شور شدن خاک ها در جهان به گونه ای روزافزون روبه گسترش است و درنتیجه تولید محصولات کشاورزی در مواجهه با این تنش کاهش می یابد.سیاست گذاران و تصمیم سازان در راستای برنامه ریزی برای تطبیق با تغییرات اقلیمی و افزایش نیاز به غذا نیازمند پایش کمی مستمر شوری خاک می-باشند. شاخص های طیفی حاصل از سنجنده های ماهواره ای و یا سنجنده های نزدیک به سطح زمین به طور روزافزونی برای پایش شوری خاک مورداستفاده قرار می گیرند به نحوی که تا کنون تعداد زیادی شاخص برای پایش شوری خاک معرفی شده اند. برای مدل سازی و سنجش اعتبار مدل حاصله روش های رگرسیونی مختلفی مورداستفاده قرار گرفته که مهم ترین آن ها رگرسیون خطی چندگانه (شامل رگرسیون گام به گام، انتخاب رو به جلو و حذف رو به عقب) و رگرسیون حداقل مربعات جزئی است. در این پژوهش به منظور ارزیابی این دو روش در مدل سازی تغییرات شوری خاک از اندازه-گیری های آزمایشگاهی و الکترومغناطیسی شوری خاک مربوط به 97 نقطه در سال 1392 و 225 نقطه در سال 1393 در بخشی از دشت سبزوار- داورزن به مساحت حدود 50 هزار هکتار استفاده شد. تعداد 23 شاخص طیفی از تصاویر ماهواره لندست 8 مربوط به تاریخ های نمونه برداری استخراج و به همراه مدل رقومی ارتفاع به عنوان متغیر مستقل مورداستفاده قرار گرفت. روش های مختلف رگرسیون خطی چندمتغیره با استفاده از داده های سال اول به عنوان آموزش و سال دوم به عنوان آزمون و بالعکس هرچند ضریب تبیین بین حدود 22 تا 88 درصد ایجاد کرد، ولی این همبستگی در دسته اعتبار سنجی از 29 درصد تجاوز نکرد. به علت وجود هم راستایی خطی چندگانه در بین متغیرهای مستقل روش رگرسیون خطی چندگانه برای تمام متغیر ها قابل کاربرد نبود. حذف متغیرهای دارای هم راستایی خطی، تبدیل لگاریتمی و تصادفی کردن کل داده ها در دو دسته آموزش و آزمون، ضریب رگرسیون مدل و اعتبار آن را به طور قابل قبولی افزایش داد. استفاده از رگرسیون حداقل مربعات جزئی با استفاده از داده های اصلی و تبدیل لگاریتمی شده سال اول و دوم به عنوان آموزش و آزمون و بالعکس نیز در دسته آموزش ضریب تبیین بین 39 تا 85 درصد ایجاد کرد، ولی از برآورد در دسته آزمون ناتوان بود. تصادفی کردن داده ها و تقسیم مجدد آن ها به دو دسته آموزش و آزمون موجب ارتقای چشمگیر ضریب تعیین در دسته اعتبارسنجی شد. تکرار عملیات تصادفی کردن نشان داد که روش از ثبات لازم برای برآورد ضرایب متغیرها برخوردار است.

حدود 80 درصد اراضی کشاورزی جهان به‎صورت دیم کشت می‎شوند و این اراضی نزدیک به60 درصد نیاز غذایی بشر را تأمین می‎کنند. با توجه به پراکنش نامناسب بارش در مناطق خشک و نیمه‎خشک، جلوگیری از شور شدن خاک و آب این اراضی بسیار ضروری است. اراضی دیم یکی از مهم‎ترین منابع برای تولید در بخش کشاورزی به‎ویژه در شرایط کنونی است که توسعه اراضی آبی با محدودیت روبه‎رو باشد. یکی از محدودیت‎های مهم که می تواند در توسعه و استفاده از این اراضی مؤثر باشد، شوری خاک است که افزون بر محدودیت‎های دیگر (کمبود رطوبت و ...)، می­تواند باعث کاهش تولید در این اراضی شود. به‎منظور آگاهی از وضعیت شوری اراضی دیم کشور، در یک پژوهش ملی تعداد 849 پایگاه مطالعاتی انتخاب و نمونه‎های خاک از اعماق مختلف تهیه و افزون بر هدایت الکتریکی، برخی ویژگی‎های فیزیکی و شیمیایی آن ها نیز اندازه‎گیری شد. نتایج نشان داد که بیشترین و کمترین مقدار شوری در اراضی دیم با کاربری زراعی (عمق 30-0 سانتیمتر) به‎ترتیب برابر 97/5 و 0/19 دسی‎زیمنس بر متر است. میانگین شوری خاک سطحی این اراضی (عمق 30-0 سانتیمتر) برابر 2/28 دسی‎زیمنس بر متر بوده و بیش از 50 درصد خاک­های این اراضی دارای شوری بیش از 0/6 دسی‎زیمنس بر متر بودند. همچنین، نتایج تحلیل مؤلفه اصلی نشان داد تغییرپذیری شوری خاک در اراضی دیم، تحت تأثیر ویژگی‎های اقلیمی (مثل دما و بارش و سایر شاخص‎های منتج‎ شده از این دو عامل شامل شاخص‎های بارش استانداردشده و خشک سالی مؤثر) و همچنین ویژگی‎های خاک (کربن آلی، رس و مقادیر املاح محلول به‎ویژه سدیم) بودند.

دشت کاشان از جمله مناطقی است که به جهت واقع شدن در حوزه آبخیز مرکزی و شرایط اقلیمی نامناسب، از پتانسیل تولیدی بسیار پائین برخوردار است. بهره برداری بی رویه از منابع طبیعی بخصوص در سال های اخیر باعث افزایش تخریب خاک و گسترش بیابان شده است. در این تحقیق عوامل موثر بر گسترش این فرایند نامطلوب که در آن منابع آب و خاکی از جایگاه ویژه ای برخوردارند، مورد مطالعه قرار گرفت. تغییرات شوری خاک در گستره دشت کاشان با حفر 8 نیمرخ با عمق متوسط 1.5 متر طی 5 سال (1386-1382) بررسی گردید. این عرصه ها با در نظر گرفتن پراکنش و نوع کشت و آبیاری انتخاب گردیدند بطوری که خصوصیات اصلی آب و خاک کل دشت کاشان را عرضه نمایند. نمونه های آب و خاک از هر افق خاک در پایان سال زراعی در اواخر شهریور ماه برداشت و در آزمایشگاه مورد تجزیه قرار گرفت. نتایج نشان داد که روند تغییرات شوری در 3 عرصه افزایشی، 2 عرصه ثابت و 3 عرصه دیگر کاهشی است. اگر به طور متوسط هر عرصه مبین خصوصیات 12.5 درصد کل دشت باشد، افزایش شوری و تخریب خاک در 37.5 درصد مساحت دشت کاشان در حال رخ دادن است. بیشترین هدایت الکتریکی خاک و آب به ترتیب معادل 30.1 و 17.73 دسی زیمنس بر متر در عرصه صالح آباد و کمترین آن معادل 2.7 و 2.98 دسی زیمنس بر متر در عرصه محمدیه مشاهده شد.

لجن فاضلاب به دلیل دارا بودن مقادیر زیادی از عناصر غذایی و مواد آلی و ارزانی قیمت، امروزه به طور وسیعی به عنوان کود و یا اصلاح کننده ویژگی های فیزیکی خاک مورد استفاده قرار می گیرد. از آن جایی که لجن فاضلاب حاوی مقادیر زیادی املاح محلول می باشد، لذا کاربرد آن احتمال افزایش شوری خاک را مطرح می کند. هدف از انجام این پژوهش بررسی تغییرات پارامترهای شوری در پروفیل خاک در اثر کاربرد لجن فاضلاب می باشد. این مطالعه در مزرعه تحقیقاتی لورک نجف آباد، با سه سطح (25، 50 و 100 تن لجن فاضلاب در هکتار) و شاهد (بدون لجن) به صورت طرح کرت های خرد شده با طرح پایه بلوک های کاملا تصادفی اجرا شد. در سال اول (1378)، کل کرت (3´15 متر) لجن دریافت کرد، در سال دوم (1379)، هر کرت به دو قسمت (3´12 متر) و (3´3 متر) تقسیم شد و فقط به قسمت بزرگ تر برای بار دوم لجن اضافه شد، در سال سوم (1380)، قسمت 12 متری، به دو بخش (3´9 متر) و (3´3 متر) تقسیم شد و فقط قسمت 9 متری برای بار سوم لجن دریافت کرد و در سال چهارم (1381)، قسمت 9 متری، به دو بخش (3´6 متر) و (3´3 متر) تقسیم گردید و فقط به قسمت 6 متری برای بار چهارم لجن فاضلاب اضافه شد. این کرت ها در نیمه اول هر سال زراعی تحت کشت ذرت و در نیمه دوم هر سال تحت کشت گندم قرار گرفتند. نمونه برداری در سال 1382 از وسط هر قسمت 3 متری مربوط به یک سال مشخص کوددهی، تا عمق 100 سانتی متری به فواصل 20 سانتی متر، در پایان فصل رشد گندم صورت گرفت. نمونه های خاک به آزمایشگاه منتقل شده و پارامترهای شوری، pH، ظرفیت تبادل کاتیونی، درصد کربن آلی، آهک، سدیم محلول و تبادلی، پتاسیم محلول، کلسیم و منیزیم محلول، سولفات، کلرید، بیکربنات اندازه گیری شدند. افزودن لجن فاضلاب به خاک، باعث افزایش معنی دار هدایت الکتریکی در همه تیمارها و در همه اعماق گردید، اما بیشترین مقدار شوری در هر تیمار مربوط به عمق 80 - 40 سانتی متری می باشد و این نشان دهنده آبشویی زیاد املاح می باشد. با اضافه کردن لجن فاضلاب به خاک، غلظت سدیم محلول و تبادلی، کلسیم محلول و منیزیم محلول در همه اعماق افزایش یافت. بیشترین افزایش پتاسیم در سطح خاک است و با افزایش عمق از غلظت آن کاسته می شود. همچنین غلظت آنیون های کلرید، سولفات و بیکربنات نیز در خاک افزایش یافت. بیکربنات بیشتر در سطح خاک تجمع یافت و بالاترین مقدار بیکربنات در هر تیمار مربوط به لایه های سطحی می باشد. در مورد سایر آنیون ها بیشترین مقدار آن ها در عمق های بیش از 40 سانتی متری دیده می شود. تغییرات هدایت الکتریکی و هر یک از کاتیون ها و آنیون ها با عمق نشان دهنده آبشویی و انتقال املاح به اعماق پایین تر است.

شناخت ویژگی های هیدرولیکی خاک برای حل بسیاری از مسائل مدیریتی در کشاورزی و محیط زیست ضروری است. کیفیت آب بر روی هدایت هیدرولیکی خاک تأثیرگذار است. هدف این پژوهش، ارزیابی تأثیر شوری بر هدایت هیدرولیکی خاک برآوردشده به روش مدل سازی معکوس به کمک داده های نفوذ تجمعی خاک است. در این تحقیق، سه سطح شوری آب 1/1، 2/2 و 8/5 دسی زیمنس بر متر به کار برده شد. برای شبیه سازی معکوس پارامترهای هیدرولیکی خاک از مدل شبیه سازی HYDRUS-1Dاستفاده شد. با توجه به نتایج، سطوح شوری به کار رفته در این پژوهش تأثیر معنی داری روی نفوذپذیری و هدایت هیدرولیکی خاک نداشت. مقادیر ضریب تعیین R2برای شوری آب 1/1، 2/2 و 8/5 دسی زیمنس بر متر به ترتیب برابر 75/0، 85/0 و 82/0 به دست آمد که نشان دهنده ی وجود همبستگی خوب بین مقادیر نفوذ تجمعی خاک اندازه گیری و شبیه سازی شده توسط مدل سازی معکوس می باشد. بین مقادیر اندازه گیری و شبیه سازی شده ی هدایت هیدرولیکی غیراشباع خاک نیز تطابق بسیار خوبی وجود داشت.

موضوع شوری خاک و شور شدن اراضی مجاور یکی از معضلات می باشد. بایستی با تدبیر و مدیریت صحیح علمی این روند مهار گردد. اولین گام در این راه شناسایی مناطق شور و تهیه نقشه شوری خاک های کشور است. در این مقاله که نتیجه حاصل از اجرای طرح تحقیقاتی است، با استفاده از روش همبستگی بین داده های ماهواره ای (لندست 1ETM سال 2000 میلادی) و مقادیر عددی شوری خاک، نقشه شوری خاک دشت قزوین در محیط 2CIS تهیه شد. برای انجام این کار تعداد 236 نمونه خاک تجزیه آزمایشگاهی گردید. با توجه به اینکه مقادیر عددی شوری خاک دارای مختصات جغرافیایی نیز بودند، نسبت به تهیه نقشه نقاط شوری خاک اقدام شد. این نقشه با تک تک باندهای لندست ETM قطع داده شد. ارزش درجه روشنایی 3(DNs) متناظر نقاط میدانی بر روی باندهای تصویر ماهواره ای استخراج گردید. وجود همبستگی بالای ارقام رقومی باند 7 تصویر با مقادیر متناظر عددی شوری خاک موجب شد، تا در تهیه نقشه شوری خاک دشت قزوین از داده های رقومی باند7 استفاده گردد. مطابقت طبقات مختلف شوری خاک این نقشه با مشاهدات صحرایی و میزان هدایت الکتریکی نشانگر دقت در تهیه نقشه شوری خاک دشت با استفاده از روش همبستگی است.

در سال های اخیر مدل های متعددی جهت روابط آب و خاک و گیاه ارائه شده است. یکی از آن ها مدل AquaCrop است که در تحقیق حاضر به منظور پیش بینی عملکرد نیشکر و شوری پروفیل خاک تحت تنش شوری در جنوب خوزستان استفاده شده است. به منظور دستیابی به برخی ضرایب ورودی مورد نیاز ابتدا کالیبره شدن انجام شد. مدل نسبت به پوشش کانوپی اولیه در زمان تکمیل 90 درصد سبزشدن (CC0)، حداکثر کانوپی گیاهی (CCx) و شاخص برداشت (HI) کالیبره شد. این ضرایب به ترتیب 7.2 سانتی مترمربع، 90 درصد و 40 درصد به دست آمد. سپس، مدل اجرا و مقادیر شبیه سازی و اندازه گیری شده با استفاده از شاخص های آماری مقایسه شد. ضریب تعیین بین مقادیر اندازه گیری و شبیه سازی شده عملکرد 0.97، میانگین مربعات خطای نرمال شده 8 درصد، معیار کارایی نش- ساتکلیف 0.83 و ضریب باقیمانده 0.09- برآورد شد. به طورکلی، می توان گفت مدلAquaCrop توانایی مناسبی در شبیه سازی میزان عملکرد تحت تنش شوری دارد. همچنین، مقادیر شبیه سازی شده توسط مدل بیش از مقدار واقعی برآورد شده است. ضریب تعیین مدل در شبیه سازی شوری پروفیل خاک بیش از 80 درصد به دست آمد و نحوه قرارگیری داده های اندازه گیری و شبیه سازی شده نسبت به خط 1:1 بیانگر برآورد بیشتر مدل AquaCrop است.

بررسی اثرات متقابل شوری و عناصر غذایی اهمیتی فراوان در مدیریت بهینه منابع آب و خاک در مناطق خشک و نیمه خشک دارد. هدف از این پژوهش، مدل سازی واکنش گیاه کلزا (Brassica napus L.) به شوری به هنگام وجود کمبود نیتروژن بود. بدین منظور، مدل های مبنایی باروری خاک شامل لیبیگ- اسپرنگل (LS) و میچرلیخ- بال (MB) که تنها برای پاسخ گیاه به یک عامل محدودکننده غذایی پیشنهاد شده اند، به گونه ای اشتقاق یافتند که بتوان از آنها برای تنش های توأمان شوری و کمبود ازت استفاده کرد. به منظور دستیابی به داده های مورد نیاز و آزمون مدل های پیشنهادی، آزمایشی پنج سطح شوری آب آبیاری شامل آب غیرشور، 3، 6، 9 و 12 دسی زیمنس بر متر و چهار سطح کود ازتی شامل 0، 75، 150 و 300 میلی گرم ازت در کیلوگرم خاک در سه تکرار انجام شد. نتایج حاصل از خروجی مدل ها با استفاده از آماره های خطای بیشینه (ME)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE)، ضریب تبیین (CD)، کارآیی مدل (EF) و ضریب خطای تجمعی (CRM) با یکدیگر مقایسه شدند. تجزیه و تحلیل این آماره ها نشان داد که مدل پیشنهادی LS برای برآورد عملکرد نسبی دانه در سطوح نیتروژن خاک نسبت به سایر مدل ها مناسب تر است. حال آنکه مدل پیشنهادی MB در سطوح شوری آب آبیاری و ترکیب سطوح شوری و نیتروژن توانست نسبت به دیگر مدل ها برآوردی بهتر ارائه دهد. بدین ترتیب می توان نتیجه گرفت که مدل های پیشنهادی با دقتی مناسب قادر به پیش بینی اثرات متقابل شوری و کمبود نیتروژن می باشند.

افزایش جمعیت در سالهای اخیر و رشد سریع مصرف آب شرب و آبیاری، که متاسفانه با گرم شدن تدریجی کره زمین و خشکسالی های منطقه خاورمیانه نیز همزمان بوده است، نیاز آبی موثر برای گیاهان را بالا برده است. این موضوع در عمل، خطر انهدام پوشش گیاهی و کویرزایی افزایشی در مناطق خشک و نیمه خشک را در بر دارد. این فرایند در نظر بسیاری از صاحب نظران یکی از خطراتی است که جوامع بشری رو به رشد را به قهقرا می کشاند. در این میان، استان اصفهان، به عنوان یکی از مراکز کشاورزی ایران که شرایط اقلیمی خشک و نیمه خشک بر آن حاکم است، از این روند مخرب در امان نیست. مسلما آگاهی از نحوه پراکنش شوری خاک، از مهم ترین امور در شناسایی مناطق بحرانی، برنامه ریزی، مدیریت و بهره برداری از منابع خاک و همچنین توزیع آب جهت اصلاح خاک می باشد. در این پژوهش، شاخه ای از علم آمار کاربردی به نام زمین آمار، جهت تهیه نقشه های شوری خاک بکار گرفته شده است. در این مطالعه نمونه برداری به روش تصادفی نظام دار به تعداد 255 نمونه از عمق 0-20 سانتی متری سطح خاک، انجام شد. هدایت الکتریکی در نمونه های خاک اندازه گیری گردید. تغییر نمای جهتی متغیر مورد بررسی، رسم و پس از کنترل اعتبار تغییر نما و به دست آوردن خطای تخمین، بهترین مدل تغییر نما انتخاب شد و پارامترهای آن برای انجام کریجینگ و ترسیم نقشه توزیع شوری مورد استفاده قرار گرفت.