در حال حاضر کشاورزی تکیه گاه مهم امنیت غذایی و حیات اقتصادی کشور می باشد. در این میان آب به عنوان مهمترین و محدودترین عامل تولید از اهمیت زیادی برخوردار می باشد. تهیه برنامه های آبیاری صرفاً بر اساس آزمایش های مزرعه ای دشوار، زمان بر و همراه با هزینه بسیار است. لذا مدل هایی که اثرات مقادیر مختلف آب بر عملکرد محصول را به صورت کمی شبیه سازی می کنند، ابزارهایی مفید در مدیریت آب در سطح مزرعه و بهینه سازی کارایی مصرف آب می باشند. مدل aquacrop که اخیراً توسط فائو بسط داده شده است، عملکرد محصول را بر اساس آب قابل استفاده تحت شرایط مختلف از جمله کم آبیاری شبیه سازی می کند. یک سیستم آبیاری بارانی تک شاخه ای تحت سطوح مختلف آب آبیاری و نیتروژن در طی دو فصل کشت برای سویا در مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان گلستان اجرا شد. در این مطالعه با استفاده از مدل aquacrop، شبیه سازی عملکرد، بیوماس، پوشش گیاهی، تبخیر و تعرق، درصد رطوبت خاک و کارایی مصرف آب سویا در تیمارهای مختلف آب آبیاری و نیتروژن مورد بررسی قرار گرفت. با کاهش مقدار آب آبیاری و نیتروژن، خطای شبیه سازی افزایش یافت ولی نتایج شبیه-سازی در محدوده قابل قبولی بود. مقدار پوشش گیاهی شبیه سازی شده تقریباً مشابه با مقدار پوشش گیاهی واقعی از زمان کاشت تا زمان گلدهی گیاه بود. افزایش اختلاف بین مقدار پوشش گیاهی شبیه سازی شده و مقدار واقعی، بعد از زمان گلدهی مشاهده شد که می تواند به علت افزایش دمای هوا و در نتیجه پیری سریع تر پوشش گیاهی و کاهش پوشش گیاهی باشد. مقدار بیوماس تجمعی شبیه سازی شده توسط مدل aquacrop برای سطوح نیتروژن 100 و 80 درصد نیتروژن کاربردی، از دوره گلدهی تا انتهای فصل کمتر از مقدار واقعی تخمین زده شد. برای سطوح زیاد آب آبیاری و نیتروژن، خطای قابل توجهی در شبیه سازی وجود نداشت. با استفاده از مدل می توان مقادیر بهینه مصرف آب برای حصول حداکثر wue را تعیین نمود. حداکثر مقدار kc اندازه گیری شده در سال 1389 و 1390 به ترتیب برابر با 18/1 و 15/1 به دست آمد. مقدار kc شبیه سازی شده در سال 1389 و 1390 به ترتیب برابر با 15/1 و 12/1 به دست آمد. برای بررسی ضریب واکنش (ky) سویا نسبت به آب، مقادیر افت نسبی عملکرد نسبت به مقادیر افت نسبی تبخیر و تعرق رسم شد. در همه تیمارهای نیتروژن، ضریب واکنش عملکرد برای تمام دوره رشد کمتر از واحد است. بررسی مقایسه ای سه تیمار نیتروژن (میانگین دو ساله) نشان داد که تیمار n1 (نیتروژن کامل) نسبت به آب در مقایسه با دو تیمار دیگر نیتروژن، چون ky آن از همه بزرگتر می باشد (85/0 در مقابل 68/0 و 63/0)، دارای حساسیت بیشتری است. نتایج نشان داد که مقدار ky سویا برابر 85/0 است و مدل می تواند با درصد خطای قابل قبولی (کمتر از 10 درصد)، مقدار ky را پیش بینی کند. برای تخمین تابع تولید آب-نیتروژن از شکل های تابعی خطی ساده، کاب داگلاس، درجه دوم و متعالی استفاده شد. با مقایسه ضرایب و خطای استاندارد مشخص شد که از نظر خوبی برازش، تابع متعالی نسبت به سایر توابع بهتر است. بنابراین در تحلیل نتایج از مدل متعالی به عنوان تابع تولید سویا تحت شرایط تنش آب- نیتروژن استفاده شد. مقایسه سناریوهای مختلف کم آبیاری و نیتروژن نشان داد که گیاه سویا به تنش آب در مقایسه با تنش نیتروژن، حساسیت بیشتری نشان داد. به طور مثال اگر میزان آب کاربردی، 65 درصد کاهش یابد، میزان عملکرد به طور متوسط 3/57 درصد کاهش می یابد ولی اگر میزان نیتروژن کاربردی، 65 درصد کاهش یابد، میزان عملکرد به طور متوسط 6/15 درصد کاهش می یابد. با توجه به نتایج این پژوهش، می توان از مدل aquacrop به-عنوان یک ابزار مناسب و با قابلیت های مختلف جهت بهبود مدیریت آب و نیتروژن استفاده نمود.

بخش کشاورزی با 93 درصد بزرگترین و مهمترین مصرف کننده آب در کشور به شمار می رود. یکی از روش های جدید آبیاری که به سرعت رو به گسترش است، روش آبیاری قطره ای می باشد که راندمان توزیع آب آن در سطح مزرعه و در شرایط اجرایی خوب تا حدود 95 درصد نیز می رسد. به دلیل محدودیت منابع آب، تأکید بسیار زیادی بر استفاده موثر تر از منابع آب حاضر و استفاده از آب های تلف شده و آب های شور و لب شور برای آبیاری می شود. لذا برای داشتن یک کشاورزی موفق لازم است فرایند شوری تحت کنترل در آید. برای اصلاح آب و خاک می توان از روش مغناطیسی کردن آب استفاده کرد. آب مغناطیسی با عبور آب از میان یک آهنربای دائمی (مغناطیس پایدار) قوی مستقر روی خط لوله به وجود می آید. این مطالعه در ایستگاه تحقیقات گرگان وابسته به مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان گلستان انجام شد. در این تحقیق توزیع رطوبت و تجمع املاح در خاک در آبیاری قطره ای مورد بررسی قرار گرفت. تیمارها شامل دو تیمار آبیاری (آب مغناطیسی و آب غیر مغناطیسی) به عنوان عامل اصلی و سه تیمار غلظت املاح (آب چاه، 200 و 400 میلی گرم در لیتر کربنات کلسیم) به عنوان عامل فرعی بود. طرح آزمایشی به صورت کرت دو بار خرد شده در قالب بلوک کامل تصادفی و با سه تکرار انجام شد. جهت تعیین نیم رخ رطوبت خاک اطراف قطره چکان ها، در پنج مرحله زمانی و جهت تعیین نیم رخ شوری خاک اطراف قطره چکان ها در مرحله زمانی ابتدا و انتهای اعمال تیمارها از خاک نمونه برداری شد. نمونه ها از اطراف قطره چکان ها به فاصله افقی صفر، 25 و 50 سانتی متر و فاصله عمودی صفر، 20، 40 و 60 سانتی متر از سطح خاک برداشت شدند. نتایج نشان داد که آبیاری با آب مغناطیسی نسبت به آبیاری معمولی، باعث افزایش میزان رطوبت خاک به میزان 2 تا 8 درصد در موقعیت های مختلف از قطره چکان شد و این اثر در سطح احتمال 1 درصد معنی دار شده است. توزیع زمانی رطوبت خاک نشان داد که اثر نوع آب آبیاری بر اختلاف رطوبت خاک روزهای اول و دوم پس از آبیاری به غیر از لایه سطحی خاک و فاصله 50 سانتی متر از قطره چکان، در موقعیت های دیگر در سطح احتمال 1 درصد معنی دار شد. همچنین اثر نوع آب آبیاری بر اختلاف رطوبت خاک روزهای دوم و سوم پس از آبیاری در اکثر موقعیت ها معنی دار شد. در کنار قطره چکان ها مقدار رطوبت خاک بیشتر بوده و باعث شسته شدن املاح شده و در دورترین فاصله از قطره چکان ها، رطوبت خاک کمترین مقدار را داشته و باعث تجمع بیشتر املاح شده است. به طوری که در کنار قطره چکان، مقدار هدایت الکتریکی از سطح خاک تا عمق خاک روند افزایشی و در فاصله 50 سانتی متر از قطره چکان، تا اعماق خاک روند کاهشی را نشان داد. اثر نوع آب آبیاری بر میزان هدایت الکتریکی خاک در سطح احتمال 1 درصد معنی دار شد به طوری که آبیاری با آب مغناطیسی باعث کاهش میزان هدایت الکتریکی خاک به میزان 21 تا 36 درصد نسبت به آبیاری معمولی شده است. کاهش میزان املاح در تیمارهای آبیاری مغناطیسی نسبت به تیمارهای آبیاری غیر مغناطیسی، در انتهای فصل بیشتر از ابتدای فصل بوده است. اثر غلظت املاح آب آبیاری نیز در تمامی موقعیت ها در سطح احتمال 1 درصد معنی دار شد به طوری که بیشترین مقدار هدایت الکتریکی در فاصله 50 سانتی متر از قطره چکان ها و در سطح خاک مشاهده شد. اثر زمان بر میزان هدایت الکتریکی خاک در کنار قطره چکان تا اعماق خاک معنی دار نشد ولی در موقعیت های دیگر نسبت به قطره چکان در سطح احتمال 1 درصد معنی دار شد. آبیاری با آب مغناطیسی در برخی از موقعیت ها نسبت به قطره چکان، باعث افزایش اسیدیته خاک و در برخی دیگر باعث کاهش در میزان اسیدیته خاک شده است و این تأثیرات روند منظمی نسبت به عمق نداشت. نتایج این تحقیق نشان می دهد که آبیاری مغناطیسی با صرفه جویی در مقدار آب مصرفی و برطرف نمودن مشکل شوری خاک ها، قابل توصیه برای استفاده در بخش کشاورزی می باشد.