پروبرت و کیاتینگ (۲۰۰۰) بیان داشتند که آب اضافی در خاک باعث می­ شود که اکسیژن که برای سلول­ها حیاتی است مهیا نگردد و در این شرایط اختلال در تنفس ریشه به وجود آمده و با صدمه دیدن ریشه اندام­های هوایی نیز صدمه می­بینند.

لیائو و لین (۲۰۰۱) و سیتر و واترز (۲۰۰۳) اظهار داشتند که بسته شدن روزنه­ها به دلیل کاهش پتانسیل آب برگ و پژمرده شدن برگ­ها از جمله عوامل دیگر مؤثر بر کاهش میزان تنفس در شرایط غرقابی می­باشد. همچنین در شرایط غرقابی گاز H₂S در اثر فعالیت باکتری­ های بی هوازی تولید
می­گردد. این گاز یکی از عوامل کاهش دهنده میزان تنفس در گیاهان می­باشد.
بیکرو همکاران (۲۰۰۱) احداث پشته­های مرتفع برای زهکشی زمین و کاهش خسارت غرقابی شدن زمین در مناطق مرطوب را مثبت ارزیابی کردند. همچنین گزارش کردند زهکشی زمین­های غرقاب سبب افزایش عملکرد محصول می­ شود.
صمد و همکاران (۲۰۰۱) در شرایط غرقابی سرعت پیر شدن برگ­ها به دلیل انتقال عناصر غذایی N,P,K به برگ­های جوان افزایش می­یابد.
والدهوف و همکاران (۲۰۰۲) بیان داشتند که محدودیت فعالیت فتوسنتزی در شرایط اشباع خاک ممکن است با واکنش بیوشیمیایی که شامل فعالیت آنزیم رابیسکو است تغییر داده شود. کاهش زیست توده ممکن است به طور مستقیم با محدودیت روزنه­ای که مربوط به فتوسنتز خالص است مرتبط باشد که جذب یا آسیمیلاسیون کربن را کاهش می­دهد.
ویسر و همکاران(۲۰۰۳) بیان داشتند که اشباع خاک یکی از تنش­های غیر زنده است که در کنار خشکی، شوری و دما، رشد و نمو را تحت تاثیر قرار داده و به عنوان یک عامل محدود کننده برای بسیاری از گیاهان شناخته شده است. همچنین اظهار داشتند که میزان کاهش محصول به مدت دوره­ های غرقابی و میزان آب اضافی دارد.
دت و همکاران(۲۰۰۴) بیان داشتند مهمترین اثرات غرقابی کاهش جذب آب و مواد غذایی و اختلال در متابولیسم تنفس گیاه می­باشند.
پریس و همکاران (۲۰۰۱) دو سیستم زهکشی (با ایجاد بسترهای مرتفع ولی کم عرض، ۷/۱ متر و یا عریض، ۲۰ متر) را برای کاهش تنش وارده بر گیاهان کلزا، گندم، نخود و جو در اثر غرقاب بودن زمین ارزیابی کردند. نتایج این بررسی در سه سال اول طرح، حاکی از چهار برابر شدن محصول در بسترهای کم عرض بود.
آزمایشی که در موسسه بین المللی تحقیقات برنج کشور فیلیپین انجام شده است، در طی یک سال برنج و ذرت در تناوب با یکدیگر کشت گردید و سپس گیاهان علوفه­ای خانواده لگومینوز شامل دسمانتوس، کلیتوریا، مانگ بین و کروتالاریا یک هفته قبل از برداشت ذرت به صورت مخلوط با هم کشت شدند. در این تحقیق گیاهان لگومینوز یک چین به عنوان علوفه برداشت شدند و باقیمانده این گیاهان ۲ هفته قبل از کاشت برنج به عنوان کود سبز به زیر خاک برده شدند. این تحقیق نشان داد که ۱۱ تا ۶/۱۱ تن در هکتار مواد علوفه­ای شامل علوفه لگومینوز، کاه برنج، ساقه ذرت و باقیمانده مانگ بین تولید می­ شود که این مقدار علوفه احتیاجات غذایی پنج واحد دامی در سال را تأمین می­ کند (لیجا و گریتی، ۱۹۹۴)
گاردنر و همکاران (۱۹۹۴) در استرالیا اثر زهکش زیرزمینی را در کشت گندم تریتیکاله و کلزا در روش­های مختلف خاک­ورزی آزمایش کرده و افزایش عملکرد را از ۲ تا ۴ تن در هکتار در اثر ایجاد زهکش­ها مشاهده نمودند. همچنین اثر زهکشی در افزایش خلل و فرج خاک در تیمارهای زهکش مشهود بود.
گاریتی و پرنیتو (۱۹۹۶) در یک آزمایش گلدانی و مزرعه­ای در فیلیپین پاسخ لوبیا چشم بلبلی را به زهکش سطحی در اراضی شالیزاری که استعداد زهکش سطحی را داشتند مورد بررسی قرار دادند. نتایج آزمایش نشان داد که تغییرات کوچکی در زمان و سطح غرقابی محیط ریشه اثر محسوسی روی عملکرد گیاه گذاشت. به طوری­که وقتی سطح غرقابی محیط در یک دوره ۶ روزه منطبق بر سطح زمین بود، عملکرد به میزان ۴۰ تا ۱۰۰ درصد کاهش یافت ولی وقتی سطح ایستابی ۵ سانتی­متر پایین­تر از سطح زمین بود در همان دوره ۶ روزه فقط ۱۲ تا ۱۷ درصد کاهش محصول مشاهده شد.
تیمسینا و همکاران در سال­های ۱۹۸۶ تا ۱۹۸۸ در فیلیپین اثرات غرقابی بر رسیدن نخود فرنگی را در شالیزار و پس از برداشت برنج بررسی کردند. نتایج تحقیق نشان داد که کاهش عملکرد محصول در خاک­های اشباع، طی دو سال متوالی به میزان ۱۰ تا ۷۱ درصد بوده است.
سینگ و همکاران در ۱۹۸۸ اثر گیاهان کنف بنگال، لوبیا چشم بلبلی و لوبیای خوشه­ای را به عنوان کود سبز بر روی برنج غرقابی مورد مطالعه قرار دادند. در این بررسی لوبیای چشم بلبلی و کنف بنگال بیشترین مقدار ازت را برای برنج تأمین نمودند.
آزمایشی که در هند توسط کالرو و همکاران (۱۹۹۸) در ارتباط با نیاز فسفر در تناوب برنج- گندم انجام گرفته نشان داده است که عملکرد برنج با کاربرد ۱۳ کیلوگرم فسفر در هکتار افزایش و با ۲۶ کیلوگرم در هکتار در تناوب گندم-برنج، عملکرد برنج کمی کاهش یافته است.
سیجو و همکاران (۱۹۹۳) تناوب­های مختلف کاشت محصولات زراعی را بر عملکرد برنج در یک خاک لومی شنی با اسیدیته ۱/۸ و کربن آلی ۲۸/۰ درصد مورد مقایسه قرار دادند. تناوب­هایی که استفاده شده ­اند عبارت بودند از گندم، ذرت زمستانه، نخود سبز، نخود فرنگی، سیب زمینی، کلم سوئدی، سیب زمینی- ذرت زمستانه نشایی، شلغم هندی - کلم سوئدی - نخود سبز، سیب زمینی –آفتابگردان و شلغم هندی -آفتابگردان. نتایج بررسی نشان داد که میانگین عملکرد برنج بعد از گندم (که سیستم کشت غالب در شمال هند می­باشد) کمترین و به مقدار ۸/۴ تن در هکتار و بعد از تناوب سیب زمینی با ذرت زمستانه بیشترین و به مقدار ۵/۶ تن در هکتار بوده است. همچنین بیشترین درآمد خالص مربوط به تناوب برنج- سیب زمینی- ذرت زمستان نشایی و کمترین در آمد خالص و کمترین بازده مصرف کود مربوط به تناوب برنج گندم بوده است.
فلاح در سال ۱۳۵۸ بررسی کشت شبدر برسیم با سه واریته برنج را در سه منطقه آمل، محمود آباد و ساری به اجرا در آورد. نتایج به دست آمده نشان دادند که توفیق کشت محصولات در شالیزار بستگی به زهکشی و جلوگیری از آبگیر شدن زمین در طی دوره رشد دارد. همچنین میزان عملکرد شبدر در شرایط زود کاشت (پس از درو کردن واریته­های زودرس برنج) بیشتر از عملکرد شبدر در حالت دیر کاشت (پس از درو کردن واریته­های دیررس برنج) است. نتایج این تحقیق در مورد مصرف کود نشان داد که مصرف کود ازته پس از یک دوره کاشت شبدر در واریته­های پرمحصول به نصف تقلیل می­یابد و برای واریته طارم می­توان از مصرف کود ازته صرفنظر کرد. همچنین نتایج نشان دادند که مصرف کود بر روی برنج و شبدر موجب افزایش میزان فسفر قابل جذب خاک شده است.
مهندسین مشاور نیوپن کوئی ژاپن در سال ۱۹۷۱ با هدف بررسی مسایل کشت دوم بعد از برنج در استان گیلان به منظور افزایش قدرت اقتصادی کشاورزان و رهایی از کشت تک محصولی بررسی­هایی انجام دادند. در این بررسی بر اساس شرایط آب و هوایی گیلان و با تکیه بر داده ­های هواشناسی ده­ساله و با توجه به شروع بارندگی گسترده در شهریور و همچنین لزوم اجتناب از تلاقی زمان برداشت کشت دوم با شروع کشت شالی، هشت نوع محصول شامل چاودار ایتالیایی، چاودار انگلیسی، چاودار ایرانی، شبدر ایرانی و شبدر برسیم، باقلا علوفه­ای، ماش و کلزا انتخاب و کشت گردیدند. از بین این گیاهان چاودار ایتالیایی، چاودار انگلیسی، چاودار ایرانی و شبدر ایرانی به دلیل محصول کم و داشتن ریشه ­های فیبری که مانع آماده ­سازی زمین برای شالی می­ شود، مناسب کشت تشخیص داده نشدند. ولی ماش، شبدر برسیم، باقلا علوفه­ای و کلزا به دلیل آسانی بذر پاشی، بالا بودن امکان هضم توسط دام و امکان افزایش محصول با جلو انداختن تاریخ کشت، مناسب­تر تشخیص داده شدند. در عین حال عنوان شد که باقلا علوفه­ای و کلزا در شرایط غرقابی و عدم زهکش رشد خوبی نخواهد داشت. برای آماده ­سازی زمین و برخورد با مسأله غرقابی نیز ایجاد جویچه­های کوچک با عمق ۷ سانتی­متر و فاصله ۶۰ سانتی­متر در طول کرت به عنوان یک روش استاندارد پیشنهاد شده است که با داشتن ادوات مناسب، تهیه زمین و ایجاد شیار ممکن می­گردد.
تحقیقات قربانی و همکاران در سال­های ۷۸ و ۷۹ در خصوص تعیین گیاهان مناسب برای کشت دوم با هدف تولید علوفه در اراضی شالیکاری گیلان بر روی ۱۲ گونه مختلف که عبارت بودند از: کلزا، شبدر برسیم، شبدر سفید، ماشک ویلوسا، لولیم، جو پروداکتیو، یولاف، ارزن علوفه­ای، ماشک معمولی، اسپرس قزوین، شبدر ایرانی و شبدر برسیم مقاوم به سرما، نشان داد که سود خالص مربوط به چهار گیاه ماشک معمولی، جو پروداکتیو، یولاف و شبدر ایرانی منفی بوده و در حقیقت به جای سود، زیان حاصل شده است. در نتیجه چهار گیاه مذکور برای کشت دوم دراراضی شالیزاری گیلان مناسب نبوده و قابل توصیه نمی ­باشد.
قناد آموز و همکاران (۱۳۸۱) با هدف تعیین ارقام مناسب کلزا به عنوان کشت دوم در شالیزارهای گیلان، تحقیقی در حوزه شهرستان­های “ماسال، آستارا، املش، شفت، تالش، لاهیجان، فومن، صومعه سرا، رضوانشهر، رشت، آستانه اشرفیه، سیاهکل، رودبار و رودسر” به عمل آوردند. در این تحقیق مزارع کشت انتخابی از نظر بافت خاک واجد شرایط مناسب برای کشت کلزا بودند. پس از برداشت برنج، مراحل آماده ­سازی زمین شامل شخم، دیسک و ماله­کشی انجام گرفت و ارقام PF و Hyola 308کلزا کشت شد. میزان نتایج تحقیق، عملکرد ارقامPF و Hyola 308را در بعضی از قطعات طرح ۸/۱ تن در هکتار و در بعضی از قطعات ۲۰۰ کیلوگرم در هکتار نشان داد و میانگین کل عملکرد ارقام در شالیزارهای استان ۶۲۳ کیلوگرم در هکتار به دست آمد. نتایج نشان داد که رقم Hyola 308نسبت به رقم PF عملکرد بیشتری داشته و حدوداً یک هفته زودرس­تر بوده است. در این آزمایش محدودیت­های کشت کلزا به شرح ذیل عنوان شد:
- آبگیر بودن اراضی و وجود نداشتن زهکش­های مناسب
- بافت سنگین خاک­های شالیزاری
- مکانیزه نبودن و عدم وجود تجهیزات و ادوات مناسب برای کاشت و برداشت کلزا
- بالا بودن هزینه­ های تولید و پایین بودن قیمت محصول
درزی و همکاران (۲۰۱۳) ﺗﺄثیر هیدرولوژیکی سیستم­های زهکشی مختلف را در یک پایلوت مطالعاتی به وسعت ۵/۴ هکتار در اراضی شالیزاری دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی ساری مورد بررسی قرار دادند. اندازه ­گیری­های مورد نظر در دو سال ۲۰۱۱ و ۲۰۱۲ در فصل رشد کلزا و برنج انجام گرفت. تیمارهای زهکشی عبارتند از: ۱- سیستم زهکشی با عمق ۹۰ سانتی­متر و با فاصله ۳۰ متر ۲- زهکشی با عمق ۶۵ سانتی­متر و فاصله ۳۰ متر ۳- زهکشی با عمق ۶۵ سانتی­متر و با فاصله ۱۵ متر ۴- زهکشی دو عمقی که شامل دو عمق ۶۵ و ۹۰ سانتی­متر و با فاصله ۱۵ متر ۵- زهکشی سطحی (شاهد). مولفه­های بیلان آبی هم در فصل رشد برنج و هم کلزا تعیین گردید. عمق سطح ایستابی و دبی زهاب خروجی در طول دوره زهکشی به طور روزانه اندازه ­گیری گردید. در فصل رشد کلزا تیمارهای D_0.9L₃₀، زهکشی دو عمقی، D_0.65L₃₀ و D_0.65L₁₅ به ترتیب ۴۴%، ۵/۵۱%، ۴۳% و ۵/۶۰% از کل بارندگی را از پروفیل خاک خارج می­نماید. زهکش­های کم­عمق در کنترل سطح ایستابی در مقایسه با زهکش­های عمیق ﻣﺆثرتر بود که با نتایج تحقیقات قبلی مغایرت دارد که دلیل این امر می ­تواند وجود خاک­هایی با نفوذپذیری پایین باشد و با توجه به این­که سیستم زهکشی تازه احداث گردیده و با گذشت زمان و بهبود ساختمان خاک می­توان انتظار داشت که نتایج اصلاح گردد. بر پایه این نتایج، مدیریت آب از طریق ایجاد سیستم­های زهکشی زیرزمینی می ­تواند شرایط کشت را برای محصولات کشت دوم فراهم سازد.
کابوسی (۱۳۸۴) به کارگیری پوسته برنج به عنوان پوشش زهکش در شرایط آزمایشگاهی را مورد بررسی قرار داد .نتایج حاصل از این تحقیق نشان می­دهد که هدایت هیدرولیکی پوسته برنج در مقایسه با سایر پوشش ­های آلی و همچنین شن و گراول بیشتر است. پوشش پوسته برنج در مقایسه با پوشش شن و ماسه کارکرد فیلتری مناسبی داشته است، به طوری­که در تمام آزمایشات علیرغم شیب هیدرولیکی زیاد، پوشش پوسته برنج مانع از ورود هر گونه رسوبی به داخل زهکش گردید. همچنین این پژوهش نشان داد که پایین بودن ضریب یکنواختی پوشش پوسته برنج (۸/۲) حاکی از یکسان بودن نسبی اندازه ذرات پوشش است. یکنواخت بودن پوشش باعث می­ شود که امکان انسداد پوشش افزایش یابد و به این دلیل در روش USBR جهت طراحی پوشش ­های معدنی حداقل مقدار ضریب یکنواختی پوشش برابر چهار توصیه شده است.
ابراهیمیان (۱۳۸۶) عملکرد سیستم زهکشی زیرزمینی با پوسته برنج (مطالعه موردی: بهشهر) را مورد ارزیابی قرار داد. ‌با ارزیابی عملکرد سیستم زهکشی اجرا شده و بررسی نقاط قوت و ضعف آنها، می­توان نگاهی جامع­تر برای طراحی و اجرای بهینه در طرح­های آینده در اختیار برنامه­ ریزان و طراحان قرار داد. در این راستا این تحقیق در اراضی تحت زهکشی شرکت ران بهشهر به منظور ارزیابی عملکرد سیستم زهکشی زیرزمینی و پوشش پوسته برنج انجام شده است. برای مطالعات صحرایی ۱۱ عدد پیزومتر بین دو خط زهکش زیرزمینی S3PD14 و S3PD15 نصب گردید. در طی فصول بارندگی در سال ۱۳۸۵، پارامترهای عمق سطح ایستابی، شدت تخلیه زهکش­ها و خصوصیات کیفی خاک و زه­آب اندازه ­گیری شده است. نتایج نشان داده است که عملکرد سیستم زهکشی زیرزمینی در کنترل سطح ایستابی، شدت تخلیه و کاهش شوری خاک ضعیف بوده است. برای ارزیابی پوشش زهکش افت جریان نزدیک­شونده در اطراف لوله زهکش نیز اندازه ­گیری گردید. براساس داده ­های صحرایی، مقادیر مقاومت جریان نزدیک­شونده (Wap)، ثابت جریان نزدیک­شونده (apα) و نسبت افت جریان نزدیک­شونده (Fap) برای بررسی عملکرد پوشش پوسته برنج در هر دو خط زهکش بدست آمده­اند. محاسبات نشان می­دهد که عملکرد پوسته برنج در زهکش S3PD15 بهتر از زهکش S3PD14 بوده است. ارزیابی گسترده بر روی پوشش پوسته برنج نشان می­دهد که عملکرد مناسب پوسته برنج به شور و قلیا بودن خاک، شرایط نصب و ویژگی­های خاک دست خورده اطراف زهکش بستگی دارد. رابطه جریان- بار املاح نشان داد که تغییرات ماهانه میزان املاح همبستگی مستقیمی با تغییرات ماهانه حجم زهاب دارد. میزان کل نمک خارج شده توسط کل شبکه زهکشی منطقه مورد مطالعه بسیار بالا می­باشد که با توجه به اینکه نقطه خروجی شبکه زهکشی زیست­گاه پرندگان و حیات وحش است این میزان املاح می ­تواند مشکل­ساز باشد. در نهایت پیشنهاداتی برای عملکرد بهتر سیستم زهکشی و پوشش پوسته برنج و همچنین توصیه­هایی جهت کاهش اثرات مخرب زیست محیطی ارائه شده است.
حقایقی مقدم و همکاران (۱۳۸۳)، با هدف ارزیابی روابط حاکم بر طراحی زهکش­های زیرزمینی در منطقه مغان اقدام به انجام مطالعه­ ای نمود. نتایج نشان داد که عمق سطح ایستابی بیشتر از یک متر و حداقل ١٠٩ سانتی­متر بوده است. بنابراین زهکش­ها از نظر کنترل سطح ایستابی به خوبی عمل می­ کنند. براساس اندازه ­گیری­های انجام شده، متوسط شوری آب آبیاری ۱۵/۲ دسی­زیمنس بر متر و متوسط شوری آب خروجی از زهکش ها ۸/۱۳ دسی­زیمنس بر متر به دست آمده است. بنابراین زهکش­ها باعث شستشوی املاح در ستون خاک گردیده و محیط مناسب برای رشد و نمو گیاهان را فراهم می­آورند. همچنین با مقایسه هدایت هیدرولیکی بدست آمده از معادله هوخهات و با روش چاهک به این نتیجه رسید که برآورد ضریب هدایت هیدرولیکی با روش چاهک انطباق خوبی با شرایط واقعی داشته و می­توان از داده ­های آن در طراحی زهکش­های زیرزمینی استفاده به عمل آورد.
میرزایی(۱۳۸۱) فاصله ۲۰۰ متری زهکش­های مزرعه را در بیشتر اراضی شالیزاری تجهیز شده نامناسب دانست و بر اساس مطالعات پایه زهکشی در اراضی غرب شهرستان ساری به وسعت ۳۰۰۰ هکتار، مناسب­ترین الگو جهت طراحی شبکه ­های زهکشی زیرزمینی اراضی شالیزاری را روش یکنواخت (با بهره گرفتن از فرمول هوگوت) دانست. بطوری­که زهکش­های زیرزمینی آب­های جمع­آوری شده را به زهکش­های روبازی در فواصل ۲۰۰ متری تخلیه نمایند.
پذیرا (۱۳۸۷) پیشنهاد کرده است که تغییر وضعیت فیزیکی و هیدرولیکی اراضی شالیزاری"سنتی” در گرو اجرای برنامه ­های تجهیز و نوسازی اراضی شالیزاری است. بنابراین بهتر آنست که در حالت­هایی که ضرورت تعبیه سامانه زهکشی زیرزمینی مسجل می­گردد، برای هر قطعه زراعی حداقل یک خط زهکش زیرزمینی با ویژگی­های بیان شده قبلی، برای اجرا در نظر گرفته شود. تنها در این شرایط است که امکان اعمال مدیریت آبیاری و زهکشی برای هر قطعه زراعی بصورت مستقل فراهم خواهد شد. تجربیات موفق بعضی کشورهای آسیای جنوب شرقی ( از جمله کشور ژاپن ) موید این توصیه و پیشنهاد می­باشد.
یکی از بهترین روش­های طراحی زهکش­ها، بررسی سیستم زهکشی موجود در منطقه است. کریمی و همکاران (۱۳۸۶) در تحقیقات خود به منظور ارزیابی سیستم زهکشی زیرزمینی با پوشش پوسته برنج در اراضی شالیزاری، کرت شالیزاری یک هکتاری واقع در مرکز ترویج و توسعه تکنولوژی هراز در شهرستان آمل که در سال ١٣٧٣ سیستم زهکشی زیرزمینی لوله­ای در آن احداث گردید را مورد مطالعه و بررسی قرار دادند. پارامترهای زهکشی مانند، ضریب آبگذری(K)، تخلخل قابل زهکشی (μ) و ضریب عکس­العمل محاسبه شدند. هیدروگراف دبی، هیدروگراف ارتفاع سطح ایستابی بدست آمد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که سیستم زهکشی دارای عکس­العمل سریع بوده و سطح آب زیرزمینی در اثر زهکشی به سرعت افت می­ کند. افت سریع سطح ایستابی در چاهک­های مشاهداتی حاکی از کارکرد بسیار خوب سیستم زهکشی زیرزمینی می­باشد.
کریمی و همکاران (۱۳۸۸) در تحقیقات خود به منظور بررسی شبکه زهکشی زیرزمینی لوله­ای در اراضی شالیزاری، کرت شالیزاری یک هکتاری واقع در مرکز ترویج و توسعه تکنولوژی هراز که در سال ۱۳۷۳ سیستم زهکشی زیرزمینی لوله­ای در آن احداث گردید، مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. در سال ۱۳۸۵ پارامترهای زهکشی مانند ضریب آبگذری(K)، تخلخل قابل زهکشی(μ) ، ضریب عکس­العمل این شبکه اندازه ­گیری و محاسبه شدند. هیدروگراف دبی، هیدروگراف ارتفاع سطح ایستابی و رابطه بین دبی زهکشی زیرزمینی و عمق سطح ایستابی به صورت نمودارهایی ارائه گردید. بررسی­های تکمیلی در سال ۱۳۸۶ صورت گرفت که شامل ترسیم هیدروگراف­های ۲۵ ساعته بوده که دبی آن در زمان شروع تخلیه ۲۰ لیتر در ثانیه و پس از ۲۵ ساعت در مقدار ۴/۱ لیتر در ثانیه ثابت باقی ماند (دبی طراحی ۹/۵ لیتر بر ثانیه بوده است). مقایسه درصد وزنی رطوبت و وزن مخصوص ظاهری خشک در اعماق مختلف بیانگر تعییرات شدید قبل و بعد از ۱۰ سانتی­متری بالای لوله است که حاکی از وجود پوسته برنج به ضخامت ۱۰ سانتی­متر روی لوله می­باشد. آزمایشات انجام شده روی نمونه خاک اطراف لوله زهکش نشان می­دهد که مواد آلی زیادی در آنجا وجود دارد. زه­آبهای خروجی از سیستم زهکشی مورد مطالعه زلال و شفاف بوده که عدم وجود ذرات خاک یا فیلتر را تایید می­نماید.
فرزام صفت و همکاران (۱۳۸۹) به بررسی اثر شدت زهکشی در دوره­ های مختلف رشد کلزا به عنوان کشت دوم بعد از برنج پرداختند. که برای بررسی اثر غرقابی (زهکشی ناکافی) بر عملکرد کلزا، یک مطالعه گلدانی با مدت­های غرقابی ۲، ۵، ۷ و ۱۰ روز و اعماق ایستابی ۱۰- ، ۵- ، ۰ ، ۵+ سانتی­متری از سطح خاک، در سه مرحله­ رشد گیاه شامل مراحل گیاهچه­ای، آغاز گلدهی و ۵۰ درصد گلدهی به صورت طرح فاکتوریل در قالب بلوک­های کامل تصادفی مورد آزمایش قرار گرفتند. رقم کلزا در این مطالعه Hyola 308 بود. افزایش مدت غرقابی باعث کاهش معنی­دار عملکرد، اجزای عملکرد و صفات گیاهی بجز وزن هزاردانه شد. بطوری­که افزایش مدت غرقابی از ۲ روز به ۱۰ روز باعث به ترتیب ۲/۱۹% و ۸% کاهش عملکرد دانه و درصد روغن گردید. هر چند که کاهش عملکرد دانه در سه روز اول چندان چشمگیر نبود ولی به طور متوسط با هر روز افزایش مدت غرقابی از ۲ روز به ۱۰ روز عملکرد دانه و درصد روغن به ترتیب ۹۴/۰ گرم و ۴۴/۰ درصد کاهش یافت. همچنین عملکرد و وزن هزاردانه با کاهش عمق ایستابی تا ۱۰- سانتی­متری خاک به ترتیب ۷/۱۱ و ۴/۷ درصد افزایش یافت. ضمن اینکه به طور متوسط هر سانتی­متر کاهش عمق ایستابی از ۵+ تا ۱۰- سانتی­متری خاک، عملکرد دانه و درصد روغن را به ترتیب ۲۳/۰ گرم و ۱۵/۰ درصد افزایش داد. بین غرقابی در دوره­ های مختلف رشد از نظر عملکرد و تعداد خورجین­ها تفاوت معنی­داری وجود نداشت. اما صفات تعداد دانه در خورجین و درصد روغن به غرقابی در مرحله سوم (۵۰% گلدهی) و صفت هزار دانه به غرقابی در مرحله اول (گیاهچه­ای) حساس­تر نشان داده­اند.
نوری و همکاران در سال ۱۳۸۹ عملکرد مدل SWAP را در شبیه­سازی تغییرات سطح ایستابی و شدت جریان زهکشی زیرزمینی در واحد زراعی تحت کشت گندم و ذرت دانه­ای واقع در شبکه آبیاری وشمگیر در استان گلستان مورد ارزیابی قرار دادند. نتایج حاکی از تطابق خوب مقادیر شبیه­سازی و اندازه ­گیری شده عمق آب زیرزمینی و شدت جریان زهکشی است. در نتیجه از SWAP به عنوان مدلی توانمند در برآورد ﻣﺆلفه­های هیدرولوژیکی سیستم زهکشی و مدیریت زهاب در اراضی فاریاب می­توان استفاده نمود.
سمیع­پور و همکاران در سال ۱۳۸۹ تحقیقی به منظور تعیین عمق و فاصله بهینه لوله­های زهکش زیرزمینی بر اساس افزایش عملکرد محصول و کاهش مقدار زهاب خروجی با کمک دو مدل شبیه­سازی انجام دادند. مدل­های SWAP و DRAINMOD در شرایط مزرعه مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفتند. برای این منظور از آمار جمع­آوری شده در سال­های ۸۰ و ۸۱ در واحد نیشکر میرزا کوچک خان در استان خوزستان استفاده شد. نتایج نشان داد که مدل SWAP در دوره­ های واسنجی و صحت­یابی، نوسانات سطح ایستابی را با دقت بیشتری نسبت به مدل DRAINMOD شبیه­سازی کرد. برای تعیین عمق و فاصله بهینه با بهره گرفتن از این مدل­ها، برای ۲۸ ترکیب مختلف عمق و فاصله، عملکرد نسبی و مقادیر آب زهکشی­شده، شبیه­سازی گردید. سپس برای حداقل عملکرد نسبی ۸۰ درصد، در هر یک از مدل­ها ۴ عمق و فاصله مختلف تعیین شد. در نهایت عمق و فاصله­ای به عنوان عمق و فاصله بهینه انتخاب گردید که کمترین مقدار آب زهکشی­شده را به­ همراه داشت. برای مدل SWAP عمق ۱۶۰ سانتی­متر و فاصله ۲۵ متر و برای مدل DRAINMOD عمق ۱۱۵ سانتی­متر و فاصله ۱۵ متر به عنوان عمق و فاصله مناسب انتخاب گردید. این تفاوت­ها احتمالاً به دلیل متفاوت بودن تابع تولید در دو مدل است و نیز این که در مدل DRAINMOD آثار ﺗﺄخیر زمان کشت، شرایط بسیار مرطوب و بسیار خشک به صورت ترکیبی به کار گرفته می­شوند تا آثار تجمعی آنها بر عملکرد قابل پیش ­بینی و برآورد باشد. اما در مدل SWAP، به دلیل عدم وجود اطلاعات کافی، از مدل گیاهی ساده استفاده شده است که در آن اثر تنش­های خارجی لحاظ نمی­ شود.
وردی نژاد و همکاران در سال ۱۳۹۱ به منظور ارزیابی عملکرد سیستم زهکشی زیرزمینی ران بهشهر، از مدل شبیه­سازی شرایط غیر ماندگار زهکشی، SWAP، استفاده کردند. نتایج نشان داد مقادیر شبیه­سازی شده تخلیه زهکش و سطح ایستابی تطابق خوبی با مقادیر اندازه ­گیری داشت. همچنین مدل SWAP توانست با دقت قابل قبولی شوری خاک و زه­آب خروجی را شبیه­سازی نماید.
یزدانی و همکاران (۱۳۸۶) به مقایسه نوع و فواصل مختلف زهکشی سطحی در کشت کلزا پس از برداشت برنج در رشت پرداختند. کشت دوم در اراضی شالیزاری استان گیلان یکی از راهکارهای استفاده بهینه از زمین، تقویت اقتصاد خانوارهای کشاورز و تامین دانه­ های روغنی است. اما به دلیل بارندگی زیاد و حالت غرقابی شالیزارها در نیمه دوم سال و حساسیت اکثر گیاهان به غرقاب بودن زمین، این مهم به اندازه کافی تحقق نیافته است. برای کشت دوم در شالیزارها، انجام زهکشی غیر قابل اجتناب است. به دلیل چسبندگی خاک­های شالیزاری، رطوبت زیاد و یک­ساله بودن تغییرات ایجاد شده در سطح زمین، زهکشی سطحی باید با شرایط شالیزارها تطبیق داده شود به طوری­که با کمترین هزینه و زمان ممکن قابل انجام باشد. به این منظور، در مزرعه تحقیقاتی مؤسسه تحقیقات برنج کشور در رشت، زهکش­های طولی با فاصله ۲، ۴، ۶، ۸ و ۱۰ متر و عمق ۲۰سانتی­متر به عنوان تیمار اصلی، در دو حالت با زهکش­های عرضی به فاصله یک متر و عمق ۱۰ سانتی­متر و بدون زهکشی عرضی، به عنوان تیمار فرعی، به صورت کرت­های خرد شده و بر مبنای طرح بلوک­های کامل تصادفی در سه تکرار آزمایش شدند. گیاه کلزا، رقم PF، به صورت دست­پاش، به عنوان کشت دوم پس از برنج در سال ۱۳۷۹ کاشته شد. عملکرد و اجزای عملکرد کلزا در این تیمارها مورد مقایسه آماری قرار گرفتند. نتایج نشان داد که اثر فاصله زهکش­ها بر عملکرد دانه، دوره رسیدن و تعداد بوته در متر مربع و همچنین اثر زهکشی عرضی بر عملکرد دانه، ارتفاع بوته، نیتروژن باقی­مانده در خاک، دوره رسیدن و تعداد بوته در متر مربع در سطح ۱% معنی­دار است. بیشترین عملکرد (۲۴۹۳ کیلوگرم در هکتار) مربوط به تیمار زهکش طولی با فاصله ۴ متر و دارای زهکش عرضی بود، گرچه تیمارهای ۶ و ۲ متری ( با زهکش عرضی) نیز عملکرد ۲۲۴۱ و ۱۸۱۷ کیلوگرم در هکتار داشتند. در تیمارهای بدون زهکشی عرضی، تیمار زهکش ۲ متر دارای بیشترین عملکرد (۱۳۲۴ کیلوگرم در هکتار) بود. با محاسبه هزینه زهکشی و سایر هزینه­ها، تیمارهای ۴ و ۶ متری زهکش­ها با جویچه­های عرضی می­توانند حدود دو برابر هزینه انجام شده را بازگشت دهند. به دلیل بارندگی زیاد ماه های آبان، آذر و دی ۱۳۷۹ می­توان نتیجه گرفت که نتایج این طرح در سال­های با بارندگی کمتر از سال ۱۳۷۹ نیز قابل استفاده است.
صفوت و ریتزما^[۶] در سال ۱۹۹۰ به ارزیابی ضوابط طراحی در حوضه آبریز دلتای رودخانه نیل در مصر پرداخته که ۹ سال به طول انجامید و در این مطالعه به بررسی پارامترهای الگوی کشت، عملکرد محصول، شوری خاک، سطح ایستابی، کمیت و کیفیت زه­آب و فشار مضاعف^[۷] در سیستم زهکشی زیرزمینی پرداختند. نتایج این مطالعه نشان داد که تمام گونه­ های گیاهی پس از نصب و راه ­اندازی زهکش­های زیرزمینی افزایش محصول چشمگیری داشته اند. برای بهترین شرایط رشد و نمو برای کلیه گونه­ های گیاهی کشت شده لازم است که متوسط عمق سطح ایستابی بین زهکش­ها تا سطح زمین ۸۰ سانتی­متر باشد. برای دستیابی به شرایط مطلوب زهکشی باید لوله­های زهکشی در عمق ۲/۱ تا ۴/۱ متر نصب شوند.
گیتجنز^[۸] و همکاران (۱۹۹۷) اقدام به مطالعه طراحی سیستم زهکشی با ملاحظه مدیریت کیفیت آب پرداختند. نتایج نشان داد که عمق و فاصله زهکش بر روی کیفیت زه­آب تاثیرگذار است. مطالعه ایشان نشان داد که تنها استفاده از معادلات سنتی) رایج) طراحی زهکشی که برای کنترل ماندابی و شوری به کار می­روند، برای مدیریت کیفیت آب ناکافی می­باشند و پیشنهاد کردند که این معادلات بایستی با مدل­های هیدرودینامیکی و شیمیایی ترکیب شوند تا بتواند انتقال آب و مواد شیمیایی را از لحظه نفوذ تا مرحله تخلیه زهکش شبیه­سازی نمایند.
کارتر و کمپ^[۹] در سال ۱۹۹۴ در مطالعه­ ای به بررسی تاثیر فاصله زهکش­ها بر کنترل سطح ایستابی از طریق تاثیر بر میزان بازده محصول نیشکر پرداختند. در این مطالعه سه فاصله زهکش ٢٨ ،١۴ و ۴٢ متری مورد آزمایش واقع شد که در نتیجه آن، معلوم شد که فاصله­های زهکش ١۴ و ٢٨ متری بر کنترل سطح ایستابی بیشتر موثر واقع می­شوند. متوسط محصول سالیانه شکر در فاصله زهکش ١۴ متری برابر با ۶٠۴١ کیلوگرم در هکتار، در فاصله زهکش ٢٨ متری برابر با ۶٠٢٩ کیلوگرم در هکتار و در فاصله زهکش ۴٢ متری ۵٧٨٨ کیلوگرم در هکتار بود. در نهایت فاصله زهکش­های توصیه شده با توجه به هزینه و سود موجود، ۴٢ متر انتخاب شد.
سلحشور (۱۳۸۳) در اراضی شالیزاری شمال کشور به منظور بررسی اثرات زهکشی و کود نیتروژنه بر عملکرد و اجزاء عملکرد کلزا پژوهشی در مزرعه آزمایشی موسسه تحقیقات برنج کشور (رشت) به صورت اسپیلیت پلات بر مبنای طرح بلوک‌های کامل تصادفی با کشت رقم Hyola 308 در سه تکرار اجرا گردید. تیمارها شامل زهکشی در سه سطح ۱- بدون زهکش ۲- زهکش سطحی با فاصله ۲ متر و عمق متوسط ۱۵ سانتی‌متر ۳- زهکش سطحی با فاصله ۴ متر و عمق متوسط ۱۵ سانتی‌متر با جویچه‌های عرضی به فاصله ۱ متر با عمق متوسط ۷ سانتی‌متر) و کود نیتروژنه در چهار سطح (۰، ۱۵۰، ۲۰۰ و ۲۵۰ کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار که به صورت ۳/۱، ۳/۱، ۳/۱ تقسیط گردید) بودند. نتایج نشان داد، زهکشی باعث افزایش معنی‌دار عملکرد، اجزای عملکرد و تمام صفت‌های گیاهی بجز درصد پروتئین دانه می‌گردد. به­گونه‌ای که تیمارهای زهکش ‌۲ و ۴ متری نسبت به تیمار بدون زهکش به ترتیب ۹۸/۱ و ۸۷/۱ برابر عملکرد دانه، ۰۶/۲ و ۹۹/۱ برابر عملکرد روغن و ۰۲/۲ و ۹۷/۱ برابر عملکرد پروتئین را افزایش، اما درصد پروتئین دانه را به میزان ۲۱/۴ تا ۷۶/۹% کاهش دادند. کود نیتروژنه نیز باعث افزایش معنی‌دار عملکرد، اجزای عملکرد و تمام صفت‌های گیاهی بجز درصد روغن گردید. به طوری­که عملکرد دانه و درصد پروتئین را به ترتیب به میزان ۰۸/۱۹۹ تا ۶۰/۲۳۹% و ۳۱/۵ تا ۶۰/۷% افزایش و درصد روغن را به میزان ۷۴/۰ تا ۳۵/۳% کاهش داد. بین درصد روغن و درصد پروتئین دانه نیز همبستگی منفی مشاهده شد. به طور کلی در خاک‌های سنگین شالیزاری مناطق با بارندگی بالا با در نظر گرفتن کلیه جوانب (مسایل زیست محیطی، شرایط خاک، سهولت اجرا، هزینه و …) می‌توان زهکش ۴ متری را با حداقل ۱۵۰ کیلوگرم نیتروژن در هکتار پیشنهاد نمود.
فصل سوم
مواد و روش کار
۳-۱- موقعیت جغرافیایی استان و مشخصات محل اجرای پژوهش
شهرستان رشت از شهرهای استان گیلان در شمال ایران است، رشت در مختصات جغرافیایی ۳۷ درجه و ۱ دقیقه تا ۳۷ درجه و ۲۷ دقیقه عرض شمالی از خط استوا و ۴۸ درجه و ۳۵ دقیقه تا ۴۹ درجه و ۳ دقیقه طول جغرافیایی از نصف­النهار مبدا در بین ارتفاعات تالش و دریای خزر واقع شده‌ است. این شهرستان از شمال به دریای خزر و بندرانزلی، از جنوب به شهرستان رودبار، از شرق به شهرستان­های سیاهکل و آستانه­اشرفیه و از غرب به شهرستان­های فومن، صومعه­سرا و شفت منتهی می­‌شود.
براساس آمار­های منتشر شده از سوی سازمان هواشناسی، متوسط روز­های بارندگی در سال، ۱۳۵ روز است. کمترین میزان بارندگی سالیانه ۸۲۰ میلی­متر، متوسط این میزان ۹/۱۳۱۳ میلی­متر است. معمولاً، ماه های شهریور و مهر پر­باران­ترین ماه های سال است. ولی این امر ثابت نیست. میزان رطوبت هوا در سحرگاه، بین ۹۰ و ۹۵ درصد است که در ساعت­های نیمروز کاهش می­یابد و در مواقع شب، دوباره رو به افزایش می­ گذارد. رطوبت در تابستان به کمترین حد و در زمستان، به بیشترین حد خود می­رسد و بیشترین میزان رطوبت در فصول مختلف، ۱۰۰ درصد و کمترین میزان آن تا ۶۰ درصد تغییر می­ کند. بادهایی که در رشت می­وزند بیشتر معتدل هستند و جهت مشخصی ندارند. این پژوهش در مؤسسه تحقیقات برنج کشور انجام شد. مؤسسه تحقیقات برنج در ۱۰ کیلومتری شهر رشت در ۳۷ درجه و ۱۶ دقیقه عرض شمالی، ۴۹ درجه و ۳۶ دقیقه طول شرقی و ارتفاع ۷ متر پایین­تر از سطح آب­های آزاد واقع شده است.
۳-۲- طرح آزمایشی مورد استفاده
به منظور بررسی اثر انواع زهکشی (سطحی و زیرزمینی) و فواصل آنها بر عملکرد و اجزای عملکرد تریتیکاله به عنوان کشت دوم در اراضی شالیزاری، این پژوهش به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح آماری بلوک­های کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه پژوهشی موسسه تحقیقات برنج کشور واقع در رشت در سال ۱۳۹۲ انجام گرفت. فاکتورهای آزمایشی شامل الف- زهکشی سطحی با سطوح: ۱- بدون زهکشی، ۲- زهکشی سطحی با فواصل ۵ متر و ۳- زهکشی سطحی با فواصل ۱۰ متر از یکدیگر و ب- زهکشی عمقی با عمق متوسط یک متر، ۱- سطوح بدون زهکشی عمقی، ۲- زهکشی عمقی با فواصل ۵/۷ متر از یکدیگر، ۳- زهکشی عمقی با فواصل ۱۰ متر از یکدیگر و ۴- زهکشی عمقی با فواصل ۱۵ از یکدیگر بودند.
ابتدا زهکش­های عمقی با فواصل پیش ­بینی شده احداث گردید. پس از عملیات آماده ­سازی زمین و خاک­ورزی شامل شخم و دیسک ابتدای پاییز، زهکش­های سطحی با عمق و عرض متوسط ۲۰ سانتی­متری خاک به صورت دستی حفر شد. نمونه­های خاک مرکب تهیه شده از هر تکرار به عنوان مبنای تعیین نیاز کودی به صورت نیاز کودی به صورت یکنواخت در کلیه کرت­ها انجام شد. خواص فیزیکی و شیمیایی خاک مورد مطالعه در جدول۳-۱ آورده شده است. در تیمارهای زهکشی سطحی با فاصله ۵ متری ابعاد هر پلات ۳ × ۵ متر و در تیمارهای با زهکشی سطحی (با و بدون زهکشی عمقی) با فاصله ۱۰ متر ابعاد هر پلات ۳ × ۱۰ متر بود.
جدول ۳-۱: خواص فیزیکی و شیمیایی خاک­های مطالعه شده