فهرست مطالب

پژوهش آب در کشاورزی - سال سی و دوم شماره 1 (بهار 1397)

مجله پژوهش آب در کشاورزی
سال سی و دوم شماره 1 (بهار 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/03/31
  • تعداد عناوین: 12
|
  • مقاله پژوهشی
  • مریم علیزاده، پیمان افراسیاب *، محمدرضا یزدانی، عبدالمجید لیاقت، معصومه دلبری صفحات 1-14
    زهکشی میان فصل و پایان فصل در مرحله برداشت برنج دو عملیات مهم مدیریت آبیاری در شالیزار است که به ترتیب سبب افزایش عملکرد محصول و شرایط مناسب تربرای برداشت برنج می شوند. به دلیل شرایط منحصر به فرد اراضی شالیزاری استان گیلان، تصمیم گیری در مورد فاصله (L) و عمق (D) مناسب زهکش های زیرزمینی و معادله مناسب برای تعیین فاصله زهکش ها در اراضی شالیزاری در مرحله زهکشی میان فصل و پایان فصل نیازمند تحقیقات می باشد. بنابراین، در این پژوهش، کارایی فاصله و عمق های مختلف زهکش های زیرزمینی در کنترل سطح ایستابی و همچنین دقت معادلات ماندگار و غیرماندگار در دو مرحله زهکشی میان فصل و پایان فصل در اراضی شالیزاری گیلان مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت. تیمارهای مورد مطالعه شامل شش سیستم زهکشی زیرزمینی معمولی (L7.5D0.8، L10D0.8، L15D0.8، L7.5D1، L10D1، L15D1،زهکش سطحی و شاهد (بدون سیستم زهکشی زیرزمینی و سطحی)) بودند. طول کلیه زهکش های زیرزمینی 40 متر و جنس لوله ها پی وی سی موج دار با قطر 125 میلی متر بود. از پوسته برنج به عنوان پوشش اطراف لوله های زهکش استفاده شد. نتایج نشان داد که زهکش زیرزمینی با فاصله 15 متر و عمق 80 سانتی متر (به دلیل ایجاد عمق سطح ایستابی مناسب و عملکرد بیشتر) در مرحله زهکشی میان فصل و در زمان برداشت برنج زهکش های با فاصله 10 متر و عمق 80 سانتی متر (به دلیل بیشترین مقاومت به نفوذ پنترومتر و کمترین رطوبت وزنی خاک) به عنوان بهترین تیمار زهکشی در مرحله زهکشی پایان فصل قابل پیشنهاد هستند. معادله داگان، هوخهات و معادله ترکیبی باور و ون شیلفگارد با معادله هوخهات به عنوان معادلات مناسب برای تعیین فاصله زهکش ها در مرحله زهکشی میان فصل به دست آمد. همچنین، برای زهکشی در زمان برداشت برنج، معادله هوخهات، کرکهام، داگان، گلوور- دام و معادله ترکیبی باور و ون شیلفگارد با معادله هوخهات به عنوان فرمول مناسب برای تعیین فاصله زهکش های زیرزمینی انتخاب شدند.
    کلیدواژگان: اراضی شالیزاری، زهکشی میان فصل و پایان فصل، معادلات زهکشی
  • سید ابراهیم دهقانیان، صادق افضلی نیا * صفحات 15-27
    تاکنون در زمینه اثرات روش های خاک ورزی حفاظتی و آبیاری هر یک به صورت جدا بر محصول ذرت، پژوهش های زیادی انجام شده، اما اثرات توام این دو عامل در کشت ذرت کم تر مورد توجه قرار گرفته است. بنابراین، در این پژوهش اثر روش های خاک ورزی حفاظتی و آبیاری بر خصوصیات خاک، بهره وری مصرف آب و عملکرد ذرت در قالب طرح کرت های خرد شده با نه تیمار و سه تکرار بررسی شد. روش های آبیاری شامل آبیاری قطره ای نواری، سطحیو بارانیبه عنوان عامل اصلی و سه روش خاک ورزی مرسوم، کم خاک ورزی و بی خاک ورزی به عنوان عامل فرعی در نظر گرفته شد. پارامترهای جرم مخصوص ظاهری خاک، میزان آب مصرفی، رطوبت علوفه در مرحله خمیری دانه، عملکرد ذرت وبهره وری مصرف آب آبیاری تعیین شد. نتایج این پژوهش نشان داد که در انتهای آزمایش، تیمار بی خاک ورزی نسبت به تیمارهای کم خاک ورزی و مرسوم جرم مخصوص ظاهری را در عمق 0-10 سانتی متری خاک اندکی افزایش داد (به ترتیب نه و چهار درصد)، اما روش آبیاری تاثیر معنی داری بر جرم مخصوص ظاهری خاک نداشت. روش آبیاری اثر معنی داری بر عملکرد دانه ذرت داشت (در سال اول در سطح پنج درصد و در سال دوم در سطح یک درصد) به گونه ای که روش های آبیاری تحت فشار بیش ترین عملکرد را به خود اختصاص دادند و کم ترین مقدار عملکرد مربوط به روش آبیاری سطحی بود، در حالی که عملکرد ذرت تحت تاثیر روش خاک ورزی قرار نگرفت. بیش ترین حجم آب آبیاری در روش آبیاری سطحی و کم ترین آن در روش آبیاری قطره ای نواری اتفاق افتاد، به طوری که در قطره ای نواری نسبت به بارانی و سطحی به ترتیب 34 و 57 درصد در حجم آب آبیاری ذرت صرفه جویی شد.بهره وری آب آبیاری تحت تاثیر روش آبیاری قرار گرفت، در حالی که روش خاک ورزی اثر معنی داری بر بهره وری آب آبیاری ذرت نداشت. بیش ترین بهره وری آب آبیاری دانه ذرت (میانگین 22/1 کیلوگرم بر متر مکعب) مربوط به روش آبیاری قطره ای نواری و کم ترین آن (میانگین 34/0 کیلوگرم بر متر مکعب) مربوط به روش سطحی بود.
    کلیدواژگان: جرم مخصوص ظاهری خاک، رطوبت علوفه، کشت مستقیم
  • سجاد عظیمی، مجتبی خوش روش*، عبدالله درزی نفت چالی، میثم عابدین پور صفحات 29-40
    دشت کاشمر در نواحی خشک کشور قرار دارد و وقوع خشکسالی های متوالی اخیر نیز باعث شده که مدیریت مصرف آب مورد توجه جدی قرار گیرد. در این پژوهش، تاثیر چهار مقدار پلیمر سوپرجاذب A200(صفر (S0)، 1/0%(S1)، 2/0% (S2)و 3/0 (S3)درصد وزنی)، چهار مقدار ورمی کمپوست (صفر(V0)، 7 (V1)، 10 (V2) و 15 (V3)تن در هکتار) و سه میزان آبیاری (60% (W1)، 80% (W2) و 100 (W3)درصد نیاز آبی) بر کارایی مصرف آب (آب آبیاری و بارندگی) و کارایی مصرف آب آبیاری گندم رقم الوند در مزرعه پژوهشی مرکز آموزش عالی کاشمر مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش به‏صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی و به صورت گلدانی در تعداد 144 عدد گلدان انجام شد. نتایج نشان داد که بیش ترین میزان کارایی مصرف آب و کارایی مصرف آب آبیاری در تیمار S3V3W3 به ترتیب به میزان 49/1 کیلوگرم بر مترمکعب در هکتار و 26/2 کیلوگرم بر مترمکعب در هکتار و کم ترین میزان کارایی مصرف آب و کارایی مصرف آب آبیاری نیز در تیمار S0V0W1به ترتیب به میزان 03/1 کیلوگرم بر مترمکعب در هکتار و 56/1 کیلوگرم بر مترمکعب در هکتار به دست آمد. کاربرد سوپرجاذب و ورمی کمپوست سبب افزایش کارایی مصرف آب و کارایی مصرف آب آبیاری گندم شد. در شرایط این آزمایش، با توجهبه تجزیه واریانس، کاربرد ترکیب سوپرجاذب و ورمی‏کمپوست معنی دار نیست؛ بنابراین، کاربرد ترکیب مقادیر سوپرجاذب و ورمی کمپوست توصیه نمی شود. همچنین، در کاربرد سوپرجاذب و ورمی‏کمپوست به صورت جداگانه، با توجه به مقایسه میانگین ها در سطح پنج درصد معنی داری، بهترین مقدار برای حصول حداکثر کارایی مصرف آب و کارایی مصرف آب آبیاری، 2/0 درصد وزنی سوپرجاذب یا 10 تن در هکتار ورمی کمپوست است. با استفاده از حداکثر سوپرجاذب و ورمی کمپوست (S3V3) با افزایش نیاز آبی از 60% به 80% و از 80 به 100، مقدار کارایی مصرف آب آبیاری به ترتیب 5/6 % و 7/19 % افزایش یافت.
    کلیدواژگان: تنش آبی، گندم رقم الوند، کاشمر، سوپر جاذب رطوبت
  • مهنوش جناب، بیژن نظری * صفحات 41-54
    با توجه به محدودیت منابع آب، افزایش بهره وری آب برای دستیابی به امنیت آبی و امنیت غذایی اهمیت بالایی دارد. یکی از اقدامات اساسی در این حوزه، تعیین تفاوت عملکرد محصولات و بهره وری آب، بین وضع موجود و وضعیت مطلوب (پتانسیل) است. در این زمینه، این بررسی برای محصول گندم در استان قزوین و بر اساس پروتکل های GYGA که یک روش بین المللی است انجام شد. در ابتدا، نقشه پهنه بندی نواحی آب و هوایی استان به روش آمبرژه ترسیم شد. سپس عملکرد مطلوب (پتانسیل) گندم بر اساس نسخه پنج مدل Aquacrop برآورد شد.متوسط تفاوت عملکرد در سال های مورد مطالعه در مناطق مختلف آب و هوایی استان از 4502 تا 6271 کیلوگرم در هکتار بود و تفاوت بهره وری تبخیر و تعرق گندم از 56/0 تا 66/0 کیلوگرم بر مترمکعب و تفاوت بهره وری آب (آبیاری و بارش موثر) گندم از 57/0 تا 71/0 کیلوگرم بر مترمکعب تعیین شد. نتایج اندازه‏گیری شده نشان داد در استان قزوین میانگین عملکرد گندم در شرایط موجود، برابر با 37 درصد عملکرد مطلوب (پتانسیل) گندم است. همچنین، بهره وری نسبی تبخیر و تعرق 47/0 و شاخص بهره وری نسبی آب 31/0 است. این دو شاخص هر یک نشان از نسبت بین بهره وری در وضعیت موجود و بهره وری در وضعیت پتانسیل و مطلوب را دارند. بر اساس نتایج به دست آمده، تفاوت بین وضعیت مطلوب و موجود عملکرد و بهره وری آب بالاست. تفاوت عملکرد 63 درصد عملکرد مطلوب و تفاوت بهره‏ وری آب 69 درصد بهره وری در وضعیت مطلوب است. لذا نقاط ضعف قابل توجهی در مدیریت تولید کشاورزی و مدیریت آبیاری وجود دارد و نشان از این دارد که فرصت های بالقوه ای برای تقویت این بخش ها و ارتقای بهره وری آب و کاهش فشار به منابع آب و افزایش امنیت غذایی وجود دارد.
    کلیدواژگان: بهره وری آب، تبخیر و تعرق، مدیریت آبیاری، Aquacrop
  • علی عبدزادگوهری*، ابراهیم امیری صفحات 55-65
    دو نهاده آب و کود از عوامل مهم در تولیدات کشاورزی است که کمبود هر یک، باعث کاهش عملکرد محصول می شود. نقش و اهمیت هر یک از نهاده های آب و کود به تفکیک می تواند در افزایش عملکرد موثر باشد. پژوهش حاضر با هدف ارزیابی اثر آبیاری و کود نیتروژن بر تابع تولید و بهره وری مصرف آب در گیاه بادام زمینی رقم گیل، به صورت آزمایش کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با سه تکرار در سال 1388 در شهرستان آستانه اشرفیه اجرا شد. تیمار اصلی شامل بدون آبیاری و آبیاری با دورهای 6،12 و 18 روز و تیمار فرعی شامل کود نیتروژن، با مقادیر 0، 30، 60 و 90 کیلوگرم در هکتار بود. برای تخمین توابع تولید آب-کود از معادله درجه دوم استفاده شد. نتایج تخمین تابع تولید حاکی از افزایش عملکرد دانه با مصرف کود نیتروژن تا 60 کیلوگرم در هکتار بود؛ اما با افزایش تدریجی کود نیتروژن، مقدار عملکرد با کاهش مواجه شد. افزایش کود نیتروژن از 60 کیلوگرم در هکتار به بالا در مقادیر مختلف آب مصرفی، هیچگونه تاثیری بر افزایش عملکرد و بهره وری مصرف آب نداشت و میزان بهره وری مصرف آب در دور آبیاری 6 روز با مصرف 328 میلی متر، دارای بیشترین مقدار بود. در اثر متقابل آبیاری و کود نیتروژن، بیشینه مقدار بهره وری مصرف آب در دور آبیاری 6 روز و مصرف 60 کیلوگرم کود نیتروژن در هکتار، 96/0 کیلوگرم در متر مکعب بود.
    کلیدواژگان: آب مصرفی، اجزای عملکرد، درصد مغزدهی
  • یحیی چوپان *، عباس خاشعی سیوکی، علی شهیدی صفحات 67-77
    در مناطق خشک و نیمه خشک مانند ایران، استفاده از پساب برای آبیاری امری اجتناب ناپذیر است؛ بنابراین تحقیق حاضر به منظور بررسی اثر آبیاری با پساب بر گیاه پنبه در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با پنج تیمار آبیاری و سه تکرار اجرا گردید. تیمار های این تحقیق آب چاه T1، فاضلاب شهری تصفیه شده تربت حیدریه T2، ترکیب 50 درصد آب چاه و 50 درصد فاضلاب تصفیه شده T3، آبیاری یک در میان آب و فاضلاب T4، و ترکیب 34 درصد آب چاه و 66 درصد فاضلاب تصفیه شده مورد استفاده کشاورزان منطقه: T5بود و تیمار آب چاه به عنوان شاهد در نظر گرفته شد. براساس نتایج به دست آمده از میانگین مربعات صفات، نوع آب آبیاری در صفات عملکرد وش، تعداد قوزه در بوته، تعداد برگ و ارتفاع گیاه در سطح احتمال یک درصد و برای صفت قطر ساقه در سطح احتمال پنج درصد معنی دار شد. براساس نتایج، بیشترین و کمترین عملکرد وش در تیمارهای T3و T1به ترتیب با مقادیر 6/133 و 8/78 گرم در بوته به دست آمده است. بیشترین مقدار برای صفات تعداد برگ و قطر ساقه در تیمار T5با مقادیر 3/45 برگ و 5/9 میلی متر می باشد. بیشترین تعداد قوزه در تیمار T2و کمترین تعداد قوزه در تیمار شاهد به ترتیب با مقادیر 3/16 و 8 مشاهده شد.
    کلیدواژگان: ارتفاع گیاه، قوزه، پساب، عملکرد وش
  • بختیار کریمی*، پروا محمدی صفحات 79-92
    یکی از پارامترهای مهم در طراحی، مدیریت و اجرای سامانه های آبیاری قطره ای سطحی و زیرسطحی تخمین سرعت پیشروی جبهه رطوبتی در خاک است. از جمله پارامترهای تاثیرگذار در این پارامتر نوع خاک (بافت و ساختمان )، دبی قطره چکان و رطوبت اولیه خاک است. در این رابطه آزمایش ها در یک مدل پلکسی گلاس شفاف با ابعاد m 5/0× m22/1 ×m 3 و بر روی سه نوع بافت (متوسط، سنگین و سبک) به انجام رسید. قطره چکان ها در چهار عمق صفر (سطحی)، 15 (H1)، 30 (H2) و 45 (H3) سانتی متر مورد ارزیابی قرار گرفت. در این پژوهش، تیمارهای دبی قطره چکان ها با مقادیر 4/2 (Q1)، 4 (Q2) و 6 (Q3) لیتر در ساعت اعمال شد. با در نظر گرفتن متغیرهای دبی قطره چکان، عمق نصب قطره چکان، زمان، هدایت هیدرولیکی اشباع، چگالی ظاهری خاک، رطوبت اولیه خاک و همچنین نسبت درصد شن، سیلت و رس روابطی برای تخمین سرعت پیشروی جبهه رطوبتی با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی ارائه شد. نتایج مقایسه بین مقادیر شبیه سازی و اندازه گیری شده نشان دادند که مدل شبکه عصبی با دقت بالایی سرعت پیشروی جبهه رطوبتی در خاک را در جهات مختلف برآورد می کند. مقادیر شاخص های میانگین ریشه دوم خطا (RMSE) و میانگین خطای مطلق (MAE) به ترتیب برای سرعت افقی از 09/0 تا 35/0 و 06/0 تا 27/0 سانتی متر بر دقیقه، برای سرعت عمودی به پایین از 02/0 تا 17/0 و 02/0 تا 07/0 سانتی متر بر دقیقه و برای سرعت عمودی به بالا از 08/0 تا 25/0و 05/0 تا 12/0 سانتی متر بر دقیقه نوسان می کند. استفاده از این مدل ها در طراحی و اجرا می تواند باعث بهبود عملکرد این سامانه در آبیاری قطره ای سطحی و زیرسطحی شود.
    کلیدواژگان: مدیریت آبیاری، شبیه سازی، آبیاری قطره ای زیر سطحی
  • پیمان مختاری مطلق، علی شاهنظری*، محمدرضا نوری صفحات 93-106
    بررسی انتقال رطوبت خاک بین دو زهکش و روند تغییرات رطوبتی در محیط اطراف ریشه دارای اهمیت بسیاری می باشد. مدل HYDRUS-2D با به کارگیری معادلات بقای جرم، علاوه بر تسریع در نتایج، موجب کاهش هزینه ها می شود. در این مطالعه سیستم زهکشی زیرزمینی با عمق 9/0 متر و فاصله 30 متر با عمق آب زیرزمینی 50 سانتی متر در طول فصل کشت کلزا به عنوان کشت دوم در اراضی شالیزاری شهرستان ساری مورد بررسی قرار گرفت. پروفیل خاک تا عمق دو متری در نظر گرفته شد و شش لایه برای خاک تعریف شد. هدایت هیدرولیکی خاک برای هر لایه خاک از روش پیزومتر و با رابطه کرکهام محاسبه و برای هر لایه، از سطح خاک تا عمق دو متری برابر 8/0، 11/0، 29/0، 16/0، 38/0 و 083/0 متر بر روز شد. سایر پارامترهای ورودی مورد نیاز برای مدل از جمله بارش، خروجی زهکش ها و رطوبت روزانه اندازه گیری گردید. برای واسنجی مدل، داده های مشاهده ای و شبیه سازی شده سطح ایستابی بین دو زهکش مقایسه شد. مدل برای یک دوره اشباع خاک صحت سنجی شد. رطوبت های اندازه گیری شده با مقادیر شبیه سازی شده آن برای ارزیابی مدل مقایسه شد. میانگین آماره های ارزیابی مربعات خطا، ضریب تعیین، جذر و میانگین انحراف، درصد خطا و راندمان مدل به ترتیب برابر cm3/cm30214/0، 932/0، cm3/cm3 0407/0، 079/0 و 525/0 شد. آماره ها نشان دادند که نتایج شبیه سازی مدل رضایت بخش بود.
    کلیدواژگان: هدایت هیدرولیکی خاک، کلزا، معادله ریچاردز، رابطه کرکهام
  • علیرضا وحیدی *، امین علیزاده، امین باقی زاده، حسین انصاری صفحات 107-120
    به منظور بررسی اثر کودهای زیستی، شیمیایی و تنش کم آبی بر عملکرد زیستی ، میزان لاوسون و درصد همزیستی با قارچ میکوریزا در گیاه دارویی حنا[1]، آزمایشی به صورت فاکتوریل دو عاملی با استفاده از سطوح کودی، ( بدون کود ()، اسید هیومیک()، تلقیح میکوریزایی× ورمی کمپوست()، ورمی کمپوست () و کود شیمیایی NPK ()) و سطوح تنش آبی (100 درصد نیاز آبی ()، 80 درصد نیاز آبی ()و 60 درصد نیاز آبی()) در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با پانزده تیمار و سه تکرار در سال زراعی 1394-1393 در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه بم به اجرا در آمد. نتایج حاصل از آزمایش نشان داد که بیشترین مقادیر برای صفات وزن خشک برگ، تعداد برگ ، ارتفاع گیاه ، تعداد گره ، میزان لاوسون و عملکرد در تیمار با آبیاری کامل و تلقیح میکوریزایی× ورمی کمپوست () حاصل شد. با ایجاد تنش، بیشترین مقادیر برای صفات وزن خشک برگ (153/0گرم)، تعداد برگ (171 عدد) وارتفاع گیاه( 33/120سانتی متر ) در تیمار () ، و برای صفت تعداد گره (63 گره)در تیمار ()، وبرای صفات عملکرد (21/5 گرم در بوته)، میزان لاوسون کل (6/69میلیگرم در گرم) ودرصد همزیستی ریشه(2/82 درصد) در تیمار () به دست آمد. در مجموع نتایج حاصل از این بررسی نشان داد کود های بیولوژیک دارای نقش قابل توجهی در بهبود وافزایش صفات عملکردی گیاه دارویی حنا خصوصا در شرایط تنش کم آبی بوده و می توانند به عنوان جایگزین های مناسب برای کودهای شیمیایی مورد توجه قرار گیرند.
    کلیدواژگان: اسید هیومیک، درصد همزیستی، عملکرد بیولوژیک
  • علی اصغر آقابیگی، محمد علی غلامی سفیدکوهی*، محمود راینی، محمدرضا یزدانی صفحات 121-130
    برنج پس از گندم مهمترین محصول کشاورزی در جهان است. با توجه به مشکلات کم آبی و مصرف زیاد آب در اراضی شالیزاری، هر ساله شالیزارهای زیادی در استان های شمالی کشور با هدف افزایش بهره وری آب، تسطیح و یکپارچه سازی می شوند. در طرح تسطیح و یکپارچه سازی مزارع شالیزاری، عملیات تسطیح انجام می شود که به نظر می رسد با جابجایی خاک، ویژگی های فیزیکی و عناصر شیمیایی موجود در آن نیز دستخوش تغییر می شود. هدف از این پژوهش، بررسی نقش طرح تسطیح و یکپارچه سازی بر کیفیت شیمیایی و فیزیکی خاک و آب خروجی در اراضی شالیزاری است. این پژوهش در شهرستان آستانه اشرفیه در استان گیلان و با مقایسه شالیزارهای سنتی و تسطیح شده در سه منطقه و در پنج تکرار در فصل زراعی 95-1394 انجام شد. ویژگی های شیمیایی خاک و آب خروجی در طرح کرت های خردشده در سه سطح اصلی (زمین های بالادست، میان دست و پایین دست) و دو سطح فرعی (زمین های سنتی و تسطیح شده) تجزیه و با روش توکی، مورد مقایسه میانگین قرار گرفت. نتایج نشان داد مقادیر درصد رطوبت اشباع و کربن آلی خاک در مزارع تسطیح شده به ترتیب 22% و 11 درصد بیشتر از مزارع سنتی و پتاسیم قابل استفاده، دو درصد کمتر از مزارع سنتی بود. همچنین، مقادیر SAR، کلر و نیترات زه آب خروجی در مزارع تسطیح شده به ترتیب 14%، 23% و 49 درصد بیشتر از مزارع سنتی و سولفات، حدود 32 درصد کمتر از مزارع سنتی بود. تمام اجزای معدنی خاک به غیر از رس در اراضی تسطیح شده از یکنواختی بیشتری نسبت به اراضی سنتی برخوردار بود. یکنواخت شدن توزیع اجزای معدنی در اراضی تسطیح شده می تواند در بهبود مدیریت آبیاری و تغذیه گیاهان موثر باشد.تسطیح اراضی شالیزاری علاوه بر تغییرات زیر بنایی، موجب تغییر در شرایط فیزیکی و شیمیایی خاک و همچنین تغییر در کیفیت آب خروجی می شود که باید در مدیریت زراعی و استفاده مجدد از زه آب خروجی در مزارع پایین دست مدنظر قرار گیرد.
    کلیدواژگان: بهره وری آب، تسطیح اراضی، کیفیت زه آب، مزارع سنتی
  • غلامحسین عبدالله زاده*، لیلا جهانگیر، محمدرضا محبوبی، عبدالوهاب قزل صفحات 131-145
    یکی از عناصر اصلی مدیریت پایدار آب جلب مشارکت بهره برداران در مدیریت و نگه داری شبکه های آبی می باشد. از طرفی، بهره گیری از مشارکت مردم در تمامی مراحل برنامه ریزی، طراحی، ساخت و بهره برداری پروژه ها(در قالب تشکل ها و سازمان های مردمی) می تواند در مدیریت بهینه آب تاثیرگذار باشد. هدف این تحقیق بررسی تاثیر الگوی مدیریت مشارکتی در مدیریت بهینه آب است که به صورت موردی در تعاونی تولید پیوند شهرستان آق قلا، استان گلستان انجام شده است. روش تحقیق از نوع پیمایشی و از پرسشنامه برای جمع آوری داده های مورد نیاز استفاده شد. جامعه آماری شامل 400 نفر از کشاورزان عضو تعاونی در هفت روستای تحت پوشش طرح مدیریت مشارکتی آب در شهرستان آق قلا بود. تعداد نمونه از طریق فرمول کوکران 196 نفر تعیین شد و بهره برداران به روش تصادفی ساده انتخاب شدند. روایی پرسشنامه های تحقیق بر مبنای دیدگاه متخصصان و پایایی با محاسبه ضریب آلفای کرونباخ برای مقیاس مدیریت بهینه (8/0)، رضایت از پروژه (77/0)، مدیریت مشارکتی پروژه (83/0) و آگاهی از وضعیت موجود (73/0) تایید شد. مقایسه وضعیت مدیریت بهینه آب قبل و پس از اجرای پروژه با استفاده از آزمون ویلکاکسون نشان داد که میانگین رتبه ای وضعیت مدیریت بهینه آب پس از اجرای پروژه تفاوت معنی داری با وضعیت قبل از پروژه داشت. نتایج تحلیل مسیر نشان داد که بیش ترین تاثیر بر متغیر وابسته نهایی مدیریت بهینه آب مربوط به متغیر مستقل آگاهی از وضعیت موجود سامانه آبیاری است. متغیرهای سطح مشارکت و رضایت از اجرای پروژه، سابقه عضویت در تعاونی، جاده دسترسی به مزارع، نوع روش آبیاری و تحصیلات به ترتیب در رتبه های بعدی قرار داشتند. در حالی که برخورداری از شغل جانبی تاثیر کاهشی بر مدیریت بهینه آب داشته باشد.
    کلیدواژگان: مدیریت آب، انتقال مدیریت، تعاونی تولید پیوند، پروژه جایکا، آزمون ویلکاکسون
  • محمد ذونعمت کرمانی، رسول اسدی * صفحات 147-160
    با توجه به محدودیت منابع آب در شرایط اقلیمی خشک و نیمه خشک ایران، کم آبیاری یکی از راه کارهای استفاده بهینه از آب و افزایش کارایی مصرف آب در بخش کشاورزی است. در این راستا به منظور بررسی اثر کم آبیاری بر ویژگی های کمی آویشن باغی(Thymus vulgaris L.)، آزمایشی در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در ایستگاه تولید نهال شهرداری کرمان در سال زراعی 1395 اجرا شد. در این تحقیق، پنج تیمار آبیاری شامل آبیاری کامل (100 درصد جبران کمبود رطوبتی خاک)، کم آبیاری تنظیم شده و آبیاری ناقص ریشه هر کدام در دو سطح 75 و 55 درصد جبران کمبود رطوبتی خاک تا حد ظرفیت زراعی مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد که بیشترین وزن خشک اندام هوایی گیاه (6/1670 کیلوگرم در هکتار) و شاخص سطح برگ در مراحل مختلف رشد، در تیمار آبیاری کامل بدست آمد که از لحاظ آماری با 75 درصد اعمال شده در آبیاری ناقص تفاوت معنی داری نداشت. همچنین، بیشترین تعداد شاخه زایا (4/64) و ارتفاع بوته (4/39 سانتی متر) در تیمار آبیاری کامل بدست آمد که از لحاظ آماری با سایر تیمارها تفاوت معنی داری داشت. این در حالی است که بیشترین بهره وری آب ( 66/0 کیلوگرم بر مترمکعب)، وزن تر ریشه (5/4 گرم)، طول ریشه (8/15 سانتی متر) و حجم ریشه (8/2 سانتی متر مکعب در هر بوته)، به سطح 75 درصد اعمال شده در آبیاری ناقص ریشه اختصاص یافت که این امر به دلیل افزایش ریشه های ثانویه در این تیمار نسبت به سایر تیمارها بود. به طور کلی با توجه به نتایج بدست آمده می توان مطرح نمود که اعمال روش آبیاری ناقص ریشه و تامین 75 درصد نیاز آبی گیاه، ضمن صرفه جویی در مصرف آب، می تواند به رغم اعمال تنش رطوبتی با توسعه مناسب شاخص سطح برگ و ریشه گیاه، امکان استفاده بهتر از رطوبت خاک و انرژی خورشید در فرآیند فتوسنتز را فرآهم می آورد و راهکار مناسبی برای مقابله با بحران آب، برای حرکت به سمت یک کشاورزی پایدار محسوب شود.
    کلیدواژگان: آبیاری قطره ای، شاخص سطح برگ، کارایی مصرف آب، کرمان، کم آبیاری
|
  • Maryam Alizade, Peyman Afrasiab *, Mohammad Reza Yazdani, Abdolmajid Liaghat, Masoomeh Delbari Pages 1-14
    In rice cultivation, mid-season and end-season drainage at harvest time are two important operations of water management which, respectively, increase yield and provide better conditions for harvesting rice. Due to the unique conditions of paddy fields of Guilan province, making decisions about the spacing and depth of drains and proper equation to determine the drainage spacing in paddy field requires research on the mid-season and end-season drainage. Therefore, in this research, the efficiency of drains spacing (L) and depth (D) of subsurface drainage in controlling water table and also accuracy of the steady and non-steady equations were evaluated at mid-season and end-season drainage stages in Guilan’s rice fields. Drainage treatments included six conventional subsurface drainage systems with rice husk envelope including drainage system with drain depth of 0.8 m and drain spacing of 7.5 m (L7.5 D0.8), (L10 D0.8), (L15 D0.8), (L7.5 D1), (L10 D1), and (L15 D1). All drain lines were 40 m long and made of PVC corrugated pipes with a diameter of 125 mm. Results showed that subsurface drainage with spacing of 15 m and depth of 80 cm (due to the proper water table depth and higher yield) and subsurface drainage with distance of 10 m and depth of 80 cm (due to the highest resistance to pentrometer penetration and the lowest soil moisture content) are recommended as the best drainage treatment for mid-season and end-season drainage, respectively. Dagan, Hooghoudt and Bouwer & Van Schilfgaarde equations combined with Hooghoudt equation were suitable equations for determining drainage spacing at mid-season drainage stage. Hooghoudt, Kirkham, Dagan, Bouwer & Van Schilfgaarde equations combined with Hooghoudt equation and Glover-Dumm equation were selected as suitable formulas for determining the spacing of subsurface drains for end-season drainage.
    Keywords: Paddy Field, Mid-season, end-season drainage, Drainage Equation
  • Ebrahim Dehghanian, Sadegh Afzalinia * Pages 15-27
    Individual effects of conservation tillage and irrigation methods on corn yield and water productivity have been adequately investigated so far, but simultaneous effects of these treatments on corn production have not received enough attention. Therefore, in this research, effect of conservation tillage and irrigation methods on soil properties, water productivity, and corn yield was evaluated using a split plot experimental design with nine treatments and three replications. Main plots were allocated to irrigation methods including surface irrigation (gated pipe), tape irrigation, and sprinkler irrigation. Tillage methods including zero tillage (direct drilling), reduced tillage, and conventional tillage were in the sub plots. Soil bulk density, forage moisture content, water consumption, corn yield, and water productivity were measured in different tillage and irrigation treatments. Results showed that no-till increased soil bulk density at soil depth of 0-10 cm compared to the reduced and conventional tillage methods (9 and 4%, respectively); while, irrigation method had no significant effect on soil bulk density. Irrigation method had a significant effect on corn grain yield so that pressurized irrigation methods had the maximum corn yield, while the minimum corn yield was obtained from the surface irrigation. However, corn yield was not affected by tillage method. The maximum water consumption occurred in surface irrigation, and drip irrigation had the minimum. Drip irrigation saved 34% and 57% water compared to the sprinkler and surface irrigation methods, respectively. Water productivity in corn was significantly affected by irrigation methods; while, tillage methods had no significant effect on water productivity. The maximum water productivity (1.22 kg/m3 on average) was obtained in drip irrigation and the minimum water productivity (0.34 kg/m3 on average) belonged to the surface irrigation.
    Keywords: Direct seeding, Silage water content, Soil bulk density
  • Sajad Azimi, Mojtaba Khoshravesh *, Abdolah Darzi, Meysam Abedinpour Pages 29-40
    Kashmar plain is located in an arid region and recent consecutive drought events have attracted serious attention to water use management. In this research, the effects of four levels of super absorbent polymer A200 (0(V0), 0.1% (V1), 0.2% (V2) and 0.3% (V3) wt%), four levels of vermicompost (0(V0), 7(V1), 10(V2) and 15(V3) tons per hectare), and three levels of irrigation (60%(W1), 80%(W2) and 100%(W3) of water requirement) were evaluated on water use efficiency (Irrigation water and rain) (WUE) and irrigation water use (WUEi) of wheat. The study was conducted in research farm of Kashmar Higher Education Institute. Factorial experiment was performed using a completely randomized design with 144 pots. The results showed the highest WUE and WUEi in S3V3W3 treatment as 1.49 kg/m3/ha and 2.26 kg/m3/ha, respectively. The lowest WUE and WUEi were observed in S0V0W1 treatment and were 1.03 kg/m3/ha and 1.56 kg/m3/ha, respectively. Totally, it can be concluded that superabsorbent and vermicompost increased the WUE and WUEi. Under the conditions of this experiment, according to the analysis of variance, the combined application of superabsorbent and vermicompost was not significant. Also, according to the comparison of means at 5% significance level, in separate application of superabsorbent and vermicompost, the best value for achieving maximum WUE and WUEi is 0.2% (weight percent) superabsorbent or 10 ton/ha of vermicompost. By using the maximum superabsorbent and vermicompost and increasing water application from 60% to 80% and from 80% to 100%, WUEi increased by 6.5 percent and 19.7 percent, respectively.
    Keywords: Wheat Alvand cultivar, Kashmar, Moisture super absorbents, Water stress
  • Mahnoosh Jenab, Bijan Nazari * Pages 41-54
    Improvement of water productivity is very essential for achieving water and food security. One of the basic strategies in this field is determination of crop yield gap and water productivity gap, which is the difference between the present actual situation and the potential situation. This research was carried out for wheat in Qazvin province according to GYGA protocols, which is an international methodology. At first, the map of climatic zones of the province was prepared based on Emberger method by using GIS. Then potential yield gap of wheat was estimated according to calibration and simulation of version 5 of Aqua crop model. Results showed that yield gap in various climate zones of the province was between 4502-6271 kg/ha, evapotranspiration water productivity gap was between 0.56-0.66 kg/m3 and water (irrigation and effective rain) productivity gap was between 0.57-0.71 kg/m3. Results showed that actual wheat yield in Qazvin province is 37 percent of the potential yield. Also, relative evapotranspiration water productivity index was 0.47 and relative water productivity index was 0.31. These indices show the ratio of the actual to potential productivities. Based on this research results, the extent of gap between optimum and current condition of yield and water productivity is very wide. Yield gap is 63% of potential yield and water productivity gap is 69% of potential water productivity. This issue represents the considerable weakness existing in management of agricultural production and irrigation and reflects the potential opportunities for strengthening these operation, improving water productivity, decreasing the pressure on water resources, and increasing food security.
    Keywords: Aqua crop, Water productivity, Irrigation management, Evapotranspiration
  • Ali Abdzad Gohari *, Ebrahim Amiri Pages 55-65
    The inputs of water and fertilizer are important in agricultural production, with a shortage of each one reducing the yield of the product. The role and importance of each of the factors of water and fertilizer separately can be effective in increasing yield. The purpose of this study was to evaluate the effect of irrigation and nitrogen fertilizer on production function and water productivity in peanut plant in Guil cultivar. The experiment was conducted as a split plot based on randomized complete block design with 3 replications, in 2009 in Astaneh Ashrafiyeh. The main treatments included: without irrigation (control) and irrigation with intervals of 6, 12, and 18 days, while the sub treatments were nitrogen fertilizer rates of 0, 30, 60, and 90 kg ha-1. A quadratic equation was used to estimate the water-fertilizer production function. The results of production function estimation indicated that seed yield increased with nitrogen fertilizer up to 60 kg ha-1. But, with a gradual increase in nitrogen fertilizer, yield was reduced. Increasing nitrogen fertilizer from 60 kg ha-1 in different amounts of water consumed had no effect on yield increase. Water productivity and the water utilization rate in the irrigation interval of 6 days, with consumption of 328 mm, was the highest. In the irrigation interval of 6 days and consumption of 60 kg N-fertilizer ha-1, the maximum amount of water productivity was 0.96 kg m-3.
    Keywords: Shelling percentage, Water use, Yield component
  • Yahya Choopan *, Abbas Khashei, Ali Shahidi Pages 67-77
    In arid and semi-arid regions, such as Iran, it is inevitable to use wastewater for irrigation. In this regard, the present research was conducted using a completely randomized block design with three replications and five irrigation treatments. The study included well water (control):T1, municipal wastewater of Torbat Heydarieh city:T2, combining 50% well water and 50% wastewater: T3, alternative irrigation with well water and wastewater: T4, and the combination of 34% well water and 66% wastewater (used farmers) T5. Based on the results obtained from the mean square of the traits, effect of the type of irrigation water was significant on yield, number of boll per plant, number of leaves, and plant height at a probability level of 1% (P
    Keywords: Bolls, Cotton bowl, Plant height, Sewage
  • Bakhtiar Karimi *, Parva Mohammadi Pages 79-92
    One of the most important parameters in designing, managing, and operating surface and subsurface drip irrigation systems is the advance velocity of the wetting (moisture) front in soil, which enormously affects the performance of these systems. Emitter discharge, soil type (soil texture and structure) and initial moisture content are the main factors affecting advance velocity under drip irrigation. Experiments were carried out in a transparent plexiglass tank (0.5 m*1.22 m*3 m) using three different soil textures (light, heavy, and medium). The drippers were installed at 4 different soil depths (surface, 15 cm, 30 cm, and 45 cm). The emitter outflows were considered 2.4, 4, and 6 L/hr. A simulation model was developed using artificial neural network (ANN) for predicting advance velocity of the wetting front (horizontal, downward, and upward direction) under point sources in surface and subsurface drip irrigation. The variables affecting wetting pattern included emitter discharge, emitter installation depth, application time, saturated hydraulic conductivity, soil bulk density, initial soil moisture content, and the proportions of sand, silt and clay in the soil. The results of the comparisons between the simulated and measured values showed that the ANN model was capable of predicting the advance velocity of the wetting front in different directions with high accuracy. The values of Root Mean Square Error (RMSE) varied from 0.09 to 0.35, from 0.02 to 0.17, and from 0.08 to 0.25 cm/min for horizontal, downward and upward velocity, respectively. Also, the values of Mean Absolute Error (MAE) varied from 0.06 to 0.27, from 0.02 to 0.07, and from 0.05 to 0.12 cm/min for horizontal, downward, and upward velocity, respectively. Using these models in designing and operating surface and subsurface drip irrigation systems could improve system performance.
    Keywords: Irrigation management, Simulation, subsurface drip irrigation
  • Peyman Mokhtari Motlagh, Ali Shahnazari *, Mohammadreza Noori Pages 93-106
    Evaluation of soil moisture transfer between two subsurface drains and water drainage from the roots is very important. In this regard, application of conservation of mass equations by HYDRUS-2D software, in addition to reducing costs, could speed up access to the results. In this study, a subsurface drainage systems with drain depth of 0.9 m, drain spacing of 30 m, and groundwater depth of 50 cm was studied during one growing season of canola in paddy fields located in Sari region. Soil profile was considered from the surface to a depth of two meters and six layers of soil were defined. Soil saturated hydraulic conductivity (K) for each of the 6 layers of the soil was calculated by Piezometric method and using Kirkham equation. The K values for the surface layer down to the layer at the depth of 2 m were, respectively, 0.8, 0.11, 0.29, 0.16, 0.38 and 0.083 m/day. Other input parameters of HYDRUS-2D model were measured every day including precipitation, water table depth, and soil moisture. Observed data and simulated water tables between the two drain pipes were compared and the model was calibrated in saturated period. The performance of the model was evaluated by statistical approaches considering root mean square error (RMSE), the coefficient of determination (R2), the average deviation (AD) percent error (PE) and the modeling efficiency (EF), which were 0.0214 cm3/cm3, 0.932, 0.0407 cm3/cm3, 0.079, and 0.525, respectively. The results showed that simulation was considerably satisfactory.
    Keywords: Canola, Kirkham equation, Richard's equation, Soil hydraulic conductivity
  • Alireza Vahidi *, Amin Alizadeh, Amin Baghizadeh, Hossein Ansari Pages 107-120
    In order to study the effect of biofertilizers, chemical fertilizers, and water deficit stress on biological yield, lawsone content, and root colonization with mycorrhiza in henna[1] an experiment was conducted at research greenhouse of Bam University in 2014 and 2015 growing seasons. The treatments included fertilizers (without any fertilizer (), humic acid (), application of mycorrhizae and vermicompost (), vermicompost (), and chemical fertilizer () and water deficit levels (100% water requirement (I1), 80% W.R (I2), and 60% (I3). The treatments were arranged as factorial in a randomized complete blocks design with fifteen treatments and three replications. Results showed that the highest weight of dry leaf, no. of leaves, and biological yield were obtained with application of mycorrhizae and vermicompost treatment under full irrigation (). With increasing stress severity, the highest weight of dry leaf (0.153g), no. of leaves (171), and plant height (120.33 cm) were obtained in , largest number of nodules (63) in (), and maximum biological yield (5.21 g/plant), total lawsone content (69.6 mg/g), and colonization with roots (82.2%) was obtained with application of mycorrhizae and vermicompost treatment under 60% water requirement i.e. treatment. It seems that biofertilizers can be considered as a replacement for chemical fertilizers in henna medicinal plant production.
    Keywords: Biological yield, Colonization, Humic acid, Mycorrhiza, Vermicompost
  • Aliasghar Aghabeigi, Mohammad Ali Gholami Sefidkouhi *, Mahmoud Raeini, Mohammadreza Yazdani Pages 121-130
    Rice is the second most important staple food after wheat in the world, and Iran has an annual production of 2 M tons. Due to water scarcity problems and high water consumption in paddy fields and the need to increase irrigation water productivity, a lot of paddy fields are consolidated in the Northern provinces of Iran every year. In consolidation projects, soil is displaced by leveling practice, and then the content of soil chemical elements will be changed. This study was aimed to investigate the role of consolidation projects in paddy fields on soil and drainage water quality. The research was conducted in Astaneh Ashrafiyeh in Guilan Province on traditional and consolidated paddy fields in 3 situations (upland, middle land, and lowland) with 5 replication, in 2016. The soil and outlet/drainage water chemical properties were analyzed based on split plot design with Tucke’s mean analysis method. The soil physical and chemical characteristics results showed that the amount of SAR, Cl, NO ­3 and SO 4 in consolidated fields were significantly different than that in traditional fields. The amount of SP and OC of soil in consolidated fields were, respectively, 22% and 11%, more than that in traditional fields, and available potassium was 2% less than traditional farms. Also, the amount of SAR and Cl and NO 3 of outlet water in consolidated fields were, respectively, 14%, 23%, and 49%, more than that in traditional fields. All soil mineral components, other than clay, land had less uniformity in levelled lands than traditional lands. Uniform distribution of mineral components in levelled lands can be effective in improving irrigation and nutrition management of plants. In addition to infrastructural changes, the leveling of rice paddies also causes changes in physical and chemical conditions of the soil, as well as changes in the quality of drainage water, which should be considered in agricultural management and reuse of outlet drainage water in downstream farms.
    Keywords: Land leveling, Rice field, Water productivity, Traditional paddy fields
  • Gholamhossein Abdollahzadeh *, Leila Jahangir, Mohammadreza Mahboobi, Vahab Ghezel Pages 131-145
    One of the main components of sustainable water management is attraction of farmers’ participation in management and maintenance of water networks. Moreover, attraction of farmers’ participation in the process of planning, designing, building, and exploitation of the projects (based on popular organizations and groups) can impact optimal water management. The purpose of this case study was to investigate the effect of participatory management on optimal water use in Payvand Production Cooperative of Aqqala County, Golestan province, Iran. Survey method and questionnaire was used to collect the required data. Target population included 400 farmers of cooperative members in 7 villages with participatory irrigation management project in Aqqala County. Using Cochran formula, 196 farmers were selected with random sampling method. Validity of research questionnaires was confirmed based on view of experts and its reliability was verified by calculation of Cronbache's alpha coefficients for scale of optimal management, (0.8) satisfaction of project, (0.77) participatory project management, (0.83) and awareness of the current situation (0.73). The comparison of the optimal water management, before and after the implementation of the project by using of Wilcoxon test showed that there was significant difference in means ranking. The result of path analysis showed that the highest impact on final dependent variables of optimal water management was related to “awareness of the present situation of irrigation system”. The variables of level of participation and satisfaction with implementation of the project, background of membership in the cooperative, access to farm road, type of irrigation method, and education were in the next ranks, respectively. In contrast, having a second job had negative effect on optimal water management.
    Keywords: Water management, management transformation, Payvand Production Cooperative, JIKA projec, Wilcoxon test
  • Mohammad Zounemat Kermani, Rasool Asadi * Pages 147-160
    Considering the limited water resources in arid and semi-arid climate of Iran, deficit irrigation is one of the strategies for efficient use of water and increasing water use efficiency in agricultural districts. In order to study the effects of deficit irrigation on the quantitative traits of Thymus vulgaris L., an experiment was conducted in Kerman Municipality seedling production station in 2016. The experimental treatments were arranged as randomized complete block design with three replications. The irrigation regimes consisted of full irrigation (FI-100), regulated deficit (RDI75% and RDI55%) and partial root zone drying irrigation (PRD75% and PRD55%). The results showed that the highest herbage dry weight (1670.6 kg/ha) and leaf area index in different stages of growth were produced by full irrigation treatment, while no significant difference between this treatment and PRD75 was observed. Also, the highest number of shoots (64.4) and plant height (39.4 cm) were produced by full irrigation treatment and there was significant difference between this treatment and other treatments. However, the highest water use efficiency (0.66 kg/m3), root fresh weight (4.5 g), root depth (15.8 cm) and root volume (2.8 cm3 per plant) appeared in PRD75. Therefore, 75 percent water replacement in partial root zone drying irrigation treatments, in addition to saving water consumption, provides better use of soil moisture and sunlight. Thus, this treatment can be considered as suitable approach to cope with the water crisis and achieve a sustainable agriculture.
    Keywords: Deficit Irrigation, Drip Irrigation, Kerman, Leaf Area Index, Water use efficiency