افزایش جمعیت و بالا رفتن‌ سطح ‌کیفی ‌زندگی در سال‌های ‌اخیر، بخش کشاورزی کشور‌‌‌ را با چالش عمده‌ای در جهت ‌تامین ‌مواد غذایی مردم و نیل به خودکفایی روبرو ساخته است. افزایش کارایی مصرف آب در این بخش باعث بهره‌برداری‌ پایدار از منابع آبی‌ در‌‌ دنیا ‌می‌گردد. هم‌چنین با اعمال‌ مدیریت صحیح و با‌‌‌ به‌ کارگیری فن‌آوری پیشرفته ‌از طریق‌ حفظ و ذخیره رطوبت ‌و افزایش ظرفیت ‌نگهداری ‌آب‌ در خاک، می‌توان بازده مصرف ‌آب کشاورزی را بالا برد. یکی از راهکارهای استفاده بهینه از منابع آب و حفظ آن استفاده از پلیمرهای سوپرجاذب می‌باشد. از دیگر راهکارهای مقابله با بحران کم‌آبی، کاربرد زنجیره‌ای آب متناسب با تغییر کیفیت ‌آن ‌در بخش‌های مختلف مصرف می‌باشد. این پژوهش، به ‌منظور آگاهی از تاثیر پلیمرهای سوپرجاذب ‌و آبیاری ‌با ‌آب‌های شور بر خصوصیات‌ فیزیکی خاک در شرایط‌ مزرعه‌ای در طرح ‌آماری فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در سه ‌سطح پلیمر سوپرجاذبA200 (0، 1/0 و 2/0 درصد وزنی)، سه سطح شوری آب آبیاری (7/2، 4 و 6 دسی‌زیمنس بر متر) انجام شد. تحقیق ‌حاضر در 27 کرت یکسان به ابعاد 1×1 متر، در مزرعه ‌تحقیقاتی شماره یک دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز و در شرایط بدون کشت گیاه اجرا گردید. این تحقیق درسه تکرار و به مدت‌ سه ماه آبیاری با دور آبیاری 10 روز و عمق آبیاری 5 سانتی‌متر اجراگردید. بافت ‌خاک‌ زمین محل‌ اجرای طرح از نوع لوم‌رس‌شنی بود. اندازه‌گیری‌ها جهت تعیین خصوصیات فیزیکی خاک شامل: جرم مخصوص ظاهری، تخلخل‌کل، رطوبت ظرفیت زراعی، رطوبت نقطه پژمردگی دائم، و تخلخل‌موثر خاک در عمق 30-0 سانتیمتری و سرعت نفوذ‌نهایی در لایه ‌سطحی خاک قبل از آبیاری و پایان هر ماه آبیاری انجام شد. تجزیه ‌و تحلیل نتایج نشان داد که تغییرات پارامترهای مذکور در سطوح مختلف سوپرجاذب در سطح احتمال پنج درصد معنی‌دار شده‌است. افزودن سوپرجاذب درتیمارهای ‌1/0 و 2/0 درصد وزنی تحت تیمار آب کارون نسبت به نمونه شاهد به ترتیب موجب افزایش 18/9 و 96/13 درصد رطوبت ظرفیت زراعی، 48/2 و 77/6 درصد رطوبت نقطه پژمردگی دائم، 68/1 و 16/2 درصد سرعت نفوذنهایی، 18/4 و03/5 درصد تخلخل‌کل و کاهش 37/3 و 05/4 درصد جرم مخصوص ظاهری گردیده‌است. اثر آبیاری ‌با آب ‌شور روی پارامترهای رطوبت ظرفیت زراعی،جرم مخصوص ظاهری و تخلخل‌کل معنی¬دار نبوده اما روی بقیه پارامترها معنی‌دار بوده‌است. آبیاری با آب شور تحت تیمارهای 4 و6 دسی‌زیمنس برمتر نسبت به نمونه شاهد به ترتیب موجب افزایش 56/1 و 07/4 درصد رطوبت ظرفیت زراعی، 78/1 و 33/5 درصد رطوبت نقطه پژمردگی دائم، 23/0 و 58/0 درصد جرم مخصوص ظاهری و کاهش 89/5 و 48/7 درصد سرعت نفوذنهایی، 36/0 و 5/3 درصد تخلخل‌کل و 85/3 و 52/9 درصد تخلخل‌موثر گردیده‌است. اثر سطوح سوپرجاذب بر تخلخل موثر درتیمار اول موجب افزایش 38/2درصد و در تیمار دوم موجب کاهش 78/1 درصد نسبت به نمونه شاهد شده‌است. اثر متقابل‌ سطوح‌ مختلف سوپرجاذب و شوری آب آبیاری روی تمامی پارامترها معنی‌دار نبوده‌است.

 از عوامل مهمی که همواره در رشد و کیفیت گیاهان مخصوصا گیاه نیشکر موثر است پارامتر رطوبت خاک است که درصورت تامین بودن این عامل در طول دوره رشد، گیاه بالاترین بازده و عملکرد را خواهد داشت. همواره و در طول دورهی داشت و برداشت باید وضعیت آبی گیاه نیشکر مورد ارزیابی قرار گیرد. بنابراین مطالعه و پایش عوامل تعیین کننده وضعیت آبی این گیاه (دمای پوشش گیاهی، رطوبت گیاه، رطوبت خاک) در زمین¬های تحت کشت این گیاه به منظور برنامه¬ریزی صحیح آبیاری و تعیین زمان و میزان مناسب مصرف آب امری ضروری است. همچنین در طول دوره ای که گیاه برداشت شده است و دوباره وارد فاز رویش و جوانه زنی شده است نیز دانستن وضعیت رطوبتی خاک میتواند کمک زیادی در برنامهریزی و مدیریت کشاورزی به ما کند. اما با توجه به وسعت زیاد اراضی تحت کشت نیشکر و تعدد زیاد مزارع، پایش هر یک از عوامل فوق¬الذکر وقت¬گیر و از لحاظ اقتصادی پرهزینه می باشد. در این میان استفاده از فناوری سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیائی با توجه به سرعت بالا و هزینه-های کم در سال¬های اخیر به عنوان گزینه¬ای مناسب جهت پایش اراضی کشاورزی در نظر گرفته شده¬است. در این راستا به منظور اجرای پژوهش اطلاعات میدانی شامل دمای پوشش گیاهی، رطوبت غلاف برگ و رطوبت خاک از مزارع واحد کشت و صنعت سلمان فارسی در طول فصل برداشت و در زمان حداقل نیاز آّبی گیاه، آبان سال 1395 تا فروردین سال 1396 همزمان باگذرهای ماهواره لندست 8 بر روی محدوده مطالعاتی (کشت و صنعت سلمان فارسی) هر بار در 9 مزرعه و در 3 نقطه از نقاط موسوم به کراپ لاگ برداشت شد. پس از انجام پیش پردازش-های لازم بر روی تصاویر ماهواره ای در نرم افزار ERDAS 2014، ابتدا با استفاده از باندهای حرارتی و الگوریتم پنجره مجزا که بیشترین مقادیر همبستگی را در هر گذر با دمای پوشش گیاهی اندازه¬گیری شده با استفاده از دماسنج مادون قرمز دارد، شاخص های NDVI و LST از تصاویر ماهوارهای استخراج شد. در مرحله بعد به کمک الگوریتم روش مثلثی و شاخصهای استخراج شده و همچنین نرمافزار5.3 ENVI، شاخصهای رطوبتی خاک که شامل SWI، WDIو TVDI بودند استخراج شدند که با گرفتن همبستگی بین شاخص ها و مقادیر رطوبت اندازه-گیری شده در مزارع به کمک نرم افزار SPSS از بین آنها شاخصTVDI بیشترین همبستگی را با دادههای زمینی داشت که مقادیر این همبستگی بین 49/0 تا 68/0 برای رطوبت خاک در عمق 0تا30 سانتیمتر و 47/0 تا 64/0 برای رطوبت خاک در عمق 30 تا60 سانتیمتر محاسبه شد. در مرحله نهایی و به منظور بررسی بیشتر پارامتر رطوبت خاک در دو عمق 30 و 60 سانتیمتری، نشان داده شد که شاخصهای موجود در دو عمق مربوطه تفاوت معنیداری را به لحاظ نشان دادن وضعیت رطوبتی خاک نشان نمی دادند و از این پس می¬توان تنها با اندازه-گیری رطوبت خاک در عمق 30 سانتیمتری، نتایج آنرا به عمق 30 تا60 سانتیمتری نیز بسط داد. بمنظور استخراج نقشه¬های رطوبت خاک، شاخصTVDI شاخصی بود که بیشترین همبستگی را به نسبت شاخص های محدوده مرئی و حرارتی بطور جداگانه با داده های رطوبت خاک نشان داد. با استفاده از این شاخص نقشه پهنهبندی رطوبت خاک در 7 گذر ماهواره استخراج شد که دامنه ی اختلاف بین رطوبت اندازهگیری شده و رطوبت حاصل از نقشه پهنه بندی بین 12% تا 26% نشان داده شد.

 کمبود آب یکی از مهمترین فاکتور¬های محدود کننده محصولات کشاورزی در جهان است. روش¬های مختلف کم¬آبیاری، راه حل مناسب برای صرفه¬جوئی در آب آبیاری می¬باشند. برای بررسی تاثیر کم¬آبیاری تنظیم شده و کم آبیاری خشکی موضعی ریشه بر عملکرد، اجزاء عملکرد و بهره¬وری آب گیاه گوجه فرنگی گلخانه¬ای در شرایط کشت هیدروپونیک، تحقیقی در سال 1395 در مجتمع گلخانه¬ای دانشکده کشاورزی دانشگاه شهید چمران اهواز اجرا گردید. تیمارهای آزمایش شامل تیمار شاهد، دو نوع کم آبیاری شامل کم آبیاری تنظیم شده (RDI) و کم آبیاری به صورت خشکی موضعی ریشه (PRD) و دو سطح کم آبیاری شامل 85 درصد و70 درصد نیاز آبی گیاه که در قالب طرح کاملا تصادفی با چهار تکرار اجرا گردید. نتایج تجزیه و تحلیل داده¬ها نشان داد که شیوه¬ها و سطوح مختلف کم آبیاری بر حجم ریشه، وزن تر و خشک و میزان آب ریشه، طول و عرض ریشه، وزن تر و خشک و میزان آب ساقه، وزن خشک بوته، تعداد میوه، وزن میوه، ارتفاع میوه و بهره¬وری آب محصول و بهره¬وری آب بخش هوایی تاثیر معنی¬دار دارد ولی بر وزن تر و خشک و میزان آب برگ، سطح برگ، شاخص سطح برگ، سطح برگ ویژه، نسبت سطح برگ، تعداد برگ، ارتفاع بوته، وزن تر بوته، قطر میوه و شاخص برداشت تاثیر معنی¬دار نگذاشته است. در بین تمام تیمارها، بیشترین وزن میوه و بهره¬وری آب در تیمار PRD85 به میزان به ترتیب 5/2572 گرم و 07/16 کیلوگرم بر متر مکعب که نسبت به تیمار شاهد افزایش به ترتیب 5/3 و 22 درصدی را نشان می¬دهد. کمترین وزن میوه و بهره¬وری آب در تیمار PRD70 به میزان به ترتیب 5/1189 گرم و 02/9 کیلوگرم بر مترمکعب بدست آمد که نسبت به تیمار شاهد به ترتیب 52 و 32 درصدی کاهش داشت. با توجه به نتایج بدست آمده، اعمال آبیاری به میزان 85% نیاز آبی گیاه و روش کم آبیاری خشکی موضعی ریشه (PRD) بهترین نتیجه را برای کشت گوجه فرنگی گلخانه¬ای در شرایط هیدروپونیک¬ می¬دهد.

کمبود منابع آب به دلیل خشکسالی¬های اخیر و تمایل کشاورزان به سمت مکانیزه کردن عملیات زراعی و آبیاری باعث شده است که گرایش به سیستم¬های آبیاری بارانی افزایش یابد. دقت در طراحی و مدیریت صحیح این سیستم¬ها از عوامل مهم در توسعه و بهبود آن¬هاست. لذا هدف از این پژوهش، ارزیابی چگونگی طراحی، اجرا و بهره¬برداری از سیستم¬های آبیاری بارانی اجرا¬شده در شهرستان اقلید در استان فارس بود. برای این منظور هشت سیستم آبیاری کلاسیک ثابت با آبپاش متحرک، از بین سیستم¬هایی که حداقل یک فصل زراعی از بهره¬برداری آن¬ها سپری شده بود، انتخاب شد و مورد ارزیابی قرار گرفت. در ارزیابی این سیستم¬ها، از معیار¬های ضریب یکنواختی کریستیانسن (CU)، یکنواختی توزیع (DU)، راندمان پتانسیل کاربرد در ربع پایین (PELQ) و راندمان واقعی کاربرد در ربع پایین (AELQ) استفاده شد. به منظور تجزیه و تحلیل بهتر، الگوی توزیع آب در اطراف آبپاش¬های مورد آزمایش و منحنی کفایت آبیاری ترسیم گردید. مقادیر متوسط شاخص¬های CU، DU، PELQ و AELQ برای هشت سیستم به ترتیب 37/73، 82/61، 51/54 و 31/52 درصد به دست آمد. متوسط تلفات تبخیر و بادبردگی و نفوذ عمقی در سیستم¬ها¬ به ترتیب 84/12 و 32/5 درصد محاسبه شد. به دلیل کم¬آبیاری، به جز یک مورد، در بقیه مزارع راندمان پتانسیل و راندمان واقعی کاربرد برابر بودند و کمتر بودن راندمان واقعی از راندمان پتانسیل کاربرد نشان¬دهنده¬ی این است که آبیاری بیشتر از نیاز بوده است. مقادیر متوسط راندمان کاربرد و راندمان ترکیبی به ترتیب 50 و 1/82 درصد محاسبه شد. مشکلات طراحی و بهره¬برداری سیستم¬های مورد مطالعه دلیل پایین بودن راندمان پتانسیل کاربرد تشخیص داده شد. باتوجه به نتایج، می¬توان با کاهش فواصل آبپاش¬ها، تنظیم فشار، استفاده نکردن از تعداد زیاد آبپاش بطور همزمان و نگهداری صحیح از سیستم¬ها، یکنواختی توزیع را افزایش داد.

 با توجه به اقلیم خشک کشور و با در نظر گرفتن خشک‌سالی‌های اخیر اهمیت آب به عنوان یک نهاده حیاتی بیش ‌از پیش مشخص می‌شود. منابع موجود آب در این مناطق محدود و عموماً شور و لب شور هستند بنابراین در این مناطق شوری علاوه بر رطوبت خاک در برداشت آب توسط گیاه تاثیر دارد. مدل‌ها می‌توانند در برنامه ریزی آبیاری و پیش‌بینی رطوبت و فرآیند شور شدن خاک به ما کمک کنند. در این پژوهش کارایی مدل SALTMED در شبیه‌سازی رطوبت و شوری خاک منطقه توسعه ریشه گیاه ذرت مورد ارزیابی قرار گرفت. به منظور در نظر گرفتن اٍثر سطوح شوری، طرح آزمایشی در قالب بلوک کامل تصادفی در سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز در سال 93-1392 انجام شد که در آن سطوح شوری 2، 5/3، 5/4، 5/5 و 5/6 دسی زیمنس بر متر به ترتیب (S0، S1، S2، S3، S4) در نظر گرفته شدند.11 مرتبه نمونه برداری از رطوبت خاک و 6 مرتبه نمونه برداری از شوری خاک انجام شد. بعد از تهیه پارامترهای مورد نیاز مدل، حساسیت بخش‌های انتقال آب و املاح در مدل نسبت به پارامترهای ورودی، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تحلیل حساسیت مدل SALTMED نشان داد که خروجی مدل به پارامتر سرعت باد دارای حساسیت کم، شوری آب آبیاری و میزان آب آبیاری حساسیت زیاد و به بقیه پارامتر‌ها حساسیت متوسط دارد. 70 درصد رطوبت و شوری اندازه‌گیری شده در تیمار S0 جهت واسنجی و 30 درصد باقی مانده جهت صحت سنجی مدل استفاده شد. پارامتر‌های آماری R2 و NRMSE برای مرحله واسنجی رطوبت خاک به ترتیب 82/0 و 33/6 و در مرحله صحت سنجی به ترتیب 88/0 و 32/8 به دست آمد که بیانگر دقت خوب مدل در شبیه‌سازی رطوبت خاک است. همچنین مقادیر R2 و NRMSE برای شوری خاک به ترتیب 76/0 و 87/9 برای مرحله واسنجی و به ترتیب 96/0 و 14/9 برای مرحله صحت سنجی نشان دهنده دقت خوب مدل در شبیه‌سازی شوری خاک می‌باشد. رطوبت و شوری برای سایر تیمارها شبیه‌سازی شد. مقدار آماره NRMSE برای رطوبت تیمار‌های S1، S2، S3، S4 به ترتیب 89/9، 99/11،21/10 و 78/9 و همچنین برای شوری به ترتیب 38/19، 24/19، 07/18 و 51/16 محاسبه شد. با توجه به این نتایج با افزایش شوری آب آبیاری دقت مدل در شبیه‌سازی رطوبت و شوری افزایش پیدا نمود و مدل به خوبی توانست رطوبت و شوری خاک را پیش‌بینی کند و از آن می‌توان جهت مدیریت آبیاری با آب شور استفاده نمود.

  چنانچه بخواهیم بحران آب، تنشی به کشاورزی، امنیت غذایی و رفاه اجتماعی وارد نکند بایستی استفاده از آب‌های نامتعارف (بخصوص منابع عظیم آب‌های شور ولب‌شور) در بخش کشاورزی در دستور کار قرار داده شود. در زمان کمبود آب یکی از روش‌های مدیریتی آبیاری با آب‌های شور- سدیمی به صورت تلفیقی با آب‌های شیرین می‌باشد. به منظور بررسی تاثیر نسبت‌های آب شور- سدیمی و شیرین بر برخی از خصوصیات خاک شامل تخلخل، سرعت متوسط نفوذ، هدایت الکتریکی، اسیدیته خاک و نسبت جذبی سدیم آزمایشی در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی شماره یک دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز انجام شد. بافت خاک مزرعه سیلتی لوم و مدت زمان انجام این آزمایش سه ماه بود که از اواسط فروردین ماه سال 1393 شروع شد و 20 مرتبه آبیاری نیز انجام گردید. تیمارهای مورد آزمایش شامل تیمار شاهد (C): تیماری که کلا با آب شیرین آبیاری می‌شد، تیمار یک سوم شور، دو سوم شیرین (M1)، تیماری که در هر آبیاری یک سوم از آب آبیاری با آب شور و دو سوم باقیمانده، بلافاصله پس از نفوذ آب شور، با آب شیرین تکمیل شد، تیمار یک دوم شور ، یک دوم شیرین(M2)، تیمار دو سوم شور، یک سوم شیرین(M3)، تیمار مخلوط: در این تیمار که آب شور و شیرین با یک نسبت با هم مخلوط و سپس استفاده شد (M4) بود. نتایج نشان داد اختلاف تیمارهای مختلف از نظر اسیدیته خاک معنی دار نیست. تیمار M1 و تیمار M2 از نظر هدایت الکتریکی بعد از تیمار شاهد (C) کمترین هدایت الکتریکی را داشتند و از نظر نسبت جذبی سدیم نزدیکترین نتیجه به تیمار شاهد (C) متعلق به تیمار M1بود. همچنین تیمار M4 بعد از تیمار شاهد (C) بیشترین سرعت متوسط نفوذ را داشت و از نظر تخلخل تفاوت زیادی بین تیمارها مشاهده نشد.

این تحقیق به‌منظور به‌دست آوردن شاخص بهره‌وری آب محصولات گندم، جو، ذرت و یونجه در برخی از شبکه‌های آبیاری و زهکشی استان خوزستان انجام پذیرفت. شبکه‌های مورد مطالعه در این تحقیق، اوان، دز، مارون، شاوور، کرخه، گتوند، شادگان، رامشیر و فجر وجایزان می‌باشد. همچنین نقشه بهره‌وری شبکه‌ها، توسط نرم‌افزار Arc Gis رسم گردید. در انتها تاثیر باران موثر، بر روی شاخص بهره‌وری مورد مطالعه قرار گرفت. هدف از به‌دست آوردن شاخص بهره‌وری آب، ارائه یک الگوی کشت مناسب با بهره‌وری مصرف آب در شبکه‌های مورد مطالعه می‌باشد. دو عامل اصلی در بررسی بهره‌وری آب، عملکرد محصولات و آب مصرفی می‌باشد. داده‌های مربوط به عملکرد محصولات، از جهاد کشاورزی استان خوزستان اخذ شد. آب آبیاری محصولات نیز از سازمان آب و برق استان خوزستان گرفته شد. در برخی از شبکه‌ها به دلیل مصرف آب آبیاری زیاد، بهره‌وری کاهش چشمگیری داشته است. نتایج این تحقیق نشان داد، بالاترین بهره‌وری آب در محصول گندم به ترتیب به شبکه‌های، اوان، گتوند و شادگان با بهره‌وری 03/1، 98/0 و 86/0 کیلوگرم بر مترمکعب اختصاص دارد. در محصول جو، گتوند، شادگان و کرخه به ترتیب 84/0، 73/0 و 72/0 کیلوگرم بر مترمکعب بالاترین بهره‌وری را دارند. در محصول ذرت، بهترین بهره‌وری مربوط به شبکه‌های شاوور، کرخه و مارون، به ترتیب 89/0، 74/0 و72/0 کیلوگرم بر مترمکعب اختصاص دارند. در نهایت در محصول یونجه، شبکه‌های کرخه و رامشیر با متوسط بهره‌وری 47/1 و 22/1 کیلوگرم بر متر مکعب بهترین بهره‌وری را از آن خود کرده‌اند. نکته قابل توجه در این تحقیق، پایین‌بودن بهره‌وری آب در شبکه آبیاری و زهکشی دز می‌باشد. علی رغم عملکرد بسیار مطلوب محصولات در این شبکه، به دلیل مصرف بیش از اندازه آب آبیاری در این شبکه، بهره‌وری آب کاهش یافته و از لحاظ مدیریت مصرف آب این شبکه جایگاه خوبی در میان شبکه‌ها ندارد. برخلاف شبکه دز، شبکه شادگان می‌باشد. در این شبکه علی رقم پایین‌بودن عملکرد محصول، به دلیل پایین بودن مصرف آب آبیاری، بهره‌وری مناسبی در گندم و جو دارد. بعد از به‌دست آوردن بهره‌وری آب تمام محصولات، در تمام شبکه‌ها، توسط آزمون‌های آماری، آن‌ها را آزموده و اختلافشان در سطح معنی‌داری پنج درصد، مورد ارزیابی قرار داده شد و آن دسته از شبکه‌هایی که بهترین بهره‌وری در هر محصول دارند، انتخاب شد. در نهایت الگوی کشت مناسب با بهره‌وری به‌دست آمده پیشنهاد گردید. این الگوی کشت، با الگوی کشت در حال اجرا در شبکه، مقایسه ودر نهایت الگوی کشت نهایی معرفی و ارائه گردید. در قسمت دوم این تحقیق، تاثیر باران موثر بر شاخص بهره‌وری آب مورد ارزیابی قرار گرفت. بهره‌وری آب قبل و بعد از تاثیر باران با یکدیگر، توسط آزمون تی-جفتی مقایسه شد و نتیجه آن این بود که در گندم، جو و یونجه در سطح معنی‌داری پنج درصد اختلاف معنی‌داری وجود دارد. ولی در ذرت این اختلاف بسیار اندک بود و معنی‌دار نشد. علت آن، کشت ذرت در تابستان و عدم بارش قابل ملاحظه در تابستان می‌باشد.

آبیاری قطره‌ای- نواری به دلیل کارایی بالا در اراضی شیبدار، سیستم آبیاری مناسب در اکثر نقاط جهان و کشور ایران است. در طراحی سیستم آبیاری قطره‌ای- نواری شناخت الگوی خیس شده که در اصطلاح به آن پیاز رطوبتی گفته می‌شود، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. یکی ‌از مهم‌ترین معیارها هنگام طراحی سیستم آبیاری قطره‌ای- ‌نواری، هندسه پیاز رطوبتی است که توسط نوار آبیاری ایجاد می‌شود. شکل و ابعاد پیاز رطوبتی به عواملی از قبیل بافت خاک، ضریب هدایت هیدرولیکی اشباع خاک، دبی و حجم آب خروجی، شیب و زمان آبیاری بستگی دارد. به‌ منظور بررسی اثر شیب بر روی ابعاد پیاز رطوبتی از یک منبع تغذیه خطی در اراضی شیبدار، تحقیقی در قالب طرح بلوک کامل تصادفی در سه تیمار شیب (زمین مسطح، زمین با شیب 2 درصد و زمین با شیب 5 درصد) و سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه چمران اهواز، در خاکی با بافت سیلتی لوم با دو دبی 6 و 9 لیتر در ساعت در واحد طول نوار انجام شد. پس از گذشت 24 ساعت از پایان زمان آبیاری، با ایجاد یک برش به صورت عمودی ابعاد پیاز رطوبتی اندازه‌گیری شد. نتایج حاصل از تحلیل‌های آماری نشان داد با افزایش شیب، عرض و عمق، مساحت و حجم خیس شده افزایش می‌یابد و این افزایش در سطح آماری پنج درصد در اراضی با شیب 2 و 5 درصد نسبت به زمین مسطح اختلاف معنی‌دار داشت. افزایش عرض خیس شده برای دبی 6 و 9 لیتر در ساعت در زمین با شیب 2 درصد نسبت به زمین مسطح به ترتیب 10 و 3 درصد و برای شیب 5 درصد، 20 و 13 درصد بود. افزایش عمق خیس شده برای دبی 6 و 9 لیتر در ساعت در زمین با شیب 2 درصد نسبت به زمین مسطح، 5/12 و 17 درصد و برای شیب 5 درصد، 25 و 35 درصد بود. افزایش مساحت برای دبی 6 و 9 لیتر در ساعت در زمین با شیب 2 درصد نسبت به زمین مسطح، 24 و 28 درصد و برای شیب 5 درصد، 56 و 45 درصد بود. در هر آزمایش عرض و عمق خیس شده زیر نوار آبیاری اندازه‌گیری و برای برآورد ابعاد پیاز رطوبتی از روش تحلیل ابعادی استفاده شد. در پایان یک سری روابط علمی‌- ‌تجربی به‌دست آمد که هم‌خوانی بسیار خوبی با نتایج آزمایش‌ها نشان داد و از این روابط می‌توان در طراحی آبیاری قطره‌ای‌-‌نواری به خوبی استفاده کرد

 افزایش روزافزون بشر به مصرف آب با افزایش جمعیت و محدود بودن منابع آب موجب شده بکارگیری روش‌هایی که راندمان مصرف آب در بخش کشاورزی را بالا می‌برند از اهمیت ویژه ای برخوردار باشند. استفاده از پلیمرهای سوپرجاذب از جمله راهکارهایی است که بدین منظور می‌تواند مورد توجه قرار گیرد. این محصولات قادرند با افزایش ذخیره آب در خاک به هنگام نیاز گیاه آب خود را در اختیار ریشه ‌ها قرار دهند. در کشاورزی از پلیمرهای کشاورزی به‌عنوان یک ماده افزودنی به خاک، مخزن عناصر مواد غذایی و نیز ابر جاذب آب در خاک استفاده می‌شود. هدف اصلی از افزودن این مواد به خاک بالا بردن ظرفیت نگهداری آب در خاک است. از دیگر راهکارهای مقابله بحران کم‌آبی، توجه به منابع آب‌های نامتعارف می‌باشد. استفاده از منابع آبی نامتعارف مانند پساب فاضلاب‌ها و آب‌های شور و لب‌شور در کشاورزی، بررسی تغییرات خواص فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک را تحت چنین شرایطی از اهمیت خاصی برخوردار می‌کند. این پژوهش در زمستان 1392 تا بهار 1393 با هدف بررسی تاثیر پلیمرهای سوپرجاذب بر میزان نگهداشت آب در خاک و تخلخل خاک و هدایت هیدرولیکی اشباع در شرایط آزمایشگاهی در قالب طرح آزمایشی فاکتوریل بر پایه بلوک‌های کامل تصادفی در سه سطح پلیمر سوپرجاذب (0، 3/0 و 6/0 درصد وزنی)، سه سطح شوری آب آبیاری (6/2، 4 و 6 دسی‌زیمنس بر متر) و دو نوع پلیمر سوپرجاذب (A200 ساخت شرکت نانو آب ایرانیان و آکوازورب ساخت کشور فرانسه) انجام شد. پس از دو ماه آبیاری با دور آبیاری هفت روز نمونه برداری به منظور اندازه‌گیری تخلخل و رطوبت در نقاط فشاری مختلف انجام شد. همچنین هدایت هیدرولیکی اشباع در طول ستون خاک اندازه‌گیری شد. تجزیه تحلیل آماری در سطح پنج درصد بررسی شد نتایج نشان داد اثر کاربرد پلیمر سوپر جاذب بر ظرفیت نگهداشت آب در خاک، نقطه پژمردگی، آب قابل استفاده، هدایت هیدرولیکی اشباع و تخلخل معنی‌دار بود، افزایش سطح کاربرد پلیمر سوپر جاذب خصوصیات فیزیکی مذکور را در خاک افزایش و هدایت هیدرولیکی اشباع را کاهش داد. اثر شوری نیز بر این موارد معنی‌دار بود و افزایش شوری موجب کاهش معنی‌دار موارد فوق شدو این کاهش در هدایت هیدرولیکی اشباع معنی‌دار نبود. اثر متقابل شوری و سطح کاربرد سوپر جاذب در نتایج حاصل از اندازه‌گیری آب قابل استفاده و تخلخل خاک و همچنین ظرفیت نگهداشت آب در پلیمر نوع فرانسوی در سطح پنج درصد معنی‌دار شد. علاوه بر موارد فوق افزایش سطح کاربرد سوپر جاذب موجب افزایش معنی‌دار هدایت الکتریکی زهاب تیمارها شد. استفاده از هر دو نوع پلیمر در این پژوهش موجب تفاوت معنی‌دار بر اسیدیته و حجم زهاب نشد.در تمامی خصوصیات بررسی شده پلیمر نوع ایرانی و فرانسوی عملکرد مشابه و نزدیک بهم داشتند.

یکی از اهداف اصلی آبیاری بارانی توزیع یکنواخت آب در مزرعه است تا حتی‌الامکان با تامین نیاز آبی گیاه از اتلاف آن جلوگیری شود. سیستم آبیاری ارابه‌ای نوعی از آبیاری بارانی دائماً متحرک است که مزرعه را به صورت نواری آبیاری می‌کند. با استفاده از الگوبرداری از دستگاه‌های مختلف، ارابه‌ای با خصوصیات جدید طراحی شد. ویژگی‌های ممتاز ارابه عصمتیه وجود دو بال آبیاری، قابلیت تنظیم ارتفاع آبپاش متناسب با نوع و مقدار ارتفاع محصول و کاهش مصرف انرژی هست. مزرعه عصمتیه یکی از اراضی موقوفه آستان مقدس حضرت فاطمه المعصومه (سلام‌الله علیها) است که در آن سیستم آبیاری بارانی ارابه‌ای اجرا شده است. دو آبپاش مورد استفاده ارابه عصمتیه Komet-163 با اندازه نازل 10 میلی‌متر و آبپاش ارابه قدیمی مدل BIG GUN-SR 150 ساخت شرکت NELSON با اندازه نازل 8/17 میلی‌متر می‌باشد. برای بررسی عملکرد و مقایسه ارابه عصمتیه و ارابه قدیمی موجود در این مزرعه، در تابستان سال 1392 تحقیقی در دو حالت ارابه ثابت و ارابه متحرک انجام گرفت بدین منظور ضریب یکنواختی و یکنواختی توزیع، کفایت آبیاری، راندمان توزیع، راندمان کاربرد آب و تبخیر و باد بردگی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این بررسی نشان داد الگوی پاشش آب در ارابه عصمتیه در حالت ثابت نزدیک آبپاش (مرکز دایره توزیع آب) آب بیشتری به زمین ریخته می‌شود و هرچه فاصله از آبپاش زیادتر شود مقدار آب پخش‌شده بر روی زمین کمتر می‌گردد که الگوی پخش آب الگوی مناسبی می‌باشد. در نیمرخ عمق پاشش آب سیستم آبیاری ارابه قدیمی در حالت ثابت، عمق آب رسیده به زمین تا فاصله‌ای 10 متری از مرکز ارابه کاهش می‌یابد، در فاصله بین 10 تا 20 متری از ارابه مقدار آب رسیده به سطح زمین سیر صعودی دارد و در فاصله 20 تا 30 متری بیش‌ترین حجم آب به سطح زمین رسیده است. متوسط ضریب یکنواختی ارابه عصمتیه در حالت ارابه ثابت 46 درصد و متوسط یکنواختی توزیع در این حالت 3/26 درصد می‌باشد. متوسط ضریب یکنواختی ارابه قدیمی در حالت ارابه ثابت 61 درصد و متوسط یکنواختی توزیع در این حالت 8/44 درصد می‌باشد. مقایسه تلفات تبخیر و بادبردگی در دو ارابه آبیاری مورد آزمون نشان می‌دهد که متوسط تلفات تبخیر و بادبردگی در ارابه عصمتیه 5/23 درصد و متوسط این پارامتر در ارابه قدیمی 1/42 درصد می‌باشد که تفاوت 6/18 درصدی نشان دهنده کاهش میزان تلفات تبخیر و بادبردگی گردیده است. در ارابه عصمتیه میانگین ضریب یکنواختی در حالت متحرک 2/66 درصد و در ارابه قدیمی 1/65 درصد به دست آمد. میانگین یکنواختی توزیع در ارابه قدیمی 3/48 درصد و برای ارابه عصمتیه میانگین یکنواختی توزیع 44 درصد به دست آمد. به طور متوسط در 5/86 درصد از مزرعه تحت پوشش ارابه عصمتیه کفایت آبیاری صورت پذیرفت و متوسط کفایت آبیاری در ارابه قدیمی 7/66 درصد محاسبه گردید. میانگین راندمان واقعی کاربرد آب در ربع پایین در مزرعه تحت پوشش ارابه عصمتیه و ارابه قدیمی به ترتیب 5/32 و 7/24 درصد به دست آمد. متوسط راندمان کاربرد آب در مزرعه‌ای که به وسیله ارابه آبیاری عصمتیه 2/50 درصد به دست آمد و متوسط این شاخص برای مزرعه تحت پوشش ارابه قدیمی 8/48 درصد محاسبه گردید. بر اساس شبیه سازی صورت گرفته میانگین ضریب یکنواختی برای ارابه عصمتیه در حالت همپوشانی 5/78 درصد و برای ارابه قدیمی 4/68 درصد به دست آمد که ضریب یکنواختی به دست آمده در ارابه عصمتیه در حالت همپوشانی بالاتر از مقدار این پارامتر در ارابه قدیمی است. متوسط یکنواختی توزیع برای ارابه عصمتیه و آبیاری قدیمی به ترتیب 4/65 و 9/60 درصد به دست آمد. تفاوت فشار کارکرد در دو ارابه 7/122 کیلوپاسکال می‌باشد. این موضوع معرف این است که استفاده از ارابه عصمتیه سبب کاهش مصرف انرژی و افزایش عملکرد سیستم آبیاری ارابه‌ای گردیده است. ارابه آبیاری عصمتیه با در نظر گرفتن 25 درصد همپوشانی در هر نوبت آبیاری و با متوسط فشار 280 پاسکال، نواری به عرض 5/38 متر را آبیاری می‌کند و با توجه به دستگاه قرقره‌ای مورد استفاده قادر است مساحتی در حدود 16/1 هکتار را آبیاری نماید. ارابه عصمتیه در هر نوبت آبیاری مساحتی بالغ بر 10 درصد بیشتر از ارابه قدیمی را آبیاری می‌کند.

چکیده
تعیین زمان مناسب آبیاری از تصمیم گیری های مهمی است که برنامه¬ریزان واحدهای زراعی با آن روبه¬رو هستند.روش های برنامه¬ریزی آبیاری عبارتند از: استفاده از نمایه های گیاهی ، استفاده از نمایه های خاک، استفاده از داده های هواشناسی . به منظور برنامه¬ریزی آبیاری ذرت تابستانه در شرایط اقلیمی اهواز با استفاده از دمای پوشش سبز، کنترل رطوبت خاک و تشت تبخیر در سال زراعی 93-1392 تحقیقی در مزرعه تحقیقاتی دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز تحت دو نوع آبیاری بارانی( کلاسیک ثابت با آبپاش متحرک)و آبیاری سطحی(جویچه ای) در سه تکرار انجام گرفت. به منظور محاسبه خط مبنای بالایی ، پایینی وشاخص تنش آبی اندازه گیری دمای برگ درروزهای قبل وبعد از آبیاری و برای تعیین حجم آبیاری نمونه برداری از خاک در روز قبل آبیاری انجام شد. براین اساس مقدار شاخص CWSI برای آبیاری بارانی در شهریور و مهرماه به ترتیب 14/0 و18/0 ومقدار این شاخص برای آبیاری سطحی در شهریور 14/0و در مهرماه 15/0برآورد شد. معادله خط مبنای پایینی تنش محاسبه شده در آبیاری بارانی وسطحی گویای تنش آبی کمتر در آبیاری سطحی به علت پایین بودن خط مبنای پایینی آن نسبت به آبیاری بارانی بود. براساس اندازه گیری رطوبت خاک عمق ناخالص آبیاری گیاه ذرت تحت آبیاری بارانی 4/761 میلی متر و تحت آبیاری سطحی2/799 میلی متر برآورد شد.براساس محاسبات انجام گرفته بهترین ضریب تشت تبخیر به صورت روزانه برای شرایط اقلیمی اهواز از روش آلن به دست آمد و مقدار آن در طول فصل کشت بین 71/0-65/0 متغییر بود. مناسب ترین زمان آبیاری ذرت تابستانه با استفاده از تشت تبخیر کلاس A در ماه مرداد و شهریور پس از 60میلی متر و در مهر ماه پس از 40 میلی متر تبخیر تجمعی از تشت کلاس A بیان شد.
نتایج بررسی کارایی نرم افزار کراپ وات در برنامه¬ریزی آبیاری در شرایط استاندارد نشان داد که این نرم افزار عمق ناخالص آبیاری را بیش از 50میلی متر بیشتر از عمق ناخالص محاسبه شده و تعداد دور آبیاری کم¬تری را نسبت به روش کنترل رطوبت خاک بیان می کند.
 

کشور ایران در کمربند خشک جهان قرار دارد و نیاز به انجام عملیات آبیاری در آن امری اجتناب ناپذبر است. در میان روش‌های آبیاری موجود در ایران آبیاری سطحی رایج‌ترین شیوه ی آبیاری است. اما در عین حال این روش یکی از پایین ترین راندمان ها را در ایران دارد. یکی از راه های شناسایی و کنترل عوامل موثر بر عملکرد بهینه آن استفاده از روابط ریاضی و نرم افزارهای شبیه سازی کامپیوتری است. نرم افزار SIRMOD که ترکیبی از سه مدل هیدرودینامیک، اینرسی صفر و موج سینماتیک می باشد، کاربرد زیادی در طراحی و مدیریت آبیاری سطحی دارد. اما علی رغم کاربرد گسترده این مدل در جهان، کمتر در ایران شناخته شده و مورد استفاده قرار گرفته است. بنابراین در تحقیق حاضر با استفاده از آزمایش و داده برداری صحرایی در سال زراعی 92-1391 در محل مزرعه نمونه مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان چهارمحال و بختیاری (منطقه شاه نشین هرچگان از توابع شهرستان شهرکرد- کشت ذرت علوفه ای) نخست مدل های هیدرودینامیک، اینرسی صفر و موج سینماتیک از بسته نرم افزاری SIRMOD مورد بررسی قرار گرفتند و سپس نزدیک ترین حالت به شرایط مزرعه معرفی شد تا توصیه های لازم جهت ارتقای کارآیی سیستم آبیاری سطحی (جویچه ای) صورت گیرد. جهت انجام این تحقیق سه جویچه ایجاد گردید که طول هر کدام براساس بافت خاک و عرف منطقه 50 متر تعیین شد. یکی از جویچه ها به عنوان جویچه اصلی و دوتای دیگر جهت تکرار انتخاب شد. بعد از آماده کردن جویچه ها، عملیات کشت ذرت علوفه ای رقمNS انجام شد. برای اندازه گیری دبی ورودی و خروجی در هر جویچه از فلوم WSC تیپ یک استفاده شد. بافت خاک مزرعه لوم رسی و شیب متوسط 002/0 به دست آمد. در ضمن آبیاری هر سه جویچه توسط سیفون های قوسی شکل انجام پذیرفت. 12 مرحله آبیاری با دور آبیاری بین 7 تا 10 روز انجام شد و آب آبیاری توسط یک چاه نیمه عمیق تامین گردید. بدین منظور پارامترهایی از قبیل خصوصیات فیزیکی خاک مزرعه، عمق توسعه ریشه گیاه، هیدروگراف رواناب ورودی وخروجی، زمان های پیشروی و پسروی و غیره در مزرعه ثبت شدند. همچنین با استفاده از این پارامترها، ضرایب معادله کوستیاکف- لوئیس، عمق آب نفوذ یافته در نقاط مختلف مزرعه و پارامترهای ارزیابی مزرعه مانند راندمان کاربرد آب در مزرعه، درصد تلفات رواناب و نفوذ عمقی و همچنین راندمان یکنواختی محاسبه گردید. سپس داده های لازم جهت اجرای نرم افزار SIRMOD وارد آن گردید و مدل ها اجرا شدند. در مرحله بعد خروجی های مدل با نتایج مزرعه ای متناظرشان مقایسه شد تا نزدیک ترین حالت به شرایط مزرعه معرفی گردد. براساس نتایج به دست آمده، هر سه مدل نرم افزار SIRMOD، پارامترهای راندمان کاربرد آب در مزرعه، راندمان یکنواختی، زمان پسروی، عمق آب نفوذ یافته در نقاط مختلف مزرعه و درصد تلفات رواناب و نفوذ عمقی را با دقت قابل قبولی شبیه سازی کردند اما این مدل ها علی رغم تخمین مناسب زمان پیشروی در نقاط ابتدایی مزرعه، دقت مناسبی در شبیه سازی این پارامتر در نقاط انتهایی مزرعه نداشتند. هر سه مدل موج سینماتیک، اینرسی صفر و هیدرودینامیک، راندمان کاربرد آب در مزرعه را با متوسط خطای 9/8 درصد شبیه سازی نمودند. در نهایت براساس نتایج این تحقیق، توانایی نرم افزار SIRMOD در شبیه سازی بسیاری از پارامترهای نشان دهنده وضعیت مزرعه ذرت تحت آبیاری جویچه ای، در حد قابل قبول به دست آمد. از بین مدل های موجود در بسته نرم افزاری SIRMOD، مدل موج سینماتیک علی رغم ساده سازی های انجام شده در آن عملکرد بهتری نسبت به مدل های اینرسی صفر و مدل هیدرودینامیک داشت.

به منظور بررسی الگوی توزیع شوری خاک تحت کشت در سامانه‌های آبیاری سطحی و بارانی و شبیه‌سازی آن توسط مدلHYDRUS-1D پژوهشی در مزرعه تحقیقاتی دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه چمران اهواز صورت گرفت. بدین منظور ذرت هیبرید سینگل کراس 704 تحت دو سیستم آبیاری بارانی و سطحی در تابستان سال 1391 کشت گردید. سیستم آبیاری بارانی شامل دو خط لترال موازی است و آب رودخانه کارون از یک لترال و آب با شوری پنج دسی‌زیمنس از لترال مقابل پخش می‌شد. فاصله دو خط لترال به پنج قسمت مساوی (پنج سطح شوری S1، S2، S3، S4 و S5 ) در سه تکرار تقسیم شد. در سیستم آبیاری سطحی (جویچه‌ای) زمین به پانزده کرت (پنج تیمار شوری در سه تکرار) تقسیم بندی گردید. مقدار آب آبیاری نیز بر اساس میزان کمبود رطوبت خاک نسبت به ظرفیت زراعی تعیین شد. اعمال تیمارهای شوری بعد از مرحله سه برگی شدن گیاهان انجام ‌گردید. نمونه‌برداری‌ها از خاک در چهار مرحله طی فصل کشت و در چهار عمق (30-0، 60-30، 90-60 و 120-90) سانتی‌متر صورت گرفت و میزان شوری عصاره اشباع آن‌ها مشخص گردید. پس از انجام بررسی‌های آماری نتایج نشان داد در هر دو سیستم آبیاری بارانی و سطحی به مرور زمان به شوری خاک در هر عمق افزورده شد و بیشترین میزان شوری مربوط به لایه 30-0 بود. در کلیه تیمارها میزان شوری در امتداد عمق کاهش می‌یافت. در سیستم آبیاری بارانی الگوی توزیع شوری در خاک بین تیمارهای شوری علاوه بر میزان شوری به یکنواختی پاشش آبپاش‌ها نیز بستگی داشت. متوسط شوری در لایه 30-0 در آبیاری بارانی کمتر از آبیاری سطحی، در لایه 60-30 در هر دو یکسان و در لایه‌های 90-60 و 120-90 در آبیاری بارانی بیشتر از سطحی بوده است. نتایج دور سوم نمونه برداری‌ها توسط مدل HYDRUS-1D شبیه‌سازی گردید. با توجه به ضرایب همبستگی حاصله، این مدل در هر دو سیستم آبیاری، شوری پروفیل خاک را در تمامی تیمارها به نحو نسبتا مطلوبی شبیه‌سازی نمود. در سیستم آبیاری بارانی شوری خاک در تمامی لایه‌ها با ضریب همبستگی بالایی تخمین زده شد اما در سیستم آبیاری سطحی بهترین شبیه‌سازی مربوط به لایه 30-0 بوده و با افزایش عمق از دقت مدل کاسته شد. این مدل به طور کلی میزان شوری را کمتر از مقدار واقعی برآورد کرده است.