شبکه های عصبی مصنوعی و توابع انتقالی رگرسیونی دو روش مدل سازی هستند که می توانند با استفاده از برآورد خصوصیات دیر یافت خاک از متغیرهای زودیافت، هزینه و زمان لازم برای اندازه گیری مستقیم خصوصیات هیدرولیکی خاک را کاهش دهند. در این پژوهش50 نمونه خاک با بافت متوسط از قسمتی از منطقه خزری استان گیلان بردشت شد. متغیرهای کربن آلی، جرم مخصوص ظاهری، فراوانی نسبی ذرات خاک، میانگین و انحراف معیار هندسی قطر ذرات، رطوبت اشباع خاک ، رطوبت در مکش 33/0 اتمسفر و رطوبت در مکش 15 اتمسفر به عنوان متغیرهای مستقل و هدایت هیدرولیکی اشباع به عنوان متغیر وابسته تعیین شدند. سپس سه الگوی ورودی از متغیرهای زودیافت تعیین شد الگوی اول شامل درصد رس، جرم مخصوص ظاهری و درصد کربن آلی ، الگوی دوم شامل انحراف معیار.....

در سال های اخیر تشدید خشکسالی و احداث سدهای پرشمار در بالادست حوزه آبریز سفیدرود موجب کاهش آبدهی رورخانه سفیدرود به عنوان اصلی ترین منبع تامین آب اراضی شالیزاری در استان گیلان شده است. در چنین شرایطی تولید برنج به رویکرد مدیریتی مناسب برای بهینه سازی مصرف آب در اراضی شالیزاری وابسته است. در این پژوهش تلاش شده است با هدف حداکثرسازی بهره وری آب مصرفی در اراضی شالیزاری، دو مدل بهینه یابی مدیریت آبیاری تناوبی با دور آبیاری ثابت در طول فصل رشد و دور آبیاری متناسب با فیزیولوژی مراحل مختلف رشد برنج رقم هاشمی، با تلفیق مدل شبیه سازswap و روش حل الگوریتم ژنتیک ارائه شود. برای این منظور مدل شبیه سازswap نسبت به داده های صحرایی اراضی شالیزاری رشت در سال 1386 یرای برنج رقم هاشمی در دوره های آبیاری 0 و 8 روز واسنجی شد. به دلیل تاثیرگذاری برخی پارامترهای گیاهی در شبیه سازی فرآیند رشد و توسعه، این پارامترها به عنوان ضرایب واسنجی از طریق مدل تخمین پارامتر pest در دوره های مختلف آبیاری تعیین شدند. سپس براساس ضرایب واسنجی دوره های آبیاری 0 و 8 روز، اعتبار سنجی مدل شبیه ساز برای مدیریت آبیاری با دوره تناوب 5 روز انجام پذیرفت. پس از اعتبارسنجی و اطمینان از دقت شبیه سازی مدل، با استفاده از روش حل الگوریتم ژنتیک به تعیین مقادیر بهینه متغیرهای تصمیم مدل های بهینه یابی اقدام شد. در مدل های بهینه یابی آبیاری تناوبی برنج، عمق آب و دوره تناوب آبیاری در مراحل مختلف رشد به عنوان متغیرهای تصمیم انتخاب شدند. حداکثرسازی بهره وری مصرف آب (آب آبیاری، تعرق و تبخیرتعرق) در مزارع برنج که به صورت نسبت عملکرد محصول به کل آب مصرفی ارائه شده است، توابع هدف را تشکیل می دهند. بررسی نتایج مدل بهینه یابی نشان داد که، بیشترین مقدار بهره وری آب به نمایه بهره وری تعرق اختصاص دارد. اما به دلیل دشواری برآورد دقیق میزان تعرق، شاخص بهره وری تعرق از مقبولیت خوبی در میان کارشناسان و متولیان توزیع آب برخوردار نمی باشد. در نهایت با توجه به بحران های خشکسالی، به دلیل صرفه جویی در بهره گیری از منابع آب، سهولت اندازه گیری حجم آب ورودی، کاهش تبخیرتعرق، اعمال دور آبیاری متناسب با شرایط کم آبی شبکه آبیاری سفیدرود و بهبود شاخص بهره وری آب آبیاری علی رغم کاهش عملکرد محصول نهایی، الگوی آبیاری براساس نمایه بهره وری آب آبیاری در مدل بهینه یابی با دوره تناوب ثابت در سراسر فصل رشد به منظور آبیاری برنج رقم هاشمی استان گیلان برای زارعین توصیه می شود. در این مدیریت آبیاری تناوبی، با اعمال عمق آب آبیاری 52، 30، 40 و 12 میلی متر به ترتیب در مراحل استقرار، پنجه زنی، زایشی و رسیدگی و دوره تناوب 8 روز در طول فصل رشد، میزان بهره وری آب آبیاری 60/1 کیلوگرم در مترمکعب تعیین شد.

یکی از مسایل موجود در مدیریت منابع آب، تخصیص بهینه آن بین بخش ها و مصارف مختلف می باشد. این مسأله با افزایش جمعیت و تقاضا روز به روز حادتر می شود. لذا به منظور دستیابی به مدیریت پایدار منابع آب و توسع? آن، بویژه در مناطقی که با کمبود منابع آبی مواجه اند، مهم ترین راهکار را می توان اشتراک گذاشتن این منابع دانست که بر مبنای اولویت ها و حقابه های موجود شرایط برداشت آب را ممکن می سازد، بطوریکه نظام کلی مدیریت تخصیص آب باید بشکلی طراحی گردد که تمامی کشاورزان، تمایل به مشارکت در بهره وری و تولید بیشتر از منابع آب را خواهان باشند. در این راستا ایجاد تشکل آب بران رهیافت نوین مدیریتی است که از یک سو می تواند زمینه را برای همیاری کشاورزان فراهم نماید. بمنظور اعمال مدیریت عادلان? تخصیص آب در تشکل ها، استفاده از روش تحلیل سناریوها و برنامه ریزی یکپارچه یکی از راه های مناسب برای افزایش ظرفیت تأمین آب و استفاده بهینه از آن می باشد، بهمین منظور میزان تخصیص آب باید بر اساس احتمال وقوع تقاضا و قابلیت تأمین صورت گیرد که مستلزم بکارگیری مدل های ریاضی بوده و با ایجاد شبکه خطی و اولویت قرار دادن مصرف کنندگان، زمین? لازم تأمین آب را فراهم نماید. با توجه به اهمیت مطالعه بیلان آب و ارزیابی منابع آب قابل دسترس و مقایسه آن با مصارف حال و آینده، پروژه مدیریت یکپارچه آب و خاک البرز با تأکید بر توسعه تشکل های آب بران در استان مازندران در حال اجراست که به منظور سهولت در تخصیص و تأمین، تقسیم بندی اصلی بصورت 20 واحد تشکل آب بران خواهد بود. منابع آب در این محدوده شامل منابع آب سطحی، آب زیرزمینی و آب بندان است و شبیه سازی بیلان منابع و مصارف آن با هدف تخصیص آب به تشکل ها با استفاده از مدل mikebasin در قالب مقادیر 28 سال? رواناب حوضه های اصلی و زیرحوضه ها، اطلاعات مخزن سد و نیاز آبی گره های مصرف (تشکل های آب بران)، آب زیرزمینی و آب بندان به طور ماهانه انجام شد. در سیستم مورد مطالعه، یک سد مخزنی و 16 مخزن آب بندان، 20 گر? مصرف کشاورزی و 56 آبراهه وجود دارد. همچنین علاوه بر منابع آب سطحی، 20 منبع آب زیرزمینی نیز منظور شده است. نتایج حاصل از تخصیص منابع آب در شبک? البرز نشان داد که آب های بهنگام جاری در شبک? البرز برای تأمین مصارف تشکل های آب بران کافی نبوده و کمبودهای قابل ملاحظه ای در تشکل های آب بران مشاهده شده که ضرورت استفاده از آب بندان و آب زیرزمینی را اجتناب ناپذیر می نماید. همچنین 5 تشکل bmc2، b3-2، hatki3، c25-3 و c25-4 علی رغم استفاده از تمامی منابع آبی که در محدود? طرح وجود داشت، قادر به تأمین تمامی نیازهای خود نیستند. در این تحقیق، میزان تخصیص از آب بندان ها و آب زیرزمینی نیز به ترتیب برابر با 92/1 میلیون متر و 01/131 میلیون متر مکعب بوده است. همچنین مجموع آب های سطحی که می تواند جوابگوی تقاضای تشکل ها باشد، برابر با 02/277 میلیون متر مکعب است. این نتایج همچنین نشان می دهد منابع آب سطحی و آب بندان در شرایطی که بتوان آنها به نحو صحیحی کنترل نمود، قادر به تأمین مصارف تشکل ها بوده و در این شرایط موجب تعادل بیلان آب زیرزمینی نیز خواهند شد.

گسترش آبیاری به منظور تامین غذای بشر منجر به ایجاد زه آب هایی با کیفیت نامطلوب شده است. از طرفی کمبود آب در مناطق مختلف جهان باعث روی آوردن به استفاده مجدد از زه آب کشاورزی شده است. کاربرد مجدد زه آب با کیفیت نامطلوب سلامتی انسان و محیط زیست را به خطر می اندازد. نیترات از موادی است که حضور بیش از حد آن در زه آب کشاورزی و به طبع آن در منابع آب گزارش شده است. هدف از این پژوهش بررسی امکان کاربرد زئولیت اصلاح شده به منظور کاهش نیترات و شوری از منابع آب است. زئولیت طبیعی استفاده شده در این تحقیق توسط سورفکتانت کاتیونی هگزا دسیل تری متیل آمونیوم برماید اصلاح شد. روش بار گذاری، اندازه زئولیت، هم دمای جذب، سینتیک جذب و عوامل محیطی در آزمایش های ناپیوسته بررسی شد. با توجه به نتایج حاصل از آزمایش های ناپیوسته مرحله دوم آزمایش ها روی مدل فیزیکی کانال زهکش و حوضچه جذب انجام شد. ابعاد حوضچه جذب، نحوه قرارگیری زئولیت ها، کاربرد ترکیب زئولیت طبیعی و اصلاح شده، دبی جریان، مسیر جریان و مقدار جاذب در مدل فیزیکی بررسی شد. نتایج آزمایش های ناپیوسته پیروی جذب از مدل لانگمیر و سینتیک شبه مرتبه دوم با ضریب تبیین 99/0 را نشان داد. با توجه به مناسب بودن درصد حذف در شرایط آزمایشگاهی ناپیوسته در مرحله بعد متغیرهای مدل فیزیکی بررسی شد. افزایش کارایی زئولیت با افزایش دبی، کاهش طول حوضچه جذب و افزایش مسیر جریان مشاهده شد. بهترین کارایی زئولیت در دبی 08/0 لیتر بر ثانیه و طول حوضچه جذب 2 سانتی متر که 5/7 برابر کمتر از عرض کانال بود، به مقدار 86 درصد به دست آمد. کاربرد زئولیت اصلاح شده به تنهایی باعث افزایش شوری تا 2 درصد شد اما ترکیب زئولیت اصلاح شده با زئولیت طبیعی شوری را 2 تا 10 درصد کاهش داد. به طور کلی نتایج مطلوب بودن این ماده را به عنوان جاذبی برای نیترات نشان داد

در پژوهش حاضر به منظور حذف فسفر پساب در شرایط جریان در زهکش های کشاورزی، روند حذف فسفر به شکل ارتوفسفات از پساب با استفاده از زئولیت اصلاح شده و سنگ آهک مورد بررسی قرار گرفت. در این راستا آزمایش های مربوط به اصلاح زئولیت و انتخاب مناسب ترین روش اصلاح آن، سینیتیک جذب زئولیت اصلاح شده و سنگ آهک برای دو اندازه ذرات 1 -5/0 و 5 -3 میلی متر، اثر میزان غلظت اولیه فسفر، دما و بر میزان حذف فسفر توسط سنگ آهک و زئولیت اصلاح شده و در نهایت استخراج ایزوترم جذب تحت معادله لانگمیر و فرندلیچ در مقیاس آزمایشگاهی انجام شد. سپس به منظور ارزیابی رفتار فیلتر ها در زهکش، مدل فیزیکی کانال زهکش و حوضچه های فیلتر شامل تک حوضچه ای، سه حوضچه ای و مارپیچی ساخته و اثر هیدرولیک جریان بر فرآیند حذف فسفر در حوضچه ها در دو دبی 05/0 و 1/0 لیتر بر ثانیه بررسی شد. در این آزمایش ها، تغییرات غلظت فسفر پس از عبور از حوضچه های فیلتری در زمان های مختلف اندازه گیری شد. در ساختار تک حوضچه ای سه ضخامت 2، 3 و 5 سانتی متر برای زئولیت اصلاح شده و سه ضخامت 5/7 25/11 و 15 سانتی متر برای سنگ آهک مد نظر قرار گرفت. مدل فیزیکی سه حوضچه ای برای زئولیت اصلاح شده و آهک با فواصل 3، 5 و 8 سانتی متر از یکدیگر و همچنین ساختار مارپیچی در دو مسیر کوتاه و طولانی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد زئولیت اصلاح شده و سنگ آهک کارایی خوبی در حذف فسفر دارند. آزمایش سینتیک نشان داد زئولیت اصلاح شده در 2 ساعت اول بیشترین درصد حذف را داشته و درصد حذف فسفر نسبت به زمان توسط زئولیت اصلاح شده و سنگ آهک به ترتیب بعد از 24 و 48 ساعت ثابت گردید. در دو اندازه زئولیت اصلاح شده و سنگ آهک تفاوت معنی داری از نظر درصد حذف فسفر دیده نشد. افزایش غلظت اولیه فسفر و دما، کاهش درصد حذف توسط سنگ آهک و زئولیت اصلاح شده را به دنبال داشت. همچنین حد مطلوب برای حذف فسفر در مقادیر کمتر از 5 و بیشتر از 8 برای زئولیت اصلاح شده و حالت قلیایی برای سنگ آهک بدست آمد. بررسی ایزوترم تطابق خوب معادله لانگمیر و فرندلیچ را به ترتیب توسط زئولیت اصلاح شده و سنگ آهک نشان داد. نتایج مدل فیزیکی نشان داد که مدل تک حوضچه ای در دبی بالاتر و ضخامت کمتر برای زئولیت اصلاح شده و در دبی کمتر و ضخامت کمتر برای سنگ آهک، راندمان بالاتری از نظر حذف فسفر داشت.

تالاب انزلی جزء تالاب های بین المللی می باشد و از نظر اکوسیستم حائز اهمیت است. مدیریت کیفی تالاب به منظور جلوگیری، کنترل و کاهش معضلات کیفی نیازمند شناخت میزان و نوع آلاینده ها می باشد. هزینه بالا، نیاز به نیروی کاری و زمان بر بودن عملیات صحرایی از عوامل محدود کننده ی پایش کیفی آب در سطح جغرافیایی وسیع بشمار می آیند. یکی از ابزار های موثر در زمینه ی مطالعات محیط زیست و علوم زمین، استفاده از فناوری دور سنجی و بهره گیری از داده های ماهواره ای است. هدف از این تحقیق، امکان سنجی تعیین پارامترهای کیفی شامل شوری، رسوبات معلق، نیترات، فسفر، نیتروژن آمونیوم، مواد محلول، کدورت و ph با استفاده از نمونه برداری و تحلیل طیفی تصاویر لندست tm و استخراج معادلات رگرسیونی به منظور پهنه بندی پارامترهای کیفی در تالاب انزلی بود. بدین منظور نمونه برداری در ماه های خرداد، شهریور و آبان انجام شد و پس از هر بار نمونه برداری با انتقال نمونه ها به آزمایشگاه کیفیت آب پارامتر های کیفی با استفاده از روش های استاندارد تعیین شدند. پس از آن تغییرات پارامتر های کیفی تالاب انزلی نسبت به مکان و عمق و همچنین زمان نمونه برداری بررسی شدند. سپس معادلات رگرسیونی تخمین پارامتر های کیفی آب توسط نرم افزار minitab و بر اساس تحلیل نسبت بازتابش در باندهای مرئی تا مادون قرمز تصاویر لندست استخراج شدند و در آخر بر اساس معادلات کلی به دست آمده پهنه بندی کیفی تالاب انجام شد. با توجه به نتایج حاصل از این تحقیق می توان اعلام کرد که آلودگی در قسمت جنوب شرقی تالاب که محل ورود برخی از رودخانه های آلوده از شهرستان های صومعه سرا و رشت می باشد بیشتر از سایر قسمت های تالاب بود. بر اساس نتایج بدست آمده، پارامترهای شوری، فسفر، نیتروژن آمونیوم، نیترات و کدورت در لایه سطحی آب از همبستگی بالایی با مقادیر استخراج شده از تصاویر لندست برخوردار بود که این نشان دهنده ی نتایج بسیار امیدوارکننده در استخراج پارامترهای کیفی با استفاده از تکنولوژی سنجش از دور می باشد.

رودخانه پسیخان با طول تقریبی 66 کیلومتر و حوضه آبریز به مساحت 840 کیلومتر مربع یکی از رودخانه های مهم استان گیلان است که از دامنه های کوه لاته برهنه در جنوب شهر فومن و از ارتفاعات 2800 متری سرچشمه می گیرد. رودخانه پسیخان به دلیل سهم بالای آن در آبیاری مزارع غرب گیلان دارای اهمیت زیادی بوده و به دلیل همجواری با مناطق مسکونی، استخرهای پرورش ماهی و اراضی شالیزاری و نیز تخلیه زهکش های این مزارع به آن، از نظر آلودگی در معرض تهدید است. در این تحقیق شبیه سازی پارامترهای نیترات و فسفات در رودخانه پسیخان با استفاده از مدل ریاضی wasp صورت گرفته است. مقایسه بین نتایج محاسبه شده توسط مدل و مقادیر اندازه گیری شده نشان داد که در مرحله واسنجی و صحت یابی همبستگی به ترتیب بین 84 تا 96 و 74 تا 90 وجود دارد. مقدار ضریب عملکرد نیز بین 15/0 تا 59/0 متغیر بود. به منظور برآورد حجم آلاینده های ناشی از زه آب کشاورزی به رودخانه پسیخان، ابتدا نقشه کاربری اراضی در زیر حوضه رودخانه پسیخان با استفاده از عملیات طبقه بندی بر روی تصاویر لندست tm استخراج گردید. علاوه بر این با استفاده از نقشه های رقومی ارتفاع که توسط شاتل راداری (srtm) تولید شد، نقشه رقومی ارتفاع در این زیر حوضه تهیه گردید. سپس با توجه به نقشه های طبقه ارتفاعی و نوع کاربری، سطح زیر کشت محصولات کشاورزی تعیین و حجم آلاینده های ورودی به رودخانه با استفاده از مدل واسنجی شده تخمین زده شد. در نهایت بار آلودگی ورودی آلاینده های ناشی از زه آب کشاورزی که از مدل سازی تخمین زده شده با داده های مشاهداتی که در مقاطع مختلف این رودخانه تهیه شد، مقایسه گردید. بررسی نتایج نشان داد که مدل wasp توانایی بالایی در برآورد و تخمین پارامترهای کیفی مورد نظر دارد.

با افزایش جمعیت، بخش کشاورزی می بایست نیاز غذایی زمان حال و آینده را تأمین و تضمین نماید. در این راستا استفاده بهینه از منابع آب موجود یک سیاست کارآمد به شمار می رود. یکی از مهم ترین اقدامات در این زمینه افزایش راندمان آبیاری به شمار می رود که افزایش دقت برآورد نفوذ در طراحی سیستم های آبیاری می تواند نقش به سزایی در این زمینه داشته باشد. هرچه نفوذ دقیق تر برآورد و اندازه گیری شود و به واقعیت مزرعه نزدیک تر باشد، بالطبع مدل آبیاری نیز دقیق تر خواهد بود. تا کنون معادله های زیادی برای برآورد نفوذ ارائه شده است که به دلیل لحاظ نکردن برخی ویژگی های موثر آب و خاک، از کارآیی آن ها تحت شرایط مختلف کاسته شده است. هدف این تحقیق مدل سازی نفوذ با شاخصه های فیزیکی و شیمیایی آب و خاک در آبیاری سطحی است تا بتوان بر مبنای آن معادلات پیشین را اصلاح و مقدار نفوذ را در شرایط خاک های منطقه مورد مطالعه پیش بینی نمود. برای این منظور 17 نمونه خاک از دشت فومنات استان گیلان برداشت شد. برخی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک شامل بافت و دانه بندی خاک، جرم مخصوص حقیقی، جرم مخصوص ظاهری، منحنی رطوبتی، هدایت الکتریکی، نسبت جذب سدیم، مقدار ماده آلی و ph اندازه گیری شدند و آزمایش های نفوذ به منظور بررسی اثر پارامترهای فیزیکی و شیمیایی آب و خاک بر نفوذ شامل سه تیمار ارتفاع 3، 5 و 7 سانتی متری آب روی سطح خاک و سه تیمار نسبت جذب سدیم (1/7، 2/5 و 9) به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی و در مدل فیزیکی که برای این منظور ساخته شده بود، انجام گردید. نتایج تجزیه آماری آزمایش های نفوذ نشان داد که اثر تیمارهای مذکور بر تعدادی از نمونه های خاک معنی دار بود و در تعدادی دیگر اثر معنی داری را در برنداشت. هم چنین مدل های پیشنهادی و اصلاحی که با استفاده از پارامترهای فیزیکی و شیمیایی آب و خاک ارائه شدند، مقادیر نفوذ تجمعی را با دقت قابل قبولی برآورد نمودند و یکی از بهترین این مدل ها، معادله استخراج شده از روش gmdh با ضریب تبیین 0/81 و ریشه میانگین مربعات خطای نرمال شده 17/31 بود.

هدایت هیدرولیکی اشباع خاک از مهم ترین ویژگی های فیزیکی خاک است که نقش عمده ای در طراحی پروژه های زهکشی و توسعه ی پایدار کشاورزی دارد. برای اندازه گیری این پارامتر روش های مستقیم مختلفی وجود دارد که همگی وقت گیر، هزینه بر و در مواردی دشوار می باشد و به دلیل تغییرات زیاد مکانی آن، اندازه گیری نقطه ای نمی تواند نماینده واقعی از ویژگی های خاک باشد. به همین دلیل محققان بسیاری درصدد تخمین این پارامتر با استفاده از روش های غیر مستقیم مانند ایجاد توابع انتقالی برآمده اند. در برازش توابع انتقالی از روش های مختلفی استفاده می شود که در این پژوهش از سه روش رگرسیون خطی چند گانه (به روش گام به گام) و دو نوع شبکه عصبی مصنوعی، پرسپترون چند لایه و دسته بندی گروهی داده ها (gmdh) بهره گرفته شد. بدین منظور نمونه برداری های صحرایی از مناطق غربی حوزه سفیدرود در استان گیلان صورت گرفته و از این میان 40 نمونه مورد مطالعه قرار گرفت. هدایت هیدرولیکی اشباع به روش بار افتان، به صورت دست نخورده، بافت به روش هیدرومتری و الک، جرم مخصوص ظاهری به روش سیلندر، ماده آلی به روش والکلی بلک، سدیم به روش فلیم فتومتری، کلسیم و منیزیم به روش تیتراسیون اندازه گیری شدند. همچنین به بررسی اثر عواملی همچون هدایت الکتریکی، نسبت جذبی سدیم، دما و ماده آلی در کنار دیگر خصوصیات موثر شناخته شده، در بهبود برآورد هدایت هیدرولیکی اشباع پرداخته شد. خصوصیات فیزیکی شناخته شده موثر مورد استفاده در این پژوهش، اثری مشابه با مطالعات پیشین بر روی هدایت هیدرولیکی اشباع نشان دادند. با توجه به نتایج ارزیابی با استفاده از آماره های ضریب تبیین و ریشه میانگین مربعات خطا، از میان سه روش مذکور، gmdh در بهبود برآورد هدایت هیدرولیکی اشباع نقش موثری داشت (907/0=r2 و 16/0=rmse). با تحلیل حساسیت بر روی نتایج حاصل از شبکه عصبی پرسپترون و gmdh، مشاهده شد که سه پارامتر نسبت سیلت به رس، نسبت جذبی سدیم و هدایت الکتریکی بیشترین تأثیر را بر هدایت هیدرولیکی اشباع داشتند.

به منظور استفاده بهینه از منابع آب آبیاری و بررسی تأثیر شوری آب و کود نیتروژن بر عملکرد و اجزای عملکرد برنج رقم هاشمی با استفاده از مدل¬های swap و wofost، آزمایشی به صورت کرت¬های خرد شده در قالب طرح بلوک¬های کامل تصادفی در سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشکده¬ی علوم کشاورزی دانشگاه گیلان در سال زراعی 1390-1391 اجرا شد. تیمار¬های آبیاری در کرت¬های اصلی در 6 سطح شوری (1- آب چاه، 2- رودخانه سپیدرود، 3- مخلوط آب رودخانه سپیدرود و آب دریای خزر به نسبت 10 درصد، 4- مخلوط آب رودخانه سپیدرود و آب دریای خزر به نسبت 5 درصد، 5- مخلوط آب چاه و آب دریای خزر به نسبت 10 درصد و 6- مخلوط آب چاه و آب دریای خزر به نسبت 5 درصد) و سطوح نیتروژن در 3 سطح (صفر، 45 و 90 کیلوگرم نیتروژن در هکتار) در کرت¬های فرعی بود. نتایج نشان داد که سطوح شوری آب آبیاری در سطح احتمال 1 درصد بر عملکرد دانه و اجزای عملکرد به جزء وزن کاه و کلش اثر معنی داری داشت. کود نیتروژن نیز تأثیر معنی داری بر عملکرد دانه، عملکرد ماده خشک، ارتفاع بوته، طول خوشه، تعداد خوشه¬چه، وزن هزار دانه، تعداد دانه پر در خوشه، پنجه بارور و نابارور، شاخص سطح برگ، وزن کاه و تعداد دانه پوک در خوشه داشت. اثر متقابل سطوح شوری آب آبیاری و کود نیتروژن بر عملکرد دانه، عملکرد ماده خشک، تعداد دانه پر در خوشه و شاخص برداشت تأثیر معنی داری داشت. اگرچه بیش¬ترین مقدار عملکرد دانه برنج با 6640 کیلوگرم در هکتار از تیمار آب چاه به دست آمد اما با تیمار آب سپیدرود با عملکرد 6535 کیلوگرم در هکتار اختلاف معنی¬ داری نداشت. عملکرد در تیمارهای آبیاری مخلوط 10 و 5 درصد آب دریا با آب چاه و آب رودخانه سپیدرود نسبت به عملکرد تیمارهای آب چاه و آب سپیدرودبه ترتیب 54 و 37 درصد کاهش یافت. بیش¬ترین میانگین عملکرد با 7237 کیلوگرم در هکتار از اثر متقابل بین تیمارهای کود نیتروژن به میزان 90 کیلوگرم در هکتار و آب چاه به دست آمد. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که مدل swap با ضریب تبیین (r2=0.92) نسبت به مدل wofost با ضزیب تبیین (r2=0.89) عملکرد گیاه برنج را بهتر شبیه¬سازی می کند.

این پژوهش با هدف بررسی اثر تداوم زهکشی سطحی میان¬فصل بر تحمل¬پذیری خاک در زمان برداشت و بهره¬وری آب در کشت برنج رقم طارم هاشمی انجام گرفت که در قالب طرح آزمایشی بلوک¬های کاملا تصادفی با شش تیمار تداوم زهکشی صفر (شاهد)، 5، 7، 9، 11 و 13 روز در 3 تکرار در اراضی شالی¬زاری مرکز ترویج و توسعه تکنولوژی هراز به اجرا درآمد. بر مبنای تجزیه و تحلیل آماری بین نتایج حاصل از بهره¬وری آب بر اثر اعمال تیمارهای تداوم زهکشی سطحی میان¬فصل، تفاوت معنی-داری مشاهده نشد. در بین تیمارها، تداوم زهکشی 5 روز با بهره¬وری 97/0 کیلوگرم بر متر مکعب بیشترین مقدار را داشت. از طرفی در شرایط کمبود آب با پذیرش کاهش 8/12 درصد از عملکرد می¬توان تداوم زهکشی میان¬فصل را تا 13 روز نیز لحاظ نمود. بر اساس نتایج به¬دست آمده، اثر زمان تداوم زهکشی سطحی میان¬فصل بر طول، عرض و عمق ترک¬های ایجاد شده در سطح خاک معنی¬داری بود. برای عمق¬های مختلف خاک از صفر تا 25 سانتی¬متر، تفاوت بین بیشترین (تیمار تداوم زهکشی 13 روز) و کمترین (تیمار شاهد) مقدار اندازه¬گیری شده تحمل¬پذیری خاک به¬طور میانگین برابر 822.8 کیلوپاسکال به¬دست آمد. بر مبنای مقادیر اندازه¬گیری شده، رابطه بین مکش خاک در زمان برداشت و میزان تحمل¬پذیری خاک به صورت یک رابطه چند جمله¬ای درجه دو به دست آمد. از دیدگاه توسعه مکانیزاسیون در اراضی شالی¬زاری و امکان برداشت مکانیزه محصول و نیزصرفه¬جویی در مصرف انرژی و آمادگی زمین برای کشت دوم، اعمال زهکشی میان¬فصل با تداوم 13 روز در اراضی شالی¬زاری منطقه بر اساس نتایج این پژوهش قابل توصیه است.

کودهای شیمیایی مورد استفاده در کشاورزی از منابع آلاینده محیط زیست مانند خاک و منابع آب زیرزمینی هستند. در این پژوهش برای شبیه سازی و بررسی چرخه نیتروژن در شرایط مختلف مدیریت آبیاری (غرقاب، رطوبت اشباع و 85 درصد رطوبت اشباع) و تیمارهای مدیریتی رهاسازی رواناب بعد از 24، 48 و 72 ساعت پس از کاربرد کود در اراضی شالیزاری از مدل hydrus استفاده شد.برایشبیه سازی چرخه نیتروژن در خاک از میکرولایسیمتراستفاده شد. بافت خاک مورد آزمایش لوم رسی سیلتی بود و پس از اعمال کود اوره و تیمارهای مورد نظر تحقیق مقادیر غلظت آمونیوم، نیترات و نیتریت به مدت 4 ماه (خرداد الی شهریور)در دو عمق 15 و 30 سانتی متری اندازه گیری شدند. بیش ترینکارایی نرم افرار در پیش بینی مقادیر آمونیوم و نیتراتدر عمق 30 سانتی متری خاک به ترتیب در تیمارهایi5r24 و i85%r24با ضریب تبیین 99/0 و 97/0 بدست آمد. همچنین مدل توانست نیتریت را با ضریب تبیین 96/0 و ریشه ی میانگین مربعات خطای نرمال شده 5/5 درصد شبیه سازی کند. ضرایب تبدیل آمونیوم به نیتریت، نیتریت به نیترات و نیترات زدایی در تیمارهای مورد بررسی به ترتیب در دامنه تغییرات 02229/0-00000006/0، 2/0-000008/0و 09/0-00000001/0 بر روز بدست آمدند که نشان از محدوده بیش تر فرآیند تبدیل نیتریت به نیترات دارد.نتایج این پژوهش نشان داد که مدلhydrus برای شبیه سازی انتقال نیتروژن تحت مدیریت های مختلف آبیاری می تواند مفید باشد. به عبارت دیگر این مدل به عنوان ابزار مدیریتی برای کاهش و جلوگیری از مسائل و دشواری های زیست محیطی نیتروژن در مناطق شالی کاری قابل استفاده است.

پوشش دور زهکشی با هدف کاهش ورود خاک فرسایش یافته به درون زهکش و همچنین افزایش هدایت هیدرولیکی اطراف زهکش، نقش مهمی در عملکرد زهکش زیرزمینی دارد. در این پژوهش رفتارهای پوشش مصنوعی ژئوتکستایل در اندازه ضخامت های نازک (n و ns) و ضخیم (v و vs) و همچنین تلفیقی از این دو ضخامت با پنج سانتیمتر پوسته برنج در اطراف آن به عنوان پوشش مرکب (rn، rns، rv و rvs) (حرف s نماینده نوع کیفیت آب شور است.) بررسی شد. برای این منظور لوله های دارای پوشش های مصنوعی درون مخزن 220 لیتری در عمق یکسان جایگذاری شده و با خاک با بافت سیلتی لوم پر شدند. در آزمایش جریان طولانی مدت به بررسی رفتار فنی (کل مواد جامد معلق و دبی) و شیمیایی (هدایت الکتریکی، اسیدیته، آهن کل و نسبت جذبی سدیم) مواد پوششی دور زهکش ها پرداخته شد. آزمایش شدت جریان طولانی مدت در دو کیفیت آبی (7/0 و 9/1 دسی زیمنس بر متر) و دو ارتفاع آب در سطح خاک (10 سانتی متر به مدت 1000 ساعت و پنج سانتی متر برای 500 ساعت) انجام شد. به منظور درک بهتر رفتار شیمیایی پوشش ها (ژئوتکستایل و پوسته برنج)، آزمایش جذب سطحی به روش ناپیوسته به ازای دو گرم پوشش در 100 میلیلیتر آب با اسیدیته، دما، زمان و شوری های مختلف انجام شد. نتایج پژوهش در بررسی جداگانه تیمارهای شور و غیر شور حاکی از آن بود که تیمارهای v و rns از لحاظ کیفی کم ترین آلایندگی زیست محیطی (شوری‏های به ترتیب 84/0 و 59/2 دسی‏زیمنس بر متر) و مناسب ترین میزان دبی خروجی به میزان 65/0 و 28/1 لیتر بر ساعت را در بین تیمارها را داشتند. در کل مدت آزمایش متوسط دبی و میانگین غلظت آهن کل تیمارهای شور به ترتیب تقریباً دو برابر و یک چهارم تیمارهای غیر شور بود. اسیدیته تیمارهای شور و غیر شور همگی در بازه 6 تا 8 بودند. هدایت الکتریکی و نسبت جذبی سدیم تیمارهای شور در زمان ابتدایی آزمایش روند صعودی داشتند ولی تا پایان زمان آزمایش روند نوسانی نشان دادند و این رویه در تیمارهای غیر شور تا اواسط زمان آزمایش ثابت بود اما پس از آن روند صعودی به خود گرفت. در بررسی پارامترهای موثر در نسبت جذبی سدیم مشخص شد که پوسته برنج به ترتیب یون های کلسیم، منیزیم و سدیم را جذب می کند. با افزایش دما، زمان تماس و اسیدیته، میزان جذب یون ها افزایش یافت و با افزایش شوری آب از میزان جذب یون‏ها کاسته شد. نتایج آزمایش جذب بر روی ژئوتکستایل حاکی از عدم توانایی در جذب شوری به ازای افزایش جرم ژئوتکستایل بود.

پوشش ها وظیفه بهبود آبگذری اطراف لوله را دارند و به عنوان مانعی تراوش پذیر، از ورود بیش از حد ذرات خاک به داخل لوله های زهکش جلوگیری می کنند. در این پژوهش عملکرد پوشش های آلی (پوسته برنج)، معدنی و ترکیب پوشش آلی (پوسته برنج) و معدنی بر روند تغییرات هیدرولیکی و شیمیایی زه آب زهکش مورد بررسی قرار گرفت. در این راستا مدل فیزیکی زهکش شامل لوله زهکش به قطر 10 سانتی متر نصب و پوشش های مورد نظر در ترانشه ای در اطراف لوله زهکش کارگذاری شدند. به منظور شبیه سازی شرایط حاکم بر اراضی شالیزاری مدل فیزیکی توسط خاک جمع آوری شده از اراضی شالیزاری دارای بافت لوم سیلتی پر و ارتفاع 5 سانتی متر آب آبیاری بر روی سطح خاک برقرار شد. آزمایش تحت جریان طولانی مدت و به مدت 500 ساعت انجام و پارامترهای دبی، هدایت الکتریکی، نسبت جذب سدیم، اسیدیته زه آب خروجی و کل جامدات معلق و آهن کل زه آب از زهکش بررسی شدند. این آزمایش در دو کیفیت آب (7/0 و 9/1 دسی زیمنس) صورت گرفت. تیمارهای پوشش دور زهکش مورد آزمایش شامل پوسته برنج (h)، شن و ماسه (g)، ترکیب 80 درصد پوسته برنج و 20 درصد شن و ماسه (h80g20)، ترکیب 60 درصد پوسته برنج و 40 درصد شن و ماسه (h60g40)، ترکیب 40 درصد پوسته برنج و 60 درصد شن و ماسه (h40g60)، ترکیب 20 درصد پوسته برنج و 80 درصد شن و ماسه (h20g80)، و بدون پوشش (b) به عنوان شاهد بود. جهت بررسی اثر ضخامت در پوشش سه ضخامت 7، 10 و 15 سانتیمتر را در ترانشه های اطراف لوله کارگذاری شدند. در ضخامت 10 سانتی متر نیز اثر کیفیت آب بر پوشش مورد بررسی قرار گرفت. نتایج پژوهش نشان داد که کاربرد پوشش باعث افزایش چشم گیر دبی خروجی از زهکش نسبت به تیمار بدون پوشش بود و با افزایش ضخامت پوشش میانگین دبی خروجی از زهکش در تمام پوشش ها افزایش نشان داد. در ضخامت 7 و 10 سانتی متر در پوشش پوسته برنج و پوشش هایی که پوسته برنج نسبت به شن و ماسه غالب بود، میانگین دبی خروجی زه آب بیش تری مشاهده شد. در صورتی که در ضخامت 15 سانتی متر در پوشش هایی که شن و ماسه در آن غالب بود، میانگین دبی خروجی بیش تری داشتند. همچنین میانگین دبی در تمام تیمارهای غیرشور به غیر از تیمار شاهد بیش تر از تیمارهای شور بود. با بررسی روند sar زه آب خروجی مشاهده شد که در تمام پوشش ها دارای روند صعودی نسبت به زمان بود و سدیم عامل مهم تری در افزایش sar زه آب نسبت به مجموع کلسیم و منیزیم بود. با افزایش ضخامت پوشش میانگین شوری زه آب کاهش نشان داد که روند کاهش شوری مشابه با روند دبی بود به گونه ای که در ضخامت 7 و 10 سانتی متر پوشش آلی و در ضخامت 15 سانتی متر پوشش معدنی کارایی بهتری در کاهش شوری نشان داد. اسیدیته زه آب در تیمارها دربازه 6 تا 8 نوسان داشت.

برای داشتن عملکرد محصول بالا در اراضی شالیزاری استفاده از عناصر غذایی یا کودهای شیمیایی ضروری است اما استفاده از کودهای شیمیایی در اراضی شالیزاری و آبشویی این کودها با آب آبیاری و باران منجر به آلودگی منابع آب و تخریب محیط زیست می گردد. بنابراین طراحی و مدیریت بهینه ی سیستم های زهکش از جمله استفاده از زهکش کنترل شده می تواند نقش مهمی در کاهش شوری، نیترات و دیگر آلاینده های موجود در زه آب داشته باشد. در این پژوهش اثر زهکش کنترل شده ی دارای پوشش پوسته برنج بر مقادیر نیترات، نیتریت، شوری و اسیدیته زه آب در شرایط مشابه حاکم بر اراضی شالیزاری مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور زهکش کنترل شده با پوشش پوسته برنج به ضخامت 10 سانتی متر در عمق 40 سانتی متری خاک در مدل فیزیکی نصب شد و اثر تیمارهای کودی در غلظت 10 و 20 میلی گرم بر لیتر و مدیریت زهکشی در سه سطح باز بودن زهکش تا رسیدن به رطوبت اشباع، رطوبت ظرفیت زراعی و 50 درصد رطوبت اشباع خاک بر پارامترهای نیترات، نیتریت، شوری و اسیدیته ی زه آب مورد بررسی قرار گرفت.

نیترات موجود در زه آب اراضی از مهم ترین دلایل آلایندگی بخش کشاورزی محسوب می شوند. عدم تمرکز اراضی کشاورزی، تنوع و تعدد آلاینده ها و حجم بالای پساب کشاورزی منجر به آن شده است که راه کار های متداول حذف نیترات از محلول های آبی، عملکرد مناسبی در بهبود کیفیت پساب بخش کشاورزی نداشته باشند. در پژوهش حاضر به منظور ارزیابی راه کار گیاه پالایی در کاهش نیترات پساب کشاورزی، توانایی جذب نیترات توسط سه گیاه وتیور، تیفا و نی در قالب طرح بلوک های کاملا تصادفی در سه تکرار مورد بررسی قرار گرفت. در این راستا 18 مخزن خاک آماده و پس از کشت گیاهان دو سطح تیمار غلظت نیترات شامل محلول های با غلظت 10 و 20 میلی گرم بر لیتر در طول مدت آزمایش به گیاهان و مخازن خاک اعمال شد. توانایی جذب نیترات توسط گیاهان در عمق های 35 و 70 سانتی متر با اندازه گیری مقادیر نیترات خاک بررسی شد.

نتایج نشان داد که با افزایش عمق نصب زهکش، مقدار ec افزایش و مقدار sar کاهش یافت. روند تغییرات مقدار ec در طول دوره آزمایش کاهشی بود به طوری که در انتهای دوره ec زه آب دو زهکش d40 و d60 نسبت به ابتدای دوره به ترتیب 53 و 8 درصد کاهش داشت. بر اساس نتایج، زهکش نصب شده در عمق 40 سانتی متر در کنترل سطح ایستابی و جلوگیری از وقوع ماندابی موفق تر عمل نمود. نتایج شبیه سازی ها نیز نشان داد که مدل hydrus-2d در شبیه سازی روند تغییرات غلظت نمک خروجی از زه آب در عمق 60 سانتی-متر با مقادیر r2، rmse و nrmse به ترتیب برابر 886/0، 015/0 میلی گرم بر لیتر و 512/2 درصد و در عمق 40 سانتی متر با مقادیر 818/0، 061/0 میلی گرم بر لیتر و 361/14 درصد عملکرد خوبی داشت. بر اساس نتایج مدل بهینه سازی، عمق بهینه برای نصب زهکش زیرزمینی در مدل فیزیکی مورد بررسی 48/37 سانتی متر به دست آمد.

منابع آب زیرزمینی در مناطق خشک و نیمه خشک مهم ترین منابع آب مورد استفاده در کشاورزی و شرب به شمار می آیند در نتیجه اطلاع از وضعیت کیفیت آن جهت مدیریت صحیح منابع آب و برقراری تناسب بین کیفیت آب و نحوه استفاده از آن ها امری ضروری محسوب می شود. در این پژوهش از اطلاعات کیفی برداشت شده از 42 حلقه چاه مشاهداتی در سال های 92-83 استفاده شد. ضرایب همبستگی پیرسون بین پارامتر های کیفی در هر سال نشان داد کهtds همبستگی بالایی با کاتیون های ca2+، mg2+ و na+ دارد. همچنین مشخص شد sar منطقه بیش تر متأثر از غلظت na+ بوده و غلظت mg2+ و ca2+ در رده بعد قرار گرفتند. نتایج بدست آمده از نمودار پایپر نشان داد که غالب کاتیون ها و آنیون های دشت از نوع ca2+ و hco3- است. تجزیه و تحلیل مقایسه ای بین روش های زمین آمار (کریجینگ، کوکریجینگ و معکوس فاصله وزنی) نشان داد که روش کوکریجینگ به طور میانگین با مقدار rmse (655/9) و mae (755/6) و r2(6/0) نتایج بهتری در برآورد غلظت پارامتر های کیفی در منطقه مورد بررسی داشت. با بررسی نقشه تغییرات مکانی ec، sar، cl-، tds و na+ در دو سال (87 و 92) مشخص شد که غلظت این دو پارامتر در شرق دشت بیش تر از غرب و در مرکز دشت دارای روند افزایش غلظت بود. همچنین حاشیه های غرب و جنوب غربی دشت بهترین مناطق از نظر غلظت کم تر این پارامتر ها می باشند. با بررسی نقشه تغییرات مکانی دیگر پارامتر ها مشخص شد که بیش ترین غلظت hco3-+co32- در سال 87 در شمال غرب، شرق و جنوب شرق دشت بوده و بهترین مناطق از نظر غلظت کم در جنوب غربی و مرکز دشت قرار داشتند. در سال 92 بحرانی ترین مناطق در مرکز دشت متمایل به شرق و بهترین مناطق از نظر غلظت کم در جنوب غربی دشت مستقر بودند. بیش ترین غلظت k+ در سال 87 در شرق دشت و کم ترین غلظت k+ در جنوب غربی دشت بود. همچنین مشخص شد که در سال 92 در اکثر مناطق غلظت k+ کم و تغییرات مکانی غلظت k+ دارای روند خاصی نبود. غلظت کم ca2+ در سال 87 در جنوب غربی دشت مشاهده شد. در سال 92 در اکثر مناطق غلظت ca2+ پایین بوده و روند خاصی در جهت افزایش یا کاهش ca2+ وجود ندارد. غلظت mg2+ در سال 87 در جنوب غربی و مرکز دشت کم بوده و افزایش غلظت در جهت شرق و شمال غرب وجود دارد. در سال 92 بیش-ترین غلظت در مرکز دشت وجود دارد و با حرکت به سمت غرب و جنوب غرب از غلظت mg2+ کاسته شد. همچنین مشخص شد که بیش ترین غلظت so42- در سال 87 در مرکز دشت مشاهده شد. غلظت so42- در غرب دشت کمتر از شرق دشت بوده و در بخشی از محدوده شمال دشت شاهد کم ترین غلظت بودیم. بیش ترین میزان ph در سال 87 در نواحی غرب دشت و میزان آن در شرق دشت کم تر از غرب دشت بود و در مرکز دشت کم ترین میزان ph وجود داشت. در سال 92 بیش ترین میزان ph در جنوب دشت وجود داشت و مناطق دارای میزان کم تر ph در شمال دشت قرار گرفت.