فهرست مطالب

  • سال پنجاهم شماره 5 (مهر 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/07/01
  • تعداد عناوین: 20
|
  • رسول دانش فراز*، جعفر چابک پور، هادی نظافت صفحات 1039-1051

    در این مطالعه کاربرد صفحه مشبک به عنوان مستهلک کننده انرژی جریان آب در پایین دست سازه های هیدرولیکی برای کاهش میزان آبشستگی است. برای انجام آزمایش ها از یک کانال مستطیلی و برای کنترل جریان از یک دریچه کشویی با بازشدگی ثابت استفاده شده است. به منظور کاهش انرژی جریان خروجی از دریچه کشویی، صفحات مشبک به عنوان مستهلک کننده های انرژی با منافذ (نسبت روزنه ای) 40% و 50%، به فاصله 5/1 متری از دریچه قرار گرفته اند. بعد از صفحه مشبک، بستر متحرک متشکل از ذرات با سه اندازه 8/1 و 6/2 و 2/5 میلی متر، به طول 3/1 متر، عرض 3/0 متر و ضخامت 114/0 متر برای مطالعه تاثیر صفحه مشبک روی حداکثر عمق و طول حفره آبشستگی قرار داده شد. نتایج مطالعه نشان داد ضخامت و نسبت روزنه صفحه مشبک و فاصله قرارگیری آن از دریچه روی  مقادیر حفره آبشستگی موثرند. بیشترین و کمترین عمق و طول حفره آبشستگی به ترتیب در صفحه مشبک با نسبت روزنه 40% و 50% دوبل رخ داد. به طوری که با افزایش نسبت روزنه و ضخامت صفحات، مقادیر حفره آبشستگی کاهش می یابد. همین طور با افزایش اندازه ذرات میزان آبشستگی نیز روند کاهشی را نشان می دهد.

    کلیدواژگان: اسکرین، آبشستگی، اندازه ذرات بستر، پرش هیدرولیکی
  • فاطمه مسکینی *، ناصر دوات گر صفحات 1053-1062

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

    کلیدواژگان: آب قابل استفاده خاک، شاخص S دکستر، کیفیت فیزیکی خاک
  • سمیه احسانی، یحیی کوچ*، مسلم اکبری نیا صفحات 1063-1072
    تغییر کاربری اراضی یکی از دخالت های مهم بشر در اکوسیستم های طبیعی است که بر روی فرآیندهای اکوسیستم به ویژه خاک اثرگذار است. در پژوهش حاضر، اثر کاربری های جنگلی (جنگل طبیعی و جنگل کاری بلندمازو) و غیرجنگلی (عرصه های باغی، مرتعی و زراعی) بر تغییرپذیری شاخص های کیفی خاک و پویایی تصاعد دی اکسید کربن مورد توجه قرار گرفته است. در هر یک از کاربری های مورد بررسی، تعداد 16 نمونه خاک (عمق 10-0 سانتی متری) جمع آوری و به آزمایشگاه انتقال داده شد. مطابق با نتایج، بیشترین مقدار ماده آلی خاک به رویشگاه های جنگلی و بالاترین مقدار جرم مخصوص ظاهری به عرصه های مرتعی و زراعی اختصاص داشت. هرچند تغییرات جرم مخصوص حقیقی خاک در بین کاربری های مختلف اراضی معنی دار نبود، اما خاک جنگل کاری بلندمازو دارای بالاترین مقدار تخلخل بود. جنگل طبیعی دارای پایدارترین خاکدانه ها بوده و به دنبال تخریب جنگل و تغییر نوع کاربری از پایداری آنها بطور معنی داری کاسته شد. بیشترین محتوای شن به عرصه مرتعی و بالاترین مقدار رس به جنگل طبیعی اختصاص داشته، در حالی که محتوای سیلت تفاوت آماری معنی داری در بین کاربری های مختلف اراضی نشان نداد. بالاترین مقدار زیتوده درشت ریشه در جنگل طبیعی و جنگل کاری بلندمازو مشاهده شد در حالی که زیتوده ریزریشه در جنگل طبیعی بالاترین مقدار بود. بیشترین مقادیر رطوبت خاک در رویشگاه های جنگلی (بویژه در فصول زمستان و پاییز) مشاهده شد، در حالی که بالاترین درجه حرارت خاک به عرصه های زراعی و مرتعی (بویژه در فصل تابستان) اختصاص داشت. تصاعد دی اکسید کربن از خاک در فصل تابستان تحت جنگل کاری بلندمازو بالاترین مقدار بوده است. مطابق با تحلیل مولفه های اصلی، مقدار ماده آلی، محتوای رطوبت و همچنین میزان تخلخل خاک در جنگل کاری بلندمازو نقش موثری در افزایش تصاعد دی اکسید کربن از خاک این نوع از کاربری اراضی در مقایسه با سایر رویشگاه ها داشته است. نتایج این پژوهش موید حفاظت از جنگل های طبیعی برای افزایش مشخصه های کیفی و سلامت خاک می باشد.
    کلیدواژگان: تخلخل، پایداری خاکدانه، زیتوده ریشه، رطوبت، حرارت
  • سیدهادی ابطحی، ابوالفضل علی رضالو*، وحید رضاوردی نژاد، محمد همتی، محمدتقی احمدی صفحات 1073-1083

    بررسی تغییرات فیزیکوشیمیایی گیاه دارویی فیسالیس به عنوان گونه ای با خواص متعدد درمانی و غذایی، تحت تاثیر توامان  تیمارهای شدت مغناطیس (M) در چهار سطح صفر، 0/2، 0/3 و 0/4 تسلا و غلظت نانوکود روی (N) در سه سطح 1، 1/5 و 2 گرم در لیتر اجرا گردید. نتایج نشان داد تاثیر توامان تیمارها بر تمامی خصوصیات بیوشیمیایی (به جز کاروتنوئید) و کلیه صفات مورفولوژیکی (به استثنای قطر میوه) در سطوح %5 و %1 معنی دار بود. با بررسی فاکتورهای فیتوشیمیایی، فاکتور کلروفیل b با افزایش معنی دار 5/3 برابری نسبت به تیمار شاهد، تحت تیمارهای 0/4 تسلا و 1/5 گرم در لیتر بیش ترین بهبود را در بین تیمارها داشت. همچنین از بین فاکتورهای مورفولوژیکی،فاکتور a* تحت تیمار 1/5 گرم در لیتر و بدون شدت مغناطیس با بهبود 7/2 برابری بالاترین افزایش را نشان داد. در مجموع، استفاده متعادل از این تیمارها می تواند در تولید اقتصادی این محصول بکار گرفته شود.

    کلیدواژگان: آبیاری، خصوصیات شیمیایی، شدت مغناطیس، صفات فیزیکی، نانوروی
  • رضا نوروز *، مجتبی خوش روش صفحات 1085-1093

    گرم شدن اقلیم محل موجب پیشگیری از یخبندان های دیررس بهاره و کاهش ریسک یخ زدگی در فصل بهار می شود. هدف این پژوهش بررسی اثر تغییر اقلیم بر تامین نیاز سرمایی و جابجایی تاریخ تکمیل مراحل فنولوژیکی گیاهان مختلف در شهرستان ساری است. از اطلاعات اقلیمی موجود در ایستگاه سینوپتیک کیاسر ساری طی دوره آماری درازمدت (2015-1970) به همراه داده های باز تحلیل مرکز ملی پیش بینی زیست محیطی استفاده شد. از خروجی پیش یابی مدل اقلیمی بزرگ مقیاس CanESM2 پس از ریزمقیاس نمایی برای سناریوهای چهارگانه RCP استفاده شد. با استفاده از مدل ChillR و Climdex تاریخ شکوفه دهی و طول فصل رویش GSL برآورد شد. بر اساس آزمون ناپارامتری من-ویتنی و روند من کندال به مقایسه بین میانگین های نیمه ی اول آینده نزدیک (2055-2016) و نیمه دوم آینده دور (2100-2056) نسبت به حال حاضر پرداخته شد. نتایج نشان داد، اگرچه طول فصل رویش افزایش می یابد، اما اختلاف معنی دار دمای هوا در فاز سرمایشی و گرمایشی تغییرات معنی داری را در ظهور مراحل فنولوژی درختان خزان دار در منطقه منجر می شود. در دهه های آماری گذشته در حدود دو هفته به طول فصل رویش (در دهه 1980 میانگین 300 روز به 322 روز در دهه 2000)  افزوده شد؛ اما تاریخ شکوفه دهی سه دهه زودتر از موعد نسبت به گذشته اقلیمی اتفاق خواهد افتاد. این تغییرات معنی دار در پارامترهای اقلیمی کشاورزی منجر به اختلالات فنولوژیکی غیر قابل جبران در دوره های آتی می گردد.

    کلیدواژگان: شکوفه دهی، طول فصل رویش، تنش محیطی، نیاز سرمایی، مازندران
  • صفورا ناهیدان*، علی اکبر صفری صفحات 1095-1109

    یافته های اندکی در ارتباط با پیامد زغال زیستی بر کرم خاکی و برهم کنش آن ها بر ویژگی های زیستی خاک در دست است. هدف از پژوهش کنونی، بررسی پیامد کرم خاکی، کود گاوی و زغال زیستی آن بر برخی از ویژگی های زیستی خاک می باشد. بدین منظور، خاک با مقادیر 0، 1، 2 و 5 درصد کود گاوی و زغال زیستی آن با حضور و بدون کرم خاکی و برای 30 و 90 روز انکوباسیون شدند. نتایج نشان داد که در 30 روز انکوباسیون، زغال زیستی، فراوانی کرم خاکی را کاهش می دهد. در 90 روز انکوباسیون، مقدار 1، 2 و 5 درصد کود گاوی موجب افزایش فراوانی کرم خاکی به میزان 26، 91 و 104 درصد نسبت به شاهد شد. مقدار 1 درصد زغال زیستی پیامد معنی داری بر فراوانی کرم نداشت ولی مقادیر 2 و 5 درصد زغال زیستی، فراوانی کرم خاکی را به میزان 43 و 48 درصد نسبت به شاهد کاهش داد. نتایج نشان داد که کرم خاکی، افزایش بیشتری در تنفس میکروبی پایه و برانگیخته و زیست توده میکروبی در خاک های تیمار شده با کود گاوی در برابر زغال زیستی ایجاد می کند. همچنین ویژگی های زیستی خاک با کاربرد کود گاوی و زغال زیستی آن در برابر شاهد افزایش یافتند. از طرفی کرم خاکی موجب افزایش و کاهش کسر متابولیکی به ترتیب در 30 و 90 روز انکوباسیون شد. افزودن کود گاوی و زغال زیستی آن در 90 روز انکوباسیون موجب کاهش کسر متابولیکی در برابر شاهد شد. تیمار 5 درصد کود گاوی دارای کرم خاکی (در 90 روز) کمترین مقدار کسر متابولیکی را دارا بود. در مجموع، کود گاوی کیفیت زیستی خاک را بیشتر از زغال زیستی حاصل از آن بهبود بخشید. با وجود این، مقدار 1 درصد زغال زیستی کود گاوی با نداشتن پیامد منفی بر کرم خاکی، می تواند در بهبود کیفیت زیستی خاک نیز مفید باشد.

    کلیدواژگان: زغال زیستی، کرم خاکی، ویژگی های زیستی خاک
  • احسان سرلکی*، محمد سخندان، علی شریف، محمدحسین کیان مهر، امید نیکوصفت صفحات 1111-1125

    استخراج هیومیک اسید از زغال سنگ های لیگنایت غنی از ترکیبات هیومیکی، در سال های اخیر به عنوان یک موضوع و فرصت برجسته تحقیقاتی مطرح شده است. تکنیک رایج برای استخراج هیومیک اسید بر پایه حلالیت آن ها در محیط های قلیایی و اسیدی است. اکثر پژوهش ها، مدت زمان استخراج و تفکیک هیومیک اسید را 24 ساعت و بازده استخراج را بین 10 تا %80 گزارش کرده اند. در این پژوهش، شدت بخشی استخراج هیومیک اسید از زغال سنگ های لیگنایت، مورد مطالعه قرار گرفته است. بدین منظور، ابتدا یک راکتور مخزنی همزن دار ناپیوسته طراحی و سپس ساخته شد. پارامترهای عملیاتی فرآیند مانند دما در سه سطح (50، 70 و 90 درجه سلسیوس)، مدت زمان فرآیند در سه سطح (1، 2 و 4 ساعت) و سرعت همزنی در سه سطح (250، 550 و 850 دور بر دقیقه) به عنوان متغیرهای مستقل و بازده استخراج هیومیک اسید به عنوان متغیر وابسته در نظر گرفته شدند و بازده راکتور ساخته شده با روش مرسوم (دستگاه هات پلیت) مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج آماری تجزیه واریانس (ANOVA) حاصل از تحلیل داده ها، اختلاف معنی داری در بازده استخراج هیومیک اسید با راکتور ساخته شده و روش هات پلیت نشان داد. تحت شرایط یکسان دما، سرعت همزن و مدت زمان فرآیند، بازده استخراج هیومیک اسید با راکتور در مقایسه با روش هات پلیت به میزان %30 بیشتر بود. بیشترین بازده استخراج هیومیک اسید توسط راکتور در دمای 90 درجه سلسیوس، سرعت همزنی 850 دور بر دقیقه و زمان فرآیند 4 ساعت حاصل شد. در این شرایط، 8/56 درصد هیومیک اسید از زغال سنگ های لیگنایت، استخراج و جداسازی شد. نتایج آنالیز کیفی طیف سنجی FT-IR، یک ساختار غالب آروماتیک و غنی از گروه های عاملی کربوکسیلی، فنولی و هیدروکسیلی با زنجیره های جانبی آلیفاتیک را در ساختار هیومیک اسید نشان داد. نتایج آنالیز CHNOS و نسبت های اتمی (C/N، O/C و H/C) نیز علاوه بر تائید کیفیت زغال سنگ استفاده شده، شاخص های کیفی هیومیک اسید استخراج شده را با نمونه های هیومیک اسید استاندارد IHSS و تجاری آلدریچ مطابقت می دهد.

    کلیدواژگان: هیومیک اسید، زغال سنگ های لیگنایت، بازده استخراج، شدت بخشی
  • محمد صادق *، علی باریک لو، مسلم ثروتی صفحات 1127-1139

    نفوذ، نقش حیاتی را در چرخه هیدرولوژیکی با میزان پراکندگی آب به اجزای سطحی و زیرسطحی ایفا می کند. اندازه گیری مستقیم سرعت نفوذ، معمولا کاربر، هزینه بر و وقت گیر هستند. شبکه عصبی مصنوعی، برنامه ریزی بیان ژن و الگوریتم ترکیبی شبکه عصبی مصنوعی-الگوریتم ژنتیک به عنوان روش های غیرمستقیم برای تخمین نفوذ آب به خاک استفاده شدند. هدف از این مطالعه، توسعه یک مدل مناسب برای تخمین نفوذ آب به خاک با استفاده از استوانه مضاعف در 88 نقطه از منطقه خدآفرین استان آذربایجان شرقی می باشد. آنالیز همبستگی پیرسون نشان داد که از بین ویژگی های خاکی، شن، سیلت، تخلخل کل و کربن آلی بیشترین همبستگی را با نفوذ آب به خاک دارند. مقادیر ضریب تبیین و ریشه میانگین مربعات خطای نرمال شده برای مدل شبکه های عصبی مصنوعی و برنامه ریزی بیان ژن به ترتیب برابر 0/88، 7/9 و 0/75، 11/3محاسبه شد که هر دو روش در ارزیابی حداقل و حداکثر مقادیر نفوذ آب به خاک از دقت کافی برخوردار نبودند. در روش شبکه های عصبی مبتنی بر الگوریتم ژنتیک از توابع تانژانت سیگموئیدی در لایه میانی و محرک خطی در لایه خروجی با 5 نرون در لایه فعال استفاده شد. این مدل از دقت و صحت بیشتری نسبت به مدل شبکه های عصبی مصنوعی و برنامه ریزی بیان ژن برخوردار می باشد، به طوری که مقادیر R2 و NRMSE برای مدل ترکیبی عصبی- ژنتیک به ترتیب برابر 0/93 و 6/1 درصد بود. نهایتا الگوریتم ژنتیک با بهینه سازی اوزان شبکه های عصبی باعث بهبود مدل سازی شد، لذا این روش به عنوان روش کارا در تخمین نفوذ آب به خاک معرفی می گردد.

    کلیدواژگان: برنامه ریزی بیان ژن، شبکه های عصبی مصنوعی، الگوریتم تلفیقی، ویژگی های زودیافت
  • مطهره سادات، مجتبی شوریان*، علی مریدی صفحات 1141-1151

    کاهش منابع آب قابل دسترس بر اثر عوامل انسانی و طبیعی و توسعه کشورها و افزایش نیاز به آب، تخصیص عادلانه منابع آب را به مسئله ای پر اهمیت تبدیل کرده است. این مسئله در حوضه های آبریز مرزی که بین دو یا چند کشور مشترک است، می تواند مناقشات سیاسی نیز به دنبال داشته باشد. حوضه آبریز مرزی رودخانه ارس بین چهار کشور ترکیه، ارمنستان، آذربایجان و ایران مشترک بوده و توسعه و افزایش برداشت از رودخانه در کشورهای بالادست، تامین نیازهای آبی در مناطق پایین دست خصوصا ایران را با مشکل مواجه ساخته است. در تحقیق حاضر، مسئله بازتوزیع بهینه تخصیص منابع آب در حوضه آبریز ارس با استفاده از ترکیب روش های حل اختلاف ورشکستگی و الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات (Particle Swarm Optimization) بررسی شده است. نتایج به دست آمده برتری روش مقید به ضرر یکسان را نسبت به سایر روش های ورشکستگی نشان می دهد به طوری که میانگین تامین نیازهای آبی در حوضه در سناریوی 2020 در حدود دو میلیارد مترمکعب و در سناریوی 2050 در حدود 1/5 میلیارد مترمکعب نسبت به سایر روش های ورشکستگی افزایش می یابد. در این روش متقاضی با کمترین مقدار تقاضا که کشور ترکیه است در اولویت آخر قرار می گیرد. با توجه به اینکه این کشور در بالادست حوضه واقع شده است، اعمال نتایج این روش نیازمند در نظرگیری تسهیلات جایگزین و جلب رضایت ذینفعان می باشد.

    کلیدواژگان: بازتوزیع بهینه تخصیص منابع آب، حوضه آبریز مرزی، روش ورشکستگی، الگوریتم ازدحام ذرات
  • محسن باقری*، نورایر تومانیان صفحات 1152-1168

    نقشه های خاک، پایه و اساس بسیاری از پژوهش ها و برنامه ریزی های مرتبط با محیط زیست و منابع طبیعی هستند. روش های گوناگون جداسازی واحدهای خاک می کوشند مرزبندی های هرچه خالص تری ایجاد کنند. یکی از این روش ها که دارای ساختاری سلسله مراتبی است روش زمین خاک شناسی (ژئوپدولوژی) می باشد که آن را هم تراز ساختار سلسله مراتبی سامانه رده بندی خاک می دانند. از آنجا که ارتباط کمی این دو ساختار با هم کمتر مورد توجه قرار گرفته است در این پژوهش با استفاده از احتمالات شرطی به بررسی کمی رابطه خاک-زمین نما پرداخته شده و صحت انطباق این دو ساختار آزمون گردیده است. برای این منظور واحدهای زمین ریخت شناختی منطقه شرق اصفهان جداسازی شدند و تعداد 191 نقطه مطالعاتی بررسی و تجزیه و تحلیل گردید و احتمال شرطی وجود هر خاک به شرط مشاهده زمین ریخت های مختلف به دست آمد. نتایج به طور کمی نشان دادند خاک های منطقه مطالعاتی کمتر تحت تاثیر عامل خاک ساز "مواد مادری" قرار گرفته اند و یا اینکه عوامل دیگر تاثیرگذاری بیشتری داشته و نقش مواد مادری را کم رنگ نموده اند. همچنین بین واگرایی و یا هم گرایی خاک ها در خلال سلسله مراتب روش زمین خاک شناسی با سطوح رده بندی رابطه نزدیکی وجود دارد و در هر سطح زمین خاک شناختی از سطح رده به سمت سطح فامیل، واگرایی یا تفرق خاک ها افزایش می یابد. با این وجود، هم ارز بودن سطوح رده بندی با سطوح زمین ریخت شناختی به نظر درست نمی آید و سطح زمین ریخت دقت کافی برای جداسازی فامیل خاک را ندارد و در بهترین حالت سطح زمین ریخت برای جداسازی خاک ها در سطح زیرگروه مناسب است. بنابراین پیشنهاد می شود در روش زمین خاک شناسی برای جداسازی  فامیل خاک ها طبقات ریزتری  مانند «فاز سطح زمین ریخت» بکار برده شود که در آن به مواردی چون جهت یا شکل شیب، نوع و تراکم پوشش گیاهی و غیره توجه گردد که در سطوح بالاتر واحدهای زمین ریخت شناختی مد نظر قرار نگرفته اند.

    کلیدواژگان: نقشه برداری خاک، تفرق خاک، همبستگی خاک
  • رامین عسکری، علیرضا وطن خواه * صفحات 1169-1181

    سرریز جانبی یکی از انواع سازه های انحراف آب است که به طور گسترده در شبکه های آبیاری و زهکشی، کنترل سیلاب، سیستم فاضلاب شهری و کنترل سطح آب مورد استفاده قرار می گیرد. جریان عبوری از سرریز جانبی از نوع جریان متغیر مکانی با کاهش بده می باشد. در مطالعه حاضر با استفاده از مدل آزمایشگاهی و روش تحلیل ابعادی، به بررسی خصوصیات جریان عبوری از روی سرریز جانبی ذوزنقه ای لبه گرد واقع در کانال مستطیلی در شرایط جریان زیر بحرانی پرداخته شده است. برای ارزیابی ضریب بده و ارائه معادله بده سرریز جانبی در شرایط جریان آزاد، از تئوری سرریز معمولی با سه عمق مشخصه (عمق ابتدای سرریز، میانگین عمق ابتدا و انتها و عمق مرکزی) برای محاسبه هد سرریز استفاده شد. نتایج آزمایش های تحقیق حاضر حاکی از آن است که ضریب بده سرریز جانبی ذوزنقه ای لبه گرد به عدد فرود جریان بالا دست، نسبت عمق جریان به قطر تاج سرریز و شیب جداره جانبی سرریز بستگی دارد. همچنین مقایسه نتایج با داده های آزمایشگاهی نشان داد که روش عمق متوسط جریان با متوسط خطای برآورد برابر با 3/6 درصد بهترین جواب را برای تخمین ضریب بده ارائه می کند، لذا این روش برای مقاصد عملی پیشنهاد می شود.

    کلیدواژگان: سرریز جانبی ذوزنقه ای لبه گرد، جریان متغیر مکانی، ضریب بده، جریان زیربحرانی، جریان آزاد
  • هژیر قادری نیا، امین سیدزاده، علیرضا وطن خواه * صفحات 1183-1191

    تحقیق حاضر به منظور مطالعه صفحه های آویخته شیاردار و بدون شیار نیم دایره ای در کانال های نیم د ایره ای افقی روباز تحت شرایط جریان آزاد و استخراج رابطه ی تخمین بده این سازه ها انجام شده است. این سازه از یک صفحه نیم دایره ای که در محل قطر آن عمود بر جهت جریان بر روی یک محور افقی به صورت لولایی نصب می شود، تشکیل شده است. انحرافی که به وسیله نیروی جریان آب در صفحه ایجاد می شود تابعی از مشخصات هیدرولیکی جریان، هندسه سازه و دبی می باشد. این سازه ی اندازه گیری بده، قابل حمل بوده و به راحتی می تواند در کانال های دایره ای نصب شده و مورد بهره برداری قرار گیرد. در تحقیق حاضر با مطالعه نظری و آزمایشگاهی جریان عبوری از صفحه نیم دایره ای آویخته در امتداد کانال های دایره ای، معادلاتی برای تخمین بده جریان در کانال های دایره ای با استفاده از روش بده-عمق بحرانی بدون بعد توسعه داده شد. به منظور واسنجی معادلات، از داده های آزمایشگاهی استفاده شد. همچنین برای تخمین بده عبوری از صفحه آویخته، رابطه ای صریح برای تخمین عمق بحرانی و برآورد بده ارائه شد. روش بده-عمق بحرانی بدون بعد استفاده شده در تحقیق حاضر قادر است دبی عبوری از صفحه های نیم دایره ای آویخته را با متوسط خطای 3% برآورد کند. با توجه به خطای روابط ارائه شده برای تخمین بده صفحه آویخته نیم دایره ای (متوسط خطای3% با در نظر گرفتن عدد رینولدز و متوسط خطای 3/6% بدون در نظر گرفتن عدد رینولدز)، این سازه به عنوان یک سازه اندازه گیری بده در کانال های (کانالت های) نیم دایره ای پیشنهاد می شود.

    کلیدواژگان: صفحه آویخته، کانال دایره ای روباز، اندازه گیری بده
  • زهرا بالی، علی اشرف امیری نژاد*، مختار قبادی صفحات 1193-1205

    به منظور بررسی اثرات سالیسیلیک اسید و پلیمر سوپر جاذب بر عملکرد و اجزای عملکرد ماش تحت رژیم های مختلف رطوبتی، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در گلخانه دانشگاه رازی اجرا گردید. تیمارها شامل تنش رطوبتی در سه سطح (رطوبت خاک معادل 30، 60 و 100 درصد ظرفیت زراعی)، سوپر جاذب در سه سطح (0، 0/3 و 0/5 درصد وزنی) و سالیسیلیک اسید در چهار سطح (0، 250، 500 و 750 میکرومولار) بودند. نتایج نشان داد که بیش ترین عملکرد دانه (20/7گرم در بوته)، عملکرد بیولوژیک (4/51 گرم در بوته) و تعداد دانه در بوته (1/79) در تیمار رطوبت کامل ظرفیت زراعی و کاربرد 0/3 درصد سوپر جاذب و 750 میکرومولار سالیسیلیک اسید و کم ترین مقادیر نیز (به ترتیب0/13 و 7/5 گرم در بوته و 2/16 دانه) در تیمار 30 درصد ظرفیت زراعی و بدون کاربرد سوپر جاذب و سالیسیلیک اسید حاصل گردید. بطورکلی، غلظت 500 میکرومولار سالیسیلیک اسید و 0/3 درصد سوپر جاذب، توانست اثر تنش شدید رطوبتی بر عملکرد و اجزای عملکرد ماش را کاهش دهد.

    کلیدواژگان: پارامترهای رشد، تنش خشکی، سالیسیلیک اسید، سوپر جاذب، ماش
  • مسعود حمیدی، مسعود بازگیر* صفحات 1207-1217

    در قرن بیستم، کاهش کیفیت و سلامت خاک به دلیل استفاده از منابع آبی بی کیفیت و آلوده به یک چالش اساسی تبدیل شده است. بر این اساس، غلظت های مختلف کلرید کبالت و کلرید کادمیوم آب آبیاری (صفر (شاهد)، 100، 200 و 400 میلی مولار) در دو آزمایش جداگانه به صورت طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در سال 1393 در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه ایلام طی رشد رویشی گیاه دارویی مرزه (Satureja hortensis L.) در گلدان های پنج کیلوگرمی به ابعاد قطر دهانه 30 و ارتفاع 26 سانتی متر بر برخی شاخص های میکروبی خاکدر طی دو ماه بررسی گردید. نتایج نشان داد بیشترین میزان تنفس پایه و تنفس برانگیخته در نمونه شاهد و کمترین میزان این دو شاخص نیز در غلظت 400 میلی مولار کلرید  کادمیوم و کلرید کبالت برآورد گردید. از لحاظ کربن زیست توده میکروبی خاک، بیشترین (308 میلی گرم در کیلوگرم خاک) و کمترین (190 میلی گرم در کیلوگرم خاک) به ترتیب مربوط به شاهد و غلظت 400 میلی مولار از نمک کلرید کادمیوم بود. بیشترین (27/0میلی گرم در کیلوگرم خاک) و کمترین (14/0میلی گرم در کیلوگرم خاک) نیتروژن زیست توده میکروبی خاک به ترتیب در خاک شاهد و غلظت 400 میلی مولار کلرید  کادمیوم مشاهده شد. هم چنین کمترین نیتروژن زیست توده میکروبی (19/0میلی گرم در کیلوگرم خاک) در غلظت 400 میلی مولار نمک کلرید کبالت به دست آمد. شاخص های بهره میکروبی، ضریب متابولیکی و زیست توده میکروبی فعال در نمونه شاهد بیشترین مقدار بودند. در اثر آبیاری با غلظت های مختلف کلرید کبالت نسبت کربن به نیتروژن زیست توده میکروبی افزایش یافت. افزایش غلظت های کلرید  کادمیوم و کلرید کبالت تاثیر منفی بر کیفیت میکروبی خاک را نشان داد که این امر توجه بیشتر به کیفیت آب آبیاری را برای سلامت و کیفیت جامعه میکروبی خاک و به تبع آن کیفیت و سلامت جامعه گیاهی و در نهایت سلامت و امنیت غذایی را نمایان می سازد.

    کلیدواژگان: تنفس خاک، کربن و نیتروژن زیست توده میکروبی، کیفیت خاک، عناصر سنگین
  • مرضیه مرادیان، عباس ملکی*، افسانه عالی نژادیان صفحات 1219-1230

    یکی از راهکارهای افزایش بازده آبیاری در مناطق خشک و نیمه خشک استفاده از اصلاح کننده های خاک است. تحقیق حاضر با هدف تاثیر سطوح مختلف پلیمر سوپر جاذب بلور آب A، پرلیت و زئولیت بر ویژگی های فیزیکی خاک لوم-شنی، در قالب آزمایش فاکتوریل با طرح بلوک های کامل تصادفی با سه نوع ماده ی اصلاحی پلیمر سوپر جاذب A، پرلیت و زئولیت در پنج سطح (صفر، 0/5، 1، 1/5، و 2 گرم در کیلوگرم خاک) در چهار تکرار اجرا شد. رطوبت خاک در مکش های 10 تا 1500 کیلو پاسکال در 7 مکش تعیین شد. نتایج پژوهش نشان داد در بین اصلاح کننده ها، پلیمر سوپر جاذب در سطح 2 گرم در کیلوگرم در مقایسه با تیمار شاهد به ترتیب سبب افزایش تخلخل خاک، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها و آب قابل استفاده گیاه به میزان 2/6 ،2/71 و 1/40 برابر و کاهش 0/82 برابر جرم مخصوص ظاهری خاک شد. همچنین نتایج نشان داد که در همه ی مکش ها در تمام تیمارهای آزمایشی، میزان رطوبت نگهداری شده در خاک به طور معنی داری نسبت به شاهد افزایش یافت.

    کلیدواژگان: آب قابل استفاده گیاه، تخلخل، جرم مخصوص ظاهری، منحنی رطوبتی خاک
  • صفورا ناهیدان*، شمسی هاشمی، دوست مراد ظفری صفحات 1231-1242

    کمبود عناصر غذایی پرمصرف از جمله فسفر و پتاسیم به دلیل نقش های مهم و حیاتی این عناصر بسیار مورد توجه می باشد. اگرچه مقدار کل فسفر و پتاسیم در خاک زیاد می باشد ولی ایجاد شکل های نامحلول فسفر و همچنین تثبیت شدن پتاسیم در سیلیکات ها، منجر به کمبود این عناصر ضروری شده است. استفاده از میکروارگانیسم های دارای توان انحلال شکل های فسفات نا محلول و پتاسیم تثبیت شده در سیلیکات ها می تواند در رفع کمبود این عناصر برای گیاه موثر باشند. در پژوهش اخیر، 7 گونه قارچ تریکودرما انتخاب و تاثیر آن ها بر آزادسازی فسفر و پتاسیم در سه محیط کشت پیکوفسکایا، پیکوفسکایای تغییر یافته و الکساندروف مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که در محیط کشت مایع پیکوفسکایا میزان آزادسازی فسفر از منبع فسفر معدنی نامحلول (تری کلسیم فسفات) توسط تریکودرما، هم سو با کاهش pH بود. گونه های Trichoderma koningii، T.harzianum،  T.citrinovirideو T.viridescens بیش ترین توان انحلال فسفات را داشتند و فسفر محلول را به ترتیب به میزان 244، 205، 191 و 190 درصد نسبت به شاهد افزایش دادند. دو محیط کشت الکساندروف و پیکوفسکایای تغییر یافته علاوه بر فسفات معدنی نامحلول، دارای پتاسیم از منبع بیوتیت نیز بودند. مشاهده شد که میزان آزادسازی فسفر در این دو محیط نسبت به محیط کشت پیکوفسکایا که دارای پتاسیم قابل دسترس می باشد، کمتر است. T.koningii در محیط الکساندروف و T.harzianumدر محیط پیکوفسکایای تغییر یافته نیز بیشترین توان آزادسازی پتاسیم از بیوتیت را داشتند. این گونه ها پتاسیم محلول را به میزان 123 و 20 درصد نسبت به شاهد افزایش دادند. به طور کلی نتایج نشان داد که گونه های قارچ تریکودرما دارای توانایی انحلال فسفات از تری کلسیم فسفات و آزادسازی پتاسیم از بیوتیت در شرایط درون شیشه ای می باشند.

    کلیدواژگان: انحلال فسفات، آزادسازی پتاسیم، بیوتیت، تریکودرما
  • علی شینی *، عبدعلی ناصری، سعید برومندنسب صفحات 1243-1253

    بالا بودن تبخیر، دمای هوا و کیفیت نسبتا پایین آب آبیاری، از مهم ترین عوامل محدودکننده آبیاری نیشکر در خوزستان هستند. آبیاری قطره ای زیرسطحی با اعمال مدیریت مناسب، می تواند موفق عمل نماید، لذا به همین منظور اثر اعماق کارگذاری 15، 20 و 30 و فواصل50، 60 و 75 سانتی متری قطره چکان ها، بر بهره وری آب و عملکرد نیشکر به صورت فاکتوریل در قالب بلوک های کامل تصادفی بررسی شد. نتایج تجزیه واریانس صفات کمی نشان داد که از نظر فواصل و اعماق کارگذاری و اثرات متقابل آنها، اختلاف معنی داری در سطح احتمال 1% بین تیمارها وجود دارد. نتایج صفات کیفی نیز نشان داد که تیمارهای آزمایش در اغلب صفات، از نظر فاصله بین قطره چکان ها، اختلاف معنی داری در سطح احتمال 1% دارند. بررسی شاخص بهره وری آب به ازای نیشکر و شکر تولیدی نشان داد که تیمارهای آزمایش از نظر فاصله بین قطره چکان ها، در سطح احتمال 1% معنی دار بوده ولی از نظر اعماق کارگذاری و اثرات متقابل فاصله و عمق کارگذاری، اختلاف معنی داری ندارند. بیشترین عملکردهای کمی در فاصله 50 و عمق کارگذاری 20 سانتی متری قطره چکان ها و بیشترین عملکردهای کیفی در فواصل60 و 50 و عمق کارگذاری 15 و 20 سانتی متری قطره چکان ها مشاهده شد. در فاصله 60 سانتی متری و عمق کارگذاری 20 سانتی متری قطره چکان ها، بیشترین بهره وری آب به ازای نیشکر و شکر تولیدی، به ترتیب به میزان 7/18 و 0/87 و در فاصله 75 سانتی متری و عمق کارگذاری 20 سانتی متری قطره چکان ها، کم ترین بهره وری آب به ازای نیشکر و شکر تولیدی، به ترتیب به میزان 5/17 و 0/61 کیلوگرم بر مترمکعب به دست آمد. با توجه به نتایج به دست آمده و در نظر گرفتن سایر شرایط اجرایی و آب و هوایی، عمق 20 سانتی متری کارگذاری لوله آبده و فاصله 50 سانتی متری قطره چکان ها روی لوله فرعی، پیشنهاد می شوند.

    کلیدواژگان: آبیاری قطره ای زیرسطحی، بهره وری آب، عملکرد نیشکر، قطره چکان
  • محسن دهقانی*، مهدی قیصری، محمدرضا نوری، علی شاه نظری صفحات 1255-1264

    مدیریت آبیاری یکی از عوامل بسیار مهم و تاثیرگذار بر روند گسترش و توزیع ریشه گیاه است که مورد توجه بسیاری از محققین است. هدف از این پژوهش بررسی چگونگی رشد و توزیع ریشه گیاه ذرت در مدیریت های مختلف آبیاری جویچه ای است. این پژوهش به صورت کرت های یک بار خردشده، در قالب بلوک های کامل تصادفی در ایستگاه تحقیقاتی کبوترآباد اصفهان انجام شد. عامل اصلی شامل سه سطح رژیم آبیاری (100%) I1، (%80) I2، (%60) I3 و عامل فرعی شامل سه روش آبیاری جویچه ای مرسوم، یک درمیان ثابت و متناوب بود. پارامترهای اندازه گیری شده در ریشه شامل طول، سطح، حجم، وزن تر و خشک بود که در پنج مرحله از رشد گیاه شامل نه برگی، 14 برگی، ظهور گل آذین، شیری شدن و رسیدگی فیزیولوژیک انجام شد. نتایج نشان داد که تاثیر رژیم های مختلف آبیاری و نیز نوع روش آبیاری جویچه ای بر ویژگی های اندازه گیری شده ریشه از نظر آماری معنی دار بوده است (در سطح پنج درصد). رژیم آبیاری I1 در حضور آبیاری جویچه ای مرسوم و رژیم I3 در روش آبیاری یک درمیان ثابت به ترتیب بیشترین و کمترین تاثیر را بر صفات مختلف رشد ریشه داشتند. در این پژوهش بیشترین تاثیرپذیری صفات مورد نظر در ریشه در عمق 20-0 سانتیمتری مشاهده شد. روند رشد ریشه از نظر مقادیر ویژگی های اندازه گیری شده، از مرحله 9 برگی تا قبل از پرشدن، صعودی و پس از آن ثابت و در انتهای دوره، کاهشی بوده است. به طور کلی با اعمال شرایط کم آبیاری تا 20 درصد در آبیاری جویچه ای مرسوم و یا کاربرد آبیاری متناوب، می توان ضمن صرفه جویی در مصرف آب به یک سامانه توسعه ریشه مناسب برای جذب آب و مواد غذایی موردنیاز گیاه دست یافت.

    کلیدواژگان: آبیاری یک در میان، توسعه ریشه، کم آبیاری، رژیم آبیاری
  • ابراهیم مکلف، شهاب عراقی نژاد، جلال عطاری، کیومرث ابراهیمی* صفحات 1265-1278

    در مدیریت به هم پیوسته منابع آب، ارزیابی سناریوهای تخصیص آب پیچیده و از اهمیت بالایی برخوردار است. شاخص های متفاوت و بعضا متناقضی در مدیریت منابع آب مطرح اند و این شاخص ها مقادیر متفاوت در مکان های مختلف حوضه دارند. لذا ارزیابی سناریوهای تخصیص آب مستلزم انجام تحلیل های چندمعیاره مکانی می باشد. هدف مقاله حاضر، ارزیابی سناریوهای تخصیص منابع آب با استفاده از یک سیستم پشتیبان تصمیم گیری مکانی بود. لذا برنامه ریزی سازشی با شاخص های اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی در حوضه ارس بکار برده شد. در گام اول، شاخص ها به دو صورت توده ای و توزیعی با وزن یکسان و در گام دوم به طور نمونه حساسیت روش برنامه ریزی سازشی به تغییر وزن یکی از شاخص ها با حفظ وزن مساوی برای سایر شاخص ها تحلیل شد. در گام سوم تصمیم گیری گروهی و فازی برای تعیین وزن شاخص ها اعمال و سپس سناریوهای یک تا پنج به ترتیب، حائز رتبه های پنجم، سوم، دوم، یکم و چهارم شدند. نتایج نشان داد که اعمال توزیع مکانی شاخص ها هم بر امتیاز و هم بر رتبه سناریوهای تخصیص منابع آب تاثیر قابل ملاحظه دارد. به طوری که ضریب همبستگی اسپیرمن رتبه بندی ناشی از به کارگیری دو شاخص توزیعی و توده ای معادل 6/0 به دست آمد. همچنین استفاده از روش برنامه ریزی سازشی، وزن گروهی-فازی و شاخص توزیعی، منجر به تغییر رتبه بندی و کاهش ضریب همبستگی تا میزان 0/2 می شود. نظر به تاثیرگذاری پارامترهای نوع شاخص ها و وزن گروهی- فازی آن ها بر نتایج رتبه بندی سناریوها، عدم لحاظ دو پارامتر مذکور می تواند منجر به عدم قطعیت قابل توجه در فرآیند ارزیابی سناریوها شود. لذا ضروری است توزیع مکانی مقادیر لحاظ شود و تصمیم گیری گروهی- فازی در تعیین وزن شاخص های ارزیابی به کار برده شود.

    کلیدواژگان: مدیریت بهم پیوسته منابع آب، سیستم پشتیبان تصمیم گیری، شاخص توده ای و مکانی
  • احمد خزایی، علی مریدی*، جعفر یزدی صفحات 1279-1291

    با توجه به اینکه کشاورزی از جمله بخش های پرمصرف منابع آب است، مدیریت و کنترل در این بخش می تواند سهم بسزایی در مدیریت منابع آب داشته باشد. در این مطالعه رویکرد شبیه سازی-بهینه سازی با استفاده از ابزار ارزیابی خاک و آب (SWAT) در ترکیب با الگوریتم بهینه سازی تفاضلی غیر غالب (NSDE) به منظور پیدا کردن بهترین منحنی فرمان برای آبیاری محصول گندم در حوضه مهاباد به کار گرفته شد. عملکرد محصول گندم در سال های 2011 تا 2013 برای واسنجی و صحت سنجی SWAT در نظر گرفته شد. بر مبنای قانون جیره بندی، تابعی دو هدفه بکار گرفته شد که یکی از اهداف آن تولید محصول بیشتر و دیگری حجم آبیاری کمتر بود. نتایج بهینه نشان دادند که با کاهش میزان آبیاری سالانه از 200 میلی متر به حدود 100 میلی متر می توان تولیدی برابر 2/114 تن در هکتار داشت که این عدد برابر میزان تولید محصول الگوی فعلی آبیاری است. این رویکرد با معرفی بهترین الگوی آبیاری، حداکثر صرفه اقتصادی را ارائه نموده و نشان داد که میزان تغذیه آب زیرزمینی و رواناب سطحی نیز به ترتیب به اندازه 34 درصد و 16 درصد کاهش می یابد.

    کلیدواژگان: آبیاری، بهینه سازی، شبیه سازی، عملکرد محصول، SWAT
|
  • Rasoul Daneshfaraz *, Jafar Chabokpour, Hadi Nezafat Pages 1039-1051

    In this research, the applicability of the screen sheet, as an energy dissipater at downstream of hydraulic structures, has been studied to reduce the amount of scouring. For operation of the experiments, a rectangular flume with 0.3m in width, 0.45m in height and 5m in length, including a sluice gate for the flow control was used. For reducing energy of outflow from sluice gate, the screen sheets as energy dissipaters with 40% and 50% porosity were placed at distance of 1.5m from the gate. After the screen sheet, the movable beds consist of three different grain sizes of 1.8, 2.6 and 5.2 mm, with the dimensions of 1.3m in length, 0.3m in width and 11.4cm in depth were used to investigate the effect of screen on maximum dimensions of the scouring hole. The results of this study showed that the thickness and porosity of the screen and its distance from the gate are effective parameters on the lenghth and depth of scouring hole. The maximum and minimum depth and length of scouring hole were occurred in the screens with 40% porosity and double 50% porosity, respectively. So that, by increasing the screen’s porosity and thickness, the scouring whole dimension decreases. Also, by increasing the particle dimensions, the scouring hole dimension decreases.

    Keywords: Screen, Scouring, Bed grain sizes, Hydraulic jump
  • Fatemeh Meskini*, Naser Davatgar Pages 1053-1062

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

    Keywords: Soil available water, Dexter S index, Soil physical quality
  • Somayyeh Ehsani, Yahya Kooch *, Moslem Akbarinia Pages 1063-1072
    Changing land use is one of the most important human interactions in natural ecosystems that affect ecosystem processes, especially soils. In the present study, the effects of forest (natural forest and oak plantation) and non-forest (garden, rangeland and agriculture) land sues on the variability of soil quality indices and carbon dioxide emission dynamics have been considered. In each of the proposed land uses, 16 soil samples (0-10 cm depth) were collected and transferred to the laboratory. According to the results, the highest amounts of soil organic matter were allocated to forest habitats and the highest bulk density was belonged to rangeland and agricultural areas. However, the variation of soil particle density among the various land uses was not significant, but the highest soil porosity was found under oak plantation. The natural forest has the most stable aggregates, and following deforestation and the land use change, their stability was significantly reduced. The highest amount of sand was belonged to rangelands and the highest amount of clay was allocated to natural forest, while the content of silt did not show significant differences among different land uses. The highest amount of coarse root biomass was observed in the natural forest and oak plantation, while the fine root biomass in the natural forest was the highest amount. Greater amounts of soil moisture content were found in the forest habitats (especially in winter and autumn), while the highest soil temperature was assigned to agriculture and rangeland areas (especially in summer). The emission of carbon dioxide from the soil was highest during the summer, under the oak plantation. According to the PCA output, the amount of soil organic matter, moisture content and porosity in the oak plantation have had an important role in increasing carbon dioxide emission from the soil of this type of land use compared to other sites. The results of this study confirm the protection of natural forests in order to increase the soil quality characteristics and health.
    Keywords: Porosity, aggregate stability, root biomass, moisture, temperature
  • Sayyed Hadi Abtahi, Abolfazl Alirezalu *, Vahid Rezaverdinejad, Mohammad Hemmati, Mohammadtaghi Ahmadi Pages 1073-1083

    Investigation of physicochemical variations of physalis crop, as a species with various medicinal and nutritional properties, was performed under combined treatments of magnetism intensity (M) in four levels of zero, 0.2, 0.3 and 0.4 T and concentration of nano zinc fertilizer (N) in three levels 1, 1.5 and 2 g/l. The results showed that the effect of combined treatments on all biochemical properties (except carotenoid factor), as well as all morphological traits (with exception of fruit diameter) was significant at 1% and 5% levels. By analyzing the phytochemical factors, chlorophyll b factor was significantly improved by 5.3 times as compared to the control treatment, under treatments of 0.4 Tesla and 1.5 g/l. Also, among the morphological factors, a* factor showed the highest increment (2.7 times as compared to the control) under 1.5 g/l zinc fertilizer without magnetism intensity. In general, the balanced use of these treatments could be applied in economical production of this crop.

    Keywords: irrigation, Chemical Characteristics, Magnetism Intensity, Physical Traits, Nano Zinc
  • Reza Norooz Valashedi *, Mojtab Khoshravesh Pages 1085-1093

    Climate warming causes prevention of the latest spring frosts and reduces the spring freeze risk during flowering. The purpose of this study was to explore the effect of climate change on the chilling requirement and the flowering date of completion of the phonological stages of different plants in Sari. A 45-year weather data (1970-1970) of Kiasar Synoptic Station were used with data access from National Centers for Environmental Prediction. The predetermined output of the large-scale climatic model (CanESM2) was used after the downscaling observation for RCP2.6 scenarios. Using the ChillR and Climdex model, the flowering date of DOY (day of year) and the Growing Season Length (GSL) were estimated. Mann-Whitney non-parametric test and Kendall's trend were used to compare the first half of the near future (2016-2055) and the second half of the distant future (2056-2100) with the present. The results showed although the growing season length increases, but a significant difference between the air temperature in the chilling and forcing phases is caused a significant change in the appearance of phenology stages of the deciduous fruit trees in the studied area. Over the past decades (1980-2000), about two weeks was added to the length of the growing season. However, the flowering date will take place three decades earlier than the past climate. These significant changes in cultivated climate parameters lead to irreparable phonological disorders in the coming periods.

    Keywords: Flowering, Growing Seasonal Length, Environmental Stress, Chilling Requirement, Mazandaran
  • Safoora Nahidan *, Ali Akbar Safari Pages 1095-1109

    Little is known about the effects of biochar on earthworms and their interactions on soil biological properties. The purpose of this study was to investigate the effects of earthworm and cow manure biochar (compared to cow manure) on some biological properties of soil. For this purpose, the soil was treated with cow manure or its biochar in 4 levels (0, 1, 2 and 5%) in the absence and presence of earthworm and incubated for 30 and 90 days. The results showed that the number of earthworm decreased in soil treated with cow manure biochar in 30 days of incubation. After 90 days of incubation, application of 1, 2 and 5% cow manure increased the number of earthworm by 26, 91 and 104%, respectively. Application of 1% biochar resulted no significant effect on the number of earthworm, but the 2 and 5% biochar decreased the number of earthworms by 43 and 48%, respectively. The results showed that the earthworm led to considerable increase on the basal respiration, substrate induced respiration and microbial biomass carbon in soils treated with cow manure compared to cow manure biochar. Also, application of both amendment improved the soil biological properties compared to the control. On the other hand, earthworm increased and decreased the metabolic quotient in 30 and 90 days incubation, respectively. The addition of cow manure and its biochar reduced the metabolic quotient in 90 days of incubation. In addition, the soil treated with 5% cow manure and earthworm (in 90 days) had the lowest metabolic quotient. Overall, cow manure improved soil biological quality better than cow manure biochar. However, application of 1% cow manure biochar in the soil which has no negative effect on earthworm, can be also beneficial to improve soil biological quality.

    Keywords: Biochar, earthworm, soil biological parameter
  • Ehsan Sarlaki Sarlaki *, Mohammad Sokhandan, Ali Sharif, Mohamadhosein Kianmehr, Omid Nikousefat Pages 1111-1125

    Extraction of humic acid (HA) from lignite coals that are rich in humic compounds has been highlighted in recent years as a superior and prominent research issue. The conventional technique used to extract HA is based on their solubility in alkaline and acidic mediums. Most litertures have reported the extraction time and separation of HA to be 24 hours and the extraction efficiency between 10 to 80%. In this research, the intensification of HA extraction from lignite coals has been studied. For this purpose, a batch stirred tank reactor (BSTR) was first designed and then fabricated. The processing parameters such as temperature at three levels (50, 70 and 90° C), process time at three levels (1, 2 and 4 hours) and stirring speed at three levels (250, 550 and 850 rpm) were considered as independent variables and extraction yield of HA was considered as dependent variable and the performance of the constructed reactor was compared with a conventional method (Hot Plate device). The statistical results of variance analysis (ANOVA) showed a significant difference between the yield of HA extraction with the reactor and Hot Plate method. Under the same conditions of temperature, stirred speed and process time, the yield of HA extraction with the reactor was 30% higher than the Hot Plate device. The optimal conditions for extraction of HA by the reactor were obtained at temperature of 90° C, stirring speed of 850 rpm and 4 hour process time. In these conditions, 56.8% of HA was extracted and separated from lignite coals. The qualitative results of FT-IR spectroscopy showed a predominant aromatic and rich in carboxylic, phenolic and hydroxylic functional groups with aliphatic side chains in the HA structure. The results of quantitative analysis of the CHNOS main elements and atomic ratios (C/N, O/C and H/C), confirms the quality of the used coal and also matches up the quality indices of produced HA with the IHSS standard and commercial Aldrich HA samples.

    Keywords: Humic Acid, Lignite Coals, Extraction Yield, Intensification
  • Mohammad Sadegh Oliaei *, Ali Barikloo, Moslem Servati Pages 1127-1139

    Infiltration plays a pivotal role in the hydrologic cycle by effectively acting to partition water into surface and subsurface components. Direct measurement of infiltration rate is expensive and work and time consuming. Artificial Neural Networks (ANNs), Gene Expression Programing (GEP) and hybrid of ANN and Genetic Algorithm (ANN-GA) can be used for estimation of soil infiltration rate as an indirect methods. The main objective of this research was to develope an infiltration rate model in Khoda afarin region based on the collected data (88 double ring infiltration) and some soil properties. The Pierson correlation revealed among the soil properties, sand and silt contents, porosity and organic matter have the most correlation with the infiltration rate. Determination Coefficient (R2) and Normalized Root Mean Square Error (NRMSE) were calculated to be 0.88 and 7.9%, respectively for the ANN method and 0.75 and 11.3% for the GEP method. Both ANN and GEP methods perform poorly, in extrapolating the minimum and maximum amount of infiltration rate. The hybrid model of ANN-GA was the best model in terms of statistical indices including R2 (0.93) and RMSE (6.1%). This model comprised of 4 neurons (sand, silt, porosity percentage and OM) in input layer and 5 neurons using sigmoidal tangent functions in the hidden layer and linear activation functions in the output layer. The results indicated that the neural-genetics algorithm can be used to optimize weight parameter of artificial neural network. Overall the hybrid ANN-GA model showed better performance than the other models, so that the R2 and NRMSE for the hybrid model were 0.93 and 6.1% respectively. Therefore it is suggested as a powerful tool for estimating infiltration rate.

    Keywords: Genetics programming, artificial neural network, combinatory algorithm, easily- measurable paremeters
  • Motahareh Sadat, Mojtaba Shourian *, Ali Moridi Pages 1141-1151

    Decreasing the accessible water that is because of the natural effects such as warming the earth, population daily increase and increasing of the water requirement have caused that water allocation become one of the most important problems. This issue especially in Transboundary Rivers which pass from several countries also produces the political problems. Therefore, cross-border water resources management is imperative. One of the strategies for water resources management is optimization of resources allocation. In boundary watershed that has several beneficiaries, it is necessary to interest to the satisfaction of all the stakeholders to prevent the occurrence of conflicts between them. To achieve these goals can be use from methods of dispute resolution and optimization of water resources allocation. In this study, the Aras Border River is investigated. To solve the water problems in the basin use from subset of bankruptcy dispute resolution procedure simultaneously the particle group algorithm (PSO). The results show the superiority of Constrained Equal Loss method that results the more average of allocation for total needs. Considering that the Aras watershed is border In the process of allocation of water in the basin should be fitted to the consent of all the stakeholders to prevent of conflict between them. To solve the water issues in the basin use of the bankruptcy dispute resolution method with the optimum particle group algorithm in the allocation of resources. The results show the superiority of Constrained Equal Loss method that result more average allocation for total needs of basin. But in this way the applicant with the least need that is Turkey in this basin, be fitted in last priority. Given that this country is located in the upstream basin, apply this method in this area need to realization of alternative facilities for Turkey and satisfying the stakeholders in this country.

    Keywords: Water Resources Reallocation, Transboundary River Basin, Bankruptcy Methods, PSO
  • Norair Toomanian, Mohsen Bagheri * Pages 1152-1168

    Soil maps are basic in any investigation and environmental programing activities. Immense methods try to differentiate more homogenous soil units. The geopedologic soil mapping method assumes that with a categorical disintegration of geoforms, it is enabling to gain harmonized related taxonomic level. The quantitative relationship between geopedologic and taxonomic categorization is not considered in literature, though, this paper uses statistical and conditional probability methods to quantitatively analysis the conformity between the geopedologic approach and Soil Taxonomy levels. Therefore, the geoforms of study area were differentiated and 191 soil samples were excavated and genetically described. The conditional probability of each soil categorical taxa was measured in each geopedologic category. The quantitative results showed that the soils in the studied area were affected less by parent material, or the other soil forming factors had a greater effect than the role of parent materials. Also concordant with pedodiversity analysis, the observability of taxonomic categories versus geopedologic categories is properly related and in each geopedologic category the diversity of taxonomic categories from order to family level increases or homogeneity decreases. But categorical harmonization between them is not fulfilled. In this case, the geopedologic category is not able to differentiate the related taxonomic category properly. Therefore, it is proposed that the family level is differentiated in a lower geopedologic level like phase of geomorphic surfaces. In this level the characteristics like aspect, slope curvature and type of green cover can be considered.

    Keywords: Soil mapping, Pedodivesity, Soil correlation
  • Ramin Askari, Alireza Vatankhah * Pages 1169-1181

    Side weir is one of the diversion structures, which widely used in irrigation and drainage networks, flood protection, urban sewage systems and water level control. The flow over the side weirs is a typical case of the spatially varied flow with decreasing flow discharge. In this study, the flow characteristics over the circular-crested trapezoidal side weir located in rectangular channels is experimentally investigated under subcritical flow conditions. In this research, the conventional weir theory with three different reference depths (y1, yavg and ycenter) for computing the weir head was used to evaluate the proposed discharge coefficient and discharge equations. Based on the experimental results, the discharge coefficient is a function of upstream Froude number, the ratio of upstream flow depth to the crest diameter, and side slope of the weir. The comparison between the experimental data and computed results indicated that the conventional weir theory with the average flow depth as the reference depth with an average error of 3.6% is the best relationship for assessing the discharge coefficient. Thus, this method is suggested for practical purposes.

    Keywords: Circular-crested trapezoidal side weir, spatially varied flow, discharge coefficient, subcritical flow, Free flow
  • Hazhir Ghaderinia, Amin Seyedzadeh, Alireza Vatankhah * Pages 1183-1191

    The Present study introduces the slit and solid semicircular flap plates for flow measurement in horizontal open circular canals under free flow conditions. This structure consists of a semicircular plate which is installed and hinged from its diameter along a circular canal. The deviation generated by the water flow on the plate is a function of hydraulic characteristics of flow, the geometry of the structure and flow discharge. This simple measuring structure is portable and can easily be installed in circular canals and be used with acceptable precision. In this study, based on the theoretical and experimental studies of the passing flow through the semicircular flap plate, some equations were developed for estimating the flow in circular canals via the dimensionless discharge-critical depth relation. In order to calibrate the proposed equations, the laboratory data were collected and used. In addition, to estimate the passing flow through the flap plate, an explicit relationship was developed to compute the dimensionless critical depth and discharge. The dimensionless critical depth-discharge method used in this study is able to estimate the flow discharge through the semicircular plates with an average error of 3%. Due to the low average errors of the proposed discharge equations for the semicircular flap plate (an average error of 3.6% without considering the Reynolds number and an average error of 3% by considering the Reynolds number), this structure is suggested as a discharge measuring structure in circular open canals.

    Keywords: Flap plate, circular open channel, discharge measurement
  • Zahra Balli, Ali Asshraf Amirinejad *, Mokhtar Ghobadi Pages 1193-1205

    In order to investigate the effects of salicylic acid and superabsorbent polymer on yield and yield components in mung bean under different water regimes, a factorial experiment was conducted in complete randomized design with three replications in greenhouse of Razi University. Treatments included drought stress at three levels (30, 60 and 100% of FC), superabsorbent at three levels (0, 0.3 and 0.5% by weight) and salicylic acid at four levels (0, 250, 500 and 750 μM). The results showed that the highest grain yield (20.7 g per plant), biological yield (51.4 g/plant) and number of seeds per plant (79.1) were observed in 100% FC and application of 0.3% superabsorbent and 750 μM salicylic acid and the lowest values (0.13 and 7.5 g per plant and 16.2 seeds per plant, respectively) were obtained in 30% FC and no superabsorbent and salicylic acid treatments. In general, the concentration of 500 μM salicylic acid and 0.3% by weight of superabsorbent could neutralize the effects of severe drought stress.

    Keywords: Growth parameters, drought stress, salicylic acid, superabsorbent, mung bean
  • Masoud Hammidi, Masoud Bazgir * Pages 1207-1217

    In the twentieth century, soil quality and health declining has become a major challenge due to application of poor and polluted water sources. Accordingly, the effect of different concentrations of cobalt chloride and cadmium chloride in irrigation water (0 (control), 100, 200 and 400 mM) on some soil microbial indices during vegetative growth of the medicinal Savory plant (Satureja hortensis L.), in two separate experiments was carried out in a completely randomized design with three replications in the research greenhouse of Agricultural Faculty in Ilam. The experiments were done in 5 kg-pots with 26 cm in height and 30 cm in diameter and longed for two months in 2014. The results showed the highest values of basal respiration rate and substrateinduced respiration in the control and the lowest values of these two indices in 400 mM concentrations of cadmium chloride and cobalt chloride. In terms of soil microbial biomass carbon, the highest value (308 mg.kg-1 soil) and the lowest value (190 mg.kg-1 soil) were found in the control and 400 mM concentration of cadmium chloride salt solution, respectively. The highest (27 mg.kg-1 soil) and the lowest (14 mg.kg-1 soil) values of soil microbial biomass nitrogen were found in control and 400 mM concentration of cadmium chloride, respectively. As well as, the lowest (19 mg.kg-1 soil) amount of soil microbial biomass nitrogen was obtained in 400 mM concentration of cobalt chloride salt solution. The highest amount of microbial quotient, metabolic coefficient and microbial biomass were observed in the control treatment. The microbial biomass carbon and microbial biomass nitrogen ratio increased by irrigation water with different concentrations of cobalt chloride. Increasing the concentrations of cadmium chloride and cobalt chloride showed a negative effect on the microbial quality of the soil, which will pay more attention to the quality of irrigation water for health and quality of the soil microbial community, and hence the quality and overall health of the plant, and ultimately represent health and food safety.

    Keywords: Soil respiration, Microbial biomass carbon, nitrogen, Soil quality, Heavy metals
  • Marzyeh Moradian, Abbas Maleki *, Afsaneh Alinejadian Pages 1219-1230

    One of the improvement approaches for irrigation efficiency in arid and semi-arid regions is to use soil amendments. The purpose of this study was to investigate the effects of different levels (0, 0.5, 1, 1.5 and 2 g/kg of soil) of superabsorbent polymers A, perlite and zeolite on the physical properties of sandy loam soil in factorial randomized complete block design with four replications. Soil moistures were determined at seven suction points from 10 to 1500 kPa. The results of this study showed that the 2g super adsorbent polymer per kg of soil increased soil porosity, mean weight diameter of aggregates and available water for plant up to 2.6, 2.71 and 1.40 times, and reduced the bulk density of the soil up to 0.82 times, as compared to the control. Also, the results showed that in all suction points, the soil moisture content increased significantly as compared to the control.

    Keywords: Available water, Bulk density, Porosity, Soil moisture curve
  • Safoora Nahidan *, Shamsi Hashemi, Dostmorad Zafari Pages 1231-1242

    The deficiency of macro-nutrients such as phosphorus and potassium is very important due to vital roles of these elements. Although the total amount of phosphorus and potassium in the soil is high, the formation of insoluble forms of phosphorus, as well as the stabilization of potassium in silicates, has led to the shortage of these essential elements. The use of microorganisms, having the ability to dissolve insoluble phosphate forms and potassium fixed in silicates, can be effective in reducing the deficiency of these elements for the plant. In this research, 7 species of Trichoderma fungis were selected and their effects on the release of phosphorus and potassium were evaluated in Pikovskaya’s, Alexandrov’s and modified Pikovskaya’s media. The results showed that in Pikovskaya’s broth medium, phosphorus release rate by different species of fungi was consistent with decreasing pH. Trichoderma koningii, T.harzianum, T.citrinoviride and T.viridescens had the most phosphate solubilizing ability and increased soluble phosphorus by 244, 205, 191 and 190%, respectively. In both Aleksandrov’s and modified pikovskaya’s media, which contain both insoluble inorganic phosphate and potassium as biotite, it was observed that the dissolution rate of tri-calcium phosphate was lower than that of pikovskaya’s medium which has available potassium. T.koningii in Aleksandrov’s medium and T.harzianum in modified Pikovskaya’s medium had the highest ability to release potassium from biotite. These species increased potassium in solution by 123 and 20% compared to control, respectively. In general, the results showed that Trichoderma fungi has the ability to solubilize phosphate from tri-calcium phosphate and release potassium from biotite under in-vitro conditions.

    Keywords: Phosphate solubilization, potassium release, biotite, Trichoderma spp
  • Abdali Naseri, Saeed Boroomand Nasab, Ali Sheini * Pages 1243-1253

    High temperature and evaporation and low quality irrigation water are the most limiting factors for irrigation of sugarcane in Khuzestan. Subsurface drip irrigation can be successful with proper management. Therefore, this study was conducted to examine the effect of subsurface drip irrigation on Water Productivity and sugarcane yield. Two factors consist of installation depth (15, 20, 30 cm) and emitters spaces (50, 60, 75 cm) were applied in a factorial experiment with randomized complete block design. The results of variance analysis of quantity characteristic indicated that there were significant differences between treatments in terms of installation depths, emitter space and their interactions at 1% probability level. Also the results of quality characteristics showed a significant differences among the emitter's spaces at 1% probability level. Investigation of water productivity index showed that there were significant differences among the emitters space for sugarcane and sugar production at 1% probability level. But there was no significant differences among emitter depths and depth-space interactions. The maximum quantity yield occurred in drip laterals with 50 cm emitter space and 20 cm installation depth. The highest quality yield was seen in laterals with 50 and 60 cm emitter spaces and 15 and 20 cm installation depths. The highest water productivity for sugarcane and sugar production was obtained 7.18 and 0.87 kg /m3 in laterals with emitter space of 60 cm and installation depth of 20 cm. Also the least water productivity for sugarcane and sugar production was 5.17 and 0.61 kg/m3 in laterals with emitter space of 75 cm and installation depth of 20 cm. Finally, according to the obtained results and considering other conditions, laterals with 50 cm emitter space and 20 cm installation depth are suggested for irrigation of sugarcane fields.

    Keywords: Emitters, Subsurface drip irrigation, Sugarcane yield, Water Productivity
  • Mohsen Dehqani *, Mohammad Reza Nouri, Ali Shahnazari, Mahdi Gheysari Pages 1255-1264

    Irrigation management is one of the important factors influencing the development and distribution of plant roots, which is considered by many researchers. The purpose of this study was to study the growth and distribution of corn root in various irrigation management systems. This research was carried out as a split plot in a randomized complete block design at Kabootarabad Research Station in Isfahan. The main factor was consisted of three levels of irrigation regime I1 (100%), I2 (80%), I3 (60%) and the sub-factor was included three irrigation methods, conventional, alternative and fixed furrow irrigation. The measured parameters of root were length, surface, volume, fresh and dry weight, which were carried out in 5 stages of plant growth including 9-leaf, 14-leaf, inflorescence emergence, milking and physiological examination. The results showed that the effect of irrigation regimes and the type of irrigation method on root traits was statistically significant at 5% level. The highest amount of root traits was corresponded to I1 regime and conventional furrow irrigation, and the lowest one was corresponded to I3 regime and fixed furrow irrigation. The highest amount of root traits was obtained in the soil layer of 0-20 cm for all regimes and irrigation methods. From the 9-leaf to the milky stage, the root traits had a bullish trend, then after constant and at the end of growing season declined. Generally, a suitable root system for absorption of water and nutrients required by the plant can be achieved by application of a deficit irrigation rate up to 20% in conventional furrow irrigation or alternative furrow irrigation, which leads to save water consumption.

    Keywords: Alternative irrigation, Root development, Deficit irrigation, Irrigation regimes
  • Shahab Araghinejad, Jalal Attari, Kumars Ebrahimi *, Ebrahimi Mokallaf Pages 1265-1278

    In the context of integrated water resources management, assessment of water allocation scenarios is very important and complex. There are different and sometimes conflicting indicators in water resources management that have different values in different areas. Regarding this, evaluation of allocation scenarios involves performing the spatial multi-criteria analysis. The aim of this study was to evaluate water resources allocation scenarios using a spatial decision support system. Therefore, the compromise programming method with the economic, social and environmental indicators has been implemented in the Aras basin. In the first step, the indicators were considered as lumped and distributed form with equal weight. In the second step, the sensitivity of the compromise programming method was analyzed changing one of the indicators weight, while maintaining the other indicators constant. In step three, group and fuzzy decision making approach was used to determine the weight of the indicators. Then, scenarios 1 to 5 ranked fifth, third, second, first and fourth respectively. The results of this study showed implementing spatial distribution of indicators influence both scores and rankings of the water resources allocation scenarios. So that the Spearman correlation coefficient of the rankings, caused by application of lumped and distributed indicators, was calculated to be 0.6. Also, application of the compromise programming method, group-fuzzy weight and distributed indicators leads to a change in ranking and reduce correlation coefficient up to 0.2. Regarding the effect of two parameters, including the type of indicators and the group-fuzzy weight of indicators, on the scenarios ranking results, a significant uncertainty in the process of assessing scenarios could be occurred if the proposed parameters would not be considered. Therefore, it is essential to consider the spatial distribution of the values and the group-fuzzy decision-making should be used to determine the weight of evaluation indices.

    Keywords: integrated water resources management, decision support system, lumped, distributed indicators
  • Ali Moridi *, Jafar Yazdi, Ahmad Khazaie Pages 1279-1291

    As agriculture consumes the most parts of water resources, management and control in this sector plays a significant role in water resources management. In this study, simulation-optimization approach was applied using soil and water assessment tool (SWAT) in combination with non-dominated sorting differential evolution (NSDE) algorithm to find the best operation curve for wheat irrigation in Mahabad basin. The wheat production in 2011 to 2013 was considered for SWAT calibration and validation. According to the hedging rule, a two-objective function was used to increase the crop yield and reduce the irrigation volume. The optimum results showed by reducing the annual irrigation rate from 200 mm to about 100 mm, the wheat production will be 2.114 ton/ha which is equal to the current irrigation pattern yield. This approach could maximize the economic cost by introducing the best irrigation pattern and consequently reduce the groundwater recharge and surface run-off 34% and 13%, respectively.

    Keywords: simulation, irrigation, yield, Optimization, SWAT