مقاله فارسی خواص خاك

مقدمه
زهكشي آب قسمت پايين منطقه ريشه، D [mmd-1] ازطريق الگوي تحليلي سيزون و سايرين (1980) محاسبه شد كه بر اساس مقادير مشخص شده براي خواص هيدروليك خاك است. الگوي زهكشي از معادلة ريچارز بدست مي‌آيد كه حركت و جابجايي عمودي آب را از طريق خاك يكنواخت توصيف مي‌كند:
(5)
كه مقدار آب حجمي [m3m-3] است، k (قابليت) هدايت هيدروليكي [ms-1] است، H، رأس كلي هيدروليكي [m]است كه پتانسيل ماتريك خاك h[m] منهاي رأس گرانشي كلي و z[m] شامل مي‌شود و t زمان [s] است. براي يك «گراديان يا شيب واحد» دررأس پتانسيل كلي، يعني Dh /dz ، و رابطة مناسب ، سيزون وسايرين(1980) نشان دادند كه ما مي‌توانيم يك رابطة خطي بين عمق كلي آب در نماي خاك، W[m]، و لگاريتم زمان [t]پيش‌بيني كنيم،
(6)
هم y وهم C عوامل وابسته به خاك هستند. معادلة (6) زهكشي آزاد از يك نماي خاك يكنواخت را فقط تحت تأثير جاذبه و در غياب يك جدول آب كم عمق تخمين مي‌زند. براي اين بررسي و مطالعه، ما مورد يك تابع هدايت هيدروليكي با قانون توان شكل زير را بررسي مي‌كنيم:
(7)
كه و KS به ترتيب حداكثر مقادير هدايت هيدروليكي و مقدار آب خاك را نشان مي‌دهند، و يك عامل شيبي است كه نشان مي‌دهد وقتي آب زهكشي مي‌شود، هدايت هيدروليكي چقدر سريع كاهش مي‌يابد. اين معادله، از بكارگيري تابع هدايت با قانون توان ما پيروي مي‌كند (سيزون و سايرين)، كه در آن داريم:
(8)
براي اهداف عملي، ما علاقمند به ميزان كلي آب ذخيره شده در منطقة ريشه هستيم، بنابراين Z = ZR، عمق ريشه‌ها، را تعيين مي‌كنيم. ميزان آب زهكشي شده در زير منطقة ريشه، D[m/d]، در مدت زمان يك روز بعداً به صورت زير محاسبه مي‌شود‍:
(9)
كه wi[m] ميزان آب ذخيره شده در سطح مقطع خاك، بين سطح خاك و عمق ZR، در روز قبلي است. پارامترهاي فشردة مورد نياز براي ارزيابي زهكشي آبي كه از منطقة ريشه خارج مي‌شود، سه مقدار ثابت C,A,y هستند.
چاپاز (1987) نشان داد كه معادلة (9) توصيف خوبي از زهكشي پايين منطقة رشد پيچك كيوي و مرتعي كه در خاك پوكِكُهي رشد مي‌كنند، در اختيار مي‌گذارد.
خواص خاك
براي ارزيابي اين زهكشي خاك خارج از منطقة ريشه نياز به دو خاصيت خاك مي‌باشد. اول اينكه از يك تراوايي سنج ديسكي (پروكس و وايت، 1988) براي بدست آوردن يك توصيف در جاي اصلي خود هدايت هيدروليكي خاك در حدود رأس فشار 20- تا حدود mm 150- استفاده ‌شد، كه نزديك به اشباع است. داده‌ها و اطلاعات تراوايي سنج ديسكي مقياسي از هدايت هيدروليكي خاك هاي اشباع شده، ks[ms -1] را فراهم مي‌سازند. اين خاصيت در كنترل ورود آب به خاك ونيز حركت روبه پايين آب توسط جاذبة ضروري و مهم است. ما همچنين نياز به ويژگي حفظ و نگهداري آب خاك داريم چون اين خاصيت، توانايي خاك‌ها را براي «نگهداري آب» در سوراخ ها و منفذهاي خاك تحت تأثير خود قرار مي‌دهد. داده‌ها و اطلاعات مختص
ويژگي هاي حفظ و نگهداري آب خاك با استفاده از آميزه اي از دستگاه هاين و اندازه‌گيري‌هاي صفحه‌اي فشار نمونه‌هاي خاك تعيين شدند (جيم وات). يك رابطة بروكس وكُرِي براي منحني حفظ و نگهداري آب هماهنگ شد و براي ارزيابي و برآورد پارامتر معادلة 7، فرم تقريبي تابع هدايت هيدروليكي (ون گنوشتن ، 1980) مورد استفاده قرار گرفت.
تجزيه و تجليل آماري محاسبات تعادل يا توازن آب
ماهيت نامشخص بارندگي در طول ماههاي تابستان برنامه‌ريزي آبياري را مشكل مي‌سازد. براي برآورد تغييرپذيري در هريك از مؤلفه هاي تعادل يا توازن آب، از يك روش آماري استفاده مي‌كنيم. براي تعيين شرايط آبياري، بريك اساس سالانه براي هر يك از محصولاتي كه در منطقة پوكِِكُهي رشد مي‌كنند، از يك دورة 4 هفته اي براي هر يك از ماههاي سال استفاده كرديم.
با توجه به محاسبات توازن آب دراز مدت، يك توزيع احتمال براي كل بارندگي، آبياري كاربردي، مصرف آب محصولات و زهكشي ايجاد كرديم كه براي هر دورة 28 روزه در سرتاسر سال صورت مي‌گيرد. بخاطر «زمان انتظار» ويژه بين زمان هاي زهكشي و بارندگي كه در الگوي گاما تلويحي است، توزيع هاي زهكشي و بارندگي با يك تابع چگالي احتمال گاما (PDF) مقايسه مي‌شوند (لارسن و ماركس، 1986). توزيع هاي متناظر آبياري و مصرف آب محصولات با يك تابع چگالي احتمال گاوسي مقايسه مي‌شوند. جزئيات تابع هاي PDF نرمال و گاما در ضميمه يا پيوست بيان مي‌شوند.
ما از تابع هاي PDF گاوسي و گاما استفاده مي‌كنيم، كه مي‌توان براي ارزيابي ريسك يا احتمال خطر مربوط به هريك از مؤلفه‌هاي توازن آب و نيز براي تعيين آبياري موردنياز براي
رسيدن به نيازهاي محصول در 4 تا از 5 مورد، از طريق انحراف معيار و ميانگين نمونه محاسبه كرد.
ولي با اين همه، اين تعريف ديسك يا خطر براي شرايط و نيازمندي‌هاي آبياري بدين معناست كه يك شانس 20درصد وجود دارد كه آب كافي براي برآورد كردن شرايط و نيازمندي‌هاي محصول اختصاص داده نخواهد شد. ولي نتايج بدست آمده مي‌توانند براي تعيين نيازمندي‌هاي آب براي سطح از پيش تعيين شدة ريسك مورد استفاده قرار گيرند.
نتايج
برآوردهاي مصرف آب گياهان براي برخي محصولات مزرعه‌اي ويژة منطقة اُكلند حاصل شدند. محصولاتي كه ما آنها را بررسي كرديم، عبارت بودند از: علف مرتعي، باغ‌هاي برگ ريز، به اضافة تك محصولات پيازها، سيب‌زميني‌ها، اسكواش (نوعي كدوي مسمايي) و كلم. همچنين يك محصول سالانة سبزيجات برگ سبز را نيز بررسي كرديم. ما در ابتدا ميانگين محاسبات توازن آب يك علف مرتعي را كه در منطقة پوككهي رشد مي‌كند را نشان خواهيم داد. الگوي فصلي توازن آب براي مرتعي كه در يك خاك محلي در آب و هواي پوككهي رشد مي‌كند.
ميانگين ET روزانه به بالاترين حد خود يعني به حدود mm/d5 در طول ماههاي تابستان مي‌رسد. اين ميزان ها در طول زمستان به پايين تر از mm/d1 كاهش مي‌يابد. ميانگين بارندگي در طول تابستان تقريباً بين 5/2 تا mm/d 3 است.
بنابراين بطور ميانگين براي حفظ و نگهداري توليد مرتع، حدود mm/d2 آبياري مورد نياز است. ميزان كمي از زهكشي در پايين منطقة ريشه در تابستان صورت مي‌گيرد، كه معمولاً بعد از يك بارندگي شديد مي‌باشد كه منطقة ريشه قبلاً نزديك به ظرفيت مزرعه است. زهكشي در
تابستان به طور متوسط كمتر از حدود mm/d1 است در حاليكه جريان سطحي آب در تابستان به علت ماهيت زهكشي آزاد خاك پوككُهي ناچيز است. در مقايسه با آن، ميانگين بارندگي در زمستان به حداكثر مقدار خود يعني تقريباً پايين‌تر از mm/d 5 مي‌رسد و اين به مراتب بيشتر از ميزان mm/d 1 مربوط به ET مرتع است. بارندگي زياد، همراه با ETپايين بدين معناست كه هرگز نيازي به استفاده از آبياري در زمستان وجود ندارد. ميزانهاي زهكشي در زمستان حداكثر به حدود mm/d 5/3 مي‌رسد، بطوريكه بطور متوسط فقط حدود 30درصد از بارندگي زمستان در داخل منطقة ريشه باقي‌خواهد ماند.
اگر مي‌خواستيم آب گياهان را براساس نيازمندي‌هاي آبياري « متوسط» نشان داده شده را به 3 تقسيم كنيم، در اينصورت 50 درصد از زماني كه گياه نياز داشت فراتراز اين تقسيم يا توزيع مي‌شد. ولي، بعلت ماهيت نامشخص و نامنظم بارندگي تابستان، و تغيير‌پذيري مربوطة مصرف آب گياهان كه ناشي از آب و هواي گرم / خنك يا آفتابي‌/ ابري مي‌باشد، ممكن است يك پراكندگي گسترده در زمينة شرايط و نيازمندي‌هاي آبياري محصولات خاص در سالهاي متفاوت را پيش بيني كنيم.
در طول يك سال خشك (1974)، مرتع نياز به حدود 525 ميلي‌متر در سال آبياري داشت، كه در 25ميلي‌متر واحد تهيه شد. مقدار آب منطقة ريشه بخاطر ميزان‌هاي ناچيز و نادر بارندگي براي اكثر روزهاي ماههاي ژانويه و فوريه نزديك به نقطة تريگر [m3/m3]) 36%= ) باقي ماند. بخاطر آب و هواي گرم و خشك، ETزمان تابستان حداكثر به حدود mm/d 5/7 رسيد.
تركيبي از كاهش نيازهاي ETو بارندگي تقريباً زياد در اواخر ماه آوريل مقارن با نزديكي منطقة ريشه به ظرفيت مزرعه شد. اين منجر به دو رويداد زهكشي زياد شد. ولي، بخاطر افزايش بارندگي زمستانه كه خاك منطقة ريشه را نزديك به ظرفيت مزرعه نگه داشت، اكثر زهكشي بين ماههاي ژوئن و اُكتبر صورت‌گرفت. بين ماههاي آوريل تا اُكتبر نياز به آبياري نبود. از آن پس،
دورة گرم و خشك ديگر بين ماههاي اكتبر و نوامبر مصرف آب مرتع را افزايش داد و مقدار آب منطقة ريشه را به سرعت تا نقطة تريگر 36%= كاهش داد.
6 آبياري 25 ميلي‌متري در دو ماه آخر سال مورد نياز بودند، هرچند كه يك بارندگي وسيع حدود 90ميلي‌متر در آخر ماه نوامبر صورت مي‌گيرد. تمام اين بارندگي در منطقة ريشه باقي نماند. بلكه، حدود 30 ميلي‌متر زهكشي بود، و حدود 9 ميلي‌متر نيز بصورت جريان سطحي آب تلف شد.
در طول يك سال باراني (1992)، ما شرايط و نيازمندي‌هاي آبياري مرتع را محاسبه كرديم كه تقريباً 150 ميلي‌متر در سال بود، كه در 25 ميلي‌متر واحد ارائه شد. براي اين سال باراني، خاك منطقة ريشه در آغاز ماه ژانويه قبلاً كاملاً مرطوب بود. بنابراين با توجه به اين خاك قبلاً مرطوب، همراه با چند رويداد بارندگي وسيع در طول ماه ژانويه تا ماه مارس، ويك ET به مراتب پايين‌تري كه ناشي از آب و هواي مرطوب‌تر و خنك‌تر بود، فقط 3 آبياري بين ژانويه و مارس مورد نياز بود. در مقايسه، مرتع نياز به تقريباً 15آبياري درطول 3 ماه اول تابستان خشك سال 1974 داشت.
به عبارت ديگر، مرتع نياز به آبياري كلي تقريباً 375 ميلي‌متر براي 3 ماه اول سال خشك داشت ولي براي سال باراني و مرطوب اين مقدار فقط 75 ميلي‌متر بود. اين تفاوت به نياز براي در نظرگيري ريسك و خطر در زمان بهبود بخشي به شرايط و نيازمنديهاي آبياري تأكيد مي‌كند. بطور متوسط ما پيش‌بيني كرديم كه مرتع نياز به آبياري كلي تقريباً 40 ميلي‌متر بين ماههاي ژانويه تا مارس دارد. قضية مشابهي در مورد علف مرتعي با بارندگي فرسايشي نيز در طول ماههاي نوامبر و دسامبر صدق مي‌كند.
در مقايسه، شرايط و نيازمندي‌هاي آبياري درختان ميوه با سيستم‌هاي ريشه‌اي عميق‌ترشان تا حدودي كمتر از نمونة آن در علف مرتعي با ريشة سطحي تر است.
در واقع ما محاسبه مي‌كنيم كه يك باغ ميوة بالغ و رسيده و برگ‌ريز در طول كل سال باراني سال 1992 نيازي به آب ندارد. اين بدان خاطر است كه درختان ميوه آب كافي در منطقة ريشة عميق‌شان ذخيره مي‌كنند تا يك بافر مؤثر در برابر هر يك از كمبودهاي كوتاه مدت آب كه در طول تابستان ايجاد شدند، فراهم سازند.
تصور مي‌شود كه درختان ميوة برگ‌ريز در خاك پوككهي يك بافر ذخيرة حدود 5/82 ميلي‌متر آب كاملاً موجود و در دسترس خاك داشته باشد (جدول 2). اين بافر براي برآورده كردن شرايط و نيازمندي‌هاي آب گياهان براي يك دورة تقريباً ]1روزه كافي‌ است، كه تصور مي‌شود ميانگين ET تابستان 5 ميلي‌متر در روز باشد. بارندگي تابستان فراوانتر از اين در طول سال باراني 1992 بود. در سال خشك 1974، باغ ميوه نياز به حدود 300 ميلي‌متر آبياري در طول كل سال داشت. اين مقدار هنوز كمتر از 525 ميلي‌متر آبياري مورد نياز توسط علف مرتع در همان سال است.
با توجه به اينكه تخصيص يا توزيع آبياري بر اساس متوسط محاسبات توازن و تعادل آب، آب كافي براي هر تابستان فراهم نخواهدكرد. چنين برنامه و طرحي در سال هاي باراني‌تر و مرطوب‌تر توزيع بيش از حد خواهد بود ودر طول سالهاي خشك‌تر توزيع كمتر از حد خواهد بود. اگر پرورش دهندگان گياه ملزم به استفاده دقيق از ميزان متوسط آب آبياري بودند، در اينصورت مقدار كمي از آب به گياهان مي‌رسيد و كاهش چشمگيري در توليد محصولات وجود داشت.
يك شيوة محتاطانه‌تر براي توزيع آب مطلوب است و ما آن را بر اساس يك ارزيابي احتمالي خطر قرار مي‌دهيم. بعد براي بررسي تغييرپذيري نيازهاي آب براي ايجاد سطح آبياري موردنياز جهت برآورده‌كردن نيازهاي گياهان در هشتاد درصد از سالها از يك روش آماري استفاده مي‌كنيم.
با توجه به محاسبات توازن و تعادل آب دراز مدت، مي‌توانيم يك توزيع احتمالي براي هر يك از مؤلفه‌هاي تعادل آب، كه در طول يك مدت زمان 28 روزه مورد تجزيه و تحليل قرار گرفت، براي هريك از ماههاي سال برقرار كنيم. بنابراين برخي نتايج براي مرتع را در طول تابستان توضيح مي‌دهيم كه در آن ما توزيع‌هاي زهكشي و بارندگي را با يك تابع چگالي احتمال گاما (PDF) مقايسه مي‌كنيم. در آنجا همچنين توزيع‌هاي متناظر آبياري و ET محصول را با يك PDFنرمال مقايسه مي‌كنيم.
اين تابع‌هاي چگالي احتمال كه از طريق ميانگين‌هاي نمونه‌اي و انحراف معيارها محاسبه‌ مي‌شوند، توصيف خيلي خوبي از روند مشاهده شده در هريك از مؤلفه‌هاي تعادل و توازن آب را در اختيار مي‌گذارند. ما نشان مي‌دهيم كه به نظر نمي رسد كه PDF زهكشي، همانطوريكه از طريق يك تابع گاما محاسبه مي‌شود، به اندازة سه مؤلفة تعادل آب ديگر خوب باشد. اين بدان خاطر است كه زهكشي اغلب در طول تابستان كاملاً كم است.
توزيع گاما توصيف خيلي خوبي از زهكشي را در طول زمستان ارائه مي‌دهد كه در آن زمان اين مؤلفه به مراتب بزرگتر از كل تعادل و توازن آب مي‌باشد.
به منظور تخصيص يا توزيع آب اين نكته اميدوار كننده است كه PDF آبياري به خوبي توسط توزيع گاوسي توصيف و بيان مي‌شود. بنابراين، از PDF گاوسي براي تعيين آبياري موردنياز جهت برآورده‌كردن نيازهاي محصولات تقريباً در 4 تا 5 مواردي كه توسط نقطة مرور مشخص مي‌شود، استفاده كنيم. البته سطح خطر يا ريسك را مي‌توان در صورت لزوم موقعي كه
آمار و PDFتعيين شدند، به راحتي تغيير داد. براين اساس 80 درصد خطر مايك مرتع را درمنطقة پوككهي در زمان تابستان (ژانويه) در نظرمي‌گيريم كه بايد 78 ميلي‌متر در 4 هفته تخصيص داده شود. اين تخصيص يا توزيع 80 درصد نيازهاي مصرف آب گياهان را برآورده خواهد كرد. اين تجزيه‌ و تحليل بر اساس يك دورة 4 هفته‌اي است. بنابراين، براي 31 روز هرماه ژانويه ما بايد حدود 86 ميلي متر را براي آبياري مرتع اختصاص دهيم. ولي اين بدان معناست كه يك شانس 20 درصدي وجود دارد كه آب كافي براي برآورده كردن شرايط و نيازمندي‌هاي مرتع را در طول تمام سال ها اختصاص ندهيم. ولي اين باز به مراتب بهتر از شانس 50 درصدي است كه ما با اختصاص يا توزيع آبياري براساس محاسبات توازن يا تعادل آب «متوسط» به آن دست مي‌يابيم.
براي توصيف توزيع آبياري در طول يك دورة 4 هفته اي، محاسبات تعادل و توازن آبي دراز مدتمان يك PDF گاوسي را در نظر مي گيرد. براي يك برنامة آبياري ماهانه، اين ارقام بايد متناسب با تعداد روزها در هر سال مقياس بندي شوند.
اولين نكته اي كه بايد در نظر گرفت اين است كه به نظر مي‌رسد هيچ آبياري از ماه مه تا اُكتبر ضروري نيست. در طول زمستان هميشه بارندگي كافي براي برآورده كردن نيازهاي آبي محصولات وجود دارد. مرتع و خاكهاي متداولاً كشت شده نياز به آبياري به مدت تقريباً 7 ماه از سال، از ماه اكتبر تا اوايل ماه آوريل دارند. باغ‌هاي ميوة برگ ريز بالغ ورسيده نياز به آبياري دقيقاً به مدت 5 ماه از سال، از ماه دسامبر تا اوايل ماه آوريل دارند. در مقايسه با محصولات مزرعه‌اي، درختان با ريشة عميق تر در باغ‌هاي ميوه يك بافر به مراتب بيشتر از آب به راحتي موجود و در دسترس در منطقة ريشه‌اشان دارند (جدول2). بنابراين باغ‌هاي ميوه در طول بهار و اوايل تابستان كمتر به آبياري متكي هستند.
سيب زميني‌ها بيشتر از پيازها نياز به آبياري دارند. سيب زميني ها ضريب محصولي بالاتري دارند، و بنابراين آب بيشتري مصرف مي‌كنند. از بين محصولات انتخاب شده، ما متوجه شديم كه
سيب زميني‌ها بالاترين نياز آبياري را در طول ماه ژانويه دارند. سيب زميني ها يك سيستم ريشه اي سطحي دارند، و در برابر استرس يا فشارآب مقاومت كمي دارند.
يك محصول يا گياه مزرعه‌اي نظير كاهو يا كلم در اوايل تابستان كاشته مي شود، يك دورة رشد كلي كوتاهتري دارد و نياز به آبياري به مدت تقريباً 3 ماه خواهد داشت. با وجود اين، اين محصولات همچنين يك سيستم ريشة سطحي دارند (m5/0= ZR ) و فقط يك مقاومت خفيف در برابر كمبود آب دارند. بنابراين باز بايد ميزان چشمگيري از آبياري در طول خشك‌ترين ماههاي تابستان به آنها داده شود. ما نشان مي‌دهيم كه يك تك محصول يا گياه كدو بخاطر سيستم ريشه‌اي عميق‌ترش نسبت به محصولات ديگر كمتر متكي يا وابسته به آبياري است.
باغ ميوة شمارة يك معروف ما، با ميان رديف علوفه‌دار، آب بيشتري از شمارة 2 كه يك ميان رديف خالي دارد، مصرف مي‌كند. از نظر قابليت يا توانايي مصرف آب، اين ممكن است موضوع خوبي نباشد چون آبياري ميان رديف احتمالاً توليد چشمگير سيب‌ها را افزايش ندهد. ولي، با تأثير روي روش هاي آبياري مؤثرتر، احتمال دارد كه ميان رديف علف دار آبياري نشود. بلكه، احتمالاً ممكن است ميان رديف در سرتاسر ماههاي تابستان آبياري نشود. در اين مورد، نيازهاي آبياري باغهاي ميوه ممكن است كمتر از مقادير گفته شده باشد. همچنين، براي ارقام زودرس سيب كه در اواخر ماه فوريه يا اوايل ماه مارس چيده مي‌شوند، هرگونه آبياري برنامه‌ريزي شده بعد از برداشت ميوه ضروري نخواهد بود.
برنامة آبياري منظم 15 ميلي‌متري را در نظر مي‌گيرد. هر وقت كه كمبود آب در منطقة ريشه به پايين‌تر از نقطة تريگر كاهش يافت، اين برنامه اجرا مي‌شود. اين الگو همچنين براي آبياري‌هاي 25 ميلي‌متري و 35 ميلي متري اجرا شد. ما متوجه شديم كه افزايش ميزان آبياري منجر به فقط زهكشي تقريباً بيشتر mm / yr) 20- 10 N )، و جريان سطحي نسبتاً بيشتر mm / yr) 10- 5
N )، شد كه بطور چشمگير كل برنامة آبياري را تغيير نداد. بنابراين برنامه‌هاي آبياري را از اين سناريوهاي ديگر اجرا نكرده‌ايم. همچنين اين الگو را بدون آبياري اجرا كرديم.
تمام محصولات يا گياهان در طول زمان شبيه‌سازي 25 ساله، نهايتاً دچار كمبود آب شدند. گرچه توليد محصول به روشني الگوسازي نشد، ولي مي‌توانيم كاهشي را در مصرف آب تصور كنيم كه منجر به كاهش توليد گياهان خواهد شد. تمام گياهان مزرعه در منطقة پوككهي اگر دائماً به حداكثر پتانسيل توليدشان دست يابند، متكي به مقداري آبياري خواهند بود. محاسبات درازمدتمان امكان ايجاد توزيع احتمال مرتبط با تعادل يا توازن آب آبياري به كار برده‌شده به هر يك از گياهان انتخابي را به ما مي‌دهد. اين روند در ميزان يا مقادير سالانة آبياري به خوبي توسط يك PDF گاوسي توصيف مي‌شود. بنابراين مي‌توانيم براي تعيين توزيع آبياري سالانه براي هر يك از گياهان مزرعه به اين تابع اعتماد كنيم.
ما برآورد كرديم كه به مرتع در منطقة پوككهي بايد 332 ميلي‌متر آب در هر سال اختصاص داده شود تا نيازهاي علف ها را در قبال 80 درصد آب دوره برآورد سازد (جدول4). به باغ‌هاي ميوه بسته به اينكه يك بين رديف علوفه‌اي دارند يا خير، بايد بين 256 ميلي‌متر و 128 ميلي‌متر آب در هر سال اختصاص داده شود. بسته به مقاومت گياه به استرس يا فشار آب، بايد بين 332 و377 ميلي‌متر آب در هر سال به يك گياه سالانة سبزيجات پربرگ اختصاص داده شود. ما بطور شگفت انگيز متوجه شديم كه بارندگي تابستانه هر 10سال كافي بود تا نيازهاي كلي مصرف آب كدو و باغ هاي ميوه را برآورده سازد.
هر محصول ديگر نياز به حداقل يك آبياري داشت تا آب منطقة ريشه را بالاتر از مقدار بحراني و حياتي آب خاك كه شروع به تأثيرگذاري روي توليد محصول مي‌كند، حفظ و نگهداري
كند. آبياري در يك آب و هواي دريايي يا ساحلي نامنظم است و بنابراين كارآيي و بازدهي بيشتراز برنامه‌ريزي مناسب بهره‌مي‌گيرد.
نتايج
ما از يك تجزيه و تحليل آماري استفاده كرده ايم كه بر اساس 25 سال اطلاعات و داده‌هاي آب و هوايي است. اين روش جواب‌هايي به اين سوال كه «چقدر» و «چندبار» آبياري براي يك رشته از محصولات در منطقة آكالند، در هر سطح معيني از ريسك يا خطر معينه موفقيت موردنياز است، داد.
تغيير در مقدار بارندگي و زهكشي با استفاده از يك تابع چگالي احتمال گاما (PDF) توصيف شد، در حاليكه تغيير يا تنوع در آبياري با استفاده از يك PDF گاوسي توصيف شد. الگوي مصرف آب گياهان به راحتي پارامتر‌سازي مي‌شود و مي‌توان براي هر تركيب خاكي ـ گياهي با استفاده از داده‌ها و اطلاعات تاريخي آب و هوا اجرا كرد. نتايج حاصل از اين تحقيق و بررسي اخيراً توسط شوراي منطقه اي مورد استفاده قرار مي‌گيرد تا توزيع‌هاي خاص حق آب را بسنجد. اين الگو بعداً مي‌توانست براي تعيين روش آبياري خوب، حتي در زمان واقعي، توسعه داده‌شود و به يك ابزار حمايتي تصميم گيري تبديل شود.
ضميمه: معادله هاي نمونه يا الگو
توزيع گاما براي بارندگي و زهكشي
توزيع بارندگي و زهكشي در طول يك فاصلة زماني معينه، بخاطر «زمان انتظار» ويژه بين اين وقايع و رويدادها كه در الگوي گاما غيرصريح است، توسط يك تابع چگالي احتمال گاما (PDF) تقريب زده شد (لارسن و ماركس، 1986). پايين‌ترين چارك 20 درصد توزيع گاما براي برقراري سطح مطمئن بارندگي و زهكشي مورد استفاده قرار گرفت. اين سطح مطمئن و قابل اعتماد،
كمترين ميزان بارندگي و زهكشي را كه ما مي‌توانيم در چهار تا از 5 مورد پيش بيني كنيم، به نمايش مي‌گذارد.
پايه و اساس PDF گاما ، تابع گاما است كه، براي هر عدد حقيقي r>0 ، به صورت زير تعريف مي شود:
[A1]
اگرX يك متغير تصادفي باشد، بطوريكه :
[A2]
در اينصورت گفته مي‌شود كه X يك توزيع گاما با پارامترهاي وr دارد كه هم r و هم بايد بزرگتر از صفر باشند.
تابع چگالي متراكم متناظر و CDF، به صورت زير نوشته مي‌شود:
[A3]
اين تابع گاهي به صورت تابع گاماي ناقص تلقي مي‌شود (پرس و سايرين، 1989). مقدار FX(x) احتمالي را كه يك پيشامد، حداقل به اندازةx، در يك فاصله زماني صورت مي‌گيرد را نشان مي‌دهد، در حاليكه احتمال فراتر در طول همان فاصلة زماني توسط FX(x)] -1 [ نشان داده ‌مي‌شود. وقتي 8/0FX(x)] = -1 [ مي‌باشد، مي‌توانيم سطح مطمئن را به صورت مقدار x تعريف كنيم. برآوردكننده‌هاي روش يا متر گشتاور براي تابع گاما توسط معادلة زير نشان داده مي شوند:
[A4]
كه و ميانگين نمونه و انحراف معيار هستند. توزيع گاما مستلزم تعدادي از انتگرال‌گيري‌هاي پيچيده است. ولي، محاسبة آن آسان صورت مي‌گيرد.
چون معمولاً به صورت يك تابع استاندارد در جديدترين برنامه‌هاي برگة گسترده گنجانده مي‌شود. در تجزيه و تحليلي كه در اينجا گزارش شده است، برنامة آماري MINITAB (شركت ميني تب ايالات متحدة آمريكا) براي محاسبة نه تنها CDF گاما، بلكه CDFگاماي معكوس ضروري براي بدست آوري برآوردها و ارزيابي هاي زهكشي و بارندگي مطمئن مورد استفاده قرار گرفته است.
توزيع احتمال نرمال براي ET و آبياري:
توزيع ET و آبياري در طول يك فاصلة زماني معينه توسط يك PDF گاوسي تقريب‌ زده ‌شد. گفته مي‌شود كه يك متغيير تصادفي X يك توزيع گاوسي خواهد داشت، اگر PDF آن بصورت زير نشان داده شود:
[A5]
كه و به ترتيب ميانگين نمونه و انحراف معيار هستند. تابع چگالي متراكم متناظر ممكن است به صورت زير نوشته شود:
[A6]
مقدارFX(x) احتمالي را نشان مي‌دهد يك پيشامد، حداقل به اندازةx، در طول مدت زمان معيني صورت خواهد گرفت. ما نيازمندي هاي آبياري را هم بر يك اساس ماهانه و هم سالانه، از طريق مقدارx تعريف و تعيين مي‌كنيم كه 8/0 FX(x) = است. محاسبة FX(x) با استفاده از برنامة آماري MINITAB (شركت ميني تب ايالات متحدة آمريكا) صورت گرفت.
منابع
دكتر حق پرست تنها ، محمد رضا ، 1372 . خاكريزان زراعي . انتشارات دانشگاه رشت
زرين كفش ، منوچهر و سعادت لاجوري . ناصر . 1348 . علوم خاكشناسي . انتشارات ابوريحاني
دكتر كدواني ، پرويز ، 1356 ، حفاظت منابع طبيعي خاك . انتشارات دانشگاه تهران .
رستگاري ، محمد علي . 1377 :‌زراعت عمومي . انتشارات برهمند .
مشايخي ، علي و 1348 . خاك و حاصلخيزي آن انتشارات اصفهان
طراح داود . 1361 كشاورزي و ياغداري . انتشارات امير كبير
تانهيل . ايوان ترجمه عماري (ك) . 1953 آب و هوا . انتشارات نيل .

فایل : 16 صفحه

فرمت : Word