مجله تحقیقات آب و خاک ایران
سال چهل و سوم شماره 4 (پیاپی 11، بهمن و اسفند 1391)

اجرای بهینه استراتژی های حفاظت خاک و کنترل فرسایش، مستلزم شناسایی مناطق رسوب خیز و مستعد فرسایش است. یکی از روش های تعیین و اولویت بندی مناطق نیازمند به عملیات حفاظتی، روش انگشت نگاری یا منشایابی چندپارامتری رسوبات است.در پژوهش حاضر، از روش منشایابی چندگانه کمی به منظور تعیین منابع عمده رسوب در حوضه ناو واقع در غرب استان گیلان، استفاده شد. بر اساساین روش،ترکیب مناسبی از عناصر ژئوشیمیایی، سزیم 137، کربن آلی، نیتروژن و فسفر، برای تفکیک انواع کاربری ها مورد استفاده قرار گرفت. به کارگیری مدل چندمتغیره کمی نشان داد که میانگین سهم هر یک از کاربری هاشامل دیواره خندق، مراتع تخریب شده، مراتع دارای پوشش و جنگل در تولید رسوب، به ترتیب برابر 92، 5/6، 1 و 5/0 درصد است. خطای نسبی مدل برای برآورد سهم انواع کاربری ها به طور میانگین برابر 98/0 به دست آمد که نشان دهنده صحت و کارایی زیاد مدل بود.مشاهدات صحرایی نتایج پژوهش را تایید کرد.

تحقیق حاضر با هدف بررسی اثر پلی اکریل آمید (PAM) بر برخی ویژگی های فیزیکی خاک و جوانه زنی گندم در خاک مارنی انجام گرفت. محلول پلی اکریل آمید در چهار سطح (تیمار) شامل صفر، 33/33، 66/66 و 100 کیلوگرم در هکتار با چهار تکرار به سطح 16 جعبه خاک با ابعاد 30 در 50 سانتی متر و عمق 25 سانتی متر پاشیده شد. پس از کاشت بذرها در عمق 2 سانتی متری و فواصل 5 سانتی متر، جعبه ها تحت چهار رخداد باران شبیه سازی شده با شدت 40 میلی متر بر ساعت قرار گرفتند. پایداری خاکدانه ها، هدایت هیدرولیکی اشباع، تراکم و مقاومت سطح خاک به هنگام جوانه زنی اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد که با مصرف پلی اکریل آمید، پایداری خاکدانه به طور چشمگیری بهبود پیدا کرد (001/0>p) و موجب شد هدایت هیدرولیکی اشباع افزایش یابد (001/0>p). مقاومت سطح نیز با کاهش تراکم خاک، به طور معنی داری کاهش یافت (05/0>p و 72/0R2=). بین جوانه زنی بذرها و مقاومت سطح تحت تاثیر پلیمر، رابطه منفی معنی دار (01/0>p و 81/0R2=) مشاهده شد. اگر چه تیمار 100 کیلوگرم در هکتار، مناسب ترین سطح مصرف پلیمر برای بهبود برخی ویژگی های فیزیکی خاک (پایداری خاکدانه، هدایت هیدرولیکی اشباع و مقاومت سطح) بود لیکن مقدار 33/33 کیلوگرم در هکتار، مناسب ترین سطح از دیدگاه جوانه زنی بذرها تشخیص داده شد.

ارتباط بین پارامترهای هیدروگراف های واحد مصنوعی و خصوصیات ژئومورفولوژی حوضه امکان گسترش استفاده از این مدل ها در حوضه های فاقد آمار را نیز فراهم می کند. در مدل هیبرید ژئومورفولوژی ارائه شده در این بررسی، ضرایب ذخیره k1 و k2، بر اساس خصوصیات ژئومورفولوژی شش حوضه در آذربایجان شرقی مدل بندی شده اند. با استفاده از مدل هیبرید ژئومورفولوژی بدست آمده می توان رواناب را در حوضه های فاقد آمار تخمین زد. مدل استخراج شده با استفاده از اطلاعات 29 رویداد بارش- رواناب در شش حوضه از استان آذربایجان شرقی بدست آمده است، پارامترهای k1 و k2، در این حوضه ها بعد از بهینه شدن بر اساس رویدادهای مشاهداتی، با استفاده از روابط رگرسیونی به خصوصیات ژئومورفولوژی حوضه ربط داده شده اند. صحت سنجی معادلات بر روی شش رویداد بارش رواناب همزمان در یکی از حوضه های استان بنام حوضه قرمزیگل نشان داد که مدل ارائه شده در این تحقیق قابلیت پیش بینی رواناب حوضه های استان را با دقت مطلوبی دارد.

این پژوهش به منظور بهینه یابی آب آبیاری در کشت توام گیاهان گندم و سیب زمینی در شرایط آبیاری استاندارد وکم آبی در مراحل مختلف رشد گیاه و ارائه مدل مناسب برای تخصیص بهینه آب به مدت 3 سال زراعی در شهرکرد انجام شد. در اینآزمایش 5 تیمار آبی به ترتیب بدون تنش، 15،30، 55 و100 درصد تنش آبی در شش مرحله رشد گیاهی گندم شامل جوانه زنی،پنجه دهی، ساقه دهی، گل دهی، شیری و خمیری و در سه مرحله رشد سیب زمینی شامل، دوره استقرار بذر و رشد رویشی، دوره رشد کامل و دوره رسیدن غده هامورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد درکشت توام دو گیاه در شرایط همزمانی رشد مرحله اول رشد سیب زمینی با مراحل گل دهی و شیری گندم، سود بهینه اقتصادی گندم با مصرف4800مترمکعب آب در هکتار برابر با 4875471 ریال و برای سیب زمینی با مصرف 7000 متر مکعب آب در هکتار برابر با 20586734ریال شدو همزمانی مرحله دوم رشد سیب زمینی بامراحل شیری و خمیری گندم، سود اقتصادی بهینه گندم با مصرف 5786مترمکعب آب در هکتار برابر با 6755171 ریال و سیب زمینی با مصرف 6850 متر مکعب آب در هکتار برابر با 19148693ریال شد و اگر مرحلهسوم رشد سیب زمینی و بامراحلجوانه زنی و پنجه دهی گندم همزمان باشند، سود اقتصادی بهینه گندم با مصرف4550مترمکعب آب در هکتار برابر با 5544188 ریال و برای سیب زمینی با مصرف 6850 متر مکعب در هکتار برابر با 18168381ریال شده درمناطقی که گندم و سیب زمینی به صورت توام کشت شوند برنامه ریزی غیر خطی (NLP) برای تخصیص بهینه آب بین گیاهان به منظور حصول حداکثر سود اقتصادی توصیه می شود.

تراکم محصول و اندازه گیری آن یکی از فاکتورهای مهم در کشاورزی دقیق بوده و از مهمترین عواملی است که بر روی عملکرد یک دستگاه برداشت نظیر کمباین و دروگر تاثیر می گذارد. هدف این تحقیق طراحی، ساخت و واسنجی ابزاری غیر تماسی برای تخمین تراکم گیاهانی نظیر گندم، جو و یونجه است. در این مطالعه از فرستنده های لیزر، گیرنده های LDR(Light Dependent Resistors) و میکروکنترلر AVR به عنوان واحد ثبت و پردازش داده ها، استفاده شد. برای انجام آزمایش ها از ساقه های یونجه و جو که به صورت کاملا تصادفی در سطحی یونولیتی قرار می گرفتند، استفاده شد. پرتو عبوری از میان محصول به وسیله ی گیرنده هایLDR دریافت و با استفاده از مبدل آنالوگ به دیجیتال داده ها در حافظه میکروکنترلر ذخیره و بر روی نمایشگر نمایش داده شد. از مجموع ولتاژ خروجی گیرنده هایLDR به عنوان شاخصی برای تخمین تراکم استفاده شد. نتایج آزمایشگاهی نشان داد که بین تعداد ساقه های حد فاصل فرستنده ها و گیرنده ها و مجموع ولتاژ خروجی گیرنده ها رابطه مستقیم (0.93

کلیدواژگان: کشاورزی دقیق، ماشین های برداشت، روش غیرمخرب، میکروکنترلر

شناخت عوامل موثر بر نتایج کرت های صحرایی به دلیل کاربرد گسترده ی آن ها در مطالعات حفاظت خاک بسیار ضروری است. در این مطالعه اثر ابعاد کرت، بر تولید رواناب در واحد سطح، تحت رخداد های باران طبیعی در دو منطقه از کشور (کوهین در استان قزوین و پلدشت در استان آذربایجان غربی) در یک بازه زمانی یک ساله از شهریور سال 1389 تا 1390 بررسی شد. برای این منظور در هر دو منطقه، تعداد هفت کرت با ابعاد مختلف شامل طول های 2، 5، 10، 15، 1/22، 25 و30 متر و به ترتیب عرض های 1، 1، 2/1، 6/1، 83/1، 2 و 4/2 متر و با سه تکرار در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی احداث گردید. در دوره تحقیق، به ترتیب تعداد 9 و 11 رخداد، منجر به تولید رواناب در دو منطقه یاد شده ثبت گردید. در هر دو منطقه با افزایش ابعاد کرت ها، تولید رواناب در واحد سطح در تمام رخدادها به صورت تابع توانی کاهش یافت (98/0 ≥2R ≥ 83/0). همچنین در هر دو منطقه، با افزایش مقدار فرسایندگی باران بر اساس شاخص EI30، میزان تاثیر ابعاد کرت بر تولید رواناب در واحد سطح افزایش یافت. بین کرت های با طول کمتر از 10 متر و کرت های بزرگ تر، تفاوت معنی دار در تولید رواناب در واحد سطح مشاهده شد ولی در کرت های با طول 15 متر یا بیشتر تفاوت معنی دار مشاهده نشد (05/0 > P). براساس نتایج، حداقل طول مناسب کرت به منظور اندازه گیری رواناب در مطالعات کرت های صحرایی برای مدل های خانواده ی USLE، 15 متر بود.

فرسایش خاک امروزه یکی از معضلات اساسی کشور است. در تحقیق حاضر از مدل SWAT2005 و روش ارزیابی اراضی برای شبیه سازی رواناب و رسوب و مقایسه کاربری فعلی و کاربری مطلوب اراضی زیرحوضه شاخه اصلی زاینده رود با هدف نیل به کاهش هدررفت خاک استفاده شد. واسنجی، اعتبارسنجی و آنالیز عدم قطعیت مدل با استفاده از برنامه SUFI-2 انجام شد. در مجموع مدل در شبیه سازی رواناب بهتر از رسوب عمل کرد. علت این مسئله را می توان به کمبود داده های رسوب، پیوسته نبودن آن ها و همچنین استفاده از روابط تجربی در مدل برای تخمین رسوب مرتبط دانست. نتایج موید این مطلب است که استفاده از اراضی برحسب پتانسیل و استعداد آن ها باعث کاهش معنی دار حداکثر بار رسوب و حداکثر رواناب می شود. نتایج کلی این تحقیق نشان می دهد چنانچه اراضی بر اساس قابلیت خود مورد بهره برداری قرار گیرند، رواناب و رسوب کم تری تولید می گردد.

مدل های متعددی به منظور شبیه سازی داده های هواشناسی با رهیافت های گوناگون توسعه یافته اند، که دقت آنها در تولید داده های هواشناسی یکسان نیست. در این مطالعه از مدل SIMETAW جهت تولید داده های هواشناسی روزانه از روی متوسط های بلند مدت ماهانه و نیز برآورد تبخیر-تعرق پتانسیل در دوره پایه 2004-1961 و دو سناریوی اقلیمی انتشار گازهای گلخانه ای A2 و B2 از خروجی های مدل گردش عمومی جو HadCM3 برای دو دوره آتی 2050-2020 و 2050-2080 در ایستگاه مشهد استفاده شد. نتایج مقایسه مقادیر روزانه شبیه سازی شده و مشاهده شده در دوره پایه قابلیت مناسب مدل در شبیه سازی دمای حداقل (979/0= R2)، دمای حداکثر (991/0= R2)، دمای نقطه شبنم (789/0= R2)، سرعت باد (798/0 = R2)، بارش (452/0= R2) و تبخیر-تعرق پتانسیل ماهانه (991/0= R2) را نشان داد. تبخیر-تعرق پتانسیل به طور متوسط در دوره های 2020-2050 و 2080-2050 به ترتیب 35/5 و 49/10 میلیمتر در ماه تحت سناریوی A2 و 54/3 و 08/8 میلیمتر در ماه تحت سناریوی B2 نسبت به دوره پایه افزایش خواهد داشت. در مجموع، این مدل جهت برآورد تبخیر-تعرق، تکمیل خلاءهای آماری داده ها و بررسی اثرات تغییر اقلیم قابل توصیه است. برای دست یابی به نتایج دقیق تر، مدل بایستی در سایر اقالیم مورد ارزیابی قرار گیرد.

خشکسالی عارضه ای طبیعی، موقتی و بازگشتی در اقلیم هر منطقه محسوب می گردد. یکی از معایب موجود در مدل های تک متغیر پایش خشکسالی، پایش بر مبنای مقدار یک متغیر (بارش) می باشد. این موضوع سبب می شود در سال هایی که مقدار بارش در حد متوسط است، ولی تعداد روزهای بارانی و یا رطوبت نسبی از حد نرمال کمتر و یا دما و به تبع آن ها تبخیر تعرق از حد نرمال منطقه بیشتر است، خشکسالی از نظر تنها نمایه ی موجود یعنی مقدار بارش پنهان بماند. با توجه به خصوصیات پیچیده ی پدیده ی خشکسالی و تاثیرپذیری آن از متغیرهای مختلف اقلیمی، توسعه ی مدل های پایش چندمتغیر می تواند به شناخت بهتر این پدیده کمک فراوانی نماید. در این تحقیق در راستای نیل به این هدف با استفاده از 50 عامل اقلیمی مرتبط با بارش، تبخیر تعرق پتانسیل و روزهای بارانی طی یک دوره ی آماری 50 ساله یک مدل چندمتغیر بر اساس سطوح آستانه ی چانگ و مدل اسکالوگرام جهت پایش رخدادهای خشکسالی و ترسالی در 5 ایستگاه سینوپتیک شیراز، تهران، مشهد، تبریز و کرمانشاه توسعه داده شد. بررسی ارتباط بین سال های وقوع شدیدترین رخدادهای خشکسالی و ترسالی با سال وقوع کمینه و بیشینه ی مقدار بارش نشان داد همواره شدیدترین رخدادهای خشکسالی و ترسالی مقارن با وقوع کم بارش ترین یا پربارش ترین سال ها نمی باشند. ضمن آن که تعیین مقدار وزن هر یک از عوامل ذکر شده با توجه به اقلیم منطقه می تواند بر پایش وضعیت خشکسالی موثر باشد. این موضوع به تحقیقات بیشتری نیاز دارد.

آب و نیتروژن مهمترین عوامل محدود کننده موثر بر تولید محصولات کشاورزی در نواحی خشک و نیمه خشک هستند. بنابراین، افزایش کارایی مصرف آنها ضروری است. روش پخش کود نقش مهمی در افزایش کارایی مصرف آب و کود دارد. در این پژوهش، به منظور مطالعه و بررسی اثر کودآبیاری جویچه ای بر کارایی مصرف کود و آب، عملکرد و برخی صفات ذرت دانه ای رقم دابل کراس 370، آزمایشی به صورت فاکتوریل با طرح پایه بلوک های کامل تصادفی در چهار تکرار در دو سال زراعی روی جویچه های انتها باز با طول 165 متر در مزرعه 400 هکتاری موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر (کرج) انجام شد. فاکتور اول شامل چهار سطح آب: 60%، 80%، 100%، و 120% آبیاری کامل و فاکتور دوم شامل چهار سطح کود: شاهد بدون کود، 60%، 80% و 100% توصیه کودی به روش کودآبیاری می باشد. تیمارهای 16 گانه با روش معمول پخش کود (عرف منطقه)، مقایسه میانگین شدند. کود مصرفی در تیمارهای کودآبیاری طی چهار تقسیط مساوی (قبل از کاشت، مرحله هفت برگی، مرحله ساقه رفتن و مرحله سنبله دهی) و در روش پخش سطحی مطابق با عرف منطقه در دو تقسیط مساوی (قبل از کاشت و مرحله هفت برگی) اضافه گردید. نتایج نشان داد که در سطح احتمال 1 درصد اختلاف معنی داری در عملکرد دانه، ارتفاع بوته، طول و عرض برگ، قطر ساقه در سطوح مختلف کود و آب وجود داشت. با افزایش مقدار کود، کارایی مصرف آب و کود به ترتیب افزایش و کاهش یافت. با افزایش مقدار آب تا سطح 100 درصد کارایی مصرف نیتروژن افزایش و از آن به بعد کاهش یافت. بیشترین عملکرد و برخی صفات ذرت (ارتفاع بوته، طول و عرض برگ و...) در تیمار 100 درصد نیاز آبی اتفاق افتاد. هرچند در بیشتر موارد بین سطوح آب 120%، 100% و 80% تفاوت معنی دار وجود نداشت. ولی از لحاظ رتبه بندی، سطح آبی 80% همواره بالاتر از سطح 120% قرار داشت. بنابراین، به منظور افزایش سطح زیر کشت، سطح آبی 80% توصیه می شود. کودآبیاری باعث افزایش عملکرد و کارایی مصرف آب و کود گردید. بیشترین و کمترین کارایی مصرف آب به ترتیب در تیمارهای W80%N100% و W100%N60%با مقادیر 05/2 و 62/0کیلوگرم بر متر مکعب بدست آمدند. بیشترین و کمترین کارایی مصرف کود به ترتیب در تیمارهای W100%N100%و تیمار عرف منطقه با مقادیر 2/30 و 8/5 کیلوگرم بر کیلوگرم بدست آمدند. تابع تولید ذرت دانه ای بر حسب دو متغیر نیتروژن مصرفی و آب آبیاری به صورت یک تابع درجه دوم تعیین شد.