نشریه آب و خاک
سال بیست و هفتم شماره 1 (پیاپی 27، فروردین و اردیبهشت 1392)

دو مورد از مباحث زهکشی که کمتر به آنها پرداخته شده است، یکی مسئله زهکشی در خاک های مطبق و دیگری مبحث زهکش پلکانی می-باشد، و لزوم مطالعه و تحقیق بیشتر در این زمینه ها به چشم می خورد. بنابراین تحقیق حاضر تحت شرایط ویژه فوق در اراضی کشت و صنعت امام خمینی (ره) واقع در شمال استان خوزستان صورت پذیرفت. در اراضی کشت و صنعت امام خمینی (ره) بعد از مطالعات اولیه طراحی، فاصله زهکش ها حدود 70 متر برآورد گردید و زهکش ها در عمق متوسط 1/2 متری نصب گردیدند. اما بعد از دو سال که از احداث زهکش ها در مزارع این واحد گذشت، مشاهده گردید که به علت وجود یک لایه با نفوذ پذیری کمتر از 10 مرتبه نسبت به لایه های فوقانی و تحتانی در عمق حدود 110 تا 160 سانتیمتری، عملکرد زهکش های موجود در حدود 500 هکتار از اراضی مناسب نمی باشد. جهت رفع این مشکل اجرای زهکش های پلکانی پیشنهاد گردید. در این راستا بین هر دو زهکش موجود، یک خط زهکش جدید در عمق متوسط 2/1 متری نصب گردید. جهت بررسی های تکمیلی یکی از مزارع این واحد انتخاب گردید. در مزرعه مورد نظر در سه ردیف مختلف جمعا 20 عدد چاهک مشاهده ای نصب گردید. پس از تجهیز چاهک ها و انجام مطالعات خاک شناسی، نوسانات سطح ایستابی، دبی آب ورودی و خروجی از مزرعه به صورت روزانه و طی 3 نوبت آبیاری اندازه گیری شد. سپس نتایج بدست آمده از طریق مشاهدات مزرعه ای با معادلات تحلیلی موجود، مورد ارزیابی قرار گرفتند. مشاهدات مزرعه ای نشان می دهد با نصب زهکش های جدید مشکل مزرعه به طور کامل رفع شده است و سطح آب زیرزمینی در مدت زمان مناسب (کمتر از 36 ساعت) به زیر عمق توسعه ریشه می رسد. همچنین شدت افت سطح ایستابی در حالت واقعی با حرکت از انتهای مزرعه به سمت جمع کننده اصلی مزرعه (کلکتور) افزایش می یابد، و میزان دبی خروجی از زهکش های عمقی همواره بیشتر از دبی زهکش های کم عمق می باشد. اما با توجه به شرایط خاص مزرعه و لایه ای بودن خاک، معادلات موجود قادر به شبیه سازی و پیش بینی دقیق پروفیل سطح ایستابی و دبی خروجی از مزرعه نبودند، و مقادیر بدست آمده از طریق معادله تحلیلی تنها در محدوده کمی از پروفیل سطح ایستابی با حالت واقعی مشاهده شده در مزرعه تطابق داشتند.

این پژوهش گلخانه ای با هدف بررسی تاثیرکاربرد پسماندهای آلی بر غلظت عناصر روی و آهن در دو نوع خاک آهکی با بافتهای لومی رسی و لومی شنی و قابلیت جذب این عناصر به وسیله گیاه ذرت (رقم 704) به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد. تیمارها شامل شاهد (بدون کود)، لجن فاضلاب، کودکمپوست، کودگاوی در سطوح 25 و 50 مگاگرم در هکتار و کود شیمیایی سولفاتی شامل 20 میلی گرم در کیلوگرم هریک از سولفات های (روی و آهن) بود. برداشت گیاه ذرت پس از 75 روز و در مراحل 4 تا 5 برگی انجام و از خاک وگیاه نیز نمونه برداری شد. کاربرد پسماندهای آلی در کلیه سطوح باعث افزایش معنی دار (01/0)

فلزات سنگین از راه های مختلفی همچون مصرف نهاده های شیمیایی، پساب ها و فاضلاب ها وارد زمین های کشاورزی و محیط زیست می-شوند. اثرات مخرب آنها بر محیط زیست و موجودات زنده گزارش شده است. با توجه به عکس العمل سریع موجودات زنده به تغییرات اکوسیستم خود، این تحقیق به منظور بررسی اثرات آلودگی یک خاک آهکی با فلز سنگین کادمیوم بر پارامترهای رشدی کرم خاکی گونه ایزنیا فتیدا4 انجام شد. بدین منظور رشد کرم خاکی گونه مذکور در خاک آهکی آغشته شده با مقادیر 80،6040،20،10،0 میلی گرم عنصر در کیلوگرم خاک و دو سطح بدون ماده آلی و افزایش 5 درصد وزنی ماده آلی در زمان های0،75،60،45،30،15 روز پس از افزایش عناصر به خاک مورد بررسی قرار گرفت. پارامترهای تغییر وزن کرم، تعداد کوکون تولید شده و درصد زنده مانی اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که افزایش ماده آلی می تواند اثرات مخرب فلزات را نسبتا کاهش دهد. در خاک های تیمار شده با کادمیوم، با افزایش غلظت عنصر در خاک، وزن کرم ها کاهش یافت و کادمیوم بیشترین تاثیر را بر تعداد کوکون تولید شده داشته است (004/0 P< خاک آهکی). در خاک های تیمار شده با افزایش عنصر به خاک درصد زنده مانی کرم ها نیزکاهش معنی دار داشته است.

صرفه اقتصادی یکی از عوامل مهمی است که کشاورزان را ترغیب می کند تا نسبت به کشت یک محصول اقدام کنند. بنابراین علاوه بر ارزیابی کیفی و کمی، می توان بر اساس مقدار سود خالص یا ناخالص در واحد سطح، از نظر اقتصادی نیز تناسب اراضی را مورد ارزیابی قرار داد. این تحقیق به منظو ر انجام این نوع ارزیابی به روش های مختلف، برای ذرت علوفه ای در اطراف شهرستان شهرکرد انجام گرفت. در این راستا، از طریق روش های نرخ بازده داخلی، سود ناخالص، ارزش فعلی خالص و نسبت منفعت به هزینه، با استفاده از نرم افزار ALES، کلاس تناسب اقتصادی واحدهای اراضی برای ذرت علوفه ای تعیین گردید. برای ساختن مدل در نرم افزار ALES، یک بانک اطلاعاتی دربرگیرنده واحدهای خاک، خصوصیات خاک، نیازهای رویشی ذرت علوفه ای، عملکرد، نرخ بازده وام بانکی، هزینه های ثابت و متغیر و قیمت فروش هر واحد وزنی ذرت علوفه ای در محیط نرم افزار ایجاد و سپس کلاس تناسب اقتصادی تعیین شد. نتایج نشان داد که وقتی روش ارزش فعلی خالص بکار می رود، اغلب واحدهای اراضی، در کلاس تناسب (S2) قرار می گیرند و زمانی که از سه روش دیگر استفاده می گردد، کلاس تناسب اقتصادی تمامی واحدهای اراضی، (S1) می گردد. کلاس تناسب اقتصادی، بدست آمده بر مبنای روش محاسبه سود ناخالص، بدون استفاده از نرم افزار ALES، در 40 درصد واحدهای اراضی، S2 و در 60 درصد آنها، S1 می باشد. نتایج تعیین کلاس تناسب اقتصادی به کمک نرم افزار ALES بر مبنای روش محاسبه ارزش فعلی خالص با طبقه بندی کیفی تناسب اراضی منطقه مورد مطالعه که در یک تحقیق قبلی، فقط بر اساس میزان محدودیت مشخصات فیزیکی زمین صورت گرفت، مطابقت بیشتری دارد.

در کشاورزی مدرن امروزه، تهیه ی نقشه ی حاصلخیزی خاک جهت برنامه ریزی بهتر برای استفاده از کودهای شیمیایی و بهره برداری از خاک ضروری است. هدف از این تحقیق ارزیابی حاصلخیزی خاک بر اساس برخی ویژگی های شیمیایی در دشت اردبیل با 136 نقطه ی مطالعاتی می باشد که بدین منظور در محیط نرم افزار ArcGIS9.3، درون یابی با کریجینگ بین نقاط صورت گرفت و نقشه ی اولیه ی هر یک از پارامترها شامل فسفر، پتاسیم، نیتروژن، کربن آلی، pH و EC تهیه و گروه بندی شدند. سپس از تکنیک تحلیل سلسله مراتبی (AHP) برای وزن دهی پارامترها استفاده شد. از ترکیب نقشه ی این پارامترها از طریق امتیازدهی فاکتوریل، نقشه های نهایی حاصلخیزی برای گیاه گندم و سیب زمینی تهیه و طبقه بندی شدند. نتایج نشان داد که به ترتیب 62/21، 6/3 و 84/74 درصد از منطقه ی مورد مطالعه در تناسب ضعیف، متوسط و خوب از لحاظ حاصلخیزی خاک جهت کشت گندم است. در حالی که نتایج برای سیب زمینی در مقایسه با گندم نشان داد که به ترتیب 45/52، 19/7 و 34/40 درصد از منطقه ی مورد مطالعه در تناسب ضعیف، متوسط و خوب قرار می گیرد. بنابراین می توان نتیجه گرفت که تهیه ی نقشه ی حاصلخیزی خاک برای محصولات مختلف به شکلی که بیان شد می تواند ما را در مدیریت مناسب اراضی و کوددهی ها کمک نماید.

این تحقیق با هدف ارزیابی ‎توان تثبیت بیولوژیک نیتروژن در بین سویه های مختلف ریزوبیوم وکاهش مصرف کودهای نیتروژنه به صورت طرح آزمایشی بلوک های کامل تصادفی با13 تیمار شامل سه سطح صفر،200 و 400 کیلوگرم اوره در هکتار و 10سطح سویه باکتری ریزوبیوم در 4 تکرار و در 2 سال به صورت مزرعه ای در ایستگاه اسماعیل آباد مرکز تحقیقات کشاورزی قزوین انجام شد. در 2 مرحله(50% گلدهی و زمان برداشت) صفات مورد نظر (وزن خشک اندام هوایی، تعداد و وزن غده ها، میزان جذب نیتروژن و عملکرد دانه) برای انتخاب سویه برتر اندازه گیری شد. نتایج حاصل از 2 سال آزمایش مزرعه ای و بررسی صفات مورد نظر اندازه گیری شده نشان داد که سویه L – 75 به عنوان سویه برتر در تثبیت نیتروژن بوده و باعث بیشترین اثر مثبت روی صفات مورد نظر گردید و می تواند برای تلقیح بذر لوبیا در منطقه قزوین به کشاورزان منطقه توصیه گردد. این سویه باعث بیشترین تعداد غده و وزن خشک بوته در دو سال شد. افزایش عملکرد، توسط این سویه در سال اول و دوم به ترتیب 26درصد و 40درصد بدست آمد. این مطالعه نشان داد که تلقیح بذر لوبیا با سویه های موثر ریزوبیوم موجب افزایش رشد گیاه و عملکرد دانه شده و اثر قابل توجه ای در کاهش مصرف کودهای نیتروژنی دارد.

در مطالعه حاضر روش های مختلف آبیاری با استفاده از فناوری ردیابی ایزوتوپی مورد ارزیابی قرار گرفت تا فرایند بازیابی نیتروژن توسط گیاه چغندرقند مورد بازبینی قرار گیرد. تیمارهای مورد مطالعه شامل: کود آبیاری قطره ای (1T) کود آبیاری بارانی (2T) آبیاری بارانی (3T) و آبیاری فارو (4T) می باشند. نتایج نشان دهنده این است که در غده های تحت تیمار 1T، نیتروژن اسید آمینه ای، نمکهای (K و Na) زیاد بوده و کمترین شکر سفید تولید شده مربوط به این تیمار می باشد. تیمارهای آبیاری بارانی (2T و 3T) نسبت به سایر تیمارها محصول ریشه و شکر بیشتری تولید کرده-اند. ریشه های تحت تیمار 2T بیشترین نیتروژن، رطوبت و نمک را برداشت کرده است و در نتیجه بیشترین میزان قند ملاس را در واحد سطح مزرعه در بین همه تیمارها به خود اختصاص داده است. تغییر روش اعمال کود در تیمارهای آبیاری بارانی (3T) موجب کاهش نمکهای غده شده و کاهش این نمکها گرایش به تغییر رنگ شکر سفید و تولید شکر ناخالص را کاهش داده است. ریشه های تحت تیمار 4T کمترین وزن تازه و ناخالصی ریشه را دارند. طولانی شدن دوره کوددهی از اوایل خرداد تا پایان مرداد باعث افزایش عناصر کودی در محیط ریشه و جذب ناچیز آن شده و متعاقب آن نیتروژن آمینو اسیدی و قند ملاس در غده افزایش و شکر سفید (قابل استحصال) کاهش یافته است. در کل استفاده از روش آبیاری بارانی و اعمال تیمار کودی در ابتدای دوره کشت، برای کشت این گیاه مناسب به نظر می رسد.

لجن به عنوان بقایای جامد حاصل از تصفیه فاضلاب، حاوی عناصر کودی پرمصرف و کم مصرف مورد نیاز گیاه و مواد آلی می باشد و به همین دلیل از آن، جهت تقویت اراضی کشاورزی استفاده می شود. از طرفی، کاربرد بدون ضابطه لجن ممکن است موجبات آلودگی خاک و منابع آب سطحی و زیرزمینی را فراهم سازد. لذا اثر کاربرد مقادیر مختلف لجن فاضلاب به عنوان کود آلی در مقایسه با کودهای شیمیایی رایج، بر انتقال املاح و آلاینده ها به زیر عمق توسعه ریشه ها، برخی از خصوصیات خاک و عملکرد و اجزاء عملکرد گیاه سویا مورد بررسی قرار گرفت. به همین منظور تعداد 15 عدد ستون خاک استوانه ای شکل به ارتفاع 100 سانتیمتر و قطر 60 سانتیمتر آماده شد و لوله زهکش از جنس PVC به همراه پوشش مصنوعی (فیلتر ژئوتکستایل) در کف هر یک نصب گردید. لجن مورد نیاز از تصفیه خانه فاضلاب شهرک اکباتان و پس از طی مراحل هضم و آب گیری اولیه تهیه شد و پس از آماده سازی مورد استفاده قرار گرفت. ستون ها با استفاده از خاکی با بافت لوم رسی پرشدند و سویای رقم ویلیامز در آنها کشت گردید. تیمارهای کودی عبارت بود از کود لجن در 3 سطح 10، 25 و 50 تن در هکتار، کود شیمیایی (150 کیلوگرم در هکتار کود فسفات آمونیم، معادل 72 کیلوگرم در هکتار فسفر به صورت P2O5 به همراه 27 کیلوگرم بر هکتار نیتروژن و نیز 50 کیلوگرم در هکتار کود اوره، معادل 23 کیلوگرم در هکتار نیتروژن) و تیمار شاهد (بدون کود) که هر یک به تفکیک در 3 تکرار منظور گردید. آنالیز آماری نتایج انتقال نیترات در خاک با استفاده از آزمون آماری کرت های خرد شده (اسپلیت پلات) در زمان و در قالب طرح کاملا تصادفی انجام شد. بر اساس نتایج به دست آمده، بیشترین مقدار نیترات خروجی از زهکش ها در ابتدای فصل کشت و در اولین نمونه زه آب ستون های خاک مشاهده گردید و با تداوم عملیات آبیاری، به تدریج از کمیت نیترات موجود در زه آب ها کاسته شد. بیشترین مقدار نیترات در زه آب با میانگین 17/57 میلی گرم بر لیتر و مربوط به تیمار کاربرد 50 تن در هکتار لجن بود. کم ترین مقادیر متوسط نیترات در زه آب حاصل از تیمار شاهد و به میزان 51/3 میلی گرم بر لیتر و در پایان فصل آبیاری مشاهده شد. تیمارهای کاربرد کود شیمیایی و لجن به میزان 10 تن در هکتار، تقریبا با مقادیری نزدیک به هم از نظر میزان نیترات موجود در زه آب خروجی در بین این دو قرار گرفت. بیشترین متوسط عملکرد به میزان 85/277 گرم دانه سویا، در نتیجه کاربرد 50 تن در هکتار لجن به وقوع پیوست. هم چنین متوسط وزن 1000 عدد دانه و متوسط تعداد غلاف نیز به ترتیب با مقادیر 42/127 گرم و 856 عدد در این تیمار حائز رتبه اول بود. پس از آن تیمارهای کاربرد 25 تن در هکتار لجن، کود شیمیایی و 10 تن در هکتار لجن در رتبه های بعدی قرار گرفت. بنابراین کاربرد بالاترین مقدار لجن فاضلاب در کشت سویا (به میزان 50 تن در هکتار)، انتقال بیشترین مقادیر نیترات به زیر عمق توسعه ریشه ها و بالاترین شاخص های عملکردی را موجب شد.

هدف این پژوهش، تحلیل فراوانی منطقه ای بارش های حداکثر سالانه یک روزه (AM1R) و دو روزه (AM2R) با استفاده از دیدگاه گشتاورهای خطی در استان خراسان رضوی است. بدین منظور ابتدا آزمون های پایه آماری شامل: همگنی، استقلال و داده پرت بر روی داده های AM1R و AM2R در 123 ایستگاه باران سنجی استان انجام شد. این استان با روش تحلیل خوشه ایو رعایت الگوهای توپوگرافی و بارش متوسط سالانه، به 4 ناحیه تقسیم، سپس همگنی هیدرولوژیکی این نواحی با آزمون ناهمگنی کنترل و تایید شد. پارامترهای توابع توزیع مقادیر حدی تعمیم یافته (GEV)، لوجستیک تعمیم یافته ((GLO، پیرسون نوع III (PE3) و لوگ نرمال سه پارامتری (LN3) برای داده های AM1R و AM2R، در هر ناحیه برآورد گردید. برای انتخاب تابع توزیع مناسب، نیکویی برازش آن ها با نمودار نسبت گشتاورهای خطی و آزمون کلموگروف- اسمیرنوف بررسی و تابع توزیع GEVانتخاب شد. سپس چندک های ناحیه ای توزیع GEV برای داده های AM1R و AM2R به ازای دوره بازگشت های مختلف محاسبه شدند. به طورکلی روابط به دست آمده برای برآورد AM1R و AM2R در دوره بازگشت های کمتر از 200 سال، در تمامی نواحی همگن از نزدیکی نسبتا خوبی با آمار واقعی برخوردار هستند. میانگین خطای مطلق بین مقادیر بی بعد توزیع نظری و مشاهداتی ایستگاه های هر ناحیه مطلوب است (بزرگترین MAE معادل 0386/0 میلی متر) که نشان دهنده دقت بالای برآوردها است.

این پژوهش به منظور پیش بینی کلاس بندی الگوی تغییرات مکانی عنصر کادمیم با استفاده از شبکه عصبی LVQ4a2 در سطح استان گلستان انجام شد. داده های مربوط به غلظت کادمیم از طریق نمونه برداری از سطح منطقه مورد مطالعه و اندازه گیری کادمیم کل خاک به دست آمد. برای ارزیابی قابلیت شبکه عصبی LVQ4a2 در پیش بینی توزیع مکانی عنصر کادمیم از مقایسه آماری پارامترهایی مانند میانگین، واریانس، توزیع آماری رگرسیونی بین مقادیر پیش بینی شده مکانی توسط شبکه عصبی و مقادیر واقعی آنها و نیز معیار دقت کلاس بندی استفاده شد. نتایج حاصل نشان داد که در فاز آموزش و آزمایش تفاوت معنی دار در سطح 5 درصد بین میانگین، واریانس و توزیع آماری مجموعه داده های پیش بینی شده مکانی عنصر کادمیم و مقادیر واقعی آنها مشاهده نشد. بنابراین شبکه عصبی مصنوعی به خوبی توانست مدل داده های مکانی عنصر کادمیم را بیاموزد. نتایج به دست آمده نشان داد که شبکه عصبی آموزش دیده، دارای قابلیت بالایی در پیش بینی مکانی غلظت کادمیم در نقاط نمونه برداری نشده با دقت تشخیص مساوی صفر درصد بود. نتایج این تحقیق نشان داد که شبکه عصبی مصنوعی می تواند بطور مناسبی در تشخیص سطوح مختلف غلظت کادمیم خاک بکار برده شود.

مدیریت آب در خاک های ترک دار شالیزاری، یک مسئله مهم در کشت برنج است. به منظور بررسی اثر کاه و کلش برنج و زئولیت بر وضعیت فیزیکی خاک های ترک دار شالیزاری، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سسه تحقیقات برنج کشور اجرا شد. در این مطالعه، فاکتور کاه و کلش در چهار سطح (صفر، 5/0، 1 و 5/1 درصد)، فاکتور زئولیت در چهار سطح (صفر، 8، 16 و 24 تن در هکتار)، هم چنین مراحل رطوبتی خاک در 5 سطح مورد بررسی قرار گرفت. فاصله گرفتن خاک از جدار ظرف، عرض ترک های ایجاد شده، روزهای رسیدن به ترک با عرض معین، جرم مخصوص ظاهری و سطح مقطع ترک ها اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد که افزودن سطوح بالای بقایای گیاهی سبب به خیر انداختن بروز ترک با عرض معین می گردد، این در حالی است که افزودن زئولیت ثیر چشمگیری در به خیر انداختن ترک نداشت. هم چنین جرم مخصوص ظاهری و سطح مقطع ترک دارای همبستگی بالایی (904/0 تا 966/0) بوده و با افزایش سطح مقطع ترک، جرم مخصوص ظاهری روند افزایشی داشت. در نهایت می توان نتیجه گرفت افزودن بقایای گیاهی به خاک، سبب از بین رفتن ترک های موجود و بازگشت سریع تر خاک به حالت اولیه می گردد.

هدف این پژوهش ارزیابی چند عصاره گیر شیمیایی در برآورد فسفر قابل استفاده لوبیا در خاک های آهکی استان چهارمحال و بختیاری بود. بدین منظور فسفر قابل استفاده 10 نمونه خاک با خصوصیات فیزیکی و شیمیایی مختلف توسط عصاره گیرهای اولسن، کالول، بی کربنات آمونیوم-دی تی پی ای، کلرید کلسیم 01/0 مولار، بری І، ІІ و مهلیچІ و ІІ تعیین شد. همچنین فسفر آلی و فسفر کل خاک ها تعیین شدند. به منظور بررسی ارتباط بین شاخص های گیاه لوبیا و فسفر عصاره گیری شده کشت گلدانی در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار به مدت 8 هفته اجرا شد. در پایان دوره کشت، لوبیا برداشت و شاخص های گیاهی شامل وزن خشک، غلظت فسفر در گیاه و مقدار جذب فسفر توسط بخش هوایی لوبیا تعیین گردید. نتایج نشان داد که مقدار فسفر استخراج شده توسط عصاره گیرها به صورت زیر کاهش یافت: کالول>مهلیچІІ>بریІІ>اولسن>بی کربنات آمونیوم-دی تی پی ای>مهلیچІ>بریІ>کلریدکلسیم 01/0 مولار. افزون بر این، فسفر آلی و کل خاک ها و فسفر عصاره گیری شده با روش های کالول، مهلیچІІ و اولسن همبستگی معنی داری با شاخص های گیاه داشتند. بررسی رگرسیون گام به گام نشان داد که فسفر آلی و روش های عصاره گیری کالول و اولسن به تنهایی قادرند بخش اعظم تغییرات در شاخص های گیاه لوبیا را توضیح دهند. نتایج این تحقیق نشان داد که روش های کالول، اولسن و مهلیچІІ می تواند برای برآورد فسفر قابل استفاده گیاه لوبیا در خاک های آهکی مطالعه شده استفاده شوند.

یکی از مولفه های مهم کارکرد مناسب سیستم های زهکشی زیرزمینی، پوشش های آن می باشند. محققان متعددی، کارایی پوشش های مختلف زهکشی در اراضی خشکه زاری را ارزیابی کرده اند، اما تاکنون کارکرد این مواد در سیستم های زهکشی زیرزمینی اراضی شالیزاری بررسی نشده است. در این تحقیق، اثر دو نوع پوشش معدنی و مصنوعی بر دبی سیستم زهکشی در اراضی شالیزاری دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری بررسی شد. برای این منظور، یک سیستم زهکشی متشکل از 4 خط زهکش در عمق 65/0 با فاصله 15 متر نصب شد. برای دو خط زهکش از پوشش معدنی و برای دو خط دیگر از پوشش مصنوعی استفاده شد. در طول یک فصل کشت کلزا، دبی زهکش ها به صورت روزانه اندازه گیری شد. اختلاف معنی داری (در سطح یک درصد) بین میانگین دبی زهکش ها وجود داشت طوری که میانگین دبی زهکش با پوشش مصنوعی به میزان 88 درصد بیشتر از مقدار متناظر در زهکش با پوشش معدنی بود. بررسی رابطه عمق زه آب و مقدار بارندگی نشان داد که میانگین تخلیه روزانه زهکش-های دارای پوشش مصنوعی و معدنی، به ترتیب معادل 5/2 و 8/1 میلی متر بارندگی بود. همچنین با مقایسه هزینه اجرای دو پوشش مشخص گردید که پوشش مصنوعی حدود 5/17 درصد ارزانتر از پوشش معدنی بوده است. لذا استفاده از پوشش های مصنوعی در مقایسه با پوشش معدنی، ضمن صرفه جویی در هزینه ها، شرایط مناسب تری برای تخلیه آب مازاد خاک در زمان کمتر فراهم می کند.

در این تحقیق به بررسی تاثیر پدیده انسو بر تغییرات تبخیر و تعرق مرجع ((ET0 در مقیاس های ماهیانه، فصلی و سالانه با استفاده از شاخص نوسانات جنوبی (SOI) پرداخته می شود. بدین منظور 13 شهر واقع در اقلیم های سرد کشور با طول دوره آماری 50 سال (2006-1957) جهت این مطالعه انتخاب شد. در ابتدا، مقادیر متوسط ماهیانه، فصلی، و سالیانه تبخیر و تعرق مرجع با استفاده از روش استاندارد توصیه شده سازمان فائو برای ایستگاه های تحت مطالعه محاسبه شد. سپس مقادیر SOI در فاز های النینو، لانینا و نرمال از یکدیگر تفکیک و میانگین اختلاف مقادیر ET0 در هر یک از فاز ها با آزمون من- ویتنی محاسبه شد. در سطوح اطمینان قابل قبول همبستگی معنی داری بین زوج های آماری ET0 و SOI مشاهده شد. نتایج حاصل از همبستگی ها در مقیاس ماهیانه، در %72 موارد همبستگی مستقیم معنی دار بین تبخیر و تعرق مرجع با شاخص نوسانات جنوبی، و همبستگی معکوس در %28 موارد را تایید نمود. به طور کلی، در مواردی که ضرایب همبستگی مثبت (مستقیم) بود، در مقیاس ماهیانه، مقدار ET0 به طور متوسط در فاز النینو %8/10 کمتر از فاز نرمال و %8/14 کمتر از فاز لانینا بود. بر عکس، مقدارET0 در فاز لانینا نیز به طور متوسط %1/13 بیشتر از ET0 در فاز نرمال بدست آمد. متوسط تاخیر زمانی برای اوج تاثیرگذاری بر تبخیر و تعرق مرجع در مناطق مورد مطالعه برای ضرایب همبستگی مثبت، 2/3 ماه به دست آمد. طبق نتایج به دست آمده، بیشترین تاثیرپذیری تبخیر و تعرق مرجع از پدیده انسو به ترتیب در ماه های نوامبر، اکتبر و دسامبر به وقوع پیوست. همچنین ارزیابی های مقیاس فصلی نشان داد که تاثیر پذیری تبخیر و تعرق مرجع از پدیده انسو در فصل پاییز %68 از تاثیرپذیری کل فصول را در شهر های مورد مطالعه شامل می شود. در مقایسه با نتایج بدست آمده از اقلیم های گرم، شهرهای اقلیمی سرد این مطالعه حساسیت بیشتری به سیگنال های انسو نشان دادند. نتایج تحقیق حاضر می تواند در مدیریت بهتر منابع آبی به ویژه در بخش کشاورزی قبل از وقوع فازهای مختلف انسو مفید باشد.

آگاهی از خصوصیات هیدرولیکی خاک مانند منحنی رطوبتی در شبیه سازی جریان و پدیده های انتقال در کشاورزی و هیدرولوژی ضروری می باشد. روش های مستقیم زیادی برای اندازه گیری خصوصیات هیدرولیکی خاک وجود دارند. اما متاسفانه بیشتر روش های موجود وقت گیر و پرهزینه می باشند. بنابراین توسعه و بسط روش ساده و مدل های متکی بر اصول فیزیکی به منظور برآورد منحنی رطوبتی خاک ضروری می باشد. در این مطالعه یک روش تحلیلی، برای برآورد پارامتر های مدل منحنی رطوبتی بروکز و کوری با استفاده از داده های نفوذ افقی آب در خاک توسعه داده شد و سپس روش مربوطه با روش ونگ و همکاران (2002) مقایسه شد. شانزده خاک (هفت کلاس بافتی خاک) با خصوصیات هیدرولیکی متفاوت برای بررسی دقت و اعتبارسنجی روش پیشنهادی مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که روش پیشنهادی پارامترهای n و مکش ورود هوا به خاک(hd) را کمتر از n و hd حاصل از برازش معادله بروکز و کوری بر داده های اندازه گیری برآورد می کند. گرچه مقایسه منحنی رطوبتی برآورد شده و اندازه گیری شده نشان داد که روش مذکور با دقت بسیار خوبی قادر به برآورد منحنی رطوبتی خاک می باشد. ضریب تبیین بالا (93/0= R2) و ریشه میانگین مربعات خطا پایین (03/0 =RMSE) نشان داد که روش به خوبی قادر به برآورد منحنی رطوبتی خاک می باشد. متوسط RMSE روش ونگ و همکاران (2002) در برآورد منحنی رطوبتی 16 خاک مورد مطالعه برابر 049/0 بدست آمد بنابراین نتایج نشان می دهد که روش ارائه شده با دقت بیشتری نسبت به روش ونگ و همکاران قادر به پیش بینی منحنی رطوبتی خاک می باشد. آنالیز حساسیت روش ارائه شده نشان داد که دقت برآورد پارامتر های منحنی رطوبتی خاک به شدت به دقت برآورد ضریب جذبی آب در خاک وابسته می باشد.

تابش طول موج کوتاه خورشیدی که به سطح زمین می رسد بعنوان یکی از پارامترهای کلیدی در اغلب مدل های برآورد کننده تبخیر و تعرق پتانسیل مانند پنمن- مونتیث فائو مورد استفاده قرار می گیرد. با وجود اهمیت مقدار تابش، اندازه گیری آن صرفا در تعداد اندکی از ایستگاه های تابش سنجی ایران انجام می شود. مدل های تجربی برآورد کننده تابش نظیر آنگسترم- پرسکات علیرغم سادگی نیازمند کالیبراسیون (واسنجی) بوده و باید ضرایب آنها بدرستی تخمین زده شوند. در تحقیق حاضر از یک مدل فیزیکی نسبتا ساده بنام مدل هیبرید در تخمین تابش خورشیدی روزانه 10 ایستگاه هواشناسی ایران شامل اصفهان، بجنورد، بندرعباس، تبریز، تهران، رامسر، زاهدان، کرمان، کرمانشاه و مشهد استفاده شد و نتایج آن با مدل های اصلاح شده دانشیار و صباغ که در تحقیقات قبلی برای شرایط مختلف آب و هوایی پیشنهاد شده مقایسه گردید. مدل هیبرید با استفاده از تعداد نسبتا کم پارامترهای هواشناسی شامل دما، رطوبت نسبی، فشار و ساعات آفتابی، میزان تابش را با دقت قابل قبولی برآورد کرد. برای مقایسه سه مدل از معیارهای آماری میانگین خطا (ME)، میانگین خطای مطلق (MAE)، جذر میانگین توان دوم خطا (RMSE) و درصد میانگین خطا (MPE) استفاده شد. میانگین هر کدام از معیارهای خطا در مدل هیبرید به ترتیب 27/0-، 27/1، 59/1Mj.m-2.d-1 و 01/2 درصد و در مدل اصلاح شده دانشیار برابر 19/0-، 64/2، 15/3 Mj.m-2.d-1 و 42/3 درصد می باشد. برای مدل اصلاح شده صباغ نیز این معیارها برابر 91/0، 78/2، 39/3 Mj.m-2.d-1 و 20/11 درصد بدست آمد. مقدار کم معیارهای خطا برای مدل هیبرید بیانگر کارایی نسبتا بالای این مدل در تخمین تابش خورشیدی ایستگاه های انتخابی در مقیاس روزانه می باشد.

مدیریت زراعی و کیفیت آب آبیاری نقش مهمی در خصوصیات خاک دارند. مطالعه حاضر در منطقه بیاض رفسنجان و با هدف بررسی و مقایسه خصوصیات فیزیکی- شیمیایی و میکرومورفولوژی خاک های تحت کشت پسته و کشت نشده مجاور انجام گرفت. با توجه به نتایج تجزیه 500 نمونه آب آبیاری، چهار نمونه آب با نسبت های مختلف منیزیم به کلسیم انتخاب و سپس اقدام به مطالعه 5 خاکرخ تحت کشت پسته و 4 خاکرخ کشت نشده در مجاورت آن ها گردید. نمونه های خاک تحت آزمایش های فیزیکی و شیمیایی معمول و میکرومورفولوژی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که میزان شوری در زمین های کشت نشده (256 دسی زیمنس بر متر) در مقایسه با زمین های تحت کشت (9/8 دسی زیمنس بر متر) بیشتر بود. با افزایش نسبت منیزیم به کلسیم در آب آبیاری، این نسبت در خاک های تحت کشت در مقایسه با خاک کشت نشده مجاور، افزایش یافت. از سوی دیگر، آبیاری با آب دارای کیفیت مناسب، نسبت مزبور را در خاک های تحت کشت در مقایسه با خاکرخ شاهد کاهش داد. مطالعات میکرومورفولوژی حاکی از وجود بلورهای عدسی و صفحات قفل شده گچ در خاک های کشت نشده می باشد. بلورهای منفرد و عدسی شکل با اندازه کوچک شکل غالب بلور گچ در خاکرخ های تحت کشت پسته بودند.

این مطالعه به منظور ارزیابی قابلیت استفاده از مشخصه های مشتق شده از مدل ارتفاع رقومی به عنوان متغیر کمکی برای تخمین کربن آلی خاک (SOC) و با به کارگیری آن ها در روش های مختلف آماری و زمین آماری طراحی شده است. مدل رگرسیون خطی (LR)، مدل شبکه عصبی مصنوعی (ANN)، کریجینگ معمولی (OK)، کوکریجینگ معمولی (CoK)، رگرسیون کریجینگ (RK) و کریجینگ با روند بیرونی (KED) به منظور پیش بینی توزیع مکانی SOC در منطقه ای به مساحت 2400 کیلومتر مربع در بخشی از اراضی شهرستان مشهد مورد استفاده قرار گرفتند. SOC برای 200 نمونه خاک سطحی در منطقه مورد مطالعه اندازه گیری و مشخصه های متناظر هر نقطه از روی مدل ارتفاع رقومی (DEM) با دقت 10 متر استخراج شد. همبستگی بین SOC اندازه گیری شده و هر یک از مشخصه ها تعیین شد. تعداد 160 داده برای مدل سازی و 40 داده برای ارزیابی انتخاب و روش های مختلف تخمین به وسیله دو پارامتر ضریب تبیین (R2) و میانگین خطای مطلق (MAE) حاصل از مقایسه داده های انداره گیری و تخمینی، مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که همبستگی معنی دار ولی نه چندان قوی بین مشخصه های عارضه ای و SOC وجود دارد. مقایسه تکنیک های مختلف تخمین نشان داد که در بین تکنیک های استفاده شده، روش KED، زمانی که با شاخص خیسی به عنوان متغیر کمکی به کارگرفته شد بهترین کارآیی (مقدار MAE معادل 18/0 درصد و R2 برابر با 67/0) را داشت هرچند تفاوت چندانی با روش رگرسیون کریجینگ نداشت. همچنین بین نقشه های حاصل از روش های زمین آماری تفاوت نسبتا کمی مشاهده شد در حالیکه این تفاوت با نقشه-های حاصل از روش های LR و ANN محسوس بود. نتایج این تحقیق پیشنهاد می کند که اگرچه بین SOC و مشخصه های عارضه ای زمین همبستگی معنی داری وجود دارد و می توان از آنها به عنوان متغیرهای کمکی برای تخمین SOC استفاده نمود، اما این همبستگی به میزانی که بتوان نقشه های دقیق ایجاد نمود کافی نیست و باید فاکتورهای مرتبط دیگر نیز که توزیع SOCرا کنترل می کنند مورد توجه قرار گیرند.

برای مطالعات کیفی و کمی منابع آب، برآورد بار رسوب معلق رودخانه ها بسیار مهم است. بار رسوب معلق بطور معمول با اندازه گیری مستقیم غلظت رسوب معلق یا با بکارگیری منحنی سنجه رسوب انجام می شود. اندازه گیری به روش مستقیم، اگر چه مطمئن ترین روش اندازه گیری غلظت رسوبات معلق بوده، با این همه، این روش، اغلب زمان بر و پر هزینه است. همچنین دقت منحنی سنجه رسوب به دلیل برآورد زیاد (در مقادیر کم رسوب رودخانه) یا برآورد کم (در مقادیر زیاد رسوب رودخانه) پائین بوده و لذا از کارائی لازم برخوردار نمی باشد. در این تحقیق، به منظور بررسی امکان تخمین غلظت رسوبات معلق رودخانه ای با استفاده از انعکاسات تصاویر ماهواره ای، همبستگی میان بازتاب طیفی باندهای تصاویر سنجنده مودیس (باند قرمز و مادون قرمز) و غلظت رسوبات معلق رودخانه کارون در ایستگاه هیدرومتری ملاثانی در یک دوره زمانی 9 ساله (سال های 1382 تا 1390) مورد بررسی قرار گرفت. در این رابطه از دو مدل آماری (رگرسیون خطی یک متغیره) و شبکه عصبی مصنوعی (پیشخور با الگوریتم آموزش پس انتشار خطا) استفاده شد. ارزیابی مدل های رگرسیونی و شبکه عصبی مصنوعی نشان داد که مدل شبکه عصبی مصنوعی با ضریب تعیین (R2) 89/0 و ریشه مربع خطا RMSE)) 122 میلی گرم بر لیتر کارائی بیشتری در مقایسه با مدل رگرسیونی با ضریب تعیین 49/0 و ریشه مربع خطا 204 میلی گرم بر لیتر داشته است. نتایج تحقیق نشان داد که از تصاویر سنجنده مودیس به همراه شبکه عصبی مصنوعی می توان، در تخمین و پایش غلظت رسوبات معلق روزانه رودخانه های بزرگ استفاده نمود.

با توجه به محدودیت منابع آبی در کشور و سهم غالب بخش کشاورزی در استفاده از این منابع، صرفه جویی در این بخش از امور ضروری و حیاتی است. استفاده از پلیمرهای سوپرجاذب که می توانند مقادیر زیادی آب، آب نمک یا محلول های فیزیولوژیکی را جذب نمایند، از جمله راهکارهای افزایش بهره وری آب کشاورزی بوده که باعث افزایش قابل توجه کارایی مصرف آب نیز می گردد. در این تحقیق، به مطالعه تاثیر پلیمر سوپرجاذب بر روی پارامترهای نفوذ معادله کوستیاکف- لوئیس از طریق زمان های پیشروی محاسبه شده و تاثیر سوپر جاذب بر روی پارامترهای این معادله مورد مطالعه قرار گرفت. آزمایش در مزرعه آموزشی پردیس دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان واقع در شهرستان گرگان در شرایط بدون کشت انجام گردید در این تحقیق از چهار سطح ترکیبی پلیمر سوپرجاذب A200 با خاک شامل 0، 7، 11 و 16 گرم پلیمر در متر مربع در عمق 25 سانتی متر خاک در 4 تکرار استفاده شد. نتایج نشان داد، با افزایش پلیمر A200 به خاک، پارامترهای معادله نفوذ در هر جویچه با افزایش مقدار پلیمر اضافه شده بطور متوسط حدود 20% و 80%، افزایش می یابد. در نتیجه مقدار نفوذپذیری نهایی بین 22% تا 77% و نفوذپذیری تجمعی خاک بطور متوسط حدود 42% افزایش می یافت.

تبخیر-تعرق پتانسیل یکی ازمهمترین و موثرترین مولفه ها در بهینه سازی مصرف آب کشاورزی و مدیریت منابع آب می باشد. یکی از روش های تخمین تبخیر-تعرق استفاده از سری های زمانی است. در این تحقیق، کاربرد سری های زمانی مختلف همچون AR و ARMA در پیش بینی ماهانه تبخیر-تعرق پتانسیل در ایستگاه سینوپتیک ارومیه مورد ارزیابی قرار گرفت. در این فرایند تبخیر-تعرق پتانسیل ماهانه از سال 1350 تا 1389 محاسبه شده و 35 سال داده اولیه برای واسنجی مدل و 5 سال داده آخر برای صحت سنجی آن مورد استفاده قرار گرفت. پس از انتخاب بهترین مدل، با استفاده از آن، مقادیر تبخیر-تعرق پتانسیل برای 5 سال آینده پیش بینی گردید. نتایج نشان داد که مدل سری زمانی AR(11) دارای نتایج بهتری در مقایسه با دیگر مدل ها بوده و روند تغییرات سری زمانی AR(11)خطای کمتری داشت. مقادیر R2 و RMSE در مدل AR(11) به ترتیب 96/0 و 85/1 میلیمتر در ماه بدست آمد.

سرریزها یکی از سازه های متداول برای تنظیم سطح آب و کنترل جریان در کانال های انتقال آب و سازه های هیدرویکی می باشند. یکی از راه کارهای موثر و اقتصادی جهت افزایش راندمان آنها، استفاده از سرریزهای کنگره ای بوده که با تغییر هندسه پلان و افزایش طول سرریزی در عرض ثابت از کانال، ظرفیت عبور جریان بیشتر می گردد. در این تحقیق ضریب دبی جریان و مقدار دبی واحد طول عبوری از سرریزهای کنگره ای با پلان نیم دایره ای-خطی و نیم دایره ای با شعاع های مختلف و تعداد سیکل های متفاوت بصورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. مقایسه های بعمل آمده نشان داد که در کلیه سرریزهای کنگره ای مورد مطالعه، ضریب دبی جریان با افزایش (نسبت ارتفاع انرژی کل بالادست به ارتفاع سرریز) تا 37/0، روند افزایشی داشته و سپس به دلیل تداخل تیغه های ریزشی ضریب دبی جریان کاهش می یابد و بتدریج با استغراق نسبی سرریز، ضریب دبی جریان به سمت ضریب دبی جریان در سرریزهای لبه پهن متمایل می گردد. ارزیابی های بعمل آمده حاکی از آن است که در محدوده دبی های مورد آزمایش، سرریزهای کنگره ای با پلان نیم دایره ای دارای عملکرد مناسب تری نسبت به سرریز های کنگره ای با پلان نیم دایره ای-خطی می باشند.

یکی از سازه های متداول جهت استهلاک انرژی جریان های پر سرعت، حوضچه آرامش می باشد که از میان هندسه های مختلف قابل استفاده، حوضچه های آرامش واگرا با مقطع مستطیلی دارای عملکرد هیدرولیکی مناسب تر و هزینه ساخت کمتر می باشند. در این تحقیق قابلیت مدل سازی عددی پرش هیدرولیکی واگرا در حوضچه مستطیلی به صورت سه بعدی و با بکارگیری مدل های آشفتگی استاندارد و RNG، با استفاده از نرم افزار Fluent مورد بررسی قرار گرفت. سطح آزاد جریان با مدل جزء حجم سیال (VOF) تعیین شد. مقایسه انجام شده بین خروجی مدل عددی با داده های مدل آزمایشگاهی در زوایای واگرایی 5 و 10 درجه نشان داد که مدل استاندارد مقادیر پروفیل های سطح آب، طول پرش و مقادیر حداکثر سرعت در عمق را با دقت بهتری نسبت به مدل آشفتگی RNG شبیه سازی می نماید. این مدل کارایی حوضچه های واگرا را در کاهش طول پرش نسبت به حوضچه های کلاسیک بهتر نشان می دهد. لذا در حوضچه های واگرا استفاده از این مدل جهت شبیه سازی پرش هیدرولیکی توصیه می شود. نتایج مربوط به پروفیل سطح آب حاکی از آن است که خطای نسبی متوسط مقادیر عمق آب بدست آمده از مدل عددی و مقادیر اندازه گیری شده تقریبا 7 درصد می باشد. پروفیل های سرعت نیز تطابق خوبی با داده های اندازه گیری شده داشتند. همچنین مدل عددی گرداب های ایجاد شده در نتیجه واگرایی دیوار ها را به خوبی بررسی های تجربی نشان داده است. این گرداب ها در اعداد فرود بالا در یک سمت دیواره تشکیل شده و در اعداد فرود پایین تر در دو طرف دیواره های واگرا ایجاد می شوند و شدت تشکیل این گرداب ها با افزایش زاویه واگرایی دیوار ها بیشتر می شود.

تر و خشک شدن با ایجاد تنش در خاک، ساختمان فیزیکی آن را تغییر می دهد. به همین منظور، اثر این فرآیند بر ارزیابی روش های برآورد آستانه ی تراکم پذیری (ظرفیت باربری یا تنش پیش-تراکمی) یک خاک درشت بافت (لو م شنی) تهیه شده از مزارع شرکت توسعه نیشکر و صنایع جانبی اهواز، مورد بررسی قرار گرفت. در این پژوهش روش های نشست صفحه ای (PST) و فشردگی محصور ارزیابی شدند. نمونه های بزرگ خاک تهیه و برخی از آن ها تحت تاثیر 5 چرخه تر و خشک شدن قرار گرفت. سپس نمونه های با یا بدون فرآیند تر و خشک شدن تحت سه بار (0، 100 و 200 کیلوپاسکال) متراکم گردید و آزمایش نشست صفحه ای در مرکز نمونه ها انجام شد. از اطراف محل این آزمایش، نمونه ای برای انجام آزمایش فشردگی محصور تهیه گردید. نتایج نشان داد که برای حالت بدون تر و خشک شدن، اختلاف معنی داری بین بار وارد شده به نمونه و مقادیر به دست آمده از آزمایش PST وجود نداشت. در صورتی که برای خاک تر و خشک شده، مقادیر به دست آمده به طور معنی داری بیشتر از بار متراکم-کننده بود. پس می توان برای خاک های خاک ورزی شده به منظور تعیین پارامترهای تراکمی آن از روش PST به عنوان یک روش سریع و قابل اجرا در آزمایشگاه و مزرعه استفاده نمود.