فهرست مطالب

مجله تحقیقات آب و خاک ایران
سال پنجاه و چهارم شماره 7 (پیاپی 91، مهر 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/07/24
  • تعداد عناوین: 8
|
  • رویا طلوعی*، داود زارع حقی، ناصر دواتگر، محمدرضا نیشابوری، احمد بایبوردی صفحات 981-1003

    انتخاب مجموعه صحیح و مناسب از ویژگی های فیزیکی و هیدرولیکی در قالب شاخص کیفیت فیزیکی خاک، گامی موثر در اخذ تصمیمات مدیریتی جهت ارتقاء کمی و کیفی تولید محصول است. ازاین رو این پژوهش با هدف بررسی کیفیت فیزیکی اراضی کشاورزی دشت شبستر و تعیین نقش تعداد و نوع ویژگی های فیزیکی و هیدرولیکی بر کیفیت خاک به منظور درجه بندی صحیح اراضی و اعمال مدیریت مناسب بر آن ها انجام شد. برای این هدف 94 نمونه خاک سطحی از اراضی زیر کشت گندم در سال زراعی 1401-1400 در دشت شبستر انتخاب شده و مورد تجزیه قرار گرفت. برای تعیین شاخص کیفیت فیزیکی خاک (SPQI) از حداقل مجموعه داده (MDS) به روش تجزیه به مولفه های اصلی (PCA) استفاده شد. تعداد 13 ویژگی فیزیکی، شیمیایی و هیدرولیکی (مقدار رس و سیلت، جرم مخصوص ظاهری، توزیع اندازه خاکدانه ها، شوری، نسبت جذب سدیم، اسیدیته خاک، کربن آلی، هدایت هیدرولیکی اشباع، آب قابل استفاده برای گیاه، شاخص دکستر، انرژی انتگرالی و پتانسیل کرشهف) طی 4 مرحله در تجزیه به مولفه های اصلی وارد شد تا خروجی، افزون بر حداقل بودن مجموعه داده، مناسب ترین مجموعه باشد. هدایت الکتریکی در تمام آرایه ها به عنوان مولفه اصلی ظاهر شد و این نشان از اهمیت این ویژگی در منطقه مورد پژوهش بود. آرایه اول به دلیل سادگی بیش ازحد حداقل مجموعه داده، حذف شد. مقایسه میانگین شاخص کیفیت فیزیکی خاک بین آرایه ها با آزمون چند دامنه ای دانکن نشان داد اختلاف معنی داری در سطح احتمال 99 درصد (01/0>p)، بین آرایه چهارم با آرایه دوم و سوم وجود داشت. ضریب حساسیت بالای آرایه چهارم (78/9) نسبت به آرایه دوم و سوم (هر دو 43/5) نشان داد اضافه شدن پتانسل کرشهف به مجموعه داده ها، منجر به درجه بندی متفاوت کیفیت فیزیکی خاک شد. طوری که کیفیت خاک ها از 72 درصد خاک های بسیار مناسب و مناسب، و 28 درصد خاک های با محدودیت شدید و بسیار شدید در آرایه دوم و سوم به 41 درصد خاک های بسیار مناسب و مناسب، و 59 درصد خاک های با محدودیت شدید و بسیار شدید در آرایه چهارم تبدیل شد. این مطلب نشان دهنده آن است که ساده سازی نظام ارزیابی کیفیت خاک با استفاده از ویژگی های آسان اندازه گیری شونده لزوما به نتایج صحیح منتهی نمی شود.

    کلیدواژگان: پتانسیل کرشهف، تجزیه به مولفه های اصلی، حداقل مجموعه داده، ضریب حساسیت
  • گلناز ابراهیم زاده، نفیسه یغمائیان مهابادی*، حسین بیات، حمیدرضا متین فر صفحات 1005-1026

    مدیریت پایدار خاک با درک صحیح از ویژگی های خاک به حفظ حاصلخیزی و جلوگیری از تخریب آن کمک می کند. این تحقیق به منظور ارزیابی پتانسیل استفاده از مناطق مدیریت خاک (MZs) به عنوان روشی کارآمد برای بهبود بهره وری کشت گندم انجام شد. بر این اساس تعداد 140 نمونه خاک از مزارع گندم دیم برداشت شد. از ویژگی های خاکی به همراه ویژگی ها و شاخص های توپوگرافی و طیفی جهت تعیین MZs استفاده گردید. ویژگی های توپوگرافی مورد استفاده در این مطالعه با استفاده از نرم افزار7.8.2 SAGA و نقشه DEM منطقه مورد مطالعه استخراج گردید. تهیه نقشه ویژگی ها، انتخاب ویژگی-های بهینه با استفاده از آنالیز مولفه های اصلی (PCA)، تقسیم بندی مزرعه بر پایه ویژگی های منطقه ای و توپوگرافی بهینه با استفاده از الگوریتم های خوشه ای در ترکیب با زمین آمار، مراحل ایجاد MZs در این مطالعه بودند. شاخص عملکرد فازی (FPI) و آنتروپی طبقه بندی نرمال شده (NCE) جهت ارزیابی تعداد بهینه MZs بررسی گردید. تجزیه و تحلیل نیم تغییر نما، الگوی توزیع مکانی متنوع با وابستگی مکانی متوسط تا قوی را برای اکثر ویژگی ها در منطقه مطالعاتی نشان داد. در نهایت شش PC با مقادیر ویژه بیشتر از 1 با مجموع 3/76درصد از واریانس کل برای تجزیه و تحلیل بیشتر مورد استفاده قرار گرفتند. بر اساس حداقل مقدار FPI و NCE، شش ناحیه مدیریتی شناسایی شد. نتایج مقایسه میانگین ها نشان دهنده تفاوت در ویژگی ها در MZs است. این مطالعه نشان داد که تعیین MZs  بر اساس تغییرات مکانی ویژگی های توپوگرافی منطقه می تواند به طور موثری در شناسایی منابع اصلی تغییرپذیری عملکرد محصول و مدیریت خاک برای به حداکثر رساندن تولید محصول استفاده شود.

    کلیدواژگان: نواحی مدیریتی، خوشه بندی فازی، زمین آمار
  • فرزانه خداوند، علی اشرف امیری نژاد*، مختار قبادی صفحات 1027-1041
    استفاده از مواد اصلاح کننده می تواند موجب کاهش اثرات تنش های محیطی در گیاهان شود. هدف از این مطالعه بررسی اثر اسید سالیسیلیک و زیولیت در کاهش تنش قلیاییت درگیاه دارویی سیاهدانه Nigella sativa L.)) بود. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در سال 1401 در گلخانه دانشگاه رازی، کرمانشاه انجام شد. تیمار های آزمایشی شامل قلیاییت (در سه سطح 0، 50 و 100 میلی مولار از نمک بی کربنات سدیم)، اسید سالیسیلیک (در سه سطح 0، 5/0 و 1 میلی مولار) و زیولیت (در سه سطح 0، 25/0 و 5/0 درصد وزنی) بودند. نتایج نشان داد، که اثرهای اسید سالیسیلیک و زیولیت بر بیشتر ویژگی های رشدی گیاه تحت تنش قلیاییت معنی دار بود (P ≤0.01). بیشترین مقدار پرولین (65/12 میکرومول بر گرم) و قندهای محلول (2/0 میلی گرم بر گرم) در شرایط تنش شدید قلیاییت و بدون کاربرد اسید سالیسیلیک و زیولیت به دست آمد. همچنین، بیشترین ارتفاع گیاه (6/24 سانتی متر)، طول ریشه (5/19 سانتی متر)، جرم خشک شاخساره (78/0 گرم) و سطح برگ (47/22 سانتی مترمربع) در شرایط بدون قلیاییت و کاربرد 1 میلی مولار اسید سالیسیلیک و 5/0 درصد زیولیت به دست آمد. به طورکلی، کاربرد اسید سالیسیلیک به عنوان یک هورمون گیاهی و زیولیت به عنوان یک ماده اصلاحی در خاک، یک راهکار مناسب و ارزان در راستای کاهش اثرات تنش قلیاییت در گیاه سیاهدانه است.
    کلیدواژگان: پرولین، تنش محیطی، مواد اصلاح کننده، ویژگی های رشدی
  • مهدی اسمعیلی ورکی*، سما میرمحمدی، سهام الدین محمودی کردستانی صفحات 1043-1061
    حفظ تراز بستر رودخانه ها به ویژه در بازه هایی از مسیر آن که شیب بستر به دلایل مختلف از جمله برداشت شن و ماسه دچار افزایش موضعی شده است، از منظر حفاظت رودخانه اهمیت زیادی دارد. از جمله سازه های سازگار با محیط زیست که برای تثبیت بستر و کمک به پایداری دیواره های رودخانه کاربرد زیادی دارد، سازه های کنترل تراز بستر سطح شیب دار می باشد. یکی از موضوعات مهم در حفظ پایداری این سازه ها، کنترل یا کاهش آب شستگی در پایین دست آن می باشد. در تحقیق حاضر تاثیر نصب کف بند در ترازهای مختلف نسبت به بستر اولیه در پایین دست سازه کنترل تراز بستر سطح شیب دار با شیب 1:3 و 1:5 بر تغییرات عمق آب-شستگی برای المان های زبری با چیدمان و اندازه های مختلف نصب شده بر روی سطح سازه مورد بررسی قرار گرفت. مقایسه نتایج نشان داد که تغییر تراز کف بند رابطه ی مستقیمی بر مقدار آب شستگی دارد به طوری که با کاهش آن از حالت هم تراز بستر به یک دهم و یک ششم ارتفاع سازه، عمق آب شستگی در شرایط بدون اعمال زبری برای شیب 1:3 به طور متوسط 36 و 41 درصد و برای شیب 1:5 به طور متوسط 32 و 35 درصد افزایش پیدا کرد. بررسی نتایج نشان می دهد که با افزایش اندازه زبری به گونه ای که رژیم جریان عبوری از روی سازه به ریزشی تغییر یابد، اثر کاهش تراز کارگذاری کف بند بر افزایش عمق آب شستگی ناچیز می گردد.
    کلیدواژگان: کف بند، سازه کنترل تراز بستر سطح شیب دار، احیاء رودخانه، زبری، آب شستگی
  • مصطفی دازی، محمدجواد ولدان زوج*، علیرضا صفدری نژاد صفحات 1063-1078

    تولید محصولات راهبردی کشاورزی در ابعاد وسیع و به صورت صنعتی یکی از جنبه های دستیابی به امنیت غذایی است. مدیریت پیوسته و یکپارچه مزارع وسیع امری دشوار بوده و نیازمند بهره گیری از فناوری های نوین است. ناهنجاری درکشت محصولات زراعی به هر رخداد نامتعارف و محدودی اطلاق شده که موجب تمایز درروند کشت محصول به صورت موضعی گردد. عواملی همچون توزیع نامتوازن بذر و کود، چرای دام در زمان رشد محصول، آفات ، تمایز بافت خاک و شیب زمین در مزرعه، رشد علف های هرز و خشکسالی برخی از عوامل بروز ناهنجاری در مزارع کشاورزی هستند. آشکارسازی و اصلاح عوامل بروز ناهنجاری برای زمین های زراعی وسیع امری دشوار بوده و تشخیص این موضوع عموما در زمان برداشت محصول اتفاق می افتد. در این مقاله راهکاری به منظور پایش مستمر مزارع کشاورزی وسیع از طریق تحلیل سری های زمانی تصاویر ماهواره ای سنتینل-2 پیشنهادشده است. نتایج این راهکار حاکی از عملکرد موثر آن در تشخیص ناهنجاری های مختلف در مزارع کشاورزی بوده است. تشخیص بهنگام، امکان پایش تداوم ناهنجاری و سنجش اثربخش بودن اقدامات جبرانی از ویژگی های راهکار پیشنهادی است. این روش بیش از 5 نوع ناهنجاری را در مزارع منتخب شناسایی نموده و دقت آشکارسازی 60/95 درصدی را تامین ساخته است.

    کلیدواژگان: سنجش از دور، تشخیص ناهنجاری، سنتینل-2، سری زمانی تجمعی، الگوریتم RX
  • سید حسین موسوی، سعید برومندنسب*، مهری سعیدی نیا صفحات 1079-1093
    به منظور بررسی اثرات کم آبیاری و مالچ آلی بر روی عملکرد تر، عملکرد خشک، ارتفاع بوته، بهره وری عملکرد تر، بهره وری عملکرد خشک و سطح برگ ذرت علوفه ای (SC. 704) در منطقه خرم آباد، تحقیقی در قالب آزمایش فاکتوریل با طرح پایه بلوک های کامل تصادفی، در سه تکرار انجام شد. فاکتور اول آزمایش شامل چهار سطح 100، 80، 60 و 40 درصد نیاز آبی گیاه و فاکتور دوم شامل سه سطح مالچ آلی (بدون مالچ (شاهد)، 5/7 تن در هکتار و 15 تن در هکتار) درنظر گرفته شد. در این تحقیق، سیستم آبیاری قطره ای نواری (Tape) به کار برده شد و برای تعیین نیازآبی گیاه از تشت تبخیر کلاس  A استفاده گردید. نتایج نشان داد که اثرات متقابل کم آبیاری و مالچ آلی درسطح احتمال 5% معنی دار است. بیشترین میزان عملکرد تر (05/99 تن در هکتار) ، عملکرد خشک (15/31 تن در هکتار)، ارتفاع بوته (38/2متر) و سطح برگ (7511 سانتی متر مربع) در تیمار 100% نیاز آبی و میزان مالچ 15 تن در هکتار  مشاهده گردید که نسبت به تیمار شاهد به ترتیب 7/24 % ، 03/18 % ، 8/5 % و 38/48 %  افزایش داشتند. بیشترین میزان بهره وری عملکرد تر و عملکرد خشک به ترتیب  56/14 و 75/4  کیلوگرم به ازای یک متر مکعب آب حاصل گردید که در تیمار 80% نیاز آبی و مالچ 15 تن در هکتار به دست آمد. کمترین میزان بهره وری عملکرد تر و عملکرد خشک نیز به ترتیب  09/10 و 35/3  کیلوگرم به ازای یک متر مکعب آب بود که در تیمار 100% نیاز آبی و بدون مالچ به حاصل شد. بناراین، در این منطقه آبیاری بر اساس 80 درصد نیاز آبی و استفاده از مالچ به میزان 15 تن در هکتار باعث بهبود عملکرد تولید ذرت علوفه ای می گردد.
    کلیدواژگان: بهره وری آب، ذرت علوفه ای، مالچ، آبیاری قطره ای نواری
  • حسین جعفری*، فریبرز عباسی* صفحات 1095-1114
    در حوزه کشاورزی و در ارزیابی عملکرد گیاهان زراعی و باغی از شاخص های بهره وری فیزیکی آب (WPPa)، بهره وری اقتصادی آب (WPEa)، شکاف بهره وری فیزیکی (WPGP) و اقتصادی آب (WPGe) استفاده می شود. در شاخص WPPa  قیمت محصول و هزینه های صرف شده در نظر گرفته نمی شود و شاخص WPEa نیز نه تنها تحت تاثیر تورم و سیاست تنظیم بازار قرار می گیرد، بلکه اثر خاک و اقلیم، در مقدار آن دخالت داده نمی شود. شاخص های  WPGPو WPGe هم به دلیل تفاوت در ماهیت عملکرد گیاهان مختلف، ارزیابی دقیقی از بهره وری آب گیاهان ارایه نمی دهد. معرفی شاخصی که معایب مذکور را نداشته باشد، ضروری به نظر می رسد. در این پژوهش شاخص بهره وری نسبی اقتصادی آب معرفی، و برای هر یک از عوامل موثر بر تولیدات کشاورزی شامل خاک، گیاه، اقلیم، مدیریت آبیاری و تورم ارزیابی و با شاخص های WPPa، KWPp WPEa، WPGP و WPGe مقایسه شد. نتایج نشان داد که شاخص بهره وری نسبی اقتصادی آب، بر خلاف سایر شاخص ها، متناسب با توان تولید خاک و اقلیم منطقه و هر نوع مدیریت به زراعی و بدون اثرپذیری از ماهیت متفاوت عملکرد گیاهان زراعی، تورم (اقتصاد)، بهره وری آب را در گیاهان مختلف ارزیابی می-کند. چون در شاخص KWPe، بهره وری آب هر گیاه، بر اساس شرایط پتانسیل برآورد می شود لذا با این شاخص می توان بهره وری گیاهان مختلف در مناطق مختلف را با هم مقایسه کرد. به طوری که شاخص WPGe میانگین بهره وری آب برای گندم و جو در خاک های مختلف را مساوی (toman/m33973) برآورد نمود ولی شاخص KWPe در همین شرایط، بهره وری آب گندم و جو را به ترتیب  67/0 و 33/0 برآورد نمود. همچنین شاخص KWPp  بهره وری آب گندم و ذرت را برابر 42/0 تخمین زد، در حالی که شاخص KWPe  به دلیل بالا بودن قیمت ذرت نسبت به گندم، برای این دو محصول به ترتیب مقادیر 36/0 و 4/0 را برآورد نمود.
    کلیدواژگان: اقلیم، اقتصاد، پتانسیل تولید اراضی، شکاف بهره وری
  • ابوالفضل خادمی جلگه نژاد*، مجید فکری صفحات 1115-1129
    با توجه به مشکلات زیست محیطی ناشی از فلزات سنگین در آب های سطحی و زیرزمینی، جذب سطحی می تواند به‏عنوان یک جایگزین امیدوارکننده برای کاهش یون های فلزات سنگین در منابع آبی مورد توجه قرار گیرد. در این مطالعه، جذب کادمیم توسط زیست‏توده تفاله پسته و بیوچارهای حاصل از آن در دو دمای 0C 300 و0C  500 در سال 1401-1402 در دانشگاه شهید باهنر کرمان مورد بررسی قرار گرفت. ویژگی‏های زیست‏توده و بیوچارهای حاصل از آن تعیین شد. تاثیر  pH(2-7)، زمان تماس (1440-5 دقیقه) و غلظت‏های اولیه مختلف (10-200 میلی‏گرم بر لیتر) بر جذب کادمیم ارزیابی شد. علاوه بر آن مدل‏های سینتیکی شبه مرتبه اول و شبه مرتبه دوم و نیز مدل‏های همدما فروندلیچ و لانگمویر مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج به‏دست آمده نشان داد با پیرولیز زیست‏توده تفاله پسته درصد کربن افزایش و درصد هیدروژن، نیتروژن و گوگرد کاهش یافت. تصاویر SEM نشان داد که سطح بیوچار نسبت به زیست‏توده نامنظم‏تر و خشن‏تر است. همچنین pH بهینه 5 بود و محلول در زمان 120 دقیقه به تعادل رسید. جذب کادمیم توسط جاذب‏ها با مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم و مدل همدمای لانگمویر برازش بهتری نشان داد. حداکثر ظرفیت جذب کادمیم توسط زیست‏توده تفاله پسته، بیوچار 300 و بیوچار 500 به ترتیب 5/40، 2/58 و 5/72 میلی‏گرم بر گرم بود. نتایج این مطالعه نشان داد که با افزایش دمای پیرولیز مقدار جذب کادمیم افزایش یافت و بیوچار تفاله پسته ظرفیتی بالایی برای جذب کادمیم از محلول آبی دارد.
    کلیدواژگان: بیوچار، تفاله پسته، دمای پیرولیز، کادمیم، محلول آبی
|
  • Roya Toluee *, Davoud Zarehaghi, Naser Davatgar, Mohammad Reza Neyshabouri, Ahmad Bybordi Pages 981-1003

    Making management decisions for the quantitative and qualitative improvement of product production effectively begins with selecting the correct and appropriate set of physical and hydraulic characteristics in the form of a soil physical quality index. In order to investigate the physical quality of Shabaster Plain which were under wheat cultivation and to determine the role of the number and type of properties on the quality of the soils, 94 soils from these lands until the year 2022, were selected. To determine the soil physical quality index (SPQI), the minimum data set (MDS) was used by principal component analysis (PCA). 13 physical, chemical, and hydraulic properties (clay, silt, bulk density, aggregate size distribution, electrical conductivity, sodium adsorption ratio, pH, organic carbon, hydraulic conductivity (K_s), conventional plant available water (CPAW), integral energy (EI), dexter index (S_dex), Kirchhoff potential (M_h0)) were consciously entered into four stages in the principal component analysis so that the output is not only the minimum data set but also the best data set. EC appeared as one of the main components in all arrays. The first array was eliminated from the minimum data set. Comparing the mean soil physical quality index between the arrays with Duncan's test showed a significant difference at the 99% probability level (p<0.01) between the fourth array and the second and third arrays. The high sensitivity coefficient of the fourth array (9.78) with the second and third arrays (5.43) showed that the correct addition of the Kirchhoff potential to the data set, led to different results in terms of classifying soil physical quality. As a result, the quality of the soils decreased from 72% of very suitable and suitable soils and 28% of the soils with severe and very severe restrictions in the second and third arrays to 41% of very suitable and suitable soils and 59% of soils with restrictions in the fourth array. This data demonstrates using easily measured properties, to simplify the soil quality assessment system, does not always produce accurate results.

    Keywords: Kirchhoff Potential, Minimum Data Set, Principal component analysis, Sensitivity coefficient
  • Golnaz Ebrahimzadeh, Nafiseh Yaghmaeian Mahabadi *, Hossein Bayat:, Hamid Reza Matinfar Pages 1005-1026

    Sustainable soil management with a correct understanding of soil properties helps to maintain soil fertility and prevent soil degradation. This research was conducted to evaluate the potentional use of soil management zones (MZs) as an efficient method to improve the productivity of wheat cultivation. According to this, 140 soil samples were taken randomly from wheat fields. Physical and chemical properties, along with topographical and spectral indices, were used to delineate MZs. Topographic attributes were extracted from digital elevation model (DEM) map preapared in SAGA GIS 7.8.2 software from the study area. Mapping the applied variables, selecting the optimal variable using principal component analysis, and delineating the study area based on soil properties, topographic attributes and spectral indices by using cluster algorithms in combination with geostatistics are major steps for delineating management zones. The fuzziness performance index (FPI) and normalized classification entropy (NCE) were investigated for the number of MZs. The semivariogram and kriging prediction maps showed different spatial distribution patterns, with spatial autocorrelation ranging varies from weak to strong for most of the applied variables. Finally, six principal components (PCs) with an eigenvalue of more than 1 and a total variance of 76.3% were chosen for further analysis. Based on the lowest values of FPI and NCE, six MZs were identified. The mean values demonstrate the difference between the applied properties in the MZs. This study showed that the delineation of MZs can be effectively used in soil management for cultivation crops to maximise crop production.

    Keywords: management zones, Fuzzy clustering, geostatics
  • Farzaneh Khodavand, Ali Asshraf Amirinejad *, Mokhtar Ghobadi Pages 1027-1041
    The use of modifiers can reduce the effects of environmental stress in plants. The aim of this study was to investigate the effect of salicylic acid and zeolite in reducing alkalinity stress in black seed (Nigella sativa L.). A factorial experiment was conducted based on a completely randomized design with three replications in 2022 in the greenhouse of Razi university, Kermanshah. The factors included alkalinity stress (at three levels of 0, 50 and 100 mM as NaHCO3), salicylic acid (at three levels of 0, 0.5 and 1 mM), and zeolite (at three levels of 0, 0.25 and 0.5 % by weight). The results showed that the effects of salicylic acid and zeolite on most of the plant growth characteristics under alkalinity stress were significant (P ≤ 0.01). The highest amount of proline (12.65 μmol/g) and soluble sugars (0.2 mg/g) were obtained under severe alkalinity stress without the use of salicylic acid and zeolite. Also, the highest shoot height (24.6 cm), root length (19.5 cm), shoot dry mass (0.78 g) and leaf area (22.47 cm2) were obtained without alkalinity and with application of 1 mM salicylic acid and 0.5 % zeolite. In general, the use of salicylic acid, as a plant hormone, and zeolite, as a soil amendment, is a suitable and cheap strategy to reduce the effects of alkalinity stress in black seed.
    Keywords: Environmental Stress, growth characteristics, Modifiers, proline
  • Mahdi Esmaeili Varaki *, Sama Mirmohammadi, Sahameddin Mahmoudi Kurdistani Pages 1043-1061
    Maintaining the level of rivers bed, especially in a reach where their’s slope increased due to many reasons specifically sand and gravel mining is an essential issue to the conservation of rivers. Grade control structures are eco-friendly structures that are common to stabilize river’s beds and banks. Control and reduction of scour hole at the downstream basin is an important issue in the prevention of undercut and failure. In the current research, the effect of installation level of the apron on the variation of scour depth at downstream of the block ramp with slopes of 1:3 and 1:5 was considered experimentally under a range of flow discharges, the block ramp's surface roughness size and configuration. The comparison of the results indicated that there is a direct relationship between the level of the apron level and the scour depth so that by reducing the level of the apron to 1/10 and 1/6 of the block ramp height, the maximum scour depth increases in an average 36 and 41 for slope of 1:3 and 32 and 35 for slope of 1:5, respectively. By increasing the size of surface roughness such that the overpass flow regime changes to nappe flow, the reduction of installation of the level of block ramp does not noticeable effect on the increase of the scour depth.
    Keywords: Apron, Block ramp, river restoration, Roughness, scour
  • Mostafa Dazi, Mohammad Javad Valadan Zoej *, Alireza Safdarinezhad Pages 1063-1078

    One way to ensure food security is to produce strategic agricultural products on a large scale using industrial methods. Managing large-scale farms consistently and cohesively is a challenging task that requires the utilization of modern technologies. Crop anomalies refer to uncommon and limited factors during agricultural production, leading to localized differentiation in the crop cultivation process. Factors contributing to crop anomalies in agriculture include imbalances in soil nutrients and fertilizers, grazing during crop growth, pests, variations in soil texture and slope in pastures, weed growth, and drought. Detecting and remediating factors limiting crop growth in vast agricultural lands is difficult and these issues are often noticed at harvest time. This article suggests a solution for continuously monitoring of large agricultural fields by analyzing the time series of Sentinel-2 satellite images. The effectiveness of this solution in detecting various anomalies of farms, in agrarian areas has been demonstrated by the results. The proposed solution offers features such as timely diagnosis, the ability to monitor the continuation of irregularities, and the measurement of compensatory measures' effectiveness. The method has successfully identified over five types of anomalies in the selected farms, achieving a detection accuracy of 95.60%.

    Keywords: Anomaly detection, cumulative time series, remote sensing, RX algorithm, Sentinel-2
  • Seyed Hossein Mousavi, Saeed Boroomand Nasab *, Mehri Saeedinia Pages 1079-1093
    In order to investigate the effects of deficit irrigation and organic mulch on wet matter, dry matter, plant height, wet yield productivity, dry yield productivity and leaf area of corn forage (SC. 704) in Khorramabad region, an experiment based on the factorial experiment with a basic design of randomized complete blocks with three replications was conducted. The first factor of the experiment consisted of four levels of irrigation (100, 80, 60 and 40% of water requirements) and the second factor included three levels of organic mulch (no mulch (control), using 7.5 ton/hectare and 15 ton/hectare mulch). In this research, drip irrigation system (Tape) was applied and class A evaporation pan was used to determine the water requirement of the plant. The results showed that the mutual effects of deficit irrigation and organic mulch were significant at the 5% probability level. The maximum amount of wet matter (99.05 ton/ha), dry matter (31.15 ton/ha), plant height (2.38 m) and leaf area (7511cm2) were observed in the treatment of 100% water requirement and using mulch (15 ton/ha) which increased by 24.7%, 18.03%, 5.8% and 48.38% respectively compared to the control treatment. The maximum amount of water productivity for wet and dry matters were 14.56 and 4.57 kg/m3 which were obtained in the treatment of 80% water requirement and using mulch (15 ton/ha). The minimum amount of water productivity for wet and dry matters were 10.09 and 3.35 kg/m3 which were obtained in the treatment of 100% water requirement without using mulch.  Thus, in this region, irrigation based on 80% water requirement and using mulch (15 ton/ha) may cause improvement in corn forage yield.
    Keywords: Water Productivity, fodder corn, Mulch, tape drip irrigation
  • Hossein Jafari *, Fariborz Abbasi Pages 1095-1114
    In the agricultural sector, indicators of physical productivity (WPPa), economic productivity (WPEa), physical (WPGp) and economic productivity gap (WPGe) of water are used to evaluate the performance of farmers and gardeners. The WPPa index, does not consider the price and costs of the product. The WPEa index is not only affected by inflation and market regulation policy, but also does not take into account the effect of the region's soil and climate. The WPGP and WPGe indices do not provide an accurate evaluation of water productivity of plants due to the difference in the nature of the performance of different plants.
    Purpose
    In this study a new index is introduced that does not have any the aforementioned disadvantages.
    Material and method
    A relative economic water productivity index was introduced and evaluated using different data for each of the factors affecting agricultural production, including soil, plant, climate, management and inflation, and it was compared with the WPPa, WPEa, WPGP and WPGe indices.
    Results
    The results showed that unlike other indicators, the relative economic water productivity index evaluated water productivity in different plants compared to other indicators in proportion to the production capacity of the soil and the climate of the region for any type of agricultural management without being affected by the different nature of crop plants performance and inflation (economy). Because in the KWPe index, the water productivity of each plant is estimated based on the potential conditions and these conditions are unique for each plant and in each region and climate and under each agricultural management, therefore, the productivity of different plants in different regions can be compared only with this index. So that the WPGe index estimated the average value of water productivity for wheat and barley in different soils to be equal (3973 toman/m3), but the KWPe index estimated water productivity of wheat and barley at 0.67 and 0.33, respectively. Also, the KWPp index estimated the same value for water productivity of wheat and corn as 0.42, but the KWPe index estimated 0.36 and 0.4 for wheat and corn respectively due to the high price of corn compared to wheat.
    Keywords: Climate, Economy, Land production potential & Productivity gap
  • ABOLFAZL Khademi Jolgeh Nezhad *, Majid Fekri Pages 1115-1129
    Considering the environmental problems caused by heavy metals in surface and underground water, surface adsorption can be considered as a promising alternative to reduce heavy metal ions in water resources. In this study, cadmium absorption by pistachio pulp biomass and their produced biochars at 300 and 500 0C in 1401-1402 at Shahid Bahonar University of Kerman was investigated. The properties of biomass and the produced biochars were determined. The effect of pH (2-7), contact time (5-1440 minutes) and different initial concentrations (200-10 mg L-1) on cadmium absorption was evaluated. In addition, pseudo-first-order and pseudo-second-order kinetic models as well as Freundlich and Langmuir isotherm models were evaluated. The obtained results showed that the percentage of carbon increased and the percentage of hydrogen, nitrogen and sulfur decreased with pyrolysis of pistachio pulp biomass. SEM images showed that the surface of biochar is more irregular and rough than the biomass. Also, the optimal pH was 5 and the solution reached equilibrium in 120 minutes. Adsorption of cadmium by adsorbents showed a better fit with pseudo-second-order kinetic model and Langmuir isothermal model. The maximum cadmium absorption capacity by pistachio pulp biomass, biochar 300 and biochar 500 was 40.5, 58.2 and 72.5 mg g-1, respectively. The results of this study showed that the amount of cadmium absorption increased with the increase of pyrolysis temperature and pistachio pulp biochar has a high capacity to adsorb cadmium from aqueous solution.
    Keywords: aqueous solution, Biochar, Cadmium, Pistachio pomace, Pyrolysis temperature