آب و خاک

چکیده پایش سریع و غیر مخرب نیتروژن آسمانه گیاهی در محصولات زراعی به ویژه گیاه گندم برای مدیریت دقیق نیتروژن بسیار حائز اهمیت است. آنالیز­های شیمیایی رایج برای تعیین وضعیت عناصر غذایی گیاهان معمولاً استفاده از روش­های آزمایشگاهی می­باشد. این روش­ها اغلب زمان­بر، پرهزینه همراه با تخریب بافت­های گیاهی می­باشند. لذا بررسی و به کارگیری روش­های سریع و کم هزینه می­تواند به مدیریت هر چه بهتر مزارع کمک نماید. در این راستا، هدف از این پژوهش ارزیابی کارایی تصاویر سنجنده ETM+ در تعیین مقدار نیتروژن آسمانه گیاهی بود. به همین منظور، در 45 مزرعه از مزارع گندم دیم شمالغرب ایران، همبستگی بین داده­های انعکاسی به دست آمده از باندهای تصاویر ماهواره­ لندست 7 و مقدار نیتروژن اندازه­گیری شده در آزمایشگاه به دست آمد. بالاترین و پایین ترین مقدار نیتروژن آسمانه گیاهی اندازه­گیری شده در منطقه مورد مطالعه بترتیب 6/1 و 79/0 درصد و میانگین آن 11/1 درصد بود و همبستگی نسبتاً بالایی بین باندهای مختلف تصویر سنجنده ETM+ بجز باند 4 و مقدار نیتروژن آسمانه گیاهی وجود داشت. با توجه به همبستگی بالای بین داده­های انعکاسی باندهای مختلف (از 816/0 تا 841/0) و به منظور کاهش حجم و تکرار محاسبات تجزیه به مؤلفه­های اصلی بین داده­های باندهای مختلف تصویر ETM+ انجام گرفت. در نهایت رابطه رگرسیونی بین مؤلفه اصلی اول استاندارد شده (ZPC1) و میزان نیتروژن آسمانه گیاهی ایجاد شد. نتایج نشان داد که رابطه رگرسیونی قوی و معنی­داری  بین مقدار نیتروژن آسمانه گیاهی و مؤلفه ZPC1 با 71/0  R2= وجود دارد. با توجه به دقت کافی مدل رگرسیونی ایجاد شده، می­توان نتیجه­گیری کرد که از داده­های سنجش از دور می­توان برای مدیریت و پایش دقیق­تر وضعیت نیتروژن مزارع گندم دیم کشور استفاده کرد.

چکیده تغذیه متعادل یکی از عوامل مهم در افزایش عملکرد و بهبود کیفیت در محصولات باغی به ویژه مرکبات است. هدف از این پژوهش، تعیین حد بهینه عناصر غذایی و ارزیابی وضعیت تعادل تغذیه‌ای باغ‌های لیمو لیسبون و نارنگی پرل شهرستان دزفول بود. بدین منظور، به صورت تصادفی 30 باغ لیمو لیسبون و 30 باغ نارنگی پرل انتخاب و نمونه‌های برگ در اواخر شهریور ماه 1394 از برگ‌های غیربارده همان سال به صورت مرکب برداشت شد. باغ‌ها به دو گروه با عملکرد زیاد و کم تقسیم شدند. همه فرم‌های بیان و واریانس آنها در دو گروه و نسبت واریانس گروه عملکرد کم به زیاد در هر دو نوع باغ محاسبه گردید. سپس با استفاده از فرمول‌های کالیبراسیون دریس، شاخص‌های دریس برای عناصر غذایی در باغ‌های با عملکرد کم تعیین و شاخص تعادل غذایی (NBI) نیز محاسبه گردید. نتایج نشان داد که برای باغ‌های لیمو لیسبون مقدار بهینه عناصر غذایی پر مصرف N، P، K، Ca و Mg به ترتیب 97/2، 11/0، 85/1، 88/3 و 17/0 درصد و عناصر کم مصرف Fe، Zn، Mn، Cu و B به ترتیب 5/200، 9/24، 9/23، 8/68 و 9/32 میلی‌گرم بر کیلوگرم و برای نارنگی پرل نیز مقدار بهینه غلظت عناصر غذایی پر مصرف N، P، K، Ca و Mg به ترتیب 97/2، 09/0، 57/1، 44/3 و 34/0 درصد و عناصر کم مصرف Fe، Zn، Mn، Cu و B به به ترتیب 2/167، 7/32، 1/26، 0/28 و 4/48 میلی‌گرم بر کیلوگرم به دست آمد. در مجموع بر اساس شاخص‌های DRIS ترتیب اولویت بندی عناصر غذایی برای باغ‌های لیمو لیسبون به صورت Fe>N>B>K>Mn>Ca>Mg=P>Cu>Zn و برای نارگی پرل به صورت B>Fe>K>Cu>N>Ca>Mg>Mn>Zn>P بود. شاخص تعادل تغذیه‌ای در کلیه باغ‌های با عملکرد پایین بالاتر از صفر بود که بیان‌گر عدم تعادل تغذیه‌ای در این باغ‌ها است.

چکیده پوشش سنگریزه سطحی به طور مستقیم فرایند های فرسایش خاک را به ویژه در مناطق کم آب و خشک که امکان استقرار پوشش گیاهی کم است، تحت تاثیر قرار می دهد. هدف از این پژوهش، بررسی اثر پوشش های مختلف سنگریزه سطحی بر ویژگی های هیدرولیکی جریان های سطحی و ویژگی‌های هندسی تشکیل شیار بود. به این منظور، 36 کرت با طول و عرض به‌ترتیب 20 و 5/0 متر در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد با شیب 3 درصد احداث شد. سپس برای شروع آزمایش، پوشش سنگ‌ریزه ای به صورت تصادفی در سطح کرت ها پخش شد. در هر آزمایش پس از تنظیم جریان سطحی، رواناب سطحی از ابتدای کرت به سطح خاک وارد و آزمایش به مدت 60 دقیقه پس از شروع رواناب ادامه یافت. تیمارها شامل چهار تراکم پوشش سنگ‌ریزه (صفر، 10، 20 و 30 درصد) و سه شدت جریان سطحی (5/2، 5 و 5/7 لیتر در دقیقه) در سه تکرار بودند، که تحت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که ویژگی های هیدرولیکی جریان شامل عمق جریان، ضریب زبری مانینگ و تنش برشی جریان با افزایش پوشش سنگ‌ریزه ای سطحی در جریان های سطحی متفاوت به صورت خطی و به طور معنی داری افزایش و سرعت جریان سطحی به صورت نمائی و به طور معنی دار کاهش یافت. مقایسه آماری اثر پوشش های مختلف سنگ‌ریزه بر ویژگی‌های هندسی شیار تشکیل شده در پوشش های مختلف سنگ‌ریزه سطحی نشان داد که تیمارهای فوق به طور معنی-داری موجب کاهش زمان، تعداد و عمق شیارهای تشکیل شده شد.

چکیده کرت های صحرایی به طور گسترده در مطالعات مربوط به اندازه گیری تلفات خاک و مدل سازی فرآیندهای فرسایش مورد استفاده قرار می گیرند. این تحقیق به منظور بررسی تغییرپذیری تلفات خاک و روان آب اندازه گیری شده از تکرار های مختلف کرت های صحرایی صورت گرفته است. برای این منظور هفت اندازة متفاوت کرت با سه تکرار در ایستگاه کوهین واقع در استان قزوین احداث شدند. کرت ها برای یک بازة زمانی 2 ساله به صورت آیش نگه داشته شده و مقادیر روان‌آب و تلفات خاک ناشی از هر رخداد به طور مجزا در کرت ها اندازه گیری شد. بر اساس نتایج، حداکثر مقدار ضریب تغییرات مقادیر مشاهده ای روان آب و رسوب در تکرار های کرت ها به ترتیب 60 و 80 درصد بود که این مقادیر در مقایسه با میزان تغییرات ویژگی های خاک در تکرارهای کرت ها زیاد بود. با افزایش میانگین تلفات خاک و روان آب در کرت های صحرایی ضریب تغییرات مقادیر اندازه گیری شدة روان آب و رسوب در تکرار های کرت ها به صورت توانی کاهش یافت. به دلیل احتمال خطای بیش تر در اندازه گیری تلفات خاک در مقایسه با روان آب، در بیش از 80 درصد موارد، ضریب تغییرات رسوب در تکرارهای کرت ها نسبت به ضریب تغییرات روان آب بیش تر بود. با افزایش ابعاد کرت ها نسبت ضریب تغییرات روان آب به ضریب تغییرات رسوب در تکرار های هر کرت کاهش یافت.

چکیده قابلیت مدل‌ها در شبیه سازی فرایندهای خاک عموماً با مقایسه مقادیر اندازه گیری و برآورد شده سنجیده می‌شود. انتخاب و استفاده از شاخص-های آماری مناسب و تفسیر نتایج برای ارزیابی مدل های نفوذ آب به خاک، چالشی اساسی است، زیرا هر کدام از شاخص ها بر نوع خاصی از خطاها تاکید دارد. هدف از این پژوهش، مقایسه نکویی شاخص های آماری مختلف برای ارزیابی مدل های نفوذ آب به خاک است. بدین منظور، مجموعه داده ای دربرگیرنده 145 نقطه-داده اندازه‌گیری شده از نفوذ آب به خاک‌های مختلف ایران با روش استوانه های مضاعف استفاده شد. پارامترهای مدل ها به روش بهینه سازی حداقل مربعات خطا با استفاده از نرم افزار MatLab 7.7.0 (R2008b) تعیین شد. سپس، قابلیت مدل های نفوذ آب به خاک با شاخص های ضریب تبیین (R2)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) و شاخص کارآیی (NSEI) و فرم‌های اصلاح شده آن (از جمله NSEjI، NSESQRTI، NSElnI و NSEiI) تعیین و نکویی این شاخص‌ها در انتخاب مدل برتر مقایسه شد. نتایج نشان داد که میانگین شاخص RMSE همیشه نمی‌تواند شاخص مناسبی برای ارزیابی مدل‌های نفوذ آب به خاک باشد. شاخص NSEI، NSEjI، NSESQRTI و NSElnI نیز به دلیل حساس بودن به مقادیر بزرگ داده ها نتوانستند تمایز بین مدل ها را در برآورد نفوذ تجمعی آشکار کنند. شاخص NSEiI با وزن دهی بیش‌تر به داده های نفوذ در زمان های کوتاه تر، به عنوان شاخص آماری مناسب برای مقایسه قابلیت مدل ها نفوذ انتخاب شد. به طورکلی، نتایج این پژوهش نشان داد که قابلیت شاخص‌های آماری مختلف برای ارزیابی مدل ها بستگی به میزان تاثیر آن ها از مقادیر داده های نفوذ در سری های متفاوت زمانی است.