موسسه انتشارات دانشگاه تهران تحقیقات آب و خاک ایران 2008-479X 55 11 2025 01 20 Determining the Optimal Irrigation Amount and Salinity in Quinoa (Chenopodium quinoa) by Surface-Response Method تعیین حدود بهینه مقدار و شوری آب آبیاری در کشت کینوا (Chenopodium quinoa) با روش سطح-پاسخ 1981 1999 100307 10.22059/ijswr.2024.377374.669722 FA جلال غریبوند نوترکی گروه مهندسی آب، دانشکده آب و خاک، دانشگاه زابل، زابل، ایران 0009-0007-0754-9556 حلیمه پیری گروه مهندسی آب، دانشکده آب و خاک، دانشگاه زابل، زابل، ایران 0000-0001-9517-3569 پرویز حقیقت جو گروه مهندسی آب، دانشکده آب و خاک، دانشگاه زابل، زابل، ایران 0009-0002-9338-8210 امیر ناصرین گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، ملاثانی، ایران 0000-0002-6311-2478 مهدی اسدی لور گروه مهندسی آب، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران 0000-0002-1065-3895 Journal Article 2024 06 01 Quinoa (Chenopodium quinoa) has been introduced as one of the crops to ensure food security in the world, which can tolerate water and drought stress. However, the cultivation development of quinoa under water and salinity stress in Khuzestan province, Iran, should be based on determining the limits of irrigation water and determining its tolerance to salinity. To achieve this goal, the present research was conducted in a research farm located in Baghmalek city, in the east of Khuzestan province, Iran, at the latitude of 31° 41’ N and longitude of 49° 51’ E during 2022-2023. In this research, the quinoa was grown under pulse drip irrigation. Irrigation water was supplied between 60% and 100% of the water requirement (code -1 to +1) in different plots. Applying salinity treatment with two water sources with salinities of 0.5 and 0.6 dS.m-1. Thus, in the absence of salinity stress (code +1), pulse irrigation was done with three fresh water pulses. In the conditions of full salinity stress (code -1), pulse irrigation was done with three pulses of saline water. Response-surface method was used to determine the optimal amounts of these parameters. The results showed that in the optimal state (Treatment of 60% irrigation and pulse irrigation in the form of fresh water-salt water-fresh water), the dry weight of fodder was equal to 6845.7 and the wet weight of fodder was equal to 24827.9 kg.ha-1. In addition, the percentage of fiber and soluble sugars of fodder reached 0.15 and 10.4%, respectively. It is worth mentioning, the optimal amount of irrigation water was equal to 60% of the water requirement and the pulse method code was equal to zero. Therefore, it is suggested to reach the optimal quantitative and qualitative parameters of quinoa fodder, the pulse irrigation method is done in the form of fresh water-salt water-fresh water and by providing 60% of the water requirement of the quinoa. کینوا (Chenopodium quinoa) یکی از گیاهان زراعی برای تأمین امنیت غذایی در جهان معرفی شده است که شرایط تنش آبی و خشکی را تا حدودی میتواند تحمل کند. لیکن، توسعه کشت آن در شرایط تنش آبی و خشکی در استان خوزستان میبایست براساس تعیین حدود مقادیر آب آبیاری و تعیین  آستانه تحمل به شوری باشد. برای دستیابی به این هدف، پژوهش حاضر در یک مزرعه تحقیقاتی واقع در شهرستان باغملک، در شرق استان خوزستان، در طول جغرافیایی ۴۹ درجه و 51 دقیقه شرقی و عرض جغرافیایی ۳۱ درجه و 41 دقیقه‌ی شمالی در سال زراعی 1402-1401 انجام شد. در این پژوهش، گیاه کینوا تحت آبیاری قطرهای و به صورت پالسی کشت گردید. کفایت آبیاری 60 تا 100 درصدی نیاز آبی (کدهای 1- تا 1+) در کرتهای مختلف انجام شد. تیمارهای شوری آب در دو سطح 5/0 و 0/6 دسیزیمنس بر متر اعمال گردید. بدین صورت که در شرایط عدم تنش شوری (مقدار 1+)، آبیاری پالسی با سه پالس آب شیرین انجام شد.اما در شرایط تنش کامل شوری (کد 1-)، آبیاری پالسی در سه پالس آب شور صورت گرفت. برای تعیین حدود بهینه این پارامترها، از روش سطح-پاسخ استفاده گردید. نتایج نشان داد که در بهینهترین حالت (تیمار 60 درصد آبیاری و پالس آبیاری بهصورت آب شیرین-آب شور-آب شیرین)، وزن خشک و تر علوفه به ترتیب برابر با 7/6845 و 9/24827 کیلوگرم در هکتار به دست آمد. همچنین فیبر و قند محلول علوفه به ترتیب به 0/15 و 4/10 درصد رسیدند. لازم به ذکر است، مقادیر بهینه آب آبیاری برابر با 60 درصد نیاز آبی و مقدار بهینه کد روش پالسی برابر با صفر به دست آمد. لذا پیشنهاد می شود برای رسیدن به پارامترهای بهینه کمی و کیفی علوفهی کینوا، روش آبیاری پالسی به صورت آب شیرین-آب شور-آب شیرین و با تأمین 60 درصد نیاز آبی گیاه کینوا انجام شود. https://ijswr.ut.ac.ir/article_100307_2ee0846f77396487a46ed283a837e235.pdf

موسسه انتشارات دانشگاه تهران تحقیقات آب و خاک ایران 2008-479X 55 11 2025 01 20 Integrated management of water resources in agriculture, drinking and industry using WEAP software (Case study: Qom province) مدیریت یکپارچه منابع آب در بخش‌های کشاورزی، شرب و صنعت با استفاده از نرم‌افزار WEAP (مطالعه موردی: استان قم) 2001 2015 100306 10.22059/ijswr.2024.373550.669675 FA حسین توکلی نکو بخش تحقیقات جنگل ها و مراتع، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان قم، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی،قم 0000-0003-3999-8077 عباس پورمیدانی بخش تحقیقات جنگل ها و مراتع، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان قم، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، قم، ایران 0000-0002-3793-2325 مهدی قمقامی گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکده مهندسی فناوری کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران 0000-0002-2121-2040 Journal Article 2024 03 06 In the conditions of water shortage due to successive droughts or population growth, the management of limited water resources is necessary to increase their efficiency and optimal use, and the management patterns and allocation of water to different sectors should be reviewed. In this research, the water resources evaluation and programming system (WEAP) was used to manage, optimize and simulate water resources in Qom province. The model based on water supply and demand nodes including: urban drinking needs and agricultural irrigation needs as demand nodes and rivers and underground resources as supply nodes for a period of 20 years (2020 to 2039) was designed and implemented. Based on this, four scenarios were defined. The results showed that the policies of the two main management components, i.e. reducing water consumption in the agricultural sector at an annual  rate of two percent and wastewater treatment at an annual  rate of one percent, in addition to meeting the water demand of the province, are able to increase the underground water table at one percent annually. With the implementation of management scenario policies of level "3" at the end of the vision period, water consumption in the agricultural sector has decreased by 50% without reducing the cultivated area or yield, and the efficiency of water consumption has increased by the same amount.  And the aquifer of the province will be restored by 20%. If the current situation (reference scenario) is followed, due to the natural increase in water demand due to the growth of population and industry, even with the upcoming rainy periods, there will be a deficit of about 40% in renewable water resources. در شرایط کمبود آب به‌علت وقوع خشک‌سالی‌های پی‌درپی و یا رشد جمعیت، مدیریت منابع محدود آب برای افرایش بهره‌وری و استفاده بهینه از آنها لازم بوده و الگوهای مدیریتی و تخصیص آب به بخش‌های مختلف باید مورد بازبینی قرار گیرند. در این تحقیق از ﺳﯿﺴﺘﻢ ﺑﺮﻧﺎﻣﻪرﯾﺰی و ارزﯾﺎﺑﯽ منابع آب (WEAP) جهت ﻣﺪﯾﺮﯾﺖ، ﺑﻬﯿﻨﻪﺳﺎزی و ﺷﺒﯿﻪﺳﺎزی ﻣﻨﺎﺑﻊ آب در استان قم استفاده گردید. مدل مبتنی بر گره‌های عرضه و تقاضای آب شامل: نیاز شرب شهری و نیاز آبیاری کشاورزی به عنوان گره‎های تقاضا و رودخانه‌ها و منابع زیرزمینی به عنوان گره‌های عرضه برای دوره 20 ساله (2020 تا 2039) طراحی و بر این اساس چهار سناریو تعریف گردید. نتایج نشان داد، سیاست‌های دو مؤلفه اصلی مدیریتی یعنی کاهش مصرف آب در بخش کشاورزی با نرخ سالانه دو درصد و تصفیه فاضلاب با نرخ سالانه یک درصد قادر است، علاوه بر تأمین تقاضای آبی استان، سفره‌های آب زیرزمینی را با نرخ رشد سالانه یک درصد احیا نماید. با اجرای سیاست‌های سناریوی مدیریتی سطح «3» در انتهای دوره چشم‌انداز، مصرف آب در بخش کشاورزی بدون کاهش سطح زیر کشت یا عملکرد، تا 50 درصد کاهش یافته و بازده مصرف آب به همین میزان افزایش و آبخوان استان به میزان 20 درصد احیا خواهد شد. اگر وضعیت فعلی (سناریوی مرجع) دنبال شود، با توجه به افزایش طبیعی تقاضای آب به دلیل رشد جمعیت و صنعت، حتی با وجود دوره‌های ترسالی پیش‌رو، در منابع آبی تجدیدپذیر حدود 40 درصد کسری ایجاد خواهد شد. https://ijswr.ut.ac.ir/article_100306_14006af3fe7bec64d189b3f4a8bc2002.pdf

موسسه انتشارات دانشگاه تهران تحقیقات آب و خاک ایران 2008-479X 55 11 2025 01 20 Evaluation of the WRF local and regional IFS numerical model in precipitation estimation ارزیابی عملکرد مدل عددی پیش‌بینی بارش محلی WRF و منطقه‌ای IFS در تخمین بارش 2017 2033 100308 10.22059/ijswr.2024.376017.669704 FA سکینه کوهی گروه مهندسی آب، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران 0000-0002-0118-795X اصغر عزیزیان استادیار گروه مهندسی آب/ دانشگاه بین المللی امام خمینی قزوین 0000-0002-6556-2931 محمدسعید نجفی پژوهشکده مطالعات و تحقیقات منابع آب، موسسه تحقیقات آب، وزارت نیرو، تهران، ایران 0000-0002-2333-1641 Journal Article 2024 05 02 In recent years, numerous numerical models have been developed to simulate atmospheric variables such as precipitation. This study aims to assess the efficacy of the Weather Research and Forecasting (WRF) model and the Integrated Forecast System (IFS) numerical system in simulating precipitation within the Poldokhtar Basin. The findings revealed that the WRF model exhibited a stronger correlation with observed precipitation values in the 6-hour time step (The average CC of WRF for the events of 2016 and 2018 is equal to 0.49 and for the IFS system in 2016, 0.43, in 2018, 0.15), whereas the IFS system demonstrated a higher correlation with observational data over longer time steps (The average CC in the 24-hour time step in 2016 and 2018 for the WRF model is 0.72 and 0.60, respectively, and for the IFS system, it is 0.75 and 0.70, respectively). Based on the NRMSE error-index, the average NRMSE in time steps of 6, 12, and 24 hours for the WRF model is 0.98, 0.86, and 0.67 mm (2016), 0.97, 0.72, and 0.75 mm (2018), respectively and for IFS numerical system is 1.01, 0.80 and 0.66 mm (2016) and 1.20, 0.76 and 0.79 mm (2018) respectively. Additionally, in the 24-hour time step, the results from the IFS numerical system closely resembled those obtained from the WRF model. Thus, the model's daily predictions can be utilized with higher confidence levels. It is imperative to note that the implementation of bias correction techniques is essential for mitigating the output errors in numerical weather forecasting models. امروزه مدل‌های عددی بسیاری به منظور شبیه‌سازی تغییرات مؤلفه‌های جوی همچون بارش توسعه داده شده‌اند. پژوهش حاضر با هدف ارزیابی کارایی عملکرد مدل Weather Research and Forecasting (WRF) و سامانه عددی Integrated Forecast System (IFS) در شبیه‌سازی بارش در حوضه پلدختر انجام شده است. نتایج نشان داد که مقادیر بارش شبیه سازی شده توسط مدل WRF در گام زمانی 6 ساعته از همبستگی بیشتری با مقادیر مشاهداتی برخوردار می‌باشد (متوسط شاخص همبستگی WRF برای رخدادهای 2016 و 2018 برابر با 49/0 و برای سامانه IFS در رخداد 2016، 43/0، در رخداد 2018، 15/0). درحالی‌که سامانه IFS در گام‌های زمانی بزرگتر دارای همبستگی بیشتری با داده‌های مشاهداتی است (متوسط شاخص همبستگی در گام زمانی 24 ساعته در رخدادهای 2016 و 2018 برای مدل WRF به‌ترتیب 72/0 و 60/0 و برای سامانه IFS، به‌ترتیب 75/0 و 70/0 می‌باشد). براساس شاخص خطای NRMSE، متوسط مقدار خطا در گام‌های زمانی 6، 12 و 24 ساعته برای مدل WRF به‌ترتیب 98/0، 86/0 و 67/0 میلی‌متر (رخداد 2016)، 97/0، 72/0 و 75/0 میلی‌متر (رخداد 2018) و برای سامانه عددی IFS به‌ترتیب 01/1، 80/0 و 66/0 میلی‌متر (رخداد 2016) و 20/1، 76/0 و 79/0 میلی‌متر (رخداد 2018) می‌باشد. همچنین در گام زمانی 24 ساعته نتایج حاصل از سامانه عددی IFS نیز تقریباً مشابه نتایج حاصل از اجرای مدل WRF می‌باشد. بنابراین، می‌توان از پیش‌بینی‌های این مدل‌ها در گام زمانی روزانه بهره برد. البته ذکر این نکته نیز ضروری است که کاربرد روش تصحیح اریبی با هدف کاهش خطای خروجی مدل‌های عددی پیش‌بینی جوی ضروری است. https://ijswr.ut.ac.ir/article_100308_bcf781ba6c753521d3591887e7be7ace.pdf

موسسه انتشارات دانشگاه تهران تحقیقات آب و خاک ایران 2008-479X 55 11 2025 01 20 Modeling of Drained Lands of Sugarcane Crop in Hakim Farabi Khuzestan Agro-Industry Using the Perspective of Water-Environment-Food Nexus مدل‌سازی اراضی زهکشی‌شده محصول نیشکر در کشت و صنعت حکیم فارابی خوزستان با استفاده از دیدگاه پیوند آب-محیط‌زیست-غذا 2035 2055 100309 10.22059/ijswr.2024.378717.669745 FA محمد هوشمند گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تهران، تهران، ایران 0000-0002-9139-2817 حامد ابراهیمیان گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تهران، تهران، ایران 0000-0002-7338-4872 تیمور سهرابی گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تهران، تهران، ایران 0000-0001-7571-4604 حامد نوذری گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران 0000-0002-9890-212X عبدعلی ناصری گروه آبیاری و زهکشی، دانشکده مهندسی آب و محیط زیست، دانشگاه شهید چمران، اهواز، ایران 0000-0002-5833-5802 Journal Article 2024 07 01 Sugarcane is a plant that has the most water requirement in the summer when the least rainfall occurs, and there is a need to irrigate this plant. In this research, the simulation and modeling of sugarcane cultivation with a focus on the water-environment-food nexus, utilizing the system dynamics approach, have been conducted at the Hakim Farabi Khuzestan Agro-Industry Company. This research was modeled using Vensim software. The model is an integrated and interconnected simulation of water consumption, product production, drainage water volume, salinity, and soil salinity. The information of three years 2015 to 2017 was used for calibration and the information of two years 2018 to 2019 was used to validate the model. MAE, MBE, and MAPE statistical parameters were used to evaluate the model results. The modeling results showed that the model has high accuracy in the calibration period with an MAE index of 6.31 ton/ha for crop yield, 53.56 mm for water drainage volume, 1.21 dS/m for water drainage salinity, and 0.09 dS/m for soil salinity. Also, the results of the same index in the validation period, which were 3.04 ton/ha for crop yield, 48.76 mm for water drainage volume, 1.11 dS/m for water drainage salinity, and 0.04 dS/m for soil salinity, indicate that the model is highly accurate in simulating the existing conditions. The highest water productivity was achieved at a rate of 3.75 kg/m³ in 2019. نیشکر گیاهی است که بیشترین نیاز آبی خود را در فصل تابستان دارد که کمترین ریزش‌های جوی اتفاق می‌افتد و نیاز به آبیاری این گیاه وجود دارد. در این پژوهش شبیه‌سازی و مدل‌سازی کشت گیاه نیشکر با  دیدگاه پیوند آب – محیط‌زیست – غذا و با رویکرد پویایی سیستم در شرکت کشت و صنعت حکیم فارابی خوزستان انجام شد. مدل سازی این پژوهش در محیط نرم افزار Vensim انجام گردید. مدل ایجاد شده یک مدل یکپارچه و به‌هم پیوسته بوده که شامل بخش‌های شبیه‌سازی آب مصرفی، تولید محصول، حجم و شوری زهاب و شوری خاک است. از اطلاعات سه سال 1395 تا 1397 برای واسنجی و از اطلاعات دو سال 1398 تا 1399 برای صحت‌سنجی مدل استفاده گردید. برای ارزیابی نتایج مدل از پارامترهای آماری MAE، MBE و MAPE استفاده شد. نتایج مدل‌سازی نشان داد که مدل در دوره واسنجی با شاخصMAE برابر با 31/6 تن بر هکتار برای عملکرد محصول، 56/53 میلی‌متر برای حجم زهاب، 21/1 دسی‌زیمنس بر متر برای شوری زهاب و 09/0 دسی‌زیمنس بر متر برای شوری خاک از دقت بالایی برخوردار است. همچنین نتایج همین شاخص در دوره صحت‌سنجی که برابر با 04/3 تن بر هکتار برای عملکرد محصول، 76/48 میلی‌متر برای حجم زهاب، 11/1 دسی زیمنس بر متر برای شوری زهاب و 04/0 دسی‌زیمنس بر متر برای شوری خاک بود نشان داد که مدل از دقت نسبتا بالایی در شبیه‌سازی شرایط موجود برخوردار است. همچنین بیشترین بهره‌وری آب به میزان 75/3 کیلوگرم بر مترمکعب، در سال‌ 1398به‌دست آمد. https://ijswr.ut.ac.ir/article_100309_d709ac8e1ed393d036c895d239d825a4.pdf

موسسه انتشارات دانشگاه تهران تحقیقات آب و خاک ایران 2008-479X 55 11 2025 01 20 The impact of magnetized water under combined drought and salinity stress conditions on the qualitative performance of strawberries تاثیر آب مغناطیسی‌شده در شرایط هم‌زمان تنش خشکی و شوری بر عملکرد کیفی توت‌فرنگی 2057 2074 100310 10.22059/ijswr.2024.380984.669780 FA مجتبی خوش‌روش گروه مهندسی آب، دانشکده مهندسی زارعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران. 0000-0001-8635-3322 مسعود پورغلام آمیجی گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران. 0000-0002-8691-000X رضا نوروز ولاشدی گروه مهندسی آب، دانشکده مهندسی زارعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران. 0000-0003-1543-0866 هادی ئیلاقی آزمایشگاه تحقیقاتی مشترک بین‌المللی کشاورزی و ایمنی محصولات کشاورزی، آزمایشگاه کلیدی ژنومیک و اصلاح مولکولی، جیانگسو، چین. 0009-0004-7092-3019 Journal Article 2024 08 16 Given the increasing population and the growing demand for food, the development of agriculture is essential. Due to the limitations of water resources, managing water in agriculture is highly important and should be considered at every stage of agricultural production. This study conducted the experiment in a factorial design within a randomized complete block design with three replications. The irrigation factor was tested at three levels (100% FI (I1), 80% FI (I2), and 60% FI (I3)), and water salinity at three levels (well water (S1), 20 mM or 2.52 dS/m sodium chloride (S2), and 40 mM or 5.06 dS/m sodium chloride (S3)) in two conditions: non-magnetized (W1) and magnetized (W2) water. The effects of irrigation levels, salinity, and the type of irrigation water on the quality characteristics of strawberry fruit, including total protein, chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll, total soluble solids, titratable acidity, vitamin C, and sugar content, were examined. The analysis of variance results showed that all factors had a significant impact on the quality characteristics of strawberry fruit at the (p<0.01). Among the different irrigation levels, the highest amounts of total protein, chlorophyll a, chlorophyll b, and total chlorophyll were 5.09, 2.39, 1.05, and 3.44 mg per gram, respectively, in the 100% irrigation treatment, while among the different salinity levels, these values were 5.13, 2.49, 1.11, and 3.61 mg per gram, respectively, in the well water treatment. Magnetized water also had a significant effect at the 1% probability level on the quality characteristics of strawberry fruit. با توجه به افزایش جمعیت و نیاز روزافزون به غذا، توسعه کشاورزی امری ضروری است. بر اساس محدودیت منابع آبی، مدیریت منابع آب در کشاورزی بسیار حائز اهمیت است و باید در تمامی مراحل تولید کشاورزی مورد توجه قرار گیرد. در این پژوهش، آزمایش به صورت فاکتوریل و در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار اجرا شد. فاکتور آبیاری در سه سطح (100 درصد FI (I1)، 80 درصد FI (I2) و 60 درصدFI (I3) ) و شوری آب در سه سطح (آب چاه (S1)، 20 میلی‌مولار یا 52/2 دسی‌زیمنس بر متر کلرید سدیم (S2) و 40 میلی‌مولار یا 06/5 دسی‌زیمنس بر متر کلرید سدیم (S3)) در دو حالت غیر مغناطیس (W1) و مغناطیس (W2) آزمایش شد. اثرات سطح آبیاری، شوری و نوع آب آبیاری بر خصوصیات کیفی میوه توت‌فرنگی شامل پروتئین کل، کلروفیل  a، کلروفیل b، کلروفیل کل، مواد جامد محلول کل، اسیدیته قابل تیتراسیون، ویتامین C و درصد قند مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که تمامی عوامل در سطح احتمال 1 درصد بر خصوصیات کیفی میوه توت‌فرنگی تاثیر معنی‌داری داشته‌اند. در بین سطوح مختلف آبیاری، بیشترین میزان پروتئین کل، کلروفیل a، کلروفیل b و کلروفیل کل به‌ترتیب برابر 09/5، 39/2، 05/1 و 44/3 میلی‌گرم بر گرم در تیمار 100 درصد آبیاری و در بین سطوح مختلف شوری نیز به‌ترتیب 13/5، 49/2، 11/1 و 61/3 میلی‌گرم بر گرم در تیمار آب چاه به‌دست آمد. آب مغناطیسی نیز افزایش معنی‌داری در سطح احتمال 1 درصد بر خصوصیات کیفی میوه توت‌فرنگی داشت. پیشنهاد می‌شود که برای کاهش اثرات منفی شوری بر گیاهان، از ترکیبی از آب مغناطیسی و تنظیم سطح آبیاری استفاده شود. این ترکیب ممکن است به کاهش اثرات منفی شوری کمک کرده و در عین حال بهره‌وری آب در کشاورزی را افزایش دهد.  https://ijswr.ut.ac.ir/article_100310_268c2fe7a25b540c59329d7d2738d079.pdf

موسسه انتشارات دانشگاه تهران تحقیقات آب و خاک ایران 2008-479X 55 11 2025 01 20 Investigating the quantity-intensity (Q/I) parameters of potassium in soil influenced by the addition of minerals and humic acid بررسی پارامترهای کمیت-شدت (Q/I) پتاسیم در خاک تحت تأثیر افزودن مواد معدنی و اسید هیومیک 2075 2090 100561 10.22059/ijswr.2024.380980.669781 FA شبنم جلیلیان گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران 0000-0002-1006-6148 فرانک رنجبر گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران 0000-0002-2648-4969 Journal Article 2024 08 18 This study was conducted to investigate the effect of using bentonite, vermiculite and zeolite saturated by sodium and calcium with and without humic acid on the parameters of potassium quantity-intensity relationship in a loamy soil based on a completely random design. The amendments saturated by calcium and sodium were added separately to 400-g soil samples at the rate of 1% and 2% (w/w). For each treatment containing mineral amendment, two levels of humic acid application (0 and 0.5% w/w) were considered. After the end of a two-month incubation, adsorption isotherm tests were performed using solutions containing concentrations of 0.3, 0.6, 1.2, 1.8, 2.4, 2.7, and 3 mM potassium chloride and 10 mM calcium chloride and Q/I parameters were obtained. The highest and lowest values of AReK were related to 1% Ca-Z and 2% Na-B + 0.5% HA treatments, respectively. There was a negative and significant correlation between AReK and PBCK and CEC. The PBCK varied in the range of 59.4-174.1 (cmolc kg-1) (mol L-1)-1.2 and the highest and lowest values were obtained in 2% Na-Z + 0.5% HA and 1% Ca-B treatments, respectively. The highest values of K0, KX, and KL were obtained in 1% Na-Z + 0.5% HA treatment. The free energy of potassium exchange in treatments containing amendments saturated by sodium along with humic acid was greater than other treatments. The highest and lowest values of Gapon selectivity coefficient were obtained in 2% Na-Z + 0.5% HA and 1% Ca-B treatments, respectively. The PBCK decreased in 1% Ca-B, 2% Ca-B, 1% Ca-V, and 1% Ca-Z treatments compared to the control. These treatments have less power than the control in regulating the intensity factor during the discharge of soluble potassium. Therefore, they can be beneficial for the quick supply of potassium to the plant. However, they are weaker than the untreated soil in maintaining and providing potassium in the long term. این مطالعه با هدف بررسی تأثیر کاربرد بنتونیت، ورمی‌کولیت و زئولیت اشباع شده با سدیم و کلسیم با و بدون اسید هیومیک بر پارامترهای رابطه کمیت-شدت پتاسیم در یک خاک لومی بر اساس طرح کاملاً تصادفی انجام گرفت. اصلاح کننده‌های اشباع ‌شده با کلسیم و سدیم به طور جداگانه به مقدار 1 و 2 درصد جرمی به نمونه‌های‌ 400 گرمی خاک اضافه شدند. برای هر تیمار حاوی اصلاح کننده معدنی، دو سطح کاربرد اسید هیومیک (0 و 5/0 درصد جرمی) در نظر گرفته شد. پس از پایان انکوباسیون دو ماهه، آزمایش‌های همدمای جذب با استفاده از محلول‌های همدما حاوی غلظت‌های 3/0، 6/0، 2/1، 8/1، 4/2، 7/2 و 3 ‌میلی‌مولار کلرید پتاسیم و 10 ‌میلی‌مولار کلرید کلسیم انجام شد و پارامترهای Q/I به دست آمدند. بیشترین و کمترین مقدار پارامتر AReK به ترتیب مربوط به تیمارهای 1% Ca-Z و 2% Na-B + 0.5% HA بود. همبستگی منفی و معنی‌داری بین AReK و PBCK و CEC وجود داشت. پارامتر PBCK در دامنه 1/174-4/59 (cmolc kg-1) (mol L-1)-1/2 متغیر بود و بیشترین و کمترین مقدار به ترتیب در تیمارهای 2% Na-Z + 0.5% HA و 1% Ca-B به دست آمد. بیشترین مقدار K0، KX و KL در تیمار 1% Na-Z + 0.5% HA به دست آمد. انرژی آزاد تبادل پتاسیم در تیمارهای حاوی اصلاح کننده‌های سدیمی همراه با اسید هیومیک نسبت به سایر تیمارها بزرگتر بود. بیشترین و کمترین مقدار ضریب انتخاب‌پذیری گاپون به ترتیب مربوط به تیمارهای 2% Na-Z + 0.5% HA و 1% Ca-B بود. تیمارهای 1% Ca-B، 2% Ca-B، 1% Ca-V و 1% Ca-Z موجب کاهش PBCK نسبت به شاهد شدند. این تیمارها قدرت کمتری نسبت به خاک شاهد در تنظیم شدت پتاسیم به هنگام تخلیه پتاسیم محلول دارند. بنابراین، می‌توانند برای تأمین سریع پتاسیم برای گیاه سودمند باشند، اما در تأمین پایدار آن، ضعیف‌تر از خاک تیمار نشده عمل می‌کنند.   https://ijswr.ut.ac.ir/article_100561_15e03bfcc391047f952662068701de99.pdf

موسسه انتشارات دانشگاه تهران تحقیقات آب و خاک ایران 2008-479X 55 11 2025 01 20 Optimizing rainfed barley production by using nitrogen fertilizer and growth regulators in Khorram Abad and Poldokhtar agro-ecosystems بهینه‌‌سازی تولید جو دیم با کاربرد کود نیتروژن و تنظیم کننده‌های رشدی در اگرواکوسیستم‌های خرم آباد و پلدختر 2091 2107 100668 10.22059/ijswr.2024.380069.669768 FA سعیده فولادوند گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشکده کشاورزی دانشگاه ایلام، ایلام، ج. ا. ایران. 0009-0006-2406-4799 نصرت اله عباسی استادیار گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام 0000-0002-5426-4605 فرشته دارابی گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشکده کشاورزی دانشگاه ایلام، ایلام، ج. ا. ایران 0009-0005-2581-9826 بهروز میر دکتری زراعت، سازمان جهاد کشاورزی استان لرستان، ج. ا. ایران. 0009-0001-8314-299X Journal Article 2024 07 29 The simultaneous application of nitrogen fertilizer and growth regulators in rainfed conditions improves plant growth and development parameters. For this reason, research was conducted in two regions in the crop years of 2022-2023 in Poldokhtar and Khorram Abad cities. The experiment was carried out as a factorial design in the form of a basic randomized complete block design with three replications. The first factor includes four levels of nitrogen chemical fertilizers, including 0, 50, 100 and 150 kg.h-1 urea, and the second factor was foliar application of blank (spraying solution with distilled water), paclobutrazol (120 mg/liter), spermidine (1 mM), and chlormequat chloride (three grams per liter). The highest seed yield was observed in the treatment of 100 kg.h-1nitrogen fertilizer and paclobutrazol foliar spraying at the rate of 2686.4 kg/ha, and the lowest rate was obtained in the absence of nitrogen fertilizer and no foliar spraying at the rate of 1284.8 kg/ha. The highest protein yield was observed in the treatment of 100 kg.h-1 nitrogen fertilizer and paclobutrazol foliar spraying at the rate of 313.25 kg.h-1. The highest total chlorophyll was observed in the treatment of 100 kg.h-1 nitrogen fertilizer and paclobutrazol foliar spraying at the rate of 10.38 mg/g of fresh weight. According to the results of this study, the use of nitrogen fertilizer and foliar application of growth regulators can significantly improve the growth, yield and photosynthetic pigments of barley in rainy conditions. کاربرد همزمان کود نیتروژن و تنطیم‌کننده‌های رشد در شرایط دیم سبب بهبود پارامترهای رشد و نمو گیاه می‌شود. به همین دلیل پژوهشی در سال زراعی 1401-1402 در دو منطقه شهرستان پلدختر و خرم آباد انجام شد. آزمایش به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوک‌های کامل تصادفی  با 3 تکرار اجرا شد. فاکتور اول شامل چهار سطح کود شیمیایی نیتروژن شامل (شاهد، 50، 100 و 150 کیلوگرم در هکتار اوره) و فاکتور دوم تنظیم کننده‌های رشد شامل شاهد (محلول پاشی با آب مقطر)، پاکلوبوترازول (120 میلی‌گرم در لیتر)، اسپرمیدین (1 میلی‌مولار) و کلرمکوات کلراید (سه گرم در لیتر) ) بود. بیشترین عملکرد دانه در تیمار 100 کیلوگرم در هکتار کود نیتروژن و محلول پاشی پاکلوبوترازول به میزان 4/2686 کیلوگرم در هکتار مشاهده شد و کمترین میزان در عدم مصرف کود نیتروژن و عدم محلول پاشی به میزان 8/1284 کیلوگرم در هکتار بدست آمد. بیشترین عملکرد پروتئین در تیمار 100 کیلوگرم در هکتار کود نیتروژن و محلول‌پاشی پاکلوبوترازول به میزان 25/313 کیلوگرم در هکتار مشاهده شد. نتایج نشان داد بیشترین کلروفیل کل در تیمار 100 کیلوگرم در هکتار کود نیتروژن و محلول پاشی پاکلوبوترازول به میزان 38/10 میلی‌گرم بر گرم وزن تر مشاهده شد. به طور کلی، استفاده از 100 کیلوگرم در هکتار کود نیتروژن و محلول پاشی پاکلوبوترازول می‌تواند بهبود قابل توجهی در رشد، عملکرد و رنگیزه‌های فتوسنتزی جو در شرایط دیم داشته باشد.  https://ijswr.ut.ac.ir/article_100668_08d30876d31a4a32911e27cc0182b2ee.pdf

موسسه انتشارات دانشگاه تهران تحقیقات آب و خاک ایران 2008-479X 55 11 2025 01 20 The Removal of Methylene Blue from Aqueous Solutions Using CuFe2O4/PVP Nanocomposite: An Experimental and Theoretical Study حذف متیلن بلو از محلول‌های آبی توسط نانوکامپوزیت CuFe2O4/PVP: مطالعه آزمایشگاهی و نظری 2109 2124 100555 10.22059/ijswr.2024.379082.669764 FA محبوبه سلیمانی فرد گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه گلستان، گرگان 0009-0001-1259-6134 نرگس صمدانی لنگرودی گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه گلستان، گرگان، ایران 0000-0002-3560-0810 مسعود جوان گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه گلستان، گرگان، ایران 0000-0002-5192-1374 علی اکبر دهنوخلجی گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه گلستان، گرگان، ایران 0000-0002-8362-5158 Journal Article 2024 07 26  Colors are one of the major environmental pollutants that lead to ecological problems. Methylene blue cationic dye with a complex aromatic structure is one of the most common dyes for coloring silk, cotton, and wool. In this study, CuFe2O4/PVP nanocomposite was synthesized as an adsorbent for the adsorption of methylene blue from aqueous solutions and was characterized using IR, XRD, and SEM techniques. The study also examined the effects of pH, contact time, and adsorbent mass on the dye's adsorption efficiency. The maximum adsorption efficiency of methylene blue was achieved at a pH of 12, with a contact time of 90 minutes and an adsorbent mass of 1 gram, resulting in an efficiency of approximately 65%. Kinetic studies of the adsorption process were also conducted by applying two models. Kinetic studies demonstrated that the adsorption of methylene blue onto the CuFe₂O₄/PVP nanocomposite conformed well to a pseudo-second-order kinetic model. Density functional theory (DFT) simulations explored methylene blue's interactions and potential adsorption of methylene blue onto the adsorbent. DFT simulations confirmed the stability of methylene blue adsorption on the nanocomposite surface, with binding energies ranging from 0.831 to 0.971 eV. The adsorption of methylene blue also reduced the energy gap, indicating easier electron transmission. رنگ‌ها از بزرگ‌ترین آلاینده‌های محیط زیست هستند که منجر به بروز مشکلات زیست محیطی می‌شوند. رنگ کاتیونی متیلن بلو با ساختار آروماتیکی پیچیده از جمله کاربردی‌ترین ماده رنگی است که برای رنگ آمیزی ابریشم، پنبه و پشم به‌کار می‌رود. در این مطالعه ابتدا نانوکامپوزیت CuFe2O4/PVP به‌عنوان جاذب به‌منظور جذب سطحی متیلن بلو از محیط آبی سنتز شده و خصوصیات آن با روش‌های IR، XRD و SEM بررسی گردید. اثر متغیر‌های pH ، زمان تماس و مقدار جاذب بر روی راندمان جذب رنگ بررسی شد. حداکثر راندمان جذب متیلن بلو در pH  برابر با 12، زمان تماس 90 دقیقه و با مقدار جاذب 1 گرم در حدود 65 درصد حاصل شد. همچنین مطالعات سینتیکی فرایند جذب با به کار بردن دو مدل سینتیکی صورت گرفت. سینتیک جذب متیلن بلو توسط نانوکامپوزیت CuFe2O4/PVP  به خوبی با مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم مطابقت دارد. علاوه بر آزمایش‌ها، شبیه‌سازی‌های تئوری تابعی چگالی دقیق (DFT) با موفقیت برای بررسی فعل و انفعالات و جذب احتمالی متیلن بلو  بر روی جاذب مورد استفاده قرار گرفت. مطالعات مبتنی بر نظریه تابعی چگالی نشان داد که جذب متیلن بلو روی سطح جاذب CuFe2O4/PVP به‌صورت پایدار است و انرژی پیوندی آن با جاذب در حدود 831/0 تا 971/0 الکترون ولت است. جذب این رنگ میزان شکاف انرژی را کاهش داده و  بنابراین نقل و انتقالات الکترون‌ آسان‌تر  انجام می‌شود.   https://ijswr.ut.ac.ir/article_100555_0cd4e2373f14ec5dbd38962f20d921c3.pdf

موسسه انتشارات دانشگاه تهران تحقیقات آب و خاک ایران 2008-479X 55 11 2025 01 20 The effect of land use change on some biological characteristics of soil in the rangelands of Sohrein region, Zanjan province اثر تغییر کاربری روی برخی مشخصه‌های زیستی خاک در مراتع منطقه سهرین استان زنجان 2125 2143 100554 10.22059/ijswr.2024.378382.669739 FA امیر حسین معصومی تبار زنجانی گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران 0009-0002-8549-8567 ستاره امانی فر گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران 0000-0001-9260-7069 محمد صادق عسکری گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران 0000-0002-2110-0217 اکبر حسنی گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران 0000-0003-4868-1629 Journal Article 2024 06 23 Nowadays, vast areas of rangelands have undergone land use changes, which can seriously threaten the fate of soil ecosystem health. In this research, the effect of land use change on some biological characteristics of soil was studied in the rangelands of the Sohrein region in Zanjan province. A factorial experiment in a completely randomized design was conducted, and 24 soil samples were collected from three land uses: rangeland areas, areas converted from rangeland to farmlands less than ten years ago, and areas converted over 30 years ago at two depths 0-15 and 15-30 cm. The results showed that basal soil microbial respiration, substrate-induced respiration, microbial biomass, activities of urease, acid and alkaline phosphatase enzymes, soil organic matter, total nitrogen, available phosphorus, carbon to nitrogen ratio, and microbial quotient were higher in rangelands compared to other land uses. The population of phosphate-solubilizing microorganisms was higher in farmlands with more than 30 years of cultivation than in other land uses. Higher values of metabolic and microbial respiration quotients, which indicate ecological disorders, were observed in farmlands with less than ten years of cultivation. As a result, changes in land use have put pressure on ecosystem performance, leading to a decline in soil biological quality. In the long term, the conversion of rangelands to agricultural lands has improved soil biological conditions, although there remains a notable deviation from its original and ideal state. امروزه اراضی مرتعی وسیعی تغییر کاربری یافته‌اند که این تغییرات تهدیدی جدی برای سلامت زیست‌بوم خاک محسوب می‌شوند. در این پژوهش اثر تغییر کاربری روی برخی مشخصه‌های زیستی خاک در مراتع منطقه سهرین استان زنجان مورد مطالعه قرار گرفت. آزمایشی فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی اجرا شد و 24 نمونه‌ خاک از سه منطقه شامل اراضی با کاربری مرتع، اراضی که در کمتر از 10 سال گذشته از مرتع به کشاورزی تغییر کاربری یافته-اند و اراضی که بیش از 30 سال از مرتع به کشاورزی تغییر کاربری یافته‌اند از دو عمق صفر تا 15 و 15 تا 30 سانتی‌متر جمع‌آوری شدند. نتایج نشان داد که تنفس پایه میکروبی خاک، تنفس تحریک شده با بستره، زیست‌توده میکروبی، میزان فعالیت آنزیم‌های اوره‌آز، فسفاتاز اسیدی و قلیایی، ماده آلی، نیتروژن کل، فسفر قابل جذب، نسبت کربن به نیتروژن و سهم میکروبی در اراضی مرتعی بیش از سایر کاربری‌ها بود. جمعیت ریزجاندارن حل‌کننده فسفات در کاربری کشاورزی (کشت بیش از 30 سال) بیشتر از سایر کاربری‌ها بود. مقادیر بالاتری از سهم متابولیک و سهم تنفس میکروبی که نشان‌دهنده اختلال در زیست‌بوم خاک هستند در کاربری کشاورزی با تاریخچه تغییر کاربری کمتر از 10 سال مشاهده شد. بنابراین، تغییر کاربری اراضی سبب تحت فشار قرار دادن عملکرد زیست‌بوم شده و درنتیجه کاهش کیفیت زیستی خاک را به همراه دارد. در بلند‌مدت با تغییر کاربری از مرتع به کشاورزی وضعیت زیستی خاک بهبود یافت؛ اما همچنان با وضعیت پایه‌ و ایده‌آل خود تفاوت قابل‌توجهی نشان می‌دهد. https://ijswr.ut.ac.ir/article_100554_e2a038863417f69e0faaab30683eb5e5.pdf

موسسه انتشارات دانشگاه تهران تحقیقات آب و خاک ایران 2008-479X 55 11 2025 01 20 Development of an artificial neural network-based model for estimating the active iron content in grape leaves توسعه یک مدل مبتنی بر شبکه عصبی مصنوعی برای تخمین میزان آهن فعال در برگ انگور 2145 2156 100553 10.22059/ijswr.2024.377062.669720 FA شبنم فیروزی گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران. 0009-0000-1198-9510 ابراهیم سپهر گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران 0000-0001-5843-0669 آیدین ایمانی گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران 0000-0002-0029-3777 سلیمان حسین پور استادیار گروه مهندسی ماشینهای کشاورزی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران 0000-0002-0572-3932 Journal Article 2024 05 26 Iron is an essential element in the growth process of plants and plays a crucial role in chlorophyll production. Iron deficiency is a serious limitation in vineyards that can significantly affect both the yield and the quality of the crop. The use of modern methods such as digital image processing not only increases precision but also reduces the need for costly and time-consuming laboratory testing, thereby lowering costs and speeding up data-driven decision-making processes in orchard management. The aim of this study is to develop a system based on image processing and neural networks to estimate the active iron content in grape leaves. For this purpose, 55 leaf samples with different levels of iron deficiency were collected and analyzed from vineyards around Urmia. The total and active iron content in the samples was measured using atomic absorption spectroscopy and the leaves were photographed and processed under controlled light conditions. Statistical features were extracted from the images and their correlation with active and total iron content was analyzed. Finally, the best features were used to predict iron content using a multilayer artificial neural network. The results of the linear regression show that active iron correlates with the R, G, H, and S color channels with coefficients of 0.64, 0.58, 0.54, and 0.45, respectively, and that total iron does not correlate with the changes in leaf color. The neural network with an optimized structure of 8-9-1 was able to predict the data from the atomic absorption device with an accuracy of 0.83, 0.88, and 0.84 for training, test, and all data, respectively. In summary, image processing can be effectively and reliably used as a tool for optimal plant nutrition management and rapid diagnosis of iron deficiency. آهن یک عنصر ضروری در فرآیند رشد گیاهان است که نقش حیاتی در تولید کلروفیل دارد. کمبود آهن یکی از محدودیت‌های جدی در باغ‌های انگور است که می‌تواند عملکرد و کیفیت محصول را به طور قابل توجهی تحت تاثیر قرار دهد. استفاده از روش‌های نوین مانند پردازش تصویر دیجیتال، علاوه بر دقت بالا، با کاهش نیاز به انجام آزمایش‌های گران‌قیمت و وقت‌گیر آزمایشگاهی، موجب کاهش هزینه‌ها و تسریع فرایند تصمیم‌گیری مبتنی بر داده در مدیریت باغ می‌شود. هدف این مطالعه توسعه یک سامانه مبتنی پردازش تصویر و شبکه عصبی برای تخمین آهن فعال موجود در برگ گیاه انگور است. بدین منظور، 55 نمونه برگ با سطوح مختلف کمبود آهن از باغ‌های اطراف شهرستان ارومیه جمع‌آوری و مورد آزمایش قرار گرفت. میزان آهن کل و آهن فعال در نمونه‌ها با استفاده از روش جذب اتمی اندازه‌گیری شده و تصاویر برگ‌ها در شرایط نوری کنترل شده ثبت و مورد پردازش قرار گرفتند. ویژگی‌های آماری از تصاویر استخراج و همبستگی آنها با مقادیر آهن فعال و آهن کل مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت ویژگی‌های برتر برای پیش‌بینی میزان آهن با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی چند لایه استفاده شد. نتایج رگرسیون خطی نشان داد که میزان آهن فعال برگ با مولفه‌های رنگی R، G، H و S به ترتیب دارای همبستگی 64/0، 58/0 و 54/0 و 45/0 است ولی مقدار آهن کل دارای همبستگی با تغییرات رنگ برگ نیست. مدل شبکه عصبی با ساختار بهینه 1-9-8 قادر به پیش‌بینی داده‌های بدست آمده از دستگاه جذب اتمی با دقت 83/0، 88/0 و 84/0 به‌ترتیب برای داده‌های آموزش، تست و کل داده‌ها بود. در نهایت می‌توان نتیجه گرفت که روش پردازش تصویر به عنوان یک ابزار موثر و قابل اعتماد در مدیریت بهینه تغذیه گیاهان و تشخیص سریع کمبود آهن می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. https://ijswr.ut.ac.ir/article_100553_78b6e39336f2cc0745a2944f919541a4.pdf

موسسه انتشارات دانشگاه تهران تحقیقات آب و خاک ایران 2008-479X 55 11 2025 01 20 Demarcation modeling of erosional and depositional surfaces with soil characteristics and remote sensing (RS) مدل‌سازی افرازی سطوح فرسایش و رسوب بر مبنای خصوصیات خاک سطحی با استفاده از داده‌های سنجش از دور (RS) 2157 2172 100558 10.22059/ijswr.2024.380085.669769 FA میترا یاراحمدی گروه خاکشناسی دانشکده کشاورزی دانشگاه شهید چمران اهواز 0009-0004-7418-6394 عطااله خادم الرسول دانشیار گروه خاکشناسی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، ایران 0000-0003-0789-5807 هادی عامری خواه مربی گروه خاکشناسی دانشکده کشاورزی دانشگاه شهید چمران اهواز 0000-0003-2179-4906 Journal Article 2024 07 30  Nowadays demarcation and classification models based on remote sensing are widely used for classification processes and land changes. In this research, the efficiency of demarcation models to evaluate erosional and depositional regions investigated. The study area of Zahirieh in Khuzestan province, with an approximate area of 7100 hectares, was divided into erosional, depositional, and stable areas based on satellite images and field surveys. Then soil sampling was done from erosional and depositional surfaces. The physical and chemical parameters of the soil including soil texture components, bulk density, organic matter, phosphorus, lime, electrical conductivity, pH and soil gypsum were measured. In order to evaluate the reflective characteristics of erosional and depositional surfaces, bands and indices extracted from Landsat 8 images of 2022. Moreover, the efficiency of supervised algorithms was performed using Kappa coefficient and overall accuracy. The results of the average comparison test depicted that the percentage of soil clay with 9.37 for erosional surfaces and 14.74 for depositional surfaces and gypsum with mean of 14.68 for erosional and 6.2 for depositional surfaces has a significant difference (5%) between erosional and depositional surfaces therefore, they can be used as parameters to separate surfaces, but for other parameters, no significant difference was observed. The results showed that BI, SI and NDSI indices can be effectively used to distinguish eroded surfaces from depositional surfaces. استفاده از مدل‌های افرازسازی و طبقه‌بندی مبتنی بر سنجش از دور به شکل گسترده‌ای  به منظور طبقه‌بندی و بررسی تغییرات وضعیت اراضی در حال افزایش است. در این پژوهش کارایی کاربرد و  ایجاد مدل‌های افرازی و طبقه‌بندی اراضی در معرض فرسایش و رسوب مورد بررسی قرار گرفته است. در پژوهش حاضر منطقه‌ی مطالعاتی ظهیریه در استان خوزستان با وسعت تقریبی 7100 هکتار با بهره‌گیری از تصاویر ماهواره‌ای و بررسی‌های میدانی به عرصه‌های فرسایشی، رسوبی و پایدار تقسیم شد و نمونه‌برداری خاک از سطوح فرسایشی و رسوبی صورت پذیرفت. پارامترهای فیزیکوشیمیایی خاک شامل اجزاء متشکله بافت خاک، جرم مخصوص ظاهری، ماده آلی، فسفر، آهک، هدایت الکتریکی، pH و مقدار گچ خاک اندازه‌گیری شد. برای ارزیابی ویژگی‌های بازتابی سطوح فرسایش یافته و رسوبی در منطقه‌ی مطالعاتی از باندها و شاخص‌های مستخرج از تصاویر لندست 8 سال 2022 استفاده شد. امکان تفکیک سطوح فرسایشی و رسوبی با بهره‌گیری از الگوریتم‌های طبقه‌بندی نظارت شده و ارزیابی کارایی آن‌ها توسط ضریب کاپا و صحت کلی انجام شد. نتایج آزمون مقایسه‌ی میانگین بر روی خصوصیات فیزیکیوشیمیایی خاک در سطوح فرسایشی و رسوبی در بخش سطحی خاک (20-0 سانتی‌متر) نشان داد که درصد رس با میانگین 37/9 برای سطوح فرسایشی و 74/14 برای رسوبی و گچ با میانگین 68/14 برای سطوح فرسایشی و 2/6 برای رسوبی بین سطوح فرسایشی و رسوبی دارای اختلاف معنی‌دار (5 درصد) هستند و می‌توانند به عنوان پارامترهایی برای تفکیک سطوح استفاده شوند ولیکن برای سایر پارامترها اختلاف معنی‌داری بین سطوح فرسایش یافته و رسوبی مشاهده نشد. نتایج بررسی‌ها نشان داد شاخص‌های BI، SI و NDSI  به طور موثری می‌توانند برای تفکیک سطوح فرسایش یافته از سطوح رسوبی بکار گرفته شوند. https://ijswr.ut.ac.ir/article_100558_13f769fa31e1e31bd7221d1ac8dfb685.pdf

موسسه انتشارات دانشگاه تهران تحقیقات آب و خاک ایران 2008-479X 55 11 2025 01 20 Modeling soil loss due to gully erosion in the data-scarce regions مدلسازی هدررفت خاک ناشی از فرسایش خندقی در مناطق فاقد آمار 2173 2189 100562 10.22059/ijswr.2024.381049.669782 FA بهرام چوبین بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع ‌طبیعی اصفهان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، 0000-0001-6350-7157 امید رحمتی بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع ‌طبیعی کردستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، 0000-0001-5672-8525 سید مسعود سلیمان‌پور بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع ‌طبیعی فارس، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، شیراز، 0000-0002-7389-6448 صمد شادفر پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران 0000-0002-6446-2840 احمد نجفی ایگدیر بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع ‌طبیعی آذربایجان غربی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، 0000-0002-5566-2832 Journal Article 2024 08 18 Gully erosion is recognized as a detrimental form of land degradation and soil loss worldwide. Considering the time-consuming and costly nature of field monitoring, this research aimed to develop models for estimating the volume of soil lost due to gully erosion in the Choopanlu watershed, located in West Azerbaijan province, Iran. The study commenced with field monitoring to identify gullies in the area. Following this, digital layers of factors influencing gully erosion were prepared to facilitate gully clustering and selection. These factors included topographical characteristics (elevation, slope, aspect, surface curvature, and relative slope position index), vegetation, land use, soil, lithology, and hydroclimate indicators (distance from stream, drainage density, topographic wetness index, annual precipitation, and frequency of heavy rainfall events). Subsequently, the volume of soil lost due to gully erosion during the three-year period (2021-2023) was measured as the dependent variable for the selected gullies through field observations. In this study, three machine learning models including random forest (RF), support vector machine (SVM), and artificial neural network (ANN) were employed using a cross-validation approach. Cochran's formula results indicated that among the 67 identified gullies in the field, a minimum sample size of 58 gullies was required. Following clustering, this number of selected gullies was chosen from the three identified clusters. The annual soil erosion caused by the selected gullies (i.e., 58 gullies) was estimated to be 172 tons in 2021, 196 tons in 2022, and 208 tons in 2023. According to the modeling results, it can be inferred that the RF model demonstrated the best performance, followed by the SVM model with moderate performance, and the ANN model exhibiting the poorest performance in modeling soil loss due to gully erosion.  فرسایش خندقی به‌عنوان یکی از مخرب‌ترین شکل تخریب زمین و هدررفت خاک در سطح جهانی مطرح می‌باشد. باتوجه به زمان‌بر و هزینه‌بر بودن پایش میدانی، این پژوهش به دنبال مدلسازی و برآورد حجم خاک از دست رفته به‌وسیله آن در حوزه آبخیز چوپانلو در استان آذربایجان غربی بود. به این منظور، ابتدا پایش میدانی جهت شناسایی خندق‌ها انجام شد و سپس به منظور خوشه‌بندی خندق‌ها و تعیین خندق‌های منتخب، لایه‌های رقومی عوامل تأثیرگذار بر گسترش خندق‌ها از جمله عوامل توپوگرافی (ارتفاع، شیب، جهت، انحنای سطح و شاخص موقعیت شیب نسبی)، پوشش گیاهی، کاربری اراضی، سنگ‌شناسی و هیدرواقلیم (فاصله از جریان، تراکم زهکشی، شاخص رطوبت توپوگرافی، بارش سالیانه و فراوانی بارش‌‌های سنگین) تهیه شدند. سپس حجم خاک از دست رفته ناشی از فرسایش خندقی در طی سه سال 1400-1402 برای خندق‌های منتخب به عنوان متغیر وابسته در عرصه اندازه‌گیری شد. مدلسازی در این پژوهش با استفاده از سه مدل جنگل تصادفی، ماشین بردار پشتیبان و شبکه عصبی مصنوعی و با رویکرد اعتبارسنجی متقاطع صورت پذیرفت. نتایج فرمول کوکران نشان داد که از بین 67 مورد خندق شناسایی شده در عرصه تعداد 58 مورد حداقل نمونه لازم می‌باشند که این تعداد خندق منتخب پس از خوشه‌بندی از بین سه خوشه شناسایی شده انتخاب شدند. مقدار فرسایش خالص سالانه خاک ناشی از خندق‌های منتخب (58 مورد) به‌ترتیب برابر با 172، 196 و 208 تن در طی سال‌های 1400، 1401 و 1402 می‌باشد. نتایج نشان داد که مدل جنگل تصادفی عملکرد خوب، مدل ماشین بردار پشتیبان عملکرد متوسط و مدل شبکه عصبی عملکرد ضعیفی در مدلسازی داشتند. https://ijswr.ut.ac.ir/article_100562_e1af1264168c28cb876d183e33cf921c.pdf

موسسه انتشارات دانشگاه تهران تحقیقات آب و خاک ایران 2008-479X 55 11 2025 01 20 Investigating the Effect of Activated Chlorella vulgaris Algae Biochar and Hydrochar on the Distribution and Bioavailability of Cadmium in Soil بررسی اثر بیوچار و هیدروچار جلبک کلرلا ولگاریس فعال‌شده بر توزیع شکل‌ها و زیست‌فراهمی کادمیوم در خاک 2191 2208 100556 10.22059/ijswr.2024.379955.669765 FA جعفر صوفیان گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران 0000-0003-4906-4980 محمد بابااکبری گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران 0009-0005-3255-378X آرمن آوانس گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه مراغه، آذربایجان شرقی، ایران 0000-0001-8881-8912 صلاح الدین مرادی گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه پیام نور تهران، تهران، ایران 0000-0002-1122-7484 Journal Article 2024 07 26 Soil contamination with heavy metals, paticularly cadmium, poses significant environmental risks, threatening food security and human health. This study investigated the effect of activated biochar and hydrochar derived from Chlorella vulgaris algae on various cadmium forms in contaminated soils. Biochar and hydrochar were produced at 450 and 200°C, respectively, and activated with potassium hydroxide. They were applied at concentrations of 0, 1, and 4% by weight to soils contaminated with cadmium at levels of 50 and 100 mg kg-1. Cadmium fractions in soil—exchangeable, carbonate-bound, organic matter-bound, and those associated with iron and manganese oxides—were analyzed using atomic absorption spectroscopy.  Additionally, the surface morphology, gross calorific value, carbon, nitrogen, hydrogen content, specific surface area and biomass of the activated hydrochar and biochar were determined. The results indicated that with a cadmium concentration of 50 mg kg-1, the addition of 4% biochar reduced the exchangeable cadmium by 2.9 mg kg-1, attributed to the high specific surface area of biochar and hydrochar, providing numerous adsorption sites for cadmium ions. Increasing biochar and hydrochar concentrations from 1% to 4% enhanced the cadmium fractions bound to organic matter and iron/manganese oxides. At cadmium concentrations of 50 and 100 mg kg-1, the highest amounts of cadmium in the form of iron and manganese oxides were 23 and 24.8 mg kg-1, respectively. This study highlights the potential of biochar and activated hydrochar from Chlorella vulgaris algae to promote sustainable agriculture by reducing the bioavailability of cadmium in contaminated soils.  آلودگی خاک به فلزات سنگین، خطرات زیست‌محیطی قابل‌توجهی دارد که بر امنیت غذایی و سلامت انسان اثرگذار است. در این پژوهش اثر بیوچار و هیدروچار فعال مشتق شده از جلبک کلرلا ولگاریس بر شکل‌های مختلف کادمیوم در خاک بررسی شد. این پژوهش شامل سطوح 0، 5/0 و یک درصد وزنی بیوچار و هیدروچار فعال تولید شده از جلبک کلرلا ولگاریس در خاک‌هایی با غلظت کادمیوم 50 و 100 میلی‌گرم بر کیلوگرم است. بیوچار و هیدروچار به ترتیب در دمای 450 و 200 درجه سانتی‌گراد تولید و با هیدروکسید پتاسیم فعال شدند. شکل‌های مختلف کادمیوم در خاک شامل قابل تبادل، متصل مواد آلی، کربناتی و متصل به اکسید آهن و منگنز اندازه‌گیری شد. مورفولوژی سطح نمونه‌ها، مقدار کالری ناخالص، کربن، نیتروژن، هیدروژن، سطح ویژه و زیست‌توده هیدروچار و بیوچار فعال شده تعیین شدند. نتایج نشان داد که در تیمار 50 میلی‌گرم بر کیلوگرم کادمیوم، افزودن یک درصد بیوچار باعث کاهش 9/2 میلی‌گرم بر کیلوگرم کادمیوم (تیمار شاهد) قابل تبادل شد. افزایش غلظت بیوچار و هیدروچار از 5/0 به یک درصد باعث افزایش کادمیوم متصل به اجزای آلی و اکسیدهای منگنز و آهن شد. در غلظت‌های 50 و 100 میلی‌گرم بر کیلوگرم کادمیوم، بالاترین مقدار کادمیوم در شکل‌ اکسیدهای آهن و منگنز به ترتیب 23 و 8/24 میلی‌گرم بر کیلوگرم بود. به‌طورکلی نتایج این مطالعه نشان داد که بیوچار و هیدروچار فعال تولید شده از جلبک کلرلا ولگاریس با افزایش شکل‌های زیستی کم محلول کادمیوم می‌توانند گام مهمی در مسیر کشاورزی پایدار باشد. https://ijswr.ut.ac.ir/article_100556_9e701dfc2f4952d495077c6bf6c3c94a.pdf

موسسه انتشارات دانشگاه تهران تحقیقات آب و خاک ایران 2008-479X 55 11 2025 01 20 Soil Properties of a Calcareous Soil and Cationic Nutrient Uptake by Zea Mays L. as Influenced by Sheep Manure and Rice Husk Biochars ویژگی‌های یک خاک آهکی و جذب کلسیم، پتاسیم و سدیم به‌وسیله ذرت (Zea mays L.) با کاربرد بیوچارهای کود گوسفند و سبوس برنج 2209 2223 100560 10.22059/ijswr.2024.380679.669777 FA مهدی نجفی قیری دانشیار بخش علوم خاک، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی داراب، دانشگاه شیراز 0000-0003-0401-7566 حمیدرضا بوستانی بخش علوم خاک، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی داراب، دانشگاه شیراز، داراب، ایران 0000-0002-2758-9877 احسان بیژن زاده بخش اگرواکولوژی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی داراب، دانشگاه شیراز، داراب، ایران 0000-0003-2076-2048 Journal Article 2024 08 10 The balanced absorption of cations in calcareous soils is influenced by the high concentrations of calcium and sodium, while the addition of amendments like biochars can further modify the cation absorption dynamics. This study evaluated the impact of adding biochars derived from sheep manure and rice husks (produced at 300°C and 500°C) to calcareous soil on various soil properties (pH, EC, CEC, and soluble and exchangeable K, Ca, and Na), as well as on corn growth and the uptake of these cations. Results indicated that sheep manure biochar exhibited higher pH, electrical conductivity (EC), and concentrations of potassium, calcium, and sodium compared to rice husk biochar, with these properties intensifying as production temperature increased. The application of sheep manure biochar raised soil EC by 0.4 dS m⁻¹ and increased soluble cation concentrations. Conversely, rice husk biochar selectively enhanced the soluble potassium concentration by 0.7 mmol L⁻¹. Both types of biochar reduced the calcium-to-potassium ratio (from 4.44 to 0.97–1.64) and increased exchangeable potassium and sodium levels (by 5– 10 mmol kg⁻¹ and 0.5–1.5 mmol kg⁻¹, respectively). Corn yield improved significantly, ranging from 16% to 160%, with biochar application. Although sheep manure biochar enhanced cation content in corn shoots compared to rice husk biochar, it decreased the calcium-to-potassium, potassium-to-sodium, and calcium-to-sodium ratios in plant tissues. Overall, rice husk biochars proved more effective than sheep manure biochars due to their lower salinity, higher potassium content, reduced sodium levels, and the promotion of a more balanced cation absorption by plant roots. جذب متعادل کاتیون‌ها در خاک‌های آهکی می‌تواند تحت تأثیر غلظت بالای کلسیم و سدیم قرار گیرد و افزودن ترکیباتی مانند بیوچارها می‌تواند وضعیت جذب کاتیون‌ها را پیچیده‌تر کند. در تحقیق حاضر تأثیر افزودن بیوچارهای کود گوسفند و سبوس برنج در دو درجه حرارت 300 و 500 درجه سلسیوس به یک خاک آهکی بر pH، قابلیت هدایت الکتریکی، ظرفیت تبادل کاتیونی و غلظت پتاسیم، کلسیم و سدیم محلول و تبادلی خاک و رشد ذرت و جذب پتاسیم، کلسیم و سدیم مورد بررسی قرار گرفت. بیوچار کود گوسفند دارای pH، قابلیت هدایت الکتریکی، پتاسیم، کلسیم و سدیم بیشتری نسبت به بیوچار سبوس برنج بود و با افزایش درجه حرارت تولید، مقدار آنها افزایش یافت. کاربرد بیوچارهای کود گوسفند قابلیت هدایت الکتریکی (تا 4/0 دسی‌زیمنس بر متر) و غلظت کاتیون‌های محلول را افزایش داد ولی بیوچار سبوس برنج فقط غلظت پتاسیم محلول را افزایش داد (تا 7/0 میلی‌مول بر لیتر). با کاربرد همه بیوچارها، نسبت کلسیم به پتاسیم کاهش یافت (از 44/4 به 97/0 تا 64/1). مقدار پتاسیم و سدیم تبادلی با کاربرد بیوچارها افزایش نشان داد (به‌ترتیب تا 10-5 و 5/1-5/0 میلی‌مول بر کیلوگرم). عملکرد ذرت با کاربرد بیوچارها از 16 تا 160 درصد افزایش یافت. کاربرد بیوچار کود گوسفند مقدار کاتیون‌ها را در شاخساره ذرت نسبت به بیوچار سبوس برنج افزایش اما نسبت کلسیم به پتاسیم، پتاسیم به سدیم و کلسیم به سدیم را کاهش داد. به‌طور کلی، بیوچارهای سبوس برنج به‌دلیل شوری کمتر، پتاسیم بیشتر و سدیم کمتر و جذب متعادل کاتیون‌ها توسط ریشه مؤثرتر از بیوچارهای کود گوسفند هستند. https://ijswr.ut.ac.ir/article_100560_2a9ac198d3db5d2bf80ed5ab4e25da05.pdf

موسسه انتشارات دانشگاه تهران تحقیقات آب و خاک ایران 2008-479X 55 11 2025 01 20 Experimental Investigation of the Impact of Sidewall Slope on the Discharge Capacity of Trapezoidal Piano Key Weirs بررسی آزمایشگاهی تاثیر شیب دیواره‌های جانبی بر آبگذری سرریز کلیدپیانویی ذوزنقه‌ای 2225 2242 100559 10.22059/ijswr.2024.380132.669771 FA مرتضی شکری استادیار گروه عمران، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران 0000-0002-6642-1663 علی غلامی دانشجوی کارشناسی ارشد آب و سازه‌های هیدرولیکی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران. 0009-0001-7559-6035 Journal Article 2024 07 30 Sloped piano key weirs, by adjusting the inclination of their sidewalls, enable improved hydraulic performance under various conditions. These weirs, with appropriate slopes, demonstrate better performance than non-sloped weirs by storing more water during low-flow conditions and providing more effective discharge during floods. The flow discharge in sloped piano key weirs is proportional to the upstream head, which contributes to increased efficiency and safety of dams. Trapezoidal piano key weirs, given their high efficiency, are well-suited for complex hydraulic conditions such as floods and variable flows. This study examines the performance of trapezoidal piano key weirs in both sloped and non-sloped configurations. The experiments were conducted in a 15-meter-long channel with a width and height of 60 cm. The laboratory models included trapezoidal piano key weirs of type A with slopes of 0, 5, 7.5, and 10 degrees. To investigate the effect of slope direction, the piano key weirs were inclined both in the flow direction and against the flow direction and were tested under 9 different discharges. The results showed that sloped trapezoidal piano key weirs inclined against the flow, with over 75% of the weir crest length engaged, have a higher discharge coefficient compared to other models. The discharge coefficient in the weir with a 5-degree slope against the flow direction is on average 7% higher than that of the non-sloped weir. The results of this study indicate that a trapezoidal piano key weir with a 5-degree slope against the flow direction performs better under flood and low-flow conditions compared to a non-sloped trapezoidal piano key weir. سرریزهای کلید پیانویی شیب‌دار با تنظیم شیب دیواره‌های جانبی خود، امکان بهبود عملکرد هیدرولیکی را در شرایط مختلف فراهم می‌کنند. این سرریزها با بهره‌گیری از شیب مناسب، در زمان کم‌آبی با ذخیره آب بیشتر و در زمان سیلاب با تخلیه مؤثرتر، عملکرد بهتری نسبت به سرریزهای بدون شیب نشان می‌دهند. تخلیه جریان در سرریزهای کلید پیانویی شیب‌دار متناسب با هد بالادست انجام می‌شود که این امر به افزایش کارایی و ایمنی سدها کمک می‌کند. سرریزهای کلید پیانویی ذوزنقه‌ای با توجه به کارایی بالایی که دارند برای شرایط هیدرولیکی پیچیده (مثل سیلاب‌ها و جریان‌های متغیر) مناسب‌ هستند. این پژوهش به بررسی عملکرد سرریز کلید پیانویی ذوزنقه‌ای در حالت شیب‌دار و بدون شیب پرداخته است. آزمایش‌ها در کانالی به طول ۱۵ متر و عرض و ارتفاع ۶۰ سانتی‌متر انجام گرفت. مدل‌های آزمایشگاهی شامل سرریز کلید پیانویی ذوزنقه‌ای نوع A با شیب‌های ۰، ۵، ۵/۷ و ۱۰ درجه هستند و برای بررسی تأثیر جهت شیب، سرریز کلید پیانویی هم در جهت جریان و هم در خلاف جهت جریان شیب‌دار شدند و در ۹ دبی مختلف مورد آزمایش قرار گرفتند. نتایج نشان داد سرریزهای کلید پیانویی ذوزنقه‌ای شیب‌دار در خلاف جهت جریان با مشارکت بیش از ۷۵ درصد طول تاج سرریز، ضریب دبی بیشتری نسبت به مدل‌های دیگر دارند. ضریب دبی در سرریز با شیب ۵ درجه خلاف جهت جریان به طور متوسط ۷ درصد بیشتر از سرریز بدون شیب است. نتایج تحقیق حاضر نشان می‌دهد که سرریز کلید پیانویی ذوزنقه‌ای با شیب ۵ درجه خلاف جهت جریان در مقایسه با سرریز کلید پیانویی ذوزنقه‌ای بدون شیب، عملکرد بهتری در شرایط سیلاب و کم‌آبی دارد. https://ijswr.ut.ac.ir/article_100559_a9421b7cc6ba232930ceb90e6b227d30.pdf