ﺗﺄثیر عمق و فاصله زهکش های زیرزمینی بر شدت زهکشی اراضی شالیزاری (مطالعه موردی: اراضی ﻣﺆسسه تحقیقات برنج کشور)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای/ دانشگاه زابل

2 دانشیار/ دانشگاه زابل

3 استادیار پژوهش/ موسسه تحقیقات برنج کشور رشت

4 استاد/ پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران

چکیده

سابقه و هدف: با توجه به منابع محدود خاک و اراضی حاصلخیز، لزوم حداکثر استفاده از پتانسیل‌های اقلیمی منطقه، ایجاد شرایط مناسب برای تنوع کاربری اراضی در دوره زراعی سالانه و مهم‌تر از همه تکمیل طرح‌های تجهیز و نوسازی اراضی و به ثمر رساندن هزینه‌های انجام شده، می‌توان با ایجاد زهکشی زیرزمینی، علاوه بر ایجاد شرایط مناسب‌تر برای کاشت، داشت و برداشت برنج، امکان کشت محصولاتی غیر از برنج را در فصل مرطوب فراهم نمود. لذا در این تحقیق ﺗﺄثیر عمق و فاصله زهکش‌های زیرزمینی بر شدت زهکشی در سه مرحله مهم زهکشی (زهکشی میان‌فصل، زهکشی در زمان برداشت برنج و زهکشی در زمان کشت دوم) مورد ارزیابی قرار گرفته است.
مواد و روش‌ها: داده‌های مورد نیاز تحقیق از اراضی شالیزاری ﻣﺆسسه تحقیقات برنج کشور واقع در شهرستان رشت در زمینی به مساحت یک هکتار در سال زراعی 1393 به‌دست آمد. تیمارهای مورد آزمایش عبارت بودند از: عمق 8/0 متر با فاصله 5/7 متر (L7.5D0.8)، عمق 8/0 متر با فاصله 10 متر (L10D0.8)، عمق 8/0 متر با فاصله 15 متر (L15D0.8)، عمق 1 متر با فاصله 5/7 متر (L7.5D1)، عمق 1 متر با فاصله 10 متر (L10D1) و عمق 1 متر با فاصله 15 متر (L15D1). طول کلیه خطوط 40 متر و جنس لوله‌ها پی‌وی‌سی موج‌دار با قطر 125 میلی‌متر می‌باشد. از پوسته برنج به عنوان پوشش اطراف لوله‌های زهکش استفاده شد.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که تفاوت بین تیمار L7.5D0.8 با تیمارهای L10D0.8،L15D0.8 و L7.5D1 در سطح آماری 1% معنی‌دار گردید. همچنین در مرحله زهکشی میان‌فصل، زهکش‌های زیرزمینی با فاصله 5/7 متر و عمق 1 متر تقرﻳباً باعث 4 برابر شدن شدت زهکشی نسبت به زهکش‌هایی با فاصله 5/7 متر و عمق 8/0 متر می‌شود. تفاوت بین تیمارهای L7.5D0.8 و L10D0.8 قبل شخم (وجود درز و ترک بیشتر) از لحاظ آماری معنی‌دار نگردید، همچنین تفاوت بین تیمارهای L7.5D0.8 و L15D0.8 در سطح آماری 5% معنی‌دار گردید. همچنین تفاوت بین تیمارهای L7.5D0.8 و L7.5D1 در سطح آماری 1% و تفاوت بین تیمارهای L10D0.8 و L15D0.8 در سطح آماری 1% معنی‌دار گردیده است. به عبارتی در زهکش‌های زیرزمینی با فاصله 5/7 متر و عمق 1 متر میزان دبی خروجی نسبت به عمق 8/0 متر افزایش یافت. تفاوت بین اکثر تیمارها در زمان زهکشی به منظور کشت دوم قبل از شخم در نقطه اوج هیدروگراف خروجی می‌باشد.
نتیجه‌گیری: ترک‌های به جا مانده از انجام زهکشی میان‌فصل و زهکشی در زمان برداشت برنج، نقش کلیدی و حساسی در زهکشی زیرزمینی و پارامترهایی نظیر شدت زهکشی در زمان کشت دوم دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Effect of Depth and Space Subsurface Drainage on Paddy Field Drainage Intensity (Case Study: Fields of Rice Research Institute of Iran)

نویسندگان [English]

  • maryam alizadeh 1
  • peyman afrasiab 2
  • mohammad reza YAZDANI 3
  • Abdolmajid Liaghat 4
  • Masoumeh Delbari 2
1 phd student/ university of zabol
2 Associate Professor/University of Zabol
3 Assistant Professor /Rice Research Institute of Iran (RASHT)
4 Professor, Department of Irrigation, Natural Resources and Agriculture College, University of Tehran (Karaj)
چکیده [English]

Background and objectives: Due to limited resources, soil and fertile land, the need for maximum use of the potential of climate, Create favorable conditions for a variety of land use in the annual crop and most important of all completed equipping and modernization plans and land And scoring costs out, we can create a subsurface drainage, provides the possibility of planting crops other than rice in the wet season, in addition to creating more favorable conditions for planting and harvesting rice. In this research, the effect of depth and space subsurface drainage systems on drainage intensity was investigated in three stages (mid-season drainage, drainage in time rice harvest and drainage during second planting season).
Materials and Methods: Data needed for the study was obtained from paddy fields Rice Research Institute in the city of Rasht in an area of one hectare in crop year. Drainage treatments included: six conventional subsurface drainage systems with rice husk envelope including drainage system with drain depth of 0.8 m and drain spacing of 7.5 m (L7.5 D0.8), drain depth of 0.8 m and drain spacing of 10 m (L10 D0.8), and drain depth of 0.8 m and drain spacing of 15 m (L15 D0.8), drain depth of 1 m and drain spacing of 7.5 m (L7.5 D1), drain depth of 1 m and drain spacing of 10 m (L10 D1), and drain depth of 1 m and drain spacing of 15 m (L15 D1). All lines are 40 meters long and made of PVC corrugated pipes with a diameter of 125 mm. Rice husk was used as a covering around the pipe drain.
Results: The difference between treatments L7.5D0.8 and L10D0.8 before tillage (there are more leaks and cracks) was not statistically significant, The difference between treatments was significant L7.5D0.8 and L15D0.8 at 5%. The difference between treatments L7.5D0.8 and L7.5D1 by 1% and the difference between treatments in the L10D0.8 and L15D0.8 by 1% level has been significant. In other words, the drain-distance 7.5 meters and a depth of 1 meter was increased discharge rate compared to 0.8 meters depth. The results showed that the difference between the treatment L7.5D0.8 with L15D0.8, L10D0.8 and L7.5D1 was significant 1% statistical level. Also in mid season drainage, spacing 7.5 m and a depth of 1 meter subsurface drainage almost 4 times the intensity of drainage compared to spacing 7.5 m and a depth of 0.8 m subsurface drainage. Most of the time difference between treatments in the drainage in order crop second in the state of cracks is in the peak of the hydrograph.
Conclusion: Cracks created at the time mid season and end season drainage at the time of rice cultivation a critical role has subsurface drainage and drainage parameters such as intensity during the second crop.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Subsurface Drainage
  • Paddy field
  • Drainage Intensity
  • Mid-Season Drainage
  • Crack
1.Alizadeh, A. 1995. Land drainage planning in agricultural drainage systems. Ferdowsi University of Mashhad. 96. 448p. (In Persian)
2.Arnold, L.A. 2004. Effect of drain depth on nitrogen losses in drainage in shallow water table soils. M.Sc. thesis, North Carolina State University.
3.Aslani, F., Nazemi, A.H., Ashrafsadrodini, S.A., Fakherifard, A., and Ghorbani, M.A. 2010. Depth and space estimation based on quality effluent suitable for subsurface drainage. J. Res. Soil Water Iran. 41: 139-141. (In Persian)
4.Christen, E., and Skehan, D. 2001. Design and management of subsurface horizontal drainage to reduce salt loads. J. Irrig. Drain. Engin. 127: 3. 148-155.
5.Cooke, R., Nehmelman, J., and Kalita, P. 2002. Effect of tile depth on nitrate transport from tile drainage systems. ASAE Paper, No. 022017.
6.Darzi-Naftchali, A., Mirlatifi, S.M., Shahnazari, A., Ejlali, F., and Mahdian, M.H. 2013. Effect of subsurface drainage on water balance and water table in poorly drained paddy fields. Agricultural Water Management. 130: 61-68.
7.Darzi, A., Mirlatifi, S.M., Shahnazari, A., Ejlali, F., and Mahdian, H. 2012. The effect of surface and subsurface drainage on yield and yield components of rice in paddy fields. Research of water in agriculture. 26: 1. 61-70. (In Persian)
8.Deverel, S.J., and Fio, J.L. 1990. Ground-water flow and solute movement to drain laterals, Western San Joaquin Valley, California. Water Resources Research. 27: 233-246.
9.Ebrahimian, H., and Noory, H. 2014. Modeling paddy field subsurface drainage using HYDRUS-2D. Paddy water environ. 13: 477-485.
10.Ebrahimian, H., Liaghat, A., Parsinejad, M., and Akram, M. 2008. Evaluation of subsurface drainage performance with rice husk envelope (Case study: Ran drainage network, Behshahr). J. Soil Water Sci. 22: 2. 371-381. (In Persian)
11.Furukawa, Y., Shiratori, Y., and Inubushi, K. 2008. Depression of methane production potential in paddy soils by subsurface drainage systems. Soil Science and Plant Nutrition.
54: 950-959.
12.Gordon, R., Manani, A., Caldwell, K., Welling, S., Harvard, P., and Cochrane, L.,1998. Leaching characteristics of nitrate-N in a subsurface drained soil in Atlantic Canada. In: Drainage in the 21st Century: Food Production and the Environment Proceedings of the Seventh International Drainage Symposium. ASAE, St. Joseph. MI, Pp: 567-573.
13.Irwin, R.W., and Bryant, G.J. 1987. Evalution of drainage coefficient for Brookston clay soil. ASAE transaction. 30: 5. 1343-1346.
14.Karimi, V., Yousefian, H., and Salmani, M. 2009. Study of subsurface drainage in paddy fields. Articles Collections the Third National Conference on Water and Irrigation and Drainage Network Construction experience. Irrigation and Reclamation Department of Tehran University. (In Persian)
15.Masanneh-Ceesay, M. 2004. Management of rice production systems to increase productivity in the Gambia, West Africa. In: A Dissertation Presented to the Faculty of the Graduate School of Cornell University in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Doctor of Philosophy, 159p.
16.Motahari, M., Ejlali, F., Alizadeh, M.J., and Kouchakzadeh, M. 2014. Application of unsteady approach in determination of design parameters of underground drainage system (case study: experimental farm of human resources and agricultural development center, Mazandaran, Iran). Inter. J. Hydr. Engin. 3: 2. 61-67.
17.Murashima, K., and Ogino, Y. 1992. Comparative Study on Study on Steady and
Non-Steady State Formulae of Subsurface Drain Spacing – Design on Subsurface Drainage in Paddies (I)-. Bull. Univ. Osaka Pref. 44: 41-48.
18.Nangia, V., Gowda, P.H., Mulla, D.J., and Sands, G.R. 2010. Modeling impacts of tile drain spacing and depth on nitrate-nitrogen losses. Vadose Zone J. 9: 61-72.
19.Poole, C.A. 2006. The effect of shallow subsurface drains on nitrate-n and orthophosphorus losses from drained agricultural lands. In: A thesis submitted to the Graduate Faculty of North Carolina State University in partial fulfillment of the requirements for the Degree of Master of Science, 238p.
20.Samipour, F., Mohammadi, K., Mahdian, M.H., and Naseri, A. 2010. Evaluating DRAINMOD and SWAP drainage Models in Determining Optimal Depth and Spacing Using Crop Yield Performance and Drainage Effluent. J. Irrig. Drain. Iran. 3: 4. 375-386.
(In Persian)
21.Schwab, G.O., Fausey, N.R., and Kopcak, D.E. 1980. Sediment and chemical content of agricultural drainage water. Transactions on ASAE. 23: 1446-1449.
22.Skaggs, R.W., and Chescheir, G.M. 2003. Effects of subsurface drain depth on nitrogen losses from drained lands. Transactions on ASAE. 46: 2. 237-244.
23.Tabuchi, T. 2004. Improvement of paddy field drainage for mechanization. Paddy Water Environ. 2: 1. 5-10.
24.The Ministry of Agriculture, Forestry and Fisheries (MAFF), Bureau of Agricultural Structure Improvement (BASI). 1979. Planning and Design Standards of Subsurface Drainage Project. 66p. (In Japanese)