علوم آب و خاک

با توجه ‌به افزایش روزافزون نیاز مصرف آب و کاهش منابع آب قابل‌استفاده، افزایش بهره‌وری مصرف آب ضروری به نظر می‌رسد. استفاده از روش‌های نوین آبیاری و اعمال مدیریت آبیاری بر اساس اصول علمی نوین و دقیق باعث افزایش کارایی آبیاری خواهد شد. هدف این پژوهش برآورد تلفات تبخیر و بادبردگی با استفاده از متغیر‌های هواشناسی و اندازه‌گیری تلفات تبخیر و بادبردگی در شهرهای اصفهان، گلپایگان و فریدون‌شهر با شرایط آب‌وهوایی متفاوت بود. تلفات تبخیر و باد‌بردگی در ساعات 3، 6، 9، 12 و 15 با استفاده از دو معادله انتخابی در سه ایستگاه‌ هواشناسی با آمار آب‌وهوایی هفت‌ساله بررسی شد. سپس با دو روش تجربی (با نام‌های اختصاری WD1 و WD2) و یک روش مبتنی بر علوم (با نام اندازه قطرات) و اندازه‌گیری میدانی، مقدار تلفات تبخیر و باد‌بردگی برآورد شد. نتایج نشان داد تلفات تبخیر و بادبردگی محاسبه‌شده با استفاده از معادله تجربی WD1  حدود 2 ‌درصد بیشتر از مقدار اندازه‌گیری ‌میدانی و معادله تجربی WD2 حدود 1/5درصد کمتر از مقدار اندازه‌گیری ‌میدانی بود. ضریب تصحیح برای معادله WD1 در شهرهای اصفهان، فریدون‌شهر و گلپایگان به ترتیب برابر با 0/54، 0/44 و 0/55 و برای معادله WD2 به ترتیب برابر با 1/62، 1/17 و 1/56 بود. مقدار تلفات تبخیر و بادبردگی بین ساعات مختلف روز و ماه‌های مختلف سال اختلاف معنی‌داری در سطح 5 ‌درصد داشتند.

تغییر اقلیم بر عملکرد و بهره‌وری آب محصولات زراعی تأثیرات قابل‌توجهی دارد. هدف این مطالعه ارزیابی تأثیر تغییر اقلیم بر عملکرد بیولوژیک و دانه و میزان مصرف و بهره‌وری مصرف آب (WUE) دو ژنوتیپ جو (گوهران و ریحان 03) در تاریخ‌های مختلف کاشت پاییزه و بهاره با استفاده از مدل CERES-Barley نرم‌افزار DSSAT بود. بخش میدانی این مطالعه در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه صنعتی اصفهان (نجف‌آباد) برای جمع‌آوری داده‌های واسنجی و ارزیابی مدل انجام شد. داده‌های هواشناسی در بازه زمانی 2016–2003 از ایستگاه نجف‌آباد و داده‌های برآوردشده برای بازه زمانی 2050–2020 با استفاده از مدل مارکسیم تحت سناریو RCP 8.5 به‌دست آمد. تاریخ‌های کاشت در بازه 35- تا 35+ روز از تاریخ اصلی (30 مهر برای کشت پاییزه و 13 اسفند برای کشت بهاره) در نظر گرفته شدند. مدل مورد استفاده با دقت زیاد برای صفات روز تا گرده‌افشانی، روز تا رسیدگی، سطح برگ و عملکرد دانه و بیولوژیک واسنجی شد. تغییر اقلیم، به‌ویژه افزایش دما، عملکرد دانه و بیولوژیک را در هر دو فصل کاشت کاهش داد؛ اما عملکرد بیولوژیک به ویژه در کاشت بهاره کاهش بیشتری پیدا کرد. در بازه 2050–2040، بیشترین میزان مصرف آب در پاییزه (387/5 میلی‌متر برای گوهران) و کمترین میزان آن در کاشت بهاره (239 میلی‌متر برای ریحان 03) به‌دست آمد. تأخیر 25–20 روزه در کاشت پاییزه، بهره‌وری مصرف آب را بهبود داد؛ درحالی‌که کاشت زودهنگام 20-10 روزه در کاشت بهاره، به دلیل بهره‌گیری از دماهای خنک‌تر بهره‌وری مصرف آب را افزایش داد. میزان تبخیر -تعرق در کشت پاییزه (تا 399 میلی‌متر) افزایش، ولی در کشت بهاره (تا 267 میلی‌متر) کاهش یافت. رقم ریحان 03 به دلیل  زودرس‌تر بودن، تحت تأثیر تغییر اقلیم در کاشت بهاره نسبت به رقم گوهران کاهش عملکرد کمتری را نشان داد. به طور کلی نتایج این مطالعه نشان داد که در شرایط مشابه این مطالعه، از طریق تغییر تاریخ کاشت می‌توان اثرات منفی تغییر اقلیم بر رشد و عملکرد گیاه جو را کاهش داد و پایداری تولید این گیاه را بهبود بخشید. 

در بیشتر مزارع کشاورزی ایران سامانه آبیاری بارانی عقربه‌ای یک روش حرفه‌ای در آبیاری نوین است که گاهاً طراحی یا اجرای نادرست این سامانه بازده واقعی را کاهش می‌دهد که باعث عدم توزیع آب در طول لترال، عدم یکنواختی پخش و ایجاد شرایط ماندابی یا رواناب می‌شود که درنهایت بر میزان رشد گیاه و همچنین میزان نیترات و شوری خاک اثر می گذارد. به این منظور در مزرعه شرکت کشت و صنعت قیام اصفهان دو سامانه آبیاری عقربه‌ای موجود مورد ارزیابی قرار گرفت. در این ارزیابی متوسط شاخص‌های ضریب یکنواختی کریستین - سن CU(C)، ضریب یکنواختی توزیع DU، ضریب یکنواختی هیمن و هین CU(H)، بازده پتانسیل کاربرد در ربع پایین PELQ و بازده واقعی کاربرد در ربع پایینAELQ  برای دو ماشین آبیاری به ترتیب برابر با 67%، 57%، 65%، 45% و 54% محاسبه شده است. تحلیل نتایج به‌دست‌آمده و مقایسه آن با محدوده مجاز شاخص‌های به‌دست‌آمده نشان داد، این دو سامانه از کارایی قابل قبولی برخوردار نبودند. همچنین نتایج حاصل از پژوهش نشان داد که حجم آب خروجی از اسپن‌ها با یکدیگر متفاوت است؛ به‌طوری که بیشترین و کمترین حجم آب خارج‌شده به ترتیب در اولین و آخرین اسپن دیده شد؛ بنابراین با توجه به عدم توزیع یکنواخت حجم آب در سامانه آبیاری عقربه‌ای مد نظر، به منظور بررسی میزان نیترات باقیمانده در خاک، شوری عصاره اشباع خاک و عملکرد گیاه کلزا در زیر اسپن‌های مختلف نمونه‌برداری و برای مقایسه میانگین آنها از طرح آماری بلوک‌های کاملاً تصادفی استفاده شد. نتایج نشان داد که در اسپن اول با دریافت آب زیادتر دارای بیشترین وزن خشک کلزا (kg/m²1/19) و کمترین شوری عصاره اشباع خاک ds/m)1/67) وکمترین میزان نیترات باقیمانده در خاک (mg/kg93/4) بوده و اسپن آخر با دریافت آب کمتر دارای کمترین وزن خشک کلزا (kg/m²0/44) و بیشترین شوری عصاره اشباع خاک( ds/m 3/33) و میزان نیترات باقیمانده در خاک mg/kg)203/2) است و اختلاف معنی‌داری در سطح 1 درصد بین پارامترهای یادشده در اسپن‌های مختلف وجود دارد؛ بنابراین توصیه می‌شود برای دستیابی به عملکرد یکنواخت‌تر محصول در تمام اسپن‌های مختلف سامانه آبیاری عقربه‌ای از ابزارهای مدیریتی دقیق و برخط متناسب با شرایط کشت و اقلیم منطقه استفاده شود.