فهرست مطالب

فصلنامه حفاظت منابع آب و خاک
پیاپی 2 (زمستان 1390)

  • تاریخ انتشار: 1390/10/11
  • تعداد عناوین: 7
|
  • حساسیت سنجی مدل CSM-CERES-Maize نسبت به ظرفیت زراعی خاک برای شبیه سازی سرنوشت نیتروژن در نیمرخ خاک
    راحله ملکیان، مهدی قیصری * صفحه 1

    ظرفیت زراعی (FC) از مهم ترین پارامترهای ورودی مدل های آب، خاک، گیاه و اتمسفر است که تعیین و اندازه گیری دقیق آن نیازمند صرف وقت و هزینه زیادی می باشد. هدف از این پژوهش آنالیز حساسیت مدل CSM-CERES-Maize نسبت به FC خاک در شبیه سازی غلظت نیترات و آمونیوم در لایه های مختلف خاک و اندام های گیاهی و همچنین میزان برداشت نیتروژن از خاک توسط گیاه است. بدین منظور آزمایش مزرعه ای بر روی ذرت علوفه ای سینگل کراس 704 در سال های 1382 و 1383 در جنوب تهران انجام شد. تیمارهای آبیاری شامل چهار سطح 7/0، 85/0، 1 و 13/1 تخلیه رطوبتی آب خاک و سه سطح کوددهی صفر، 150 و 200 کیلوگرم نیتروژن در هکتار بود. نتایج نشان داد که بر اثر تغییر 25 درصدی FC (افزایش و یا کاهش)، غلظت نیترات خاک نسبت به مقدار پایه بین 17/7 و 75/96 درصد تغییر می کند. این مقدار برای غلظت آمونیوم خاک بین 31/33 و 01/139 درصد می باشد. مدل CERES در تخمین غلظت نیترات و آمونیوم خاک نسبت به تغییرات FC حساس بوده که این حساسیت در لایه های مختلف خاک متفاوت می باشد. این مدل در تعیین میزان معدنی شدن نیتروژن، نیتریفیکاسیون و همچنین غلظت نیتروژن در گیاه نسبت به تغییرات FC دارای حساسیت کمی می باشد. بدین ترتیب می توان گفت که با انتخاب درست و دقیق FC موجب کاهش عدم قطعیت در برآورد غلظت نیترات و آمونیوم در خاک می شود.

    کلیدواژگان: آبشویی، آمونیوم، نیترات، مدل های گیاهی، DSSAT
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • بررسی توزیع اندازه ذرات و پایداری خاکدانه ها تحت تاثیر کاربرد دو نوع بقایای گیاهی
    مجید محمودآبادی صفحه 15
    توزیع اندازه ذرات و پایداری خاکدانه از ویژگی های فیزیکی خاک هستند که از نظر حفاظت خاک بسیار اهمیت دارند. هدف از این پژوهش بررسی تاثیر مواد آلی مختلف بر توزیع اندازه ذرات خاک در دو حالت خشک و تر بود. آزمایش در قالب طرح کامل تصادفی، با دو تیمار بقایای گیاهی (کاه و کلش و تفاله پسته)، سه سطح ماده آلی (صفر، یک و پنج درصد وزنی) و سه تکرار انجام شد. همچنین توزیع اندازه ذرات خاک در دو حالت خشک و تر اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که تیمارهای مختلف، اثرات متفاوتی بر توزیع اندازه خاکدانه داشته به گونه ای که با افزودن بقایای گیاهی به خاک، بسته به نوع و میزان مصرف، فراوانی خاکدانه های درشت افزایش می یابد. قطر میانه ذرات در حالت خشک پس از اعمال تیمارهای شاهد، سطح 1 درصد کاه و کلش، سطح 1 درصد تفاله پسته، سطح 5 درصد کاه و کلش و سطح 5 درصد تفاله پسته به ترتیب برابر با 228/0، 250/0، 227/0، 394/0 و 294/0 میلی متر بدست آمد. در مقایسه با نتایج توزیع اندازه ذرات ثانویه در حالت خشک، در حالت تر بیشترین درصد فراوانی ذرات از کلاس اندازه 125/0 تا 25/0 میلی متر به کلاس کوچکتر از 125/0 میلی متر تغییر یافت. این یافته نشان داد که توزیع اندازه ذرات در دو حالت خشک و تر الزاما دارای روند مشابهی نیست. بررسی توزیع اندازه ذرات در حالت تر نشان داد که به طور نسبی برای کلاس های درشت تر به ویژه در دامنه 5/0 تا 2 میلی متر، افزودن بقایای گیاهی به خاک باعث افزایش معنی دار فراوانی ذرات می شود. همچنین مقایسه سطوح بقایای گیاهی مورد استفاده نشان داد که با افزایش مصرف مواد آلی، خاکدانه سازی بهبود و در نتیجه خاکدانه های درشت تر تشکیل می شود. همچنین، مشخص گردید که مواد آلی مختلف، اثرات متفاوتی بر خاکدانه-سازی داشته به طوری که این تاثیر در مقیاس و اندازه خاصی از خاکدانه ها بیشتر از سایر اندازه هاست.
    کلیدواژگان: ساختمان خاک، ماده آلی، خاکدانه سازی
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • بررسی تاثیر مقدار رطوبت و درصد تراکم اولیه بر مقاومت فشاری و مدول الاستیسیته دو نوع خاک رسی و رس ماسه ای
    جواد احدیان، امین سالم نیا، محمود کریمی صفحه 29
    از جمله پارامترهایی که نشان دهنده رفتار خاک در برابر تنش های وارده است، مقاومت فشاری و مدول الاستیسته خاک می باشد. با افزایش مقاومت-فشاری ظرفیت باربری خاک افزایش می یابد. مدول الاستیسیته یک خاک نمایانگر میزان پتانسیل تغییر شکل خاک می باشد. در این پژوهش چگونگی تثبیت خاک های رسی مسئله دار به کمک ماسه مورد مطالعه انجام گرفته است. بدین منظور نمونه های خاک رسی و رسی- ماسه ای در رطوبت و تراکم های مختلف ساخته شده و مورد آزمایش تک محوری قرار گرفتند. رطوبت ها شامل رطوبت بهینه، دو درصد کمتر، چهار درصد کمتر، دو درصد بیشتر و چهار درصد بیشتر می باشند. از طرفی این نمونه ها در تراکم های 85، 95 و 100 درصد ساخته شدند. با انجام آزمایش تک محوری، مقاومت فشاری و مدول الاستیسیته برای تمامی نمونه ها محاسبه شد. پس از بررسی و تحلیل نتایج آزمایش ها مشخص گردید که با افزایش رطوبت مقاومت فشاری در تمامی نمونه های رسی و رس- ماسه کاهش می یابد. اما باید به این نکته توجه نمود که شدت کاهش مقاومت فشاری در نمونه های رس- ماسه بیشتر از نمونه های رسی است؛ به گونه ای که، با تغییر رطوبت از چهار درصد کمتر از رطوبت بهینه به چهار درصد بیشتر از رطوبت بهینه در نمونه های رس مقدار مقاومت فشاری به طور متوسط 84 درصد و در نمونه های رس- ماسه ای 93 درصد در تمامی تراکم ها کاهش می یابد. از طرفی بر اساس نتایج به دست آمده معلوم گردید که مقدار مدول الاستیسیته در تراکم 100 درصد و در رطوبت 13 درصد با افزایش ماسه حدود 51 درصد کاهش می یابد. همچنین مشخص شد که کاهش مدول الاستیسیته با افزایش ماسه در تمامی تراکم ها روند مشابهی را به همراه دارد.
    کلیدواژگان: تراکم، رطوبت، کرنش، ماسه، مدول الاستیسیته، مقاومت فشاری
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • بررسی رابطه مقدار مصرف آب و عملکرد سویا
    داود اکبری نودهی صفحه 51
    حفاظت از منابع آب خوش کیفیت از چالش های مهم در مناطق خشک و نیمه خشک است. هدف از این پژوهش، تعیین مرحله حساس رشد گیاه سویا به تنش خشکی و تعیین ضریب واکنش گیاه نسبت به آب مصرفی و تعیین راندمان مصرف آب بود. این آزمایش در سال 1389 در قالب طرح آماری بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار و 7 تیمار آبی بر روی گیاه سویا رقم جی کی بهاره در شهرستان نکا در شرق استان مازندران انجام گرفت. تیمارهای آبیاری در مراحل مختلف رشد شامل آبیاری کامل در طول دوره رشد(شاهد)، تنش رطوبتی در مرحله رویشی، تنش رطوبتی در مرحله گلدهی، آبیاری با تنش رطوبتی در مرحله پرشدن دانه، آبیاری با تنش رطوبتی در مرحله رشد رویشی و گلدهی، تنش رطوبتی در مرحله رویشی و پر شدن دانه و تنش رطوبتی در مرحله گلدهی و پر شدن دانه بود. نتایج نشان داد که دوره گل دهی یکی از مراحل حساس گیاه سویا در شهرستان نکا می باشد. در تیمار تنش رطوبتی در مرحله رویشی با کاهش 28 درصدی آب مصرفی، حدود 4 درصد کاهش عملکرد مشاهده شد. بیشترین راندمان مصرف آب نیز مربوط به تیمار تنش رطوبتی در مرحله رویشی بود.
    کلیدواژگان: سویا، تنش آبی، راندمان مصرف آب، مراحل حساس رشد
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • استخراج منحنی های IDF از داده های روزانه بارش در ایستگاه هواشناسی ساوه
    علیرضا زمانی نوری صفحه 61
    یکی از پارامترهای مهم طراحی سازه های هیدرولیکی، رگبار طرح می باشد که از روی منحنی های شدت- مدت – فراوانی (IDF) برای دوام و دوره ی بازگشت معین استخراج می شود. روش های متداول محاسبه ی منحنی های IDF علاوه بر طولانی تر بودن، دارای تعداد پارامترهای زیادی می باشند که این خود باعث کاهش اعتماد پذیری این منحنی ها می شود. در روش متداول محاسبه ی منحنی هایIDF، باید بارش به ازای دوام های مختلف ثبت شده باشد تا استخراج این منحنی ها میسر گردد. دربعضی مناطق تنها آمار بارش های 24 ساعته موجود است که از روی این آمار ها استخراج منحنی های IDF به روش های متداول ممکن نیست. در این پژوهش از خصوصیات مقیاس زمانی بارش استفاده شده و از روی بارش های روزانه (24 ساعته)، منحنی های IDF برای دوام های کوتاه مدت ساخته شد. روش به کار برده شده نسبت به روش های متداول دارای مراحل محاسباتی کمتری بوده و تعداد پارامترهای آن به مراتب کمتر می باشد که این امر باعث افزایش اعتمادپذیری می گردد. این روش به طور موردی برای ایستگاه هواشناسی ساوه به کار رفته که نتایج نشان دهنده بالا بودن دقت آن است.
    کلیدواژگان: رگبار طرح، مشخصات مقیاس زمانی بارش، منحنی IDF
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • سنتز نانو ذرات مغناطیسی مگنتایت عاملدار شده با متالوپوفیرین نئوبیرم V برای حذف انتخابی یون فلوئورید از محیط های آبی
    طاهره پور صابری، مصطفی حسنی سعدی، کامران ترکستانی صفحه 71
    وجود مقادیر زیاد فلوئورید در منابع آبی اثری زیان بار بر سلامتی انسان دارد. یک نانوجاذب مغناطیسی جدید از طریق اصلاح نانوذرات Fe3O4 توسط 3-آمینو پروپیل تری اتوکسی سیلان (APTES) و متالوپورفیرین نئوبیوم (V) برای حذف یون های فلوئورید از محلول های آبی تهیه شد. عاملدار کردن Fe3O4 بطریق شیمیائی و از طریق برهمکنش بین گروه های کربوکسیلیک متالوپورفیرین نئوبیوم (V) و گروه های آمین APTES نشانده شده بر سطح مگنتایت انجام شد. خصوصیات نانوجاذب حاصله توسط روش های پراش اشعه X (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) بررسی شد. عملکرد نانوذرات مغناطیسی اصلاح شده در حذف یون های فلوئورید برحسب pH، زمان تماس، میزان جاذب و اثر آنیون های موجود در محلول آبی انجام شد.. تحت شرایط بهینه (pH: 5/5، زمان تماس:30 دقیقه و میزان جاذب:100 میلی گرم) بازده فلوئورید زدائی %0/94بدست آمد. بازیابی فلوئورید جذب شده توسط NaOH امکان پذیر است و امکان استفاده ی مجدد از این نانوجاذب برای چهار دوره ی متوالی وجود دارد.
    کلیدواژگان: آلودگی آب، متالوپورفیرین، مگنتایت، اصلاح سطح، یون فلوئورید
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • ارزیابی زمین آماری کیفیت آب زیرزمینی دشت داراب استان فارس
    وحید غفوری، نصرت الله ملک پور، امین مردانی صفحه 81
    روش های زمین آمار یکی از پیشرفته ترین تکنیکها جهت ارزیابی و پایش کیفیت منابع آب زیرزمینی می باشد. در این تحقیق سه روش درون یابی، عکس فاصله وزن دار، کریجینگ وکوکریجینگ جهت پیش بینی برخی از شاخص های کیفی از قبیل SO42- Na+، TH، EC، SAR، Cl-، Ca2+، Mg2+، مورد استفاده قرار گرفته است. داده ها از 75 چاه مشاهده ای در دشت داراب جمع آوری شده است. بعد از نرمال سازی داده ها، واریوگرام محاسبه شد. مدل مناسب جهت برازش به واریوگرام تجربی براساس کمترینRMSE انتخاب شد. سپس با استفاده از ارزیابی متقابل وRMSE بهترین روش درون یابی انتخاب گردید. نتایج نشان داد برای تمام شاخص های کیفی آب زیرزمینی، کوکریجینگ بهتر از سایر روش ها، شاخص های فوق را شبیه سازی می کند. در نهایت با استفاده از روش کوکریجینگ، نقشه های کیفیت آب زیرزمینی در محیط GIS تهیه شد.
    کلیدواژگان: کیفیت آب زیرزمینی، عکس فاصله وزن دار، کریجینگ، کوکریجینگ
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
|
  • Sensitivity analysis of CSM-CERES-MAIZEto field capacity for simulating nitrogen fate in soil profile
    Raheleh Malekian, Mahdi Gheysari Page 1

    Field capacity (FC) is one of the important parameters of soil-water-crop-atmosphere models which the accurate measurement of this parameter is very expensive and time consuming. In this study the sensitivity of the CSM-CERES-Maize model to FC for simulating soil nitrate and ammonium concentration in different soil layers، and plant N uptake was evaluated. The study was performed using the experimental data obtained from the field study conducted on silage maize in 2003 and 2004 at south Tehran، Iran. The treatments were consisted of four irrigation levels (0. 7، 0. 85، 1 and 1. 13 soil moisture depletion) with three fertilizer levels (0، 150، and 200 kg N ha-1). The results indicated that the change of simulated soil nitrate concentration was between 7. 17 and 96. 75 due to 25% changes in FC (either increase or decrease). This value for simulated soil ammonium concentration was between 33. 31 and 139. 01. The CERES model was sensitive to FC changes in simulation of soil nitrate and ammonium concentrations and its sensitivity was different in soil layers. This model was less sensitive to FC changes in simulating mineralization، nitrification، and plant N concentration. It can be then calculated that an exact determination of FC can reduce uncertainty in simulating soil nitrate and ammonium concentrations using the CERES model.

    Keywords: ammonium, crop modeling, DSSAT, leaching, nitrate
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Study on particle size distribution and aggregate stability due to application of two types of plant residues
    Majid Mahmood Abadi Page 15
    Particle size distribution (PSD) and aggregate stability are two physical properties are important for soil conservation. This study investigates the effect of using different organic matters on the PSD in the wet and dry conditions. The experiment was conducted in randomized complete design with two plant residue treatments namely (straw stubble and pistachio residue) and three moisture levels namely 0، 1 and 5% water by weight in three replications. In addition، soil PSD was measured in two manners; dry (DPSD) and wet (WPSD). The results showed that the above treatments had different influences on the PSD، depending on the type and amounts of added plant residue and large aggregates used. For the DPSD، median sizes of aggregates in control، straw stubble (1 %w)، pistachio residue (1 %w)، straw stubble (5 %w) and pistachio residue (5 %w) were 0. 228، 0. 250، 0. 227، 0. 394 and 0. 294 mm، respectively. In comparison to the results of DPSD relative to wet most frequent practices shifted from 0. 125-0. 25 mm particles to smaller than 0. 125 mm. This finding indicated that the DPSD and WPSD do not follow the same trend. In addition، study of the WPSD indicated that addition of organic matters، aggregation improved and as a result larger aggregates were formed. It was also determined that application of different organic residues resulted in different amount of aggregation so that this effect was more pronounced in some sizes of aggregates.
    Keywords: aggregation, organic matters, soil structure
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Effect of compaction test component on development of stress-strain in the clay soil in comparison with sandy-clay soil
    Javad Ahadian, Amin Salemnia, Mahmood Karimi Page 29
    Soil strength and elasticity modules are important parameters in the engineering characteristics of soils. Bearing capacity is increased by soil strength. Elasticity module determines the potential of soil deformation. In this experiment، stabilization of problematic clay soils using sands were investigated. The samples were prepared with variable soil moisture and compaction، and were tested in single-axis compression apparatus in the soil mechanics laboratory of Shahid Chamran University (SCU) in Khuzistan province. The samples were tested with soil moistures as follows: optimum humidity; 2% and 4% less than optimum; and 2% and 4% more than optimum moisture. The compaction of applied، R. C، were equal to 85، 95 and 100 percents. Using the obtained data، the soil strength and elasticity modules were calculated. Our findings show that for all in clay and sandy-clay samples tested increasing moisture lead to decrease of soil strength. However، reduction of soil strength in the sandyclay sample is more than problematic clay soils samples. Results of these experiments regarding the moisture change from 4% less than optimum to 4% more than optimum، decreased soil strength of problematic clay soil، approximate 84%، while، for sandy-clay soil it was about 93 percents. Moreover، decreasing of elasticity module in sandy clay samples with 100% compaction and 13% moisture is approximately 51 percents.
    Keywords: elasticitymodule, moisture, sand, soil strength, strain
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Assessing the relations between soybean yield and water consumption
    Davood Akbari Nodehi Page 51
    Conservation of good quality water is an important challenge in arid and semi-arid regions. The objectives of this study were to determine the most sensitive growing stage to drought stress and to estimate yield reaction coefficient during water shortage period and water use efficiency. An experiment with complete randomized block scheme by 3 repetitions and 7 water treatment was established for JK cultivar of soybean in spring cultivation. Water deficit treatments in different growing stages were consisted of irrigation in full growing period (Control Treatment)، irrigation with moisture stress in vegetative stage، irrigation with water stress in flowering stage، irrigation with moisture stress in grain filling stage، irrigation with moisture stress in vegetative stage and flowering stage، irrigation with moisture stress in vegetative stage and grain filling stage، irrigation with moisture stress in flowering stage and grain filling stage. The obtained results indicated that flowering stage is the most sensitive stage for soybean growing period in Mazandaran Province. In irrigation with water stress in vegetative stage، water consumption was reduced 28 percent، while 4 percent reduction of yield was observed. Irrigation with moisture stress in vegetative stage also had Maximum water use efficiency.
    Keywords: soybean, sensitive growth stage, water Stress, WUE
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Derivating rainfall intensity - duration - frequency curves from daily data in Saveh hydro-meteorological station
    Alireza Zamani Noori Page 61
    One of the most important parameters for design of hydraulic constructions is standard project storm which is derived from IDF curves for specific durations and return periods. The previous methods to estimate IDF curves are time consuming. In addition، they required many input parameters that tend to reduce their reliability. In previous methods، rainfall data should be recorded in different durations to extract the IDF curves. In some regions، only 24-hour rainfall data are recorded that they cannot build the IDF curves. In this study، temporal scaling properties of rainfall were used to extract the IDF curves for short durations from daily rainfall data. The used method has less complex stages and less number of parameters compares to previous methods. The proposed method was used in Saveh hydro-meteorological station as a case study and the results indicated its reasonable accuracy.
    Keywords: IDF curve, Standard project storm, temporal scaling properties of rainfall
    Abstract View Paper Original: Persian
  • The synthesis of magnetite nanoparticles functionalized by Nb (V) - metalloporphyrin for the selective removal of fluoride ions from aqueous media
    T. Poursaberi, M. Hassanisadi, K. Torkestani Page 71
    Abundance of amounts of fluoride in water resources has a harmful effect on human health. A new magnetic nanoadsorbent was developed by treating Fe3O4 nanoparticles with 3- aminopropyltriethoxysilane and Nb (V) - metalloporphyrin and applied to remove excessive fluoride from aqueous solutions. Nb (V) - metalloporphyrin was attached to Fe3O4 via the interaction between the carboxylic groups and the amine groups of APTES. Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR)، elemental analysis، X-ray diffraction (XRD)، and Scanning Electron Microscopy (SEM) were used to characterize the synthesized nanoparticles. The effect of pH، contact time، sorbent dosage and some co-existing anions present in aqueous solution was investigated. The results indicated that under optimal conditions (i. e. pH: 5. 5، contact time: 30 min and sorbent dosage: 100 mg) the fluoride removal efficiency of 94. 0% can be achieved. Regeneration of fluoride adsorbed material could be possible with NaOH and the modified magnetic nanoparticles exhibited good reusability for four cycles.
    Keywords: fluoride ion, magnetic nanoparticles, surface modification, water pollution
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Evaluation of Geostatistical Methods for Mapping Groundwater Quality in Fars Province
    Vahid Ghafoori, Nosratolahe Malekpour, Amin Mardani Page 81
    Geostatistical methods are one of the most advanced techniques for monitoring of groundwater quality. In this research، we compare efficiency of three interpolation techniques namely IDW، kriging، and cokriging for predicting a few groundwater quality indices such as: Na+، TH، EC، SAR، Cl-، Ca2+، Mg2+ and SO4. Data were gathered from 75 wells in Darab district، of Fars province. After normalizing the data، variograms were computed. A suitable model of fitness on experimental variogram was selected which was based on least RMSE value. Then the best method for interpolation was selected، using cross-validation and RMSE. Results showed that for all groundwater quality indices، cokriging performed better than other methods in simulating groundwater quality indices. Finally، using cokriging method، maps of Groundwater quality were prepared in GIS environment.
    Keywords: Cokriging, Groundwater quality, IDW, Kriging
    Abstract View Paper Original: Persian