رشته مهندسی کشاورزی در مقاطع ارشد و دکتری در گرایش‌های مختلف (زراعت، علوم خاک، گیاه‌پزشکی، مکانیزاسیون و بیوتکنولوژی کشاورزی) 

📌 ۱. تغییرات اقلیمی و امنیت غذایی

بیان مسأله:
تغییرات آب‌وهوایی یکی از چالش‌های اساسی قرن حاضر است که به طور مستقیم بر تولید محصولات کشاورزی، کیفیت خاک و منابع آبی اثر می‌گذارد. کاهش بارندگی، افزایش دما و وقوع خشکسالی‌های مکرر، بهره‌وری مزارع را کاهش داده و امنیت غذایی جهانی را تهدید می‌کند. در این شرایط، توسعه مدل‌های پیش‌بینی و مدیریت منابع برای سازگاری با تغییرات اقلیمی، ضرورت دارد.

📌 ۲. استفاده از هوش مصنوعی و کشاورزی دقیق (Precision Agriculture)

بیان مسأله:
افزایش جمعیت و تقاضا برای محصولات غذایی، نیاز به افزایش بهره‌وری و کاهش ضایعات کشاورزی را دوچندان کرده است. در سال‌های اخیر، کشاورزی دقیق مبتنی بر داده‌های ماهواره‌ای، سنسورها و الگوریتم‌های هوش مصنوعی به عنوان راهکاری نوین برای بهینه‌سازی مصرف آب، کود و سم مطرح شده است. با این حال، کاربرد این فناوری‌ها در کشورهای در حال توسعه با محدودیت‌های جدی در زیرساخت، هزینه و آموزش روبه‌رو است.

📌 ۳. مدیریت منابع آب و آبیاری هوشمند

بیان مسأله:
بحران آب در بخش کشاورزی، به‌ویژه در مناطق خشک و نیمه‌خشک، چالش جدی برای پایداری تولید محسوب می‌شود. بخش بزرگی از منابع آبی جهان در کشاورزی مصرف می‌شود، اما به دلیل نبود سیستم‌های مدیریت هوشمند، بهره‌وری آبی بسیار پایین است. طراحی و توسعه سامانه‌های آبیاری هوشمند مبتنی بر حسگر و اینترنت اشیا می‌تواند نقش مهمی در افزایش بهره‌وری داشته باشد.

📌 ۴. بیوتکنولوژی کشاورزی و اصلاح ژنتیکی

بیان مسأله:
با افزایش تقاضا برای محصولات مقاوم به خشکی، شوری و آفات، بیوتکنولوژی کشاورزی و اصلاح ژنتیکی گیاهان به یک حوزه‌ی استراتژیک تبدیل شده است. با وجود پیشرفت‌های قابل توجه در سطح جهانی، در بسیاری از کشورها موانع قانونی، اخلاقی و کمبود زیرساخت‌های آزمایشگاهی موجب شده است که ظرفیت واقعی این فناوری‌ها به طور کامل استفاده نشود.

📌 ۵. کشاورزی پایدار و کاهش مصرف نهاده‌های شیمیایی

بیان مسأله:
مصرف بی‌رویه کودها و سموم شیمیایی باعث آلودگی خاک، منابع آب و تهدید سلامت انسان‌ها شده است. امروزه گرایش جهانی به سمت کشاورزی پایدار و استفاده از نهاده‌های زیستی (Biofertilizers و Biopesticides) افزایش یافته است. با این حال، نبود استانداردهای بومی، آگاهی پایین کشاورزان و چالش‌های اقتصادی، مانع از گسترش سریع این رویکرد در بسیاری از کشورهاست.

📌 ۱. تغییرات اقلیمی و امنیت غذایی

• عنوان فارسی: ارزیابی اثر تغییرات اقلیمی بر بهره‌وری محصولات استراتژیک و ارائه راهکارهای سازگاری پایدار

• English Title: Assessment of Climate Change Impacts on Strategic Crop Productivity and Development of Sustainable Adaptation Strategies

• اهداف:

  1. بررسی اثر تغییرات اقلیمی بر عملکرد محصولات کشاورزی کلیدی

  2. شناسایی الگوهای سازگاری مؤثر در شرایط کم‌آبی و افزایش دما

  3. ارائه مدل پیشنهادی برای امنیت غذایی پایدار

• سؤالات تحقیق:

  1. تغییرات اقلیمی چه اثری بر تولید محصولات استراتژیک دارد؟

  2. چه راهکارهای مدیریتی می‌تواند کشاورزان را در برابر تغییرات اقلیمی مقاوم‌تر کند؟

📌 ۲. استفاده از هوش مصنوعی و کشاورزی دقیق

• عنوان فارسی: توسعه الگوریتم‌های یادگیری ماشین برای بهینه‌سازی مصرف آب و کود در کشاورزی دقیق

• English Title: Development of Machine Learning Algorithms for Optimizing Water and Fertilizer Use in Precision Agriculture

• اهداف:

  1. طراحی مدل‌های یادگیری ماشین برای پیش‌بینی نیاز آبی و غذایی گیاهان

  2. کاهش هزینه‌ها و افزایش بهره‌وری کشاورزی از طریق داده‌محوری

  3. بررسی امکان‌پذیری پیاده‌سازی این مدل‌ها در مزارع بومی

• سؤالات تحقیق:

  1. چگونه می‌توان از الگوریتم‌های هوش مصنوعی برای کشاورزی دقیق استفاده کرد؟

  2. چه میزان صرفه‌جویی در مصرف منابع با این رویکرد حاصل می‌شود؟

📌 ۳. مدیریت منابع آب و آبیاری هوشمند

• عنوان فارسی: طراحی و ارزیابی سامانه آبیاری هوشمند مبتنی بر اینترنت اشیا برای بهبود بهره‌وری آب

• English Title: Design and Evaluation of an IoT-Based Smart Irrigation System for Improving Water Efficiency

• اهداف:

  1. توسعه سامانه هوشمند آبیاری با حسگرهای رطوبت خاک و داده‌های اقلیمی

  2. کاهش هدررفت آب و افزایش بهره‌وری کشاورزی

  3. بررسی کارایی سامانه در مقیاس‌های مزرعه‌ای

• سؤالات تحقیق:

  1. چگونه می‌توان از فناوری اینترنت اشیا در مدیریت منابع آبی استفاده کرد؟

  2. سامانه هوشمند آبیاری چه تأثیری بر بهره‌وری و مصرف آب دارد؟

📌 ۴. بیوتکنولوژی کشاورزی و اصلاح ژنتیکی

• عنوان فارسی: بررسی ژن‌های مقاوم به خشکی در گیاهان زراعی و توسعه ارقام اصلاح‌شده با رویکرد بیوتکنولوژی

• English Title: Identification of Drought-Resistant Genes in Crops and Development of Genetically Improved Varieties Using Biotechnology

• اهداف:

  1. شناسایی ژن‌های کلیدی مرتبط با مقاومت به خشکی در گیاهان

  2. توسعه گیاهان اصلاح‌شده برای افزایش تاب‌آوری در شرایط اقلیمی سخت

  3. تحلیل پیامدهای زیست‌محیطی و اقتصادی کاربرد این فناوری

• سؤالات تحقیق:

  1. چه ژن‌هایی بیشترین نقش را در مقاومت گیاهان به خشکی دارند؟

  2. ارقام اصلاح‌شده چه مزایا و چالش‌هایی در مقایسه با ارقام سنتی دارند؟

📌 ۵. کشاورزی پایدار و کاهش مصرف نهاده‌های شیمیایی

• عنوان فارسی: ارزیابی کارایی کودها و آفت‌کش‌های زیستی در مقایسه با نهاده‌های شیمیایی در کشاورزی پایدار

• English Title: Evaluation of Biofertilizers and Biopesticides Efficiency Compared to Chemical Inputs in Sustainable Agriculture

• اهداف:

  1. مقایسه عملکرد نهاده‌های زیستی با نهاده‌های شیمیایی در تولید محصولات

  2. بررسی اثرات زیست‌محیطی و اقتصادی استفاده از نهاده‌های زیستی

  3. ارائه الگوی پیشنهادی برای کشاورزی پایدار بومی

• سؤالات تحقیق:

  1. نهاده‌های زیستی چه تاثیری بر عملکرد محصولات کشاورزی دارند؟

  2. جایگزینی نهاده‌های شیمیایی با زیستی چه مزایایی به همراه خواهد داشت؟

     ---

  رشته مهندسی کشاورزی

   پروپوزال خلاصه شامل:

  • سؤال تحقیق (RQ)

  • فرضیات (Hypotheses)

  • نوآوری (Innovation)

  • روش‌شناسی (Methodology)

  ---

  📑 پروپوزال‌های خلاصه مهندسی کشاورزی

  ---

  🔹 ۱. تغییرات اقلیمی و امنیت غذایی

  • RQ: تغییرات اقلیمی چه اثری بر عملکرد محصولات استراتژیک دارد و چه راهکارهایی برای سازگاری پایدار می‌توان ارائه کرد؟

  • فرضیات:

    1. تغییرات دما و بارندگی اثر مستقیم بر کاهش عملکرد محصولات دارند.

    2. استفاده از الگوهای مدیریتی نوین می‌تواند بخشی از اثرات منفی تغییرات اقلیمی را جبران کند.

  • نوآوری: ارائه مدل بومی برای سازگاری کشاورزی با تغییرات اقلیمی در ایران.

  • روش‌شناسی: جمع‌آوری داده‌های اقلیمی و کشاورزی ۲۰ سال اخیر، استفاده از مدل‌های شبیه‌سازی (DSSAT یا APSIM)، تحلیل آماری و ارائه سناریوهای سازگاری.

  ---

  🔹 ۲. کشاورزی دقیق و هوش مصنوعی

  • RQ: چگونه می‌توان از الگوریتم‌های یادگیری ماشین برای بهینه‌سازی مصرف آب و کود در کشاورزی دقیق استفاده کرد؟

  • فرضیات:

    1. الگوریتم‌های یادگیری ماشین قادر به پیش‌بینی دقیق نیاز آبی و غذایی گیاهان هستند.

    2. کشاورزی دقیق منجر به افزایش بهره‌وری و کاهش هزینه‌ها می‌شود.

  • نوآوری: طراحی مدل ترکیبی هوش مصنوعی با داده‌های حسگرهای مزرعه و تصاویر ماهواره‌ای.

  • روش‌شناسی: جمع‌آوری داده‌های مزرعه‌ای (آب، کود، عملکرد)، آموزش مدل‌های یادگیری ماشین (Random Forest، Neural Networks)، اعتبارسنجی مدل با داده‌های واقعی.

  ---

  🔹 ۳. مدیریت منابع آب و آبیاری هوشمند

  • RQ: آیا سامانه آبیاری هوشمند مبتنی بر اینترنت اشیا می‌تواند بهره‌وری مصرف آب در مزارع را افزایش دهد؟

  • فرضیات:

    1. استفاده از حسگرهای رطوبت خاک و داده‌های اقلیمی موجب کاهش هدررفت آب می‌شود.

    2. سامانه آبیاری هوشمند عملکرد محصولات را بهبود می‌بخشد.

  • نوآوری: طراحی و بومی‌سازی سامانه آبیاری هوشمند متناسب با شرایط اقلیمی ایران.

  • روش‌شناسی: طراحی سامانه با حسگرهای IoT، جمع‌آوری داده‌های رطوبت و دما، تحلیل مصرف آب و مقایسه عملکرد با روش‌های سنتی.

  ---

  🔹 ۴. بیوتکنولوژی کشاورزی و اصلاح ژنتیکی

  • RQ: چه ژن‌هایی بیشترین نقش را در مقاومت گیاهان زراعی به خشکی دارند و چگونه می‌توان از آن‌ها در اصلاح ژنتیکی استفاده کرد؟

  • فرضیات:

    1. برخی ژن‌های خاص (مثلاً DREB، HKT، NCED) مقاومت بالاتری به خشکی ایجاد می‌کنند.

    2. استفاده از این ژن‌ها در اصلاح ژنتیکی باعث بهبود عملکرد گیاهان در شرایط کم‌آبی می‌شود.

  • نوآوری: شناسایی ژن‌های کلیدی و ارائه ارقام اصلاح‌شده سازگار با شرایط ایران.

  • روش‌شناسی: بررسی ژنوم گیاهان مقاوم، استخراج و آنالیز ژن‌های مرتبط، به‌کارگیری تکنیک‌های CRISPR و Marker-Assisted Selection، آزمایش‌های مزرعه‌ای.

  ---

  🔹 ۵. کشاورزی پایدار و نهاده‌های زیستی

  • RQ: جایگزینی کودها و آفت‌کش‌های زیستی چه تأثیری بر عملکرد محصولات کشاورزی و پایداری محیط زیست دارد؟

  • فرضیات:

    1. نهاده‌های زیستی عملکردی برابر یا بالاتر از نهاده‌های شیمیایی دارند.

    2. استفاده از نهاده‌های زیستی منجر به کاهش آلودگی محیط زیست می‌شود.

  • نوآوری: ارائه مدل تلفیقی برای کشاورزی پایدار مبتنی بر نهاده‌های زیستی بومی.

  • روش‌شناسی: طراحی آزمایش‌های مزرعه‌ای در شرایط کنترل‌شده، مقایسه عملکرد نهاده‌های زیستی و شیمیایی، تحلیل داده‌ها با ANOVA و مدل‌های چندمتغیره.