچار و سطح غنی سازی به صورت های متفاوتی بروز یافت.کلید واژگان: بیوچار، سلنیوم، شوری، ویژگی های شیمیایی خاکA basic solution to reduce the harmful effects of salinity stress is to apply biochar, which can be improved by modifying and enriching it. For this purpose, a completely randomized design experiment with three replications was conducted with treatments including salinity (2 and 6 dS/m) and biochar prepared from landscape waste at four levels (zero and 5% without enrichment, 5% enrichment with selenium at the rate of 20 and 60 mg/kg). Biochar enrichment decreased soil pH. Enriched biochar at the level of 60 mg/kg increased soil salinity. The amount of soil organic carbon increased proportionally by increasing biochar. The lowest amount of phosphorus was observed in the treatment of saline soil without biochar at the rate of 2.47 mg/kg, and the highest amount was observed in the treatment of non-saline soil containing 5% enriched biochar at the level of 60 mg/kg at the rate of 3.55 mg/kg. The amount of available potassium showed an increasing trend with increasing salinity levels. Enriching biochar with selenium reduced the positive effects of biochar on increasing the amount of potassium, especially in saline soil. In non-saline soil, biochar enrichment increased soluble sodium by 16.6% compared to non enrichment biochar, and increasing the level of enrichment did not show a significant effect. The change in the amount of solutes in the soil changed its chemical characteristics, and these changes were manifested in different ways under the influence of biochar and the level of enrichment.Keywords: Biochar, Salinity, Selenium, Soil Chemical Properties
-
ارزیابی سامانه های زهکشی به محققان و برنامه ریزان کمک می کند تا نقاط قوت و ضعف در این سامانه ها را بررسی کرده و در طرح های آینده اصلاح کنند. در پژوهش حاضر، به ارزیابی عملکرد سامانه زهکشی اجراشده در شبکه آبیاری و زهکشی گمبوعه، واقع در اراضی کشاورزی شهرستان حمیدیه پرداخته شد. مساحت این شبکه بالغ بر 6000 هکتار است و آزمایش های میدانی در سال 1402 طی سه مرحله آبیاری درکشت گندم و برای سه مزرعه هر یک به مساحت حدود 8 هکتار، با تعداد خطوط زهکش در هر مزرعه 3 زهکش و با فواصل زهکش های زیرزمینی 50، 75 و 80 متری، انجام شد. در این پژوهش به بررسی تغییرات سطح ایستابی و خروج شوری از پروفیل خاک و اندازه گیری شاخص های طراحی زهکش های زیرزمینی پرداخته است. جهت قرائت نوسانات سطح آب ایستابی، چاهک های مشاهده ای در فواصل 3/0، 8/0، 5/1، 5/2 و 15 متری و وسط زهکش های زیرزمینی نصب شدند. فواصل نصب چاهک های مشاهده ای بین دو خط زهکش در فواصل 1/4L، 2/4L، 3/4L و 25 متری از خروجی زهکش بود. نتایج نشان داد که مقدار هدایت هیدرولیکی به طور متوسط در مزارع به طور واقعی 95/0 و در شرایط طراحی 89/0 متر بر روز و مقدار ضریب زهکشی به طور واقعی 36/2 و در شرایط طراحی 6/2 میلی متر بر روز در نظر گرفته شده بود.. همچنین، بررسی روابط پیشنهادی برای طراحی سامانه زهکشی نشان داد که رابطه ی دام بالاترین دقت و رابطه ی وان شیلفگارد بیشترین خطا را در تعیین سطح ایستابی داشت. شاخص کنترل عمق سطح ایستابی بین 82/0 تا 11/1 و شاخص کنترل خروج شوری از خاک بین 3/0- تا 9/0- قابل قبول بود. شاخص عملکرد محصول، در محدوده ی (86/0-78/0) به دست آمد. درمجموع، پس از چهار سال از اجرای این سامانه زهکشی، بهره وری تولید گندم نسبت به شرایط فاقد زهکشی، به طور متوسط از 55/2 تن در هکتار به 1/4 تن در هکتار، حدود 62 درصد افزایش یافت.کلید واژگان: زهکش زیرزمینی، شوری، هدایت هیدرولیکی، ضریب زهکشیEvaluation of drainage systems helps researchers and planners to examine the strengths and weaknesses of these systems and improve them in future plans. For this reason, in the present study, the performance of the drainage system implemented in the Gamboa irrigation and drainage network, located in the agricultural lands of Hamidieh city, was evaluated. In this research, she investigated the changes in water table level and salinity exit from the soil profile and measured the design indicators of underground drains. In order to read the water level fluctuations of the reservoir, observation wells were installed at intervals of 0.3, 0.8, 1.5, 2.5 and 15 meters and in the middle of the underground drains. The installation intervals of the observation wells between two drainage lines were 1/4L, 2/4L, 3/4L and 25 meters from the drain outlet. The results showed that The average hydraulic conductivity value in fields was 0.95 in reality and 0.89 m/day in design conditions, and the drainage coefficient value was 2.36 in reality and 2.6 mm/day in design conditions. Also, the examination of the proposed relationships for the design of the drainage system showed that Damm's relationship had the highest accuracy and Van Schilfgaard's relationship had the highest error in determining the water level. The control index of the depth of the ponding surface was between 0.82 and 1.11 and the control index of salinity exit from the soil was acceptable between -0.3 and -0.9. Product performance index was obtained in the range of (0.86-0.78). In total, after four years of the implementation of this drainage system, the productivity of wheat production increased by 62% from 2.55 tons per hectare to 4.1 tons per hectare compared to the conditions without drainage.Keywords: Underground Drain, Salinity, Hydraulic Conductivity, Drainage Coefficient
-
امروزه کمبود منابع آب با کیفیت مناسب و کاهش کیفیت آبهای موجود ضرورت استفاده از آب های نامتعارف را انکار ناپذیر کرده است. این پژوهش بهمنظور بررسی تاثیر کاربرد کربن فعال و نانوزئولیت غنی شده با پتاسیم بهعنوان مواد جاذب در شرایط آب شور بر عملکرد، و برخی صفات گوجه فرنگی در دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه خلیج فارس در شرایط گلخانه ای در سال 1401 اجرا شد. آزمایش بهصورت فاکتوریل، در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار انجام گرفت. فاکتورها شامل تیمار شاهد (بدون مواد جاذب)، نانوزئولیت غنی شده با پتاسیم و کربن فعال در دو سطح (15 و 30 گرم در کیلوگرم بستر کشت) و سطوح شوری آب در سه سطح (8/1، 5/3 و dS/m5/5) بود که سطوح شوری مورد نظر با استفاده از زه آب، آب تصفیه کن چاه کشاورزی اعمال گردید. نتایج نشان داد که که با افزایش شوری بهdS/m 5/5، شاخص های عملکردی و رشدی کاهش یافتند. بیش ترین عملکرد (66/6 کیلوگرم)، وزن میوه (33/96 گرم) و بهره وری مصرف آب (75/27 کیلوگرم بر متر مکعب) مربوط به تیمار 15 گرم نانوزئولیت غنی شده در کیلوگرم بستر کشت در محلول با شوری dS/m 8/1 بود. در بالاترین سطح تنش شوری (dS/m 5/5) کاربرد 15 گرم کربن فعال موجب افزایش 45 درصدی وزن میوه نسبت به تیمار فاقد ماده جاذب در همین سطح شوری گردید. شوری همچنین باعث کاهش معنی داری محتوای نسبی آب برگ، محتوای کاروتنوئید و میزان کلروفیل a و b و بهره وری مصرف آب شد، در حالی که کاربرد مواد جاذب باعث کاهش اثرهای منفی شوری گردید. علاوه بر این افزایش شوری موجب افزایش ویتامین ث، مواد جامد محلول، اسید کل قابل تیتراسیون، نشت الکترولیتی، لیکوپن و پرولین اندام هوایی گردید. بهطور کلی نتایج حاصل از این پژوهش، نشان دهنده اثرات مفید کاربرد کربن فعال و نانوزئولیت غنی شده در شرایط تنش شوری بر عملکرد و صفات فیزیولوژیکی و بهره وری آب در گوجه فرنگی می باشد.
کلید واژگان: بستر کشت، بهره وری مصرف آب، شوری، کربن فعال، کشت بدون خاکNowadays, salinity stress is the most important abiotic stress for plants, because in addition to reducing yield, it reduces the amount of fresh water and land that can be used for agriculture. By contrast, in soilless or hydroponic cultivation systems, plants are cultivated in an environment other than soil, in order to get to maximum plant density, improve yield and reduce soil contamination and nutrient uptake problems. Considering that tomato is a plant with high nutritional value and that it can be grown in different substrates, choosing a suitable substrate for cultivation that has the ability to reduce the effects of salinity is important. In order to study the effect of activated carbon and potassium-enriched nano zeolite as an adsorbent under salty conditions on yield, growth, physiological properties and water use efficiency of tomato.This experiment was performed as a factorial experiment in a completely randomized design with three replications in the Faculty of Agriculture and Natural Resources of the Persian Gulf in 2022 in greenhouse conditions with a temperature of 22 ± 5°C and a relative humidity of 50 to 70%. . The experiment consisted of two factors of cultivation bed and irrigation water salinity. Five types of culture media including basic culture media (cocopeat and perlite at 2/1v/v ) and the treatments of activated carbon and nanozeolite enriched with potassium at two levels of 15 and 30g of each adsorbent, which were added to the kg of basic culture medium. Salinity levels of water applied at three levels of 1.8, 3.5 and 5.5 dS/m of Hoagland solution. Salinity treatments were applied two weeks after the establishment of Adamino tomato seedlings in the culture bed, through the drip solution system, and continued until one week before the end of the experiment (120 days). The measured traits were total yield, average fruit weight, chlorophyll a, b and total, carotenoids, lycopene, vitamin C, TSS, TA of fruit extract, electrolyte leakage, relative content of leaf water, proline and water use efficiency.The results showed that with increasing salinity to 5.5 dS/m, tomato yield, fruit weight, relative leaf water content, chlorophyll a, b, and total chlorophyll, carotenoid content content and water use efficiency significantly decreased (p< 0.01), while the application of absorbent could had a better effect on these traits by reducing the effect of salinity. on the other hands, increasing salinity increased vitamin C, TSS, TA of fruit extract, electrolyte leakage, lycopene and proline of tomato shoots. Adverse effects of salinity on plant growth include osmotic stress, specific ion effects, and nutritional imbalance leading to morphological, physiological and biochemical disturbances. Our result showed that amending the substrate with activated carbon and potassium-enriched nanozeolite increased all studied traits of tomato except vitamin C at all salinity levels (p< 0.01). The highest yield of tomato (6.66 kg), fruit weight (96.33 g) and water use efficiency (27.75 kg/m3) were related to the treatment of 15 g/kg potassium-enriched in culture medium with the solution of 1.8 dS/m. The application of 15 g/kg activated carbon and 30 g/kg potassium-enriched nanozeolite of culture medium increased the yield and fruit weight by 45% and 28% respectively compared to the control treatment at the same salinity level. Zeolites consist of large open internal pores with a high cation-exchange capacity in crystal structure that result in high water holding capacity and nutrient retention. That improvement of the plant growth in zeolite-rich treatments may be associated with enhancement of macronutrient supplement and reduction of sodium uptake by plant root. In addition, In addition the potassium in nanozeolite and due to antagonistic relationship between potassium and sodium, caused the reduction of sodium absorption by the plant, so it moderates the negative effects of salinity stress and increases indicators related to growth and yield and water use efficiency of tomato. It seems that the use of activated carbon in this research has reduced the effects of salinity stress due to its high specific surface area and porous structure. In general, the results of this study show the beneficial effects of activated carbon and enriched nano zeolite on properties of tomatoes. In general, the results of this research show the beneficial effects of the application of activated carbon and potassium nano-enriched zeolite on the yield, phytochemical traits and water use efficiency of tomato under salinity stress conditions.
Keywords: Activated Carbon, Culture Medium, Salinity, Soilless Culture, Water Use Efficiency -
زمینه و هدف
آگاهی از نیاز آبی که تابعی از نوع گیاه و پارامترهای هواشناسی می باشد به منظور برنامه ریزی آبیاری، امری ضروری است. لایسی مترهای وزنی و زهکش دار کوچک به دلیل اندازه گیری مستقیم آب مصرفی، دقیق ترین روش برای محاسبه تبخیر-تعرق بوده و خطاهای ناشی از واسنجی نمودن وسایل اندازه گیری رطوبت خاک نظیر تانسیومتر، TDR و سایر وسایل اندازه گیری رطوبت خاک را ندارند. با توجه به محدودیت دسترسی به لایسی مترهای وزنی و زهکش دار در اکثر مزارع کشاورزی، تعیین نیاز آبی گیاه از طریق محاسبه تبخیر-تعرق مرجع و ضریب گیاهی، روشی مرسوم و پرکاربرد است. گلرنگ به علت دارا بودن بیش از 90 درصد اسیدهای چرب غیر اشباع، به ویژه اسید لینولئیک و اسید اولئیک می تواند نقش مهمی در گسترش سطح زیر کشت گیاهان روغنی و تامین دانه های روغنی در کشور داشته باشد. هدف پژوهش حاضر تعیین تبخیر-تعرق و ضریب گیاهی گلرنگ در شرایط بدون کمبود آب و شوری و هم چنین در شرایط تنش شوری و خشکی در گلخانه بود.
روش پژوهشپژوهش حاضر به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در گلخانه تحقیقاتی مرکز آموزش عالی کاشمر انجام شد. تیمارهای آزمایش سه رژیم آبیاری 100، 75 و 50 درصد نیاز آبی و چهار سطح شوری 7/0، 4، 8 و 12 دسی زیمنس بر متر بودند. به منظور اندازه گیری نیاز آبی گلرنگ از 36 گلدان به عنوان لایسی متر کوچک استفاده شد. گلدان ها به صورت روزانه توزین و آبیاری شدند و کسر رطوبت خاک آن ها از طریق اختلاف وزن گلدان در زمان آبیاری با وزن همان گلدان در حالت ظرفیت زراعی گلدانی به دست آمد. البته برای گلدان های تحت تنش خشکی، مقدار آب آبیاری، 75 و 50 درصد مقدار آب آبیاری برای گلدان هایی که به صورت کامل و بدون تنش خشکی آبیاری شدند، در نظر گرفته شد. تبخیر-تعرق گیاه مرجع چمن نیز به صورت روزانه و با استفاده از دو گلدان که در آن ها چمن کشت شده بود، اندازه گیری شد. از تقسیم تبخیر-تعرق گیاه در یک فاصله زمانی مشخص به تبخیر-تعرق گیاه مرجع در همان فاصله زمانی، ضریب گیاهی برای مراحل چهارگانه رشد گلرنگ به دست آمد. در تیمارهای آبیاری با آب شور، برای جلوگیری از تجمع نمک در محدوه ریشه گیاه کسر آبشویی محاسبه و اعمال شد. رسم نمودارها و تحلیل های آماری با استفاده از نرم افزارهای اکسل، SPSS و سیگما پلات انجام شد.
یافته هانتایج تجزیه واریانس تبخیر-تعرق گلرنگ نشان داد که شوری، خشکی، مرحله رشد و اثر توامان آن ها بر تبخیر-تعرق در سطح احتمال یک درصد (P<0.01) معنی دار بود. با افزایش تنش شوری و خشکی تبخیر-تعرق گیاه به طور معنی داری کاهش یافت. بیش ترین تبخیر-تعرق در طول فصل رشد برای تیمار شاهد (یعنی تیمار بدون کمبود آب و شوری) و به اندازه 5/269 میلی متر و کم ترین مقدار آن در تیمار W2S3 و به اندازه 2/102 میلی متر اتفاق افتاد. برای تمام تیمارهای آزمایش، بیش ترین تبخیر-تعرق گیاه در مرحله میانی و کم ترین مقدار آن در مرحله اولیه رشد بود. مقدار ضریب گیاهی گلرنگ در شرایط بدون کمبود آب و شوری، در مرحله ابتدایی، توسعه، میانی و پایانی رشد به ترتیب 55/0، 9/0، 26/1 و 85/0 به دست آمد. در شرایط تنش شوری و خشکی شدید ضریب گیاهی گلرنگ در مرحله ابتدایی، توسعه، میانی و پایانی رشد به ترتیب به 07/0، 18/0، 3/0 و 13/0 کاهش یافت.
نتیجه گیریبا توجه به کاهش کمی و کیفی منابع آب زیرزمینی در اکثر مناطق کشور و به خصوص در دشت ممنوعه بحرانی کاشمر، تعیین دقیق نیاز آبی گیاهان زراعی و باغی و از جمله گیاه دانه روغنی و ارزشمند گلرنگ از اهمیت بالایی برخوردار است. استفاده از لایسی مترهای وزنی و زهکش دار کوچک روشی دقیق در تعیین تبخیر-تعرق گیاهان به شمار می رود اما محدودیت دسترسی به آن در بیش تر مزارع کشاورزی باعث شده است که پژوهشگران و مجریان طرح های آبیاری اعم از سطحی و تحت فشار، برای محاسبه نیاز آبی گیاهان زراعی و باغی از ضرایب گیاهی ارائه شده در نشریه شماره 56 فائو استفاده نمایند. نتایج تحقیقات زیادی نشان داده است که استفاده از ضرایب گیاهی ارائه شده در نشریه فائو 56 منجر به بیش برآورد یا کم برآورد نیاز آبی گیاهان نسبت به شرایط واقعی و محلی می شود لذا این ضرورت احساس می گردد که ضریب گیاهی بر اساس شرایط اقلیمی و محلی تعیین گردد. از طرفی تاثیر تنش شوری و خشکی بر این ضریب اهمیت مطالعه و تعیین ضریب گیاهی در مناطقی مانند دشت ممنوعه بحرانی کاشمر که شوری آب آبیاری و کاهش کمی آن کشاورزی منطقه را به مخاطره انداخته است، دوچندان می نمایند. لذا پیشنهاد می گردد به منظور مدیریت صحیح و کارآمد منابع آب، ضریب گیاهی در شرایط تنش شوری و خشکی برای گیاهان زراعی با ارزش اقتصادی بالا مانند گیاه دانه روغنی گلرنگ تعیین شود.
کلید واژگان: شوری، کمیابی آب، لایسی متر کوچک، نیاز آبیBackground and AimIt is essential to know the water requirement, which is a function of the type of plant and meteorological parameters in order to irrigation scheduling. Due to the direct measurement of water consumption, weighting and drainage microlysimeters are the most accurate method for calculating evapotranspiration. As the access to weighting and drainage lysimeters in most agricultural fields is limited, determination of plant water requirement by calculating the reference evapotranspiration and plant coefficient is a common and widely used method. The objective of the present study was to determine the evapotranspiration and crop coefficient of safflower in conditions without water and salinity stresses and also in conditions with salinity and drought stress in greenhouse.
MethodThe present study was done as factorial in a form of completely randomized design with three replications in greenhouse research at Kashmar higher education institute. The experiment treatments were three irrigation regimes including 100, 75 and 50 percent of water requirement and four salinity levels including 0.7, 4, 8 and 12 dS m-1. In order to measuring safflower water requirement 36 pots were used as a microlysimetre. The pots were weighted and irrigated daily and soil deficit moisture was obtained through the difference of the pot weight at the time of irrigation with the weight of the same pot at the status of potted agricultural capacity. By dividing plant evapotranspiration in a specific time interval to reference plant evapotranspiration in the same time interval, the plant coefficient for the four stages of safflower growth was obtained. Graphs drawing and statistical analysis were done using Excel, SPSS and Sigma Plot software.
ResultsThe results of variance analysis of safflower evapotranspiration showed that salinity, drought, growth stage and their combined effects on evapotranspiration were significant at the probability level of one percent (P<0.01). With the increase of salinity and drought stress, plant evapotranspiration decreased significantly. The highest evapotranspiration during the growing season was occurred for the control treatment (i.e. the treatment without water and salinity deficit) by amount of 269.5 mm and the lowest amount of it was observed in the W2S3 treatment by amount of 102.2 mm. For all of the experimental treatments, the highest plant evapotranspiration was observed in the middle stage and the lowest of it was seen in the early stage of growth. The value of crop coefficient of safflower in the conditions without water and salinity deficit, in the initial, development, middle and final stages of growth was obtained as 0.55, 0.9, 1.26 and 0.85 respectively. Under severe drought and salinity stress, safflower crop coefficient decreased to 0.07, 0.18, 0.3, and 0.13, in the initial, development, middle, and final stages of growth respectively.
ConclusionDue to the quantitative and qualitative reduction of underground water resources in most regions of the country, especially in the forbidden plain of Kashmir, accurate determination of the water requirements of agricultural and garden plants, including the valuable oilseed plant safflower, is of great importance. The use of weighting and drainage microlysimeters is considered as an accurate method in determining the evapotranspiration of plants, but the limited access to them in most agricultural fields has caused researchers and implementers of irrigation projects, both surface and pressurized irrigation, to calculate the water requirement of agricultural and garden plants used the crop coefficients presented in FAO irrigation and drainage paper No.56. The results of many researches have shown that the use of crop coefficients presented in FAO irrigation and drainage paper No.56 leads to overestimation or underestimation of the water requirement of plants compared to real and local conditions. Therefore, it is felt necessary to determine the crop coefficient based on local and climatic conditions. On the other hand, the effect of salinity and drought stress on this coefficient doubles the importance of studying and determining the crop coefficient in areas such as the critical forbidden plain of Kashmar, where irrigation water salinity and its quantitative decrease have endangered the agriculture of the region. Therefore, in order to properly and efficiently management of water resources, it is suggested to determine the crop coefficient in the conditions of salinity and drought stress for agricultural plants with high economic value such as safflower oilseed plant.
Keywords: Microlysimeter, Salinity, Water Requirement, Water Scarcity -
مقدمه و هدف پژوهش:
تالاب ها به واسطه ی برخورداری از کارکردهای مثبت محیط زیستی و ارائه خدمات مستقیم و غیرمستقیم به جوامع بشری و نیز به عنوان یک دارایی، بسیار حائز اهمیت هستند. این امر باعث شده در جوامع مختلف توجه فزاینده ای برای احیا و نگهداری آن ها صورت گیرد. تالاب شادگان تالابی است با آب شیرین -شور و لب شور و سالانه حدود 900 میلیون مترمکعب از منابع آبی جراحی وارد شادگان می شود. متاسفانه این تالاب به واسطه فعالیت های توسعه ای پیرامون آن، افزایش ورود آلاینده ها و کاهش جریان های شیرین ورودی، با تهدید جدی روبرو است. برداشت های بی رویه از منابع آب تالاب و تخلیه زباله های شهری درون محدوده ی آن در کنار تکه تکه کردن تالاب به واسطه احداث جاده ها، ایجاد ایستگاه های تقویت فشار برق، گاز و لوله گذاری نفت و نیز ایجاد صنایعی چون نوپانسازی، الکل سازی و کشت و صنعت نیشکر که پساب خود را درون تالاب تخلیه می کنند، همه و همه در نابودی این تالاب نقش داشته و دارند. ارزش اقتصادی تالاب ها از یک سو و تنظیم آب و هوا، جلوگیری از سیل، حفاظت از تنوع گیاهی و جانوری، زیبایی و جاذبه های بصری ذاتی تالاب، جاذبه های توریستی و ایجاد فضایی برای زندگی پرندگان مهاجر و مکانی غنی برای بررسی های تحقیقاتی و علمی از سوی دیگر از مهم ترین موضوعات موردتوجه در یک تالاب است. توسعه طرح های منابع آب و تنظیم جریان رودخانه ها اغلب به عنوان جدی ترین تهدید برای پایداری اکولوژیکی رودخانه و تالاب ها شناخته شده است.
مواد و روش هابا توجه به اهمیت تالاب شادگان از جهات مختلف، در این پژوهش با استفاده از شاخص هدایت الکتریکی، روند تغییرات شوری آب در سطح این تالاب را در پنج دهه اخیر پهنه بندی و تحلیل شد و در نهایت رابطه میان مساحت و شوری آب در سطح این تالاب مهم به دست آمد. همچنین با استفاده از داده های هدایت الکتریکی 23 ایستگاه موجود در سطح تالاب و با کمک تصاویر ماهواره ای و تکنیک های سنجش از دور و روش درون یابی IDW به بررسی تغییرات این شاخص در مدت ذکرشده پرداخته شد که منجر به یک رابطه ریاضی شد.
نتایج و بحث:
بر اساس نتایج تحقیق، فعالیت های انسانی بالادست، به ویژه سدسازی و طرح های توسعه کشاورزی، تاثیر زیادی بر کمیت و کیفیت تالاب داشته است. با تغییرات اقلیمی و خشکسالی، این اثرات تشدید شده و منجر به کاهش سطح تالاب و همچنین افزایش شوری آب تالاب شده است. این تغییرات را می توان هم از نظر ابعاد زمانی و هم از نظر مکانی مشاهده کرد. متعاقبا، نتایج بیانگر روند افزایش شوری از بخش های جنوبی به سمت شمال و همچنین نمود بیشتر افزایش شوری در قسمت های جنوبی در اثر کاهش جریان آب شیرین ورودی (تابیش از دو برابر) نیز می باشد. بر اساس نتایج، سه سطح شوری در تالاب وجود دارد: شور، لبشور و فوق شوری و افزایش شوری در هر سه پهنه مشاهده می شود. نتایج و معادلات حاضر بعنوان یک دستاورد مورد استفاده مدیران آب و محیط زیست بوده و آنها می توانند با اندازه گیری وسعت تالاب با استفاده از فناوری های مختلف، EC آب در ایستگاه های کلیدی و شاخص و در نهایت در سطح تالاب را تخمین بزنند. و یا برعکس با مشخص بودن EC، وسعت تالاب را برآورد کنند. بنابراین با گذشت زمان، سطوح و مناطق شور و فوق شوری گسترش یافته و سطح آب شور کاهش یافته است. انتظار می رود که این روند در طول زمان ادامه یابد و در نتیجه آب نمک دریا به سمت تالاب پیش برود و میزان شوری در آن افزایش یابد.
نتیجه گیریبر اساس این مطالعه، با توجه به رابطه بین شوری و سطح تالاب و همچنین مساحت آبی تالاب، می توان شوری آن را در سه پهنه تخمین زد. با اندازه گیری شوری آب در چندین ایستگاه کلیدی در هر یک از سه منطقه، می توان سطح آب تالاب را تخمین زد. در پایش، مدیریت و حفاظت کیفی تالاب و در نتیجه گونه های آن، این معادله و روابط آن می توانند نقش مهمی ایفا کند.
کلید واژگان: تصاویر ماهواره ای، تالاب شادگان، شوری، وسعت آب، روش های زمین آماریIntroductionWetlands are highly beneficial to human societies due to their positive environmental functions, direct and indirect functions, as well as their value as an asset. It has led to an increase in the attention given to their restoration and maintenance in different societies. Shadgan Wetland contains fresh-salty, and brackish water, and approximately 900 million cubic meters of Jarahi water resources enter Shadgean every year. The wetland is at risk of serious harm as a result of the developmental activities occurring around it, which are causing pollutants to enter the wetland and reducing the quantity of fresh water coming in. A number of factors contribute to the destruction of this wetland, including over-exploitation from its water resources, the discharge of urban waste within its limits, the fragmentation of the wetland as a result of road construction, the construction of stations to increase the pressure on electricity, gas and oil pipelines, as well as effluents from industries such as bread making, alcohol production, sugarcane cultivation and industry. The economic value of wetlands and climate regulation, flood prevention, protection of plant and animal diversity, beauty and inherent visual attractions of wetlands, tourist attractions, as well as creating an opportunity for migratory birds to nest and a place for scientific research are among the most important considerations in the design of a wetlands. The development of water resources schemes and the regulation of river flows are often recognized as the most serious threats to the ecological sustainability of rivers and wetlands.
MethodThis study attempts to determine the change in water salinity of Shadegan wetland in the last five decades using the electrical conductivity index due to the importance of Shadegan wetland in various ways. Finally, a relationship has been established between the area and the salinity of this significant wetland. Also, by using electrical conductivity data from 23 stations in the lagoon and with the help of satellite images and remote sensing techniques and interpolation methods (IDW), the changes of this index in the mentioned period were investigated, leading to a mathematical relationship.
Results and DiscussionAccording to the research results, upstream human activities, especially dam constructions and agricultural development projects, have had a great impact on the quantity and quality of the wetland. With climate change and drought, these effects have intensified, resulting in a reduction of the wetland level as well as an increase in the salinity of the wetland water. These changes can be observed both in terms of their temporal and spatial dimensions. Consequently, the results show the trend of increasing salinity from the southern parts to the north and also the greater manifestation of the increase in salinity in the southern parts due to the decrease in the incoming fresh water flow (more than twice). According to the results, there are three salinity levels in the wetland: saline, brackish water, and super salinity, and a salinity increase is observed in all three zones The present results and equations are used as an achievement by water and environment managers and they can estimate the EC of water in key and indicator stations and finally at the level of the wetland by measuring the size of the wetland using different technologies. So over time, the levels and zones of saline and super salinity have expanded, and the levels of brackish water have decreased. It is expected that this process will continue over time, resulting in the sea salt water advancing towards the wetland and increasing the amount of salinity within it.
ConclusionsAccording to this study, based on the relationship between salinity and the level of the wetland, as well as the water area of the wetland, it is possible to estimate its salinity in three zones. By measuring the salinity of water at several key stations within each of the three zones, the wetland's water level can be estimated. In monitoring, managing, and qualitatively protecting the wetland and consequently its species, this equation and its relationships can play an important role.
Keywords: Geostatistical Methods, Satellite Images, Shadeghan Wetland, Water Salinity, Water Area -
این تحقیق با هدف بررسی اثرات روش های آبیاری سطحی، بابلر و قطره ای بر توزیع شوری در اطراف درختان پسته تحت مدیریت باغدار در خاکی با بافت لوم رسی شنی انجام شده است. روش های آبیاری مذکور در قالب طرح کرت های دو بار خرد شده بعنوان کرت اصلی، فاصله اندازه گیری شوری خاک از ردیف درختان در چهار سطح (5/0، 1، 2 و 5/3 متر) در کرت فرعی و عمق اندازه گیری شوری خاک در چهار سطح (0تا 30، 30 تا 60، 60 تا 90 و 90 تا 120 سانتیمتر) در کرت فرعی فرعی در نظر گرفته شدند و اندازه گیری ها طی دو سال زراعی انجام گردید. میزان آب کاربردی در روش های آبیاری نواری، قطره ای و بابلر به ترتیب 8150، 5060 و 6390 متر مکعب بر هکتار بدست آمد. اثر روش های آبیاری و فواصل از درخت در شوری خاک در سطح 1% معنی دار شد و نشان داد که میزان شوری خاک در روش های آبیاری متفاوت، و آبیاری قطره ای نسبت به سایر روش ها برتری دارد. نتایج توزیع شوری خاک در فواصل مختلف از ردیف درختان نیز اختلاف معنی داری را نشان داد و بیانگر آن است که با افزایش فاصله از ردیف درختان، شوری خاک نیز افزایش یافته است. تجمع املاح در روش آبیاری قطره ای در حاشیه محیط خیس شده و از فاصله 70 تا 80 سانتی متری از ردیف درختان، در لایه سطحی خاک شروع شد. نتایج نشان داد که روش آبیاری قطره ای با کاهش 38 درصد آب آبیاری، روشی مناسب برای آبیاری باغات پسته است و در صورتی که بدرستی طراحی، اجرا و بهره برداری شود و پایداری خاک مد نظر قرار گیرد، جایگزین مناسبی برای روش آبیاری سطحی مرسوم است. در مناطقی که آب آبیاری از کیفیت خوبی برخوردار نبوده و بارش سالیانه توان آبشویی خاک را ندارد، برای حفظ و پایداری خاک، باید آبشویی سالیانه خاک با استفاده از روش آبیاری سطحی انجام شود.
کلید واژگان: پسته، روش آبیاری، شوری، قمThe objective of this research was to investigate the effects of surface, bubbler and drip irrigation methods on salinity distribution around pistachio trees under gardener management in a soil with sandy clay loam texture. For this purpose, an experiment in the form of split split plots with three treatments of irrigation methods in the main plot, the distance from the row of trees at four levels (0.5, 1, 2 and 3.5 meters) in the sub-plot and the depth of soil at four levels (0 to 30, 30 to 60, 60 to 90 and 90 to 120 cm) in the sub-sub plot in three replications was done. Then applied water and soil salinity during two crop years were measured. According to the results, the amount of applied water in border, drip and bubbler irrigation was 8150, 5060 and 6390 m3c/ha, respectively. The effect of irrigation methods and distances from trees on soil salinity was significant at 1% level and showed that drip irrigation is superior to other methods. Salt distribution at different distances from the trees row also showed a significant difference. Solutes accumulation under drip irrigation has started in surface layer at the edge of the wet environment and at a distance of 70 to 80 cm from the row of trees. Accordingly, the drip irrigation is one of the suitable irrigation methods for pistachio gardens, under properly designed, implemented and operated and soil sustainability consideration, and it is a suitable alternative to the conventional surface irrigation. In drip irrigation, the amount of irrigation water was 38% less than the surface irrigation. It is obvious that in the areas where the irrigation water is not a good quality and the effective annual rainfall unable to leaching the soil, the soil should be leaching annually using the surface irrigation method.
Keywords: Irrigation system, Pistachio, Qom, Salinity -
در این مطالعه به بررسی تاثیر آب زیرزمینی کم عمق و شور بر عملکرد و پارامترهای گیاهی کینوا رقم تیتیکاکا، در محیط گلخانه در دو سال زراعی 1397 و 1398پرداخته شد. آزمایش در قالب طرح فاکتوریل بلوک های کامل تصادفی با 3 تکرار انجام شد. تیمارهای اعمال شده شامل سطوح ایستابی کم عمق (با اعماق 6/0، 8/0 و 1/1 متر) و شور (با سطوح شوری 1، 2، 6 و 10 دسی زیمنس بر متر از نمک Nacl) بود. نتایج نشان داد با افزایش شوری آب از 1 تا 10 دسی زیمنس بر متر و با افزایش عمق سطح ایستابی میزان آب زیر زمینی مورد استفاده، درصد مشارکت آب زیر زمینی و مشارکت آب زیر زمینی به طور معنی داری کاهش یافت. درصد مشارکت آب زیرزمینی برای سطوح مختلف شوری 1، 2،6 و 10 دسی زیمنس بر متر در عمق های سطح ایستابی 6/0، 8/0 و 1/1 متر به ترتیب (12/71، 51/55، 43/37)، (68/66، 21/51، 84/35)، (1397/60، 92/46، 57/32) و (93/56، 03/43 و 15/30) حاصل شد. افزایش شوری موجب کاهش عملکرد بیولوژیک و عملکرد دانه و افزایش عمق سطح ایستابی سبب افزایش عملکرد بیولوژیک و عملکرد دانه گردید. نتایج کلی پژوهش نشان داد در هیچ کدام از تیمارها، نیاز آبی گیاه به صورت صددرصدی در هیچ روزی توسط آب زیرزمینی تامین نشده و همواره بخشی از نیاز آبی گیاه در طول دوره رشد از طریق آبیاری تامین گردیده است. همچنین می توان گفت که استفاده از منابع آبی زیرزمینی کم عمق و شور (شوری کمتر از 2 دسی زیمنس بر متر) به منظور رفع نیاز آبی گیاه کینوا می تواند سبب کاهش میزان آبیاری و کمک به تبخیر و تعرق گیاه گردد.
کلید واژگان: لایسیمتر، کینوا، عملکرد، شوری، آب زیرزمینی کم عمقIn this study, the effect of shallow and saline groundwater on the yield andparameters of quinoa in the greenhouse environment in two crop years 2018 and 2019 was investigated. The experiment was conducted in the form of factorial design of randomized complete blocks with 3 replications. The applied treatments included shallow (with depths of 0.6, 0.8 and 1.1 m) and saline (with salinity levels of 1,2, 6 and 10 decisiemens/meter of NaCl salt). The results showed that with the increase of water salinity from 1 to 10 decisiemens/meter and with the increase of the depth of the groundwater level, the percentage of groundwater contribution and the contribution of groundwater decreased significantly. The percentage of underground water participation for different salinity levels of 1, 2, 6 and 10 decisiemens/m in the depths of the water table 0.6, 0.8 and 1.1 meters respectively (37.43, 55.51, 71.12), (35/84, 51.21, 66.68,), (32.57, 46.92, 60.1397) and (30.15, 43/03, 56.93) were obtained. the increase in salinity caused a decrease in biological yield and an increase in the depth of the ponding surface caused an increase in biological yield and grain yield.The general results of the research showed that in none of the treatments, the water requirement of the plant was never provided by underground water in a hundred percent way, and a part of the water requirement of the plant was always supplied through irrigation during the growth period. It can also be said that the use of shallow and salty underground water resources (salinity less than 2 decisiemens/meter) in order to meet the water needs of the quinoa plant can reduce the amount of irrigation and contribute to the evaporation and transpiration of the plant
Keywords: Lysimeter, Quinoa, Yield, Salinity, shallow ground water -
نشریه علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی)، سال بیست و هشتم شماره 1 (پیاپی 107، بهار 1403)، صص 145 -159
کاهش منابع آب باتوجه به مسئله تغییر اقلیم جهانی و رشد جمعیت یکی از بحرانی ترین مسائل پیش روی طراحان و برنامه ریزان توسعه فضاهای سبز در شهرها است. در برابر این چالش ها، نیاز فوری به بهبود کارایی مصرف آب و استفاده زنجیره ای از منابع آب با گزینه های مناسب وجود دارد. در این راستا باتوجه به حجم قابل توجه پساب های شهری، استفاده مجدد از آن در آبیاری فضای سبز، از دیدگاه مدیریت منابع آب از نظر زیست محیطی و اقتصادی اهمیت دارد. به همین منظور در این پژوهش تاثیر پساب فاضلاب تصفیه خانه شهر پرند بر خصوصیات شیمیایی خاک تحت کشت سه نوع گیاه پوششی (فرانکینیا (FR)، فستوکا آبی (FE)، دایکوندرا (DI)) در بستری با خاک لومی شنی بررسی می شوند. این مطالعه به صورت یک آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی با استفاده از اختلاط آب و پساب در 4 سطح با تیمارهای آبیاری صفر (شاهد)، 50، 75 و 100 درصد نسبت به آب شیرین و 3 تکرار مورد بررسی قرار گرفت و سپس خصوصیات شیمیایی خاک مانند pH، EC، OC، Na، Cl، Ca، Mg مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج به دست آمده از پارامترهای آنالیز شیمیایی خاک نشان داد که مقدار pH در تمامی تیمارهای دارای پساب نسبت به شاهد کاهش یافت که این مقدار کاهش در هیچ تیماری معنی دار نشد. مقادیر EC و Cl در تمامی گیاهان دارای افزایش بوده که این مقادیر در تیمارهای FR100 به ترتیب با افزایش حدود 195 و 561 درصدی نسبت به شاهد و در تیمار FE100 به ترتیب با افزایش حدود 54 و 162 درصدی در سطح احتمال 5 درصد معنی دار شد. مقدار OC در تیمار FR100 با افزایش حدود 41 درصدی نسبت به تیمار شاهد معنی دار شد؛ اما در سایر گیاهان این نسبت در هیچ تیماری معنی دار نشد. بیشترین مقدار Mg در تیمار FR50 به مقدار 30/27 بوده که دارای اثر معنی دار نسبت به سایر تیمارها است. مقدار Na و Ca در تیمار FR100 به ترتیب با افزایش حدود 343 درصدی و 130 درصدی نسبت به تیمار شاهد معنی دار شد، در حالی که در گیاهان FE و DI این نسبت در هیچ تیماری معنی دار نشد.
کلید واژگان: شوری، فضای سبز، فرانکینیا، کلرید، کربن آلیThe reduction of water resources due to the issue of global climate change and population growth is one of the most critical issues facing the designers and planners of the development of green spaces in cities. Against these challenges, there is an urgent need to improve the efficiency of water consumption and chain use of water resources with suitable options. Due to the significant volume of urban wastewater Effluent, its reuse in green space irrigation is important from the point of view of water resource management from an ecological and economic point of view. The effect of the Parand city wastewater treatment plant on the chemical properties of soil under the cultivation of three types of cover crops (Frankinia (FR), Festuca (FE), Dichondra (DI)) in a bed with sandy loam soil is investigated. This study was conducted as a factorial experiment based on a completely randomized design using mixing of water and Effluent at 4 levels with irrigation treatments of zero (control), 50, 75, and 100% compared to fresh water and 3 replications, and then the soil chemistry characteristics such as pH, EC, OC, Na, Cl, Ca, and Mg were evaluated. The results obtained from the soil chemical analysis parameters showed that the pH value decreased in all the treatments with effluent compared to the control, and this decrease was not significant in any treatment. The values of EC and Cl have increased in all plants, and these values were significant in the FR100 treatments with an increase of about 195 and 561% compared to the control, and in the FE100 treatment with an increase of about 54 and 162%, respectively, at the 5% probability level. The amount of OC in the FR100 treatment was significant with an increase of about 41% compared to the control treatment, but in other plants, this ratio was not significant in any treatment. The maximum amount of Mg in the FR50 treatment was 30.27, which has a significant effect compared to other treatments. The amount of Na and Ca in the FR100 treatment was significant with an increase of about 343% and 130%, respectively, compared to the control treatment, while in FE and DI plants, this ratio was not significant in any treatment.
Keywords: Salinity, Green Space, Frankenia, Chloride, Organic Carbon -
چگالی میوه در محصولات کشاورزی بر روی کیفیت محصول و در نتیجه نگهداری و انبارداری محصولات موثر است. برای بررسی تغییرات چگالی میوه زیتون، مطالعه ای در باغ زیتون 20 ساله با رقم روغنی طی دو سال زراعی متوالی 1399 و 1400 در قالب تیمارهای با پنج سطح آبیاری (به ترتیب 25 درصد نیاز آبی زیتون 1I، 50 درصد نیاز آبی زیتون 2I، 75 درصد نیاز آبی زیتون 3I، 100 درصد نیاز آبی زیتون 4I و 125 درصد نیاز آبی زیتون 5I) وسه سطح شوری (آب شور چاه مورد استفاده کشاورزی در منطقه، 1S با dS/m 5/7- 5/3EC =، تلفیق 50 درصدی از آب چاه و آب آشامیدنی منطقه، 2S و آب شیرین(شرب منطقه)، 3S با dS/m 35/1- 8/0EC =)، با سه تکرار به صورت طرح آزمایشات فاکتوریل، در قالب بلوک های کامل تصادفی انجام شد. تیمار IS نماینده شاهد بود. مشخصه های وزن و حجم میوه زیتون در بازه های زمانی مختلف (هفت مرتبه) از ظاهر شدن میوه (خردادماه) الی برداشت میوه جهت تولید روغن (آذرماه) بررسی و اندازه گیری شد. به طور کلی نتایج نشان داد که آب آبیاری نرمال (4I و 5I) و کیفیت مناسب (2S و 3S) باعث افزایش وزن و حجم میوه زیتون و تغییر در چگالی میوه زیتون می شود. اثر متقابل شوری و آبیاری بر روی میزان چگالی میوه زیتون در سطح پنج درصد در هر دو سال مطالعه معنی دار شد. در سال 1399، در تیمارهای مختلف آبیاری از 2I تا 5I، تغییرات چگالی میوه در دوره دوم رشد میوه در سطح شوری (1S) نسبت به سطوح شوری دیگر (2S و 3S) بیشتر شد. در همین بین، بیشترین و کمترین مقدار به ترتیب مربوط در تیمارهای آبیاری 2I و 3I بود. درسال 1399، بیشترین چگالی (gr/cm1356/1) در سطح شوری بالا (1S) و در تیمار آبیاری کم (I) مشاهده گردید. در سال 1400، در تمامی تیمارهای آبیاری بیشترین مقدار چگالی میوه (gr/cm1105/1) در دوره اول رشد مربوط به سطح شوری 1S و در مرحله دوم رشد نسبت به دیگر سطوح شوری کمتر شده (با شیب ملایم) است. در همین سال، در مرحله دوم از رشد میوه زیتون، تیمار IS بیشترین مقدار (gr/cm0753/1) و در تیمار IS کمترین مقدار چگالی میوه (gr/cm9899/0) را به خود اختصاص دادند. با وجود اینکه کیفیت و کمیت پایین آب آبیاری (1S و 1I و 2I) باعث کاهش وزن و حجم میوه زیتون می شود اما در بهبود کیفیت روغن مناسب است و روی چگالی میوه زیتون تاثیرگذار خواهند بود.
کلید واژگان: چگالی میوه، زیتون، شوری، کم آبیاریIntroductionAs it has been for several years, drought conditions in various regions of Iran, including the central part of Marvdasht city in Fars province, have been very noticeable and have led to a severe decrease in the quantity and quality of groundwater, resulting in severe restrictions on agricultural production. Therefore, the farmers in the region have spontaneously turned to planting drought-resistant trees such as olives and pistachios. On the other hand, due to the significant reduction in the quantity and quality of groundwater in the study area, the quantitative and qualitative parameters of the fruit of the region's agricultural products, especially olive trees, which are irrigated under these conditions, are effective. It can be said that the quality parameters of olives increase with low irrigation and high salinity (to a tolerable extent). On the other hand, water and salinity stresses will have different effects on the performance of the mentioned plants. In this region, olives are used in two forms, canned and oil production. The amount of olive oil is often dependent on the growing conditions and fruit ripeness, and how the oil accumulates. The amount of oil in the dry matter of the fruit during the fruit ripening period (second fruit growth period) and its accumulation increases until the onset of dark purple. The quantity and quality of irrigation water affect the time and amount of oil accumulation, as well as the quality of olive oil. Also, the shelf life of olives in canned conditions and the shelf life of the aroma and taste of extra virgin olive oil are important features that will be controlled and examined by studying the density of olives during the fruit growth period. Therefore, the main purpose of this study is to investigate the changes in the density of olives during the fruit growth period under conditions of low irrigation and salinity stress.
MethodsThe study area is located in the central part of Marvdasht city in Fars province, Iran, at geographical coordinates '693196;3303288' with an elevation of 1620 meters above sea level. According to the De Martonne method, the climate of the region is semi-arid and the dominant wind direction is eastern. Two years (2020-2021) of field experiments were conducted to study olive fruit density in a 20-year-old olive orchard (Roghani variety). The experiment utilized a factorial layout in a randomized complete blocks design with three replications. Five irrigation levels (I1-I5) were tested, ranging from 25% to 125% of olive water requirement. Three saline water levels (S1-S3) were also included, with S1 being saline well water with an electrical conductivity of 3.5-7.5 dS/m, S2 being a combination of 50% well water and fresh water, and S3 being fresh water. The weight and volume characteristics of olive fruits were examined and measured at seven different periods, starting from the fruit's appearance in June until its harvest in December for oil production. The I5S3 represented the control treatment.
ResultsDespite the fact that poor quality and quantity of irrigation water (S1, I1, and I2) will result in a decrease in the weight and volume of olive fruit, it is beneficial for improving the quality of suitable oil and will have an impact on the density of olive fruit. Oil production in olive fruit, which occurs during the second period of fruit growth, has a significant role in the density of the fruit. If the volume of fruit does not change (in the case of low-quality and low-quantity irrigation water), due to the increase in oil in a specific volume, it will lead to an increase in fruit weight and consequently an increase in olive density. The increase in density during the first growth period is accompanied by the production of dry matter in the fruit. A decreasing trend in the density of olive fruit can be observed in all irrigation treatments and different salinity levels in both consecutive years. The study found that normal irrigation water (I4 and I5) and appropriate quality (S2 and S3) increase the weight and volume of olive fruit and alter the density of olive fruit. The interaction effect of salinity and irrigation on the density of olive fruit was significant (5%) in both years. In 2020, changes in fruit density during the second period of fruit growth at salinity level (S1) were more pronounced in different irrigation treatments from I2 to I5 compared to other salinity levels (S2 and S3). The highest and lowest density values in 2020 were I2 and I3, respectively. The highest fruit density (1.1356 gr/cm3) was observed in the high salinity level (S1) and low irrigation treatment (I2). In 2021, the highest fruit density (1.1105 gr/cm3) in the first period of growth is related to S1, and in the second period of growth, it decreases compared to S2 and S3. In the same year, I1S3 had the highest value (1.0753 gr/cm3) and I5S3 had the lowest value (0.9899 gr/cm3) in the second stage of olive fruit growth. Although low quality and quantity of irrigation water (S1, I1 and I2) reduces the weight and volume of olive fruit, it is suitable for improving the quality of oil and will affect the density of olive fruit.
Keywords: Fruit Density, Olive, Salinity, Deficit Irrigation -
آزمایشی به صورت فاکتوریل بر پایه بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه تبریز در سال 1397 اجرا شد. فاکتورهای آزمایشی شامل: سه سطح تنش شوری (غیر شور، شوری 3 و 6 دسی زیمنس بر متر) از منبع سدیم کلراید، محلول پاشی در سه سطح بدون محلول پاشی هورمونی و تغذیه ای، محلول پاشی دو میلی مولار سیلیسیم و محلول پاشی یک میلی مولار سالیسیلیک اسید و فاکتور سوم، تلقیح باکتریایی در چهار سطح شامل: بدون تلقیح، تلقیح با آزوسپریلیوم، تلقیح با ازتوباکتر و تلقیح توام دو باکتری بود. نتایج این تحقیق نشان داد که تنش شوری موجب کاهش رشد و عملکرد سیر گردید. محلول پاشی سالیسیلیک اسید و سیلیسیم و تلقیح با باکتری ها باعث بهبود جذب پتاسیم، افزایش ارتفاع بوته، سطح و تعداد برگ در بوته، ارتقاء اجزای عملکرد، عملکرد بیولوژیک و محصول سیر شد. تیمار های مورد استفاده به طور چشمگیری غلظت سدیم را در ریشه و برگ کاهش دادند. اثرات مثبت استفاده از تیمار های مورد مطالعه نه تنها تحت شرایط تنش شوری، بلکه در شرایط غیر شور نیز موجب بهبود رشد و عملکرد گیاه شد. در بین تیمارهای مورد مطالعه، محلول پاشی سالیسیلیک اسید و سیلیکون به همراه استفاده ترکیبی از باکتری های آزوسپریلیوم و ازتوباکتر اثرات مطلوب تری نسبت به سایر تیمارها بر رشد و بهره وری سیر نشان داد. در نهایت استفاده از باکتری های محرک رشد به همراه محلول پاشی سالیسیلیک اسید و سیلیکون برای مقابله با اثرات تنش شوری در گیاه سیر پیشنهاد شد.کلید واژگان: ازتوباکتر، سیر، سطح برگ، شوری، رشد گیاهThe factorial experiment based on a randomized complete block design was conducted with three replications at the research greenhouse of Tabriz University in 2017. The experimental factors include three levels of salinity stress (non-saline, salinity 3 and 6 dS/m) from the source of sodium chloride, foliar spraying in three levels without hormonal and nutritional foliar spraying, foliar spraying of 2 mM silicon and foliar spraying of 1mM salicylic acid, and the third factor, bacterial inoculation in four levels included: no inoculation, inoculation with Azosprilium, inoculation with Azotobacter and combined inoculation of two bacteria. The results of this research showed that the salt stress reduced the growth and yield of garlic. Spraying of salicylic acid and silicon and inoculation with bacteria improved potassium absorption, plant height, and leaf surface area, number of leaves per plant, yield components, biomass, and yield of garlic. The treatments significantly reduced the sodium concentration in both roots and leaves. The positive effects of the proposed treatments not only improved plant growth and performance under salinity stress conditions but also under non-saline conditions. Among the studied treatments, salicylic acid and silicon foliar applications along with the combined use of Azospirillium and Azotobacter showed more favorable effects on the growth and productivity of garlic than the other treatments. Finally, it was suggested to use growth-promoting bacteria in combination with salicylic acid and silicon solution spraying to mitigate the effects of salinity stress in garlic plants.Keywords: Azotobacter, Garlic, Leaf area, salinity, plant growth
-
در این پژوهش به بررسی کارایی گیاه جگن در حذف شوری آب در تالاب مصنوعی جریان سطحی پرداخته شد. در این پژوهش، نه عدد سامانه ساخته شد و جریان آب شهری، به صورت پیوسته، از آذر 1399 تا خردادماه 1400 برقرار شد. همه سامانه ها به صورت کشت در خاک و با تراکم های مختلف 10، 20، 30 و 40 سانتیمتر کاشته شد. زمان ماند هیدرولیکی انتخاب شده 5 روز بود و برای هر زمان ماند این آزمایش در سه مرحله، به مدت شش ماه، تکرار شد. غلظت کلسیم، منیزیم، پتاسیم، کلر، کربنات، بیکربنات و EC ورودی به سامانه ها و خروجی از آن ها اندازه گیری و تغییرات غلظت با استفاده از نرم افزار آماری SAS، مقایسه شد. نتایج مقایسه میانگین تراکم کشت گیاه، تغییرات دما، ماه و اثر متقابل آن ها در کارآیی حذف پارامترهای شوری در سطح اطمینان 95 درصد معنادار مشاهده شد. مقایسه میانگین اثر دما بر حذف شوری نشان دهنده تفاوت معنی داری بین بازدهی حذف شوری در بعضی از ماه های سال بود. اثر متقابل نشان داد که بیشترین بازدهی حذف شوری برابر 75/17 درصد در زمان ماند پنج روز در سامانه کشت در خاک و در تیرماه به دست آمد. با توجه به نتایج می توان گفت بزرگترین میانگین برای پارامتر EC در ماه آذر و در تراکم 40 سانتی متر اتفاق افتاده است و کمترین مقدار میانگین برای تراکم 20 سانتی متر در فروردین اتفاق افتاده است.کلید واژگان: تالاب مصنوعی، شوری، تراکم کشت، زمان ماند، جگنMaterials and methodsIn this research, nine numbers of systems were built and urban water flow was established continuously from December 2019 to June 2014. All systems were planted in the soil with different densities of 10, 20, 30 and 40 cm. The selected hydraulic retention time was 5 days, and for each retention time, this experiment was repeated in three stages, for six months. The concentration of calcium, magnesium, potassium, chlorine, carbonate, bicarbonate and EC input to the systems and their output were measured and the concentration changes were compared using SAS statistical software.ResultsThe comparison results of the average density of plant cultivation, changes in temperature, month, and their interaction in the efficiency of removing salinity parameters were observed to be significant at the 95% confidence level. Comparing the average effect of temperature on salinity removal showed a significant difference between the efficiency of salinity removal in some months of the year. The interaction effect showed that the highest salinity removal efficiency equal to 17.75% was obtained in the retention time of five days in the soil cultivation system and in July.ConclusionAccording to the results, it can be said that the highest average for the EC parameter occurred in December at a density of 40 cm and the lowest average value for a density of 20 cm occurred in April.Keywords: Artificial wetland, Salinity, Crop Density, retention time, Swamp palm
-
باتوجه به اهمیت منابع آب به ویژه منابع آب زیرزمینی، اعمال روش های مدیریتی مناسب در زمینه های کمی و کیفی به خوبی قابل درک است. هدف از این پژوهش، تعیین مناسب ترین روش درونیابی به منظور بررسی تغییرات مکانی و زمانی کیفیت آب در آبخوان دشت قاین می باشد. در پژوهش حاضر به منظور بررسی کیفیت آب، مقادیر 10 پارامتر کیفی آب شامل: غلظت یون های کلسیم، منیزیم، سدیم، کلر، پتاسیم، بی کربنات، سولفات، شوری، TDS و اسیدیته، با کمک روش های درونیابیIDW، LPI، GPI، OK و SK در سال های 1388 و 1398 درونیابی و مورد پژوهش قرار گرفته است. نتایج حاصل از مقایسه 5 روش میانیابی با استفاده از مقدار RE و RMSE نشان داد که برای اکثر پارامترها کیفی مورد بررسی روش IDW با کمترین میزان خطا، مناسب ترین روش برای میانیابی است. همچنین مشخص شد بیشترین مقدار خطا مربوط به روش میانیابی LPI برای پارامتر hco3 با مقدار 84/11 (mg l-1) و کمترین مقدار خطا مربوط به روش IDW برای پارامترهای EC و Cl به ترتیب با مقدار 01/0(µmos cm-1) و 01/0 (mg l-1) می باشد. با مقایسه نقشه های پهنه بندی IDW در سال 1388 و 1398 مشخص شد میزان غلظت اکثر پارامترهای کیفی مورد بررسی در دوره آماری مورد مطالعه افزایش یافته است. روند تغییرات افزایشی در آبخوان قاین در قسمت شمال شرق آن دارای شدت بیشتری می باشد و بیشترین روند افزایشی در این قسمت از آبخوان مربوط به غلظت یون کلسیم، کلر و شوری می باشد.
کلید واژگان: پهنه بندی، زمین آمار، شوری، کیفیت آب، IDWGiven the importance of water resources, especially groundwater resources, the application of appropriate management methods in quantitative and qualitative areas is well understood. The purpose of this study is to determine the most appropriate interpolation method to investigate the spatial and temporal changes in water quality in the Qaen plain aquifer. In the present study, in order to evaluate water quality, the values of 10 water quality parameters including: concentration of calcium, magnesium, sodium, chlorine, potassium, bicarbonate, sulfate, salinity, TDS and acidity ions, using IDW, LPI, GPI, OK and SK interpolation methods. It has been interpolated and researched in 2009 and 2017. The results of comparing 5 intermediate methods using RE and RMSE values showed that for most of the quality parameters studied, IDW method with the lowest error rate is the most suitable method for intermediation. It was also found that the highest error rate was related to the LPI intermediate method for the hco3 parameter with a value of 11.84 and the lowest error value was related to the IDW method for the EC and Cl parameters with a value of 0.01 . By comparing IDW zoning maps in 2009 and 2017, it was found that the concentration of most of the studied quality parameters has increased in the statistical period under study. The upward trend in Qaen aquifer in the northeastern part is more intense and the highest upward trend in this part of the aquifer is related to the concentration of calcium ions, chlorine and salinity.
Keywords: Zoning, statistical context, salinity, water quality, IDW -
نشریه علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی)، سال بیست و هفتم شماره 3 (پیاپی 105، پاییز 1402)، صص 265 -279
علاوه بر توزیع عناصر در فاز جامد خاک، گونه های عناصر در محلول نیز به دلیل اینکه مهم ترین بخش تامین کننده عناصر برای جذب ریشه است، اهمیت زیادی دارد. برای مطالعه کامل تر چرخه شیمیایی عناصر در خاک های شور تیمارشده با بیوچار مطالعه گونه بندی بسیار مفید است و راهکارهای عملی برای کاهش و یا تبدیل سمیت ناشی از عناصر سمی را در خاک های شور فراهم می نماید. بنابراین به منظور بررسی اثر بیوچار بر گونه بندی کادمیم در دو خاک آهکی شور 15 میلی گرم بر کیلو گرم کادمیم از منبع کادمیم کلرید به نمونه خاک ها (200 گرم) اضافه و نمونه ها به مدت 3 هفته در دمای 2±25 درجه سلسیوس در رطوبت 80 درصد ظرفیت مزرعه ای خوابانده شدند. سپس، 20 و 40 میلی مول بر کیلوگرم نمک سدیم کلرید (معادل 3/65 و 7/30 دسی زیمنس بر متر) به نمونه های خاک اضافه شد. در ادامه، 1 درصد (وزنی-وزنی) باگاس نیشکر و بیوچار دمای 400 درجه سلسیوس و بیوچار دمای 600 درجه سلسیوس در 3 تکرار به نمونه خاک اضافه و به مدت 3 ماه در دمای 2±25 درجه سلسیوس در رطوبت 80 درصد ظرفیت زراعی در انکوباتور نگه داری شدند. پس از پایان دوره خوابانیدن، برای گونه بندی کادمیم در محلول خاک (با نسبت 2 به 1)، غلظت کاتیون ها و آنیون های محلول در نمونه های خاک اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که اثر متقابل شوری، بیوچار و خاک بر +CdC120 ،CdC1+،Cd2 و -Cd(SO4)22 معنی دار بود. کاربرد بیوچار در خاک شنی موجب کاهش (0/05>p) غلظت گونه های +CdSO40،CdC120،CdC1 و +CdOH نسبت به خاک شاهد شد. درحالی که در خاک رسی تفاوت معنی داری دیده نشد. همچنین در خاک شنی شوری ناشی از کلریدسدیم باعث افزایش غلظت گونه های +CdCl و CdCl20 و کاهش گونه های CdSO40 و +CdOH نسبت به خاک شاهد شد (0/05>p). نتایج نشان داد که تاثیر بیوچار بر کاهش سمیت کادمیم در محلول در خاک شنی بیشتر از خاک رسی بود.
کلید واژگان: بیوچار، شوری، کادمیم، گونه بندیIn addition to the distribution of elements in the soil solid phase, element species in the solution are also very important due to their importance of providing elements for root uptake. For a deeper study of the chemical cycle of elements in saline soils treated with biochar, the study of speciation is very useful and provides a method to reduce or transform the toxicity caused by toxic elements in saline soils. Therefore, to investigate the effect of biochar on Cd speciation in two saline calcareous soils, 15 mg kg-1 Cd as cadmium chloride was added to the soil sample (200 g), and the soils were incubated for three weeks at 25±2 °C at 80% field capacity. After the incubation period, salinity levels of 20 and 40 mmol kg-1 as sodium chloride (equal to 3.65 and 7.30 dS m-1) were added to the soils. Then, the 1% (w/w) of the sugarcane bagasse and biochars produced at 400 and 600 °C were added to the soils, and then incubated for three months at 25±2 °C at 80% field capacity. At the end of the incubation period, for the speciation of Cd in the soil solution (in a 1 to 2 ratio), the concentration of dissolved cations and anions in the soil samples was measured. The results showed that the interaction between salinity, biochar, and soil on Cd2+, CdCl+, CdCl20, and Cd(SO4)22- was significant. The application of biochar in sandy soil reduced (p <0.05) the concentration of CdCl+, CdCl20, CdSO40, and CdOH+ species compared to the control soil, while it did not affect clay soil. Also, salinity caused by sodium chloride in sandy soil increased the concentration of CdCl+ and CdCl20 species and decreased CdSO40 and CdOH+ species compared to the control soil (p <0.05). The results showed that biochar in saline sandy soil was more effective than clay soil in reducing Cd toxicity.
Keywords: Biochar, Salinity, Cadmium, Speciation -
در این مطالعه، منابع آب زیرزمینی دشت ارومیه برای مصارف کشاورزی با استفاده از روش ترکیبی که شامل مدل های آسیب-پذیری، پتانسیل و کیفیت آب زیرزمینی است، ارزیابی شدند. آسیب پذیری با روش دراستیک ارزیابی شد و نقشه نهایی در پنج کلاس با آسیب پذیری خیلی زیاد تا خیلی کم طبقه بندی گردید. لایه های NDVI، مدل رقومی ارتفاعی، تراکم زهکشی، بارش و تراکم چاه به عنوان ورودی های مدل پتانسیل در نظر گرفته شدند و برای تعیین وزن هر لایه از فرایند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) استفاده شد. نقشه پتانسیل نیز در پنج کلاس با پتانسیل خیلی زیاد تا خیلی کم طبقه بندی گردید. نقشه کیفیت آب زیرزمینی با سه لایه ورودی شامل هدایت الکتریکی (EC)، نسبت جذبی سدیم (SAR) و کربنات سدیم باقی مانده (RSC) و روش وزن دهی تولید شد. نقشه ترکیبی با روش طبقه بندی حداکثر احتمال (MLC) با پنج طبقه تولید شد. طبقه های یک و دو با 31/40 درصد مساحت، برای مصارف کشاورزی مناسب هستند که شامل مناطق شمالی، شمال غربی و مناطق مرکزی نیمه شمالی است. طبقه سه با 90/22 درصد مساحت در وضعیت متوسط قرار دارد و مناطق مرکزی نیمه شمالی و نیمه جنوبی را دربرگرفته است. طبقه های چهار و پنج نیز با 79/36 درصد مساحت، در وضعیت نامناسب برای مصارف کشاورزی قرار دارند.کلید واژگان: پتانسیل آب زیرزمینی، شوری، کیفیت آب، مدل دراستیک، نسبت جذبی سدیمIn this study, the groundwater resources of Urmia Plain were evaluated for agricultural uses using a combined method that includes vulnerability, potential, and groundwater quality models. The vulnerability was evaluated by the DRASTIC method and the final map was classified into five classes with very high to very low vulnerability. The layers of NDVI, digital elevation model, drainage density, precipitation, and well density were considered as inputs of the potential model, and Analytical Hierarchy Process (AHP) was used to determine the weight of each layer. The potential map was also classified into five classes with very high to very low potential. The groundwater quality map was produced with three input layers including electrical conductivity (EC), sodium absorption ratio (SAR), and residual sodium carbonate (RSC) and weighting method. The combined map was produced by the maximum likelihood classification (MLC) method with five classes. The first and second zones with 40.31% of the area are suitable for agricultural uses, which include the northern, northwestern, and central semi-northern regions. The third zone with 22.90% of the area is in moderate condition and includes the central areas of the northern half and the southern half. The fourth and fifth zones with 36.79% of the area are in unsuitable conditions for agricultural use.Keywords: DRASTIC model, Groundwater potential, Salinity, Water Quality
-
شوری آب یکی از مهم ترین دلایل تخریب کیفی آب زیرزمینی در مناطق خشک و نیمه خشک است. در این مطالعه منشا و مکانیزم شوری آب زیرزمینی دشت فاریاب در جنوب شرق ایران بررسی شده است. به این منظور از نتایج حاصل از مطالعات ژیوفیزیک و تحلیل کیفی نمونه های آب زیرزمینی استفاده شده است. مطالعات ژیوفیزیک به روش ژیوالکتریک انجام شده و شامل 55 سونداژ الکتریکی است. 27 نمونه آب نیز برای بررسی وضعیت کیفی آب زیرزمینی از چاه های بهره برداری جمع آوری شده است. برای بررسی نتایج حاصل از مطالعات ژیوالکتریک از نقشه مقاومت ویژه و پروفیل های ژیوالکتریک استفاده شده است. نتایج حاصل از تحلیل شیمیایی نمونه های آب نیز با استفاده از نقشه های پراکندگی مکانی پارامترهای کیفی، نمودارهای دو متغیره و سری های زمانی تغییرات شوری آب بررسی و تحلیل شده اند. بر اساس نتایج حاصله، کم ترین مقاومت الکتریکی (کم تر از 10 اهم متر) در بخش مرکزی دشت ثبت شده است. بیش ترین مقدار هدایت الکتریکی و یون های سولفات و کلراید نیز در نمونه های آب همین بخش مشاهده می شود. میزان هدایت الکتریکی آب زیرزمینی در مرکز دشت فاریاب به 64000 میکروموس بر سانتی متر می رسد. نتایج این تحقیق نشان داد که منشا شوری آب زیرزمینی، زون آب شور ایجاد شده در رسوبات ریزدانه نمکی و گچی مرکز دشت است. پمپاژ بیش از حد آب زیرزمینی باعث حرکت آب شور از بخش مرکزی دشت به سمت چاه های بهره برداری شده است. بیش ترین میزان اختلاط آب شور و شیرین در نمونه هایی رخ داده که در حاشیه زون آب شور قرار گرفته اند. نفوذ آب شور باعث غنی شدگی یون های منیزیم، سدیم و سولفات در نمونه های آب زیرزمینی شده است.
کلید واژگان: آبخوان، شوری، ژئوالکتریک، کیفیت آبIntroductionGroundwater salinization is a major environmental problem, especially in arid and semi-arid regions of the world. Different natural processes and anthropogenic activities can cause groundwater salinity. Factors such as rainfall, evaporation, groundwater pumping, agricultural and industrial activities, and artificial recharge of aquifers can affect the salinity of groundwater. One of the important factors that cause the salinity of freshwater aquifers is natural saline waters. Natural salinization of groundwater has occurred in many regions of the world. This phenomenon has been introduced as "dryland salinity". As a result of this phenomenon, salts accumulate in soil and water and affect human life and natural ecosystems. Several factors cause the natural salinity of groundwater in semi-arid regions. These factors include locally derived cyclic salts, salts in wind deposits, salts in marine deposits, salt domes, unsaturated zone salts and, salts resulting from rock weathering. Delineating the origin and mechanism of salinity is an important help in preventing the degradation of groundwater quality and optimal management of groundwater resources. In recent years, the phenomenon of salinization of groundwater has been observed in some areas of the Faryab plain in southeast Iran. This study aims to identify the origin and mechanism of groundwater salinity in Faryab plain aquifer.
Materials and MethodsThis paper presents an integrated geophysical and hydrochemical investigation of the saline water intrusion into the Faryab plain. Geophysical studies were conducted by the geoelectrical method and include 55 electric soundings. The results of geoelectric studies have been analyzed using iso-resistivity maps and geoelectrical profiles. Twenty-seven water samples were also collected from abstraction wells to assess the quality of groundwater. These samples have been analyzed to determine the concentration of main cations and anions. The results obtained from the chemical analysis of water samples have also been examined and analyzed using spatial distribution maps of qualitative parameters, bivariate diagrams, and time series of water salinity. The mixing rate of saline and fresh groundwater has also been evaluated using ionic ratios of Na/Cl and Cl/HCO3.
Results and DiscussionThe lowest electrical resistance was recorded in the central part of the plain. The specific resistance of the saturated zone decreases towards the center of the plain. Therefore, fresh water and saline water are hydraulically connected. According to the spatial variations of specific resistance, the Faryab plain is divided into two regions: one area with a resistance of more than 50 ohm-m and one region with a resistance of less than 10 ohm-m. The area with low specific resistance (less than 10 ohm-m) is observed in the center of the plain. The most important reasons for the existence of this area are the high groundwater level, the surface saline layers, and the salinity of groundwater. The electrical conductivity of groundwater reaches 64000 μmohs/cm in the center of the Faryab plain. The highest amount of sulfate and chloride ions are also observed in the water samples of this area. According to the Gibbs diagrams, the groundwater has been also influenced by the evaporation process.
ConclusionIn this study, the origin and mechanism of groundwater salinity in the Faryab plain in southeast Iran were investigated. Fine-grained sediments have been deposited in the central part of this plain. In the past, the underground water level in this area was a little far from the ground level and caused an evaporation zone of surface and underground water. As a result of water evaporation in the central part, evaporative sediments including chalk and salt sediments were formed and the amount of undergroundwater salts increased.Based on the results of geoelectrical studies, in the central areas of the plain, the amount of specific apparent resistance decreases, which indicates the presence of fine-grained sediments containing salt water in these areas. Investigating the quality characteristics of underground water also shows the occurrence of processes such as dissolution of halite, dissolution of gypsum and the occurrence of cation exchange process in the aquifer. Evaporation from underground water has also affected the water quality, especially in the middle part of the plain. As a result of high pumping from the production wells, the hydraulic load of the aquifer has decreased and the saline groundwater zone has expanded towards the production wells. Saltwater intrusion has caused salinity and quality degradation of underground water. According to the results of this research, the most important reason for the salinity of underground water in Faryab plain is excessive extraction of underground water and disturbing the natural balance of the aquifer. The most important solution to deal with the development of the salt water front in the Faryab plain is to reduce the exploitation of the aquifer, especially in its middle areas. It is also suggested to modify and improve existing artificial feeding facilities and locate new artificial feeding projects to control saltwater intrusion. Sampling from different depths of the aquifer and measuring minor ions such as iodine and bromine will greatly help to better understand the groundwater salinization process. Measurement of environmental isotopes such as oxygen-18, deuterium and chloride-36 will also help to enrich future studies. By preparing the mathematical model of the aquifer, the effect of different management measures on the salinity control of the aquifer can be investigated. By using the results of the mathematical model, the aquifer balance can be checked and the amount of underground water withdrawal can be determined.
Keywords: Aquifer, Geoelectric, Salinity, Water Quality -
در سال های اخیر یکی از گزینه های مناسب جهت صرفه جویی در مصرف منابع آب، بازیافت پساب فاضلاب شهری و صنعتی برای آبیاری می باشد که به عنوان یک عمل مشترک در مناطق مختلف دنیا رواج دارد اما در صورتی که استفاده از پساب فاضلاب برای آبیاری به درستی مدیریت نشود ممکن است باعث ایجاد مشکلات زیست محیطی شود. هدف این تحقیق بررسی اثرات آبیاری بلند مدت با پساب تصفیه شده شهری (پساب) در مقایسه با آب چاه به عنوان تیمار شاهد، بر خصوصیات شیمیایی خاک در قالب طرح تجزیه مرکب دو ساله و آزمایش کرت های خرد شده در سه تکرار بوده است. به علت دسترسی کافی به این منبع و امکان انجام آبشویی، خطر شور شدن این اراضی تا حدودی مرتفع گردیده است. ولیکن در برخی مناطق، در پی افزایش سدیم، خطر سدیمی شدن این اراضی را در پی داشته است که با توجه به درصد بالای رس این اراضی، پیامدهای آتی آن شامل سله و کاهش نفوذپذیری مشهود است. آبیاری با پساب شهری بطور متوسط منجر به افزایش معنی دار 3/0 واحدی pH در خاک های تحت آبیاری با پساب نسبت به اراضی مشروب از آب چاه شد. همچنین، نتایج بررسی میزان تغییر کربن آلی خاک (OC) در نتیجه آبیاری با پساب شهری نشان داد که این اثر آبیاری با پساب معنی دار و به میزان 55 درصد افزایش برای حالت آبیاری با پساب در مقایسه با آبیاری با آب چاه متاثر از مواد آلی موجود در پساب می باشد.
کلید واژگان: بحران منابع آب، پساب تصفیه شده شهری، خصوصیات شیمیایی، لایه های خاک، کربن آلی، شوریIn recent years, one of the most suitable options for saving water resources is the recycling of urban and industrial wastewater for irrigation which is common practice in different parts of the world, but if the use of wastewater Sewage can not be managed properly for irrigation, which may cause environmental problems. the purpose of this study was to investigate the effects of long-term irrigation with municipal treated wastewater (TWW) compared to well water (WEW) as a control treatment on soil chemical in three layer with three replications in a two-year split plot trial design was performed. in three It has been repeated. due to the availability of this source and the possibility of leaching, the risk of saltinification of this land has been somewhat overcome. the risk of sodiumization of this land has led to the fact that, due to the high clay content of this land, its future consequences include traps and reduced permeability. Irrigation with TWW resulted in a significant increase of 0.3 units of pH in irrigated soils with wastewater compared to WEW. The TN content varied between %11.30 and %25, which indicates the variable percentages of this parameter at the region of the study area. Also, the results of soil organic carbon (OC) changes as a result of irrigation with TWW showed that this irrigation effect was significant and increased by 55% for irrigation compared to treatments irrigation with WEW due to Organic contents in the wastewater.
Keywords: Water resources crisis, Municipal treated wastewater, Chemical properties, Soil layers, OC, EC -
به منظور بررسی کارایی شش مدل ماکروسکوپی جذب آب شامل؛ مدل های جمع پذیر (M1)، ضرب پذیر (M2، M3 و M4) و مفهومی (M5 و M6) با استفاده از داده های مزرعه ای کشت گندم رقم قدس در شرایط تنش شوری و کم آبی، مطالعه ای در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه بیرجند در سال زراعی 85-84 در قالب کرت های خرد شده بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی و در سه تکرار انجام شد. در این مطالعه، سطوح مختلف شوری (4/1، 5/4 و 6/9 دسی زیمنس بر متر) به عنوان کرت های اصلی و چهار سطح آبیاری (I1، I2، I3 و I4 به ترتیب معادل50، 75، 100 و 125 درصد نیاز آبی گیاه)، به عنوان کرت های فرعی در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که مدل جمع پذیر (M1) مقدار عملکرد نسبی را در اکثر موارد کمتر از مقدار واقعی برآورد می کند. به عبارت دیگر اثر تنش هم زمان شوری و خشکی روی کاهش عملکرد گندم کمتر از مجموع اثرات آنها است. سهم تنش خشکی در کاهش عملکرد گندم از سهم تنش شوری بیشتر بود. نتایج نشان داد که در بیشتر موارد مدل M6 کاهش عملکرد نسبی گندم در شرایط تنش هم زمان شوری و خشکی را بهتر از سایر مدل ها پیش پینی می کند (17/0= RMSD)، هر چند که مدل M5 نیز از دقت قابل قبولی (22/0= RMSD) برخوردار
کلید واژگان: بیرجند، خشکی، شوری، گندمIn order to evaluate the efficiency of six different macroscopic water uptake functions, consisted of additive (M1), multiplicative (M2, M3 and M4) and conceptual (M5 and M6) models using field data of Ghods cultivar of wheat under salinity and drought stress, a study was conducted in the research field of university of Birjand during 2005-06 in split plots design based on randomized complete blocks (RCBD) with three replications. In this study, the main plots consisted of different levels of salinity (1.4, 4.5 and 9.6 ds m-1) and sub plots consisted of four levels of irrigation (50, 75, 100 and 120 percent of crop water requirement). The results showed that the additive model (M1) estimated yield less than actual amount. In other word, the effect of combined stresses on wheat yield was less than the one as compared to summation effects of salinity and water stress. The effect of drought stress on reduction of yield was more than salinity stress. The results also revealed that reduction functions of M6 and M5 models were better fitness to measured data than the other functions. The results revealed that M6 model estimated the reduction of relative yield of wheat under simultaneous stresses conditions of salinity and drought better than other models ( RMSD=0.17), although the M5 model also had acceptable accuracy (RMSD = 0.22).
Keywords: Birjand, Drought, Salinity, Wheat -
شوری منابع آب کشاورزی توام با مدیریت ضعیف آبیاری و زهکشی، به عنوان مهمترین عامل تهدیدکننده پایداری بخش کشاورزی در اراضی فاریاب شناخته می شود. بطوریکه بر اساس یک تخمین کلی، حدود نیمی از کشت های آبی کشور در معرض مشکلات شوری با درجات مختلف قرار دارند. با توجه به اینکه تاکنون گزارشی از آخرین وضعیت شوری منابع آب در حال استفاده بخش کشاورزی تدوین نشده است، این مقاله بر آن شد تا با کمک آمار و اطلاعات موجود در مقیاس ملی، این مهم را انجام دهد. بدین منظور از داده های کیفیت (شوری) منابع آب کشاورزی مربوط به شرکت مدیریت منابع آب ایران و همچنین از نتایج مطالعات قبلی در زمینه کیفیت منابع آب سطحی و زیرزمینی استفاده شد. نتایج تحلیل داده های مذکور که بر روی 44/5 میلیارد مترمکعب آب های زیرزمینی مورد استفاده در بخش کشاورزی انجام گردید، نشان می دهد که متوسط هدایت الکتریکی این منابع در حدود 2 دسی زیمنس بر متر است. همچنین از نظر حجمی، حدود 31% این منابع (معادل با 13/8 میلیارد مترمکعب) و حدود 20% از آب های سطحی مصرفی در بخش کشاورزی (معادل با 3/6 تا 4/4 میلیارد مترمکعب) دارای شوری های بالاتر از عدد میانگین می باشند. در انتهای این مقاله، به اثرات شوری بر عملکرد محصول و راهکارهای غلبه بر مشکلات شوری در اراضی فاریاب نیز مختصرا اشاره شده است.
کلید واژگان: آب زیرزمینی، آب سطحی، شوری، هدایت الکتریکی، کشاورزیThe salinity of irrigation water resources combined with improper irrigation and drainage management is considered one of the most important threats to the sustainability of the agricultural sector in irrigated lands of the country. According to an overall estimate, about half of the country's irrigated farms have salinity problems at different levels. Given that no up-to-date and accurate report on the salinity status of agricultural water resources of Iran has been prepared so far, this paper decided to do this with the help of the latest statistics and information available at a national scale. For this purpose, the quality (salinity) data of agricultural water resources related to Iran Water Resources Management Company and also the results of previous studies on the quality of surface and underground water resources were used. The results of data analysis, which was conducted on 44.5 billion cubic meters of groundwater used in the agricultural sector, show that the average electrical conductivity of these resources is around 2.0 dS.meter-1. of which, about 31% (equivalent to 13.8 bcm), as well as about 20% of the surface agricultural water resources (equivalent to around 3.6 to 4.4 bcm) have salinities higher than the average. Concludingly, the possible effects of salinity on crop yield have also been provided, as well as proper solutions to overcome the salinity problems of irrigated agriculture.
Keywords: Ground Water, Surface Water, salinity, Electrical conductivity, Agriculture -
پژوهش های اخیر، تاثیر شوری منابع آب و خاک بر فراهمی زیستی کادمیوم را نشان داده است. در این پژوهش اثر منابع مختلف شوری شامل کلریدسدیم، سولفات سدیم و کلریدکلسیم بر انتقال کادمیوم در دو خاک متفاوت مورد بررسی قرار گرفت. ستون های خاک با ارتفاع 50 و قطر درونی 10 سانتی متر در مدت 10 روز تحت آبشویی محلول کادمیوم با غلظت 100 میلی گرم در لیتر به همراه نمک-های مختلف کلریدسدیم، سولفات سدیم و کلریدکلسیم با غلظت 100 میلی اکیوالنت در لیتر قرار گرفت. غلظت کادمیوم در زه آب بیرون آمده از ستون در سه عمق 3، 7 و 50 سانتی متر اندازه گیری و نتایج مورد بررسی قرار گرفت. شبیه سازی گونه های شیمیایی کادمیوم محلول توسط نرم افزار Visual MINTEQ انجام گرفت. بودن نمک ها به همراه محلول کادمیوم باعث تحرک بیشتر و خروج مقادیر بیشتر کادمیوم نسبت به خاک شاهد گردید. در بین تیمارهای شوری، تیمار کلریدکلسیم با میانگین 6/19 میلی گرم در لیتر بیشترین و تیمار سولفات سدیم با 1/6 میلی گرم در لیتر کمترین مقادیر کادمیوم خروجی را داشتند. تیمارهای دارای کلر به دلیل تشکیل کمپلکس-های کلر-کادمیوم تاثیر بارزتری در خروج کادمیوم در ستون خاک داشتند. شبیه سازی کادمیوم محلول در تیمارهای دارای کلر نشان داد که گونه های CdCl+ و CdCl2 (aq) بیش از 80 درصد گونه های موجود در زه آب را تشکیل می داد در صورتی که در تیمار دارای سولفات سدیم این نسبت در اختیار دو گونه Cd (SO4)2-2 و Cd (SO4)(aq) بود. به طورکلی شرایط شوری متاثر از یون کلر در اراضی آلوده به کادمیوم می تواند پتانسیل ورود این فلز سمی به منابع آب و زنجیره غذایی را افزایش دهد.
کلید واژگان: شوری، کادمیوم، گونه بندی شیمیایی، همدمای جذب سطحیRecent researches have proven the effect of salinity of water and soil resources on the bioavailability of cadmium.In this study, the effect of different sources of salinity including sodium chloride, sodium sulfate and calcium chloride on cadmium transport in two different soils was investigated.Soil columns with a height and inner diameter of 50 and 10 cm, respectively, were subjected to leaching of cadmium solution at a concentration of 100 mg/L along with various salts of sodium chloride, sodium sulfate and calcium chloride at a concentration of 100 me/L for 10 days. The drained solutions were analyzed at three depths of 3, 7 and 50 cm. The simulation of cadmium chemical species in the soil solution was performed using Visual MINTEQ 3.The presence of salinity along with cadmium solution caused more transport and drain of cadmium than the control soil. The highest cadmium concentration drained from the columns was belonged to the soils which received calcium chloride with the mean of 19.6 mg/L whereas the lowest was determined in soil received sodium sulfate with the mean of 6.1 mg/L. Due to the formation of chloro-cadmium complexes, treatments containing chloride had a more obvious effect on the transport of cadmium in the soil columns. The simulation of cadmium speciation in solution containing chloride showed that CdCl+ and CdCl2(aq) account for more than 80% of the cadmium species, while in those containing sodium sulfate, this dominant mainly included two species of Cd(SO4)2- 2 and Cd(SO4)(aq). Generally, salinity conditions affected by chloride ions in cadmium polluted lands can increase the potential of this toxic metal entering water sources and food chain.
Keywords: Cadmium, Chemical Speciation, salinity, Surface Adsorption Isotherms
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.