اثر رطوبت خاک بر ضرایب تبدیل چرخه نیتروژن در آبیاری جویچه ای گیاه ذرت با استفاده از مدل HYDRUS–1D

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه گیلان - دانشکده کشاورزی - گروه آبیاری

2 گروه مهندسی آب دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه گیلان

چکیده

پیچیدگی، تنوع و مدیریت نادرست آلایندههای کشاورزی و حجم زیاد تلفات آب به دلیل طراحی و مدیریت نادرست سیستمهای آبیاری و زهکشی منجر به افزایش سهم کشاورزی در آلودگی منابع آب، خاک و محیط زیست شده است. کنترل و کاهش آلودگی نیتروژن موجود در کود نیازمند شناخت چرخه بیولوژیکی آن‌ها در اکوسیستم می‌باشد. هدف از این تحقیق شبیهسازی چرخه نیتروژن با استفاده از مدل HYDRUS–1D و ارزیابی تاثیر میزان رطوبت خاک بر ضریب نیتراتزدایی در یک سیستم کود آبیاری جویچه‌ای است. در این راستا آزمایشهای صحرایی کودآبیاری جویچهای تحت رژیم جریان ثابت در جویچههایی به طول 83 متر در خاک با بافت لوم رسی انجام شد. ضرایب تبدیل چرخه نیتروژن شامل ضرایب انتشارپذیری و تبدیلهای مرتبه یک نیتراتزدایی بر اساس دادههای مشاهدهای رطوبت و غلظت نیترات خاک با استفاده از روش معکوس مدل HYDRUS–1D بدست آمدند. به منظور بررسی اثر حضور گیاه بر چرخه نیتروژن، مدل در حالت حضور و عدم حضور گیاه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد روش ونگنوختن معلم اصلاحی با شاخصهای آماری میانگین خطای نسبی، 02879/0 و ضریب کارایی مدل 9899/0 در شرایط حضور گیاه توانست برآورد بهتری از ضرایب چرخه نیتروژن در آبیاری جویچهای گیاه ذرت ارائه نماید. همچنین حداکثر رطوبت خاک که در آن نیترات‌زدایی روی داد، 50 درصد مقدار رطوبت اشباع به دست آمد و در مقایسه با فرض ویلیامز (1995)، استفاده از ضریب نیترات‌زدایی در شبیه‌سازی چرخه نیتروژن در کودآبیاری جویچه‌ای ذرت منجر به بهبود نتایج گردید.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

soil moisture effect on nitrogen cycle under maize Furrow Irrigation using HYDRUS-1D model

چکیده [English]

Complexity, variety and improper management of agricultural contaminants and high volume of water losses due to improper design and management of irrigation and drainage systems increase share of agriculture in water resources, soil and environment contamination. Control and reduce pollution of the available nitrogen in the fertilizer is needed to understand the biological cycle in the ecosystem. The aim of this study was to simulate nitrogen cycle and evaluate the impact of soil moisture content on denitrificaton rate under furrow fertigation systems using HYDRUS model. In this regard, field experiments done under constant furrow fertigation in the furrow with 83 meters in length and clay-loam soil texture. The conversion coefficients of nitrogen cycle included dispersion coefficient and order conversions from the parameters of nitrogen cycle based on observational data, soil moisture and nitrate concentrations using inverse modeling techniques that were obtained. To study plant effect on the nitrogen cycle, the model is studied in presence and absence of plant. Statistical indexes such as RMSE and R2; model was used to evaluate the simulation results. The results showed that modified Van Genuchten method performance with statistical indexes RMSE=0.02879 and R2=0.9899, considering presence of plants better estimate of parameter values of nitrogen cycle concentrations in corn furrow irrigation. The maximum soil moisture where denitrificaton occurred, 50% of the saturation value is obtained and compared with the premise Williams (1995), using denitrificaton factor in the simulation of the nitrogen cycle in corn fertigation was led to improved results.

کلیدواژه‌ها [English]

  • furrow irrigation
  • Nitrogen Simulation
  • corn
  • Denitrification Rate