کشاورزی در سطح گسترده، به همراه مصرف بیش از اندازه کودهای نیتروژنه، اصلی ترین منبع آلودگی آب های سطحی و زیرزمینی به وسیله نیترات است. استفاده از روش های مدیریتی مناسب به منظور افزایش راندمان مصرف آب و کود و جلوگیری از آلودگی محیط زیست حائز اهمیت است. کنترل سطح ایستابی (شامل آبیاری زیرزمینی و زهکشی کنترل شده) یکی از روش های مدیریتی موثر در کاهش حجم زه آب و غلظت نیترات موجود در آن است. هدف این پژوهش، ارزیابی عملکرد سیستم های مدیریت سطح ایستابی بر توزیع نیترات در خاک و بررسی آثار کاربرد منابع آب حاوی نیترات در تلفیق با این سیستم ها بر عملکرد محصول و کمیت نیترات زه آب است. کاربرد زه آب های کشاورزی در این سیستم ها می تواند منجر به بازیافت عناصر مغذی و تأمین نیاز گیاه به نیتروژن گردد و ضمن کاهش آبشویی نیترات، از غلظت آن در زه آب تولید شده نیز بکاهد. بدین منظور، بیلان نیترات، در سه تیمار آبیاری زیرزمینی، زهکشی کنترل شده و زهکشی آزاد، در دو گروه تیمارهای بدون گیاه و تیمارهای دارای گیاه (ذرت علوفه ای)، در سه تکرار و در لایسیمترهای حجمی در کرج مورد مطالعه قرار گرفت. آبیاری همه تیمارها با آب حاوی نیترات با غلظت 50 میلی گرم بر لیتر انجام شد. غلظت نیترات خاک در 6 بازه زمانی و در سه عمق خاک اندازه گیری شد. همچنین عملکرد محصول، راندمان مصرف آب و کود و کمیت و کیفیت زه آب در تیمارهای مختلف مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد اثر تیمارهای مختلف زهکشی بر غلظت نیترات خاک در لایسیمترهای دارای گیاه در سطح احتمال 5% و در لایسیمترهای بدون گیاه در سطح احتمال 1% معنی دار بود. نتایج حاصل از توزیع نیترات در خاک در سیستم آبیاری زیرزمینی نشان داد که صعود نیترات به همراه جبهه رطوبت چشمگیر بوده و غلظت آن در بالای سطح ایستابی افزایش یافته است. همچنین میانگین غلظت نیترات در تیمارهای بدون گیاه، بیشتر از تیمارهای دارای گیاه بوده است. نتایج اندازه گیری غلظت نیترات در زه آب خروجی نشان داد که تیمار زهکشی کنترل شده دارای گیاه بیشترین تأثیر را بر کاهش غلظت نیترات داشته است. بررسی بیلان نیترات نیز حاکی از مصرف بیشتر نیترات در تیمار آبیاری زیرزمینی دارای گیاه نسبت به سایر تیمارها بود. مقایسه عملکرد تیمارها نشان داد که مقدار وزن تر بوته در آبیاری زیرزمینی نسبت به زهکشی کنترل شده و زهکشی آزاد، به ترتیب 28.3 و 42.2 درصد بیشتر و کاملاً متمایز است. کارایی مصرف آب در تیمار آبیاری زیرزمینی نسبت به تیمار زهکشی کنترل شده و زهکشی آزاد به ترتیب 20.2 و 37.8 درصد بیشتر است. کارایی مصرف کود در تیمار آبیاری زیرزمینی نسبت به زهکشی کنترل شده و زهکشی آزاد به ترتیب 19.2 و 37.6 درصد بیشتر است که تفاوت آن با سایر تیمارها کاملاً متمایز است. نتایج این تحقیق نشان داد که غلظت نیترات در منطقه توسعه ریشه و در بالای سطح ایستابی تیمارهای مدیریت سطح ایستابی افزایش یافته است. این افزایش ناشی از کاربرد یک منبع آب حاوی نیترات به عنوان آب آبیاری بود. استفاده از زه آب کشاورزی در تلفیق با سیستم آبیاری زیرزمینی، می تواند ضمن افزایش قابل ملاحظه عملکرد محصول، از مصرف کودهای نیتراته و در نتیجه آلودگی ناشی از آن بکاهد. بنابراین شاید بتوان از این سیستم به عنوان یک سیستم دوستدار محیط زیست، برای کنترل آلودگی نیتراتی و بهبود راندمان مصرف کود استفاده کرد.

با رشد روزافزون جمعیت، یکی از مسائل پیش روی بشر تأمین غذا و رسیدن به کشاورزی پایدار است که یکی از اقدامات اولیه رسیدن به آن، زهکشی زمین های تحت کشت است. روش های مختلف زهکشی افقی، قائم و حائل سال هاست به عنوان روش های مرسوم و متعارف کنترل سطح ایستابی و شوری مورد استفاده قرار می گیرند و کمک زیادی به افزایش تولیدات کشاورزی کرده اند. این سیستم ها با وجود مزایای زیاد، دارای اشکالاتی نیز هستند که می توان به سرمایه احداث و نگهداری بالا و مشکلات زیست محیطی افزون این سیستم ها اشاره کرد. بنابراین روش های دیگر برای کنترل سطح ایستابی که هزینه ی سرمایه گذاری و نگهداری پایین تری داشته و از نظر زیست محیطی قابل قبول باشد نسبت به روش های فوق برتری دارد. یکی از گزینه های جایگزین مناسب در این زمینه زهکشی خشک است که کم هزینه تر بوده و نیز با محیط زیست سازگارتر است. در واقع زهکشی خشک یک سیستم طبیعی است که توسط تبخیر از مناطق نکاشت، به عنوان یک روش ممکن برای کنترل شوری خاک استفاده می شود. این روش نیاز به نکاشتن و آیش بودن بخشی از زمین های تحت کشت را دارد و باقی زمین برای تولیدات کشاورزی استفاده می شود. در منطقه آیش، آبیاری صورت نمی گیرد در حالیکه در مناطق باقی مانده روش-های متداول آبیاری انجام می شود. برای انجام این روش لازم است که سطح ایستابی کم عمق و میزان تبخیر بالا باشد که این شرایط مناطق خشک و نیمه خشک است. یکی از مهم ترین مبانی طراحی این سیستم، تعیین نسبت کاشت به نکاشت است که هدف اصلی این پایان نامه است. برای انجام این پروژه یک مدل فیزیکی از جنس پلکسی گلاس به طول 60 سانتی متر، عرض 20 سانتی متر و ارتفاع 50 سانتی متر طراحی و اجرا گردید که نیمی از آن آبیاری و نیمی دیگر به صورت نکاشت رها شد و در طول انجام آزمایش مقدار آبیاری و تبخیر توسط ترازو اندازه گیری شد. اندازه گیری ها کمترین میزان تبخیر را 7/2 میلی متر بر روز نشان داد، این مقدار زمانی ثبت شد که خاک پوشیده از نمک شده بود. این عدد نزدیک به ضریب زهکشی متداول در طراحی سیستم های زهکشی است. بنابراین با کمترین ریسک می توان نسبت 50 درصد کاشت به 50درصد نکاشت را توصیه کرد ولی می توان با یک مدیریت جمع آوری به موقع نمک روی سطح خاک، مقدار کاشت را به بیشتر از 50 درصد افزایش داد.

تاریخ کاشت و آبیاری تکمیلی از مهم‏ترین عوامل موثر در برخورداری بیش‏تر گیاه از بارش‏های جوی و رطوبت موجود در خاک و در نتیجه افزایش عملکرد محصول در شرایط دیم می‏باشند. به منظور بررسی تأثیر این دو عامل بر عملکرد عدس بهاره در شرایط دیم، آزمایشی در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره) در سال زراعی 91-1390 صورت گرفت. در این آزمایش که به صورت طرح کرت‏های خرد شده در قالب بلوک‏های کاملاً تصادفی با 4 تکرار اجرا شد، 4 تیمار مربوط به تاریخ کاشت شامل (25 اسفند، 5 فروردین، 15 فروردین و 25 فروردین) و 4 تیمار مربوط به آبیاری تکمیلی شامل (کشت دیم (تیمار شاهد)، تک‏آبیاری در مرحله گل‏دهی، تک‏آبیاری در مرحله پر شدن غلاف و جفت‏آبیاری (آبیاری در دو مرحله)) مورد ارزیابی قرار گرفت. پس از اتمام دوره رشد، اجزای عملکرد شامل ارتفاع بوته، تعداد شاخه، تعداد غلاف در بوته، تعداد دانه در بوته، نسبت پوکی، تعداد دانه در غلاف، وزن صد دانه، عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک و شاخص برداشت در تمامی کرت‏های مورد مطالعه اندازه‏گیری گردید. بهره‏وری بارش، بهره‏وری آب آبیاری و بهره‏وری کل نیز در این تیمارها محاسبه شد. مناسب‏ترین تاریخ کاشت و زمان مناسب آبیاری تکمیلی از بین تیمارهای مورد نظر با استفاده از مدلی که بر اساس اطلاعات هواشناسی دوره آماری سی ساله منطقه مورد نظر ارائه شد، نیز تعیین گردید و نتایج حاصل از مدل با مقادیر اندازه‏گیری شده در مزرعه مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج تجزیه واریانس صفات مورد بررسی نشان داد که تاریخ کاشت و آبیاری تکمیلی در تمامی اجزای عملکرد به جز نسبت پوکی در سطح احتمال 1 درصد اختلاف بسیار معنی‏دار ایجاد کردند و اثر متقابل تاریخ کاشت و آبیاری تکمیلی در ارتباط با صفت عملکرد دانه در سطح 1 درصد معنی‏دار و در رابطه با سایر اجزای عملکرد بی‏تأثیر بود. همچنین مطابق با نتایج مقایسه میانگین صفات براساس تاریخ‏های مختلف کاشت، بیش‏ترین عملکرد دانه مربوط به اولین تاریخ کاشت (25 اسفند) بود و تأخیر 10، 20 و 30 روزه در زمان کاشت از تاریخ کاشت اول به ترتیب موجب کاهش 34، 60 و 87 درصدی در میزان عملکرد دانه گردید. مقایسه میانگین صفات اندازه‏‏گیری ‏شده در سطوح مختلف آبیاری نیز بیانگر این امر بود که پس از تیمار جفت‏آبیاری که موجب افزایش 120 درصدی در میزان عملکرد دانه نسبت به شرایط دیم گردید بیش ترین عملکرد محصول به ترتیب در تیمارهای مربوط به تک‏آبیاری در مرحله گل‏دهی و تک‏آبیاری در مرحله پر شدن غلاف قابل مشاهده بود. به طور کلی در این آزمایش بیش‏ترین عملکرد دانه با مقدار 7/2368 کیلوگرم در هکتار مربوط به شرایط جفت‏آبیاری در اولین تاریخ کاشت بود. همچنین بر اساس نتایج ‏ به دست‏ آمده از این آزمایش با تأخیر در زمان کاشت و افزایش تعداد دفعات آبیاری تکمیلی، میزان بهره‏وری آب مصرفی کاهش یافت. در این مطالعه بیش‏ترین بهره‏وری آب مصرفی با مقدار 5/4 کیلوگرم بر متر مکعب و بهره‏وری کل با مقدار 68/1 کیلوگرم بر متر مکعب در تیمار تاریخ کاشت اول و تک‏آبیاری در مرحله گل‏دهی مشاهده شد. تأخیر در زمان کاشت همچنین موجب کاهش محسوسی در میزان بهره‏وری بارش گردید. نتایج به ‏دست ‏آمده از مدل نیز نشان داد که در اولین تاریخ کاشت کم‏ترین میزان تنش خشکی در طول دوره رشد به گیاه وارد شده و زمان مناسب آبیاری تکمیلی در شرایط تک‏آبیاری 10 روز و در شرایط جفت‏آبیاری 15 روز پس از شروع مرحله میانی (مرحله حساس رشد گیاه) بوده است.

نیتروژن یکی از مهم ترین عناصر غذایی مورد نیاز گیاه است و ارتباطی مستقیم با عملکرد گیاهان زراعی دارد، از این رو استفاده از آن برای تامین امنیت غذایی امری اجتناب ناپذیراست. از طرف دیگر استفاده بیش از اندازه کودهای حاوی ترکیبات نیتروژن و مدیریت نامناسب آن، اصلی¬ترین منبع آلودگی آب های سطحی و زیر زمینی به وسیله نیترات به شمار می¬آید که با بهره¬گیری از روش¬های مدیریتی صحیح، می¬توان در جهت کاهش آلودگی ورودی به محیط زیست گام برداشت. زهکشی کنترل شده به عنوان یکی از این راه¬حل¬های مدیریتی در مدیریت جامع منابع آب معرفی شده است که علاوه بر کنترل کمی و کیفی جریان زه¬آب، اثرات مخرب زیست محیطی را نیز کاهش می دهد. از این رو بررسی جوانب این شیوه¬ی مدیریتی به لحاظ زیست محیطی، تشخیص تأثیرات آن بر روی نوع و مقدار ترکیبات حاوی نیتروژن خروجی از زهکش ها و همچنین جریانی که به آب¬های زیر زمینی می¬پیوندد مورد توجه قرار می¬گیرد. هدف این پژوهش، ارزیابی تأثیر زهکشی کنترل شده به عنوان یکی از شیوه¬های مدیریت سطح ایستابی برچرخه نیتروژن و کیفیت زه¬آب وارده به منابع پذیرنده آن می¬باشد.کنترل سطح ایستابی در این شیوه مدیریت می¬تواند باعث حفظ و بازیافت عناصر مغذی مورد نیاز گیاه به ویژه ترکیبات حاوی نیتروژن گردد. این نوع مدیریت سطح ایستابی با کاهش آبشویی ترکیبات نیتروژن¬دار و ایجاد فرصت لازم برای انجام فرآیندهای موثر در کاهش گونه¬های مخاطره¬آمیز زیست محیطی، منجر به کاهش غلظت این ترکیبات در زه¬آب خروجی می¬گردد. به منظور بررسی اثرات این شیوه مدیریتی، آزمایش¬هایی در حالت¬های زهکشی کنترل شده با عمق نصب زهکش 80 سانتی¬متر و مدت زمان کنترل سطح ایستابی 5 روز، زهکشی کنترل شده با عمق نصب زهکش 45 سانتی¬متر و مدت زمان کنترل سطح ایستابی 5 روز و زهکشی کنترل شده با عمق نصب زهکش 80 سانتی¬متر و مدت زمان کنترل سطح ایستابی4 روز در مدلی فیزیکی تحت شرایط آزمایشگاهی مورد مطالعه قرار گرفت. به منظور تأمین نیتروژن مورد نیاز، کود نیترات آمونیوم با الگوی توزیع 200 کیلوگرم در هکتار به همراه آب آبیاری استفاده گردید. غلظت فاکتورهای نیترات، نیتریت، آمونیاک و آمونیوم در روزهای ابتدای، میانی و پایانی کنترل سطح ایستابی اندازه¬گیری شد. نتایج نشان داد، زهکشی کنترل شده باعث کاهش3/29 تا 6/49 درصدی در حجم زه¬آب خروجی نسبت به زهکشی آزاد شده و در تمامی حالت¬ها، اثری معنی-دار بر کاهش غلظت فاکتورهای حاوی نیتروژن دارد. کاهش عمق سطح ایستابی در زهکشی کنترل شده باعث کاهش معنی¬دار فاکتورهای نیتریت، آمونیاک و آمونیوم در سطح احتمال 5% و فاکتور نیترات در سطح احتمال 1% گردید. با انجام مقایسه¬های آماری، بهترین زمان کنترل سطح ایستابی برابر 80 درصد حداکثر زمان ممکن کنترل به دست آمد. بررسی بیلان نیتروژن در سیستم زهکشی کنترل شده نشان داد که این سیستم با فراهم آوردن محیط اشباع مناسب برای فرآیند نیترات¬زدایی، باعث کاهش غلظت نیترات می¬شود. با توجه به یافته¬های این پژوهش، متغیرهای مدیریتی در زهکشی کنترل شده شامل، عمق کنترل سطح ایستابی و مدت زمان کنترل سطح ایستابی می¬باشد.

در دهه¬¬های اخیر، استفاده از آب¬های نامتعارف در حوزه¬ی کشاورزی، بعنوان یکی از الگوهای برتر مدیریتی مورد توجه قرار گرفته است. یکی از آب¬های نامتعارف، آب¬های شور و لب شور می¬باشد. در حال حاضر چندین روش جهت استفاده از آب شور در آبیاری¬ها مورد توجه است. تلفیق آب شور و شیرین یکی از این روش¬هاست. تلفیق آب شور و غیر شور به معنای استفاده¬ی توأمان از آب شور و شیرین می¬باشد، بنحوی که اثرات غلظت نمک در آب آبیاری تقلیل یابد. بسیاری از تحقیقات، اختلاط آب شور و شیرین قبل از آبیاری-ها و یا استفاده¬ی دوره¬ای از آب شور و غیر شور را به عنوان بهترین راه¬حل در استفاده¬ی تلفیقی از آب شور و غیرشور معرفی کرده¬اند. در پژوهش حاضر هدف، مقایسه¬ روش¬های موجود و ارائه¬ی راهکاری نو در چگونگی تلفیق آب شور و غیر شور می¬باشد. آزمایشی با طرح بلوک کاملا تصادفی شامل 7 تیمار و در هر تیمار 3 تکرار به اجرا رسید. گیاه سورگوم علوفه¬ای رقم اسپیدفید در شرایط مزرعه¬ای کشت شد. تیمارهای مورد آزمایش شامل؛ تیمارهای شاهد (آب شیرین)، دوسوم شور، یک دوم شور، یک سوم شور، یک در میان زمانی، مخلوط و تیمار صد در صد شور بود. در انتها، پارامترهای فیزیولوژیکی گیاه و تغییرات شوری در پروفیل خاک، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد در بین تیمارهای مورد بررسی تیمار یک سوم شور با کمترین مقدار افت محصول نسبت به تیمار شاهد، دارای بهترین عملکرد و تیمار صد در صد شور دارای ضعیف¬ترین عملکرد از نظر شاخص¬های زراعی و تعدیل شوری در پروفیل خاک بود. تیمارهای یک دوم شور و دوسوم شور نیز با توجه به مدیریتی که در نحوه¬ی تلفیق آب شور و غیر شور در آنها بعمل آمد، عملکرد قابل قبولی از خود به نمایش گذاشتند. بنظر می¬رسد این نوع تلفیق آب شور و شیرین بهتر از روش¬های قدیمی¬تر (تناوبی و مخلوط) بوده و اجرای آن با هر نسبتی کارایی بسیار بالایی در کاهش تاثیر تنش شوری بر گیاه و تعدیل املاح در پروفیل خاک دارد.

رطوبت خاک یکی از مهم¬ترین متغیر¬های محیطی در مدل¬های اقلیمی، اکولوژی و آگروهیدرولوژیکی است. اندازه¬گیری رطوبت خاک در برنامه-ریزی دقیق آبیاری و استفاده بهینه از آب در مناطق خشک و نیمه¬خشک از اهمیت بالایی برخوردار می¬باشد. رطوبت خاک با استفاده از روش¬های نمونه¬برداری زمینی، استفاده از مدل¬های شبیه¬سازی و یا تکنیک¬های مبتنی بر سنجش از دور قابل اندازه¬گیری می¬باشد. در این تحقیق به منظور مقایسه روش¬های اندازه¬گیری رطوبت خاک، نتایج حاصل از مدل شبیه¬سازی با نتایج حاصل از اندازه¬گیری¬های زمینی و رطوبت خاک استخراج شده از تصاویر ماهواره¬ای در بخشی از اراضی کشت وصنعت هزارجلفا واقع در استان قزوین در سال زراعی 91-1390 مقایسه گردید. اندازه¬گیری زمینی رطوبت با استفاده از روش وزنی و در عمق-های 15-0، 30-15، 45-30 و 60-45 سانتی¬متر طی یک دوره سه ماهه در 11 نقطه در مزارع ذرت علوفه¬ای و یونجه صورت پذیرفت. شبیه سازی رطوبت با استفاده از مدل اگروهیدرولوژیکی swap با واسنجی پارامترهای گیاهی، تقویم آبیاری و مشخصات هیدرولیکی خاک در عمق-های مذکور انجام گردید و عمل صحت¬سنجی با مقایسه عملکرد محصولات و رطوبت شبیه¬سازی شده با مشاهدات مزرعه¬ای صورت پذیرفت. رطوبت خاک از تصاویر ماهواره¬ای سنجنده¬های modis و etm با استفاده از روش فضای مثلثی براساس تصاویر دمای سطح زمین و شاخص گیاهی ndvi در تاریخ¬های مطابق با زمان نمونه¬برداری استخراج گردید. با توجه به قدرت تفکیک مکانی متوسط تصاویر سنجنده مادیس، از تصاویر سنجنده etm لندست جهت ریزمقیاس نقشه رطوبت خاک حاصل از سنجنده مادیس و از روش نسبت ساده استفاده گردید و صحت¬سنجی نتایج با استفاده از داده¬¬های زمینی صورت پذیرفت. میزان rmse حاصل از شبیه¬سازی رطوبت خاک با استفاده از مدل swap در کلیه عمق¬ها در بازه 0/053- 0/029 سانتی¬مترمکعب بر سانتی¬مترمکعب متغیر بود. نتایج مدل swap نشان داد که دقت شبیه¬سازی رطوبت خاک در مزرعه یونجه نسبتا بهتر از مزارع ذرت علوفه¬ای است. همچنین متوسط عملکرد محصول ذرت علوفه¬ای پس از واسنجی با 8/4 درصد خطا برآورد گردید. نتایج پایش رطوبت خاک حاصل از تصاویر سنجنده مادیس نشان داد رطوبت خاک در تمامی مزارع با دقت خوب و یکسانی قابل اندازه¬گیری است بطوریکه ماکزیمم ضریب همبستگی r2 بین مقادیر شاخص رطوبت خاک و رطوبت حجمی اندازه-گیری شده، برابر 0/76 حاصل گردید. نتایج همچنین نشان داد که استفاده از روش ریزمقیاس، دقت تخمین رطوبت از تصاویر مادیس را بهبود می بخشد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.