آب و خاک

چکیده این تحقیق با استفاده از فشارهای ثقلی معادل 5/0، 5/1 و 3 متر و با استفاده از دور آبیاری پالسی در بهار سال 1395 در مزرعه­ای با خاک شنی در شهرستان کاشان انجام شد. هندوانه منطقه سنبک طبق عرف محلی کاشته شد. تیمارهای مورد مطالعه سه روش آبیاری کوزه­ای، قطره­ای ثقلی و قطره­ای نواری در مقایسه با آبیاری شیاری (تیمار شاهد) بودند و شاخص بهره­وری آب در این تیمارها مورد بررسی قرار گرفت. در این تحقیق از طرح آماری فاکتوریل در قالب بلوک­های کامل تصادفی برای آنالیز داده­ها استفاده شد. نتایج نشان داد با مقدار آب مصرفی معادل 6790 متر مکعب در هکتار در هر کدام از روش­های آبیاری موضعی ثقلی و 13452 متر مکعب در هکتار در تیمار شاهد، میزان عملکرد هندوانه در روش‌های آبیاری کوزه­ای، قطره­ای­ثقلی، قطره­ای نواری و آبیاری شیاری به ترتیب معادل 1224، 11457، 7527 و 11426 کیلوگرم در هکتار و شاخص بهره­وری آب به­ترتیب معادل 2/0، 7/1، 1/1 و 8/0 کیلوگرم در هکتار به ازای هر متر مکعب آب مصرفی به­دست آمد. همچنین در مقایسه با دور آبیاری یک‌روزه، با کاربرد آبیاری پالسی در آبیاری موضعی، راندمان آبیاری به طور متوسط از 87 درصد به 98 درصد افزایش یافت. به­طور کلی با کاربرد آبیاری موضعی در مقایسه با آبیاری شیاری در خاک شنی می­توان ضمن افزایش بهره­وری آب، از این خاک برای کشت گیاهان مثمر هم­چون هندوانه با عملکرد بالا استفاده کرد.

چکیده مبنای کم‌آبیاری بخشی ریشه، آبیاری متناوب نیمی از ریشه و خشک نگه داشتن نیمه دیگر است. ریشه گیاه در قسمت تر، آب کافی را جذب می‌کند؛ بخش دیگر از ریشه در خاک خشک، با عکس‌العمل نسبت به خشکی و فرستادن علایمی به روزنه‌ها، با تحت تآثیر قرار دادن مقدار بازشدگی آن‌ها، باعث کاهش تلفات آب می‌شود. این پژوهش روی گیاه آفتابگردان در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، در سال-های 1394 و 1395 اجرا شد. برای اجرا از آزمایش کرت‌های خرد شده با سه فاکتور اصلی (دور آبیاری) و سه فاکتور فرعی (مقدار آب آبیاری) در قالب طرح پایه بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکرار استفاده شد. دورها شامل آبیاری بعد از 20، 35 و 50 میلی‌متر تبخیر از تشت تبخیر کلاس A بود (به‌ترتیب F-20، F-35 و F-50). مقدار آب آبیاری در 3 مقدار 100%، 75% و 55% نیاز آبی بود (به‌ترتیب FI، PRD-75 وPRD-55). اجرای FI به صورت معمولی (دو طرفه) و PRD-75 و PRD-55 به صورت متناوب در طرفین ریشه (آبیاری بخشی) بود. در بررسی عامل دور آبیاری، بر مبنای نتایح 2 سال انجام آزمایش، بهترین نتایج برای پارامترهای رشد گیاه، در دور آبیاری بعد از 20 میلی‌متر تبخیر از تشت تبخیر کلاس A بود. همچنین بهترین نتایج برای پارامترهای رشد گیاه آفتابگردان در آبیاری کامل نتیجه شد. با توجه به وجود اختلاف معنی‌دار در غالب پارامترهای رشد بین آبیاری کامل و کم‌آبیاری بخشی ریشه در سطح 55%، در صورت اجرای کم‌آبیاری بخشی ریشه، سطح 75% برای کم‌آبیاری توصیه می‌شود. در مورد عامل دور آبیاری، برای غالب پارامترهای رشد گیاه بین تیمارهای F-20 و F-50 اختلاف معنی‌دار وجود داشت؛ لذا با در نظر گرفتن این مورد و نیز مسأله افزایش هزینه بهره‌برداری با کاهش دور آبیاری، دور آبیاری F-35 توصیه می‌شود. بررسی مشخصه کارایی مصرف آب آبیاری برای عامل دور آبیاری حاکی از وجود اختلاف معنی‌دار بین هر سه دور آبیاری بود. بیشترین مقادیر در F-50 و کمترین مقادیر در F-20 حاصل شد. با وجود افزایش در مقدار مشخصه کارایی مصرف آب آبیاری در PRD-75 در مقایسه با سایر تیمارها برای هر دو سال انجام آزمایش، این اختلاف معنی‌دار نبود. با توجه به عدم وجود اختلاف معنی‌دار بین تیمار دور آبیاری F-35 و F-50 در سال دوم آزمایش و نیز وجود افزایش نسبی در مقدار این مشخصه در PRD-75 در مقایسه با دو تیمار دیگر، به منظور داشتن کارایی مصرف آب بیشتر، انجام کم‌آبیاری بخشی ریشه در سطح 75% با دور آبیاری F-35 توصیه می‌شود. با بررسی همزمان مشخصه کارایی مصرف آب آبیاری و نیز پارامترهای رشد گیاه آفتابگردان، این نتیجه حاصل شد که با بهره‌گیری از PRD-75 در دور آبیاری F-35، می-توان ضمن صرفه‌جویی در مصرف آب آبیاری و افزایش در مشخصه کارایی مصرف آب آبیاری، با کمترین کاهش‌ها در مشخصه‌های رشد گیاه آفتابگردان مواجه شد.

چکیده مشکلات اجرای آبیاری کوزه‌ای همچون هجوم ریشه گیاه به سمت کوزه و مشکل پرکردن دستی کوزه‌ها از آب، مانع از توسعه کاربرد این روش آبیاری شده است. لذا بررسی کارایی روش جایگزین آبیاری‌کوزه‌ای مانند آبیاری تراوا وقطره‌ای‌ثقلی، می‌تواند به عنوان راهکاری برای برون‌رفت از معضل توأمان کمبود آب و انرژی مطرح شود. به این منظور تحقیقی آزمایشگاهی با هدف شناسایی خصوصیات هیدرولیکیاین سه روش آبیاری انجام شد. در این تحقیق در قالب طرح آزمایشی بلوک‌های کامل تصادفی،برخی از مشخصات هیدرولیکی سه تیمار روش آبیاری فوق‌الذکردر سه فشار آب 5/0 متر، 5/1 متر و 3 متر بررسی شد و با اندازه‌گیری حجم آب خارج‌شده تحت فشار ثابت آبیاریدر مدت یکساعت، دبی 10 نمونه از هر تیمار،در طی هفت تکرار محاسبه شد و نتایج حاصله با استفاده از نرم‌افزار آماری SPSS مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. بر اساس نتایج تجزیه واریانس، مشخص شد که بیشترین یکنواختی توزیع بین نمونه‌ها در آبیاری قطره‌ای ثقلی بوده و در آبیاری تراوا ضمن بالابودن ضریب تغییرات ساخت، کمترین یکنواختی توزیع بین نمونه‌ها مشاهده شده است. همچنین با مقایسه میانگین اثر سطوح فشار آبیاری در یکنواختی توزیع در سطح احتمال پنج درصد به روش دانکن، مشخص شد که با افزایش فشار، یکنواختی توزیع بیشتر خواهد شد. لذا به جهت حفظ یکنواختی توزیع بالاتر پیشنهاد می‌شود که بیشترین فشارثقلی جهت طراحی و اجرا انتخاب شود.در این تحقیق طی دو ماه کارکرد تیمارها،به طور متوسط دبی لوله تراوا کم شد و با افزایش ضریب تغییرات ساخت و کم‌شدن یکنواختی توزیع، عملکرد ضعیف این روشآبیاری در محدوده فشارهای ثقلی نتیجه گرفته‌شد. این در حالی است که تیمار قطره‌ای‌ثقلی در کلیه تکرارها از ثبات مشخصات هیدرولیکی برخوردار بوده و در تیمار کوزه‌ای نیز حتی با گذشت زمان، دبی نمونه‌ها به طور متوسط افزایش یافته است. لذا با منظورکردن پایین‌بودن ضریب تغییرات ساخت و بالابودن یکنواختی توزیع به عنوانمشخصه‌های برتری هیدرولیکی، از بین سه روش مذکور به ترتیب روش آبیاری قطره‌ای‌ثقلی، روشآبیاری‌کوزه‌ای و روش آبیاری‌تراوا و از بین فشارهای‌ثقلی مورد بررسی نیز، فشار 3 متر به عنوان فشار مناسب توصیه می‌شوند.

چکیده به منظور بررسی اثر میزان آب آبیاری و روش اعمال کم آبیاری بر عملکرد و پارامترهای فیزیولوژیکی و فتوسنتزی ذرت علوفه ای رقم سینگل کراس 704، آزمایشی در سال زراعی 1393، در مزرعه پژوهشی مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی انجام شد. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب بلوک های کامل تصادفی در 4 تکرار اجرا گردید. تیمارهای مورد بررسی عبارت بودند از تیمار آبیاری کامل، کم آبیاری تنظیم شده با تأمین 80 و 60 درصد نیاز آبی، آبیاری ناقص ریشه به طور متغیر (PRD) و تأمین 100، 80 و 60 درصد نیاز آبی و آبیاری ناقص ریشه به طور ثابت (FPRD) و تأمین 100، 80 و 60 درصد نیاز آبی. نتایج آزمایش نشان داد که همزمان با کاهش میزان آب مصرفی عملکرد تر و خشک علوفه ذرت در تیمار کم آبیاری تنظیم شده کاهش یافت اما در تیمار آبیاری ناقص ریشه به طور متغیر تفاوت معنی داری بین میزان عملکرد در تیمارهای تامین 100 و 80 درصد نیاز آبی مشاهده نشد. بیشترین عملکرد علوفه تر با میانگین 72099 کیلوگرم در هکتار مربوط به تیمار آبیاری کامل بود. بررسی صفات فیزیولوژیک طی چهار مرحله نمونه برداری در طول فصل رشد، نشان داد که شاخص سطح برگ تحت اثر متقابل تیمارهای آبیاری قرار گرفت. تفاوت معنی داری بین شاخص سطح برگ گیاهان در تیمار آبیاری کامل و سطوح 100 و 80 درصد تامین آبی در تیمار PRD وجود نداشت. همبستگی مثبت و معنی داری بین شاخص سطح برگ و عملکرد علوفه تر (r2= 0.98, p

چکیده در این تحقیق اثر تغییر اقلیم بر نیاز خالص آبیاری و عملکرد برنج در دوره های زمانی آینده با استفاده از داده های خروجی مدل HadCM3، از سری مدل های AOGCM، در منطقه دشت تجن مورد بررسی قرار گرفته است. پارامترهای اقلیمی دما و بارندگی تحت سناریوی انتشار A2، در دوره‌های زمانی 2040-2011، 2070-2041 و 2100-2071، شبیه سازی شدند. این کار با کوچک مقیاس سازی دما به روش آماری و بارندگی به روش تناسبی انجام گرفت. برای تخمین نیاز خالص آبیاری، تبخیر تعرق پتانسیل با استفاده از روش پنمن مانتیث و باران موثر با روش USDA با مدل CROPWAT8.0 محاسبه شد. اثر کمبود آب بر عملکرد محصول با استفاده از تابع تولید خطی ارائه شده توسط FAO مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج کوچک مقیاس سازی با استفاده از مدل SDSM و روش کوچک مقیاس سازی تناسبی نشان دهنده کاهش در مقدار بارندگی و افزایش در مقدار دما در دوره های آتی است. نتایج مدل CROPWAT نشان دهنده این بود که در اثر تغییر اقلیم با افزایش تبخیر تعرق پتانسیل و کاهش بارندگی موثر و افزایش آب مصرفی گیاه، نیاز خالص آبیاری گیاه برنج در حوزه مورد نظر طی سال های آتی تا سال 2100 افزایش می یابد. همچنین در نتیجه تغییر اقلیم و افزایش دما و کاهش بارش درصد کاهش عملکرد در سال های آتی به میزان ناچیز رو به افزایش است. بنابراین می توان نتیجه گرفت هر چه به سال 2100 نزدیکتر شویم بارش موثر با مقدار کمتری می تواند نیاز آب مصرفی و نیاز خالص آبیاری برنج را در منطقه مورد نظر تأمین کند.

چکیده حرکت روبه پایین آب به سمت زهکش، نسبت به جریان های افقی و شعاعی تاثیر بیشتری بر حرکت ذرات خاک به طرف پوشش زهکشی دارد. در این تحقیق، با نصب یک سیستم زهکشی زیرزمینی متشکل از سه زهکش به فاصله 20 متر و عمق 5/1 متر در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، اثر حذف جریان مستقیم آب از روی زهکش به درون آن بر سطح ایستابی و دبی زهکش ها بررسی شد. با قرار دادن لایه ای از پلاستیک روی پوشش شن زهکش میانی، از ورود مستقیم جریان عمودی به داخل زهکش جلوگیری شد. برای بررسی تغییرات عمق سطح ایستابی، چاهک هایی در داخل ترانشه زهکش و به فواصل 5/0، 5/1، 5 و 10 متر از هر زهکش در فواصل 5، 15، 25، 35، 45 و 55 متر از نهر کلکتور حفر گردید. از ابتدای اردیبهشت تا پایان آذر 1390، عمق سطح ایستابی و دبی زهکش ها اندازه گیری شد. میانگین دبی زهکش فاقد پلاستیک (زهکش A)، به میزان 12 درصد بیشتر از میانگین دبی زهکش دارای پلاستیک (زهکش B) بود. میانگین عمق سطح ایستابی در کلیه چاهکهای داخل ترانشه زهکش A، 1/9 سانتی متر بیشتر از مقدار متناظر زهکش B بود. همچنین، میانگین عمق سطح ایستابی در فاصله 5/0، 5/1 و 5 متری از زهکش A به ترتیب حدود 2/5، 9/2 و 05/0 سانتی متر بیشتر از مقادیر متناظر زهکش B بود. رسوب خروجی از زهکش A، 74 درصد بیشتر از مقدار آن در زهکش B بود که نشان دهنده نقش قابل توجه جریان ورودی از روی لوله زهکش در انتقال رسوب به درون زهکش می باشد.

چکیده 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.

چکیده برنج پس از گندم مهمترین محصول کشاورزی در جهان می باشد و ایران با تولید حدود دو میلیون تن برنج در سال از این نظر دارای جایگاه ویژه ای است. با توجه به بحران خشکسالی و مصرف بالای آب در اراضی شالیزاری، ارایه راهکارهایی برای افزایش راندمان های آبیاری می تواند بسیار مفید واقع گردد. در این راستا، هر ساله اراضی شالیزاری زیادی در استان های شمالی کشور تسطیح می شوند که در این مطالعه نقش تسطیح اراضی بر پارامترهای بیلان آبی، راندمان مصرف آب و بهره وری آب مورد بررسی قرار گرفته است. این تحقیق در شهرستان قائمشهر (استان مازندران) و با مقایسه دو زمین سنتی و تسطیح شده شالیزاری به مساحت های 9/1 و 67/5 هکتار برای واریته زودرس طارم محلی انجام شده است. دبی های ورودی و خروجی به وسیله پارشال فلوم های سه اینچی اندازه گیری و برای تعیین تبخیر و تعرق و نفوذ عمقی از دو عدد لایسیمتر ته باز و یک عدد لایسیمتر ته بسته به ابعاد 50 در 50 در 50 سانتی متر در هر یک از تیمارهای مورد آزمایش، استفاده شد. نتایج نشان داد که در اراضی سنتی و تسطیح شده شالیزاری به ترتیب، راندمان مصرف آب 9/62 و 73 درصد، بهره وری از آب 476/0 و 575/0 کیلوگرم بر مترمکعب، تبخیر و تعرق 2/468 و 5/477 میلیمتر و نفوذ عمقی 3/196 و 8/147 میلیمتر گردید با توجه به بررسی پارامترهای بیلان، می توان نتیجه گرفت که کاهش 25 درصدی پارامتر نفوذ عمقی در اراضی تسطیح شده در مقایسه با اراضی سنتی، عامل افزایش 10 درصدی راندمان آبیاری است.

چکیده چکیده سیل یکی از پدیده های ویرانگر طبیعی است که پیش بینی آن از اهمیت بالایی برخوردار است. برآورد بارش-روانآب و سیل، به‌دلیل تأثیرگذاری عوامل مختلف، دشوار است. تا کنون روش‌های مختلفی برای تحلیل این پدیده ها پیشنهاد شده است. هدف این پژوهش مقایسه کارآمدی شبکه‌های عصبی مصنوعی (ANNs) در شبیه‌سازی فرآیند بارش ـ روانآب با نتایج مدل HEC-HMS است. به این منظور حوزه کارده واقع در شمال شرقی خراسان برگزیده شد و باران‌نمودهای چندین پیشامد بارندگی و آبنمودهای روانآب آن‌ها (مجموع450 داده مربوط به 30 پیشامد گزینش شده) مبنای کار قرار گرفت. سپس شبکه عصبی مصنوعی با الگوریتم پس‌پراکنش و استفاده از تابع تبدیلS-شکل آموزش داده شد. معیار گزینش پارامترهای شبکه در مرحله آموزش، تولید کمترین مقدار ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) در خروجی های‌ آن بود. مدل HMS به روش پیشنهادی SCS اجرا گردید. برای ارزیابی کارایی ANN، داده های شبیه سازی شده و مشاهده ای مربوط به کل دبی و حجم روانآب، دبی‌های اوج و زمان های اوج مقایسه شدند. نتایج نشان داد که بر پایه قانون آموزش دلتا، شبکه پرسپترون چندلایه (MLP) با تعداد 29 نرون در تنها لایه میانی (پنهان)، فرآیند بارش ـ روانآب را با دقت خوبی شبیه‌سازی می نماید. ضریب همبستگی کل داده‌های دبی و حجم روانآب شبیه سازی شده و مشاهده ای، به ترتیب 98/0 و 99/0 به دست آمد. ANN اندازه و زمان دبی‌های اوج را نیز به خوبی (به ترتیب، 98/0 و 83/0 = r) برآورد کرد. با بررسی عملکرد مدل HMS، ضریب همبستگی کل داده‌های دبی و حجم روانآب 82/0 و 98/0 به دست آمد. همچنین ضریب همبستگی مربوط به اندازه و زمان دبی‌های اوج روانآب برآورد شده با مدل به ترتیب 97/0 و 70/0 برآورد شد. در آزمون t با سطح‌ اعتماد 99درصد، اختلاف معنی داری میان اندازه های مشاهده ای و شبیه سازی شده مربوط به همه پارامترهای مورد نظر دیده نشد. در نتیجه، گرچه تفاوت معنی داری میان دو روش یافت نشد، ولی مقایسه عملکرد شبکه و مدل به کار رفته نشان می دهد که در تمام پارامترها، دقت ANN بیشتر از مدل HMS بوده است. واژه‌های کلیدی: شبیه‌سازی، مدل هیدرولوژیکی، بارش _ روانآب، شبکه عصبی مصنوعی، مدل HEC-HMS، حوزه کارده