علوم آب و خاک

---

بررسی‌های مزرعه‌ای روی نحوه زیان‌رسانی گونه (Sesamia cretica Led. (Lepidoptera: Noctuidae و تأثیر آن در میزان کاهش محصول، در دو کولتیوار عمده و فراوان نیشکر منطقه، یعنی CP 57-614 و NCo 310، طی سال‌های 78-1377 در جنوب خوزستان انجام شد.

میانگین درصد گره و میان گره‌های آلوده (سوراخ شده توسط لارو آفت) در کولتیوار (7/30%) CP 57-614  بیشتر از کولتیوار (2/11%) Nco 310 بود. میزان شکر حاصل از هر تن نی در کولتیوار NCo 310 (کیلوگرم 132 ) بیشتر از کولتیوار CP 57-614 (کیلوگرم110 ) برآورد گردید. بر این پایه، در ازای هر 1% ساقه‌های سوراخ شده و پوسیده ناشی از زیان آفت، شکر حاصل حدود 11/0 تن در هکتار کاهش می‌یابد. تأثیر غیرمستقیم زیان آفت بر دیگر عناصر شیره خام نیشکر نیز بحث شده است.

---

به منظور ریزتکثیری گیاه نیشکر ریزنمونه‌هایی از نوک ساقه و جوانه‌های جانبی به کار رفت. شست‌شوی ریزنمونه‌ها از چهار رقم نیشکر به نام‌های CP-48-103، CP-57-614، CP-69-1062 و NCO-310 با الکل اتانول 75 درصد برای یک دقیقه، و سپس ضدعفونی با محلول 5/1 درصد هیپوکلریت سدیم یا کلسیم برای مدت 15 دقیقه، به طور معنی‌داری (P<0/05) موجب کاهش آلودگی ریزنمونه‌ها در محیط کشت شد. استفاده از محیط کشت موراشیگ و اسکوگ (MS) جامد و مایع برای رشد گیاهچه در شیشه به همراه یک میلی‌گرم در لیتر ایندول بوتیریک اسید (IBA)، یک میلی‌گرم در لیتر کینتین، 100 میلی‌گرم در لیتر میواینوزیتول، یک میلی‌گرم در لیتر تیامین هیدروکلراید و دو درصد ساکارز، به طور معنی‌داری (P<0/05) نسبت به محیط MS با نصف غلظت نمک و هورمون و غیره برتری داشت. هم‌چنین، به منظور افزایش شاخساره در کشت درون شیشه‌ای، با کاربرد دو نوع محیط کشت جامد و مایع کامل MS همراه با یک میلی‌گرم در لیتر IBA، دو میلی‌گرم در لیتر کینتین و یک میلی‌گرم در لیتر بنزیل آمینو پیورین (BAP)، بیشترین شاخساره به دست آمد. گیاهچه‌های تولیدی در محیط غذایی شنک و هیلدبرانت (SH) همراه با پنج میلی‌گرم در لیتر IBA و یک میلی‌گرم در لیتر کینتین ریشه دادند. در تیماری که از ذغال فعال شده در محیط کشت SH استفاده شد نیز درصد زیادی از گیاهان ریشه‌دار شده، و وزن تر و شمار ریشه‌های بیشتری، در مقایسه با محیط کشت بدون ذغال فعال به دست آمد.

---

سیستم کشت تک محصولی نیشکر(.Saccharum officinarum L) و گیاهان زراعی دیگر بدون کاربرد کود پتاسیمی سالیان زیادی است که در جنوب غربی ایران ادامه دارد. با وجود تخلیه مقدار زیادی از پتاسیم خاک توسط گیاهان زراعی، تاکنون پاسخی به مصرف کودهای پتاسیمی در این اراضی گزارش نشده است. آزمایشی با هدف بررسی اثر تر و خشک شدن خاک بر پتاسیم قابل جذب گیاه و نیز افزایش پتاسیم قابل جذب خاک پس از افزودن پتاسیم به خاک و رس‌های آن طراحی شد. نتایج نشان داد که برخلاف خاک‌ها بایر، کانی‌های رسی قابل انبساط در خاک‌های کشت شده تشکیل شده است. عدم وجود این نوع کانی‌ها در اراضی کشت نشده بیانگر نوتشکیلی این رس‌ها در خاک‌های کشت شده در اثر کشت و آبیاری بود. 30 بار تر و خشک کردن خاک نمونه‌های سطحی اراضی تحت کشت نیشکر، تناوبی و بایر در مجاورت پتاسیم، پتاسیم قابل جذب خاک را از 133، 226 و 172 میلی‌گرم در کیلوگرم به ترتیب به 266، 447 و 628 افزایش داد. این نتایج نشان داد که با وجود تثبیت زیاد پتاسیم در لایه سطحی خاک تحت کشت به‌ویژه نیشکر، مقدار پتاسیم قابل جذب این خاک‌ها زیاد شده است. تثبیت پتاسیم توسط لایه‌های عمقی خاک کمتر از لایه سطحی‌ بود. هم‌چنین پس از افزودن پتاسیم به خاک، میزان تثبیت آن با افزایش دفعات تر و خشک کردن، روند نزولی داشت. تثبیت پتاسیم در خاک‌ها در راستای میزان تغییرات مینرالوژی خاک‌های مذکور و افزایش ظرفیت تبادل کاتیونی بود. برای رس‌های جداسازی شده از این خاک‌ها نیز تثبیت پتاسیم به بیشترین میزان در لایه سطحی رخ داد. اختلاف معنی‌داری از لحاظ مقدار تثبیت پتاسیم توسط رس‌های خاک‌های مذکور برای نوع کشت و عمق در سطح 1% ملاحظه گردید. مقدار زیاد تثبیت پتاسیم به کانی‌های رسی ایلیت تخلیه شده از پتاسیم توسط کشت و کار نسبت داده شد به‌طوری که پس از قرار دادن این رس‌ها در مجاورت پتاسیم تثبیت آن، کانی‌های شبه میکایی در این رس‌ها تشکیل شده بود.

---

در تحقیق حاضرکه به منظور رفع مشکلات و کاهش انرژی مورد نیاز خاک ورزی عمیق در مزارع نیشکر در میان آب خوزستان انجام پذیرفت، سعی گردید که با تعبیه تیغه‌های سطحی در جلوی زیر شکن کج ساق، نیروی کشش لازم کاهش و ویژگی‌های فیزیکی خاک بهبود یابند. آزمایش‌ها در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی شامل 6 تیمار و در سه تکرار به اجرا در آمد. تیمارها عبارت بودند از: اول زیرشکنی به کمک تیغه‌های ریپر سوار بر بولدوزر، دوم زیرشکن کج ساق بدون تیغه سطحی، سوم و چهارم زیر شکن کج ساق با یک تیغه سطحی در عمق‌های ½ و ⅓ عمق اصلی و پنجم و ششم، زیر شکن کج ساق همراه با دو تیغه سطحی در عمق‌های ½ و ⅓ عمق اصلی. نتایج نشان داد که در میان تیمارهای زیرشکن کج ساق، زیرشکن کج ساق بدون تیغه‌های سطحی، دارای بیشترین مقاومت کششی بوده و در سایر تیمارهای زیر شکن کج ساق به لحاظ تعبیه تیغه‌های سطحی، مقاومت کششی کاهش یافته است. افزایش عمق و تعداد تیغه‌های سطحی در کاهش نیروی کششی مؤثر بوده است. زیرشکن کج ساق با دو تیغه سطحی و در عمق ½ عمق اصلی، دارای کمترین توان مصرفی بوده و در مجموع تعبیه تیغه‌های سطحی در عمق‌های یاد شده به طور متوسط 21 درصد توان مصرفی را نسبت به زیر شکن کج ساق بدون تیغه‌های سطحی کاهش داد. سطح به هم خورده خاک و هم‌چنین سطح مقطع خاک به هم خورده به ازای عرض واحد در تیمار ریپر حداقل بود. به طور متوسط به کارگیری تیمارهای زیرشکن کج ساق، سطح به هم خورده به ازای عرض واحد در مقایسه با تیمار ریپر را تا 3/2 برابر افزایش داد. سایر نتایج بیانگر آن است که بیشترین شاخص مخروطی مربوط به تیمار ریپر بوده و تیمار زیرشکن کج ساق بدون تیغه سطحی و زیر شکن کج ساق با تیغه‌های سطحی، کاهش شاخص مخروطی را موجب گردیده‌اند. درصد لغزش چرخ‌های محرک تراکتور در کلیه تیمارهای زیر شکن کج ساق در دامنه 16- 12 درصد قرار داشته و بدین ترتیب گزینه مناسبی جهت زیرشکنی در اراضی سنگین، پیش رو قرار می گیرد.

---

  گیاه نیشکر یکی از گیاهان مهم قندی در جهان محسوب می‌شود. با توجه به شرایط اقلیمی نیمه خشک و نسبتاً شور در مناطق تحت کشت نیشکر در کشور، افزایش مقاومت به شوری در این گیاه حائز اهمیت می‌باشد. برای نیل به این هدف شناخت ژنوتیپ‌های متحمل به شوری و درک مکانیزم‌های تحمل به شوری در گیاه نیشکر ضروری است. در این مطالعه 8 رقم تجاری و امیدبخش نیشکر در محیط‌‌ کشت هیدروپونیک، حاوی نمک طعام ( NaCl ) با غلظت‌های صفر، 25/0، 5/0 و 75/0 درصد مورد مطالعه قرار گرفتند. آثار شوری بر جذب، انتقال و تجمع یون‌های ⁺ Cl^- , K⁺ , Na و ⁺Ca² در برگ و ریشه بررسی شد. با افزایش سطوح شوری محتوای کلر در برگ و ریشه ارقام مورد آزمایش افزایش یافت. نتایج حاصل از اندازه‌گیری میزان سدیم و پتاسیم نشان داد که تجمع سدیم درون گیاه ناشی از شوری، نسبت به پتاسیم بیشتر بوده است. با افزایش سطوح شوری میزان جذب سدیم و میزان انتقال آن به اندام‌های هوایی به سرعت افزایش یافت که منجر به کاهش رشد و عملکرد وزن خشک گردید. محتوای کلر در برگ و ریشه رقم NCO-310 با افزایش سطوح شوری از متوسط به زیاد ثابت ماند، که نشان دهنده توانایی ژنتیکی این رقم برای جلوگیری از ورود یون سمی کلر به درون گیاه است. رقم CP82-1592 با داشتن کمترین نسبت کلر برگ به ریشه دارای انتقال کمتر یون سمی کلر به قسمت‌های هوایی گیاه بود. هم‌چنین این رقم دارای محتوای کلسیم بالا در برگ و نسبت سدیم به کلسیم پایین در تمام سطوح شوری بود. رقم CP48-103 با داشتن کمترین میزان یون سدیم در برگ و میزان نسبتاً پایین در ریشه احتمالاً دارای پتانسیل ژنتیکی در جلوگیری از ورود یون سدیم به گیاه می‌باشد. رقم‌های CP72-2086 و CP82-1592 از مکانیزم توزیع یون‌های مضر کلر و سدیم به برگ‌های پیر و پنجه‌ها برخوردار بوده‌اند. بنابراین، جلوگیری از جذب، ممانعت از انتقال و توزیع عناصر مضر کلر و سدیم را می‌توان به عنوان مکانیزم‌های مهم در تحمل به شوری گیاه نیشکر مورد استفاده قرار داد.

---

ارقام مختلف یک گیاه و یا گونه‌های مختلف گیاهی می‌توانند ازطریق صفات فیزیکی و بیوشیمیایی و یا به صورت غیر مستقیم از طریق جیره غذایی میزبان، روی ویژگی‌های رفتاری و کارایی دشمن طبیعی تأثیر بگذارد. این بررسی با هدف تعیین درصد پارازیتیسم و واکنش تابعی زنبور پارازیتوئید Platytelenomus hylas Nixon نسبت به تراکم‌های مختلف تخم ساقه‌خوار . Sesamia nonagrioides Lef و تعیین میزان تأثیر نوع رقم در این ویژگی رفتاری پارازیتوئید به عنوان یکی از روش‌های ارزیابی کارایی زنبور یاد شده در ارقام مختلف نیشکر انجام گردید. در مزرعه با جمع‌آوری تخم آفت از مزارع نیشکر در سه رقم تجاری  CP57-614 ، CP48-103 وCP69-1062، درصد پارازیتیسم در هریک از ارقام تعیین گردید. به منظور تعیین واکنش تابعی زنبور، تخم‌های جمع‌آوری شده تا خارج شدن زنبورها در انکوباتور نگه‌داری شدند. سپس واکنش تابعی زنبور در تراکم‌های 2، 4، 6، 8، 14، 20، 30، 40، 50، 60، 70، 80 و 90 در لوله آزمایش (به ابعاد 2 × 17/5 سانتی‌متر) در مدت 24 ساعت بررسی شد. برای تجزیه و تحلیل داده‌های واکنش تابعی از نرم افزارSAS استفاده شد. تجزیه آماری داده‌ها نشان داد که میزان پارازیتیسم تخم آفت توسط زنبور P. hylas در بین سه رقم نیشکر دارای اختلاف معنی‌دار است و میزان پارازیتیسم تخم‌های آفت متاثر از رقم می‌باشد. مقایسه میانگین‌ها با آزمون دانکن نشان داد که رقم CP48-103 در یک گروه و دو رقم دیگر در گروه دیگری قرار دارند. مطابق با نتایج این تحقیق، واکنش تابعی زنبور در هر سه رقم مورد مطالعه از نوع سوم است. مقایسه پارامترهای برآورد شده توسط مدل هولینگ برای هریک از آزمایش‌ها در سه رقم مورد آزمایش نشان داد که قدرت جستجوی زنبور در رقم CP48-103 به طور معنی‌داری بیشتر از دو رقم دیگر است ولی بین ارقام CP57-614 و CP69-1062، تفاوت معنی‌داری دیده نشد. هم‌چنین زمان دست‌یابی و حداکثر میزان پارازیتیسم برآورد شده توسط مدل(T/T_h) در سه رقم تفاوت داشته و در رقم CP69-1062 به طور معنی‌داری کمتر از دو رقم دیگر است.

---

در این تحقیق، نمونه‌های باگاس نیشکر با مقادیر مختلف (صفر ،100، 200 و 300 کیلوگری) توسط یک شتاب‌دهنده الکترونی مدل TT200، جهت ارزیابی آثار پرتو الکترونی بر فراسنجه های تجزیه‌پذیری ماده خشک و الیاف نامحلول در شوینده های خنثی و اسیدی، پرتوتابی شدند. نمونه‌ها جهت تجزیه شیمیایی ابتدا خشک و سپس آسیاب شدند. فراسنجه های تجزیه پذیری شکمبه ای نمونه ها با روش کیسه های نایلونی در 3 رأس گاو فیستولا گذاری شده با وزن 400 کیلوگرم در زمان‌های صفر، 6، 12، 24، 48، 72 و 96 ساعت اندازه گیری شد. داده‌های حاصل با مدل غیرخطی ارسکوف و مکدونالد جهت محاسبه فراسنجه‌های تجزیه‌پذیری ماده خشک و الیاف نامحلول در شوینده‌های خنثی و اسیدی برازش گردید. تجزیه آماری داده‌های مربوط به فراسنجه‌های مختلف تجزیه‌پذیری و تجزیه‌پذیری مؤثر با استفاده از نرم‌افزار SAS انجام شد. پس از تجزیه واریانس با استفاده از طرح آماری کاملاً تصادفی، میانگین‌ها با آزمون جدید چند دامنه‌ای دانکن مورد مقایسه قرار گرفتند. با افزایش دز پرتوتابی الکترونی، بخش سریع تجزیه (a) ماده خشک و الیاف نامحلول در شوینده های خنثی و اسیدی به صورت خطی افزایش یافت. در حالی که بخش کند تجزیه (b) الیاف نامحلول در شوینده های خنثی و اسیدی و ثابت نرخ تجزیه‌پذیری (c) ماده خشک ابتدا کاهش و سپس افزایش یافت. تجزیه‌پذیری مؤثر ماده خشک و الیاف نامحلول در شوینده های خنثی و اسیدی با افزایش دز پرتوتابی به طور خطی افزایش یافت. پرتو الکترونی با دزهای 100، 200 و 300 کیلوگری، تجزیه‌پذیری مؤثر ماده خشک و الیاف نامحلول در شوینده های خنثی و اسیدی را به ترتیب به مقدار 7، 11 و 16 2، 5 و 7 3، 7 و 10 درصد در نرخ عبور 5 درصد در ساعت (r) افزایش داد.

---

زراعت نیشکر در خوزستان در سطح وسیع متداول است و آبیاری آن به روش جوی و پشته با سیفون یا هیدروفلوم صورت می‌گیرد. برای بررسی اثر آبیاری جویچه‌ای یک در میان روی کارآیی مصرف آب و ویژگی‌های نیشکر، آزمایشی در اراضی کشت و صنعت امیرکبیر در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تیمار آبیاری‌های جویچه‌ای معمولی، یک در میان ثابت و متغیر اجرا شد. نتایج نشان داد که کارآیی مصرف آب به ازای شکر تولیدی، در تیمارهای آبیاری معمولی، یک در میان ثابت و متغیر به ترتیب 41/0، 58/0 و 7/0 کیلوگرم بر متر مکعب بود. گرچه کارآیی مصرف آب در هیچ‌کدام از تیمارها اختلاف معنی‌دار نشان نداد ولی این فاکتور، در تیمارهای آبیاری یک در میان متغیر و ثابت به‌ترتیب حدود 41% و 29% نسبت به تیمار شاهد (آبیاری معمولی) روند افزایشی داشته است، به ‌گونه‌ای ‌که تیمار آبیاری یک در میان متغیر کمترین حجم آب مصرفی، بیشترین کارایی مصرف آب و عملکرد نیشکر و شکر تولیدی را داشته و شکر قابل استحصال آن با 5/14 تن در هکتار به ازای m3/ha 20604 آب مصرفی، بیشترین عملکرد را دارا بود. کلیه ویژگی‌های نیشکر در تیمارها به جز تعداد نی در هکتار، اختلاف معنی‌داری ‌با هم نداشتند.

---

در این بررسی اثر جاذب‌های میکرو و نانوساختار پوشال نیشکر اصلاح شده به منظور حذف نیترات مورد بررسی قرار گرفت. پارامترهای مختلفی از جمله زمان تعادل، pH، جرم جاذب، غلظت نیترات ورودی و وجود سایر یون‌های رقابتی روی جذب نیترات مورد آزمایش قرار گرفت. pH بهینه برابر6، زمان تعادل برابر 3 ساعت برای جاذب میکرو و 2 ساعت برای جاذب نانوساختار و جرم بهینه جاذب برابر 5/0 گرم به‌دست آمد. با افزایش غلظت اولیه نیترات (120- 5 میلی‌گرم بر لیتر)، بازدهی حذف در جاذب میکرو از 78 به 60 درصد و در جاذب نانوساختار از 89 به 70 درصد کاهش یافته است. نتایج به‌دست آمده از آزمایش‌های جذب ناپیوسته از مدل سینتیک هوو تبعیت نمود. درآزمایش‌های پیوسته، برای جاذب‌های میکرو و نانوساختار با دبی 27/2 لیتر در ساعت در غلظت‌های 15، 50 و 120 میلی‌گرم بر لیتر نیترات، به‌ترتیب ظرفیت جذب برابر (51/3، 55/10 و 23/17 میلی‌گرم بر گرم) و (39/6، 7/12 و 28/17 میلی‌گرم بر گرم) به‌دست آمد. نتایج این مطالعه نشان داد که جاذب‌های میکرو و نانوساختار پوشال نیشکراصلاح شده قابلیت حذف یون‌های نیترات را در حذف نیترات دارا بوده و از بین دو مقیاس، جاذب نانوساختار جذب بالاتری داشت.

---

تولید کمپوست و ورمی‌کمپوست از جمله روش‌های کارآمد برای بازیافت ضایعات آلی به‌شمار می‌روند. به منظور بررسی تغییرات ساختمانی مواد آلی در طول فرآیندهای تولید کمپوست و ورمی‌کمپوست،کود گاوی و فیلترکیک نیشکر در دو حالت حضور و عدم حضور کرم‌های خاکی به‌مدت 16 هفته و در دما و رطوبت کنترل شده خوابانده شدند. نمونه‌های مرکب در زمان‌های 0، 8 و 16 هفته تهیه شد. درصد کربن و نیتروژن و نسبت C:N با دستگاه CN آنالیزر تعیین گردید. نمونه‌های جامد برای تجزیه با دستگاه‌های FTIR وC NMR 13 استفاده شدند. با پیشرفت مراحل تجزیه نسبت C:N کاهش یافت. در زمان 16 هفته، نسبت C:N در فرآیند تولید ورمی‌کمپوست اندکی افزایش یافت. تجزیه ساختار مواد آلی با هر دو روش طیف سنجی کاهش نسبت گروه‌هایO – آلکیل و افزایش گروه‌های آروماتیک و کربوکسیل را در هر دو فرآیند نشان داد. به‌طوری‌که نتایج تجزیه نمونه‌ها با C NMR 13 نشان داد درصد ترکیبات O – آلکیل از 41 درصد در نمونه اولیه فیلترکیک بعد از 16 هفته به حدود 1/33 درصد کاهش یافت. در نمونه‌های کود دامی میزان این ترکیبات از 7/56 درصد به 6/43 درصد کاهش یافت. میزان ترکیبات آروماتیک در نمونه اولیه فیلترکیک و کود دامی به‌ترتیب از 5/12 و 5/13 درصد به 4/16 و 7/18 درصد افزایش یافت. درصد ترکیبات کربوکسیلی نیز به‌ترتیب از 5/8 و 6/5 درصد به 7/9 و 2/7 درصد در نمونه فیلترکیک و کود دامی افزایش یافت. ورمی‌کمپوست دارای درصد بیشتری از گروه‌های آروماتیک نسبت به کمپوست بود (در نمونه کود دامی 7/18 به جای 1/17 درصد). در زمان 16 هفته در نمونه‌های ورمی‌کمپوست کاهش اندکی در درصد ترکیبات آروماتیک و کربوکسیلی مشاهده شد. تجزیه با روش طیف‌سنجی برای نمونه‌های کمپوست و ورمی‌کمپوست، وجود سیگنال‌های یکسان با درصد فراوانی متفاوت را نشان داد. بین دو روش طیف‌سنجی، هم‌بستگی (**897/0r=) بسیار خوبی مشاهده شد و داده های به‌دست آمده از دو روش، مکمل همدیگر بودند.

---

این پژوهش با هدف ارزیابی معضل تراکم خاک در مزارع شرکت توسعه نیشکر و صنایع جانبی اهواز انجام گرفت. نمونه‌های دست‌نخورده از کف جوی‌ها برای اندازه‌گیری درصد رطوبت (mc)و چگالی ظاهری (BD) خاک جمع‌آوری شد. با توجه به تغییر بافت در مزارع، برای بیان درجه فشردگی خاک‌های مختلف و مقایسه آنها با هم، علاوه بر چگالی ظاهری، چگالی ظاهری نسبی (RBD، نسبت چگالی ظاهری به چگالی ظاهری مرجع) نیز تعیین شد. تغییرات مقاومت مکانیکی (شاخص مخروط؛ CI) خاک نیز بررسی شد. نتایج نشان داد که اکثر مقادیر BD اندازه‌گیری شده در مزارع نیشکر، در محدوده "ریشه‌های اندک" (محدودیت زیاد) می‌باشد. با مقایسه مقادیر BD به‌دست‌ آمده با حد بهینه (85/0) دیده شد که بیشتر مقادیر به‌دست آمده بیش از حد بهینه برای رشد ریشه گیاه بود که بیان‌گر فشردگی بیش از حد خاک‌های مزارع نیشکر می‌باشد. مقادیر CI در نیم‌رخ خاک‌ها نشان داد که در اکثر عمق‌ها مقادیر اندازه‌گیری شده در کف جوی‌ها از حدود محدود‌کننده (MPa 2) و بحرانی (MPa 3) برای رشد و نمو ریشه بیشتر می‌باشد. بنابراین، به‌منظور بهبود حاصلخیزی و کیفیت فیزیکی خاک، مدیریت تردد ماشین‌های برداشت نی در مزارع نیشکر، باید مورد بازنگری قرار گیرد.

---

در این پژوهش، از یک مدل جامع شبیه‌سازی چرخه آب و دینامیک نیتروژن شامل تمام فرآیندهای مهم تغییر و تبدیلات نیتروژن شامل انحلال کود، نیترات‌زایی، نیترات‌زدایی، تصعید آمونیوم، معدنی شدن، عدم تحرک و همه مهم‌ترین فرآیندهای انتقال نیتروژن شامل برداشت نیتروژن توسط گیاه، جذب آمونیوم توسط ذرات خاک، جریان روبه بالا، تلفات رواناب سطحی و تلفات ناشی از زهکشی، برای مدل‌سازی مدیریت کود در یکی از مزارع کشت و صنعت نیشکر امام خمینی به‌روش رویکرد پویایی سیستم استفاده شد. جهت ارزیابی مدل از داده‌های جمع‌آوری شده از سایت کشت و صنعت نیشکر امام خمینی با سیستم زهکشی و آب زیرزمینی کم عمق واقع در استان خوزستان استفاده گردید. تجزیه و تحلیل آماری بین مقادیر مشاهده‌ای و شبیه‌سازی شده نشان داد که میانگین ریشه مربعات خطا (RMSE) برای تعیین دقت شبیه‌سازی غلظت نیترات و آمونیوم در زه‌آب خروجی به‌ترتیب 73/1 و 48/0 میلی‌گرم بر لیتر است. نتایج نشان داد تطابق خوبی بین متغیرهای مشاهده‌شده و شبیه‌سازی وجود دارد. نه سناریوی کوددهی در سطوح مختلف کود اوره شامل یک سناریوی 400 کیلوگرم در هکتار،  دو سناریوی تقسیط 350 کیلوگرم در هکتار، دو سناریوی تقسیط 325 کیلوگرم در هکتار، دو سناریوی تقسیط 300 کیلوگرم در هکتار، یک سناریوی 280 کیلوگرم در هکتار و یک سناریوی 210 کیلوگرم در هکتار برای مزرعه مدل‌سازی گردید. نتایج مدل‌سازی نشان داد که سناریوی 210 کیلوگرم در هکتار دارای بیشترین راندمان مصرف نیتروژن به‌مقدار 3/52 درصد و کمترین تلفات نیتروژن شامل نیترات‌زدائی، تصعید آمونیوم و تلفات زهکشی به‌ترتیب برابر 82/17، 16/7 و 59/92 کیلوگرم در هکتار می‌باشد. همچنین، نتایج نشان داد که با افزایش مصرف کود اوره از مقدار 210 کیلوگرم در هکتار باعث افزایش مجموع تلفات نیتروژن و کاهش راندمان مصرف نیتروژن می‌شود. از این مدل می‌توان برای مدیریت کود و کنترل غلظت نیترات وآمونیوم زه‏آب برای جلوگیری از آسیب‌های زیست‌محیطی به منابع پذیرنده این زه‏آب‌ها استفاده نمود. همچنین، روش پویایی سیستم به‌عنوانی روشی کارآمد، قابلیت شبیه‌سازی سیستم پیچیده آب- خاک- گیاه- زهکش را دارد.

---

در پژوهش حاضر از نرم‌افزار  Hydrus-1D جهت شبیه‌سازی میزان هدایت الکتریکی، اسیدیته و یون‌های سدیم، پتاسیم، کلسیم، منیزیم، کلر و سولفات پروفیل خاک استفاده گردید. آزمایش‌های مزرعه‌ای در مرکز تحقیقات نیشکر برروی نیشکر واریته CP48-103 با یک تیمار آب کارون و سه تیمار زه‌آب رقیق شده با سه تکرار انجام شد. نمونه‌برداری از سه عمق صفر تا 30، 60-30 و 90-60 سانتی‌متری قبل از هر آبیاری انجام و در آزمایشگاه هدایت الکتریکی و آنیون‌ها و کاتیون‌ها عصاره اشباع خاک اندازه‌گیری گردید. با هدف صحت‌سنجی نرم‌افزار Hydrus-1D ابتدا آنالیز حساسیت و واسنجی انجام شد. آنالیز حساسیت مدل نشان داد که نرم‌افزار نسبت به رطوبت حجمی اشباع حداکثر حساسیت را دارا می‌باشد. کمترین حساسیت مدل نسبت به عکس پتانسیل ورود هوا به داخل خاک، پارامتر پیچ و خم (تورجسیتی) در تابع جریان و رطوبت حجمی باقیمانده بوده و نسبت به هدایت هیدرولیکی اشباع حساسیت متوسط دارد. همچنین مدل نسبت به پارامتر تجربی شکل منحنی رطوبتی خاک حساس نمی‌باشد. از واسنجی مدل ضرایب هدایت هیدرولیکی اشباع، رطوبت حجمی باقیمانده، رطوبت حجمی اشباع، عکس پتانسیل ورود هوا به خاک، پارامتر تجربی شکل منحنی رطوبتی خاک و پارامتر تورجسیتی در تابع جریان به‌ترتیب
(cm/day) 18 ،(cm³/cm³) 04/0، (cm³/cm³) 63/0، (cm ^-1)012/0، 2/1 و 6/0 به‌دست آمدند. نتایج صحت سنجی مدل نشان داد که ضریب تعیین برای تمام پارامترهای مورد بررسی بیش از 85% به‌دست آمده که بیانگر توانایی مدل در شبیه‌سازی میزان هدایت الکتریکی، اسیدیته، آنیون‌ها و کاتیون‌ها را می‌باشد. در مدل‌سازی صورت گرفته مقدار NRMSE بین 11 تا 18 درصد به‌دست آمده که عملکرد مناسب مدل را نشان می‌دهد. مقدار معیار کارایی نش- ساتکلیف بین 72/0 تا 8/0 بیانگر تطابق مناسب مدل با واقعیت می‌باشد. ضریب باقیمانده در این مقاله برای هدایت الکتریکی، اسیدیته و یون‌های سدیم، پتاسیم، کلسیم و منیزیم منفی و برای کلر و سولفات مثبت برآورد شده است.
 

---

---

---

---