فهرست مطالب

آب و خاک - سال بیست و هشتم شماره 5 (پیاپی 37، آذر و دی 1393)

نشریه آب و خاک
سال بیست و هشتم شماره 5 (پیاپی 37، آذر و دی 1393)

  • تاریخ انتشار: 1393/11/15
  • تعداد عناوین: 19
|
  • عباس رضایی استخروییه، سپهر خوش قدم، مجتبی ابراهیمی سیریزی، عیلرضا بادیه نشین صفحات 867-875
    کمبود آب مهمترین عامل محدود کننده محصولات کشاورزی در جهان است. روش های مختلف کم آبیاری، راه حل های مناسبی جهت صرفه جویی در آب آبیاری می باشند. در این مقاله بررسی تاثیر کم آبیاری سنتی و خشکی موضعی ریشه بر عملکرد، اجزاء عملکرد و کارآیی مصرف آب در گیاه آفتابگردان (رقم فرخ) انجام شد. تحقیق در سال 1390 در دانشگاه شهید باهنرکرمان، به صورت بلوکهای کامل تصادفی با 18 تیمار کم آبیاری، یک تیمار شاهد و در 3 تکرار انجام شد. تیمارهای کم آبیاری عبارت بودند از: کم آبیاری سنتی5 (آبیاری با80، 60 و 40درصد نیاز آبی) و خشکی موضعی ریشه6 با (آبیاری 80، 60 و 40درصد نیاز آبی). این تیمارها در مراحل مختلف رشد گیاه اعمال شدند. نتایج نشان داد که تیمار کم آبیاری سنتی (آبیاری با 80درصد نیاز آبی گیاه) در مرحله رشد رویشی بیشترین ارتفاع گیاه، سطح برگ، شاخص سطح برگ و قطر طبق را دارا بود. همچنین حداکثر عملکرد بیولوژیک برابر 49054، حداکثر عملکرد دانه برابر 3/9934 و حداکثر عملکرد روغن برابر 2/2441 کیلوگرم در هکتار در این تیمار اتفاق افتاد. بیشترین کارآیی مصرف آب برای عملکرد دانه در این تیمار برابر 46/1، برای عملکرد بیولوژیک برابر 21/7 و برای عملکرد علوفه خشک برابر 7/5 کیلوگرم در هر متر مکعب آب مصرفی حاصل شد. با توجه به نتایج فوق برای گیاه آفتابگردان (رقم فرخ) در منطقه مورد مطالعه، کم آبیاری سنتی با 80درصد نیاز آبی گیاه در مرحله رشد رویشی توصیه می گردد.
    کلیدواژگان: آفتابگردان، عملکرد بیولوژیک، عملکرد دانه، کارآیی مصرف آب، خشکی موضعی ریشه، کم آبیاری
  • ارزیابی مدل SWAT در شبیه سازی همزمان رواناب رودخانه، تبخیر و تعرق واقعی و عملکرد محصولات کشاورزی: مطالعه موردی، حوضه زرینه رود
    حجت احمدزاده، سعید مرید، مجید دلاور صفحات 876-889
    در مطالعات بهره وری آب در بخش کشاورزی، مقادیر رواناب، تبخیر و تعرق واقعی و عملکرد محصولات زراعی و باغی اصلی ترین متغیرها هستند. برای ارزیابی راه کارهای ارتقاء بهره وری این بخش، شبیه سازی این متغیرها لازم خواهد بود. در این خصوص استفاده از مدل های مفهومی گزینه مناسبی هستند که مدل SWAT از جمله شناخته ترین آنها می باشد. مقاله حاضر به ارزیابی این مدل در شبیه سازی همزمان رواناب، تبخیر و تعرق واقعی و عملکرد تعدادی از محصولات کشاورزی غالب در حوضه زرینه رود می پردازد. علت انتخاب این حوضه نقش آن در تامین نیاز آبی دریاچه ارومیه است که در سال های اخیر با مشکلات جدی مواجه شده است. افزایش ورودی آب این حوضه به دریاچه تنها با ارتقاء بهره وری آب میسر خواهد بود. بدین منظور حوضه ابتدا به 11 زیرحوضه و 908 واحد هیدرولوژیکی تقسیم شد تا بتوان الگوی کشت منطقه و نحوه تامین آب آن در نزدیک ترین شکل به حالت واقعی به مدل معرفی گردد. در ادامه شبیه سازی رواناب با استفاده از 6 ایستگاه آبسنجی در سطح حوضه برای دوره-های 1999-1987 و 2006-2000 بترتیب واسنجی و اعتبارسنجی شد که برای دوره واسنجی مقادیر R2 بین 49/0 تا 71/0 و RMSE بین 9/3 تا 9/44 (مترمکعب در ثانیه) و برای اعتبارسنجی مقادیر 54/0 تا 77/0 برای R2 و 07/2 تا 7/55 برایRMSE را به همراه داشت. همچنین، میزان تبخیر و تعرق واقعی از محصولات براساس سال های پرباران که تنش آبی در حوضه نبوده، با اطلاعات سند ملی آب واسنجی شد که مقادیر R2 و RMSE بترتیب برابر با 97/0 و 5/52 میلی متر در سال را نتیجه داد. نهایتا عملکرد 7 محصول عمده حوضه شبیه سازی و با آمار موجود مقایسه شد که مقادیر R2 و RMSE بترتیب برابر با 9/0 و 65/1 تن در هکتار را نشان داد.
    کلیدواژگان: دریاچه ارومیه، حوضه زرینه رود، رواناب، تبخیر و تعرق واقعی، عملکرد محصولات، SWAT
  • مهدی قیصری، محمد مهدی مجیدی، سید مجید میرلطیفی، محمد جواد زارعیان، سمیه امیری، سید محمد بنی فاطمی صفحات 890-898
    عکس العمل ریشه به کم آبی یکی از مهم ترین پارامترهای مورد توجه محققان است. مطالعه نحوه رشد و توزیع ریشه گیاه در مدیریت های آبیاری مختلف به درک بهتر از مقدار آب خاک، و نحوه دسترس پذیری آب و موادغذایی در شرایط کم آبی کمک می کند. به منظور بررسی اثر چهار سطح آبیاری در دو مدیریت مختلف کم آبیاری بر طول ریشه گیاه ذرت، مطالعه ای در سال 1388 انجام شد. مدیریت های آبیاری شامل دور آبیاری ثابت-عمق آبیاری متغیر (M1) و دور آبیاری متغیر-عمق آبیاری ثابت (M2) بودند. گیاه ذرت در 120 گلدان بزرگ 110 لیتری به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار، کشت شد. داده برداری از ریشه گیاه پس از شستشوی ریشه در پنج مرحله از رشد گیاه انجام شد. نتایج نشان داد اثر سطوح آبیاری روی طول ریشه در هر دو مدیریت معنی دار (P بود. بیشترین طول ریشه در عمق صفر تا 70 سانتیمتر خاک در مدیریتهای M1 و 2 M به ترتیب برابر 4/61 و 4/64 کیلومتر بر مترمکعب پروفیل خاک بود که در تیمار آبیاری کامل در مرحله شیری شدن دانه رخ داد. نتایج نشان داد طول ریشه در سطح تنش متوسط نسبت به سطح تنش ملایم و شدید دارای مقدار بیشتری بود. عکسالعمل ریشه به وقوع تنش در مدیریت دور متغیر شدیدتر بود و در مقادیر یکسان کاهش مقدار آب کاربردی، طول ریشه در مدیریت دور متغیر بیشتر کاهش یافت. بنابراین، با توجه به اهمیت طول ریشه به عنوان یکی از مهمترین شاخص های رشد در تعیین مقدار جذب آب، تعیین بهینهترین سطح تنش و انتخاب یک مدیریت کم آبیاری مناسب میتواند باعث افزایش کارایی مصرف آب و افزایش عملکرد محصول ذرت گردد.
    کلیدواژگان: تنش آبی، ذرت، ریشه، کارائی مصرف آب، دور آبیاری
  • علی جوادی، محمود مشعل، حامد ابراهیمیان صفحات 899-908
    نفوذ آب به خاک فرایند پیچیده ای است که با تغییر عواملی مانند رطوبت اولیه خاک و بار آبی روی خاک تغییر می یابد. هدف اصلی این تحقیق برآورد ضرایب معادلات نفوذ کوستیاکوف–لوییز، فیلیپ و هورتون و ارزیابی حساسیت این معادلات و ضرایب آنها نسبت به رطوبت اولیه خاک و بار آبی روی سطح خاک بود. بدین منظور نفوذ یک بعدی و دو بعدی با تغییر در رطوبت اولیه خاک و بار آبی سطح خاک از یک آبیاری به آبیاری دیگر با استفاده از حل معادله ریچاردز (مدل HYDRUS) شبیه سازی شد. خروجی مدل HYDRUS (نفوذ تجمعی نسبت به زمان) با استفاده از ابزار Solver نرم افزار اکسل برای تعیین ضرایب معادلات نفوذ مورد استفاده قرار گرفت. مقایسه نتایج ارزیابی حساسیت معادلات نفوذ و ضرایب آنها در حالت شبیه سازی یک بعدی و دو بعدی نفوذ نشان داد که حساسیت معادلات نفوذ و ضرایب آنها دارای عملکرد مشابه بودند ولی از لحاظ کمی در اکثر موارد حساسیت معادلات و ضرایب آنها در حالت دو بعدی بیشتر از یک بعدی بود. در هر دو بعد ضرایب جذبی خاک از معادله فیلیپ به عنوان حساس ترین ضریب و معادله هورتون نیز به عنوان حساس ترین معادله نسبت به رطوبت اولیه و بار آبی مختلف شناسایی شدند.
    کلیدواژگان: مدل HYDRUS، معادله ریچاردز، معادله فیلیپ، معادله کوستیاکوف، لوییز، معادله هورتون
  • تحلیل عدم قطعیت در برآورد مولفه های بیلان آب در دو مزرعه فاریاب در منطقه خشک
    مجتبی شفیعی، بیژن قهرمان، بهرام ثقفیان، کامران داوری، مجید وظیفه دوست صفحات 909-917
    تحلیل عدم قطعیت در شبیه سازی های آب در خاک این امکان را فراهم می کند تا بتوان اطلاعات بیشتری در مورد خروجی های مدل پیش بینی به دست آورده و با اطمینان بیش تری از نتایج آن ها در فرآیندهای تصمیم گیری استفاده کرد. در این مطالعه، از مدل آگروهیدرلوژی SWAP جهت شبیه سازی مولفه های بیلان آب در خاک در دو مزرعه تحت کشت گندم و ذرت در منطقه ی خشک اصفهان استفاده شد. ابتدا میزان عدم قطعیت در شبیه سازی تغییرات رطوبت خاک در مزارع مذکور با کاربرد روش عمومی عدم قطعیت تشابهات (GLUE) با یکدیگر مقایسه و سپس براساس نتایج به دست آمده از عدم قطعیت پارامترهای هیدرولیکی خاک، تاثیر عدم قطعیت در شبیه سازی رطوبت خاک بر مولفه های جریان آب در خاک بررسی شده است. نتایج نشان داد که در شرایط فاریاب، دقت برآورد تبخیر-تعرق واقعی تحت شرایط عدم قطعیت در شبیه سازی رطوبت خاک، نسبتا بالا بوده به طوری که ضریب تغییرات آن برای هر دو مزرعه کم تر از 4 درصد به دست آمد. درحالی که دقت برآورد مقادیر نفوذ عمقی در هر دو مزرعه کم-تر بوده و به شدت تحت تاثیر مقادیر نامطمئن هدایت هیدرولیکی اشباع خاک می باشد.
    کلیدواژگان: واسنجی، SWAP، تبخیر، تعرق واقعی، نفوذ عمقی
  • محمدحسن لی، حامد ابراهیمیان، مسعود پارسی نژاد صفحات 918-929
    از راهکارهای مدیریت آب در مزرعه استفاده از آب شور برای آبیاری محصولات است که در این مطالعه به بررسی استفاده ی تناوبی آب شور و شیرین و تاثیر آن بر شوری خاک پرداخته شد. این آزمایش در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی تحت آبیاری قطره ای برای محصول ذرت با نه تیمار با مدیریت های آبیاری با آب شور و شیرین به طور ثابت و تناوبی و در سه سطح شوری 4/0 (آب شیرین)، 5/3 و 7/5 دسی زیمنز بر متر و با تناوب های یک در میان، سه در میان و پنج در میان انجام شد. فرضیه مطالعه این بود که آبشویی تناوبی در مقایسه با آبشویی دائم (آبشویی با هر بار آبیاری) می تواند در جهت کنترل سهم آبشویی در عین این که پایداری اراضی (کنترل املاح) تامین شود موثر باشد. نتایج این تحقیق نشان داد که در انتهای فصل رشد در مدیریت یک در میان تجمع نمک قابل ملاحظه ای در داخل خاک نسبت به ابتدای آن مشاهده نشد و استفاده از این مدیریت در جهت کشاورزی پایدار قابل توصیه می باشد. در مدیریت های تناوبی بعد از آبیاری با آب شیرین شوری در نیمرخ خاک کاهش یافت. در استفاده از آب شور تحت آبیاری قطره ای تجمع املاح در سطح خاک بیشتر بود و با فاصله گرفتن از قطره چکان ها تجمع املاح در خاک کمتر شد.
    کلیدواژگان: استفاده ی تناوبی از آب شور و شیرین، شوری خاک، آبیاری قطره ای، ذرت علوفه ای
  • نجمه خلیلی، کامران داوری، امین علیزاده، محمد کافی، حسین انصاری صفحات 930-939
    مدل سازی رشد گیاه ابزار مهمی در ارزیابی اثرات تنش خشکی بر روی عملکرد محصول دیم و در نتیجه آن، انتخاب تاریخ کشت بهینه و تصمیم گیری برای روش های مدیریتی مناسب می باشد. یکی از جدیدترین مدل های گیاهی مدل AquaCrop (آکواکراپ) است که توسط سازمان فائو توسعه داده شده و اساس آن عکس العمل عملکرد محصول نسبت به آب مصرفی می باشد و با استفاده از متغیرهای اقلیمی، گیاه، خاک و مدیریتی، عملکرد محصول را شبیه سازی می نماید. مدل مذکور بایستی برای هر محصول و در هر منطقه خاص واسنجی و ارزیابی گردد. در این تحقیق، مدل گیاهی آکواکراپ در ایستگاه تحقیقات دیم سیساب واقع در خراسان شمالی و برای گیاه گندم تحت کشت دیم واسنجی و ارزیابی شد. برای واسنجی مدل، از داده های هواشناسی روزانه و داده های برداشت محصول دو سال زراعی (87-86 و 88-87) در ایستگاه سیساب استفاده شد. برای اعتبارسنجی مدل نیز از داده های هواشناسی مستقل از مرحله واسنجی و داده های عملکرد واقعی محصول در پنج سال زراعی 82-81 الی 86-85 استفاده گردید. نتایج بدست آمده نشان داد که مدل آکوکراپ با دقت بالایی قابلیت مدل سازی عملکرد محصول را دارا می باشد. بطوری که ضریب تعیین، میانگین مجذور مربعات خطای استاندارد، نرمال شده، راندمان مدل و شاخص توافق بین مقادیر عملکرد دانه اندازه گیری شده و شبیه سازی شده، به ترتیب 86/0، 062/0، 235/5، 917/0 و 877/0 بدست آمد.
    کلیدواژگان: آکواکراپ، سیساب، عملکرد محصول، گندم دیم، مدل سازی گیاه
  • میترا رحمتی، غلامحسین داوری نژاد، محمد بنایان، مجید عزیزی صفحات 940-950
    به منظور بررسی تاثیر تنش خشکی بر رشد رویشی درخت هلو (Prunus persica L.) در شرایط باغی، آزمایشی در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با 3 تیمار و در 4 تکرار در باغ تجاری شهد ایران در مشهد در سال زراعی 1390 روی رقم دیررس البرتا انجام شد. سه تیمار آبیاری شامل 360 (تنش ملایم)، 180 (تنش متوسط) و 90 (تنش شدید) مترمکعب در هکتار در هفته به صورت قطره ای (کمینه ی پتانسیل آب ساقه نزدیک برداشت به ترتیب 2/1-، 5/1- و 7/1- مگاپاسکال) از اواسط دوره سخت شدن هسته (22 خرداد) تا برداشت میوه (1 مهر) اعمال شد. پتانسیل آب بیشینه ی برگ و پتانسیل آب کمینه ی برگ و ساقه، سرعت فتوسنتز خالص، تعرق، هدایت روزنه ای و دمای برگ، تعداد شاخه های نوظهور و طول شاخه های برگی در طول فصل رشد، و سطح برگ درختان هلو در زمان برداشت اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که تنش کم آبی تاثیری منفی بر وضعیت آبی درخت هلو داشت که به موجب آن تبادلات گازی برگ و رشد رویشی درخت هلو کاهش یافت. بطوریکه کاهش تولید آسیمیلات درخت نتیجه ی کاهش هم سرعت فتوسنتز خالص برگ (تا حدود 23 و 50 درصد در فصل رشد به ترتیب در تنش متوسط و شدید در مقایسه با تنش ملایم) و هم سطح برگ کل درخت (تا حدود 57 درصد و 79 درصد در زمان برداشت به ترتیب در تنش متوسط و شدید در مقایسه با تنش ملایم) بود. همبستگی مثبت معنی دار بین میزان پتانسیل آب برگ و رشد رویشی هلو نشان داد که وقتی پتانسیل آب برگ تا 56/1- و 30/2- مگاپاسکال کاهش یافت، از رشد شاخه به اندازه ی به ترتیب 30 درصد و 50 درصد جلوگیری شد.
    کلیدواژگان: پتانسیل آب، تعرق، خشکی، فتوسنتز، هدایت روزنه ای
  • تاثیر پلیمر سوپرجاذب آکوازورب بر رشد، استقرار و برخی ویژگی های فیزیولوژیکی نهال آکاسیا Acacia victoriae)) تحت تنش خشکی
    افسانه تنگو، علی مهدوی، احسان صیاد صفحات 951-963
    به منظور بررسی اثر سوپرجاذب آکوازورب در کاهش تنش خشکی نهال آکاسیا ویکتوریا، آزمایشی به صورت اسپلیت پلات بر پایه طرح کاملا تصادفی اجرا شد. در این تحقیق، تیمار تنش خشکی به عنوان کرت اصلی و مقادیر سوپرجاذب به عنوان کرت فرعی در نظر گرفته شد. تیمارهای به کار رفته شامل چهار سطح تنش خشکی (15، 30، 60 و 100 درصد ظرفیت زراعی) و چهارسطح سوپرجاذب (صفر، 2/0، 4/0 و 6/0 درصد وزنی) مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج نشان داد که زنده مانی نهال ها در پایان فصل رویش در بین تیمار های مختلف یکسان بود، اما رشد گونه آکاسیا به شرایط کمبود آب پاسخ داد، به طوری که صفات رشد کاهش نشان داد. استفاده از پلیمر سوپرجاذب بر شاخص های رشدی قطر یقه، ارتفاع نهال، وزن تر و خشک ریشه، وزن تر اندام هوایی، محتوای نسبی آب برگ و پرولین اثر معنی داری داشت. با توجه به مقایسه میانگین اثرات ساده، در تمام شاخص های رشدی به جز سطح برگ و وزن تر ریشه بیشترین میانگین ها مربوط به تیمار 2/0 درصد پلیمر سوپرجاذب بود. و هم چنین در مقایسه اثر فاکتورهای مختلف، در اکثر صفات بالاترین میانگین ها در مقایسه با سطح آبیاری 100 درصد بدون کاربرد سوپرجاذب مربوط به کاربرد 2/0 درصد پلیمر با سطح آبیاری 60 درصد بود، که نشان دهنده حدود 40 درصد صرفه جویی در مصرف آب است.
    کلیدواژگان: آکاسیا ویکتوریا، آکوازورب، تنش خشکی، پرولین، کلروفیل مرفولوژیک، فیزیولوژیک
  • تاثیر آتش سوزی مراتع بر ویژگی های فیزیکی خاک و پارامترهای نفوذ آب با استفاده از آنالیز تجزیه به مولفه های اصلی
    جلال حیدری، شجاع قربانی دشتکی، فایز رئیسی، پژمان طهماسبی صفحات 964-975
    آتش سوزی های سالانه ممکن است بسیاری از ویژگی های فیزیکی خاک مراتع نیمه استپی را دستخوش تغییر نماید. هدف از این پژوهش، مطالعه تاثیر آتش سوزی بر ویژگی های فیزیکی خاک و پارامترهای نفوذ آب در مراتع نیمه استپی کرسنک واقع در استان چهارمحال و بختیاری بود. بدین منظور، مراتعی با تاریخچه ی آتش سوزی متفاوت که طی سال های 1387، 1388 و 1389 به ترتیب 3، 2 و 1 سال پیش از مطالعه حاضر دچار آتش سوزی شده بودند، انتخاب گردید. نفوذ آب به خاک در 54 نقطه از منطقه مطالعاتی با استفاده از نفوذسنج مکشی اندازه گیری شد. تعداد نمونه های خاک برای مطالعات آزمایشگاهی با توجه به دو عمق سطحی (10-0 سانتی متر) و زیر سطحی (25-15 سانتی متر)، 108 نمونه بود. برای بررسی تفاوت ویژگی های اندازه گیری شده در مناطق سوخته و شاهد از آزمون t مستقل در سطح 5 درصد و آنالیز تجزیه به مولفه های اصلی (PCA) استفاده شد. نتایج نشان داد که ضرایب پایداری خاکدانه ها (MWD و GMD) در لایه سطحی 1 و 2 سال پس از آتش سوزی در مقایسه با شاهد به صورت معنی دار کاهش یافت. رس قابل پراکنش در آب (WDC) و جرم ویژه ظاهری خاک در لایه سطحی تمامی مناطق سوخته شده در مقایسه با شاهد به صورت معنی دار بیشتر بود. هدایت آبی اشباع (Kfs) در تمامی سال های مورد مطالعه در مناطق تحت تاثیر آتش سوزی مقادیری کمتر از شاهد را نشان داد. به دلیل عمق کم، ظرفیت نگهداری آب کم و خطر بالای فرسایش خاک های مراتع نیمه استپی کرسنک، وقوع آتش سوزی های سالانه اثرات منفی زیادی بر ویژگی های فیزیکی خاک این مناطق به دنبال دارد.
    کلیدواژگان: آتش، خاک آبگریز، هدایت آبی اشباع، چند متغیره، مراتع نیمه استپی
  • علیرضا فلاح نصرت آباد، شایان شریعتی صفحات 976-986
    هزینه های بالای کاربرد کود در سیستمهای زراعی و مسائل آلودگی و تخریب خاک عواملی است که باعث شده استفاده کامل از منابع غذایی گیاهی قابل تجدید موجود (آلی و بیولوژیکی) به همراه کاربرد بهینه ای از کودها جهت حفظ باروری، ساختمان، فعالیت حیاتی، ظرفیت تبادل و ظرفیت نگهداری آب در خاک انجام گیرد. لذا در سالهای اخیر توجه محققین کشاورزی به کودهای زیستی و آلی به عنوان جایگزین مناسبی برای کودهای شیمیایی جلب شده است. هدف از این پژوهش بررسی اثرات کود سوپر فسفات تریپل، باکتری های حل کننده فسفات و ماده آلی در عملکرد کیفی و کمی گندم و جذب عناصر غذایی اجرا گردید. آزمایش گلدانی بصورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه فاکتور: 1- باکتری های حل کننده فسفات در سه سطح شاهد، باکتری سودوموناس پوتیدا و باکتری باسیلوس کواگولانس، 2- کود سوپر فسفات تریپل در پنج سطح صفر، 25 درصد، 50 درصد، 75 درصد و 100 درصد، 3- ماده آلی در دو سطح صفر و 15 تن در هکتار در خاکی با فسفر قابل دسترس (13میلی گرم در کیلوگرم خاک) کمتر از حد کفایت گیاه (15میلی گرم در کیلوگرم خاک) گندم انجام گردید. بر اساس نتایج آزمایش بیشترین عملکرد در تیمار باکتری سودوموناس پوتیدا، ماده آلی و 25 درصد کود فسفاته به دست آمد. می توان نتیجه گرفت در شرایط این آزمایش باکتری های حل کننده فسفات و ماده آلی بطور معنی داری عملکرد بیشتری نسبت به شاهد نشان دادند و ترکیب آنها با کود فسفاته تاثیر چشمگیری بر کاهش مصرف کود فسفاته داشت.
    کلیدواژگان: باسیلوس، سودوموناس، کودهای زیستی، گندم، مواد آلی
  • پریسا میرحسینی موسوی، علیرضا آستارایی، علیرضا کریمی، غلامرضا کریمی صفحات 987-997
    مونتموریلونیت کانی غالب تشکیل دهنده بنتونیت است که در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می گیرد، اما وجود ناخالصی های غیر از مونتموریلونیت موجب کاهش کیفیت آن می شود. هدف این پژوهش تعیین روشی مناسب جهت خالص سازی مونتموریلونیت از بنتونیت تولیدی معدن قائن بود. برای این منظور از ترکیبی از روش الک تر، استفاده از روش ته نشینی ذرات، سانتریفوژ و اولتراسونیک استفاده شد. کارایی روش خالص سازی با استفاده از آنالیز پراش پرتو ایکس، تعیین اندازه ذرات، تبادل کاتیونی و نسبت شدت پیک کوارتز به مونتموریلونیت قبل و پس از خالص سازی تعیین شد. نتایج این مطالعه نشان داد که بکارگیری روش های مذکور برای تهیه ماده ای سرشار از مونتموریلونیت با اندازه ذرات کوچک تر از 2 میکرومتر مناسب است. کریستوبالیت تنها کانی بود که با وجود حذف مقدار زیادی از آن، هنوز به عنوان ناخالصی به همراه مونتموریلونیت باقی مانده است که احتمالا تنها راه حذف کامل آن استفاده از روش های شیمیایی است. نتیجه این پژوهش نشان داد که با استفاده از روش های سریع و ارزان می توان بنتونیت را تا حد مناسبی خالص سازی کرد.
    کلیدواژگان: مونتموریلونیت، بنتونیت، خالص سازی رس
  • روح الله تقی زاده مهرجردی، علیرضا امیریان چکان، فریدون سرمدیان صفحات 998-1010
    ظرفیت تبادل کاتیونی خاک از جمله خصوصیات مهم خاک می باشد که در پایگاه های داده ای مربوط به خاک و به عنوان ورودی در مدل های زیست محیطی و نیز مدل های مربوط به خاک به کار می رود. این مقاله از یک روش جدیدبرای پیش بینی تغییرات مکانی ظرفیت تبادل کاتیونی خاک به طور پیوسته (تا عمق یک متر) در منطقه دورود استان لرستان بهره می گیرد. در مطالعه حاضر از ترکیب معادلات عمق اسپیلاین با نواحی یکسان و تکنیک نقشه برداری رقومی خاک بهره گرفته شد تا با استفاده از تعداد محدودی نقطه (103 نقطه)، تغییرات سطحی و عمقی ظرفیت تبادل کاتیونی خاک در کل محدوده مورد مطالعه بررسی شود. جهت ارتباط دادن ظرفیت تبادل کاتیونی خاک و متغیرهای کمکی به دست آمده از تصاویر ماهواره ای و مدل رقومی ارتفاع، از مدل رگرسیون درختی استفاده شد. نتایج نشان داد که در پیش بینی پارامتر مذکور، بعضی از پارامترهای کمکی از جمله باند سه تصویر ماهواره و مساحت اصلاح شده حوزه دارای اهمیت بیشتری بودند. همچنین نتایج نشان داد که مدل درختی به خوبی متغیر هدف را در پنج عمق استاندارد با ضریب تبیین 84/0، 84/0، 84/0، 66/0، 27/0 و میانگین ریشه مربعات به ترتیب 75/1، 84/1، 84/1، 11/2، 16/2 پیش بینی کرده است که بیانگر قابل قبول بودن نتایج در همه اعماق (بجز عمق پنجم) می باشند. نتایج تحقیق حاضر نیز نشان داد که استفاده از نقشه برداری رقومی، رگرسیون درختی و معادله اسپیلاین با نواحی یکسان ابزارهایی قدرتمند جهت برآورد تغییرات مکانی ظرفیت تبادل کاتیونی خاک به صورت جانبی و عمقی می باشند.
    کلیدواژگان: رگرسیون درختی، معادلات عمق خاک، نقشه برداری رقومی خاک
  • مقایسه خصوصیات میکرومورفولوژیکی خاکهای شور-سدیمی و غیرشور- غیرسدیمی اطراف دریاچه اورمیه
    ساغر چاخرلو، شهرام منافی، احمد حیدری صفحات 1011-1024
    تصور انجام مطالعات دقیق تشکیل خاک بدون کمک میکروموفولوژی مشکل است. برخی فرآیندها در سطوح ماکرومورفولوژی به اندازه کافی واضح و گویا نیستند. میکرومورفولوژی مطمئن ترین روش برای تشخیص همه فرآیندهای پیچیده در خاک است. در این تحقیق به منظور مقایسه خصوصیات میکرومورفیک خاک های شور-سدیمی و غیرشور- غیرسدیمی اراضی غرب دریاچه ارومیه، چهار خاکرخ (دو خاکرخ در اراضی شور-سدیمی و دو خاکرخ در اراضی غیرشور- غیرسدیمی) مورد بررسی قرار گرفتند. پس از تشریح و نمونه برداری خاکرخ ها طبق روش های استاندارد، تجزیه های فیزیکوشیمیایی انجام و مقاطع نازک از نمونه های دست نخورده و جهت دار تهیه شدند و با میکروسکوپ پلاریزان4 مورد مطالعه قرار گرفتند. بررسی مقاطع نازک5 نشان داد خاک های شور-سدیمی فاقد ریزساختمان بوده و منافذ آنها عمدتا از نوع ستاره ای است. منافذکانال و صفحه-ای نیز در خاک ها مشاهده شدند. در خاک های غیرشور-غیرسدیمی، خاک ها دارای ریزساختمان می باشند و منافذ آنها عمدتا از نوع حفرات آرایشی مرکب بوده است و همچنین حفرات کانال، صفحه ای و ستاره ای نیز مشاهده شدند. بی-فابریک هردو خاک عمدتا از نوع بلوری است. عوارض خاکساز خاک های شور-سدیمی عبارتند از: پوششهای رس ته نشستی، تجمعات نمک شامل پوشش ها و پرشدگی های نمک که در داخل منافذ کانالی و ستاره ای مشاهده شدند ولی خاک های غیرشور- غیرسدیمی فاقد این عوارض بودند. پوشش های آلی نیز به صورت لکه هایی سیاه رنگ و در مواردی به صورت مخلوط با توده ریز خاک فقط در خاک های شور-سدیمی مشاهده شدند. تجمعات آهکی شامل انواع گرهک های تیپیک، پرشدگی ها، پوشش های آهکی و تجمعات اکسیدهای آهن و منگنز به صورت گرهک ها و پوشش ها در هر دو خاک شور-سدیمی و غیر شور- غیرسدیمی مشاهده گردیدند.
    کلیدواژگان: خاک شور، سدیمی، دریاچه اورمیه، میکرومورفولوژی
  • کمال نبی الهی، احمد حیدری، روح الله تقی زاده مهرجردی صفحات 1025-1036
    در مطالعه حاضر جهت پهنه بندی رقومی کلاس های بافتی خاک در منطقه بیجار کردستان، 103 پروفیل حفر، تشریح و از افق های سطحی A نمونه برداری شد. متغیرهای محیطی یا فاکتورهای خاک سازی که در این پژوهش استفاده شد شامل اجزاء سرزمین، داده های تصویر +ETM ماهواره لندست و نقشه سطوح ژئومورفولوژی می باشد. همچنین، جهت ارتباط دادن بین داده های خاک (رس، شن و سیلت) و متغیرهای کمکی از مدل های شبکه عصبی مصنوعی و رگرسیون درختی بهره گرفته شد. نتایج این تحقیق نشان داد که مدل رگرسیون درختی دارای دقت بیشتری نسبت به شبکه عصبی مصنوعی به منظور پیش بینی هر سه پارامتر رس، شن و سیلت می باشد. برای جزء رس، مدل رگرسیون درختی و شبکه عصبی مصنوعی دارای ضریب تبیین و میانگین ریشه مربعات خطا 46/0، 81/0 و 10/17، 50/12 براساس داده های آزمون (20درصد) می باشد. نتایج نشان داد که برای پیش بینی رس، شن و سیلت پارامترهای سطوح ژئومورفولوژی، شاخص خیسی، شاخص همواری دره با درجه تفکیک بالا، ارتفاع، طول شیب و باند 3 مهم ترین بوده اند. در کل نتایج نشان داد که مدل های درختی دارای دقت بالاتری نسبت به روش شبکه عصبی مصنوعی بوده و همچنین تفسیر نتایج مدل درختی بسیار راحت تر می باشد. لذا پیشنهاد می شود که جهت تهیه نقشه رقومی خاک از مدل های درختی در مطالعات آینده استفاده شود.
    کلیدواژگان: متغیرهای محیطی، تغییرات مکانی، نقشه برداری رقومی
  • نوشین احمدی باصری، امین شیروانی، محمد جعفر ناظم سادات صفحات 1037-1047
    در این مطالعه، شبکه های عصبی مصنوعی و مدل های رگرسیونی برای خرد مقیاس نمودن خروجی های شبیه سازی شده مدل های گردش عمومی جو استفاده شدند. مجموعه داده های شبیه سازی شده بارش برای محدوده o18/25 تا o51/34 شمالی و o45 تا o60 شرقی، ارتفاع ژئو پتانسیل در سطح 850 میلی بار و باد مداری در سطح 200 میلی بار برای °56/12 تا °25/43 شمالی و °68/19 تا °87/61 شرقی به عنوان پیشگو کننده ها از مدلGCM ECHAM5 برای دوره 2005- 1960 استخراج شدند. بارش ماهانه دیده بانی شده ایستگاه های آبادان، آباده، اهواز، بندرعباس، بوشهر، شیراز و فسا برای دوره 2005-1960 به عنوان پیشگو شونده ها استخراج شدند. مولفه های اصلی داده های شبیه سازی شده استخراج و شش مولفه اصلی به عنوان ورودی مدل های شبکه عصبی مصنوعی و رگرسیون چندگانه در نظر گرفته شدند. همچنین ترکیب مجموعه داده های شبیه سازی شده به عنوان ورودی این مدل ها استفاده شدند. دوره های 2000-1960 و 2005-2001 به ترتیب به عنوان دوره های آموزش و آزمون در شبکه عصبی مصنوعی در نظر گرفته شدند. نتایج ضریب همبستگی پیرسون و جذر میانگین مربعات خطای استاندارد شده نشان داد که در بیشتر مواقع شبکه عصبی مصنوعی دقیق تر از رگرسیون چندگانه، بارش را پیش بینی می کند. برای مقیاس زمانی ماهانه داده های شبیه سازی شده ارتفاع ژئوپتانسیل بهترین پیشگو کننده و برای مقیاس فصلی (زمستان) بهترین پیشگو کننده در مدل شبکه عصبی مصنوعی، مولفه های اصلی استاندارد شده داده های شبیه سازی شده بارش می باشد.
    کلیدواژگان: بارش، پهنه جنوبی ایران، خرد مقیاس نمودن، شبکه عصبی مصنوعی، مدل گردش عمومی جو
  • مهدی قمقامی ورکی، جواد بذرافشان صفحات 1048-1060
    امروزه مدل های آماری بسیاری برای شبیه سازی سری زمانی گسسته وقوع و عدم وقوع بارش براساس داده های تاریخی وجود دارد که تاکید آن ها بیشتر بر ساخت آماره های اقلیمی است. با این وجود، دقت مدل های شبیه ساز مذکور باید از نقطه نظر لحظه ای یا کوتاه مدت نیز بهبود یابد. در تحقیق حاضر فرض شده است که ساختار وقوع بارش از مدل مارکف پنهان با یک لایه پنهان (سری گسسته وقوع و عدم وقوع) و یک لایه قابل-رویت تبعیت می کند، که به طور موردی در ایستگاه سینوپتیک خرم آباد (دوره آماری 2005-1961) مورد بررسی قرار گرفت. از الگوریتم ویتربی برای حل مساله رمزگشایی سری زمانی توالی حالات تر و خشک استفاده شد. کارکرد پنج متغیر هواشناسی (فشارهوا در ایستگاه، فشار بخار آب، دامنه شبانه روزی دمای هوا، رطوبت نسبی و دمای نقطه شبنم) به عنوان توالی قابل رویت، براساس معیارهای دقت پیش بینی با هدف انتخاب بهترین متغیر در فرآیند رمزگشایی مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که متغیر دامنه شبانه روزی دمای هوا به عنوان مناسب ترین توالی قابل-رویت برای رمزگشایی سری گسسته خشک و تر ارزیابی می باشد که می تواند به دلیل وجود ارتباط فیزیکی قوی بین آن ها باشد. همچنین خروجی الگوریتم ویتربی از دو نقطه نظر (آماره های اقلیمی و دقت پیش بینی) با خروجی مولدهای هواشناسی ClimGen و LARS-WG مقایسه شده است که دقت پیش بینی الگوریتم مارکف پنهان مبتنی بر تمامی معیارها بسیار بیشتر از دو مولد هواشناسی است. بر این اساس، جایگزینی الگوریتم ارائه شده در تحقیق حاضر با دو رهیافت دیگر، برای تولید توالی داده های خشک و تر توصیه می گردد.
    کلیدواژگان: مدل مارکف پنهان، رمزگشایی، توالی خشک و تر، پیش بینی
  • نفیسه حسنعلی زاده، ابوالفضل مساعدی، عبدالرضا ظهیری، منوچهر بابانژاد صفحات 1061-1071
    بررسی ویژگی های بارندگی و پهنه بندی آن نقش عمده ای در استفاده بهینه از منابع آب و خاک و مدیریت مخاطرات محیطی دارد. تعیین نواحی همگن بارش به استفاده مناسب تر از منابع آب و مدیریت صحیح تر مخاطرات محیطی ناشی از بارش کمک می نماید. با توجه به اینکه جهت تحلیل پدیده های اقلیمی از جمله بارش، می بایست تمامی داده ها مربوط به یک منطقه همگن باشد، بر این اساس در این مطالعه سعی شده است مناطق همگن از نظر بارندگی سالیانه در استان گلستان با استفاده از داده های طولانی مدت و تعداد متناسب ایستگاه با به کارگیری روش های جدیدتر تعیین شوند. برای این منظور از داده های ماهانه بارش 29 ایستگاه باران سنجی و تبخیرسنجی در سطح استان گلستان از سال آبی 62-1361 الی 91-1390 استفاده شد. با انجام آزمون های کیفی تعداد 25 ایستگاه جهت تحلیل باقی ماندند. سپس با استفاده از روش خوشه بندی سلسله مراتبی وارد و با کمک متغیرهای مختلف تقسیم بندی های متفاوت بررسی شد. خوشه بندی در حالت 2 خوشه دارای متوسط عرض سیلهوت بالاتری به میزان 48/0 بود. بر این اساس منطقه مورد مطالعه به 2 ناحیه تقسیم شد. سپس همگنی این نواحی مورد بررسی قرار گرفت. از آنجاکه با روش گشتاورهای خطی ضریب چولگی ناحیه ای (τ_3^R) از مقدار 23/0 کوچکتر بود، در نتیجه آزمون از آزمون هاسکینگ-والیس جهت بررسی همگنی ناحیه ای استفاده شد. برای هر دو ناحیه مقدار آماره آزمون 1>H1 بوده که تایید بر همگن بودن دو ناحیه می باشد. همچنین بالابودن ضریب همبستگی بین ایستگاه های یک ناحیه و پائین بودن ضریب همبستگی بین ایستگاه های دو ناحیه متفاوت، دلیلی دیگر بر تفکیک مناطق هر ناحیه از یکدیگر می باشد.
    کلیدواژگان: ناحیه بندی، تحلیل خوشه ای، گشتاور خطی، استان گلستان
  • چگونگی پدیداری سامانه های بارش زای سنگین در جنوب غربی ایران و پیوند آن با پدیدهMJO
    محمد جعفر ناظم سادات، کوکب شاهقلیان صفحات 1072-1083
    انگیزه انجام این پژوهش بررسیبرخی از ویژگی های همدیدی بارش های سنگین در جنوب غربیایران و پیوند آن با پدیده نوسان های مادن-جولیان می باشد. چگونگی پراکنش ماهانه بارش و شناسایی سرچشمه های تولید بخار آب برای این بارش ها از دیگر اهداف پژوهش است.در این راستا، بارش روزانه ایستگاه های آبادان، اهواز، بندرعباس، بوشهر، شهرکرد و شیراز برای دوره 36 ساله 2011-1975و ایستگاه یاسوج برای دوره 21 ساله 2011-1990، در بازه ماه های نوامبر هر سال تا آپریل سال پس از آن گردآوری شد. داده های بارش از بزرگ به کوچک آراسته گردیدند و دو آستانه5 و10درصد بالایی به عنوان بارش های سنگین برگزیده شدند. بیشترین فراوانی بارش های سنگین در ماه های ژانویه، فوریه و دسامبردیده شد. در ایستگاه های اهواز، بندرعباس، بوشهر، شهرکرد و شیراز بیشترین بارش های سنگین در فاز 8،در ایستگاه آبادان در فازهای 7 و 8 و در ایستگاه یاسوج در فاز 2 رخ داده است. نقشه های همدیدی نشانگر آن است که هم راستا با حرکت خاور سوی پدیده MJO در پهنه استوایی اقیانوس هند، سامانه بارش های سنگین هم از گستره باختری و جنوب باختری ایران آغاز شده و پس از گذراندن پهنه های جنوب مرکزی، به بخش های خاوری ایران و سپس به افغانستان می رسند. گردش تند چرخندی هوا که بر پهنه دریای مدیترانه، دریای سرخ، خلیج فارس و دریای عرب چیره می شود بخش بنیادین بخار آب برای این بارش ها را فراهم می سازد. نقشه های همدیدی نشانگر آن است که بیشترین اندازه بخار آب این بارش ها از دریای عرب و پهنه باختری اقیانوس هند فراهم می گردد.
    کلیدواژگان: ایران، بادهای برداری، بارش، خلیج فارس، MJO
|
  • A. Rezaei Estakhroeih, S. Khoshghadam, M. Ebrahimi Serizi, A. Badiehneshin Pages 867-875
    Water shortage is the most important factors on crop production in the world. Several methods of deficit irrigation are solutions for reduction of irrigation water. To understand the effects of conventional deficit irrigation and partial root zone drying treatments on yield, yield components and water use efficiency of sunflower (Farrokh cultivar), one study was carried out. The research was conducted on Shahid Bahonar University of Kerman in the spring of 2011. A factorial experiment in a randomized complete block design with one control (full irrigation) and 18 deficit irrigation treatments in three replications was considered. Deficit irrigation treatments were: conventional deficit irrigation (irrigation with %80, %60 and %40 ETP) and partial root zone drying (irrigation with %80, %60 and %40 ETP). Every deficit irrigation treatment was conducted in three growth stage of sunflower (all periods of growth, vegetative growth stage and reproductive growth stage).The results showed that the conventional deficit irrigation treatments (irrigation with 80% ETP) in vegetative growth had the highest plant height, leaf area, leaf area index and head diameter. Also, the maximum biological yield equal to49054, maximum grain yield is equal to 9934/3 and maximum oil yield is equal to 2441/2 kg per hectare in the conventional deficit irrigation treatments (irrigation with 80% ETP) in vegetative growth occurred.The highest water use efficiency for grain yield is equal to 1/46,forbiological yield equal to7/21 and for dry forage yield is equal 5/7 kilograms per cubic meter of water. According to results,conventional deficit irrigation (irrigation with %80, %60 and %40 ETP) is recommended on based.
    Keywords: Sunflower, Biological yield, Grain yield, Water use efficiency, Partial rootzone drying, Deficit irrigation
  • Assessment of SWAT Model For Simultaneous Simulation of Streamflow, Actual Evapotranspiration and Crop's Yield: A Case Study In Zarineh Rud Basin
    H. Ahmadzadeh, S. Morid, M. Delavar Pages 876-889
    Streamflows, actual evapotranspiration and crops’ yield are the main variables to estimate agricultural water productivity. Thus, simulation of these variables is of great importance in evaluation of different measures to increase water productivity. For this, application of conceptual models is a relevant approach and SWAT (soil and water assessment tool) is one of the well known models in this regard. The present paper aims to assess SWAT in simultaneous simulation of streamflows, actual evapotranspiration and the main crops’ yield of the Zarineh Rud basin. The reason for selection of this basin as the study area relates to its role to meet the Urmia Lake’s water requirement. The lake faces with serious water shortage in recent years and escalating water inflow depend to increase water productivity in the upper catchments. To setup SWAT, the basin was divided to 11 subbasins and 908 hydrological response units, which enables us to introduce more accurately the basin’s cropping pattern and water resources, which meet the requirements of the agricultural area. For simulation of the river flows, data from 6 gauging stations were used for calibration and validation of the model for periods of 1987 to 1999 and 2000 to 2006 respectively that resulted R2 and RMSE between 0.49 to 0.71 and 3.9 to 44.9 (m3/sec) for calibration period, and values of 0.54 to 0.77 and 2.07 to 55.7(m3/sec) for validation period respectively. There is no observed data for actual evapotranspiration in the basin. So, it was verified in the wet years by maximum evapotranspiration reported in National Water Document that results presented the values of 0.97 and 52.5(mm/year) for R2and RMSE respectively. Finally, the estimated yields of the 7 staple crops by the model were compared with the recorded data that showed very close values(R2=0.9 and RMSE=1.65(ton/ha)).
    Keywords: Urmia Lake Basin, Zarinehrud Basin, Streamflow, Actual Evapotranspiration, Crop Yield, SWAT
  • M. Gheysari, M.M. Majidi, S.M. Mirlatifi, M.J. Zareian, S. Amiri, S.M. Banifatemeh Pages 890-898
    The response of root to water stress is one of the most important parameters for researchers. Study of growth and distribution of root under different irrigation managements helpsresearchersto a better understanding of soil water content, and the availability of water and nutrition in water stress condition. To investigate the effects of four levels of irrigation under two different deficit irrigation managements on the root length of maize, a study was conducted in 2009. Irrigation managements included fixed irrigation interval-variable irrigation depth (M1) and variable irrigation interval-fixed irrigation depth (M2). Maize plants were planted in 120 large 110-liter containers in a strip-plot design in a randomized complete block with three replications. Root data sampling was done after root washing in five growth stages. The results showed that the effect of irrigation levels on root length was significant (Punder both managements. The maximum root length was 4.61 and 4.64 Km per m3 of soil profile in M1 and M2, respectively in the depth of 0-70 cm of soil profile which was observed in full irrigation treatment at milk stage. The results indicated that root length in mild-deficit-irrigation level was more than root length in moderate and mild-deficit-irrigation levels. The response of root maize to water stress was more severe in variable-irrigation-interval management and the same amount of reduction in applied water resulted in more decrease in root length under variable-irrigation-interval than fixed-irrigation-interval management. Therefore, due to the importance of root length as one of the most important characteristics of growth indices in maize to determine the amount of water absorption, determination of the optimum level of water stress and selection of an appropriate deficit-irrigation management can increase water use efficiency as well as maize yield.
    Keywords: Water stress, Corn, Root, Water use efficiency, Irrigation interval
  • Ali Javadi, M. Mashal, M.H. Ebrahimian Pages 899-908
    Infiltration is a complex process that changing by soil infiltration properties, initial moisture and water head on the soil surface. Due to infiltration measurement problems and variability infiltration regarding initial moisture and water head on the soil surface, using simulation models to identify the infiltration equation has the least sensitivity makes sense and important. The main objective of this study was to estimate the coefficients of infiltration equations, Kostiakov-Lewis, Philip and Horton, and evaluate the sensitivity of these equations and their coefficients under various initial conditions (initial moisture soil) and boundary (water head on soil surface). Therefore, one-and two-dimensional infiltration for basin (or border) irrigation were simulated by changing the initial soil moisture (before irrigation) and water head on soil surface (during irrigation) using the solution of the Richards’ equation (HYDRUS model). To determine the coefficients of infiltration equations, outputs of the HYDRUS model (cumulative infiltration over time) were fitted using the Excel Solver. Comparison of infiltration sensitivity equations and their coefficients in one-and two-dimensional infiltration showed infiltration equations and their sensitivity coefficients were similar function but quantitatively in most cases sensitive two-dimensional equations and their coefficients were greater than one dimension. In both dimensions the soil adsorption coefficient Philip equation as the sensitive coefficient and Horton equation as the sensitive equation under various initial moisture soil and water head on soil surface were identified.
    Keywords: Water Head, HYDRUS Model, Infiltration Equation, Initial Soil Moisture, Richard's Equation
  • Uncertainty Analysis in Prediction of Soil Water Balance Components in two Irrigated Field in Arid Region
    M. Shafiei, B. Ghahraman, B. Saghafian, K. Davary, M. Vazifedust Pages 909-917
    Uncertainty analysis is a useful tool to evaluate soil water simulations in order to get more information about the models output. These information provide more confidence for decision making processes. In this study, SWAP model is applied for soil water balance simulations in two fields which are planted by wheat and maize in an arid region. First the amount of uncertainty is estimated and compared for soil moisture simulation by using Generalized Likelihood Uncertainty Estimation (GLUE) in the two fields. Then based on the computed parameter uncertainty, the effect of uncertainty in soil moisture simulation is evaluated on soil water balance components. Results indicated that in arid regions with irrigated agricultural fields, prediction of actual evapotranspiration is relatively precise and the coefficient of variation for the two fields are less than 4%. Moreover, the prediction of deep percolation for the two fields are influenced by the uncertain hydraulic conductivity and showed lower precision according to the actual evapotranspiration.
    Keywords: Calibration, SWAP, Actual evapotranspiration, Deep percolation
  • M. Hassanli, H. Ebrahimian, M. Parsinejad Pages 918-929
    The use of saline water for irrigation of crops is known as a strategy of on-farm irrigation water management. In this study, the cyclic use of saline and fresh water and its effect on soil salinity were investigated. Field experiments were carried out in randomized complete block under drip irrigation for maize crop with 9 treatments. The treatments were based on irrigation management of saline and fresh water use on three salinity levels 0.4, 3.5 and 5.7 dS/m and freshwater application in every one, three and five saline water application (1:1, 3:1 and 5:1, respectively). The hypothesis behind this research was periodic leaching compared with continuous leaching (leaching with every irrigation) causes better control of the leaching (controlling solute) while sustaining land was provided. The results showed that there was no significant accumulation of salt in the soil in 1:1 management at the end of growing season, compared to its beginning. This management would be recommended for sustainable agriculture. In cyclic managements, soil salinity was decreased in soil profile after irrigation with fresh water. When applicating saline water under drip irrigation, salt accumulation was higher in soil surface and salt accumulation decreased by increasing distance from the drippers.
    Keywords: Cyclic use of fresh, saline water, soil salinity, drip irrigation, silage maize
  • N. Khalili, K. Davary, A. Alizadeh, M. Kafi, H. Ansari Pages 930-939
    Modeling of crop growth plays an important role in evaluation of drought impacts on rainfed yield, choosing an optimum sowing date, and managerial decision makings. Aquacrop model is a new crop model that developed by Food and Agriculture Organization (FAO), that is a model for simulation of crop yield based on “yield response to water“with meteorological, crop, soli and management practices data as inputs. This model has to be calibrated and validated for each crop species and each location. In this paper, the Aquacrop is calibrated and evaluated for rainfed wheat in Sisab station (Northern Khorasan). For this purpose, daily meteorological data and historical yield data from two cropping season (2007-2008 and 2008-2009) in the Sisab station are used to calibrate this model. Next, meteorological data and historical yield data of five cropping season (2002-2003 to 2006-2007) are used to validate the model. The result shows that the Aqucrop can accurately predict crop yield as the R2, RMSE, NRMSE, ME, and D-Index are achieved 0.86, 0.062, 5.235, 0.917 and 0.877, respectively.
    Keywords: AquaCrop Model, Crop Yield, Modeling Crop, Rainfed Wheat, Sisab
  • M. Rahmati, Gh. Davarynejad, M. Bannayan Awal, M. Azizi Pages 940-950
    In order to study the sensitivity of vegetative growth to water deficit stress of a late-maturing peach (Prunus persica L. cv. Elberta) under orchard conditions, an experiment was conducted as randomized complete-block design with three treatments and four repetitions in Shahdiran commercial orchard in Mashhad during 2011. Three irrigation treatments including 360 (low stress), 180 (moderate stress) and 90 (severe stress) m3ha-1week-1 using a drip irrigation system (minimum stem water potential near harvest: -1.2, -1.5 and -1.7 MPa, respectively) from the mid-pit hardening stage (12th of June) until harvest (23rd of Sep.) applied. Predawn, stem and leaf water potentials, leaf photosynthesis, transpiration, stomatal conductance and leaf temperature, the number of new shoots on fruit bearing shoots and vegetative shoots lengths during growing season as well as leaf area at harvest were measured. The results showed that water deficit stress had negative effects on peach tree water status, thereby resulting in decreased leaf gas exchange and tree vegetative growth. As significant decreased assimilate production of tree was resulted from both decreased leaf assimilation rate (until about 23 % and 50 %, respectively under moderate and severe stress conditions compared to low stress conditions) and decreased leaf area of tree (until about 57% and 79%, respectively under moderate and severe stress conditions compared to low stress conditions at harvest). The significant positive correlation between leaf water potential and vegetative growth of peach revealed that shoot growth would decrease by 30% and 50% of maximum at leaf water potential of –1.56 and –2.30 MPa, respectively.
    Keywords: Drought, Photosynthesis, Stomatal Conductance, Transpiration, Water Potential
  • Effect of Super Absorbent Polymer Aquasorb on Growth, Establishment and Some Physiological Charactereistics of Acacia victoriae Seedlings Under Drought Stress
    A. Tongo, A. Mahdavi, E. Saiad Pages 951-963
    To study the effect of Aquazorb super absorbent polymer (SAP) on reducing Drought stress of Acacia victoriae seedling, a split plot experiment based on the completely randomized design was conducted. In this research, stressed treatment as the main plots and amount of superabsorbent were considered as sub plot. Treatments were applied consisted of four levels of drought stress (15, 30, 60 and 100% of field capacity) and four levels of superabsorbent (0, 0.2, 0.4 and 0.6 wt%) Were studied. The results showed that survival of seedlings at the end of growth season between different treatments was the same, but the Acacia growth was responsed to the water stress and reduced growth traits were found. Using of the superabsorbent polymer had a significant effect on collar diameter, seedling height, fresh and dry root weight, relative water content of leaf and proline. According to the comparison of the means simple effects, in all of growth indices except the leaf area and root fresh weight the most means was obtained in 0.2% superabsorbent polymer treatment and also, in comparison the effect of diferent factors in most of the traits the highest means compared with 100% irrigation level without applying SAP related was to 60% irrigation level with 0.2 % SAP. That represents water savings is about 40%.
    Keywords: Acacia victoriae, Aquazorb, Drought stress, Proline, Chlorophyll
  • Effect of Rangeland Fire on Soil Physical Properties and Water Infiltration Parameters using Principle Component Analysis
    J. Heidary, Sh. Ghorbani Dashtaki, F. Raiesi, P. Tahmasebi Pages 964-975
    Annual fires might change many soil physical properties in semi steppe rangeland.The objective of this study was to investigate the impact of fire on soil physical properties and soil water infiltration parameters in semi-steppe rangeland of Karsanak region in Chaharmahal and Bakhtiari province. Therefore, several sites were chosen which were affected by fire at three, two and one years prior to this study (i.e. 2008, 2009 and 2010, respectively). Soil water infiltration was measured using tension infiltrometer in 54 points of the study sites. Since the soil samples were taken from to depth (0-10 cm and 15-25 cm) of each site, the numbers of soil samples for laboratory analysis were 108. Independent t-test and principle component analysis (PCA) was used to assess the difference between the measured properties at the burned and control sites. The results showed that aggregates stability coefficients (MWD and GMD) in the surface layer significantly reduced in 1 and 2 years after fire compared with control areas. Water dispersible clay (WDC) and bulk density significantly increased in surface layer of all burned areas compared with control areas. Saturation hydraulic conductivity significantly decreased in burned areas in 1, 2 and 3 years after. The results showed that annual fires occurs have meny negative effects on soil physical properties cause to shallow, low water retention capacity and high risk of erosion in semi steppe rangeland.
    Keywords: Fire, Hydrophobic soil, Soil physical properties, Multivariate, Semi steppe rangeland
  • A. Fallah Nosrat Abad, Sh. Shariati Pages 976-986
    The high cost of fertilizers in farming systems, soil pollution and degradation of soil are factors that caused to full use of available renewable nutrient sources of plant (organic and biological) with optimal application of fertilizers in order to maintain fertility, structure, biological activity, exchange capacity and water-holding capacity of the water in soil. Therefore, in recent years, according to investigators biofertilizers and organic farming as an alternative to chemical fertilizers has been drawn. Through this study, we examined the effects of triple superphosphate, organic matters and phosphate solubilizing microorganisms on quantitative and qualitative yield of wheat and nutrient uptake. The experiment was carried out in the factorial based on randomized complete block design. The factors were: 1-phosphate solubilizing bacteria in three levels including control, Pseudomonas Putida and Bacillus Coagulans bacteria, 2- triple superphosphate in five levels of 0, 25%, 50%, 75% and 100% and 3-organic matter in 2 levels of 0 and 15 ton/ha in the soil with high phosphorous accessibility (13 mg/kg soil) but lower than sufficient limit for plant 15 mg/kg soil). The results showed that the highest amount of yield has been recorded in Pseudomonas Putida bacteria treatment with organic matter and 25% phosphate fertilizer. As a result, at the conditions of this experiment phosphate solubilizing bacteria and organic matter significantly had higher yield than control and their combination with phosphate fertilizer had significant effect on reducing phosphate fertilizer use.
    Keywords: Bacillus, Biofertilizer, Organic matter, Pesuodomonas, Wheat
  • P. Mirhoseini Moosavi, A. Astaraei, A. Karimi, Gh. Karimi Pages 987-997
    Montmorillonite is the major mineral of Bentonite with many applications in industrial fields but some impurities decreases the quality of the bentonite. The main objective of this study was to investigate the suitable method for purification of Ghaen mine bentonite. A combination of methods was considered including wet sieving and sedimentation, centrifuge and ultrasound. The efficiency of purification methods was determined based on X-ray, particle size, cation exchange capacity (CEC) and ratio peak of the Quartz/Montmorillonite analysis before and after experiments. The results showed that such methods were efficient for preparing of the materials having high quantity of montmorillonite with less than 2 microns particle sizes. Cristobalite was the only mineral remained in samples, however many of particles were exempted from the samples. Cristobalite was the main impurity remained with montmorillonite. Chemical treatment is the only way for its complete removal. The results of this study revealed that by using easy, cheap and fast methods, it is possible for acceptable purification of bentonite.
    Keywords: Montmorillonite, Bentonite, Purification of Clay
  • R. Taghizadeh Mehrjerdi, A. Amirian Chekan, F. Sarmadian Pages 998-1010
    There is an increasing demand for reliable large-scale soil datato meet the requirements of models for planning of land-usesystems, characterization of soil pollution, and prediction ofland degradation. Cation exchangecapacity (CEC) is among the most important soil propertiesthat are required in soil databases. This paper applied a novel method for whole-soil profile predictions of CEC (to 1 m) across Dorudlocated in LorestanProvince. At present research, we combined equal-area spline depth functions with digital soil mapping techniques to predict the vertical and lateral variations of CEC across the study area where limited soil information exists (103 soil profiles). To model the relationship between CEC and environmental factors (i.e. Representative soil forming factors), derived from a digital elevation model and Landsat imagery, a regression tree was applied. Results indicated that some auxiliary data had more influence on the prediction model (i.e. B3 and modified catchment area). Our results also confirmed the regression tree model predicted target variable at the five specific depths with coefficient of determination of 0.84, 0.84, 0.84, 0.66, 0.27 and root mean square of 1.75, 1.84, 1.84, 2.11, and 2.16, respectively. Results showed a reasonable R2 in first four depths ranged from 0.66 to 0.84; while, it decreases to 0.27 in the last depth. Our results also confirmed that the regression tree as a predictive model, digital soil mappingtechniqueand equal area splinesare powerful tools to predict lateral and vertical variation of CEC.
    Keywords: Regression tree, Soil depth function, Digital soil mapping
  • The Comparison of Micromorphological properties of Saline - Sodic and Nonsaline-Nonsodic Soils around the Urmia Lake
    S. Chakherloo, Sh. Manafi, A. Heidari Pages 1011-1024
    In order to comparision of the micromorphic properties of saline-sodic and nonsaline-nonsodic soils in the west of Urmia Lake, four soil profiles (2profile in saline-sodic soils and 2profiles in nonsaline-nonsodic soils) were investigated. These profiles were described and sampled using standard methods. soil samples were used for physico chemical analysis and undisturbed and oriented samples were used for thin section preparation. Thin sections were studied using polarizing microscope in PPL and XPL lights. Thin sections studies showed that saline-sodic soils are structure less (apedal), and their voids are mostly vughs and channel and as a result, their, nonsaline-nonsodic soils are pedal with compound packing voids, vughs and planar voids and as a result, The b.fabric in these to group of soils is crystallitic. In saline sodic soils pedofeatures are illuvial clay coatings, salt accumulations including coatings and infillings of halite in channel and vughs. These pedofeatures were not seen in nonsaline-nonsodic soils. Organic coatings were seen as black colored films on peds and in some cases mixed with groundmass of saline-sodic soils.Calcium carbonate accumulations as nodules and coatings and nodules and coatings of iron and Mn oxides were seen in both saline-sodic and nonsaline-nonsodic soils.
    Keywords: Micromorphology, Saline, Sodic Soils, Urmia Lake
  • Kamal Nabiollahi, Ahmad Haidari, Rohollah Taghizade Mehrjardi Pages 1025-1036
    xture is an important soil physical property that governs most physical, chemical, biological, and hydrological processes in soils. Detailed information on soil texture variability is crucial for proper crop and land management and environmental studies. Therefore, at present research, 103 soil profiles were dogged and then sampled in order to prepare digital map of soil texture in Bijar, Kurdistan. Auxiliary data used in this study to represent predictive soil forming factors were terrain attributes, Landsat 7 ETM+ data and a geomorphologic surfaces map. To make a relationship between the soil data set (i.e. Clay, sand and silt) and auxiliary data, regression tree (RT) and artificial neural network (ANN) were applied. Results showed that the RT had the higher accuracy than ANN for spatial prediction of three parameters. For the clay fraction, determination of coefficient (R2) and root mean square root (RMSE) calculated for two models were 0.46, 0.81 and 17.10, 12.50, based on validation data set (20%). Our results showed some auxiliary variables had more influence on predictive soil class model which included: geomorphology map, wetness index, multi-resolution index of valley bottom flatness, elevation, slope length, and B3. In general, results showed that decision tree models had higher accuracy than ANN models and also their results are more convenient for interpretation. Therefore, it is suggested using of decision tree models for spatial prediction of soil properties in future studies.
    Keywords: Auxiliary data, Spatial variation, Digital soil mapping
  • N. Ahmadi Baseri, A. Shirvani, M.J. Nazemosadat Pages 1037-1047
    In this study, the artificial neural networks (ANNs) and regression models were used to downscale the simulated outputs of the general circulation models (GCMs). The simulated precipitation for 25.18 º N to 34.51 º N and 45 º E to 60 º E, geopotential height at 850 mb and zonal wind at 200 mb for 12.56° N to 43.25° N and 19.68° E to 61.87° E data sets as the predictors were extracted from ECHAM5 GCM for the period 1960-2005. The observed monthly precipitation data of Abadan, Abadeh, Ahwaz, Bandar Abbas, Bushehr, Shiraz and Fasa stations as the predictand were extracted for the period 1960-2005. The principal components (PCs) of the simulated data sets were extracted and then six PCs were considered as the input file of the ANN and multiple regression models. Also the combinations of the simulated data sets were used as the input file of these models. The periods 1960-2000 and 2001-2005 were considered as the train and test data in the ANN, respectively. The Pearson correlation coefficient and normalized root mean square error results indicated that ANN predicts precipitation more accurate than multiple regression. For the monthly time scale, the geopotential height is the best predictor and for the seasonal time scale (winter) the simulated precipitation is the best predictor in ANN based standardized precipitation principal components.
    Keywords: Precipitation, Across Southern Iran, Downscaling, Artificial Neural Networks, General Circulation Model
  • M. Ghamghami, J. Bazrafshan Pages 1048-1060
    Today, there arevarious statistical models for the discrete simulation of the rainfall occurrence/non-occurrence with more emphasizing on long-term climatic statistics. Nevertheless, the accuracy of such models or predictions should be improved in short timescale. In the present paper, it is assumed that the rainfall occurrence/non-occurrence sequences follow a two-layer Hidden Markov Model (HMM) consist of a hidden layer (discrete time series of rainfall occurrence and non-occurrence) and an observable layer (weather variables), which is considered as a case study in Khoramabad station during the period of 1961-2005. The decoding algorithm of Viterbi has been used for simulation of wet/dry sequences. Performance of five weather variables, as the observable variables, including air pressure, vapor pressure, diurnal air temperature, relative humidity and dew point temperature for choosing the best observed variables were evaluated using some measures oferror evaluation. Results showed that the variable of diurnal air temperatureis the best observable variable for decoding process of wet/dry sequences, which detects the strong physical relationship between those variables. Also the Viterbi output was compared with ClimGen and LARS-WG weather generators, in terms of two accuracy measures including similarity of climatic statistics and forecasting skills. Finally, it is concluded that HMM has more skills rather than the other two weather generators in simulation of wet and dry spells. Therefore, we recommend the use of HMM instead of two other approaches for generation of wet and dry sequences.
    Keywords: HMM, Decoding, Wet, Dry Spells, Prediction
  • N. Hasanalizadeh, A. Mosaedi, A.R. Zahiri, M. Babanezhad Pages 1061-1071
    Characteristics of precipitation and the regionalization major role in the efficient use of water resources and soil and management of environmental hazards. Regionalization of rainfall can help to better use of water resources and to correct manage of environmental hazards. According to the analysis of climate phenomena such as precipitation, all data should be related to a homogeneous region, on the basis in this study, homogenous regions using data from long-term annual precipitation in Golestan province and the appropriate number of stations determined using the newer methods. Precipitation monthly data from 29 rain-gauge stations and evaporation poll in Golestan province from 1361 to 1391 were used to testing of homogeneity, the random and outlier data that 25 stations remained. Then using Wards hierarchicalclustering and with different variables was evaluated segmentation varies. Clustering in two clusters have higher average silhouette 0.48, accordingly, the province was divided into two regions. Homogeneity investigated by heterogeneity test for each region. according to investigations was performed by L- moments coefficient of skewness (τ_3^R) was smaller 0.23, The result Hosking and Wallis test was used to examine the homogeneity region. For this two region, the test statistic H11>, which is confirmed by the homogeneity of the two areas, Finally was divided into two regions. The high correlation coefficient between stations in each cluster and low correlation coefficient between two different cluster is another reason for separation of areas from each other.
    Keywords: Classification, Cluster analysis, L, moment, Golestan province
  • Formation of Heavy Precipitations in Southwestern Part of Iran and its Association with the Madden-Julian Oscillation
    S.M.J. Nazemosadat, K. Shahgholian Pages 1072-1083
    The aim of this study is to assess some synoptic characteristics of heavy precipitations in southwestern parts of Iran and evaluate the relationship between them with the Madden-Julian Oscillation (MJO). Research is conducted with regard to distribution of precipitation per month and identifying their steam sources. Daily records of the November-April precipitation data in Abadan, Ahwaz, Bandar-Abbas, Bushehr, Shahr-e-kord and Shiraz stations for the 1975- 2011 period are collected as well as same panel data for Yasuj station from 1990 to 2011. Rainfall data are sorted in descending order and precipitation values that were fallen within the 5% and 10% of highest records are categorized as the heavy precipitation. The most frequent precipitations occurred in January, February and December. The most frequent heavy precipitations in Ahwaz, Bandar-Abbas, Bushehr, Shahr-e-kord and Shiraz stations occurred in phase 8, while in Abadan station occurred in phases 7 and 8. Apparently, due to the short duration precipitations data at Yasuj station, the most frequent heavy precipitation observed in phase 2.Synoptic maps show that harmonized with eastward movement of convective precipitation in Indian or pacific oceans.Heavy precipitation forms in the west region of Iran and moves toward southwest and south Central of Iran and then appears to Afghanistan.Formation of a cyclonic circulation that encompasses the Mediterranean Sea, Red Sea and Persian Gulf plays an important role for moisture supplement of these storm activities. The synoptic maps have indicated that main sources of these heavy rainfalls are moisture produced at the Arab sea and western parts of the Indian Ocean.
    Keywords: Iran, MJO, Persian Gulf, Precipitation, Vector winds