مجله پژوهش آب در کشاورزی
سال بیست و ششم شماره 2 (تابستان 1391)

در این پژوهش، اثر مدیریت رایج آبیاری بر اجزای بیلان آب و شاخص های مختلف بهره وری آب در مزارع گندم، جو، چغندرقند، پنبه، ذرت علوفه ای و گوجه فرنگی در دشت نیشابور با استفاده از مدل SWAP بررسی گردید و تاثیر اعمال سناریوی برنامه ریزی آبیاری بر کاهش برداشت از منابع آب زیرزمینی تخمین زده شد. نتایج نشان داد که در شرایط مدیریت آبیاری فعلی زارعین، تبخیر از سطح خاک موجب کاهش بهره وری آب از WPT (عملکرد به تعرق) به WPET (عملکرد به تبخیر و تعرق) گردید. کاهش بهره وری آب به دلیل تبخیر برای مزارع گندم، جو، چغندرقند، پنبه، ذرت علوفه ای و گوجه فرنگی به ترتیب به اندازه 24، 26، 27، 21، 8 و 16 درصد بود. کاهش بهره وری آب به دلیل نفوذ عمقی، از WPETQ (عملکرد به تبخیر و تعرق و نفوذ عمقی) در مقایسه با WPET شدیدتر بود به طوری که مقدار WPETQ به اندازه 50، 44، 33، 37، 14 و 56 درصد به ترتیب برای مزارع فوق در مقایسه با WPET کاهش نشان داد. نتایج شبیه سازی با مدل در حالت آبیاری برنامه ریزی شده نشان داد که مقدار آبیاری در طول فصل رشد برای دست یافتن به حداکثر عملکرد گندم، جو، چغندرقند، پنبه، ذرت علوفه ای و گوجه فرنگی به ترتیب معادل 520، 440، 1010، 930، 870 و 1050 میلیمتر است. انجام آبیاری برنامه ریزی شده می تواند موجب 26% کاهش در مقدار آبیاری در مقایسه با شرایط رایج زارعین گردیده و مقدار بهره وری آب (WPI) را به میزان 2/1 کیلوگرم بر متر مکعب برای گندم، 7/0 برای جو، 6/1 برای چغندرقند، 7/6 برای ذرت علوفه ای و 3/8 برای گوجه فرنگی افزایش دهد. با توجه به سطح زیر کشت شش محصول عمده دشت نیشابور (هشتاد هزار هکتار)، مقدار کاهش در برداشت از منابع آب زیرزمینی به دلیل اجرای برنامه بهینه آبیاری حدود 165 میلیون متر مکعب تخمین زده می شود.

به منظور بررسی اثر کم آبیاری در مراحل مختلف رشد و توسعه میوه بر میزان عناصر و عملکرد بادام«رقم مامایی»، پژوهشی به صورت کرت های یک بار خرد شده با طرح پایه بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار طی سال های 1382-1380 در بادامستان شرکت خیریه امامیه شوراب از توابع بخش سامان، استان چهارمحال و بختیاری انجام شد. در این آزمایش، عوامل اصلی شامل: مرحله اول یا رشد میوه، مرحله دوم یا رشد مغز و مرحله سوم یا قبل از برداشت، بود و عوامل فرعی: T1، آبیاری کامل بر اساس نیاز آبی گیاه، T2 (80 در صد)،T3 (40 درصد) نیاز آبی گیاه وT4 (بدون آبیاری) انجام شد. صفات مورد مطالعه شامل اندازه میوه، وزن تر و خشک میوه، وزن تر و خشک مغز، درصد ریزش میوه، درصد مغز و عناصر معدنی در میوه و برگ اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که تنش آبی و کم آبیاری در مرحله اول، باعث کاهش معنیدار اندازه میوه و وزنتر و خشک میوه شد. در مرحله دوم، وزنتر میوه و وزنتر و خشک مغز کاهش یافت، در مرحله دوم، بر میزان ازت در برگ و میزان بر (B) در میوه معنیدار بود. در مرحله سوم تفاوت معنی داری در پارامترهای اندازه گیری شده مشاهده نشد. نتایج نشان داد که کمآبیاری 80 درصد، 40 درصد و قطع آبیاری در مراحل اول و دوم رشد میوه باعث کاهش معنیدار عملکرد به ترتیب 5/17 درصد، 30 درصد و 46 درصد را داشت ولی در مرحله سوم افت عملکرد معنیدار نشد. بعلاوه این که بین مراحل رشد از نظر میزان ازت، پتاسیم، کلسیم و بر موجود در برگ وعناصر ازت، فسفر، پتاسیم، کلسیم، منیزیم، آهن، منگنز، روی، مس و بر موجود در میوه اختلاف معنی داری وجود داشت اما تاثیر آبیاری بر میزان این عناصر معنیدار نبود.

افزایش مصرف آب ناشی از افزایش جمعیت، باعث کاهش کیفی و کمی آب های قابل استحصال شده است. با توجه به این وضعیت، شناخت منابع مناسب کمی و کیفی برای داشتن کشاورزی پایدار امری ضروری و اجتناب ناپذیر به نظر می رسد. در این تحقیق تغییرات سطح آب زیرزمینی دشت داراب برای یک دوره 18 ساله (89-1372) و تغییرات کیفی برای سال های 89-1387 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از اندازه گیری سطح آب در 39 چاه پیزومتری بیانگر آن است که متوسط افت آب زیرزمینی در دشت داراب، برای مدت مورد مطالعه برابر 23/27 متر بوده است. همچنین بررسی کیفیت آب نشان دهنده افزایش سالانه هدایت الکتریکی، pH و نیترات در این مناطق می باشد. به طور کلی بیلان آب، روند کاهش سطح آب زیرزمینی، افزایش شوری و pH آب های دشت داراب، بیانگر خطر ناپایداری منابع آب زیرزمینی این منطقه می باشد.

برای طراحی مناسب سیستم های آبیاری بارانی لازم است آرایش آبپاش ها در هر سیستم طوری باشد که بیشترین یکنواختی حاصل گردد. جهت اینکار لازم است الگوی پخش آب زیر آبپاش منفرد در شرایط مختلف استخراج و سپس با در نظر گرفتن اثرات عوامل محیطی و همپوشانی آبپاش ها به کل سیستم تعمیم داده شود. در این تحقیق با استفاده از تابع توزیع احتمالاتی بتا نحوه تاثیر سرعت های مختلف باد روی الگوی توزیع آب بررسی شد. آبپاش مورد آزمایش آبپاش ضربه ای مدل NELSON-F80AP با قطر نازل اینچ، متوسط فشار کارکرد PSI 40، شعاع پرتاب 86/22 متر (ft 75)، دبی متوسط 4/4 لیتر بر ثانیه و زاویه چرخش 360 درجه می باشد. آبپاش مورد نظر ابتدا در شرایط کنترل شده (بدون باد) و در سه تکرار و سپس در شرایط سرعت های باد مختلف مورد آزمایش قرار گرفت. محدوده سرعت باد در آزمایش های مورد نظر 0 تا 05/7 متر بر ثانیه می باشد. ابتدا ضرایب تابع توزیع بتا در شرایط بدون باد استخراج گردید سپس نحوه تغییر ضرایب تابع توزیع بتا در شدت های متفاوت باد مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت روابط احتمالاتی مناسب هر حالت تعیین و در نتیجه الگوی پخش آب تخمین زده شد. در سرعت باد 0 تا 3 متر بر ثانیه الگوی توزیع نسبتا یکنواختی حاصل گردید و در این حالت مقادیر حاصله از مدل احتمالاتی بتا تطابق خوبی را با مقادیر اندازه گیری شده نشان داد. در این حالت حداکثر خطای نسبی حاصله برابر 53/3 % بود. با افزایش سرعت باد به محدوده 3 تا 6 متر بر ثانیه یکنواختی الگوی توزیع کاهش و خطای نسبی افزایش یافت که حداکثر مقدار آن 65/4% بود. در سرعت باد بیشتر از 6 متر بر ثانیه مقدار تلفات تبخیر و بادبردگی افزایش یافته و به دلیل تاثیر شدید باد روی الگوی توزیع آب بیشترین خطای نسبی بین ارقام حاصل از مدل احتمالاتی و ارقام مشاهداتی حاصل گردید که حداکثر مقدار آن 48/8% بود.

کشت گلرنگ به عنوان گیاهی با اهمیت دانه روغنی و سازگار با شرایط اقلیمی کشور می تواند از نظر بهره وری منابع آب و اقتصاد تولید موثر باشد. در این زمینه آزمایشی با هدف، ارزیابی عملکرد دانه و برخی خصوصیات فیزیولوژیک ژنوتیپ های جدید گلرنگ در شرایط تنش خشکی به صورت اسپیلت پلات در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار در سال زراعی 1389-1390 اجرا شد. تنش خشکی به صورت پتانسیل های رطوبتی خاک (5/0 به عنوان تیمار شاهد(FC)، 5/3، 5/6 اتمسفر) به عنوان فاکتور اصلی و ژنوتیپ های گلرنگ (صفه، گلدشت، Mec12، 411، Mec50، Mec141، C44، پدیده و Kw2) به عنوان فاکتور فرعی پس از گلدهی اعمال گردید. نتایج تجزیه آماری تاثیر معنی داری از نظر تنش خشکی بر وزن هزار دانه، عملکرد دانه، رنگدانه های فتوسنتزی، محتوای نسبی آب برگ (RWC) و محتوای پرولین نشان داد. با افزایش خشکی محتوای رنگدانه های فتوسنتزی، وزن هزار دانه و مقدار پرولین افزایش و محتوای نسبی آب برگ، عملکرد دانه کاهش یافت. بیشترین عملکرد دانه مربوط به ژنوتیپ گلدشت و کمترین آن مربوط به Kw2 و بهترین ژنوتیپ مقاوم به شرایط خشکی ژنوتیپ Mec141 بود. همبستگی میان وزن هزاردانه، عملکرد دانه و محتوای پرولین معنی دار شد که ناشی از اهمیت آنها در افزایش عملکرد دانه می باشد.

کاهش مصرف آب دردوره های خشکسالی از طریق کم آبیاری امکان پذیر است. کم آبیاری روشی مطرح در مدیریت آبیاری برای صرفه جویی در مقدار مصرفی آب آبیاری بدون وارد کردن خسارت شدید به گیاه می باشد. به منظور تعیین تاثیر کم آبیاری بر عملکرد، اجزای عملکرد و کارایی مصرف آب ذرت دانه ای رقم سینگل کراس 704 با استفاده از سیستم آبیاری قطره ای، آزمایشی در سال 1389 در قالب 4 تیمار آبیاری (نیاز آبی خالص گیاه (تیمار شاهد) و سه تیمار، مکش در FC2/1، FC5/1 و FC8/1)، بصورت طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی ارزوئیه واقع در استان کرمان اجرا گردید. تیمارهای مورد مطالعه، از لحاظ میزان عملکرد محصول، دور آبیاری، کارایی مصرف آب، برخی از اجزای عملکرد و معیار اقتصادی نسبت منفعت به هزینه ارزیابی گردیدند. نتایج تحقیق نشان داد، تیمار شاهد با عملکرد 9393 کیلوگرم در هکتار و با اختلاف 4 درصدی نسبت به تیمار مکش در FC2/1 در بهترین جایگاه قرار گرفته است این در صورتی است که حجم آب مصرفی و کارایی مصرف آب این تیمار به ترتیب 10 درصد بیشتر و 5/6 درصد کمتر از تیمار مکش در FC2/1 می باشد. وزن هزار دانه، تعداد دانه در ردیف و ردیف دانه در بلال در تیمار مکش در FC2/1 نسبت به تیمار شاهد به ترتیب 5، 5/6 و 5/6 درصد کاهش داشت اما این تیمار در ارزیابی اقتصادی در جایگاه خوبی قرار گرفت. بنابراین استفاده از روش کم آبیاری در کشت ذرت دانه ای با تیمار مکش در FC2/1 در منطقه ارزوئیه استان کرمان می تواند راهکاری مناسب برای صرفه جویی در مصرف آب و افزایش کارایی مصرف آب در دوره های خشکسالی باشد.

تنش خشکی یکی از مهم ترین عوامل محدود کننده رشد گیاهان در مناطق خشک و نیمه خشک جهان، مانند ایران است. با کاربرد پلیمرهای سوپرجاذب، می توان آب حاصل از بارندگی های پراکنده این مناطق را حفظ کرد و با بهبود شرایط فیزیکی خاک، تنش های رطوبتی را کاهش داد. به منظور ارزیابی تاثیر پلیمر سوپرجاذب استاکوزورب [1] بر دور آبیاری، رشد و نمو گیاه آتریپلکس (Atriplex) و برخی خصوصیات فیزیکی خاک، پژوهشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار انجام شد و اثر دو فاکتور سوپرجاذب با مقادیر 0، 1/0، 2/0، 3/0 و 4/0 درصد و دور آبیاری (روزانه، هر سه روز یک بار و هر پنج روز یک بار) بررسی شد. نتایج نشان داد که استفاده از پلیمر تاثیر مثبت و معنی داری در سطح پنج درصد بر شاخص های ارتفاع گیاه، وزن تر و خشک اندام هوایی، وزن تر و خشک ریشه و طول ریشه داشت. در تمام شاخص های رشدی گیاه، بیشترین مقدار مربوط به تیمار 4/0 درصد پلیمر در دور آبیاری سه روز بود. علاوه بر این، کاربرد پلیمر استاکوزورب باعث بهبود برخی از خصوصیات فیزیکی خاک شد، به طوری که در نتیجه استفاده از آن در سطح پنج درصد رطوبت اشباع خاک و رطوبت قابل استفاده گیاه به طور معنی داری افزایش، ولی جرم مخصوص ظاهری و هدایت الکتریکی کاهش یافت (p < 0.05). با توجه به مشکل تامین آب برای گیاهان مناطق خشک و نیمه خشک، استفاده از 3/0 درصد وزنی سوپرجاذب همراه با دور آبیاری سه روز یک بار می تواند به عنوان یک روش موفقیت آمیز برای حفظ رطوبت و افزایش رشد و نمو گیاه آتریپلکس توصیه شود.

در شرایط آبیاری با آبهای شور توزیع املاح در منطقه ریشه، علاوه بر برهمکنشهای شیمیایی محلول خاک، وابسته به کسر آبشویی و همچنین الگوی برداشت آب محصول می باشد. به منظور بررسی اثر کسر آبشویی بر توزیع املاح منطقه ریشه یونجه یک آزمایش لایسیمتری (لایسیمترهای استوانه ای با قطر داخلی 40 و ارتفاع 180 سانتیمتر) به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه سطح شوری آب آبیاری (3، 7 و 13 دسی زیمنس بر متر) و سه سطح کسر آبشویی (12، 25 و 50 درصد) و با چهار تکرار اجرا شد. بعد از پر کردن و اطمینان از صحت روش مورد استفاده، ستونهای خاک تا زمان کاهش شوری آب زهکش تا حد 3 دسی زیمنس بر متر آبشویی شدند و سپس مورد کشت یونجه رقم یزدی قرار گرفتند. برای تنظیم سطح شوری آب آبیاری از آب شور طبیعی مزرعه تحقیقات شوری صدوق با شوری 14 دسی زیمنس بر متر استفاده شد که با نسبتهای مختلف با آب شرب مخلوط می شد. میزان آب مورد نیاز گیاه با در نظر گرفتن کسر آبشویی در هر آبیاری به طور دقیق توزین شده و در اختیار گیاه قرار گرفت. پس از 48 ساعت میزان آب زهکش شده از انتهای ستون بار دیگر توزین می شد که در آن کیفیت زهکش خروجی نیز اندازه گیری می شد. حداقل تعداد آبیاری مورد نیاز برای حصول شرایط ماندگار 12 دور آبیاری بود که با افزایش سطح شوری آب و نیز کاهش کسر آبشویی بر تعداد آن اضافه می شد. به طور کلی نتایج این آزمایش نشان داد که اعمال یک کسر آبشویی مشخص منجر به کاهش شوری خاک بیش از آن مقداری می شود که مدلی مانند واتسویت پیش بینی می کند. بنابراین در این شرایط می توان با اعمال کسر آبشویی کمتر نیز به متوسط شوری مورد نظر دست یافت که خود از جنبه مصرف بهینه آب به خصوص در شرایط شور که آبیاری با آبهای با شوری بیشتر می باشد، بسیار قابل توجه است.

روش توازن انرژی سطحی برای زمین (سبال) یکی ازراه های برآورد تبخیر- تعرق واقعی است که امروزه در بسیاری از نقاط دنیا از جمله ایران مورد استفاده قرار می گیرد. نظر به اینکه دشت آزادگان در استان خوزستان یکی از مناطقی است که بدلیل مدیریت غیراصولی زمین و آب،توپوگرافی،اقلیم و شرایط هیدرولوژیکی دچار مشکلاتی نظیر شوری و ماندابی است، لذا برآوردتبخیر- تعرق گیاه در شرایط واقعی (تحت تنش های مذکور) و توصیه آن در منطقه می تواند از آبیاری های بی رویه و بروز مسائل حادتر در آینده جلوگیری نماید. به همین منظور در تحقیق حاضر پس از تهیه تصاویر ماهواره ای مودیس، اقدام به محاسبه تبخیر- تعرق واقعی گندم در طول فصل زراعی 1387 – 1386 گردیده است. نتایج این تحقیق که به صورت نقشه های تبخیر - تعرق روزانه و فصلی ارائه گردیده، حاکی از آن است که تبخیر- تعرق واقعی گندم در منطقه مطالعاتی بین 214 تا 440 میلیمتر است و بدلیل قرار گرفتن تحت تنش های محیطی مختلفاز جمله شوری خاک، شوری آب زیرزمینی و بالا بودن سطح ایستابیکمتر از مقادیری است که تحت عنوان تبخیر- تعرق استاندارد گندم در منطقه توسط روابط تجربی بدست می آید(580 میلیمتر) و توصیه می شود. نتایج این تحقیق همچنین بر ضرورت توجه به نیاز آبی گیاه در شرایط طبیعی حاکم بر مزارع تاکید داشته و آنرا عاملی برای غلبه بر مشکلات ناشی از آبیاری های بی رویه و غیراصولی می داند.