فهرست مطالب

مجله تحقیقات آب و خاک ایران
سال پنجاه و چهارم شماره 5 (پیاپی 89، امرداد 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/05/09
  • تعداد عناوین: 8
|
  • علی کهریزی، محمدعلی ایزدبخش*، سعید شعبانلو، فریبرز یوسفوند صفحات 713-736

    در پژوهش حاضر نقشه پتانسیل چشمه؜های آب زیرزمینی با استفاده از مدل بیشینه ی بی نظمی (مکسنت) به عنوان معیار در حوزه آبخیز نمرود، استان تهران تهیه شد. در این مطالعه تاثیر سه سناریوی مختلف عدم قطعیت از جمله تعداد نقاط حضور (100،500،800 چشمه)، وضوح رستری (100،50،30) و اندازه نمونه (10/90، 20/80، 30/70، 50/50) روی نقشه؜ی پیش؜بینی شده بررسی شد. ابتدا 18 عامل موثر در ظهور چشمه؜ها شامل: سازندهای سنگ؜شناسی، فاصله از گسل، تراکم گسل، طبقات ارتفاعی، درصد شیب، جهت شیب، فاکتور طول شیب، نقشه؜های انحنا، فاصله از آبراهه، تراکم آبراهه، فاصله از جاده، شاخص رطوبت توپوگرافی، موقعیت شیب نسبی، شاخص توان جریان، بافت خاک، شاخص زبری سطح و پوشش کاربری اراضی انتخاب شدند و نقشه آن ها در سامانه ArcGIS10.5 و SAGA تهیه گردید. پس از بررسی هم خطی و طبقه بندی لایه؜های موثر، سپس فراوانی وقوع چشمه در هر طبقه با استفاده از روش نسبت فراوانی به دست آمد، که این روش میزان دقیقی از وزن مربوط به هر طبقه را محاسبه می کند. برای ارزیابی عملکرد مدل؜های مذکور از منحنی مشخصه عملکرد نسبی (ROC) استفاده شد. نتایج نشان داد که ترکیب سناریوهای وضوح رستری: 30-تعداد نقاط: 100-اندازه نمونه: 20/90 با داشتن بالاترین مقدار AUC (953/0 در مرحله آموزش  927/0 در مرحله اعتبارسنجی) دارای عملکرد بهتر و توانایی پیش؜بینی بالاتری نسبت به ترکیب سناریوهای دیگر بودند. علاوه بر این، حدود 14/9 درصد از منطقه مورد مطالعه، پتانسیل بالا و خیلی بالایی به آب زیرزمینی داشته است. براساس ترکیب سناریوی برتر، عوامل فاصله از آبراهه، موقعیت شیب نسبی، تراکم زهکشی و شاخص رطوبت توپوگرافی به ترتیب با مقادیر 3/17، 2/14 ،8/13 و 2/10درصد از عوامل اصلی کنترل مکانی در منطقه مورد مطالعه هستند که در وقوع چشمه موثر هستند.

    کلیدواژگان: پتانسیل آب زیرزمینی، چشمه، نسبت فراوانی، مدل مکسنت، منحنی مشخصه عملکرد نسبی
  • نسرین خدامرادی وطن، مهدی مظاهری*، جمال محمدولی سامانی، سیده لیلا رضوی طوسی صفحات 737-751
    ارزیابی شبکه پایش و تعیین معیارهای اصلی در ایستگاه ها، گامی موثر در بهبود کارآیی شبکه پایش و سنجش است. در پایش بلند مدت انجام ارزیابی، آسیب‏شناسی و بهینه سازی به صورت متوالی؛ منجر به مدیریت صحیح داده‏های خروجی، کارآمدی سیستم و سبب کاهش هزینه ها می شود. البته عوامل محدودکننده ای مانند: نیاز های رو به رشد، محدودیت منابع، تبعات توسعه ناپایدار و دخالت های گاه و بی گاه انسان در چرخه آب موجب بروز نگرانی در زمینه تامین نیازهای آبی جامعه انسانی می شوند. در این مقاله، ارزیابی شبکه پایش کیفی رودخانه های کشور با استفاده از روش تصمیم گیری چند معیاره و با انتخاب چهار معیار اصلی بررسی شد. در معیار مدیریتی و فنی در ایستگاه های پایش آب، زیرمعیار کنترل و اطمینان از کیفیت داده ها، در معیار اجتماعی زیرمعیار پارامترهای کیفیت آب، در معیار اقتصادی زیرمعیار تشخیص آلودگی و در معیار محیط زیستی زیرمعیار بهینه سازی شبکه نظارت در زمان و مکان خاص بیشترین وزن را دارند. هم چنین مقایسه تطبیقی شبکه پایش ایران با شبکه پایش کشورهای منتخب نیز با استفاده از روش ضریب همبستگی اسپیرمن انجام شد. پایش بلند مدت به منظور انجام ارزیابی، آسیبشناسی و بهینه سازی به صورت متوالی منجر به مدیریت صحیح داده‏های خروجی، کارآمدی سیستم و سبب کاهش هزینه ها می شود. لزوم و اهمیت انجام برنامه های پایش کیفیت منابع آب را می توان مترادف با لزوم و ضرورت برخورداری منابع آب از کیفیت مشخص برای مصارف مختلف دانست. بدون انجام برنامه های پایش کیفی آب، اطلاع مستمر از کیفیت منابع آب و روند تغییرات آن ها، برنامه ریزی برای تخصیص منابع آب جهت مصارف گوناگون امکان پذیر نمی باشد. در این تحقیق، شبکه پایش ایران با شبکه پایش تایلند با ضریب 9/0 بیشترین مطابقت را دارد. با شبکه پایش امریکا، کانادا و ژاپن مطابقت نسبتا مطلوبی دارد و نهایتا کمترین میزان مطابقت با شبکه پایش آلمان بدست آمد.
    کلیدواژگان: شبکه پایش، روش های تصمیم گیری، روش فرایند تحلیل شبکه ای، مقایسه تطبیقی، ضریب همبستگی
  • الهه اکبری* صفحات 753-770

    برآورد دقیق و به موقع عملکرد محصول قبل از برداشت و پیش بینی آن از طریق مدل های رشد محصول، برای دستیابی به برنامه ریزی عملیات زراعی و حفظ و توسعه عملکرد در مقیاس منطقه ای، از اهمیت زیادی برخوردار است. مدلسازی تغییرات پویا در هنگام رشد محصول کمک شایان توجهی به محققین می نماید تا راهکارهای مدیریت محصول را به منظور افزایش عملکرد آن برنامه ریزی کنند. این مدل ها حاوی پارامترهای متعددی بوده که بایستی با توجه به ویژگی های منطقه مورد مطالعه تنظیم شوند، از طرفی فقدان مولفه مکان در این مدل ها و نیز عدم قطعیت در مورد مقادیر پارامترهای آنها، منجر به بروز خطا در خروجی های برآورد شده می شود. داده گواری سنجش از دور می تواند برای حل این مشکل و ارزیابی تغییرپذیری مکانی در اراضی بویژه در مقیاس منطقه ای مفید باشد. سنجش از دور برای تخمین و برآورد مقادیر پارامترهای ورودی مدل های رشد محصول نظیر شاخص سطح برگ، سطح پوشش، زیست توده گیاه، خصوصیات خاک می تواند استفاده شود. در این تحقیق، روش های مختلف داده گواری سنجش از دور در مدل های رشد محصول معرفی، مقایسه و مزایا و معایب هر کدام بررسی می شود. علاوه بر این، مروری بر تحقیقاتی که در این زمینه اجرا شده می تواند به خوانندگان در مورد انتخاب نوع مدل رشد محصول، روش داده گواری سنجش از دور، متغیر حالت (کنترل) مورد استفاده کمک نماید. مطالعه تحقیقات مختلف نشان می دهد که با آمدن سنجنده ها و روش های جدید در برآورد متغیرهای حالت (کنترل) سنجش از دوری نظیر شاخص سطح برگ و نیز توسعه و بهبود مدل های رشد محصول، می توان دقت تخمین عملکرد محصول را بهبود بخشید.

    کلیدواژگان: داده گواری سنجش از دور، بروزرسانی، جایگزینی، کالیبراسیون، مدل رشد محصول
  • فرزین پرچمی عراقی*، مهدی اکبری صفحات 771-788

    ارزیابی عملکرد آبیاری در شرایط واقعی بهره برداری به عنوان نخستین گام در جهت بهبود مدیریت منابع آب کشاورزی محسوب می شود. در این پژوهش، عملکرد فصلی آبیاری هلو و شلیل در شرایط واقعی بهره برداری از طریق پایش 24 باغ واقع در استان اردبیل (شهرستان های پارس آباد و مشگین شهر)، در فصل زراعی 1398-1397 مورد ارزیابی قرار گرفت. مجموع آب کاربردی و بارش موثر فصلی (I + Pe) و عملکرد میوه به ترتیب، بین 280 تا 1675 میلی متر و 00/1 تا 43/32 تن بر هکتار اندازه گیری شد (به ترتیب، با میانگین وزنی 582 میلی متر و 61/14 تن بر هکتار). میانگین نمایه  تامین نسبی آبیاری (RIS) برای روش آبیاری قطره ای (25/1) به طور معنی داری (P < 0.05) پایین تر از روش آبیاری سطحی (66/1) بود. اثر سطح مهارت بهره بردار، کشت مخلوط درختان، فواصل کشت درختان، روش آبیاری و خسارت های بیماری/سرمازدگی بر نمایه های بهره وری آب معنی دار (P < 0.05) بود. در باغ های تحت کشت ارقام زودرس، دیررس و ترکیبی از ارقام زودرس و دیررس به ترتیب، 75، 25 و 15 درصد از آب کاربردی فصلی به دوره پس از برداشت میوه اختصاص یافت. خسارت بیماری/سرمازدگی موجب کاهش به ترتیب، 87 و 85 درصدی عملکرد میوه و نمایه بهره وری آب (WPI+Pe) در مقایسه با باغ های فاقد خسارت شدید شد. تحت محدودیت های فنی و اقتصادی فعلی، اکثر باغ های مورد مطالعه مدیریت منطقی (اما با بهره وری پایین) آب آبیاری را تجربه کردند. ارتقای راندمان آبیاری و عملکرد میوه، کنترل خسارت های بیماری/سرمازدگی و اجرای کم آبیاری کنترل شده در دوره های قبل و پس از برداشت میوه موثرترین راهکارهای بهبود نمایه های بهره وری آب در منطقه مطالعاتی است.

    کلیدواژگان: آبیاری سطحی، آبیاری قطره ای، خسارت پیچیدگی برگ، خسارت سرمازدگی، فائو پنمن-مانتیث
  • پردیس نیک داد، مهدی محمدی قلعه نی*، مه نوش مقدسی صفحات 789-810
    هدف از پژوهش حاضر ارزیابی پایگاه داده های شبکه بندی شده جهانی برای دو متغیر تبخیروتعرق واقعی (ETa) و پتانسیل (ETp) در گستره ی 30 حوضه ی آبریز درجه دو کشور است. در این راستا پس از محاسبه مقادیر تبخیروتعرق واقعی و پتانسیل با استفاده از داده های روزانه هواشناسی در 100 ایستگاه سینوپتیک کل کشور با کمک روابط تجربی، این مقادیر با داده های 6 پایگاه جهانی تبخیروتعرق شامل پایگاه های TERRA، CRU، ERA5، GLEAM، GLDAS و MERRA مقایسه شدند. ارزیابی دقت پایگاه ها با استفاده از معیارهای آماری ضریب همبستگی (R)، میانگین خطای اریبی (MBE) و RMSE نرمال شده (NRMSE) به تفکیک 12 ماه مختلف سال و سری زمانی کل برای دوره 2019-1987 به تفکیک حوضه های آبریز انجام شد. به طور کلی نتایج حاکی از دقت بیشتر پایگاه داده ها برای متغیر ETp نسبت به متغیر ETa به خصوص در ماه های جولای، آگوست و سپتامبر (فصل تابستان) است. معیار MBE حاکی از کم برآورد مقادیر ETa در حوضه های با اقلیم فراخشک، کمترین مقدار برابر 34- میلی متر در ماه در حوضه بلوچستان، و بالعکس آن کم برآورد مقادیر ETp در حوضه های مرطوب، کمترین مقدار برابر 13- میلی متر در ماه در حوضه هراز، می باشد. مقادیر ضریب همبستگی پیرسون حاکی از همبستگی بیشتر پایگاه ERA5 نسبت به سایر پایگاه ها برای دو متغیر ETa و ETp به خصوص در ماه های ژانویه، فوریه و مارس در حوضه های شمالی کشور است. میانگین مقادیر شاخص NRMSE برای متغیرهای ETa و ETp به ترتیب برابر به ترتیب 89/0 و 19/0 است که حاکی از دقت خوب و عالی برای مقادیر ETp پایگاه ها و دقت بسیار ضعیف برای مقادیر ETa می باشد.
    کلیدواژگان: اقلیم حوضه، تبخیروتعرق، داده های شبکه بندی شده جهانی، روابط تجربی
  • فریده یاراحمدی، احمد لندی*، نعیمه عنایتی ضمیر صفحات 811-827
    تاثیر استفاده از باگاس و فیلترکیک حاصل از نیشکر با برخی کودهای شیمیایی همزمان با شروع خاک ورزی و دو مرحله آبیاری، بر برخی ویژگی های نیشکر به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی و در مزرعه ای به وسعت 19 هکتار واقع در کشت و صنعت نیشکر واحد دعبل در استان خوزستان در سال 1400بررسی شد. فاکتورهای آزمایش شامل بهساز آلی (باگاس، فیلترکیک، ترکیب باگاس و فیلترکیک، بدون ماده آلی)، کود اوره (با و بدون اوره) و کودسوپر فسفات تریپل (100 و 75 % توصیه کودی) بود. پیش از شروع خاک ورزی بهسازها از طریق ماله و گاوآهن در کرت ها توزیع و پخش شدند. نتایج نشان داد اثر تلفیقی بهساز و کود اوره بر تعداد جوانه، تعداد پنجه و وزن تک ساقه قابل آسیاب معنی دار بود.  بیشترین مقدار ویژگی های ذکر شده پس از کاربرد  فیلترکیک و اوره بدست آمد که برابر 671292 جوانه در هکتار، 757542 پنجه در هکتار و 55/857 گرم وزن تک ساقه قابل آسیاب بود که به ترتیب 60، 4/78 و 35/41 درصد نسبت به عدم کاربرد بهساز و کود اوره بیشتر بود. کاربرد کود اوره به همراه باگاس باعت افزایش 35/7 درصد تعداد ساقه نسبت به شاهد شد. کاربرد فیلترکیک، ترکیب باگاس+ فیلترکیک و باگاس با اوره به ترتیب 54، 2/31 و 3/13 درصد عملکرد را نسبت به شاهد افزایش داد. عملکرد محصول بدست آمده به ترتیب برابر 1/135، 1/120 و 4/99 تن در هکتار بود. کاربرد فیلترکیک با اوره موجب 8/21 درصد افزایش درصد شربت نسبت به عدم مصرف بهساز و سطح معمول کاربرد کود (450 کیلوگرم در هکتار در طول دوره رشد) شد. با مصرف 100 درصد کود فسفات توصیه شده و در حضور اوره درصد شربت نسبت به عدم کاربرد اوره و همان میزان فسفات به میزان 9/7 درصد افزایش داشت. با توجه به اثر فیلترکیک و باگاس و شیوه کاربرد آن ها  بر ویژگی های رشدی و عملکرد گیاه نیشکر، استفاده از آنها به روش پژوهش حاضر توصیه می شود.
    کلیدواژگان: بهساز آلی، اوره، سوپر فسفات تریپل، نیشکر
  • سعیده جلالی، کاظم نصرتی*، شهرام بهرامی صفحات 829-842

    مساله ی مهم و قابل توجه در پژوهشهای کاربردی برای مدیریت حوزه های آبخیز، آگاهی از چگونگی فرآیند تولید رسوب شبکه زهکشی است که بتواند به طور مشترک و یکپارچه، عملکرد دامنه ها و سیستم رودخانهای را در مقیاس مکانی و زمانی مشخص دربر گیرد. در مطالعات مربوط به فرسایش و رسوب، بررسی شکل و تحولات فرسایشی لندفرم های ژیومورفولوژی، محور مطالعات علوم زمین برای یک مدت طولانی بوده است. در دو دهه ی اخیر، تکنیک منشایابی رسوب به عنوان یک روش کلیدی تعیین منابع رسوب برای بررسی فرآیند فرسایش و رسوب حوزه های آبخیز می تواند به کار گرفته شود. هدف از این پژوهش بررسی سهم انواع لندفرم های ژیومورفولوژی در تولید رسوب با استفاده از تکنیک منشایابی رسوب در حوزه آبخیز چهل چای استان گلستان است. لذا با استفاده از شاخص توپوگرافی، 4 لندفرم شامل دامنه های محدب، مقعر، دره های باز و شیب بین دامنه های محدب و مقعر مشخص شد. نمونه برداری از منابع رسوب و رسوب معلق طی 8 رخداد سیلاب در بازه ی زمانی اسفند 1398 تا اردیبهشت 1399 صورت گرفت. با استفاده از دستگاه XRF غلظت 23 ردیاب ژیوشیمیایی اندازه گیری شد. پس از آزمونهای دامنه، کروسکال-والیس و تحلیل تشخیص، در نهایت ردیاب های Ba، Ni،Pb، V، Mgo، Mno و Cao بالاترین درصد توان تفکیکپذیری را داشتند. بر اساس نتیجه ی به دست آمده از اجرای مدل ترکیبی بیزین، دامنه های محدب 9/60 سهم تولیدی رسوب را به خود اختصاص داده است و در مرتبه ی دوم، سهم دره های کم عمق 5/28 درصد برآورد شده است. هم چنین با استفاده از مدل سازی رسوب مجازی، خطای میانگین در محدوده ی 6/0 و 4/8 درصد و خطای جزر میانگین مربعات در دامنه ی 7/1 و 23 برآورد شد.

    کلیدواژگان: حوزه آبخیز چهل چای، لندفرم های ژئومورفولوژی، ردیاب های ژئوشیمیایی
  • اعظم مومزائی، سید حمیدرضا صادقی*، بهروز زارعی دارکی، مهدی همایی صفحات 843-858

    رواناب یکی از مهم ترین فرآیندهای هیدرولوژیکی در بوم سازگان می باشد که مهار آن اهمیت بسیاری در مدیریت از منابع خاک وآب دارد. اگرچه به کارگیری ریزموجودات خاک زی به عنوان تلقیح کننده های خاک در مدیریت زیست مهندسی رواناب مورد تایید قرار گرفته، اما کاربست آن ها در مهار رواناب در خاک آلوده به مواد نفتی موردتوجه قرار نگرفته است. ازاین رو به منظور ارزیابی تلقیح باکتری ها، سیانوباکتری ها و قارچ خاک زی در کاهش رواناب در خاک آلوده به مواد نفتی، پژوهش حاضر در مقیاس کرت با ابعاد نیم در نیم متر با شیب حدود 25 درصد، میزان آلودگی20000 میلی گرم بر کیلوگرم گازوییل و شاهد با سه تکرار، شدت بارش حدود 35 میلی متر بر ساعت با دوام 30 دقیقه تحت شبیه سازی باران در دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تربیت مدرس انجام شد. نتایج نشان داد که تیمارهای تلقیحی باعث بهبود مولفه های رواناب شدند، اگرچه اختلاف عملکردی آماری معنی دار نسبت به تیمار شاهد (05/0<P) جز در زمان شروع رواناب (05/0>P) نداشتند. مقایسه میانگین ها نشان داد که تیمارهای باکتری، سیانوباکتری، قارچ، مجموع باکتری و قارچ، باکتری و سیانوباکتری، سیانوباکتری و قارچ، باکتری، سیانوباکتری و قارچ به ترتیب باعث افزایش10/47، کاهش 08/0، 72/10، 86/24، افزایش 85/14، 88/49 و 88/27 درصدی زمان شروع رواناب، افزایش 58/4، کاهش 04/54، 19/65، افزایش 20/72، کاهش 36/41، 53/84 و افزایش 15/40 درصدی حجم رواناب و افزایش 75/4، کاهش 06/54، 15/65، افزایش 28/72، کاهش 39/41، 55/84 و افزایش20/40 درصدی ضریب رواناب شدند. نتایج این پژوهش دلالت بر عملکرد نسبی هم افزایی تیمار سیانوباکتری+قارچ در کاهش اثر گازوییل بر تولید رواناب داشت. در نهایت نتایج پژوهش نشان می دهد که تلقیح باکتری، سیانوباکتری و قارچ خاک زی بومی می تواند یک فناوری زیستی کارآمد و پایدار برای بهبود مولفه های رواناب در راستای حفاظت از مناطق آلوده به مواد نفتی باشد.

    کلیدواژگان: آلاینده های نفتی، پوسته زیستی، حفاظت خاک وآب، مهار رواناب
|
  • Ali Kahrizi, Mohammad Ali Izadbakhsh *, Saeid Shabanlou, Fariborz Yosefvand Pages 713-736

    In the present study, the potential map of groundwater springs was prepared using the famous and efficient Maxent model as a benchmark in Namroud catchment, Tehran province. In this study, the effect of three different scenarios on the number of presence points (100,500,800 springs), raster resolution (100,50,30) and sample size (10/90, 20/80, 30/70, 50/50) on the predicted map was evaluated. First, 18 factors affecting the emergence of springs including lithological formations, the distance from the fault, fault density, elevation classes, slope percentage, slope direction, slope length factor, curvature maps, the distance from the waterway, waterway density, the distance from the road, topographic moisture index, relative slope position, flow power index, soil texture, surface roughness index and land use cover were selected and their maps were prepared in the ArcGIS10.5 and SAGA systems. After the correlation test and classification of the effective layers, the percentage and frequency of groundwater potential in each class were obtained using the frequency ratio method, which calculates the exact weight of each class. The relative operating characteristic curve (ROC) was used to evaluate the performance of these models. The results showed that the combination of raster resolution scenarios: 30-number of points: 100-sample size: 90/20 with the highest AUC (0.953 in training phase and 0.927 in validation phase) has goodness-of-fit and prediction accuracy compared to the combinations of other scenarios. In addition, about 9.14% of the study area had high and very high potential for groundwater. Based on the combination of the best scenario, the factors of distance from the waterway, relative slope position, drainage density and topographic moisture index with values of 17.3, 14.2, 13.8 and 10.2%, respectively, are the main factors of spatial control in the study area influencing the spring occurrence.

    Keywords: Groundwater Potential, Spring, frequency ratio, MaxEnt model, relative operating characteristic curve
  • Nasrin Khodamoradi Vatan, Mehdi Mazaheri *, Jamal Mohammad Vali Samani, Seyede Lila Razavi Toosi Pages 737-751
    Evaluating the monitoring network and determining the main criteria in the stations is an effective step in improving the efficiency of the monitoring and measurement network. Consecutive assessment, pathology and optimization in long-term monitoring; Leads to proper management of output data, system efficiency and reduces costs. Of course, limiting factors such as: growing needs, limited resources, the consequences of unsustainable development and occasional human interference in the water cycle, etc., cause concern in meeting the water needs of human society. In this study, the evaluation of the quality monitoring network of the country's rivers was evaluated using a multi-criteria decision-making method and by selecting four main criteria. In management and technical criteria in water monitoring stations, data quality control and assurance sub-criteria, in social criteria sub-criteria of water quality parameters, in economic criteria sub-criteria of pollution detection and in environmental criteria sub-criteria of network optimization at a specific time and place have the most weight. Also, a comparative comparison of Iran's monitoring network with the monitoring network of selected countries was performed using Spearman correlation coefficient method. The Iranian monitoring network is most consistent with the Thai monitoring network with a coefficient of 0.9. One of the most important priorities of the US Monitoring Network is to optimize monitoring at specific times and places. Japan's monitoring network focuses more on regional monitoring than grade 1 rivers.
    Keywords: Monitoring network, decision making methods, Network analysis process method, comparative comparison, correlation coefficient
  • Elahe Akbari * Pages 753-770

    A significant course of action to planning agricultural operations and further maintaining and developing performance on a regional scale involves the accurate and timely estimation of crop yield prior to harvesting using crop growth models. Modeling dynamic changes during crop growth can assist researchers in planning crop management strategies aimed at increasing crop yield. Such models include several parameters that can be calibrated according to the characteristics of the study area. However, insufficent information on location/spatial-wise components or the lack of  thereof in these models along with uncertainties in parameter values may lead to errors in the estimated outputs. In this light, remote sensing data assimilation can be useful for resolving such complications and evaluating the spatial variability of lands, particularly at the regional scale. Remote sensing can estimate values of input parameters for crop growth models such as Leaf Area Index (LAI), fCover, biomass, and soil characteristics. This review paper seeks to introduce and compare different methods of remote sensing data assimilation in crop growth models and examine their advantages and disadvantages. In addition, a literature review conducted in this field can guide the readers in slecting the appropriate crop growth model, relevant remote sensing data assimilation method, and pertinent state/control variables. The literature review indicates that with new sensors and methods in the estimation of remote sensing state/control variables such as LAI and the development and improvement of crop growth models, it is possible to improve the accuracy of crop yield estimation.

    Keywords: remote sensing data assimilation, calibration, Crop Model, Forcing, Updating
  • Farzin Parchami-Araghi *, Mehdi Akbari Pages 771-788

    Irrigation performance assessments under actual operation conditions are required as a first step toward improving agricultural water management. In this study, the seasonal irrigation performance of peaches and nectarines was evaluated under actual operation conditions by monitoring 24 orchards, in Ardabil Province (Parsabad and Meshginshahr counties), Iran, during the growing season 2018-2019. The total sum of seasonal applied water and effective precipitation (I + Pe) and the fruit yield ranged from 280-1675 mm and 1.00-32.43 ton ha-1 (with a weighted average of 582 mm and 14.61 ton ha-1), respectively. The mean Relative Irrigation Supply index (RIS) for the drip irrigation method (1.25) was significantly (P < 0.05) lower than the surface irrigation method (1.66). The water productivity indicators were significantly (P < 0.05) affected by the orchardist's skill level, interplantion of trees, tree spacing, irrigation method, and disease/frost (DF) damage. Post-harvest period accounted for a mean proportion of 75, 25, and 15% of the seasonal applied water in orchards with early-season, late-season, and mixed early- and late-season cultivars, respectively. DF damage accounted for an 87 and 85% reduction in fruit yield and water productivity (WPI+Pe), respectively, compared to the orchards without severe DF damage. Under the current technological and economic constraints, most of the study orchards experienced a rational (but yet with low productivity) irrigation water management. Improving irrigation efficiency and fruit yield, controlling DF damage, and implementing regulated deficit irrigation during pre- and post-harvest stages are the most effective approaches to improve water productivity indicators in the study area.

    Keywords: Drip Irrigation, FAO Penman-Monteith, Frost damage, Leaf Curl Damage, Surface irrigation
  • Pardis Nikdad, Mahdi Mohammadi Ghaleni *, Mahnoosh Moghaddasi Pages 789-810
    The purpose of the research is to evaluate the global gridded products database for two variables of actual (ETa) and potential evapotranspiration (ETp) across Iran's sub-basins. For this purpose, the daily meteorological data were collected from 100 synoptic stations around the Iran during 1987-2019. The six products including TERRA, CRU, ERA5, GLEAM, GLDAS and MERRA with 0.5×0.5 spatial resolution were compared to ETa and ETp in 30 sub basins. To assess the performance of six popular ET products, across Iran's sub basins on monthly scale, the Mean Bias Error (MBE), Pearson correlation coefficient (R) and Normalized Root Mean Square Error (NRMSE), of each product were calculated at the basin scale. The results show that more accuracy of products in ETp in comparison with ETa especially in July, August and September months. The more underestimate of ETa was accrued in hyper arid sub basins (e.g. Baluchistan with MBE equal to -34 mm per month). While, the more underestimate of ETp products were achieved in humid basins e.g. Haraz sub basin with MBE= -13 mm per month. The high underestimate of ETp were calculated to GLEAM product in June, July and August with -100 mm month-1. The high correlation between ETa observed and reanalysis are belonging to TERRA and ERA5 in Winter and Spring-Summer period, respectively. Based on NRMSE, results indicated that more accuracy of ETp comparison with ETa products with 0.19 (Excellent and Good) and 0.89 (poorly weak), respectively.
    Keywords: Climate of subbasins, Empirical equations, Evapotranspiration, Global gridded database
  • Farideh Yarahmadi, Ahmad Landi *, Naeimeh Enayatizamir Pages 811-827
    The effect of obtained bagasse and filter cake from sugarcane industry with some chemical fertilizers at the same time as soil preparation and two stages of irrigation, on some characteristics of sugarcane was investigated as a factorial experiment in a randomized complete block design in 2021 in a field of 19 hectares located in Debel Khazei agro-industry company in Khuzestan province, Iran. The factors were consisted of organic amendments (no organic amendments, bagasse, filter cake, and bagasse+filter cake), urea fertilizer (with and without urea application), and triple superphosphate fertilizer (75% and 100% of the recommended amount).The factors were consisted of organic amendments (no organic amendments, 50 tons per hectare of bagasse, 50 tons per hectare of filter cake, and 50 tons per hectare of equal amounts of both bagasse and filter cake), urea fertilizer (with 150 kg per hectare and without urea application), and triple superphosphate fertilizer (75% (187.5 kg/ha) and 100% of the recommended amount (250 kg/ha).The results showed that the combined effect of organic amendment and urea fertilizer was significant on the number of buds, number of tillers, and stem weight. The maximum value of each trait was measured by the application of filter cake and urea fertilizer by 671292 buds per hectare, 757542 tillers per hectare, and 857.55 g of individual stem weight, which were 60, 78.4 and 41.35% higher than the non-application of organic amendment and urea fertilizer, respectively. The application of urea with bagasse resulted in a 7.35% increase in the number of stems compared to the control. The application of filter cake, the combination of bagasse + filter cake and bagasse with urea increased the yield by 54, 31.2 and 13.3 percent, respectively, compared to the control. The obtained yield was equal to 135.1, 120.1 and 99.4 tons per hectare, respectively. The application of filter cake with urea led to a 21.8% increase in juice percentage compared to the non-use of organic amendment and the normal level of fertilizer application (450 kg/ha during the growing season). Using 100% of the recommended dosage of phosphate fertilizer in the presence of urea increased juice percentage by 7.9% compared to the non-use of urea and the same amount of phosphate. Based on the effect of filter cake and bagasse and their application method on sugarcane's growth and yield characteristics, their use is recommended using the present research method.
    Keywords: Organic amendment, Sugarcane, Triple superphosphate, Urea
  • Saeede Jalali, Kazem Nosrati *, Shahram Bahrami Pages 829-842

    An important and significant issue in applied research for the management of watersheds is to know integrated drainage sediment yield process to recognize hill slopes and fluvial system. In erosion and sediment study, investigation of form and land form evolution was the earth science study core in the long time. So determination of landform contribution in sediment and erosion yield can utilize for erosion and sediment process in watershed. In recently two decades, sediment fingerprinting method was proven as a key method for contribution of sediment proportion. The purpose of this study was to determine the geomorphic landforms in sediment yield in Chehel-Chaye catchment in Golestan province. By using Topography Position Index, four landforms including concave and convex slope, narrow valleys and slope between concave and convex slope were recognized. In eight flood events suspended sediment sampling was done in March to April 2020. By using XRF instrument, 23 geochemical traces was analysis. After bracket, kruskal-wallis and discernment function analysis, Ba، Ni،Pb، V، Mgo، Mno and Cao had the most discernment percentage in all of tracers. Based of Bayesian mixing model, in first concave slopes 60/9 and in second 28/5 percentage of sediment yield. Result of virtual sediment modeling show that root mean squared error are in 0.6 and 8/4 and mean absolute error 1/7 and 23 evaluated.

    Keywords: Chehel-Chay catchment, Geochemical tracers, geomorphic landforms
  • Azam Mumzaei, Seyed Hamidreza Sadeghi *, Behrouz Zarei Darki, Mehdi Homaee Pages 843-858

    Runoff is one of the most important hydrological processes in ecosystems, which is very important in the management of water and soil resources. Although the use of soil microorganisms as soil inoculants in the bioengineering management of runoff has been confirmed, the use of soil microorganisms to control runoff in soils contaminated with petroleum has not been considered. Therefore, in order to evaluate inoculation of soil Bacteria, Cyanobacteria and fungi in reducing runoff in soil contaminated with petroleum, the present study was carried at plots of 0.5×0.5 m with slope of some 25% and level of 20000 mg kg-1 of gasoil and control contamination in three replicates. The plots will be then subjected to rainfall intensity of some 35 mm h−1 and duration of 30 min installed at the Rainfall Simulation Laboratory of Tarbiat Modares University at Faculty of Natural Resources. The results showed that the inoculation treatments, although there was no significant difference compared to the control treatment (P>0.05) except for the start of runoff (P<0.05), improved the components of runoff. The comparison of the mean of the study variables showed that the bacteria, cyanobacteria, fungi, bacteria+fungi, bacteria+cyanobacteria, cyanobacteria+fungi, and bacteria+cyanobacteria+fungi caused +47.10, -0.08, -10.72, -24.86, +14.85, +49.88 and +27.88 percent changes in runoff start time, +4.58, -54.04, +65.19, +72.20, -41.36, -84. 53 and +40.15 percent changes in runoff volume, and +4.75, +54.06 and -65.15, +72.28, -41.39 and -84.55 and +40.20 percent changes in runoff coefficient, respectively. The results of the research indicated the relative synergistic performance of the combination treatment of cyanobacteria + fungi in reducing the effect of gasoil on runoff properties. Finally, the results of the present study showed that the inoculation of native soil bacteria, cyanobacteria, and fungi can be an efficient and sustainable biological technology to improve runoff characteristics in areas contaminated with petroleum.

    Keywords: biological crust, Petroleum Pollutants, Runoff control, Soil, Water Conservation