هدایت هیدرولیکی اشباع و غیراشباع خاک، پارامتر توزیع اندازه خلل و فرج و درصد جریان عبوری از منافذ، پارامترهای مهم هیدرولیکی برای درک برخی از جنبه های جریان رطوبت در خاک غیراشباع می باشند که به چگونگی ساختمان خاک مرتبط هستند. فعالیت های بیولوژیکی، عملیات کشاورزی، اقلیم و عوامل دیگری که بر ساختمان خاک تأثیر می گذارند موجب تغییر در خصوصیات هیدرولیکی خاک می شوند. به منظور بررسی این تغییرات، اندازه گیری های صحرایی، آزمایشات توسط یک دستگاه نفوذسنج دیسک مدل 2805d20k1 به شعاع 10 سانتیمتر، در پتانسیل های ماتریک 15-، 10-، 6-، 3- و صفر سانتیمتر در یک فصل رشد گیاه گندم (رقم چمران) شامل پنج مجموعه زمانی از آبان سال 1391 تا اردیبهشت سال 1392 در اراضی کشاورزی دانشگاه شهید چمران انجام گردید. بافت خاک منطقه مورد مطالعه لومی بود. به دلیل استفاده از یک نفوذسنج دیسک در چندین مکش متوالی، از روش تحلیل لوگسدن و جینیز جهت تحلیل سرعت های نفوذ پایدار اندازه گیری شده صحرایی استفاده شد. آزمایش در قالب یک طرح کاملاً تصادفی با پنج تیمار و در سه تکرار متوالی اجرا شد. داده های حاصل از اندازه گیری ها با نرم افزار آماری spss 16 تجزیه واریانس شده و میانگین ها با آزمون lsd مقایسه شدند. میانگین مقادیر (α) در زمان های 1 الی 5 و به روش رگرسیون غیرخطی به ترتیب برابر با 24/0، 20/0، 18/0، 28/0 و 30/0 (1/cm) و میانگین مقادیر هدایت هیدرولیکی در مکش 15- سانتیمتر در زمان های 1 الی 5 به ترتیب برابر با 19/0، 15/0، 13/0، 20/0 و 13/0 (cm/hr)، تخمین زده شد. نتیجه واریانس سهم جریان در محدوده های منافذ آبگذر نشان داد به جز محدوده منافذ ماکروپور، سایر محدوده های منافذ، تغییری با زمان نداشتند. همچنین نتایج آنالیز واریانس مقادیر هدایت هیدرولیکی غیراشباع (بجز در پتانسیل ماتریک 15- سانتیمتر) و مقادیرα اختلاف آماری معنی داری را در سطح 5% نشان داد. مقادیر متوسط هدایت هیدرولیکی در پتانسیل ماتریک 15- تغییرات معنی داری را نشان نداد. مقادیر هدایت هیدرولیکی از ابتدا تا اواسط کشت روند کاهشی داشت. بارندگی های صورت گرفته در فواصل کوتاه و آبیاری های انجام شده و چرخه های خشک و مرطوب شدن همراه آن در این مجموعه زمانی، موجب فروریختن خاک دانه ها و افزایش توأم در چگالی ظاهری خاک شد. تراکم خاک موجب تخریب ساختمان خاک، کاهش ضریب نفوذپذیری خاک نسبت به آب و هوا و در نتیجه کاهش هدایت هیدرولیکی گردید. در اواخر فصل کشت نیز با تکمیل دوره رشد و توسعه ریشه های گیاه و افزایش درجه حرارت، افزایش معنی دار مقادیر هدایت هیدرولیکی با زمان مشاهده گردید.

استفاده از پوشش های مصنوعی در کشورهای اروپایی، آمریکا و همچنین در مصر رایج شده و با توجه به نتایج بسیار امیدوار کننده کاربرد آنها، استفاده از این قبیل پوشش ها در کشور ما نیز مورد توجه جدی قرار گرفته است. در سال 1371 در مزرعه آزمایشی شرکت توسعه نیشکر و صنایع جانبی این نوع پوشش ها مورد استفاده قرار گرفتند، اما به دلیل عدم تکمیل آزمایشات، ارائه نتایج روشنی میسر نگردید. به طور کلی هدف از این تحقیق بررسی و ارزیابی فنی اجرای سیستم زهکشی زیرزمینی در کشت و صنعت سلمان فارسی با به کارگیری دو نمونه از پوشش های زهکش های زیرزمینی شامل شن و ماسه و پوشش مصنوعی پلی پروپلین با شاخص منافذ 450 میکرون، بوده است. برای نیل به هدف فوق الذکر مزارع r-12-19و r-12-17 (زون چهار) در کشت و صنعت سلمان فارسی، انتخاب شدند. و در آن ها بررسی های زیر انجام گردید:1- بررسی عملکرد سیستم های زهکشی زیرزمینی بر نوسانات سطح ایستابی، شوری خاک، کنترل سطح ایستابی 2- بررسی پارامترهای طراحی 3-ارائه شاخص هایی جهت ارزیابی فنی پوشش های به کاررفته در سیستم زهکشی زیرزمینی. روش اجرای تحقیق به این شکل بوده که، عملکرد پوشش شن و ماسه با پوشش مصنوعی، مقایسه شدند. در این تحقیق در هر مزرعه یک لترال انتخاب شده و چاهک های مشاهداتی لازم برای اندازه گیری مقاومت هیدرولیکی، منحنی سطح ایستابی و سایر پارامتر مورد نیاز، روی زهکش ها و در بین دو خط زهکش در فواصل،25/.، 5/.، 75/. از طول لترال نصب گردید اند. نتایج به دست آمده از هر یک از این شاخص ها به این ترتیب بوده است که شاخص rgwd درمزرعه آزمایش با پوشش مصنوعی 8/0و در مزرعه آزمایشی با پوشش شن و ماسه01/1 بوده که نشان دهنده عملکرد خوب هر دو سیستم بوده است. شاخص sei برای هر دو پوشش منفی شد و این نشان دهنده خروج نمک از پروفیل خاک است .شاخص rec که در مزرعه آزمایشی با پوشش شن و ماسه 49/1و در مزرعه دوم با پوشش مصنوعی 68/2 بوده است و عملکرد پوشش شن و ماسه بهتر بوده است. اما نتایج عملکرد فیلتراسیون زهکش ها به این ترتیب بوده است که راندمان تخلیه، مقاومت ورود جریان و ثابت تجمعی مقاومت ورود جریان برای پوشش مصنوعی به ترتیب44/0 74/0 و95/1 بوده و نتایج اینن شاخص ها برای پوشش شن و ماسه 035/0 ، 48/0و 37/0بوده است. پس از بررسی و جمع بندی نتایج به دست آمده در ارزیابی های مختلف نشان داد که عملکرد پوشش مصنوعی مشابه پوشش شن و ماسه بوده و می توان به عنوان جایگزین پوشش شن و ماسه از پوشش مصنوعی اسفاده کرد.

زهکشی اراضی از اقداماتی است که علاوه بر افزایش عملکرد اراضی کشاورزی، استفاده پایدار از این اراضی را نیز تضمین می کند. از مسائل و مشکلات اصلی طرح های زهکشی می توان به هزینه نسبتاً بالای این طرح ها، تولید حجم زیاد زه آب، تهدید کیفیت منابع آبی پائین دست، هزینه بالای دفع زه آب و اثرات سؤ زیست محیطی ناشی از دفع زه آب اشاره کرد. عمق نصب زهکش های زیرزمینی از عوامل مهم و موثر در عملکرد سیستم های زهکشی و اثرات زیست محیطی این طرح ها می باشد. در مناطق با آب های شور کم عمق، مانند شرایطی که در خوزستان وجود دارد، افزایش عمق نصب زهکش ها می تواند به افزایش حجم زه آب خروجی از زهکش های زیرزمینی و همچنین منجر به بدتر شدن کیفیت زهاب، به علت شوری بسیار بالای آب زیرزمینی، شود. کاهش عمق نصب زهکش ها نیز پیامد های مختلفی را مانند ماندابی، تجمع نمک در ناحیه ریشه گیاه و کاهش عملکرد گیاه در پی خواهد داشت. با توجه به مسائل فوق و اثرات پیچیده عمق نصب زهکش ها بر روی عملکرد گیاه، ضروری است تا در انتخاب عمق نصب زهکش ها حالت بهینه تعیین گردد. در طی این تحقیق ارزیابی های لازم برای تعیین عمق بهینه بین دو زهکش ، یکی با عمق کم(5/1-2/1)متری و دیگری با عمق زیاد(2/2-8/1)متری در کشت و صنعت سلمان فارسی صورت پذیرفت. به منظور کنترل سطح ایستابی توسط هر یک از زهکش ها شاخص rgwd مورد ارزیابی قرار گرفت. مقدار بهینه این شاخص 1 می باشد،مقادیر 23/1 برای زهکش عمیق و 07/1 برای زهکش کم عمق بدست آمد که به وضوح بیانگر عملکرد بهتر زهکش کم عمق در کنترل سطح ایستابی می باشد. در طی آبشویی مزارع، شوری نسبی پروفیل خاک در مزرعه عمیق از ds/m (96/3) به ds/m (3/2) تقلیل یافته است در حالی که در زهکش کم عمق این میزان از 6/10 به 41/5 ds/m رسیده است. این نکته بیانگر خروج بهتر نمک در طی فرایند آبشویی از پروفیل خاک در مزرعه با زهکش کم عمق می باشد. در طی بررسی های انجام شده، زهکش کم عمق به لحاظ عملکرد نتیجه مطلوب تری را بدست می دهد.

یکی از اثرات خشک سالی های اخیر کاهش دبی آب های سطحی بوده که باعث افزایش شوری آب، افزایش آلودگی و ... گردیده است. در استان خوزستان کشت و صنعت های نیشکر مساحت زیادی را به خود اختصاص داده اند و تمام نیاز آبی خود را از آب رودخانه کارون تامین می نمایند. از هفت شرکت کشت و صنعت نیشکر، پنج شرکت در جنوب اهواز بوده، جایی که شوری آب به حداکثر مقدار خود می رسد، که قطعا با مشکلات متعددی از نظر کمیت و کیفیت آب آبیاری مواجه بوده و خواهند شد. لذا با لحاظ این موارد تحقیق حاضر به منظور بررسی اثرات استفاده از زه آب به عنوان آب آبیاری بر عملکرد نیشکر و اجزا آن، مدل سازی ریاضی واکنش نیشکر به شوری آب آبیاری، بررسی و تعیین بهترین مدل جذب آب در شرایط شوری، تعیین اثر شوری عصاره اشباع خاک بر عملکرد، بررسی توزیع شوری و املاح در پروفیل خاک، تعیین روابط و میزان همبستگی درصد نیتروژن و مقدار کلروفیل پهنک برگ نیشکر به تفکیک واریته، مطالعه توزیع ریشه در سطوح مختلف شوری برای سه واریته نیشکر، تعیین روابط پارامترهای کیفی شربت نیشکر با شوری آب آبیاری، آنالیز حساسیت، کالیبراسیون و صحت سنجی مدل saltmed انجام شد. این طرح در سال 87-1386 در مرکز تحقیقات شرکت کشت و صنعت نیشکر اجرا گردید. در تحقیق حاضر چهار سطح شوری آب آبیاری (آب معمول منطقه، آب با هدایت الکتریکی های 3، 4/5 و 6 دسی زیمنس بر متر) به عنوان تیمارهای اصلی و سه واریته (cp48-103، cp57-614 و irc99-01) به عنوان تیمارهای فرعی در چهار تکرار در قالب طرح کاملا تصادفی مورد مطالعه قرار گرفت. طرح در زمینی به مساحت تقریبی 1000 مترمربع که به کرت هایی به ابعاد 4*48/5 متر تقسیم شده بود، انجام شد. بافت غالب خاک مزرعه شنی رسی لومی، از نظر زهکشی دارای زهکشی طبیعی و با توجه به اندازه گیری های سطح آب چاهک مشاهداتی احداث شده در مزرعه طی تحقیق، زمین فاقد مشکل از نظر سطح ایستابی شناخته شده، لذا تنها عامل اثر گذار بر رشد نیشکر را می توان شوری آب آبیاری دانست. سه سطح آب آبیاری 3، 4/5 و 6 دسی زیمنس بر متر از اختلاط زه آب شرکت کشت و صنعت امیرکبیر با آب رودخانه تهیه و آب معمول منطقه نیز آب رودخانه بود. پس از کشت نیشکر در شهریور 1386 تا اسفند 1386 مراحل داشت مانند شرکت های کشت و صنعت نیشکر انجام شد. به عبارت دیگر مراحل رشد ابتدایی و توسعه بدون تنش سپری گردید. از فروردین 1387 تا پایان مهر ماه 1387 تیمارهای شوری آب آبیاری اعمال گردید و به طور تصادفی نسبت به زمان قبل از آبیاری نمونه برداری از خاک تا عمق 90 سانتی متری به فواصل هر 30 سانتی متر انجام و در آزمایشگاه هدایت الکتریکی عصاره اشباع خاک، اسیدیته، سدیم، پتاسیم، کلسیم، منیزیم، کلر، سولفات و بی کربنات اندازه گیری شد. از ابتدا آبان 1387 تا ابتدا دی ماه 1387 قطع آب و فرصت قندسازی به نیشکر داده و در هفته اول دی ماه برداشت انجام شد. پس از برداشت میزان عملکرد به صورت محصول تولیدی، میزان نی تولیدی و ارتفاع نی اندازه گیری و شربت نیشکر مورد آنالیز کیفی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که با افزایش هدایت الکتریکی آب آبیاری میزان عملکرد محصول، عملکرد نی، ارتفاع، درصد پل، بریکس، درصد خلوص، درصد شکر زرد و میزان ساکاروز کاهش می یابد. هم چنین مشخص شد که واریتهirc99-01 به ازا سطوح مختلف شوری کاربردی بیشترین میزان محصول تولیدی را داشته و پس از آن به ترتیب واریته های cp57-614 و cp48-103 قرار دارند. واکنش واریته های مورد مطالعه به نسبت کیفیت و هدایت الکتریکی شربت نیز مشابه و به صورت افزایش به ازا افزایش هدایت الکتریکی آب آبیاری می باشد. سه واریته مورد مطالعه نسبت به مقدار یون های کلسیم، منیزیم، سدیم، پتاسیم و کلر با افزایش شوری آب آبیاری واکنش های مختلف نشان داده اند که می توان آن را به فیزیولوژی گیاهی مرتبط دانست. در تحقیق حاضر یکی از اهداف تعیین تابع تولید بهینه بود که به دین منظور تابع بهینه تولید مشخص شد. نتایج نشان دادند که توابع درجه سه، دو و خطی در رتبه های اول تا سوم برای سه واریته مورد مطالعه قرار دارند. بررسی مدل های جذب آب در شرایط شوری نشان دادند که مدل ماس و هافمن بهترین جواب ها را برای نیشکر و سه واریته مورد مطالعه ارائه داده است. به منظور مطالعه وضعیت ریشه سه واریته مورد مطالعه، بعد از برداشت ترانشه حفر گردید و ملاحظه شد که واریته cp48-103 بیشترین توزیع افقی و عمودی ریشه را دارد و پس از آن واریته های cp57-614 و irc99-01 قرار دارند. ضمنا با افزایش شوری توزیع افقی و عمودی ریشه کاهش یافته است. بررسی وضعیت کیفی شربت نیشکر تولیدی در ارتباط با سطوح شوری آب آبیاری به کار رفته به تفکیک واریته نشان دهنده کاهش عواملی چون؛ بریکس، پل، درصد خلوص شربت، منیزیم و پتاسیم با افزایش هدایت الکتریکی آب آبیاری می باشد. از طرف دیگر مقدار هدایت الکتریکی، کلسیم، سدیم و کلر شربت نیشکر با افزایش هدایت الکتریکی آب آبیاری افزایش یافته است. نتایج بررسی هدایت الکتریکی عصاره اشباع خاک نشان داد که با افزایش عمق هدایت الکتریکی عصاره اشباع خاک کاهش یافته است. هم چنین توزیع شوری در چهار سطح شوری این تحقیق تقریبا یکسان می باشد. با گذشت زمان شوری در پروفیل خاک افزایش یافته است. در تحقیق انجام شده با توجه به بررسی های به عمل آمده، مدل saltmed با هدف صحت سنجی نتایج انتخاب شد. به منظور استفاده از یک مدل کامپیوتری در تحقیقات (صحت سنجی و کاربرد)می بایست دو مرحله آنالیز حساسیت و کالیبراسیون مدل با استفاده از داده های منطقه ای انجام شود. آنالیز حساسیت مدل کامپیوتری saltmed با استفاده از داده های سال زراعی 84-1383 شرکت کشت و صنعت نیشکر فارابی (cp57-614 پلنت) انجام شد. نتایج نشان دادند که مدل نسبت به کلیه پارامترهای بررسی شده (درجه حرارت حداقل و حداکثر، سرعت باد، ساعات روشنایی، بارندگی، رطوبت نسبی، فاکتور پایداری مدل، فاکتور سطح خیس شده، میزان آب آبیاری، شوری آب آبیاری، دور آبیاری، حداکثر عمق ریشه، حداکثر ارتفاع گیاه، شاخص برداشت، ضریب انعکاس گیاهی، میزان نیتروژن و ضریب انعکاس خاک) به جز ضریب انعکاس گیاهی که دارای حساسیت کم بوده، دارای حساسیت متوسط می باشد. کالیبراسیون مدل با استفاده از داده های سال های زراعی 85-1384 و 86-1385 شرکت کشت و صنعت نیشکر دعبل خزاعی بر ضرایب گیاهی واحد و دوتایی انجام شد. با هدف شبیه سازی عملکرد نیشکر داده های مربوط به سه واریته مورد مطالعه به مدل وارد، سپس نتایج شبیه سازی عملکرد و مقادیر اندازه گیری شده به تفکیک واریته و سطوح شوری کاربردی مورد ارزیابی آماری قرار گرفتند. نتایج عملکرد شبیه سازی شده سه واریته مورد مطالعه به وسیله مدل نشان دادند که مدل برآوردی بیش از مقدار اندازه گیری شده ارائه می دهد. هم چنین از آن جایی که یکی از قابلیت های مدل saltmed شبیه سازی حرکت املاح در خاک می باشد، میزان شوری اندازه گیری و شبیه سازی شده به وسیله مدل مقایسه گردید. نتایج بیانگر همبستگی مناسب بین مقادیر اندازه گیری و شبیه سازی شده می باشند. در کل بررسی ها نشان دادند که مدل saltmed توانایی مناسبی جهت شبیه سازی پروفیل شوری در خاک داشته و مقدار شوری خاک را بیش از مقدار واقعی برآورد می نماید. که از این بابت می توان میزان زیادی برآورد را به عنوان یک فاکتور ایمنی در مدیریت آبیاری دانست.