فهرست مطالب

مجله تحقیقات آب و خاک ایران
سال پنجاه و سوم شماره 9 (پیاپی 81، آذر 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/10/22
  • تعداد عناوین: 15
|
  • جواد سیدمحمدی*، میرناصر نویدی، سید علیرضا سیدجلالی، اصغر فرج نیا، شاهرخ فاتحی صفحات 1957-1978

    طبقه‎ بندی تناسب اراضی یک روش مدیریتی مفید برای اطمینان از استفاده برنامه‎ریزی شده و پایدار اراضی کشاورزی با توجه به پتانسیل‎هایشان است. بنابراین اراضی دشت‎های آبی کشور طی سالهای 1395 تا 1400برای گندم، جو، ذرت‎دانه‎ای، برنج و تریتیکاله مورد ارزیابی تناسب اراضی قرار گرفت. نتایج مشخص کرد که برای کشت گندم، 1/4 میلیون هکتار ازاراضی در کلاس بسیارمناسب (S1)،2/08میلیون هکتار در کلاس تناسب متوسط (S2)،1/4 میلیون هکتار در کلاس تناسب بحرانی (S3)،اراضی به مساحت 524 هزار هکتار در کلاس نامناسب درحال حاضر (N1) و 503 هزار هکتار در کلاس نامناسب دایمی (N2) می‎باشند.در مورد جو، حدود 1/3 میلیون هکتار در کلاسS1،م2.2میلیون هکتار در کلاس S2 و اراضی کلاس S3 به مساحت 1/3 میلیون هکتار، حدود 501 هزار هکتار در کلاس N1 و 489 هزار هکتار در کلاس N2، قرار گرفته است. حدود 39 هزار هکتار برای ذرت دانه ‎ای در کلاس S1، م1/1میلیون هکتار در کلاسS2، اراضی کلاسS3 به مساحت 1/6 میلیون هکتار، 853 هزار هکتار در کلاس N1 و 999 هزار هکتار در کلاس N2 قرار گرفته ‎اند. برای کشت برنج، 310 هزار هکتار در کلاس S2، اراضی کلاس S3 به مساحت 5/1 میلیون هکتار، 877 هزار هکتار در کلاس N1 و 949 هزار هکتار در کلاس نامناسب N2 قرار دارند. اراضی به وسعت 127 هزار هکتار برای تریتیکاله در کلاس S1، حدود 549 هزار هکتار در کلاس S2، اراضی کلاس S3 به مساحت 325 هزار هکتار، حدود 97 هزار هکتار در کلاس N1 و 83 هزار هکتار در کلاس N2 قرار گرفته است. تجزیه و تحلیل آماری داده‎ ها نشان داد که تفکیک کلاس‎های تناسب اراضی برای همه محصولات دارای دقت قابل قبول می‎باشد. عمده‎ترین مشخصه‎های محدودکننده؛ بافت، شوری/قلیاییت، شیب، زهکشی و در برخی مناطق مشخصه‎های اقلیمی می‎باشد. با توجه به متمایز شدن اراضی مناسب از نامناسب، به کارگیری نتایج می‎تواند در جهت برنامه‎ریزی درست برای بهره‎برداری و تولید پایدار موثر باشد.

    کلیدواژگان: پتانسیل اراضی، تناسب اراضی، کشاورزی پایدار، غلات، محدودیت‎های اراضی
  • محمدتقی تیرگرسلطانی، حسینعلی بهرامی*، علی مختصی بیدگلی صفحات 1979-1996

    یک مطالعه گلخانه ای با هدف بررسی تاثیر بیوچار بر مراحل رشد رویشی و زایشی گیاه ذرت (Zea mays L.) تحت تنش کمبود آب انجام شد. بیوچار تولیدشده از پبرولیز خرده های چوب درخت انگور در °C350  در نسبت های وزنی 0، 5/0، 1، 2، 3، 4 و 5 درصد با یک خاک لوم شنی (نمونه برداری شده از استان البرز) مخلوط و به منظور کشت ذرت استفاده شدند. آزمایش شامل دو تیمار کم آبیاری در مراحل رویشی (I1) و زایشی (I2) و یک تیمار آبیاری کافی روزانه در طول فصل رشد (I3) بود. گیاهان در دوره کم آبیاری در معرض چرخه های متوالی تر (آبیاری تا حد ظرفیت مزرعه) و خشک شدن خاک (ناشی از تعرق گیاه) با دامنه نوسان رطوبتcm3 cm-3  30/0- 18/0 قرار گرفتند. برخی ویژگی های فیزیولوژیک گیاهان شامل شدت تعرق، هدایت روزنه ای و شدت فتوسنتز در طول چرخه های خشکی خاک و زیست توده در پایان آزمایش اندازه گیری شدند. منحنی رطوبتی خاک با استفاده از دستگاه های جعبه شنی و صفحات فشاری و هدایت هیدرولیکی غیراشباع (Kh) با دستگاه هایپروپ اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد افزودن 4 درصد بیوچار به خاک، شدت تعرق را 81، 100 و 49 درصد در I1، و 228، 198 و 61 درصد در I2 به ترتیب در رطوبت های خاک 18/0، 20/0 و  cm3 cm-3 23/0 افزایش داد. میزان تاثیر بیوچار بر بهبود شاخص های فیزیولوژیک گیاهان تحت تنش خشکی مرحله زایشی، بیش تر از مرحله رویشی بود. در نتیجه ی این بهبود، شاخص برداشت گیاهان در خاک های حاوی بیوچار برای تیمارهای I1 و I2، به ترتیب 35 و 50 درصد افزایش یافت. راندمان مصرف آب دانه نیز در تیمارهای I1 و I2 تحت تاثیر بیوچار به ترتیب 42 و 49 درصد افزایش یافت. با توجه به تاثیر اندک بیوچار به ویژه در محدوده خشک منحنی رطوبتی بر افزایش نگهداشت آب خاک، به نظر می رسد، کارکرد بیوچار در بالاتر نگهداشتن Kh و پتانسیل جریان ماتریک مهم ترین عامل بهبود شدت تعرق در چرخه های خشک شدن خاک بود.

    کلیدواژگان: شدت تعرق، کارایی مصرف آب، نگهداشت آب، هدایت روزنه ای، هدایت هیدرولیکی خاک
  • محبوبه لرمحمدحسنی، رضوان طالب نژاد*، مسعود نوشادی صفحات 1997-2008
    محدود بودن منابع آبی و وجود خشکسالی ها و کمبود منابع آب شیرین و کاهش کیفیت منابع آبی، کمبود غذا را روز به روز تشدید می کند. به منظور بررسی اثر سطوح مختلف شوری و کم آبیاری بر رشد، اجزا محصول ذرت و بهره وری آب، آزمایشی  در مزرعه ای تحقیقاتی بخش مهندسی آب دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز سال 1398 در منطقه باجگاه استان فارس انجام شد. آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار به اجرا درآمد، چهار سطح شوری آب آبیاری شامل شاهد 6/0، 2، 5/3 و 5 دسی زیمنس بر متر و سه سطح آبیاری شامل آبیاری کامل، 75 و 50 درصد آبیاری کامل اعمال گردید. حداکثر مقدار محصول دانه، تعداد دانه در بلال و کل ماده ی خشک در تیمار آبیاری کامل با شوری 6/0 دسی زیمنس بر متر مشاهده گردید. افزایش شوری از 6/0 تا 5/3 دسی زیمنس بر متر اثر معناداری بر روی شاخص برداشت نداشت. افزایش تنش به 50 درصد آبیاری کامل به طور متوسط باعث افزایش 23  درصدی بهره وری مصرف آب محصول دانه شد. حداکثر مقدار بهره وری مصرف آب ماده ی خشک  06/3 کیلوگرم بر مترمکعب در تیمار 50 درصد آبیاری کامل با شوری 2 دسی زیمنس بر متر مشاهده گردید؛ بنابراین در شرایط کمبود آب از دیدگاه مدیریت منابع آب و مدیریت شوری خاک با در نظر گرفتن آبشویی نمک برای جلوگیری از آسیب تحمع نمک در خاک، تیمار 50 درصد آبیاری کامل با شوری 2 دسی زیمنس بر متر به دلیل بهره وری بیشتر آب و شیب کمتر کاهش محصول به ازای یک واحد افزایش شوری، توصیه می شود.
    کلیدواژگان: آبیاری موضعی، بهره وری آب، حد آستانه شوری عصاره اشباع آب خاک
  • فریبا نیرومندفرد، عباس خاشعی سیوکی*، سید رضا هاشمی هاشمی، خلیل قربانی صفحات 2009-2026

    امروزه تغییر پارامترهای دما و بارش یکی از چالش های مهم منابع آب محسوب می شود. دلیل این امر این است که این تغییرات باعث خشکسالی و یا سیلاب های شدید، کوتاه و بلند مدت در آینده می شوند. در این تحقیق از داده های هواشناسی ایستگاه بیرجند استفاده شده است. داده های دمای حداقل روزانه و دمای حداکثر روزانه و مقادیر بارش روزانه ایستگاه بیرجند در طی سال های 1990 تا 2014 میلادی به عنوان داده های دوره پایه از آب منطقه ای بیرجند تهیه و سپس مرتب گردید. جهت بررسی چشم انداز اثر تغییر اقلیم بر پارامترهای حداکثر و حداقل دما و بارش از سه مدل IPSL-CM6A-LR، MIROC-ES2L و MRI-ESM2-0 از مجموعه مدل های گزارش ششم (CMIP6) استفاده شد که با به کار بردن از آزمون های ارزیابی ضریب همبستگی (R)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) و کلینگ-گوپتا (KGE)، مدل MIROC-ES2L به عنوان مناسب ترین مدل انتخاب گردید و با استفاده از جدیدترین سناریوهای انتشار که به نام خط سیر اجتماعی-اقتصادی (SSP) معرفی شده است به بررسی چشم انداز اثر تغییر اقلیم بر پارامترهای دما و بارش ایستگاه بیرجند پرداخته شد. جهت مقیاس کاهی داده ها از مدل CMhyd استفاده گردید و از سه سناریوی SSP1-2.6، SSP2-4.5 و SSP5-8.5 برای دوره آینده (2050-2022) نیز استفاده شد. در ادامه همچنین با به کار بردن آزمون من-کندال و شیب سن روند پارامترهای داده های مشاهداتی مشخص گردید. در این آزمون هر کدام از پارامترهای دمای حداکثر، دمای حداقل و بارش در دوره مشاهداتی و آینده در بعضی از ماه ها روند معنی دار وجود دارد و بعضی ماه ها فاقد روند معنی دار می باشند. نتایج این تحقیق نشان داد تغییرات دمای حداکثر و حداقل در دوره آینده (2050-2022) نسبت به داده های مشاهداتی دارای روند افزایشی است و پارامتر بارش دارای روند سینوسی است و در برخی ماه ها افزایشی و در برخی کاهشی است، اما به طور کلی می توان گفت میانگین مجموع بارش های ماهانه در آینده تحت هر سه سناریوی برای مدل MIROC-ES2L روند افزایشی دارد.

    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، مقیاس کاهی، سناریوی انتشار، CMIP6، CMhyd
  • الهام امینی، علی اصغر ذوالفقاری*، سید حسن کابلی، محمد رحیمی صفحات 2027-2044

    برای برآورد فرسایش آبی معادلات تجربی زیادی ارایه شده که معادله جهانی فرسایش خاک اصلاح شده (RUSLE) یکی از پرکاربردترین این معادلات بود. یکی از فاکتورها این معادله، فرسایندگی باران (R) می باشد. برای محاسبه مستقیم R نیاز به داده‎های دقیقه ای بارش است که در تعداد محدودی از ایستگاه های سینوپتیک وجود دارد و دسترسی به این داده‎ها با مشکلاتی همراه است. در این پژوهش با استفاده از داده‎های در دسترس مانند متوسط بارش سالانه، مقدار فرسایندگی باران برآورد شد. استان سمنان با وسعتی برابر با 96816 کیلومتر مربع، دارای تعداد محدودی ایستگاه سینوپتیک و باران‎سنجی است، که برآورد فرسایندگی باران را در این استان، دشوار می‎کند. در این مطالعه به منظور برطرف ساختن کمبود ایستگاه های باران‎سنجی و سینوپتیک، از متغیرهای کمکی شامل ارتفاع  (DEM)، پوشش گیاهی نرمال شده (NDVI)، دمای سطح زمین (LST) و داده‎های شبکه‎ای جهانی بارش ""Open Land Map Precipitation(LMP) که بیشترین ارتباط را با بارش داشتند، استفاده شد. برای این منظور ابتدا با استفاده از داده‎های کمکی و مدل غیرخطی جنگل تصادفی (RF) نقشه بارش استان تهیه شد. در ایستگاه‎های سینوپتیک مقدار فرسایندگی بر اساس شاخص EI30 و متوسط بارندگی سالانه ایستگاه‎ها تعیین و ارتباط بین بارش و فرسایندگی باران با استفاده از رگرسیون غیرخطی تعیین شد. نتایج نشان داد مقدار مجذور میانگین مربعات خطا RMSE)) و ضریب همبستگی (r) مدل RF در برآورد بارش ایستگاه های مورد توجه برابر با 9/16 میلیمتر و (p<0.01) 98/0 بود، که نشان از دقت بالای این مدل در برآورد بارش استان می باشد. نقشه بارش استان نشان داد که میزان بارش سالانه مناطق مختلف استان  بین 420-70 میلیمتر متغیر می باشد. نقشه‎های طبقه‎بندی بارش نشان داد که نیمی از استان دارای بارش کمتر از 100 میلیمتری می‎باشد. 30 درصد استان بارشی بین 100 تا 150 میلیمتری دارند و تنها حدود 17 درصد از سطح استان بارشی بیش از 150 میلیمتر را دارا است. بررسی رگرسیون های خطی و غیرخطی نشان داد که تابع توانی به خوبی قادر به برآورد فرسایندگی باران با استفاده از داده های متوسط بارش سالانه بود. به طوری که ضریب همبستگی معادله ی که فرسایندگی را به عنوان تابعی از بارش برآورد می کند، برابر با **96/0 بدست آمد. بیشترین و کمترین مقادیر فرسایندگی باران به ترتیب برابر با  380 و 39 MJha-1mm h-1year-1 در مناطق شمالی و جنوبی استان  بدست آمد. نتایج این مطالعه نشان داد که استفاده از شیوه های نوین داده‎کاوی جهت تهیه نقشه بارش و مدل‎سازی و پردازش در محیط برنامه‎نویسی در مناطق-ی با تعداد معدود ایستگاه های باران سنجی، تهیه نقشه های دقیق بارش و فرسایندگی باران را ممکن می سازد.

    کلیدواژگان: متغیرهای کمکی، داده های شبکه ای بارش، مدل جنگل تصادفی
  • آرزو کاظمی، زهرا آقاشریعتمداری* صفحات 2045-2059
    گندم محصولی استراتژیک در امنیت غذایی است لذا پیش بینی دقیق عملکرد آن جهت برنامه ریزی و اتخاذ سیاست های مناسب در جهت واردات یا صادرات امری مهم محسوب می شود. مدل های زراعی با استفاده از داده های اقلیمی، خاک، نوع ارقام و مدیریت زراعی، رشد، نمو و عملکرد گیاهان زراعی را پیش بینی می کنند. هدف از این پژوهش بهبود دقت برآورد عملکرد گندم با استفاده از ترکیب مدل های توصیه شده در استان گلستان و به کمک میانگین گیری مدل بیزی (BMA) است. در این مطالعه ابتدا، توانایی مدل های شبیه سازی DSSAT، CropSyst و SSM-Wheat در برآورد عملکرد گندم در استان گلستان مورد ارزیابی قرار گرفت. طبق نتایج، مدل DSSAT با داشتن مقادیر جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) برابر با 290 کیلوگرم در هکتار، ضریب تبیین (R2) برابر با 96%، جذر میانگین مربعات خطای نرمال شده (NRMSE) برابر با 34/6 و مقدار راندمان مدل (EF) برابر با 9/0، نسبت به دو مدل دیگر برآورد دقیق تری از عملکرد گندم می دهد. در مرحله بعد به کمک رهیافت BMA، ترکیب های دوتایی و سه تایی از سه مدل زراعی گرفته شد که منجر به تولید چهار مدل جدید شد. با مقایسه عملکرد حاصل از این مدل ها نسبت به مقدار عملکرد محاسبه شده توسط مدل های منفرد، مشاهده شد که ترکیب مدل ها موجب بهبود دقت در برآورد عملکرد می شود. به طوریکه مقدار جذر میانگین مربعات خطا در مدلC23 (حاصل ترکیب مدل های DSSAT و SSM-Wheat) نسبت به مقدار عملکرد محاسبه شده توسط بهترین مدل منفرد (DSSAT)، %30 کاهش یافت و به مقدار 202 کیلوگرم در هکتار رسید. همچنین مقدار ضریب تبیین  در مدل C23 به 97% رسید. بنابراین ترکیب مدل ها موجب بهبود دقت در برآورد عملکرد گندم می شود.
    کلیدواژگان: DSSAT، SSM-Wheat، CropSyst، مدل زراعی، الگوریتمEM
  • مریم محمودی*، هرمز اسدی، شجاعت زارع، کورش زندی فر، ولی الله رسولی صفحات 2061-2073

    تعیین میزان بازدهی و بهره وری فیزیکی و اقتصادی سامانه آبیاری قطره ای در محصولات باغی، در گسترش و استفاده از این سامانه جهت بهینه سازی مصرف آب نقش موثری دارد. به همین منظور تحقیق حاضر، تحت شرایط تحقیقاتی در ایستگاه های تحقیقاتی موسسه تحقیقات علوم باغبانی در استان البرز و طی سال های 1398-1395 انجام شد. در این پژوهش، به منظور برآورد بازدهی تولیدات باغی از معیارهای درآمد ناخالص، درصد بازده فروش و درصد بازگشت سرمایه و برای سنجش شاخص های بهره وری آب از تحلیل بهره وری فیزیکی و بهره وری اقتصادی استفاده شد. نتایج نشان داد، در ایستگاه کمال شهر طی دوره 1398-1396، میانگین بهره وری فیزیکی آب آبیاری مصرفی در ژنوتیپ های سیب و گلابی به-ترتیب 75/2 و 7/1 کیلوگرم بر مترمکعب و میانگین بهره وری اقتصادی آب ناشی از سود حاصل از تولید محصولات باغی در ژنوتیپ های سیب و گلابی به ترتیب 5/39990 و 7/211486 ریال بر مترمکعب آب تعیین شد. در ایستگاه مشکین دشت طی دوره 1398-1395، میانگین بهره وری فیزیکی آب آبیاری مصرفی در ژنوتیپ های آلبالو، گیلاس، هلو و سیب به ترتیب 08/1، 99/0، 69/1 و 61/1 کیلوگرم بر مترمکعب و میانگین بهره وری اقتصادی آب ناشی از سود حاصل از تولید محصولات باغی در ژنوتیپ های آلبالو، گیلاس، هلو و سیب به ترتیب  8/1.6174، 8/95127، 3/25236 و 2/23011 ریال بر مترمکعب مشخص شد. نتایج این مطالعه حاکی از وضعیت مطلوب میانگین بهره وری اقتصادی آب ناشی از سود حاصل از تولید سیب و گلابی در ایستگاه کمال شهر در مقایسه با نتایج حاصل از مطالعات صورت گرفته در برخی نقاط کشور است، اما به طور کلی بهره وری فیزیکی و اقتصادی آب در تولید محصولات به ویژه سیب، گلابی و هلو در این ایستگاه ها در مقایسه با میانگین حاصل در برخی کشورهای مطالعه شده، بسیار پایین تر بوده است که بررسی دلایل آن با استفاده از مطالعات تطبیقی و شناسایی راهکارهای افزایش بهره وری آب در تولید این محصولات در این ایستگاه ها پیشنهاد می شود.

    کلیدواژگان: بهره وری فیزیکی و اقتصادی، بازدهی آبیاری قطره ای، محصولات باغی
  • نیاز علی ابراهیمی پاک**، آرش تافته، فریبرز عباسی، جواد باغانی صفحات 2075-2092
    برآورد دقیق مقدار آب آبیاری و بهره وری آب گندم در کشور یکی از شاخص های مهم و کلیدی برنامه ریزی کشاورزی است. هدف از این مطالعه، ارزیابی نتایج اندازه گیری میدانی و مزرعه ای مقدار آب آبیاری و عملکرد گندم تحت شرایط مدیریت کشاورزان در سطح 37 شهرستان در سال زراعی (1396-1395) و مقایسه آن با برآورد مقدار آب آبیاری سامانه نیاز آب و تعیین بهره وری آب آبیاری گندم بود. نتایج نشان داد که میانگین مقدار آب آبیاری گندم در روش اندازه گیری شده و سامانه نیازآب به ترتیب برابر با 6/5734 و 2/5970 مترمکعب در هکتار بود و میانگین عملکرد گندم در روش اندازه گیری مزرعه و سامانه نیازآب به ترتیب برابر با 5/5216 و 6/4950 کیلوگرم در هکتار و بهره وری آب گندم در روش اندازه گیری مزرعه و سامانه نیاز آب برابر 1 و 9/0 کیلوگرم بر مترمکعب شد. هم چنین نتایج نشان داد که سامانه نیاز آب با ریشه میانگین خطای نرمال 19 درصد و ضریب توافق 93 درصد مقدار آب آبیاری گندم را در مقیاس شهرستان برآورد می نماید و عملکرد دانه گندم با ریشه میانگین خطای نرمال 17 درصد و ضریب توافق 95 و بهره وری آب گندم را با ریشه میانگین خطای نرمال 24 درصد و ضریب توافق 90درصد برآورد می نماید. ضریب کارایی سامانه نیاز آب نشان می دهد که سامانه نتایج قابل قبولی در تعیین مقدار آب آبیاری و بهره وری آب گندم در سطح مزارع کشور برآورد می کند. از این رو، می توان از سامانه نیاز آب در برآورد حجم آب مورد نیاز برای آبیاری گندم در سطح کشور و در مدیریت آب در مزرعه بهره برد.
    کلیدواژگان: آب آبیاری، بهره وری آب، سامانه نیاز آب، نیاز آبیاری گندم
  • آریا وزیرزاده*، حمیدرضا مصفا، نبی الله مرادی صفحات 2093-2109

    تالاب ارژن یکی از مهمترین تالاب های بین المللی  ایران می باشد. این تالاب در دو دهه ی اخیر بجز مقاطع فصلی کوتاهی در سایر فصول خشک بوده  است. این تحقیق باهدف بررسی درازمدت وضعیت اقلیمی، هیدرولوژیک و برداشت از آبهای زیرزمینی و تاثیر آنها بر وضعیت فعلی تالاب بین المللی ارژن انجام شد. با بررسی آمار بلندمدت  ایستگاه های واقع در حوضه آبخیز تالاب و حوضه های مجاور، وضعیت بارش، تبخیر، تغیرات دما و سفره های آب زیرزمینی و رواناب حوضه تالاب مورد تجزیه و تحیلل قرار گرفت. همچنین بیلان آبی تالاب براساس وضعیت اقلیمی بلندمدت و رژیم هیدرولوژیک تاریخی حوضه برآورد گردید. نتایج حاکی از کاهش معنادار بارندگی در برخی ایستگاه های حوضه ی تالاب در سه دهه ی گذشته و  افزایش شدید روند برداشت آبهای زیرزمینی در منطقه ی مورد مطالعه در دو دهه ی اخیر بود. مقایسه میزان آب ذخیره شده در مخزن دریاچه دشت ارژن در شرایط فعلی (49/95 م م م) و گزارش اطلس منابع آب ایران (40/109م م م) نشان از کاهش قابل توجه در طی سال های اخیر دارد. همچنین مقایسه میزان رواناب تولیدی فعلی (90/13م م م) و اطلس منابع آب (64/15م م م) نشان از کاهش این مقدار نیز است. نتایج بررسی نشان داد که سطح آب زیرزمینی دارای روند کاهشی بوده و آخرین سال های مورد بررسی دارای پایین ترین تراز آب زیرزمینی بوده است. نتایج کلی این تحقیق نشان می دهد که خشکیدگی تالاب ارژن هم تحت تاثیر عوامل اقلیمی و هم عوامل انسانی می باشد. اما شدت تاثیر عوامل انسانی چون برداشت آبهای زیرزمینی بیشتر است. بنابراین در برنامه های حفاظت و احیا تالاب می بایست تمرکز بر کاهش برداشت آبهای زیرزمینی در جهت کمک به تغذیه تالاب و احیاء آبخوان باشد.

    کلیدواژگان: تالاب ارژن، بارش، تبخیر، رواناب، بیلان
  • رومینا حبیبی*، مجتبی دلشاد، حدیثه رحیمی خوب صفحات 2111-2122
    محتوای کلروفیل در برگ می تواند به عنوان شاخصی برای تعیین وضعیت نیتروژن در گیاه مورد استفاده قرار گیرد. دستگاه کلروفیل متر (SPAD) یکی از پرکاربردترین ابزارها در مطالعات مربوط به مدیریت نیتروژن در گیاه است. پژوهش حاضر با هدف پایش وضعیت نیتروژن در گیاه توسط دستگاه SPAD، معرفی یک شاخص استاندارد شده تحت عنوان شاخص کلروفیل متر نرمال شده (NSPAD) و هم چنین یافتن رابطه آن با وضعیت تغذیه نیتروژن در گیاه کاهو انجام شد. بدین منظور، گیاه کاهو در گلخانه تحقیقاتی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران واقع در کرج در سال 1400 طی دو دوره کشت شد. تیمارهای مختلف کود نیتروژن در شش سطح با سه تکرار اعمال شدند. مقادیر زیست توده خشک، غلظت نیتروژن و عدد کلروفیل متر توسط دستگاه SPAD در هفت نوبت اندازه گیری گردید. شاخص های تغذیه نیتروژن (NNI) و NSPAD برای کشت اول محاسبه و رابطه بین آن ها استخراج شد. سپس رابطه به دست آمده توسط داده های کشت دوم صحت-سنجی گردید. نتایج نشان داد، قرایت کلروفیل متر و غلظت نیتروژن در گیاه با افزایش سطح کاربرد کود، همبستگی مثبت دارد. هم چنین نتایج صحت سنجی رابطه NSPAD-NNI عملکرد خوبی با مقادیر R2، MBE و RRMSE به ترتیب برابر با 79/0، 01/0- و 41/11 درصد را نشان داد. بنابراین از این رابطه می توان به عنوان یک رویکرد سریع، غیرمخرب و قابل اطمینان برای مدیریت پایدار کود نیتروژن برای کاشت کاهو در گلخانه استفاده نمود.
    کلیدواژگان: شاخص تغذیه نیتروژن، Spad، شاخص کلروفیل متر نرمال شده
  • محمد مریدسادات، امیر سلطانی محمدی*، سعید برومندنسب، پیتر وان اوئل صفحات 2123-2140
    زهاب های شور به عنوان یک معضل شناخته می شوند، ولی با ایجاد رویکردهای مدیریتی، زهاب می تواند با جبران محدودیت منابع آب، همراستا با توسعه پایدار شود. بیوچار یک ماده افزودنی به خاک و رویکردی مدیریتی در کشاورزی است. در این تحقیق اثر سطوح مختلف هدایت الکتریکی آب آبیاری (5/2، 5 و 10 dSm-1، S1، S2 و S3)، بیوچار (صفر، 1 و 2درصد، B0، B1 و B2) و تامین نیاز آبی (60،80، 100 و 120درصد،M1، M2، M3 و M4) به صورت آزمایش فاکتوریل اسپیلت پلات در زمان در قالب بلوک کامل تصادفی، در سه تکرار طی سال های 1398 و 1399 در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه شهید چمران اهواز بر عملکرد و بهره وری آب سورگوم علوفه ای در سه چین بررسی گردید. نتایج نشان داد، اثر سطوح مختلف و اثرات متقابل آن ها، بر عملکرد و بهره وری مصرف آب در سطح یک درصد معنی دار است. بیش ترین و کمترین عملکرد تازه در تیمار B2S1M4 و B2S3M1 (52/135 ،52/20 تن در هکتار) حاصل گردید. کمترین بهره وری آب علوفه تازه و خشک در تیمار B2S3M3 با مقادیر 5/2 و 91/0 کیلوگرم بر متر مکعب بدست آمد. تیمار B2S1M3 و B2S1M2 بیشترین بهره وری آب تازه و خشک علوفه را به ترتیب 54/10 و 4/4 کیلوگرم بر متر مکعب را داشتند. در شرایط آبیاری با آب شور عملکرد و بهره وری علوفه تازه به مقدار بیوچار حساس است، به شکلی که در تامین 100درصد نیازآبی با آب شور (10dSm-1)، افزودن 1 و 2 درصد موجب تغییر 6/2+ و 7/4-درصد در عملکرد و 9/1+ و 2/5-درصد در بهره وری مصرف آب علوفه تازه گردید.
    کلیدواژگان: زه آب، اهواز، کم آبیاری، رویکرد مدیریتی
  • علی رسول زاده*، سجاد محمودی بابلان، سعید نسترنی عموقین صفحات 2141-2160
    در تحلیل رویدادهای اقلیمی و هیدرولوژیکی، بارش به عنوان یک پارامتر اصلی مطرح است و لذا، اندازه گیری داده های بارش با تفکیک مکانی و زمانی بالا در پیش بینی الگوهای آب و هوایی بسیار مهم است. اندازه گیری دقیق میزان بارش در سطح زمین به دلیل پراکندگی شبکه های باران سنجی، تنوع مکانی و زمانی رخدادها، اثرات باد و توپوگرافی، بسیار چالش برانگیز است. ازاین رو در چند دهه اخیر، استفاده و توسعه از محصولات ماهواره ای و تکنیک های سنجش از دور بسیار رایج شده است که در تخمین بارش ها استفاده می گردد. این پژوهش، با هدف ارزیابی داده های بارش ماهواره ای TRMM، CHIRPS، Persiann-CDR و GPM-IMERG و مقایسه آن ها با داده های زمینی در منطقه شمال و شمال غرب کشور (شامل استان های گیلان، اردبیل، آذربایجان شرقی و آذربایجان غربی) انجام شد. برای این منظور، ارزیابی بین داده های ماهواره ای در مقیاس زمانی روزانه، ماهانه و فصلی با داده های مشاهده ای ایستگاه های زمینی با استفاده از شاخص های قطعی شامل POD، CSI، FAR، Bias و معیارهای آماری شامل همبستگی (Corr) و نرمال مجذور میانگین مربعات خطا (nRMSE) انجام گرفت. دوره مطالعاتی از تاریخ 12 دی 1395 (1 ژانویه 2017) تا 10 دی 1400 (31 دسامبر 2021)، بر روی 56 ایستگاه سینوپتیک انتخاب شد. نتایج اکثر شاخص ها و معیارهای آماری (Corr، nRMSE، POD و CSI) نشان داد که در همه محصولات کمترین خطا مربوط به جنوب غربی منطقه مورد مطالعه (جنوب استان آذربایجان غربی) است و با حرکت به سمت شرق منطقه و نوار ساحلی دریای خزر، خطا افزایش می یابد. در ارزیابی میانگین منطقه ای بارش، نتایج IMERG، CHIRPS و Persiann-CDR نزدیک به یکدیگر بود و با اختلافی جزیی (به جز در معیار nRMSE) محصول IMERG برتری دارد. همچنین در بررسی برآوردهای فصلی، نتایج دو محصول CHIRPS و Persiann-CDR قابل اطمینان تر بودند، اما برای استفاده از IMERG و TRMM پیشنهاد می شود که با استفاده از روش های مختلف تصحیح خطا، برآوردها تدقیق گردد. در نهایت بر اساس نتایج این پژوهش، هر محصول بر اساس نوع توپوگرافی و اقلیم منطقه، نتیجه ای متفاوت در تخمین بارش ارایه می دهد و نیاز به مطالعات بیشتر با توجه به نوع رخدادها در هر منطقه و بررسی جزیی تر هر محصول می باشد.
    کلیدواژگان: تخمین بارش، TRMM، CHIRPS، PERSIANN-CDR، GPM-IMERG
  • حمزه شیرویی، علی حاتمی*، احسان زیدعلی، یاسر علیزاده صفحات 2161-2173
    به منظور بررسی اثر سالیسلیک اسید و کودهای زیستی بر عملکرد و اجزای عملکرد چهار رقم نخود در شرایط دیم استان کرمانشاه، آزمایشی در قالب طرح اسپلیت فاکتوریل بر پایه بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار در سال 1397 در مزرعه مرکز جهاد کشاورزی حمیل از توابع شهرستان اسلام آبادغرب اجرا گردید. تیمارهای آزمایش شامل سه سطح(بدون مصرف، نیم میلی مولار و یک میلی مولار) محلول پاشی سالیسلیک اسید قبل از گلدهی و کاربرد کود بیولوژیک بصورت بذرمال در چهار سطح (شاهد، فسفات بارور 2، پتابارور2 و پتابارور2  و فسفات بارور 2) و چهار رقم نخود (عادل، منصور، آزکان و گوکسو) و بصورت فاکتوریل در کرت های فرعی قرار گرفتند. نتایج حاصل از تجزیه واریانس داده ها نشان داد که کلیه صفات کلروفیلa، کلروفیلb، کلروفیل کل، پرولین، پروتیین محلول، کاتالاز، سوپراکسید دیسموتاز در سطح یک درصد تحت تاثیر سالیسیلیک اسید و کودهای زیستی قرار گرفتند. همچنین این صفات بجز صفت سوپر اکسید دیسموتاز نیز تحت تاثیر رقم نیز قرار گرفتند. اثر متقابل سالیسلیک اسید و کودهای زیستی تاثیر معنی داری بر کلروفیلa، کلروفیلb ، کلروفیل کل، پرولین و کاتالاز داشت. بیشترین درصد پرولین و پروتیین های محلول در ترکیب همزمان سالیسیلیک اسید و کودهای زیستی برای رقم عادل بدست آمد. با کاربرد سالیسیلیک اسید یک میلی مولار مقدار پرولین6/21 درصد نسبت به عدم کاربرد آن افزایش نشان داد. بطوری که بیشترین مقدار پرولین 0884/0 میلی گرم بر گرم وزن تازه برگ مربوط به تیمار کاربرد یک میلی مولار سالیسیلیک اسید بود.  همچنین بیشترین میزان آنزیم کاتالاز در تیمار عدم مصرف کودهای زیستی (2937/0  واحد آنزیم به ازای هر میلیگرم پروتیین)  و کمترین مقدار مربوط به مصرف توام فسفات بارور2+پتابارور2 (2290/0 واحد آنزیم به ازای هر میلیگرم پروتیین) بود. به طوری که میزان آنزیم کاتالاز در تیمارهای کاربرد کودهای زیستی نسبت به تیمارهای مصرف کود، 22درصد کمتر بود. بنابراین می توان اظهار داشت که استفاده همزمان از سالیسیلیک اسید و کودهای زیستی باعث افزایش فعالیت های فیزیولوژیکی مذکور میشوند. انچه که از نتایج مشهود است این است که کاربرد توام سالیسیلیک اسید و کودهای زیستی بیشترین عملکرد را نسبت به مصرف جداگانه تیمارهای اعمال شده دارا بود.
    کلیدواژگان: پروتئین های محلول، پرولین، سوپراکسید دیسموتاز، فسفات بارور2، کاتالاز
  • امیر گرد نوشهری، ابراهیم امیری تکلدانی*، محمد صدقی اصل صفحات 2175-2190
    استفاده از سنگریزه ها در طراحی سازه های آبی نظیر سدهای سنگریزه ای، با توجه به ملاحظات زیست محیطی روز به روز رو به افزایش است. مطابق مبانی هیدرویکی، با افزایش شیب سطح آب و بستر و یا ایجاد انحنای قابل ملاحظه در خطوط جریان، توزیع فشار عمودی از حالت هیدرواستاتیک خارج می شود. در نتیجه در محیط های متخلخل سنگریزه ای به دلیل افت شدید انرژی و اختلاف زیاد بین تراز آب بالادست و پایین دست محیط، توزیع فشار از نوع غیر هیدرواستاتیک مورد انتظار است. در این تحقیق با استفاده از رابطه نحوه توزیع فشار غیر هیدرواستاتیک، معادله انرژی و با در نظر گرفتن رابطه افت اصطکاکی در محیط های سنگریزه ای، یک رابطه برای تعیین نیمرخ طولی سطح آب در داخل سدهای سنگریزه ای ارایه شده است. به منظور بررسی صحت معادله، نتایج حاصل از آزمایش های انجام شده در آزمایشگاه هیدرولیک گروه آبیاری و آبادانی دانشکده کشاورزی دانشگاه تهران بر روی یک سد سنگریزه ای همگن متشکل از مصالح سنگریزه ای رودخانه ای گرد گوشه با قطر متوسط 68/1، 27/2، 07/4 و 84/4 سانتی متر و در دو طول سد سنگریزه ای 50 و 100 سانتی متر، مورد استفاده قرار گرفت. حل عددی معادله معرف تغییرات سطح آزاد جریان در داخل سد سنگریزه ای و مقایسه نتایج با مقادیر آزمایشگاهی نشان می دهد که مدل به خوبی قادر به محاسبه نیمرخ طولی سطح آب سدهای سنگریزه ای در دبی های کم و زیاد است. تحلیل آماری نتایج نشان می دهد که میانگین خطای نسبی حاصل از کاربرد رابطه ارایه شده در این تحقیق، برابر 96/3 درصد می باشد.
    کلیدواژگان: سد سنگریزه ای، جریان غیر دارسی، نیمرخ طولی سطح آب، توزیع فشار غیر هیدرواستاتیک
  • زهرا گرامی، محمود عرب خدری*، احمد کریمی، حسین اسدی صفحات 2191-2208

    شناسایی مناطق تولید رسوب، الگوهای تحویل آن از منابع تولید به شبکه انتقال و در نهایت نهشتن آن در مخازن، برای مدیریت فرسایش خاک ضرورت دارد. واژه اتصال توصیف کننده ارتباط بین منابع تولید رواناب و رسوب در سراب حوزه های آبخیز و مخازن مربوطه در پایاب است. بر اساس نوع رویکرد، دو نوع اتصال ساختاری و کارکردی وجود دارد. شاخص اتصال رسوب (IC) از پرکاربردترین شاخص ها برای کمی سازی اتصال رسوب است. انتخاب عامل وزنی یکی از موضوعات چالش برانگیز در محاسبه IC است و متناسب با شرایط هر منطقه، ویژگی های سطح خاک و داده های موجود، انتخاب می شود. این پژوهش با هدف بررسی، مرور و تحلیل مطالعات گذشته در زمینه IC انجام شد تا بتوان بر مبنای آن نگاهی جامع به شیوه های کمی سازی اتصال رسوب داشت و رهیافت های مناسب تر را برای تحقیقات آینده در این زمینه معرفی کرد. در این مطالعه 90 مرجع در رابطه با ابعاد مختلف IC مرور شده است. بررسی 25 پژوهش روی عامل وزنی IC منتشر شده در بازه زمانی سال های 2008 تا 2022 نشان داد که دو متغیر عامل C مدل USLE و زبری سطحی، به ترتیب با 31 و 25 درصد فراوانی، بیش ترین کاربرد را به خود اختصاص داده اند. با توجه به نتایج این پژوهش، بررسی اتصال رسوب با در نظر گرفتن همزمان اتصال ساختاری و کارکردی در مقیاس های زمانی متفاوت، پیشنهاد می شود. در نتیجه با شناخت بهتر IC، می توان از آن به عنوان ابزاری برای مدیریت پایدار آبخیزها استفاده کرد.

    کلیدواژگان: اتصال ساختاری، اتصال کارکردی، تغییرات زمانی، تغییرات مکانی، عامل وزنی
|
  • Javad Seyedmohammadi *, MirNaser Navidi, Seyedalireza Seyedjalali, Asghar Farajnia, Shahrokh Fatehi Pages 1957-1978

    Land suitability classification is a useful management method to ensure using the planned and sustainable agricultural land according to their potential. Therefore, the suitability of irrigated plains in Iran was evaluated for wheat, barley, grain maize, rice and triticale in the years 2017 to 2022. The results showed that 1.4 million ha of the studied lands for wheat are in highly suitable class (S1), 2.8 million ha in moderately suitable class (S2), 1.39 million ha in marginally suitable class (S3), lands with an area of 524,531 ha in currently unsuitable class (N1) and 199,503 ha in permanently unsuitable class (N2). For barley, about 1.3 million ha are in S1 class, 2.2 million ha in S2 class, S3 class lands with an area of 1.3 million ha, about 501 thousand ha in N1 class and 489 thousand ha in N2 class. About 39 thousand ha for grain maize are in S1 class, 1.1 million ha in S2 class, S3 class lands with an area of 1.6 million ha, 853 thousand ha in N1 class and 999 thousand ha in N2 class. For rice cultivation, there are 310 thousand ha of land in S2 class, S3 class lands with 1.5 million ha, 877 thousand ha in N1 class and 949 thousand ha in unsuitable N2 class. There are 127,000 ha of land for Triticale in S1 class, about 549,000 ha in S2 class, 323,000 ha of land in S3 class, about 97,000 ha in N1 class and 83,000 ha in N2 class. Statistical analysis of the data showed that the separation of land suitability classes for all crops has acceptable accuracy. The main limiting characteristics were; texture, salinity/alkalinity, slope, drainage and in some areas climatic characteristics. With regard to the distinction of suitable and unsuitable lands, the application of the obtained results can be effective into correct programming for sustainable exploitation, production and cultivation pattern development.

    Keywords: Cereals, Land limitations, Land potential, land suitability, sustainable agricultural
  • Mohammadtaghi Tirgarsoltani, Hosseinali Bahrami *, Ali Mokhtasibidgoli Pages 1979-1996

    A greenhouse study was conducted to investigate the effect of biochar on vegetative and reproductive stages of maize (Zea mays L.) under water deficit stress. A biochar produced from the pyrolysis of grapevine wood chips (at 350℃), was mixed with a sandy loam soil (from Alborz province) at the rates of 0, 0.5, 1, 2, 3, 4 and 5 % w/w, which were used for planting maize. The experiment consisted of two deficit irrigation treatments in vegetative (I1) and reproductive (I2) stages and one sufficient daily irrigation treatment throughout the growing season (I3). Plants in the period of deficit irrigation were subjected to successive wetting (via watering up to FC) and drying (via plant transpiration) soil cycles with water content varying between 0.30 and 0.18 cm3cm-3, respectively. Some plant physiological characteristics including transpiration rate, stomatal conductance and photosynthesis rate were determined during the drying cycles and biomass at the end of experiment. Soil water retention curve and unsaturated hydraulic conductivity (Kh) were measured by a combination of the Sandbox, Pressure plate, and Hyprop apparatus. The results showed that the addition of four percent biochar to the soil increased transpiration rate by 81, 100 and 49% in I1 and 228, 198 and 61% in I2 at soil water contents of 0.18, 0.20 and 0.23 cm3 cm-3, respectively. The effect of biochar on improving the physiological parameters of plants under drought stress in the reproductive stage was greater than the ones in the vegetative stage. Due to this improvement, the harvest index of plants in soils containing biochar increased by 35 and 50% in I1 and I2, respectively. Under the biochar impacts, grain water use efficiency also increased by 42% and 49% in I1 and I2, respectively. Given the small effect of biochar on increasing soil water retention especially in the dry range, it seems that the performance of biochar to keep higher Kh and matric flux potential were the most important factors to improve transpiration rate in the soil drying cycles.

    Keywords: soil hydraulic conductivity, Stomatal conductance, transpiration rate, Water use efficiency, water retention
  • Mahboobeh Lor Mohammad Hasani, Rezvan Talebnejad *, Masoud Noshadi Pages 1997-2008
    In order to investigate the effect of different salinity levels and deficit irrigation on the growth and yield and water productivity of maize, an experiment was conducted in the research farm of the College of Agriculture, Shiraz University, Iran in 2018. The factorial experiment was performed as a randomized complete block design with three replications. Four salinity levels of irrigation water including control (0.6), 2, 3.5 and 5 dS m-1 and three levels of irrigation water depths including full irrigation, 75% and 50% of full irrigation were applied. Maximum seed yield, number of seeds per ear and total dry matter were observed in full irrigation treatment with salinity level of 0.6 dS m-1. Increased salinity from 0.6 to 3.5 dS m-1  had no significant effect on harvest index. Increasing the stress to 50% of full irrigation caused an average of 23% increase in seed maize water productivity. Maximum dry matter water productivity of 3.06 kg m-3was observed in the treatment of 50% full irrigation with salinity of 2 dS m-1. Therefore, in case of water shortage from the point of view of water resources management and soil salinity management, considering the salt leaching to prevent salt accumulation in the soil, treatment of 50% full irrigation with irrigation water salinity of 2 dS m-1 is recommended due to higher water productivity and lower yield slope per unit increase in salinity.
    Keywords: Micro irrigation, Water Productivity, Salinity threshold of soil water saturation extract
  • Fariba Niroumandfard, Abbas Khashei *, Reza Hashemi, Khalil Ghorbani Pages 2009-2026

    Today, changing temperature and precipitation parameters are the major challenges of water resources. In this study, meteorological data of Birjand station have been used. Data on minimum daily temperature and maximum daily temperature and daily precipitation values of Birjand station during the years 1990 to 2014 were prepared as baseline data from Birjand regional water and then arranged. three models of IPSL-CM6A-LR, MIROC-ES2L, and MRI-ESM2-0 from the set of sixth report models (CMIP6) were used to evaluate the Projection of the effect of climate change on the maximum and minimum temperature and precipitation parameters. Using correlation coefficient (R), root mean square error (RMSE),and Kling-Gupta (KGE) evaluation tests, the MIROC-ES2L model was selected as the most suitable model, and using the latest diffusion scenarios that have been introduced as Socio-Economic Trajectory (SSP), the Projection of the effect of climate change on temperature and precipitation parameters of Birjand station was studied. To reduce the scale of the data, the CMhyd model was used and three scenarios, SSP1-2.6, SSP2-4.5, and SSP5-8.5 (2022-2050), were used for the next period. Then, using Mann-Kendall test and Sen’s Slope, the trend of observational data parameters was determined. In this testm each of the parameters of maximum temperature, minimum temperature and precipitation in the observation period and the future, there is a significant trend in some months and some months do not have a significant trend. The results of this study showed that the maximum and minimum temperature changes in the next period (2022-2050) compared to the observational data have an increasing trend and the precipitation parameter has a sinusoidal trend and is increasing in some months and decreasing in some months, but In general, It can be said that the average total monthly precipitation is increasing in the future under all three scenarios for the MIROC-ES2L model.

    Keywords: climate change, Emission scenario, Downscaling, CMIP6, CMhyd
  • Elham Amini, Ali Zolfaghari *, Hasan Kaboli, Mohammad Rahimi Pages 2027-2044

    Water erosion is one of the most important challenges of agriculture and watershed management in the world and it has been considered by many researchers. To estimate water erosion, many experimental models have been proposed, of which the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE) is one of the most widely used models for estimation of soil erosion. Rainfall erosivity (R) is one of the factors in this model. Direct calculation of R required meteorological gauge stations which are available at a limited number of synoptic stations. In this study, the attempt was to estimate rainfall erosivity using available data such as annual rainfall. Semnan province, with an area of 96816 km2, has a limited number of synoptic and rain gauge stations, makes it difficult to estimate rain erosivity in this province. In this study the auxiliary variables including digital elevation model (DEM), normalized vegetation index (NDVI), land surface temperature (LST) and global precipitation network data "Open Land Map Precipitation" (LMP) were used for spatial prediction of annual rainfall. The rainfall map of the study area was prepared using auxiliary data and using random forest (RF) model. Also in synoptic stations, the amount of erosivity was determined based on the EI30 index and average annual rainfall. Finally, the relation between rainfall and erosivity and annual rainfall was determined using nonlinear regression. Root mean square error (RMSE) and correlation coefficient (r) of RF model for prediction of annual rainfall were 16.9 mm and 0.98, respectively. The results of the rainfall map in the study area showed that the rainfall varied between 70-420 mm year-1.  Rainfall classification maps showed that near the half of the study area has annual rainfall less than 100 mm, 30% of the province has annual rainfall of between 100 and 150 mm and only about 17% of the province has annual rainfall more than 150 mm year-1. The maximum and minimum values of erosivity were 380 and 39 MJha-1mm h-1year-1 in the northern and southern part of the study area, respectively. Our results indicated using new method of data mining, it is possible to spatial prediction of rainfall and erosivity, especially in areas with small number of synoptic stations.

    Keywords: Auxiliary variables, Network precipitation data, Random forest model
  • Arezoo Kazemi, Zahra Aghashariatmadari * Pages 2045-2059
    Wheat is a strategic crop for food security, so accurate forecasting of its performance is important for planning and adopting appropriate policies for import or export. Crop models use climatic, soil, cultivar type and crop management data to predict crop growth, development and yield. The purpose of this study was to improve the accuracy of estimating wheat yield using a combination of recommended crop models in Golestan province using Bayesian model averaging (BMA). In this study, first, the ability of DSSAT, CropSyst and SSM-Wheat models was evaluated to estimate wheat yield in Golestan province. According to the results, the DSSAT model with root mean square error (RMSE) equal to 290 kg ha-1, coefficient of determination (R2) equal to 96%, mean square root of normalized error (NRMSE) equal to 6.34 and the efficiency of the model (EF) equal to 0.9 has the most accurate estimation as compared to two other models. In the next step, using the BMA approach, binary and ternary combinations were taken from three crop models, which led to the production of four new models. Comparing the performance of BMA models with individual models, showed that the combination of models improves the accuracy of estimation. Thus, the amount of RMSE in the C23 model (which is the result of combining DSSAT and SSM-Wheat models (was reduced by 30% compared to the amount of yield calculated by the best single model (DSSAT) and reached 202 kg ha-1. Also, the value of R2 in the C23 model reached 97%. Therefore, the combination of models improves the accuracy, estimating wheat yield.
    Keywords: DSSAT, SSM-Wheat, CropSyst, Crop models, EM Algorithm
  • Maryam Mahmoodi *, Hormoz Asadi, Shojaat Zare, Kourosh Zandifar, Valiallah Rasouli Pages 2061-2073

    The main purpose of this study was to determine the return and physical and economical water productivity in the production of horticultural products using drip irrigation system under research conditions in Horticultural Sciences Research Institute (HSRI) in Alborz province during 2016-2019. In this study, the return criteria including; gross income, the percentage of sale return and the percentage of investment return, and also physical and economical productivity analysis were used to measure water productivity. According to the results, during 2017-2019, the average physical productivity of irrigation water in apple and pear genotypes was determined to be 2.75 and 1.7 kg/m3, respectively. The average economic productivity of water resulting from the gross profit of horticultural products in apple and pear genotypes was determined to be 39990.5 and 211486.7 Rials/m3 respectively, in Kamalshahr station. Results also showed that in 2016-2019, the average physical productivity of irrigation water in production of sour cherry, cherry, peach and apple genotypes was 1.08, 0.99, 1.69 and 1.61 kg/m3, respectively, and the average economic productivity of water based on gross profit of horticultural products in the genotypes of sour cherry, cherry, peach and apple were determined to be 106174.8, 95127.8, 25236.3 and 23011.2 Rials/m3, respectively, in Meshkindasht. The results of this study indicated the favorable state of the average economic productivity of water resulted from the profit of the production of apples and pears in Kamal Shahr station compared to the results of studies conducted in some parts of the country. However, in these stations the physical and economic productivity of water in the production of apple, pear and peach, have been generally much lower compared to the average ones resulted in some studied countries. So, investigation of their reasons using comparative studies and identifying strategies to increase water productivity in the production of these products at these research stations is recommended.

    Keywords: Physical, economic productivity, Drip irrigation return, horticultural products
  • Niazali Ebrahimipak *, Arash Tafteh, Fariborz Abbasi, Javad Baghani Pages 2075-2092
    Accurate estimation of irrigation water quantity, water productivity and irrigation water application efficiency of cultivated wheat in Iran are important and key indicators in agricultural sector planning. The purpose of this study was to investigate the results of field and farm measurements of irrigation water and wheat yield under farmers' management and compare them with estimating the NIAZAB system in 37 Township during a crop season (2016-2017) as well as determining wheat water productivity and application efficiency. The results showed that the average amount of wheat irrigation water measured in the farms and systems were 5710 and 5894 cubic meters per hectare, respectively, and the average grain yield of wheat measured in the farms and systems were 5215 and 4949 kg, respectively. The average water productivity of wheat measured in the farms and NIAZAB system were 1 and 0.9 kg/m3. The results showed that the NIAZAB system with a normal root mean error of 0.19% and agreement coefficient of 0.93 estimates the amount of wheat irrigation water in the township scale and wheat grain yield with a normal root mean error of 0.17% and agreement coefficient of 0.95 and estimates the productivity of wheat water with a normal root mean error of 0.24%, the efficiency of irrigation water application with a normal root mean error of 0.19% and the coefficient of agreement of 0.93. The values of the efficiency coefficient of the model show that the model provides acceptable results in determining the amount of irrigation water and wheat water productivity in the country farms. Therefore, the NIAZAB system can be used to estimate the volume required for the irrigation of plants in Iran and also in the farm water management.
    Keywords: Application efficiency, irrigation water, NIAZAB system
  • Arya Vazirzadeh *, Hamidreza Mosaffa, Nabiollah Moradi Pages 2093-2109

    Arjan wetland is one of the most internationally important wetlands of Iran.  This wetland has been dried in the last two decades, except for short periods in other dry seasons. The purpose of this research was to study the long-term changes in meteorological and hydrological conditions using the data of stations located in the wetland watershed and adjacent watersheds. To this end the rainfall, evaporation, temperature and groundwater aquifers status and runoff of the wetland basin were analyzed. The data showed a decreased trend of precipitation and severe underground water harvesting in the studied area. Comparison of the amount of water stored in the reservoir of Arjan wetland in the current situation (95.49 mm3) to what reported in the Atlas of Water Resources of Iran (109.40 mm3) shows a significant decrease in recent years. Comparison of the current estimated runoff (13.90 mm3) with one reported in the Atlas of Water Resources (15.64 mm) shows a decrease in this factor. Moreover, the results showed that the groundwater level had a decreasing trend and the last estimated years had the lowest levels which clearly shows the negative impacts of numerous wells have been dug in the studied area. In conclusion, the results of this study show that the drying of Arjan wetland is affected by both climatic and anthropogenic factors. But the impact of anthropogenic factors is much more serious and it is strongly recommended to reduce the water harvest from aquifer to rehabilitate the wetland.

    Keywords: Arjan wetland, Precipitation, Evaporation, Runoff, Water balance
  • Romina Habibi *, Mojtaba Delshad, Hadisseh Rahimikhoob Pages 2111-2122
    Leaves Chlorophyll content can be used as an indicator to determine nitrogen status in plants. The soil–plant analyses development (SPAD) meter is one of the most widely used tools in crop nitrogen management studies. The current research was aimed to investigate crop nitrogen status, introduce a standardized index called the normalized chlorophyll meter index (NSPAD) and find its relationship with nitrogen nutrition in lettuce. For this purpose, lettuce was cultivated in the research greenhouse of the College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran during two periods. Different nitrogen fertilizer treatments were applied at six levels with three replications. The values of dry matter, nitrogen concentration and chlorophyll were measured seven times during the growth period. Nitrogen nutrition indices (NNI) and NSPAD were calculated for the first period and the NSPAD-NNI relationship was extracted. Then the obtained relationship was verified by the data of the second cultivation. The results showed that the chlorophyll meter readings and nitrogen concentration have a positive correlation with the increase in the level of fertilizer application. Also, the validation results of NSPAD-NNI relationship showed a good performance with R2, MBE and RRMSE values equal to 0.79, -0.01 and 11.41%, respectively. Therefore, the developed relationship can be used as a fast, non-destructive and reliable approach for sustainable nitrogen fertilizer management of lettuce grown under greenhouse conditions.
    Keywords: Nitrogen Nutrition Index, Normalized SPAD index, . SPAD
  • Mohammad Moridsadat, Amir Soltani Mohammadi *, Saeed Boromandnasab, Pieter Van Oel Pages 2123-2140
    Saline drainage water are known as a problem, but by creating management approaches, drainage water can be made in line with sustainable development by compensating for the limitation of water resources. Biochar is a soil additive and a management approach in agriculture. In this research, the effect of different levels of irrigation water salinity (2.5, 5 and 10 dSm-1, S1, S2 and S3), biochar (zero, 1 and 2%, B0, B1 and B2) and water supply (60, 80, 100 and 120%, M1, M2, M3 and M4) in the form of factorial split plot experiment in time in the form of randomized complete block, in three replications during the years 2018 and 2019 in the research farm of Shahid Chamran University of Ahvaz, on yield and water efficiency Fodder sorghum was investigated in three harvests. The results showed that the effect of different levels and their interaction effects on the yield and efficiency of fresh and dry sorghum water consumption is significant at the level of 1%. The highest and lowest fresh yields were obtained in B2S1M4 and B2S3M1 treatment (20.52, 135.52 t ha-1). The lowest fresh and dry water productivity of fresh and dry fodder was obtained in B2S3M3 treatment with values of 2.5 and 0.91 kgm-3. Treatments B2S1M3 and B2S1M2 had the highest productivity of fresh and dry fodder water, 10.54 and 4.4 kgm-3, respectively. In irrigation conditions with saline water, the yield and productivity of fresh fodder is sensitive to the amount of biochar, in such a way that in supplying 100% of the water requirement with saline water (10 dSm-1), adding 1 and 2% causes a change of +2.6% and -4.7% in performance and +1.9% and -2.5% in the efficiency of fresh fodder water consumption.
    Keywords: Drainage water, Ahvaz, Lack of irrigation, Management approach
  • Ali Rasoulzadeh *, Sajad Mahmoudi Babolan, Saeed Nastarani Amoghin Pages 2141-2160
    In the analysis of climatic and hydrological events, precipitation is considered as a main parameter and therefore, measuring precipitation data with high Spatio-temporal resolution is very important in predicting weather patterns. Accurate measurement of precipitation on the land surface is very challenging due to the scattering of rain gauge networks, temporal and spatial diversity, wind effects, and topography. In recent decades, the use and development of satellite products and remote sensing techniques have become widespread which is used in precipitation estimation. The aim of this study was to evaluate the satellite precipitation data of TRMM, CHIRPS, Persiann-CDR and GPM-IMERG and compare them with rain gauge data in the north and northwestern region of the country (including Gilan, Ardabil, East Azerbaijan, and West Azerbaijan provinces). For this purpose, after receiving the satellite data series and pre-processing them, an evaluation was performed between the satellite data on a daily, monthly and seasonal time scale with the observational data. Evaluation of the results is performed using definite indicators including POD, CSI, FAR, Bias and statistical criteria including correlation coefficient (Corr) and Normalized Root Mean Square Error (nRMSE). The study period was selected from January 1, 2017 to December 31, 2021 on 56 synoptic stations. The results of most indicators and statistical criteria (Corr, nRMSE, POD, and CSI) showed that in all products the lowest error is related to the southwest of the study area which increases (south of West Azerbaijan province) by moving toward the east of the region and the Caspian coast.  In assessing the regional average precipitation, the results of IMERG, CHIRPS and Persiann-CDR were close to each other and with a slight difference (except in the nRMSE criterion) the IMERG product is superior. Also, in the study of seasonal estimates, the results of CHIRPS and Persiann-CDR were more reliable, but in order to use IMERG and TRMM, it is suggested that the estimates be accurized using different error correction methods. Finally, according to the results of this study, each product based on the type of topography and climate of the region provides a different result in estimating rainfall and there is a need for further studies according to the type of events in each region and a more detailed study of each product.
    Keywords: precipitation estimate, GPM-IMERG, CHIRPS, PERSIANN-CDR, TRMM
  • Hamzeh Shirui, Ali Hatami *, Ehsan Zeid Ali, Yasser Alizadeh Pages 2161-2173
    In order to investigate the effect of salicylic acid and bio fertilizers on the physiological and biochemical characteristics of chickpea cultivars in the dry conditions of Kermanshah province, an experiment was conducted in the form of split factorial design based on randomized complete blocks in three replications in 2018 in the farm of Homil Agricultural Jihad Center in Islam city. Abad-e gharb was implemented. The experimental treatments include three levels (without use, half mill molar and one mill molar) of salicylic acid foliar spraying before flowering and the application of biological fertilizer as a seed in four levels (control, fertile phosphate 2, Petabaror 2 and Petabaror 2 and fertile phosphate 2) and four chickpea varieties. (Adel, Mansour, Azkan and Gokso) and factorially placed in sub-plots. The results of the variance analysis of the data showed that all traits of chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll, proline, soluble protein, catalase, superoxide dismutase were affected by salicylic acid and bio fertilizers at the level of 1%, and these traits except the superoxide dismutase trait were also affected by the number. The interaction between salicylic acid and biofertilizers had a significant effect on chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll, proline and catalase. The highest percentage of proline and soluble proteins was obtained in the simultaneous combination of salicylic acid and biofertilizers for Adel variety. With the use of 1 millimolar salicylic acid, the amount of proline increased by 21.6% compared to its non-use. So that the highest amount of proline was 0.0884 mg/g fresh weight of the leaf related to the treatment of 1 millimolar salicylic acid. Also, the highest amount of catalase enzyme was in the treatment of not using biofertilizers (0.2937 enzyme units per milligram of protein) and the lowest value was related to the combined use of Fertilizer + Petaferyl phosphate (0.2290 enzyme units per milliliter of protein). So that the amount of catalase enzyme was 22% lower in the treatments using biofertilizers compared to the treatments using fertilizers. Therefore, it can be stated that the simultaneous use of salicylic acid and biofertilizers increase the mentioned physiological activities. What is evident from the results is that the combined use of salicylic acid and biofertilizers had the highest performance compared to the separate use of applied treatments.
    Keywords: Soluble proteins, proline, superoxide dismutase, fertile phosphate 2, Catalase
  • Amir Gord-Noshahri, Ebrahim Amiri Tokaldany *, Mohammad Sedghi Asl Pages 2175-2190
    Due to environmental considerations, application of rockfill in designing of hydraulic structures, such as rockfill dams is increased. According to hydraulic principles, by increasing water surface and bed slope as well as significant curvature of streamlines, the vertical pressure distribution is deviated from hydrostatic state. Therefore, because of severe energy loss and big difference between upstream and downstream water surface elevation in rockfill porous media, pressure distribution is expected to be non-hydrostatic. In this study, using the distribution of non-hydrostatic pressure, the energy equation and considering the quadratic form of friction loss for non-Darcy flows, the equation representing the longitudinal profile of the water surface inside the rockfill dam is presented. In order to check the accuracy of this equation, experiments on homogeneous rockfill dams consisting of round river materials with average diameters of 1.68, 2.27, 4.07 and 4.84 cm and in two lengths of dams (50 and 100 cm), were performed in the hydraulic laboratory of the department of Irrigation and Reclamation Engineering, University of Tehran. Numerical solution of the equation representing the free surface flow inside the rockfill dam in comparison with the laboratory observations show that the equation is well able to calculate the longitudinal profile of the water surface in rockfill dams at low and high discharges. Statistical analysis of the results shows that the average relative error of estimates is 3.96%.
    Keywords: Rockfill dam, Non-Darcy flow, longitudinal profile of water surface, non-hydrostatic pressure distribution
  • Zahra Gerami, Mahmood Arabkhedri *, Ahmad Karimi, Hossein Asadi Pages 2191-2208

    Identification of sediment production areas, patterns of its delivery from sources to the transport network and the location of deposition sinks are necessary to manage soil erosion. The term connectivity describes the relationship between the sources of runoff and sediment production in the upstream of the watershed and the corresponding sedimentation areas in the downstream. Based on the approach used, there are two types of structural connectivity and functional connectivity. Connectivity index (IC) is one of the most widely used indices to quantify sediment connectivity. The selection of an appropriate weighting factor is one of the challenging issues in IC calculation and it is chosen according to the conditions of each region, the characteristics of the soil surface and available data as well. Therefore, this study was conducted with the aim of reviewing, analysis and collecting past studies so far in order to have a comprehensive look at the methods of quantification of IC and introducing more appropriate approaches for future research in this field. This study reviewed 90 studies related to different dimensions of IC. The review of 25 studies on IC weighting factor published between 2008 to 2022 showed that the two frequently used variables are the C factor of USLE and surface roughness (31% and 25% respectively).It is also suggested that sediment connectivity can be investigated at different time scales, taking into account both structural and functional connectivity. As a result, with better understanding of sediment connectivity, it can be used as a tool for sustainable management of watersheds.

    Keywords: Structural connectivity, Functional Connectivity, Temporal variation, Spatial Variation, Weight factor