فهرست مطالب

تحقیقات آب و خاک ایران - سال پنجاه و یکم شماره 9 (پیاپی 57، آذر 1399)

مجله تحقیقات آب و خاک ایران
سال پنجاه و یکم شماره 9 (پیاپی 57، آذر 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/09/18
  • تعداد عناوین: 20
|
  • مریم عزیزآبادی فراهانی، فرهاد میرزایی اصل شیرکوهی* صفحات 2149-2162

    با توجه به محدودیت منابع آب و ارزش آن در کشاورزی، تعیین الگوی کشت بهینه محصولات کشاورزی و برنامه ریزی آبیاری در شرایط کم آبی حاکم بر حوضه های آبریز کشور از اهمیت بالایی برخوردار است. بنابراین تدوین و توسعه مدل الگوی بهینه کشت که قابلیت انعطاف پذیری در شرایط ترسالی و خشک سالی را دارا باشد، ضرورت می یابد. هدف تحقیق تهیه مدلی است که تحت شرایط مختلف منابع آب بهترین برنامه آبیاری و سطح زیر کشت را برای بهره برداری شبکه آبیاری ارایه دهد. مدل پس از دریافت اطلاعات اولیه (گیاه، خاک و هواشناسی) و سناریوهای مختلف آبیاری و کم آبیاری با اتصال به مدل رشد گیاهی آکواکراپ، عملکرد محصولات را تحت سناریوهای تعریف شده محاسبه می کند. سناریویی که بیشینه بهره وری اقتصادی را دارا است به عنوان برنامه ریزی آبیاری تعیین می گردد و با اتصال به ACO الگوی کشت بهینه برای حجم های مختلف آب سطحی در دسترس با هدف بیشینه سازی سود خالص تعیین می گردد. الگوی کشت بهینه  برای کل محصولات مورد کشت شبکه آبیاری قزوین در چهار حالت مختلف امکان تحویل آب (100%، 80%، 75% و 70%) برای سال زراعی 94-93 جهت بررسی کارایی مدل انجام شد. نتایج نشان داد در حالتی که سال نرمال و مقدار آب تحویلی به شبکه برابر متوسط دراز مدت (گزینه 100%) باشد، بیشترین مساحت به کشت گندم اختصاص می یابد (10740) و مساحت بدون کشت آبی حداقل خواهد بود. در حالتی که 70 درصد مقدار متوسط دراز مدت سالانه تامین شود سطح زیر کشت گندم  3000 هکتار خواهد بود و حدود 15000هکتار از شبکه به ناچار بایستی به صورت دیم و یا بدون کشت آبی اداره شود. نتایج نشان داد که برنامه تدوین شده با توانایی بالا و انعطاف پذیری زیاد برای انواع شرایط موجود، قادر به تعیین الگوی بهینه و بیشینه کردن سود شبکه است.

    کلیدواژگان: مدیریت، بهره وری اقتصادی، الگوریتم مورچگان، الگوی بهینه کشت
  • مسعود فرزام نیا*، مختار میران زاده، داود امین آزرم صفحات 2163-2175
    در ارتباط با استفاده از روش آبیاری قطره ای نواری (Tape) برای زراعت گندم، ابهاماتی از جمله، بهرهوری آب، میزان فاصله مناسب نوارها از هم و چگونگی روند شور شدن خاک وجود دارد که از نظر اقتصاد کشاورزی و پایداری منابع خاک اهمیت دارند. در این راستا برای تعیین بهترین فاصله نوار در بافت خاک لومی از نظر عملکرد گندم و اجزای آن، بهرهوری آب و روند تغییرات شوری خاک، آزمایشی به صورت طرح بلو ک های کامل تصادفی با 4 تیمار (فاصله نوار 45 (A)، 60 (B) و 75 (C) سانتیمتر و تیمار شاهد، آبیاری کرتی (D)) در سه تکرار در قطعه زمین با بافت خاک لومی، طی سال های 1396 تا 1398در منطقه ی مهیار استان اصفهان اجرا شد. حجم آب آبیاری در هر دور آبیاری برای تیمارهای A، B و C یکسان بود و در تیمار D میزان حجم آب ورودی به کرت و توقف آبیاری در هر دور مشابه روش زارع بود. بر اساس نتایج تجزیه واریانس مرکب، اثر تیمارها بر عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیکی در سطح یک درصد معنی دار و بر بهرهوری آب و شاخص برداشت معنی دار نشد. میانگین بهرهوری آب در تیمارهای A، B، C و D به ترتیب 72/0، 71/0، 66/0 و 64/0 کیلوگرم بر مترمکعب بود. تیمار D بیشترین عملکرد را داشت و عملکرد بقیه ی تیمارها مشابه و در رتبه ی بعدی قرار گرفتند. طی دو سال انجام آزمایش مقادیر شوری خاک در تیمارهای تیپ به طور محسوسی افزایش یافته بود ولی تیمار آبیاری کرتی شوری خاک را افزایش نداده بود. با توجه به این که مقادیر صفات مورد بررسی در هر سه تیمار تیپ در گروه مشابه قرار گرفتند، لذا فاصله نوار 75 سانتی متر برای بافت خاک لومی توصیه می شود.
    کلیدواژگان: آبیاری قطره ای نواری، فاصله نوار، کارآیی مصرف آب، شوری خاک
  • سعید جلیلی*، معین هادی، ابوالفضل مجنونی هریس صفحات 2177-2186
    علی رغم مطالعات صورت گرفته پیرامون کارآیی مصرف سوپر جاذب ها در بهبود شرایط فیزیکی خاک و نیز افزایش عملکرد و بهره وری مصرف آب، مسایل اقتصادی کمتر مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. بنابراین به منظور بررسی اثر تنش رطوبتی و سوپرجاذب استاکوزورب بر شاخص های اقتصادی گندم، آزمایشی در سال زراعی 95-1394 به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در اراضی دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز در سه تکرار انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل سه سطح 100، 70 و 50 درصد نیاز آبی گیاه (به ترتیب FC، 0.7FC و 0.5FC) و مصرف سوپرجاذب استاکوزورب در سه سطح صفر، 50 و 100 کیلوگرم در هکتار (به ترتیب S0، S1 و S2) بود.نتایج حاصل از بررسی شاخص های اقتصادی نشان داد که بیشترین درآمد خالص فروش گندم به تیمارهای S0,FC و S1,0.7FC اختصاص داشت. بیشترین نسبت درآمد ناخالص به هزینه تولید مربوط به تیمار S0,0.7FC بود که اختلاف معنی داری با تیمار شاهد (S0,FC) در سطح احتمال 5 درصد داشت. بیشترین و کمترین میزان درآمد خالص به میزان آب آبیاری به ترتیب متعلق به تیمارهای  S1,0.7FCو S2,0.5FC بود که به میزان 2/44 و 7/11 درصد نسبت به تیمار شاهد (S0,FC) به ترتیب افزایش و کاهش داشتند. بنابراین در بهترین حالت (تیمار S1,0.7FC)، اثرات متقابل تنش و سوپرجاذب، درآمد ناخالص و درآمد خالص را نسبت به تیمار شاهد به ترتیب به میزان 2/12 و 1/1 درصد افزایش داد. در بین اثرات متقابل نیز تنها در شرایط تیمار S1,0.7FC به سبب افزایش عملکرد، افزایش سطح زیر کشت ناشی از کاهش مصرف آب و توجیه اقتصادی، مصرف سوپرجاذب توصیه می شود.
    کلیدواژگان: استاکوزورب، بهره وری آب، درآمد خالص، عملکرد گندم
  • سپیده بیرامی پور، کورش قادری*، مجید رحیم پور، محمد مهدی احمدی، سامه احمد کانتوش صفحات 2187-2201

    رسوب شویی تحت فشار (فلاشینگ) یکی از راه حل های تخلیه رسوبات مخازن سدها است. در این مطالعه تاثیر قرارگیری صفحات مستغرق بر میزان عملکرد رسوب شویی تحت فشار در مخازن مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور از صفحات مستغرق با آرایش های همگرا، واگرا و ترکیبی در سه فاصله صفحات تا دریچه تخلیه کننده تحتانی و سه فاصله میانی بین صفحات با سه ارتفاع متفاوت استفاده شد و نتایج با آزمایش بدون سازه مقایسه گردید. نتایج تحقیق نشان داد که استفاده از صفحات مستغرق با ایجاد جریان گردابی و تلاطم موجب تقویت عملکرد فلاشینگ شده و با تخلیه رسوبات بیشتری از زیر دریچه تخلیه کننده تحتانی، در تمامی آزمایش ها حجم چاله رسوب شویی را افزایش می دهد. به گونه ای که در آرایش های همگرا و واگرا به ترتیب افزایش 5/6 و 48 برابری حجم رسوبات تخلیه شده نسبت به آزمایش بدون سازه مشاهده گردید. همچنین در هنگام استفاده از صفحات ترکیبی دو ردیفه در آرایش واگرا با فواصل نسبی 5/0  ، 3/0  و ارتفاع نسبی 1  ، حجم چاله رسوب شویی به میزان 51 برابر نسبت به آزمایش شاهد افزایش یافت. در پایان با استفاده از روش همبستگی چند جمله ای، رابطه بین فواصل صفحات و مقدار رسوبات شسته شده به صورت یک معادله بدون بعد ارایه گردید.

    کلیدواژگان: رسوب شویی هیدرولیکی، صفحات مستغرق، مخروط رسوب شویی، مخزن سد
  • الهام مبارک حسن*، عباس رنجبر سعادت آبادی، ابراهیم فتاحی صفحات 2203-2219

    مناطق مختلف ایران تحت تاثیر گردوخاک های داخلی و یا فرامرزی هستند. با استفاده از داده های ماهواره می توان توزیع زمانی و مکانی و منشا شکل گیری گردوخاک را بررسی نمود. هدف از مطالعه حاضر تحلیل غلظت گردوخاک سطحی، گردوخاک در ستون هوا و عمق نوری هواویزها با استفاده از مدل MERRA-2 و ماهواره آکوا در مناطق گردوخاک خیز ایران بود. داده در دوره 2007 تا 2017 تهیه و شکل ها توسط نرم افزار Grads و OriginPro ترسیم شد. یافته های تحقیق سه کانون گردوخاک فرامرزی در غرب، شرق و شمال شرق ایران و دو کانون داخلی در دشت کویر و جنوب شرق ایران را نشان داد. کانون های فرامرزی جنوب شرق عراق و کویت بیشترین غلظت گردوخاک سطحی را دارد. در آبادان بیشترین غلظت گردوخاک سطحی با 552 () در فصل تابستان، گردوخاک در ستون هوا 709 () و عمق نوری هواویزها MERRA-2 با 58/0 در فصل بهار به دست آمد. ضریب همبستگی بین گردوخاک سطحی و گردوخاک ستون هوا در کانون های داخلی شامل طبس، کهنوج، خور بیابانک و نیک شهر با 94/0، 93/0، 89/0، 89/0 به دست آمد که می تواند نشان دهنده اثر شرایط محلی در توسعه گردوخاک باشد. تغییر زمانی گردوخاک ستون هوا در سه ایستگاه بوشهر، آبادان و اهواز بیشترین روند کاهشی را با ضریب 035/0- و 034/0- نشان می دهد که نشان دهنده کاهش اثر کانون های فرامرزی گردوخاک است. در توزیع زمانی، سال های 2008 و 2012 با شدیدترین و فراگیرترین گردوخاک ها در گستره ایران تعیین شد. در توزیع ماهانه گردوخاک بیشینه  غلظت آن در ماه های آوریل و جولای 2008، مه 2012 و جولای 2016 در اهواز به دست آمد. تغییر زمانی گردوخاک ستون هوا در سه ایستگاه بوشهر، آبادان و اهواز بیشترین روند کاهشی را با ضریب 035/0- و 034/0- ‏نشان می دهد که نشان دهنده کاهش اثر کانون ها فرامرزی گردوخاک است.‏در توزیع زمانی، سال های 2008، 2012 با شدیدترین و فراگیرترین گردوخاک ها در گستره ایران تعیین شد. در توزیع ماهانه ‏گردوخاک بیشینه آن درماه های آوریل و جولای 2008، مه 2012 و جولای 2016 در اهواز به دست آمد.‏

    کلیدواژگان: گردوخاک سطحی، مدل ‏MERRA-2‎، عمق نوری هواویز ‏AOD، ماهواره آکوا
  • هادی حق جوئی، مجید رحیم پور*، کورش قادری، سامه احمد کانتوش صفحات 2221-2233

    کاهش حجم مفید مخازن به دلیل نرخ بالای رسوب گذاری در مخازن سدها، کلیه اهداف بهره برداری سد از جمله تولید انرژی برق آبی و کنترل سیلاب های فصلی را تحت تاثیر قرار می دهد. در این میان استفاده از برخی روش های مدیریت رسوب به دلایل فنی و اقتصادی مقرون به صرفه نبوده و یکی از عمده ترین راهکارها بویژه در مناطق خشک و نیمه خشک، استفاده از رسوب شویی تحت فشار می باشد که مهم ترین چالش پیش روی این روش، راندمان پایین رسوب شویی است. در این مقاله در راستای ارتقای راندمان رسوب شویی از یک سازه جدید موسوم به [1] DBE استفاده شده است. در این خصوص سازه DBE با چهار طول، چهار قطر در سه حالت دبی، مورد ارزیابی قرار گرفته است. برای انجام آزمایش ها از رسوبات غیرچسبنده با جنس سیلیس دارای قطر متوسط 73/0 میلی متر استفاده و توسعه زمانی مخروط رسوب شویی در آزمایش های انجام شده بررسی شد. در پایان بهترین مشخصه عملکرد سازه ای که منتج به بیشترین ابعاد مخروط رسوب شویی و کمترین مدت زمان تعادل آبشستگی شد، مشخص و روابط وابسته به زمان به منظور پیش بینی پارامترهای مخروط رسوب شویی ارایه گردید. 

    کلیدواژگان: رسوب شویی تحت فشار، توسعه زمانی مخروط رسوب شویی، تعادل آبشستگی، سازه DBE، مخروط رسوب شویی
  • احمدرضا مظاهری*، مهدی کماسی، محمدیونس سراقی، مسعود نصیری صفحات 2235-2246

    در سدهای خاکی عوامل مختلفی بر پایداری و میزان دبی عبوری از بدنه سد تاثیرگذار است؛ از جمله این عوامل می توان به مشخصات هندسی بدنه و هسته سد، ضریب نفوذپذیری مصالح استفاده شده در بدنه سد و ارتفاع آب بالادست سد اشاره کرد. این عوامل با استفاده از روش های عددی، تحلیلی و آزمایشگاهی مورد بحث واقع می شوند و تاثیر آنها مورد ارزیابی قرار می گیرد. در این مقاله قصد بر آن است با استفاده از روش های تحلیلی و نرم افزاری به بررسی میزان اشباع شدگی پوسته پایین دست یک سد خاکی غیرهمگن پرداخته شود. برای این منظور بدنه سد خاکی در نرم افزار ژیواستودیو مدل سازی شده و تاثیر عوامل مختلف از جمله عرض بدنه و هسته سد، ضریب نفوذپذیری و ارتفاع آب پشت سد بر میزان اشباع شدگی پوسته پایین دست سد مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج تحقیق نشان می دهد که عرض هسته و نسبت نفوذپذیری هسته به پوسته تاثیر به سزایی بر میزان اشباع شدگی پوسته پایین دست سد دارد. در مجموع در این پژوهش 250 مدل سازی مختلف انجام گرفت و در نهایت رابطه ای جهت بررسی تاثیر عوامل مختلف بر میزان اشباع شدگی پوسته پایین دست سد ارایه گردیده است.

    کلیدواژگان: سدخاکی، ژئواستودیو، اشباع شدگی، نشت
  • مجتبی مقبلی، رسول راهنمایی*، اسماعیل گلی کلانپا، ناصر برومند صفحات 2247-2257
    کلسایت، پایدارترین شکل کربنات کلسیم در خاک، یکی از اجزای مهم فاز جامد خاک های مناطق خشک و نیمه خشک است. این کانی بر رفتار شیمیایی یون ها از جمله اکسی آنیون ها و فلزات انتقالی در خاک اثرات مهمی دارد. آرسنات و فسفات از اکسی آنیون های مهم در سیستم های طبیعی نظیر خاک هستند و به دلیل تشابه یونی، معمولا برای بار سطحی ذرات کلوییدی خاک از طریق واکنش های جذب سطحی و رهاسازی به شدت با هم رقابت می کنند. با توجه به اهمیت این واکنش در کنترل غلظت تعادلی آرسنات و فسفات در خاک، در این تحقیق جذب سطحی آرسنات روی کانی کلسایت در غلظت های مختلف آرسنات و در قدرت های یونی مختلف و در رقابت با فسفات بررسی و با مدلی شیمیایی توصیف شد. همچنین رفتار باری کلسایت به روش تیترسنجی اسید و باز در قدرت های یونی مختلف اندازه گیری گردید. بر اساس داده های تیتراسیون، نقطه صفر بار الکتریکی کانی در pH2/8 تعیین شد. همدما های جذب سطحی آرسنات نشان داد که جذب سطحی آرسنات متاثر از قدرت یونی و غلظت اولیه آن است. در قدرت های یونی کم، جذب سطحی آرسنات حداکثر بود و با افزایش قدرت یونی از مقدار آن کاسته شد. جذب سطحی آرسنات با افزایش غلظت فسفات کاهش یافت اما آرسنات تاثیری بر جذب سطحی فسفات نداشت که نشان می دهد فسفات قوی تر از آرسنات جذب سطحی کلسایت می شود. داده های آزمایشی با مدل شیمیایی CD-MUSIC توصیف و پیش بینی گردیدند. مدل داده ها را با در نظر گرفتن دو کمپلکس درون کره ای سطحی ≡Ca2O2AsO2 و  ≡Ca2O2PO2  با دقت بالا (R2=0.998) توصیف کرد. به طور کلی نتایج آزمایشی و ضرایب مدل نشان داد که برهم کنش بسیار قوی تر فسفات با کلسایت موجب افزایش زیست فراهمی آرسنات و تحرک آن در خاک های آهکی می شود.
    کلیدواژگان: ارسنات، جذب سطحی، فسفات، کلسایت، مدل CD-MUSIC
  • نسرین مرادی مجد*، غلامعباس فلاح قالهری، منصور چترنور صفحات 2259-2273
    در سال های اخیر افزایش تولید گازهای گلخانه ای از خاک ها به اتمسفر از مسایل عمده ای به‍شمار می رود. از مهم ترین این گاز ها می توان به متان (CH4)، نیتروس اکسید (N2O) و نیتریک اکسید (NO) اشاره کرد. از منابع اصلی تولید گازهای گلخانه ای در زمین های زراعی، خاک ورزی و بالا رفتن سطح زیر کشت بوده است. هدف از پژوهش حاضر تعیین میزان تصاعد گازهای گلخانه ای در اراضی زراعی استان خوزستان با استفاده از مدل  DAYCENTاست. در ابتدا نمونه برداری و تعیین غلظت گاز خروجی از هر واحد زراعی انجام شد. همچنین با استفاده از نرم افزار DAYCENT انتشار گازهای متان، نیتروس اکسید و نیتریک اکسید در اکوسیستم‍های کشاورزی استان خوزستان برآورد شد. پتانسیل گرمایش جهانی برای هر چهار منطقه موردمطالعه تعیین شد. بر اساس مدل DAYCENT، بیش ترین انتشار متان از شالیزارهای باغملک به مقدار 369/1 تن در هکتار در سال بوده است. همچنین بیش ترین میزان انتشار اکسید نیتروس و اکسید نیتریک از خاک گندمزارهای شوش به‍ترتیب با مقدار 101/0 و 111/0 تن در هکتار در سال بوده است. بیش ترین میزان پتانسیل گرمایش جهانی بر اساس داده های مدل مربوط به گندم‍زارهای شوش (614/66 تن معادل دی اکسید کربن) بود. نتایج نشان داد که نیشکر، انتشار گاز و پتانسیل گرمایش کمتری نسبت به سایر کشت های موردبررسی داشته است. همچنین با توجه به شاخص های آماری ضریب تعیین (98/0، 99/0 و 77/0)، ریشه ‍ی میانگین مربعات خطا (05/0، 31/0و03/0) و کارایی مدل (61/0، 85/0 و76/0) به ترتیب برای سه گاز اکسید نیتروس، متان و اکسید نیتریک، مدل دقت قابل قبولی را نشان داده است.
    کلیدواژگان: اکسید نیتروس، اکسیدنیتریک، اکوسیستم‍های کشاورزی، متان
  • ستاره امینی، اصغر عزیزیان*، پیمان دانش کار آراسته صفحات 2275-2291

    از آنجایی که بارش به عنوان یکی از اجزاء اصلی مطالعات هشدار سیل، خشکسالی و منابع آب به شمار می آید، پیش بینی کمی آن از درجه اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. گسترش و پیشرفت روزافزون محاسبات رایانه ای و فناوری های ماهواره ای و سنجش از دور در سال های اخیر منجر به توسعه مدل های پیش بینی هواشناسی متعددی شده است که از مهم ترین آنها می توان به پایگاه اطلاعاتی TIGGE اشاره نمود که در برگیرنده تعدادی زیادی از مدل های پیش بینی قدرتمند است. پژوهش حاضر با هدف ارزیابی عملکرد تمامی مدل های عددی قابل دسترس در پایگاه مذکور جهت پیش‎بینی بارش روزانه در 38 ایستگاه سینوپتیک کشور ایران که در اقلیم های مختلف واقع شده اند، به انجام رسیده است. همچنین بررسی اثر تصحیح اریبی به روش نگاشت چندک (QM) بر عملکرد مدل‎های پیش بینی بارش از دیگر اهداف اصلی این تحقیق به شمار می آید. نتایج بدست آمده نشان داد که عمده مدل های پیش بینی در اقلیم های مرطوب، نیمه مرطوب، مدیترانه ای و خشک (که بیشتر مناطق جنوب غربی تا شمال غربی و شمال شرقی کشور را شامل می‎شوند) دارای بیشترین میزان همبستگی با داده های زمینی هستند ولی که در اقلیم های نیمه خشک و خیلی خشک مقدار شاخص CC به مراتب کمتر است. مقدار شاخص های آماری CC و RMSE بدست آمده از دو مرکز ECMWF و METEO در اکثر مناطق کشور به ترتیب بالای 6/0 و کمتر از 4 میلیمتر در روز است و این در حالی است که دو مدل CMA و CPTEC از کارایی چندان مناسبی برخوردار نمی باشند. همچنین ارزیابی مقادیر بارش تصحیح شده با روش QM بیانگر بهبود چشمگیر شاخص‎های آماری بدست آمده از بسیاری از مراکز پیش بینی است. طبق محاسبات صورت گرفته، مقدار شاخص CC در اقلیم های خیلی خشک، خشک و مدیترانه‎ای به طور متوسط افزایشی در حدود 20 درصد دارد. نکته مهم دیگر آنکه با حذف اریب از داده ها عملکرد مدل های عددی هواشناسی در پیش بینی مقادیر کم و بالای بارش بهبود یافته و همین مسئله قابلیت کاربرد سامانه های پیش بینی بارش در سیستم‎های هشدار سیل و مدیریت منابع آب را بیش از پیش افزایش می دهد.

    کلیدواژگان: باران، سنجش از دور، پیش بینی، مدلهای هواشناسی، سیلاب
  • سیده الهام سعادت، نسرین قربان زاده*، محمدباقر فرهنگی، محمود فاضلی سنگانی صفحات 2293-2306

    این پژوهش با هدف بررسی زدایش فسفات، نیترات و آمونیوم از شیرابه دفن گاه پسماند سراوان با ریزجلبک کلرلا ولگاریس انجام شد. همچنین پیامد شیرابه بر ویژگی های رشدی ریزجلبک شامل وزن خشک یاخته، کلروفیل و کارتنویید بررسی شد. آزمایش در قالب طرح کاملا تصادفی بهروشاندازه هایتکرارشدهدرزمان و با سه تکرار انجام شد. شیرابه در سه سطح (بدون شیرابه، شیرابه با رقت 1:1 و شیرابه با رقت 2:1) به عنوان کرت اصلی و زمان نمونه برداری (صفر، 2، 4، 6 و 8 روز) به عنوان کرت فرعی در نظر گرفته شد. اندازه کلروفیل کل در تیمار بدون شیرابه بیشترین بود و در تیمار شیرابه 1:1 با تفاوت آماری معنی دار بیشتر از تیمار شیرابه 2:1 بود (05/0 <p).وزن خشک ریزجلبک با گذشت زمان افزایش یافت و با افزایش رشد ریزجلبک، درصد زدایش مواد مغذی نیز افزایش پیدا کرد، به گونه ای که بیشترین اندازه وزن خشک و کمترین اندازه مواد مغذی در شیرابه با رقت 1:1 در روز 8 انکوباسیون دیده شد. درصد زدایش فسفات، نیترات و آمونیوم در پایان 8 روز انکوباسیون به ترتیب 76/92، 94/56 و 7/98 بود. معادله سینتیکی ساخت زیست توده در رابطه با کاهش غلظت فسفات، نیترات و آمونیوم نیز بررسی شد. نتایج نشان داد زدایش مواد مغذی از مدل درجه اول پیروی می کند و معادله موود به خوبی توانست رشد ریزجلبک در شرایط محدودکننده با سوبسترا را نشان دهد. اندازه R2 طرح لینویور-برک برای فسفات و آمونیوم 992/0 و 972/0 به دست آمد. بنابراین می توان از این معادله برای زدایش فسفات و آمونیوم بهره گیری کرد. در نهایت به نظر می رسد ریزجلبک کلرلا ولگاریس می تواند برای پالایش زیستی شیرابه سراوان بکار رود.

    کلیدواژگان: آمونیوم، پسماند، تصفیه شیرابه، فسفات، معادله مونود
  • مهدی مکاری*، میثم عابدین پور صفحات 2307-2322
    امروزه استفاده از نانوذرات در علوم مختلف و از جمله کشاورزی گسترش زیادی یافته است. یکی از نقش های مهم نانوذرات در تولید گیاهان زراعی و باغی، افزایش مقاومت گیاهان در برابر تنش های محیطی از جمله تنش شوری و خشکی است. بنابراین هدف پژوهش حاضر بررسی تاثیر محلول پاشی با نانوذرات سیلیس در افزایش مقاومت به تنش خشکی در ارزن دانه ای بود. به این منظور پژوهشی مزرعه ای به صورت کرت های یک بار خرد شده در قالب طرح کاملا تصادفی و در سه تکرار اجرا گردید. کرت های اصلی شامل چهار تیمار آبیاری تامین 100، 80، 60 و 40 درصد نیاز آبی و کرت های فرعی شامل شش تیمار محلول پاشی با غلظت های صفر، 100، 200، 300، 400 و 500 میلی گرم در لیتر نانوذرات سیلیس بودند. نتایج نشان داد که کم آبیاری باعث کاهش معنی دار ارتفاع گیاه، وزن هزار دانه، عملکرد دانه، شاخص برداشت و  بهره وری آب در سطح احتمال یک درصد گردید. از طرفی در تمام تیمارهای آبیاری محلول پاشی با نانوذرات سیلیس، عملکرد دانه، شاخص برداشت و  بهره وری آب را به طور معنی داری افزایش داد. بیش ترین عملکرد دانه، شاخص برداشت و  بهره وری آب در تیمار آبیاری کامل (100 درصد نیاز آبی) و محلول پاشی با غلظت 500 میلی گرم در لیتر نانوذرات و کمترین مقدار آن ها در تیمار 40 درصد نیاز آبی و بدون محلول پاشی مشاهده گردید. با توجه به بحران شدید منابع آبی در منطقه خشک کاشمر، تامین 80 درصد نیاز آبی ارزن دانه ای به همراه محلول پاشی با غلظت 500 میلی گرم در لیتر نانوذرات سیلیس در مرحله پنجه زنی و گلدهی ارزن دانه ای، برای مقابله با بحران کم آبی در این منطقه قابل توصیه است.
    کلیدواژگان: کم آبیاری، نانوذرات سیلیس، عملکرد دانه، کارایی مصرف آب
  • کورش کمالی*، غلامرضا زهتابیان، طیبه مصباح زاده، محمود عرب خدری، حسین شهاب آرخازلو، علیرضا مقدم نیا صفحات 2323-2335

    کیفیت خاک عاملی است که در اثر تغییر در ویژگی های ذاتی خاک و چگونگی مدیریت حاکم بر آن تغییر می کند. به منظور ارزیابی کیفیت خاک متاثر از نوع کاربری، مدیریت های مختلف آبیاری، و نوع کشت در منطقه سمنان، از شاخص کیفیت تجمعی و شاخص کیفیت نمرو استفاده شد. با حفر و تشریح 13 خاکرخ در پنج مزرعه و باغ منتخب و نمونه برداری از افق های سطحی و متوسط عمقی، 14ویژگی موثر در کیفیت خاک تعیین و دو شاخص یادشده محاسبه گردیدند. نتایج نشان داد که خاک های اراضی زراعی در لایه های سطحی دارای درجه کیفیت II و III و خاک های اراضی باغی در لایه های سطحی و متوسط عمقی به دلیل عدم تکامل پروفیلی، پایین بودن کربن آلی و بالابودن میزان شوری دارای درجه کیفیت IV هستند. بالاترین میانگین شاخص های کیفیت خاک لایه سطحی به یونجه (آبیاری غرقابی) با 67/0 اختصاص یافت؛ پس از آن جو (آبیاری بارانی) با 59/0، باغ زیتون (آبیاری قطره ای) با 39/0 و باغ زیتون (آبیاری غرقابی) با 32/0 قرار گرفتند. این یافته اثر مثبت محصولات پوششی در احیای خاک های این منطقه را نشان داد. تاثیر مدیریت آبیاری بر شاخص های کیفیت خاک حاکی از آن است که نوع سامانه آبیاری به تنهایی نتوانسته است تفاوت معنی داری در کیفیت خاک ایجاد نماید. به طوری که آبیاری غرقابی در یونجه و باغ زیتون به ترتیب بالاترین و پایین ترین شاخص کیفیت را داشت. همچنین در باغ زیتون با آبیاری های قطره ای و غرقابی، تفاوت معنی داری در شاخص های کیفیت خاک مشاهده نشد. بهره گیری از شاخص های مذکور این امکان را به مجریان بخش های کشاورزی می دهد تا در انتخاب استراتژی های مدیریتی و نظارت بر تغییرات کیفیت خاک تصمیم گیری نمایند.

    کلیدواژگان: احیای سرزمین، کشاورزی پایدار، شاخص کیفیت تجمعی، شاخص کیفیت نمرو
  • وحید مونس خواه، سعید صمدیان فرد، معین هادی* صفحات 2337-2348

    تبخیر از تشت نقش موثری در مدیریت منابع آب دارد. ولی به دلیل اثرات متقابل متغیر های هواشناسی در محاسبه تبخیر، روابط غیرخطی متعددی ارایه شده است که با توجه به شرایط اقلیمی هر منطقه کارآیی آن ها قابل بحث است. لذا در مطالعه حاضر، کارآیی روش های تجربی مبتنی بر دما-تشعشع و روش های داده کاوی رگرسیون ماشین بردار پشتیبان (SVR)، رگرسیون فرآیند گاوسی (GPR) و نزدیکترین همسایگی (IBK) تحت 10 سناریو مختلف حاصل از ترکیب عوامل هواشناسی در پیش بینی و مدل سازی تبخیر از تشت در 5 ایستگاه منتخب در شرق حوضه دریاچه ارومیه بررسی شد. برای ارزیابی نتایج از شاخص های آماری NRMSE و MAPE استفاده شد. به منظور مدل سازی پارامتر های موثر در تبخیر از تشت، میزان تاثیر هریک از پارامتر ها با استفاده از روش تجزیه به مولفه های اصلی از طریق مقادیر همبستگی پارامتر ها با میزان تبخیر از تشت محاسبه گردید. نتایج نشان داد در بین متغیرهای هواشناسی موردبررسی، دما بیشترین و سرعت باد و بارش کمترین تاثیر را در مدل سازی دارند. همچنین در بین روش های تجربی، روش جنسن- هیز دارای بالاترین دقت بود. علاوه بر این، در بین روش های داده کاوی نیز روش SVR در ایستگاه های تبریز، سراب و هریس و روش GPR در ایستگاه های بستان آباد و مراغه در مقایسه با سایر روش ها دقت بالاتری داشتند. به طور کلی در تمام ایستگاه ها دقت بهترین سناریوی روش های داده کاوی بالاتر از بهترین روش تجربی بود. در شرایط محدودیت داده نیز روش جنسن -هیز دقت مطلوبی داشت. همچنین، علی رغم دقت پایین روش IBK نسبت به سایر روش های داده کاوی، این روش با متغیر های ورودی کمتری به بالاترین دقت خود در مدل سازی تبخیر می رسد.

    کلیدواژگان: تبخیر از تشت، جنسن- هیز، داده کاوی، دما، مدل سازی
  • علیرضا مرجوی*، پریسا مشایخی صفحات 2349-2363
    این پژوهش باهدف بررسی تاثیر مقادیر مختلف کمپوست زباله شهری و لجن فاضلاب در خاک و گیاه گندم پس از یک و پنج سال مصرف، در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار، در ایستگاه تحقیقاتی رودشت اصفهان انجام شد. در هرسال چهار تیمار کودهای آلی (کمپوست زباله 25 و 50 تن و لجن فاضلاب 15 و 30 تن در هکتار) و تیمار شاهد (عدم مصرف کود آلی)، در کرت های ثابت به خاک اضافه شد. مصرف کمپوست زباله و لجن فاضلاب سبب افزایش کربن آلی خاک شد. از سوی دیگر مصرف این تیمارهای کودی به ویژه در سطوح بالاتر، غلظت عناصر فسفر، پتاسیم، روی، مس، منگنز، آهن، سرب و کادمیوم قابل استفاده خاک را افزایش داد. هم چنین مصرف سطوح مختلف کودهای آلی باعث افزایش معنی دار در عناصر غذایی موجود در دانه و کاه شامل نیتروژن، فسفر و پتاسیم و همچنین عناصر کم مصرف آهن، روی و مس شد. غلظت اغلب عناصر غذایی اندازه گیری شده در گیاه پس از پنج سال مصرف متوالی کودهای آلی، به صورت معنی داری نسبت به مرحله اول (پس از یک سال مصرف کودهای آلی) افزایش پیدا کرد. در مورد عنصر منگنز این روند به دلیل رابطه آنتاگونیستی با عنصر آهن، معکوس بود. غلظت سرب و کادمیوم در گیاه، در تیمارهای مختلف به حدی کم بود که با دستگاه جذب اتمی قابل اندازه گیری نبود. در کل کمپوست زباله و لجن فاضلاب ضمن افزایش کربن آلی در خاک، باعث افزایش غلظت عناصر غذایی در گیاه به ویژه ازلحاظ عناصر کم مصرف مانند روی و آهن شد.
    کلیدواژگان: کمپوست زباله شهری، گندم، لجن فاضلاب، ویژگی های شیمیایی خاک
  • جمشید اقبالی*، خلیل کلانتری، علی اسدی، محمدجواد جاوید صفحات 2365-2378

    شرایط اقلیمی و خشکسالی سال های اخیر، حوضه آبریز زاینده رود را با چالش پایداری منابع آب روبه رو ساخته است. پایداری منابع آب با نهادهای متناسب با شرایط حوضه و ذینفعان مشارکت کننده تحقق پیدا خواهد کرد. هدف این تحقیق شناسایی نهاد آب و مولفه های آن در حوضه ی آبریز زاینده رود بود. جامعه آماری این تحقیق کارشناسان و متخصصان آب حوضه ی آبریز زاینده رود بودند(N=312). ابزار گردآوری داده ها در بخش کمی پرسشنامه و در بخش کیفی مصاحبه ساختاریافته بود. روش تعیین حجم نمونه در بخش کمی فرمول کوکران بود که بر اساس آن 173 نفر تعیین گردید. رویکرد نمونه گیری در بخش کیفی هدفمند بود که با روش گلوله برفی 15 نفر گزینش شد. برای تحلیل داده ها از مدل سازی معادلات ساختاری و دیاگرام رنگین کمان استفاده شد. یافته ها نشان داد که شورای عالی آب، استانداری ها، وزارتخانه های نیرو و جهاد کشاورزی و سازمان های تابع آنها جزء کنشگران کلیدی در سطح حوضه هستند.  همچنین نتایج نشان داد؛ نهاد آب دارای سه مولفه ی اداره ی آب، سیاست آب و قوانین آب است که ضرایب استانداردشده ی آن ها به ترتیب 80/0، 64/0، 53/0 بدست آمد. هر سه مولفه ی ذکرشده در سطح اطمینان 99 درصد معنی دار بودند.

    کلیدواژگان: نهاد آب، طومار شیخ بهایی، دیاگرام رنگین کمان، مشترکات، زاینده رود
  • فاطمه دائمی، شهرام محمود سلطانی*، مسعود اصفهانی، مجید مجیدیان صفحات 2379-2392
    فسفر دومین عنصر پرمصرف موردنیاز برنج بوده که اثرات ناشی از کمبود آن و راندمان مصرف پایین آن اختلالات تغذیه ای شدیدی را در اراضی شالیزاری جهان ایجاد می کند. بنابراین اثر تقسیط کود فسفر بر صفات مورفولوژیک، عملکرد و اجزای عملکرد ارقام برنج هاشمی و گیلانه در دو نوع خاک در آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار مورد بررسی قرار گرفت. فاکتورهای آزمایش شامل زمان های مختلف کود فسفر در پنج سطح، نوع خاک در دو سطح و فاکتور رقم شامل دو رقم برنج هاشمی (محلی) و گیلانه (اصلاح شده) بودند. نتایج نشان داد که عملکرد دانه رقم برنج هاشمی در تیمار مصرف کود فسفر در دو تقسیط50 درصد پایه و 50 درصد 60 روز پس از نشاکاری، 9/14 درصد و عملکرد دانه رقم برنج گیلانه در تیمار مصرف کود فسفر در دو تقسیط 50 درصد پایه و 50 درصد 20 روز پس از نشاکاری، 42/8 درصد در مقایسه با مصرف پایه افزایش داشته است. بیشترین افزایش در صفت درصد دانه های پر در هر دو رقم برنج مورد آزمایش در خاک سیلتی رس و تقسیط دو مرحله ای و به ترتیب 1/9 درصد (50 درصد پایه و 50 درصد 20 روز پس از نشاکاری) در هاشمی و 3/18 درصد (50 درصد پایه و 50 درصد 60 روز پس از نشاکاری) در رقم گیلانه دیده شده است. بنابراین می توان به تقسیط فسفر دو مرحله ای به عنوان راهکاری برای افزایش عملکرد در اراضی شالیزاری نگریست.
    کلیدواژگان: برنج، تقسیط کود فسفر، عملکرد، رقم هاشمی، رقم گیلانه
  • عاطفه رشیدی فرد*، مصطفی چرم، مجتبی نوروزی مصیر، حبیب الله روشنفکر صفحات 2393-2403

    یکی از روش های مقابله با آسیب های اکسیداتیو گیاهان کشت شده در خاک های شور، استفاده از روش های تغذیه و افزایش مقاومت گیاهان در برابر تنش شوری است. هدف از انجام این پژوهش بررسی تاثیر کاربرد خاکی هیومیک اسید و سولفات روی بر برخی صفات گیاهچه ذرت تحت تنش شوری خاک بود. بدین منظور آزمایشی به صورت کرت های خردشده در قالب بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در گلخانه اجرا گردید. تیمارهای آزمایش شامل شوری (خاک غیرشور و شور به ترتیب با قابلیت هدایت الکتریکی 2/2 و 8 دسی زیمنس بر متر) به عنوان فاکتور اصلی و کاربرد 5 کیلوگرم بر هکتار هیومیک اسید [HA]، 40 کیلوگرم بر هکتار سولفات روی [Zn]، 5 کیلوگرم بر هکتار هیومیک اسید+40 کیلوگرم بر هکتار سولفات روی [HA+Zn] و شاهد [Co] به عنوان فاکتور فرعی بودند. نتایج نشان داد با افزایش شوری در خاک، ارتفاع بوته ، قطر ساقه، وزن تر و خشک ریشه و اندام هوایی و شاخص کلروفیل به طور معنی داری کاهش یافت در حالی که مقدار پرولین و فعالیت آنزیم های کاتالاز و سوپراکسیددیسموتاز افزایش یافت. در بین تیمارهای موردبررسی، تیمار HA+Zn بیشترین تاثیر را در بهبود شاخص های رشد گیاه چه داشت به طوری که کاربرد این تیمار باعث افزایش 31/18، 76/16، 27/58، 89/59، 62/62، 25/65 و 85/4 درصدی در مقدار پارامترهای ارتفاع ساقه، قطر ساقه، وزن تر و خشک اندام هوایی، وزن تر و خشک ریشه و شاخص کلروفیل نسبت به تیمار شاهد در خاک شور [C1] شد. بیشترین میزان فعالیت آنزیم های کاتالاز و سوپراکسیددیسموتاز و مقدار پرولین در شرایط تنش شوری و استفاده از تیمار [HA+Zn] مشاهده شد و همچنین تاثیر هیومیک اسید نیز بیشتر از تاثیر استفاده از سولفات روی بود. بنابراین می توان مصرف توام هیومیک اسید و سولفات روی را در جهت بهبود رشد گیاهچه ذرت در شرایط تنش شوری توصیه کرد.

    کلیدواژگان: آنزیم های آنتی اکسیدانی، تنش شوری، روی، گیاهچه ذرت، هیومیک اسید
  • محمد ماله میر چگینی، احمد گلچین، نادر خادم مقدم ایگده لو*، کامران مروج صفحات 2405-2415
    پسماندهای کشاورزی به‎دلیل در دسترس بودن و ارزان بودن، پیش‎ساز مناسبی برای تولید کربن فعال هستند. به‎منظور بررسی تاثیر نوع ماده فعال‎ساز، دمای فعال‎سازی و نوع بیوچار بر خصوصیات بیوچارهای اصلاحی، آزمایشی به‎صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی و با سه تکرار انجام شد. فاکتورهای آزمایش شامل چهار نوع ماده فعال‎سازی (CaCl2، ZnCl2 و H3PO4 20% و H3PO4 50%) و سه نوع بیوچار تولید شده از ضایعات آلی (کاه و کلش گندم، پوست سخت بادام و گردو) و دو دمای فعال‎سازی (300 و 500 درجه سلسیوس) بودند. هم‎چنین تیمار شاهد شامل بیوچارهای بدون تلقیح با ماده فعال‎سازی و حرارت دیده در دمای 300 و 500 درجه سلسیوس بود. نتایج نشان دادند که بیش‎ترین میزان CEC مربوط به بیوچارهای اصلاح شده با H3PO4 20% و H3PO4 50% در هر دو دمای فعال‎سازی 300 و 500 درجه سلسیوس بود. حداکثر میزان pH و EC مربوط به بیوچارهای اصلاح شده با CaCl2 در هر دو دمای فعال‎سازی 300 و 500 درجه سلسیوس بود. بیش‎ترین میزان عملکرد از بیوچارهای اصلاح شده در دمای فعال‎سازی 300 درجه سلسیوس به‎دست آمد. بیش‎ترین میزان کربن آلی (OC) و نیتروژن از بیوچارهای اصلاح شده در دمای فعال‎سازی 300 درجه سلسیوس به‎ترتیب با مواد فعال‎ساز H3PO4 (20 و %50) و ZnCl2 حاصل شدند. حداکثر میزان C/N مربوط به بیوچارهای اصلاح شده با H3PO4 20% و H3PO4 50% در دمای فعال‎سازی 300 درجه سلسیوس بود. با توجه به نتایج، بهترین تیمار برای تولید بیوچارهای اصلاح شده به‎منظور ذخیره کربن در خاک و جذب آلاینده‎ها از خاک، ماده فعال‎ساز H3PO4 (20 و %50) و دمای فعال‎سازی  C300 است.
    کلیدواژگان: بیوچار، پوست بادام، پوست گردو، فعال‎ساز، بیوچار اصلاح شده
  • سولماز فتح العلومی*، علیرضا واعظی، سید کاظم علوی پناه، اردوان قربانی صفحات 2417-2429
    مدل سازی و تهیه اطلاعات دقیق از توزیع مکانی خصوصیات خاک، یک عامل کلیدی در بسیاری از کاربردهای محیطی و کشاورزی است. از این رو، هدف از مطالعه حاضر، مدل سازی و تهیه نقشه رقومی کربن آلی خاک با استفاده از شاخص های سنجش از دور در حوضه آبخیز بالخلی چای بود. ابتدا خصوصیات توپوگرافی و طیفی موثر بر مقدار کربن آلی خاک بر اساس شاخص های مکانی و طیفی مختلف از مدل رقومی ارتفاع و تصویر ماهواره ای لندست 8 استخراج شد. سپس بر مبنای مدل جنگل تصادفی، عملکرد مدل سازی رقومی خاک در مدل سازی کربن آلی خاک در حالت های استفاده از 1) متغیرهای زمینی، 2) شاخص های طیفی و 3) ترکیب متغیرهای زمینی و شاخص های طیفی، ارزیابی و مقایسه شد. برای این منظور، مقدار ضریب همبستگی (R2) بین مقادیر برآوردی و اندازه گیری شده کربن آلی خاک و ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) در حالت های مختلف محاسبه شد. نتایج نشان داد که مقدار کربن آلی در منطقه از 32/0 تا 98/6 درصد متغیر و میانگین آن در منطقه 04/3درصد بود. تغییرات کربن در منطقه عمدتا وابسته به تغییرات شاخص های طیفی بود. در بین خصوصیات توپوگرافی، ارتفاع و در بین شاخص های طیفی، ضریب گسیلندگی (Emissivity)، مهم ترین خصوصیت در مدل سازی کربن آلی خاک بودند. مقدار R2 در سه مدل مذکور به ترتیب 51/0 62/0 و 75/0 و مقدار RMSE به ترتیب 88/0، 67/0 و 57/0 بود که نشان دهنده کارایی بهتر مدل سوم است. استفاده از ترکیب متغیرهای زمینی و طیفی سبب افزایش قابل توجه دقت مدل سازی کربن آلی خاک می شود.
    کلیدواژگان: سنجش از دور، کربن آلی خاک، متغیر محیطی، مدل جنگل تصادفی، مدل رقومی ارتفاع
|
  • Maryam Azizabadi Farahani, Farhad Mirzaei * Pages 2149-2162

    Considering the limitation of water resources and their value in agriculture, determining the optimal crop cultivation pattern and irrigation planning in low water conditions in the country's catchments is of great importance. Therefore, it is necessary to develop an optimal cultivation model to be flexible in wet and dry conditions. The purpose of this study is to develop a model for offering the best program for irrigation and cultivation area for network operation under different conditions of water resources. After receiving basic information (plant, soil and meteorology) and various irrigation and deficit irrigation scenarios by connecting to the plant growth model (Aqucrop), the model calculates crop yield under defined scenarios. The scenario with the highest economic efficiency is determined as irrigation planning and by connecting to Ant Colony Optimization (ACO), the optimal cultivation pattern for different volumes of available surface water is determined with the aim of maximizing net profit. The optimal cultivation pattern for all crops grown in Qazvin irrigation network in four different modes of water delivery (100%, 80%, 75% and 70%) was performed for 93-94 crop year to evaluate the efficiency of model. The results showed when the year is normal and the amount of water delivered to the network is equal to the long-term average (100% scenario), the largest area is allocated to wheat cultivation (10740) and the dryland will be the least. In the case of 70% of average annual long-term amount to be provided, the area under wheat cultivation will be 3,000 hectares, and about 15,000 hectares of the network must be managed dryland or without irrigated cultivation. The results showed that the developed program with high capability and high flexibility for a variety of existing conditions is able to determine the optimal pattern and maximize network profits.

    Keywords: management, economic productivity, ACO, Optimal cultivation pattern
  • Masoud Farzamnia *, Mokhtar Miranzadeh, Davood Amin Azarm Pages 2163-2175
    For wheat crop irrigated with drip tapes, water productivity, optimum tape spacing and soil salinity are issues which are important in terms of agricultural economic and soil sources sustainability. For this purpose, an experiment was conducted on a loamy soil texture to study the effect of drip tape spacing on wheat yield and its components, water productivity and variations in the soil salinity. A randomized complete block design consisting of four treatments; three drip tape spacings (45, 60, and 75 cm; denoted by A, B, and C, respectively), and a basin-irrigated treatment (as the Control; represented by D) was carried out on a loamy soil for two years from 2017 to 2019 in Mahyar area of Isfahan Province. The treatments were replicated three times. The volume of applied water for treatments A, B, and C was identical in each irrigation event, whereas the amount of applied water for treatment D was similar to the farmer method. The result of composite variance analysis revealed that the treatments had a significant effect on grain and biological yield at 99% level of confidence, but they did not have any significant effect on water productivity and harvest index. The average water productivity for treatments A, B, C, and D were 0.72, 0.71, 0.66, and 0.64 kgm-3 respectively. The maximum yield was found for treatment D. During the two years of testing, the soil salinity in the tape treatments was significantly increased, but it did not change in the basin irrigation. Considering that the all three tape irrigation treatments were placed statisticaly in a common group, therefore the 75 cm-tape distance is recommended for loamy soil texture.
    Keywords: Wheat, drip tape irrigation, tape spacing, Water use efficiency, Soil Salinity
  • Saeid Jalili *, Moein Hadi, Abolfazl Majnooni Heris Pages 2177-2186
    Despite studies on the performance of superabsorbents in improving soil physical conditions, as well as increasing the yield and productivity of water consumption, economic issues have received less attention from researchers. Therefore in this study to investigate the effects of water stress and superabsorbent polymers on yield and yield components of wheat in 2015-2016 growing years, a factorial experiment was carried out in a randomized complete block design with three replications. Treatments consisted of combination of three levels of irrigation to supply 100, 70 and 50% crop water requirement (FC, 0.7FC, 0.5FC respectively) and three levels of superabsorbent (Stockosorb) with the amount of 0, 50 and 100 kg.ha-1 (S0, S1, S2 respectively). The results of economic indicators showed that the highest net income was allocated to S0,FC and S1,0.7FC treatments. The highest gross income to production cost ratio was allocated to the S0,0.7FC treatment, which had a significant difference with the control treatment (S0,FC) at the 5% level. The maximum (+44.2%) and minimum (-11.7%) of net income to irrigation water amount ratios were belong to S1,0.7FC and S2,0.5FC  treatments, as compared to control treatment (S0,FC), respectively. Therefore, in the best (S1,0.7FC treatment) condition, compared with control treatment, superabsorbent and water stress interaction effects increased gross income and net income equal to 12.2 and 1.1%, respectively. The investigating interaction effects of treatments showed that the superabsorbent application is recommended only in S1,0.7FC treatment condition due to increasing yield and cultivation area  (leading of reducing water consumption) and economic justification.
    Keywords: Net income, stockosorb, Water Productivity, Wheat Yield
  • Sepideh Beiramipour, Kourosh Qaderi *, Majid Rahimpour, MohammadMahdi Ahmadi, Sameh Ahmed Kantoush Pages 2187-2201

    Pressurized flushing is one of the techniques for evacuating sediments from reservoirs. In this study, the impact of submerged vanes on performance of pressurized flushing were investigated. For this purpose, submerged vanes with convergent, divergent and combined arrangements in three distances from the bottom outlet (), three middle distances () and three heights above the sediment bed () were used and the results were compared with the non structural test (reference test). The results showed that the submerged vanes by creating rotational flow and turbulence, enhanced the performance of flushing and also by evacuating much sediment below the bottom outlet, the amount of evacuated sediments increased in all experiments. As, in the convergent and divergent arrangements, the volume of evacuated sediments increased respectively 6.5 and 48 times compared to the non structural test. Also, in the combined arrangement with two-row divergent of submerged vanes, in 0.5, 0.3 and 1, the volume of flushing cone increased 51 times compared to reference test. Finally, by using a polynomial correlation with vane spacing, a non-dimensional equation for estimating the scour cone volume was proposed.

    Keywords: Hydraulic flushing, Submerged Vanes, Sediment flushing cone, Reservoirs
  • Elham Mobarak Hassan *, Abbas Saadatabadi, Ebrahim Fattahi Pages 2203-2219

    Different regions of Iran are affected by internal or external dust sources. Satellite data can be ‎used to examine the temporal and spatial distribution and detected the source of dust. The aim ‎of this study was to analyze the concentration of surface dust, dust in air column and aerosol ‎optical depth (AOD) using MERRA-2 model and Aqua satellite data in Iran. Data were prepared ‎between 2007 and 2017 and the figures were plotted by Grads and OriginPro software. The ‎research findings showed three cross-border dust source including western, eastern and ‎northeastern Iran and two internal area in the desert plain and southeastern Iran. The dust ‎source located in southeastern Iraq and Kuwait have the highest concentration of surface dust. ‎In Abadan, the highest concentration of surface dust with 552 (μg⁄m^3 ) in summer, dust in ‎air column 709 (mg⁄m^2 ) in spring and the AOD of MERRA-2 with 0.58 in the spring took ‎placed. The correlation coefficient between surface dust and air column dust was obtained in ‎internal area including Tabas, Kahnooj, Khor Biabank and Nikshahr with 0.94 and 0.93, 0.89 and ‎‎0.89, which can indicate the effect of local conditions on development. Time series of air ‎column dust in three stations of Bushehr, Abadan and Ahvaz shows the highest decreasing line ‎trend with -0.05 and -0.035, which shows the decrease in the effect of dust external dust ‎sources.In the monthly distribution, the years 2008 and 2012 were determined by the most ‎severe and widespread dust in Iran. The maximum dust values was obtained in April and July ‎‎2008, May 2012 and July 2016 in Ahvaz.‎

    Keywords: Dust concentration, MERRA-2 Model, Aerosol optical depth (AOD), Aqua sattelite
  • Hadi Haghjouei, Majid Rahimpour *, Kourosh Qaderi, Sameh Ahmed Kantoush Pages 2221-2233

    Reduction of reservoir storage capacity due to high rate of sedimentation affects all the purposes of dam operation, such as hydropower energy production and seasonal flood control. Using some sediment management techniques are not economically and technically affordable and one of the main solutions, especially in arid and semi-arid regions, is pressurized flushing that faced with low efficiency as a main challenge. In this research a new structure named DBE was used for enhancing sediment removal efficiency. Therefore DBE structure with four different lengths and four diameters in three discharges mode was investigated. For carrying out the experiments, non-cohesive silica sediment with a median diameter of  was used and temporal development of sediment flushing cone was investigated. Finally the best dimensions of the structure that leads to creation of the maximum sediment flushing cone dimensions and the minimum scouring equilibrium time were presented. Also, time dependent dimensionless equations for calculating the sediment flushing cone dimensions were presented.

    Keywords: Pressurized flushing, Temporal development of sediment flushing cone, Scouring equilibrium, Dendritic Bottomless Extended structure
  • Ahmadreza Mazaheri *, Mehdi Komasi, Mohammad Soraghi, Masoud Nasiri Pages 2235-2246

    Various factors affect stability and seepage rate in the embankment dams. These factors are geometrical characteristics of dam embankment and core, permeability coefficient of soil and height of water level in upstream. The above-mentioned factors are discussed using numerical, analytical and experimental methods, and their impacts are evaluated. In the present paper, using the numerical and analytical methods, the saturation condition of downstream curst of non-homogeneous earth dam is investigated. For this purpose, the earth dam embankment was modeled in Geo-Studio software and the effects of different factors including: width, dam core, permeability and water level in the reservoir on saturation rate of dam downstream crust were evaluated. The results of this study indicate that the width and the permeability coefficient ratio of core to curst, have a greatest impact on saturation of dam downstream. In total, 250 models were analyzed in different condition and finally a function was presented in order to investigate the effects of various parameters on saturation of downstream curst of earth dam.

    Keywords: Earth dam, Geo-Studio, Saturation, Seepage
  • Mojtaba Moghbeli, Rasoul Rahnemaie *, Esmaiel Goli Kalanpa, Naser Broomand Pages 2247-2257
    Calcite, the most stable calcium carbonate in soil, is a major part of soil solid phase in arid and semiarid regions. This mineral significantly affects the chemical behavior of ions including oxyanions and transition metal ions in the soil. Arsenate and phosphate are two important oxyanions in natural systems like soil and because of similar ionic properties strongly compete for the colloids surface charge via adsorption and desorption reactions. Because of the importance of this reaction in controlling the equilibrium concentrations of arsenate and phosphate in soil, in this research, arsenate adsorption on calcite was measured and modeled as a function of arsenate concentration and ionic strength and also in competition with phosphate. In addition, charging behavior of calcite was measured by acid-base titration at various ionic strength. Based on the titration data, calcite point of zero charge (PZC) was obtained at pH=8.2. Adsorption isotherms showed that arsenate adsorption is affected by the ionic strength and the initial concentration of arsenate. Adsorption of arsenate was high at low ionic strength and was decreased with increasing the ionic strength. Arsenate adsorption was also decreased with increasing phosphate concentration, but arsenate had no effect on phosphate adsorption indicating phosphate is adsorbed stronger than arsenate on calcite. The experimental data were successfully (R2=0.998) described with a single set of parameters by CD-MUSIC model, considering two inner sphere surface complexes ≡Ca2O2AsO2 and ≡Ca2O2PO2. Overall, the experimental data and model parameters implied that the stronger interaction of phosphate with calcite increases bioavailability and mobility of arsenate in calcareous soils.
    Keywords: Adsorption, Arsenate, Calcite, CD-MUSIC model, Phosphate
  • Nasrin Moradimajd *, Gholam Abbas Falah Ghalhari, Mansour Chatrenor Pages 2259-2273
    In the current years, increase of greenhouse gas emissions such as methane (CH4), nitrous oxide (N2O) and nitric oxide (NO) from soils to atmosphere is a global concern. Tillage and agricultural lands deveopment have been the main sources of greenhouse gases production. The aim of this study is to determine the rate of greenhouse gas emissions in agricultural lands of Khuzestan province using DAYCENT model. For this purpose, the rate of gas emmission from the soil surface was measured in each agricultural unit. Also, the emmission of methane, nitrous oxide and nitric oxide gases were estimated in agricultural ecosystems of Khuzestan province, using DAYCENT software. The global warming potential was determined for all the study areas. The highest methane emission (1.369 tons/ha) was estimated by DAYCENT model which corresponded to the paddy fields of Baghmalek. Also, the highest emission of nitrous oxide and nitric oxide were corresponded to Shush wheat fields with 0.101 and 0.111 tons per hectare per year, respectively. The maximum global warming potential (66.664 tones equivalent to carbon dioxide) was determined based on DAYCENT data which was corresponded to Shush wheat fields. The results showed a lower gas emissions and heating potential in sugarcane fields as compared to the other cultivars. Also, according to the statistical indicators of determination coefficient (0.98, 0.99 and 0.77), root means square Error (0.05, 0.31and 0.03) and model efficiency (0.61, 0.85 and 0.76), respectively for three gases of nitrous oxide, methane and nitric oxide, DAYCENT model showed an acceptable accuracy.
    Keywords: Nitrous oxide, nitric oxide, Agricultural ecosystems, methane
  • Setareh Amini, Asghar Azizian *, Peyman Daneshkar Arasteh Pages 2275-2291

    Precipitation is one of the main components of flood, drought and water resources warning studies, hence, its quantitative prediction is of the great importance. The increasing development of computing and satellite technologies and remote sensing in recent years has led to the development of several meteorological forecasting models, of which the TIGGE database with a large number of powerful forecasting models, is the most important. The aim of this study was to evaluate the performance of all available numerical models in the database to predict daily precipitation in 38 synoptic stations located in different climates of Iran. In addition, removing biases from raw datasets using Quantile Mapping (QM) method is another objective of this study. Results showed that in humid, semi-humid, Mediterranean and Arid climate zones (mostly includes the southwest, northwest and northeast parts of Iran), most of the prediction models are highly correlated with ground observations, while in semi-arid and extra-arid regions the correlation coefficient (CC) between the forecasted and observed datasets is very low. For example, the CC and RMSE values obtained from ECMWF and METEO centers in most parts of the country are higher than 0.6 and lower than 4 mm/day, respectively, while the performance of CMA and CPTEC models is not remarkable and leads to the weak results. Also, evaluation of the corrected precipitation values by QM method indicates that there is a significant improvement in the performance of most prediction systems. Findings in extra-arid, arid, and Mediterranean zones demonstrate an increase in CC value, averagely about 20%. Moreover, the results depicted that by removing biases from the raw datasets, the performance of numerical weather prediction (NWP) models in estimating the low and high precipitation events is improved and this issue further increases the applicability of precipitation forecasting systems in flood warning systems and water resources management.

    Keywords: Rainfall, remote sensing, Prediction, Weather Models, Flood
  • Seyedeh Elham Saadat, Nasrin Ghorbanzadeh *, MohammadBagher Farhangi, Mahmood Fazeli Sangani Pages 2293-2306

    The aim of this study was to evaluate the removal of phosphate, nitrate and ammonium from Saravan landfill leachate by chlorella vulgaris. The effect of leachate on growth characteristics of chlorella vulgaris, including dry cell weight, chlorophyll and carotenoids content was also investigated. The experiment was performed as repeated measures in a completely randomized design with three replications. Leachate levels were considered as main plot (zero leachate (L0), diluted leachates of 1:1 (L11) and 2:1 (L21)) and sampling time (0, 2, 4, 6, and 8 days) as sub-plot. Total chlorophyll in L0 treatment was the maximum and in L11 treatment was significantly more than the one in L21 treatment (p < 0.05). Microalgae dry cell weight and nutrient removal increased over time, so that the highest amount of dry cell weight and the lowest amount of nutrients in leachate (L11) was observed at 8th day after incubation. The percentage removal of phosphate, nitrate and ammonium at the end of 8th day of incubation was 92.76, 56.94 and 98.70, respectively. The kinetic equation of biomass production was also determined in relation to phosphate, nitrate and ammonium removal. The results showed that the nutrient removal followed the first-order model, and Monod's equation was able to well describe the growth of microalgae under restricted substrate conditions. The R2 values of Lineweaver–Burk for phosphate and ammonia were 0.97 and 0.99, respectively. Therefore, this equation can be used to remove phosphate and ammonium. Finally, it seems that chlorella vulgaris can be used for bioremediation of Saravan leachate.

    Keywords: ammonium, waste, Leachate Treatment, Monod's equation, Phosphate
  • Mahdi Mokari *, Meysam Abedinpour Pages 2307-2322
    Today, application of nanoparticles in various sciences including agriculture has expanded greatly. One of the important roles of nanoparticles in agricultural and horticultural production is to increase plant resistance to environmental stresses, such as salinity and water stress. Therefore, the present study investigated the effect of spraying with silica nanoparticles on increasing drought resistance of grain millet. For this purpose, a field research was conducted in the form of split plots in a completely randomized design with three replications. The main plots consisted of four irrigation treatments i.e. 100, 80, 60, and 40 percent of the crop water requirement, and the sub-plots included six spraying treatments with concentrations of 0, 100, 200, 300, 400 and 500 mg/l of silica nanoparticles. The results indicated that the deficit irrigation significantly reduced plant height, grain weight, grain yield, harvest index and water  productivity at 1% level. On the other hand, in all irrigation treatments, spraying with silica nanoparticles could significantly increase grain yield, harvest index and water  productivity. The highest grain yield, harvest index and water  productivity were observed in full irrigation treatment (100% water requirement) and 500 mg/l spraying of nanoparticles and the lowest amount was observed in 40% water treatment without spraying. Due to the severe scarcity of water resources in the arid region of Kashmar, providing 80% of the water requirement of  millet along with spraying with a concentration of 500 mg/l silica nanoparticles is recommended in the tillering stage and flowering to deal with water crisis in the study area.
    Keywords: Deficit irrigation, Silica Nanoparticles, Grain yield, Water use efficiency
  • Kourosh Kamali *, Gholam Reza Zehtabian, Tayyebeh Mesbahzadeh, Mahmood Arabkhedri, Hossayin Shahab Arkhazlo, Alireza Moghaddam Nia Pages 2323-2335

    Soil quality, as a factor, is changing due to variation of soil inherent characteristics and the type of management practices on the soil. Integrated Quality Index and Nemero Quality Index were applied to evaluate the influence of land use types, different irrigation managements, and types of cultivated products on the soil quality in Semnan region.  After describing 13 soil profiles in five selected crop fields and orchards, soil samples were taken from different horizons and 14 properties efective on the soil quality were determined and the proposed indecs were calculated. The results showed that the quality of top layers of agricultural lands are classified as II and III degree, while the top layer and sublayer of garden lands are classified as IV degree due to lack of profile evolution, low organic carbon and high salinity. The highest average soil quality indices were assigned to alfalfa (flood irrigation) with 0.67; followed by barley (sprinkler irrigation) with 0.59, olive orchard (drip irrigation) with 0.39 and olive orchard (flood irrigation) with 0.32. This finding indicates the positive effect of cover crops on land reclamation of Semnan region. The effect of irrigation system on soil quality indices did not show any significant difference among them, as the flood irrigation in alfalfa and olive farms showed the highest and the lowest soil quality indecs, respectively. Also, there was no significant difference in soil quality of olive orchards under drip irrigation vs. flood irrigation. Soil quality indecs make opportunity to agricultural managers to choose appropriate management strategies and monitoring the changes in the soil quality.

    Keywords: Combating desertification, Sustainable agriculture, Integrated Quality Index, Nemoro Quality Index
  • Vahid Mouneskhah, Saeid Samadianfard, MOEIN HADI * Pages 2337-2348

    Evaporation from the pan has an effective role in water resources management. But due to the interaction of meteorological variables in the calculation of evaporation, several nonlinear relationships have been presented that their efficiency is arguable according to the climatic conditions of each region. Therefore, in the present study, the capabilities of temperature-radiation-based empirical equations and data mining methods of support vector regression (SVR), Gaussian process regression (GPR) and nearest neighborhood (IBK) were investigated under 10 different scenarios resulting from the combination of meteorological factors in estimating and predicting the evaporation amounts in 5 selected stations in the east of Urmia Lake basin. NRMSE and MAPE statistical indicators were used to evaluate the results. In order to model the effective parameters on pan evaporation, the effect of each parameter was calculated using the principal component analysis through the correlation values of parameters with the pan evaporation rate. The results showed that among the implemented meteorological parameters, temperature have the maximum impact and wind speed and precipitation have the minimum impacts on modeling process. Also, among the empirical methods, the Jensen-Haise method had the highest accuracy. Moreover, among the data mining methods, the SVR in Tabriz, Sarab, and Harris stations and GPR in Bostanabad and Maragheh stations had higher accuracies as compared to the others. In general, in all the studied stations, the accuracy of the best data mining scenario was higher than the best empirical method. Also, in terms of data limitation, the Jensen-Haise method had suitable accuracy. Also, despite the low accuracy of the IBK method compared to other data mining methods, this method reachs to its highest accuracy rates with the lowest input variable.

    Keywords: Data Mining, Jensen-Haise, modeling, pan evaporation, temperature
  • Alireza Marjovvi *, Parisa MASHAYEKHI Pages 2349-2363
    To study the effect of different amounts of municipal compost and sewage sludge on soil properties and wheat, a field experiment was conducted in Ruddasht research station in Isfahan, for five years. Five treatments including 25 and 50 t/ha/year of municipal solid waste compost and 15 and 30 t/ha/year of sewage sludge and control treatment (non-application of organic fertilizer) were used in a randomized complete block design with three replications for five years. The organic fertilizer application increased organic matter in the soil. Also, the application of organic fertilizers, especially at higher levels, increased phosphorus, potassium, iron, copper, manganese, zinc, cadmium and lead in the soil. Also, the application of organic fertilizers increased signifivantly phosphorus, potassium, nitrogen, iron, copper and zinc in the grain and straw of wheat. The concentration of these elements increased significantly with application of organic fertilizers after five years. For manganese, this trend was reversed due to the antagonistic relationship with the iron element. The concentration of lead and cadmium in the plant was so low that it could not be measured by atomic absorption. In general, municipal waste compost and sewage sludge increased the soil organic matter and the concentration of nutrients in the plant, especially in terms of micronutrients such as zinc and iron.
    Keywords: Municipal compost, sewage sludge, Soil chemical characteristics, Wheat
  • Jamshid Eghbali *, Khalil Kalantari, Ali Asadi, MohammadJavad Javid Pages 2365-2378

    Climate and drought conditions in recent years have faced the Zayandehrud catchment area with the challenge of water resources sustainability. The sustainability of water resources will be achieved by institutions appropriate to the basin conditions and stakeholders. The purpose of this study was to identify the water boady and its components in Zayandehrood catchment. Statistical population of this study were Water experts of Zayandehrud catchment (N=312). Data collection tools were questionnaire in the quantitative part and structured interview in the qualitative part. The sampling size in quantitative part was determined to be 173 individuals using Cochran formula. The sampling approach in the qualitative part was purposeful and 15 individuals were selected by snowball method. Data analysis was performed using structural equation modeling (lisrel8.8 software) and the rainbow diagram. The findings indicate that the Ministry of Energy, the Agricultural Jihad and their subordinate organizations are the key players at the basin level. The results also showed that the water institution has three components of water management, water policy and water laws, whose standardized coefficients were 0.64, 0.53 and 0.80, respectively. All three components were significant at 99% confidence level.

    Keywords: Water Institution, Sheikhabahi Scroll, Rainbow Diagram, Commons, Zayandeh River
  • Fatemeh Daemi, Shahram Mahmoudsoltani *, Masoud Esfahani, Majid Majidian Pages 2379-2392
    Phosphorus (P), is the second important nutrient for rice that its deficiency and low application efficiency causes severe nutrient disorder in the world paddy fields. Therefore, the effect of phosphorus fertilizer splitting on morphological characters, yield, and yield components of two rice cultivars (Hashemi and Guilaneh) in two soil type was investigated by a factorial experiment in a randomized complete block design with three replications. The experimental factors included time division of phosphorus fertilizer at five levels, two soil types, and two rice varieties (local Hashemi and modified Guilaneh). Results showed that the grain yield of Hashemi cultivar in two-division treatment (50% at the base and 50% at 60th day after transplantion) incresed 14.9% and the grain yield of Guilaneh cultivar in two-division treatment (50% at the base and 50% at 20th day after transplantion) incresed 8.42% as compared to the base application treatment. The maximum increase in filled grain percentages were found to be 9.1% for Hashemi cultivar and two-division treatment (50% at the base and 50% at 20th day after transplanting) and 18.3% for Guilaneh cultivar and two-division treatment (50% at the base and 50% at 60th day after transplanting) in silty clay soil.  Hence, the two-split application of P might be a solution to enhance the rice grain yield at paddy field conditions.
    Keywords: Hashemi Cultivar, Guilaneh Cultivar, Phosphorous split application, rice, yield
  • Atefeh Rashidifard *, Mostafa Chorom, Mojtaba Norouzi Masir, Habibolah Roshanfekr Pages 2393-2403

    One of the methods to decrease the oxidative damage caused by salinity is using the nutrition methods and increasing resistance of plants against salinity stress. The aim of this study was to investigate the effect of soil application of humic acid and zinc sulfat on some properties of corn seedlings under salinity stress. For this purpose, an experiment was conducted as split-plot using a randomized complete block design with three replications in the greenhouse. Experimental treatments were included soil salinity (at two levels included non-saline and saline soils with EC of 2.2 and 8 dSm-1, respectively) as the main factor and application of 5 kg ha-1 humic acid [HA], 40 kg ha-1 zinc sulfat  [Zn], 5 kg ha-1 humic acid+40 kg ha-1 zinc sulfate [HA+Zn] and control [Co] as sub-factor. Results showed that the stem height and diameter, wet and dry weight of root and shoot and chlorophyll index decreased significantly with increasing salinity in soil, while proline content, catalase and superoxide-dismutase activities increased. Among the studied treatments, HA+Zn treatment had the greatest effect on improvement of seedling growth parameters, so that the application of treatment increased the amount of stem height, stem diameter, wet and dry weight of shoot and root and chlorophyll index, 18.31, 16.76, 58.27, 59.89, 62.62, 65.25 and 4.85%, respectively compared to control treatment in saline soils. The highest level of catalase and superoxide dismutase activities and proline content were observed under salinity stress along with HA+Zn treatment, and the effect of humic acid was greater than the effect of zinc sulfate. Therefore, the combined use of humic acid and zinc was recommended to improve the growth of corn seedlings in stress salinity conditions.

    Keywords: anti-oxidant enzymes, Corn Seedling, Humic Acid, Salinity stress, Zinc
  • Mohamad Malehmir Chegini, Ahmad Golchin, Nader Khadem Moghadam Igdelou *, Kamran Moraveij Pages 2405-2415
    Agricultural wastes are appropriate precursors for producing modified biochar due to their availability and cheapness. To investigate the effect of activating material type, activation temperature and biochar type on the properties of modified biochar, a factorial experiment was conducted in a completely randomized design with three replications. Experimental factors included four types of activating agents (CaCl2, ZnCl2, H3PO4 20%, and H3PO4 50%), three types of biochar produced from organic wastes (wheat straw, almond, and walnut hull) and two activation temperatures (300 and 500°C). Also, the control treatment included non-treated biochar with activating material and heated at 300°C and 500°C. The results showed that the highest CEC content was related to modified biochar by H3PO4 20% and 50% as an activating material at both 300 and 500°C activation temperatures. The maximum pH and EC values were related to the modified biochar by CaCl2 at both activation temperatures of 300 and 500°C. The highest yield was obtained for modified biochar produced at an activation temperature of 300°C. The highest amount of organic carbon (OC) and nitrogen were obtained from the modified biochar produced at activation temperature of 300°C from H3PO4 (20% and 50%) and ZnCl2 as an activating material, respectively. The maximum C/N content was related to the modified biochar activated with H3PO4 20% and 50% at activation temperature of 300°C. According to the results, the best treatment for producing modified biochar in order to store carbon in the soil and to adsorb pollutants from the soil is the H3PO4 (20% and 50%) as an activating material and 300°C as an activation temperature.
    Keywords: Activator, Almond hull, Biochar, biochar modification, walnut hull
  • Solmaz Fathololoumi *, Alireza Vaezi, Seyed Kazem Alavipanah, Ardavan Ghorbani Pages 2417-2429
    Modeling and providing accurate information on the spatial distribution of soil properties is a key factor in many environmental and agricultural applications. Therefore, the purpose of the present study was to model and prepare a digital map of soil organic carbon using remote sensing indices in the Balikhli Chay watershed. At first, topographic and spectral characteristics affecting soil organic carbon content were extracted from digital elevation model and Landsat 8 satellite image. Then the performance of soil organic carbon modeling for different states was evaluated and compared based on random forest models. The states including 1) terrain covariates, 2) spectral indices, and 3) combination of terrain and spectral covariates, were evaluated and compared together. To this end, the correlation coefficient (R2) between the estimated and measured soil organic carbon and root mean square error (RMSE) were calculated for the different states. The results showed that the amount of organic carbon in the study area varied from 0.32 to 6.98 and the mean value was 3.04%. Carbon changes in the study area mostly dependent on changes in spectral indices. Elevation and Emissivity were respectively the most important terrain and spectral covariates in soil organic carbon modeling. The R2 values in the three models were 0.61, 0.62 and 0.75 and the RMSE values were 0.88, 0.67 and 0.57, respectively, which indicates the better performance of the third model. The use of a combination of terrestrial and spectral variables significantly increases the accuracy of soil organic carbon modeling.
    Keywords: Digital soil map, Environmental Covariates, Random forest model, remote sensing, Soil Organic Carbon