علوم آب و خاک

در این پژوهش ژرفای بهینه آب آبیاری برای گیاه ذرت، در روش آبیاری بارانی، در منطقه باجگاه (در 15 کیلومتری شیراز)، در شرایط مختلف حداکثر محصول، محدودیت زمین و محدودیت آب تعیین گردیده است.

نتایج بیانگر این است که در حداکثر محصول، ژرفای بهینه آب آبیاری برابر 77 سانتی‌متر، در شرایط محدودیت زمین، به علت کم بودن هزینه آب و حساسیت زیاد گیاه ذرت نسبت به آب، ژرفای بهینه آب آبیاری برابر 8/76 سانتی‌متر، و در شرایط محدودیت آب، ژرفای بهینه آب آبیاری برابر 4/73 سانتی‌متر به دست می‌آید. در شرایط محدودیت آب، برای بیشترین سوددهی از کشت ذرت، فقط تا 7/4 درصد از آب را نسبت به مصرف آن در حداکثر محصول می‌توان صرفه جویی نمود.

در ‌این تحقیق، عملکرد دو نوع پوشش مصنوعی450PP، تولیدی در داخل کشور و پوشش گراولی دانه‌بندی‌ شده با استاندارد U.S.B.R در خاک سیلتی‌لوم در سه‌بار‌فشاری 55، 75 و 105 (غرقاب) سانتی‌متر از محور زهکش با استفاده از دو مدل فیزیکی مخزن خاک بررسی شده ‌است. دبی خروجی از زهکش‌ها در پوشش گراولی و در بارهای آبی 55، 75 و 105 سانتی‌متر و در حالت همگام به‌ترتیب 9/188، 0/172 و0/897 درصد بیشتر از پوشش مصنوعی به‌دست آمد. هدایت هیدرولیکی پوشش گراولی در بارهای آبی 55، 75 و 105 سانتی‌متر به‌ترتیب 3/17،0/14 و6/24 برابر پوشش مصنوعی بوده و نسبت گرادیان در این بارهای آبی در پوشش گراولی به‌ترتیب 4/14، 8/2 و 2/14% کمتر از پوشش مصنوعی بود. همچنین در هدایت هیدرولیکی، مقاومت ورودی لوله و پوشش در بار‌فشاری 105 سانتی‌متر که حالت غرقاب است نسبت به دو‌بار‌فشاری 55 و 75 سانتی‌متر در هر دو پوشش رفتار متفاوتی مشاهده شد. به‌طورکلی براساس پارامترهای اندازه‌گیری ‌شده پوشش گراولی عملکرد بهتری داشت.

در حوضه‌های آبریز رودخانه‌ای استراتژی‌های مختلفی را در سطح حوضه و یا در قسمت‌های مختلف آن در راستای مدیریت منابع آب می‌توان به‌کار گرفت. یکی از این استراتژ‌ی‌ها، تخصیص بهینه آب و تعیین الگوی کشت بهینه است. در این مطالعه، یک مدل بهینه‌سازی تخصیص آب و الگوی کشت بر مبنای تئوری بازی‌های همکارانه ارائه شده است. به‌منظور سنجش کارایی مدل، اراضی تحت پوشش یکی از کانال‌های شبکه آبیاری سد درودزن فارس مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا با استفاده از یک مدل فازی و در نظر گرفتن مقادیر فازی ضرایب و محدودیت‌ها در تابع هدف، الگوی کشت بهینه و مقادیر آب تخصیص داده شده به آنها تعیین شده است. سپس با تدوین یک مدل بازی همکارانه (مدل بازی کوچک‌ترین هسته)، براساس ساختار شبکه توزیع آب و تعیین حقابه هر بخش، به تعیین سود حاصل از تشکیل ائتلاف تصمیم‌گیرندگان و ذینفعان، بازتوزیع منافع و انتخاب بهترین استراتژی در صورت برقراری همکاری پرداخته شده است. نتایج پژوهش نشان می‌دهد که با تخصیص آب بیشتر به بخش‌های با پتانسیل تولید بیشتر، سود و بهره‌وری اقتصادی آب افزایش می‌یابد. به عنوان مثال مقدار مجموع سودخالص حاصل از شکل‌گیری ائتلاف اصلی بین بازیکنان 724/9 میلیارد تومان است که این مقدار در صورت عدم‌ شکل‌گیری ائتلاف 906/8 میلیارد تومان خواهد بود که با توجه به مقدار آب ثابت تخصیص‌ یافته به منطقه در هر دو حالت، افزایش بهره‌وری اقتصادی آب در صورت برقراری ائتلاف را نشان می‌دهد.

در توسعه کشاورزی، عوامل زیادی مانند شرایط آب و هوایی، خاک، کود، زمان و مقدار آبیاری دخالت دارند که برای منظور کردن آنها لازم است از مدل‌های شبیه‌سازی رشد گیاه استفاده نمود. لذا در این پژوهش، مقادیر رطوبت خاک در عمق‌های مختلف، ماده خشک و عملکرد دانه گندم زمستانه در پنج تیمار آبیاری دیم، ۵/۰، ۸/۰، ۰/۱ و ۲/۱ برابر آبیاری کامل طی دو سال زراعی ۸۹-1388 و ۹۰-1389 واقع در اراضی دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز در استان فارس، توسط مدل‌های AquaCrop و WSM شبیه‌سازی شد. داده‌های اندازه‌گیری شده در سال اول زراعی برای واسنجی مدل‌ها و در سال دوم برای اعتبارسنجی مورد استفاده قرار گرفتند. صحت برآورد رطوبت خاک توسط مدل‌ها، مبنای مقایسه دقت برآورد مقادیر شبیه‌سازی‌شده تبخیر- تعرق واقعی گیاه قرار گرفت. براساس نتایج، در مدل WSM، مقدار رطوبت خاک در لایه‌های مختلف عمق ریشه در سال اعتبارسنجی با مقدار نرمال شده ریشه متوسط مربع خطا (NRMSE) برابر ۱۴/۰ خوب برآورد شده، ولی مدل AquaCrop در برآورد آن دقت کمتری داشت (۲۶/۰=NRMSE). مقادیر برآورد تبخیر- تعرق گیاهی در تیمار آبیاری کامل، در هر دو مدل نزدیک به هم بوده ولی با افزایش تنش رطوبتی، از دقت برآورد مدل AquaCrop کاسته شد. مدل WSM مقدار ماده خشک و عملکرد دانه را با NRMSE به‌ترتیب برابر ۱۵/۰ و ۱۸/۰ خوب برآورد کرده و مدل AquaCrop با NRMSE به‌ترتیب برابر ۱۹/۰ و ۳۹/۰ در برآورد آنها دقت کمتری داشت.