مهندسی زراعی

چکیده گیاهان معمولاً درمعرض طیف وسیعی از تنش‌های غیرزیستی قرار دارند و این تنش‌ها می‌تواند به طور قابل‌توجهی از رشد و نمو گیاه جلوگیری کند، ریزوباکترهای محرک رشد گیاه می‌توانند به عنوان یک گزینه موثر، قابل دوام و حیاتی برای کاهش اثرات منفی تنش‌های غیرزیستی در گیاهان زراعی باشند. بنابراین یک مطالعه گلخانه‌ای برای بررسی اثر ریزوباکترهای برتر محرک رشد گیاه (PGPR) از جمله سویه‌های SM89، SM16 و SM65 از باکتری‌های Sinorhizobium meliloti sp. بر پارامترهای رشد (وزن خشک اندام هوایی، ریشه و گره)، اسمولیت‌ها (قندهای احیا کننده، پروتئین‌های محلول و پرولین)، جذب K+ و نسبت K+/Na+ و غلظت مالون دی آلدئید در گیاه یونجه در خاک‌های غیرشور و خاک‌های تحت تنش شوری 200 میلی‌مولار کلریدسدیم و کلریدکلسیم انجام شد. نتایج این پژوهش نشان داد که تنش شوری باعث کاهش پارامترهای رشد، میزان جذب پتاسیم و نسبت K+/Na+ شد. از طرف دیگر، قندهای احیا کننده، پروتئین‌های محلول، پرولین، سدیم و مالون دی آلدئید را افزایش داد. تلقیح گیاهان یونجه با دو ریزوباکتری برتر SM89 و SM16 پارامترهای رشد، میزان جذب پتاسیم، اسمولیت‌ها، نسبت K+/Na+ در گیاهان یونجه در شرایط غیر شور و تحت تنش شوری را نسبت به گیاهان شاهد تلقیح نشده با باکتری و بدون کود به‌طور قابل توجهی افزایش داد. علاوه بر این، نتایج نشان داد که تلقیح گیاهان با هر سه نوع باکتری برتر باعث کاهش MDA و Na+ در گیاهان یونجه شد. بنابراین، در این مطالعه تلقیح میکروبی باعث بهبود قابل‌توجه فعالیت‌های فیزیولوژیکی گیاه شد و توانست اثرات منفی تنش شوری بر گیاه یونجه را کاهش دهد.

چکیده در سال‏های اخیر، سیلیکون با اثر کاهش خسارت گیاهان در مقابل برخی تنش‏های محیطی، توجه محققین را به خود معطوف نموده است. کاملینا یک گیاه دانه روغنی از خانواده چلیپائیان است که از معرفی آن در ایران، کمتر از یک دهه می‌گذرد. از این رو، پژوهشی با هدف بررسی تاثیر سیلیکون در افزایش تحمل به تنش شوری گیاهچه کاملینا در آزمایشگاه بذر دانشگاه رازی به اجرا در آمد. آزمایش به صورت فاکتوریل بر پایه طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار اجرا شد. فاکتور‌های آزمایش شامل ژنوتیپ کاملینا (رقم سهیل و لاین-84 )، شوری (چهار سطح صفر، 3-، 6- و 9- بار) و سیلیکون (پنج سطح صفر، 2، 4، 6 و 8 میلی‌مولار) بودند. بنابراین، آزمایش شامل 120 واحد آزمایشی بود. نتایج نشان داد که با افزایش شدت شوری، ویژگی‌های رشدی و میزان پروتئین‌های محلول گیاهچه کاهش یافتند اما در مقابل فعالیت آنزیم‏های کاتالاز، پراکسیداز و سوپراکسید دیسموتاز و میزان مالون‌دی‌آلدهید افزایش پیدا کردند. در شوری 6- بار، استفاده از سیلیکون 8 میلی‌مولار سبب افزایش درصد جوانه‌زنی بذر (95/13 درصد)، طول گیاهچه (82/58 درصد)، شاخص بنیه گیاهچه (80/79 درصد)، وزن خشک گیاهچه (50 درصد) و فعالیت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز (44/67 درصد) گردید. به طور کلی، به‌نظر می‌‏رسد که استفاده از سیلیکون غلظت‌های 6 و 8 میلی‌مولار در کاهش اثرات سوء تنش شوری بر ویژگی‌های رشدی و بیوشیمیایی گیاهچه کاملینا مؤثر بوده است.

چکیده یکی از راه‌های استفاده و بهره برداری از اراضی شور استفاده از ارقام متحمل به شوری مانند گیاه کینوا (Chenopodium quinoa) است. از طرفی استفاده از بیوچار pH خاک را افزایش می‌دهد و در خاک‌های قلیایی و آهکی ممکن است در دسترس بودن عناصر را کاهش دهد. لذا اصلاح بیوچار با اسید‌ها می‌تواند سبب افزایش قابلیت دسترسی به عناصر غذایی موجود در بیوچار می-شود. هدف از این پژوهش بررسی اثر بیوچار برنج و بیوچار اسیدی شده بر عملکرد و اجزای عملکرد گیاه کینوا در یک خاک آهکی متاثر از نمک می‌باشد. آزمایشی فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در 4 تکرار به ‌صورت گلدانی به اجرا در آمد. فاکتورها شامل 3 نوع بیوچار (اصلاح نشده برنج، اصلاح شده برنج با روش پیش اسیدی و اصلاح شده برنج با روش پس اسیدی) و سطوح مختلف بیوچار (0، 2 و 5 درصد وزنی) بودند. نتایج نشان داد که بیوچار اسیدی شده برنج بر تمامی ویژگی‌های رشد رویشی در سطح احتمال یک درصد (01/0>P) معنی‌دار شد. نتایج نشان داد بیشترین مقدار وزن خشک گیاه 82/8 گرم در بوته، ارتفاع 50/77 سانتی‌متر، وزن هزار دانه 17/3 گرم در بوته و شاخص برداشت 03/45 از تیمار 5 درصد بیوچار برنج پس اسیدی به دست آمد که نسبت به تیمار 5 درصد بیوچار اسیدی نشده برنج به ترتیب افزایشی معادل (97/81)، (77/56)، (17/32) و (06/7) درصد داشت. به طور کلی می‌توان گفت که استفاده از بیوچار برنج اصلاح شده (پیش اسیدی و پس اسیدی) نقش مثبتی در افزایش ویژگی‌های رشد رویشی گیاه کینوا داشت.

چکیده علی‌رغم استفاده گسترده از روش های نقشه برداری رقومی خاک در مطالعات خاکشناسی، محدودیت های مربوط به عدم تعادل کلاس های خاک مانع عملکرد موفقیت‌آمیز بسیاری از الگوریتم های یادگیری ماشین در این روش ها شده است. از اینرو هدف از این پژوهش بهبود عملکرد مدل سازی داده‌های نامتعادل خاک با استفاده از روش پیش درمانی نمونه گیری مجدد در سه مدل پیش بینی شامل جنگل تصادفی، درخت تصمیم توسعه یافته و رگرسیون لجستیک چندجمله ای در بخشی از اراضی استان زنجان است. برای این منظور موقعیت 148 خاک رخ مشاهداتی بر اساس الگوی شبکه‌بندی منظم با فاصله 500 متر حفر و بر اساس استانداردهای سیستم جامع رده بندی خاک تشریح و طبقه بندی گردید. متغیرهای محیطی شامل اطلاعات نقشه های ژئومورفولوژی و زمین شناسی، مدل رقومی ارتفاع و داده های حاصل از تصاویر ماهواره‌ای لندست 8 بودند که بر اساس نظر کارشناسی و رویکرد تحلیل مؤلفه اصلی تعدادی از متغیرهای محیطی به‌عنوان مؤثرترین متغیرهای محیطی و ورودی مدل انتخاب گردید. مدل سازی با استفاده از داده‌های نامتعادل، منجر به از دست دادن کلاس‌های با مشاهده های کم تعداد برای هر سه مدل بود. در این شرایط مدل رگرسیون لجستیک چندجمله‌ای بالاترین دقت (66%) و ضریب کاپا (0/41) را نسبت به دو مدل دیگر نشان داد. پس از نمونه برداری مجدد داده ها در قالب فرآیند متعادل سازی، مدل درخت تصمیم توسعه‌یافته با حفظ کلاس های کم تعداد با صحت کلی 75% و ضریب کاپا 0/64 در پیش‌بینی مکانی زیرگروه های خاک، برآورد قابل قبولی ارائه داد.

چکیده کمبود فسفر یکی از مشکلات عمده خاک‌های آهکی و عامل محدوده‌کننده تولید محصول در این خاک‌ها است و مصرف بی‌رویه کودهای فسفاته می‌تواند سبب ایجاد آلودگی در خاک و آب گردد. استفاده از اصلاح‌کننده‌های آلی مانند کمپوست، بیوچار و یا استفاده تلفیقی از آن‌ها می‌تواند در بهبود مقدار فسفر قابل جذب خاک موثر باشد. به این منظور، تأثیر کاربرد تلفیقی کمپوست و بیوچار باگاس نیشکر بر ویژگی‌های جذب و واجذب فسفر در خاک آهکی مورد بررسی قرار گرفت. تیمارها شامل: 1 – شاهد، 2- کمپوست باگاس نیشکر 100%، 3- بیوچار باگاس نیشکر 100%، 4- کمپوست 50% + بیوچار 50%، 5- کمپوست 75% + بیوچار 25 % و 6- کمپوست 25% + بیوچار 75% بود که تیمارها در سه تکرار به مدت 120 روز انکوباسیون شدند. هم‌دماهای جذب بعد از اتمام مدت انکوباسیون در دمای ثابت 25 درجه سلسیوس و غلظت اولیه 0 تا 60 میلی-گرم فسفر در لیتر بررسی شدند. سپس داده‌ها با مدل‌های فروندلیچ، لانگمویر و تمکین برازش داده شدند. نتایج نشان داد که کاربرد تلفیقی بیوچار و کمپوست باگاس نیشکر منجر به کاهش جذب و افزایش واجذب فسفر گردید. حداکثر ظرفیت بافری (MBC)، ظرفیت بافری تعادلی (EBC)، ظرفیت بافری استاندارد (SBC) و نیاز استاندارد فسفر (SPR) در تیمار کمپوست و کمپوست 75% + بیوچار 25% نسبت به شاهد کاهش بیش‌تری نشان دادند. به‌طورکلی می‌توان نتیجه‌گیری کرد که کاربرد تلفیقی تیمارهای بیوچار وکمپوست باگاس نیشکر سبب کاهش جذب فسفر در خاک آهکی می‌شود که در نتیجه می‌تواند موجب افزایش فراهمی فسفر برای گیاهان شود.

چکیده باتوجه به فقدان تجهیزات مناسب در ایستگاه‌های رسوب‌سنجی کشور و اندازه‌گیری بسیار محدود داده‌های رسوب، تخمین مقدار رسوب در روزهای فاقد داده در راستای مدیریت منابع آب و خاک بسیار حائز اهمیت است. در این پژوهش، از تکنیک‌های مختلف یادگیری ماشینی شامل، شبکه عصبی مصنوعی (ANN)، سیستم استنتاجی فازی-عصبی تطبیقی (ANFIS) و جنگل تصادفی (RF) به‌منظور شبیه‌سازی رسوب و برآورد آن در روزهای فاقد داده استفاده شد. برای دستیابی به اهداف پژوهش، ابتدا داده‌های بلند مدت هواشناسی و هیدرومتری (سال 2000 تا 2020) از سازمان‌های مرتبط جمع‌آوری و قبل از ورود به مدل پیش-پردازش شدند. متغیرهای ورودی به مدل‌ها شامل بارندگی، دبی جریان، شاخص پوشش گیاهی نرمال‌شده، دمای حداکثر و دمای حداقل بود و مقادیر رسوب معلق به عنوان خروجی تمام مدل‌ها در نظر گرفته شد. داده-ها قبل از مدل‌سازی با نسبت 70 -30 به دو گروه داده-های آموزشی و داده‌های آزمون تقسیم شدند. کارایی مدل‌ها با استفاده از پنج شاخص ضریب تبیین (R2)، جذر میانگین مربعات خطا (RMSE)، درصد اریب (PBIS)، میانگین خطای مطلق (MAE) و ضریب ناش-ساتکلیف (NSE) ارزیابی شدند. نتایج نشان داد که در مورد ایستگاه ماشین از بین تکنیک‌های مختلف، مدل شبکه عصبی دارای بیشترین مقدار ضریب تبیین (78/0) و کمترین مقدار خطا بود. همچنین در مورد ایستگاه منجنیق، مدل شبکه عصبی و نروفازی عملکرد تقریبا مشابهی را نشان دادند. لذا، مدل شبکه عصبی به عنوان مدل برتر در این پژوهش انتخاب شد. میانگین تولید سالانه رسوب برای کل دوره آماری بر اساس مدل شبکه عصبی، برابر با 1 تن در هکتار در سال بدست آمد.