هدف از انجام این پژوهش تعیین تاثیر بهینه سازی الگوی کشت در افزایش درآمد و کاهش مصرف آب در سه اقلیم متفاوت استان گلستان می باشد. اراضی شهرستان های آق قلا، علی آباد و اترک به عنوان مناطق مطالعاتی انتخاب گردیدند. سناریوهای مدیریتی در قالب چهار رویکرد "الف) تفاوت در منبع آب مزارع"، "ب) تفاوت در مساحت اختصاص یافته به محصول گندم"، "ج) تفاوت در میزان بارش منطقه" و "د) تفاوت در قیمت فروش محصولات" طراحی و اجرا گردیده است. رویکرد دوم در سناریوی مدیریتی بر اساس مقدار مساحت تخصیص یافته به کشت گندم در سه حالت بدون قید مساحت، 50% و 80% مساحت کل مورد بررسی قرار گرفت. به منظور بهینه سازی الگوی کشت، از روش برنامه ریزی غیرخطی و نرم افزار لینگو استفاده شد. نتایج نشان داد که الگوی کشت فعلی در مناطق بهینه نبوده و در صورت اعمال الگوی کشت پیشنهادی، درآمد خالص مناطق به همراه کاهش حجم آب مصرفی، به طور چشمگیری افزایش خواهد یافت. همچنین بر اساس نتایج به دست آمده می توان گفت که اولویت بندی کشت گیاهان هر منطقه در بهینه سازی الگوی کشت، با توجه به اقلیم مناطق متفاوت خواهد بود.

هدف از انجام این پژوهش بهره برداری بهینه از منابع آب در شرایط مختلف مدیریتی می باشد. 3300 هکتار از اراضی کشاورزی شهرستان آق قلا در استان گلستان به عنوان منطقه مطالعاتی انتخاب گردید. سناریوهای مدیریتی در قالب چهار رویکرد الف)"تفاوت در منبع آب مزارع"، ب)"تفاوت در مساحت اختصاص یافته به محصولات گندم و برنج"، ج)"تفاوت در میزان بارش منطقه" و د)"تفاوت در قیمت فروش محصولات" طراحی و اجرا گردیده است. رویکرد دوم در سناریوی مدیریتی بر اساس مقدار مساحت تخصیص یافته به کشت برنج و گندم در سه حالت بدون قید مساحت، 50% و 80% مساحت کل مورد بررسی قرار گرفت. به منظور بهینه سازی الگوی کشت، از دو روش برنامه ریزی غیرخطی و الگوریتم ژنتیک استفاده شد. نتایج نشان داد که الگوی کشت فعلی در منطقه بهینه نبوده و در صورت اعمال الگوی کشت پیشنهادی، درآمد خالص منطقه به همراه کاهش حجم آب مصرفی، به طور چشمگیری افزایش خواهد یافت. همچنین بر اساس نتایج به دست آمده، روش الگوریتم ژنتیک در بهینه سازی الگوی کشت، نسبت به روش برنامه ریزی غیرخطی ارجحیت دارد.

گرفتگی قطره چکان ها مهمترین مشکل در آبیاری قطره ای است که به تدریج باعث عدم توزیع یکنواخت آب و بالا رفتن هزینه های نگهداری سیستم می شود. افزایش پتانسیل گرفتگی قطره چکان ها با آب های شور می تواند استفاده از این آب ها را در آبیاری قطره ای محدود نماید. از آنجا که راندمان سیستم آبیاری قطره ای به خصوصیات فیزیکی و هیدرولیکی و بویژه به یکنواختی توزیع آب از قطره چکان ها بستگی دارد، بنابراین ارزیابی قطره چکان ها، به منظور داشتن یک سیستم کارآمد بسیار مهم خواهد بود.

امروزه با توجه به رشد روز افزون جمعیت و توسعه بخش¬های کشاورزی و صنعتی استفاده بهینه از منابع آب از اهمیت زیادی برخوردار است. در تحقیق حاضر ابتدا با استفاده از تکنیک سنجش از دور نقشه کاربری اراضی حوضه زرینه¬رود تهیه و سپس مقادیر نیاز آبی بر اساس سند ملی آب برآورد شد. در ادامه جهت مدیریت منابع آب این حوضه در شرایط کم آبی، سیستم احنمالاتی مبتنی بر ریسک هشدار خشکسالی طراحی گردید. در این رویکرد، آستانه‎های هشدار خشکسالی بر اساس حجم ذخیره مخزن و به صورت احتمالاتی تعریف می¬گردند. بدین منظور، مدل ساده شده¬ای از سیستم منابع آب زیر حوضه زرینه-رود آماده و شبیه¬سازی¬های کوتاه مدت با افق زمانی یک ساله و به ازای 21 حجم ذخیره متفاوت، برایدوره آماری 1355-85 در نرم افزار ویپ انجام و بر اساس نتایج آن¬ها، احتمال تجمعی کمبودهای سالانه تخمین زده شد. مقادیرکمبود درصدی از نیاز (d)، افق زمانی پیش رو (h) و مقدار (r) پارامترهای مدل احتمالاتی می باشند. سناریو های مختلف از این پارامترها، سطوح مختلف هشدار خشکسالی را مشخص می سازد. بدین منظور چهار سطح کمبود و هشت سطح ریسک انتخاب گردید. سپس منحنی¬های حجم-ریسک-کمبود برای هر سطح کمبود انتخابی رسم شدند. در ادامه چهار سناریو (نرمال، پیش هشدار، هشدار و اضطراری) مرتبط با سطوح مختلف از شدت خشکسالی تعریفو مقادیر آستانه برای هر سطح هشدار با استفاده از روش بهینه¬سازی الگوریتم ژنتیکشناسایی گردید. ضرائب کاهش تقاضا برای نیاز زراعت، باغ و نیاز زیست محیطی دریاچه ارومیه به ترتیب به صورت زیر برآورد شد: در سطح پیش هشدار برابر با 30/31%، 30/7% و 8/47%، در سطح هشدار برابر با 60/33%، 2/9% و 60/50% و در سطح اظراری برابر 5/35%، 10/11% و 50/52%. اعمال مقادیر بهینه ضرایب کاهش تقاضا برای دوره خشکسالی 1377 تا 1380، بویژه در مواقع بحرانی تاثیر قابل توجهی در کاهش شاخص کمبود داشت و باعث جلوگیری از تخلیه کامل مخزن، در طی این دوره گردید.

محدودیت آب و نبود ذخایر آب آبیاری کافی مشکلات فراوانی برای کشاورزان برای آبیاری اراضی بوجود آورده است. از این رو پژوهشگران در جهت مقاوم سازی گیاهان زراعی در برابر شوری و بهره برداری هرچه بیشتر از آب دریا به عنوان یکی از منابع آب دنیا، تحقیقاتی را انجام می-دهند. هدف این پژوهش تعیین اثر استفاده از آب دریای خزر بر عملکرد و اجزای عملکرد رقم برنج طارم می¬باشد. این پژوهش به صورت طرح کامل تصادفی مشتمل بر 4 تیمار و 3 تکرار در ظروف پلاستیکی بزرگ و در دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان در تابستان 92 اجرا شد. تیمار-های آبیاری شامل (1s) شوری 0% (آبیاری با آب معمولی)، شوری10% آب دریا (2s)، شوری 20% آب دریا (3s)، شوری 30%آب دریا (4s)، با اختلاط آب معمولی در نظر گرفته شد که شوری آن¬ها به ترتیب8/0، 3/3، 7/4، 9/7 دسی زیمنس بر متر بود. نتایج نشان داد، تأثیر شوری بر ارتفاع بوته، طول خوشه، تعداد خوشه ، وزن صد دانه، درصد باروری، عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک و شاخص برداشت در سطح 1% معنی دار بوده است و بر درصد پوکی در سطح5% معنی دار بود. بیش¬ترین عملکرد در تیمار شاهد (آبیاری با آب معمولی) و بعد از آن در تیمار با شوری (2s) مشاهده شد و در تیمار با شوری (4s) عملکرد دانه به صفر رسید. میانگین شوری خاک در تیمار با شوری (4s) نسبت به دیگر تیمار¬ها بیش¬تر بوده است.