پایان نامه تعیین ضریب گیاهی و پهنه بندی نیاز آبی سیب زمینی در استان های خراسان و سمنان

تعداد صفحات: ۱۱۱ | قابل ویرایش

فهرست مطالب پایان نامه تعیین ضریب گیاهی و پهنه بندی آبی سیب زمینی

فصل اول

۱-۱مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………… ۲

۱-۲اهمیت کشت سیب زمینی………………………………………………………………………………………………. ۳

۱-۳ اهمیت سیب زمینی در ایران…………………………………………………………………………………………… ۴

۱-۴ منطقه مورد مطالعه……………………………………………………………………………………………………… ۵

۱-۴-۱ استان خراسان…………………………………………………………………………………………………….. ۵

۱-۴-۲ استان سمنان………………………………………………………………………………………………………. ۷

فصل دوم

۲-۱ سابقه تحقیقات در زمینه تبخیر -تعرق………………………………………………………………………………. ۱۰

۲-۲ عوامل موثر بر تبخیر و تعرق…………………………………………………………………………………………… ۱۸

۲-۲-۱  عوامل هواشناسی……………………………………………………………………………………………….. ۱۸

۲-۲-۲  فاکتورهای گیاهی……………………………………………………………………………………………….. ۱۸

۲-۲-۳  شرایط محیطی و مدیریتی…………………………………………………………………………………….. ۱۹

۲-۳ روش سازمان خواربار و کشاورزی ملل متحد (  FAO )……………………………………………………………. 19

۲-۴  روش فائو – پنمن- مانتیس………………………………………………………………………………………….. ۲۰

۲-۴-۱  تعیین گرمای نهان تبخیر (  l  )……………………………………………………………………………… ۲۱

۲ -۴-۲ تعیین شیب منحنی فشار بخار (D)…………………………………………………………………………… 21

۲-۴-۳  تعیین ضریب رطوبتی (g )…………………………………………………………………………………….. 22

۲-۴-۴  تعیین فشار بخار اشباع (e_a )………………………………………………………………………………….. ۲۲

۲-۴-۵ تعیین فشار واقعی بخار (e_d )…………………………………………………………………………………… ۲۲

۲-۴-۶ تعیین مقدار تابش برون زمینی(Ra )…………………………………………………………………………. 23

۲-۴-۷  تعداد ساعات رو شنایی(N)……………………………………………………………………………………. 24

۲-۴-۸ تابش خالص(R_n )………………………………………………………………………………………………. ۲۴

۲-۴-۹  شار گرما به داخل خاک(G)…………………………………………………………………………………… 25

۲-۴-۱۰ سرعت باد در ارتفاع ۲ متری…………………………………………………………………………………. ۲۵

۲-۵ لایسیمتر………………………………………………………………………………………………………………… ۲۵

۲-۶ تارخچه ساخت لایسیمتر………………………………………………………………………………………………. ۲۶

۲-۷ انواع لایسیمتر:…………………………………………………………………………………………………………. ۲۸

۲-۷-۱ لایسیمتر زهکشدار………………………………………………………………………………………………. ۲۸

۲-۷-۲  لایسیمتر وزنی………………………………………………………………………………………………….. ۲۹

۲-۷-۲-۱  لایسیمتر‌های وزنی هیدرولیک……………………………………………………………………………… ۳۰

۲-۱۱-۲-۲ میکرو لایسیمتر‌های وزنی …………………………………………………………………………………. ۳۲

۲-۸ طبقه بندی لایسیمترها از نظر ساختمانی……………………………………………………………………………. ۳۵

۲-۸-۱ لایسیمترهای با خاک دست نخورده…………………………………………………………………………… ۳۵

۲-۸-۲ لایسیمتر‌های با خاک دست خورده……………………………………………………………………………. ۳۶

۲-۸-۳ لایسیمترهای قیفی ابر مایر …………………………………………………………………………………….. ۳۶

فصل سوم

۳-۱ محل انجام طرح………………………………………………………………………………………………………… ۳۸

۳-۲ معرفی طرح و نحوه ساخت لایسیمتر…………………………………………………………………………………. ۳۸

۳-۳ تهیه بستر و نحوه کشت……………………………………………………………………………………………….. ۳۹

۳-۴ محاسبهَ ضریب گیاهی…………………………………………………………………………………………………. ۴۰

۳-۵ انتخاب روش مناسب برآورد تبخیر-تعرق…………………………………………………………………………….. ۴۲

۳-۶ پهنه بندی نیاز آبی سیب زمینی………………………………………………………………………………………. ۴۳

فصل چهارم

۴-۱ بافت خاک………………………………………………………………………………………………………………. ۴۵

۴-۲ اندازه گیری پتانسیل آب در گیاه……………………………………………………………………………………… ۴۵

۴-۳ محاسبه ضریب گیاهی (kc) سیب زمینی…………………………………………………………………………… ۴۵

۴-۴ محاسبه تبخیر ـ تعرق و تحلیلهای آماری…………………………………………………………………………….. ۴۶

۴-۵ پهنه بندی نیازآبی گیاه سیب زمینی………………………………………………………………………………….. ۴۶

۴-۶ بحث در مورد نتایج…………………………………………………………………………………………………….. ۴۷

۴-۷ نتیجه گیری…………………………………………………………………………………………………………….. ۴۸

۴-۸ پیشنهادات……………………………………………………………………………………………………………… ۴۸

منابع و ماخذ…………………………………………………………………………………………………………………. ۸۴

مقدمه تعیین ضریب گیاهی و پهنه بندی نیاز آبی سیب زمینی

کشاورزی وزراعت در ایران بدون توجه به تأمین آب مورد نیازگیاهان میسرنیست. بنابراین بایستی برنامه ریزی صحیح برای آن بخصوص درشرایط خشکسالی صورت گیرد. برنامه ریزی صحیح مستلزم محاسبه دقیق نیاز آبی گیاهان می‌باشد. براساس روش‌های موجود مبنای محاسبات نیاز آبی گیاهان ، تبخیرـ تعرق مرجع و ضرائب گیاهی است.

تبخیر ـ تعرق مرجع توسط لایسیمتر اندازه گیری می‌شود و برای سادگی کار می‌توان آنرا با توجه به نوع منطقه از روش‌های تجربی نیز تخمین زد. ضرائب گیاهی نیز از مطا لعات لایسیمتر قابل  محاسبه است.

این ضرائب تابعی از عوامل مختلفی از جمله اقلیم می‌باشد. بنابراین بایستی درهر منطقه ای با دقت برای هرمحصولی محاسبه شود. برای محاسبه و برآورد مقدارتبخیر ـ تعرق سازمان خوار باروکشاورزی ملل و متحد «FAO» تقسیم بندی زیر را منظور نموده است:

• اندازه گیری مستقیم تبخیر ـ تعرق به وسیله لایسیمتر
• اندازه گیری مستقیم تبخیر بوسیله تشتک یا تبخیر سنج
• فرمول‌های تجر بی
• روشهای آئرودینامیک
• روش تراز انرژی

بعضی از روشها فقط جنبه تحقیقاتی داشته تا بتوانند فرایند‌های انتقالی بخار آب را بهتر و عمیق تر بررسی نمایند.برخی دیگر به جهت نیاز در برنامه‌های روزانه کشاورزی بکار می‌روند. ولی دقت و اصالت روش‌های تحقیقاتی را ندارد. به هر حال برای عملیات روزانه درمزارع می‌توان از روشهایی که نتیجه آنها بیش از ده درصد با مقدار واقعی تبخیر ـ تعرق متفاوت نباشد استفاده نمود.

هدف از انجام این طرح بدست آوردن ضرایب گیاهی و تعیین نیاز آبی سیب زمینی دراستانهای خراسان و سمنان می‌باشد که بوسیله لایسیمتر زهکش دار  در دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد انجام شده است. در مورد لایسیمتر و نحوه عملکرد آن و روابط تجربی بکار رفته دراین طرح درفصل بعدی توضیح داده می‌شود.

‌

اهمیت کشت سیب زمینی

سیب زمینی یکی از  مهمترین منابع در تغذیه انسان است. این محصول در جهان از نظر اهمیت غذائی مقام پنجم بعداز گندم، برنج، ذرت و جو دارد. بانگاهی به سی سال آینده، سازمان خوار بار کشاورزی (FAO) بر آورد کرده که برای تغذیه جمعیت جهان به ۶۰ در صد غذای بیشتری نیاز است و از آنجا که سیب زمینی از نظر ارزش غذائی با تولید متوسط ۲/۲ تن یکی از اقلام محصولات غذایی مهم می‌باشد.

بنابراین باید با برنامه ریزی صحیح کشاورزی ، که یکی از را هکار‌های آن بدست آوردن دقیق نیاز آبی این محصول است، باعث افزایش تولید آن در سطح جهان گردید. امید است این تحقیق راه گشایی برای آیندگان در مسائل مدیریت آبیاری باشد. بیشترین سطح زیر کشت این محصول مربوط به اروپائیان است که عملکردی بالغ بر ۱۶ تن درهکتار را دارا می‌باشند.(جدول ۱-۱) بطوریکه در این جدول مشاهده می‌شود حدود ۴۳ درصد کل سیب‌زمینی جهان در اروپا تولید می‌شود.

سابقه تحقیقات در زمینه تبخیر -تعرق

شاید بتوان گفت مهمترین کوششی که تا کنون در زمینه تبخیر ـ تعرق صورت گرفته است مربوط به سازمان خواربار جهانی FAO است که نتایج آن تحت عنوان نیاز آبی گیاهان انتشار یافته است ( (FAO,24. نشریه مذکور موجب نگاشته شدن صدها مقاله بوده و شاید تمام مقالاتی که در زمینه تبخیر ـ تعرق تاکنون نوشته شده است ماخذ فوق را به عنوان یکی از مراجع اصلی معرفی نموده اند.

دورنبوس و پروت در این نشریه روشهای تبخیر و تعرق را مطرح و برای برخی اصلاحات لازم را انجام داده و مورد تجزیه و تحلیل قرار داده‌اند. در سال ۱۹۹۲ تجدید نظرهای لازم برای نشریه فوق در شماره ۵۶ نشریه FAO بخش آبیاری و زهکشی به چاپ رسیده است. همچنین در فصل هشتم شماره ۶۴ نشریه FAO.، به معادله پنمن_ مانتیس اصلاح شده در نشریه ۵۶ اشاره شده است.

بروت سارت (۱۹۸۲) مولف کتابی تحت عنوان تبخیر آب که در سال ۱۹۸۲ منتشر شده و از کتب مهم در تشریح این فرایند به شمار می‌آید. این کتاب به همراه کتاب دیگری که توسط استانهیل (۱۹۸۴) تهیه‌گردیده است.

یکی از بهترین مراجعی هستند که به بررسی تبخیر و گردش انرژی درکشاورزی پرداخته‌اند و از ترازنامه انرژی در جهت تخمین تبخیر و تعرق نیاز آبی گیاهان استفاده کرده‌اند. بروت سارت در این کتاب کلیه معادلات تبخیر را جمع بندی و مورد تجزیه و تحلیل قرار داده است.

ورما و رزنبرگ بعد از مقایسه روشهای بیلان انرژی و آئرو دینامیک با نتایج لایسیمتر نتیجه گرفتند که روشهای آئرو دینامیک نتایج بهتری می‌دهندو شکل کاملتر آنها معادلات ترکیبی هستند. شیه تاثیر متغییر‌های مختلف آب و هوایی را بر روی تبخیر ـ تعرق بررسی نموده و نتیجه گرفتند  مدلهایی که بر اساس دمای هوا و تشعشع عمل می‌کنند نتایج بهتری به دست می‌دهند صالح و سندیل ۲۳ روش محاسبه تبخیرـ تعرق مرجع را در قسمتهای مرکزی عربستان مورد ارزیابی قرار دادند.

عوامل موثر بر تبخیر و تعرق

عوامل موثر بر تبخیر و تعرق را می‌توان بر سه گروه تقسیم کرد:

• عوامل هواشناسی

 مهم ترین پارامترهای هواشناسی که بر میزان تبخیر و تعرق موثرند ، تابش در یافتی ، دمای هوا ، رطوبت و سرعت باد می‌باشد که تبخیر ـ تعرق گیاه مرجع از روی توان تبخیری اتمسفر مشخص می‌شود.

• فاکتورهای گیاهی

 نوع گیاه ، رقم و مرحله رشد و توسعه گیاهی از فاکتورهایی هستند که بر روی تبخیر ـ تعرق از گیاهانی که در مقیاس وسیع کشت شده و بر روی آن مدیریت اعمال می‌شود موثرند. تفاوت در مقاومت گیاهان نسبت به تعرق ، ارتفاع گیاهی ، زبری سطح ، میزان پوشش زمین توسط گیاه و خصوصیات سیستم ریشه ای گیاهان از جمله دیگر فاکتورهای گیاهی هستند که در فرایند تبخیر و تعرق موثرند.

تبخیر و تعرق گیاهی تحت شرایط استاندارد، معرف میزان تبخیر و تعرق از سطح هر نوع گیاه می‌باشد که در یک ناحیه وسیع و تحت شرایط بهینه از نظر رطوبت خاک کشت شده و به خوبی مدیریت می‌شود و بهترین عملکرد را تحت شرایط اقلیمی معین و موجود دارا است.

• شرایط محیطی و مدیریتی

فاکتورهایی نظیر شوری خاک ، حاصلخیزی یا عدم حاصلخیزی خاک ، محدودیت استفاه از کودها ، وجود لایه‌های سخت و غیر قابل نفوذ در افق خاک ، حضور یا عدم حضور عوامل بیماری زا در خاک از جمله فاکتورهای محیطی و مدیریتی هستند که توسعه گیاهی را محدود نمود و میزان تبخیر و تعرق را کاهش دهند سایر فاکتورهایی که موقع بررسی تبخیر ـ تعرق با آنها مواجه می‌شویم شامل پوشش سطح زمین، تراکم گیاهی و محتوای رطوبتی خاک هستند.

روش فائو – پنمن- مانتیس

روش – فائو- پنمن- مانتیس به عنوان یکی از معتبرترین روشها برای تخمین ET_o مورد استفاده متخصصان قرار دارد. در روش مذکور گیاه مرجع یک پوشش چمن فرضی است که ارتفاع آن ۱۲ سانتی متر و ضریب بازتاب تابش در آن ۲۳ درصد (در گیاه چمن واقعی این مقدار ۲۵ درصد می‌باشد).

در گیاه چمن فرضی مانتیس زبری سطح که بستگی به ارتفاع گیاه و سرعت باد دارد و لذا مقاومت آیرودینامیک در این مورد با آنچه در معادله پنمن می‌باشد متفاوت است. لذا تابع باد در معادله پنمن مانتیس نیز متفاوت می‌باشد.

علاوه بر مقاومت آئرودینامیک که مربوط به خارج شدن بخار آب از سطح پوشش گیاهی به هوای خارج می‌باشد ، مقاومت دیگری نیز در نظر گرفته می‌شود و آن مقاومت روزنه‌های برگ در مقابل پخش بخار آب از آن به خارج می‌باشد در واقع در معادله فائو – پنمن – مانتیس سطح پوشش گیاهی بر خلاف روش پنمن یک سطح آب در نظر گرفته می‌شد ، یک سطح مرطوب است.

به عبارت دیگر در روش پنمن- مانتیس فرض می‌شود که کل سطح پوشش گیاهی یک برگ بزرگ با روزنه‌های موجود در آن است. به همین دلیل روش پنمن- مانتیس را روش برگ بزرگ هم می‌گویند.

منابع و ماخذ

۱- آمار و فن آوری اطلاعات.۱۳۸۲.آمار نامه کشاورزی، جلد اول.محصولات زراعی و باغی( سال زراعی ۸۱- ۱۳۸۰) وزارت کشاورزی، معاونت برنامه ریزی و اقتصادی، وزارت جهادکشاورزی.

۲- اداره آمار و برنامه ریزی.۱۳۸۳. آمار پایه ای استان سمنان.  مدیریت طرح و برنامه،سازمان جهاد کشاورزی سمنان.

۳- اداره آمار و برنامه ریزی.۱۳۸۳. آمار پایه ای استان سمنان.  مدیریت طرح و برنامه،سازمان جهاد کشاورزی خراسان.

۴- بیگلویی .م.ح.والف. مقصودی . ۱۳۸۱ . تعیین مناسبترین روش برآورد تبخیر – تعرق پتانسیل گیاه مرجع برای منطقه رشت. مجموعه مقالات هشتمین سمینار آبیاری و کاهش تبخیر . صفحه ۴۳ – ۳۴ .

۵- برهان، الف. ۱۳۷۰ . نیاز آبی گیاه و برنامه ریزی آبیاری . نشریه آبیاری و زهکشی شماره FAO24 ( سازمان خواربار جهانی )، معاونت امور زیر بنایی، وزارت کشاورزی . شماره ۲۱۱، ۲۸۰ ص.

۶- بایبوردی، م.۱۳۷۰  . اصول مهندسی آبیاری، جلد اول روابط آب و خاک . انتشارات دانشگاه تهران، چاپ پنجم، ۶۴۵ ص.

۷-بای بوردی، م.۱۳۷۲. رابطه آب و خاک.انتشارات دانشگاه تهران.

۸- بختیاری، ب، ح.ر.تاجگردون, م.ج. خانجانی ور. کامیاب مقدس. ۱۳۸۲.سیستم سخت افزاری و نرم افزاری لایسیمتر الکترونیکی وزنی دقیق جهاد دانشگاهی استان کرمان. سمینار سراسری لایسیمتر،جهاد دانشگاهی استان کرمان،۳۰ بهمن ۱۳۸۲.

۹-پناهی،م. ۱۳۷۵. تعیین مناسترین رابطه بر آورد تبخیر – تعرق پتانسیل و ضریب گیاهی چغندرقند اصفهان. پایان‌نامه کارشناسی ارشد دانشگاه تبریز.

۱۰- توشیح،و. م، سی وسه مرده. ۱۳۸۲ . تعیین تبخیر – تعرق بالقوه گیاه مرجع (چمن ) و مقایسه آن با فرمول‌های تجربی. هشتمین کنگره علوم خاک ایران، ۱۲ – ۹ شهریور ۱۳۸۲، رشت . صفحه ۱۹۲۳ – ۱۰۲۱.

۱۱- دبیلو.جی.هوکر.ترجمه الف، رجبی.۱۳۷۹ بیماریهای سیب زمینی. مرکز نشر دانشگاهی تهران.

۱۲- رحیم فرد، م. ۱۳۸۲ . بررسی و تعیین مناسبترین روش بر آورد تبخیر – تعرق گیاه مرجع در منطقه مغان .پایان نامه کارشناسی ارشد دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم تحقیقات.

۱۳- رحیم زادگان،ر .۱۳۷۲ . جستجوی روش مناسب بر آورد تبخیر – تعرق در منطقه اصفهان . مجله علوم کشاورزی ایران. جلد ۲۲ شماره های ۱ و ۲،  صفحات ۱ تا ۹ .

۱۴- حیدر پور،غ .ح. ۱۳۷۵ .کالیبره کردن پارامترهای مدلهای تبخیر – تعرق. پایان نامه کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی، دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس.