علوم آب و خاک

---

حوضه مورد بررسی در شمال شهر کرمانشاه قرار گرفته است.‏‏‏‏‏‎‏ مساحت حوضه 14348 هکتار، حداکثر ارتفاع آن 3300 و حداقل آن 1400 متر می‌باشد. بر اساس طبقه‌بندی اقلیمی به روش آمبرژه و دمارتن،‏‏‏‏‏‎‏ اقلیم حوضه از نوع مرطوب و پوشش زنده گیاه در آن از 25 تا 55 درصد متغیر است. بر اساس مطالعات قابلیت اراضی و خاک‌شناسی، چهار تیپ اصلی اراضی کوهستانی، تپه‌ای، آبرفت‌های باد بزنی ‌شکل سنگ‌ریزه‌دار و دشت‌های دامنه‌ای در حوضه مشخص شده‌اند. در این پژوهش لایه‌های مربوط به مدل‌های ( MPSIAC (Modified Pasific Southwest Inter Agency و ( EPM ( Erosion Potential Method  ابتدا در محیط نرم‌افزار Autocad اصلاح شدند و سپس با استفاده از نرم‌افزار Arc-Info برای لایه‌های اطلاعاتی توپولوژی ساخته شد. بعد از انجام این مراحل عملیات مدیریتی و انطباق لایه‌ها به وسیله نرم‌افزار Arc-Veiw انجام شد. بر اساس روش MPSIAC، میزان فرسایش سالانه حوضه 7/1002 m³/km² و بر اساس روش EPM این مقدار 2/1739 m³/km² به ‌دست آمد. هم‌چنین میزان رسوب سالانه در روش MPSIAC و EPM به ترتیب برابر با 8/307 m³/km² و 7/521 m³/km² محاسبه شد. کلاس فرسایشی مدل MPSIAC متوسط و کلاس فرسایشی مدل EPM در گروه شدید قرار گرفت که با مشاهدات صحرایی چندان منطبق نبود. با توجه به تحقیقات صورت گرفته مدل MPSIAC، نتایج بهتری را نسبت به مدل EPM ارائه می‌کند.  

---

نظر به اهمیت فوق العاده چمن در طراحی و ایجاد فضای سبزاستفاده از یک ماده آلی مناسب به جای کود حیوانی وکمپوست زباله شهری با توجه به معایب آنها به منظور کشت چمن ضروری است. بنابراین در این پژوهش امکان استفاده از روش جدید هیدرومالچینگ (مخلوط بذر + مواد آلی +آب + کود + مواد دیگر بر سطح مورد نظر توزیع می‌شود) بررسی شد. ماده آلی مورد استفاده، ضایعات کارخانجات قارچ، (Spent Mushroom Compost- SMC) بود که با دو درجه پوسیدگی شش ماهه و یک ساله در دو زمان بهار و پاییز استفاده شد. آزمایش به صورت آزمایش فاکتوریل (2×2×2) در قالب بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکرار انجام گرفت و صفاتی چون تراکم، استقرار، یک‌نواختی و رنگ اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که استفاده از کمپوست قارچ آثار بهتری در جوانه‌زنی تراکم، استقرار، یک‌نواختی و رنگ نسبت به کود حیوانی داشته است. کمپوست قارچ شش ماهه با توجه به این‌که تراکم و یک‌نواختی بهتری ایجاد کرد و مدت زمان کمتری نیز نگه‌داری می‌شود کم هزینه‌تر می‌باشد و قابل توصیه‌تر است. در کشت بهاره نیز صفاتی همچون تراکم، استقرار، یک‌نواختی و جوانه‌زنی بهتر بودند. بنابراین به طور کلی استفاده از روش هیدرومالچینگ با کمپوست قارچ شش ماهه در فصل بهار توصیه می‌شود.

---

گیاه پالایی از روش های آلودگی زدایی نوین، درجا و مستقیم است که طی آن از گیاهان برای آلودگی زدایی خاک ها استفاده میشود. این روش در مقایسه با دیگر روش های پالایش، روشی پایدار، طبیعی، کم هزینه و قابل کاربرد در سطوح وسیع است. مدل سازی گیاه پالایی می تواند اطلاعاتی کمی از این فناوری و فرایندهای حاکم بر آن را در اختیار مدیران قرار دهد. بنابراین هدف از این پژوهش، مدل سازی گیاه پالایی خاک های آلوده به آلاینده های نیکل و کادمیم بود. بدین منظور، با استفاده از توابع کاهش تعرق نسبی و غلظت نسبی نیکل و کادمیم در گیاه به عنوان تابعی از غلظت این آلاینده ها در خاک، مدلی برای تعیین نرخ گیاه پالایی این آلاینده ها از خاک ارائه شد. به منظور آزمون مدل های پیشنهادی، خاک با سطوح مختلفی از آلاینده های نیکل و کادمیم آلوده شد. سپس با پر کردن گلدان ها با خاک های آلوده، بذر شاهی (Lepidum sativum) و کلم زینتی (Brassica oleracea var. Viridis) در آنها کشت شد. گیاهان به ترتیب در سه و چهار بازه زمانی برداشت شدند. در هر مرحله از ابتدا تا انتهای دوره رشد، گیاهان تا رسیدن به رطوبت ظرفیت زراعی با آب غیر آلوده آبیاری شدند. در هر مرحله از برداشت، مقادیر تعرق نسبی و غلظت نیکل و کادمیم در نمونه های خاک و گیاه اندازه گیری شد. سپس، کارایی مدل های پیشنهادی با استفاده از داده های آزمایشگاهی آزمون شد. نتایج حاصل از مقایسه آماره های کارایی مدل، ریشه میانگین مربعات خطا، خطای بیشینه، ضریب تبیین و ضریب جرم باقی‌مانده نشان داد مدل غیر خطی و بدون آستانه کاهش در برآورد تعرق نسبی کلم زینتی و شاهی در سطوح مختلف آلودگی نیکل و کادمیم در خاک کارایی بالایی دارد. هم‌چنین، مدل حاصل از ترکیب تابع غیر خطی بدون آستانه و غلظت نسبی نیکل و کادمیم گیاه، نتایجی کارآمد در برآورد نرخ گیاه پالایی نیکل و کادمیم توسط شاهی (83/0<2R) و نیکل توسط کلم زینتی (78/0=2R) ارائه کرد.

---

امروزه در دنیا استفاده از کشت بدون خاک به عنوان نوعی فناوری تولید گیاهان که موجب افزایش کیفیت و کمیت محصولات باغبانی می‌شود، گسترش یافته است. به منظور بررسی برخی خصوصیات کمّی و کیفی گوجه‌فرنگی گلخانه‌ای در واکنش به مدیریت آبیاری و بسترهای متفاوت کشت بدون خاک، این پژوهش در گلخانه مرکز تحقیقات کشاورزی گلستان در بهار 84 با دو تیمار دفعات آبیاری در سه سطح 4، 8 و 12 بار در روز و بسترهای کشت در سه نوع پرلیت، لیکا و مخلوط پرلیت و لیکا (نسبت 1:1 وزنی) انجام گرفت. آزمایش به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملاً تصادفی در چهار تکرار بود. نتایج بررسی نشان داد بستر پرلیت موجب افزایش اسیدیته قابل تیتراسیون (43/0 میلی‌گرم در صد لیتر) و بستر لیکا موجب افزایش درصد تشکیل میوه (48 درصد) شد. بیشترین عملکرد میوه بازارپسند در هر بوته از 12 بار آبیاری در روز به مقدار 5/1830 گرم در بوته وکمترین از 4 بار آبیاری در روز به مقدار 7/1156 گرم در بوته به دست آمد. افزایش دفعات آبیاری موجب کاهش اسیدیته قابل تیتراسیون عصاره میوه شد و روی سایر صفات تأثیر معنی داری نداشت. به طورکلی بستر لیکا و دور آبیاری 12 بار در روز با افزایش ویتامین ث، عملکرد میوه بازارپسند و درصد تشکیل میوه شرایط مطلوبی را از نظر کیفی و کمی به وجود آورده است. گرچه میزان اسیدیته قابل تیتراسیون (33/0 میلی‌گرم درصد لیتر) در این تیمار کاهش یافت.

---

هدف از این آزمایش بررسی کاربرد آزمایش گزینش (مرحله صفر روش رویه پاسخ) در تحلیل توأم تنش شوری و کم آبی گندم بهاره در منطقه مشهد و اشتقاق توابع تولید محصول است. آزمایش در سال زراعی 89-1388 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد انجام شد. دو منبع آب با سطوح شوری بدون محدودیت شوری (شوری 5/0 دسی زیمنس بر متر) و با شوری 10 دسی زیمنس بر متر برای آبیاری انتخاب شدند. آزمایشی فاکتوریل با چهار متغیر، میزان آب آبیاری در مراحل مختلف رشد، بدون تکرار و در دو سطح از هر متغیر، 20 و 100 درصد نیاز آبی، انجام پذیرفت. نقاط مرکزی فضای آزمایشی با دو تکرار جهت برآورد انحنا در رویه پاسخ برازش داده شده اضافه شد. نتایج نشان داد که تأثیرگذار‌ترین متغیر در میزان محصول، میزان آب آبیاری در مرحله خوشه‌دهی و گل‌دهی بود. توابع تولید برازش داده شده با ضریب همبستگی 99/0 و 95/0 قادر به تخمین میزان محصول در کرت‌های آبیاری شده با آب شیرین و شور بودند. به طور کلی نتایج به‌دست آمده کارایی آزمایش گزینش را در تعیین اهمیت نسبی متغیرها و حذف متغیرهای کم تأثیر اثبات نمود.

---

مطالعه چگونگی کاربرد مدل‌های مفهومی هیدرولوژی در حوضه‌های آبریز امروزه از مهم‌ترین مسائل مورد توجه محققان می‌باشد. این مسأله به‌خصوص در مناطق خشک و نیمه‌خشک از اهمیت بیشتری برخوردار است چون فرآیندهای هیدرولوژی این مناطق پیچیده‌تر و واسنجی نیز مشکل‌تر خواهد بود. در این تحقیق مدل مفهومی و نیمه-توزیعی SWAT در حوضه نیمه‌خشک نیشابور با مساحت 9350 کیلومترمربع برای شبیه-سازی جریان در یک دوره 8 ساله مورد استفاده قرار گرفته است. در فرآیند مدل-سازی، حوضه آبریز نیشابور به 22 زیرحوضه و در نهایت به 146 واحد واکنش هیدرولوژیک (HRUs) تقسیم شد. برای واسنجی و تحلیل عدم قطعیت نیز از روش SUFI2 استفاده شده است. بررسی نتایج نشان داد که واسنجی و اعتبارسنجی مدل نسبتاً ضعیف به‌دست آمده است، که به سبب وجود عدم قطعیت در مدل مفهومی حوضه مانند احداث مخازن تغذیه مصنوعی، وقوع پدیده نشست زمین و شکاف در حوضه می‌باشد. هم‌چنین عامل مؤثر دیگر پیچیدگی سیستم هیدرولوژی در مناطق خشک و نیمه‌خشک است که مربوط به ساده‌سازی‌های این گونه مدل‌ها در شبیه‌سازی و تعامل پیچیده بین رواناب و جریان زیرسطحی در وقایع بارندگی با ارتفاع کم می‌باشد. به‌طور کلی به نظر می‌رسد که نمی‌توان از مدل‌های شبیه‌سازی توزیعی حوضه آبریز در مناطق خشک و نیمه‌خشک که دارای منابع متعدد عدم قطعیت می‌باشند و هم‌چنین عدم ورود آنها به مدل، انتظار زیادی داشت.

---

ارزیابی کمی تبخیر- تعرق در سطح منطقه‌ای، به منظور مدیریت منابع آب، تولید محصول و ارزیابی‌های زیست محیطی در مناطق فاریاب، ضروری است. در این مطالعه، برای تخمین ETo در استان خراسان شمالی با اقلیم خشک و نیمه‌خشک، به‌دلیل کمبود تعداد ایستگاه‌های سینوپتیک و نیز داده‌های ثبت شده هواشناسی، از 7 ایستگاه در استان‌های مجاور استفاده شد. تبخیر- تعرق گیاه مرجع با استفاده از 6 روش با نیاز به داده‌های کم شامل: تشت تبخیر کلاس A، هارگریوز- سامانی، پریستلی- تیلور، تورک، مکینک و روش پیشنهادی نشریه فائو 56 برای محاسبه تبخیر- تعرق در شرایط کمبود داده، به همراه روش استاندارد فائو- پنمن- مانتیث برای ارزیابی روش‌های بیان شده (به‌دلیل عدم وجود داده‌های لایسیمتری) محاسبه شد. به‌دلیل عدم توافق در مورد روش مناسب محاسبه ETo در ایستگاه‌های مورد بررسی، با استفاده از آزمون معنی‌داری خطوط رگرسیونی و در هر ماه از سال، یک معادله رگرسیونی خطی برای تبدیل بهترین روش محاسبه تبخیر- تعرق به روش استاندارد به‌دست آمد. ارزیابی این معادلات نشان‌دهنده دقت قابل قبول آنها در مقایسه با مطالعات انجام شده به‌ویژه در ماه‌های سرد سال (مقادیر MAE بین 3/0 تا 4/1 میلی‌متر در روز) است.