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

ارزیابی یکنواختی توزیع آب و نیتروژن در کودآبیاری جویچه‌ای نیشکر

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری آبیاری و زهکشی دانشکده آب و خاک دانشگاه زابل

2 استاد پژوهش مؤسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورز

3 دانشیار دانشکده آب و خاک دانشگاه زابل

4 رئیس اداره آبیاری و زهکشی موسسه تحقیقات و آموزش توسعه نیشکر و صنایع جانبی خوزستان

5 استادیار دانشکده آب و خاک دانشگاه زابل

چکیده

در این تحقیق به بررسی تأثیرات کودآبیاری بر یکنواختی توزیع آب و نیتروژن در آبیاری جویچه­ای نیشکر از طریق مقایسه دو روش اندازه­گیری مزرعه­ای و مدل عباسی و همکاران پرداخته شده است.  آزمایشی در مقیاس بزرگ به­ صورت کرت­های یک بار خرد شده در قالب بلوک­های کامل تصادفی با 3 تکرار در یک قطعه 25 هکتاری از مزارع کشت جدید (پلانت) در اراضی کشت و صنعت نیشکر دهخدا از اسفند سال 1391 تا مهرماه 1392 اجرا شد.  فاکتور اصلی تقسیط­های کودی است که در سه سطح (دو تقسیطی، سه تقسیطی و چهار تقسیطی) و فاکتور فرعی سطوح کود مصرفی است که در سه سطح (100، 80 و 60 درصد کود مورد نیاز به­ ترتیب معادل 350، 280 و 210 کیلوگرم کود اوره) اعمال شد.  ضرایب معادله کوستیاکف با استفاده از مدل بیلان حجمی استخراج شد.  از مدل کودآبیاری عباسی و همکاران برای شبیه­سازی جریان آب و انتقال نیترات در خاک استفاده شد.  گسترة زمان تزریق کود از 30 درصد انتهایی مدت زمان آبیاری تا 60 درصد مدت زمان آبیاری را به خود اختصاص داد.  مدیریت صحیح مقدار دبی ورودی و تزریق کود در زمان­های مناسب موجب افزایش ضریب یکنواختی توزیع آب و کود شد.  مقدار نمایة­ آماری E در تمام تیمارهای کودآبیاری بزرگتر از 990/0 به دست آمد که نشان از کارایی بالای مدل در پیش­بینی مدت زمان­های پیشروی و پسروی دارد.  مقایسة میانگین مدت زمان پیشروی و پسروی اندازه­گیری شده با مدت زمان پیشروی و پسروی استخراجی از مدل در تمامی تیمارهای کودآبیاری، با آزمون تی (T-test) نشان داد که آمارة T کمتر از مقدار 447/2 (T بحرانی) است که نشان­دهنده کارایی بالای مدل عباسی و همکاران است.  همچنین، نتایج آزمون T در مورد مقایسة میانگین دبی ورودی و ضرایب یکنواختی آب و کود حاکی از بیشتر بودن مقادیر آمارة T  از 305/2 (T بحرانی) است که تأثیر معنی­دار میزان دبی در نوسانات ضرایب یکنواختی آب و کود را نشان می­دهد مدل عباسی و همکاران قادر است تا با توجه به شرایط مختلف مزرعه و با تعریف ضرایب نفوذ برای مدل و تغییر شیب، افزایش یا کاهش میزان دبی و تغییر طول جویچه، شرایط بهینه را برای افزایش کارایی مصرف آب و یکنواختی توزیع کود فراهم آورد.  در نوبت­های آبیاری و تقسیط­های انتهایی، انطباق مقادیر هر دو روش مورد مقایسه در این تحقیق بیشتر است به ­طوری ­که در تیمار 4 تقسیطی و 60 درصد سطح کودی در آبیاری یازدهم و تیمار 3 تقسیطی و 100 درصد سطح کودی در آبیاری دهم، اختلاف مقدار آب نفوذ یافته در دو روش به 2 میلی­متر کاهش یافت و در هر دوی این تیمارها مقادیر ضرایب یکنواختی توزیع کود حتی از آب بیشتر بود و به بیش از 90 درصد رسید. 

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Distribution Uniformity of Water and Nitrogen in Sugarcane Furrow Fertigation

چکیده [English]

This research investigated the effects of fertigation on the uniformity of distribution of water and nitrogen for furrow irrigation and compared them to the results of field measurements from Abbasi et al. model output. This large-scale experiment was carried out as once-split plots in a randomized complete block design with three replications over 25 ha2 of newly-planted sugarcane planted by Dehkhoda Sugarcane Agro-Industry from February 2012 to October 2013. The main factor was split application of fertilizer (1, 2, or 3 applications during the growing season). The secondary factor was fertilizer application level at 100% (350 kg urea), 80% (280 kg urea), and 60% (210 kg urea) of fertilizer requirements. The coefficients for the Kostiakov infiltration equation were derived using the volumetric balance model. The Abbasi et al. fertigation model was implemented to simulate water flow and nitrate transport in soil. Fertilizer injection time was 30% to 60% of total irrigation time. Proper management of the inlet discharge and appropriate selection of fertilizer application times and frequencies increased distribution uniformity for the water and fertilizer. The E statistical index was greater than 0.990 for all fertigation treatments, indicating good performance of the model for prediction of advance and recession times. Comparison of the means for advance and recession times using the t-test showed that t < 2.447 (critical t) for all treatments, indicating good performance of the model. The t-test for discharge and uniformity coefficients for water and fertilizer showed that t > 2.305 (critical t), which suggests that flow rate had a significant effect on water and fertilizer distribution uniformity. The Abbasi et al. model improved water use efficiency and fertilizer distribution uniformity by optimizing the model inputs for infiltration parameters, inflow rate, and field slope. The results of field measurements and model prediction were more similar to the last fertilizer application times than to other treatments. The discrepancy of infiltrated water depths obtained from both methods was about 2 mm for the 4-application treatment with the 60% fertilizer level during the 11th irrigation and the 3-application treatment with the 100% fertilizer level during the 10th irrigation treatment. For these treatments, distribution uniformity of fertilizer increased more than did water distribution uniformity (> 90%).

کلیدواژه‌ها [English]

  • Abbasi et al. Model
  • Fertilizer Application Rate
  • Furrow irrigation
  • Spilt Fertilizer Application
  • Volume Balance
مراجع
Abbasi, F. 2012. Principles of Flow in Surface Irrigation. Iranian National Committee on Irrigation and Drainage (IRNCID) Pub. 232 p. (in Farsi)
Abbasi, F. 2014. Advanced Soil Physics. 2nd  Ed. Tehran University: Institute of Publishing and Printing, Tehran University. 320 p. (in Farsi)
Abbasi, F., Shooshtari, M. M. and Feyen, J. 2003c. Evaluation of the various surface irrigation numerical simulation models. J. Irrig. Drain. Eng. 129(3): 208-213.
Abbasi, F., Adamsen, F., Hunsaker, D., Feyen, J., Shouse, P. and van Genuchten, M. Th. 2003b. Effects of flow depth on water flow and solute transport in furrow irrigation: field data analysis. J. Irrig. Drain. Eng. 129(4): 237-246.
Abbasi, F., Simunek, J., van Genuchten, M. Th., Feyen, J., Adamsen, F. J., Hunsaker, D. J., Strelkoff, T. S. and Shouse, P. 2003c. Overland water flow and solute transport: Model development and field data analysis. J. Irrig. Drain. Eng. 129(2): 71-81.
Abbasi, F., Liaghat, A. M. and Ganjeh, A. 2008. Evaluation of uniformity in furrow fertigation. J. Soil Water. 39, 37-26. (in Farsi)
Abbasi, F., Liaghat, A. M., Alizadeh, H. A., Abbasi, Y. and Mohseni, A. 2009. Evaluation of nitrate losses in furrow fertigation by field data and model analysis. J. Water Soil. 24, 781-791. (in Farsi)
Abdollahi, L. 2009. A revision of sugarcane fertilizer irrigation management and integration of domestic and foreign experience and using plant models predict. Shekan Sugar Magazine, April 2009. Deabal Khazaee Agro-Industry. (in Farsi)
Alizadeh, H. A., Liaghat, A. M. and Abbasi, F. 2009. Effect of furrow fertigation on fertilizer and water use efficiency, productivity and yield components of corn (Zea mays L.). J. Water Soil. 23)4(: 137-147. (in Farsi)
Alizadeh, H. A., Nazari B., Parsinejad, M., Ramezani Eetedali, H. and Janbaz, H. R. 2010.  Evaluation of AquaCrop model on wheat deficit irrigation in Karaj area. Iranian J. Irrig. Drain. 2(4): 278-283. (in Farsi)
Bacon, P. E. 1995. Nitrogen Fertilization in the Environment. Marcel Dekker Inc., New York.
Boldt, A. L., Watts, D. G. Eisenhauer, D. E. and Schepers, J. S. 1994. Simulation of water applied nitrogen distribution under surge irrigation. Trans. ASAE. 37(4): 1157-1165.
Bose, P. K. and Thakur, K. 1977. Critical time of irrigation and nitrogen fertilisation under water deficit condition -review of work done at Sugarcane Research Institute, Pusa. Indian Sugar, 26: 809-811.
Crevoisier, D., Popova, Z., Mailhol, J. C. and Ruelle, P. 2008. Assessment and simulation of water and nitrogen transfer under furrow irrigation. Agric. Water Manage. 95, 354-366.
Ganjeh, A. 2006. Evaluation of fertigation distribution in furrow irrigation. M.Sc. Thesis. Irrigation and Drainage. College of Agriculture and Natural Resources. Tehran University. (in Farsi)
Hanson, B., W. Bowers, B., Davidoff, D., Kasapligil, A., Carvajal, and Bendixen, W. 1999. Field performance of micro-irrigation systems, micro-irrigation for a changing word: Conserving Resources/Preserving the Environment. Proc. 5th Int. Micro-Irrigation Congress.
Jaynes, D. B., Rice, R. C. and Hunsaker, D. J. 1992. Solute transport during chemigation of a level basin. Trans. ASAE. 35 (6): 1809-1815.
Keating, B. A., Robertson, M. J., Muchow, R. C. and Huth, N. I. 1999. A modelling framework to intrgrate research on nitrogen management of sugarcane. Field Crops Res. 61, 253- 271.
Loague, K. and Green, R. E. 1991. Statistical and graphical methods for evaluating solute transport models: Overview and application. J. Contam. Hydrol. 7, 51-73.
Mohseni, A., Mirseyed Hoseyni, H. and Abbasi, F. 2012. Comparison of fertigation with surface broadcast fertilizer method in water, fertilizer use efficiency, yield, component yield of corn and losses of nitrogen. J. Water Soil. 26(5): 1181-1189. (in Farsi)
Mailhol, J. C., Ruelle, P. and Nemeth, I. 2001. Impact of fertilization practices on nitrogen leaching under irrigation. Irrig. Sci. 20, 139-147.
Malavolta, E., Vitti, G. C. and Oliveira, S. A. 1997. Avaliacao do estado nutricional das plantas. Principios E aplicacoes. 2nd Ed. Potafos, Piracicaba.
Mead, R. 2000. Fertigation Efficiency. Available at: http://www. Microirrigation forum. Corn/new/archives/ferteff.htm/.
Mousavifazl, S. H., Aghyani, A., Joliani, M., Forohar, M. R., Esfaneyari, S. and Sabah, A. 2009. Effect of water and N fertilizer application yield and quality of potato under drip (Tape) irrigation system. Research Report. Agricultural Engineering Research Institute. AERI. (in Farsi)
Pang, X. P. and Letey, J. 1998. Development and evaluation of ENVIRO-GRO, an integrated water, salinity, and nitrogen model. Soil Sci. Soc. Am. J. 62, 1418-1427.
Playan, E. and Faci, J. M. 1997. Border irrigation: Field experiment and a simple model. Irrig. Sci. 17(4): 163-171.
Sabillón, G. N. and Merkley, G. P. 2004. Fertigation guidelines for furrow irrigation. Spanish J. Agric. Res. 2(4): 576-587.
Wiesler, F. 1998. Comparative assessment of the efficiency of various nitrogen fertilizers. In: Rengel, Z (Ed.) Nutrient Use in Crop Production. Food Product Press. NY.
Willmott, C. J. 1982. Some comments on the evaluation of model performance. Bull. Am. Meteorol. Soc. Sci. 63,1309-1313.
Zerihun, D., Sanchez, C. A., Furman, A. and Warrick, A. W. 2005. Coupled surface-subsurface solute transport model for irrigation borders and basins. II: Model evaluation. J. Irrig. Drain. Eng. 131(5): 407-419.
تحقیقات مهندسی صنایع غذایی
دوره 16، شماره 2 - شماره پیاپی 2
شهریور 1394
صفحه 41-60
فایل ها
هم رسانی
ارجاع به این مقاله
آمار