بررسی و ارائه روش های نوین راندمان های آبیاری جویچه ای با توجه به تغییرات مکانی و زمانی خصوصیات نفوذپذیری خاک برای گیاه نیشکر

تغییر خصوصیات نفوذپذیری خاک در طول جویچه و طی فصل رشد می تواند منجر به ایجاد تغییر در شاخص های عملکرد آبیاری جویچه ای گردد. با این حال برای ساده سازی در اندازه گیری های صحرایی معمولاً خصوصیات نفوذپذیری خاک را در تمام نقاط طول جویچه یکسان فرض می کنند، که این امر به نوبه خود تخمین راندمان های آبیاری را با مقداری خطا همراه می سازد. در تحقیق حاضر به منظور بررسی اثر تغییرات نفوذپذیری خاک در طول جویچه بر راندمان های یکنواختی توزیع، کاربرد، تلفات عمقی آب، رواناب سطحی و نسبت کم آبیاری در مزرعه 7-2arc کشت و صنعت امیرکبیر، دو مرحله آزمایش صورت پذیرفت. در آزمایش های مرحله اول در بهار و تابستان 1390 دو گروه جویچه که هر کدام شامل سه جویچه به طول 140 و عرض 83/1 متر بودند انتخاب شدند. از جویچه وسط در هر گروه برای انجام عملیات اندازه گیری استفاده شد و جویچه های اطراف آن به عنوان جویچه های حائل در نظر گرفته شدند. در گروه اول جویچه ها (حالت یکنواخت) با فرض یکنواخت بودن خصوصیات نفوذپذیری خاک در طول جویچه، راندمان های آبیاری به روش ورودی- خروجی به طور مرسوم محاسبه گردیدند، اما جویچه وسط در گروه دوم جویچه ها (حالت متغیر) به چهار قطعه 35 متری تقسیم شد و پس از اندازه گیری تغییرات نفوذپذیری خاک در طول جویچه، راندمان های مذکور با اعمال تغییرات نفوذپذیری خاک، برای هفت نوبت آبیاری طی دوره رشد محاسبه شدند. سپس توسط مدل ماتئوس و اویونارت (2005)، که با فرض نرمال بودن توزیع عمق نفوذ در طول جویچه و با استفاده از ترکیب تکنیک های واریانس، تغییرات نفوذپذیری در طول جویچه را در محاسبه راندمان های آبیاری جویچه ای اعمال می کند، راندمان ها آبیاری ذکر شده در بالا در دو حالت یکنواخت و متغیر شبیه سازی شدند. در ادامه با استفاده از شاخص های آماری، با راندمان های بدست آمده از اندازه گیری های صحرائی مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفتند. در آزمایش های مرحله دوم در تابستان 1391، به منظور مقایسه تغییرات خصوصیات نفوذپذیری خاک در طول جویچه و در عرض مزرعه به طور هم زمان، تعداد هفت جویچه با مشخصات سال قبل در همان مزرعه به گونه ای انتخاب شدند که ضرایب معادله نفوذ در جویچه اول به روش متغیر و در شش جویچه بعدی به روش یکنواخت اندازه گیری و با هم مقایسه گردیدند. نتایج حاصل از آزمایش های مرحله اول در خصوص نفوذپذیری خاک نشان داد نفوذ تجمعی و نفوذ پایه خاک از لحاظ مکانی در طول جویچه معمولا روندی کاهشی را طی می کنند و از لحاظ زمانی تا اواسط دوره رشد روندی کاهشی و از آن به بعد روندی افزایشی را دنبال می کنند. ضمنا به دلیل نشست خاک بعد از آبیاری نوبت اول، درصد کاهش نفوذ تجمعی و پایه خاک بین آبیاری اول و دوم بیشتر از بقیه نوبت های آبیاری بود. همچنین مشخص شد تغییرات مکانی نفوذپذیری خاک در طول جویچه در آبیاری نوبت اول بیشتر از بقیه نوبت های آبیاری بوده و این تغییرات با گذر زمان طی فصل رشد رو به کاهش می گذارند، به طوری که ضریب تغییرات نفوذ تجمعی در جویچه متغیر از 29/0 در آبیاری نوبت اول به 19/0 در آبیاری نوبت هفتم کاهش یافت. بررسی ضریب تغییرات نفوذ تجمعی در طول و عرض مزرعه در آزمایش های مرحله دوم نشان داد تغییرات نفوذ تجمعی در طول جویچه بیشتر از عرض مزرعه است. به طوریکه ضریب تغییرات نفوذ تجمعی در طول جویچه طی سه نوبت آبیاری پنجم تا هفتم به ترتیب برابر 197/0، 191/0 و 183/0 و در عرض مزرعه برای هر سه نوبت آبیاری برابر 11/0 بود. بررسی راندمان های آبیاری در دو حالت متغیر و یکنواخت نشان داد تغییرات نفوذپذیری خاک باعث کاهش راندمان یکنواختی توزیع و کاربرد آب و افزایش تلفات عمقی آب می شود. به طوریکه در مرحله اول آزمایش ها در آبیاری نوبت اول که ضریب تغییرات نفوذ تجمعی 29/0 بود راندمان یکنواختی توزیع و کاربرد آب به ترتیب 6/28 و 3/7 درصد کمتر و تلفات عمقی آب 35/32 درصد بیشتر از حالت یکنواخت بودند. اما با کاهش ضریب تغییرات نفوذ تجمعی در آبیاری نوبت هفتم، اختلاف راندمان های آبیاری در دو حالت متغیر و یکنواخت، برای یکنواختی توزیع و کاربرد آب به ترتیب به 3/8 و 4/0 درصد و برای تلفات عمقی به 6/1 درصد کاهش یافت، که نشان می دهد با کاهش تغییرات مکانی نفوذ طی دوره رشد، راندمان های آبیاری در دو حالت متغیر و یکنواخت به هم نزدیک تر می شوند. بررسی تغییرات زمانی راندمان های آبیاری نشان داد، یکنواختی توزیع آب از ابتدا تا انتهای دوره رشد به تدریج افزایش می یابد. راندمان کاربرد آب بر اثر کاهش آب مورد نیاز آبیاری به دلیل رطوبت به جا مانده از آبیاری های قبلی، از آبیاری نوبت اول تا اواسط دوره رشد به تدریج کاهش می یابد و از آن به بعد با گسترش فعالیت ریشه ها و افزایش آب مورد نیاز آبیاری، رو به افزایش می گذارد. تلفات عمقی و رواناب سطحی نیز تا اواسط دوره رشد روندی افزایشی و از آن به بعد روندی کاهشی را دنبال می کنند. در بررسی راندمان های آبیاری در مرحله دوم آزمایش ها مشاهده شد، راندمان های آبیاری رفتاری همانند نوبت های مشابه در سال قبل را نشان می دهند. در شبیه سازی راندمان های آبیاری مشخص گردید که تغییرات مکانی نفوذپذیری خاک بیشترین تاثیر را بر راندمان یکنواختی توزیع آب دارد و تاثیر آن بر بقیه راندمان ها کمتر است. در ارزیابی صحت کارائی مدل ماتئوس و اویونارت، مشخص شد مدل در حالت متغیر، نسبت رواناب سطحی و راندمان کاربرد آب را با بیشترین دقت برآورد می کند و نسبت کم آبیاری، نسبت تلفات عمقی و راندمان یکنواختی توزیع آب به ترتیب در سطوح بعدی دقت قرار دارند. در نهایت با توجه به نتایج بدست آمده از تحقیق حاضر مبنی بر اینکه تغییرات نفوذپذیری خاک باعث ایجاد تغییر در راندمان های آبیاری می گردند؛ مد نظر قرار دادن آن در محاسبه راندمان های آبیاری، برآورد واقعی تری از شاخص های عملکرد آبیاری بدست می دهد.