علوم آب و خاک

---

رودخانه سفیدرود به عنوان مهم‌ترین منبع آب آبیاری استان گیلان، در اثر کاهش حجم مخزن سد سفیدرود، افزایش برداشت از سرشاخه‌ها، خشک‌سالی‌های پیاپی و ورود پسماندهای مختلف به رودخانه، دچار روند افزایش شوری و کاهش دبی شده است. این تحقیق، با استفاده از مدل شبیه‌سازی- بهینه‌سازی، عمق و دوره تناوبی آبیاری را متناسب با مقاومت مراحل مختلف رشد برنج به شوری به گونه‌ای تعیین می‌نماید که حداقل کاهش عملکرد ایجاد شود. مدل شبیه‌ساز SWAP پس از واسنجی برای شبیه‌سازی مراحل رشد گیاه برنج رقم هاشمی استفاده شد. براساس نتایج مدل شبیه‌سازی- بهینه‌سازی، مدیریت بهینه آبیاری متناوب با آب شور و شیرین، آبیاری با دوره تناوب 8 روز و شوری 747/0 دسی‌زیمنس بر متر در مرحله حساس زایشی و 36/3 دسی‌زیمنس بر متر در مراحل نسبتاً مقاوم استقرار، پنجه‌زنی و رسیدگی به دست آمد. هم‌چنین بر طبق نتایج، رژیم آبیاری با عمق آب آبیاری 5، 3، 3 و 1 سانتی‌متر به ترتیب در مراحل استقرار، پنجه‌زنی، زایشی و رسیدگی پیشنهاد می‌گردد. مقایسه مدیریت‌های آبیاری با آب شور به تناسب مقاومت مراحل رشد با آبیاری با شوری ثابت در طول دوره رشد نشان داد که مدیریت آبیاری براساس مقاومت مراحل مختلف رشد به شوری سبب بهبود 24-19 درصدی عملکرد محصول برنج می‌شود.

---

محاسبه دقیق میزان فشار ورودی به لوله‌های آبیاری بارانی مسئله‌ای مهم برای برخورداری سیستم از توزیع یکنواختی مناسب می‌باشد. فاکتور متوسط ضریب تصحیح اصلاح شده FaAVG امکان محاسبه فشار ورودی به لوله را هنگامی که اولین آبپاش به فاصله دلخواه از ابتدای لوله قرار گرفته باشد فراهم می‌کند. در این مطالعه، به منظور بررسی اثر افت فشار مجاز در طول لوله فرعی بر میزان فشار ورودی به لوله، معادله‌ای جدید برای محاسبه این ضریب ارائه شد. برای نیل به این هدف و اعمال دبی متغیر برای آبپاش‌ها، یک تصاعد هندسی فرضی بین دبی آنها در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد اگر چه میزان فشار ورودی به لوله فرعی وابسته به میزان افت فشار موجود بین آبپاش‌ها می‌باشد، اما مقدار این وابستگی برای حالتی که بیش از 15 آبپاش روی لوله فرعی قرار گرفته باشند، قابل صرف‌نظر کردن است. نتایج هم‌چنین نشان داد برای حالتی که تعداد آبپاش‌ها کمتر از 15 عدد و نسبت فاصله اولین آبپاش از دهانه ورودی به فاصله آبپاش‌ها از همدیگر کمتر از 1 باشد، محاسبه فشار ابتدایی لوله با استفاده از روش‌های قبلی با خطا همراه است و بیشتر از مقدار واقعی تخمین زده می‌شود. در این تحقیق، معادله‌ای جدید برای محاسبه ضریب کریستین‌سن در حالتی که فاصله اولین آبپاش از ابتدای لوله، کسری از فاصله آبپاش‌ها است، به دست آمد. این ضریب علاوه بر تعداد آبپاش‌ها و توان پارامتر سرعت در معادله افت، به افت فشار موجود بین دو آبپاش ابتدا و انتهای لوله نیز وابسته است. برای حالتی که تعداد زیادی خروجی روی لوله فرعی قرار دارد، نتایج کاربرد معادله جدید این ضریب، همخوانی بسیار نزدیکی با نتایج عددی سایر محققین دارد

---

امروزه به علت خشک‌سالی و کمبود آب استفاده از آب‌های نا‌متعارف به‌ویژه پساب حاصل از تصفیه فاضلاب شهری در کشاورزی اهمیت ویژه‌ای پیدا کرده است. از عوامل محدودکننده استفاده از این پساب‌ها وجود عناصر سنگین در آنها می‌باشد. در این پژوهش، اثر پساب تصفیه شده شهرکرد بر رشد، عملکرد و تجمع سرب و کادمیم در گیاه بادرنجبویه در قالب طرح کاملاً تصادفی با 5 تیمار (0، 25، 50، 75 و 100 درصد پساب در آب آبیاری) و سه تکرار مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که بیشترین ارتفاع ساقه، قطر ساقه، تعداد ساقه، تعداد برگ و پنجه در تیمار 100 درصد پساب به‌دست آمد. وزن‌تر و خشک اندام هوایی و ریشه نیز در تیمار 100 درصد پساب بیشترین بود. درصد اسانس حاصل از دارو برگ‌ها تحت تأثیر درصد استفاده از پساب در آب آبیاری قرار گرفت و بیشترین مقدار آن (23/1 %) نیز در تیمار 100 درصد پساب حاصل شد. میزان تجمع سرب در ریشه و اندام‌های هوایی و فاکتور انتقال آن در گیاه بادرنجبویه دارای اختلافی معنی‌دار نبود. با این وجود، بیشترین غلظت سرب در ریشه (057/0 میلی‌گرم بر کیلوگرم) و اندام‌هوایی (013/0 میلی‌گرم بر کیلوگرم) به تیمار 100 درصد و کمترین مقدار آنها به تیمار صفر درصد پساب مربوط می‌شد. غلظت سرب در تمامی تیمارها کمتر از حد مجاز آن در گیاهان دارویی (2 میلی‌گرم بر کیلوگرم) بود. غلظت کادمیم در تمامی نمونه‌های گیاهی غیرقابل تشخیص بود. نتایج به‌دست آمده از این پژوهش نشان داد، آبیاری با پساب شهری شهرکرد افزون بر تأمین آب و مواد غذایی مورد نیاز گیاه بادرنجبویه، به‌طور مستقیم و یا غیر‌مستقیم از طریق افزایش زیست توده، میزان اسانس آن را نیز افزایش می‌دهد. شایان ذکر است که غلظت سرب و کادمیم تجمع یافته در این گیاه نیز بسیار کمتر از حد مجاز آنها بود.

---

سامانه‌های مختلف کنترل پایین دست خودکار برای تأمین انعطاف‌پذیری بیشتر در شبکه‌های آبیاری پیشنهاد شده است که سیستم کنترل CARDD یکی از سیستم‌های ابتکاری و خاص می‌باشد. در این تحقیق پس از توسعه مدل ریاضی سیستم کنترل CARDD در انطباق با مدل هیدرودینامیک ICSS، امکان ارزیابی و آزمون عملکرد آن تحت شرایط گوناگون فراهم گردید. به منظور ارزیابی عملکرد این سیستم کنترل، از کانال استاندارد شماره 2 پیشنهادی ASCE و گزینه‌های پیشنهادی این مؤسسه که در آنها الگوریتم کنترل توسط تغییرات ملایم و شدید جریان در کانال تازه احداث (Tuned) ارزیابی می‌شود، استفاده شد و شاخص‌های ارزیابی عملکرد محاسبه گردید و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. در تغییرات تدریجی جریان، حداکثر انحراف عمق حدود 5 درصد بوده که همواره در محدوده مجاز قرار داشته است. در تغییرات ناگهانی این مقدار حدود 8 درصد بوده که حدوداً پس از 1 ساعت تثبیت شده است که زمان قابل توجهی است. نمودار تغییرات عمق جریان و شاخص‌های به‌دست آمده نشانگر عملکرد مطلوب مدل توسعه یافته برای تغییرات ملایم جریان می‌باشد. برای تغییرات شدید جریان حداکثر تغییرات عمق محدود بوده اما زمان عکس‌العمل نسبتاً طولانی بوده است.

---

آگاهی از نحوه توزیع آب در خاک جهت طراحی و مدیریت صحیح سیستم‌های آبیاری قطره‌ای زیرسطحی امری ضروری است. از آنجایی که انجام آزمایش، برای تشخیص شکل توزیع رطوبت در داخل خاک بسیار سخت و وقت‌گیر می‌باشد، لذا استفاده از شبیه‌سازی عددی می‌تواند روشی مؤثر و کارا در امر طراحی این سیستم‌ها باشد. از جمله این مدل‌ها، مدل HYDRUS-2D است که قادر به شبیه‌سازی حرکت آب، املاح و گرما در شرایط اشباع و غیر‌اشباع در خاک می‌باشد. هدف از این پژوهش بررسی میزان توانایی مدل شبیه‌ساز -2D HYDRUS جهت تخمین توزیع رطوبت در خاک اطراف یک قطره چکان نقطه‌ای می‌باشد. نتایج شبیه‌سازی‌ها با داده‌های به‌دست آمده از مزرعه شامل سیستم آبیاری قطره‌ای زیرسطحی در زمان‌های مختلف از آبیاری و 72 ساعت پس از آبیاری مقایسه شد. هم‌چنین مقادیر خطا برای تمامی نقاط و فواصل از قطره چکان و در تمامی زمان‌های آبیاری و پس از آن بررسی شد. نتایج نشان داد که مدل توانسته روند تغییرات را مشابه آنچه که در پروفیل خاک رخ داده است شبیه‌سازی کند. البته میزان رطوبت خاک را در نقاطی که افزایش رطوبت در آنجا رخ داده است، با خطای بیشتری برآورد شده است، حداکثر مقدار خطا 05/0 RMSE=به ازای زمان 5/1 ساعت از شروع آبیاری در عمق 30 سانتی‌متری در محل نصب قطره چکان. هم‌چنین با افزایش زمان آبیاری و یکنواخت شدن رطوبت خاک در اثر توزیع مجدد رطوبت، مدل برآوردهای بهتری ارائه کرد برآوردها با سپری شدن 72 ساعت از اتمام آبیاری و میانگین خطای 002/0=RMSE به مقادیر واقعی نزدیک‌تر شده است.

---

اصلاح برنامه‌ریزی آبیاری و بهبود مدیریت سیستم‌های آبیاری، دو محوری است که در ارتقای کارآیی مصرف آب در کشاورزی تأثیر بسزایی دارد. این آزمایش به منظور بررسی تأثیر دو روش آبیاری قطره‌ای نواری (تیپ) و آبیاری شیاری تحت رژیم‌های مختلف آبیاری بر عملکرد و اجزای عملکرد سویا در سال زراعی (85-84) در ایستگاه تحقیقات کشاورزی گرگان اجرا شد. آزمایش به‌صورت کرت‌های خرد شده در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار شامل دو روش آبیاری قطره‌ای نواری (T) و شیاری (S) به عنوان عامل اصلی و سه تیمار آبیاری 50 (I50)، 75 (I75) و 100 درصد نیاز آبی (I100) به عنوان عامل فرعی در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد وزن هزار دانه و ارتفاع بوته در روش آبیاری شیاری به‌طور معنی‌داری بیشتر از روش آبیاری قطره‌ای نواری (تیپ) حاصل شد. هم‌چنین اختلاف معنی‌داری بین رژیم‌های مختلف آبیاری از نظر ارتفاع بوته، تعداد گره و عملکرد محصول دیده شد. به‌طوری‌که آبیاری 100 درصد بیشترین و آبیاری 50 درصد کم‌ترین مقدار را دارا بودند. روش آبیاری قطره‌ای نواری (تیپ) موجب کاهش 63 درصدی در حجم آب مصرفی شد. ارزیابی کارآیی مصرف آب دو روش تحت رژیم‌های مختلف آبیاری نشان داد که روش آبیاری قطره‌ای نواری (تیپ) با رژیم 50 درصد نیاز آبی (09/1 کیلوگرم بر مترمکعب) بیشترین و روش آبیاری شیاری با رژیم 100 درصد نیاز آبی (5/0 کیلوگرم بر مترمکعب) کمترین مقدار را دارا بودند.

---

در این کار تحقیقاتی، کیفیت پساب تصفیه‌خانه‌های فاضلاب شهر مشهد جهت استفاده در کشاورزی، براساس رهنمود کیفی آب آیرس و وستکات مورد بررسی قرار گرفت و پتانسیل اثرات نامطلوب آن بر خاک و گیاهان ارزیابی شد. برای این منظور، از پساب هر یک از تصفیه‌خانه‌های مورد نظر در طی مدت یک سال نمونه‌برداری گردید و نمونه‌ها از نظر پارامترهای pH، هدایت الکتریکی، غلظت یون‌های سدیم، کلسیم، منیزیم، کلراید، بور، نیتروژن نیتراتی، بی‌کربنات و برخی از فلزات سنگین مورد آزمایش قرار گرفتند. با توجه به نتایج به‌دست آمده، کاربرد پساب تصفیه‌خانه‌های شهر مشهد در کشاورزی از نظر غلظت بی‌کربنات (meq/L 1/12-0/8) با محدودیت شدید، و از نقطه‌نظر پارامترهای هدایت الکتریکی (dS/m 9/1-3/1)، غلظت سدیم (7/8-8/5 برحسب SAR)، غلظت کلراید (meq/L 5/6-2/3) و نیز شاخص نسبت جذب سدیم تنظیم شده (7/11-8/7)، با محدودیت کم تا متوسط مواجه است. این در حالی است که مقادیر pH (8-3/7)، نیتروژن نیتراتی (mg/L 2/4-5/0)، بور (mg/L 8/0-2/0) و فلزات سنگین محدودیتی را برای استفاده از این پساب‌ها در کشاورزی نشان ندادند. به‌طورکلی نتایج این پژوهش دلالت بر آن دارد که استفاده از پساب در کشاورزی بایستی براساس رعایت برنامه‌ریزی‌های دقیق پایش و مدیریتی انجام پذیرد.

---

یکی از راه‌های استفاده بهینه از آب، به‌کارگیری روش‌های مدرن آبیاری از جمله آبیاری قطره‌ای نواری است. در این تحقیق به منظور ارزیابی سیستم‌های آبیاری قطره‌ای سطحی و زیر‌سطحی بر عملکرد پنبه، آزمایشی به‌صورت کرت‌های خرد شده و در قالب طرح بلوک‌های کاملاً تصادفی با سه تکرار در مزرعه مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی ارزوئیه واقع در استان کرمان در سال 1389 اجرا گردید. تیمارها شامل سه سطح آبیاری100، 80 و 60 درصد نیاز آبی به‌عنوان عامل اصلی و دو سیستم آبیاری قطره‏ای سطحی و زیر‌سطحی به‌عنوان عامل فرعی می‌باشند. میزان صرفه‌جویی در آب مصرفی دو تیمار 60 و 80 درصد نیاز آبی نسبت به تیمار 100 درصد نیاز آبی، به‌ترتیب به میزان 3200 و 1500 مترمکعب در هکتار می‌باشد. نتایج تحقیق نشان می‌دهد که عملکرد محصول ناشی از اعمال تیمارهای 60 و 80 درصد نیاز آبی نسبت به تیمار 100 درصد نیاز آبی، به‌ترتیب به میزان 2/37 و 6/15 درصد کاهش وکارایی مصرف آب در دو تیمار مذکور به‌ترتیب 8/3 درصد کاهش و 7/0 درصد افزایش دارد. هم‌چنین عملکرد محصول و کارایی مصرف آب ناشی از اعمال تیمار سیستم آبیاری قطره‌ای زیرسطحی نسبت به سیستم آبیاری قطره‌ای سطحی به-ترتیب به میزان 11 و 3/11درصد افزایش داشت. علاوه بر این نسبت منفعت به هزینه سیستم آبیاری قطره‌ای زیرسطحی در حدود 8 درصد نسبت به سیستم آبیاری قطره‌ای سطحی کمتر می‌باشد. با توجه به نتایج به‌دست آمده، استفاده از سیستم آبیاری قطره‌ای زیرسطحی در قالب تیمار 80 درصد نیاز آبی در کشت پنبه در منطقه ارزوئیه استان کرمان می‌تواند راهکاری مناسب برای صرفه‌جویی در مصرف آب و افزایش کارایی مصرف آب در دوره‌های خشک‌سالی باشد.

---

بیشتر سیستم‌های آبیاری جویچه‌ای به علت فرونشت عمقی در بالادست مزرعه و رواناب در پایین دست مزرعه عملکرد ضعیفی دارند. جهت رفع این مشکل نوآوری در زمینه بهبود بازده سیستم‌های آبیاری جویچه‌ای بسیار مؤثر است. ایجاد هیدروگراف‌های متفاوت جریان ورودی با توجه به شرایط مزرعه شامل شیب، بافت خاک و طول جویچه تاثیر قابل توجهی بر صرفه‌جویی در مصرف آب دارد. به‌منظور ایجاد و کاربرد هیدروگراف‌های متفاوت جریان ورودی آب به جویچه، در این مطالعه یک شیر کنترل اتوماتیک که نیروی محرکه آن از طریق یک موتور تأمین می‌گردید طراحی شد که توانایی تغییر دبی جریان ورودی به جویچه نسبت به زمان را بر اساس هیدروگراف جریان ورودی مورد نظر دارا بود. مزرعه آزمایشی در دانشگاه صنعتی اصفهان قرار داشت. در این مزرعه، دستگاه انتقال آب به جویچه شامل شیر کنترل طراحی شده نصب گردید و آزمایش با هیدروگراف‌های متفاوت جریان ورودی به جویچه‌ها انجام شد. مقایسه ارقام اندازه‌گیری شده دبی جریان ورودی آب به جویچه با نمودار حاصل از شیر کنترل اتوماتیک برای هیدروگراف‌های متفاوت جریان ورودی نشان داد که شیر کنترل اتوماتیک با دقت نسبتا خوبی قادر به ایجاد هیدروگراف‌های متفاوت جریان ورودی است

---

شبیه‌سازی پاسخ عملکرد گیاه نسبت به آب، نقشی کلیدی در بهینه نمودن بهره‌وری آب کشاورزی بازی می‌کند. در این تحقیق از مدل CropSyst جهت شبیه‌سازی پاسخ عملکرد دو رقم برنج محلی تحت پنج رژیم آبیاری شامل آبیاری برنج به صورت غرقاب دائم و آبیاری صفر، سه، شش و نه روز پس از ناپدید شدن آب از روی سطح زمین در منطقه رشت در دو فصل زراعی 1382 و 1383 استفاده شد. ضرایب واسنجی مدل با استفاده از داده‌های سال 1382 به‌دست آمد و ارزیابی مدل توسط داده‌های سال 1383 انجام گرفت. نتایج انجام آزمون F حاکی از عدم وجود اختلاف معنی‌دار در سطح اطمینان 99 درصد بین مقادیر مشاهده شده و شبیه‌سازی شده عملکرد در هر دو رقم بینام و حسنی بود. خطای نسبی برآورد عملکرد در سال 1382 برای رقم بینام بین 81/0- تا 58/12 درصد و برای رقم حسنی بین 4/2- تا 42/19 درصد و در سال 1383 برای رقم بینام بین 83/0 تا 4/16 درصد و برای رقم حسنی بین 82/2- تا 27/21 درصد به‌دست آمد. با توجه به توانایی مدل CropSyst در شبیه‌سازی عملکرد گیاه برنج تحت رژیم‌های مختلف آبیاری، این مدل می‌تواند در تعیین استراتژی‌های بهینه مدیریت برای بهبود بهره‌وری آب در کشت برنج مورد استفاده قرار گیرد.

---

آب‌های زیرزمینی مهم‌ترین منبع تأمین آب مورد نیاز کشاورزی در مناطق خشک و نیمه خشک می‌باشند. در بسیاری از مناطق، استفاده بیش از حد از منابع آب با کیفیت خوب باعث کاهش منابع آب قابل دسترس و روی آوردن به استفاده از منابع آب با کیفیت نامطلوب شده است. بنابراین جهت مدیریت صحیح منابع آب و برقراری تناسب بین کیفیت آب و نحوه استفاده از آنها، اطلاع از چگونگی تغییرات زمانی و مکانی کیفیت آب‌های زیرزمینی امری ضروری محسوب می‌شود. بدین منظور، در این تحقیق، ابتدا در سال 1385 در بخشی از دشت بهادران مهریز از 76 حلقه چاه، نمونه آب گرفته شد و آنالیزهای شیمیایی روی آنها صورت گرفت. از آنجاکه ژئواستاتیستیک با فراهم کردن تخمینگرهای آماری مختلف نظیر کریجینگ، ما را قادر می‌سازد تا با استفاده از اطلاعات حاصله از نقاط نمونه‌برداری شده، به برآورد خصوصیت مورد نظر در نقاطی که نمونه‌برداری نشده‌اند بپردازیم بنابراین به منظور پهنه‌بندی خصوصیات کیفی آب که شامل Cl ,SAR, ECو B می‌باشد از روش درونیابی کریجینگ استفاده شد و در نهایت پس از همپوشانی نقشه‌های حاصله و با استفاده از معیارهای طبقه‌بندی کیفیت آب به روش فائو، نقشه‌های مجزای کیفیت آب از نظر محدودیتی که ایجاد می‌کنند ترسیم گردید. نتایج به دست آمده از بررسی نقشه شوری نشان می‌دهد که آب‌های زیرزمینی در 48% از منطقه مورد مطالعه در کلاس محدودیت شدید و 52% آن نیز در کلاس با محدودیت کم تا متوسط قرار دارند. هم‌چنین آب‌های زیرزمینی از نظر سرعت نفوذ در خاک در 66% از منطقه بدون محدودیت،11% با محدودیت کم تا متوسط و 23% دارای محدودیت شدید می‌باشند. در مرحله بعد، به منظور بررسی تغییرات زمانی شوری آب زیرزمینی در یک دوره 5 ساله(90-1385) از تعداد 38 حلقه چاه منطقه نمونه‌برداری گردید و نقشه شوری آب زیرزمینی در سال 1390 نیز ترسیم شد. در نهایت با تفریق نقشه شوری سال‌های مذکور، نقشه تغییرات شوری ترسیم گردید. بررسی نقشه مذکور نشان داد که شوری آب‌های زیرزمینی در 1/31% منطقه کاهش و در 5/26% منطقه افزایش یافته، در حالی‌که 4/42% درصد منطقه بدون تغییر مانده است. هم‌چنین از آنجا که منطقه مورد مطالعه زیرکشت پسته می‌باشد و شوری آستانه کاهش عملکرد این محصول 8 دسی زیمنس بر متر است. بنابراین حدود 8 درصد به اراضی دارای محدودیت اضافه شده که در مورد مدیریت آبیاری و برنامه توسعه کاشت در قسمت‌‌های شرق و جنوب شرقی منطقه باید تجدید نظر نمود.

---

به منظور بررسی اثر شیب و مدت زمان آبیاری روی ابعاد پیاز رطوبتی، آزمایشاتی با قطره‌چکانی دارای دبی ثابت 4 لیتر در ساعت در مدت زمان‌های آبیاری 2، 4 و 6 ساعت در اراضی با شیب‌های صفر، 5، 15 و 25 درصد با بافت خاک لوم‌سیلتی در منطقه فتحعلی دشت مغان در سه تکرار انجام شد. نتایج نشان داد با افزایش شیب زمین، مساحت و حجم پیاز رطوبتی در مدت زمان آبیاری ثابت افزایش یافت. عمق نفوذ در راستای محور قطره چکان با افزایش شیب زمین دارای کاهش اندکی بود که درصد این کاهش معنی دار نبود. جزء بالادست و پایین دست پیاز رطوبتی در شیب صفر درصد متقارن ولی در اراضی شیب‌دار نامتقارن بود در نتیجه جهت استفاده بهینه از رطوبت ذخیره شده در خاک فاصله بین بوته گیاه و محل استقرار قطره چکان بسته به شیب زمین بایستی 10 الی 25 سانتی‌متر در نظر گرفته شود. بررسی توزیع رطوبت در پیاز رطوبتی نشان داد که در اراضی شیب‌دار بر خلاف اراضی مسطح قسمت عمده توزیع رطوبت به ویژه هسته رطوبتی در پایین‌دست قطره‌چکان واقع شده و پیاز رطوبتی در این اراضی نسبت به اراضی مسطح بزرگ‌تر بود.

---

خودکارسازی شبکه‌های آبیاری برای ارتقای عملکرد این شبکه‌ها و به عنوان یکی از روش‌های بهبود بهره‌برداری، ضرورتی است که نیازمند بکارگیری سیستم‌های کنترل است. در این بین، کنترل‌کننده‌های PID کاربرد زیادی در مناطق مختلف دنیا داشته‌اند، اما تنظیم آنها برای شرایط هندسی و هیدرولیکی مختلف کانال‌ها، همچنان به عنوان مشکل اصلی طراحی محسوب می‌شود. از آنجا که پارامتر شیب کف کانال یکی از عوامل تعیین کننده رفتار دینامیک جریان آب است، در این مطالعه با اعمال تغییر شیب طولی در یک کانال مبنا، کنترل‌کننده پایین‌دست فاصله‌دار با کاربرد دی‌کوپلینگ و تکنیک تناسبی-انتگرالی-دیفرانسیلی پس‌خورد، طراحی و ارزیابی شد. هم‌چنین برای تنظیم کنترل‌کننده از مشخصه‌های کانال استفاده شد و این مشخصه‌ها با استفاده از رویکرد جدید فرایند شناسایی سیستم تعیین شدند. به منظور طراحی و اجرای الگوریتم‌های کنترل از مدل هیدرودینامیک سوبک در تلفیق با نرم‌افزار مت‌لب استفاده شد و با در نظر گرفتن مقادیر مختلف برای شیب کف کانال، اثر آن روی رفتار جریان آب و تنظیم کنترل‌کننده و در نتیجه اثر آن در ضرایب کنترل‌کننده، بررسی شد. سپس ارزیابی عملکرد کنترل‌کننده تنظیم شده، در دوره بهره‌برداری مورد نظر و در سناریوهای مختلف، با محاسبه شاخص‌های عملکرد صورت گرفت. به‌طور کلی نتایج نشان داد که جریان آب در شیب‌های زیاد رفتار رزونانسی کمتری نشان می‌دهد و توانایی این نوع کنترل‌کننده در کانالی با شیب زیاد، نسبت به شیب‌های ملایم‌تر، کمتر است.

---

چون همیشه نمی‌توان از آبیاری تحت فشار استفاده کرد، استفاده از روش‌های مدرن آبیاری سطحی ضروری است. در این مقاله ضمن معرفی مدل جدید BISEDOM برای طراحی و ارزیابی بهینه آبیاری نواری، تأثیر ضریب وزنی شاخص‌ها (راندمان‌ها) در فرآیند بهینه-سازی مورد تحقیق و بررسی قرار گرفته و مناسب‌ترین الگوی وزنی که براساس پتانسیل بهبود است، معرفی می‌شود. در مدل BISEDOM برای شبیه‌سازی هیدرولیکی از مدل موازنه حجم و برای بهینه‌سازی از روش SA استفاده شده است. هم‌چنین بررسی ترکیب‌های متفاوت متغیرهای تصمیم‌گیری (دبی ورودی، طول، عرض و شیب نوار)، و نتیجتاً راندمان‌های معرف عملکرد آبیاری نواری در یک تابع هدف امکان‌پذیر شده است. ضمن این‌که به سبب ماهیت روش SA، باید پارامترهای این روش در مدل، پس‌بهینگی شوند. در این تحقیق نهایتاً مشخص شد شاخص‌های موزون مطابق الگوی پیشنهادی در بهبود عملکرد آبیاری نواری تأثیر معنی‌داری خواهد داشت. هم‌چنین اعتبارسنجی نتایج مدل، در سه بخش طراحی، ارزیابی و بهینه‌سازی با مدل SIRMOD و روش ریاضی مجانب نشان داد نتایج حاصل بسیار نزدیک به هم می‌باشد. لذا نتایج حاکی از کارایی مدل نسبت به مدل‌های موجود به‌ویژه برای اهداف بهینه‌سازی است.

---

کنجد یکی از مهم‌ترین گیاهان دانه روغنی در دنیا است. تنش خشکی یکی از عوامل محیطی محدودکننده تولید کنجد می‌باشد. تأثیر کمبود آب می‌تواند به وسیله تلقیح ریشه گیاهان با قارچ میکوریزا کاهش یابد. در این مطالعه، هدف، تعیین تأثیر سطوح مختلف آب کاربردی (تأمین 60، 80 و 100 درصد کمبود رطوبتی خاک) با روش آبیاری قطره‌ای- نواری سطحی (تیپ) و تلقیح گیاهان با قارچ میکوریزا بر کارایی زراعی مصرف آب کنجد می‌باشد. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه صنعتی اصفهان درسال 1389 اجرا شد. نتایج نشان داد که اثر رژیم آبیاری بر کارایی زراعی مصرف آب محصول دانه معنی‌دار نشد. تأثیرکاربرد قارچ میکوریزا بر کارایی زراعی مصرف آب محصول دانه معنی‌دار شد. بیشترین کارایی زراعی مصرف آب محصول دانه (74/0 کیلوگرم بر مترمکعب) مربوط به رژیم آبیاری 80 درصد و تلقیح‌شده با قارچ میکوریزا بود. تأثیر رژیم‌های آبیاری و کاربرد میکوریزا بر کارایی زراعی مصرف آب محصول روغن معنی‌دار شد. بیشترین کارایی زراعی مصرف آب محصول روغن (43/0 کیلوگرم بر مترمکعب) مربوط به رژیم آبیاری 100 درصد و تلقیح‌شده با میکوریزا بود.

---

در این پژوهش اثر چهار تیمار آبیاری موضعی ریشه (FULL‏, ‏‎1PRD50‎, ‎2PRD50‎, ‎3PRD50‎) بر تولید میوه و راندمان مصرف آب گوجه فرنگی در یک طرح کاملاً تصادفی در پنج تکرار مورد بررسی قرار گرفت. در تیمار شاهد (FULL)، کل آب مورد نیاز گیاه به‌طور یکنواخت در تمام محیط ریشه به‌کار برده شد. در تیمار‌های 1PRD50، ‎‎2PRD50‎‎ و ‎‎3PRD50‎‎ ریشه‌ها به دو ناحیه مجزا از هم تقسیم و به اندازه 50 درصد تیمار شاهد به ترتیب یک، دو و سه مرتبه یک طرف ریشه به‌‌طور متوالی آبیاری شد. نتایج شان داد، بیشترین میانگین وزن میوه در تیمار آبیاری کامل (44/43 گرم) و کمترین آن در تیمار PRD50 3 (57/24 گرم) دیده شد. بیشترین قطر (1/43 میلی‌متر) و تعداد میوه (46 عدد) در تیمار شاهد و کمترین این ویژگی‌ها ( به‌ترتیب 6/15 میلی‌متر و 20 عدد) در تیمار ‎3PRD50‎ دیده شد. بیشترین عملکرد میوه و عملکرد بازار پسند در تیمار شاهد و سپس در تیمار آبیاری بخشی متناوب (1PRD50) حاصل شد. بیشترین راندمان مصرف آب در تیمار آبیاری موضعی متناوب ریشه (48 درصد بیش از شاهد) و کمترین آن در تیمار ‎‎3PRD50‎‎ (27 درصد کمتر از شاهد) ملاحظه شد. در کل آبیاری بخشی متناوب (1PRD50) برای تولید گوجه‌فرنگی قابل توصیه است.

---

بخشی از طراحی سیستم آبیاری قطره‌ای را بررسی خصوصیات قطره‌چکان‌ها، عوامل مؤثر بر جریان آب در آنها و در نهایت انتخاب مناسب‌ترین نوع قطره‌چکان تشکیل می‌دهد. بدین منظور در این تحقیق، 9 نوع قطره‌چکان تنظیم‌کننده فشار با کدهای A، B، C، D، E، F، G، M و N بر مدل فیزیکی آبیاری قطره‌ای ساخته شده در آزمایشگاه مورد آزمون قرار گرفت و اثر 4 دمای مختلف آب شامل 13، 23، 33 و 43 درجه سانتی‌گراد با فشارهای متفاوت در محدوده صفر تا 2/1 برابر فشار حداکثر، بر قطره‌چکان‌ها بررسی شد. آزمایش‌ها براساس استاندارد ISO 9261 و استاندارد IRISI 6775مؤسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران انجام شد. نتایج این تحقیق نشان داد که در تمامی دماهای ذکر شده هیچ قطره‌چکانی در معادله دبی- فشار، توان بیشتر از 2/0 نداشت و همگی از نوع قطره‌چکان‌های تنظیم‌کننده فشار بودند. هم‌چنین جز دو نمونه A و G که به لحاظ انعطاف‌پذیری فشار، در درجه خوب بودند، سایر قطره‌چکان‌ها از انعطاف‌پذیری خیلی خوب برخوردار بودند. اثر دما فقط روی دبی قطره‌چکان‌های F، M و N در سطح اطمینان 95 درصد معنی‌دار بوده، به‌طوری‌که قطره‌چکان F کمترین حساسیت و قطره‌چکان N بیشترین حساسیت را از خود نشان داده است و با افزایش دما میزان دبی قطره‌چکان‌های مذکور افزایش یافته بود.

---

با توجه به افزایش بلا یای طبیعی مانند خشکسالی و هجوم آفات، به کارگیری راه کارهایی در زمینه بهبود استفاده از آب و مدیریت به منظور کاهش اثر این بلا یا ضروری است . جهت مطالعه اثر تنش رطوبتی و تنش آفات بر عملکرد گیاه ذرت، آزمایشی در دو قطعه زمین سمپاشی شده و سمپاشی نشده در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه صنعتی اصفهان اجرا گردید . آزمایش در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی به صورت فاکتوریل در سه سطح تنش شدید ( ۵۰ % نیاز آبی )، تنش ملایم ( ۷۵ % نیاز آبی ) و بدون تنش و چهار دوره رشد گیاه شامل : جوانه زنی تا خوشهدهی، از خوشه دهی تا شیره بستن دانه ها، از شیره بستن تا برداشت و در سراسر دوره رشد گیاه با چهار تکرار د ر سال ۱۳۸۴ اجرا شد . نتایج نشان داد که اعمال تنش رطوبتی باعث کاهش ۶ تا ۶۲ درصد ی عملکرد دانه گرد ید و هم چنین سایر صفات زراعی ذرت به جز درصد پروت ئین را نیز کاهش داد، که در منطقه سمپاشی نشده نسبت به منطقه سمپاشی شده، کاهش درصفات بیشتری شده مشاهده شد . اعمال تنش رطوب تی و آفات درصد پروت ئین را به تر تیب ۱۳ % و ۳% درصد افز ایش دادند . در شرایط سمپاشی و حذف تنش آفات، اعمال کم آبیاری بخصوص در مراحل اول رشد گیاه ذرت تا اوایل مرحله شیره بستن دانهها در شرایط کمبود آب قابل توصیه است.

---

آبیاری تناوبی با فواصل زیاد در شالیزارها می‌تواند موجب بروز ترک در خاک، تلفات آب و به‌دنبال آن آسیب به گیاه گردد. این مطالعه با هدف بررسی روند ترک‌پذیری و عوامل مؤثر بر آن در خاک چهار نقطه از شالیزارهای استان گیلان ) مؤسسه تحقیقات برنج کشور در رشت، آستانه، شاندرمن و خمام) که از نظر واحدهای فیزیوگرافی متفاوت بودند از طریق اندازه‌گیری و ثبت مشخصه‌های مربوط به‌روند ترک برداری در سطح مزرعه و پس از قطع آبیاری در مرحله رشد زایشی گیاه برنج انجام شد. تجزیه خاک نشان داد که علی‌رغم تشابه در نوع کانی غالب، ضریب انبساط خطی در خاک مؤسسه و خمام نسبت به دو خاک دیگر بیشتر است. ابعاد ترک‌ها هم‌بستگی معنی‌داری با رطوبت حجمی و مقدار رس خاک نشان دادند. روند زمانی توسعه ترک (عمق و پهنا و تراکم) نشان داد که این روند در خاک‌های مختلف متفاوت بوده اما متأثر از رطوبت خاک می‌باشدکه این متغیر نیز خود متأثر از عمق آب زیرزمینی می‌باشد. عمق ترکها در هیچ‌کدام از خاک‌ها از سخت لایه شخمی عبور نکرد. خاک‌های مورد مطالعه دارای یک حد آستانه نسبتاً مشخص در رابطه با پهنا و عمق ترک در فاصله زمانی حدود 20 تا 25 روز پس از قطع آبیاری بودند، به‌طوری که پس از این زمان، مقدار نسبتاً ثابتی از پهنا در حدود 3، 2، 5/2 و 5 سانتی‌متر و عمق ترک در حدود20، 25، 17 و 27 سانتی متر به ترتیب برای خاک‌های آستانه، خمام، شاندرمن و مؤسسه را نشان دادند.

---

به‌منظور بررسی اثر عمق‌های مختلف جایگذاری نوار تیپ در آبیاری قطره‌ای و زمان کوددهی در طول دوره آبیاری بر عملکرد سیب-زمینی پژوهشی در منطقه جیرفت انجام شد. این تحقیق به‌صورت کرت‌های خرد‌شده در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با چهار تکرار انجام که عمق جایگذاری نوار تیپ به‌عنوان کرت اصلی و زمان کوددهی به عنوان کرت فرعی منظور گردید. نتایج نشان داد که عمق جایگذاری بر عملکرد غده، ارتفاع و تعداد ساقه، قطر ساقه و وزن خشک بوته در سطح احتمال یک درصد و بر تعداد غده و وزن ‌تر بوته و طول استولون در سطح پنج درصد معنی‌دار بود. زمان کوددهی بر عملکرد غده، قطر ساقه، تعداد ساقه و ارتفاع بوته در سطح یک درصد و بر وزن خشک بوته و تعداد غده در سطح پنج درصد معنی‌دار، و بر صفات دیگر غیر‌معنی‌دار بود. اثرات متقابل تیمارها نیز بر عملکرد غده، قطر ساقه و ارتفاع بوته و تعداد غده در سطح یک درصد و بر وزن خشک بوته در سطح پنج درصد معنی‌دار و بر صفات دیگر غیرمعنی‌دار بود. با توجه به نتایج، بهترین عمق نوار تیپ برای سیب‌زمینی، 15 سانتی‌متر و مناسب‌ترین زمان کوددهی، اواسط دوره آبیاری است.