آب و خاک

چکیده امروزه نقش مدیریت آبیاری و استفاده از مالچ­های پلاستیکی در بستر کشت گیاهان باغی و دارویی با اهداف مختلفی مانند بهبود کیفیت و افزایش عملکرد بسیار حائز اهمیت می­باشد. از طرفی، اهمیت افزایش عملکرد کمی و کیفی گیاهان دارویی با توجه به شرایط کم­آبی حاضر، در گرو مدیریت آبیاری و شیوه­های کشت کارآمد می­باشد. به­منظور ارزیابی تأثیر مدیریت آبیاری و مالچ پلاستیکی بر بهره‌وری آب و عملکرد کمی و کیفی بادرنجبویه، آزمایش با آرایش کرت خرد شده بر پایه طرح بلوک­های کامل تصادفی با تیمارهای آزمایشی شامل؛ فاکتور اصلی مدیریت آبیاری (IM) با چهار سطح (IM100، IM80، IM60 و IM40) و فاکتور فرعی مالچ پلاستیکی (PM) با دو سطح (مالچ پلاستیکی سیاه (PM1) و بدون مالچ (PM0)) در 3 تکرار انجام شد. بر پایه یافته­ها، در شرایط مدیریت آبیاری IM100 و مالچ پلاستیکی سیاه، بیشترین میزان بهره­وری آب با 5/38 کیلوگرم بر متر مکعب و کمترین آن در IM40 و بدون مالچ پلاستیکی با 9/24 کیلوگرم بر متر مکعب مشاهده شد. همچنین بیشترین میزان محتوای نسبی آب برگ گیاه مربوط به شرایط مدیریت آبیاری IM100 با 3/74 درصد بود. نتایج نشان داد که وزن تر و خشک اندام هوایی، شاخص سطح برگ و تعداد شاخه­های جانبی بادرنجبویه نسبت به شرایط بدون مالچ، افزایش یافت. بیشترین میزان محتوای فنل و فلاونویید به­ترتیب با مقادیر 4/13 میلی­گرم اسید گالیک بر گرم و 6/14 میلی­گرم کوئرستین بر گرم مربوط به شرایط مدیریت آبیاری IM40 و بدون مالچ پلاستیکی بود. بیشترین درصد اسانس مربوط به شرایط آبیاری IM100 و IM80 به­ترتیب با 14/1 و 13/1 درصد بود و کمترین میزان آن در شرایط آبیاری IM40 با 53/0 درصد مشاهده شد. به­طور کلی، با توجه به بحران کمبود منابع آب و چالش کم­آبی، آبیاری تحت شرایط IM80 و استفاده از مالچ پلاستیکی سیاه در بستر کشت گیاه دارویی بادرنجبویه پیشنهاد می­گردد.

چکیده تولیدات محصولات کشاورزی به انرژی ورودی و خروجی مزارع بستگی دارد. به این خاطر استفاده کارا از منابع انرژی مصرف‌شده در تولید محصولات کشاورزی، یکی از مؤلفه‌های اصلی کشاورزی پایدار به­شمار می‌رود. هدف از این پژوهش ارزیابی الگو انرژی مصرفی محصول گندم در دو سامانه آبیاری بارانی کلاسیک ثابت آبپاش- متحرک (سامانه 1) و ویلموو (سامانه 2)، است. اطلاعات مورد نیاز، شامل کل نهاده­های ورودی (مصرفی) ساعات کارکرد ماشین­ها و نیروی انسانی به­صورت کاملاً تصادفی در 50 مزرعه انتخابی در قالب پرسشنامه از کشاورزان در دشت شهرستان دهگلان در طول فصل زراعی 1400-1401 استخراج شد. در پایان فصل آبی، میزان برق مصرفی مزارع در واحد هکتار از شرکت برق منطقه­ای شهرستان مذکور، دریافت شد. مقدار کل انرژی­های ورودی در سامانه (1) و (2) به‌ترتیب 04/69189 و 97/85943 مگاژول در هکتار محاسبه گردید. مقدار انرژی خروجی در دو سامانه (1) و (2) به‌ترتیب 110700 و 150100 مگاژول در هکتار به­دست آمد. بر این اساس مقادیر شاخص کارائی انرژی مصرفی در دو سامانه (1) و (2) به‌ترتیب 60/1 و 75/1 محاسبه گردید. سهم انرژی مستقیم در دو سامانه (1) و (2) 23/13933 و 73/17678 مگاژول در هکتار و همچنین سهم انرژی­های تجدیدپذیر که یکی از معیارهای پایداری بوم نظامی کشاورزی است، در سامانه (1) و (2) به‌ترتیب 68/5209 و 58/4929 مگاژول در هکتار برآورد گردید. در کل با توجه به نتایج در دشت­های شهرستان دهگلان به لحاظ جنبه­های مصرف انرژی به‌نظر می­رسد سامانه آبیاری بارانی کلاسیک ثابت- آبپاش متحرک کاراتر از سامانه آبیاری بارانی ویلموو می­باشد.

چکیده سلنیم جزو عناصر مفید برای گیاهان بوده که معمولا در محلول­های غذایی در کشت‌های هیدروپونیک مورد استفاده قرار نمی­گیرد. این پژوهش به‌منظور بررسی اثر سطوح مختلف سلنیم در محلول غذایی بر شاخص­های رشدی و تجمع نیترات در کاهوی فرانسوی قرمز رقم لولا رزا (Lactuca sativa L. cv. Lolla Rossa) انجام شد. این آزمایش به‌صورت طرح کاملاً تصادفی با هفت غلظت سلنیم در محلول غذایی (صفر، 1/0، 5/0، 1، 5، 10 و 20 میکرومول بر لیتر از منبع سلنات سدیم) در چهار تکرار به‌صورت کشت بدون خاک در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه شهرکرد انجام شد. نتایج نشان داد کاربرد سطوح مختلف سلنیم تأثیر معناداری بر شاخص­های رشدی کاهو از قبیل طول برگ، عرض برگ و تعداد برگ در مقایسه با عدم کاربرد سلنیم نداشت. اگرچه کاربرد سلنیم با غلظت 10 میکرومول بر لیتر منجر به کاهش معنادار ارتفاع گیاه در مقایسه با عدم کاربرد سلنیم شد؛ اما قطر گیاه با کاربرد سلنیم افزایش یافت، به‌طوری­که بیشترین قطر بوته با کاربرد یک میکرومول بر لیتر سلنیم حاصل شد. کاربرد سلنیم با غلظت یک میکرومول بر لیتر منجر به افزایش معنادار شاخص سبزینگی کل برگ­های کاهو در مقایسه با عدم کاربرد سلنیم شد. بر مبنای نتایج حاصله کاربرد یک میکرومول بر لیتر سلنیم منجر به بیشترین وزن تازه شاخساره کاهو شد که در مقایسه با محلول غذایی فاقد سلنیم 22 درصد افزایش یافت. کاربرد سلنیم با غلظت­های 10 و 20 میکرومول بر لیتر به‌ترتیب منجر به تجمع 4/7 و 15 میلی­گرم سلنیم بر کیلوگرم ماده خشک در شاخساره کاهو شد که از لحاظ غنی­سازی این محصول با سلنیم دارای اهمیت زیادی است. نتایج نشان داد کاربرد سلنیم منجر به کاهش معنادار غلظت نیترات ریشه، برگ­های بیرونی، برگ­های درونی و کل برگ­های کاهو در مقایسه با عدم کاربرد سلنیم شد. کمترین غلظت نیترات در کل برگ­های کاهو در گیاهان تغذیه شده با 5/0 میکرومول بر لیتر سلنیم مشاهده شد که در مقایسه با عدم مصرف سلنیم به‌طور معنادارای کاهش یافت. بر اساس غلظت نیترات در کل برگ­های کاهو، کاربرد سلنیم با غلظت 5/0 میکرومول بر لیتر در محلول غذایی برای تولید کاهوی فرانسوی قرمز در کشت هیدروپونیک در شرایط این پژوهش توصیه می­شود.

چکیده خاک‌ورزی جزء مهمی از مدیریت خاک محسوب می­شود که بر تولید گیاهان زراعی تأثیر می‌گذارد. این پژوهش به­منظور بررسی تأثیر روش‌های مختلف خاک‌ورزی وکاربرد بقایای گیاهی بر درصد پروتئین و نیتروژن گیاه تریتیکاله و شاخص‌های فیزیکی و شیمیایی خاک انجام شد. آزمایش به­صورت کرت‌های خرد شده بر پایه طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار درمزرعه آموزشی گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی دانشگاه شهید چمران اهواز در سال زراعی 1403-1402 اجرا گردید. فاکتور اصلی، شامل روش‌های خاک‌ورزی در سه سطح (خاک‌ورزی مرسوم، کم‌خاک‌ورزی و بی‌خاک‌ورزی) و فاکتور فرعی نیز شامل 5 سطح کاربرد بقایای گیاهی (بدون کاربرد یا افزودن بقایا (شاهد)، بقایای گندم، لوبیا چشم بلبلی، کنجد و نصف بقایای گندم + نصف بقایای لوبیا چشم بلبلی) بود. ملاک انتخاب بقایا کشت رایج منطقه و میزان بقایای مورد استفاده برای هر کرت، تقریبا 30% عملکرد کاه و کلش و بیولوژیک محصول بود که بر این اساس برای گندم، کنجد و لوبیا چشم بلبلی به­ترتیب 3، 5/1 و 1 تن در هکتار در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد عملکرد دانه در روش کم‌خاک‌ورزی 5/12 درصد و 6/7 درصد بیشتر از روش‌های مرسوم و بی‌خاک‌ورزی بود. همچنین روش کم‌خاک‌ورزی 2/32 درصد افزایش پروتئین دانه و 32 درصد افزایش نیتروژن دانه نسبت به روش خاک‌ورزی مرسوم نشان داد، نتایج نشان داد اثر متقابل تیمارهای خاک‌ورزی و کاربرد بقایا بر عملکرد دانه در سطح احتمال یک درصد معنی‌دار می‌باشد. همچنین اثر متقابل خاک‌ورزی و کاربرد بقایا بر صفت جرم مخصوص ظاهری در سطح احتمال یک درصد معنی­دار و بر روی صفت ماده آلی و کربن آلی و نیتروژن خاک در سطح احتمال 5 درصد معنی‌دار می‌باشد. نتایج نشان داد، بیشترین ماده آلی خاک (53/1 درصد) از تیمار کم‌خاک‌ورزی و با کاربرد بقایای گندم بود. با توجه به اینکه اهداف کشاورزی پایدار در راستای تولید عملکرد مطلوب و در عین حال حفظ ساختار محیط و کمینه‌سازی پیامدهای منفی فعالیت‌های کشاورزی بوده و کمبود مواد آلی و تبعات آن یکی از مشکلات اصلی در کشاورزی پایدار می‌باشد، اجرای خاک‌ورزی حفاظتی و مدیریت بقایای گیاهی که یکی از ارکان اصلی تولید در کشاورزی است با بهبود کیفیت خاک، افزایش بهره‌وری در تولید را در پی خواهد داشت.

چکیده چرخه­های رشد فنولوژیکی نیشکر باعث تغییرات در نیازهای غذایی گیاه می‌شود، بنابراین تشخیص این امر مستلزم آگاهی کامل از مراحل رشد گیاه و تجزیه خاک و برگ گیاهان در مراحل رشدی می­باشد. قابلیت دسترسی عناصر غذایی مورد نیاز گیاه در مراحل رشدی گیاه از نکات کلیدی رشد نرمال گیاهان می­باشد به همین دلیل مدیریت تغذیه گیاه در دست‌یابی به عملکرد مطلوب نقش بسزایی دارد. با توجه به این تغییرات، روش تجزیه و تشخیص برگ می­تواند از محدودیت های ناشی از اختلالات تغذیه ایی گیاهان و مصرف بهینه کودی مورد نیاز در کشت نیشکر جلوگیری کند. روش تشخیص چندگانه عناصر غذایی (CND) یکی از روش‌های مناسب در تفسیر نتایج تجزیه عناصر غذایی در گیاه، نیازهای عناصر غذایی و وضعیت تعادل تغذیه‌ای در گیاهان می­باشد. هدف از این مطالعه ارزیابی وضعیت تغذیه‌ای نیشکر با روش تشخیص چندگانه عناصر غذایی در 25 مزرعه نیشکر بازروئی با واریته CP69-1062 و مساحت کل 541 هکتار در کشت و صنعت نیشکر امام خمینی شمال خوزستان و تعیین ترتیب محدودیت عناصر غذایی نیتروژن، فسفر، پتاسیم، کلسیم، منیزیم، مس، آهن، منگنز و روی بود که عملکرد نیشکر را از لحاظ تغذیه‌ای محدود می‌کنند. پایگاه داده شامل غلظت عناصر غذایی برگ نیشکر و عملکرد مزارع است که با جمع‌آوری نمونه‌های مرکب برگ نیشکر در شهریور ماه 1402 و انجام آنالیز، همچنین مشخص شدن عملکرد هر مزرعه پس از پایان برداشت، تشکیل شد. با استفاده از روش CND و تعیین اعداد مرجع و براساس تابع توزیع تجمعی واریانس، عملکرد 99 تن در هکتار نیشکر بعنوان عملکرد میانی مشخص شد در نتیجه مزارع نیشکر مورد مطالعه به دو گروه عملکردی مطلوب و نامطلوب تقسیم شدند. سپس شاخص‎های عناصر غذایی محاسبه و براساس آن اولویت‌بندی نیاز عناصر غذایی به‌ترتیب Cu>Fe>Zn>Mg>Mn>Ca>K>P>N مشخص گردید. میانگین شاخص تعادل تغذیه ای (r²) در مزراع گروه عملکردی نامطلوب (62/84) بود که نشان دهنده عدم تعادل تغذیه‌ای در این مزارع است. بنابراین از روش تشخیص چندگانه عناصر غذاییCND  می‌توان برای شناسایی محدودیت‌های تغذیه‌ای که مسئول عدم تعادل تغذیه‌ای هستند و می‌تواند منجر به بهره‌وری پایین نیشکر شود، استفاده کرد.

چکیده اندازه­گیری مستقیم میانگین وزنی قطر (MWD) خاکدانه­های تر به­عنوان یکی از شاخص­های مهم برای ارزیابی پایداری ساختمان خاک، کاری وقت­گیر و پرهزینه است. هدف پژوهش حاضر مقایسه دقت مدل رگرسیون خطی چندگانه (MLR) و دو مدل هوشمند شامل شبکه عصبی مصنوعی (ANN) و برنامه­ریزی بیان ژن (GEP) در برآورد MWD از روی متغیرهای زودیافت و سهل­الوصول خاک بود. برای این منظور، 80 نمونه خاک سطحی دست­خورده و دست­نخورده از عمق صفر تا cm 10 اراضی جنگلی، مرتعی و زراعی منطقه فندقلوی استان اردبیل جمع­آوری شد. سپس برخی ویژگی­های فیزیکی و شیمیایی زودیافت آن­ها و میانگین وزنی قطر (MWD) خاکدانه­های تر مطابق روش­های معمول و استاندارد تعیین گردید. داده­ها به­طور تصادفی به دو مجموعه آموزشی (60 داده) و آزمونی (20 داده) تقسیم گردید. مدل­های MLR، ANN و GEP به­ترتیب با به­کارگیری نرم­افزارهای SPSS، MATLAB و Gene Xpro Tools ایجاد شدند. نتایج نشان­دهنده همبستگی مثبت و معنی­دار (^**59/0 r=) بین شن و کربن آلی خاک بود. شن، کربن آلی و میانگین هندسی قطر (GMD) خاکدانه­های خشک از مهمترین متغیرهای ورودی مدل­ها در برآورد MWD خاکدانه­های تر بودند. براساس داده­های آزمونی، مقادیر ضریب تبیین (R²)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین خطا (ME) و ضریب نش-ساتکلیف (NS) برابر 52/0، mm 48/0، mm 13/0 و 48/0، 85/0، mm 30/0 ، mm 03/0 و 78/0، 79/0، mm 35/0، mm 10/0 - و 95/0 به­ترتیب در بهترین مدل MLR، ANN و GEP به­دست آمد. بنابراین مدل MLR در مقایسه با مدل­های هوشمند از دقت کمتری و خطای بیشتری در برآورد MWD برخوردار بود؛ مدل ANN به علت داشتن R² و NS بالا و RMSE پایین توانست در مقایسه با دو مدل دیگر، MWD خاکدانه­های تر را با دقت زیاد و خطای کم در منطقه مورد مطالعه تخمین بزند.

چکیده تغییر اقلیم به‌دلیل تأثیرات مخرب زیست‌محیطی و اجتماعی-اقتصادی آن به مهم‌ترین چالش در قرن بیست و یکم تبدیل شده‌ است. در این مطالعه، 10 مدل گردش عمومی از ششمین گزارش IPCC جهت پیش‌نگری تغییرات بارندگی و دما در سه منطقه ایرانشهر، زابل و زاهدان در استان سیستان و بلوچستان مورد ارزیابی قرار گرفتند. سپس روش‌های مختلف تصحیح اریبی در CMhyd ارزیابی شدند و با استفاده از روشی که از کارایی بالاتری نسبت به سایر روش‌ها برخوردار بود، بارندگی و دمای حداکثر و حداقل مدل‌های منتخب برای سه دوره زمانی در آینده (2050-2026، 2075-2051 و 2100-2076) تحت دو سناریو SSP2-4.5 و SSP5-8.5 تصحیح گردیدند. داده‌های تصحیح اریبی‌شده مدل‌های منتخب میانگین‌گیری شده و سپس تغییرات آن‌ها در دو مقیاس ماهانه و سالانه در سه دوره آینده نسبت به دوره پایه (2014-1994) موردارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که از 10 مدل مورد مطالعه، 8 مدل از کارایی خوبی (R² < 40/0، 02/12 < RMSE < 23/4 درجه‌سانتی‌گراد، 74/0 < NSE < 12/0، 59/9 < MAE < 36/3 درجه‌سانتی‌گراد) در شبیه‌سازی دمای حداقل و حداکثر روزانه برخوردار بودند. بااین‌حال، کارایی تمامی مدل‌ها در شبیه‌سازی‌شده بارندگی روزانه ضعیف بود (R² ˃ 19/0، 70/3 < RMSE < 24/1 میلی‌متر، 57/0- < NSE < 41/7-، 85/0 < MAE < 23/0 میلی‌متر). از بین روش‌های مختلف تصحیح اریبیِ دما و بارندگی موجود در CMhyd، روش نقشه‌برداری توزیع دما و بارشبهترین عملکرد را داشتند و سبب بهبود کارایی خروجی‌های مدل‌های اقلیمی گردیدند. به‌طور میانگین در همه مکان‌ها، دمای حداکثر سالانه در دوره‌های پیش‌بینی‌شده نزدیک، میانه و دور به‌ترتیب 3/1، 1/2، و 8/2 درجه‌سانتی‌گراد تحت SSP2-4.5 و 6/1، 1/3، و 1/5 درجه‌سانتی‌گراد تحت SSP5-8.5 افزایش نشان خواهد داد. درحالی‌که برای دمای حداقل، میزان افزایش 6/1، 6/2، و 4/3 درجه‌سانتی‌گراد برای SSP2-4.5 و 9/1، 9/3، و 3/6 درجه‌سانتی‌گراد برای SSP5-8.5 خواهد بود. بارندگی سالانه در تمامی مکان‌ها بین 22/58- تا 33/49 درصد نسبت به دوره پایه تحت سناریوی SSP5-8.5 به‌ترتیب در دوره‌های آینده نزدیک و دور در زابل و ایرانشهر متغیر خواهد بود. افزایش سالانه در میانگین دمای حداکثر و حداقل عمدتاً ناشی از افزایش دمای هوا درماه‌های ژانویه، فوریه، آگوست، سپتامبر، اکتبر، نوامبر و دسامبر خواهد بود. کاهش سالانه بارندگی نیز عمدتاً از کاهش بارندگی درماه‌های ژانویه، فوریه، مارچ، نوامبر و دسامبر و افزایش سالانه بارندگی از افزایش قابل‌توجه بارندگی در ماه‌های می و اکتبر نسبت به دوره پایه ناشی خواهد شد. نتایج مطالعه حاضر می‌تواند به بهبود درک ما از اثرات تغییر اقلیم بر منطقه موردمطالعه کمک کند و برنامه‌ریزان و ذینفعان را تشویق کند تا راهبردهای بهینه برای کاهش اثرات منفیِ آن را شناسایی کنند.