علوم آب و خاک

---

به‌دست آوردن منحنی مشخصه آب خاک در آزمایشگاه وقت‌گیر بوده و همراه با خطاست. به این دلیل پژوهندگان زیادی در دنیا سعی کرده‌اند روش‌هایی ارائه دهند که به کمک آنها بتوان منحنی مشخصه را به نحو آسان‌تری به دست آورد. یکی از این روش‌ها استفاده از منحنی دانه‌بندی و چگالی ظاهری خاک می‌باشد. در این روش، منحنی دانه‌بندی را به چند قطعه بر مبنای اندازه ذرات تقسیم کرده و با توجه به میانگین شعاع ذرات و درصد ذرات بزرگ‌تر از هر اندازه و روابط موجود می‌توان منحنی مشخصه آب خاک را به دست آورد. در این روش از پارامتری به نام α (عامل مقیاس) استفاده می‌شود که مقداری است ثابت و یا از روش‌های خطی و لجستیک به دست می‌آید. مقدار میانگین α برای خاک‌های با بافت رس، رس سیلتی و لوم شنی به ترتیب برابر 159/1، 229/1 و 494/1، برای دو بافت لوم 391/1 و 393/1 و برای دو بافت لوم رسی سیلتی برابر 253/1 و 254/1 به دست آمد. در بسیاری از مواقع منحنی دانه‌بندی خاک مورد نظر به طور کامل وجود ندارد و تنها درصد ذرات رس، سیلت و شن خاک در اختیار می‌باشد. در این صورت، نخست منحنی دانه‌بندی خاک تخمین زده شده و سپس با استفاده از آن منحنی مشخصه آب خاک به دست می‌آید. در این پژوهش از اطلاعات درصد ذرات مختلف خاک و چگالی ظاهری هفت خاک مختلف استفاده و منحنی مشخصه خاک‌های فوق به روش‌های لجستیک و خطی تخمین زده شد و با نتایج اندازه‌گیری شده مقایسه گردید. برای تخمین منحنی دانه‌بندی خاک‌های فوق نیز از دو مقدار حد انتهایی شعاع ذرات خاک برابر 125 و 999 میکرومتر استفاده شد. نتایج نشان داد که استفاده از شعاع 999 میکرومتر برای تخمین منحنی مشخصه مناسب‌تر می‌باشد. علاوه بر آن، در بافت‌های رس، رس سیلتی و لوم رسی سیلتی معادله خطی و در بافت‌های لوم و لوم شنی معادله لجستیک برای تعیین α مناسب‌تر است.

---

این پژوهش در مزرعه تحقیقاتی مرکز تحقیقات کشاورزی فارس در منطقه زرقان در سال‌های 1378 تا 1381 به منظور تعیین نیاز آبی و ضریب گیاهی گندم رقم کراس آزادی به وسیله لایسیمتر انجام شد. بر اساس نتایج به دست آمده نیاز آبی گندم در سه سال آزمایش به ترتیب برابر 720، 712 و 674 میلی‌متر محاسبه شد. هم‌چنین با در نظر گرفتن روش پنمن مانتیت برای محاسبه تبخیر تعرق بالقوه گیاه مرجع، میانگین ضریب گیاهی مراحل چهارگانه رشد گندم به ترتیب برابر 37/0، 68/0، 11/1 و 51/0 به دست آمد. علاوه بر آن، به منظور برنامه‌ریزی آبیاری گندم در سال‌های آینده از یک طرف و عدم دسترسی کشاورزان به کلیه آمار هواشناسی از طرف دیگر، سعی شد رابطه‌ای برای تعیین نیاز آبی گندم در منطقه به دست آید. در این راستا از میانگین دهه‌ای آمار تبخیر از تشت کلاس A و ضریب گیاهی استفاده گردید.

---

به منظور بررسی تأثیر سطوح مختلف آب آبیاری بر میزان عملکرد و روغن بذر کلزا و تعیین میزان آب مورد نیاز و برنامه مناسب آبیاری این گیاه، آزمایشی با طرح بلوک‌های کامل تصادفی شامل چهار تیمار آبیاری در سه تکرار به مدت 3 سال (82-1379) در اراضی زراعی ایستگاه تحقیقات کشاورزی زرقان فارس اجرا گردید. تیمارهای آبیاری شامل چهار دور آبیاری پس از 50، 75، 100و 125 میلی‌متر تبخیر تجمعی از تشتک کلاس A بود (T₅₀، T₇₅، T₁₀₀ و T₁₂₅). مقدار آب آبیاری برای هر تیمار نیز با اندازه‌گیری رطوبت خاک قبل از آبیاری و رساندن آن به حد ظرفیت زراعی تعیین می‌گردید. در سه سال آزمایش ارقام اکاپی، اورینت و لیکورد کشت گردید و داده‌های به ‌دست آمده از اندازه‌گیری عملکرد و مقدار روغن بذر برای هر سال به صورت جداگانه مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. در سال اول آزمایش تأثیر تیمارهای مختلف بر عملکرد رقم اکاپی معنی‌دار نشد، ولی حداکثر و حداقل عملکرد بذر به ترتیب در تیمارهای T₇₅ و T₁₀₀ برابر 2678 و 2050 کیلوگرم در هکتار به دست آمد. تأثیر تیمارهای مختلف برمقدار روغن بذر در سطح 5 درصد معنی‌دار گردید و حداکثر و حداقل مقدار روغن بذر به ترتیب در تیمارهای T₁₀₀ و T₇₅ برابر 50/42 و 66/41 درصد به دست آمد. در سال دوم آزمایش نتیجه تأثیر تیمارهای مختلف برعملکرد رقم اورنیت در سطح 5 درصد معنی دار شد و حداکثر و حداقل عملکرد بذر به ترتیب در تیمارهای T₅₀ و T₁₂₅ برابر 3133 و 2133 کیلوگرم در هکتار به دست آمد. تأثیر تیمارهای مختلف بر مقدار روغن بذر در سطح 5 درصد معنی‌دار گردید و حداکثر و حداقل مقدار روغن بذر به ترتیب در تیمارهای T₇₅ و T₅₀ برابر 38/46 و 82/44 درصد به دست آمد. در سال سوم آزمایش نتیجه تأثیر تیمارها برعملکرد رقم لیکورد در سطح 5 درصد معنی‌دار شد و حداکثر و حداقل عملکرد بذر به ترتیب در تیمارهای T₅₀ و T₁₂₅ برابر 3667 و 2250 کیلوگرم در هکتار و تأثیر تیمارهای مختلف برمقدار روغن بذر در سطح یک درصد معنی‌دار گردید و حداکثر و حداقل مقدار روغن بذر به ترتیب در تیمارهای T₅₀ و T₁₂₅ برابر 63/47 و 60/44 درصد به دست آمد. هم‌چنین مناسب‌ترین دور آبیاری برای سه رقم کلزای مورد مطالعه در منطقه زرقان فارس بین 10 تا 12 روز به دست آمد.

---

یک روش برای تخمین منحنی مشخصه آب خاک بر پایه استفاده از منحنی دانه‌بندی و چگالی ظاهری خاک استوار می‌باشد. در این روش، منحنی دانه‌بندی را به چند قطعه بر مبنای اندازه ذرات تقسیم کرده و با توجه به میانگین شعاع ذرات و درصد ذرات بزرگ‌تر از هر اندازه و روابط موجود می‌توان منحنی مشخصه آب خاک را به دست آورد. در این روش از یک پارامتر مقیاس به نام α استفاده می‌شود که می‌تواند مقداری ثابت فرض شود و یا از روش‌های خطی و لجستیک به دست آید. از طرف دیگر، در بسیاری از مواقع منحنی دانه‌بندی خاک مورد نظر به طور کامل وجود ندارد و تنها درصد ذرات رس، سیلت و شن خاک در اختیار می‌باشد. در این صورت، ابتدا منحنی دانه‌بندی خاک تخمین زده شده و سپس منحنی مشخصه آب خاک به دست می‌آید. بر اساس نتایج به دست آمده قبلی استفاده از حد انتهایی شعاع 999 میکرومتر برای تخمین منحنی دانه‌بندی مناسب‌تر از شعاع 125 میکرومتر می‌باشد. هم‌چنین ضرایبی اصلاحی برای تخمین منحنی دانه‌بندی برای شعاع‌های 1 تا 20 میکرومتر به دست آمده است. در این پژوهش از اطلاعات درصد ذرات و چگالی ظاهری 19 خاک مختلف از مجموعه آنسودا استفاده گردید و منحنی مشخصه خاک‌های فوق به روش‌های لجستیک و خطی و بر اساس تخمین منحنی دانه‌بندی به روش اولیه و روش اصلاح شده تخمین زده شد و با نتایج اندازه‌گیری شده مقایسه گردید. نتایج نشان داد که در اغلب خاک‌ها استفاده از ترکیب روش لجستیک و منحنی دانه‌بندی اصلاح شده برای تخمین منحنی دانه‌بندی مناسب‌تر از سایر حالت‌ها می‌باشد.

---

منحنی مشخصه آب خاک نشان‌دهنده تغییرات رطوبت در برابر مکش آب خاک است که در مسائل حرکت آب در خاک دارای اهمیت بسیار زیادی می‌باشد. اندازه‌گیری این منحنی در آزمایشگاه وقت‌گیر و پرهزینه است، بنابراین روش‌های بسیاری برای تخمین آن ارائه شده است که از آن‌جمله می‌توان به توابع انتقالی اشاره نمود. با استفاده از توابع انتقالی امکان تخمین منحنی مشخصه از روی سایر پارامترهای خاک که اندازه‌گیری آنها آسان‌تر است، امکان‌پذیر می‌شود. توابع انتقالی پارامتریک توابعی هستند که برای پارامترهای مدل‌های موجود منحنی مشخصه ارائه شده‌اند. در این پژوهش 12 تابع انتقالی پارامتریک داخلی و خارجی برای مدل‌های بروکس و کوری، کمپبل و ونگنوختن درنظر گرفته شدند و روی 30 نمونه خاک با بافت‌های مختلف در استان فارس مورد ارزیابی قرار گرفتند. برای این منظور منحنی مشخصه آب خاک و سایر ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی لازم خاک‌ها اندازه‌گیری شدند و خاک‌ها با توجه به بافت به سه گروه ریز، میانه و درشت بافت تقسیم شدند. نتایج این پژوهش نشان داد که توابع پارامتریک مدل ونگنوختن مناسب‌‌تر از توابع انتقالی پارامتریک دو مدل دیگر می‌باشد که از دلایل آن برازش بهتر مدل ونگنوختن بر داده‌های اندازه‌گیری شده است. هم‌چنین نتایج نشان داد که تابع پارامتریک وستن و همکاران مناسب‌ترین تابع برای تخمین منحنی مشخصه آب خاک در خاک‌های مورد بررسی در استان فارس است و توابع داخلی ارائه شده چندان مناسب نیستند