آب و خاک

چکیده مدل آکواکراپ (Aquacrop) یکی از مدل‌های کاربردی بوده که به‌منظور شبیه‌سازی تغییرات عملکرد در مدیریت‌های مختلف آب‌وخاک مورد استفاده واقع می‌شود. این پژوهش در دو سال زراعی 1398 و 1399 با هدف تعیین کارایی مدل آکواکراپ در شبیه‌سازی عملکرد دانه و زیست­توده گیاه کینوا با اعمال سه تیمار تنش 30، 50 و 70 درصد مصرف آب قابل‌استفاده در مراحل توسعه و میانی رشد اجرا گردید (در شرایط آب‌وخاک غیرشور). از نتایج سال اول به‌منظور واسنجی و از نتایج سال دوم به‌منظور اعتبارسنجی مدل استفاده گردید. نتایج سال اول نشان داد که تنش 50 و 70 درصد تخلیه (کم­آبیاری) در مرحله توسعه به ترتیب موجب کاهش عملکرد دانه به میزان 17 و 33 درصد نسبت به تیمار شاهد (بدون تنش) و هم‌چنین اعمال این تنش در مرحله میانی موجب کاهش عملکرد در حدود 12 و 28 درصد گردید. نتایج مقایسه شاخص‌های آماری عملکرد دانه، زیست­توده و کارایی مصرف آب در سال اول نشان داد که ریشه میانگین مربعات خطای نرمال شده دانه، زیست­توده و کارایی مصرف آب به‌ترتیب 9، 8 و 14 درصد و کارایی مدل برای این صفات به‌ترتیب 81/0، 77/0 و 64/0 می‌باشد. هم‌چنین نتایج مقایسه شاخص‌های آماری عملکرد دانه، زیست­توده و کارایی مصرف آب در سال دوم به‌ترتیب 9، 6 و 9 درصد و کارایی مدل برای این صفات به‌ترتیب 68/0، 71/0 و 62/0 تعیین شد. نتایج حاصل از واسنجی و اعتبارسنجی مدل بیانگر دقت و کارایی مناسب مدل در شبیه‌سازی عملکرد دانه، زیست­توده و کارایی مصرف آب گیاه کینوا بوده و می‌توان از این مدل به‌منظور ارائه مناسب‌ترین سناریو و مدیریت آبیاری در حالت‌های مختلف تنش و کم‌آبیاری استفاده نمود.

چکیده به منظور بررسی و ارزیابی سطوح مختلف آب آبیاری قطره­ای بر عملکرد، اجزای عملکرد، بهره­وری آب و مشخص نمودن مهم­ترین متغیر مستقل که بیش­ترین تغییرات در عملکرد و بهره­وری آب را موجب گردیده از یک سو و بررسی اثر متغیر مستقل حجم آب مصرفی بر دیگر متغیرهای این پژوهش از سوی دیگر، آزمایشی در دو سال زراعی 91-1390 و 90-1389 در ایستگاه تحقیقات کشاورزی بهبهان اجرا شد. آزمایش در قالب طرح بلـوک­های کامل تصادفی به­صورت کرت­های یک­بار خرد شده با 4 تکــرار اجرا گردید. مقدار آب در آبیاری قطره­ای نواری در چهار سطح 50، 75، 100 و 125 درصد نیازآبی در کرت­های اصلی و دو رقم Hyola 401 و RGS003 در کرت­های فرعی قرار گرفتند. نتایج تجزیه و تحلیل واریانس در مدل رگرسیون نشان داد که بیش­تر بودن قدرمطلق ضرایب بتا و آماره t هر متغیر مستقل موجب شد تا آن متغیر به عنوان حساس­ترین متغیر مستقل اثرگذار بر متغیر وابسته معرفی شود. لذا متغیر مستقل حجم آب مصرفی، با ضریب بتای 860/0 و آماره t به­میزان 246/13 بیش­ترین اثر را بر متغیر ارتفاع بوته داشت. در صفت عملکرد، متغیرهای مورد بررسی (تعداد خورجین در بوته، تعداد دانه در خورجین، و وزن هزار دانه، حجم آب مصرفی، دوره گل­دهی، دوره رشد و ارتفاع بوته) 1/74 درصد (741/0R²=) میزان نوسانات متغیر وابسته (عملکرد کلزا) را تبیین کردند. حجم آب مصرفی با بالاترین قدرمطلق ضریب بتای 563/0 و آماره t به­میزان 967/2 بیش­ترین اثر معنی­دار در سطح 1 درصد را بر عملکرد گذاشت. در بین متغیرهای وابسته، حجم آب مصرفی با بالاترین قدر مطلق ضریب بتای 013/1- و آماره t به­میزان 415/12- بیش­ترین اثر منفی و معنی­دار در سطح 1 درصد را بر بهره­وری آب گذاشت. عملکرد با ضریب بتای 427/0 و آماره t به­میزان 000/8 در رتبه­ی دوم اثرگذاری بر بهره­وری آب کلزا جای گرفت و این اثر در سطح 1 درصد معنی­دار بود. نتایج ضریب همبستگی پیرسون نشان داد که بیش­ترین میزان همبستگی تعداد خورجین در بوته و دانه در خورجین هر دو با ارتفاع بوته به­ترتیب به میزان­های 763/0 و 849/0 محاسبه شدند که حاکی از موثر بودن افزایش ارتفاع بوته در افزایش تعداد خورجین در بوته و دانه در خورجین بود. تمامی صفات اجزای عملکرد همبستگی مثبتی با همدیگر داشتند که نشان می­دهد کاهش هر یک از این صفات می­تواند اثر زیان­باری بر عملکرد کلزا در مزرعه داشته باشند. با توجه به اهمیت دانه­های روغنی در کشور پیشنهاد می­گردد از نتایج این تحقیق به منظور شناسایی پارامترهای متغیر اثرگذار بر پارامترهای وابسته از جمله بهره­وری آب در کم­آبیاری قطره­ای گیاه کنجد نیز استفاده شود.    

چکیده ایران از لحاظ اقلیمی جزء مناطق خشک و نیمه‌خشک جهان محسوب می‌شود که از میزان بارندگی نسبتاً پایینی برخوردار است. از طرفی، توزیع این میزان بارندگی در کشور نیز مناسب نبوده و اغلب در سواحل دریای خزر و نیمه غربی تا جنوب غرب کشور رخ می‌دهد. این عوامل، لزوم انجام اقدامات مدیریتی در جهت غلبه بر بحران آب را به دنبال دارد. یکی از راهکارهای عملی در راستای مدیریت منابع آب، اجرای سامانه‌های استحصال آب باران می‌باشد که باید به صورت بهینه طراحی شوند تا سامانه توجیه اقتصادی داشته باشد. در این مقاله با هدف ارزیابی و بهینه‌سازی سامانه‌های استحصال آب باران، داده‌های 42 ساله بارش روزانه شهرستان اردبیل تحت سناریو یک خانه مسکونی با سطح آبگیر 100 و 200 متر مربع و دارای چهار سکنه در نظر گرفته شد. شبیه‌سازی سامانه در نرم‌افزار متلب انجام و قابلیت اطمینان مخازن و نسبت سرریز برای حجم‌های مختلف مخازن محاسبه شد. در نهایت، بهینه‌سازی حجم مخازن با استفاده از الگوریتم ژنتیک انجام شد. نتایج نشان داد که برای پشت‌بام 100 متر مربع، استفاده از مخزن 5/0 متر مکعبی بیشترین سودآوری را داشته و با نصب این مخزن، سالانه 17 درصد در مصرف آب صرفه‌جویی خواهد شد. همچنین مخزن بهینه برای پشت‌بام 200 متر مربع برابر با 5/1 متر مکعب انتخاب شد که با استفاده از آن می‌توان در هر سال حدود 32 درصد در مصرف آب صرفه‌جویی کرد. ارقام بدست آمده برای درصد صرفه جویی در مصرف آب حاکی از پتانسیل بالای شهرستان اردبیل برای اجرای سامانه‌های استحصال آب باران است.

چکیده روش تجزیه گیاه به منظور بهینه کردن مصرف کودها و تشخیص اختلالات تغذیه گیاهی استفاده می­شود. روش تجزیه گیاه برای ارزیابی تغذیه گیاهان مفید است مشروط بر اینکه به روش مناسبی برای تشخیص و تفسیر نتایج بهره گرفته شود. به منظور ارزیابی وضعیت تغذیه­ای باغات انگور استان همدان این پروژه در سه سال زراعی 99-1396 به اجرا در آمد. در هر سال تعداد 40 باغ مختلف در هر کدام از مناطق انتخاب گردید. انتخاب باغات به شکلی بود که دارای دامنه متفاوتی از خصوصیات خاک باشند. یک بانک اطلاعاتی حاوی داده­های آزمایشگاهی و صحرائی برای هر باغ در سه استان ایجاد گردید. موقعیت جغرافیایی باغات ثبت شد. در هر باغ خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک از جمله بافت، کربن آلی، شوری و آهک ارزیابی و نمونه گیاه (برگ) تهیه و مورد تجزیه آزمایشگاهی قرار گرفت. در پایان فصل عملکرد و اجزاء آن در هر باغ مشخص گردید. غلظت عناصر غذایی نیتروژن، فسفر، پتاسیم، کلسیم، منیزیم، آهن، روی، منگنز و مس در برگ انگور اندازه گرفته شد. بانک اطلاعات پروژه برای سال‌های اول و دوم تکمیل و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و شاخص CND برای هر عنصر محاسبه گردید. بر اساس عملکرد، باغات انگور منتخب به دو گروه با عملکرد بالا و پایین دسته­بندی شدند. نتایج شاخص­های محاسبه شده به روش تشخیص چندگانه نشان داد که در بین عناصر غذایی پرمصرف، نیتروژن و پتاسیم و در بین عناصر کم­مصرف، آهن و منگنز منفی­ترین شاخص را به خود اختصاص دادند و کمبودشان در مقایسه با بقیه عناصر شدیدتر بود. ترتیب نیاز غذایی به‌‌صورت -K>-Mn>-Fe>-N >-Mg=-Zn>Cu>Ca>B>P بود. نتایج به­دست آمده از این پژوهش می­تواند به منظور افزایش عملکرد و بهبود کیفیت انگور در مناطق مشابه از نظر اقلیمی و خاکی با منطقه اجرا به شکل کاربردی مورد استفاده قرار گیرد.

چکیده فناوری نانو در کشاورزی می‌تواند به عنوان یکی از روش‌های نوید بخش، کمک شایانی به بهبود ویژگی‌های خاک و افزایش قابل توجه محصول نماید. نانو ذرات به دلیل دارا بودن سطح ویژه بسیار زیاد، فعال و واکنش‌پذیر، توانایی تغییر در برخی از ویژگی‌های فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی خاک را دارند. با این وجود، تاثیر نانو ذرات اکسیدروی (ZnO) بر بسیاری از ویژگی‌های خاک تا کنون بررسی نشده است. بنابراین، هدف این مطالعه بررسی تأثیر نانو ذرات اکسیدروی بر برخی ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک‌هایی با بافت متفاوت بود. برای این منظور، نمونه‌برداری از 3 خاک با بافت‌های لوم‌شنی، لومی و رسی انجام شد و با درصد‌های وزنی مشخصی (صفر، 5/0، 1 و 3 درصد وزنی) از نانوذرات اکسیدروی در سه تکرار مخلوط گردید. خاک‌های تیمار شده درون ظروف پلاستیکی، به مدت 120 روز تحت شرایط اشباع و خشک شدن متوالی قرار گرفتند. سپس اثرات احتمالی نانو ذرات اکسیدروی بر برخی ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که نانو اکسیدروی سبب افزایش مقدار گنجایش تبادل کاتیونی و قابلیت هدایت الکتریکی (P < 0.05) در بافت‌های مختلف خاک گردید. در مقابل، کاربرد نانو ذرات اکسیدروی سبب کاهش pH (P < 0.05) در بعضی سطوح از خاک‌های لوم‌شنی و رسی گردید. هم‌چنین کاربرد سطوح مختلف نانو اکسیدروی در خاک رسی موجب کاهش درصد کربنات کلسیم معادل (P < 0.05) گردید، اما تأثیری بر مقدار این متغیر در خاک‌های لوم‌شنی و لومی نداشت. به‌طورکلی نانوذرات با دارا بودن خواص فیزیکوشیمیایی خاص می‌توانند برخی از ویژگی‌‌های فیزیکی و شیمیایی خاک را تحت تأثیر قرار دهند.

چکیده ریزوسفر گیاهان، باعث رهاسازی عناصر از کانی‌های خاک، تغییر و تبدیل کانی‌ها می‌شود. در این مطالعه تأثیر ریزوسفر گندم و نیز آلودگی آن به کادمیم (مقادیر صفر، 5 و 10 میلی‌گرم بر کیلوگرم) برتغییر و تحول کانی‌های رسی موجود در خاک غالب دشت شهرکرد (سری چهارمحال) بررسی شده است. پژوهش به مدت 16 هفته در شرایط گلخانه، در دو محیط ریزوسفر و توده خاک به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار (در مجموع 18 نمونه) اجرا گردید. بعد از برداشت گیاه، ابتدا کانی­های رسی موجود در خاک ریزوسفری غیرآلوده با توده گندم غیر آلوده و سپس، ریزوسفر آلوده با محیط ریزوسفر غیرآلوده مقایسه شدند. نتایج نشان داد کهpH  در خاک‌های ریزوسفری نسبت به توده خاک کاهش معنی‌داری یافت و کربن‌آلی ‌محلول در خاک‌های ریزوسفری گندم نیز، به طور معنی‌داری بیشتر از توده خاک بود. همچنین، در خاک‌های آلوده (توده و ریزوسفر)، مقدار کربن‌آلی ‌محلول به طور معنی‌داری کمتر از خاک‌های غیرآلوده بود. این نتایج، نشان­دهنده فعالیت بیشتر موجودات زنده در محیط ریزوسفر و تأثیر منفی آلودگی بر آن بود. نتایج کانی­شناسی نشان داد کانی حدواسط ورمی‌کولیت با هیدروکسی بین لایه‌ای (HIV) از تبدیل کانی کلریت سه­جایی در محیط ریزوسفر تشکیل شده است ولی با افزایش آلودگی، شدت هوادیدگی کانی کلریت و نیز تبدیل آن به HIV کاهش می‌یابد. بنابراین، آلودگی خاک با تأثیر منفی بر فعالیت گیاهان و سایر موجودات زنده خاک، حتی می­تواند مانع از دسترس قرار گرفتن عناصر غذایی موجود در ساختار کانی­های خاک گردد.

چکیده بارش به‌عنوان یک متغیر تصادفی با داشتن تغییرات مکانی و زمانی یکی از عناصر پیچیده در چرخه هیدرولوژی است. هدف پژوهش حاضر برآورد میزان بارش روزانه تبریز در بازه زمانی 36 ساله (1986-2021) با استفاده از گروه روش‌های درختی شامل، مدل درختی M5P، درخت تصادفی، کاهش خطای هرس درخت و روش دسته‌بندی است. بدین منظور از مقادیر بارش ایستگاه‌های حوضه دریاچه ارومیه از جمله سهند، سراب، ارومیه، مراغه و مهاباد در ترکیب‌های ورودی مختلف استفاده شد. ماتریس همبستگی و الگوریتم رلیف مبنای انتخاب سناریوهای ورودی در نظر گرفته شد و تأثیر مؤلفه‌های تجزیه فصلی-روند در بهبود نتایج مدل‌سازی بررسی شد. عملکرد روش‌های مذکور با معیارهای ضریب همبستگی، ریشه میانگین مربعات خطا، ضریب نش ساتکلیف، میانگین خطای قدر مطلق و ضریب ویلموت اصلاح شده مورد ارزیابی قرار گرفت. بررسی نتایج نشان داد رویکرد دسته‌بندی در اکثر موارد نتایج قابل قبولی ارائه نموده و باعث بهبود نتایج مدل‌سازی می‌گردد. بررسی‌ها مشخص نمود که ایستگاه سهند با بیشترین همبستگی و کمترین فاصله از تبریز، مؤثرترین ایستگاه مجاور در برآورد میزان بارش تبریز می‌باشد. در حالت اول و بدون اعمال مؤلفه‌های تجزیه (روند، فصلی و باقیمانده) در بین روش‌های مورد استفاده روش M5P با سناریو اول شامل بارش سهند به‌عنوان روش و سناریو برتر انتخاب شد. در حالت دوم با وارد شدن مؤلفه‌های تجزیه، دقت تخمین‌ها به‌صورت چشم­گیری افزایش یافت. ادغام روش دسته‌بندی با الگوریتم پایه M5P با پارامترهای بارش سهند و باقیمانده بارش تبریز با R=0.98 و NS=0.95 به‌عنوان برترین حالت انتخاب گردید. در حالت کلی نتایج نشان داد، بهره‌گیری توأم از رویکرد دسته‌بندی مدل‌ها و الگوریتم پیش‌پردازش مؤلفه‌های تجزیه باعث بهبود نتایج مدل‌سازی بارش روزانه تبریز می‌شود. به طوریکه مقدار خطای RMSE نسبت به حالت اول 64/60  درصد کاهش یافت. بنابراین به علت استفاده از حداقل تعداد پارامتر ورودی و ارائه نتایج قابل قبول، مدل‌های دسته‌بندی با الگوریتم پایه درختی به‌عنوان روش‌های ساده و پرکاربرد پیشنهاد می­گردد.