فهرست مطالب

تحقیقات آب و خاک ایران - سال پنجاه و چهارم شماره 8 (پیاپی 92، آبان 1402)

مجله تحقیقات آب و خاک ایران
سال پنجاه و چهارم شماره 8 (پیاپی 92، آبان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/08/21
  • تعداد عناوین: 7
|
  • فاطمه قربانی برواتی، محمدحسین نجفی مود، یوسف رمضانی، عباس خاشعی سیوکی* صفحات 1131-1145

    مطالعه اثرات تغییراقلیم بر محصولات کشاورزی می تواند موجب بهبود و توسعه راهبرد های مدیریتی در ارتباط با نیاز های مهم کشاورزی در آینده و اتخاذ روش های سازگاری و کاهش اثرات سوء تغییراقلیم بر بخش کشاورزی گردد. هدف این پژوهش پیش بینی اثرات تغییراقلیم آینده بر عملکرد پنبه در منطقه بیرجند است که مدل گردش عمومی BCM2 تحت دو سناریوی انتشار B1  و A1B در سه دوره (2025 تا 2050، 2050 تا 2075 و 2075 تا 2100) برای پیش بینی شرایط اقلیمی آینده مورد بررسی و برای تولید پارامترهای اقلیمی روزانه مدل ریزمقیاس نمایی LARS-WG مورد استفاده قرار گرفت. داده های اقلیمی روزانه به دست آمده از خروجی LARS-WG به عنوان ورودی برای مدل DSSAT (مدل شبیه سازی محصول زراعی) به منظور شبیه سازی رشد پنبه تحت اقلیم آینده استفاده شد. شبیه سازی بیان گر این بوده است که در مقایسه با دوره پایه، تغییراقلیم عملکرد پنبه را (از 73/14 تا 53/18 درصد) افزایش و طول فصل رشد پنبه را کاهش داد. دلیل اصلی افزایش عملکرد پنبه را می توان به افزایش غلظت دی اکسید کربن نسبت داد.

    کلیدواژگان: افزایش دما، تغییر اقلیم، عملکرد پنبه، مدل های گردش عمومی، مدل شبیه ساز
  • مرضیه سپهوند، حسین میر سیدحسینی*، فروغ قاسمی صفحات 1147-1157
    با توجه به ضرورت ارزیابی منظم و سریع نیترات، توسعه روش هایی با قابلیت تشخیص دقیق و ساده این ترکیب دارای اهمیت می باشد. امروزه روش های رنگ سنجی به دلیل قابلیت تشخیص ساده و بصری بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. در این مطالعه که در سال 1401 با همکاری دانشگاه تهران و پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی انجام شد، یک روش رنگ سنجی بر پایه خوردگی نانومیله های طلا برای تشخیص کیفی و کمی نیترات ارایه شد. اندازه گیری یون های نیترات (پس از کاهش نیترات به نیتریت توسط پودر روی) در دمای اتاق با تغییر اندازه نانوذرات پلاسمونی و متعاقبا تولید سیگنال های قابل اندازه گیری، از جمله تغییرات طیفی و رنگی امکان پذیر است. در شرایط بهینه، یک رابطه خطی خوب بین غلظت نیترات و پاسخ رنگ سنجی در محدوده 5/0 تا 0/3 میلی مولار (995/0R2=) با حد تشخیص 3/173 میکرومولار حاصل شد. همچنین، با توجه به اینکه سبزی ها به خصوص سبزی های برگی پتانسیل بالایی در جذب نیترات دارند، در این پژوهش از شاهی به عنوان گیاه شاخص جهت بررسی کارایی حسگر در تعیین نیترات گیاهان برگی استفاده شد. مقادیر بازیابی برای نمونه های محلول غذایی و بافت شاهی به ترتیب در محدوده 4/94 تا 9/101 و 4/93 تا 5/98 درصد و انحراف استاندارد نسبی برای همه نمونه ها زیر 1/2 درصد محاسبه شد. در نتیجه روش ارایه شده در این پژوهش امکان نظارت بر سطح واقعی نیترات در نمونه های گیاه شاهی را فراهم می کند.
    کلیدواژگان: تشخیص رنگ سنجی، گیاه شاهی، نانومیله های طلا، نیترات
  • الهام زنگنه یوسف آبادی، عبدعلی ناصری، عبدالرحیم هوشمند*، سعید برومندنسب صفحات 1159-1177

    هدف از این پژوهش بررسی تاثیر عمق کارگذاری و دبی قطره چکان ها بر توزیع شوری خاک در مزرعه نیشکر در شرایط آبیاری قطره ای زیرسطحی بود. این پژوهش به صورت آزمایش کرت های خرد شده و در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی و در چهار تکرار انجام شد. تیمارهای آزمایشی شامل دو فاصله قطره چکان روی لوله فرعی (شامل L1 =30 cm  با دبی 2/2 لیتر در ساعت و L2=50 cm  با دبی 8/3 لیتر در ساعت) و سه عمق قرارگیری قطره چکان ها (شامل D1=15 cm  سانتی متر، D2=25 cm وD3=35 cm) بودند. جهت بررسی تاثیر تیمار های مختلف بر توزیع شوری در خاک، نمونه برداری خاک در زمان های چهار و شش ماه پس از شروع آبیاری قطره ای زیرسطحی، از خاک اطراف قطره چکان ها در فواصل مختلف انجام شد. نتایج الگوی توزیع شوری نشان داد تحت شرایط آبیاری قطره ای زیرسطحی، بیش ترین شوری در کف جویچه و در لایه بالایی خاک روی پشته مشاهده شد. در زمان شش ماه پس از شروع آبیاری قطره ای زیرسطحی، شوری پروفیل خاک در همه تیمارها نسبت به قبل افزایش داشت به طوری که شوری ناحیه اطراف قطره چکان ها در اکثر تیمارها به بالای 3 دسی زیمنس بر متر رسید. بیش ترین مقدار شوری در سطوح بالایی خاک، در تیمار D3L2 مشاهده شد. همچنین مطلوب ترین الگوی توزیع شوری در ناحیه توسعه ریشه در تیمار D2L1 مشاهده شد. بنابراین می توان نتیجه گیری کرد که کارگذاری قطره چکان در عمق 25 سانتی متر با فواصل 30 سانتی متر و دبی 2/2 لیتر در ساعت، جهت مدیریت شوری خاک در سیستم آبیاری قطره ای زیرسطحی مناسب تر می باشد.

    کلیدواژگان: تجمع املاح، پروفیل شوری، لوله آبده، مدیریت آبیاری، هدایت الکتریکی
  • سعید صفیرزاده*، اکبر کریمی، افشین آریز صفحات 1179-1196
    یکی از سازوکارهای استفاده از شکل های شیمیایی کم محلول فسفر در خاک، استفاده از گونه های گیاهی و ارقامی است که کارایی جذب فسفر بالایی دارند. به این منظور، در سال 1399 در شرکت کشت و صنعت حکیم فارابی خوزستان، کارایی جذب فسفر ارقام تجاری نیشکر و سازوکارهای موثر بر آن در یک آزمایش گلخانه ای مورد مطالعه قرار گرفت. عوامل مورد بررسی شامل کود فسفر (صفر، 125 و 250 کیلوگرم در هکتار کود سوپرفسفات تریپل) و رقم نیشکر (CP57-614، CP69-1062 و CP48-103) بودند که در سه زمان نمونه برداری شامل 45، 90 و 130 روز پس از کشت در یک آزمایش فاکتوریل با طرح پایه کاملا تصادفی با سه تکرار اجرا گردید. در این مطالعه در هر یک از زمان های نمونه برداری، پارامترهای جذب فسفر، طول ریشه گیاه، طول ویژه ریشه، نسبت ریشه به ساقه و جریان به درون فسفر مورد بررسی قرار گرفت. در شرایط کم بودن فسفر قابل استفاده در خاک، رقم CP48 و پس از آن رقم CP57 قادر به جذب بیش تر فسفر از خاک بودند و بنابراین می توان آن ها را به عنوان ارقام فسفر کارا در نظر گرفت در حالی که در کمبود فسفر، رقم CP69 توانایی کم تری در جذب فسفر از خاک نشان داد. در شرایط کمبود فسفر (P0) مقدار جذب فسفر در رقم CP48 به مقدار 13 و 45 درصد به ترتیب در مقایسه با رقم های CP57 و CP69 افزایش داشت و در رقم CP57 نیز 29 درصد افزایش نسبت به رقم CP69 نشان داد. با گذشت زمان، مقدار اینفلاکس فسفر در ارقامی CP57 و CP69 کاهش یافت به طوری که مقدار کاهش به ترتیب 53 و 67 درصد بود در حالی که در رقم CP48 به مقدار 66 درصد افزایش نشان داد. بنابراین تفاوت ها در توانایی جذب فسفر در ارقام نیشکر می تواند در مدیریت مصرف کود فسفر به ویژه در سن راتون مورد توجه قرار گیرد.
    کلیدواژگان: اینفلاکس فسفر، طول ریشه، فسفر کارا، کارایی جذب، نیشکر
  • حسین پندی، صفورا اسدی کپورچال*، مجید وظیفه دوست، مجتبی رضایی صفحات 1197-1213
    با افزایش جمعیت، نیاز روز افزون جامعه به غذا و کاهش بازده آبیاری در مزارع، استفاده بهینه از منابع خاک و آب حایز اهمیت است. با گسترش فناوری سنجش از دور، دسترسی به اطلاعات از منابع زمینی به گونه ای گسترده و سریع فراهم شده است. پژوهش حاضر با هدف شبیه سازی تبخیر-تعرق و ضریب گیاهی برنج رقم هاشمی اصلاح شده طی مراحل مختلف رشد با استفاده از مدل SWAP و تصاویر ماهواره ای و مقایسه کارآیی این روش ها با یکدیگر در موسسه تحقیقات برنج کشور واقع در شهر رشت در سال زراعی 1396 انجام شد. بر پایه نتایج مجموع تبخیر-تعرق اندازه گیری شده با لایسیمتر، و شبیه سازی شده با مدل SWAP با و بدون بروزرسانی با داده های ماهواره ای به ترتیب 4/395، 2/373 و 6/363 میلی متر بود. میانگین ضریب گیاهی محاسبه شده در دوره های رشد رویشی، زایشی و رسیدگی به ترتیب 13/1، 49/1، 21/1 به دست آمد. این ضرایب برای حالت شبیه سازی شده بدون بروزرسانی به ترتیب 02/1، 39/1، 04/1 و با برزورسانی داده های ماهواره ای به ترتیب 05/1، 43/1 و 07/1 به دست آمد. در نهایت، بر اساس آماره های محاسبه شده مدل SWAP در برآورد ضریب گیاهی (63/0=R2، 96/0=EF، 53/0=RMSE) و تبخیر-تعرق برنج (74/0=R2، 98/0=EF، 89/0=RMSE) از دقتی مناسب برخوردار بوده، لیکن با اندک اختلافی مدل SWAP بروزرسانی شده با داده های ماهواره ای در برآورد ضریب گیاهی (74/0=R2، 99/0=EF، 40/0=RMSE) و تبخیر-تعرق (86/0=R2، 99/0=EF، 75/0=RMSE) بهتر عمل کرده و می توان از تصاویر ماهواره ای به منظور بهبود کارایی مدل در برآورد تبخیر-تعرق و ضریب گیاهی برنج استفاده کرد.
    کلیدواژگان: برنج، سنجش از دور، شبیه سازی، ضریب گیاهی، Swap
  • آرام شهابی، مسعود داوری، کمال نبی اللهی*، روح الله تقی زاده مهرجردی صفحات 1215-1231

    تعیین سریع، دقیق و کم هزینه ویژگی های خاکی در برنامه ریزی و مدیریت اراضی از اهمیت قابل توجهی برخوردار است. هدف از این پژوهش ارزیابی بازتاب طیفی نزدیک، به عنوان تکنیکی سریع، مقرون به صرفه و غیرمخرب در تخمین برخی ویژگی های خاک (شن، سیلت، رس، pH و کربنات کلسیم معادل (CCE)) با استفاده از روش های رگرسیون حداقل مربعات جزیی (PLSR) و رگرسیون حداقل مربعات جزیی توام با بازنمونه گیری (bagging-PLSR) بود. بدین منظور، 220 نمونه مرکب خاک از عمق 0 تا 20 سانتی متری در شهریور 1398 از دشت قروه استان کردستان جمع آوری شد. سپس ویژگی های انتخابی خاک با روش های آزمایشگاهی استاندارد اندازه گیری شد. بازتاب طیفی نزدیک نمونه ی خاک ها در محدوده 350 تا 2500 نانومتر (Vis-NIR) با بهره گیری از دستگاه اسپکترورادیومتر آزمایشگاهی اندازه گیری شد. پس از ثبت طیف ها، انواع مختلف روش های پیش پردازش مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که روش PLSR  مقادیر R2 بین 58/0 تا 76/0 به دست می دهد، درحالی که این مقادیر در bagging-PLSR  بین 59/0 تا 74/0 متغیر می باشد. مقادیر RMSE معادل با 43/17، 65/7، 83/7، 94/7 و 66/0 در روش PLSR و همچنین مقادیر 66/16، 63/7، 13/8، 71/7 و 45/0 در روش bagging-PLSR به ترتیب برای شن، سیلت، رس، CCE و pH خاک به دست آمد. بر اساس مقادیر RPD (نسبت برآورد به انحراف)، در برآورد مقدار شن و CCE بهترین عملکرد توسط مدل bagging-PLSR به دست آمد؛ این در حالی است که در برآورد رس و pH خاک مدل PLSR دقیق ترین بود. نتایج پیش بینی هر دو مدل برای سیلت یکسان بود (53/1 = RPD). در کل نتایج نشان داد که مدل های PLSR و bagging-PLSR در برآورد ویژگی های خاکی مورد مطالعه از دقت قابل قبولی برخوردار می باشند.

    کلیدواژگان: کربنات کلسیم معادل، طیف سنجی مرئی &ndash، مادون قرمز نزدیک، رگرسیون حداقل مربعات جزئی، ویژگی های خاکی
  • محمدعلی شایان*، سعید برومندنسب، عبدعلی ناصری، موسی مسکرباشی صفحات 1233-1250
    آبیاری جویچه ای یکی از متداول ترین و مناسب ترین روش های آبیاری سطحی است که در مزارع شرکت کشت و صنعت نیشکر میرزاکوچک خان در جنوب غرب خوزستان استفاده می شود. با عنایت به مشکلاتی که مجموعه نیشکری اخیرا به دلیل کمبود منابع آب داشته اند، افزایش راندمان سامانه های آبیاری سطحی، با هدف کاهش برداشت از رودخانه کارون بعنوان منبع تامین آب مورد توجه قرار گرفته است. این مطالعه به منظور بررسی اثر شیب، طول جویچه و دبی بر راندمان کاربرد آب و راندمان ذخیره آب در خاک به صورت کرت های دو بار خردشده در قالب بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار از مرداد 1398 تا شهریور 1399 در یکی از مزارع شرکت کشت و صنعت میرزا کوچک خان انجام شد. این طرح با سه تیمار و هر تیمار در سه سطح شامل: شیب 02/0، 04/0 و 06/0 درصد، طول جویچه 150، 200 و 250 متر و دبی 2، 5/2 و 3 لیتر در ثانیه انجام شد. راندمان کاربرد آب در این مطالعه بین 7/64 تا 4/77 درصد و راندمان ذخیره آب در خاک بین 2/65 تا 100 درصد به دست آمد. بالاترین راندمان کاربرد آب در شیب 04/0 درصد، دبی 2 لیتر بر ثانیه و طول جویچه 250 متر به دست آمد. بالاترین راندمان ذخیره آب در خاک درشیب های 04/0 و 06/0 درصد، دبی 2 لیتر بر ثانیه و طول جویچه 250 متر به دست آمد. در نتیجه شیب 40/0 درصد، دبی 2 لیتر بر ثانیه و طول جویچه 250 متر به دلیل دارا بودن راندمان کاربرد و راندمان ذخیره آب بیشینه در خاک در سیستم آبیاری جویچه ای اراضی نیشکر جنوب اهواز، قابل توصیه می باشند.
    کلیدواژگان: آبیاری سطحی، زمان پسروی، زمان پیشروی، شیب، صنعت نیشکر
|
  • Fatemeh Ghorbani Baravati, Mohammad Hossain Najafi Mood, Yousef Ramezani, Abbas Khashei * Pages 1131-1145

    The aim of this research is to predict the effects of future climate change on cotton yield in Birjand region. In this research, the BCM2 general circulation model under two release scenarios B1 and A1B in three periods (2025 to 2050, 2050 to 2075, and 2075 to 2100) was examined to predict future climate conditions and to generate daily climate parameters of the LARS-WG microscale model. Daily climate data obtained from LARS-WG output were used as inputs for DSSAT model (crop simulation model) to simulate cotton growth under future climate. The selection and preparation of a suitable plot of land for the implementation of the project was done in the beginning of October 2018. The intended experimental design was factorial split plots. The DSSAT model provided acceptable results for cotton yield and phenological stages, and this success was confirmed when the values simulated by the model were compared with the data collected from the field experiments. The maximum NRMSE is related to HW simulation, which is calculated as 9.7%. The value of this index for simulating the phenology stages is much lower and its value is reduced to 1.5%. The results of this research show that the DSSAT model can be a promising tool for predicting yield, leaf area, nitrogen accumulation, phenology and biomass of different cotton cultivars and other crops grown in the region. It seems that this study is useful and appropriate for farmers and their making decisions. The results of the simulations showed that due to future climate change and increase in temperature and carbon dioxide concentration in Birjand city, cotton yield will increase. On average, under all scenarios, the average yield of cotton will increase by 15% in the period of 2025 to 2050, by 15.44% in the period of 2050 to 2075 and by 18.15% in the period of 2075 to 2100. The simulation has shown that climate change increased cotton yield (from 14.73 to 18.53 percent) and reduced the length of the cotton growing season. The main reason for the increase in cotton yield can be attributed to the increase in carbon dioxide concentration.

    Keywords: Temperature rise, climate change, Cotton Yield, general circulation models, simulation model
  • Marzieh Sepahvand, Hossein Mirseyed Hosseini *, Forough Ghasemi Pages 1147-1157
    Due to the necessity of regular and rapid evaluation of nitrate, the development of methods with the ability to detect this compound accuratly and simple is important. Nowadays, colorimetric methods have received much attention due to their ability to detect simple and visual. In this study, which was carried out in 2022 with cooperation of Tehran university and the Agricultural Biotechnology Research Institute, a colorimetric method based on etching of gold nanorods for qualitative and quantitative detection of nitrate was presented. the measurement of nitrate ions (after reduction of nitrate to nitrite by zinc powder) at room temperature is possible by changing the size of the plasmonic nanoparticles and subsequently generating measurable signals, including spectral and color changes. Under optimal conditions, a good linear relationship between nitrate concentration and colorimetric response in the range of 0.5 to 3.0 mM (R2=0.995) with a detection limit of 173.3 μM was found. Also, considering that vegetables, especially leafy vegetables, have a high potential in nitrate absorption, in this research cress plant was used as an indicator plant to investigate the efficiency of the sensor in determining the nitrate of leafy plants. Recovery values for nutrient solution and cress tissue samples was in the range of  94.4 to 101.9 and 93.4 to 98.5%, respectively, and relative standard deviation (RSD) for all samples was calculated below 2.1%. As a result, the presented method in this study provides the possibility of monitoring the actual level of nitrate in cress plant samples.
    Keywords: Colorimetric detection, Cress plant, Gold nanorods, Nitrate
  • Elham Zanganeh-Yusef Abadi, Abdali Naseri, Abdolrahim Hooshmand *, Saeed Boroomandnasab Pages 1159-1177

    The purpose of this study was to investigate the effect of the depth of application and the discharge of drippers on the distribution of soil salinity in the sugarcane field under subsurface drip irrigation. This research was conducted as a split-plot experiment based on complete random blocks design in four replications. Experimental treatments including two dripper distances on the secondary pipe (including L1: 30 cm with a flow rate of 2.2 L h-1 and L2: 50 cm with a flow rate of 3.8 L h-1) and three dripper placement depths (Including D1: 15 cm, D2: 25 cm and D3: 35 cm). In order to investigate the effect of different treatments on salinity distribution in the soil, soil samples were collected four and six months after the start of subsurface drip irrigation, from the soil around the drippers at different intervals. The results of the salinity distribution pattern showed that under the conditions of subsurface drip irrigation, the highest salinity was observed in the bottom of the furrow and in the upper layer of the soil on the mound. Six months after the start of subsurface drip irrigation, the salinity of the soil profile in all treatments increased compared to the beggining, so that the salinity of the area around the drippers in most of the treatments reached above 3 dS m-1. The highest amount of salinity in the upper soil layers was observed in D3L2 treatment. Also, the most favorable salinity distribution pattern in the root development area was observed in D2L1 treatment. Therefore, it can be concluded that the use of drippers at a depth of 25 cm with intervals of 30 cm and a flow rate of 2.2 L h-1 is more suitable for managing soil salinity in the subsurface drip irrigation system.

    Keywords: Drip pipe, Electrical conductivity, Irrigation management, Salinity profile, Solute accumulation
  • Saeed Safirzadeh *, Akbar Karimi, Afshin Ariz Pages 1179-1196
    One of the strategies of using low-soluble P farctions in the soil is selection and cultivation of plants and varieties with high P uptake efficiency. According to the necessity of P uptake efficiency and effective mechanisms in commercial varieties of sugarcane knowledge, a pot experiment was carried out in greenhouse condition in Hakim Farabi Agro-Industry CO.. The treatments were P fertilizer (including: blank (P0), 125 (P50) and 250 (P100) kg ha-1 as triple superphosphate) and varieties of sugarcane (including: CP57-614, CP69-1062 and CP48-103) in three sampling times (including: 45, 90 and 130 days after planting) with three replications in factorial based on completely randomized design. In this study, P uptake, root length, specific root length, root to shoot ratio and P influx were evaluated at each sampling time. In low available P condition, the CP48 and the CP57 varieties able to uptake more P and then considered as efficient P varieties. However, CP69 has less ability to uptake of P in this condition. In this condition, CP48 variety, P uptake was increased by 13% and 45% compared to CP57 and CP69 varieties respectively. However, CP57 showed enhancement of P uptake up to 29% compared to CP69 variety. Phosphorus influx decreased in CP57 and CP69 varieties by 53% and 67% respectively with aging of sugarcane that the greatest decrease of influx was observed in CP69 variety. In the CP48 variety, P influx increased up to 66%, which can be an effective factor in more P uptake. Therefore, these differences in the ability of P uptake in sugarcane varieties and mechanisms affecting P uptake can improve the management of P fertilizer consumption especially in ratoon.
    Keywords: Efficient phosphorus, phosphorus influx, Root length, Sugarcane, uptake efficiency
  • Hosein Pandi, Safoora Asadi Kapourchal *, Majid Vazifedoust, Mojtaba Rezaei Pages 1197-1213
    Due to the upcoming climate threats, challenge of water shortage and its impact on the food security of the growing population in Iran, the optimal use of soil and water resources is very important. With the development of remote sensing technologies, free access to a variety of field data has become widely available, which can be used to reduce the uncertainty of simulation models. The aim of this study was to simulate actual evapotranspiration (ETa) and rice crop coefficients (Kc) during its growth stages using the SWAP model updated with satellite data and evaluate the accuracy of the results with/without updating. This research was conducted at the National Rice Research Institute of Iran in Rasht in the year of 2017. Based on the obtained results, total ETa measured by lysimeter and simulated by SWAP model with and without updating were 395.4, 373.2 and 363.6 mm, respectively. The average crop coefficients during the growth stages of vegetative, reproductive and ripening were estimated as 1.13, 1.49, 1.21, respectively. The crop coefficients for the proposed stages estimated by SWAP model without using satellite data were 1.02, 1.39, 1.04, respectively. After updating with satellite data, the crop coefficients were modified as 1.05, 1.43 and 1.07, respectively. Finally, the statistical analysis indicated that the SWAP model has a reasonable performance in estimation of ETa (RMSE=0.89; EF=0.98; R2=0.74) and rice crop coefficients (RMSE=0.53; EF=0.96; R2=0.63). The results indicate that the SWAP model combined with satellite data improved the accuracy of ETa estimation (RMSE=0.75; EF=0.99; R2=0.86) and rice crop coefficient (RMSE=0.40; EF=0.99; R2=0.74) at field scale.
    Keywords: crop coefficient, remote sensing, rice, simulation, Swap
  • Aram Shahabi, Masoud Davari, Kamal Nabiollahi *, Rohullah Taghizadeh Mehrjardi Pages 1215-1231

    The rapid, accurate, and low-cost determination of soil properties has particularly important for land planning and management. The objective of this study was to evaluate the Vis-NIR spectral reflectance of soils, as a rapid, cost-effective, and non-destructive technique, for estimating some soil properties [sand, silt, clay, pH, and calcium carbonate equivalent (CCE)] by partial least-square regression (PLSR) and bagging-PLSR methods. For this purpose, a total of 220 composite soil samples were collected from 0-20 cm depth in Ghorveh Plain, Kurdistan province, in September 2019. The selected soil properties were measured by standard laboratory methods. The proximal spectral reflectance of soil samples was also measured within the 350-2500 nm range (Vis-NIR) using a handheld spectroradiometer. Different pre-processing methods were assessed after recording the spectra. The results indicated that the R2 values for the PLSR method ranged from 0.58 to 0.76, while the bagging-PLSR produced R2 values between 0.59 and 0.74. The RMSE values obtained for sand, silt, clay, CCE, and pH were 17.43, 7.65, 7.83, 7.94, and 0.66, respectively for the PLSR, and 16.66, 7.63, 8.13, 7.71, and 0.45 for the bagging-PLSR. Based on the ratio of prediction to deviation (RPD) values, the bagging-PLSR model achieved the best performance in predicting sand and CCE. However, for clay and pH prediction, the PLSR model was the most accurate. Both the PLSR and bagging-PLSR models yielded identical predictions for silt content, with an RPD value of 1.53. Overall, the results showed that PLSR and bagging-PLSR models have acceptable accuracy for estimating the proposed properties of the soils.

    Keywords: CCE, soil properties, Partial least-squares regression, Visible, near-infrared spectroscopy
  • MOHAMMAD ALI SHAYAN *, Saeed Boroomandnasab, Abed Ali Naseri, Moosa Meskarbashee Pages 1233-1250
    Furrow irrigation is one of the most common and suitable methods of surface irrigation that is used in the fields of Mirzakochek Khan Sugarcane Company in the southwest of Khuzestan. Considering the problems that sugarcane companies have recently had due to the water resources scarcity, increasing the efficiency of surface irrigation systems with the aim of reducing water supply from Karun River is necessary. This study was conducted to investigate the effect of slope, furrow length and discharge on water application (Ea) and storage efficiencies (Es) as split-split plots and randomized complete blocks design with three replications from August 2018 to September 2019 in one of the farms of Mirza Kochakh Khan Company. This study was carried out with three treatments, each at three levels, including: slope of 0.02, 0.04 and 0.06%, length of 150, 200 and 250 meters and flow rate of 2, 2.5 and 3 l/s. Ea was obtained between 64.7% and 77.4% and Es between 65.2% and 100%. The highest Ea was corresponded to a slope of 0.04%, a flow rate of 2 l/s and a length of 250 meters. The highest Es was corresponded to the slopes of 0.04 and 0.06%, flow rate of 2 l/s and the length of 250 meters. Consequently, the slope of 0.04%, the flow rate of 2 l/s and the length of 250 meters are sujestted for furrow irrigation system of the sugarcane lands in the south of Ahvaz due to the optimal value of Ea and Es.
    Keywords: advance time, recession time, Slope, Sugarcane industry, Surface irrigation