مدیریت تلفیقی آب و کود نیتروژن در مزارع نیشکر دارای سیستم‌های زهکشی زیرزمینی با استفاده از مدل‌سازی با رویکرد پویایی سیستم

در مزارعی که زهکش های زیرزمینی در عمق زیاد نصب شده اند نظیر کشت و صنعت های خوزستان، با مدیریت آب و کود در سطح مزرعه می توان، کارایی مصرف آب را افزایش و همچنین حجم زه آب خروجی و تلفات کودی و سایر آلاینده ها را کاهش داد. در این پژوهش از یک مدل جامع شبیه سازی چرخه آب و دینامیک نیتروژن در زمین های کشاورزی تحت پوشش سیستم های زهکشی با استفاده از رویکرد پویایی سیستم، برای شبیه سازی سناریوهای مختلف مدیریت آب آبیاری و کود استفاده شد. به‌منظور کاهش آب مصرفی و کاهش تلفات کود اوره در یکی از مزارع کشت و صنعت امام خمینی، پنج سناریوی مختلف مدل سازی شامل چهار سناریوی مدیریت آب آبیاری به میزان 5، 10، 15 و 20 درصد کاهش در مقدار آب آبیاری (i1، i2، i3 و i4) نسبت به وضعیت موجود آبیاری در این کشت و صنعت (i0)، و یک سناریوی مدیریت توام آب و کود (20 درصد کاهش مقدار آب آبیاری و 210 کیلوگرم بر هکتار کود اوره، i4f) برای شبیه سازی و مقایسه حجم زه آب تولیدی، تلفات نیترات و آمونیوم توسط سیستم زهکشی و میزان نیتروژن باقیمانده در خاک اجرا شد. نتایج مدل سازی نشان داد که سناریو i4f، باعث کاهش شدت زهکشی تجمعی، تلفات تجمعی نیترات و آمونیوم زه‌آب، مجموع تلفات تجمعی نیترات و آمونیوم زه‌آب و تلفات تجمعی نیترات زدایی به‌ترتیب برابر با 31، 70، 71، 70، و 85 درصد می شود که علاوه بر آن که باعث صرفه جویی در آب و کود مصرفی می شود، باعث کاهش موثر در آلودگی محیط زیست می شود. بنابراین، سناریوی i4f (آبیاری به مقدار 2656 میلی متر برای شش ماه و 210 کیلوگرم بر هکتار کود اوره) برای نیشکر در کشت و صنعت نیشکر امام خمینی توصیه می شود.

integrated water and nitrogen fertilizer management using modeling of system dynamics approach in sugarcane farmlands with subsurface drainage systems

using water and fertilizer management at the farm level can be increased water use efficiency and reduce the volume of drainage water, fertilizer losses, and other pollutants in farmland with deep underground drains such as khuzestan agro industrial companies. in the present study, a comprehensive simulation model for the water cycle and the nitrogen dynamics modeling was used for water and fertilizer management modeling on farmland of sugarcane in imam agro industrial company using a system dynamics approach. to reduce irrigation water consumption and nitrogen fertilizer losses, five different scenarios were considered including four scenarios of water management consist of 5, 10, 15, and 20 percent reduction in the amount of irrigation water (i1, i2, i3, and i4) compared to the current situation of irrigation in imam agro industrial company (i0), and one scenario of integrated water and fertilizer management (20% reduction in the amount of irrigation water and urea fertilizer 210 kg/ha, i4f). the results of modeling showed that the scenario of i4f caused to reduce 31, 70, 71, 70, and 85 percent of the cumulative volume of drainage water, cumulative nitrate and ammonium losses, total losses of cumulative nitrate, and ammonium by tile drain and cumulative losses of denitrification process, respectively. thus, the implementation of this scenario, not only saves water and fertilizer consumption but also reduces environmental pollution effectively. so the scenario of i4f (amount of irrigation water for six months 2656 mm and urea fertilizer 210 kg/ha) is recommended for sugarcane in the imam agro industrial company.