طی سال‌های اخیر به دلیل گسترش استفاده از پهپادهای سنجش از دور، پایش کیفی و کمی مزارع کشاورزی با استفاده از این فناوری نیز رشد چشمگیری داشته است. در این راستا شاخص‌های گیاهی زیادی جهت مطالعه وضعیت گیاهی ارائه ‌شده است که هر یک دارای ویژگی‌ها و قابلیت‌های متفاوتی می‌باشند. در این تحقیق کارآیی چهار شاخص گیاهی پرکاربرد در مطالعات پوشش گیاهی به منظور پایش وضعیت گیاه ذرت مورد بررسی قرار گرفت. آزمایشات مزرعه‌ای در سال زراعی 97 در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه ارومیه با بررسی تأثیر سطوح مختلف آبیاری و کود دهی بر میزان زیست توده گیاهی و چهار شاخص طیفی NDVI، GNDVI، SAVI و NDRE انجام گرفت. طرح آزمایشات در قالب بلوک‌های کامل تصادفی با سه سطح 100، 80 و 60 درصد نیاز آبی و کودی طی چهار تکرار در نظر گرفته شد. عملیات تصویربرداری با استفاده از پهپاد بال ثابت eBee+ مجهز به دوربین سنجش از دور سکویا انجام پذیرفت. بعد از انجام عملیات فتوگرامتری و پیش‌پردازش‌های موردنیاز در نرم‌افزار Pix4Dmapper، تصاویر جهت محاسبه شاخص‌های گیاهی مورد استفاده قرار گرفتند. درنهایت با استفاده از آنالیز آماری تجزیه واریانس داده‌ها در نرم‌افزار SPSS تأثیر سطوح مختلف آب و کود روی شاخص‌های گیاهی و زیست توده گیاهی مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که میزان زیست توده گیاهی نسبت به سطوح مختلف آب و کود در سطح پنج درصد تحت تأثیر بوده و در این میان سطوح آب و کود روی شاخص‌های NDVI و SAVI تأثیر معنی‌داری نداشته‌اند. در مقابل شاخص SAVI نسبت به سطوح آبی و شاخص NDRE نسبت به سطوح آب و کود دارای تغییرات معنی‌دار بوده‌اند.

مدیریت منابع آب زیرزمینی از اساسی‌ترین بحث‌های مدیریت آب در سطح حوضه‌هاست. در دهه‌های اخیر عوامل طبیعی و انسانی سبب ایجاد شرایط بحرانی در آبخوان‌های کشور شده است. در تحقیق حاضر، اثرات توسعه سامانه‌های آبیاری تحت‌فشار بر منابع آب زیرزمینی دشت اهر در یک دوره 16 ساله با نرم‌افزار WEAP مورد بررسی قرار گرفت. پس از واسنجی و صحت‌سنجی، وضعیت موجود منطقه شبیه‌سازی شد، نتایج نشان داد توسعه سامانه‌های آبیاری تحت‌فشار تغییرات معنی‌داری در ذخیره آب دارد و سبب افت سطح آب زیرزمینی شده است. به‌منظور تحلیل شرایط و نشان دادن تاثیر تغییرات در شرایط مختلف و پیش‌بینی برای آینده با استفاده از مدل‌های گردش عمومی جو 3CGCM و 3HadCM تحت سناریوهای انتشار A2، A1B و B1 مدل توسعه داده شد. نتایج نشان داد؛ حجم آبخوان در شرایط عدم توسعه آبیاری تحت‌فشار در منطقه، بطور متوسط سالانه به‌میزان 25% افزایش می‌یابد. در‌ صورتی که در منطقه آبیاری تحت‌فشار توسعه پیدا نمی‌کرد، رواناب سطحی و جریان بازگشتی کشاورزی در حوضه بیشتر از مقدار معادل آن در شرایط آبیاری تحت‌فشار می‌شد. همچنین اعمال سناریوهای اقلیمی برای آینده نشان داد با ادامه شرایط کنونی در آینده، متوسط سالانه بلند حجم آبخوان به‌میزان 33% کاهش خواهد یافت؛ با توجه به کم آب بودن منطقه، منابع آبی آن شرایط خوبی را در آینده تجربه نخواهد کرد. بنابراین سامانه‌های آبیاری تحت‌فشار نه‌تنها باعث صرفه‌جویی در مصرف آب نشده، بلکه منجر به تخریب آبخوان‌ زیرزمینی نیز می‌شود. نتایج این مطالعه بر لزوم مطالعات مدیریت حوضه‌های آبریز جهت اتخاذ استراتژی‌های صحیح مدیریتی، بخصوص در مناطق بحران‌زده تاکید دارد

مشکل اصلی سامانه‌های آبیاری سطحی پایین بودن راندمان آبیاری است که عمدتا از ضعف مدیریتی، تخمین نادرست پارامترهای طراحی ناشی می‌شود. تلفات در آبیاری سطحی شامل نفوذ عمقی و رواناب است که یکی از راهکارهای افزایش راندمان آبیاری نواری، استفاده از حالت انتها بسته در سامانه‌های آبیاری می‌باشد. این مطالعه به منظور ارزیابی اثرات متغیرهای هندسی (شیب و طول نوار) و کنترل جریان (دبی جریان ورودی و زمان قطع جریان) بر راندمان کاربرد و یکنواختی توزیع آب در سامانه آبیاری نواری انتها بسته انجام شده است. بهینه‌سازی طول، شیب، دبی ورودی و زمان قطع جریان به عنوان متغیرهای تصمیم الگوریتم ژنتیک چندهدفه مبتنی بر رتبه‌بندی نامغلوب در نظر گرفته شده است. برای این منظور سه نوار آبیاری با سامانه انتها بسته در محدوده شبکه رامشیر در نظر گرفته شد. الگوریتم بهینه‌سازی برای محاسبه توابع هدف شامل بیشینه‌سازی حداقل عمق آب دریافتی و کمینه‌سازی نفوذ عمقی در یک حلقه مدل‌سازی می‌باشد. الگوریتم بهینه‌سازی برای محاسبه توابع هدف به مدل آبیاری سطحیWinSRFR که برای شبیه‌سازی هیدرولیک جریان در نوارهای آبیاری بکار گرفته می‌شود لینک شد. نتایج نشان داد بهترین ترکیب دبی ورودی و زمان قطع جریان برای 75 میلی‌متر عمق آب مورد نیاز به ترتیب 9/1 لیتر بر ثانیه در واحد عرض نوار و 150 دقیقه است که راندمان کاربرد و یکنواختی توزیع را به ترتیب تا 79 و 78 درصد افزایش می‌دهد. به علاوه، راندمان کاربرد در آبیاری نواری انتها بسته بین 30 تا 50 درصد در سناریوهای مختلف، بیش از روش انتها باز است.

در مدیریت سیستم‌ آبیاری گلخانه، آگاهی از نیاز آبی گیاه و ضریب گیاهی در مراحل مختلف رشد ضروری است. هدف از این مطالعه، بررسی میزان تبخیر-تعرق و تعیین ضریب گیاهی گیاه دارویی ریحان در بازه کوتاه مدت ساعتی بود. به این منظور، مطالعه‌ای به مدت 45 روز در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه ارومیه انجام و تبخیر-تعرق ریحان و گیاه مرجع چمن، بصورت ساعتی و روزانه و براساس روش لایسیمتری اندازه‌گیری گردید. براساس نتایج، متوسط تبخیر-تعرق ریحان طی 45 روز دوره رشد، 12/4 میلی‌متر بر روز و مجموع تبخیر-تعرق حدود 45/188 میلی‌متر و برای گیاه مرجع چمن طی این مدت، 5/338 میلی‌متر به دست آمد. طول مراحل مختلف رشد گیاه ریحان شامل مراحل ابتدایی، توسعه، میانی و انتهایی، به ترتیب برابر 10، 20، 10 و 5 روز بدست آمد. بیشترین مقدار ضریب گیاهی ریحان در روز 39 ام بعد از کاشت گیاه، که آخرین روز مرحله میانی بود، اتفاق افتاد. براساس تبخیر-تعرق گیاه مرجع، متوسط ضریب گیاهی مراحل ابتدایی، توسعه، میانی و انتهایی ریحان به ترتیب 14/0، 52/0، 93/0 و 83/0 محاسبه گردید. همچنین بیشترین مقادیر متوسط ساعتی تبخیر-تعرق، در بازه ساعت 15 الی 16 انجام شد که در مراحل ابتدایی، توسعه، میانی و انتهایی ریحان به ترتیب 13/0، 41/0، 70/0 و 71/0 محاسبه گردید.

این مطالعه اثرات هیدرولوژیکی تغییر سامانه‌های آبیاری در حوضه آبریز اهرچای را تحلیل می‌کند. به این منظور، یک رویکرد مفهومی بر اساس حسابداری آب به کمک مدل WEAP بکار برده شد. فرآیند هیدرولوژیک حوضه آبریز در قالب دو مدل به روش رطوبت خاک شبیه‌سازی شد. در گام بعد، مدل‌های ساخته شده مورد واسنجی و اعتبارسنجی قرار گرفته و اجزای بیلان هیدرولوژیک حوضه برآورد شدند. نتایج نشان داد تبخیر - تعرق کل در آبیاری تحت‌فشار بیش­تر از آبیاری سطحی بود (26٪). رواناب سطحی در دوره آبیاری تحت فشار بواسطه کاهش جریان‌ بازگشتی آبیاری و بارش از دوره آبیاری سطحی کم­تر بود (۵۲٪). این نتایج نشان داد رواناب سطحی می‌تواند توسط نوع آبیاری و بارندگی تحت‌تأثیر قرار بگیرد. در حالت کلی، بیلان آب حوضه کاهش زیادی پیدا کرد. نتایج تحقیق حاضر بیانگر پتانسیل منفی روش آبیاری تحت‌فشار روی هیدرولوژی حوضه آبریز است. همچنین نتایج نشان داد مدل WEAP امکان ارزیابی اثرات هیدرولوژیکی سامانه‌‌های مختلف آبیاری را بر روی منابع آب حوضه‌ آبریز دارد. در راستای مدیریت منابع آب حوضه‌های آبریز، روش حسابداری بیلان، آب باید برای جلوگیری از ایجاد سوء‌تفاهم‌ها در مورد اثرات هیدرولوژیکی آبیاری تحت‌فشار، مانند انتظارات غیرواقعی در صرفه‌جویی آب در حوضه‌های آبریز بکار برده شود.

در این مطالعه تبخیرتعرق روزانه گیاه مرجع، گوجه فرنگی و خیار گلخانه ای به روش لایسیمتری در منطقه ارومیه اندازه گیری شد. برای مدل-سازی تبخیرتعرق در گلخانه، انواع مدل های رگرسیون های خطی، غیرخطی و شبکه های عصبی مصنوعی در نظر گرفته شد. برای این منظور پارامترهای اقلیمی مؤثر بر فرایند تبخیرتعرق شامل دما (T)، رطوبت نسبی (RH)، فشار هوا (P)، کمبود فشار بخار اشباع (VPD)، تشعشع داخل گلخانه (SR)، تعداد روز پس از کشت (N) اندازه گیری و در نظر گرفته شدند. براساس نتایج، تابع نمایی سه متغیره از VPD، RH و SR با RMSE برابر 378/0 میلیمتر بر روز، دقیق ترین مدل رگرسیون در تخمین تبخیرتعرق مرجع به دست آمد. RMSE مدل بهینه شبکه عصبی مصنوعی در تخمین تبخیرتعرق مرجع برای داده های آزمایش و آزمون به ترتیب 089/0 و 364/0 میلیمتر بر روز به دست آمد. در تخمین تبخیرتعرق خیار، عملکرد مدل های لگاریتمی و نمایی به ویژه در تعداد متغیر مستقل زیاد، مناسب بود و دقیق ترین مدل رگرسیون مربوط به تابع نمایی با پنج متغیر N، VPD، T، RH و SR با RMSE برابر با 353/0 میلیمتر بر روز به دست آمد. همچنین در تخمین تبخیرتعرق گوجه فرنگی، دقیق ترین عملکرد مدلهای رگرسیون برای تابع نمایی چهار متغیره از N، VPD، RH و SR با RMSE برابر 329/0 میلی‌متر بر روز به دست آمد. بهترین عملکرد شبکه عصبی مصنوعی برای تخمین تبخیرتعرق هر دو محصول خیار و گوجه‌فرنگی، با پنج پارامتر ورودی VPD، T، N، RH و SR به دست آمد. مقادیر RMSE داده‌های آزمون تبخیرتعرق خیار و گوجه‌فرنگی به ترتیب 24/0 و 26/0 میلی‌متر بر روز به دست آمد که نشان دهنده‌ی عملکرد دقیق تر شبکه های عصبی در مقایسه با رگرسیون خطی و غیرخطی می باشد.

ارتقاء بهره­وری و بازده کاربرد آب به علت محدودیت کمی و کیفی آب در ایران از اهمیت خاصی برخوردار است. این مطالعه به منظور بررسی و تحلیل بازده کاربرد و بهره­وری آب در مقیاس مزرعه­ای در مزارع دشت نازلوی شهرستان ارومیه و در سال زراعی 95-1394 انجام شد. برای این منظور، پنج مزرعه گندم در کشت پاییزه و مزارع ذرت و کدو (هر کدام دو مزرعه) و آفتابگردان (یک مزرعه) برای کشت بهاره در نظر گرفته شد. روش آبیاری مزارع گندم، سطحی و بصورت نواری انتها بسته و محصولات کشت بهاره روش جویچه­ای و با شرایط انتها بسته بود.برای ارزیابی و اندازه­گیری بازده کاربرد در هر رویداد آبیاری، عمق آبیاری، پارامترهای هندسی، مقدار تخلیه‌ی رطوبت خاک در ناحیه ریشه قبل از آبیاری و پارامترهای مربوط به گیاه اندازه­گیری شد. در پنج مزرعه زیر کشت گندم، در مجموع 21 رویداد آبیاری انجام شد و تمام آنها پایش و ارزیابی گردید. متوسط بازده کاربرد و انحراف معیار 21 رویداد آبیاری در این پنج مزرعه به ترتیب 9/30%و 5/19 درصد به دست آمد. برای سه محصول کشت بهاره، در مجموع 27 آبیاری ارزیابی گردید که متوسط بازده کاربرد محصولات آفتابگردان، کدو و ذرت به ترتیب 3/69%، 5/51% و 5/52 درصد محاسبه شد. متوسط انحراف معیار بازده کاربرد مزارع کشت بهاره حدود 9/13 درصد به دست آمد که نشان دهنده پراکنش کمتر بازده­های کاربرد کشت بهاره نسبت به کشت پاییزه بود. بر پایه نتایج، متوسط بهره­وری فیزیکی گندم 1/1 کیلوگرم بر مترمکعب به دست آمد. این شاخص برای محصولات آفتابگردان، کدو (تخم کدو) و ذرت به ترتیب 27/0، 17/0 و 02/7 کیلوگرم بر مترمکعب محاسبه گردید. همچنین متوسط بهره­وری اقتصادی گندم 4/14512 ریال بر مترمکعب و متوسط بهره­وری اقتصادی آفتابگردان، ذرت و کدو (تخم کدو) به ترتیب 6/20252، 9/13463 و 3/23305 ریال بر مترمکعب محاسبه گردید که نشان دهنده بالا بودن بهره­وری اقتصادی کدو (تخم کدو) و آفتابگردان می­باشد. بطور کلی مدیریت زراعی در تمام محصولات از نظر کود و سموم مطابق توصیه علمی بود ولی مدیریت آبیاری در مزارع ضعف داشت. از دلایل اصلی کاهش بازده کاربرد آب در مزارع (به ویژه کشت پاییزه)، تسطیح ضعیف مزارع بود که باعث افزایش عمق آب کاربردی در مزارع می شد.

مسئلة اصلی روش‌های آبیاری سطحی بازده اندک آب آبیاری است که اغلب از ضعف مدیریت و طراحی نامناسب ناشی می‌شود. هدف از این مطالعه، بهبود عملکرد آبیاری نواری براساس چهار متغیر شامل دبی ورودی، زمان قطع جریان، طول و شیب نوار بود. برای این منظور هشت سری دادة میدانی آبیاری نواری با سیستم انتهاباز در نظر گرفته شد. واسنجی پارامترهای نفوذ نوارها براساس روش بهینه‌سازی چندسطحی انجام شد. نتایج نشان داد که روش بهینه‌سازی چندسطحی در تخمین پارامترهای نفوذ آبیاری نواری روشی قابل قبول و با دقت مناسب است. مطابق روش بهینه‌سازی چندسطحی، متوسط خطای نسبی تخمین حجم رواناب 5/0 درصد و متوسط ریشة میانگین مربعات خطای تخمین زمان پیشروی و پسروی به ترتیب 1/3 و 2/3 دقیقه محاسبه شد. با استفاده از منحنی‌های هم ‌راز بازده کاربرد و یکنواختی توزیع WinSRFR، عملکرد نوارها بهینه شد. براساس مدیریت متغیرهای جریان دبی ورودی و زمان قطع جریان، بازده کاربرد به‌طور متوسط 12 درصد (با فرض کفایت 100 درصد) برای هشت سری آزمایش نسبت به شرایط موجود افزایش‌پذیر است. نتایج نشان داد متغیرهای هندسی نوار (شیب و طول نوار) به همراه متغیرهای جریان، تأثیر کم بر عملکرد بهینه داشت و مطابق تمام متغیرهای جریان و هندسی نوار به عنوان متغیرهای تصمیم، بازده کاربرد به‌طور متوسط 35/13 درصد نسبت به شرایط موجود افزایش‌پذیر است.