علوم آب و خاک

ازآنجاکه پایداری طولانی‌مدت اکوسیستم‌های باغی وابسته به حفظ کیفیت خـاک اسـت، آگـاهی از وضـعیت خـاک‌هـا و بررسی آثار فعالیت‌های صورت‌گرفته بر خصوصیات خاک بـسیار مهـم و در مـدیریت بوم نظام مـؤثر است. به‌منظور بررسی شاخص کیفیت خاک باغات بادام (Prunus dulcis) تحت شیوه¬های مختلف مدیریت شده استان چهارمحال‌وبختیاری، 40 نمونه خاک مرکب از سه‌نقطه در هر باغ برداشت شد و در نهایت به 6 گروه (سامان، بن، شهرکرد، کیار، اردل و فارسان) طبقه‌بندی شدند. برای تعیین شاخص کیفیت خاک، ویژگی خاک شامل pH، EC، کربن آلی کل و محلول در آب، تنفس پایه و ناشی از بستره، جمعیت میکروبی ریزوسفر، فسفر و پتاسیم قابل‌دسترس خاک مورد تجزیه‌وتحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد که نحوه مدیریت باغات بادام در مناطق مختلف روی ویژگی‌های خاک و فرایندهای ارزیابی‌شده در این مطالعه تأثیر گذاشت. پایش خصوصیات خاک نشان داد که pH بین 7/05 تا 8/48، EC بین 0/23 تا 2/91 دسی‌زیمنس بر متر، تنفس میکروبی بین 0/44 تا 8/57 میلی‌گرم CO2 در 100 گرم خاک در روز، کربن آلی 2/09 تا 44/79 گرم بر کیلوگرم، فسفر قابل‌دسترس بین 1/5 تا 122/3 میلی‌گرم بر کیلوگرم و پتاسیم قابل‌دسترس بین 2/91 تا 3038 میلی‌گرم بر کیلوگرم بود. اجزای شاخص کیفیت خاک شامل جزء شیمیایی، فعالیت میکربی، جمعیت میکروبی و کربن آلی خاک تعیین شد. سهم شوری خاک در کیفیت خاک، به‌دست‌آمده با استفاده از تجزیه عاملی، بیشترین (31 %) بود و پس از آن ضریب معدنی‌شدن کربن میکروبی (27 %)، جمعیت میکروبی ریزوسفری (24 %) و کربن آلی محلول در آب (18 %) بود. مقادیر شاخص کیفیت خاک برای باغ‌های بادام سامان، بن، شهرکرد، کیار، اردل و فارسان به ترتیب 0/46، 0/40، 0/51، 0/67، 0/54 و 0/37 بود. این مقادیر نشان می‌دهند که خاک‌های ارزیابی‌شده برای تولید بادام در شهرکرد، کیار و اردل مناسب هستند و برای سامان، بن و فارسان نیاز به اقدامات مدیریتی جدی برای بهبود کیفیت خاک و افزایش پایداری این اکوسیستم‌های کشاورزی وجود دارد.

در این پژوهش تأثیر فعالیت‌های کشاورزی بر خاک‌های جنوب مهریز با تعیین ترکیب ژئوشیمیایی و مقایسه خواص فیزیکوشیمیایی خاک‌ در باغ‌های پسته (خاک‌های کشاورزی) و خاک‌های بکر (طبیعی) بررسی شد و جنبه‌های زیست‌محیطی آن ارزیابی شد. بررسی خواص فیزیکوشیمیایی خاک نشان می‌دهد که فعالیت‌های کشاورزی موجب کاهش pH و افزایش مواد آلی در خاک‌های کشاورزی شده است. بررسی خواص فیزیکوشیمیایی خاک مزارع مهریز نشان می‌دهد که فعالیت‌های کشاورزی موجب افزایش TOC (میانگین 1/5% (و کاهش اسیدیته در خاک‌های کشاورزی شده است. فعالیت‌های کشاورزی میزان فسفر در خاک‌های کشاورزی را نیز به نسبت افزایش داده است. خاک‌های کشاورزی در عناصری همچون کادمیم (Cd)، آنتیموان (Sb)، کروم (Cr)، نیکل (Ni)، سرب (Pb)، اسکاندیم (Sc) و عناصر نادر خاکی (REE) به نسبت خاک‌های طبیعی غنی‌شدگی دارند و الگوی REE در آنها همگن‌تر شده است. مقایسه مقادیر عناصر کمیاب با استانداردهای ملی زیست‌محیطی (MPC) نشان می‌دهد که با وجود افزایش غلظت این عناصر در خاک‌های کشاورزی، میزان این عناصر در حد قابل قبول و کمتر از حد بحرانی است؛ البته از سوی دیگر، فعالیت‌های کشاورزی میزان دسترس‌پذیری زیستی فلزات سنگین در خاک‌های کشاورزی را به میزان قابل‌توجه افزایش داده است که عدم توجه به این امر می‌تواند مشکلات زیست‌محیطی را در آینده به همراه آورد.

تأثیرات تغییرات اقلیم روی عملکرد و بازدهی محصولات کشاورزی از اصلی‌ترین دغدغه‌ها و چالش‌های صنعت کشاورزی است. عوامل محیط زیستی مختلفی مانند تغییرات شدید دما و نوسانات شدید بارندگی روی رشد و عملکرد محصولات کشاورزی تأثیرگذار است. زعفران یکی از مهم‌ترین محصولات کشاورزی کشور ایران است که نقش مهمی در موضع صادرات دارد. ایران دارای بیشترین تولید زعفران در جهان و استان همدان یکی از بزرگ‌ترین تولیدکنندگان آن در ایران است. در این مطالعه با بهره‌گیری از روش‌های هوش مصنوعی برای دسته‌بندی و تحلیل حساسیت داده‌های هواشناسی و کشاورزی، تأثیر تغییر اقلیم بر عملکرد زعفران در استان همدان بررسی شد. نتایج نشان داد که شاخص‌های تغییرات شدید اقلیمی ناشی از بیشینه و کمینه دمای ماهانه، بیشترین تأثیر منفی را نسبت به سایر شاخص‌های هواشناسی بر عملکرد زعفران دارند. علاوه بر این، نتایج نشان داد که الگوریتم جنگل تصادفی، به عنوان یکی از مناسب‌ترین روش‌ها برای تحلیل حساسیت در مقایسه با سایر الگوریتم‌های بررسی‌شده، عمل می‌کند. سه شهرستان ملایر، نهاوند و اسدآباد، دارای بیشترین دقت در تحلیل حساسیت بودند. یافته‌ها نشان داد که با استفاده از اطلاعات دمایی حدی ماهانه، می‌توان ریسک تولید زعفران را ارزیابی کرد و آگاهی لازم برای کشت این محصول را افزایش داد.

کمبود آب، ردپای آب کشاورزی را به شاخصی مهم برای مدیریت پایدار منابع به ویژه در مناطق خشکی مانند ایران تبدیل کرده است. این شاخص وابسته به عوامل مختلفی از جمله اقلیم، میزان عملکرد، عادات غذایی مردم و راندمان آبیاری و کشاورزی است که می توان با بهره گیری از مدل ها آن را با سرعت بیشتری برآورد کرد. مدل SSM-iCROP2 دسته ای از مدل های شبیه سازی است که در ایران برای بیش از 30 گونه گیاهی پارامتریابی و ارزیابی شده است و در بیشتر مطالعات مربوط به عملکرد گیاهی استفاده شده است. از آنجایی که شکر یکی از منابع مهم تأمین انرژی در سبد غذایی است، سطح زیر کشت وسیعی را در کشور به خود اختصاص داده است. شکر حاصل از نیشکر در کشور به طور عمده در استان خوزستان کشت می شود. در این مطالعه با هدف معرفی مدل نام‌برده در برآورد ردپای آّب آّبی و سبز این محصول استراتژیک در کشور از روش بزرگ‌مقیاس‌نمایی برای شرایط پتانسیل و کشاورزان در بازه زمانی 1371 تا 1401 استفاده شد. نتایج نشان داد میزان ردپای آب کل نیشکر در کشور که حاصل جمع ردپای آب آبی، سبز و خاکستری است، برای شرایط پتانسیل و کشاورزان به ترتیب معادل 2251 و 3134 مترمکعب بر تن است.