فهرست مطالب

مدیریت آب در کشاورزی - سال دهم شماره 2 (پیاپی 20، پاییز و زمستان 1402)

نشریه مدیریت آب در کشاورزی
سال دهم شماره 2 (پیاپی 20، پاییز و زمستان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/12/01
  • تعداد عناوین: 12
|
  • سیما عبدلی، احمد فرخیان فیروزی*، فریبرز عباسی، عبدعلی ناصری صفحات 1-18
    بخش کشاورزی در جنوب ایران به خاطر قرار گرفتن در منطقه خشک و نیمه خشک با شوری خاک ناشی از حرکت کاپبلاری نمک از سطح ایستابی شور کم عمق به سطح خاک و کاهش عملکرد محصول مواجه است. هدف از انجام این پژوهش بررسی اثر روش های آبیاری قطره ای سطحی (DI) و زیرسطحی (SDI) و حضور سطح ایستابی شور (10 دسی زیمنس بر متر) کم عمق 60 و 100 سانتی متر بر عملکرد گیاه ذرت (رقم سینگل کراس 703 (SC 703))، بهره وری مصرف آب آبیاری و همچنین توزیع رطوبت و شوری نیمرخ خاک در بهار و تابستان سال 1399 بوده است. آزمایش مزرعه ای به صورت فاکتوریل طرح پایه بلوک کامل تصادفی در سه تکرار در لایسمترهای زهکش دار پرشده با خاک لومی (جرم مخصوص ظاهری 45/1 گرم بر سانتی متر مکعب) انجام شد. نتایج نشان داد که در آبیاری زیرسطحی در هر دو تیمار SDI100 و SDI60 تجمع نمک در بالای قطره چکان، به طور معناداری (در سطح یک درصد) بیشتر از سیستم آبیاری سطحی بوده است. عملکرد ذرت تابستانه بیش از بهاره بود. همچنین در فصل تابستان، آبشویی در منطقه توسعه ریشه در تیمارهای SDI100 و SDI60 سبب افزایش عملکرد گیاه ذرت به ترتیب 25 و 61 درصد و بهره وری مصرف آب آبیاری به ترتیب 25 و 58 درصد نسبت به تیمارهای DI100 و DI60 شد. تبخیر در SDI با سطح ایستابی 60 سانتی متر، 26 تا 30 درصد و برای سطح ایستابی 100 سانتی متر، به مقدار 43 تا 51 درصد کمتر از DI بود. نتایج این تحقیق نشان داد که SDI بیش از DI در کنترل شوری پروفیل خاک و عملکرد گیاه موثر هست.
    کلیدواژگان: آبیاری قطره ای سطحی و زیرسطحی، تنش شوری، گیاه ذرت رقم سینگل کراس 703، مناطق خشک و نیمه خشک
  • سهیلا محتشمی، زهرا آقاشریعتمداری* صفحات 19-38
    بارش یکی از مهم ترین اجزای جریان های هیدرولوژیکی به حساب می آید که میزان موثر و قابل استفاده آن برای گیاه در بخش کشاورزی و به ویژه کشت دیم از اهمیت بالایی برخوردار است. در این پژوهش، باران موثر در اراضی تحت کشت گندم دیم شهرستان خمین با به کارگیری سنجش از دور و اجرای الگوریتم سبال بر روی 28 تصویر موجود از لندست 8 در سال های زراعی 1394-1393 تا 1401-1400 برآورد گردید. برای ارزیابی دقت الگوریتم سبال از روش پنمن مانتیث استفاده شد. سپس، به منظور توسعه یک مدل از تخمین بارش موثر به کمک شبکه عصبی و داده های هوشناسی ابتدا، میزان هم بستگی میان متغیرهای هواشناسی و درجه حرارت رشد روزانه (GDD) با بارش موثر به روش هم بستگی پیرسون بررسی و با توجه به نتایج هم بستگی ها، متغیرها از نظر میزان هم بستگی اولویت بندی شدند. از داده های هواشناسی سه ایستگاه از نزدیک ترین ایستگاه های همدید به منطقه مورد مطالعه برای درونیابی متغیرهای هواشناسی با روش عکس فاصله استفاده شد. با توجه به نتایج هم بستگی ها، متغیر دمای متوسط با هم بستگی 92/0 و متغیرهای GDD و حداکثر رطوبت نسبی به ترتیب با هم بستگی 86/0 و 77/0- به عنوان متغیرهای موثر در برآورد بارش موثر شناخته شدند. در مرحله بعد متغیرهای موثر تحت سناریوهای مختلف برای آموزش شبکه ها به کار گرفته شدند و عملکرد شبکه ها با استفاده از معیار خطای RMSE و MBE ارزیابی شد. نتایج نشان داد که می توان با به کارگیری الگوریتم یادگیری Bayesian regularization و با داشتن متغیرهای دمای روزانه و GDD با دقت بسیار خوبی میزان بارش موثر را برای منطقه مورد نظر پیش بینی نمود. مقدارRMSE این مدل 1899/0 میلی متر و MBE آن 0115/0- میلی متر برآورد شد. با استفاده از مدل ارائه شده می توان تنها با داشتن متغیرهای ساده ی هواشناسی، تبخیر تعرق واقعی و در نهایت بارش موثر منطقه دیم مورد نظر را بدون نیاز به حل الگوریتم های پیچیده (نظیر سبال) با دقت مناسبی تخمین زد.
    کلیدواژگان: الگوریتم سبال، الگوریتم های یادگیری، بارش موثر، تبخیر تعرق، شبکه عصبی
  • منصوره حسین اللهی، سمیه سلطانی گردفرامرزی*، ابوالفضل عزیزیان، حیدر مفتاحی زاده صفحات 39-54
    با توجه به شرایط اقلیمی استان یزد و لزوم کشت گیاهان داروئی کم آبخواه و صنعتی، گیاه گوار برای بررسی اثر تنش خشکی و بیوچار به عنوان اصلاح کننده خاک انتخاب گردید. آزمایش به صورت کرت های دو بار خرد شده در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با سه تکرار اجرا شد. عامل اصلی سه سطح تنش خشکی I1، I2 و I3 (7، 10 و 14 روز دور آبیاری) و عامل فرعی اول دو گونه تجاری و بومی و عامل فرعی دوم سه سطح بیوچار (صفر، 5/0 و 1 درصد) بود. در پایان آزمایش صفات درصد صمغ، نشت یونی، محتوای نسبی آب برگ، کلروفیل a و b و شاخص کلروفیل (SPAD) اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که اثرات اصلی دور آبیاری بر صفات درصد صمغ، محتوای نسبی آب برگ، نشت یونی، کلروفیل a و SPAD در سطح احتمال پنج درصد معنی دار شد. در حالیکه اثرات اصلی نوع واریته تنها بر SPAD و همچنین اثرات اصلی بیوچار بر نشت یونی و SPAD از نظر آماری معنی دار شد. اثر متقابل دور آبیاری و واریته نیز فقط بر صفت SPAD معنی دار نشان داد؛ اگرچه اثر متقابل دور آبیاری و بیوچار بر صفات کلروفیل a و SPAD معنی دار بود. اثر متقابل واریته و بیوچار و همچنین اثر متقابل دور آبیاری، واریته و بیوچار تنها بر صفت SPAD اثر معنی دار در سطح 5 درصد نشان داد. دور آبیاری 17 روز (I3) درصد صمغ و محتوای نسبی آب برگ را در واریته های گوار، 29/24 و 10/64 درصدی نسبت به شاهد (I1) کاهش داد. به طور کلی تنش خشکی درصد صمغ، محتوای نسبی آب برگ را کاهش و نشت یونی را افزایش معنی دار داد. همچنین کاربرد بیوچار باعث افزایش معنی دار نشت یونی و SPAD شد و دور آبیاری 10 روز با سطح 1 درصد بیوچار در واریته بومی باعث بالاترین میزان SPAD در گیاه گوار گردید.
    کلیدواژگان: داروئی، کم آبی، گوار، بیوچار، گونه
  • سیما پاکیزه روح، مریم شریف زاده*، امیر اسلامی صفحات 55-72

    امروزه خلاء موجود بین توان تامین آب و رشد فزاینده تقاضا، بحران کم آبی را تشدید نموده و این امر سوء برداشت از منابع آبی زیرزمینی و به تبع آن افت سطح تراز آبخوان ها را به دنبال داشته است. دشت سروستان در استان فارس نیز در زمره مناطق بحرانی از نظر منابع آبی بوده و برای مدیریت منابع آبی در این دشت در طرحی موسوم به طرح تعادل بخشی آبخوان، نصب کنتورهای حجمی در مسیر چاه های آب کشاورزی به عنوان فناوری حوزه مصرف آب پیشنهاد شده است. از این رو، پژوهش حاضر با هدف شناسایی عوامل موثر بر مشارکت در طرح تعادل بخشی آبخوان دشت سروستان صورت پذیرفت که به شیوه پیمایش انجام شد. جامعه آماری تحقیق، متشکل از تمامی کشاورزان بهره بردار از منابع آب های زیرزمینی بخش کوهنجان شهرستان سروستان بود (1293= N) که با روش طبقه ای تصادفی با انتساب متناسب، 384 نفر از آنان مورد مطالعه قرار گرفت. ابزار گردآوری داده ها پرسشنامه ای محقق ساخته بود که روایی آن با کسب نظر متخصصان موضوعی تایید گردید. پایایی ابزار سنجش نیز با انجام مطالعه راهنما و محاسبه ضریب آلفای کرونباخ مورد تائید قرار گرفت (68/0-90/0). داده ها با بهره گیری از نرم افزار آماری SPSS نسخه 25 پردازش گردید. بر اساس نتایج آزمون رگرسیون لجستیک، مهم ترین عوامل موثر بر مشارکت در طرح، درک از لذت، اعتماد و قصد مشارکت بودند. مقایسه متغیرهای موثر بر مشارکت در طرح نشان داد، میانگین هنجار ذهنی، خودپنداشت، نگرش، قصد مشارکت، سطح تحصیلات، درآمد، سطح زیر کشت، سطح مالکیت، دور آبیاری در بهره برداران مشارکت پذیر در قیاس با گروه مشارکت گریز به طور معناداری بیشتر بوده است؛ در حالی که میانگین درک از هزینه، سن، تعداد فرزندان، تعداد افراد تحت تکفل در کشاورزان مشارکت پذیر نسبت به گروه دیگر به طور معناداری کم تر به دست آمد. در نهایت راهکارهایی عملیاتی برای ارتقاء مشارکت در طرح تعادل بخشی آبخوان پیشنهاد گردیده است.

    کلیدواژگان: دشت ممنوعه، طرح تعادل بخشی، کنتور حجمی، مدیریت منابع آب زیرزمینی، مشارکت
  • صابر جمالی، فرشته رحیمی آغ چشمه، محمدجواد امیری* صفحات 73-84

    با توجه به افزایش استفاده از زایتونیک به عنوان یک اصلاح کننده خاک، در این پژوهش به واسنجی دستگاه TDR جهت بهبود دقت اندازه گیری رطوبت خاک در شرایط استفاده از زایتونیک همراه با بافت خاک بر اساس روش وزنی (روش مستقیم) پرداخته شد. این تحقیق در شرایط گلخانه ای در سه نوع خاک (رس سیلتی، لوم رسی و لوم شنی) و در 2 سطح زایتونیک (صفر و یک کیلوگرم در مترمربع) و در سه تکرار انجام شد. بر اساس نمودار همسانی (1:1) ترسیم شده برای نتایج روش TDR و روش حجمی، بیشترین و کمترین همسانی بین دو روش به ترتیب در تیمارهای لوم رسی + زایتونیک (با ضریب تبیین 98/0) و رس سیلتی + تیمار شاهد (با ضریب تبیین 87/0) مشاهده شد. نتایج نشان داد که دستگاه TDR در اندازه گیری رطوبت در بافت لوم رسی دقت بالایی دارد. نتایج آنالیز رگرسیون بین مقادیر اندازه گیری شده با روش TDR (ΘTDR) و روش حجمی (Θv) نشان دهنده همبستگی بالا بین مقادیر رطوبت در دو روش در تیمارهای رس سیلتی + زایتونیک (R2=0.92)، لوم رسی + زایتونیک (R2=0.98) و لوم شنی + زایتونیک (R2=0.96) است. نتایج نشان داد که افزایش زایتونیک منجر به افزایش دقت دستگاه در بافت موردبررسی شده است. بنابراین، نتایج این پژوهش ضرورت استفاده از خصوصیات خاک برای اندازه گیری محتوای آب خاک در شرایط مختلف توسط TDR را تایید می کند و همچنین نشان می دهد که با استفاده از روش هایی می توان از این دستگاه برای اندازه گیری رطوبت در خاک های با رس بالا استفاده کرد.

    کلیدواژگان: TDR، رطوبت حجمی، روش غیرمستقیم، زایتونیک، لوم رسی
  • رحمان باریده*، فرشته نسیمی صفحات 85-96
    هدف از این پژوهش بررسی حساسیت تبخیر و تعرق مرجع نسبت به متغیرهای هواشناسی و معرفی پایگاه داده ای با بیشترین دقت در ارائه متغیرهای هواشناسی تاثیرگذار بر تبخیر و تعرق مرجع در حوضه دریاچه ارومیه بود. برای این منظور 24 ایستگاه سینوپتیک انتخاب و داده های هواشناسی آن ها به صورت روزانه در بازه 1389 تا 1398 تهیه گردید. سپس با استفاده از معادله فائو پنمن مانتیث تبخیر و تعرق مرجع محاسبه گردید و تاثیر تغییرات متغیرهای هواشناسی به صورت جداگانه در بازه 20%± بر آن بررسی شد. سپس دقت داده های هواشناسی ERA5، CFSv2 و MERRA2 مورد ارزیابی قرار گرفت و دقیق ترین آن ها معرفی گردید. میانگین ده ساله تبخیر و تعرق مرجع ایستگاه های هواشناسی برابر 3/1 میلی متر در روز به دست آمد و نتایج نشان داد که بیشینه دما تاثیرگذارترین متغیر هواشناسی بر تغییرات تبخیر و تعرق مرجع است. پس از آن به ترتیب سرعت باد و کمینه دما بیشترین تاثیر را داشتند. مقدار ضریب حساسیت برای بیشینه دما، سرعت باد و کمینه دما به ترتیب 0.4، 0.2 و 0.1 به دست آمد. بررسی داده های هواشناسی ERA5، CFSv2 و MERRA2 نشان دادند که مجموعه داده های ERA5 دارای بیشترین دقت هستند. بر اساس نتایج، میانگین 10 ساله تبخیر و تعرق مرجع ERA5 برابر 2.86 میلی متر بر روز به دست آمد. این مقدار بر اساس شاخص CRM دارای 8% کم برآوردی نسبت به مقدار به دست آمده از ایستگاه های هواشناسی بود. در نهایت شاخص های EF (0.92) و nRMSE (0.17) تبخیر و تعرق مرجع ERA5 را در رتبه مناسب و قابل اعتماد قرار دادند.
    کلیدواژگان: تحلیل حساسیت، فائو پنمن مانتیث، تبخیرتعرق مرجع، مجموعه داده های هواشناسی جهانی
  • محمدعلی شایان*، عبدعلی ناصری، سعید برومند نسب، موسی مسکرباشی صفحات 97-112
    از میان روش های آبیاری سطحی، آبیاری جویچه ای متداولترین و سازگارترین روش برای توسعه کشاورزی مکانیزه محسوب می شود. آبیاری جویچه ای رایج ترین روش آبیاری در اراضی نیشکر خوزستان است. با توجه به کمبود منابع آب و مشکلاتی که کشت و صنعت های نیشکری در سال های اخیر با آن مواجه بوده اند، افزایش راندمان و بهره وری سامانه های آبیاری سطحی موجود از اهمیت بالایی برخوردار است. این مطالعه به منظور بررسی اثر شیب، طول جویچه و دبی بر عملکرد نیشکر و شکر انجام شده است. به همین منظور آزمایشی به صورت کرت های دو بار خرد شده در قالب بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در شرکت کشت و صنعت میرزاکوچک خان انجام شد. این طرح با سه تیمار و هر تیمار در سه سطح شامل: شیب 02/0، 04/0 و 06/0 درصد، طول جویچه 150، 200 و 250 متر و دبی 2 ، 5/2 و 3 لیتر در ثانیه انجام شد. عملکرد نیشکر و شکر در این مطالعه به ترتیب 8/65 تا 4/120 تن در هکتار و 3/6 تا 5/12 تن در هکتار بود. عملکرد نیشکر و شکر به طور معنی داری تحت تاثیر شیب و طول جویچه و دبی قرار گرفت. تغییرات میانگین به دلیل اثرمتقابل شیب، طول جویچه و دبی بر عملکرد نیشکر معنی دار بود(01/0>P). طول جویچه 250 متر، دبی 2 لیتر در ثانیه و شیب 04/0 درصد با عملکرد نیشکر 4/120 تن در هکتار و عملکرد شکر 6/12 تن در هکتار، برای تولید شکر در مزارع نیشکر شرکت کشت و صنعت میرزاکوچک خان بهتر است. ترکیبی از طول جویچه 250 متری با شیب 04/0 درصد و دبی 2 لیتر در ثانیه با توجه به کاهش تلفات نفوذ عمقی و کاهش زه آب و مصرف بهینه آب که منجر به تولید نیشکر و شکر با عملکرد مناسب شده است را می توان توصیه کرد.
    کلیدواژگان: آبیاری شیاری، جویچه انتها بسته، دبی ورودی، شیب جویچه، صنعت نیشکر
  • محمد خرمیان*، علیرضا توکلی صفحات 113-126

    اجرای طرح احیای اراضی خوزستان بستر مناسبی را برای ترویج یافته های تحقیقاتی در زمینه استفاده درست از منابع آب، خاک و نهاده های کشاورزی و افزایش تولید محصولات زراعی فراهم نمود. از این رو، این مطالعه در سال زراعی 98-1397 با هدف ارزیابی بهره وری آب حاصل از بهبود مدیریت نهاده های تولید کلزا و مقایسه با مدیریت مرسوم در اراضی شمال استان خوزستان، اجرا شد. برای این منظور 11 مزرعه (تیمار مدیریت برتر) برای اعمال راهکارهای فنی شامل برنامه ریزی آبیاری، کم خاک ورزی، تغذیه متعادل ،کشت روی پشته و تراکم بذر مناسب، متناسب با شرایط مزرعه و امکانات بهره بردار انتخاب شد. میزان آب کاربردی، عملکرد دانه و بهره وری آب هریک از مزارع تعیین و با داده های مزارع اطراف با مدیریت مرسوم منطقه (تیمار شاهد) مقایسه شد. نتایج نشان داد که در تیمار شاهد میانگین عملکرد دانه و بهره وری آب در محصول کلزا به ترتیب 2413 کیلوگرم در هکتار و 51/0 کیلوگرم در مترمکعب بود که با اعمال راهکارهای فنی (تیمار برتر) به 2994 کیلوگرم در هکتار و 69/0 کیلوگرم بر مترمکعب در تیمار برتر افزایش یافت و این افزایش از نظر آماری در سطح 1 درصد معنی دار بود (001/0p=).

    کلیدواژگان: بهره وری آب، کلزا، خوزستان، ترویج کشاورزی
  • نادر نادری* صفحات 127-136
    با توجه به اهمیت مدیریت مصرف آب در بخش کشاورزی، در این تحقیق راندمان کاربرد آب آبیاری و حجم آب آبیاری در مزارع گندم استان سمنان بررسی شد. حجم جریان ورودی، رواناب خروجی، رطوبت خاک قبل و بعد از آبیاری و عمق ریشه اندازه گیری و براساس آنها مقادیر راندمان کاربرد آب آبیاری تعیین گردید. نتایج نشان می دهد که بیشترین تلفات آب در آبیاری اول وجود دارد و راندمان کاربرد آب آبیاری نسبت به عوامل متعددی از قبیل مدیریت مزرعه، عمق، طول و شیب جویچه ها، خصوصیات فیزیکی خاک متغیر است. متوسط راندمان کاربرد آب آبیاری برای مزارع گندم استان برابر 6/30 درصد برآورد شد. بی توجه بودن به خصوصیات خاک، شیب زمین، عمق و طول جویچه ها، عدم تسطیح مناسب و نامناسب بودن زمان شروع آبیاری با نیاز آبی گیاه و کم بودن دبی ورودی به جویچه ها سبب افزایش تلفات آب در مزارع شده بود. متوسط حجم آب آبیاری در شاهرود، سمنان، دامغان و گرمسار به ترتیب 7/7700، 3/6628، 4/5875 و 8/7890 مترمکعب در هکتار بود. مقایسه نیاز آبی محاسباتی با میزان حجم آب آبیاری، نشان از اعمال کم آبیاری در مزارع گندم سمنان و دامغان می باشد. همچنین نتایج نشان داد که نیاز آبی محاسباتی نسبت به مقادیر موجود در سند ملی آب بیشتر بود. با توجه به سطح زیر کشت گندم در استان، به ازای هر یک درصد افزایش در راندمان کاربرد آب آبیاری، حدود 793000 مترمکعب در مصرف آب صرفه جویی خواهد شد.
    کلیدواژگان: آب آبیاری، رطوبت خاک، سند ملی آب، نیاز آبی گندم
  • مسعود پورغلام آمیجی*، توفیق سعدی، داود نجفیان صفحات 137-156
    با توجه بحران آب، خشک سالی، افزایش جمعیت و کمبود منابع آب متعارف، استفاده از فناوری های جدید به منظور استفاده از آب های نامتعارف و مدیریت مصرف در بخش های مختلف به شدت مورد نیاز است. در پژوهش حاضر، به واکاوی عوامل موثر بر موفقیت و شکست پژوهش های فناورانه صنعت آب در ایران با هدف شناسایی دلایل عدم به کارگیری و اجرای طرح ها، اختراعات و پژوهش های فناورانه آب کشور پرداخته شد. بدین منظور 10 مورد از مهم ترین فناوری ها، ابداعات، اختراعات، پروژه ها و ایده های کاربردی برای بخش آب کشور از بین 70 فناوری منتخب، شناسایی شدند. برای ارائه راهکارهای اثربخشی تقویت موفقیت و جلوگیری از شکست فناوری های آب، 15 پرسشنامه بر اساس فرایند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) توسط افراد متخصص، مجرب، خبره و مسلط به موضوع در پاییز و زمستان 1401 تکمیل و نتایج در بهار 1402 تحلیل شد. ساختار سلسله مراتبی با توجه به هدف مورد مطالعه، شامل چهار بعد فنی، اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی بود که هرکدام از بعدها چهار زیرمعیار داشتند. بعد از تکمیل پرسشنامه ها، با استفاده از نرم افزار Expert Choice وزن معیارها و زیرمعیارها تعیین شد. برای سنجش صحت پرسشنامه های تکمیل شده، نرخ ناسازگاری محاسبه و برابر 0/09 به دست آمد که از حد مجاز (0/1) کمتر بود. بررسی وزن نهایی هرکدام از زیرمعیارها نشان داد که رتبه اول تا سوم از بین تمام گزینه های مورد بررسی در چهار معیار اصلی، به ترتیب زیرمعیار های سهولت تعمیر (S1) از معیار فنی با وزن نهایی 0/243، عمر مفید (S4) از معیار فنی با وزن 0/158 و هزینه بهره برداری و نگهداری (W4) از معیار اقتصادی با وزن 0/120 بودند. به طورکلی دو گزینه اول در بعد فنی و گزینه برتر در بعد اقتصادی، به عنوان موثرترین عوامل در اثربخشی تقویت موفقیت و جلوگیری از شکست فناوری های آب نقش دارند و باید در فناوری های جدید، این زیرمعیارها تامین شود.
    کلیدواژگان: فرآیند تحلیل سلسله مراتبی، توسعه فناوری، عوامل موفقیت، نقطه شکست، expert choice
  • چنور عبدی، ستار زندسلیمی، امید بهمنی* صفحات 150-170
    با توجه به اینکه سامانه آبیاری سطحی از پرکاربردترین روش آبیاری در کشور است، افزایش کارآیی این سامانه آبیاری از سیاست های کلان کشور محسوب می شود. در این پژوهش با انجام شبیه سازی جریان آبیاری سطحی با استفاده از روش حل معادلات سنت ونانت (روش اینرسی صفر) در دو نرم افزار SIRMOD و WinSRFR و مقایسه آن با مشاهدات مزرعه ای در مرکز تحقیقات نیشکر اهواز، کارآیی دو نرم افزار در شبیه سازی جریان آبیاری سطحی مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس شاخص های آماری مورد بررسی، مشاهده گردید که هر دو نرم افزار توانایی خوبی در شبیه سازی جریان در آبیاری جویچه ای دارند. هر دو مدل زمان پیشروی و رواناب را بیشتر و مقدار نفوذ را کمتر از مقادیر اندازه گیری شده، محاسبه نمودند. در بررسی شاخص های عملکرد آبیاری جویچه ای نیز مشخص گردید که شبیه سازی مدل WinSRFR با مقدار راندمان کاربرد بیشتر و رواناب کمتر، به داده های اندازه گیری شده نزدیک تر می باشد. بر اساس نتایج موجود، عملکرد نرم افزار WinSRFR با اختلاف کمی (زمان پیشروی 4 درصد، حجم نفوذ 3 درصد و رواناب 6 درصد)، بهتر از نرم افزار SIRMOD می باشد. همچنین مشاهده گردید که بر اساس آزمایش های صحرایی، خطاهای نسبی حجم آب ورودی و نفوذ توسط نرم افزارهای WinSRFR به ترتیب 3/1، 7/2 و SIRMOD، به ترتیب 9/4 و 5/4 درصد محاسبه شد. در تخمین رواناب بهترین و ضعیف ترین عملکرد به میزان 2/30 و 5/32 مترمکعب به ترتیب در نرم افزارهای WinSRFR و SIRMOD مشاهده گردید.
    کلیدواژگان: آبیاری سطحی، ارزیابی عملکرد، سنت ونانت، مدل های آبیاری
  • نادر حیدری*، محمدمهدی نخجوانی مقدم صفحات 171-194

    با توجه به محدودیت منابع آب و ضرورت افزایش بهره وری آب در تولید محصولات کشاورزی، توسعه روش های آبیاری تحت فشار یکی از سیاستها و فعالیتهای اجرائی مهم و عمده بخش آب کشاورزی در طی سالهای اخیر بوده است. هدف از این پژوهش بررسی وضعیت توسعه آبیاری تحت فشار از بعد کمی در کشور ایران و مقایسه آن با سایر کشورها و مناطق مختلف جهان با استفاده از شاخص ضریب نفوذ آبیاری تحت فشار (نسبت مساحت اراضی تجهیز شده به روش های آبیاری تحت فشار به کل اراضی فاریاب)، و در نهایت برآورد حد مطلوب و مورد انتظار سطح توسعه آن برای کشور میباشد. بر اساس نتایج ضریب نفوذ آبیاری تحت فشار تا پایان برنامه ششم توسعه (سال 1399) برابر 21/4 درصد می باشد که در مقایسه با سایر کشورها (23 کشور منتخب) در حد پائینی قرار دارد. با استفاده از روش همبستگی چند متغیره بین مقادیر متغیرهای اثر گذار بر مدیریت آب نظیر سرانه برداشت از منابع آب، سهم برداشت از منابع آب در بخش کشاورزی، مساحت اراضی فاریاب، و ضریب نفوذ آبیاری تحت فشار 14کشور منتخب و اعمال مقادیر نظیر برای کشور ایران، سطح مطلوب و مورد انتظار (ضریب نفوذ) آبیاری تحت فشار کشور برابر 49/2درصد برآورد شد (130 درصد افزایش در مقدار فعلی ضریب نفوذ). یعنی در سالهای آینده از جمله در برنامه هفتم توسعه، میتوان به شرط لحاظ ضوابط، مقررات، و تمهیدات لازم از جنبه کاهش اثرات منفی و نامطلوب توسعه ناموزون سامانه ها بر منابع آب و محیط زیست، و جلوگیری از وقوع پدیده "اثر بازگتشی"، به صورت مطلوب و پتانسیل تا نیمی از اراضی فاریاب کشور را مجهز به آبیاری تحت فشار نمود. لذا هنوز فضا برای توسعه بیشتر با لحاظ تمهیدات لازم و به شرط ایجاد زیر ساخت ها، و ضوابط و مقرراتی کنترلی لازم، وجود دارد.

    کلیدواژگان: آبیاری تحت فشار، اراضی فاریاب، سرانه آب، سهم آب کشاورزی، میزان توسعه
|
  • Sima Abdoli, Ahmad Farrokhian *, Fariborz Abbasi, Abd Ali Naseri Pages 1-18
    In the south of Iran, due to being located in the arid and semi-arid regions, the agricultural sector faces soil salinity resulting from the capillary rise of salt from the shallow saline water table to the soil surface and reducing crop yield. The objective of this research was to investigate the effect of surface drip irrigation (DI) and subsurface irrigation (SDI) methods on soil profile moisture and salinity distribution, maize (SC 703) yield, and irrigation water use efficiency in the presence of shallow saline water table (60 and 100 cm), during summer and spring seasons of 2021. A factorial experiment was conducted based on randomized complete block design with three replications in drained lysimeters filled with loamy soil (specific gravity 1.45 g cm-3) in field conditions. The results showed that the accumulation of salt above the dripper in subsurface irrigation method at both SDI100 and SDI60 treatments, was significantly more than the surface irrigation method (p<0.01). The results also revealed that summer maize yield was more than spring maize yield. Furthermore, in the summer season, irrigation in the root development zone in the SDI100 and SDI60 treatments caused an increase in the maize yield by 25 and 61%, respectively, and Water Productivity Index (WP) by 25 and 58%, respectively, in comparison to DI100 and DI60. Evaporation in SDI60 and SDI100 treatments was 26-30% and 43-51% lower than DI60 and DI100 treatments, respectively. The results of this research showed that SDI is more effective than DI in controlling soil profile salinity and plant yield.
    Keywords: arid, semi-arid regions, Maize (SC 703), salinity stress, Subsurface, surface drip irrigation
  • Soheila Mohtashami, Zahra Aghashariatmadari * Pages 19-38
    Precipitation is considered one of the most important components of hydrological cycle, and its effective and usable amount for plants is of great importance in the agricultural sector, especially rainfed cultivation. In this research, the effective precipitation (EP) in dry wheat fields of Khomein city was estimated by using RS and SEBAL on 28 available images from Landsat8 in the crop years 2014 to 2022. Penman-Monteith-Fao method was used to evaluate the accuracy of SEBAL. Then, a model of EP estimation was developed with ANN and meteorological data. For this purpose, the correlation between meteorological data and Growin Degree Days (GDD) with EP was investigated by Pearson's correlation method. the meteorological data of three stations from the closest synoptic stations to the study area were used and The meteorological data of the study area were interpolated using the Inverse Distance Weighting method (IDW). According to the results of the correlations, the average temperature parameter with a correlation of 0.92 and the GDD and the maximum relative humidity respectively with a correlation of 0.86 and -0.77 as effective variables in estimating EP. In the next step, the most effective parameters were used for modeling. the networks were trained under different scenarios, and the performance of the networks was evaluated using the RMSE and MBE error criteria. The results showed that by using the BR learning algorithm and having the variables of daily temperature and GDD, it is possible to predict the amount of EP for the target area with very good accuracy. The RMSE value of this model was 0.1899 mm and MBE was estimated as -0.0115 mm. By using the presented model, with simple meteorological variables, the actual evapotranspiration and finally the EP of the desired area can be determined with appropriate accuracy without the need to solve complex algorithms.
    Keywords: SEBAL, Effective Precipitation, evapotranspiration, Learning Algorithm, Feedforward Neural Network
  • Mansoureh Hoseinollahi, Soltani-Gerdefaramarzi Somayeh *, Abolfazl Azizian, Heidar Meftahizadeh Pages 39-54
    Considering the climatic conditions of Yazd province and the need to cultivate low water-demanding and industrial medicinal plants, Guar plant was chosen to investigate the effect of drought stress and biochar as a soil conditioner. The experiment was carried out in the form of split split plots in a randomized complete block design with three replications. The main factor was three levels of drought stress I1, I2 and I3 (7, 10 and 14 days of irrigation cycle) and the first secondary factor was two commercial and local species and the second secondary factor was three levels of biochar (0, 0.5 and 1%). At the end of the experiment, the traits of gum percentage, ion leakage, relative leaf water content, chlorophyll a and b and chlorophyll index (SPAD) were measured. The results showed that the main effects of irrigation period on the traits of gum percentage, relative leaf water content, ion leakage, chlorophyll a and SPAD were significant at the five percent probability level. While the main effects of variety were statistically significant only on SPAD and also the main effects of biochar on ion leakage and SPAD. The interaction effect of irrigation period and variety was also significant only on the SPAD trait; Although the interaction effect of irrigation cycle and biochar on chlorophyll a and SPAD traits was significant. The interaction effect of variety and biochar,). In general, drought stress decreased the percentage of gum, the relative content of leaf water and significantly increased ion leakage. Also, the application of biochar caused a significant increase in ion leakage and SPAD, and a 10-day irrigation cycle with a level of 1% biochar in the native variety caused the highest amount of SPAD in the guar plant.
    Keywords: Medicine, deficit water, Guar, Biochar, Species
  • Sima Pakizehrooh, Maryam Sharifzadeh *, Amir Eslami Pages 55-72

    Water shortages today are exacerbated by the gap between supply and demand, resulting in misuse of underground water resources and declines in aquifer levels. In Fars province, the plain of Sarvostan is also one of the most critical areas when it comes to water resources. As a water consumption technology, volumetric water meters were proposed in a plan known as the aquifer recovery plan in order to manage water resources in this plain. This research was carried out with the aim of identifying the factors affecting participation in the aquifer recovery plan of Sarvostan plain, and in terms of the research method, it is descriptive-analytical. The statistical population of the research consisted of all the users of underground water resources in Kohnjan district of Sarvostan city (N = 1293), which was studied by stratified random method with proportional assignment of 384 farmers. The data collection tool was a researcher-made questionnaire, the face validity of which was confirmed by obtaining the opinion of panel of experts. The reliability of the measurement tool was also confirmed by conducting a pilot study and calculating Cronbach's alpha coefficient (0.90-0.68). Data were procossed and analyzed using SPSS statistical software version 25. According to the results of the logistics test, participation in the plan was largely determiened by trust, enjoyment, and the intention to participate. A comparison of the variables contributing to participation revealed that subjective norms, self-concept, attitude, intention, level of education, income, area under cultivation, ownership level, and irrigation interval were significantly deffierent from participation-averse stakeholders. In contrast to participation-averse stakeholders, participation-prone stakeholders had significantly lower average percieved cost, ages, children, and household size. Finally, to improve participation in the aquifer recovery plan, operational solutions were presented.

    Keywords: Restricted basin, Aquifer recovery plan, Volumetric water meters, Managing underground resources, Participation
  • Saber Jamali, Fereshte Rahimi Aghcheshme, Mohammad Javad Amiri * Pages 73-84

    Considering the increased interest in zytonic as a soil amendment, we evaluated the calibration method using direct gravimetric and indirect time domain reflectometry (TDR) for soil moisture measurements to improve TDR measurement accuracy underused zytonic and different soil types conditions. Three soil textures: silty clay, sandy loam, and clay loam as well as two levels of zytonic: 0 (control), and 1 (Kg m-2 zytonic) were considered under greenhouse conditions. The drawing of the coherence chart between the results of the TDR method and the volumetric method values showed that the highest and the least coincidence between the two methods were observed in clay loam + used zytonic (1.0 Kg.m-2 zytonic) (R2=0.98) and silty clay + control treatment (R2=0.87). The results showed that the TDR method has high accuracy for measuring soil water content in clay loam soils. Regression analysis between TDR-Volumetric water content (ϴTDR) and weighing method (ϴv) showed a good correlation with an R2 of 0.92 (silty clay+ zytonic), 0.96 (sandy loam+zytonic), and 0.98 (clay loam+zytonic). The results showed that increasing zytonic in soils increased the accuracy of the device in all of the studied soil textures. These results confirm the necessity of using soil properties for soil sensors like the TDR for estimating soil water content in different soil environments and also suggest that TDR sensors may provide an opportunity to improve soil moisture measurements in higher-clay-content soils.

    Keywords: TDR, Volumetric moisture, Indirect Method, Zytonic, clay loam
  • Rahman Barideh *, Fereshteh Nasimi Pages 85-96
    The purpose of this research was to investigate the sensitivity of reference evapotranspiration to meteorological variables and to introduce the most accurate database in providing these variables in the Urmia Lake basin. For this purpose, 24 synoptic stations were selected and their meteorological data was prepared on a daily basis between 2010 and 2019. Then, the reference evapotranspiration was calculated using the FAO-Penman-Monteith equation, and the effect of changes in meteorological variables on ET0 was investigated individually in the range of ±20%. In the next step, the accuracy of ERA5, CFSv2 and MERRA2 meteorological data was evaluated and the most accurate one was introduced. The ten-year average of reference evapotranspiration of the meteorological stations was obtained 3.1 mm d-1, and the results showed that the maximum temperature is the most influential meteorological variable on reference evapotranspiration changes. After that, wind speed and minimum temperature had the greatest effect, respectively. The value of sensitivity coefficient for maximum temperature, wind speed and minimum temperature was obtained 0.4, 0.2 and 0.1 respectively. In the review of meteorological data of ERA5, CFSv2 and MERRA2, statistical indicators showed that the ERA5 dataset has the most accuracy. Based on the results, the 10-year average of reference evapotranspiration of the ERA5 was obtained 2.86 mm d-1 and according to the CRM index, this value was 8% underestimated compared to the value obtained from meteorological stations. Finally, the values of EF indices equal to 0.92 and nRMSE equal to 0.17 put the reference evapotranspiration of the ERA5 in a suitable and reliable rank.
    Keywords: Sensitivity analysis, FAO Penman-Monteith, Reference Evapotranspiration, Global meteorological dataset
  • MOHAMMAD ALI SHAYAN *, ABD ALI NASERI, Saeed Boroomandnasab, Mousa Meskarbashee Pages 97-112
    Among the surface irrigation methods, furrow irrigation is the most common and adapted method to mechanization for agricultural system. Considering the lack of water resources and the problems that sugarcane cultivation and industries have faced in recent years, increasing the efficiency and productivity of the existing surface irrigation systems is of great importance. This study was conducted in order to investigate the effect of slope, furrow length and flow rate on sugarcane and sugar yield. For this purpose, an experiment was conducted in the form of split split plot in the form of randomized complete blocks with three replications in the Mirza kochak Khan Agricultural Company. This design was done with three treatments and each treatment at three levels including: 0.02, 0.04 and 0.06% slope, 150, 200 and 250 m length of the furrow and flow rate of 2, 2.5 and 3 lit/s. The yields of sugarcane and sugar in this study were 65.8 to 120.4 t/ha and 6.3 to 12.5 t/ha, respectively. The yield of sugarcane and sugar was significantly affected by the slope and length of furrow and flow rate. The average changes were significant due to the mutual effect of slope, furrow length and flow rate on sugarcane yield (P<0.01). 250 meters long, 2 lit/s flow rate and 0.04% slope with sugarcane yield of 120.4 t/ha and sugar yield of 12.6 t/ha, it is better for sugar production in the sugarcane fields of Mirza kochak Khan Agricultural Company. A combination of a 250 m long furrow with a slope of 0.04% and a flow rate of 2 lit/s can be recommended due to the reduction of deep infiltration losses and the reduction of water drainage and optimal water consumption, which has led to the production of sugarcane and sugar with appropriate performance.
    Keywords: Furrow irrigation, closed-end furrow, Flow Rate, furrow slope, sugarcane industry
  • Mohammad Khorramian *, Alireza Tavakoli Pages 113-126

    The implementation of the Khuzestan Land reclamation Plan, has been provided a suitable platform to promoting research findings on the proper use of soil and water resources, agricultural inputs and increasing crop production. Therefore, this study was carried out in the agricultural year 2017-2018 with the aim of evaluating the water productivity resulting from improved management of canola production inputs and comparing it with conventional management in the northern lands of Khuzestan province. For this purpose, 11 farms (advanced management treatment) were selected to apply technical packages including irrigation scheduling, using the minimum tillage, applying balanced plant nutrition, raised bed planting, proper seed rate, according to farm conditions and farmer facilities. In each of these farms, the amount of applied water during the growing season, grain yield and water productivity were determined and compared with the surrounding farms data with traditional management (control treatment). The results showed that the average canola grain yield and water productivity increased from 2413 kg ha-1 and 0.51 kg m-3 in the control treatment to 2994 kg ha-1 and 0.69 kg m-3 in the superior treatment, respectively. This increase was statistically significant at the level of 1%.

    Keywords: Water productivity, Canola, Khuzestan, Agricultural Extension
  • Nader Naderi * Pages 127-136
    Considering the importance of water consumption management in the agricultural sector, in this research, the application water efficiency and the water consumption volume in wheat fields of Semnan province were investigated. The volume of inflow, outflow, soil moisture before and after irrigation and the depth of root were measured and based on them, the values of application water efficiency was determined. The results showed that there is the most water losses in the first irrigation and the application water efficiency varies according to several factors such as farm management, depth, length and slope of furrows, physical properties of the soil. The average values of application water efficiency in the surface irrigation method were estimated at 30.6%. Inattention to the characteristics of the soil, the slope of the land, the depth and length of the furrows, the lack of proper leveling and inappropriate timing of irrigation with the plant's water requirements, and the low flow rate entering the furrows have caused an increase in water losses in the fields. The average volume of water consumption in Shahrood, Semnan, Damghan and Garmsar was 7700.7, 6628.3, 5875.4 and 7890.8 m3/ha, respectively. Comparing the calculated water requirement with the volume of irrigation water showed the application of deficit irrigation in the wheat fields of Semnan and Damghan. Also, the results showed that the calculated water requirement was higher than the values in the national water document. According to the area under wheat cultivation in the province, for every one percent increase in application irrigation efficiency, about 793,000 m3/ha of water will be saved.
    Keywords: Irrigation water, national water document, soil moisture, Wheat water requirement
  • Masoud Pourgholam-Amiji *, Tofigh Saadi, Davoud Najafyan Pages 137-156
    Due to the water crisis, drought, population increase, and lack of conventional water resources, the use of new technologies to use unconventional water and manage consumption in different sectors is highly needed. In the present study, the factors affecting the success and failure of technological research in the water industry in Iran were analyzed with the aim of identifying the reasons for not applying of the country's water technological projects, inventions, and research. To provide effective solutions to strengthen the success and prevent the failure of water technologies, 15 questionnaires based on the Analytical Hierarchy Process (AHP) were completed by experts, experienced, knowledgeable, and proficient in the subject in the autumn and winter of 2022 and the results analyzed in the spring of 2023. According to the purpose of the study, the hierarchical structure included four technical, economic, social, and environmental criteria, each of which had four sub-criteria. After completing the questionnaires, the weights of criteria and sub-criteria were determined using Expert Choice software. To measure the accuracy of completed questionnaires, the inconsistency rate was calculated and equaled 0.09, which was less than the limit (0.1). The examination of the final weight of each of the sub-criteria showed that the first to third rank among all the investigated factors in the four main criteria, respectively, the ease of repair sub-criteria (S1) of the technical criteria with a final weight of 0.243, useful life (S4) from the technical criteria with a weight of 0.158 and the operation and maintenance cost (W4) from the economic criteria with a weight of 0.120. In general, the first two factors in the technical criteria and the superior factor in the economic criteria play a role as the most effective factors in the effectiveness of strengthening the success and preventing the failure of water technologies.
    Keywords: Analytical Hierarchy Process, Technology Development, Success Factors, Failure Point, expert choice
  • Chonoor Abdi, Sattar Zandsalimi, Omid Bahmani * Pages 150-170
    Considering that the surface irrigation system is one of the most widely used irrigation methods in the country, increasing the efficiency of this irrigation system is considered one of the country's main policies. In this research, by simulating surface irrigation flow using the method of solving Saint-Venant's equations (zero inertia method) in SIRMOD and WinSRFR software and comparing it with field observations in Ahvaz Sugarcane Research Center, the efficiency of the two softwares was investigated in the simulation of surface irrigation flow. Based on the analyzed statistical indicators, it was observed that in general, both softwares have a good ability to simulate the flow in furrow irrigation. Both models calculated the advance time and runoff more and the infiltration value less) than the measured values. In the investigation of furrow irrigation performance indicators, it was also found that the WinSRFR model simulation with higher application efficiency and lower runoff is closer to the measured data. Based on the results, the performance of WinSRFR software is better than SIRMOD software with a little difference (advance time 4%, infiltration volume 3% and runoff 6%). Also, it was observed that based on field experiments, the relative errors of inflow and infiltration water volumes were calculated by WinSRFR software 1.3, 2.7 and SIRMOD, 4.9% and 4.5%, respectively. In the estimation of runoff, the best and weakest performance was observed in the amount of 30.2 and 32.5 cubic meters, respectively, in WinSRFR and SIRMOD software
    Keywords: irrigation models, Performance Evaluation, saint venants, Surface irrigation
  • Nader Heydari *, Mohammad Mehdi Nakhjavani Moghadam Pages 171-194

    Considering the limitation of water resources and the need to increase water productivity in the production of agricultural products, the development of new irrigation systems has been one of the most important policies and activities of the agricultural water sector in recent decades. The purpose of this research is to quantitatively investigate the development of pressurized irrigation development in Iran and compare it with other countries and regions of the world using the pressurized irrigation development index, and finally the estimation of the optimal and expected level of its development for the country. According to the results, the PDI index until the end of the sixth development program (2020) is 21.4%, which is low compared to other 23 selected countries. Using the multivariable correlation method between the values of the variables affecting water management such as per capita withdrawal, the share of withdrawal from water resources in the agricultural sector, the area of irrigated lands, and the PDI index of 14 selected countries and applying values like for the Iran country, the desired and expected level of pressurized irrigation in the country was estimated at 49.2%. In other words, in the coming years it is possible to reduce the negative and undesirable effects of the unbalanced development of modern systems on water resources and the environment, and prevent the occurrence of the phenomenon of "rebound effect", in a favorable and potential way, up to half of the irrigated lands in the country should be equipped with pressurized irrigation systems. Meanwhile, according to the latest statistics, until the beginnings of 2023, the PDI has reached to 30% (2.9 million hectares). Therefore, there is still room for further development in terms of the necessary arrangements and under the condition of creating infrastructures, and necessary control rules and regulations by the related organizations.

    Keywords: Agriculture Water Share, Development Rate, Irrigated Land, Per Capita Water, Pressurized Irrigation