شبیه‌سازی انتقال آب و نیترات در خاک با استفاده از مدل d1- hydrus در آبیاری جویچه‌ای نیشکر

شبیه‌سازی انتقال آب و املاح در خاک، برای مدیریت بهینه مصرف آب و کود در مزرعه بسیار موثر است. در این تحقیق از مدلd1-hydrus برای شبیه‌سازی انتقال آب و نیترات در آبیاری جویچه‌ای نیشکر استفاده شد. آزمایش به‌صورت کرت‌های یک بار خرد شده در قالب بلوک‌های کامل تصادفی با 3 تکرار در یک قطعه 25 هکتاری در اراضی کشت و صنعت نیشکر دهخدا از اسفندماه 1391 تا مهرماه 1392 اجرا شد. فاکتور اصلی تقسیط‌های کودی بود که در سه سطح (دو تقسیطی، سه تقسیطی و چهار تقسیطی) اعمال گردید. فاکتور فرعی سطوح کود مصرفی بود که در سه سطح (100%، 80% و 60% کود مورد نیاز به‌ترتیب معادل 350، 280 و 210 کیلوگرم کود اوره) اعمال شد. تخمین پارامترهای هیدرولیکی خاک از طریق مدل‌سازی معکوس و با استفاده از داده‌های رطوبتی که در طول دوره بیش از 4 ماه از رشد نیشکر به‌دست آمده بود، انجام گرفت. پارامترهای انتقال املاح با استفاده از پارامترهای هیدرولیکی و داده‌های غلظت نیترات برآورد گردید. براساس نتایج حاصله ضریب همبستگی میزان رطوبت و غلظت نیترات مشاهده و شبیه‌سازی شده در تیمار چهار تقسیطی و 60% سطح کودی (تیمار واسنجی‌شده) به‌ترتیب معادل 62/7 و 91/2 درصد برآورد گردید. عمق نفوذ تجمعی در تیمارهای واسنجی و اعتبارسنجی شده به‌ترتیب 46 و 58 میلی‌متر و میزان تبخیرتعرق تجمعی در تیمارهای مذکور به‌ترتیب 50 و 60 میلی‌متر به‌دست آمد. دامنه تغییرات میزان رطوبت در لایه سطحی خاک در تیمارهای واسنجی و اعتبارسنجی شده به‌ترتیب معادل 21 تا 45 و 21 تا 42 درصد بود. این در حالی‌است که میزان رطوبت در لایه عمقی در هر دو تیمار از 33 تا 38 درصد متغیر بود.

Simulation of Water and Nitrate Transport in Soil Using HYDRUS-1D Model in Furrow Irrigation of Sugarcane

Simulation of water and solute transport in soil is very useful for optimum management of water and fertilizer use. In this study, the HYDRUS1D model was used to simulate water and nitrate transport in furrow irrigation of sugarcane. For this putpose, a largescale experiment was performed as a split plot design based on the randomized complete blocks with 3 replications in a 25hectare piece of land in the Dehkhoda Sugarcane AgroIndustry Company from March 2012 to October 2013. The main factor was split application of fertilizer at three levels: two, three and four splits. The submain factor was fertilizer amount, applied at three levels (i.e. 350, 280 and 210 kg urea corresponding to 100%, 80% and 60% fertilizer requirements, respectively). Soil hydraulic parameters were estimated through inverse modeling using moisture data collected during more than 4 months of the sugarcane growing season. Solute transport parameters were then estimated using the hydraulic parameters and nitrate concentration data. In this study, statistical criteria including R2, RMSE, ME and SSQ were used to compare the observed and simulated values of moisture content and nitrate concentration. The results indicated that R2 for simulated moisture content and nitrate concentration in four splits and 60% fertilizer requirement treatment (i.e. calibrated treatment) were 62.7 and 91.2 percent, respectively. Cumulative infiltration depths were about 46 and 58 mm for calibration and validation treatments, respectively. For these treatments, the cumulative evapotranspiration rates were 50 and 60 mm, respectively. Soil moisture content in the surface layer varied from 21 to 45 and 21 to 42 percent, for calibration and validation treatments, respectively while the changes in the deep layer moisture content were 33 to 38 percent, for both treatments.