فهرست مطالب

حفاظت منابع آب و خاک - سال نهم شماره 4 (تابستان 1399)
  • سال نهم شماره 4 (تابستان 1399)
  • تاریخ انتشار: 1399/06/03
  • تعداد عناوین: 9
|
  • علیرضا پیل پایه*، افشین شایقی، آیدین باختر، اکبر رحمتی، افشین وطنخواه صفحات 1-20
    پراکنش نامناسب ایستگاه های اندازه گیری بارش در سطح زمین، باعث افزایش استفاده از منابع بارش شبکه بندی شده متشکل از منابع ماهواره ای، بازتحلیل و زمینی شده است. بنابراین، اندازه گیری و برآورد دقیق مقدار و رخدادهای بارش از اهمیت زیادی برخوردار است. با توسعه روزافزون تکنولوژی های ماهواره ای در دهه های اخیر، امکان دسترسی به منابع بارشی با تفکیک مکانی و زمانی بالا برای بسیاری از نقاط جهان فراهم شده است. با توجه به این که این منابع بارشی به دلیل عدم قطعیت هایی که در تخمین ضخامت ابر و بارش دارند، بدون ارزیابی اولیه قابل استفاده نیستند. هدف از این پژوهش ارزیابی منابع بارش CMORPH، PERSIANN و PERSIANN-CDR بر اساس شاخص های آماری و همچنین شاخص های جدول توافقی در سطح حوضه دره رود اردبیل است. بررسی نتایج بدست آمده حاکی از آن است که منبع CMORPH در اکثر ایستگاه های مورد بررسی با دارا بودن شاخص RMSE کمتر از 3 میلیمتر و شاخص CC بیشتر از 7/0، از عملکرد بهتری در برآورد بارش سطح حوضه برخوردار می باشد. همچنین از لحاظ شاخص های بدست آمده از جدول توافقی بارش نیز، منبع CMORPH در اکثر شاخص ها (به جز Bias) بهتر از منابع دیگر عمل کرده است و لذا توصیه می شود در صورت استفاده از این منابع بارش در مطالعات آینده در سطح حوضه دره رود، می توان با تصحیح اریبی از داده های منبع CMORPH استفاده نمود.
    کلیدواژگان: ماهواره، بارش، قدرت تفکیک، جدول توافقی، شبکه بندی
  • رژین ضیایی پور رودسری*، محمدرضا بهشتی دافچاهی صفحات 21-34

    یکی از روش های کارآمد در مدیریت بهره برداری از شبکه های آبرسانی شهری، کنترل فشار مازاد موجود در برخی از نقاط سامانه است. بدین منظور، بهره گیری از پتانسیل ارتفاعی موجود در خطوط اصلی انتقال آب ثقلی به صورت تولید انرژی برقابی می تواند رهیافت مناسبی جهت مدیریت فشار آب در شبکه و استفاده بهینه از جریان عبوری، قلمداد گردد. در این مقاله، با استفاده از شبیه سازی هیدرولیکی جریان در شبکه آبرسانی مورد بررسی و استخراج پارامترهای هیدرولیکی مهم نظیر بارآبی خالص موجود در محل های محتمل نصب توربین آبی، دبی جریان ورودی به مخازن ذخیره آب شرب و با در نظر گرفتن وضعیت توپوگرافی مسیر انتقال جریان و تراز ارتفاعی نقاط (تعیین گرادیان هیدرولیکی)، توان تولیدی در نه سایت برقابی منتخب مورد محاسبه قرار گرفت و در ادامه به منظور تصمیم گیری جهت اولویت بندی ساخت و بهره برداری از پتانسیل های برقابی پیشنهادی و ارایه رهنمود به بهره برداران،سرمایه گذاران و متولیان امر از روش تصمیم گیری چندمعیاره سلسله مراتبی بر مبنای پنج معیار اصلی فنی، اقتصادی، سیاسی-اجتماعی، پدافند غیرعامل ومحیط‎زیستی استفاده گردید و با اخذ پرسشنامه های تهیه شده، سایت های برقابی منتخب رتبه بندی شدند. براساس تجزیه و تحلیل پاسخ های بدست آمده از طریق پرسشنامه و وزن دهی به هریک از معیارها و زیرمعیارها (توسط مقایسه زوجی) در محیط نرم افزار Expert Choice مشخص گردید که معیار فنی در رتبه اول، معیار اقتصادی در رتبه دوم، معیار زیست محیطی در رتبه سوم، پدافند غیرعامل در رتبه چهارم و معیارسیاسی-اجتماعی در رتبه پنجم قرار گرفت. طبق نتایج بدست آمده، سایت های نیروگاهی در مخزن1183، مخزن1453و مخزن57 به ترتیب با ظرفیت نصب3100، 4107، 1072 کیلووات در اولویت های اول تا سوم احداث و بهره برداری در شبکه آبرسانی مورد نظر، قرار گرفتند.

    کلیدواژگان: امکان سنجی، تحلیل سلسله مراتبی، تصمیم گیری چند معیاره، سامانه آبرسانی، نیروگاه برقابی خرد
  • سعید امامی فر*، فرشاد محمدیان، رضا محمدی احمدآبادی، مجتبی علی مددی صفحات 35-56

    سهم بالای مصرف آب کشاورزی در مقایسه با سایر بخش ها و بحران جدی کم آبی سال های اخیر، اصلاح و پیشنهاد الگوی بهینه کشتی که مصرف آب را کاهش و بهره وری استفاده از آن را افزایش دهد، از الزامات اکثر دشت های ممنوعه و بحرانی کشور است. مطالعه حاضر با هدف ارایه الگوی بهینه کشت متناسب با آب قابل برنامه ریزی کشاورزی (منابع آب زیرزمینی) ابلاغی وزارت نیرو در سطح آبخوان محدوده مطالعاتی قم -کهک و جبران کسری تجمعی درازمدت آبخوان و تاکید بر شاخص های پایداری کشاورزی در افق برنامه ریزی بیست ساله صورت گرفته است. برای شبیه سازی رفتار مولفه های بارندگی از خروجی های سناریو A2 مدل اقلیمی HADCM3 بهره گرفته و با استفاده از معادله پیوستگی بیلان، حجم آب قابل تخصیص به بخش زراعی در هر سال برآورد گردید. سپس با بکارگیری مدل های برنامه ریزی آرمانی فازی، الگوهای زراعی پایدار در چارچوب محدودیت های فنی ارایه شد. نتایج نشان داد که اجرای الگوهای زراعی پیشنهادی علاوه بر جبران کسری 536 میلیون مترمکعبی و تعادل بخشی آبخوان محدوده مطالعاتی در طی افق برنامه ریزی، سبب خواهد شد که اشتغال نیروی کار و بهره وری فیزیکی مصرف منابع آبی، کودها و سموم شیمیایی به ترتیب 7/10، 106، 1/4 و 8/8 درصد افزایش و مصرف منابع آبی، کودها و سموم شیمیایی به ترتیب 2/48، 9/3 و 8 درصد کاهش، یابد. لذا به مسیولان منطقه ای پیشنهاد می شود اجرای الگوهای زراعی پیشنهادی را در اولویت قرار دهند که این امر نیازمند تدوین الزامات قانونی، سیاست های تشویقی و تنبیهی و برگزاری دوره های آموزشی و ترویجی می باشد.

    کلیدواژگان: آب قابل برنامه ریزی، الگوی بهینه کشت، برنامه ریزی آرمانی فازی، تغییر اقلیم، آبخوان
  • پیمان لالوند، علی حیدر نصرالهی*، محمد خرمیان، مهری سعیدی نیا صفحات 57-70

    این تحقیق به منظور ارزیابی شاخص CWSIدر ارقام مختلف ذرت تحت مدیریت های آبیاری قطره ای نواری در مرکز تحقیقات کشاورزی صفی آباد واقع در شمال استان خوزستان صورت گرفت. فاکتور مدیریت آبیاری شامل T100 (تامین 100 درصد نیاز آبی گیاه)، T75 (تامین 75 درصد نیاز آبی) و T50 (تامین 50 درصد نیاز آبی) در کرت های اصلی و سه هیبرید ذرت دانه ای شامل سینگل کراس 704 (SC)، مبین (M) و کارون (K) در کرت های فرعی قرار گرفتند. روابط خطوط مبنای بالا و پایین برای هر سه رقم در طول فصل رشد با دقت بالایی (8/0<R2) برآورد شد. شاخص CWSI برای تیمارهای مختلف و در مراحل مختلف رشد از 01/0 تا 46/0 متغیر بود. نتایج آنالیز آماری نشان داد که اختلاف مقدار شاخص تنش آبی گیاه ذرت بین ارقام مختلف معنی دار نبوده اما تاثیر مدیریت آبیاری روی آن در سطح احتمال یک درصد معنی دار بود. بر همین اساس مقادیر CWSI معادل 17/0، 15/0 و 12/0 به ترتیب برای مراحل رشد و توسعه، میانی و پایانی ذرت جهت تعیین زمان آبیاری قطره ای با استفاده از این شاخص برآورد شدند. علاوه بر این نتایج نشان داد که بین شاخص (CWSI) و عملکرد ذرت همبستگی بالایی وجود داشته و روابطی جهت تخمین عملکرد با استفاده از این شاخص استخراج شد. بر اساس این روابط رقم کارون بیشترین حساسیت به تنش آبی را داشته به طوری که در این رقم ضریب یا شیب کاهش عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیک در برابر کم آبی با مقادیر 21 و 47 درصد نسبت به دو رقم دیگر بیشترین مقدار را داشتند.

    کلیدواژگان: برنامه ریزی آبیاری، دمای برگ، عملکرد، کم آبیاری
  • مصطفی ذبیحی سیلابی، سید حمیدرضا صادقی*، رئوف مصطفی زاده صفحات 71-88

    ارزیابی قابلیت های کاربری اراضی مبتنی بر شرایط منطقه برای کاهش اثرات انسانی بر منابع طبیعی و شناسایی کاربری های متناسب ضروری است. حال آن که انتخاب شیوه مناسب بررسی قابلیت اراضی در مقیاس حوزه آبخیز کم تر مورد توجه قرار گرفته است. از این رو مطالعه حاضر با هدف کاربست و اعتبارسنجی سه روش سازمان خواربار و کشاورزی ملل متحد (FAO)، وزارت کشاورزی ایالات متحده امریکا (USDA) و سازمان جنگل ها، مراتع و آبخیزداری کشور (FRWMO) در ارزیابی قابلیت اراضی حوزه آبخیز گلازچای اشنویه در آذربایجان غربی انجام شد. بر همین اساس با استفاده از داده های موجود و تهیه 122 نمونه خاک و هم چنین ویژگی های توپوگرافی و هواشناسی، نقشه معیارهای مختلف و بر اساس استانداردهای ذکر شده در سه روش مذکور قابلیت اراضی برای آبخیز مطالعاتی تهیه شد. نتایج نشان داد بیش ترین تغییرات مطلق در مدل FRWMO با مساحت 6682 هکتار و کم ترین تغییرات مطلق نیز در مدل FAOبا مساحت 5656 هکتار بوده است. از طرفی دیگر بیش ترین عدم تطابق کاربری فعلی با قابلیت اراضی در روش FRWMO با شاخص Kappa 64/0 بود که به دلیل اعمال شیب های زیاد برای کاربری های کشاورزی و باغی است. بنابراین توصیه می شود برنامه ریزی کاربری اراضی با توجه به قابلیت اراضی منطقه و هم چنین در نظر گرفتن شرایط اقتصادی و اجتماعی ذی نفعان آبخیز پس از اعمال تغییرات کاربری، به نحوی انجام شود که رضایت حداکثری همه ذی نفعان را در پی داشته و منجر به پایداری حوزه آبخیز شود.

    کلیدواژگان: توان بوم شناختی، ویژگی های خاک، مدیریت جامع، منابع آب و خاک
  • عباس شهدی کومله* صفحات 89-106
    یکی از ارکان اصلی در کشاورزی پایدار استفاده از کودهای زیستی در اکوسیستم های زراعی با هدف تعدیل و کاهش مصرف نهاده های شیمیایی است. این پژوهش به منظور بررسی اثر کاربرد باکتری های محرک رشد بر ویژگی های شیمیایی خاک در سیستم کشت شبدر- برنج به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در دو سال زراعی، در مزرعه پژوهشی موسسه تحقیقات برنج کشور انجام شد. فاکتورهای آزمایشی برای گیاه شبدر شامل چهار سطح تلقیح با باکتری همزیست ریزوبیوم تریفولی و چهار سطح تلقیح با باکتری های محرک رشد غیرهمزیست بود. نتایج نشان داد که کشت شبدر منجر به افزایش معنی دار درصد کربن آلی (79/1 درصد) و نیتروژن خاک (216/0 درصد) گردید. کاربرد باکتری های غیرهمزیست در کشت شبدر موجب افزایش معنی دار فسفر خاک در کشت برنج گردید به طوری که بیشترین میزان فسفر خاک در تیمار سودوموناس (38/12 پی پی ام) و ازتوباکتر+ سودوموناس (8/11 پی پی ام) و کمترین آن از تیمار شاهد (97/10 پی پی ام) حاصل شد. همچنین، کشت برنج موجب کاهش معنی دار پتاسیم در دسترس خاک در سال دوم (1/121 پی پی ام) نسبت به سال اول (4/128 پی پی ام) آزمایش گردید. بر طبق نتایج کلی این آزمایش کاربرد باکتری های محرک رشد ضمن حفظ و بهبود خصوصیات شیمیایی خاک موجب افزایش متوسط عملکرد برنج در سال دوم (3/3250 کیلوگرم در هکتار) گردید.
    کلیدواژگان: ازتوباکتر، ریزوبیوم، سودوموناس، شالیزار، کربن آلی
  • محمدرضا پهلوان راد*، سید جواد فرقانی، مهرداد اسفندیاری، علی محمدی ترکاشوند صفحات 107-120

    این مطالعه به منظور نقشه برداری رقومی گروه های مرجع خاک در سیستم مرجع جهانی طبقه بندی خاک با استفاده از روش رگرسیون درختی توسعه یافته در منطقه ای به وسعت 60000 هکتار از اراضی شهرستان هیرمند اجرا شد. بدین منظور 108 خاکرخ حفر گردید و براساس سیستم مرجع جهانی طبقه بندی خاک تشریح و نمونه برداری شدند. به منظور پیش بینی کلاس های خاک 20 متغیر کمکی شامل اجزای سرزمین و شاخص های سنجش از دور مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج نشان داد خاک های تشکیل شده در منطقه مورد مطالعه جوان بوده و بیشتر تحت تاثیر رسوبات و سیلاب هستند و در گروه های فلوی سول و کمبی سول قرار می گیرند و در مناطقی، شوری خاک سبب تشکیل خاک های سلونچاک شده است. نتایج اهمیت متغیرها در مدل سازی نشان داد پارامترهای سرزمینی شامل شاخص همواری دره با درجه تفکیک بالا، عمق دره، شاخص همگرایی، سطح ویژه حوضه به همراه شاخص شوری بیشترین اهمیت را در بین تمامی متغیرها در پیش بینی گروه های مرجع خاک در هر دو سطح سیستم مرجع جهانی طبقه بندی خاک داشتند. نتایج اعتبارسنجی نشان داد روش رگرسیون درختی توسعه یافته گروه های مرجع خاک را در دو سطح اول و دوم به ترتیب با خلوص نقشه 47 و 25 درصد پیش بینی کرده است و با افزایش کلاس های خاک از سطح اول به سطح دوم، شاخص های ارزیابی کاهش می یابند، به عبارتی دیگر توانایی مدل در پیش بینی صحیح کم شده است. در مناطقی با پستی و بلندی کم و خاک های جوان که تنوع خاک شدید نیست، روش نقشه برداری رقومی می تواند به عنوان روشی مفید، کارآمد و سریع جهت تهیه نقشه خاک مورد استفاده قرار گیرد.

    کلیدواژگان: رگرسیون درختی توسعه یافته، سیستم مرجع جهانی طبقه بندی خاک، متغیرهای محیطی، نقشه برداری رقومی
  • فرزاد حق نظری، فاطمه کاراندیش*، عبدالله درزی نفت چالی، ایریکا سیمیونک صفحات 121-134

    در پژوهش حاضر، که طی دو فصل زراعی 1395-1394 و 1396-1395 در اراضی شالیزاری تجهیز و نوسازی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری با وسعت 5/4 هکتار صورت گرفت، تاثیر سیستم های مختلف زهکشی بر روند دفع نیترات به منابع آب سطحی بررسی شد. این سیستم ها شامل سه نوع سیستم زهکشی زیرزمینی معمولی متشکل از عمق و فواصل مختلف زهکش به ترتیب 9/0 متر و 30 متر (D0.90L30)، و 65/0 متر و 30 متر (D0.65L30)، 65/0 متر و 15 متر (D0.65L15) و یک سیستم زهکشی زیرزمینی دو عمقی (Bilevel) متشکل از چهار خط زهکش به فاصله 15 متر با اعماق 9/0 و 65/0 متر به صورت یک در میان بودند. علاوه بر اندازه گیری روزانه ی دبی خروجی از زهکش ها، غلظت نیترات زه آب نیز با تناوب دو هفته یکبار در طول فصل های کشت تعیین شد. تغییرات روزانه ی دبی زهکش ها در سیستم های Bilevel، D0.65L15، D0.65L30 و D0.90L30 به ترتیب بین 231-0، 220-0، 227-0 و 250-0 سانتی مترمکعب بر ثانیه در نوسان بود. بررسی رابطه ی دبی-بارش نشان داد که شدت بارش 10 میلی متر در روز، حد آستانه ی کاهش توان زهکش بوده و بارش های فراتر از این حد می تواند مشکلات ماندابی در محدوده ی پژوهش ایجاد نماید. احداث سیستم های زهکشی منتخب می تواند سالانه 7/34-2/2 کیلوگرم در هکتار نیترات را به منابع آب سطحی دفع نماید؛ لکن احداث سیستم زهکشی D0.65L30 کم ترین مخاطره زیست محیطی را از این حیث خواهد داشت به این ترتیب، بهره بردای زیست محیطی پایدار از این سیستم ها برای توسعه ی کشت دیم، نیازمند بررسی های دقیق در هنگام انتخاب عمق و فواصل نصب زهکش خواهد بود.

    کلیدواژگان: اراضی شالیزاری، تلفات نیترات، کشاورزی دیم، زهکشی زیرزمینی، حفاظت منابع آب سطحی
  • مریم جمال، حسین ابراهیمی*، حبیب موسوی جهرمی صفحات 135-152
    عمده ترین روش جهت تحلیل خشکسالی هیدرولوژیکی استفاده از شاخص خشکسالی جریان رودخانه ای (SDI) می باشد. این شاخص مبتنی بر فرض پیروی سری داده های حجم جریان رودخانه از توزیع گاما و اصل انتقال هم احتمال می باشد. در این تحقیق، بواسطه کاربرد سری داده های متوسط آبدهی ماهانه و سالانه 49 ایستگاه هیدرومتری مبنای وزارت نیرو، کارایی 65 توزیع احتمال مورد بررسی قرار گرفت. در هر مورد توابع توزیع احتمالی مختلف بر سری داده-های ماهانه و سالانه برازش یافته و بر اساس آزمون کلموگروف-اسمرینوف، مناسبترین توزیع احتمالی و مقدار احتمال تجمعی از آن توزیع محاسبه گردید. سپس مقدار شاخص SDI از توزیع برتر و توزیع گاما محاسبه گردید. نتایج نشان داد در مقیاس سالانه توزیع گاما فاقد فراوانی به عنوان توزیع برتر می باشد. در مقیاس ماهانه نیز این توزیع تنها در 1 درصد از کلیه حالات مورد بررسی به عنوان توزیع برتر شناخته شد. این در حالیست که توزیع Wakeby در مقیاس سالانه در حدود 35 درصد حالات و در مقیاس ماهانه تا حدود 43 درصد حالات در برخی از ماه ها به عنوان توزیع احتمال برتر معرفی گردید. نتایج نشان داد جابه جایی طبقات خشکسالی علاوه بر رتبه تابع توزیع، به میزان اختلاف شاخص P-Value از توزیع برتر و توزیع گاما، بستگی دارد. بیشترین و کمترین میزان جابه جایی طبقات خشکسالی هیدرولوژیکی حاصل از کاربرد توزیع برتر، به ترتیب مربوط به ماه های آذر و اردیبهشت می باشد. مشخص گردید بیشترین فراوانی جابه جایی طبقات خشکسالی حاصل از کاربرد توزیع برتر در طبقه نرمال رخ داده است. لذا توصیه می گردد توزیع Wakeby جایگزین توزیع گاما در محاسبات شاخص SDI گردد.
    کلیدواژگان: انتقال هم احتمال، پایش خشکسالی، جابه جایی طبقات خشکسالی، شاخص خشکسالی هیدرولوژیکی (SDI)
|
  • Alireza Pilpayeh *, Afshin Shayeghi, Aydin Bakhtar, Akbar Rahmati, Afshin Vatankhah Pages 1-20
    Inappropriate distribution of precipitation measurement stations has increased the use of gridded precipitation datasets consisting of satellite, reanalysis and ground- based datasets .Accurate measurement and estimation of precipitation amounts and events is very important. With the increasing development of satellite technologies in recent decades, access to high spatio- temporal resolution of precipitation data has been provided in many parts of the world. Given that these precipitation datasets cannot be used without initial assessment due to uncertainties in estimating cloud and precipitation thickness. The purpose of this study was to evaluate CMORPH, PERSIANN and PERSIANN-CDR precipitation datasets based on statistical indices such as contingency table indices at Dare-roud basin which is located in Ardabil province. Results show that CMORPH product performs better in estimating basin precipitation in most of the stations with RMSE index less than 3 mm and CC index higher than 0.7. Also in terms of the contingency table indices, the CMORPH performs better in most of the indices (except Bias) than other products, so it is recommended to correct its bias and use this precipitation product in future studies in Darehroud basin.
    Keywords: satellite, Precipitation, Resolution, Contingency table, grid
  • Rojin Ziaeipourroudsari *, MohammadReza Beheshti Pages 21-34

    Preserving theenvironment and making fossil fuels viable for energy production,as well as power grid losses and low efficiency of thermal power plants,have drawn human attention to the use of alternative and renewable resources of energy such as hydro energy.One of the most effective approaches to operational management of the urban water supply networks is to control the surplus hydraulic pressure in some parts of the system.Therefore,utilizing the potential head along main gravity pipelines route to recover energy can be considered as a favourable strategy for optimum flow control and managementof the water pressure in the network.In this study,by applying hydraulic simulation of a given water supply network,the important hydraulic parameters such as available net pressure head in various locations of water pipeline and water reservoirs inflow have been derived Hence,by considering these essentialparameters and taking into account the topographicstatus of water transmission route and hydraulic grade line elevation at each point,the power output was calculated at nine selected hydropower sites.In addition,to Prioritizing the construction and operation of the proposed hydropower potentials and providing useful guidanceto authorities,investors and executive managers,a multi-criteria decision-making analysis based on the analytic hierarchy process was conducted according to five key criteria including technical,economic,social,passive defence and environmental aspects.Hence,a comprehensive multi-criteria model based on AHP and questionnaires has been developed to rank hydro energy production in proposed sites in a water supply network.By analysing the expert questionnaires and weighting to each of the criteria and sub-criteria (pairwise comparison) inthe Expert Choice software,it was found that thetechnical,economic,environmental,passive defence and social criteria were ranked in firstto fifth place, respectively.The results showed that micro hydropower potential sites in R.1183, R.1453 and R.57reservoirs with installed capacity of 3100, 4107 and 1072 KW respectively,were ranked in the first to third priority of construction in the studied water supply network.

    Keywords: Feasibility, Analytic Hierarchy Process, Multi-criteria decision-making, Water Supply Network, Micro Hydropower plant
  • Saeed Emamifar *, Farshad Mohammadian, Reza Mohammadi Ahmad Abadi, Mojtaba Ali Madadi Pages 35-56

    The high share of agricultural water consumption compared to other sectors and the serious crisis of dehydration in recent years reform and offer optimal crop pattern that reduces water consumption and increases the efficiency of its use, the requirements of most forbiddens and critical plains of the country. The purpose of this study was to provide optimal cropping pattern in relation to Allocable Water agriculture communicated by the Ministry of Energy and the long-term cumulative accumulation deficit of aquifers and the emphasis on agricultural sustainability indicators in the twenty-year planning horizon, Qom-Kahak study area. To simulate rainfall component behavior, outcomes of A2 scenario for the HADCM3 climatic model were used and using the continuity equation balance,the volume of water allocated to the crop sector was estimated each year. Then, using fuzzy utopian planning models, sustainable agriculture patterns were presented within the framework of technical constraints. The results showed that the implementation of the proposed agronomic models will in addition to offset the deficit of 536 million cubic meters and aquifer balance in the study area over the planning horizon, It will increase labor force and physical productivity of water, fertilizers and pesticides consumption will increase by 10.7%, 106%, 4.1% and 8.8% respectively, and water resources, fertilizers and chemicals consumption will reduce by 48.2%, 3.9%, 8 respectively.. Therefore, it is suggested to regional authorities to prioritize the implementation of proposed agro-projects, which requires the development of legal requirements, incentive and punitive policies, and conducting training and extension courses.

    Keywords: Allocable Water, Optimal cropping pattern, Fuzzy Goal programming, Climate Change, Aquifer
  • Ali Heydar Nasrolahi * _ Pages 57-70

    This study was conducted to evaluate the CWSI index in different cultivars of maize under drip irrigation Strategies at Safi Abad Agricultural Research Center, north of Khuzestan province. Irrigation management factors included T100 (100% water requirement), T75 (75% water requirement) and T50 (50% water requirement) were in main plots and maize hybrids including Single Cross 704 (SC), Mobin (M) and Karun (K) were subplots. High and low baseline relationships were estimated for all three cultivars with high accuracy (R2 <0.8) during the growing season. CWSI index varied from 0.01 to 0.46 for different treatments and at different growth stages. The results of statistical analysis showed that the difference of water stress index of maize was not significant between different cultivars but the effect of irrigation management on it was significant at 1% probability level. Accordingly, CWSI values of 0.17, 0.15, and 0.12 were estimated for corn growth and development, middle and end stages, respectively, to determine drip irrigation time using this index. In addition, the results showed that there was a high correlation between CWSI and maize yield and were derived the relationships to estimate yield by using this index. Based on these relationships, Caron hybrid had the highest sensitivityto water stress, with the coefficient or slope of grain and biological yield reduction against water stress were 21% and 47% respectively than were higher from other two cultivars.

    Keywords: Deficit irrigation, Leaf Temperature, Irrigation Planning, Yield
  • Mostafa Zabihi Seilabi, Seyed Hamidreza Sadeghi *, Raoof Mostafazadeh Pages 71-88

    Assessment of land use capabilities based on regional conditions is essential to reduce human impacts on natural resources and to identify suitable land uses. However, the selection of appropriate method for evaluating the potential of the land at the watershed scale has received less attention. Therefore, the present study aimed to apply and validate three methods of FAO, USDA and the Forests, Range and Watershed Management Organization (FRWMO) in assessing the land capability of the Oshnavieh Galazchai Watershed in West Azerbaijan, Iran. Towards this, different criteria were assessed for designation of land capability for the Galazchai Watershed based on the available standards. Corresponding available data were consequently obtained using 122 soil samples taken throughout the watershed as well as topographic and meteorological information. According to the results of the study, the highest and the lowest absolute changes were regarded to the FRWMO and FAO methods with an area of 6682 and 5656 ha, respectively. On the other hand, the maximum disagreement was found between the current land use with the FRWMO method with Kappa of 0.64, which is due to allocation of land with steep slope to agriculture and orchard. Hence, it is recommended to allocate land to different uses according to the land potential of the region and also considering the economic and social conditions of watershed stakeholders after applying land use changes to maximize the satisfaction of all stakeholders and lead to sustainability of the study watershed.

    Keywords: Ecological capacity, Integrated Management, Soil, water resources, Soil characteristics
  • Abbas Shahdi Kumleh * Pages 89-106
    One of the main pillars of sustainable agriculture is the use of biofertilizers in agro-ecosystems to modify and reduce the use of chemical inputs. This study was carried out to investigate the effect of growth promoting bacteria on soil chemical properties in a clover- rice cropping system using a factorial experiment with randomized complete blocks having three replications at the research site of Rice Research Institute of Iran, during 2015- 17. Experimental factors for clover included four levels of inoculation with symbiotic bacteria Rhizobium trifolii and four levels of inoculation with non- symbiotic plant growth promoting bacteria. The results showed that clover cultivation led to a significant increase in the percentage of soil organic carbon (1.79%) and nitrogen (0.216%). The Application of non-symbiotic bacteria in clover cultivation caused a significant increase in soil phosphorus in rice cultivation. The highest amount of soil phosphorus was obtained in treatments of Pseudomonas (12.38%) and Azotobacter+ Pseudomonas (11.8 ppm) in rice cultivation. Also, rice cultivation significant reduced available potassium in the second year (121.1 mg/kg) compared to the first year (128.3 mg/kg). According to the overall results of this study, the use of growth promoting bacteria while maintaining and improving the chemical properties of the soil increased the average rice yield in the second year (3250.3 kg/ha).
    Keywords: Azotobacter, organic carbon, paddy soil, Pseudomonas, Rhizobium
  • MohammadReza Pahlavan Rad *, Seyed Javad Forghani, Mehrdad Esfandyari, Ali Mohammadi Torkashvand Pages 107-120

    This study was conducted in order to digital mapping soil classes according to WRB system was conducted by boosted regression tree (BRT) method on about 60.000 hectares of Hirmand county lands. 108 soil profiles were dug and soil profiles were sampled and described based on WRB system. Twenty environmental covariates were used as estimators for soil mapping including terrain attributes and remote sensing covariates. Results showed that the young soil covered the study area and mostly influenced by flood sediment which classified as Fluvisol and Cambisol groups and Solonchak group in salt -affected area. The variable importance showed that the environmental attributes such as Multi-resolution Valley Bottom Flatness Index (MrVBF), Valley Depth, Convergence Index, Catchment Area and Salinity Index (NDSI) had the highest importance among all covariates for two levels of WRB prediction. The validation results showed that the BRT model could predict WRB1 and WRB2 levels with overall accuracy of 47 and 25%, respectively, and also from WRB1 to WRB2 levels the accuracy decreased. In low relief area and young soil that the low soils variability, digital soil mapping approach could be useful, efficient, and fast technique to produce and predict soil classes map.

    Keywords: Boosted regression tree, Digital soil mapping, environmental variables, WRB classification
  • Farzad Haghnazari, Fatemeh Karandish *, Abdullah Darzi Naftchali, Jirka Simunek Pages 121-134

    In this research, which was carried out in the 4.5-ha consolidated paddy fields of Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University during two cropping cycles of 2015-2016 and 2016-2017, the influence of different drainage systems on total nitrate loss into local surface water resources was investigated. These systems included three regular subsurface drainage systems with different drain depths and spacings of, respectively, 0.9 m and 30 m (D0.90L30), 0.65 m and 30 m (D0.65L30), and 0.65 m and 15 m (D0.65L15), and a bilevel drainage system consisting of four drain lines with 15 m spacing and 0.65 and 0.9 m alternative depth (Bilevel). In addition to daily measuring drainage fluxes, nitrate concentrations in the collected drainage water were also measured every other weeks during the cropping cycles. Daily average drainage discharges under Bilevel, D0.90L30, D0.65L30, and D0.65L15 varied in the ranges of 0-231 cm3 s-1, 0-220 cm3 s-1, 0-227 cm3 s-1 and 0-250 cm3 s-1, respectively. Analyzing precipitation-drainage discharge correlations reveals that the precipitation intensity of 10 mm d-1 is the threshold of drainage capacity reduction, and precipitation intensities beyond this threshold may result in water logging challenges in the study area. Consolidating the selected drainage systems may result in annual nitrate losses of 2.2-34.7 kg ha-1 into the surface water resources; however, the D0.65L30 systems may have less environmental consequences in this view of point. Therefore, environmentally sustainable operations of these systems for expanding rainfed-cropping requires precious investigations when selecting drain depths and spacings.

    Keywords: paddy fields, nitrate losses, rainfed cropping, subsurface drainage
  • Maryam Jamal, Hossein Ebrahimi *, Habib Mousavi Jahromi Pages 135-152
    Streamflow Drought Index (SDI) is based on the assumption that the flow data series follows from Gamma distribution. In this study, the efficiency of 65 statistical distributions was evaluated through the use of monthly and annual flow data series of 49 hydrometric stations. The results show that on the annual scale, Gamma distribution is not the superior distribution. On a monthly scale, this distribution was found only in 1% of all cases examined as the superior distribution. This is while the Wakeby distribution was introduced on an annual basis in about 35 percent of the cases, and on a monthly scale, up to 43 percent of the scenarios were introduced as a top-ranked distribution. Based on the SDI index calculated based on Gamma distribution and Wakeby distribution, in the case of the P-Value of the Gamma distribution is less than 0.3, it is possible to move the drought classes using Wakeby distribution. These conditions were observed in 30% of the examined cases. The highest and the lowest displacements of the hydrological drought classes due to the use of superior distribution were in December and May, respectively. It was found that the highest frequency of displacement of the drought classes resulted from the use of superior distribution occurs in the normal class. Accordingly, it is recommended that the Wakeby distribution be replaced by the gamma distribution in the SDI calculations.
    Keywords: Displacement of different classes, Draught monitoring, Equi-probability transformation, Stream Flow Draught Index (SDI)