علوم آب
صفورا جافرنوده؛ افشین سلطانی؛ الیاس سلطانی؛ امیر دادرسی؛ سمانه رهبان
چکیده
اطلاع از اجزای بیلان آب و حجم آب کاربردی برای بهینهسازی مصرف آب در کشاورزی ضروری است از طرفی اندازهگیری آنها پرهزینه و مشکل است. بنابراین استفاده از مدلهایی که بتواند مؤلفههای بیلان آب و حجم آب کاربردی را شبیهسازی کند برای مدیریت آب در کشاورزی اهمیت دارد. مدل SSM-iCrop2 در سالهای اخیر در مطالعات متعدد استفاده شده است. ...
بیشتر
اطلاع از اجزای بیلان آب و حجم آب کاربردی برای بهینهسازی مصرف آب در کشاورزی ضروری است از طرفی اندازهگیری آنها پرهزینه و مشکل است. بنابراین استفاده از مدلهایی که بتواند مؤلفههای بیلان آب و حجم آب کاربردی را شبیهسازی کند برای مدیریت آب در کشاورزی اهمیت دارد. مدل SSM-iCrop2 در سالهای اخیر در مطالعات متعدد استفاده شده است. در این مدل مشابه آزمایشها، فرض میشود آفات، بیماریها و علفهای هرز و نیز عناصر غذایی در مزرعه به نحو مطلوب مدیریت شده و تأثیری بر رشد و عملکرد ندارند. در حالی‌که در مزارع کشاورزان این عوامل وجود دارند و بر رشد و عملکرد گیاه و نیز مصرف آب اثر میگذارند. از سوی دیگر در موارد متعددی به برآورد عملکرد و مؤلفههای بیلان آب و حجم آب آبیاری در شرایط کشاورزان نیاز وجود دارد که طبیعتا مدلهای پارامتریابی شده با آزمایشها قادر به شبیهسازی آنها نیستند. در این مطالعه با استفاده از متغیرهایی مانند عملکرد و شاخص برداشت که برای مزراع کشاورزان موجود هستند یا با هزینه کم قابل اندازهگیری هستند مدل SSM-iCrop2 برای شرایط کشاورزان کالیبره شد. تأثیر عواملی نظیر آفات و بیماریها، علفهای هرز و تغذیه، تراکم و تاریخ کاشت نامناسب با کالیبراسیون سه پارامتر کارایی استفاده از تشعشع، حداکثر سطح برگ و حداکثر شاخص برداشت برای مزراع کشاورزان در مدل وارد شد. ابتدا خروجی مدل (میانگین 15 ساله، در شهرستانهای استان گلستان) با استفاده از دادههای عملکرد واقعی (میانگین چند ساله در شهرستانهای مختلف استان گلستان) کالیبره و ارزیابی شد. جذر میانگین مربعات خطا برای برنج و گندم آبی بهترتیب 6/216 و 6/157 کیلوگرم در هکتار و ضریب تغییرات و ضریب همبستگی برای برنج بهترتیب 4 و 85 درصد و برای گندم 3 و 94 درصد بود. سپس حجم آب آبیاری برآورد شده مدل با حجم آب آبیاری اندازهگیری شده در محصولات مختلف (در استان گلستان و در سالهای مختلف) ارزیابی و صحتسنجی شد. بر اساس نتایج ارزیابی ضریب تغییرات و ضریب همبستگی برای حجم آب آبیاری شبیهسازی شده در مقایسه با مشاهده شده برابر با 9/8 و 98 درصد بهدست آمد. بخش دیگر این مطالعه شبیهسازی روزانه و کاربرد مدل در این زمینه نشان داده شده است. این کالیبراسیون برای برنج (شلتوک) و گندم آبی در مزارع شهرستان گرگان انجام شد و شبیهسازی و اجرای با استفاده از آمار هواشناسی ثبت شده در ایستگاه هواشناسی هاشمآباد گرگان صورت پذیرفت. با توجه به اینکه پس از کالیبراسیون عملکردهای واقعی با دقت خوبی شبیهسازی شده است فرض شد سایر برآوردهای مدل نیز قابل اعتماد هستند. بدین ترتیب، مدل کالیبره شده با هزینه کم و دقت مناسب آنها را برآورد میکند و میتواند تکمیلکننده آزمایشهای مزرعهای باشد. یکی از مهمترین برآوردهای مدل حجم آب آبیاری در شرایط کشاورزان است که برای برنامهریزیهای کشاورزی و سازگاری به کمآبی حیاتی میباشد.
علوم آب
اسماعیل فرخی؛ مهدی نصیری محلاتی؛ علیرضا کوچکی؛ علیرضا بهشتی
چکیده
پیش‌بینی عملکرد محصول با هدف بهینه کردن میزان آب آبیاری به خصوص هنگامی که آب قابل دسترس محدود باشد، برای افزایش پایداری در تولید بسیار حائز اهمیت است. در این مطالعه مدل آب محورِ آکوواکراپ که توسط فائو توسعه داده شده است، به منظور شبیهسازی بهرهوری آب، زیست توده و عملکرد گوجهفرنگی تحت رژیمهای مختلف آبیاری واسنجی و صحتسنجی ...
بیشتر
پیش‌بینی عملکرد محصول با هدف بهینه کردن میزان آب آبیاری به خصوص هنگامی که آب قابل دسترس محدود باشد، برای افزایش پایداری در تولید بسیار حائز اهمیت است. در این مطالعه مدل آب محورِ آکوواکراپ که توسط فائو توسعه داده شده است، به منظور شبیهسازی بهرهوری آب، زیست توده و عملکرد گوجهفرنگی تحت رژیمهای مختلف آبیاری واسنجی و صحتسنجی شد. آزمایش در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد در دو سال زراعی 1396-1395 اجرا شد. واسنجی مدل با استفاده از دادههای سال 1395 و صحتسنجی مدل با استفاده از دادههای سال 1396 انجام شد. در این مطالعه مدل آکوواکراپ تحت شرایط آبیاری کامل (100 درصد نیاز آبی) و کم آبیاری (75 و 50 درصد نیاز آبی) اجرا و در دو مرحله رویشی و زایشی برای محصول گوجهفرنگی واسنجی و صحتسنجی شد. کارایی مدل با استفاده از میانگین مربعات خطای نرمالشده (NRMSE)، کارایی مدل (EF)، شاخص توافق ویلموت (d) و ضریب تعیین (R2) مورد ارزیابی قرار گرفت. مدل آکوواکراپ به منظور شبیهسازی بهرهوری آب، زیستتوده بالای سطح خاک و عملکرد خشک میوه گوجهفرنگی برای همه تیمارهای آبیاری بهترتیب با مقادیر شاخصهای آماری 14/81%=NRMSE، 0/85=d، 0/93=R2، %23>NRMSE>4/%7، 1>d>0/94، 0/99>R2>0/92 و 97/%9=NRMSE، 96/0=d، 86/0=R2 واسنجی شد. در طول مرحله صحتسنجی، 13/64%=NRMSE، 0/90=d، 0/23=R2، 3/%21>NRMSE>5/%6، 1>d>0/95، 0/98>R2>0/92 و 15/64%=NRMSE، 0/95=d، 0/95=R2 بهترتیب برای بهرهوری آب، زیست توده بالای سطح خاک و عملکرد خشک میوه گوجهفرنگی بدست آمد. به طور کلی توانایی مدل آکوواکراپ در شبیهسازی مقادیر بهرهوری آب، زیستتوده بالای سطح خاک و عملکرد مشاهده شده رضایتبخش بود، با این وجود کارایی مدل با افزایش تنش آب کاهش پیدا کرد.
تهمینه رئیسی نژاد؛ نجمه یزدان پناه
چکیده
با اعمال مدیریت صحیح آب در مزرعه می‌توان از منابع آب، خاک و کود استفاده بهینه نمود و تولید محصولاتی با کمیت و کیفیت بالا را امکان‌پذیر ساخت. در این راستا و به‌منظور مدیریت آبیاری گیاه آفتابگردان با استفاده از تنظیم پتانسیل آب خاک، سه سطح مکش (40=1I، 55=2I و 70=3I سانتی‌بار جهت شروع آبیاری) و دو سیستم آبیاری قطرهای (سطحی =1S و زیرسطحی =2S) بهترتیب ...
بیشتر
با اعمال مدیریت صحیح آب در مزرعه می‌توان از منابع آب، خاک و کود استفاده بهینه نمود و تولید محصولاتی با کمیت و کیفیت بالا را امکان‌پذیر ساخت. در این راستا و به‌منظور مدیریت آبیاری گیاه آفتابگردان با استفاده از تنظیم پتانسیل آب خاک، سه سطح مکش (40=1I، 55=2I و 70=3I سانتی‌بار جهت شروع آبیاری) و دو سیستم آبیاری قطرهای (سطحی =1S و زیرسطحی =2S) بهترتیب به‌عنوان عوامل اصلی و فرعی مورد بررسی قرار گرفتند. این آزمایش در قالب طرح کرت‌های نواری یک‌بار خرد شده بر پایه طرح بلوک‌های کامل تصادفی، با سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی شهرستان جیرفت در سال زراعی 1396 اجرا شد. نتایج پژوهش نشان داد که صرفه‌جویی 6/153 میلی‌متری آب (5/21 درصد) بین نقاط مکش 55 و 40 سانتی‌بار، باعث کاهش 5/12 درصد عملکرد دانه، 8/12 درصد تعداد دانه در طبق و 11 درصد ارتفاع بوته شد که افزایش 3/10 درصد در بهرهوری آب را درپی داشت. این در حالی بود که اعمال سطح مکش 70 سانتی‌بار در مقایسه با سطح مکش 55 سانتی‌بار باعث کاهش 4/33 درصد عملکرد دانه، 9/22 درصد تعداد دانه در طبق و 5/22 درصد ارتفاع بوته شد و تنها افزایش 7/4 درصدی بهرهوری آب را به‌دنبال داشت. از طرف دیگر، عملکرد دانه در آبیاری زیرسطحی به‌مقدار 499 کیلوگرم در هکتار بیشتر از آبیاری سطحی بود. این در حالی بود که با وجود صرفه‌جویی 10 درصدی مصرف آب در آبیاری زیرسطحی نسبت به آبیاری سطحی، بهرهوری آب در این سیستم 5/21 درصد بیشتر بود. صفات ارتفاع بوته و تعداد دانه در طبق در آبیاری قطرهای زیرسطحی بهترتیب 2/8 و 7/8 درصد نسبت به آبیاری سطحی بیشتر بود. لذا انجام آبیاری قطرهای زیرسطحی در سطح مکش 55 سانتی‌بار برای کشت گیاه آفتابگردان در شهرستان جیرفت میتواند راهکاری مناسب برای صرفه‌جویی در مصرف و افزایش بهرهوری آب در دورههای خشکسالی باشد.
رسول اسدی؛ فرزاد حسن پور؛ میترا مهربانی؛ امین باقی زاده؛ فاطمه کاراندیش
چکیده
به‌منظور مقایسه دو روش کم‌آبیاری بر خصوصیات رشد گیاه دارویی رزماری (Rosmarinus officinalis L.)، آزمایشی در سال زراعی 1395، در ایستگاه تولید نهال شهرداری کرمان در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار اجرا شد. در این آزمایش، تیمارها شامل آبیاری کامل (100 درصد تأمین رطوبت خاک تا حد ظرفیت زراعی)، کم‌آبیاری تنظیم شده و آبیاری ناقص ریشه هر کدام در دو سطح ...
بیشتر
به‌منظور مقایسه دو روش کم‌آبیاری بر خصوصیات رشد گیاه دارویی رزماری (Rosmarinus officinalis L.)، آزمایشی در سال زراعی 1395، در ایستگاه تولید نهال شهرداری کرمان در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار اجرا شد. در این آزمایش، تیمارها شامل آبیاری کامل (100 درصد تأمین رطوبت خاک تا حد ظرفیت زراعی)، کم‌آبیاری تنظیم شده و آبیاری ناقص ریشه هر کدام در دو سطح 75 و 55 درصد آبیاری کامل بودند. نتایج نشان داد که بیشترین وزن خشک اندام هوایی گیاه (6/3874 کیلوگرم در هکتار) و شاخص سطح برگ در مراحل مختلف رشد، در تیمار آبیاری کامل بدست آمد که از لحاظ آماری با سطح 75 درصد اعمال شده در آبیاری ناقص تفاوت معنی‌داری نداشت. این در حالی است که بیشترین بهرهوری آب (06/2 کیلوگرم بر متر مکعب)، وزن تر ریشه (8/3 گرم)، طول ریشه (4/16 سانتی‌متر) و حجم ریشه (4/2 سانتی‌متر مکعب)، به سطح 75 درصد اعمال شده در آبیاری ناقص ریشه اختصاص یافت که این امر به‌دلیل افزایش ریشه‌های ثانویه در این تیمار نسبت به سایر تیمارها بود. لازم به ذکر است که عملکرد بدست آمده از سطح 75 درصد اعمال شده در آبیاری ناقص 3/3669 کیلوگرم در هکتار بود. بنابراین اعمال روش آبیاری ناقص ریشه و تأمین 75 درصد نیاز آبی گیاه، ضمن صرفه‌جویی در مصرف آب، میتواند با توسعه مناسب شاخص سطح برگ و ریشه گیاه، امکان استفاده بهتر از انرژی خورشید و رطوبت موجود در خاک را بهرغم اعمال تنش رطوبتی فرآهم آورد و راهکار مناسبی برای مقابله با بحران آب، برای حرکت به سمت کشاورزی پایدار محسوب شود.
بیژن حقیقتی؛ سعید برومند نسب؛ عبدعلی ناصری
چکیده
به منظور تعیین بهترین روش اعمال کم‌آبیاری برای بهینهسازی کارآیی مصرف آب گیاه سیب زمینی، آزمایشی در سال 1392 به صورت اسپلیت- اسپلیت پلات در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی اجرا شد. این آزمایش شامل دو روش آبیاری در کرت های اصلی، دو رقم سیب زمینی بورن و آلمرا در کرت های فرعی و تیمار های کم آبیاری در چهار سطح آبیاری به میزان 100، 80 و 65 درصد ...
بیشتر
به منظور تعیین بهترین روش اعمال کم‌آبیاری برای بهینهسازی کارآیی مصرف آب گیاه سیب زمینی، آزمایشی در سال 1392 به صورت اسپلیت- اسپلیت پلات در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی اجرا شد. این آزمایش شامل دو روش آبیاری در کرت های اصلی، دو رقم سیب زمینی بورن و آلمرا در کرت های فرعی و تیمار های کم آبیاری در چهار سطح آبیاری به میزان 100، 80 و 65 درصد تخلیه رطوبتی مجاز خاک و خشکی موضعی ریشه (PRD) در کرت های فرعی– فرعی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که رقم بورن نسبت به رقم آلمرا در کلیه تیمار های کم آبیاری از نظر عملکرد، بهره روی و کارآیی مصرف آب و مقاومت به خشکی برتری داشت به طوری که رقم بورن در مقایسه با رقم آلمرا به ترتیب باعث افزایش 19، 20 و 19 درصدی عملکرد کل، بهره وری و کارآیی مصرف آب گردید. اثر کم آبیاری بر عملکرد، بهره وری و کارآیی مصرف آب، درصد نشاسته، میزان قند محلول، میزان پرولین و کلروفیل گیاه در سطح یک درصد معنی دار بود. بیشترین مقدار عملکرد برابر با 02/59 تن در هکتار مربوط به رقم بورن و آبیاری کامل حاصل شد. بیشترین کارآیی و بهره وری مصرف آب به ترتیب برابر 79/16 و 78/14 کیلوگرم بر متر مکعب مربوط به روش آبیاری قطره ای نواری و تیمار PRD بدست آمد. بنابراین با توجه به محدودیت منابع برای استفاده بهینه از آب، رقم بورن به عنوان یک رقم با کیفیت مناسب و دارای پتانسیل عملکرد بالا، روش آبیاری قطره ای نواری و کم آبیاری PRD به عنوان یک راه کار صرفه جویی در مصرف آب بسیار سودمند و قابل توصیه می باشد.
علیرضا توکلی؛ هرمز اسدی
چکیده
بررسی اقتصادی اثربخشی تک‌آبیاری در زراعت دیم سبب میشود تا بهترین گزاره مدیریت زراعی تعیین شود. در این بررسی، به منظور انتخاب مناسب‌ترین تیمار تک‌آبیاری و مدیریت زراعی از روش بودجه‌بندی جزیی استفاده شد. میزان هزینه‌ها و درآمدها در مدیریت‌های مختلف زراعی، قیمت آب آبیاری با نرخ بهره‌‌های متفاوت و نیز اقتصادی یا غیراقتصادی بودن ...
بیشتر
بررسی اقتصادی اثربخشی تک‌آبیاری در زراعت دیم سبب میشود تا بهترین گزاره مدیریت زراعی تعیین شود. در این بررسی، به منظور انتخاب مناسب‌ترین تیمار تک‌آبیاری و مدیریت زراعی از روش بودجه‌بندی جزیی استفاده شد. میزان هزینه‌ها و درآمدها در مدیریت‌های مختلف زراعی، قیمت آب آبیاری با نرخ بهره‌‌های متفاوت و نیز اقتصادی یا غیراقتصادی بودن جایگزینی تیمارها مورد بررسی قرار گرفت. قیمت هر متر مکعب آب آبیاری در منطقه پس از تبدیل به ارزش حال هزینه‌های سرمایه‌گذاری و ملحوظ هزینه‌های جاری در دو نرخ بهره 15 و 25 درصد، به ترتیب 213 و 1/338 ریال به دست آمد. طبق نتایج به دست آمده در دو سال زراعی (86-1384) در مزارع منتخب منطقه هنام شهرستان سلسله استان لرستان، میانگین سود خالص تحت شرایط مدیریت سنتی و مدیریت برتر زراعی و برای جو دیم به ترتیب 2/1270 و 1987 هزار ریال در هکتار محاسبه شد که نشان از اثربخشی کاربرد مدیریت برتر زراعی به جای مدیریت سنتی است. با تک‌آبیاری زمان کاشت و آبیاری بهاره جو دیم، سود خالص به ترتیب 173 و 4/98 درصد افزایش پیدا کرد. در منطقه هنام، برای جو دیم جایگزینی تیمار مدیریت برتر زراعی تحت شرایط تک‌آبیاری در زمان کشت توسط سایر تیمارها غیراقتصادی بوده است. در صورت جایگزینی سایر تیمارها به جای این تیمار، میزان کاهش درآمد بیشتر از کاهش در مقدار هزینه خواهد شد. بنابرین تک‌آبیاری در این منطقه در زمان کاشت به عنوان اولویت اول و تک‌آبیاری بهاره و البته تحت مدیریت برتر زراعی به عنوان دومین اولویت مطرح است.
محبوبه آقاجانی؛ مریم نوابیان
چکیده
آب یکی از نهاده‌های اصلی کشت برنج محسوب میشود. هدف اساسی مدیریت‌های نوین آبیاری برنج، افزایش بهرهوری آب مصرفی و صرفه‌جویی آب در اراضی شالیزاری میباشد. در این تحقیق، به منظور بهینهسازی مدیریت آبیاری تناوبی متناسب با نیاز آبی مراحل مختلف رشد گیاه برنج، یک مدل شبیهسازی- بهینهسازی ارائه شده است که قادر به حداکثرسازی نمایه ...
بیشتر
آب یکی از نهاده‌های اصلی کشت برنج محسوب میشود. هدف اساسی مدیریت‌های نوین آبیاری برنج، افزایش بهرهوری آب مصرفی و صرفه‌جویی آب در اراضی شالیزاری میباشد. در این تحقیق، به منظور بهینهسازی مدیریت آبیاری تناوبی متناسب با نیاز آبی مراحل مختلف رشد گیاه برنج، یک مدل شبیهسازی- بهینهسازی ارائه شده است که قادر به حداکثرسازی نمایه بهرهوری تعرق، آب آبیاری و تبخیر-تعرق میباشد. عمق آب در هر نوبت آبیاری در مراحل استقرار، پنجه‌زنی، زایشی و رسیدگی و دوره تناوب آبیاری به عنوان متغیرهای تصمیم انتخاب شدند. شبیهسازی مراحل رشد گیاه، با استفاده از مدل هیدرولوژیکی کشاورزی SWAP و حل مدل بهینهسازی برای حداکثر نمودن بهرهوری، به روش الگوریتم ژنتیک انجام شد. در نهایت، مقادیر بهینه بهرهوری آب آبیاری، تعرق و تبخیر- تعرق به ترتیب 60/1، 90/2 و 33/1 کیلوگرم در متر مکعب بدست آمدند. پس از بررسی شاخصهای بهرهوری بهینه آب، به دلیل اعمال دور آبیاری متناسب با شبکه آبیاری سفیدرود و سهولت اندازهگیری آب ورودی، شاخص بهرهوری آب آبیاری از میان شاخصهای تعیین بهرهوری آب مناسب‌تر تشخیص داده شد. نتایج حداکثرسازی شاخص بهرهوری آب آبیاری نشان داد که عمق آب آبیاری 51، 29، 39 و 11 میلی‌متر به ترتیب در مراحل استقرار، پنجه‌زنی، زایشی و رسیدگی با دوره تناوب 8 روز منجر به بهبود بهرهوری آب مصرفی برای برنج رقم هاشمی اراضی شالیزاری رشت میشود. نتایچ بهینه‌یابی نشان‌دهنده برتری آبیاری تناوبی بهینه در مقایسه با آبیاری غرقاب برنج است.
