تحقیقات مهندسی صنایع غذایی

شماره جاری

بر اساس شماره‌های نشریه

بر اساس نویسندگان

بر اساس موضوعات

نمایه نویسندگان

نمایه کلیدواژه ها

درباره نشریه

اهداف و چشم انداز

اصول اخلاقی انتشار مقاله

بانک ها و نمایه نامه ها

پرسش‌های متداول

فرایند پذیرش مقالات

اطلاعات آماری نشریه

اخبار و اعلانات

جداسازی تبخیر- تعرق به روش بیلان انرژی (نسبت بوون) در سیستم آبیاری قطره‌ای زیرسطحی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی دانشگاه تهران

2 استادیار مؤسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی

3 استادیار دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی دانشگاه تهران

4 استاد دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی دانشگاه تهران

چکیده

روش‌های دقیق و کاربردی در جداسازی تبخیر-تعرق، اطلاعاتی سودمند برای مدیریت آب در مزرعه در جهت بهبود کارایی مصرف آب فراهم می‌کند.  شناخت این روش­ها بالاخص در مورد سیستم‌های نوین آبیاری که با هزینه­ای بالا اجرا می‌شوند با اهمیت است.  به این منظور در تحقیقی که در تابستان 1388 در مزرعة مؤسسه تحقیقات فنی و مهندسی کرج اجرا شد، تبخیر-تعرق گیاه ذرت و جزء تبخیر خاک به طور همزمان به روش بیلان انرژی نسبت بوون اندازه‌گیری و از تفاضل این دو، تعرق گیاه محاسبه شد.  بافت خاک مزرعة محل آزمایش لوم بود و مزرعه با سیستم آبیاری قطره‌ای زیرسطحی آبیاری شد که در عمق 15 سانتیمتری از سطح خاک نصب شده بود.  در زمینة مدیریت آبیاری تلاش شد تا گیاه ذرت دچار تنش نشود.  اطلاعات مورد نیاز روش بیلان انرژی نسبت بوون از بالای آسمانة گیاهی، آسمانة گیاهی، و سطح خاک برداشت شد.  نتایج نشان داد که برای یک روز نمونه در مرحلة میانی رشد گیاه ذرت، از کل انرژی موجود در مزرعه (Rn-G) که می‌تواند صرف تبخیر- تعرق شود تنها 15 درصد صرف گرمای محسوس هوا شده و بقیه صرف تبخیر- تعرق شده است.  شار گرمای ورودی به سطح خاک کمتر از 10 درصد شار تابش خالص است و 93 درصد از انرژی موجود در سطح خاک صرف تبخیر از سطح خاک شده است.  در سطح آسمانة گیاهی، حدود 19 درصد از انرژی صرف گرمای محسوس (Hc) شده است.  از مقایسة مقادیر ساعتی تبخیر-تعرق به روش بیلان انرژی نسبت بوون و روش پنمن- مانتیث مشخص شد که بین این دو همبستگی خوبی وجود دارد (95/0R2=) و تغییرات تبخیر- تعرق به روش بیلان انرژی نسبت بوون نسبت به روش پنمن- مانتیث برابر 10درصد است.

عنوان مقاله [English]

Evapotranspiration Partitioning Using the Bowen Ratio Energy Balance Method in a Sub-Surface Drip Irrigation System

چکیده [English]

Applied and precise methods of evapotranspiration partitioning provide useful data for farm irrigation management and water use efficiency improvement. This knowledge is particularly important for modern irrigation systems that require high cost for implementation. Therefore, research was conducted in the summer of 1388 in the field at the Agricultural Engineering Research Institute in Karaj in which maize evapotranspiration and soil surface evaporation components were measured simultaneously using the Bowen ratio energy balance (BREB) method. Crop transpiration was then calculated by calculating the difference between these values. Soil type in the experimental field was loam texture irrigated with sub-surface drip irrigation installed 15 cm below the soil surface. Irrigation was scheduled to reduce water stress in the maize crop. Data for the BREB method were collected from above canopy level, at canopy level and at the soil surface. Results for a sample day of a mid-season crop growth period (day 60) showed that, of the total available energy for evapotranspiration, only 15% was used as sensible heat while the rest was used as evapotranspiration. Soil heat flux was less than 10% of net radiation, of which 93% of available energy was used as soil evaporation. At canopy level, about 19% of the available energy was used as sensible heat. A comparison between hourly values of evapotranspiration measured by the BREB and Penman-Monteith methods showed good correlation (R2 = 0/95) where BREB evapotranspiration showed 10% variation as compared to the Penman-Montieth method.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Bowen Ratio Energy Balance
  • evaporation
  • Partitioning
  • Subsurface drip irrigation
  • Transpiration
مراجع
Allen, R. G., Pereira, L. S., Raes, D. and Smith, M. 1998. Crop evapotranspiration guidelines for computing crop requirements. Irrig. Drain Paper No. 56. FAO. Rome, Italy.
Ashktorab, H., Pruitt, W. O. and Paw U, K. T. 1994. Partitioning of evapotranspiration using lysimeter and micro-bowen-ratio system. ASCE J. Irrig. Drain. 120(2): 450-464.
Ashktorab, H., Pruitt, W. O., Paw U, K. T. and George, W. V. 1989. Energy balance determination close to the soil surface using a micro-bowen ratio system. Agric. For. Meteorol. 46, 259-274
Boast, C. W. and Robertson, T. M. 1982. A micro-lysimeter method for determining evaporation from a bare soil: Description and laboratory evaluation. Soil Sci. Soc. Am. J. 46, 689-696.
Bowen, I. S. 1926. The ratio of heat losses by conduction and by evaporation from any water surface: In: Rosenberg, N. J. (Eds.) Microclimate: The Biological Environment. Wiley. New York.
Dehghanisanij, H., Yamamoto, T. and Rasiah, V. 2004. Assessment of evapotranspiration estimation models for use in semi-arid environments. Agric. Water Manage. 64, 91-106.
Fritschen, L. J. and Shaw, R. H. 1961. Transpiration and evaporation of corn as related to meteorological factors. Agron. J. 53, 71-74.
Gardiol, J. M., Serio, L. A. and Della Maggiora, A. I. 2003. Modelling evapotranspiration of corn (Zea mays) under different plant densities. J. Hydrol. 271, 188-196.
Ham, J. M., Heilman, J. L. and Lascano R. J. 1990. Determination of soil water evaporation and transpiration from energy balance and stem flow measurements. Agric. For. Meteorol. 59, 287-301.
Ham, J. M., Heilman, J. L. and Lascano, R. J. 1991. Soil and canopy energy balances of a row crop at partial cover. Agron. J. 83, 744-753.
Harrold, L. L., Peters, D. B., Driebelbis, F. R. and Mc-Guiness, J. L. 1959. Transpiration evaluation of corn grown on a plastic-covered lysimeter. Soil Sci. Soc. Am. Proc. 23, 174-178.
Heilman, J. L., Brittin, C. L. and Neale, C. M. U. 1989. Fetch requirements of Bowen ratio measurements of latent and sensible heat fluxes. Agric. For. Meteorol. 44, 261-273.
Heilman, J. L., McInnes, K. J., Savage, M. J., Gesch, R. W. and Lascano, R. J. 1994. Soil and canopy energy balances in a west Texas vineyard. Agric. For. Meteorol. 71, 99-114.
Jara, J., Stockle, C. O. and Kjelgard, J. 1998. Measurement of evapotranspiration and its components in a corn (Zea Mays L.) field. Agric. For. Meteorol. 92, 131-145.
Kato, T., Kimura, R. and Kamichica, M. 2004. Estimation of evapotranspiration, transpiration ratio and water use efficiency from a sparse canopy using a compartment model. Agric. Water Manage. 65, 173-191.
Lascano, R. J. 2000. A general system to measure and calculate daily crop water use. Agron. J. 92, 821-832.
Ortega, F., Samuel O., Richard, H., Cuenca, M. and Englis. 1995. Hourly grass evapotranspiration in modified maritime environment. J. Irrig. Drain. ASCE. 121(6): 369-373.
Perez, P. J., Castellvi, F., Ibanez, M. and Rosell, J. I. 1999. Assessment of reliability of Bowen ratio method for partitioning fluxes. Agric. For. Meteorol. 97, 141-150.
Peters, D. B. and Russell, M. B. 1959. Relative water losses by evaporation and transpiration in field corn. Soil Sci. Soc. Am. Proc. 23, 170-173.
Pourbanadcouki, N. 2009. Impact of different irrigation levels, plant density and row spacing on yield and water productivity of corn (ksc 700) using subsurface drip irrigation (SDI, T-Tape). M.Sc. Thesis of Uremia University. (in Farsi)
Ritchie, J. T. 1971. Dryland evaporation flux in a sub-humid climate: I. Micrometeorological influences. Agron. J. 63, 51-55.
Sakuratani, T. 1987. Studies on evapotranspiration from crops. (2) Separate estimation of transpiration and evaporation from a soybean field without water shortage. In: Ham, J. M.(Eds.) Determination of soil water evaporation and transpiration from energy balance and stem flow measurements. Agric. For. Meteorol. 59, 287-301.
Sauer, T. J., Singer, J. W., Prueger, J. H.,DeSutter, T. M. and Hatfield, J. L. 2007. Radiation balance and evaporation partitioning in a narrow-row soybean canopy. Agric. For. Meteorol. 145, 206-214.
Shaw, R. H. 1959. Water use from plastic-covered and uncovered corn plots. Agron. J. 51, 172-173
Shawcroft, R. W. and Gardner, M. H. 1983. Direct evaporation from soil under a row crop canopy. Agric. Meteorol. 28, 229-238.
Steduto, P. and Hsiao, T. C. 1998. Maize canopies under two soil water regimes: I. Diurnal patterns of energy balance, carbon dioxide flux, and canopy conductance. Agric. For. Meteorol. 89, 169-184.
Uchijima, Z. 1976. Maize and rice. In: Zeggaf, T. A. (Eds.) A Bowen Ratio Technique for partitioning energy fluxes between Maize transpiration and soil surface evaporation. Agron. J. 100, 1-9. 
Wallace, J. S., Lloyd, C. R. and Sivakumar, M. V. K. 1993. Measurement of soil, plant and total evaporation from millet in Niger. Agric. For. Meteorol. 63, 149-169.
Zeggaf, T. A., Takeuchi, S., Dehghanisanij, H., Anyoji, H. and Yano, T. 2008. A Bowen ratio technique for partitioning energy fluxes between maize transpiration and soil surface evaporation. Agron. J. 100, 1-9.
تحقیقات مهندسی صنایع غذایی
دوره 11، شماره 3 - شماره پیاپی 3
آذر 1389
صفحه 71-86
فایل ها
هم رسانی
ارجاع به این مقاله
آمار