علوم آب و خاک

---

بحران آب یکی از مسایل اساسی مناطق خشک و نیمه خشک مانند ایران است. این وضعیت در سال‌های اخیر به دلیل وقوع پدیده خشک‌سالی حادتر شده است. بنابراین استفاده از آب‌های نامتعارف، در جایی که آب با کیفیت مناسب در دسترس نیست، رو به فزونی است. یکی از این منابع، پساب شهری است ولی استفاده از آن نیاز به مدیریت خاصی دارد که ضمن بهره‌گیری مطلوب از آن مخاطرات زیست‌محیطی و بهداشتی را به دنبال نداشته باشد. استفاده از پساب در آبیاری قطره‌ای علاوه بر حل مشکل کمبود آب به طور هم‌زمان مسئله آلودگی محیط‌زیست و دفع فاضلاب را نیز مرتفع می‌نماید. ولی اصلی‌ترین مشکل در آبیاری قطره‌ای گرفتگی قطره‌چکان‌هاست که به هنگام استفاده از پساب تشدید می‌شود. برای ارزیابی و مقایـسه انواع قطره‌چکان‌های متداول مورد استفاده در سیـستم‌های آبیاری قطره‌ای خصوصیات هیدرولیکی چهار نوع قطره‌چـکان طولانی مسـیر داخل خـطی (اصفهان قطره)، میکروفلاپر، توربوپلاس و یوروکی که همگی دبی 4 لیتر در ساعت داشتند استفاده شد. هر سیستم دارای یک لوله نیمه اصلی و یک لوله فرعی از جنس پلی‌اتیلن به قطرهای 32 و16 میلی‌متر بود. هر سیستم شامل سه زیر سیستم و هر زیر سیستم دارای چهار لوله فرعی بود که روی هر لوله فرعی تعداد 16 عدد از هر کدام از قطره‌چکان‌های مورد آزمایش نصب شد. زمان کار روزانه سیستم‌ها 6 ساعت در نظر گرفته شد. نتایج نشان دادکه هم کیفیت آب و هم نوع قطره‌چکان در کاهش دبی مؤثر است. استفاده از پساب، باعث کاهش بیشتر دبی قطره‌چکان‌ها شده که اثر آن درکاهش دبی در مقایسه با استفاده از آب زیرزمینی در سطح 5 درصد معنی‌دار می‌باشد. کاهش دبی قطره‌چکان طولانی مسیر داخل خطی در هر کیفیت آب نسبت به دیگر قطره‌چکان‌ها بیشتر بوده که اختلاف آنها در سطح 5 درصد معنی‌دار می‌باشد. برای پساب، هم در ابتدا و هم در انتهای آزمایش‌ها قطره‌چکان‌های یوروکی و طولانی مسیر داخل خطی به ترتیب دارای بیشترین و کمترین یک‌نواختی پخش بودند. برای آب زیرزمینی در شروع آزمایش‌ها قطره‌چکان یوروکی بیشترین و قطره‌چکان توربوپلاس کمترین یک‌نواختی پخش را داشت و در انتهای آزمایش‌ها بیشترین و کمترین یک‌نواختی پخش را به ترتیب قطره‌چکان‌های یوروکی و طولانی مسیر داخل خطی داشتند. در مجموع، قطره‌چکان یوروکی به هنگام استفاده از آب چاه بیشترین یک‌نواختی پخش و قطره‌چکان داخل خط به هنگام استفاده از پساب کمترین یک‌نواختی پخش را داشت. حساسیت قطره‌چکان‌های میکروفلاپر و توربوپلاس به تغییر فشار بسیار کم است. این موضوع برتری این قطره‌چکان‌ها را برای کاربرد در اراضی شیب‌دار و با توپوگرافی نامناسب نسبت به دیگر قطره‌چکان‌های مورد بررسی نشان می‌دهد.

---

از آنجا که افزایش راندمان آبیاری مزارع از طریق ترویج روش‌های آبیاری بارانی و در نهایت دست‌یابی به افزایش تولید، از برنامه‌‌های عمده وزارت جهاد کشاورزی طی چند سال گذشته بوده و سرمایه‌‌گذاری‌های گسترده‌‌ای در این خصوص انجام گرفته است، بنابراین واکاوی این تلاش‌ها و بررسی مدل‌های پیش‌‌بینی کننده رفتار پذیرش کشاورزان، هدف این پژوهش بوده و در این راستا مدل‌های نشر، تنگناهای اقتصادی (ساختار مزرعه) و چندبعدی واکاوی شده‌‌اند. مطالعه به روش تحقیق پیمایشی در 4 استان فارس، بوشهر، کهگیلویه و بویراحمد و چهارمحال بختیاری و با استفاده از روش نمونه‌‌گیری تصادفی طبقه‌‌بندی شده انجام گرفته و برای این منظور با 124 نفر پذیرنده سیستم آبیاری بارانی و 298 نفر نپذیرندگان این سیستم یعنی مجموعاً با 422 نفر کشاورز مصاحبه حضوری به عمل آمده است. برای جمع‌‌آوری اطلاعات از پرسش‌نامه استفاده شده است. یافته‌‌های پژوهش حاکی است که تابع ممیزی حاصل از زیربنای نظری مدل "چندبعدی" می‌‌تواند با دقتی بیشتر از مدل‌های نشر و ساختار مزرعه و با مطلوبیتی قابل ملاحظه، کشاورزان استفاده کننده از آبیاری بارانی و آبیاری سطحی را طبقه‌‌بندی نماید. کاربرد این مدل در نشر آبیاری بارانی می‌‌تواند بسیار قابل ملاحظه باشد. به طوری که با جمع‌‌آوری اطلاعات مربوط به کشاورزان هدف می‌‌توان با استفاده از تابع ممیزی به دست آمده برای این مدل، درصد احتمال پذیرش هر فرد را محاسبه نموده و در نتیجه به مروجان و کارشناسان ترویج آبیاری بارانی، کشاورزانی را معرفی نمود که احتمال پذیرش آنان بالا می‌‌باشد و به این ترتیب پذیرش و استفاده از آبیاری بارانی را می‌‌توان سرعت بخشید.

---

هدف اصلی این مطالعه، تعیین بهترین سیستم آبیاری و رتبه‌بندی کل سیستم‌های آبیاری قابل کارکرد در استان اصفهان است. آمار و اطلاعات مورد نیاز از طریق تکمیل پرسش‌نامه از 262 زارع دو شهرستان‌های فریدن و سمیرم در استان اصفهان به‌دست آمد. رتبه‌بندی و مقایسه سیستم‌ها از طریق روش‌های ماتریس معیارها و کارایی کیفی گزینه‌ها و برنامه‌ریزی توافقی انجام شد. در این مطالعه، سیستم‌های بارانی خطی، دورانی، تفنگی، چرخدار، کلاسیک ثابت و کلاسیک متحرک مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاصل نشان داد که آبیاری بارانی کلاسیک ثابت و بعد از آن کلاسیک متحرک، و در مواردی نیز فقط کلاسیک متحرک، به‌عنوان بهترین سیستم است. نتایج حاصل نشان دهنده تفاوت اندک بین انتخاب کشاورزان دارای آبیاری بارانی و سیستم مناسب منطقه است. هم‌چنین مقایسه نتایج سیستم مناسب منطقه با کشاورزان دارای آبیاری سنتی نشان دهنده تفاوت نسبتاً زیاد بین سیستم مورد استفاده کشاورزان با سیستم بهینه می‌باشد.

---

در این پژوهش تأثیر تغییر سیستم آبیاری از روش سنتی (غرقابی) به زیر سطحی روی درختان بارور پسته به‌مدت چهار سال در ایستگاه تحقیقات پسته کرمان مطالعه شد. طرح در قالب بلوک‌های کامل تصادفی با ترکیب 2 تیمار دور آبیاری (7 و 14 روز) و 3 مقدار آب بر اساس ضرایب تشت کلاس الف شامل 20، 40 و 60 درصد (2392، 4783 و 7174 متر مکعب در هکتار- سال) با احتساب تیمار شاهد یعنی آبیاری سنتی (غرقابی) با دور 30 روزه و 9000 مترمکعب در هکتار- سال)، در مجموع با 7 تیمار در 3 تکرار به اجرا در آمد. لوله‌‌های آبیاری زیر سطحی به‌فاصله 90 سانتی‌متر از تنه درختان (تقریباً در مرکز سایه انداز) در دو طرف و در عمق 50 سانتی‌متری از سطح خاک کارگذاری شدند. متوسط فشار کارکرد لوله‌ها 8/0تا 1 اتمسفرو متوسط دبی هر متر لوله 4/5 لیتر در ساعت بود. صفات مختلف کمـّی و کیفی محصول پسته، رشد رویشی سرشاخه‌های درختان، کارایی مصرف آب و هدایت الکتریکی عصاره اشباع خاک اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که تغییر سیستم آبیاری از روش سنتی (غرقابی) به زیر سطحی روی درختان بارور پسته امکان‌پذیر می‌باشد و بهترین تیمار در شرایط انجام این آزمایش تیماری بود که آبیاری آن باروش زیر سطحی و مصرف 60 درصد تبخیر ازتشت (7174 مترمکعب در هکتار- سال) با دورآبیاری 14 روزه انجام پذیرفت به‌طوری‌که کلیه صفات کمـّی و کیفی مربوط به این تیمار در مقایسه با تیمارهای دیگر از شرایط مطلوب‌تری برخورداربود. کارایی مصرف آب در این تیمار 164 گرم محصول خشک به ازای هر متر مکعب آب بود. اما در صورتی‌که بهره‌برداری سیستم‌های آبیاری تحت فشار با هدف پایین آوردن مصرف آب آبیاری باشد و در شرایط کمبود آب، کاربرد آب به میزان 40 درصد تبخیر از تشت (4783 مترمکعب در هکتار- سال) قابل توصیه می‌باشد. کارآیی مصرف آب در این تیمار، 177 گرم محصول خشک به ازای هر متر مکعب آب می‌باشد. نتایج اجرای این طرح نشان دادکه کاربرد آب با مقادیر کمتر از 40 درصد تبخیر از تشت الف، نمی‌تواند نتیجه مطلوبی را به‌همراه داشته باشد. تیمارهای آبیاری با دور 14 روزه در مقایسه با دور آبیاری 7 روزه از نظر صفات کمـّی و کیفی اندازه‌گیری شده شرایط مطلوب‌تری داشتند. مقادیر هدایت الکتریکی عصاره اشباع خاک در تیمارهای مختلف نشان داد تغییرات شوری خاک به‌ویژه در سال اول بعد از تغییر سیستم آبیاری در تیمارهای زیر سطحی قابل توجه می‌باشد. اما تیمارهایی که با دور14 روزه آبیاری شده‌اند، در مقایسه با تیمارهای مشابه دور آبیاری7 روزه از وضعیت مطلوب‌تری برخوردار بودند.

---

بهره‌برداری بی‌رویه از منابع آب‌های زیرزمینی به دلیل عدم موازنه میان کل برداشت و تغذیه منجر به کاهش سطح آب‌های زیرزمینی با نرخی سریع‌تر خواهد شد. به منظور برقراری تراز بین برداشت و تغذیه، راه‌کارهای عمده مشتمل بر تقویت مدیریت بهره‌برداری از منابع آب‌های زیرزمینی، به کارگیری سیاست‌های مدیریت تقاضا، بهبود راندمان آبیاری و افزایش عرضه آب است. نظر به این که بین درآمد زارعین و پایداری در مزارعی که متکی برآب‌های زیرزمینی هستند مبادله وجود دارد، ضروری است که از مدل‌های ریاضی جهت بررسی تأثیر میزان برداشت از آب‌های زیرزمینی بر درآمد کشاورزان و پایداری استفاده شود. چنین مدل‌هایی قادرند که الگوی کشت بهینه، استراتژی‌ها و روش‌های مناسب آبیاری را در سطوح مختلف دسترسی به آب آبیاری، تعیین نمایند. ارتباط میان سود زارعین و برداشت از آب‌های زیرزمینی با استفاده از برنامه‌ریزی چند هدفه مورد بررسی قرار گرفت. داده‌های مورد نیاز با استفاده از مصاحبه حضوری از کشاورزان دشت فیروزآباد در سال زراعی 87-86 جمع‌آوری شد و 112 بهره‌بردار نمونه انتخاب شدند. بر اساس نتایج به دست آمده از برنامه‌ریزی چندهدفه برای همه گروه‌های همگن درصد کاهش سود کمتر از درصد کاهش برداشت آب است. به طور مثال کاهش 8 درصد آب مصرفی اثر چشمگیری را بر کاهش سود زارعین نداشته است (سود زارعین حدود 4 درصد کاهش می‌یابد). نهایتاً این‌که نتایج مطالعه حاضر می‌تواند به کشاورزان در انتخاب الگوی کشت، استراتژی و روش آبیاری، به گونه‌ای که سود زارعین و برداشت آب از سفره‌های زیرزمینی همزمان بهینه گردند و منجر به کاهش برداشت از آب‌های زیرزمینی در مقایسه با شرایط کنونی شود، کمک نماید.