علوم آب و خاک

---

هدف از این تحقیق تعیین بازده کاربرد آب و بررسی علل پایین بودن و تعیین عوامل موثر در افزایش آن می‌باشد. در این تحقیق مزارع برنج بر اساس اقلیم، مشخصات خاک، اندازه مزرعه و مدیریت کشاورزان انتخاب شدند و با استفاده از اندازه‌گیریهای صحرایی، بازده کاربرد آب در شالیزارهای استان گیلان، که تحت پوشش شبکه‌های آبیاری مدرن و سنتی در سه منطقه فومن، رشت – مرکزی و لاهیجان می‌باشد، برآورد گردید. در مزارع انتخابی علاوه بر تعیین بازده کاربرد آب در طول فصل آبیاری، تاثیر اندازه مزرعه، دبی و مدیریت آبیاری در بازده مذکور نیز مورد توجه قرار گرفت. مزارع تحت بررسی دارای خاک سنگین بود و میزان نفوذ عمقی کمتر از سه میلیمتر در روز اندازه‌گیری شد. بازده کاربرد آب در دو حالت بدون استفاده مجدد از رواناب و با استفاده مجدد از رواناب بررسی گردید. در حالت اول متوسط بازده کاربرد آب در مناطق فومن، رشت و لاهیجان به ترتیب برابر 2/51، 0/49 و 4/49 درصد و مقادیر حداکثر آنها به ترتیب 6/52، 7/50 و 7/50 و حداقل مقدار آنها به ترتیب 7/49، 3/47 و 0/48 درصد به دست آمد. در حالت دوم متوسط بازده کاربرد آب در مناطق فوق به ترتیب برابر 4/73، 3/73 و 4/72 درصد و مقادیر حداکثر به ترتیب 3/74، 3/74 و 2/73 درصد و حداقل مقدار آنها به ترتیب 4/72، 1/72 و 5/71 درصد به دست آمد. نسبت پایاب در مناطق سه گانه فوق به ترتیب 30، 33 و 31 درصد برآورد شد. در طول دوره رشد برنج (از نشاکاری تا برداشت) مقدار آب آبیاری متوسط برای منطقه 1130 میلیمتر (11300m³/ha ) و مقدار تبخیر و تعرق برنج به طور متوسط 561 میلیمتر به دست آمد.

---

مقدار مصرف کود شیمیایی در کشاورزی از نظر مسائل زیست محیطی و مسمومیت انسانی مهم است. هدف از انجام این پژوهش تعیین بار آلودگی از طریق بررسی کیفیت رواناب و تغییر غلظت عواملی بود که در تعیین کیفیت آب آبیاری شالیزارها پارامترهایی مهم هستند. در سال زراعی 75-76، چهار مزرعه برنج با مساحت‌های متغیر (22/0 تا 6/0 هکتار) در شهرستان فومن انتخاب شد. در این مزارع رواناب به طور پشت سر هم در آبیاری کرت‌های پایین دست استفاده می‌شد. کمیت و کیفیت رواناب در خروجی کرت‌ها و مزارع مورد سنجش قرار گرفت.

 مقدار رواناب در مزارع، 2-64 درصد برآورد شد. رواناب وآب آبیاری در طبقه C3S1 قرار داشت. تفاوت میانگین مقادیر SAR، DO، EC و pH و تفاوت میانگین غلظت هر یک از عناصر Cu، Zn، B، P و K در آب ورودی و رواناب معنی‌دار نبود. این عوامل در آب آبیاری و رواناب در دامنه مطلوب تا مجاز برای آبیاری برنج قرار داشت. غلظت ازت در آب آبیاری از 05/0 تا3/10 میلی‌گرم در لیتر متغیر بود، و پس از کود دادن مزرعه، غلظت ازت در رواناب افزایش چشم‌گیری نشان داد. میانگین غلظت یون NO3- در رواناب، نسبت به میانگین غلظت این یون در آب ورودی دارای تفاوت معنی‌دار بود، به نحوی که در فصل آبیاری از هر هکتار شالیزار 20 کیلوگرم نیترات از طریق رواناب خارج می‌شد. میانگین بار مواد محلول در آب‌های ورودی و خروجی مزارع به ترتیب 1618 و 1476 کیلوگرم درشبانه روز از سطح یک هکتار بود. تفاوت میانگین بار مواد ورودی و خروجی (142 کیلوگرم در یک هکتار) در سطح یک درصد معنی‌دار بود. از مزرعه پنجم که در لاهیجان قرار داشت، پس از سم‌پاشی با حشره‌کش دیازینون، به مدت 10 روز پی در پی نمونه‌برداری شد. غلظت حشره‌کش در آب مزرعه بلافاصله پس ازسم‌پاشی 08/93 بود، ولی 10 روز پس ازسم‌پاشی به mg/l 0/98 کاهش یافت. نتایج این بررسی نشان داد که اکثر عوامل کیفی اندازه‌گیری شده در حد مجاز برای آبیاری شالیزار بودند.

---

در این مقاله ساختار هزینه و تولید محصول برنج با استفاده از یک تابع هزینه ترانسلاگ و با بهره‌گیری از آمارهای مقطعی سال 1376 استان گیلان، که توسط اداره کل آمار و اطلاعات وزارت کشاورزی تهیه شده، مورد مطالعه قرار گرفته است. با توجه به نقش ویژه نهاده زمین و محدودیت‌های حاکم بر آن و ممکن نبودن تغییر آن در کوتاه مدت، تابع هزینه ترانسلاگ در دو حالت متغیر بودن کلیه نهاده‌ها (بلند مدت) و ثابت بودن نهاده زمین (کوتاه مدت)، با استفاده از روش رگرسیون به ظاهر نامرتب تکراری (ISUR) برآورد گردیده است. نتایج نشان می‌دهد که:

1. هم در کوتاه مدت و هم در بلند مدت امکان جای‌گزینی تکنیکی نهاده‌های تولید به صورت ضعیف وجود دارد.

2. کشش‌های خودقیمتی نهاده‌ها و کشش‌های متقاطع قیمتی کوچک‌تر از یک، ولی علامت کشش‌های متقاطع قیمتی بین نهاده‌ها مثبت است. بر پایه این نتیجه می‌توان انتظار داشت که با تغییرات قیمت نهاده‌ها امکان جانشینی بین نهاده‌ها به صورت محدود وجود دارد.

3. تولید برنج در گیلان در شرایطی که بتوان کلیه نهاده‌ها از جمله زمین را تغییر داد، از ویژگی بازده صعودی نسبت به مقیاس برخوردار است. بنابراین، با افزایش سطح تولید می‌توان انتظار کاهش هزینه و در نتیجه کاهش قیمت برنج را داشت.

4. در منطقه مورد بررسی نهاده‌های به کار گرفته شده در محصول برنج همگن نیستند، ولی می‌توان گفت نهاده‌هایی که با قیمت بیشتری ارائه شده‌اند از کیفیت بیشتری برخوردار بوده و در نتیجه هزینه کل بهره‌برداران را کاهش داده‌اند.

5. با توجه به بی‌کشش بودن ساختار تولید برنج، هم از نظر تکنیکی و هم از نظر واکنش به قیمت‌ها، می‌توان گفت که تولید این محصول نسبت به تغییرات قیمت چندان انعطاف‌پذیر نیست و تنها با افزایش زیاد در قیمت محصول برنج می‌توان شاهد تغییر چشم‌گیر در میزان تولید آن بود.

6. با توجه به این که امکان جانشینی عوامل تولید در تولید محصول برنج چندان نیست، با تغییر جزئی در قیمت نسبی نهاده‌ها نمی‌توان تغییرات اساسی در ساختار تولید این محصول به وجود آورد.

---

در ایران، حدود 75% از تولیدات برنج داخلی در ‌‌‌‌استان‌های‌‌ گیلان و مازندران، که از پر بارش ترین نواحی کشورند، تهیه می‌شود. پیش‌بینی‌های فصلی بارش تأثیر مهمی در تولید محصول و کاهش خطرهای حوادث اقلیمی در این ناحیه ‌‌حاصل‌خیز از کشور دارد. با ‌‌‌به‌کارگیری مدل تحلیل ‌‌‌هم‌بستگی متعارف (Canonical Correlation Analysis, CCA)، امکان پیش بینی بارش زمستانه این استان‌ها براساس وضـعیت پدیده النینیو- نوسـانات جنوبی (ELNino-Southern Oscillation, ENSO ) مورد ارزیابـی قرار گرفت. سری‌های زمانی شاخص ‌‌‌نوسان‌های‌ جنـوبی (Southern Oscillation Index, SOI) و دمای سطح آب در نینوها (Nino's SST) ‌‌‌‌به‌عنوان‌ پیشگو کننده‌ها و بارش در بندر انزلی و نوشهر ‌‌‌‌به‌عنوان‌ پیشگو شونده در نظر گرفته شدند. به‌منظور کاهش تعداد متغیرهای پیشگو کننده اولیه به تعداد معدودی از ‌مؤلفه‌های اصلی از روش توابع متعامد تجربی (Empirical Orthogonal Function,EOF ) اسـتفاده گـردید. از مجـمـوع بیسـت سـری زمانـی پیـش‌گـوکننـده، چـهار‌مـؤلـفه‌ اصلـی(EOF1, EOF2, EOF3, EOF4) از مجموعه داده‌های پیشگو کننده که 92% از کل واریانس این مجموعه داده‌ها را شرح می‌دادند، انتخاب شده و بقیه ‌مؤلفه‌ها ‌‌‌‌به‌عنوان‌ اختلال ( Noise ) در نظر گرفته شدند. بر مبنای EOF های انتخاب شده و سری‌های زمانی بارش، مدل CCA برای پیش بینی بارش زمستانه بندر انزلی و نوشهر ‌‌‌به‌کار برده شد. نتایج نشان داد که پیشگو کننده‌های در نظر گرفته شده در حدود 45% از کل واریانس سری زمانی بارش را شرح می‌دهند. ضرایب ‌‌‌هم‌بستگی بین مقادیر بارش مشاهده و شبیه سازی شده در سطح 5% معنی دار بودند. در 70% از موارد، علائم مقادیر نرمال دیده شده و شبیه‌سازی شده یکسان بودند که توانایی معقول مدل برای پیش‌بینی خشکسالی و ترسالی را نشان می‌دهد. در پیش‌بینی بارش، ‌‌‌نوسان‌های‌ Nino's SST (به‌خصوص (Nino4 حدود 10% موثرتر از SOI تشخیص داده شد.

---

وضعیت پتاسیم و اثر خواص فیزیکی و شیمیایی خاک بر آن در شالیزارهای استان گیلان با استفاده از یک صد و نه نمونه خاک سطحی از چهار ناحیه در استان گیلان مورد بررسی قرار گرفت. پتاسیم قابل استخراج‌ به وسیله استات آمونیوم یک مولار خنثی (K-NH₄OAc)، پتاسیم قابل استخراج به وسیله اسیدنیتریک یک مولار جوشان (K-HNO₃) و پتاسیم محلول در آب اندازه‌گیری شدند. نتایج بررسی نشان داد که توزیع فراوانی جمعیت رس و ظرفیت تبادل کاتیونی نرمال بود و توزیع فراوانی جمعیت متغیرهای سیلت، کربن‌آلی و pH غیر نرمال (با چولگی و یا کشیدگی معنی‌دار) و برای شن، K-NH₄OAc و K-HNO₃ لگاریتم نرمال بود. پتاسیم محلول تحت تأثیر اثر توام شن، pH، کربن آلی و K-NH₄OAc قرار داشت ( ** 73/0 =² R_a). پتاسیم قابل استخراج به وسیله استات آمونیوم تحت تأثیر پتاسیم محلول، پتاسیم غیرقابل تبادل و ظرفیت تبادل کاتیونی قرار گرفت ( ** 72/0= ² R_a ). پتاسیم قابل‌استخراج به وسیله اسید نیتریک‌جوشان تحت‌ تأثیر پتاسیم‌ تبادلی و جزء سیلت خاک قرار داشت ( ** 55/0= ² R_a ). توزیع جغرافیایی داده‌های K-NH₄OAc  نشان دادکه مقدار آن در گیلان ‌مرکزی، به‌ ویژه در حوزه آبخیز سپیدرود، بیشتر از بقیه نواحی است. در ناحیه فومنات مقدار رس، ظرفیت تبادل کاتیونی، K-NH₄OAc و K-HNO₃ کمتر از بقیه نواحی است. بر اساس بررسی وضعیت انجام شده 8/68 درصد شالیزارهای استان از نظر پتاسیم قابل جذب در وضعیت متوسط تا خیلی کم قرار دارند.

---

کشت دوم در اراضی شالیزاری استان گیلان یکی از راهکارهای استفاده بهینه از زمین، تقویت اقتصاد خانوارهای کشاورز و تأمین دانه‌های روغنی است. اما به دلیل بارندگی زیاد و حالت غرقابی شالیزارها در نیمه دوم سال و حساسیت اکثر گیاهان به غرقاب بودن زمین، این مهم به اندازه کافی تحقق نیافته است. برای کشت دوم در شالیزارها، انجام زهکشی غیر قابل اجتناب است. به دلیل چسبندگی خاک‌های شالیزاری، رطوبت زیاد و یکساله بودن تغییرات ایجاد شده در سطح زمین، زهکشی سطحی باید با شرایط شالیزارها تطبیق داده شود به طوری که با کمترین هزینه و زمان ممکن قابل انجام باشد. به این منظور، در مزرعه تحقیقاتی مؤسسه تحقیقات برنج کشور در رشت، زهکش‌های طولی با فاصله 2، 4، 6، 8 و 10 متر و عمق 20سانتی‌متر به عنوان تیمار اصلی، در دو حالت با زهکش‌های عرضی به فاصله یک متر و عمق 10 سانتی‌متر و بدون زهکشی عرضی، به عنوان تیمار فرعی، به صورت کرت‌های خرد شده و بر مبنای طرح بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکرار آزمایش شدند. گیاه کلزا، رقم PF، به صورت دست‌پاش، به عنوان کشت دوم پس از برنج در سال 1379 کاشته شد. عملکرد و اجزای عملکرد کلزا در این تیمارها مورد مقایسه آماری قرار گرفتند. نتایج نشان داد که اثر فاصله زهکش‌ها بر عملکرد دانه، دوره رسیدن و تعداد بوته در متر مربع و هم‌چنین اثر زهکشی عرضی بر عملکرد دانه، ارتفاع بوته، نیتروژن باقی‌مانده در خاک، دوره رسیدن و تعداد بوته در متر مربع در سطح 1% معنی‌دار است. بیشترین عملکرد (2493 کیلوگرم در هکتار) مربوط به تیمار زهکش طولی با فاصله 4 متر و دارای زهکش عرضی بود، گرچه تیمارهای 6 و 2 متری ( با زهکش عرضی) نیز عملکرد 2241 و 1817 کیلوگرم در هکتار داشتند. در تیمارهای بدون زهکشی عرضی، تیمار زهکش 2 متر دارای بیشترین عملکرد (1324 کیلوگرم در هکتار) بود. با محاسبه هزینه زهکشی و سایر هزینه‌ها، تیمارهای 4 و 6 متری زهکش‌ها با جویچه‌های عرضی می‌توانند حدود دو برابر هزینه انجام شده را بازگشت دهند. به دلیل بارندگی زیاد ماه‌های آبان، آذر و دی 1379 می‌توان نتیجه گرفت که نتایج این طرح در سال‌های با بارندگی کمتر از سال 1379 نیز قابل استفاده است.