بسط روابطی به منظور تخمین الگوی توزیع نیترات در سیستم آبیاری قطره ای زیر سطحی
چکیده
سابقه و هدف: کاربرد همزمان کود و آب در سیستم آبیاری قطره ای به عنوان یک روش موثر و اقتصادی برای کشاورزی شناخته شده است. همچنین عدم مدیریت بهینه در آبیاری قطره ای باعث عدم کارایی توزیع آب و کود می شود. بدین وسیله مصرف بیش از حد آب و نیتروژن نه تنها عملکرد محصول را کاهش می دهد بلکه باعث آلوده شدن آبهای زیر زمینی می شود. با توجه به اینکه کیفیت آب سطحی و زیر زمینی در مناطق خشک از اهمیت قابل توجهی برخوردار است پس یک دستورالعمل جامع برای مدیریت کردن سیستم آبیاری قطره ای به منظور کشاورزی پایدار امری ضروری است. مواد و روشها: شبیه سازی توزیع نیترات در خاک با استفاده پارامترهای زودیافت می تواند کمک شایانی به طراحی سیستم-های آبیاری قطره ای زیر سطحی کند. در این مطالعه، به منظور شبیه سازی آن، آزمایش هایی برروی سه نوع بافت مختلف خاک و با هدف ارائه معادلاتی به منظور تخمین توزیع نیترات در خاک در جهات مختلف در سیستم های آبیاری قطره ای سطحی انجام پذیرفت.در این تحقیق، آزمایش ها در یک مدل پلکسی گلاس شفاف با ابعاد m5/0×m22/1×m3 و برروی سه نوع بافت (متوسط، سنگین و سبک) به انجام رسید. قطره چکان ها در سه عمق cm15، cm30 و cm45 مورد ارزیابی قرار گرفتند. دبی قطره چکان ها با زمان آبیاری 6 ساعت و با مقادیر 4/2 (q1)، 4 (q2)و 6 (q3) لیتر در ساعت اعمال گردید. همچنین تیمارهای کود آبیاری شامل سه تیمار با غلظت نیترات 125، 250 و 375 میلی گرم در لیتر بود. به منظور اعمال تیمارهای کود آبیاری در این تحقیق از کود اوره (ch4n2o) (46 درصد ازت) استفاده گردید. یافته ها: سپس، به کمک قضیه π باکینگهام و با استفاده از آنالیز ابعادی روابطی به منظور شبیه سازی توزیع نیترات در سیستم های آبیاری قطره ای زیر سطحی و برای سه نوع بافت مورد بررسی ارائه گردید که تابعی از نیترات اولیه خاک، غلظت نیترات در کود آبیاری، رطوبت اولیه خاک، فاصله شعاعی نقاط مورد نظر، حجم آب کاربردی در زمان آبیاری، هدایت هیدرولیکی خاک و دبی قطره چکان می-باشد. نتایج ارزیابی بین مقادیر اندازه گیری و شبیه سازی شده برای مدلهای توزیع نیترات در خاک بیانگر آن است که این مدلها علی رغم پیچدگی خاص توزیع یون نیترات (به دلیل فعل و انفعالات و واکنشهایی که نیترات در خاک انجام می دهد که شامل پدیده نیتریفیکاسیون و دی نیتریفیکاسیون می باشد) در خاک، دارای عملکرد مناسبی می باشد. نتایج ارزیابی بین مقادیر اندازه-گیری و شبیه سازی در خاک مورد استفاده در این تحقیق نشان می دهد که این مدلها برای اعماق مختلف نصب قطره چکان دارای پیش بینی نسبتاً مناسبی بوده و همچنین پارامترهای آماری مربوط به این ارزیابی نیز نشان داد که این پارامترها در دامنه قابل قبولی می باشد. نتیجه گیری: نتایج مقایسه بین مقادیر اندازه گیری شده و شبیه سازی شده نشان داد که این مدل ها با دقت بالایی نیترات را پیش بینی می-کنند. کاربرد این معادلات در طراحی سیستم های آبیاری قطره ای زیر سطحی می تواند منجر به بهود عملکرد این سیستم ها گردد.