فهرست مطالب

کشاورزی بوم شناختی - سال نهم شماره 1 (1398)
  • سال نهم شماره 1 (1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/03/05
  • تعداد عناوین: 7
|
  • قربان دیده باز مغانلو، احمد توبه، رسول فخاری *، محمدتقی آل ابراهیم، سیده اعظم سعادت صفحات 1-16
    سابقه و هدف
    امروزه گیاهان پوششی ازجمله ابزار موثر در مدیریت غیرشیمیایی علف های هرز در کشاورزی پایدار به شمار می روند. این آزمایش با هدف بررسی تاثیر گیاهان پوششی در مدیریت علف های هرز و عملکرد گیاه دارویی نعناع فلفلی اجرا شد.
    مواد و روش ها
    به منظور بررسی تاثیر گیاهان پوششی بر مدیریت علف های هرز و عملکرد گیاه دارویی نعناع فلفلی، آزمایشی در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه محقق اردبیلی، به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با 3 تکرار در سال زراعی 1391 اجرا شد. عامل اصلی شامل کشت گیاهان پوششی گندم پاییزه، جو پاییزه، چاودار پاییزه، گندم بهاره، جو بهاره و مخلوط چاودار پاییزه + جو پاییزه وشاهد) کشت نعناع بدون گیاه پوششی با اعمال و بدون اعمال وجین علف هرز( و عامل فرعی چگونگی مدیریت بقایای گیاهان پوششی) ایجاد خاکپوش با مالچ( با علف کش، خاکپوش کفبر، سرزنی خاکپوش زنده از ارتفاع 20 - 30 سانتیمتری( بود. برای بررسی تاثیر گیاهان پوششی بر تراکم و وزن خشک علف های هرز، سه مرحله نمونه برداری از علف های هرز ) 30 ، 60 ، 90 ( روز پس از کاشت نعناع فلفلی )به غیر از کرت های شاهد وجین کامل و بدون وجین( با استفاده از چهارچوب های 5 / 0 × 5 / 0 متر انجام گرفت. همچنین در آخر آزمایش صفات شمار شاخه های فرعی، طول ساقه، وزن خشک برگ و عملکرد تر برگ نعناع فلفلی اندازه گیری شدند.
    نتایج و بحث
    نتایج نشان داد که تاثیر اصلی نوع گیاه پوششی بر شمار شاخه فرعی و تاثیر چگونگی مدیریت گیاهان پوششی بر بیشتر صفات نعناع فلفلی و همچنین وزن خشک و تراکم علفهای هرز تاثیر معنی داری داشت. همچنین نتایج نشان داد، همه ی صفات نعناع فلفلی در مدیریت خاکپوش کفبر میزان بالاتری داشته و مدیریت های خاکپوش زنده سرزنی شده و خاکپوش ایجاد شده با علفکش در رتبه های بعدی قرار گرفتند. مقایسه میانگین اثرهای متقابل نشان داد بیشترین عملکرد تر برگ از تیمارهای خاکپوش سرزنی شده گندم پاییزه، خاکپوش کفبر جو بهاره و خاکپوش کف بر چاودار پاییزه به دست آمد. تاثیر اصلی نوع گیاه پوششی در نمونه برداری اول بر وزن خشک علف هرز تاج خروس و برای تراکم علف هرز پیچک صحرایی در نمونه برداری سوم و تاثیر نحوه مدیریت گیاهان پوششی برای همه ی علفهای هرز و در هر سه نمونه برداری معنی دار شد. به طور میانگین در سه مرحله نمونه برداری میزان مدیریت و مهار )کنترل( وزن خشک تاج خروس، سلمه تره و پیچک صحرایی برای مدیریت های خاکپوش کفبر، خاکپوش سرزنی شده و خاکپوش ایجاد شده با علفکش به ترتیب 66 ، 73 و 38 درصد و میزان کنترل دما و تراکم آنها به ترتیب 59 ، 70 و 44 درصد به دست آمد.
    نتیجه گیری
    نتایج این پژوهش نشان داد گیاهان پوششی از جمله راهکارهای موثر در مهار علف های هرز به شمار می روند. به طوری که در این آزمایش، گیاهان پوششی باریک برگ با رشد سریع و تولید زیست توده ) بیوماس( بالا، سبب کاهش تراکم و وزن خشک علف های هرز یکساله و چندساله شده و تاثیر مطلوبی نیز بر عملکرد تر برگ نعناع فلفلی داشتند. به طور کلی با در نظر گرفتن سودمندی های مدیریت موثر علف های هرز و تولید محصول سالم، تیمار خاکپوش سرزنی شده گندم پاییزه مناسب بود.
    کلیدواژگان: پیچک صحرایی، تاج خروس، تراکم، چاودار
  • نصیبه رضوان طلب، افشین سلطانی *، ابراهیم زینلی، علیرضا فروغی نیا صفحات 17-38
    سابقه و هدف
    افزایش چشمگیر در مصرف انرژی، ضرورت تداوم و شتاب در اقدام های بهینه سازی در عرضه و تقاضای انرژی را بیش از پیش ضروری می سازد. همچنین با مصرف نهاده هایی همچون کودهای شیمیایی، سوخت های فسیلی، الکتریسیته، بذر، سم ها و ماشین ها و ادوات کشاورزی در تولید هر هکتار گندم، میزان های مختلفی انرژی مصرف می شود که باعث انتشار گازهای گلخانه ای شامل CO2، N2O و CH4 می شود. افزایش غلظت چنین گازهایی در جو می تواند موجب گرم شدن کره زمین شود. بنابراین توجه جدی به کاهش مصرف انرژی و انتشار گازهای گلخانه ای بسیار ضروری به نظر می رسد. به همین منظور میزان مصرف سوخت، انرژی و انتشار گازهای گلخانه ای در همه زمین های زیر کشت گندم در استان گلستان بررسی شد و در نهایت راهکارهایی برای کاهش آ ن ها ارایه شد.
    مواد و روش ها
    به منظور تعیین میزان مصرف سوخت، انرژی و انتشار گازهای گلخانه ای و چگونگی کاهش آن، 140 کشتزارهای گندم در استان گلستان از طریق نمونه برداری سیستماتیک-تصادفی بررسی شد. میزان نهاده های مصرفی از جمله سوخت فسیلی ثبت شد و تجزیه و تحلیل انرژی بر مبنای میزان نهاده مصرفی به ازای هر واحد آن صورت گرفت. همچنین بررسی انتشار سه گاز گلخانه ای CO2، N2O و CH4 ناشی از مصرف انرژی برای تولید نهاده های کشاورزی و انجام عملیات مختلف زراعی نیز انجام شد. در نهایت شاخص های کارایی مصرف انرژی، بهره وری انرژی، انرژی ویژه، انرژی خالص و پتانسیل گرمایش جهانی (GWP) کل، GWP در واحدهای سطح زمین، وزن محصول تولیدی، انرژی ورودی و انرژی خروجی نیز محاسبه شد.
    نتایج و بحث
    بنابر نتایج برای کشت یک هکتار گندم به 23/0±123 لیتر گازوئیل و 34/0±04/16231 مگاژول انرژی نیاز است. از هر هکتار گندم 17/3±01/1414 کیلوگرم معادل دی اکسیدکربن در هکتار به جو آزاد شد. آماده سازی زمین و برداشت نسبت به دیگر عملیات زراعی مصرف سوخت و انرژی و انتشار گازهای گلخانه ای بیشتری دارا بودند. مصرف کودهای نیتروژنی و سوخت های فسیلی بالاترین میزان مصرف انرژی و انتشار گازهای گلخانه ای را نشان دادند که نزدیک به 70 درصد از مصرف انرژی کل و 78 درصد از انتشار گازهای گلخانه ای کل را در پی داشتند. بنابر نتایج استفاده از تراکتورهایی با توان اسب بخار بالا و ادواتی با عرض کار و عمق نفوذ بیشتر در خاک به دلیل کاهش شمار بارهای عملیات و کاهش مدت زمان انجام آن برای آماده سازی زمین، کمبینات برای کاشت، استفاده از سم پاش توربینی به جای تراکتوری، کاربرد موتورهای نو (غیر فرسوده) برای آبیاری می تواند نقش موثری در کاهش مصرف سوخت و به دنبال آن کاهش مصرف انرژی و انتشار گازهای گلخانه ای در مجموع عملیات زراعی ایفا کند.
    نتیجه گیری
    به منظور کاهش مصرف انرژی و انتشار گازهای گلخانه ای تمرکز بر مصرف بهینه کودهای نیتروژنی و کاهش مصرف سوخت های فسیلی ضروری به نظر می رسد. چنانچه شرایط تولید گندم در استان گلستان به نحوی انجام پذیرد که کارایی مصرف انواع کودهای شیمیایی به ویژه کود اوره افزایش یابد و یا از کودهای آلی که منجر به غنی سازی خاک از مواد کانی در طی زمان طولانی است استفاده شود و کاربرد ماشین ها و ادوات با بهره وری بالاتر که منجر به کاهش مدت زمان استفاده از آن ها و مصرف سوخت می شود، می توان بهره وری انرژی و نسبت انرژی خروجی به ورودی را در هر هکتار افزایش داد و مصرف انرژی را به ازای هر کیلوگرم دانه و کاه کاهش داد. همچنین با به کارگیری چنین روش های مدیریتی، میزان انتشار گازهای گلخانه ای به ازای سطح زمین و هر کیلوگرم عملکرد محصول (جزء اقتصادی) کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: الکتریسیته، سوخت فسیلی، کارایی مصرف انرژی، کودهای شیمیایی، عملیات زراعی
  • رقیه خلیق، علی اکبر شکوهیان * صفحات 39-51
    سابقه و هدف
    کاربرد نامتعادل و بی رویه برخی نهاده های شیمیایی از جمله عامل های آسیب رسان زیست محیطی به شمار می رود که باعث کاهش کیفیت و سلامت خاک می شود. ورمی کمپوست یکی از کودهای زیستی است که حاصل یک فرآیند نیمه هوازی توسط گونه های خاصی از کرم خاکی مانند Fetida eisenia و دفع این مواد از بدن کرم به دست می آید. چای کمپوست به عنوان عصاره ورمی کمپوست، بیشتر ویژگی های سودمند ورمی کمپوستی را که از آن تهیه می شود را دارد؛ که در طول عصاره گیری، مواد مغذی کانی محلول، هیومیک اسید، فولویک اسید، هورمون ها و تنظیم کننده های رشد از ورمی کمپوست وارد عصاره می شوند. این تحقیق با هدف تولید محصول ارگانیک و کاهش کاربرد کودهای شیمیایی و همچنین تعیین بهترین غلظت چای کمپوست بر رشد و عملکرد سه رقم توت فرنگی انجام شد.
    مواد و روش ها
    این آزمایش طی سال های 96-1394 به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار و دو فاکتور الف- غلظت چای کمپوست در چهار سطح (0، 1500، 3000 و 4500 پی پی ام) و ب- سه رقم روزکوتاه توت فرنگی ( شامل پاروس، کوئین الیزا و دیامنت) در ایستگاه تحقیقاتی دانشگاه محقق اردبیلی انجام شد. محلول غذایی چای کمپوست به نسبت 1 به 5 تهیه شد و برای تهیه هر سطح از محلول، عصاره موردنظر با آب رقیق شد. محلول پاشی چای کمپوست از مرحله سه برگی شدن بوته ها (اواسط فروردین ماه) تا اواخر اردیبهشت ماه در مجموع پنج نوبت به فاصله 10 روز از یکدیگر در هر دو سال انجام گرفت. دو هفته پس از آخرین محلول پاشی (خردادماه سال دوم)، شاخص های رشدی گیاه شامل وزن تر و خشک برگ، وزن تر و خشک ریشه، طول ریشه، سطح برگ، شمار ساقه رونده، سبزینه (کلروفیل) a، bو کل برگ، نسبت گل تبدیل شده به میوه و عملکرد میوه در بوته اندازه گیری شدند.
    نتایج و بحث
     نتایج تجزیه واریانس داده ها نشان دادند که تاثیر تیمارهای مختلف چای کمپوست روی همه ی صفات اندازه گیری شده در سطح احتمال یک درصد ازنظر آماری معنی دار بودند. مقایسه میانگین داده ها نشان دادند که بیشترین وزن تر برگ (84/26 گرم)، وزن خشک برگ (38/7 گرم) و وزن تر ریشه (10/23 گرم) مربوط به تیمار 4500 پی پی ام بود. در هر سه صفت موردنظر، رقم پاروس به ترتیب با (86/27 گرم، 71/8 گرم و 89/22 گرم) بهتر از رقم های دیامنت و کوئین الیزا بود. بیش ترین نسبت تبدیل گل به میوه (55/93 درصد)، عملکرد میوه در بوته (73/181 گرم)، وزن خشک ریشه (79/8 گرم) و طول ریشه (48/18 سانتی متر) مربوط به تیمار 3000 پی پی ام بود که در همه ی این شاخص ها رقم پاروس به ترتیب با نسبت گل تبدیل شده به میوه (60/93 درصد)، عملکرد میوه در بوته (02/162 گرم)، وزن خشک ریشه (74/8 گرم) و طول ریشه (12/18 سانتی متر) بهتر از دو رقم دیگر بود. همچنین با توجه به اثر متقابل تیمارها، در ترکیب تیماری رقم پاروس و غلظت 3000 پی پی ام از چای کمپوست بیش ترین گستره سطح برگ (75/7533 سانتی متر مربع)، سبزینه ) a65/1 میلی گرم در گرم وزن تر برگ)، سبزینه b (79/0 میلی گرم در گرم وزن تر برگ) و سبزینه کل (44/2 میلی گرم در گرم وزن تر برگ) مشاهده شد. بیشترین شمار ساقه رونده (89/8) در ترکیب تیماری رقم پاروس و غلظت 4500 پی پی ام چای کمپوست به دست آمد.
    نتیجه گیری
    به طورکلی می توان نتیجه گرفت که کاربرد چای کمپوست به صورت محلول پاشی روی رقم های توت فرنگی می تواند سبب بهبود رشد گیاه و عملکرد محصول گردد. با توجه به نتایج حاصل از این آزمایش، سطح 3000 پی پی ام و رقم پاروس تاثیر مطلوب تری روی بیشتر شاخص های رشد در شرایط خاک اردبیل داشته اند.
    کلیدواژگان: اردبیل، رقم های توت فرنگی، کود زیستی، محلول پاشی
  • کاوه لیموچی *، عطااله سیادت، عبدالعلی گیلانی، فاطمه فاطمی نیک صفحات 52-68
    سابقه و هدف
    برنج را می توان مانند برخی گیاهان زراعی "گندم و ذرت" به عنوان یک گیاه هوازی آبیاری کرد. کاهش آب در دسترس گیاهان با مقاومت کمتر به خشکی در فاصله های آبیاری چند روزه یک بار به ویژه در مرحله گیاهچه ای بر صفات رشدی گیاه اثر منفی گذاشته و سبب کاهش رشد رویشی می شود. آبیاری تناوبی با فاصله زمانی کمتر در مرحله زایشی می تواند گزینه مناسبی برای کاهش جنبه های منفی خشکی پایان فصل رشد باشد. این پژوهش به منظور بررسی تاثیر فاصله های مختلف آبیاری بر تغییرپذیری های ماده خشک برگ، ساقه و عملکرد ژنوتیپ های (نژادگان) برنج انجام شد. هدف از این تحقیق شناسایی و واکنش فیزیولوژیکی سازوکارهای متحمل و یا حساس به کم آبی و غرقاب صفات بود. شناسایی این عامل ها از طریق بررسی روند تغییرپذیری های صفات یاد شده و نقش مثبتی که فرایند دوران رشد گیاه می توانند در افزایش عملکرد دانه ایفا کنند و همچنین ارائه صفات کاربردی برای اصلاح ژنوتیپ های مورد کشت برنج اجرا شد.
    مواد و روش ها
    آزمایش به صورت کرت های یک بار خرد شده روی فاصله های مختلف آبیاری و ژنوتیپ های برنج هوازی بر شاخص های فیزیولوژیکی و عملکرد دانه در استان خوزستان به مدت دو سال (1393 و 1394) در ایستگاه تحقیقات کشاورزی شاوور با طول شرقی 28 : 48 عرض شمالی 50 : 31 طراحی و اجرا شد. چهار فاصله آبیاری (1، 3، 5 و 7 روزه) درکرت های اصلی تا عمق پنج سانتی متری و 12 ژنوتیپ برنج در کرت های فرعی در سه تکرار قرار گرفتند.
    نتایج و بحث
    نتایج تجزیه مرکب نشان داده بین ژنوتیپ، فاصله آبیاری (با حجم 60 متر مکعب آب برای هر بار آبیاری در هر کرت) و اثر متقابل دو عامل در همه ی مرحله های رشد صفات تفاوت معنی داری در سطح یک درصد وجود داشت. فاصله آبیاری دوم بیشترین عملکرد را نیز به خود اختصاص داده بود. ژنوتیپ IR 81025-B-327-3 با میانگین 10/6555 کیلوگرم در هکتار از بیشترین میزان عملکرد دانه برخوردار بود. بیشترین میزان وزن ساقه در دو فاصله آبیاری با تناوب روزانه و سه روزه به دست آمد. کاهش وزن ساقه در فاصله بین 100 تا 125 روز پس از کاشت می تواند به دلیل سهم آن در انتقال دوباره ماده پرورده (اسیمیلات) باشد. همان گونه که بیشترین همبستگی مثبت و معنی دار عملکرد دانه با ساقه (**382/0) بود می توان بخشی از این افزایش عملکرد دانه را در نتیجه انتقال دوباره ماده پرورده ها از ساقه عنوان کرد. وزن برگ برخلاف وزن ساقه بیشترین میزان خود را در همه مرحله های رشدی در فاصله های آبیاری با تناوب پنج و هفت روزه دارا بودند که با توجه به همبستگی مثبت و معنی دار بین دو صفت اخیر این نتایج قابل توجیه می باشد.
    نتیجه گیری
    صفات مزبور همگی بیشترین میزان خود را در مرحله های پایانی و بحرانی رشد در فاصله آبیاری با تناوب سه روزه داشتندو از آنجایی که بیشترین همبستگی مثبت و معنی دار نیز در مرحله پایانی رشد حاصل شده می توان افزایش عملکرد در این فاصله آیباری را توجیه کرد. همین همسویی با ژنوتیپ نیز به دست آمد به گونه ایی که ژنوتیپ های با مقاومت بالاتر به دلیل سازگاری بیشتر به ویژه در مرحله های آغازین رشد که گیاه وارد مرحله زایشی می شود توانستند عملکرد بیشتری نیز داشته باشند. این در حالی بود که انرژی گیاه در مرحله های آغازین رشد بیشتر صرف سازگاری و مقاومت با شرایط پیرامون خود می شود، بنابراین افزایش میزان صفات بسیار کمتر بود. در کل ژنوتیپ هایی که بیشترین میزان ها را در مرحله تاثیر گذار اواخر دوره رشد دارا بودند از بیشترین عملکرد دانه نیز برخوردار بودند ولی از صفاتی که کمترین میزان را دارا بودند نتایج به کلی معکوسی مشاهده شد.
    کلیدواژگان: مقاومت، فاصله آبیاری، وزن برگ، وزن ساقه
  • سیده سمانه سهرابی، هادی ویسی *، کورس خوشبخت، توماس آلابان صفحات 69-85
    سابقه و هدف
    پایداری بوم نظام های کشاورزی وابسته به توانایی آن ها در عرضه مجموعه ی کاملی از خدمات چندگانه بوم سازگانی (اکوسیستمی) به جای خدمات تولیدی صرف است. بوم نظام ها همچنین باید شبکه ای از خدمات تنظیمی و حمایتی مانند حاصل خیزی خاک، مهار و مدیریت (کنترل) آفات و گرده افشانی را فراهم سازند. در این رابطه، بوم نظام های مختلف کشاورزی برای ایجاد تعادل بین خدمات چندگانه اکوسیستمی توسعه یافته اند. بر این مبنا، هدف این تحقیق ارزیابی بوم نظام های مختلف (صنعتی، ارگانیک و رایج) از لحاظ تولید خدمات اکوسیستمی در ارتباط با معیارهای پایداری کشاورزی با استفاده از فرایند تحلیل شبکه بود. در این بررسی، چارچوب بوم شناختی (اکولوژیکی) –اجتماعی توسعه یافته توسط لسکورت برای مدیریت زیست بومی بوم نظام های کشاورزی استفاده شد. این مدل به بازنمایی نظام مند و شفاف سامانه اجتماعی-بوم شناختی و ارتباطات پویای بین آن ها می پردازد. این مدل همچنین نشان می دهد که چگونه فعالیت های مدیریتی با اثرگذاری های چندگانه، می تواند زمینه تولید خدمات مختلف را فراهم سازد. با استفاده از این چارچوب، رابطه های خدمات اکوسیستمی بر مبنای دو نوع ساز و کار اثرگذار بر این رابطه ها گروه بندی می شود: 1) اثرات محرک ها (بوم نظام های صنعتی، ارگانیک و رایج) بر خدمات چندگانه اکوسیستمی و 2) تعامل میان خدمات اکوسیستمی.
    مواد و روش ها
    در این بررسی، از فرایند تحلیل شبکه ای برای مقایسه بوم نظام های مختلف در رابطه با خدمات اکوسیستمی طی چهار مرحله استفاده شد: طراحی شبکه شامل تعیین مولفه های اصلی بوم نظام و رابطه های بین آن ها (بوم نظام های کشاورزی و شاخص های مرتبط با خدمات اکوسیستمی)؛ 2) ارزیابی مقایسه ای اهمیت نسبی مولفه ها بر مبنای نظرهای کارشناسان و کشاورزان؛ 3) محاسبه بردار اولویت ها و تلخیص اهمیت کلی مولفه ها (بوم نظام ها) در نظام کشاورزی؛ و 4) اعتبار بخشی به نتایج از طریق گروه کارشناسان.
    نتایج و بحث
    نتایج تحقیق در رابطه با شاخص های مرتبط با خدمات اکوسیستمی از نظر پاسخگویان نشان داد که شاخص های فرآیندی و ساختاری آب و حفاظت خاک در کنار شاخص خدمت تولیدی (غذا) سنگ بنای یک نظام کشاورزی متعادل و پایدار هستند و بر همین مبنا بوم نظام های ارگانیک و صنعتی را بر بوم نظام سنتی برتر معرفی کرده اند. موضوعی که توسط برخی محققان نیز اشاره شده است. همچنین نتایج نشان داد که خدمات تولیدی، حمایتی، تنظیمی و فرهنگی به ترتیب بالاترین اولویت را در یک نظام متعادل و پایدار کشاورزی داشتند. موضوع مهم دیگر در این نتایج اهمیت بالای شاخص آب و تولید در رابطه با خدمات اکوسیستمی چهارگانه بود و همچنین مناسب ترین بوم نظام ها ارگانیک و صنعتی بود که اهمیت تلفیق آن ها را در یک بوم نظام مطلوب می رساند.
    نتیجه گیری
    بنابر نتایج و در هماهنگی با نظریه های Pretty et al. (2011) می توان استدلال کرد که کشاورزی فشرده پایدار می تواند راه کار مناسبی برای ایجاد تعادل در بین خدمات اکوسیستمی در بوم نظام های کشاورزی باشد. در همین زمینه همچنین کیانی و همکاران ضمن بررسی شرایط استان های مختلف کشور از نظر پایداری تولید، تصریح می کنند که اگرچه فشرده سازی در کشاورزی ایران در طی 5 دهه گذشته افزایش یافته است، اما شاخص های مرتبط با ثبات و پایداری تولید کاهش یافته است؛ بنابراین تنها راه تامین نیاز غذایی جمعیت آینده کشور افزایش کارآیی استفاده از نهاده ها و حرکت به سمت فشرده سازی پایدار می باشد که در آن ضمن توجه به مسئله های محیط زیستی مانند حفاظت آب و خاک، شاخص های تولیدی نیز اهمیت فراوانی دارند.
    کلیدواژگان: بوم نظام کشاورزی، تحلیل تصمیم گیری چند معیاره، خدمات اکوسیستمی، فرآیند تحلیل شبکه
  • فهیمه بهرامی، محمدرضا نظری * صفحات 86-101
    سابقه و هدف
    تغییر اقلیم نه تنها یک عامل مهم تعیین کننده عملکرد میانگین و قابلیت (پتانسیل) تولیدات کشاورزی یک ناحیه است بلکه یک منبع مهم خطرپذیری (ریسک) تولیدات کشاورزی نیز به شمار آمده که منجر به تغییرپذیری های غیر قابل انتظار در عملکرد و سطح تولید می شود. این امر به نوبه خود فراسنجه (پارامتر)های کلیدی بازار یعنی عرضه و تقاضا و در پی آن خطر قیمت محصول های را تحت تاثیر قرار می دهد. با اینکه تجزیه و تحلیل تاثیر تغییر اقلیم یک موضوع مهم در رابطه با تولیدات کشاورزی از منظر سیاست گذاری و اتخاذ راهبردهای تطبیق در این بخش به شمار می آید، اما متاسفانه بررسی های کمی تاکنون در این زمینه در کشور انجام نشده است. از سوی دیگر در بیشتر پ‍ژوهش های انجام شده نیز بر تاثیر تغییر در فراسنجه (پارامتر)های اقلیمی بر میانگین عملکرد گیاهان زراعی تمرکز شده و کمتر به تجریه و تحلیل اثرگذاری های این پدیده بر خطرپذیری تولید پرداخته شده است.
    مواد و روش ها
    در این بررسی با استفاده از تابع تولید تصادفی معرفی شده توسط جاست و پاپ (1979، 1976) به بررسی تاثیر تغییر در پارامترهای اقلیمی، بر تابع ها میانگین و واریانس عملکرد سه محصول زراعی گندم، جو و سیب زمینی در پهنه زراعی-بوم شناختی(اکولوژیکی) شمال غرب کشور برای دوره زمانی سال های 1378 تا 1394 پرداخته شده است. مبنای اساسی این رهیافت بر این پایه استوار است که تابع تولید به دو جزء بنیادی قابل تفکیک است. نخستین جزء به میانگین عملکرد محصول مربوط می شود در حالی که جزء دوم به واریانس و نوسان های سطح تولید مرتبط است. شبیه-سازی های فراسنجه (پارامتر)های اقلیمی و در نتیجه تغییرپذیری ها در مولفه های میانگین و واریانس عملکرد محصول های مورد بررسی، تحت نتایج دو مدل گردش عمومی جوECHAM3 و EGCM3T63 و دو پیش فرض (سناریوی) اقلیمی QUOTEGAGA وQUOTEB1 B1 انجام شده است.
    نتایج و بحث
    پردازش نتایج شبیه سازی تغییرپذیری های اقلیمی طی دهه های اخیر دو راه گزین B1 و GA، نشان داد، تا سه دهه آینده (1420) بر اساس مدل و سناریوی میزان بارش سالانه در منطقه بوم شناختی شمال غرب کشور افزایشی و تا سال 1450 میزان بارش ها نسبت به دوره تاریخی پایه کاهش خواهد داشت. اما در شرایط سناریوی B1 در مدل میزان بارش سالانه طی هر دو بازه زمانی افزایشی پیش بینی شده است. نتایج پیش بینی ها برای پارامتر دما نیز گویای از گرایش آن به افزایش تحت هر دو مدل گردش عمومی جو و سناریوهای مورد بررسی آن هاست. شدت این گرمایش در مدل در مقایسه با مدل دیگر به میزان بیشتری پیش بینی شده است. نتایج ناشی از شبیه سازی تغییرپذیری های عملکرد محصول های مورد بررسی به تغییرپذیری های اقلیمی پیش بینی شده تحت سناریوهای مختلف گویای کاهش شایان ملاحظه عملکرد این محصول ها است که البته درصد کاهش عملکرد برای محصول گندم بیشتر از جو و سیب زمینی برآورد شده است. مقایسه میزان درصدهای کاهش عملکرد محصول های مختلف در سناریوهای مورد بررسی نیز نشان می دهد، که در محدوده تغییرهای پیش بینی شده برای پارامترهای اقلیمی بارش و دما، افزایش دما عامل موثرتری در توضیح کاهش عملکرد محصول ها نسبت به بارش است. واکنش واریانس محصول های زراعی مورد بررسی نسبت به تغییر اقلیم برای محصول سیب زمینی با سناریوهای مختلف و برای گندم تحت سناریوی 1420-GA افزایشی برآورد شده است.
    نتیجه گیری
    با توجه به کاهش عملکرد محصولات مورد مطالعه تحت سناریوهای مختلف تغییر اقلیم تدوین برنامه های زراعی به منظور جهت گیری الگوی کشت به سمت واریته ها یا محصولاتی که کمترین کاهش عملکرد را تحت تاثیر تغییر اقلیم خواهند داشت توصیه می گردد. توسعه و تحقیق بیشتر در این زمینه و معرفی ارقام مقاوم به خشکی و گرما می تواند یکی از کارهای موثر در این راه باشد.
    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، ریسک عملکرد، کشاورزی، پهنه زراعی-اکولو‍ژی شمال غرب
  • محمدعلی نیک پی، مهدی همایی *، علی اکبر نوروزی، صفورا اسدی کپورچال صفحات 102-116
    سابقه و هدف
    از دست رفتن محصول در نتیجه عوامل خسارت زای قهری طبیعی وارده و اثر نامطلوب آن در میزان تولید یکی از موارد مورد توجه در کشاورزی می باشد. تنش های محیطی به ویژه تنش سرما و سرمازدگی ویژگی های مورفولوژی و فیزیولوژی گیاهان را تحت تاثیرقرار می دهد. شناسایی و تعیین توزیع مکانی شالیزارهای تحت تنش آسیب سرمازدگی برای ارزیابی امنیت غذایی و بهبود مدیریت کشت و کار اهمیت فراوانی دارد. پژوهش حاضر با هدف تهیه پهنه های سرمازدگی با استفاده از تصاویر ماهواره ای و شاخص درجه حرارت روز سرما (CDD) به منظور ارزیابی شدت آسیب سرمازدگی در مراحل مختلف رشد گیاه برنج انجام شد.
    مواد و روش ها
    در پژوهش حاضر از داده های هواشناسی ایستگاه سینوپتیک شهر کیاشهر استفاده شد. داده ها ی اندازه گیری شده شامل دمای بیشینه، کمینه و میانگین روزانه ی هوا، به ترتیب Tmax، Tmin، Tavg بود. 180 تصویر با کد MOD11A1 مربوط به فصل زراعی 90-89 سال 2011 میلادی، که منطقه گیلان را پوشش می دهند از سایت سازمان ملی هوا و فضای آمریکا (ناسا) اخذ شدند. به منظور ایجاد نقشه های دمای سطح زمین در شهرستان رشت، محصول دمای سطح زمین مودیس پیش پردازش شد. با استفاده از تصاویر ماهواره ای و شاخص درجه حرارت روز سرما (Cold Degree Day) در سه مرحله فنولوژیک برنج (گیاهچه ، تشکیل گل آذین-آبستنی، خوشه دهی تا گلدهی)، تاثیر آسیب سرمازدگی در مراحل مختلف رشد گیاه برنج در بخشی از اراضی شالیزاری استان گیلان مورد ارزیابی قرار گرفت.
    نتایج و بحث
    شدت آسیب سرمازدگی در مزارع شالیزار در زمان هایی از رشد گیاه که دما کمتر از حد بحرانی بوده، برآورد گردید. نتایج نشان داد میزان شاخص درجه حرارت روز سرما (CDD) در مرحله گیاهچه ای 7/8، در مرحله تشکیل گل آذین-آبستنی 1/3 و در مرحله خوشه دهی تا گلدهی 11 درجه روز می باشد. همچنین، بررسی روند پهنه های سرمازدگی نشان داد که اراضی شالیزار کوچصفهان، لشت نشا و خشک بیجار به دلیل آسیب سرمازدگی شدید طی دوره رشد گیاه برنج تحت بیشترین خسارت بر رشد و عملکرد قرار دارند. پهنه های با پیکسل های تیره (دمای کمتر از آستانه دمایی برای رشد) در مرحله گل آذین- آبستنی نسبت به دیگر مراحل رشد، بیشتر در معرض آسیب سرمازدگی بودند. همچنین بر پایه نتایج به دست آمده، ادغام داده های سنجش از دور با اطلاعات زمینی تحت یک الگوی بهبود یافته جهت تفسیر داده های ماهواره ای برای مناطقی که داده های زمینی کم و غیر قابل دسترس است، بسیار مناسب می باشد. این روش از قابلیت خوبی در تعیین ریسک کشت برنج در سطح شالیزارها و در زمان های مختلف سال برخوردار بوده و با استفاده از آن می توان قابلیت شالیزارها را برای کشت دوم تعیین کرد.
    نتیجه گیری
    آگاهی از توزیع مکانی و زمانی دمای اراضی شالیزار برای تعیین بیلان انرژی، مطالعات هواشناسی و شناسایی شالیزارهای تحت تنش های دمایی ضروری است. بر اساس نتایج به دست آمده از تصاویر ماهواره ای در بررسی تنش های دمایی موفق بوده و با استفاده از تصاویر ماهواره ای، می توان تنش های دمایی (سرمازدگی و گرمازدگی) در مراحل رشد گیاه برنج و کاهش عملکرد محصول را مورد بررسی قرار داد. از نتایج حاصل از پیش بینی میانگین دمای هوا و پهنه بندی خطر سرمازدگی می توان در برنامه ریزی های محیطی همچون کنترل بیماری ها و آفات، مدیریت بهینه منابع آب، برآورد خسارت وارده بر مزارع و مطالعات زیست محیطی استفاده کرد.
    کلیدواژگان: برنج، تنش های دمایی، سنجش از دور، شاخص درجه حرارت روز سرما
|
  • Ghorban didehbaz Moghanlo, Ahmad Tobeh, Rasoul Fakhari *, Mohammad Taghi Alebrahim, Seiedeh Azam Saadat Pages 1-16
    Introduction
    Today, cover crops are an effective tool in non-chemical weed management in sustainable agriculture (Ateh and Doll, 1996). This experiment was conducted to investigate the effect of cover crops on weed management and the yield of peppermint (Mentha piperita).
    Materials and methods
    In order to evaluate the effect of cover crops on weed management and yield of peppermint (Mentha piperita), a factorial experiment was conducted with a randomized complete block design with three replications at the Agricultural Research Field of the University of Mohaghegh Ardabili, Iran, in 2012. The first factor included: spring wheat, spring barley, winter rye, winter wheat, winter barley, mixed winter rye + winter barley. Cover crop management methods included: undercutting mulch, heading living mulch, and cover crops killed with herbicide as a second factor. Two controls were also included in the experiments: no cover crop with weeding and no cover crop without weeding. To investigate the effect of cover crops on density and weed biomass, three stages of weed sampling were performed, 30, 60, and 90 days after the peppermint (Mentha piperita) planting (except for weed control plots and no weeding) in a plot of 0.5 × 0.5 square meters. Also recorded were number of branches, stem length, leaf fresh weight, leaf dry weight, and fresh yield.
    Results and discussion
    The results showed that the main effect of the cover crop was significant on the number of branches and the main effect of cover crop management had a significant effect on peppermint properties and the dry weight and density of weeds. Most of the trait impact was positive in all the methods of cover crop management of weed control. The results showed that peppermint traits were most affected with undercutting management and heading living mulch. The second most effective was cover crops killed with herbicide. Comparison of interaction effects showed that by using heading living mulch winter wheat, undercut spring barley and winter rye had the highest fresh yield. The main effect of cover crop type on the first sampling on dry weight of redroot pigweed (Amaranthus retroflexus L.) was significant for weed density of bindweed (Convolvulus arvensis L.) in the third sampling and the cover crop management for all weeds in all three samplings. On average in the three stages of sampling, the dry weight and density of the control weed of redroot pigweed, common lambsquarters (Chenopodium album) and bindweed in undercutting mulch, heading living mulch, killed cover crops with herbicide were 66%, 73%, 38% and 59%, 70% and 44%, respectively.
    Conclusion
    The results of this study showed that cover crops are effective strategies for weed control. In this experiment, cereal crop plants with rapid growth and high biomass, reduced the density and dry weight of annual and perennial weeds (Blanco-Canqui et al., 2013 Jahanzad et al., 2013 Jahanzad et al., 2014) and had a good effect on the fresh leaf yield of peppermint. In general, to achieve more effective control of weeds and healthy production, the treatment of heading living mulch winter wheat was appropriate.
    Keywords: Bindweed, Density, Red root pigweed, Rye
  • Nasibe Rezvantalab, Afshin Soltani *, Ebrahim Zeinali, Alireza Foroughnia Pages 17-38
    Introduction
    The significant increases in energy consumption make the continued and accelerated optimization measures on energy supply and demand more critical than ever before (Iranian Ministry of Energy, 2010). Different quantities of energy are consumed per hectare of wheat production by using different inputs such as fertilizers, fossil fuels, electricity, seeds, pesticides and machinery. This leads to greenhouse gas emissions including CO2, N2O and CH4. Increasing the concentration of such gases in the atmosphere can cause global warming. Serious attention to reducing energy consumption and greenhouse gas emissions is therefore necessary. To this end, fuel and energy consumption and greenhouse gas emissions were investigated in all the wheat fields in Golestan Province. Finally, some strategies to reduce consumption and emissions were presented.
    Material and methods
    In order to determine the fuel and energy consumption and greenhouse gas emissions and how to reduce it, 140 wheat fields in Golestan province were investigated through systematic random sampling. The amount of inputs, including fossil fuels was recorded and energy analysis was done based on the consumed inputs amount per unit. Also, the greenhouse gases emission of carbon dioxide, nitrous oxide and methane derived from energy consumption for agricultural inputs and agronomic operations was calculated (IPCC, 1996; Soltani et al., 2013). Finally, energy efficiency, energy productivity, specific energy, net energy and total GWP, GWP in area unit, product weights, input energy and output energy were also calculated.
    Result and discussion
    Fuel required to produce wheat was estimated at 123±0.23 L.ha-1 and energy required was 16231.04± 0.34 MJ.ha-1, based on results. Greenhouse gas emissions were calculated at 1414.01±3.17 kg eq- CO2.ha-1. Land preparation and harvesting required higher fuel and energy consumption and produced more emissions than other agricultural operations. Nitrogen fertilizers and fossil fuels were the worst offenders accounting for 70% of total energy consumption and 78% of emissions. Based on the results, using tractors with higher horsepower and equipment with a high working width and penetration depth in soil is preferable because they required fewer operations and less time for land preparation. Using turbo linear sprayers instead of lance sprayers with a tractor, as well as using new engines for irrigation can play an important role in reducing fuel consumption and, consequently, reduce energy consumption and emissions of greenhouse gases in overall agricultural operations.
    Conclusion
    Optimizing the use of nitrogen fertilizers and reducing fossil fuel consumption is critical to reducing energy consumption and greenhouse gas emissions. If wheat production in Golestan is carried out in such a way that the efficiency of using different types of fertilizers, especially urea fertilizer, is increased or by using organic fertilizers that lead to mineral enrichment in soil over a long period of time, the application of a higher efficiency machine which reduces its own use and fuel consumption, it is possible to increase the energy efficiency and the ratio of the output energy to the input per hectare and reduce energy consumption per kg of grain and straw. By applying such management practices, greenhouse gas emissions will also be reduced in land and crop weight unit.
    Keywords: Cultural operations, Electricity, Energy efficiency, Fossil fuel
  • Roghayeh Khaligh, Aliakbar Shokouhian* Pages 39-51
    Introduction
    Unbalanced application of chemical inputs leads to environmental damage, which reduces the quality and health of the soil (Samavat, 2011) Vermicompost is one of the bio-fertilizers that results from a semiaerobic process by a specific species of earthworm called Fetida Eisenia and excretion of these substances from the body of the worm (Sekar and Karmegam, 2010). Compost tea, a vermicompost extract, has the beneficial properties of the vermicompost from which it is prepared. During extraction, dissolved inorganic nutrients, humic acid, fulvic acid, hormones and growth regulators are fed into the extract from Vermicompost (Afshar Manesh et al., 2016). This research was conducted with the aimof producing an organic crop and reducing the use of chemical fertilizers, as well as determining the best concentration of compost tea on the growth and yield of three cultivars of strawberry.
    Material and methods
    This experiment was carried out in a factorial based on a completely randomized block design with three replications and two factors: A - concentration of compost tea at four levels (0, 1500, 3000 and 4500 ppm); B - three short-term cultivars of strawberry (Parous, Queen Eliza and Diamante) in the research sites of the University of Mohaghegh Ardabili in 2015-17. The compost tea solution was prepared in a ration 1:5. The extract was diluted with water to prepare each level of solution. The spraying of compost tea from the third stage of the strawberry bush (mid-April to late May) was carried out in five periods of 10 days apart from each other in each year. Two weeks after the last application of treatments (June of the second year), growth variables of the plant were measured, such as fresh and dry weight of leaves, leaf area, number of runners, fresh and dry weight of root, root length, chlorophyll a, b, and total chlorophyll, rate of flowers converting into fruits and fruit yield.
    Results and discussion
    Analysis of variance indicated that the effective compost tea has had a significant effect at 1% probability level on all traits. Comparison of meanings showed that the highest fresh weight (26.84 gr), dry weight of leaves (7.38 gr) and fresh weight of root (23.10 gr) were related to 4,500 ppm treatments. In all three indicators, the Parous (27.86 gr, 8.71 gr and 22.89 gr) responded better than the Diamante and Queen Eliza cultivars. The highest rate of flowers converted into fruit (93.55%), fruit yield in bush (181.73 gr), dry weight of root (8.79 gr) and root length (18.48 cm) resulted from the 3000 ppm application. The Parous also had the highest rate of flowers converted into fruit (93.60%), fruit yield in bush (162.02 gr), dry weight of root (8.74 gr) and root length (18.12 cm). Due to the interaction of treatments, the Parous with the 3000 ppm concentration of compost tea had the highest amount of leaf area (7533.75 cm2), chlorophyll a (1.65 mg.g-1FW), chlorophyll b (0.79 mg.g- 1FW) and total chlorophyll (2.44 mg.g-1FW). The highest number of runners (8.89) was observed in the treatment of Parous cultivar with 4500 ppm level of compost tea.
    Conclusion
    It can generally be concluded that the application of compost tea as a foliar application on various cultivars of strawberry can improve plant growth and yield. According to the results of this experiment, the level of 3000 ppm of compost tea and Parous cultivar had the highest growth indices and yield of strawberry.
    Keywords: Ardabil, Bio-fertilizer, Spraying, Strawberry cultivars
  • Kaveh Limouchi *, Ataollah Siyadat, Abdolali Guilani, Fatemeh Fateminick Pages 52-68
    Introduction
    Rice can be irrigated like wheat and corn as an aerobic plant (Limouchi et al., 2015; Wu et al., 2011). A severe decrease in available water for multi-day irrigation intervals lead to negative effects on the plant and will reduce vegetative growth, particularly in the seedling stage (Salehifar et al., 2014). Supplemental irrigation can present a manageable alternative to reduce the negative aspects of the terminal drought (end of season) at the reproductive stage (Nehbandani et al., 2016). This research aims to study the effects of irrigation intervals on the growth steps of indices of stem dry weight, leaf dry weight and final grain yield of aerobic rice genotypes. One goal is to identify a physiological response of resistance mechanism or sensitivity to low water and waterlogging by studying changes in the mentioned traits. The other goal is to identify the positive role during vegetative growth that is played to increase grain yield as well as to provide functional traits to breed rice genotypes.
    Material and methods
    This study aims to examine the effects of different irrigation intervals on the physiological characteristics in the examined rice genotypes with a split-plot arrangement using a randomized complete block design with three replications in 2014 and 2015 in the Agricultural Research and Education Center of Shavar related to agricultural research and the Office of Natural Resources of Khuzestan. Experimental research includes four different irrigation intervals (1, 3, 5 and 7 days), and 12 genotypes of rice that were located in the main plots and sub-plots.
    Results and disscussion
    The combined analysis results illustrate that between genotype, irrigation protocol and the interaction of two factors there was a significant difference at the level of one percent at all stages of growth properties. The second irrigation protocol also accounted for the highest performance. IR 81025-B-327-3 genotype having the average of 6555.10 kg per hectare had the highest average grain yield. The highest amount of stem weight was obtained in two irrigation treatments with a frequency of once a day and once every three days. Its decrease could be due to its role in retransmission thereby leading to an increase in grain yield, as it has the biggest positive and significant correlation (0.382**) with the leaf weight yield versus stem weight. The highest amount in all growth stages were the irrigation intervals of five and seven days, which according to the positive and significant correlation between the two aforementioned attributes is reasonable.
    Conclusion
    The traits were all at their highest levels at the ending and critical stages of growth in irrigation intervals of 3 days. Due to the fact that the most highly positive and significant correlation was obtained at the ending stage of growth, we can explain the increase in performance particularly in this irrigation protocol. This consistency was also obtained with the genotype in a way that due to higher consistency at the final growth stage, genotypes with a higher resistance could perform better, even though at the early stages of growth due to rising costs of resistance, these traits were of less value. In general, the genotypes with the highest and lowest values of the studied traits at the late stages of development produced the highest and the lowest yield respectively. Judging by these results, it seems that by concentrating modifying purposes on increasing these traits we can hope grain yield increases.
    Keywords: Tolerance, Irrigation intervals, leaf weight, Stem weight
  • Sayedeh Samaneh Sohrabi, Hadi Veisi *, Kuros Khoshbakhat, Thomas Alaban Pages 69-85
    Introduction
    The sustainability of agro-ecosystems depends on their ability to deliver an entire package of multiple ecosystem services (ES), rather than provisioning services alone. They must also provide a web of supporting and regulating services, such as soil fertility, pest control and pollination. In this sense, various farming systems have been developed to achieve a balance between the provisions of multiple ES. The present study aims to assess the alternative agro-ecosystems (e.g. industrial, organic and conventional) in terms of the provisions of ecosystem services in agriculture using the analytical network process (ANP). This study applies a social ecological framework developed by Lescourret et al. (2015) for the service-based management of agroecosystems, specified through an explicit and symmetric representation of the ecosystem and the social system, and the dynamic links between them. It also displays how management practices, with their multiple effects, could drive the provision of multiple services. Based on this framework, ecosystem service relationships are classified based on the two types of mechanisms causing them: (1) effects of drivers (i.e. organic, industrial and conventional farming systems) on multiple ecosystem services and (2) interactions among ecosystem services. Alternative agroecosystems can drive change in one or more ecosystem services.
    Material and methods
    In this study, an analytical network process (ANP) was used to compare different farming systems in terms of ecosystem services. The process consists of four steps:(1) network design, including the importance of the e summarizing the overall importance of the elements in the agriculture system; and (4) validation of the results through an expert-panel evaluation.
    Results and dissuasion
    Results regarding ecosystem services revealed that indicators of water and soil conservation, alongside food production are the millstone in a sustainable and balanced agroecosystem. In this sense, the results showed the priority of industry farming systems and in comparison with other systems in agreement with Andersen et al. (2013) and Letourneau and Bothwell (2008). Results reveal that among the four categories of ecosystem services, the production services group had the highest rate, and then, supportive, regulatory and cultural services.Water and production indictors also rated the highest regarding ecosystem service as well as organic and industry farming systems. This implies the importance of the integration of farming systems.
    Conclusion
    Based on the results and consistent with Pretty et al. (2011), sustainable intensification is recommended to balance providing an entire package of multiple ecosystem services. Kiani et al. (2015) have analyzed the conditions of Iranian provinces in terms of production sustainability, and have concluded that in spite of the growing intensity in Iranian agricultural systems over the past five decades, the index related to the stability and sustainability of production has decreased. This is why, enhancing the input efficiency and extension sustainable intensification will be the only solution to feeding the growing population of Iran in the future, while still addressing environmental issues such as water conservation.
    Keywords: Agroecosystem, multiple-criteria decision analysis, ecosystem services, Analysis network process
  • Fahimeh Bahrami, Mohammad Reza Nazari * Pages 86-101
    Introduction
    Climate change is not only an important determinant of crop average yield and agricultural production potential in a region, but also is an important source of agricultural production risk, which leads to unexpected changes in yield and production levels. This, in turn, it is affects key parameters of the market, supply and demand, and, consequently products prices. Although, the analysis of climate change effects is an important issue in relation to agricultural production from policy making points of view and adaptation strategies (Kundouri et al, 2005), but, little quantitative studies have been conducted in this regard so far. On the other hand, in most researches, the impacts of climate changes on average crops yield is estimated, and less attention has been paid to the effects of this phenomenon on the production risk.
    Material and methods
    In this study, using the random production function introduced by Just and Pop (1979, 1976), the effect of changes in climatic parameters on the average crops yield and yield variance was estimated for three crops including wheat, barley and potatoes in the northwestern ecological zone of Iran for the period of 1999 to 2015 years. The basis of this approach is on the fact that the production function can be separated into two basic components. The first component is related to the average yield of the product, while the second component is related to variance and production-level fluctuations (Sarker et al, 2012). Climatic parameters simulations and hence the change in the average and the variance of crops yield carried out by using the results of two general circulation models of ECHAM3 and EGCM3T63 and two climatic scenarios, GA and B1.
    Results and discussion
    The results of climate change simulation of two scenarios B1 and showed that, up to two future decades (2040), the annual rainfall in the northwestern ecological zone was increased and until the year 2070 will decrease compared to the base historical period. Under the scenario B1 in the model , the amount of annual precipitation is predicted incremental over both time intervals. The results of predictions for the temperature parameter also indicate that it tends to increase under both general circulation models and scenarios. The intensity of warming in the model is more predicted than the other model. The results of the crops yield simulation to the predicted climatic variations under different scenarios indicate a significant reduction in the yield of these products. The yield reduction for wheat is estimated to be higher than barley and potato. Comparison of cultivars in the percentage of yield reduction in the scenarios also shows that in the range of predicted changes for climate parameters, increasing temperature is a more effective factor in explaining the reduction of yield performance relative to precipitation. The variance response of crops in relation to climate change for potato production under different scenarios and for wheat under scenario 2040-GA has been estimated incremental.
    Conclusion
    Regarding the reduction of yield of products under different scenarios of climate change, it is recommended to develop agronomic plans in order to shift the crop pattern towards varieties or products that have the least yield loss due to climate change. Further development and research in this field and the introduction of drought and heat resistant varieties can be one of the most effective ways in this regard.
    Keywords: Climate change, Risk of yield, Agriculture, Northwest ecology zone
  • Mohammad Ali Nikpey, Mehdi Homaee *, Ali Akbar Norouzi, Safoora Asadi Kapourchal Pages 102-116
    Introduction
    Loss of yield as a result of natural damages and its adverse effect on crop production is one of the important issues in agriculture (Barlow et al., 2015). Environmental stresses, particularly cold and frost stresses, affect the morphological and physiological characteristics of plants (Akhil et al., 2008). Identifying and determining spatial distributing of rice fields under frost damage is important for evaluating the food security and improving crop production management (Simaie et al., 2013). The objective of this study was to come up with zoning the frost damage using satellite imagery and cold degree days (CDD) index to evaluate the severity of frost damage in different growth stages of rice plant.
    Material and methods
    In this research, climatic parameters including maximum, minimum and mean of temperature were obtained from Kiyashahr synoptic station. A number of 180 images with the MOD11A1 code related to the crop season, which covering the Guilan area, were taken from the National Aeronautics and Space Administration (NASA) site. In order to create surface temperature maps in Rasht, land surface temperature product of MODIS sensor was pre-processed. By using the satellite images and Cold Degree Days indices in three growth stages of rice (seedling, panicle initiating to the end of booting, cluster to flowering), the influence of frost damage on different growth stages of rice in part of rice fields in Guilan province was evaluated.
    Results and discussion
    The severity of frost damage in rice fields was estimated at times when the plant was growing below the critical temperature. The obtained results indicated that the index of cold degree days (CDD) was 8.7 at seedling stage, 3.1 at panicle initiating to the end of booting stage and 11 in flowering stage. Also, investigating the trend of frost zones indicated that Kuchesfahan, Lashtnesha and Khoshbijar areas due to severe frost damage during rice plant growth period imposed to the most damage to plant growth and yield. The zones with the dark pixels (lower than the temperature threshold for growth) in the panicle initiating to the end of booting growth stage were more exposed to frost damage than other growth stages. The obtained results further indicated that integration of remote sensing data with ground information can be used under an improved pattern for interpreting satellite data for areas where low ground data is accessible. This method has a reasonable capability to determine the risk of rice cultivation at rice fields and at different times of year, and consequently can be used to determine the potential of rice fields for second cultivation.
    Conclusion
    Knowledge of spatial and temporal distribution of rice farms temperature is essential for determining energy balance, meteorological studies and identification of rice fields under temperature stresses. Based on the obtained results, satellite images perform well in evaluating temperature stresses. Using satellite imagery, the temperature stresses (frost and heat damage) in different rice growth stages as well as for crop yield reduction can be investigated. The results of the prediction of the average air temperature and the zoning of frost damage can be used in environmental planning such as disease and pest control, optimal water resources management, estimation of damage to fields and environmental studies.
    Keywords: Cold Degree Days, Remote sensing, Rice, Temperature stresses