فهرست مطالب

پژوهش آب در کشاورزی - سال سی و پنجم شماره 2 (تابستان 1400)

مجله پژوهش آب در کشاورزی
سال سی و پنجم شماره 2 (تابستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/06/01
  • تعداد عناوین: 7
|
  • رضا سعیدی* صفحات 107-121
    تعیین حساسیت درون فصلی تبخیر-تعرق ذرت نسبت به تنش های محیطی، اثر مهمی بر مدل سازی دقیق تر عملکرد محصول می گذارد. در این پژوهش، اثر تنش های خشکی و شوری بر تبخیر-تعرق نسبی (در مراحل اولیه، توسعه، میانی و پایانی رشد) و عملکرد نسبی ذرت در مزرعه ای با خاک لومی شنی بررسی شد. تیمارهای شوری از طریق آب دارای هدایت الکتریکی 0/5، 2/1، 3/5 و 5/7 دسی زیمنس بر متر اعمال شد. تیمارهای خشکی نیز شامل چهار سطح آبیاری بر اساس (I0) 100%، (I1) 80%، (I2) 60% و (I3) 40% نیاز آبی گیاه ذرت در نظر گرفته شد. آزمایش به صورت فاکتوریل، در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی و با سه تکرار انجام شد. مقدار تبخیر-تعرق نسبی ذرت در مراحل اولیه، توسعه، میانی و پایانی رشد به ترتیب بین 100- 63/5%، 100- 62/6%، 100- 55/2% و 100- 66/4% برآورد شد. مقدار عملکرد نسبی ذرت نیز در تیمارهای I0S0 تا I3S3  بین 100- 42/6% محاسبه شد. نتایج نشان داد تنش های شوری و خشکی باعث کاهش تبخیر-تعرق و عملکرد ذرت شد و همچنین در مراحل حساس رشد، تبخیر-تعرق با شیب بیشتری کاهش یافت. اعمال تنش های مذکور در مراحل حساس رشد باعث اختلال در گل دهی و میوه دهی ذرت شد. در این پژوهش با استفاده از مدل های جمع پذیر بلنک، استوارت، سینگ و مدل های ضرب پذیر جنسن، رایو و مینهاس، عملکرد نسبی ذرت مدل سازی شد. نتایج نشان داد، مدل استوارت با ضرایب حساسیت (در چهار مرحله رشد) برابر با 0/227، 0/416، 0/604، 0/14 و مدل جنسن با ضرایب حساسیت 0/301، 0/41، 0/608، 0/147 به عنوان مدل های بهینه انتخاب شدند. اما مدل های رایو، بلنک، سینگ و مینهاس در اولویت های بعدی قرار گرفتند. بنابراین در شرایط تنش های شوری و خشکی، عملکرد نسبی ذرت بر اساس مقدار تبخیر-تعرق آن در مراحل رشد مدلسازی شد.
    کلیدواژگان: تبخیر-تعرق نسبی، ضرایب حساسیت، عملکرد نسبی، مدل های تجربی، مراحل رشد
  • سارا بلوک آذری، حسین بابازاده*، نیازعلی ابراهیمی پاک، سید حبیب موسوی جهرمی، هادی رمضانی اعتدالی صفحات 123-137

    در بهره برداری از آب های با کیفیت پایین در مناطق خشک و نیمه خشک، مدیریت آبیاری برای افزایش بهره وری مصرف آب ضروری می باشد. تعیین تابع تولید آب- شوری- عملکرد ابزار مهمی برای مدیریت آبیاری است. در این پژوهش، توانایی مدل گیاهی AquaCrop در مدیریت های مختلف آبیاری و در سطوح مختلف شوری برای غلات عمده دشت قزوین شامل گندم، جو و ذرت ارزیابی شد. نتایج بررسی، ضریب تبیین را برای عملکرد گندم، جو و ذرت به ترتیب 0/97، 0/86 و 0/91 نشان داد. بنابراین مدل مزبور در شرایط شوری و کم‏آبیاری با تقریب خوبی می تواند عملکرد را ارزیابی نماید. برای تعیین توابع تولید بهینه هر محصول نتایج مدل گیاهی با سه مدل رگرسیون‏ خطی، غیرخطی و همچنین شبکه عصبی مصنوعی مقایسه گردید. نتایج نشان داد که مدل شبکه عصبی توانست عملکرد را نسبت به مدل AquaCrop با همبستگی بالا (0/99) برآورد نماید. در صورتی که این مقادیر در تابع خطی برای گیاه گندم و جو و ذرت به ترتیب0/98، 0/95، 0/78 و در تابع نمایی 0/92، 0/86 و 0/81 بود. همچنین، خطای محاسبه شده در روش شبکه عصبی برای گیاه گندم، جو، ذرت به ترتیب 40/16، 62/09 و 87/08 کیلوگرم بود که این میزان به ترتیب در مقایسه با مدل خطی 75%، 70% و 95% و نسبت به مدل نمایی 90%، 85% و 93% کاهش داشت. بهترین شبکه آموزش دیده برای تعیین تابع تولید آب- شوری  برای جو و گندم پنج نرون و برای ذرت هفت نرون در ساختار شبکه ی تک لایه معرفی گردید. تحلیل حساسیت به کار رفته برای گیاهان گندم وجو نشان داد که مدل‏های رگرسیون خطی، نمایی و شبکه عصبی نسبت به پارامتر مقدار آب آبیاری و میزان شوری آب و خاک حساسیت کم دارند و تنها حساسیت گیاه ذرت نسبت به پارامتر شوری خاک در محدوده متوسط قرار گرفت.

    کلیدواژگان: تحلیل حساسیت، گندم، جو، ذرت، مدیریت آبیاری
  • رضا دلباز، حامد ابراهیمیان*، فریبرز عباسی، آرزو نازی قمشلو صفحات 139-149
    رشد سریع علم و انتشار نتایج مختلف در یک موضوع خاص باعث سردرگمی محققان در حوزه های مختلف شده است. امروزه بررسی و جمع بندی نتایج مطالعات مختلف در یک حوزه خاص، ضروری به نظر می آید. فراتحلیل به عنوان روشی ساختارمند و با استفاده از روش های آماری به تجمیع نتایج مطالعات یک موضوع می پردازد. در این پژوهش به منظور ارزیابی اثربخشی کودآبیاری سطحی و قطره ای بر شاخص های عملکرد محصول، بهره وری کود، و بهره وری آب از رهیافت فراتحلیل استفاده شد. به این منظور مقالات هشت پایگاه اطلاعاتی استخراج شد. پس از بررسی آن ها، 21 مطالعه شرایط ورود به فراتحلیل را دارا بودند. تلفیق یافته ها نشان داد که عملیات کودآبیاری در هر دو روش سطحی و قطره ای سبب افزایش معنی دار شاخص های عملکرد محصول، بهره وری کود و آب مورد استفاده شد. اندازه اثرات به دست آمده از تلفیق نتایج برای عملکرد محصول در روش های کودآبیاری سطحی و قطره ای نسبت به آبیاری سطحی با کوددهی به روش سنتی به ترتیب برابر 1/32 و 1/25 شد. در بهره وری کود، اندازه اثر به دست آمده برای کودآبیاری سطحی نسبت به آبیاری سطحی با کوددهی به روش سنتی برابر 2/12 و برای کودآبیاری قطره ای برابر 1/43 و اندازه اثر بهره وری آب برای کودآبیاری سطحی و قطره ای نسبت به آبیاری سطحی با روش کوددهی سنتی برابر 1/24 و 1/74 شد. بنابراین، کودآبیاری در هر دو روش سطحی و قطره ای سبب ارتقای عملکرد محصول، بهره وری آب، و بهره وری کود می شود. با توجه به آن که نتایج این مطالعه از داده های کمی مطالعات اولیه استخراج شده است، برای رسیدن به قطعیت بیشتر پیشنهاد می شود مطالعات بیشتری توسط فراتحلیل مورد بررسی قرار گیرند.
    کلیدواژگان: متاآنالیز، مرور ساختارمند، آبیاری، اندازه اثر، کوددهی
  • فرزین پرچمی عراقی*، عدنان صادقی لاری صفحات 151-167
    از آنجا که نتایج شبیه سازی های زراعی-هیدرولوژیکی با درجات مختلفی از عدم قطعیت همراه است، لذا ارزیابی عدم قطعیت آن ها حایز اهمیت است. تحلیل عدم قطعیت نتایج مدل های زراعی-هیدرولوژیکی می تواند اطلاعات مفیدی در خصوص درجه اطمینان از نتایج مدل فراهم آورد. در این بررسی، تحلیل عدم قطعیت کاربرد توزیعی مدل SWAP برای یک مزرعه نیشکر با زهکشی زیرزمینی کنترل شده (واقع در کشت و صنعت نیشکر شعیبیه، خوزستان) با استفاده از یک روش ترکیبی حاصل از تلفیق روش برآورد عدم قطعیت درست نمایی تعمیم یافته (GLUE) با گونه یکپارچه سازی شده الگوریتم بهینه سازی رفتار جمعی اجزا (UPSO) انجام شد. نتایج حاکی از تغییرپذیری قابل توجه مقادیر رفتاری پارامترهای واسنجی و ضرورت ارزیابی عدم قطعیت شبیه سازی های مدل SWAP بود. وجود ضرایب همبستگی قوی بین مجموعه پارامترهای رفتاری، مبین ضرورت واسنجی هم زمان پارامترهای مختلف مدل به ازای داده های اندازه گیری شده معیار متنوع بود. محدوده های عدم قطعیت پیش بینی 95 درصد (95PPU) محاسباتی برای شبیه سازی های هیدرولوژیکی (رطوبت خاک، نوسانات سطح ایستابی و جریان زه آب خروجی از زهکش زیرزمینی)، انتقال املاح (نیم رخ غلظت املاح آب خاک و شوری زه آب) و بیوفیزیکی (شاخص سطح برگ، عملکرد نی و عملکرد ساکارز) به ترتیب، بین 80-73%، 58-45% و 100-75% از کل داده های اندازه گیری شده (مشتمل بر هردو مجموعه داده های واسنجی و صحت سنجی) را با r-factor (نسبت متوسط ضخامت محدوده 95PPU به انحراف معیار داده مشاهداتی متناظر آن) بین 0/83 تا 0/98، 1/43 تا 1/96 و 0/75 تا 1/11 در بر گرفتند. میزان ضخامت محدوده 95PPU محاسباتی برای شبیه سازی های بیوفیزیکی در طول دوره شبیه سازی دارای روندی افزایشی بود.
    کلیدواژگان: برآورد عدم قطعیت درست نمایی تعمیم یافته، بهینه سازی رفتار جمعی اجزای یکپارچه، پارامترهای هیدرولیکی خاک، شوری خاک
  • اسماعیل میر، حلیمه پیری*، امیر ناصرین صفحات 169-185
    کارلا گیاهی دارویی است که از میوه آن برای درمان دیابت استفاده می شود. در این تحقیق اثر تنش آبی و بیوچار بر پارامترهای کیفی و کمی گیاه کارلا مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش در شرایط گلخانه به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار انجام شد. تیمارها شامل سه تیمار آب آبیاری (50%، 75% و 100% آب مورد نیاز) و چهار تیمار بیوچار (صفر، 1/25%، 2/5% و 5% وزنی خاک گلدان) بود. سطوح تنش آبی در طول فصل رشد با توزین هر هفته گلدانها و جبران کمبود آب خاک تا حد ظرفیت زراعی (FC) با افزودن مقدار آب لازم به آن ها اعمال شد و میزان آب اضافه شده به هر گلدان نیز در طول فصل رشد اندازهگیری شد. 50 روز پس از کاشت، برداشت محصول هر هفته یک بار انجام شد. در مجموع پنج بار برداشت انجام شد. در هر برداشت پارامترهای کمی ارتفاع گیاه، تعداد، وزن، قطر و طول میوه و پارامترهای کیفی مقدار قند میوه، شاخص سبزینگی و شاخص سطح برگ در هر گلدان به دقت اندازه گیری شد. همچنین عملکرد محصول و کارایی مصرف آب آبیاری در پایان فصل کشت در هر تیمار محاسبه شد. نتایج نشان داد که اثرات سطوح آب مورد نیاز و بیوچار بر پارامترهای اندازه گیری شده معنی دار بود (در سطح احتمال 1% و 5%). با کاهش آب آبیاری، مقدار پارامترهای کمی و عملکرد گیاه کاهش یافت. بیشترین مقدار پارامترهای مزبور از تیمار 100% مقدار آب آبیاری حاصل شد که از این نظر با تیمار 75 % آب آبیاری معنی دار نبود. استفاده از بیوچار تا سطح2/5% وزنی خاک باعث افزایش پارامترها شد. استفاده بیشتر بیوچار (5% وزنی خاک) باعث کاهش پارامترهای کمی و عملکرد گیاه شد. استفاده از مقدار مناسب بیوچار سبب کاهش اثرات منفی تنش رطوبتی و بهبود شاخص های رشد و نمو گیاه در مقایسه با شاهد شد. بنابراین کاربرد آن برای گیاه و بهویژه در شرایطی که گیاه تحت تنش خشکی است و یا در گلخانه ها و خزانه کاریها به منظور کاهش میزان آب مصرفی و بهبود رشد و عملکرد گیاه قابل توصیه میباشد، هرچند پیشنهاد میشود آزمایش در شرایط مزرعه نیز انجام شود.
    کلیدواژگان: شاخص سبزینگی، شاخص سطح برگ، کارایی مصرف آب، قند میوه
  • غلامحسن رنجبر*، فرهاد دهقانی، آرش علاءالدین، ولی سلطانی گردفرامرزی، سردار کشتکار صفحات 187-199
    کمبود منابع آب باعث شده است که تولید گونه های گیاهی متحمل به شوری مورد توجه قرار گیرد. این پژوهش به منظور بررسی تاثیر شوری آب آبیاری بر عملکرد علوفه، ارتفاع گیاه و میزان خاکستر شاخساره سالیکورنیا،گونه بیگلووی (Salicornia bigelovii)، اکوتیپ بوشهر (S. sinus persica) و اکوتیپ های مرکزی، ارومیه و گرگان (گونه S. persica) گیاه سالیکورنیا تحت آبیاری با آب خلیج فارس (60 دسی زیمنس بر متر) و آب شور زیرزمینی (20 دسی زیمنس بر متر)، بترتیب در شرایط استان های بوشهر و یزد در سال 99-1398 انجام شد. نتایج نشان داد که بین گونه ها و اکوتیپ های مورد بررسی از نظر وزن تر و خشک علوفه در هر دو شرایط اختلاف معنی دار وجود داشت. در هر دو شرایط، بیشترین میزان وزن تر و خشک علوفه مربوط به اکوتیپ بوشهر و کمترین آن در شرایط استان یزد مربوط به گونه بیگلووی و در شرایط استان بوشهر مربوط به اکوتیپ های گرگان و ارومیه بود. میزان علوفه تر تولیدی اکوتیپ بوشهر در شرایط استان های بوشهر و یزد به ترتیب در حدود 9333 و 22940 گرم در متر مربع بود. بطورکلی، ارتفاع گیاه تحت آبیاری با آب دریا از 0/23 تا 35/5 سانتی متر در استان بوشهر و از 56/5 تا 78/0سانتی متر تحت شرایط آب شور زیر زمینی استان یزد متفاوت بود. متوسط میزان خاکستر شاخساره در شرایط استان بوشهر و یزد بدون توجه به گونه و اکوتیپ به ترتیب 53/83% و 47/76% بود. بر اساس نتایج این مطالعه، اکوتیپ بوشهر می تواند به عنوان واریته برتر برای کاشت و تولید علوفه در نوار ساحلی جنوب در نظر گرفته شود. در شرایط استان یزد با توجه به کیفیت بهتر آب، همه گونه ها و اکوتیپ ها عملکرد علوفه بالایی تولید کردند. اگرچه با توجه به نیاز آبی بالای سالیکورنیا، کاشت این گیاه در مناطق خشک به ویژه مناطق مرکزی کشور، توصیه نمی گردد.
    کلیدواژگان: سالیکورنیا، گونه بیگلووی، اکوتیپ بوشهر، آب بسیار شور، شورزیست، تولید علوفه
  • زهرا غفاری مقدم، ابراهیم مرادی*، محمود هاشمی تبار، علی سردارشهرکی صفحات 201-216
    هدف این مطالعه دستیابی به درکی بهتر از آینده آب در بخش کشاورزی در منطقه سیستان است. در این مطالعه برای تعیین پیشران‏های نهایی به روش‏های آینده‏پژوهی تکیه کرده و با استفاده از روش پنل خبرگان 23 پیشران شناسایی و در نهایت هفت پیشران اصلی تاثیر گذار بر بحران آب سیستان برای نگارش سناریو به روش دلفی استفاده شد. این پیشران‏ها عبارت بودند از: خشکسالی، وابستگی به منابع آب خارجی، توجه نکردن کافی به مدیریت منابع آب، کشت بی رویه محصولات آب بر، شیوه نامناسب آبیاری، ضعف فناوری کشاورزی و رایگان بودن آب در بخش کشاورزی. با توجه به نقشه  پهنه بندی خطر، 86% از منطقه سیستان در آینده در معرض بحران آبی خیلی شدید قرار خواهند گرفت. در ادامه، وضعیت‏های محتمل برای هر یک از این عوامل ارایه شد  و با استفاده از آن سه سناریو با سازگاری بالا که شامل سناریوی اول، دوم و سوم برای مسئله بحران آب در سیستان با استفاده از نرم افزار سناریو ویزارد (Scenario Wizard) طراحی شد. در این سناریوها سه وضعیت شامل: وضعیت محتمل (اگر پیشران در وضعیت فعلی بماند)، وضعیت خوشبینانه (بهبود شرایط) و وضعیت بدبینانه (تضعیف شرایط) برای هر یک از عوامل طراحی شد. در سناریو‏های طراحی شده کشت بی رویه محصولات آب‏بر در حالت بدبینانه، رایگان بودن آب در بخش کشاورزی و خشکسالی در حالت محتمل، و سایر پیشران‏ها در وضعیت خوشبینانه قرار داشتند. و وضعیت‏های خوشبینانه بر دیگر وضعیت‏ها برتری داشت و در هر سه سناریو بیشترین فرض ها را تشکیل داد. انتظار بر این است که اعمال این سناریو‏ها منجر به بهبود شرایط آبی و کشاورزی در دشت سیستان خواهد شد.
    کلیدواژگان: سناریو ویزارد، آینده آب در بخش کشاورزی، روش پنل خبرگان، روش دلفی
|
  • Reza Saeidi * Pages 107-121
    Determining the intra-seasonal sensitivity of maize evapotranspiration to environmental stresses has an important effect on modeling of yield. In this research, the effect of drought and salinity stresses were investigated on the relative evapotranspiration (during initial, development, mid, and late stages) and relative yield of maize, in a field with sandy loam soil texture. Salinity treatments were applied by water with EC of 0.5(S0), 2.1(S1), 3.5(S2), and 5.7(S3)   dS.m-1. Drought treatments included four irrigation levels of 100% (I0), 80% (I1), 60% (I2), and 40% (I3) of the crop water requirement. The experiment was performed as factorial in a randomized complete block design, with three replications. The relative evapotranspiration of maize in the initial, development, middle and final stages was estimated between 63.5-100%, 62.6-100%, 55.2-100%, and 66.4-100%, respectively. The relative yield of maize in the I0S0 to I3S3 treatments was calculated between 42.6-100%. The results showed that salinity and drought stresses reduced both the evapotranspiration and maize yield. Also, evapotranspiration decreased with a steeper slope in sensitive growth stages compared to yield. Effect of the mentioned stresses at sensitive growth stages caused disruption in the flowering and fruiting of maize. In this study, the relative yield of maize was modeled by additive models of Blank, Stuart, Singh and multipliable models of Jensen, Rao, and Minhas. According to the results, Stewart model with sensitivity coefficients (in four growth stages) of 0.227, 0.416, 0.604, 0.14 and Jensen model with sensitivity coefficients of 0.301, 0.41, 0.608, and 0.147 were selected as the optimal models. However, Rao, Blank, Singh, and Minhas models were chosen as the next priorities. Therefore, under salinity and drought stress, the relative yield of maize was modeled based on the amount of evapotranspiration in the growth stages.
    Keywords: Experimental models, growth stages, Relative evapotranspiration, relative yield, Sensitivity coefficients
  • Sara Bulukazari, Hossein Babazadeh *, Nyazali Ebrahimipak, Seyed Habib Mousavi-Jahromi, Hadi Ramezani, Etedali Pages 123-137

    In exploitation of low-quality water in arid and semi-arid regions, irrigation management is essential to increase water use efficiency. Determination of crop-water-salinity production function is an essential tool for proper irrigation management. In this study, the AquaCrop model was first evaluated by considering 4 soil and water salinity levels and 4 deficit irrigation levels for the major cereal crops including wheat, barley, and corn in Qazvin Plain. The results showed that the coefficients of determination for wheat, barley, and corn yield were 0.97, 0.86 and 0.91, respectively. Therefore, the model can evaluate the performance in salinity and deficit irrigation conditions with a good approximation. To determine the optimal production functions of each crop, the results of the plant model were compared with three models of linear and nonlinear regression, and artificial neural network. The neural network model was able to estimate the performance compared to the AquaCrop model with lower error and higher correlation (0.99). These values in the linear function for wheat, barley, and corn were 0.98, 0.95, and 0.78 and in the nonlinear function as 0.92, 0.86 and 0.81, respectively. Also, the error calculated in the neural network method for wheat, barley, and maize was 40.16, 62.09, and 57.08 kg, respectively, which were less than the linear model by 75 %, 70 %, and 95 %; and less than the exponential model by 90 %, 85 %, and 93%, respectively. The best trained network for determining the water-salt production function for barley and wheat 5 Nero and for corn 7 Nero was introduced in the single layer structure. Sensitivity analysis on wheat and barley showed that this model had low sensitivity to irrigation and salinity parameters and only corn plant showed a moderate range sensitivity to salinity parameter.

    Keywords: Sensitivity analysis, Wheat, Barley, Corn, Irrigation management
  • Reza Delbaz, Hamed Ebrahimian *, Fariborz Abbasi, Arezoo Nazi Ghameshlou Pages 139-149
    The explosive growth of science and the dissemination of various results have confused researchers in various fields. Simple surveys and reviews of results collected in a specific area seem necessary. Meta-analysis as a structured method and using statistical methods aggregate the results of studies on a subject. In this study, in order to assess the surface and drip fertigation based on crop yield and water and fertilizer productivity, a meta-analysis approach was used. For this purpose, studies of eight databases were recruited, and, after reviewing them, 21 studies had the conditions to enter the meta-analysis. Combined results showed that both surface and drip fertigation methods significantly increased the indicators of crop yield and water and fertilizer productivity. Measuring the effect size of the results for crop yield in surface and drip fertigation methods compared to surface irrigation with traditional fertilization method was equal to 1.32 and 1.25, respectively. The effect size of water productivity for surface and drip fertigation compared to surface irrigation with traditional fertilization methods was 1.24 and 1.74. These values were 2.12 and 1.43, respectively, in terms of fertilizer productivity. Therefore, both surface and drip fertigation methods increase crop yield and water and fertilizer productivity. The results of this study are derived from the quantitative data of preliminary studies, to achieve higher accuracy, it is suggested that further studies be examined by meta-analysis.
    Keywords: Systematic review, Irrigation, Effect size, Fertilizer application
  • Farzin Parchami-Araghi *, Adnan Sadeghi-Lari Pages 151-167
    It is important to assess the uncertainties involved in agro-hydrologic simulations because they are subject to varying degrees of uncertainty. Uncertainty analysis of the agro-hydrological models can provide useful insights into the degree of confidence in the model results. In this study, uncertainty analysis of a distributed application of the SWAP model to a sugarcane field with subsurface controlled drainage was conducted using a hybrid uncertainty analysis scheme, combining Generalized Likelihood Uncertainty Estimation (GLUE) and Unified Particle Swarm Optimization (UPSO). The results revealed a high variability of the calibrated parameters and the necessity of an uncertainty assessment for the SWAP simulations. Strong parameter correlations highlighted the need for calibration of the model parameters against diverse calibration data in a simultaneous manner. The 95% prediction uncertainty bands obtained for the  hydrological (soil water content, water table level, sub-surface drainage outflow), solute transport (soil water solute concentration and sub-surface drainage outflow salinity), and biophysical (leaf area index, cane, and sucrose dry yield) simulations enveloped 73-80%, 45-58%, and 75-100% of the corresponding total observed data (including both calibration and validation datasets), respectively, with an r-factor (the ratio of the average thickness of the 95PPU band to the standard deviation of the corresponding measured variable) of 0.83-0.98, 1.43-1.96, and 0.75-1.11. The thickness of the derived 95PPU bands for the biophysical simulations showed an increasing trend over the simulation period.
    Keywords: : Generalized Likelihood Uncertainty Estimation, Soil salinity, Soil hydraulic parameters, Unified Particle Swarm Optimization
  • Esmaeel Mir, Halimeh Piri *, Amir Naserin Pages 169-185
    Carla is a medicinal plant whose fruit is used to treat diabetes. In this study, the effect of water stress and biochar on the qualitative and quantitative parameters of Carla plant was investigated. The experiment was performed in greenhouse conditions in a factorial manner and in a completely randomized design with three replications. Treatments included three irrigation water treatments (50%, 75%, and 100% of the water requirement) and four biochar treatments (zero, 1.25%, 2.5%, and 5% by weight of potting soil). During the growing season, water treatments were applied by weekly weighing of the pots and replenishing the water loss up to Field Capacity. The amount of water added to each pot was measured. Harvest at 50 days after planting was done once a week. A total of five harvests were performed. In each harvest, quantitative parameters including plants height, number, weight, diameter and length of fruit, and qualitative parameters of fruit sugar content, greenness index, and leaf area index in each pot were carefully measured. Also, the yield and efficiency of irrigation water consumption at the end of the planting season was determined in each treatment. The results showed that the effects of irrigation water and biochar levels were significant (at 1% and 5% probability) on the measured parameters. With decrease in irrigation water, the amount of quantitative parameters and plant yield decreased. The highest value of the measured parameters was obtained from 100% irrigation water treatment, which was not significantly different from the 75% irrigation water treatment. The use of biochar up to 2.5% by weight of soil increased the parameters. Use of the right amount of biochar reduces the negative effects of stress and improves plant growth compared with the control treatment. Therefore, use of biochar for plants, especially when the plant is under water stress, can be recommendable. In order to reduce the amount of water used in greenhouses and improve plant growth and yield, biochar use is advisable, however, its use under field conditions should be tested.
    Keywords: Fruit sugar, Greenness index, leaf area index, Water use efficiency
  • Gholamhassan Ranjbar *, Farhad Dehghani, Arash Alaeddin, Vali Soltani Gerdfaramarzi, Sardar Keshtkar Pages 187-199
    Lack of fresh water resources has led to production of salt tolerant species. This study was conducted in 2019-2020 to investigate the effect of irrigation water salinity on forage yield, plant height, and shoot ash content of Salicornia bigelovii and native Salicornia ecotypes including Bushehr (S. sinus persica), Central Plateau, Gorgan and Urmia of S. persica under irrigation with Persian Gulf (60 dS m-1) and groundwater (20 dS m-1), in Bushehr and Yazd conditions, respectively. Results showed that there were significant differences between the species and ecotypes in terms of fresh and dry weight of forage in both conditions. The highest fresh and dry weight of forage were related to Bushehr ecotype in both conditions, but the lowest of these traits were in S. bigelovii in Yazd and in Gorgan and Urmia ecotypes in Bushehr conditions. The amount of fresh forage for Bushehr ecotype were about 9333 and 22940 g m-2 in Bushehr and Yazd, respectively. In general, plant height under seawater irrigation conditions varied from 23.0 cm to 35.5 cm in Bushehr condition, and 56.5-78.0 cm in Yazd condition under saline groundwater. Regardless of species and ecotypes, the average shoot ash content in Bushehr and Yazd conditions were, respectively, 53.83% and 47.76%. Based on the results of the study, Bushehr ecotype could be considered as superior for planting and forage production in the southern coastal strip. In Yazd condition, due to better water quality, all species and ecotypes produced high fodder yield. However, due to high water requirement of Salicornia, its production in arid areas, especially in the central regions of the country, is not recommended.
    Keywords: Salicornia bigelovii, Bushehr ecotype, highly saline water, forage production, Halophytes
  • Zahra Ghafarimoghadam, Ebrahim Moradi *, Mahmoud Hashemi Tabar, Ali Sardar Shahraki Pages 201-216
    The purpose of this study was to gain a better understanding of the future of water in the agricultural sector of the Sistan region. In this study, to determine the final drivers, we relied on Future Studies techniques and, by using the Expert Panel method, 23 drivers were identified and seven main drivers affecting the Sistan water crisis were used to write the scenarios by Delphi method. These factors included drought, dependence on external water resources, the lack of sufficient attention to water resources management, careless cultivation of crops with high water requirement, inappropriate irrigation methods, technological weakness of agriculture, and free water charges in the agriculture sector. Also, 86% of the Sistan region will be exposed to a severe water crisis in the future according to the hazard zonation map. Furthermore, probable conditions for each of these factors were presented, and using that, 3 scenarios with high acclimatization include the first, second, and third scenarios for the water crisis in Sistan, which were designed using the Wizard Scenario software. In these scenarios, three situations including: possible state (if the drivers remain in the current state), optimistic state (improvement of the condition), and pessimistic state (weakening of the condition) were designed for each of the factors. Cultivation of crops with high water requirement were in a pessimistic state, free water and drought in a possible state, and the other drivers in an optimistic state. In these scenarios, optimistic conditions were superior to others and formed most of the assumptions. It is expected that these scenarios would improve water and agricultural conditions in the Sistan Plain.
    Keywords: Expert Panel method, Future of water in agriculture, Scenario Wizard, Delphi method