per
دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2794
2017-11-22
24
5
1
24
10.22069/jwsc.2017.11686.2616
3876
Complete scientific research article
ارزیابی شبیهسازی مؤلفههای بیلان آب سطحی توسط مدل اقلیمی منطقهای RegCM4 (مطالعه موردی: حوضهی تویسرکان، استان همدان)
Evaluation of RegCM4 Regional Climate Model simulations for the land surface water budget components (A case study in Toyserkan plain, Hamedan province)
عبدالله طاهری تیزرو
ttizro@yahoo.com
1
مهرانه خدامرادپور
mkhodamorad@gmail.com
2
محمد جواد مشهدیان
javadm1991@gmail.com
3
گروه مهندسی اب أانشکده کشاورزی أانشگاه بوعلی سینا
گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا
دانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی منابع آب، دانشگاه بوعلی سینا
سابقه و هدف: مدل سازی اقلیم منطقهای برای ریزمقیاس نمایی به دادههای شرایط مرزی از یک مدل گردش کلی نیازمند است. مدل سازی اقلیمی منطقهای نیز در واقع یک روش زیر مقیاس نمایی دینامیکی است. هدف از این پژوهش بررسی عملکرد طرحوارهی سطح CLM4.5 جفت شده در مدل اقلیمی منطقهای RegCM4 در برآورد مؤلفههای بودجهی انرژی و آبی با استفاده از سناریوی جدید RCP (RCP4.5) در محدودهی دشت تویسرکان است. بدین منظور مدل اقلیمی منطقهای RegCM4 جفت شده با طرحوارهی سطح CLM4.5 با استفاده از خروجیهای مدل گردش کلی HadGEM2 در محدودهی دشت تویسرکان برای دو دورهی پایه (1999-2005) و چشم انداز (2015-2025) اجرا میشود. سپس عملکرد مدل در دورهی پایه ارزیابی شده و مؤلفههای بیلان آب و توازن آب سطحی در دورهی چشم انداز، با توجه به اهمیت منابع آب در منطقهی مورد مطالعه، بررسی میشوند.مواد و روشها: در دورهی پایه بارندگی، دما و رواناب شبیهسازی شده توسط مدل با مقادیر اندازهگیری شده در ایستگاههای موجود در منطقه در مقیاس زمانی روزانه مقایسه شدند. همچنین عملکرد مدل توسط شاخصهای ضریب کارایی مدل، ضریب همبستگی، اریبی، میانگین قدر مطلق خطا و مجذور میانگین مربعات خطا بررسی شد. بارندگی شبیه سازی شده با مشاهدات 6 ایستگاه موجود در منطقه مقایسه شد، همچنین دمای اندازه گیری شده در ایستگاه سینوپتیک همدان- فرودگاه به منظور ارزیابی دما مورد استفاده قرار گرفت. برای صحت سنجی رواناب نیز تنها ایستگاه آبسنجی موجود در خروجی حوضه مورد بررسی قرار گرفت. پیشبینیها با استفاده از سناریوی RCP4.5 از گزارش پنجم هیأت بین الدول تغییر اقلیم انجام گرفتند. در دورهی چشم انداز تغییرات زمانی و مکانی مؤلفههای بیلان آب سطحی شامل بارندگی، تبخیر-تعرق و رواناب بررسی شدند و سپس معادلهی توازن آب سطحی در حوضه مورد ارزیابی قرار گرفت. یافتهها: نتایج ارزیابی عملکرد مدل در دورهی پایه نشان میدهد که مدل دارای بهترین عملکرد در برآورد بارندگی (برای 5 ایستگاه نخست) و دما به دلیل ضرایب کارایی مناسب و خطاهای کوچک است. در رابطه با رواناب، ضریب کارایی مثبت اما به نسبت کوچک است، ضریب همبستگی نیز دارای مقدار قابل قبولی است که نشان از عملکرد نسبتاً مناسب مدل در برآورد رواناب دارد. در نخستین سال دورهی چشم انداز (2015) بیشترین مقادیر بارندگی در بخشهای شرقی و مرکزی (نواحی مرتفع) و کمترین مقادیر در جنوب غرب دشت اتفاق میافتد. پیشبینی بارندگی در 10 سال آینده (2016- 2025) نشان از کاهش بارندگی در بیشتر بخشها، به جز بخش کوچکی در شرق و جنوب، دارد که بیشترین مقادیر کاهش (حدود 12%)، در شمال شرق و مرکز دشت است. از آنجا که بارندگی تعیین کنندهی میزان رطوبت در دسترس است بالتبع توزیع مکانی و تغییرات تبخیر-تعرق، مشابه بارندگی است. بیشترین مقادیر رواناب در شرق و شمال شرق (بخش مرتفع) دشت اتفاق افتاده و در دورهی 10 سالهی 2016-2025 یک افزایش 30 تا 50 درصدی در بخش شرقی و یک کاهش 10 تا 20 درصدی در بخش مرکزی اتفاق خواهد افتاد. ارزیابی بیلان آب سالانه نشان میدهد که در 7 سال توازن آبی برقرار بوده اما در 3 سال باقیمانده (2017، 2023 و 2024) اختلافها میان طرفین معادلهی بیلان آب محسوس هستند.نتیجه گیری: با توجه به مساحت کوچک حوضه و دورهی زمانی کوتاه چشم انداز که در آن آثار تغییر اقلیم قابل تشخیص نیست حصول مقدار متوسط 3/1 میلیمتر اختلاف در معادلهی بیلان برای این دورهی 10 ساله میتواند حاکی از عملکرد مطلوب مدل در برقراری توازن آبی حوضه باشد. به طور کلی میتوان نتیجه گرفت علیرغم بهبود توازن آب، عملکرد طرحوارهی سطح هنوز در پارامترهسازی بودجهی آبی، به ویژه رواناب مطلوب نیست، در حالیکه در برآورد بودجهی انرژی، با توجه به برآورد خوب در شبیهسازی میانگین دما، عملکرد مناسبی دارد.
Background and objectives: In regional and local climate studies usually coarse-resolution outputs of global climate models are downscaled to produce necessary fine scale data. Regional climate modeling is a dynamical downscaling method. In this study HadGEM2 general circulation model outputs have been downscaled by RegCM4 Regional Climate Model coupled CLM4.5 land surface scheme. The model was run over Toyserkan plain for a reference period (1999-2005) for model evaluation and a projection period (2015-2025). In the projection period, regarding to the importance of water resources in the study area, water budget components and surface water balance equation have been evaluated.Materials and methods: For the reference period, daily modeled precipitation, temperature and runoff were compared with observed values at available meteorological stations in the region. Modeling efficiency, correlation coefficient, bias, mean absolute error and root mean squared error statistical indices were used to evaluate model’s simulations. Modeled precipitation was compared with observations of 6 available stations in the region, Observed temperatures of the station of Hamedan- Airport were also used for modeled temperature verification; For runoff verification, the only river station at the outlet of the catchment was used. Projections are based on RCP4.5 scenario of the Fifth Assessment Report of Intergovernmental panel on climate change. For the projection period spatiotemporal variations of surface water budget components including precipitation, evapotranspiration and runoff have been studied and water balance equation in the catchment has been evaluated.Results: Model evaluation results showed that the model has its worst performance for runoff, because of low modeling efficiency and relatively large errors while has its best performance in simulating precipitation (especially for the first five stations) and temperature. Finally, the model shows its best performance for temperature and precipitation respectively, regarding to more positive efficiency, higher correlation and smaller errors. For the first year of projection period (2015) the highest values of precipitation occur in eastern and central parts while the lowest values occur in southwestern part of the catchment. Through the next 10 years (2016-2025), precipitation decreases in most parts except small parts in east and south of the catchment. The highest values of precipitation decrease (about %12) also occur in northeastern and central parts. Since the amount of precipitation determines available moisture, spatial distribution and variation of evapotranspiration are same as those for precipitation. The highest values of runoff occur in eastern and northeastern (high elevation) parts and during 2016-2025 a %30-50 increase in eastern part and a %10-20 decrease in central part will occur. Annual water budget evaluation shows that for 7 years there is a water balance, but for the remaining 3 years (2017, 2023 and 2024) differences between two sides of the water balance equation are large. Conclusion: Considering small area of the catchment and short time of projection period that does not allow to detect impacts of climate change, small amount of mean 10-year difference between two sides of the equation (1.3 mm) shows that the model performance in estimating water balance for the catchment is acceptable. Generally, although the water balance estimation has been improved, the land surface scheme has shortcomings in water budget parametrization especially for runoff. But regarding to improvement of mean temperature simulation, model has an appropriate performance in simulating the energy budget.
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3876_d086842b3e0422d3572d1c0879691d95.pdf
اعتبار سنجی مدلهای اقلیمی
مدل اقلیمی منطقهای RegCM4
شاخصهای ارزیابی مدل
توازن آبی
طرحواره سطح CLM4.5
Verification of climate models
RegCM4 Regional Climate Model
Model evaluation indices
Water balance
CLM4.5 land surface scheme
per
دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2794
2017-11-22
24
5
25
47
10.22069/jwsc.2017.12855.2754
3877
Complete scientific research article
تحلیل ریسک سامانه اصلی انتقال آب در شبکههای آبیاری با رویکرد سلسله مراتبی فازی
Risk Assessment of main transmission line in Irrigation Networks with Application of Fuzzy Hierarchical method
مهدی اروجلو
orojlo.m@gmail.com
1
سید مهدی هاشمی شاهدانی
mehdi.hashemy@ut.ac.ir
2
عباس روزبهانی
roozbahany@ut.ac.ir
3
دانشجوی کارشناسی ارشد رشته سازه های آبی گروه مهندسی آبیاری پردیس ابوریحان دانشگاه تهران
استادیار گروه مهندسی آبیاری پردیس ابوریحان دانشگاه تهران
استادیار مهندسی آبیاری پردیس ابوریحان دانشگاه تهران
سابقه تحقیق و هدف: اتخاذ تصمیم مناسب و ارائه راهکارهای بهبود عملکرد شبکههای آبیاری نیازمند شناخت تواناییها و نقاط ضعف اجزا آن میباشد. این تحقیق در ابتدا به شناسایی خطرات و تهدیدهای طبیعی، انسانساز و عملکردی پیش روی سامانه اصلی انتقال آب در شبکههای آبیاری پرداخته و سپس با ارائه یک چارچوب سیستماتیک اقدام به تحلیل ریسک سامانه مذکور کرده است. روش تحلیل ریسک کاربرد گسترده در ساختارهای مشابه مانند شبکههای آبرسانی و جمعآوری فاضلاب دارد اما تاکنون از این رویکرد در شبکههای آبیاری استفادهنشده است. تحقیق پیشرو در بخش اول به دنبال توسعه یک مدل سلسله مراتبی جامع برای شبکههای آبیاری بوده است بهگونهای که ساختار مذکور برای تمامی شبکههای آبیاری موجود با سطوح مختلف بهرهبرداری و تنوعی که در سازههای انتقال، کنترل و تحویل آب وجود دارد قابل استفاده میباشد. در بخش دوم به تحلیل ریسک خطرات شناسایی شده پرداخته است.مواد و روشها: در این تحقیق خطرات تهدیدکننده عملکرد هریک از اجزا شبکه با انجام مطالعات کتابخانهای، بازدید میدانی و مصاحبه با خبرگان، مشخص گردیده است. احتمال وقوع خطرات، پیامدهای وقوع هریک از خطرات و آسیبپذیری اجزای سامانه انتقال شبکه مذکور در قالب پرسشنامه دریافت گردید و ریسک خطرات و اجزا محاسبه گردیده است. با توجه به عدم صراحت موجود در دریافت نظر کارشناسی در این تحقیق محاسبات بر اساس اعداد فازی مثلثی انجام گردید و در نهایت جهت ملموس بودن خروجیهای مدل برای بهرهبرداران از روش مرکز سطح برای تبدیل اعداد فازی به صریح استفاده گردیده است. در این مطالعه جهت مشخص کردن وزن اجرا شبکه، خطرات تهدیدکننده سیستم و معیارهای ارزیابی شدت اثر و آسیبپذیری روش تحلیل سلسله مراتبی فازی (FAHP) بهره گرفته شد. همچنین در مراحل مختلف تحقیق جهت تجمیع ریسک روش مجموع وزین ساده به عنوان روش تجمیع انتخاب شد.یافتهها: نتایج این تحقیق حاکی از این موضوع است که در سطح خطرات، به ترتیب 5 خطر پر ریسک عبارت اند: عملیات نگه داری ضعیف در کانال اصلی با ریسک 758/1، خرابکاری در ماژول نیرپیک با ریسک 67/1، عملیات نکهداری ضعیف در سازههای تقاطعی با ریسک 618/1، خطای نیروی انسانی کم تجربه و کالیبراسیون نادقیق در دریچه های قابل بهرهبرداری به ترتیب با ریسک 54/1 و 4/1. بر اساس نتایج تجمیع ریسک در ساختار سلسله، در سیستم انتقال از بین سازههای انتقال، تنظیم و تحویل، سازههای تحویل با ریسک 966/1 به عنوان بحرانی سازه معرفی شد؛ بین دو منبع آب مخزن و چاه مقدار ریسک به ترتیب 274/1 و 99/0 بدست آمد که گویای بحرانی تر بودن مخزن نسبت به چاه میباشد. در سطح سیستمها، سیستم انتقال نسبت به سیستم تأمین با مقدار عددی 937/1 دارای ریسک بیشتری است. نتایج تحلیل حساسیت مدل تحلیل ریسک گواه این مطلب بود که تغییر 10 درصدی ناحیه همپوشانی توابع فازی مورد استفاده در نمره دهی، ریسک کل را به میزان 2/1 و 12/2 درصد به ترتیب در حالت کاهش و افزایش ناحیه همپوشانی تغییر داد و در اولویت بندی اجزا و خطرات پر ریسک تغییر مشاهده نشد.
Background and objectives: Making an appropriate decision and providing solutions to improve the performance of irrigation networks require being aware of abilities and weakness of its components. This study initially identifies the upcoming treats, including natural, human-caused and operational hazards against the main water conveyance system in irrigation networks then presents a systematic framework assess the risk of irrigation network. Risk assessment method is widely used in the similar system such as urban water-supply system or wastewater collection, but so far it is not used in irrigation networks. This study at the first part has developed an integrated hierarchical such a way that it’s applicable for all of the irrigation districts considering different levels of operation and diversity of conveyance, regulation and delivery structures. At the second part assesses the risk of identified hazards.Materials and methods: by doing library research, field study and interview with experts, treating hazards of each component are identified. Likelihood, consequences of treating hazards and vulnerability of component against the hazards are determined by using questionnaires, and the risk of the component is calculated. To deal with the uncertainty of expert’s opinion, the calculation is based on triangular fuzzy numbers, and finally, in order to make the results of the model tangible, fuzzy numbers transform to crisp numbers. To obtain the weight of the component, treating hazards, consequence criteria, and vulnerability criteria method of the fuzzy analytic hierarchical process was employed and to aggregate, the result of risk assessment the method of simple order weighted was conducted.Results: the result of risk assessment revealed that at hazards level, the five riskiest hazard are: poor maintenance in the main canal with risk of 1.758, vandalism in Nyrpic module with risk of 1.6, poor maintenance in intersection structures with risk of 1.618, untrained operators’ error and inaccurate calibration in operation able gates with the risk of 1.54 and1.4. The result of risk aggregation according to hierarchical structure showed that in conveyance system among conveyance, regulation and delivery structures, the third one is the most critical structure with the risk of 1.966. Between two source of water supply, reservoir and well, the risk was obtained 1.274 and 0.99 respectively and indicated the criticality on the reservoir in compare with well. In the systems level conveyance system with the risk of 1.937 has the most risk. The result of model sensitivity analyses indicated that the change of overlap area in fuzzy membership, used in scoring stage, changed caused 1.2% and 2.12% change in decrease and increase mode respectively and the prioritization of the component and the riskiest hazards have no changes.Conclusion: According to the founding of this research and determined risk value, hazards prioritization revealed that pain part of risky hazards generally categorized in hazards group which is related to the operation so concentration to an operation method and risk reduction of this threatening can bost the Reliability of system performance. Considering capability of the proposed model in determining the probability of hazard occurrence, multidimensional consequence and assessing the vulnerability of component against the hazards and also rectifying shortcomings of other conventional assessment methods applying the proposed model as a decision support method during management process and making decision recommended.
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3877_506e3cc554bf3c4083ad098ee2473750.pdf
تحلیل ریسک
سلسله مراتبی فازی
ارزیابی شبکه آبیاری
risk assessment
fuzzy hierarchical system
irrigation network assessment
per
دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2794
2017-11-22
24
5
49
71
10.22069/jwsc.2017.13076.2773
3878
Complete scientific research article
تاثیر کودهای آلی، بیوچار آنها و قارچ مایکوریزا آربوسکولار بر توزیع شکلهای شیمیایی روی در یک خاک آهکی
Effect of organic manures, their biochars and arbuscular mycorrhizae fungi on distribution of zinc chemical fractions in a calcareous soil
حمیدرضا بوستانی
hr.boostani@shirazu.ac.ir
1
دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی داراب، دانشگاه شیراز
سابقه و هدف: روی یک عنصر غذایی کممصرف ضروری است که گیاهان عالی جهت رشد نرمال و توسعه کمی و کیفی، به آن نیاز دارند. pH بالا، مقدار کم ماده آلی و مقدار بالای کربنات کلسیم در خاک از مهترین عواملی هستند که سبب کاهش زیستفراهمی روی در خاک میشوند. هدف از انجام این پژوهش، بررسی تأثیر تلقیح قارچ مایکوریزا آربوسکولار و کاربرد دو نوع کود آلی و بیوچار حاصل از آنها بر توزیع شکلهای شیمیایی روی با استفاده از عصارهگیری دنبالهای در خاک آهکی پس از برداشت ذرت بود.مواد و روشها: جهت انجام این پژوهش مقدار مناسبی خاک از لایه سطحی (0-30 سانتیمتری) یک خاک آهکی برداشته و سپس هواخشک نموده و از الک 2 میلیمتری عبور داده شد. آزمایشی بهصورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در شرایط گلخانه انجام شد. فاکتور اول شامل کود آلی در پنج سطح (بدون کود آلی (C)، کود گوسفندی (SM)، کود مرغی (PM)، بیوچار کود گوسفندی (SMB) و بیوچار کود مرغی (PMB) هر یک 2 درصد وزنی) و فاکتور دوم تلقیح قارچی در سه سطح (عدم تلقیح (NG)، تلقیح با قارچ فونلیفورمیسموسه (FM) و تلقیح با قارچ گلوموسورسیفرم (GV) ) بود. بیوچارها با استفاده از گرماکافت کودهای آلی (دمای 500 درجهسلسیوس به مدت 4 ساعت) در شرایط اکسیژن محدود تولید شدند. پس از اعمال تیمارها به خاک، بذور ذرت در گلدانهای پلاستیکی کاشته شد و به مدت 10 هفته نگهداری شد. برای تعیین شکلهای شیمیایی روی در خاک پس از کشت ذرت از روش سینگ و همکاران استفاده گردید. این روش عنصر روی را به هفت شکل مختلف در خاک شامل شکل محلولوتبادلی، کربناتی، آلی، متصل به اکسیدهای منگنز، متصل به اکسیدهای آهن بیشکل، متصل به اکسیدهای آهن کریستالی و باقیمانده جداسازی میکند.یافتهها: با کاربرد تیمارهای قارچی، غلظت شکلهای محلولوتبادلی و آلی افزایش و غلظت روی متصل به اکسیدهای آهن کریستالی و بیشکل بهطور معنادار نسبت به تیمار شاهد کاهش یافت. بیشترین افزایش غلظت شکلهای محلولوتبادلی (9/31 درصد) و آلی (9/12 درصد) در تیمار تلقیحشده با قارچ GV مشاهده شد. ترتیب تأثیر کاربرد تیمارهای آلی مختلف، بر افزایش غلظت هر یک از شکلهای شیمیایی روی، متفاوت بود، هرچند تأثیر تیمار بیوچار کودمرغی (PMB) نسبت به دیگر تیمارهای آلی در افزایش غلظت اکثر شکلهای شیمیایی روی (کربناتی (1/81 درصد)، آلی (42 درصد)، روی متصل به اکسیدهای منگنز (15 درصد) و اکسیدهای آهن بیشکل (1/14 درصد)) بیشتر بود. توزیع شکلهای شیمیایی روی بومی خاک به صورت: باقی مانده << اکسیدهای آهن کریستالی < اکسیدهای آهن بیشکل< کربناتی< اکسیدهای منگنز< آلی< محلول و تبادلی بود، درحالیکه بر اثر کاربرد قارچ GV و تیمارهای آلی PM و SMB توزیع شکلهای شیمیایی روی در خاک به صورت: باقیمانده << اکسیدهای آهن کریستالی < اکسیدهای آهن بی-شکل< کربناتی< اکسیدهای منگنز< محلول و تبادلی< آلی تغییر یافت. همبستگی مثبت و معناداری بین شکلهای محلولوتبادلی، کربناتی، اکسیدهای آهن بیشکل و کریستالی روی در خاک با روی عصارهگیری شده بهوسیله DTPA وجود داشت که نشاندهنده نقش مؤثر این چهار شکل شیمیایی در تأمین روی مورد نیاز گیاه میباشد. نتایج اثر متقابل تیمارها نشان داد که تأثیر کاربرد هم-زمان قارچ و کود آلی بر غلظت هر یک از شکلهای شیمیایی روی متفاوت و بستگی به نوع کود آلی و قارچ مایکوریز کاربردی داشت.نتیجهگیری: کاربرد هر دو گونه قارچ مایکوریزا آربوسکولار سبب تبدیل روی از شکلهای کمتر قابلاستفاده به شکلهای با قابلیت استفاده بیشتر در خاک شد و تأثیر قارچ GV بهمراتب بیشتر از FM بود. همچنین روی افزوده شده بر اثر کاربرد کودهای آلی به خاک، در شکلهایی با پتانسیل زیستفراهمی بیشتر تمرکز یافت و تأثیر تیمار PMB نسبت به سایر تیمارها مشهودتر بود.
Background and objectives: Zinc (Zn) is an essential micronutrient that the higher plants require it for normal growth and quality and quantity development. High soil pH, low amount of soil organic matter and high calcium carbonate content are the most important factors that led to a decrease of Zn bioavailability in soil. The aim of this research was to investigate the effects of arbuscular mycorrhizae fungi inoculation and application of two types of organic manures and their derived biochars on distribution of Zn chemical forms in a calcareous soil after corn cultivation using a sequential extraction procedure. Materials and methods: To do this research, appropriate amount of soil from the surface layer (0-30 cm) of a calcareous soil was collected, air dried and passed through 2mm sieve. A factorial experiment as a completely randomized design was performed with three replications under greenhouse conditions. The first factor including organic manure at five levels (without organic manure (C), sheep manure (SM), poultry manure (PM), sheep manure biochar (SMB) and poultry manure biochar (PMB) each at 2 % w/w) and the second factor was fungal inoculation at three levels (non-inoculation (NG), inoculation with Funneliformis mosseae (FM) and Glomus versiform (GV)). Biochars were produced using the pyrolysis of organic manures (500 0C during 4 h) in the limited oxygen conditions. After applying treatments to the soil, corn seeds (Zea mays L.) were planted in plastic pots and held for 10 weeks. Sequential extraction procedure of sing et al. was used to determine the zinc chemical forms in the soil after corn cultivation. This procedure separate the soil Zn into 7 different fractions including: soluble+exchangeable (WsEx-Zn), carbonatic (Car-Zn), Organic (OM-Zn), Manganese oxide (MnOx-Zn), Amorphous iron oxides (AFeOx-Zn), Crystalline iron oxides (CFeOx-Zn) and Residual (Res-Zn).Results: The concentration of WsEx and OM fractions of Zn were significantly increased and Zn concentration in AFeOx and CFeOx forms were significantly decreased compared to control by application of fungi treatments. The greatest increase of Zn concentration in WsEx (31.9 %) and OM (12.9 %) forms were observed in the GV treatment. The sequence of effect of various organic treatments application on enhancement of Zn concentration in each chemical forms were different however, the effect of PMB treatment on increasing the concentration of most Zn chemical forms (Car-Zn (81.1 %), OM-Zn (42 %), MnOx-Zn (15 %) and AFeOx-Zn (14.1 %)) was more than the other organic treatments. Distribution of native Zn chemical fractions were as follows: Res >> CFeOx > AFeOx > Car > MnOx > OM > WsEx whereas the distribution of Zn chemical fractions as influenced by application of GV, PM and SMB treatments were changes in this way: Res >> CFeOx > AFeOx > Car > MnOx > WsEx > OM. There were positive and significant correlations between WsEx-Zn, Car-Zn, AFeOx-Zn and CFeOx-Zn fractions with DTPA extractable Zn, which is indicating the effective role of these fractions in the supply of required Zn plant. The results of interaction effects of treatments showed that the effect of simultaneous application of fungi and organic manure on the concentration of each Zn chemical fractions was different and depended on type of organic manure and mycorrhizae fungi applied. Conclusions: Application of both species of arbuscular mycorrhizae fungi caused the conversion of Zn from less available forms to fractions with more bioavailability in the soil and the effect of the GV species was considerably more than the FM species. Also, Zn added to the soil as affected by application of organic manures, concentrated in fractions with more bioavailability and the effect of the PMB treatment was more obvious than the other treatments.
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3878_bce3b6e82de928bd8ace27dc2fc517bc.pdf
گلوموسورسیفرم
فونلیفورمیسموسه
بیوچار کود مرغی
عصارهگیری دنبالهای
Glomus versiform
Funneliformis mosseae
Poultry manure biochar
sequential extraction
per
دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2794
2017-11-22
24
5
73
91
10.22069/jwsc.2017.12528.2723
3879
Complete scientific research article
کاربرد اسیدهای آلی و معدنی بر آزادسازی عناصر غذایی در خاکهای آهکی
Effect of organic and inorganic acids on the release of nutrients in calcareous soils
مریم اعتمادیان
etemadianm1204@gmail.com
1
اکبر حسنی
akbar.hassani@znu.ac.ir
2
مهدی نورزاده حداد
m.nourzade@gmail.com
3
مهرداد حنیفه ئی
hanifei.1987@gmail.com
4
دانشجوی کارشناسی ارشد گروه علوم خاک دانشگاه زنجان
استادیار گروه علوم خاک دانشگاه زنجان
استادیار گروه کشاورزی دانشگاه پیام نور
دانشجوی دکتری اصلاح نباتات دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس
سابقه و هدف: تاثیر کاربرد اسیدهای آلی و معدنی در خاکهای آهکی ایران به طور کامل بررسی نشده است. هدف از این پژوهش بررسی تأثیر کاربرد اسیدهای آلی استیک، سیتریک و اگزالیک اسید و اسیدهای معدنی سولفوریک و فسفریک بر مقدار pH و EC خاک و همچنین رهاسازی عناصر غذایی مورد نیاز گیاهان در محلول خاک میباشد.مواد و روشها: برای بررسی رهاسازی عناصر غذایی توسط اسیدهای آلی و معدنی از دو نمونه خاک آهکی با بافت لومی استفاده شد. عصارهگیری از خاکها با محلولهای اسیدهای سیتریک، اگزالیک، استیک، سولفوریک و فسفریک با غلظتهای 1، 5 و 10 میلیمولار (25 میلی لیتر محلول و 10 گرم خاک) و آب مقطر به عنوان شاهد به مدت یک ساعت انجام شد. مقدار pH و قابلیت هدایت الکتریکی محلولها بلافاصله پس از عصارهگیری اندازهگیری شد. غلظت نیترات، آمونیوم، فسفر، پتاسیم، کلسیم، منیزیم، آهن، روی، مس و منگنز در عصاره اندازهگیری شد.یافتهها: بهطور کلی با کاربرد اسیدها مقدار pH محلول خاک پس از گذشت یک ساعت بین 03/0 تا 66/1 واحد کاهش نشان داد.. تیمار اسید فسفریک با غلظت 10 میلیمولار در هر دو نمونه خاک بیشترین کاهش pH را نشان داد. تیمارهای مختلف اسیدهای آلی و معدنی بر مقدار فسفر؛ پتاسیم، کلسیم، منیزیم، نیترات، آمونیوم و عناصر کم مصرف استخراج شده از خاکها تاثیر مثبت معنیدار داشت. بیشترین غلظت فسفر(بجز عصارهگیر اسید فسفریک)، کلسیم، منیزیم و آمونیوم استخراج شده به ترتیب با مقادیر 23/4، 2797،1078 و 2/67 میلیگرم بر کیلوگرم خاک و همچنین بیشترین روی و مس استخراج شده با مقادیر 61 و 74 میکروگرم بر کیلوگرم خاک در تیمار اسید استیک 10 میلیمولار در خاک 2 دیده شد. بیشترین مقدار پتاسیم و نیترات آزاد شده به ترتیب با مقادیر 673، 247 میلی گرم بر کیلوگرم خاک از تیمار 10 میلیمولار اسید فسفریک در خاک 2 به دست آمد. بیشترین مقدار آهن و منگنز استخراج شده نیز به ترتیب با مقادیر 5420 و 10320 میکروگرم بر کیلوگرم خاک در تیمار اسید سیتریک 10 میلیمولار در خاک 2 دیده شد.نتیجهگیری: نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که کاربرد اسیدهای آلی و معدنی در خاک بسته به نوع اسید باعث رهاسازی برخی عناصر غذایی مورد نیاز گیاهان در زمان کوتاهی (یک ساعت) در محلول خاک میشود. همچنین از بین اسیدهای به کار رفته اسید فسفریک بیشترین تاثیر را در کاهش مقدار پی اچ خاک داشت.نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که کاربرد اسیدهای آلی و معدنی در خاک بسته به نوع اسید باعث رهاسازی برخی عناصر غذایی مورد نیاز گیاهان در زمان کوتاهی (یک ساعت) در محلول خاک میشود. همچنین از بین اسیدهای به کار رفته اسید فسفریک بیشترین تاثیر را در کاهش مقدار پی اچ خاک داشت.
Background and objectives: Effect of organic and inorganic acids in calcareous soils of Iran has not been properly investigated. The aim of this study was to evaluate the effect of organic acids of acetic, citric and oxalic acid and mineral acids of sulfuric and phosphoric acid on the soil pH and EC and release of essential nutrients in soil solution.Materials and methods: To investigate for releasing nutrient by organic and inorganic acids, the two calcareous loamy soil samples were used. Extraction of soil with solutions of citric, acetic, oxalic, sulfuric and phosphoric acid in concentrations of 1, 5 and 10 mM (25 ml of solution and 10 grams of soil) and deionized water as control for 1 hours was done. The pH value and electrical conductivity of solutions were measured immediately after extraction. Concentrations of potassium, phosphorus, calcium, magnesium, ammonium, nitrate, iron, zinc, copper and manganese was measured in the obtained extract.Results: In general, the pH value of the soil extractions decreased after one hour between 0.03 to 1.66 unit. The pH reduction was almost the same in both soils. The pH value was reduced with increasing acid concentration. Phosphoric acid treatment with 10 mM concentration in both soil samples showed the greatest decrease in pH. Various concentrations of organic and inorganic acids had a significant positive effect on released phosphorus, potassium, calcium, magnesium, nitrate, ammonium and micronutrients. The highest released P, Ca, Mg and ammonium with amount of 4.23, 1078, 2797 and 67.2 mg per kg of soil respectively and also the highest amount of Zn and Cu with amount of 61 and 74 µg per kg of soil was seen in 10 mM concentration of acetic acid in soil 2. The highest released K and nitrate with amount of 673 and 247 mg per kg of soil respectively was seen in 10 mM concentration of phosphoric acid in soil 2. The highest released Fe and Mn with amount of 5420 and 10320 µg per kg of soil respectively was seen in 10 mM concentration of citric acid in soil 2.Conclusion: The results of this study showed that the use of organic and inorganic acids in the soil, depend on acid type caused the release of essential nutrients in short time (1 hour) in the soil solution. Also phosphoric acid has the greatest effect on soil pH reduction. The results of this study showed that the use of organic and inorganic acids in the soil, depend on acid type caused the release of essential nutrients in short time (1 hour) in the soil solution. Also phosphoric acid has the greatest effect on soil pH reduction.
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3879_341cdb0c2d34ea34e949d3c1f0e04906.pdf
اسید استیک
اسید اگزالیک
اسید سولفوریک
اسید سیتریک
اسید فسفریک
acetic acid
citric acid
oxalic acid
phosphoric acid
sulfuric acid
per
دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2794
2017-11-22
24
5
93
109
10.22069/jwsc.2017.12393.2699
3880
Complete scientific research article
تغییرات مکانی شکل های مختلف فسفر در اراضی شالیزاری
Spatial variability of phosphorus fractions in paddy fields
شهرام محمود سلطانی
shmsoltani@gmail.com
1
ناصر دواتگر
n_davatgar@yahoo.com
2
مریم شکوری
maryamshakouri@ymail.com
3
مریم پیکان
maryam_paykan@yahoo.com
4
موسسه تحقیقات بنج کشور
عضو هیات علمی موسسه تحقیقات خاک و آب
دانشجوی دکتری
کارشناس آزمایشگاه شیمی خاک موسسه تحقیقات برنج کشور
چکیده:سابقه و هدف: فسفریکی از عناصر غذایی اصلی محدود کننده تولیدات کشاورزی در خاکهای شالیزاری بسیاری از مناطق برنج خیز جهان است. در شمال ایران نیز خاکهای شالیزاری از کمبود مدیریت متعادل و مناسب کودهای فسفره رنج می برند. شیمی فسفر در این اراضی بدلیل تاثیر فرآیندهای شیمیایی و بیولوژیکی مؤثر بر قابلیت دسترسی آن (از طریق تاثیر بر شکلهای گوناگون فسفر) پیچیده می باشد. بنابراین شکل-های گوناگون فسفر نقشی بسیار حیاتی درظرفیت تأمین فسفر قابل دسترس خاک به ویژه در خاکهای شالیزاری بازی می کند. در نتیجه برای درک و آگاهی ازغلظت فسفر قابلاستفاده در خاک داشتن اطلاعات دقیق از پراکنش مکانی شکلهای مختلف آن و عاملهای مؤثر در آن در بهینهسازی مدیریت فسفر، قابلیت تحرک و جابجایی آن ضروری است. هدف این پژوهش بررسی تغییرات مکانی فسفر قابل دسترس ، آلی وشکلهای گوناگون فسفر معدنی، و نیز خصوصیات فیزیکی و شیمیایی مهم و مؤثر بر آنها در مقیاس ناحیهای یا مزرعه ایی برای دست یابی به امکان مدیریت بهتر کودی می باشد. مواد و روشها: این پژوهش در شالیزارهای شهرستان صومعهسرا در استان گیلان به اجرا در آمد. نمونه های خاک سطحی (صفر تا 30 سانتیمتری) برپایه پراگندگی جغرافیایی یکنواخت (شبکه 2×2 کیلومتر) از 103 مزرعه برنج تهیه و ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی نمونههای خاک مانند بافت ، اسیدیته گل اشباع، کربن آلی، کربنات کلسیم معادل وگنجایش تبادل کاتیونی، فسفر قابل دسترس و فسفر آلی آنها تعیین گردید. همچنین جداسازی و تعیین شکلهای گوناگون شیمیایی فسفر معدنی(فسفر محلول، فسفر پیوند یافته با آهن و آلومینیم، فسفر پیوند یافته با کلسیم) با روش عصاره گیری متوالی فسفر اندازهگیری شدند. آمارههای توصیفی با استفاده از نرمافزار (نسخه 16) SPSS و محاسبات آمار-مکانی با نرمافزار GS+ (نسخه 1/5 ) و پهنهبندی با نرمافزار Arc GIS (نسخه 9.1) صورت پذیرفت.یافته ها: فسفر پیوند یافته با آلومینیوم و آهن (به ترتیب 194و 132) دارای بیشتربن و pH خاک (10.6) دارای کمترین ضریب تغییرات (CV) است. کلاس همبستگی (نسبت واریانس قطعهای به آستانه) در دادههای مطالعه شده نشان از وابستگی مکانی متوسط تا قوی است. همچنین مقدار کم تا متوسط واریانس قطعه ای (0.04 تا 3.2) در نوسان بوده و حاکی از فواصل شبکه نمونه برداری مناسب برای ویژگیهای خاک و شکلهای فسفر می باشد. تحلیل نیم تغییرنماها نشان میدهد که دامنه تأثیر متغیرها از 2700 متر تا 6000 متر در نوسان میباشند. بر پایه همبستگی مکانی و خطی بیشترین غلظت فسفرقابلدسترس منطبق با فسفر پیوندیافته با آهن (Fe-P) (0.94) و فسفر پیوندیافته با آلومینیوم (Al-P) (0.84) و کربن آلی (0.4) بود. نتیجهگیری: با توجه به مشخص شدن ارتباط قوی بین فسفر قابلاستفاده و شکلهای فسفر پیوند یافته آهن و آلومینیم از یکسو و ارتباط آن با ویژگی پایه کربنآلی، تعیین محدوده همبستگی مکانی این ویژگیها میتواند در بهبود مدیریت مصرف فسفر در اراضی شالیزاری مؤثر واقع شود. ابقای بقایای گیاهی از طریق اجرای عملیات شخم کمعمق در دو هفته بعد از برداشت برنج میتواند ضمن مخلوط کردن بقایای گیاهی با تقویت شرایط اکسیدی و تجزیه گیاه، موازنه فسفر را در خاک مثبت و از مصرف زیاد کود فسفر جلوگیری کند. با توجه به مصرف کم و یا عدم مصرف کودفسفاته در ناحیه مطالعه شده به نظر می رسد عملیات مدیریتی غرقاب کردن خاک های شالیزاری با ایجاد شرایط احیا، تغییر واکنش خاک و پایداری کانیهای فسفاته بر وضعیت فسفرقابلدسترس مؤثر خواهند بود.
Background and Objectives: Phosphorus (P) has been one of the major nutrients limiting agricultural production in many rice growing regions of the world, and certainly this is the case in north of Iran, where soils deficient in proper and balanced P management in the cultivated paddy fields. Phosphorus (P) chemistry in paddy soils is complicated due to various chemical and biological processes involve in its availability through various P fraction pools. Therefore, P fractions play a crucial role on soil available P supplying capacity especially in paddy fields. Proper and effective managerial practices of P and assessment of their effects on rice production requires an understanding of their variability in concentration across the fields. The spatial variability of soil properties and P content is the outcome of the interaction of several soil characters and processes and in agricultural fields involves also effects of management practices. Thus, the objective of this study was to conduct a large-scale analysis of the spatial variability of available and organic P, and also inorganic P fractions, and the important physical and chemical soil characters on P factions’ distribution for better fertilizers managerial practices.Materials and Methods: This experiment was conducted at Some-e-Sara city in Guilan province. Soil samples were collected from 103 paddy fields with uniform geographical distribution in grids of 2x2 km. Soil samples were analyzed to determine available P, organic P, their effective physical and chemical properties (Texture, pH, CEC, T.N.V, Clay and O.C), and also sequentially extracted to determine inorganic P fractions(soluble P, Al-P, Fe-P and Ca-P). Descriptive and spatial variability analysis, and mapping was done by using SPSS (ver. 16), GS+ (ver. 5.1) and Arc GIS (Ver. 9.1), respectively.Results: The highest coefficients of variation belonged to available P and its controlling P fractions, Al and Fe bounded P, about 132 and 194, respectively, whereas, pH showed the lowest CV, 10.6. The nugget to sill ratio ranged from 12 to 60% for almost all the studied data sets, showing moderate to strong pattern of spatial dependence. The small to moderate nugget effects also indicate that the sampling grid used was proper to reflect the spatial dependence of the studied soil properties and P fractions. Analysis of semivariogram corresponding to experimental data sets showed that the values for the range of spatial dependence of the semivariogram models varied from 2700 to 6000 m. Based on the results obtained from linear correlation analyses and spatial distribution maps, available P strongly correlated with both Al and Fe-P fractions and OC, about 0.84, 0.94 and 0.40, respectively.Conclusions: Based on the results obtained from linear correlation analyses and spatial distribution maps, available P strongly correlated with both Al and Fe-P fractions and OC. Therefore, we concluded that determination of spatial correlation’s area of these soil chemical properties can effectively improve P fertilizers management in paddy fields. In this case, incorporation of remained rice straw with soil through shallow ploughing two weeks after grain harvesting enhance the oxidative condition of soil and consequent better straw decomposition increase the soil available P balance. These two mechanisms considerably decrease application of P fertilizers. Moreover, due to lack of, and/ or, insufficient P application in studied area, continuous flooding influence on available P condition by altering soil oxidative status to reduced, naturalizing the pH, and increasing P minerals stability.
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3880_3baae7051351140e247c33a444fc5d08.pdf
خاکهای شالیزاری
تغییر پذیری مکانی
شکلهای فسفر معدنی
paddy soils
Spatial variability
Phosphorus fractions
per
دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2794
2017-11-22
24
5
111
127
10.22069/jwsc.2017.11938.2646
3881
Complete scientific research article
پایش توزیع مکانی و زمانی شدت خشکسالی با استفاده از isoSPI و isoSDI در غرب دریاچه ارومیه
Monitoring the Spatial and temporal distribution of the Intensity Droughts using the isoSDI and isoSPI in the West of Lake Uremia
ستار قبادی
sattarghobady@yahoo.com
1
هیراد عبقری
h.abghari@urmia.ac.ir
2
مهدی عرفانیان
m.erfanian@urmia.ac.ir
3
دانشگاه ارومیه
دانشگاه ارومیه
دانشگاه ارومیه
سابقه و هدف: خشکسالی حالتی نرمال و مستمر از نوسانات اقلیم است. اگرچه بسیاری به اشتباه آن را واقعهای طبیعی و نادر میدانند، اما این پدیده در واقع از ویژگیهای اصلی و تکرارشونده اقلیمهای متفاوت بهشمار میآید. از دیدگاه هواشناسان، تفاوتی بین مناطقی با توزیع زمانی متفاوت بارندگی در یک یا چند فصل وجود ندارد، و تنها میزان کل بارش در طول یک سال آبی از اهمّیت ویژهای برخوردار میباشد. غالباً خشکسالیها از خشکسالی هواشناسی شروع شده و به ترتیب خشکسالی هیدرولوژیکی، خشکسالی کشاورزی و سرانجام خشکسالی اقتصادی-اجتماعی را در پیدارد. یکی از مهمترین دغدغههای امروزه در بسیاری از کشورهای جهان بخصوص کشورهای خاورمیانه تأمین آب در راستای تداوم توسعه پایدار میباشد. یکی از مهمترین مشکلاتی که بشر به خصوص در سالهای اخیر با آن مواجه شده است، بحران آب و وقوع خشکسالی میباشد، بر این اساس تقریباً هر پنج سال یک دوره خشکسالی دو تا سه ساله را در کشور شاهد هستیم. این خشکسالیها باعث کاهش منابع آبهای سطحی و زیرزمینی و کاهش میزان آب قابل استفاده میگردد و به همین دلیل بررسی وضعیت خشکسالی در مدیریت بهینه منابع آب حائز اهمیّت خواهد بود، و هدف از این مطالعه پایش خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیکی با استفاده از شاخصهای SPI وSDI در غرب دریاچه ارومیه میباشد.مواد و روشها: در این پژوهش پس از بررسیهای لازم و تکمیل خلأهای آماری موجود، تعداد 10 ایستگاه هواشناسی و پنج ایستگاه هیدرومتری و با طول دوره آماری 32 سال استفاده شد. آزمون کلموگروف-اسمیرونوف برای تعیین مناسبترین توزیع و بررسی نرمال بودن برروی دادههای حجم جریان و بارندگی انجام گرفت. پس از تعیین همبستگی، انطباق طبقات شاخص بارندگی استاندارد شده و شاخص خشکسالی جریان رودخانه با دادن کدهای یک تا هشت به طبقات مختلف اقلیمی و محاسبه مجموع، توان دوم قدر مطلق، تعیین گردید. توزیع مکانی شدت خشکسالیهای بدست آمده از شاخصهای SDI و SPI در سریهای زمانی مهر-آذر (سه ماهه)، مهر-اسفند (شش ماهه) و مهر–شهریورسال 1379-1380 نشان داده شده است. از آزمون همبستگی اسپیرمن برای مشخص کردن روابط خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیکی براساس سری های زمانی شاخصهای SPI و SDI استفاده شد. در سری زمانی سه ماهه، حالتهای مختلف بدون تأخیر، تأخیر یک ماهه، تأخیر دو ماهه و تأخیر سه ماهه بین خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیکی در نظر گرفته شد.یافتهها: نتایج آزمون کلموگروف-اسمیرنوف نشان میدهد که همه سریهای زمانی از توزیع نرمال پیروی میکند. نتایج آزمون کلموگروف-اسمیرنوف نشان میدهد که در بیشتر ایستگاههای هیدرومتری برای دوره های مهر- آذر مناسبترین توزیع نرمال و در سایر دوره های زمانی توزیع لوگ نرمال و در ایستگاههای هواشناسی توزیع گاما مناسبترین توزیع برای برازش دادهها میباشند. نتایج ارزیابی همبستگی اسپیرمن و عدم انطباق طبقات شاخصهای SPI و SDI برای کل منطقه مورد مطالعه را نشان میدهد که بیشترین همبستگی این دو شاخص در دورههای مهر- شهریور میباشد. براساس تجزیه و تحلیل همبستگی اسپیرمن بین خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیکی، بیشترین مقدار همبستگی در دوره فروردین- خرداد SPI با شهریور– مرداد SDI برابر 67/0 میباشد. نتیجهگیری: این پژوهش با هدف پایش خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیکی با استفاده از شاخصهای SPIو SDI و لحاظ کردن تأخیرهای متفاوت در غرب دریاچه ارومیه انجام گرفت. توزیعهای نمایی، گاما، یکنواخت، لوگ نرمال و نرمال مورد تست قرار گرفت و از توزیع لوگ نرمال و گاما به ترتیب برای تولید SDI و SPI انتخاب شد. توجه به نوسانات شدید میزان بارندگی در سالهای اخیر و تاثیراتی که بر حجم جریان عبوری دارد، تدوین و اجرای مؤثر برنامهها و بهرهبرداری بهینه از منابع آب و آگاهی از تأثیر زمانی خشکسالی هواشناسی بر نوسانات حجم جریان عبوری میتواند خسارات وارده بر منابع آب را تا حد زیادی کاهش داده و گام موثری در احیاء دریاچه ارومیه باشد.
Background and objectives: Drought is a normal and continuous feature of climate. Although, Most of people consider as a rare and random event, But this phenomenon are main features and iterative in the different climate. From the perspective of meteorologists, there is no difference between Regions and temporal distribution rainfall in one or several seasons, only the amount of precipitation during the water year is especially important. Droughts often started from meteorological drought and hydrological drought, and goes to socio-economic drought. One of the problems that humanity is facing, especially in recent years, is the water crisis and drought. Almost every five years, a period of two or three-year drought in the country have been seen. This droughts reduced the groundwater and surface water resources and leading to reduce the amount usable water. This shows important of water resources management, the aim of this study is drought monitoring in the meteorological and hydrological aspect using the SPI and SDI indices in the West of Lake Urmia.Materials and methods: In this study, inspections and completing of the statistical gaps considered, and the number ten meteorological stations and five hydrometric stations with a length of 32 years selected. The Kolmogorov–Smirnov (K–S) used to check the goodness of fit for the precipitation and stream flow data using means of an adjusted normal distribution. After determine the correlation, Determined compliance classes between Standardized Drought Index and Stream-flow Drought Index with giving codes between one to eight climatic different classes introduced and calculate the sum of The Square for absolute value the difference between classes. The spatial distribution of drought severity obtained from the SDI and SPI indices in October–December (3-month), Oct–March (6-month) and 12-month (Year) of the 1999-2000 was shown. The Spearman correlation test was further applied to explore the relationships between meteorological droughts and hydrological droughts based on the SPI and SDI series respectively. Different combinations of periods including no-lag, 1 month-lag, 2 month-lag, and 3 month-lag between the meteorological and hydrological droughts considered.Results: Kolmogorov-Smirnov test results, showed that all of the series follow a normal distribution. The results of the goodness-of-fit K-S test showed that the log-normal distribution was the best fit probability distribution for the stream flow series and normal distribution for the period October-December and in other period's gamma distribution, was the best fit probability distribution for the precipitation series. The results of Spearman correlation and non-compliance between indices SPI and SDI For the entire study area shows, the highest correlation is related to the period of October-June. The Spearman correlation analysis was applied to explore the relationships between meteorological and hydrological droughts which indicated a strong correlation between Apr–Jun -SPI series and the May–Jul -SDI series with a value of 0.67.Conclusion: This study aimed at Monitoring droughts meteorological and hydrological using the SPI and SDI indices by considering the different delays in the West of Lake Urmia the K–S test was applied to all time series to test which distribution fitted the time series best. The exponential, gamma, uniform, log-normal and normal distributions were tested, and ultimately, the latter was used log-normal and gamma distributions, respectively to calculate the SDI and SPI. Considering to fluctuations intense in rainfall in recent years, its impact is evident in the volume flow of passing, so the effective development and implementation of programs and utilization of water resources and of the effects of drought when the flow volume fluctuations can greatly Reduction transmission losses incurred.
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3881_6362839f9c26837539c133da0749a905.pdf
خشکسالی
دشت ارومیه
SPI
SDI
Drought
SDI
SPI
Uremia Plain
per
دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2794
2017-11-22
24
5
129
145
10.22069/jwsc.2017.12758.2745
3882
Complete scientific research article
مقایسه فراسنج های دمایی اندازه گیری شده در شالیزار و ایستگاه هواشناسی
The comparison of temperature elements measured in station and in paddy filed
محمد موسوی بایگی
mousavib@um.ac.ir
1
ابراهیم اسعدی اسکویی
e.asadi.o@gmail.com
2
محمدرضا یزدانی
smryazdany@yahoo.ca
3
امین علیزاده
alizadeh@gmail.com
4
دانشکده کشاورزی-دانشگاه فردوسی مشهد
دانشجوی رشته هواشناسی کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد
هئیت علمی / موسسه تحقیقات برنج کشور
دانشگاه فردوسی مشهد
سابقه و هدف: دما یکی از اساسی ترین فراسنجهای هواشناسی است که کاربردهای فراونی در علوم و فنون کشاورزی دارد. هدف از انجام این پژوهش مقایسه دادههای ثبت شده در یک ایستگاه هواشناسی سینوپتیک استاندارد (هواشناسی کشاروزی رشت) و دمای ثبت شده در شالیزار و در ارتفاع میانگین سایهانداز برنج است. مواد و روشها: برای این منظور دمای شالیزار در پناهگاه هواشناسی استاندارد، با دو روش دماسنجی و دمانگاری و در ارتفاع 65 سانتیمتری اندازهگیری شد و با دادههای ایستگاه هواشناسی کشاورزی در مجاورت مزرعه مقایسه شد. یافتهها: نتایج نشان داد که روند تغییرات دما در طول فصل در ایستگاه و مزرعه و در تمام اندازهگیریها افزایشی است اما میزان افزایش در بیشینهها بیشتر از کمینهها است. نتایج مقایسات میانگین نشان میدهد که توسعه سایهانداز موجب بوجود آمدن اختلافات معنیدار در اندازهگیریهای مزرعه و ایستگاه میگردد. اختلافات در دمای بیشینه بیشتر از دماهای کمینه هستند و نشاندهنده این است که خرد اقلیم مزرعه بر کاهش بیشینههای دما موثرتر است. اختلاف دماسنجی (روزانه) مزرعه و ایستگاه در کل فصل بین دمای میانگین و بیشینه به ترتیب 1/1 و 6/1 درجه سلسیوس میباشد، اما کمینهها اختلاف معنیدار ندارند. درجه روز رشد (GDD) محاسبه شده از سه منبع اندازهگیری این تحقیق با یکدیگر اختلاف معنی دار دارند و نشان دهنده اهمیت دقت در محاسبه این فراسنج در هواشناسی کشاورزی است. پیش از پایان مرحله رشد (مرحله دوم) اختلاف معنیداری بین دماسنجی در مزرعه و ایستگاه وجود ندارد و دادههای ایستگاهی مستقیما به جای دادههای مزرعهای قابل استفادهاند. بیشترین اختلافات در مرحله میانی رشد و مرحله انتهایی (9/0 و 3/2 درجه سلسیوس در میانگین و 4/1 و 9/2 درجه سلسیوس در بیشینه) دیده میشوند. بیشینه و میانگین دمای کل دوره در ایستگاه با ضرایب تبیین 79/0 و 74/0 به مقادیر مزرعهای تبدیل میگردند. با قطع آبیاری و ورود گیاه به مرحله رسیدگی کامل دوباره شباهت بین اندازهگیریهای مزرعهای و ایستگاهی بیشتر میشود. به دلیل تداوم بیشتر دماهای کمینه نسبت به دمای بیشینه و وجود زمان کافی برای تطبیق سنجنده، کمینههای ثبت شده در دمانگار نسبت به بیشینهها اختلاف کمتری با دادههای دماسنجی در ایستگاه دارند.نتیجهگیری: تکمیل پوشش گیاهی و سایه انداز شالیزار موجب بوجود آمدن اختلاف معنی دار در مزرعه و ایستگاه می شود و این اختلاف در بیشینه بیش از کمینه است. درصورت به کارگیری دادههای دمانگار و استخراج بیشینه و کمینه چنانچه تداوم دما در ساعاتی طولانیتر باشد احتما مشاهده نتایج دقیقتر در گراف دمانگار بیشتر است. اگرچه روند افزایش دما در هر دو فراسنج بیشینه و کمینه افزایشی است اختلاف دمای بیشینه و کمینه در تمامی روشهای اندازهگیری در طول فصل افزایش مییابد. وقوع بارندگی باعث کاهش اختلاف دمای بیشینه و کمینه میگردد. با قطع آبیاری و ورود گیاه به مرحله رسیدگی اختلاف ایستگاه و مزرعه معنی دار نیست.
Background and objective: Temperature is one of the most basic meteorological parameters of frequency applications in agricultural science and technology. The aim of this study was to compare the data recorded in a standard synoptic weather station (Rasht agro meteorology station) and temperature recorded in rice fields and in the average canopy height of rice.Material and methods: For this purpose, the temperature of paddy field installed in standard screen box is measured in 65 cm in height using thermograph and thermometer, and it was compared with the data of the Agricultural Meteorological Station in the vicinity of the farm. Results: Results show that temperature changes during the season at the station and farm and in all measurements are incremental, but the increase in the maximum is higher than the minimum. The mean comparisons of the canopy have a significant difference in measurements of farm and the station. Differences in maximum temperature are greater than the minimum temperatures, indicating that the effect of farm microclimate on reducing the maximum temperature is more effective. The differences of field (daily) thermometer and stations in the whole season were between 1.1 and 6.1 degrees Celsius respectively in average temperature and maximum, but no significant difference in minimum is seen. In this study, growing degree days (GDD) calculated from three sources has significant differences and reflects the importance of accuracy in the calculation of these parameters in agricultural meteorology. Before the end of the growth phase (Phase II) there is no significant difference between the thermometer in field and station, so station data can be used directly instead of field data. Most differences are seen in the middle stage and end-stage growth (0.9 and 2.3 degrees Celsius on average and 1.4 and 2.9 degrees Celsius of the maximum). Maximum and mean temperatures of the whole period at stations with coefficients of determination values, 0.79 and 0.74, can be converted to farm temperature. By stopping irrigation and entering to complete maturity, the similarity between the field and the station records become greater. Because minimum temperatures last longer than the maximum and there is sufficient time for thermometer to be adjusted to the environment, the registered minimum in the thermograph has less difference than the maximum data in comparison of the same elements in stations. Conclusion: Development of canopy causes significant differences between data recorded in paddy field and station and difference in maximum temperature is more than minimum temperature. The accuracy of data which is measured by thermograph and to extract maximum and minimum temperatures, it is important to consider the persistence of the temperature, If the temperature continues longer hours it has probably more accurate results. However both maximum and minimum temperatures have increasing trend, the difference between maximum and minimum increase during the season in all methods. Rain reduces the difference between the maximum and minimum temperature. With the interruption of irrigation and reaching maturity stage, the difference between the station and the farm is not meaningful.
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3882_c192f3e038e02bf8c6fb44fc418bb6c8.pdf
دمای ایستگاه
دمای شالیزار
دماسنجی
دمانگاری
کمینه و بیشینه دما
minimum and maximum temperature
temperature of paddy field
temperature of station
thermograph
thermometry
per
دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2794
2017-11-22
24
5
147
162
10.22069/jwsc.2017.13393.2809
3883
Complete scientific research article
ارزیابی کارآیی مدل EGEM برای برآورد فرسایش خندقی در حوزه آبخیز ایکی آغزلی استان گلستان
Efficiency assessment of the EGEM to estimate gully erosion in Iky-Aghzly watershed of Golestan province
حمید زارعی
hamidzarei1368@yahoo.com
1
علی نجفی نژاد
najafinejad@gau.ac.ir
2
محسن حسینعلی زاده
alizadeh_m2001@yahoo.com
3
کامبیز علیپور
kamalipour1234@yahoo.com
4
دانشآموخته کارشناسی ارشد گروه آبخیزداری و مدیریت مناطق بیابانی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
عضو هیئت علمی گروه آبخیزداری دانشگاه گرگان
عضو هیات علمی گروه آبخیزداری و مدیریت مناطق بیابانی
کارشناس ارشد آبخیزداری- اداره کل منابع طبیعی و آبخیزداری استان گلستان، گرگان
سابقه و هدف :یکی از اشکال مهم فرسایش خندقی که معمولا در اراضی زراعی تشکیل شده و توسعه پیدا میکند، فرسایش خندقی موقتی است. تحقیقات نشان داده است که خندقهای موقتی سالانه 2 تا 90 مترمکعب در هکتار در سال خاک را از دسترس خارج میکنند. با توجه به رسوبزایی بالای نهشتههای لسی و سطح بالای زیرکشت اراضی استان گلستان، شناخت و بررسی عوامل موثر در فرسایش خندقی موقتی و روند گسترش آن بیش از پیش ضروری است. هدف اصلی این پژوهش ارزیابی کارآیی مدل فرسایش خندق موقتی (EGEM) برای برآورد فرسایش خندقی موقتی در آبخیز ایکی آغزلی بوده است. مواد و روشها: آبخیز ایکی آغزلی با مساحتی معادل 703 هکتار در شرق استان گلستان و شمال کشور در محدوده حوزه آبخیز بزرگ گرگانرود استقرار یافته است. میزان بارندگی سالیانه در منطقه به طور متوسط 424 میلیمتر و میانگین دمای سالیانه معادل 7/15 درجه سانتیگراد میباشد. ابتدا از طریق بازدیدهای میدانی در طی سه مرحله به فاصله سه ماه، 12 خندق موقتی شناسایی و با ثبت موقعیت آنها ازطریق GPS، اقدام به ثبت مورفومتری و نمونهبرداری خاک در قسمت سر هر خندق شد. علاوه بر خصوصیات مورفومتریک و برخی از خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک، مرز آبخیز مشرف به هر خندق موقتی نیز تعیین شد. ارزیابی کارآیی مدل EGEM با استفاده از آزمون خی در محیط نرمافزار R، با مقایسه متغیرهای مشاهداتی متوسط سالانه فرسایش و عرض خندقهای موقتی با خروجی متناظر مدل، انجام شد. یافتهها: متوسط تلفات خاک ناشی از فرسایش خندقی موقتی 7/156 تن در سال برای کل خندقهای موقتی بدست آمد. عمق این خندقها بین 10 تا 45 سانتیمتر و عرضی بین 15 تا 60 سانتیمتر در اندازهگیری نهایی ثبت شد. متوسط تلفات خاک برای 12 خندق موقتی به ازای هر خندق 76/3 تن در هکتار تعیین شد. نتایج نشان داد که بین متوسط سالانه فرسایش خندقی اندازهگیری شده و برآورد شده با مدل، اختلاف معنیداری در سطح پنج درصد برقرار است، در حالی که بین متوسط سالانه عرض خندقهای موقتی با خروجی متناظر مدل، اختلاف معنیداری مشاهده نشد. مدل EGEM توانایی برآورد نرخ فرسایش خندقی موقتی در آبخیز ایکی آغزلی را در سطح قابل قبول ندارد، در حالی که برای عرض خندقهای موقتی کارآیی قابل قبولی را دارا است. نتیجه گیری: در مجموع با عنایت به نتایج این پژوهش، میتوان مطرح نمود که در طول انجام این تحقیق، خندقهای موقتی با بارشهای پاییزه و همزمان با عملیات خاکورزی (4 خندق موقتی) و در اواخر زمستان (8 خندق موقتی) تشکیل شد. میتوان دلایلی چون شدت بارندگی، شرایط رطوبت قبلی خاک، خاکورزی در امتداد شیب دامنه در منطقه مورد مطالعه را در این مهم دخیل دانست. با توجه به این نتایج توصیه میشود برای بررسی دقیقتر فرسایش خندقی موقتی در آبخیز ایکلی آغزلی، EGEM برای هر بارش منفرد، مورد ارزیابی قرار گرفته و با نتایج متوسط سالانه تلفات خاک مورد مقایسه قرار گیرد.
Background and Objectives: An important form of gully erosion which usually develops in farmlands is ephemeral gully erosion. Researches have shown that soil loess due to ephemeral gullies is around 2 to 90 m3.h1.yr1. Given the high soil loess of loess deposits and intensive cultivated lands in Golestan province, assessment of factors affecting the development of ephemeral gullies is of great importance. The main objective of this study is the efficiency assessment of the Ephemeral gully erosion model (EGEM) to estimate gully erosion in the Iky-Aghzly watershed. Materials and Methods: The area of Iky-Aghzly watershed is around 703 hectares, located in the basin of the Gorganroud (Golestan province). Its mean annual precipitation and temperature is 424 mm and 15.7 ºC, respectively. Through field reconnaissance in three stages (seasonally), 12 ephemeral gullies were identified and their locations recorded by GPS. Morphometric characteristics recordings and soil sampling were conducted in the head of gullies as well. Apart from measuring of morphometric characteristics and soil physicochemical properties, physical specifications of watershed adjacent to each gully was calculated. EGEM efficacy was validated by Chi-square test in R software, by comparing the observed variables (mean annual soil erosion and width of ephemeral gullies) with the same variables estimated by the model. Results: The average soil loss caused by ephemeral gully erosion was around156.7 t yr-1 for all ephemeral gullies. The depth and width of gullies was between 10 to 45 cm and 15 to 60 cm in the last measurements. The average soil loss per each ephemeral gully was around 3.76 to 12 t h-1. The results showed that there is a significant difference at the 5% level between the measured annual average gully erosion rate and estimated erosion by the model. But the annual average width of ephemeral gullies corresponding to the model output variable, was not significantly different. The rate of ephemeral gullies erosion estimated by The EGEM is not acceptable in the Iky Aghzly watershed, while the width of ephemeral gullies (EGEM) was near the observed width. Conclusion: Generally, according to the results of this research, it can be concluded that the ephemeral gullies were formed coinciding with the autumn rains and tillage (4 ephemeral gullies) and in the late winter (8 ephemeral gullies (.The reasons for ephemeral gullies emerging are rainfall intensity, antecedent soil moisture content, tillage along the slopes in the study area. According to these results, for accurate assessment of EGEM as event-based model in Iky-Aghzly watershed, individual participations is recommended.
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3883_bb2c21a68468089d7f8c2995a9806247.pdf
نهشته لسی
مدل فرسایش خندق موقتی
خصوصیات مورفومتریک
آزمون خی
loess deposits
Ephemeral gully erosion model
Morphometric characteristics
Chi-square
per
دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2794
2017-11-22
24
5
163
177
10.22069/jwsc.2017.13260.2792
3884
Complete scientific research article
بررسی توزیع زمانی بارشهای روزانه حوضه دریاچه ارومیه با استفاده از شاخص تراکم
Spatial Distribution of a Daily Precipitation in Urmia Lake basin
یوسف رمضانی
ramezani.y@gmail.com
1
عباس خاشعی سیوکی
abbaskhashei@birjand.ac.ir
2
محمد ناظری تهرودی
m_nazeri2007@yahoo.com
3
هیأت علمی گروه علوم و مهندسی آب دانشگاه بیرجند
عضو هیات علمی دانشگاه بیرجند
دانشجوی دکتری مهندسی منابع آب دانشگاه بیرجند
چکیده سابقه و هدف: شاخص تراکم (CI) در واقع شاخصی جهت بررسی خصوصیات آماری بارشهای روزانه میباشد. توزیع نامتعادل بارش میتواند موجب کاهش عملکرد محصولات زراعی از طریق کاهش ذخیره رطوبت موجود در زمین و افزایش تعداد دورههای آبیاری گردد. علاوه بر این توزیع نامتعادل بارندگی به معنی بروز خشکسالی بوده و ممکن است بارشی کمتر از مقدار میانگین منطقه سبب بروز سیلابهای خطرناک نیز گردد. بنابراین هدف از تحقیق حاضر بررسی تغییرات الگو توزیع بارش روزانه در سطح حوضه دریاچه ارومیه میباشد. مواد و روشها: در این مطالعه از 42 ایستگاه بارانسنجی جهت بررسی تراکم بارش حوضه دریاچه ارومیه استفاده شده است. شاخص تراکم (CI) و منحنی غلظت مرتبط با آن در حقیقت برای تعیین میزان کمیت نابرابری یک پارامتر از یک متغیر خاص میباشد. شاخص تراکم توسط یک منحنی غلظت (منحنی لورنز) تعریف میشود. در واقع منحنی لورنز یک مفهوم مورد استفاده در نظریههای اقتصادی است که جهت بررسی تغییرات زمانی – مکانی در سریهای زمانی بارش روزانه و غلظت آن استفاده شده است. یافتهها: نتایج بررسی شاخص تراکم (CI) در سطح حوضه دریاچه ارومیه در دوره آماری مورد بررسی در فصل بهار نشان داد که CI>0.6 در هیچ یک از قسمتهای منطقه مورد مطالعه مشاهده نمیشود. اکثر مناطق حوضه دریاچه ارومیه را در این فصل (بهار) مقادیر CI بین 0.4 و 0.5 تشکیل داده است. در این فصل (بهار) در هیچ یک از مناطق حوضه مورد مطالعه بارشهای تهاجمی و هولناک مشاهده نگردید. در فصل پاییز در منطقه مورد مطالعه همانند فصل بهار در هیچ یک از ایستگاههای مورد مطالعه CI>0.6 مشاهده نگردید. در فصل زمستان نیز همانند دو فصل بهار و پاییز قسمتی از مناطق جنوب و شمال شرق دریاچه ارومیه و همچنین منطقهای از شمال شرق حوضه مورد مطالعه در دوره آماری مورد بررسی دارای متوسط CI بین 5/0 تا 6/0 هستند که نشاندهنده غلظت بالای بارش روزانه و بینظمی در توزیع بارش روزانه در این مناطق است. همچنین میتوان نتیجه گرفت که مقدار بارش روزانه مناطق ذکر شده بهطور منظم در بین روزهای دارای باران تقسیم نشده است. بیشتر مناطق حوضه مورد مطالعه را CI بین 4/0 تا 5/0 تشکیل داده است. در فصل تابستان مناطق جنوبی حوضه دریاچه ارومیه از شدت نامنظم بارش برخوردار بوده که میتوان نتیجه گرفت که 70 درصد بارشهای نزولی در این فصل، فقط در 25 درصد از روزهای بارانی (روزهای دارای بارش) صورت گرفته است. در این فصل مناطق شمال شرق و جنوب دریاچه ارومیه، منطقهای در شمال شرق حوضه و همچنین یک ایستگاه در جنوب غرب دریاچه ارومیه دارای توزیع تراکم نامنظم در توزیع بارش تابستانه میباشند. در مقیاس سالانه بیشتر مناطق حوضه دریاچه ارومیه از تراکم متوسط برخوردار میباشند. نتیجهگیری: در این مطالعه شاخص تراکم (CI) بهمنظور تحلیل پراکندگی و ساختار بارش روزانه در حوضه دریاچه ارومیه (در دوره آماری 2013 تا 1984) مورد استفاده قرار گرفت. نتایج بررسی شاخص تراکم در سطح حوضه مورد مطالعه نشان داد که بارش روزانه حوضه دریاچه ارومیه در هیچ یک از ایستگاههای مورد مطالعه در وضعیت منظم و بهشدت نامنظم قرار ندارد. تمامی ایستگاه-های مورد مطالعه در وضعیت نسبتاً منظم، تراکم متوسط و نسبتاً نامنظم از نظر توزیع بارش روزانه قرار دارند. در این بین بیشتر ایستگاههای مورد مطالعه از نظر توزیع بارش روزانه در طبقه تراکم متوسط قرار دارند. در فصول پاییز، زمستان، بهار، تابستان و در مقیاس سالانه به ترتیب حدود 74، 90، 81، 74 و 84 درصد ایستگاههای بارانسنجی مورد مطالعه تراکم متوسط بارش را شامل می-شدند.
Abstract Background and objectives: Concentration Index (CI) is actually an index to examine the statistical characteristics of daily precipitation. This concept could be also used in irrigation planning and designing new systems. Unbalanced distribution of precipitation could reduce the agricultural crops yield through reduction of moisture in soil and increment of irrigation periods. Besides, unbalanced distribution of precipitation means drought. The precipitation less than regional average may cause dangerous floods since soil moisture will reduce and vegetation will be destroyed. The aim goal of this study is evaluation the distribution and concentration of daily rainfall in the basin of Lake Urmia. Materials and Methods: In this study used the 42 rain gaging station in Urmia Lake basin to evaluation the daily precipitation concentration. Concentration Index (CI) and related concentration curve are in fact used to define inequality quantity of a parameter from a specified variable. For example, it could be used in statistics to determine improved level of health subside for poor people in different countries as well as precipitation dispersion in an area or country. Concentration Index is defined by a concentration curve (Lorenz Curve). The Lorenz curve is actually a concept used in economic theories to examine the temporal-spatial changes in time series of daily precipitation and concentration Results: The results of CI index in Lake Urmia basin during the statistical period in spring showed that CI>0.6 is not observed in none of the areas under study. Majority of Lake Urmia areas in spring had the CI values between 0.4 and 0.5. In this season (spring), aggressive and terrifying precipitations were observed in none of the basin areas. As spring in the study under area in autumn, CI> 0.6 was not observed in any of the stations studied. In winter as well as spring and autumn, a part of the South and the Northeast of Lake Urmia and also an area of the Northeast of basin had average CI between 0.5 and 0.6 in statistical period and show the high concentration of daily precipitation and irregularity in distribution of daily precipitation in these areas. It can be concluded that the amounts of daily rainfall in listed areas were not divide into rainfall days. The CI in most of the areas under study were between 0.4 and 0.5. The southern areas of Lake Urmia basin had severe irregular precipitation in summer and it could be concluded that 70% of rainfalls in this season occurred only in 25% of rainfall days. In this season the Northeast and South regions of Lake Urmia, an area in Northeast of Lake as well as a station in the Southwest of lake had irregular distribution of precipitation in summer. In annual scale, most of the Lake areas had average concentration. In annual scale, similar to seasonal scale, Northeast and South of lake had more irregular concentration compared to other areas. Conclusion: In this study to evaluation the concentration and pattern of daily precipitation in Urmia Lake basin in period of 1984-2013 used the concentration index (CI). The results of concentration index in basin area showed that daily precipitation in Lake Urmia basin was not in regular and severe irregular situation in none of the stations under study. The entire stations surveyed were in relatively regular, average concentration and relatively irregular situation in terms of daily precipitation distribution. Most of the studied stations were in average concentration category in terms of daily precipitation concentration. In autumn, winter, spring and summer in annual scale, almost 74, 90, 81, 74 and 84% of stream-gaging stations showed average precipitation concentration.
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3884_161e8493ad1e041b8e49670af8e74bf6.pdf
الگوی بارش
تراکم بارش
دریاچه ارومیه
خشکسالی هواشناسی
منحنی لورنز
precipitation pattern
precipitation concentration
Lake Urmia
meteorological drought
Lorenz curve
per
دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2794
2017-11-22
24
5
179
194
10.22069/jwsc.2017.13064.2770
3885
Complete scientific research article
اثر نوع کاربری و کشتهای زراعی متفاوت، برشکل های مختلف پتاسیم خاک (تاکید برکانیشناسی رسها)
Effect of land use type and different crop cultivations on different potassium forms of soils (with emphasis on clay mineralogy)
سهیلاسادات هاشمی
hashemy558@yahoo.com
1
گروه علوم خاک. دانشگاه ملایر
سابقه و هدف: پتاسیم عنصر ضروری برای رشد گیاه میباشد و قابلیت استفاده و شکلهای آن، تحت تأثیر ویژیگیهای خاک، کانیشناسی رس و نوع کشت است. پتاسیم در خاک به چهار شکل محلول، تبادلی، غیرتبادلی و ساختاری وجود دارد. پتاسیم غیرتبادلی و ساختاری مربوط به محتوی برخی کانیها همانند فلدسپارها و میکاها میباشد، در حالی که پتاسیم تبادلی به شکل یون-های جذب شده بر روی کانیهای رس و مواد آلی مشخص میشود. پتاسیم محلول کمتر از یک درصد پتاسیم کل است. گیاهان در نیاز به پتاسیم متغییر و مقادیر متفاوتی از پتاسیم را جذب میکنند. اطلاعاتی در زمینه وضعیت پتاسیم خاکهای استان لرستان و کرمانشاه و ارتباط با کانیشناسی رس تحت کشتهای زراعی متفاوت وجود ندارد. بنابراین هدف از این مطالعه تعیین شکلهای پتاسیم در برخی از خاکهای مناطق درود، گیان و کنگاور تحت کشتهای زراعی متفاوت و آنالیز کانیشناسی رس خاکهای مورد مطالعه، برای یافتن ارتباط بین شکلهای متفاوت پتاسیم و کانیشناسی رس بود. مواد و روشها: در بررسی حاضر، سه منطقه مختلف شامل گیان، درود و کنگاور، انتخاب گردیدند. سپس 15 سری خاک با ویژگیهای و تاریخچه کشت زراعی متفاوت انتخاب، و خاکرخها حفر و تشریح شدند. خاکهای انتخابی تحت کاربری مرتع، کشت گندم، برنج، ذرت، کلزا، چغندرقند و انگور بودند. نمونههای خاک از افقهای مختلف، جمع آوری گردید و ویژگیهای فیزیکی، شیمیایی و کانیشناسی خاکها در آزمایشگاه اندازهگیری شد. شکلهای مختلف پتاسیم شامل: محلول، تبادلی، غیرتبادلی و کل تعیین شد. یافتهها: همه خاکها آهکی بوده و در رده اینسپتیسولز طبقهبندی شدند. محتوی رس، سیلت، کربنات کلسیم معادل و موادآلی به ترتیب دارای دامنه بین 2/53-5/27، 8/49-21، 3/50 – 3/15 و 8/1 – 7/0 درصد بود. مقدار پتاسیم محلول، تبادلی، غیرتبادلی و کل در خاکهای مورد مطالعه به ترتیب دارای دامنه 62-3، 676-105، 2083-32 و 9333-3600 میلیگرم بر کیلوگرم بودند. نتایج نشان داد که میانگین مقدار پتاسیم محلول (mg/kg 2/44)، پتاسیم غیرتبادلی (mg/kg 4/1585) و پتاسیم کل (mg/kg 7251) در خاک-های شالیزار بالاترین بوده، که ممکن است بدلیل محتوی رس بالا و مقدار کربنات کلسیم پایین منطقه باشد. در حالیکه مقدار پتاسیم تبادلی در کشت ذرت (mg/kg 4/676) بالاتر بود. مطالعات کانیشناسی نشان داد که کانیهای اسمکتیت (30-20 درصد)، ورمی-کولیت (50-30 درصد) در سطح خاک، و کانی ایلیت (20-10 درصد) در افقهای زیرسطحی از کانیهای رسی عمده هستند. ارتباط معنیداری بین پتاسیم تبادلی و مواد آلی و محتوی رس مشاهده شد. شکلهای متفاوت پتاسیم در خاکهای مورد مطالعه به محتوی ایلایت و ورمیکولایت در جزء رس وابسته بودند. نتیجه گیری: نتیجهگیری شد که بیشتر خاکهای مطالعه شده، مقدار قابل توجهی از شکلهای متفاوت پتاسیم را داشتند. خاک-های غرقاب، بالاترین مقادیر پتاسیم محلول، غیرتبادلی و کل را نسبت به غیرغرقابها دارا بودند. بنظر میرسد که ایلایت و ورمی-کولایت کانیهای عمده نگهداری پتاسیم در شالیزارها هستند. کشت زراعی به دلیل تقاضای متفاوت پتاسیم و عملیت کشاورزی، اثر معنیداری بر وضعیت پتاسیم خاکهای مطالعه شده داشت. به طور کلی توصیه میشود که تناوب زراعی و کانیشناسی رس برای مدیریت بهتر کوددهی پتاسیم، بایستی مورد توجه قرار گیرد.
Background and Objectives: Potassium (K) is an essential element for plant growth and its forms and availability may be affected by soil properties, clay mineralogy and crop cultivation. Potassium exists as four forms in soil including soluble, exchangeable, non- exchangeable and structural. The non-exchangeable and structural K are related to the content of some minerlas like feldspars and micas; while exchangeable K is defined as K ions adsorbed on clay minerals and organic matter. Soluble K constituted <1% of total K. Crops varied in their K needs and different crops may absorbs K in different quantities. No information is available about the status of K in soil of Lorestan and Kermanshah province and its relationship with clay mineralogy under different crop cultivation. Therefore, the main objectives of this study were to determine the contents of K forms in some representative soils of Doroud, Gyan and Kangavar areas under different crop cultivation, to analysis clay mineralogy of the studied soils and to find relationships among different forms of K and clay mineralogy. Materials and Methods: In the current investigation, three different areas incluging Gyan, Droud and Kangavar were selected. Then 15 soil series with different properties and crop cultivation history were selected and soil profiles were dugged and described. The selected soils were under cultivation of orchard, wheat, rice, maize, canola, sugar beet and grape. Soil samples were collected from different horizons and physicochemical and mineralogical characteristics were measured in the laboratory. Different forms of K including soluble, exchangeable, non-exchangeable and total were determined. Results: All soils were calcareous and classified as Inceptisols. The contents of clay, silt, calcium carbonate equivalent and organic matter ranged 27.5-53.2, 21-49.8, 15.3-50.3 and 0.7-1.8 percentage, respectively. The contents of soluble, exchangeable, non-exchangeable and total K in the studied soils ranged 3-62, 105-676, 32-2083 and 3600-9333 mg/kg, respectively. Results indicated that the mean contents of soluble (44.2 mg/kg), non-exchangeable (1585 mg/Kg) and total K (7251 mg/Kg) were the highest in paddy soil may be due to the higher clay content and lower content of calcium carbonate content; while the exchangeable K content was the highest in the soils under maize cultivation (676.4 mg/Kg). Mineralogical analysis indicated that smectite (20-30%), vermiculite (30-50%) and illite (10-20%) are the predominant clay minerals in the surface and subsurface horizons, respectively. Significant relationships were observed between exchangeable K and organic matter and clay contents. Different forms of K in the studied soils was also correlated with illite content of the clay fraction. Conclusion: It is concluded that most studied soils had considerable contents of different K forms. The paddy soils had higher contents of soluble, non-exchangeable and total K than non paddy soils. It seems that illite and vermiculite are the predominant K-bearing minerlas in paddy soils. Crop cultivation had significant effects on K status of the studied soils due to different K demand and agricultural practices. Generally, it is recommended that crop rotation and clay mineralogy should be considered for better management of K fertility.
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3885_7acce58a9c52a838bd80f4862145c941.pdf
ایلایت
پتاسیم تبادلی
پتاسیم کل
کشت برنج
ورمیکولایت
Illite
Exchangeable K
Total K
Rice cultivation
Vermiculite
per
دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2794
2017-11-22
24
5
195
209
10.22069/jwsc.2017.12981.2761
3886
Complete scientific research article
ارزیابی اثر همزمان کمآبیاری بخشی ریشه و افزودن ورمیکمپوست بر برخی پارامترهای فیزیولوژیکی ذرت دانهای سینگل کراس 704
Evaluation of simultaneous effect of partial root zone drying and vermicompost on some physiological characteristics of maize (Zea mays L.) SC704
سهراب عزیزپور
azizpour1387@yahoo.com
1
علی شاهنظری
aliponh@yahoo.com
2
میرخالق ضیا تبار احمدی
mzahmadi@yahoo.com
3
فاطمه کاراندیش
f.karandish@yahoo.com
4
دانشجوی دکتری دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری
علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری
دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری
گروه مهندسی آب دانشگاه زابل
چکیدهسابقه و هدف: استفاده از روشهای حفظ ذخیره رطوبت خاک همراه با اعمال شیوههای مدیریت آبیاری نقش مهمی در سازگاری با مساله کمآبی و بحران آب خواهد داشت. لذا هدف از این پژوهش بررسی اثر همزمان اعمال کمآبیاری بخشی ریشه و ورمیکمپوست بر میزان آب مصرفی، عملکرد، عملکرد بیولوژیک، شاخص برداشت و محتوای نسبی آب برگ (RWC) گیاه ذرت در منطقه ساری میباشد. مواد و روشها: این آزمایش در قالب طرح پایه بلوکهای کامل تصادفی به روش کرت یکبار خرد شده و در سه تکرار طی دو فصل زراعی در سالهای 1393 و 1394 به اجرا درآمد. تیمارهای آزمایش شامل تیمار آبیاری کامل و کود شیمیایی (FIT1) به عنوان تیمار شاهد، تیمار آبیاری کامل و 50 درصد کود شیمیایی+ 5/5 تن ورمی کمپوست در هکتار (FIT2)، تیمار آبیاری کامل و 11 تن ورمی کمپوست در هکتار (FIT3)، تیمار کم آبیاری تنظیم شده در سطح 65 درصد و کود شیمیایی (DIT1)، تیمار کمآبیاری تنظیم شده در سطح 65 درصد و 50 درصد کود شیمیایی+ 5/5 تن ورمی کمپوست در هکتار (DIT2)، تیمار کمآبیاری تنظیم شده در سطح 65 درصد و 11 تن ورمی کمپوست در هکتار (DIT3)، تیمار کمآبیاری بخشی ریشه در سطح 65 درصد و کود شیمیایی (PRD1)، تیمار کمآبیاری بخشی ریشه در سطح 65 درصد و 50 درصد کود شیمیایی+ 5/5 تن ورمی کمپوست در هکتار (PRD2)، تیمار کمآبیاری بخشی ریشه در سطح 65 درصد و 11 تن ورمی کمپوست در هکتار (PRD3) بود. به منظور تعیین مقدار رطوبت خاک از رطوبتسنج TDR مدل TRIME-FM استفاده شد. یافتهها: نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد اثر تیمارهای آبیاری بر همهی پارامترهای فیزیولوژیکی در نظر گرفته شده در این تحقیق معنیدار بود. اثر تیمارهای کودی بر همهی پارامترها به جز RWC معنیدار بود. بیشترین میزان عملکرد، برای تیمار FIT، در دو سال 1393 و 1394 به ترتیب برابر با 8 و 2/8 تن در هکتار به دست آمد. اعمال تیمار PRD باعث افزایش معنیدار عملکرد، عملکرد بیولوژیک و RWC در مقایسه با تیمار DI شد. استفاده از ورمیکمپوست به صورت تلفیقی با کود شیمیایی باعث افزایش عملکرد، عملکرد بیولوژیک و شاخص برداشت شد. اعمال ورمیکمپوست باعث افزایش RWC در مقایسه با تیمار کود شیمیایی شد. نتیجهگیری: در راستای سازگاری با مساله کمآبی، اعمال تیمار PRD2 توصیه میشود زیرا نسبت به کاربرد جداگانه PRD و ورمی-کمپوست، باعث صرفهجویی بیشتر در مصرف آب (3/26 درصدی) شد و با تیمار FIT2 اختلاف معنیداری از نظر عملکرد و سایر پارامترهای فیزیولوژیکی ذرت نداشت.
AbstractBackground and Objectives: Using soil moisture storage techniques, simultaneously with irrigation management practices play an important role in coping with the problem of water shortage and water crisis. Therefore, the aim of this study was to evaluate the simultaneous effect of partial root zone drying and vermicompost on the water use, yield, biological yield, harvest index and leaf relative water content (RWC) of maize in sari.Materials and Methods: The experiment was arranged in split plots based on complete randomized block with 3 replications were carried out during years 2015 to 2016. The experiment treatments were full irrigation and chemical fertilizer (FIT1) as control treatments, full irrigation and 50% chemical fertilizer+ 5.5 tons per ha of vermicompost (FIT2), Full irrigation and 11 tons per ha of vermicompost (FIT3), deficit Irrigation and chemical fertilizer (DIT1), deficit irrigation and 50% chemical fertilizer+ 5.5 tons per ha of vermicompost (DIT2), deficit irrigation and 11 tons per ha of vermicompost (DIT3), partial root zone drying irrigation and chemical fertilizer (PRD1), partial root zone drying irrigation and 50% chemical fertilizer+ 5.5 tons per ha of vermicompost (PRD2), partial root zone drying irrigation and 11 tons per ha of vermicompost (PRD3); while in DI and PRD 65% water of FI was irrigated. TDR access tubes were installed in the soil profile to measure soil water content. Results: The results showed that the effect of irrigation treatments was significant on all physiological parameters considered in this study. The effect of fertilizer treatments was significant on all parameters except RWC. The highest yield was attained in FIT2 treatment, equal with 8 and 8.2 tons per ha in 2015 and 2016, respectively. The PRD treatments was caused to significant increase in yield, biological yield and RWC compared with the DI treatment. The use of vermicompost in combination with chemical fertilizer increased yield, biological yield and harvest index. Vermicompost increased RWC was compared to chemical fertilizer.Conclusion: simultaneous use of PRD and vermicompost was saved more water (26.3 %) than using them separately. Compared with FIT2 treatment was no significant difference in the values of yield and other physiological parameters of maize. Therefore, PRD2 is recommended to compatibility with the problem of water shortage. Conclusion: simultaneous use of PRD and vermicompost was saved more water (26.3 %) than using them separately. Compared with FIT2 treatment was no significant difference in the values of yield and other physiological parameters of maize. Therefore, PRD2 is recommended to compatibility with the problem of water shortage.
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3886_417f3abdf54bd7c123c1c12b4f042056.pdf
عملکرد
شاخص برداشت
محتوای نسبی آب برگ
ذرت
Yield
Harvest index
leaf relative water content
maize
per
دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2794
2017-11-22
24
5
211
226
10.22069/jwsc.2017.11820.2629
3887
Complete scientific research article
عملکرد دانه گندم و محتوای رطوبتی خاک تحت تأثیر فاصله ردیف و جهت شخم در کشتزار دیم
Wheat grain yield and soil water content as affected by row spacing and plough directions in a dry-farming land
مجید باقری
majid.bagheri67@yahoo.com
1
علی رضا واعظی
vaezi.alireza@gmail.com
2
دانشجوی فیزیک و حفاطت
دانشیار گروه علوم و مهندسی خاک دانشگاه زنجان
سابقه و هدف: نگهداری آب در خاک و افزایش محتوای رطوبتی خاک در پیرامون ریشه اولین راه برای افزایش عملکرد محصول به ویژه در زمینهای دیم است. روشهای کشاورزی همراه با ویژگیهای ذاتی خاک (بافت خاک، ساختمان خاک و ...) میتوانند بر نگهداری آب در خاک و در نتیجه تولید محصول مؤثر باشند. بسیاری از دیمزارهای ایران در منطقه نیمهخشک واقع شده و معمولاً در جهت شیب شخم خورده که رواناب را تسریع کرده و از این رو فرسایش خاک افزایش مییابد. تغییر جهت شخم از موازی شیب به روی خطوط تراز اولین راهکار برای حفظ آب در خاک است. با این حال تغییر جهت شخم با توجه به برخی از محدودیتهای مزرعه و مشکلات رفت و آمد ماشینها کمتر امکانپذیر است. انتخاب فاصله ردیف مناسب در کشتزار دیم شخمخورده در جهت موازی شیب برای حفاظت آب و خاک و تولید محصول حائز اهمیت است. لذا این مطالعه با هدف بررسی دو فاصله ردیف رایج و دو جهت شخم بر نگهداری آب و عملکرد محصول در کشتزارهای دیم در منطقه نیمهخشک انجام شد. مواد و روشها: این مطالعه در کشتزاری دیم با شیب حدود 10 درصد در استان زنجان طی دوره رشد گندم پاییزه از مهر 1394 تا تیر 1395 انجام شد. در مجموع 12 کرت آزمایشی (5/1 متر × 5 متر) به منظور بررسی اثرات دو فاصله ردیف (25 سانتیمتر و 20 سانتیمتر) و دو جهت کشت (موازی شیب و روی خطوط تراز) بر محتوای آب خاک و عملکرد دانه گندم انجام شد. خصوصیات خاک با استفاده از روشهای رایج آزمایشگاهی تعیین شد. محتوای رطوبتی خاک با استفاده از دستگاه انعکاسسنجی حوزه زمانی (TDR) طی دوره رشد اندازهگیری شد. تغییرات فصلی محتوای رطوبتی خاک برای تیمارهای مختلف طی دوره رشد تعیین شد. رابطه بین عملکرد دانه گندم و محتوای رطوبتی خاک برای تیمارهای مختلف شخم تعیین شد. برای تعیین عملکرد دانه گندم، بوته-های گندم از سطح کرت در اوایل تیر با دست برداشت شد.یافتهها: نتایج نشان داد که محتوای رطوبتی خاک و عملکرد دانه گندم تحت تأثیر جهت شخم (به ترتیب 001/0>p و 01/0>p) و فاصله ردیف کشت (به ترتیب 001/0>p و 05/0>p) قرار گرفتند. میانگین محتوای رطوبتی خاک در روش شخم روی خطوط تراز نزدیک به 16 درصد بیشتر از مقدار آن در روش شخم در جهت شیب بود. میانگین محتوای رطوبت خاک در شرایط تیمار کشت با فاصله ردیف 25 سانتیمتر 4/14 درصد بود که حدود 11 درصد بیشتر از مقدار آن در شرایط کشت با فاصله ردیف 20 سانتیمتر بود. در تمام فصول محتوای رطوبت حجمی خاک در تیمارهای شخم خورده روی خطوط تراز و فاصله ردیف کشت 25 سانتیمتر بیشتر از مقدار آن در روش شخم موازی شیب و فاصله ردیف 20 سانتیمتر بود. در فصل بهار بیشترین اختلاف رطوبتی خاک بین دو جهت شخم (57/2 درصد) و دو فاصله ردیف کشت (6/1 درصد) مشاهده شد. عملکرد دانه گندم در روش شخم روی خطوط تراز (1330 کیلوگرم در هکتار) و فاصله ردیف کشت 25 سانتیمتر (1200 کیلوگرم در هکتار) بود که حدود 40 و 11 درصد بیشتر از مقدار آن در روش شخم موازی شیب و فاصله ردیف 20 سانتیمتر بود. روابط معنیداری بین عملکرد دانه و محتوای رطوبتی خاک در دو جهت شخم و دو فاصله ردیف کشت مشاهده شد. نتیجهگیری: این مطالعه نشان داد که جهت شخم در مرتبه اول و فاصله ردیف کشت در مرتبه دوم به عنوان عوامل مؤثر بر محتوای رطوبتی خاک و عملکرد دانه گندم هستند. بکارگیری فاصله ردیف کشت 25 سانتیمتر همراه با روش شخم روی خطوط تراز بهترین اقدام برای افزایش نگهداری آب در خاک و افزایش عملکرد دانه گندم است. اهمیت این دو روش کشت در فصل بهار با بارشهای شدید و پیاپی، آشکار است.
Background and objectives: Water retention in the soil and increasing soil water content in the rhizosphere is the first way to enhance crop yield particularly in the dry-farming lands. Agricultural practices along with intrinsic land characteristics (topography, soil, etc.) can affect the water retention in the soil and in consequence crop production. Most of these lands in Iran are located in semi-arid regions and are usually ploughed along the slope which accelerates the water runoff, hence increasing soil erosion. The change of plough direction from slope direction to contour line is the first strategy for water retention in the soil. However, there is no possible for the changing plough direction due some limitations in the farm and restriction on the movement of cultivation machines. The choice of proper row spacing is important in the dry-farming lands ploughed in the slope direction for water conservation as well as crop production. Therefore this study was carried out to investigate the effect of two common row spacing in two plough directions on the water retention and wheat grain yield in a dry-farming land in semi-arid region.Materials and Methods: The study was conducted in a dry-farming land with 10% slope steepness in Zanjan during winter wheat growth period from October 2015 to June 2016. A total of 12 plots (1.5 m × 5 m) were installed to study the effect of two row spacing (20 cm and 25cm) in two plough directions (up to down slope and on the contour line) on the soil water content (SWC) and wheat grain yield (WGY). Soil properties were determined using the common methods in the lab. SWC was determined by a Time- Domain Reflectometry (TDR) interval during the growth period. Seasonal variation of SWC for different treatments were determined during the growth period. WGY for different row spacing and plough directions was related to SWC. Wheat plants were harvested from all plot surfaces to determine WGY early June. Results: Results indicated that both SWC and WGY were significantly affected by plough direction (P< 0.001, P<0.01, respectively) and row spacing (P< 0.001, P<0.05, respectively). About 16% increase in SWC was observed for the contour ploughed plots as compared with the up-down ploughed plots, on average. Mean SWC during the growth period for the plots cultivated in 25 cm row spacing (14.4%) was about 11% bigger than the plots with 20 cm row spacing. In all seasons, SWC in the plots ploughed on the contour line and cultivated with 25 cm row spacing was bigger than the plots ploughed up to down slope and cultivated with 20 cm row spacing. Spring showed the highest difference in SWC between both two plough directions (2.57%) and two row spacing cultivations (1.6%). WGY values for the contour line ploughed plots (1330 Kg ha-1) and 25 cm row spacing cultivated plots (1200Kg ha-1) increased about 40% and 11% as compared with the plots ploughed up to down slope and cultivated with 20 cm row spacing. Significant relationships were found between WGY and SWC for the two plough directions and the two row spacing cultivations. Conclusion: The study revealed the plough direction in the first order and the row spacing in the second order are the major factor controlling SWC as well as WGY in the dry-farming lands. Application 25 cm row spacing with contour line plough is the best cultivation method for increasing water retention and achieving higher WGY. The importance of these two cultivation methods is obvious in spring when rainfalls are intensive and frequent.
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3887_7d43a55ca09f67c23af4258a110a1ec8.pdf
تغییرات فصلی
روشهای کشت
منطقه نیمهخشک
نگهداشت آب
Seasonal variation
Cultivation methods
Semi-arid region
Water retention
per
دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2794
2017-11-22
24
5
227
240
10.22069/jwsc.2017.12192.2669
3888
Complete scientific research article
مقایسه تطبیقی مدل های داده کاوی در ریزمقیاس نمایی بارش و دما (مطالعه موردی : حوضه آبخیز بازفت صمصامی)
Comparative comparison of data mining models in downscaling rainfall and temperature (Case Study: Bazoft-e- Samsami Watershed)
هدی قاسمیه
h.ghasemieh@kashanu.ac.ir
1
نوید دهقانی
navidehghani@gmail.com
2
سیدجواد ساداتی نژاد
jsadatinejad@ut.ac.ir
3
خلیل قربانی
ghorbani.khalil@yahoo.com
4
امیراحمد دهقانی
amirahmad.dehghani@gmail.com
5
دانشگاه کاشان
دانشگاه کاشان
دانشگاه تهران
دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
سابقه و هدف : دما و بارش به عنوان دو متغیر مهم هواشناسی، خصوصاً در مناطق خشک و نیمه خشک مطرح هستند. در نتیجه، تعیین مقدار این متغیرها، تغییرات آن ها و پیش بینی این پدیده ها به منظور برنامه ریزی دقیق تر در مدیریت بخش های کشاورزی، اقتصادی و اجتماعی، ضروری می باشد. امروزه عدم تطابق مقیاس مکانی و زمانی مورد نیاز در مدل های بررسی کننده تأثیر تغییر اقلیم با خروجی مدل های GCM و نیاز به بررسی روند تغییر در متغیرهای حدی هواشناسی در مقیاس منطقه ای، باعث شده است تا روش های ریز مقیاس نمایی مختلفی توسعه یابند. از این رو هدف از این تحقیق، مقایسه تطبیقی مدل های داده کاوی در ریزمقیاس نمایی بارش و دما براساس داده های مدل گردش عمومی NCEP است. مواد و روش ها: منطقه مورد مطالعه در این تحقیق، حوضه آبخیز بازفت صمصامی است. این حوضه، یکی از زیرحوضههای کارون شمالی است که در شمال غربی استان چهارمحال و بختیاری واقع شده است. ایستگاه های باران سنجی و هیدرومتری مرغک در خروجی آن واقع شده است. در این پژوهش، کارایی چهار روش درخت تصمیم (M5)، نزدیکترین همسایه (KNN)، روش پرسپترون چندلایه (MLP) و رگرسیون خطی ساده (SLR) برای مدلسازی بارش و دمای ماهانه ایستگاه مرغک در دوره آموزش 1990-1971 و دوره آزمون 1991-2000 با استفاده از پارامترهای خروجی NCEP مورد ارزیابی قرار گرفت. یافته ها: نتایج مدل سازی بارش ماهانه با استفاده از مدل های مذکور نشان داد که خروجی همه مدل ها به جز مدلKNN ، مقادیر منفی را برای بارش ارائه می کنند. پیشبینی بارش توسط مدل درخت تصمیم در ماههای میلادی ژانویه، مارس، آوریل و دسامبر، دارای میانگین کمتری نسبت به مقادیر مشاهده شده (P) است. این وضعیت در سایر مدل ها نیز تا حدودی مشاهده می شود. همچنین با توجه به این که حد پایین بارش صفر است، از کم بودن مقادیر پیشبینی شده نسبت به مقادیر مشاهده شده میتوان نتیجه گرفت که مقادیر حدی بیشینه بارش با این مدلها به خوبی پیشبینی نشده است. پیش بینی بارش توسط همه مدل ها در همه ماه ها به جز ماه مه، دارای انحراف معیار کمتری نسبت به مقادیر مشاهده شده (P) است. نتایج پیش بینی دمای ماهانه نیز نشان داد که تنها خروجیMLP ، مقادیر منفی را برای دمای ماهانه ارائه می کند که این می تواند به دلیل خاصیت برون یابی و تعمیم در روش پرسپترون چند لایه باشد. همچنین انحراف معیار به دست آمده از تمامی مدل ها در ماه های ژانویه، فوریه، مارس، آوریل، ژوئیه، اوت، اکتبر، نوامبر و دسامبر بیشتر از انحراف معیار دمای مشاهده شده است. نتایج تحلیل های آماری نیز نشان داد که مدل درخت تصمیم در مرحله آزمون با توجه به معیارهای ریشه میانگین مربعات خطا، میانگین خطای اریب و ضریب همبستگی نسبت به مدل های دیگر، برآورد بهتری برای بارش و دمای ماهانه داشته است. اگرچه نتایج ضریب تعیین این مدل در مرحله آزمون برای برآورد دمای ماهانه، ضعیف تر از بارش ماهانه می باشد. نتیجه گیری: نتایج بررسی کارایی چهار مدل KNN، M5، SLR و MLP در مدلسازی بارش و دمای ماهانه ایستگاه هواشناسی مرغک با دادههای خروجی مدل NCEP، حاکی از ضعف این مدلها در ریزمقیاس نمایی بارش و دمای ماهانه بود. بنابراین با وجود برتری نسبی مدل درخت تصمیم M5 نسبت به سایر مدل ها، استفاده از مدل های داده کاوی مذکور برای پیش بینی بارش و دما در ایستگاه مرغک توصیه نمی شود.
Background and Objectives: Temperature and rainfall are two important meteorological variables, especially in arid and semi-arid areas. As a result, determining the value of these variables, their changes and prediction of these phenomena are necessary for more precise planning in the management of agricultural, economic and social sectors. Nowadays, incompatibility of temporal and spatial scales required in investigated models on the effect of climate change with GCM outputs and the need to assess the change trend in meteorological threshold variables at the regional scale has led to develop various downscaling methods. So, the aim of this study is the comparative comparison of data mining models in downscaling of rainfall and temperature based on data of NCEP general circulation model. Material and Methods: The study area in this research is bazoft- e- Samsami watershed. This basin is one of the northern Karun sub-basins located in the northwest of Chaharmahal and Bakhtiari province. Marghak rain gauge and hydrometric stations are located at its outlet. In this study, the performance and efficiency of four methods including decision tree (M5), Nearest Neighbor (KNN), Multilayer Perceptron (MLP) and Simple linear regression (SLR) were evaluated for modeling monthly rainfall and temperature of Marghak station during the training period of 1971-1990 and The 1991-2000 test period using NCEP output parameters. Results: Monthly rainfall modeling results using mentioned models showed that the output of all models except the KNN model provides negative values for rainfall. The rainfall prediction by M5 model in January, March, April and December is lower than the observed values (P). This situation is also somewhat seen in other models. Also, given that the minimum rainfall is zero, it can be concluded from the low predicted values rather than observed values that the maximum limit of rainfall with these models is not well predicted. The prediction of rainfall by all models in all months except May has a lower standard deviation than the observed values (P). The predicted results of monthly temperature also showed that only MLP output provides negative values for the temperature, which can be due to the extrapolation and generalizationin in MLP method. Also, The standard deviation obtained from all models in January, February, March, April, July, August, October, November and December is more than standard deviation of observed temperature. The results of statistical analyzes also showed that M5 than the other models in the test stage according to RMSE, MBE and R2 have better estimates for rainfall and monthly temperature. Although the results of determination coefficient (R2) in the test stage for monthly temperature estimation are weaker than monthly rainfall. Conclusion: The results of the efficiency of four models of KNN, M5, SLR and MLP in monthly rainfall and temperature modeling in Marghak meteorological station with NCEP output data showed that these models were weak in downscaling the monthly rainfall and temperature. Therefore, despite the relative superiority of M5 model compared to other models, the use of these data mining models is not recommended to predict rainfall and temperature variables in Margak station. Keywords: Downscaling, Decision tree (M5), Nearest Neighbor (KNN), Multilayer Perceptron (MLP), Simple linear regression.
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3888_fd0946e9ff392fa4d87114b22a79bb5f.pdf
ریزمقیاس نمایی
درخت تصمیم (M5)
نزدیک ترین همسایه (KNN)
روش پرسپترون چند لایه (MLP)
رگرسیون خطی ساده (SLR)
Downscaling
Decision Tree (M5)
Nearest Neighbor (KNN)
Multilayer Perceptron (MLP)
Simple Linear Regression
per
دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2794
2017-11-22
24
5
241
254
10.22069/jwsc.2017.12870.2756
3889
Complete scientific research article
تاثیر فیلترهای حاوی زئولیت، پرلیت و رزین بر اکسیژن مورد نیاز شیمیایی و بیوشیمیایی پساب (مطالعه موردی: پساب محلات)
Effect of filters including zeolite, perlite and resin on Biochemical & Chemical Oxygen Demand (Case Study: Mahallat Wastewater)
احسان صفری
ehsansafare85@yahoo.com
1
جواد مظفری
javad_370@yahoo.com
2
دانشگاه اراک
استادیار دانشگاه
سابقه و هدف: بحران آب در سالهای اخیر سبب استفاده از پسابها در سالهای اخیر در بخش کشاورزی شده است. با توجه به نیاز روزافزون به پسابها در کشاورزی، تصفیه پسابها در کشور با هدف استفاده درکشاورزی در حال اجرا می باشد. بنابراین بررسی کاهش آلایندههای موجود در پسابها ضروری میباشد. در این پژوهش استفاده از فیلترها و جاذبهای طبیعی نظیر زئولیتها، پرلیت و رزینهای آنیونی برای بهبود ویژگیهای پساب مورد بررسی قرار میگیرد. مواد و روشها: این پژوهش در 18 ستون پیویسی به منظور بررسی اثر فیلترهای ترکیبی، شامل زئولیت اصلاح شده، پرلیت و رزینهای آنیونی در کاهش آلودگی پساب خروجی انجام شد. واحدهای آزمایشی از لوله های پیویسی با قطر 5/10 سانتیمتر و ارتفاع 60 سانتیمتر ساخته شدند. برای جلوگیری از خروج ذرات خاک، پنج سانتیمتر کف هر ستون از فیلتر ماسه ای پر شد. بر روی فیلتر ماسهای به ارتفاع 40 سانتیمتر، خاک یا خاک ترکیب شده با زئولیت، پرلیت و رزین آنیونی به صورت مخلوط یا لایه به لایه پر شده است. آزمایشها در مجموع 9 تیمار با دو تکرار انجام گردید. طرح آماری شامل دو فاکتور روش کاربرد فیلتر ترکیبی (لایهای و مخلوط) و درصد وزنی ذرات به کار رفته در فیلتر میباشد. اولین فاکتور، استفاده از زئولیت، پرلیت و رزین در دو خالت مخلوط و لایه به لایه و دومین فاکتور درصد زئولیت، پرلیت و رزین در دو سطح 2 و 4 درصد وزنی می باشد. تزریق پساب به داخل خاک به طریق غرقابی و 10 مرتبه با تناوب هفتگی تکرارگردید. آب خروجی پس از 24 ساعت از آبیاری جمع آوری گردید. اندازهگیری اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی و اکسیژن مورد نیاز شیمیایی زهآب خروجی از ستونهای آزمایش در آزمایشگاه صورت گرفت. یافتهها: نتایج نشان داد که تیمار لایهای شامل زئولیت، پرلیت و رزین با چهار درصد وزنی، بیشترین اثر را در میان تیمارها دارد. بطوریکه مقدار BOD5 تا بیش از 47 درصد و COD بیش از 16 درصد کاهش یافته است. تیمار شاهد نیز کمترین تاثیر را با کاهش 2/36 درصدی برای BOD5 و 26/12 درصدی برای COD داراست. همچنین نتایج نشان داد که استفاده از زئولیت، پرلیت و رزین به شکل مخلوط سبب کاهش BOD5 و COD نسبت به تیمار شاهد میشوند، اما تیمارهای لایهای توانایی بیشتری در کاهش دارند. علاوه بر این، تاثیر پرلیت بیشتر از زئولیت در کاهش BOD5 و COD زهآب خروجی میباشد و هرچه درصد وزنی ذرات بکار رفته بیشتر باشد تاثیر آن بیشتر است. نتیجهگیری: نتایج نشان داد فیلترهای استفاده شده نسبت به تیمار شاهد، سبب کاهش بیشتری در مقادیر BOD5و COD میشوند. اما تغییر درصد وزنی فیلترها از 2 به 4 درصد وزنی، تاثیر چندانی بر میزان خروجی BOD5 و COD نداشته است. بیشترین مقدار کاهش BOD5 و COD برای فیلتر لایهای حاوی زئولیت، پرلیت و رزین با درصد وزنی چهار درصد و کمترین آن برای فیلتر زئولیت با درصد وزنی 2 درصد میباشد. یکی از دلایل توانایی بیشتر برای جذب BOD5 و COD در ستونهای لایهای، سرعت کمتر گذر آب از این ستونهاست. لایههای زئولیت، پرلیت و رزین در ستونهای خاک، از عبور مواد آلی جلوگیری میکنند و با کاهش غلظت این مواد، اکسیژن مورد نیاز شیمیایی و بیوشیمیایی کاهش مییابد. مقایسه مقدار خروجی BOD5 و COD از ستونهای آزمایشی نسبت به مقدار اجازه داده شده آنها برای استفاده در کشاورزی، نشان داد که پساب خروجی قابلیت استفاده در کشاورزی را پیدا میکند.
Introduction: In recent years, water crisis has caused wastewater using in agriculture section. According to the welcome and the need to use wastewater and recycled water in agriculture, more wastewater treatment plants in the country with the aim of reuse of wastewater in agriculture, are designed and implemented. Treatment action cause to the amount of organic material to be refined. So, Investigation of wastewater pollution reduce is necessary .In this Investigation, the use of filters and natural absorbent such as zeolite, perlite and anionic resin to improve wastewater characteristics will be examined. Material and Methods: This study was conducted in 18 PVC columns to evaluate the combination filters, including modified zeolite, perlite and anion resins to reduce pollution in wastewater. Test units are made of PVC pipe internal diameter 10.5 cm and a height of 60 cm. Five centimeters bottom of each column were filled out using a sand filter to prevent soil particles. On the sand filter, to a height of 40 cm of soil or soil combined with modified zeolite, perlite and anion resin as mixed or layers was filled. The experiment consisted of nine treatments and two replications. The statistical plan was conducted in a completely randomized plan with two factors. The first factor, the use of modified zeolite, perlite and resin include of two mixed and layer by layer types and the second factor is the percentage of modified zeolite, perlite and resin in two levels 2 and 4 weight percent. To measure BOD5 and COD, wastewater was injected in columns 10 times the frequency of weekly. Drainage wastewater collect from columns 24 hours after were irrigated. After the ninth round took a leaching. Then the samples were transferred to the laboratory for the measurement of BOD5 and COD. Result and Discussion: The results show that layer treatment including zeolite, perlite and resin with 4 weight percent, has the highest effect among all treatments. As amount of BOD5 and COD declined more than 47 and 16 percent, respectively. Control treatment has the lowest effect with 36.2 percent for BOD5 and 12.26percent for COD, too. Also, results show the use of zeolite, perlite and resin to form of mixed, cause to reduce the BOD5 and COD than the control column, but the layer column are more able to reduce them. Moreover, effect of perlite is more than to zeolite to decline BOD5 and COD and more weight percent of used particles cause more effect of them. Conclusion: The results show, used filters decline more in BOD5 and COD than to control treatment. But weight percent change of filters from 2 to 4 percent doesn’t have a lot of effect on BOD5 and COD. Application of combination filter as layer by layer including zeolite, perlite and resin with 4 weight percent has most effect on reduce of output BOD5 and COD and the lowest of effect is for zeolite filter with 2 weight percent. One of the reasons for higher ability to remove BOD5 and COD wastewater in layer column is slower passing of water from this column. Zeolite, perlite and resin layers in the soil column prevent the cross of organic material and due to the low concentration of organic matter in the drainage water, chemical and biochemical oxygen demand was reduced. Also, compare of the BOD5 and COD amount of output from test columns to the amount authorized for use in agriculture shows that its value is less than the allowed limit.
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3889_07e0782e43121db97d4e6ef2dc748ff2.pdf
پساب
فیلتر ترکیبی
BOD5
COD
Wastewater
Combination filter
BOD5
COD
per
دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2794
2017-11-22
24
5
255
267
10.22069/jwsc.2017.11705.2620
3890
Complete scientific research article
ارزیابی شاخص های عملکرد آبیاری جویچهای با پوشش نیم لوله پلی اتیلن سوراخدار در مقایسه با آبیاری جویچهای معمول
Evaluation of performance indicators for furrow irrigation with perforated polyethylene half-pipe compared to conventional furrow irrigation.
علی صالحی جیریایی
alisalehi1999@gmail.com
1
سید اسدالله محسنی موحد
movahed244@yahoo.com
2
جواد مظفری
javad_370@yahoo.com
3
جهاد کشاورزی
استادیار دانشگاه اراک
استادیار دانشگاه اراک
سابقه و هدف: از جمله راههای اجرای آبیاری سطحی، آبیاری جویچهای میباشد که مخصوص کشتهای ردیفی است. در این روش آب بوسیله حرکت در جویچهها، در اختیار گیاه قرار میگیرد و گیاه مورد نظر در روی پشته ها کشت میشود. میزان راندمان آبیاری در این روش پایین است و در بعضی مناطق به زیر 30 درصد میرسد. روشهای زیادی تاکنون جهت افزایش راندمان این نوع آبیاری پیشنهاد شده است که به دلایل مختلف تا کنون به صورت فراگیر اجرا نشده است. بر روی روش آبیاری جویچهای با پوشش نیم لوله سوراخدار که در این پژوهش پیشنهاد شده تا کنون هیچ گونه کار تحقیقی و عملی گزارش نشده است. موادو روشها: این تحقیق در دو مرحله انجام گرفته است. مرحله اول تحقیق در آزمایشگاه بر روی نیملوله سوراخدار انجام گرفت. مرحله دوم تحقیق در گلخانه صورت گرفت که در آن شاخصهای عملکرد راندمان آب مورد نیاز، راندمان کاربرد، نسبت نفوذ عمقی، یکنواختی توزیع و نسبت رواناب پایاب در روش پیشنهادی با روش آبیاری جویچهای معمول در یک شیار خاکی ایجاد شده در یک فلوم مورد مقایسه قرار گرفتهاست. در این تحقیق نیملوله انتخابی از جنس پلیاتیلن بهطول 4 متر و قطر 250 میلیمتر بود که در آزمایشگاه سوراخهائی به قطر 5 میلی متر و بهفواصل 20 سانتیمتر در کف آن ایجاد شد. پس از گذراندن جریان آب از نیملوله سوراخدار با 3 دبی مختلف، 3 شیب مختلف و در3 مدت زمان مختلف، آبهای خروجی از سوراخها اندازه گیریشد. در این تحقیق ارتباط میزان دبی عبوری از نیملوله، شیب کف و مدت زمان کارکرد سیستم در مقایسه با حجم آب خروجی از سوراخها بررسی شد. از آنجاییکه درصد شیب کف پارامتری بدون بعد است لذا در تحلیلها و در مقایسه نتایج آزمایشات، بهجای دبی از نسبت دبی(دبی رواناب تقسیم بر دبی ورودی به سیستم) و بهجای زمان از نسبت زمان(زمان پیشروی تقسیم برزمان کارکرد سیستم)استفاده شده است.یافتهها: نتایج مرحله اول تحقیق بر روی نیملوله سوراخدار در آزمایشگاه، نشان داد در حالتیکه نسبت دبی (3020/0)، نسبت زمـان (272/0) و شیـب (6/2 درصد ) باشد بهترین یکنـواختی توزیع نسبت به حالتهای دیگر وجود دارد. در این حالت عمق نفوذ تقریباً یکنواختی از ابتدا تا انتها بهدست آمد. در مرحله دوم، لوله سوراخدار در کف شیار خاکی ایجاد شده در فلومی در داخل گلخانه و با شیب 6/2 درصد و نسبت دبی عبوری 302/0 و نسبت زمانی 272/0 مورد آزمایش قرار گرفت و با جویچهای در خاک معمولی در داخل فلوم با شرایط مساوی مقایسه شد. درشاخصهای عملکرد پنج گانه بدست آمده برای هر دو آزمایش مشخص شد که انجام آزمایش با لوله سوراخ-دار هر چند که دارای مقدار رواناب بیشتری نسبت به روش معمول است، اما سایر موارد از جمله یکنواختی توزیع، بسیار مناسب تر از حالت آبیاری معمول میباشد.نتیجه گیری: بهترین حالت بدست آمده از تحلیل نتایج، زمانی است که شیب 62/2 درصد، دبی ورودی 31/3 برابر دبی رواناب و مدت زمان کارکرد سیستم نیز 67/3 برابر زمان پیشروی باشد. این روش در مزارع کوچک که قابلیت اجرای سیستم های تحت فشار وجود ندارد، در دبیهای کم که به علت حرکت کند آب تلفات نفوذ عمقی زیاد است و مدت زمان آبیاری و هزینه کارگری افزایش مییابد، در مزارعی که تعداد قطعات زمینهای کشاورزی زیاد است و به صورت خرده مالکی اداره میشوند بسیار قابل استفاده میباشد. لذا از منظر اقتصادی و اجتماعی و عدم پیچیدگی، بسیار کاربردی و قابل لمس برای کشاورزان میباشد.
Introduction: One of the ways to carry out surface irrigation is furrow irrigation, which is special for row crops. In this way the water by coming in parallel furrow, placed at the disposal of the plant and the intended plant are grown in ridges. In this method the irrigation efficiency is low and in some areas reach under thirty percent. Many methods have been proposed to increase the efficiency of this type of irrigation that has not been implemented yet due to various reasons. No experimental and practical work has been performed yet on the method of furrow irrigation with perforated half-pipe which is proposed in this research.Material and methods: This research has been done in two steps. The first step was performed on a perforated half-pipe in the laboratory. The second step was performed in a greenhouse experiment in which performance indicators of water requirement efficiency, application efficiency, deep percolation ratio, distribution uniformity, and tail water ratio in the proposed method were compared with those of ordinary furrow irrigation in a created furrow of soil on a flume. In this study the choice of a half-pipe polyethylene 4 m long, which has a diameter of 250 mm holes in the laboratory with whole distance of 20 cm and a diameter of 5 mm on bed has been created. After discharge from the tube at three different times, 3 different discharges and 3 different slopes, water outlet holes were measured. In this study, the relationship between the discharge pipe, tube and floor slope time system performance was evaluated in comparison with the value of water delivered. Since the percentage of the floor slope is a dimensionless parameter, therefore, in the analyses and comparison of the experiment results, the ratio of discharge (runoff discharge divided by inflow rate) instead of discharge and the ratio of time (advance time divided by the time of system operation) instead of time is used.Result and desiccation: The results of the first step of the research on the perforated half-tube in the laboratory showed that there is the best uniformity of distribution compared to other modes when the discharge ratio, time ratio, and gradient are respectively (0.3020), (272/0) and (2.6%). In this case, the depth of infiltration was almost uniform from beginning to end. In the second stage, the perforated half-pipe was tested in the sandy soil furrow in a flume in the greenhouse, as well as the sandy furrow was tested alone and the results were compared. In these tests the slope of 2.6%, flow ratio of 0.302 and times ratio of 0.272 were adjusted. The five key performance indicators were calculated for both rigorous testing revealed that even experiments with perforated pipe that has higher runoff than in the usual method, but others including distribution uniformity is much better than a usual irrigation. Conclusion: The best results obtained from the data analysis are when the slope is 2.62%, the discharge rate is 3.31 times the tail water runoff and the operating time of the system is 3.67 times the advance time. This method is used in small farms where pressure irrigation systems cannot be applied, also in low flows that water movement is slow and deep percolation losses are high, and the duration of irrigation and labor costs increases, in farms where the number of agricultural land is high and they are managed in a small way, the method is very usable. Therefore, from an economic and social perspective, and simple to implement, it is very practical and suitable for farmers.Key words: furrow irrigation, furrow irrigation with perforated half-pipe, surface irrigation
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3890_a3746b46ba9be2a5ececc3645692dffd.pdf
آبیاری جویچه ای
آبیاری با لوله های سوراخ دار
آبیاری سطحی
furrow irrigation
leaky irrigation pipe
Surface irrigation
per
دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2794
2017-11-22
24
5
269
280
10.22069/jwsc.2017.12741.2743
3891
Complete scientific research article
بررسی غلظت فلوئور در خاک و گیاه در منطقه پشت کوه دشتستان، استان بوشهر
Study of fluoride in soil and plants in posht-e-kooh-e-dashtestan, Bushehr Province
صدیقه بطالب لویی
sblooie@gmail.com
1
فرید مر
fmoore@susc.ac.ir
2
گونار جکس
gunnjack@kth.se
3
بهمن خلدبرین
bkholde@biology.susc.ac.ir
4
سروش مدبری
modaberi@ut.ac.ir
5
دانشگاه علوم فنون دریایی خرمشهر
استاد بخش علوم زمین، دانشگاه شیراز
استاد در بخش آب و خاک دانشکده مهندسی عمران، موسسه سلطنتی سوئد
استاد بخش زیست، دانشکده علوم، دانشگاه شیراز
استادیار دانشکده زمین شناسی، دانشگاه تهران
چکیدهسابقه و هدف: غلظت بالای یون فلوئور در منطقه پشت کوه دشتستان استان بوشهر، باعث بروز بیماری فلوروسیس دندانی در ساکنین این منطقه شده است. غلظت بالای این یون در گیاه میتواند یکی از مسیرهای ورود این عنصر را به بدن فراهم میکند که این امر در کنار جذب فلوئور از منابع آب نیز میتواند احتمال بیماری فلوروسیس دندانی شدید در ساکنین منطقه پشت کوه دشتستان، استان بوشهر افزایش دهد. هدف از این پژوهش، تعیین غلظت فلوئور در خاک و انباشت احتمالی آن در گیاه بود. مواد و روشها: پشت کوه دشتستان بخشی از شهرستان دشتستان است در شرق و جنوب شرق شهرستان برازجان در استان بوشهر قرار گرفتهاست. به منظور بررسی مقدار فلوئور در خاک، از خاکهای نخلستان و مزارع گندم 34 نمونه خاک برداشت شد. برای تعیین احتمالی ارتباط pH و مقدار فلوئور در نمونه های خاک، pH در خاک اندازه گیری شد. همچنین جهت بررسی و تعیین غلظت فلوئور در گیاه، 14 نمونه گندم به تفکیک اندام ریشه و برگ - ساقه به همراه 10 نمونه خرما نمونه برداری و آنالیز شدند. اندازه گیری فلوئور در نمونه های خاک و گیاه به روش ذوب قلیایی و با استفاده از الکترود گزینشی فلوئور )متروم سویس مدل 78 یون سنج) انجام شد. یافتهها: غلظت فلوئور در ریشه گندم با میانگین 30 میلیگرم بر کیلوگرم بیشتر از غلظت فلوئور در برگ - ساقه با میانگین 19 میلیگرم بر کیلوگرم است. غلظت فلوئور در خرما با میانگین 10 میلیگرم بر کیلوگرم، حاکی از انباشت بالای این یون در خرما را دارد. pH خاک عامل مهمی در زمین شیمی خاک های فلوئور دار میباشد. pH نمونه های خاک منطقه پشت کوه دشتستان با میانگین 03/8، pH بالایی را نشان میدهد. در شرایط فوق، یون فلوئور در خاک از حالت غیر متحرک خارج میشود و فلوئور موجود در خاک در این شرایط شسته شده و وارد آب و بافت گیاه میشود. همبستگی بالای pH و غلظت فلوئور در خاک، تاییدی بر این موضوع است. همچنین به دلیل نزدیک بودن شعاع یونی فلوئور به هیدروکسیل تبادل یونی بین این دو یون در شرایط pH بالا رخ میدهد. نتیجهگیری: غلظت بالای فلوئور در خرما باعث جذب بالای فلوئور توسط ساکنین منطقه پشت کوه دشتستان می شود که از این لحاظ در وضیعت نگران کنندهای قرار دارند. بر اساس نتایج به دست آمده از غلظت بالای فلوئور در خاک و گیاهان، امکان انتقال این عنصر به چرخه غذایی بسیار بالا میباشد. شناسایی منابع آب با غلظت بالای فلوئور در منطقه در روند شناخت مناطق با منابع آب کمفلوئور کمک بسیاری می کند.
High concentrations of fluorine ion in the Dashtestan area of the Bushehr province, has given rise to the prevalence of dental fluorosis among the local population. The high concentration of this ion in plants provides one possible mechanism for it to enter the body. This, along with the absorption of fluoride from water, can lead to a higher probability of acute fluorosis for the local population. The main objective of this research is to study the fluoride concentration in soil, and its probable bioaccumulation in plants.Material and methods: Dasthestan's Posht-e-kooh is part of the Dashtestan's district, situated to the east and souteast of the Burazjan district in the Bushehr province. In order to measure the concentration of fluorine in the soil, thirty-four in-situ soil samples were collected from the date orchards and wheat farms. To find the correlation between soil pH and fluoride concentration, soil pH was also measured. In addition, 14 wheat samples and 10 date samples were collected and analyzed for fluoride. Separate samples were taken from the root, stem, and leaf. The F- concentrations in plant and soil samples were determined using the alkaline fusion method with a fluoride ion-selective electrode (Metrohm Swiss model 781 ion meter).Results: The average fluoride concentration found in dates is 10.0 mg/kg; whereas wheat roots and shoots contain on average 30.0 and 19.0 mg of fluoride per kg, respectively. In the present study, we have found relatively high F- concentrations in dates and wheat, which are staple foods for the population of Bushehr. The average F- content in dates of 10 mg/kg is much higher than the mean value of 2.9 mg/kg reported for Southern Algeria. The uptake of the fluorine ion by plants is controlled by many factors, such as soil type, pH and the clay content of the soil due to direct contact between soil and water. There is no available report regarding the soil of the Algerian region mentioned above. The F- content of wheat is also high, and approximately 10 mg/kg higher in the roots compared to the shoots. The soil in the study area has a pH of 8.03, which means that F- can be absorbed by the plants. F- can be absorbed (transported) from the soil into the stem through fine hair rootlets, and some can reach the leaves. Acidity is the most important factor in the geochemistry of fluoride-bearing soil. An average soil pH of 8.03, shows high alkalinity. High pH value promotes the exchange of OH- anion in the groundwater and F- in some of the minerals present in the soil, which facilitates the leaching of fluoride from the soil into the plant. X-ray diffraction analysis has confirmed the presence of fluoride-bearing minerals in the study area. Conclusion: Considering the importance of fluoride for the health of teeth and bones, the high concentration of fluoride in dates resulting in a high intake of fluoride by the people living in posht-e-kooh of Dashtestan is cause for great concern. The high concentration of fluoride in the soil and local plants, implies a high probability of fluorine entering the food cycle. Identifying sources of water with high concentrations of fluoride, is an important step in tackling the health problems facing the local population.
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3891_380c29a364b848d33469cfc3dbf94a94.pdf
فلوراید
گندم
تحرک پذیری
زیست دسترس پذیری
Fluoride
Wheat
Mobility
Bioavailability
per
دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک
2322-2069
2322-2794
2017-11-22
24
5
281
289
10.22069/jwsc.2017.13069.2772
3892
Complete scientific research article
تخمین پارامترهای مختلف نفوذپذیری خاک در آبیاری جویچهای با حضور پلیمر سوپرجاذب
Estimation of different soil infiltration Parameters in furrow irrigation with super absorbent Polymer
پیمان مختاری مطلق
peymokhtari@yahoo.com
1
محمد علی غلامی سفیدکوهی
magholamis@yahoo.com
2
حسین شریفان
h_sharifan47@yahoo.com
3
دانشجوی دکتری آبیاری و زهکشی دانشگاه علوم کشاورزی ومنابع طبیعی ساری
هیئت علمی
گروه مهندسی آّب
چکیده سابقه و هدف: محدودیت منابع آب کشور و اختصاص سهم بزرگی از آن به بخش کشاورزی و منابع طبیعی، افزایش کارایی مصرف و صرفهجویی آب را امری ضروری و حیاتی نموده است. در این زمینه استفاده از فنآوری نوین با کاربرد برخی مواد افزودنی مانند پلیمرهای سوپرجاذب به خاک در کاهش تنشهای خشکی در مناطق خشک و نیمهخشک میتواند نقش مهمی ایفا میکند. پلیمرهای سوپرجاذب باعث افزایش ظرفیت نگهداری خاک و در نتیجه بهبود راندمان کاربرد آب در مزرعه میشود. آبیاری سطحی به دلیل سادگی، از رایجترین روشهای آبیاری به شمار میآید. تعیین پارامترهای نفوذ آب در خاک، یکی از گامهای اساسی در طراحی و مدیریت سیستمهای آبیاری سطحی است. هدف از انجام این مطالعه بررسی تأثیر سوپر جاذب بر روشهای مختلف تخمین ویژگیهای نفوذپذیری در آبیاری جویچهای بر اساس سطوح ترکیب شده پلیمر سوپرجاذب در مزرعه مورد مطالعه میباشد.مواد و روشها: آزمایش در مزرعه آموزشی پردیس دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان واقع در شهرستان گرگان در شرایط بدون کشت انجام شد. در این تحقیق از چهار سطح ترکیبی 0، 7، 11 و 16 گرم پلیمر سوپرجاذب آ-200 با خاک در مترمربع در عمق 25 سانتیمتر خاک و مقدار شدت جریان آب معادل 75/0 لیتر بر ثانیه در نظر گرفته شد. آزمایش در چهار تکرار آبیاری با طرح آماری کاملا تصادفی انجام شد. در این پژوهش دقت چهار روش برآورد نفوذ شامل روشهای دونقطهای الیوت و واکر، بِنامی و اُفِن، یک نقطهای شپارد و همکاران و یک نقطهای والیانتزاس و همکاران در صورت افزودن سوپر جاذب به خاک مورد ارزیابی قرار گرفت. با استفاده از نرمافزار SIRMOD و مدل هیدرودینامیک کامل، مراحل آبیاری شبیهسازی شد. یافتهها: نتایج نشان داد که کمترین میانگین خطای نسبی (RE) در پیشبینی مقدار آب نفوذ یافته در روش الیوت و واکر برابر با 88/1 و بیشترین خطای نسبی (RE) در روش شپارد و همکاران برابر با 79/20 درصد شد. نتایج مطالعه نشان داد که در پیشبینی زمان پیشروی میانگین خطای استاندارد در روش الیوت و واکر با 02/1 درصد کمترین درصد خطا و بیشترین مقدار آن با 13/22 درصد در روش شپارد و همکاران بود و در پیشبینی زمان پسروی روش الیوت و واکر (62/1 درصد) دارای کمترین خطای استاندارد بود.نتیجهگیری: نتایج این مطالعه نشان داد که در پیشبینی حجم آب نفوذ یافته، زمان پیشروی و زمان پسروی در آبیاری جویچهای، رابطه الیوت و واکر بهترین برآورد را داشت و افزایش غلظت پلیمر سوپر جاذب و مراحل آبیاری درصدهای خطا در روش الیوت واکر و روش شپارد و همکاران، در مراحل پیشروی و پسروی روند کاهشی را نشان داد. واژههای کلیدی: آبیاری سطحی، پسروی، پلیمر آ-200، پیشروی، نرم افزار SIRMOD.
AbstractBackground and objectives: Limitation of water resources in the country and devoted the large amount of it to agricultural and natural resources, would be a crucial and vital issue in increasing the efficiency pattern and water use. In this regard, applying modern technology such as super absorbent polymer may play the significant role in decreasing the dry stress in the arid and semi-arid regions Super Absorbent Polymers lead to increase soil water capacity and thus improve the water application efficiency. Surface irrigation, due to its simplicity, is regarded as the most common method of irrigation. Determination of the parameters of water infiltration in soil, is one of the essential steps in the designing and the management of surface irrigation systems. The purpose of this study is precision the impact of super absorbent polymer analysis in estimating infiltration parameters methods in furrow irrigation and choosing the best method based on combination of superabsorbent polymers in the field of the study.Materials and methods: The experiment were performed in the educational farm of the Gorgan university of Natural Resources and Agriculture in a no cultivation conditions. In this research four combinations of superabsorbent polymer A200 with soil which were composed of 0, 7, 11, 16 gram of polymers in square at a depth of 25 cm and the electric current of 0.75 liter per second were considered. The experiment were arranged as randomized complete design with four replications. In this research accuracy of four infiltration methods consist of Elliott and Walker two-point method, Benami and Ofen advance method, Shepard et al., and Valiantzas et al., one-point methods. Then, it simulated by SIRMOD software and full hydrodynamic model in different steps of irrigation such as advance phase, Recession phase and infiltrated volume in furrow irrigation.Results: Ithe results showed that the minimum average relative error (RE) in prediction of infiltrated water is devoted to Elliott and Walker and Shepard et al. methods with 1.88 and 20.8 percent minimum and maximum respectively for estimating total infiltrated volume.in the other hand, results indicated that the average standard error in prediction of advance phase time is devoted toElliott and Walker method is 1.02 percent which is the minimum percentage of error and maximum of percentage of error is 22.13 percent in the method of Sheppard et al; and in prediction the the time of recession phase Elliott and Walker method (1.62 percent) had the minimum standard error.Conclusion: The results of this research showed that Elliott and Walker method has the best evaluation in prediction of the volume of infiltrated water, advance phase and recession phase and so increasing the amount of polymers and irrigation stages showed that Elliott and Walker two-point method and and Shepard et al., one- point method has the decreasing trend in error percent. .Keywords: A200 polymer, Advance phase, Recession phase, SIRMOD software, Surface irrigation.
https://jwsc.gau.ac.ir/article_3892_e638f6afa0c7a93cbe1f09893d799fe5.pdf
واژههای کلیدی: آبیاری سطحی
پسروی
پلیمر آ-200
پیشروی
نرم افزار SIRMOD
Keywords: A200 polymer
Advance phase
Recession phase
SIRMOD software
Surface irrigation