مدل‌سازی مدیریت کوددهی نیتروژن در مزارع نیشکر تحت پوشش سیستم‌های زهکشی با استفاده از رویکرد پویایی سیستم

در این پژوهش، از یک مدل جامع شبیه سازی چرخه آب و دینامیک نیتروژن شامل تمام فرآیندهای مهم تغییر و تبدیلات نیتروژن شامل انحلال کود، نیترات زایی، نیترات زدایی، تصعید آمونیوم، معدنی شدن، عدم تحرک و همه مهم ترین فرآیندهای انتقال نیتروژن شامل برداشت نیتروژن توسط گیاه، جذب آمونیوم توسط ذرات خاک، جریان روبه بالا، تلفات رواناب سطحی و تلفات ناشی از زهکشی، برای مدل سازی مدیریت کود در یکی از مزارع کشت و صنعت نیشکر امام خمینی به روش رویکرد پویایی سیستم استفاده شد. جهت ارزیابی مدل از داده های جمع آوری شده از سایت کشت و صنعت نیشکر امام خمینی با سیستم زهکشی و آب زیرزمینی کم عمق واقع در استان خوزستان استفاده گردید. تجزیه و تحلیل آماری بین مقادیر مشاهده ای و شبیه سازی شده نشان داد که میانگین ریشه مربعات خطا (rmse) برای تعیین دقت شبیه سازی غلظت نیترات و آمونیوم در زه آب خروجی به ترتیب 73/1 و 48/0 میلی گرم بر لیتر است. نتایج نشان داد تطابق خوبی بین متغیرهای مشاهده شده و شبیه سازی وجود دارد. نه سناریوی کوددهی در سطوح مختلف کود اوره شامل یک سناریوی 400 کیلوگرم در هکتار، دو سناریوی تقسیط 350 کیلوگرم در هکتار، دو سناریوی تقسیط 325 کیلوگرم در هکتار، دو سناریوی تقسیط 300 کیلوگرم در هکتار، یک سناریوی 280 کیلوگرم در هکتار و یک سناریوی 210 کیلوگرم در هکتار برای مزرعه مدل سازی گردید. نتایج مدل سازی نشان داد که سناریوی 210 کیلوگرم در هکتار دارای بیشترین راندمان مصرف نیتروژن به مقدار 3/52 درصد و کمترین تلفات نیتروژن شامل نیترات زدائی، تصعید آمونیوم و تلفات زهکشی به ترتیب برابر 82/17، 16/7 و 59/92 کیلوگرم در هکتار می باشد. همچنین، نتایج نشان داد که با افزایش مصرف کود اوره از مقدار 210 کیلوگرم در هکتار باعث افزایش مجموع تلفات نیتروژن و کاهش راندمان مصرف نیتروژن می شود. از این مدل می توان برای مدیریت کود و کنترل غلظت نیترات وآمونیوم زه آب برای جلوگیری از آسیب های زیست محیطی به منابع پذیرنده این زه آب ها استفاده نمود. همچنین، روش پویایی سیستم به عنوانی روشی کارآمد، قابلیت شبیه سازی سیستم پیچیده آب خاک گیاه زهکش را دارد.