فهرست مطالب

نشریه مدیریت آب در کشاورزی
سال دهم شماره 1 (پیاپی 19، بهار و تابستان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/06/01
  • تعداد عناوین: 12
|
  • امیر اسلامی*، محمد شاکر، اکبر جوکار صفحات 1-14
    با توجه به کاهش کمی و کیفی منابع آب و همچنین جهت حفظ کشاورزی موجود، راه حلی به جز افزایش عملکرد در واحد سطح از طریق تغییر الگوی کشت، استفاده صحیح از نهاده ها، مدیریت بهینه آبیاری و در نهایت افزایش بهره وری آب آبیاری نمی باشد. در همین راستا، تحقیقی در یک باغ پسته رقم احمدآقایی در شهرستان سروستان طی سال زراعی 98-97 با هدف مقایسه حجم آب آبیاری، بهره وری آب آبیاری و بازده ماشین در بسترهای مختلف توزیع آب در روش آبیاری سطحی اجرا شد. طرح آزمایشی در قالب بلوک های کامل تصادفی با چهار تیمار مدیریت آبیاری و سه تکرار اجرا شد. تیمارها شامل: روش غرقابی رایج با عرض نوار 6 متر (تیمار شاهد)، نهر ایجاد شده در دو طرف ردیف درختان (نهرکن)، کاهش عرض نوار از طریق مرز ایجاد شده در وسط ردیف درختان (مرزبند) و بستر سینه مرغی ایجاد شده در دو طرف ردیف درختان (کدول) بود. میزان آب آبیاری با توجه به دبی ورودی به هر تیمار و زمان قطع آبیاری بر اساس مدیریت اعمال شده باغدار در تیمارهای شاهد، مرزبند، کدول و نهرکن به ترتیب 8400، 4648، 4200 و 3080 مترمکعب در هکتار در طی سال زراعی بدست آمد. نتایج نشان داد که در تمامی تیمارها، بهره وری آب آبیاری نسبت به تیمار شاهد افزایش یافت. به طوری که میزان این افزایش در تیمارهای نهرکن، کدول و مرزبند نسبت به تیمار شاهد به ترتیب 120، 91 و 62 درصد بود. در نهایت، تیمار نهرکن و سپس کدول با کاهش آب آبیاری به ترتیب به میزان 63 و 50 درصد و عدم معنی داری میزان عملکرد نسبت به تیمار شاهد به عنوان بهترین تیمار های آبیاری درختان پسته در باغ مورد آزمایش پیشنهاد شدند.
    کلیدواژگان: آبیاری سطحی، بازده ماشین، بارش موثر، بستر توزیع آب، حجم آب
  • حمید نیسی، اصلان اگدرنژاد*، سالومه سپهری صفحات 15-32
    سیب زمینی یکی از مهم ترین گیاهان زراعی است که نسبت به مقدار آب آبیاری بسیار حساس است. این موضوع سبب می شود تا تحقیقات بسیاری برای تعیین عملکرد و بهره وری آب آن، در شرایط مختلف آبیاری انجام شود. انجام این تحقیقات مستلزم صرف وقت و هزینه بسیار است. به همین دلیل محققان پیشنهاد نموده اند مدل های گیاهی نظیر AquaCrop برای شبیه سازی این گیاه در شرایط مختلف مورد تحلیل حساسیت و ارزیابی واقع شوند. با توجه به این موضوع، تحقیق حاضر در یک مزرعه تحقیقاتی در شهرستان کرمانشاه در دو سال زراعی با استفاده از سه تیمار آبیاری قطره ای تیپ شامل T1: تامین 100 درصد؛ T2: تامین 75 درصد و T3: تامین 50 درصد نیاز آبی سیب زمینی انجام شد. برای تحلیل حساسیت این مدل گیاهی از روش Beven و برای ارزیابی آن از آماره های جذر میانگین مربعات خطا (RMSE)، جذر میانگین مربعات نرمال شده (NRMSE)، میانگین خطای اریب (MBE)، کارایی مدل (EF) و شاخص توافق (d) استفاده شد. نتایج نشان داد که مدل AquaCrop به تغییرات پارامتر بهره وری آب نرمال شده بسیار حساس بود. حساسیت این مدل گیاهی به تغییرات حداکثر ضریب گیاهی برای تعرق و ضریب رشد پوشش متوسط و نسبت به تغییرات پوشش گیاهی اولیه و ضریب زوال پوشش کم بود. براساس آماره MBE، مدل AquaCrop دچار خطای کم برآوردی در تعیین عملکرد و بهره وری شد. خطای این مدل گیاهی برای تعیین عملکرد (RMSE=1.5) و بهره وری آب (RMSE=0.23) قابل قبول بود. دقت آن نیز برای شبیه سازی عملکرد (NRMSE=0.06) و بهره وری آب (NRMSE=0.06) در دسته عالی قرار داشت. براساس مقادیر دو آماره EF و d، کارایی AquaCrop برای تعیین عملکرد (EF=0.92 , d=0.99) بهتر از بهره وری آب (EF=0.75 , d=0.99) بود. بنابراین پیشنهاد می شود که از این مدل گیاهی برای شبیه سازی سیب زمینی در شرایط مشابه استفاده شود.
    کلیدواژگان: پارامترهای رشد گیاه، تنش آبی، مدل AquaCrop، نیاز آبی گیاه
  • حسین حمیدی*، عبدعلی ناصری، سعید برومند نسب، موسی مسکر باشی، محمد الباجی صفحات 33-48

    آلویه ورا گیاهی علفی و چندساله است که از نظر اقتصادی و دارویی مورد توجه بسیاری از کشاورزان در کشور قرار گرفته است. شرایط اقلیمی در طول سال و کمیت و کیفیت آب آبیاری روی عملکرد آن اثرگذار است. به همین دلیل تحقیق حاضر با هدف بررسی میزان اثرگذاری این عوامل بر عملکرد و اجزای عملکرد آلویه ورا انجام شد. برای دستیابی به این هدف، طرح آزمایشی به صورت به صورت کرت های خرد شده نواری با مقدار آب آبیاری در سه سطح (I1: 50، I2: 75 و I3: 100 درصد نیاز آبی) و شوری آب آبیاری در دو سطح (S1: 5 دسی زیمنس بر متر و S2: 10 دسی زیمنس بر متر) در سه تکرار در یک مزرعه تحقیقاتی در شهرستان امیدیه با طول جغرافیاییˊ37 30 و عرض جغرافیایی '49 49 انجام شد. نخستین محصول در پاییز 1399 و دومین محصول در بهار 1400 برداشت گردید. نتایج نشان داد که در برداشت نخست آبیاری بر عرض برگ و وزن تازه برگ در سطح پنج درصد و وزن ژل، نسبت وزن ژل به وزن برگ، تعداد پاجوش و کارایی فیزیکی آب در سطح یک درصد و شوری بر ضخامت برگ در سطح پنج درصد و عرض برگ، وزن تازه برگ، وزن ژل، نسبت وزن ژل به وزن برگ و کارایی فیزیکی آب در سطح یک درصد اثر معنی دار داشت. در برداشت دوم، آب آبیاری در بر نسبت وزن ژل به وزن برگ، تعداد برگ و کارایی فیزیکی مصرف آب در سطح یک درصد و شوری بر عرض برگ، ضخامت برگ، وزن تازه برگ و وزن ژل در سطح پنج درصد و نسبت وزن ژل به وزن برگ و کارایی فیزیکی آب در سطح یک درصد اثر معنی دار داشت. در هر دو برداشت نخست و دوم، اثر متقابل آب آبیاری و شوری فقط بر کارایی فیزیکی مصرف آب در سطح پنج درصد اثر معنی دار نشان داد.

    کلیدواژگان: آلوئه ورا، : تنش آبی، تنش شوری، صبر زرد، کم آبیاری
  • حسن گل محمدی*، کیومرث روشنگر، محمدتقی اعلمی صفحات 49-64

    شرایط کنونی دریاچه ارومیه پیامد توسعه نامتوازن و ناپایدار در حوضه آبریز آن و برداشت بی رویه از منابع آب تجدیدپذیر حوضه بویژه در دو دهه اخیر می باشد. هدف پژوهش حاضر سنجش اثرگذاری تغییرکاربری اراضی کشاورزی بر روند کاهش تراز آب دریاچه ارومیه و تسریع روند خشکی آن است.‬‬‬‬‬ داده های مورد استفاده در این پژوهش شامل تصاویر ماهواره ای لندست در بازه زمانی سال 2000 الی 2020 و آمار و اطلاعات منابع آب ورودی به دریاچه ارومیه می باشند که توسط الگوریتم‫های SVM, Kappa Coefficient در نرم ‫افزارENVI5.3 طبقه‫ بندی و صحت سنجی شده و سپس با استفاده از نرم افزارArc-GIS میزان تغییرات کاربری ها مشخص شده است. در نهایت بعد از مشخص نموندن میزان تغییرات هر کاربری میزان آب مورد نیاز هر نوع کشت بر اساس تیپ اقلیمی و ویژگی خاک آن شهرستان توسط مدلNETWAT محاسبه گردید. نتایج حاصل از بررسی تصاویر ماهواره‫ای نشان می‫دهد در بازه زمانی هدف پژوهش روند تغییر الگوی کشت از کشاورزی آبی به باغداری بسیار سریع بوده به طوری که از مساحت 395 کیلومترمربع در سال 2000 به 688 کیلومترمربع در سال 2020 رسیده است. همچنین خروجی‫های مدل NETWAT نیز نشان می‫دهد که با توجه به تغییر مساحت کاربری اراضی کشاورزی و تغییر الگوی کشت میزان مصرف آب مورد نیاز در بخش کشاورزی در بازه زمانی رشدی تقریبا دو برابری داشته و از 1600 میلیون متر‫مکعب در سال 2000 به 2900 میلیون مترمکعب در سال 2020 رسیده است و این افزایش نیاز مصرفی باعث حذف جریان سطحی رودخانه ها و پایین رفتن سطح آب‫های زیرزمینی حوضه شده است که خود مبین دلیل اصلی کاهش حجم آب ورودی به دریاچه ارومیه می باشد.‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬

    کلیدواژگان: تغییر الگوی کشت، تغییر کاربری ارضی، حوضه آبریزدریاچه ارومیه، ماشین بردار پشتیبان
  • محراب مهری چروده، معرفت مصطفوی راد، حمیدرضا ذاکرین*، سعید سیف زاده، سید علیرضا ولدآبادی صفحات 65-82

    این آزمایش، به منظور ارزیابی عملکرد دانه و ترکیب اسیدهای چرب در روغن بادام زمینی (Arachis hypogaea L.) تحت تاثیر آبیاری تکمیلی و سالیسیلیک اسید در طی فصل های زراعی 1397 و 1398 به صورت کرت های خرد شده با طرح پایه بلوک های کامل تصادفی و در سه تکرار در مزرعه آزمایشی مرکز تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی و منابع طبیعی استان گیلان، آستارا (ایستگاه تحقیقاتی کانرود) اجرا شد. تیمارهای آزمایشی شامل چهار سطح رژیم آبیاری از قبیل عدم آبیاری (به عنوان شاهد)، آبیاری در مرحله گل دهی، آبیاری در مرحله نمو غلاف ها، آبیاری در مرحله گل دهی + مرحله نمو غلاف ها و سه سطح سالیسیلیک اسید شامل 100، 200 و 300 میکرومول در لیتر به ترتیب به عنوان کرت اصلی و فرعی بود. تنش خشکی عملکرد دانه، محتوای روغن دانه، عملکرد روغن، عملکرد پروتیین، درصد اسیدهای چرب لینولییک، استیاریک و بیهنیک اسید روغن بادام زمینی را کاهش داد. ولی، درصد پروتیین دانه، اسیدهای چرب اولییک، پالمیتیک و آراشیدیک اسید روغن بادام زمینی در واکنش به تنش خشکی افزایش پیدا کرد. کاربرد برگی سالیسیلیک اسید با غلظت 300 میکرومول در لیتر در هر دو شرایط تنش خشکی و انجام آبیاری تکمیلی تمامی صفات اندازه گیری شده به استثنای اسیدهای چرب استیاریک و بیهنیک اسید را بهبود بخشید. بیشترین عملکرد دانه (3450 کیلوگرم در هکتار) بادام زمینی در واکنش به آبیاری تکمیلی در مراحل شروع گل دهی + تشکیل غلاف ها همراه با کاربرد سالیسیلیک اسید با غلظت 300 میکرومول در لیتر به دست آمد. همچنین، کاربرد سالیسیلیک اسید با غلظت 300 میکرومول در لیتر بیشترین میزان اولییک اسید روغن بادام زمینی (98/60 درصد) را تحت شرایط عدم آبیاری (کشت دیم) نشان داد. بدین ترتیب، آبیاری تکمیلی و کاربرد برگی سالیسیلیک اسید می تواند در راستای ارتقای کمیت و کیفیت عملکرد دانه و روغن بادام زمینی تحت شرایط اقلیمی مشابه قابل توصیه باشد.

    کلیدواژگان: بادام زمینی، تنش خشکی، تنطیم کننده رشد گیاه، تولید محصول، عملکرد پروتئین
  • محمدعلی شاهرخ نیا*، سید ابراهیم دهقانیان، امیر اسلامی، فریبرز عباسی صفحات 83-94

    حدود سه چهارم باغات لیموشیرین کشور در استان فارس واقع است. وجود اطلاعات کافی از میزان آب آبیاری و بهره وری آب این باغات می تواند باعث مدیریت بهتر منابع آب و افزایش بهره وری آب گردد. در این تحقیق، بهره وری آب و میزان آب داده شده در 60 باغ لیموشیرین در شش شهرستان استان فارس در طول سال زراعی 1399-1400 اندازه گیری گردید. در بین باغات انتخابی، به دلیل تفاوت در مدیریت آبیاری، شوری خاک و عوامل دیگر، میزان حجم آب آبیاری از حدود 10000 تا 24000 مترمکعب در هکتار در سال متفاوت بود. میانگین کل حجم آب آبیاری 14712 مترمکعب در هکتار به دست آمد. از نظر میانگین شهرستانی، کمترین و بیشترین میزان حجم آب آبیاری به ترتیب مربوط به شهرستان های قیروکارزین و داراب با 13023 و 17079 مترمکعب در هکتار در سال بود. میزان بهره وری آب آبیاری در باغات انتخابی بین مقادیر 71/0 تا 23/2 کیلوگرم بر مترمکعب و به طور متوسط 40/1 کیلوگرم بر مترمکعب به دست آمد. مقایسه حجم آب آبیاری با نیاز آبی ناخالص نشان داد که در سال انجام تحقیق، در شهرستان های لار و داراب این تفاوت ها از نظر آماری معنی دار بود. به طور کلی میانگین تفاوت حجم آب آبیاری با نیاز آبی ناخالص یک ساله در استان 569 مترمکعب در هکتار بود که از نظر آماری معنی دار نبود. اما به طور میانگین حجم آب آبیاری به میزان 2288 مترمکعب در هکتار بیشتر از نیاز آبی ناخالص بلندمدت بود که این تفاوت معنی دار بود. بنابراین اعمال برنامه ریزی آبیاری و تعیین دقیق نیاز آبی برای افزایش بهره وری باغات لیموشیرین استان فارس ضروری است.

    کلیدواژگان: آبیاری، نیاز آبی، سند ملی آب، شوری خاک
  • وحید شمس آبادی، حسین بانژاد*، حسین انصاری، سید حسین نعمتی صفحات 95-110

    با هدف بررسی تاثیر تنش خشکی و شوری بر رنگیزه‎های فتوسنتزی و غلظت عناصر نعناع فلفلی و نیز تاثیر محلول‎پاشی ‎سلنیوم بر آن‎ها، آزمایشی به صورت اسپیلیت در زمان و با سه تکرار در گلخانه تحقیقاتی در تربت جام و در سال 1399 اجرا شد. فاکتورهای مورد بررسی شامل شوری در 3 سطح (0S1=، 50S2= و 100S3= میلی مولار کلرید سدیم)، تنش آبی در 3 سطح (100=I1، 75 =I2 و 50 =I3 درصد نیاز آبی) و سلنیوم در 2 سطح (صفر و پنج میلی گرم بر لیتر سلنات سدیم) بودند. نتایج نشان داد که با افزایش سطح تنش خشکی و شوری، از میزان کلروفیل a، b و کل و کارتنوییدها کاسته شد. هم‎چنین با انجام محلول پاشی سلنیوم، به‎ترتیب 53/5، 10/6 ، 59/7 و 10/8 درصد به میزان کلروفیل a، b و کل و کارتنوییدها در گیاه نعناع فلفلی افزوده گردید. بررسی تاثیر تنش خشکی و شوری بر غلظت عناصر موجود در نعناع فلفلی نشان داد که با افزایش تنش خشکی از I1 به I2 و I3 ، غلظت آهن به ترتیب 61/6 و 59/68، غلظت روی به ترتیب 09/9 و 8/181، غلظت سدیم به ترتیب 39/26 و 93/62 و غلظت پتاسیم به ترتیب 91/11 و 77/12 درصد افزایش و با افزایش تنش شوری از S1 به S2 و S3 ‎، از میزان غلظت آهن به ترتیب 94/19 و 81/27 و از میزان غلظت روی به ترتیب 10/87 و 57/83 درصد کاسته و میزان غلظت سدیم از 45/8 به ترتیب به 87/21 و 67/123 میلی‎گرم بر گرم افزایش یافت. همچنین با افزایش تنش شوری از S1 به S2 و S3 ‎، میزان غلظت پتاسیم به ترتیب 17/2 درصد افزایش و 55/21 درصد کاهش یافت. نتایج نشان دهنده موثر بودن سلنیوم در کاهش اثرات تنش شوری و خشکی و تاثیر آن بر رنگیزه‎های فتوسنتزی و غلظت عناصر در نعناع فلفلی می‎باشد.

    کلیدواژگان: آهن، پتاسیم، روی، سدیم، کلروفیل
  • میلاد رضائی*، رسول ایلخانی پور صفحات 111-130

    با توجه به پیامدهای تغییرات اقلیمی و وجود خشک سالی باید به گونه ای شرایط فعلی را مدیریت کرد که گسترش اثرات منفی این تغییرات از جمله کاهش منابع آبی سیستم های روباز انتقال آب از طریق تبخیر، محدود و کنترل گردد. تبخیر از سطح کانال های روباز خصوصا در مناطق خشک و نیمه خشک مانند ایران، نیاز به مطالعات دقیق تری دارد؛ بنابراین در مطالعه حاضر، ابتدا عوامل موثر بر تبخیر بر اساس داده های دریافتی سازمان هواشناسی مورد بررسی قرار گرفت و پس از آن سعی گردید میزان پتانسیل تابش خورشیدی در محدوده کانال آب رسان ساحل راست سد انحرافی نوروزلو برآورد شده و میزان پوشش سطح کانال مورد بررسی قرار گیرد. به این منظور از طریق نرم افزار متیونرم و با استفاده از سناریوهای RCP 2.6)، RCP 4.5 و(RCP 8.5 داده های مورد نیاز استخراج گردید. بر اساس یافته های پژوهش، کاهش میزان پتانسیل تابش و افزایش تدریجی دما و در نتیجه گرمای کره زمین را آشکار نمود.در ادامه این فرایند با ورود داده های استخراجی به نرم افزار پی وی سیست، بررسی زوایای مختلف اثر تابش و شبیه سازی سناریوهای سایه اندازی صفحات در فواصل مختلف جهت انتخاب زاویه بهینه با حداکثر میزان دریافت انرژی انجام گردید. در نتیجه زاویه 37 درجه شیب با میزان پوشش کانال آب رسان حدود 67 درصد در مساحت تحت پوشش به وسعت حدود 24763 از 36960 مترمربع کانال، سالانه 7377 مگاوات ساعت انرژی الکتریسیته با هزینه حدود 82 میلیارد تومان و درآمد سالانه 5/6 میلیارد تومان با بازگشت سرمایه 4/12 سال انتخاب گردید.

    کلیدواژگان: انرژی خورشیدی، کانال آبیاری، کاهش تبخیر، Meteonorm، PVsyst
  • مبینا عبدالهی فوزی، بهرام بختیاری*، کورش قادری صفحات 131-146

    باتوجه به تشدید تغییرات اقلیم، سرمازدگی و یخبندان تولیدات کشاورزی را در بسیاری از مناطق تحت تاثیر قرار داده است. این در حالی است که یخبندان باعث یخ زدگی در سیستم های آبیاری نیز می شود. در دهه اخیر معمولا سرمازدگی هر ساله در مناطق کشاورزی رخ داده و بر اقتصاد کشاورزان تاثیر می گذارد. تحلیل بیبلیومتریک می تواند اهمیت این موضوع و روند تحقیقات آتی را نشان دهد. تحلیل بیبلیومتریک با استفاده از روش های آماری به تجزیه و تحلیل انتشارات مانند مجلات، کتاب ها، مقالات کنفرانسی، گزارش ها و دیگر اسناد مرتبط می شود. برای دستیابی به انتشارات مربوطه از دو کلمه “frost” و “chilling” استفاده شد. برای انجام تحلیل بیبلیومتریک در این مقاله از نرم افزار VOSviewer استفاده شد. در مجموع 344 سند در این مورد یافت شد. بیش از 79 درصد این اسناد در قالب مجلات علمی، مقالات مروری و کنفرانس ها بودند. از سال 2014 به بعد روند چاپ مقالات افزایش زیادی داشته است. بیشترین تعداد چاپ مقالات در سال 2021 بوده است. ایالات متحده بزرگ ترین تولید کننده مقالات علمی بوده است. مجله Acta Horticulturae با 45 انتشار رتبه نخست در تولید مقالات مربوط به سرمازدگی و یخبندان را به خود اختصاص داده است. کلیدواژه Climate change با 56 تکرار پرکاربردترین واژه و پیوند قوی با واژگان Frost ،Phenology و Chilling داشته است.

    کلیدواژگان: آبیاری، تحلیل بیبلیومتریک، تحلیل شبکه اجتماعی، تنش سرمازدگی، یخبندان
  • حامد مازندرانی زاده*، یاسمن شکوهی فر صفحات 147-158

    کاهش منابع آب از یک سو و تقاضای فزاینده برای آن از سوی دیگر، باعث ایجاد وضعیتی دشوار در بسیاری از مناطق دنیا شده است. قیمت گذاری منابع آب در مدیریت تقاضای آب نقش اساسی دارد. در حال حاضر، نرخ آب پرداختی از سوی کشاورزان برای آبیاری محصولات کشاورزی، ارزش واقعی آب را منعکس نمی کند. یکی از راهکارهای تاثیرگذار مدیریت تقاضا، تعیین قیمت واقعی آب در بخش کشاورزی است و این امر به تخصیص مطلوب تر این نهاده بین محصولات مختلف کشاورزی کمک می نماید. از آنجا که متغیر موجودی آب سطحی ماهیت تصادفی دارد در نتیجه نمی توان مقدار آن را قطعی فرض نمود از اینرو در این مطالعه به کمک مدل برنامه ریزی فازی محدودیت شانس که ترکیب مدل برنامه ریزی شانس محدود و مدل برنامه ریزی فازی می باشد به محاسبه قیمت سایه ای آب در شبکه آبیاری دشت قزوین پرداخته شده است. نتایج نشان می دهد ارزش اقتصادی هر متر مکعب آب در شبکه آبیاری دشت قزوین معادل 17882 ریال می باشد که در حدود 23 برابر بیش از متوسط قیمت فروش آب در محدوده مطالعاتی است. با توجه به اینکه موجودی منابع آب رو به کاهش است در جهت جلوگیری از برداشت بی رویه و اتلاف منابع آبی و همچنین تخصیص بهینه نهاده آب بین محصولات کشاورزی منطقه قیمت آب معادل ارزش واقعی آن از کشاورزان دریافت شود.

    کلیدواژگان: قیمت سایه ای، عدم قطعیت، مدیریت تقاضای آب، افزایش بهره وری
  • سید رضا حدادی، مسعود سلطانی، معصومه هاشمی* صفحات 159-174

    درصد پوشش گیاهی از مهم‏ترین معیارهای ارزیابی، در بررسی اثرات توامان عوامل موثر در افزایش بهره‏ وری آب محسوب می‏شود. با توجه ‏به پیشرفت و دسترسی همگانی به دوربین‏های دیجیتال، استفاده از شاخص‏های تمایز در محدوده طیف مریی، پتانسیل قابل توجهی برای ‏محاسبه شاخص سطح برگ و میزان کلروفیل پوشش گیاهی فراهم می‏آورد. بنابراین در پژوهش حاضر، عملکرد ترکیب پنج شاخص گیاهی ‏تمایزدهنده با روش های مختلف آستانه گذاری خودکار در جداسازی پوشش گیاهی از پس زمینه تصویر برای گیاه چغندرقند بررسی گردید، که از ‏این تعداد، دو شاخص گیاهی تمایزدهنده برای نخستین بار معرفی شده است. نتایج نشان داد استفاده از شاخص جدید تفاضل ‏فزونی باند سبز ‏با فزونی باند آبی و الگوریتم آستانه گذاری ‏Riddler-Calvard‏ باعث شد صحت داده‏های محاسباتی به اندازه 54/29 درصد در مقایسه با ‏استفاده از شاخص قدیمی تفاضل فزونی باند سبز با فزونی باند ‏قرمز، افزایش پیداکند. در ادامه رابطه بین درصد پوشش گیاهی و عملکرد وزن ‏خشک گیاه بدست آمد، که تابع توانی بالاترین دقت داشت. روش آستانه گذاری ‏Riddler-Calvard‏ و شاخص جدید استخراج پوشش گیاهی ‏با 09/12 کیلوگرم خطا در برآورد عملکرد، بهترین روش و روش آستانه گذاری ‏Otsu‏ و شاخص تفاضل فزونی باند سبز با فزونی باند ‏قرمز با ‏‏25/41 کیلوگرم خطا در برآورد عملکرد، بدترین روش بود.‏

    کلیدواژگان: آستانه گذاری، تصاویر دیجیتال، تصویر واقعیت زمینی، جداسازی
  • سید کیومرث پژوهیده، اصلان اگدرنژاد*، فریبرز عباسی صفحات 175-190

    تحلیل حساسیت مدل های گیاهی به محققان کمک می کند تا قبل از واسنجی و کاربرد آن، اطلاعات لازم در خصوص واکنش مدل گیاهی به تغییرات پارامترهای ورودی آن را داشته باشند.این موضوع سبب می شود تا با آگاهی بیشتری بتوان داده های ورودی را به مدل معرفی نموده و دقت مدل را در مرحله واسنجی افزایش داد.نظر به توسعه استفاده از مدلهای گیاهی در سال های اخیر، در این پژوهش به بررسی حساسیت مدل AquaCrop در شبیه سازی عملکرد گیاه ذرت دانه ای نسبت به تغییرات پارامترهای رشد گیاهی بهره وری آب نرمال شده (WP*)، حداکثر ضریب تعرق گیاهی (KCTrx)، ضریب پوشش گیاهی اولیه (CC0)، ضریب رشد پوشش گیاهی (CGC)، ضریب کاهش پوشش گیاهی (CDC) و شاخص برداشت (HI) با استفاده از روش Beven (1979) پرداخته شد.بدین منظور، از داده های دو ساله برداشت شده از مزرعه تحقیقاتی 400 هکتاری موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر استفاده شد.فاکتورهای مورد استفاده در این پژوهش شامل سطوح مختلف آب آبیاری (W1، W2، W3 و W4 به ترتیب نشان دهنده تامین 120، 100، 80 و 60 درصد نیاز آبی) و کود نیتروژن (N1، N2، N3 و N4 به ترتیب نشان دهنده تامین 100، 80، 60 و صفر درصد نیاز کودی) بود.نتایج نشان داد که مدل به تغییرات شاخص برداشت (0.65≤Spi≤1.3) و بهره وری آب نرمال شده (0.55≤Spi≤1.2) بیشترین حساسیت را داشت.کمترین حساسیت نیز نسبت به تغییرات ضریب زوال پوشش گیاهی (CDC) مشاهده شد (0.02≤Spi≤0.07).ضرایب حساسیت برای همه پارامترها به جز CDC مثبت بود.بنابراین با افزایش مقدار CDC مدل دچار خطای کم برآوردی میشود.ضریب حساسیت برای تیمارهای N1 تا N4 به طور متوسط برابر با 32/0، 41/0، 46/0 و 51/0 بود.این نتایج برای تیمارهای آبیاری W1 تا W4 نیز به طور متوسط برابر با 36/0، 39/0، 44/0 و 50/0 بود.از این رو، با افزایش تنش آبی و کودی حساسیت مدل نسبت به تغییر همه پارامترها افزایش یافت و بیشترین حساسیت در تیمار W4N4 مشاهده شد.

    کلیدواژگان: پارامترهای رشدی گیاه، تحلیل حساسیت، روش Beven، شبیه سازی، مدل AquaCrop
|
  • Amir Eslami *, Mohammad Shaker, Akbar Jokar Pages 1-14
    Due to the quantitative and qualitative reduction of water resources and also to maintain existing agriculture, the only solution is to increase yield per unit area by changing the cultivation pattern, correct use of inputs, optimal irrigation management and ultimately increase irrigation water productivity. In this regard, a study was conducted in a pistachio garden of Ahmad Aghaei cultivar in Sarvestan city during the 2018-2019 crop year with the aim of comparing the volume of applied water, irrigation water productivity and machine efficiency in different water distribution substrates in surface irrigation method. The experimental design was performed in the form of randomized complete blocks with 4 treatments of irrigation management in three replications. The treatments were: conventional flooding method with a strip width of 6 meters (Control treatment), the creek created on both sides of the tree row (Ditcher), reducing the strip width through the border created in the middle of the row of trees (Border) and the bed of Sine-Morghi created on both sides of the rows of trees (Kadval). The amount of irrigation water according to the inflow to each treatment and the time of cut off based on the management applied by the gardener in control, border, kadoul and ditcher treatments was 8400, 4648, 4200 and 3080 cubic meters per hectare, respectively. The results showed that in all treatments, irrigation water productivity increased compared to the control treatment. So that the rate of increase in ditcher, kadoul and border treatments compared to the control treatment was 120, 91 and 62%, respectively. Finally, ditcher and Kadval treatments with reduction of irrigation water by 63 and 50%, respectively, and no significant yield compared to the control treatment were suggested as the best irrigation treatments for pistachio trees in the tested garden.
    Keywords: Effective Rainfall, Machine efficiency, Surface irrigation, Volume of Water, Water distribution substrates
  • Hamid Neysi, Aslan Egdernezhad *, Saloomeh Sepehri Sadeghiyan Pages 15-32
    Potato is one of the most important crops, which is very sensitive to the amount of irrigation water. This leads to a lot of research to determine its yield and water productivity in different irrigation conditions. Doing the researches waste time and cost. For this reason, researchers have suggested that crop growth models such as AquaCrop be sensitively analyzed and evaluated to simulate the crop under different conditions. Due to this issue, the present study was conducted using three irrigation treatments including T1: 100% supply; T2: 75% supply and T3: 50% supply of potato water requirement. To analyze the sensitivity step, Beven method was used. To evaluate AquaCrop, statistics criteria root mean square error (RMSE), normalized root mean square error (NRMSE), mean bias error (MBE), efficiency factor (EF) and agreement index (d) were used. The results showed that AquaCrop model was very sensitive to changes in water productivity parameters. The sensitivity of this model to changes in evapotranspiration coefficient and crop growth coefficient was moderate and to changes in initial crop canopy and crop decay coefficient was low. According to MBE values, AquaCrop model suffered a low estimation error in determining yield and water productivity. The error of this crop model was acceptable for determining yield (RMSE=1.5) and water productivity (RMSE=0.23). Its accuracy was also excellent for simulating yield (NRMSE=0.06) and water productivity (NRMSE=0.06). Based on the values of EF and d, AquaCrop was more efficient than water productivity in determining yield. Therefore, it is suggested that this crop model be used to simulate potatoes under similar conditions.
    Keywords: Crop Growth Parameters, water stress, AquaCrop model, Water requirement
  • Hossein Hamidi *, Abd Ali Naseri, Saeed Boroomandnasab, Mousa Meskarbashee, Mohammad Albaji Pages 33-48

    From the economic and medicinal point of view, Aloe vera is a herbaceous and perennial plant that has attracted the attention of many farmers Iran. Climatic conditions throughout the year and the quantity and quality of irrigation water affect Aloe vera yield. For this reason, the research was conducted with the aim of investigating the effect of aforementioned factors on the Aloe vera yield and yield components. To achieve this goal, a strip-block design was carried with two factors, include: amount of irrigation water at three levels (I1: 50, I2: 75 and I3: 100% of irrigation water requirement) and irrigation water salinity at two levels (S1: 5 and S2: 10 dS.m-1) with three replications, in a research farm in Omidiye with longitude 30°37° and latitude 49°49°. The first harvest was done in the fall of 2019 and the second harvest in the spring of 2020. The results showed that in the first harvest, irrigation had a significant effects on leaf width, leaf fresh weight (P-value≤0.05), gel weight, the ratio of gel weight to leaf weight, the number of leaves and the water use efficiency (P- value≤0.01). Salinity had a significant effects on leaf thickness (P-value≤0.05), leaf width, leaf fresh weight, gel weight, the ratio of gel weight to leaf weight and water use efficiency (P-value≤ 0.01). In the second harvest, irrigation had a significant effects on the ratio of gel weight to leaf weight, number of leaves and water use efficiency and salinity had a significant effects on leaf width, leaf thickness, leaf fresh weight, gel weight , the ratio of gel weight to leaf weight and water use efficiency . In both the first and second harvests, the interaction effect of irrigation water and salinity only showed a significant effect on the water use efficiency (P-value ≤ 0.05).

    Keywords: Aloe vera, Deficit irrigation, salinity stress, water stress
  • Hassan Golmohammadi *, Kiomars Roshangar, MohammadTaghi Aalami Pages 49-64

    The purpose of this study is to measure the impact of agricultural land-use change on the process of reducing the water level of Urmia Lake and accelerate its land process. The data used in this research include Landsat satellite images in the period 2000 to 2020 and statistics and information of water sources entering the lake of Urmia Lake Rehabilitation Headquarters, which are classified by SVM, Kappa Coefficient algorithms in ENVI5.3 software and Validated and then using Arc-GIS software to determine the extent of user changes. Finally, after determining the number of changes in each land use, the amount of water required for each type of cultivation was calculated based on the climatic type and soil characteristics of the city by the NETWAT model. The satellite images show that in the period, the research aimed to change the cultivation pattern from irrigated agriculture to cropland, from an area of 395 km3 in 2000 to 688 km3 in 2020. The outputs of the NETWAT model also show that due to the change in the land-use area of agricultural lands and the change in the cultivation pattern, the amount of water consumption required in the agricultural sector has almost doubled in the growth period, from 1600 million cubic meters in 2000. It reached 2900 million cubic meters in 2020. This increase in consumption needs has eliminated the surface flow of rivers and lowered the groundwater level of the basin, which is the main reason for reducing the volume of water entering Urmia Lake.

    Keywords: Cultivation type change, Land Use Change, Urmia Lake catchment area, Super vector machine
  • Mehrab Mehri Charvadeh, Marefat Mostafavi Rad, HamidReza Zakerin *, Saeed Sayfzadeh, Sayed Alireza Valadabadi Pages 65-82

    In order to evaluate of grain yield and fatty acids composition in peanut (Arachis hypogaea L.) oil as affected by supplementary irrigation and Salicylic acid, this experiment was performed as split plat based on randomized complete block design with three replications in experimental field of Agicutural and Natural Resources Research and Education Center of Guilan Province, Astara (Kanroud research station), Iran, during 2018 and 2019 cropping seasons. Four level of irrigation regimes including no irrigation (as control), irrigation at initial flowering stage, irrigation at pod formation stage and irrigation at initial flowering + pod formation stages and three levels of Salicylic acid such as 100, 200 and 300 µmol/l comprised experimental treatments, as main and sub plot, respectively. Drought stress dercreased grain yield, grain oil content, oil yield, protein yield, linolenic, stearic and bihenic fatty acids percent in peanut oil. But, grain protein percent, oleic, palmitic and arashidic fatty acids percent enhanced in response to drought stress. Foliar application of salicylic acid at the rate of 300 µmol/l improved all measured characteristics except stearic and bihenic fatty acids under both drought stress and supplementary irrigation conditions. The greatest grain yield (3450 kg/ha) of peanut was obtained in response to supplementary irrigation at initial flowering + pod formation stages along with Salicylic acid application at the rate of 300 µmol/l. Also, Salicylic acid application at the rate of300 µmol/l. showed the highest rate of oleic acid in peanut oil (60.98 %) under no irrigation (rainfed) condition. Hence, supplementary irrigation and foliar application of Salicylic acid could be recommendable in direction to enhance quantity and quality of grain and oil yield of peanut under similar climatic condition.

    Keywords: Crop production, Drought stress, Peanut, plant growth regulator, Protein yield
  • MohammadAli Shahrokhnia *, Seyed Ebrahim Dehghanian, Amir Eslami, Fariborz Abbasi Pages 83-94

    About three quarters of the country's sweet lime orchards are located in Fars province. Having sufficient information on the amount of irrigation water and water productivity of these gardens can lead to better management of water resources and increase water productivity. In this research, the water productivity and the amount of water given in 60 sweet lime orchards in six regions of Fars province were measured during 2021. Among the selected orchards, due to differences in irrigation management, soil salinity and other factors, the volume of irrigation water varied from about 10000 to 24000 m3/ha per year. The average total volume of irrigation water was 14712 m3/ha. In terms of the regional average, the lowest and highest amount of irrigation water was related to Ghir-Karzin and Darab regions with 13023 and 17079 m3/ha per year, respectively. The productivity of irrigation water in selected gardens was between 0.71 and 2.23 kg/m3 and on average 1.40 kg/m3. Comparing the volume of irrigation water with the gross water requirement showed that in the year of conducting the research, these differences were statistically significant in Lar and Darab regions. In general, the average difference between the volume of irrigation water and the annual gross water requirement in the province was 569 m3/ha, which was not statistically significant. But on average, the volume of irrigation water was 2288 m3/ha more than the long-term gross water requirement, which was a significant difference. Therefore, it is necessary to apply irrigation scheduling and accurately determine the required water to increase the productivity of sweet lime orchards in Fars province.

    Keywords: irrigation, Water requirement, national water document, Soil salinity
  • Vahid Shamsabadi, Hossein Banejad *, Hossein Ansari, Seyyed Hossein Nemati Pages 95-110

    In order to investigation of influence drought stress and salinity stress on photosynthetic pigments and concentration of elements of Mentha piperita L and influence foliar spraying of selenium, an experiment of split in time and with three replications was performed in research greenhouse in Torbat-e Jam region, Iran and in during 2020, including three levels of Salinity (S1=0, S2=50 and S3=100 mmol NaCl), three levels of irrigation (I1=100, I2=75 and I3=50 percent of water requirements) and two levels of selenium (0 and 5 mgrperlit Na2SeO4). results showed that with increasing level of drought and salinity stresses, chlorophyll a, b and total and carotenoids decreased. Also, foliar spraying of selenium (5 mgr/lit Na2SeO4), respectively, 5/53, 6/10, 7/59 and 8/10 percentage was added to chlorophyll a, b and total and carotenoids in Mentha piperita L plant. Investigating effect of drought and salinity stresses on the concentration of elements in Mentha piperita L plant showed that with increasing level of drought stress from I1 to I2 and I3 , concentration of iron respectively, 6/61 and 68/59, concentration of zinc respectively, 9/09 and 181/8, concentration of sodium respectively, 26/39 and 62/93 and concentration of potassium respectively, 11/91 and 12/77 were added and with the increasing of salinity stress from S1 to S2 and S3, from concentration of iron, respectively, 19/94 and 27/81, and from concentration of zinc respectively, 87/10 and 83/57 percentage decreased and concentration of sodium from 8/45 to 21/87 and 123/67 mg/gr increased respectively. Also, with increasing level of salinity stress from S1 to S2 and S3, concentration of potassium respectively, 2/17 percentage increased and 21/55 percentage decreased. results showed that selenium is effective in reducing the effects of salinity and drought stresses and on photosynthetic pigments and concentration of elements in Mentha piperita L plant.

    Keywords: Chlorophyll, Iron, Potassium, Sodium, zinc
  • Milad Rezaei *, Rasol Ilkhanipour Pages 111-130

    Considering the consequences of climate change and the existence of drought, the current conditions should be managed in such a way that the spread of the negative effects of these changes, including the reduction of water resources in open water transfer systems through evaporation, is limited and controlled. Evaporation from the surface of open channels, especially in arid and semi-arid areas like Iran, needs more detailed studies; Therefore, in the present study, the factors affecting evaporation were first investigated based on the data received by the Meteorological Organization, and then the potential amount of solar radiation was estimated in the area of the water supply channel on the right bank of the Noruzlu Diversion Dam, and the amount of coverage of the channel surface was investigated. . For this purpose, the required data were extracted through the meteorology software and using the RCP 2.6, RCP 4.5 and RCP 8.5 scenarios. Based on the research findings, the decrease in the radiation potential and the gradual increase in temperature and as a result the global warming revealed.In the continuation of this process, by entering the extracted data into the PVC system software, different angles of the radiation effect and simulating the shading scenarios of the panels at different distances were carried out in order to choose the optimal angle with the maximum amount of energy received. As a result, the slope angle is 37 degrees with the water supply channel coverage of about 67% in the covered area of about 24,763 of the 36,960 square meters of the canal, 7,377 megawatt hours of electricity energy annually at a cost of about 82 billion tomans and annual income of 6.5 billion tomans with return on investment 12.4 years was selected.

    Keywords: Solar energy, irrigation canal, evaporation reduction, Meteonorm, PVsyst
  • Mobina Abdollahi Fuzi, Bahram Bakhtiari *, Kourosh Qaderi Pages 131-146

    Due to the rising climate change, chilling and frost have affected agricultural production in many areas. At the same time, frost also causes freezing in irrigation systems. In the last decade, frost usually occurred yearly in farming regions and affected the economy of farmers. A bibliometric analysis of these researches may provide the importance of this topic and future research trends. Bibliometric is a statistical method to analyze bibliometric publications data such as peer-reviewed journal articles, books, conference proceedings, periodicals, reviews, reports, and related documents. It has been widely used to present the relations of research domains with quantitative methods. “Frost” and “chilling” were used as the keywords to reach the relevant publications. In this article, we used VOSviewer software for bibliometric analysis. We found 344 documents about the late spring frost. More than 79% of the publications were in the form of scientific journals and conference and review articles. The publication of articles showed a steep increase after 2014. The most publication was in 2021. The United States was the largest producer of scientific papers in the world. The highest-ranking journal was Acta Horticulturae, with 45 publications on frost and chilling. “Climate change,” with a total link strength of 56, appeared as the most frequent .

    Keywords: Bibliometric analysis, Chilling stress, Frost, SNA, irrigation
  • Hamed Mazandarani Zadeh *, Yasaman Shokohi Far Pages 147-158

    Reduction of water resources from one side and increasing demand on the other side, have faced lots of areas in the world with a difficult situation. Water resource pricing in water management is essential. Currently, the water rate paid by farmers to irrigate agricultural crops does not reflect the true value of water. One of the most effective solutions for demand management is determining the real price of water in the agricultural sector. This helps in the more favorable allocation of this input between different agricultural products. Since the surface water availability variable is stochastic in nature, its value cannot be assumed as certain. Therefore, in this study, the shadow price of water in the irrigation network of Qazvin plain has been calculated with the help of the fuzzy planning model of limited chance, which is a combination of the limited chance planning model and fuzzy planning model. The results show that the economic value of each cubic meter of water in the Qazvin Plain irrigation network is equal to 17,882 rials, which is about 23 times more than the average selling price of water in the study area. Considering that the stock of water resources is decreasing, in order to prevent indiscriminate harvesting and waste of water resources, as well as the optimal allocation of water input between agricultural products in the region, the price of water equivalent to its real value should be received from the farmers.

    Keywords: shadow price: uncertainty, water supply management, increase productivity
  • Seyed Reza Haddadi, Masoud Soltani, Masoumeh Hashemi * Pages 159-174

    A canopy cover percentage is considered one of the most important evaluation criteria for evaluating the ‎simultaneous effects of impressive factors on water efficiency. Since digital cameras are developed and ‎widely available, the use of discrimination indices in the visible spectrum is making it possible to calculate ‎the leaf area index and chlorophyll content of vegetation covers. Therefore, in this study, the ‎performance of five plant Vegetation Discrimination Indices (VIDs) and a variety of thresholding ‎algorithms was compared in order to distinguish the sugar beet's vegetation cover from its background, ‎among which two new indices were introduced. In comparison with the old VID of Excess Green minus ‎excess Red (ExGR), using the new VID of Excess Green minus excess Blue (ExGB) and Riddler-Calvard's ‎thresholding algorithm resulted in a 29.54 percent increase in vegetation cover segmentation accuracy. ‎Following this step, we determined which function would best predictdry beet weight from vegetation ‎cover percentage, and the power function did the best. In order to estimate the yield, the segmentation ‎method based on Riddler-Calvard thresholding and the New Canopy Index of Vegetation Extraction ‎‎(CIVEn) had an error of 12.09 Kg. With an error of 41.25 Kg, the segmentation method based on Otsu ‎thresholding and ExGR index performed worst.‎

    Keywords: Digital Images, Ground Truth images, Segmentation, Thresholding
  • Seyed Kioomars Pazhoohideh, Aslan Egdernezhad *, Fariborz Abbasi Pages 175-190

    Sensitivity analysis of crop models helps researchers to have the necessary information about the reaction of crop models to changes in input parameters before calibration and application. This makes it possible to introduce the input data to the model with more awareness and increase the accuracy of the model in the calibration stage. Due to using the AquaCrop model in recent years, in this study, the sensitivity of normalized water productivity (wp*), crop transpiration, initial canopy cover (CCo), canopy growth coefficient (CGC), canopy decline coefficient (CDC) and harvest index (HI) was analyzed using a new method. For this purpose, corn yield data collected from Research Institute of Seed and Plant Breeding during 2008-2010 were used. Data consisted of four irrigation levels (W1, W2, W3 and W4 indicate supply of 120, 100, 80 and 60% of water requirement, respectively) and four nitrogen fertilizer amount (N1, N2, N3 and N4 indicate supply of 100, 80, 60 and 0% of fertilizer requirements, respectively). The results showed that the AquaCrop was most sensitive to changes in harvest index (0.65≤Spi≤1.3) and normalized water productivity (0.55≤Spi≤1.2). The lowest sensitivity (0.02≤Spi≤0.07) was observed to changes in crop canopy decrease coefficient (CDC). Sensitivity coefficients were positive for all parameters except CDC. Therefore, by increasing the CDC value, the AquaCrop suffers from underestimated error. The sensitivity coefficients for treatments N1 to N4 were equal to 0.32, 0.41, 0.46 and 0.51, respectively. These results for irrigation treatments W1 to W4 were equal to 0.36, 0.39, 0.44 and 0.5, respectively. So, with increasing water stress and fertilizer, the sensitivity of the AquaCrop model to all parameters increased. The highest sensitivity was observed in W4N4 treatment.

    Keywords: AquaCrop model, Beven Method, crop growth model, Sensitivity analysis, Simulation