بسط روابطی به منظور تخمین الگوی توزیع نیترات در سیستم آبیاری قطره‌ای زیر سطحی

سابقه و هدف: کاربرد همزمان کود و آب در سیستم آبیاری قطره‌ای به عنوان یک روش موثر و اقتصادی برای کشاورزی شناخته شده است. همچنین عدم مدیریت بهینه در آبیاری قطره‌ای باعث عدم کارایی توزیع آب و کود می‌شود. بدین وسیله مصرف بیش از حد آب و نیتروژن نه تنها عملکرد محصول را کاهش می‌دهد بلکه باعث آلوده شدن آبهای زیر زمینی می‌شود. 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 قطره‌ای به منظور کشاورزی پایدار امری ضروری است. مواد و روشها: شبیه‌سازی توزیع نیترات در خاک با استفاده پارامترهای زودیافت می‌تواند کمک شایانی به طراحی سیستم-های آبیاری قطره‌ای زیر سطحی کند. در این مطالعه، به منظور شبیه‌سازی آن، آزمایش‌هایی برروی سه نوع بافت مختلف خاک و با هدف ارائة معادلاتی به منظور تخمین توزیع نیترات در خاک در جهات مختلف در سیستم‌های آبیاری قطره‌ای سطحی انجام پذیرفت.در این تحقیق، آزمایش‌ها در یک مدل پلکسی‌گلاس شفاف با ابعاد m5/0×m22/1×m3 و برروی سه نوع بافت (متوسط، سنگین و سبک) به انجام رسید. قطره‌چکان‌ها در سه عمق cm15، cm30 و cm45 مورد ارزیابی قرار گرفتند. دبی‌ قطره‌چکان‌ها 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. یافته‌ها: سپس، به کمک قضیه π باکینگهام و با استفاده از آنالیز ابعادی روابطی به منظور شبیه‌سازی توزیع نیترات در سیستم‌های آبیاری قطره‌ای 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 قطره‌چکان می-باشد. نتایج ارزیابی بین مقادیر اندازه‌گیری و شبیه‌سازی 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 می‌دهد که شامل پدیده نیتریفیکاسیون و دی‌نیتریفیکاسیون می‌باشد) در خاک، دارای عملکرد مناسبی می‌باشد. نتایج ارزیابی بین مقادیر اندازه-گیری و شبیه‌سازی در خاک مورد استفاده در این تحقیق نشان می‌دهد که این مدلها برای اعماق مختلف نصب قطره‌چکان دارای پیش‌بینی نسبتاً مناسبی بوده و همچنین پارامترهای آماری مربوط به این ارزیابی نیز نشان داد که این پارامترها در دامنه قابل قبولی می‌باشد. نتیجه‌گیری: نتایج مقایسه بین مقادیر اندازه‌گیری‌شده و شبیه‌سازی‌شده نشان داد که این مدل‌ها با دقت بالایی نیترات را پیش‌بینی می-کنند. کاربرد این معادلات در طراحی سیستم‌های آبیاری قطره‌ای زیر سطحی می‌تواند منجر به بهود عملکرد این سیستم‌ها گردد.