آب و خاک

چکیده مصرف بهینه آب، انرژی و بهبود خصوصیات فیزیکی خاک از ویژگی‌های خاک‌ورزی حفاظتی است که در این مطالعه تأثیر آن بر عملکرد و بهره‌وری آب چغندرقند پاییزه طی دو سال زراعی 97-96 و 98-97 بررسی شد. برای این منظور آزمایشی به‌صورت کرت‌های نواری خردشده در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در اراضی مرکز تحقیقات کشاورزی صفی‌آباد دزفول با بافت لومی رسی سیلتی اجرا شد. کرت اصلی شامل خاک‌ورزی مرسوم (CT)، چیزل (CH)، کم‌خاک‌ورزی (MT)، و بی خاک‌ورزی به صورت کاشت مستقیم در بقایای گندم (NT) و کرت فرعی شامل دو رقم پالما و شریف بود. آبیاری به‌صورت جویچه‌ای و با سیفون‌های هم قطر صورت گرفت. نتایج شاخص مخروطی (CI) و جرم مخصوص ظاهری خاک (BD) در لایه 10-0 برای کلیه روش‌های خاک‌ورزی مشابه و در یک سطح آماری قرار داشتند. مقادیر CI در عمق 20-10 سانتی‌متر با میانگین 79/0 مگاپاسکال در یک سطح اما BD در تیمار NT با مقدار 7/1 گرم بر سانتی‌متر مکعب اختلاف معنی‌داری با سه روش دیگر خاک‌ورزی نشان داد. با این وجود هیچ یک از روش‌های خاک‌ورزی تأثیری در رشد و انشعاب ریشه چغندرقند نداشت. از طرفی درصد کربن آلی خاک، عملکرد و بهره‌وری آب چغندرقند، در تیمارهای خاک‌ورزی اختلاف معنی‌داری نداشتند. واکنش ارقام پالما و شریف به شیوه‌های خاک‌ورزی یکسان بود، حال آنکه بهره‌وری آب ریشه تر و شکر رقم پالما (به‌ترتیب 9 تن در هکتار و 2/1 کیلوگرم در متر مکعب) بالاتر از رقم شریف (به‌ترتیب 3/7 تن در هکتار و 1 کیلوگرم بر متر مکعب) بود. مجموع نتایج نشان داد که استفاده از کاشت مستقیم چغندرقند پاییزه در بقایای گندم امکان‌پذیر بوده و علاوه بر حذف آبیاری قبل از کاشت و کاهش تردد ماشین‌های خاک‌ورزی، با گزینش رقم مناسب می‌توان عملکرد کیفی را افزایش داد. 

چکیده پیش­بینی دبی رسوبی با دقت بالاتر، از مهم­ترین مولفه­های فرآیندهای هیدرولوژیکی در مدیریت منابع آب می­باشد. به دلیل پیچیدگی پدیده انتقال رسوب و وجود چندین پارامتر موثر در تخمین آن، تعیین روابط حاکم مشکل می­باشد. این تحقیق به منظور ارائه مدل بهینه برآورد بار رسوب معلق در دو ایستگاه هیدرومتری متوالی یک رودخانه طبیعی انجام گرفته است. در این راستا، جهت کاهش مقدار خطا در پیش­بینی دبی رسوبی از روش­های پیش­پردازش سری زمانی به همراه روش­های هوشمند مبتنی بر کرنل ماشین بردار پشتیبان  (SVM)و رگرسیون فرآیند گاوسی (GPR) استفاده شده است. دو سناریو بررسی دبی رسوب معلق برای حالت تک ایستگاهی و ارتباط بین ایستگاهی در نظر رفته شد و مدل­های متفاوتی بر اساس مشخصات هیدرولیکی و ذرات رسوبی تعریف گردید و مورد ارزیابی قرار گرفت. در استفاده از روش­های پیش‌پردازش، ابتدا روش تبدیل موجک (WT) به­کار رفت، سپس زیر سری‌های با فرکانس بالای بدست آمده از روش WT با روش ﺗﺠﺰﯾﻪ ﻣﺪ ﺗﺠﺮﺑﯽ (EMD) دوباره تجزیه گردیدند. در نهایت زیر سری­های تاثیرگذار به‌عنوان ورودی مدل­های مبتنی بر کرنل استفاده شدند. نتایج حاصل از تحلیل مدل­های تعریف‌شده، دقت بالای روش­های تلفیقی به­کار رفته در تحقیق را در تخمین رسوب معلق به خوبی نشان داد. نتایج نشان داد که در حالت اول، مقدار معیار خطا برای مدل برتر به ترتیب از 0.035 و 0.037 برای روش­های GPR و SVM به 0.28 و 0.29 برای مدل­های تلفیقی کاهش یافت. به طور کلی، مدل­های ترکیبی دقت مدل­سازی را بین 20 تا 25 درصد افزایش دادند. جهت ارزیابی قابلیت اطمینان مدل برتر، از تحلیل عدم قطعیت مونت کارلو استفاده شد و نتایج نشان داد که مدل GPR دارای درجه عدم اطمینان مطلوبی در مدل­سازی است.

چکیده آبخوان مشهد‌ ـ چناران با وسعت حدود 2527 کیلومتر مربع، مهم‏ترین آبخوان استان خراسان رضوی است. در این تحقیق، زمان واکنش آب زیرزمینی نسبت به بارش با استفاده از داده‌های 31 حلقه چاه مشاهده‏ای به روش همبستگی متقابل در یک دوره 15 ساله (سال آبی 81 - 1380 تا 95 - 1394) تعیین شده است. نتایج آزمون همبستگی نشان می‏دهد، پس از گذشت حدود 2 تا 3 ماه، تأثیر بارش به‌تدریج بر سطح آب زیرزمینی مشاهده شده و ضریب همبستگی در سطح خطای 95 و 90 درصد به ‌ترتیب برای 77 و 97 درصد از چاه‌ها معنی‌دار می‌شود. حداقل زمان تأخیر، 2 ماه و حداکثر آن نیز 7 ماه برآورد شده است. به‌طور کلی، زمان تأخیر برآورد شده تطابق خوبی با عمق آب زیرزمینی که بیانگر ضخامت ناحیه غیراشباع است، دارد و به صورت کامل از الگوی نقشه هم‌عمق تبعیت می‌نماید. مقدار تغذیه در سراسر آبخوان مشهد- چناران بیشتر توسط شرایط ناحیه غیراشباع (ضخامت، جنس و ...) کنترل و تغییرات عمق آب زیرزمینی به‌نوعی عامل اصلی ایجاد تأخیر زمانی بین وقوع بارندگی و شروع تغذیه در آبخوان محسوب می‌شود. با شروع بارندگی از اواخر مهرماه، تغذیه آب زیرزمینی در اغلب چاه‌ها از اواسط فصل پاییز شروع شده و تا اواخر فصل بهار ادامه می‌یابد. بیشینه مقدار تغذیه در اواخر فصل زمستان صورت می‌گیرد. در فصل تابستان، بارندگی نقش بسیار کم‌رنگی در تغذیه دارد و استخراج بی‌رویه آب از آبخوان و به‌تبع آن افت شدید و ادامه‌دار سطح ایستابی، نقش اصلی در نوسانات آب را ایفا می‌کند.

چکیده کمبود فسفر به عنوان یکی از مهم‌ترین عناصر غذایی مورد نیاز گیاه در خاک‌های آهکی مشکلی جدی بوده و به همین خاطر توجهات زیادی را به خود جلب کرده است. بخش آلی فسفر در خاک که غیر قابل جذب توسط گیاه می‌باشد در مواردی می­تواند تا 80 درصد کل فسفر را به خود اختصاص دهد. حل کردن فسفر از دو منبع آلی و معدنی توسط گونه‌های قارچی به عنوان یکی از راه‌حل‌های کارساز می‌تواند مورد توجه پژوهشگران قرار گیرد. بدین منظور و برای بررسی میزان فعالیت آنزیم فیتاز قارچی سه سویه آسپرژیلوس نایجر، آسپرژیلوس فلاووس و آسپرژیلوس فومیگاتوس و فراهمی فسفر از منبع آلی فیتات سدیم و جذب آن توسط گیاه ذرت، دو آزمایش بصورت جداگانه به صورت آزمایشگاهی و گلخانه‌ای انجام شد. در بخش آزمایشگاهی میزان فعالیت آنزیم فیتاز هر یک از سه سویه قارچی در حضور فیتات سدیم بررسی شد. نتایج نشان داد که بیشترین میزان فعالیت فیتاز (U) 48/16 مربوط به سویه آسپرژیلوس نایجر بود. در بخش دوم تاثیر هر یک از آنزیم‌های فیتاز تولیدی و استخراجی از هر جدایه بر فراهمی فسفر از منبع فیتات سدیم و جذب این عنصر توسط گیاه ذرت بررسی شد. نتایج بخش گلخانه‌ نشان داد که بیشترین مقدار فسفر اندام هوایی (125/0 درصد) و ریشه (102/0 درصد) گیاه ذرت و همچنین بیشترین وزن خشک این گیاه (08/46 گرم در گلدان) در تیمار آنزیم فیتاز آسپرژیلوس نایجر و در حضور فیتات سدیم مشاهده شد. بطور کلی نتایج نشان از موثرتر بودن سویه آسپرژیلوس نایجر در دو بخش آزمایشگاهی و گلخانه‌ای داشت و همچنین آنزیم‌های فیتاز قارچی تاثیر مثبتی بر غلظت فسفر و بهبود رشدو نمو گیاه ذرت داشتند.

چکیده هدف از این تحقیق بررسی تأثیر کم‌آبی بر قابلیت انباشت زیستی و زیست‌فراهمی دو فلز سمی سرب و کروم برای گیاه جو بود که در یک آزمایش مزرعه‌ای دوساله، با اعمال سه سطح کم‌آبی با (آبیاری در 100 (شاهد)، 75 و 50 درصد ظرفیت زراعی) انجام شد. نتایج نشان داد که در همه موارد غلظت سرب و کروم در ریشه‌‌های گیاه جو بیشتر از شاخساره بود و با افزایش تنش خشکی، افزایش غلظت سرب در ریشه‌ها معنی‌دار نبود اما در شاخساره افزایش معنی‌دار داشت درحالی‌که غلظت کروم در هر دو بخش گیاه کاهش معنی‌دار داشت. با افزایش تنش خشکی، فاکتور انباشت شاخساره برای سرب افزایش و برای کروم کاهش یافت. همچنین با افزایش سطح کم‌آبی، فاکتور انباشت ریشه برای کروم کاهش یافت در حالی‌که فاکتور انتقال برای هر دو عنصر افزایش یافت اما افزایش آن برای سرب برجسته‌تر بود. فاکتور انباشت شاخساره برای سرب با افزایش وزن خشک شاخساره بصورت خطی کاهش یافت (0٫86-β=) اما فاکتور انباشت شاخساره برای کروم افزایش یافت (0٫62β=). مدل رگرسیونی وزن خشک ریشه، فاکتور انباشت ریشه برای کروم را با (0٫85β= ) پیش‌بینی کرد. مدل رگرسیونی وزن خشک کل گیاه توانست فاکتور انتقال سرب را با (0٫89- β=) و فاکتور انتقال کروم را با (0٫67- β=) پیش‌بینی کند. در این آزمایش ضرایب انباشت و انتقال زیستی مورد مطالعه همگی کمتر از یک بدست آمد، بنابراین گیاه جو زراعی نسبت به سرب و کروم موجود در خاک، گیاهی اجتناب کننده است و در شرایط کم‌آبی فزاینده در شرایط مزرعه، این فلزات سمی را به زنجیره غذایی انتقال نمی‌دهد.

چکیده به‌منظور بررسی اثر کود کمپوست و نیتروژن بر پایه‌های رایج مرکبات شامل سیتروملو، سیترنج و نارنج، آزمایشی گلدانی به­صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در ایستگاه تحقیقات باغبانی قائم‌شهر اجرا شد. تیمارها شامل ماده آلی (صفر، 5/2، 5 و 5/7 درصد وزنی کود کمپوست گرانوله گوگردی) و نیتروژن خالص (صفر، 20، 40 و 80 میلی­گرم بر کیلوگرم) از منبع سولفات آمونیوم بود. شاخص­های رشد رویشی در نهال­های یک­ساله با شرایط مشابه اندازه­گیری شد. هم­چنین به‌منظور بررسی تغییرات عناصر غذایی در تیرماه نمونه­های برگ جمع­آوری و غلظت عناصر غذایی در بافت برگ اندازه­گیری شد. نتایج نشان داد که پس از گذشت یک­ فصل رشد کامل بعد از اعمال تیمارها، بیش­ترین غلظت نیتروژن در نهال سیترنج و سیتروملو برابر 92/2 و 97/2 درصد به ترتیب در نتیجه مصرف 40 و 80  میلی­گرم در کیلوگرم نیتروژن و 5/2 درصد کمپوست به دست آمد. غلظت آهن و روی برگ سیتروملو با افزایش سطح مصرف کمپوست افزایش یافت. در پایه سیترنج روند متفاوت بود و مصرف 5/2 درصد کمپوست و 40 میلی­گرم نیتروژن بیش­ترین غلظت آهن برگ (151 میکروگرم در گرم) را نشان داد. در حالی­که مصرف 5 درصد کمپوست و عدم مصرف نیتروژن باعث کاهش غلظت آهن تا سطح 2/62 میکروگرم در گرم شد. تغییرات غلظت روی در پایه سیترنج مشابه سیتروملو بود. در پایه نارنج، تغییرات غلظت آهن در تیمارهای مختلف کمتر بود. به‌طور کلی، نهال سیترنج در جذب عناصر غذایی عملکرد بهتری نسبت به نهال سیتروملو و نارنج داشت که علت آن می­تواند تفاوت­های ژنتیکی، از جمله تفاوت در توزیع سیستم ریشه در خاک و توانایی جذب عناصر توسط ریشه در خاک باشد. مصرف سطوح 5 و 5/7 درصد کمپوست در پایه نارنج باعث کاهش ارتفاع گیاه و قطر طوقه و سبب ایجاد رزت و افزایش تعداد برگ گردید. مؤثرترین سطح نیتروژن در نارنج مصرف 80 میلی‌گرم در کیلوگرم نیتروژن بود. بیش­ترین رشد رویشی در پایه سیتروملو از تیمار مصرف 5/2 درصد کمپوست و 40 میلی­گرم در کیلوگرم نیتروژن و در پایه­های سیترنج و نارنج از 5/2 درصد کمپوست و 80 میلی‌گرم در کیلوگرم نیتروژن به­دست آمد.

چکیده حفظ منابع آب‌وخاک با استفاده از روش‌های سازه‌ای و زیستی امکان‌پذیر است. حال با توجه به اینکه روش‌های زیستی مبتنی بر شرایط حاکم بر بوم‌سازگان است،‌ اهمیت ویژه‌ای در مهار فرسایش خاک در مراحل ابتدایی دارد. باوجوداین، استقبال لازم از مدیریت زیستی فرسایش خاک به سبب عدم الگوی اجرایی مناسب توسط کارشناسان اجرایی صورت نگرفته است. ازاین‌رو، پژوهش حاضر باهدف مدیریت زیستی فرسایش در حوزه آبخیز گاوشان واقع در غرب استان کرمانشاه و با مساحت 7736 هکتار به سبب وجود فرسایش‌ سطحی و قابل مدیریت و هم‌چنین اطلاعات در دسترس انجام شد. در این راستا پس از تعیین وضعیت فرسایشی، ویژگی‌های اقلیمی و شرایط رشد گیاهی، رویه اجرایی مدیریت زیستی منطقه پیشنهاد شد. نتایج ضمن گزارش غالبیت فرسایش سطحی، بر قرارگیری وضعیت فرسایشی در طبقه کم و متوسط و طبعاً قابلیت انجام رویکردهای زیستی در آبخیز مزبور مبتنی بر نقشه اقلیمی-کشاورزی تأکید داشت. در همین راستا، مراتع متوسط و ضعیف با مساحت حدود 4219 هکتار و گستره بیش از 54 درصد از آبخیز برای انجام اقدامات زیستی در نظر گرفته شد. هم‌چنین نتایج تقسیم‌بندی رده‌های اقلیمی-کشاورزی آبخیز مطالعاتی را به پنج رده همگون تقسیم کرد. درنهایت برنامه اجرایی مدیریت زیستی فرسایش آبخیز گاوشان بر اساس جامعه‌شناسی گیاهی و توقعات بوم‌شناسی مربوطه در رده‌های اقلیمی-کشاورزی ارائه شد. استفاده از گونه‌های بومی در آبخیز مطالعاتی با افزایش سطح پوشش زمینه‌ساز ایجاد تعادل بوم‌شناختی و درعین‌حال حفاظت از منابع پایه آب، خاک و پوشش گیاهی خواهد شد. نتایج پژوهش حاضر به‌عنوان پژوهشی پیشگام می‌تواند در مدیریت زیستی منابع خاک‌وآب نواحی غرب کشور با شرایط بوم‌سازگانی مشابه مورداستفاده قرار گیرد.

چکیده شناخت توزیع مکانی کربن آلی خاک یکی از ابزارهای کاربردی در پیشبرد مدیریت پایدار اراضی و محیط زیست می‌باشد. داده­کاوی و مدل‌سازی مکانی همراه با تکنیک‌های یادگیری ماشینی به منظور بررسی میزان کربن آلی خاک مبتنی بر داده‌های سنجش از دور به صورت گسترده مورد توجه قرار گرفته است. هدف از این مطالعه،استفاده از تصاویر با دامنه طیفی مرئی تا مادون قرمز حرارتی و داده‌های زمینی برای مدل‌سازی میزان کربن آلی خاک می­باشد. با استفاده از الگوی نمونه‌برداری تصادفی156نمونه از خاک سطحی (30-0 سانتی­متر) جمع‌آوری شد. داده‌ها به دو دسته 80 درصد برای آموزش و 20 درصد جهت اعتبارسنجی دسته‌بندی شدند و از سه الگوریتم یادگیری ماشین شامل جنگل تصادفی، کوبیست و رگرسیون حداقل مربعات جزئی برای براورد و تهیه نقشه کربن آلی خاک استفاده شد. متغیرهای کمکی جهت پیش‌بینی کربن آلی خاک شامل باندها و شاخص‌های منتج از سنجنده‌ی OLI و TIRS لندست 8 می­باشد. به منظور کاهش حجم داده‌ها و انتخاب ویژگی‌هایی با بیشترین تأثیر بر براورد کربن آلی خاک، از روش آنالیز مؤلفه‌های اصلی استفاده شد. آنالیز مؤلفه‌های اصلی داده‌­های سنجش از دور منجر به گزینش 4 متغیر کمکی TSAVI، RVI، Band10 و Band11 به­عنوان مؤثرترین عوامل کمکی محیطی انتخاب گردیدند. همچنین مقایسه رویکردهای مختلف تخمین نشان داد که مدل جنگل تصادفی به ترتیب با مقادیر ضریب تبیین، خطای جذر میانگین مربعات و میانگین مربعات خطا 74/0، 17/0 و 02/0 بهترین کارایی را نسبت به سایر رویکردهای مورد استفاده در برآورد کربن آلی خاک سطحی در منطقه مطالعاتی ارائه نمود. به طور کلی نتایج این مطالعه بر قابلیت دادهای سنجش از دور و مدل یادگیری جنگل تصادفی در تخمین مکانی کربن آلی خاک به طور همزمان دلالت دارد. لذا می‌تواند به عنوان روشی جایگزین برای روش‌های مرسوم آزمایشگاهی در تعیین برخی ویژگی‌های خاک از جمله کربن آلی خاک مورد توجه قرار گیرد.

چکیده گیاه اسفناج گیاهی حساس به علف­های هرز بوده و علف­کش اختصاصی برای آن وجود نداشته و استفاده از علف­کش­های پیشنهادی مانند متری­بیوزین باعث اختلالات متابولیکی در اسفناج شده که نتیجه آن کاهش مؤلفه­های رشدی و تغذیه­ای در این گیاه می­باشد. در این پژوهش تأثیر باکتری­های ریزوسفری محرک رشد گیاه از گروه سودوموناس (جدایه­هایRUM14  و CHA0) و فیلتر­کیک به عنوان محصول جانبی کارخانه شکر (F) و ماده­ای غنی بر غلظت عناصر غذایی و وزن خشک در گیاه اسفناج بررسی شد. همچنین تأثیر باکتری­های ذکر شده و فیلتر کیک بر کاهش اثرات منفی تنش ناشی از علف­کش متری­بیوزین مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج این پژوهش نشان داد که استفاده از باکتری­های ریزوسفری محرک رشد و فیلترکیک هر کدام به­تنهایی و یا با استفاده همزمان باعث افزایش غلظت عناصر پرمصرف (فسفر، پتاسیم، کلسیم و منیزیم) و کم­مصرف (مس، روی و آهن) و همچنین افزایش وزن خشک در گیاه اسفناج می­گردد. از نظر آماری بیشترین افزایش غلظت عناصر و وزن خشک در تیمار استفاده همزمان جدایه RUM14 و فیلترکیک (RUM14+F) مشاهده گردید. همچنین مشخص گردید استفاده از علف­کش متری­بیوزین باعث کاهش غلظت عناصر و وزن خشک می­گردد و از نظر آماری با افزایش مصرف علف­کش این تغییرات افزایش می­یابد. بررسی­های آماری نشان داد که استفاده از باکتری­های ریزوسفری محرک رشد و فیلتر کیک به تنهایی و یا با هم، اثر تنش ناشی از استفاده علف­کش (کاهش وزن خشک و همچنین کاهش غلظت عناصر) را به میزان زیادی در گیاه اسفناج کاهش می­دهد و از نظر اماری تیمار RUM14+F  موثرترین تیمار بود. نتایج این تحقیق نشان می­دهد که جدایه­های باکتری سودوموناس و فیلترکیک در افزایش رشد گیاه اسفناج، افزایش عناصر پر مصرف و کم مصرف در گیاه اسفناج و همچنین در کاهش تنش ناشی از استفاده از علف­کش مؤثر می­باشند.

چکیده پایداری در تولید به عوامل گوناگونی وابسته است. یکی از مهمترین عواملی که پایداری در تولید را به شدت تحت تأثیر قرار می‌دهد و باعث افزایش یا کاهش عملکرد محصولات کشاورزی می‌گردد، عوامل محیطی به‌ویژه عوامل اقلیمی می‌باشد. رشد و نمو و گذر از مراحل فنولوژی گیاهان، تا حد زیادی به‌واسطه دمای پایه (T_b) و میزان تجمع درجه-روز‌های رشد (GDD) در طول فصل رشد (GSL) تنظیم می‌شود. در این پژوهش شاخص‌های کشاورزی GDD و GSL طی سال‌های زراعی 1338– 1337 تا 1397-1396 بر مبنای آستانه‌های صفر، پنج و 10 درجه سانتی‌گراد بر اساس دمای روزانه همگن 27 ایستگاه سینوپتیک هواشناسی نواحی مرتفع و ساحلی کشور محاسبه شد. با استفاده از آزمون من-کندال، روند تغییرات GDD و GSL تحت برنامه R استخراج و تحلیل شد. نتایج نشان داد که شاخص GSL برای آستانه‌های دمایی صفر و 5 درجه سانتی‌گراد در دوره‌های آماری 30 ساله اول (1338-1367) و 30 ساله دوم (1368-1397) تغییرات کمی را شاهد بوده است، ولی برای دمای 10 درجه سانتی‌گراد در 11 ایستگاه‌ دارای روندی معنادار بود. میزان انحراف از میانگین GSL در نواحی ساحلی بیشتر از نواحی مرتفع بود. این روند افزایشی در نواحی ساحلی از دهه 50 و در نواحی مرتفع از دهه 70 شمسی آغاز و تاکنون ادامه دارد. در این پژوهش مجموع سالانه GDD در دوره‌ آماری سی‌‌ساله اول حدود 41 درصد ایستگاه‌ها روند معنادار افزایشی را تجربه نمودند، در حالی‌که برای سی سال دوم به دلیل شتابگیری سیگنال‌های تغییر اقلیم روند افزایشی GDD به 93 درصد ایستگاه‌های مورد مطالعه گسترش یافت.