بهینه‌سازی کودآبیاری جویچه ای از دیدگاه زیست محیطی

آب و خاک

مقاله 5، دوره 24، شماره 5، آذر 1389   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v0i0.5280

نویسندگان

مریم نوابیان^{* 1}؛ عبدالمجید لیاقت²؛ رضا کراچیان²؛ فریبرز عباسی³

¹دانشگاه تهران/ دانشگاه گیلان

²دانشگاه تهران

³موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی

چکیده

چکیده
از آنجا که کشاورزی یک کانون نامتمرکز آلایندگی است، مدیریت در سطح مزرعه شامل مدیریت بهینه آب و مواد مغذی می‌تواند به عنوان یک روش موثر در کاهش آلودگی بخش کشاورزی مورد توجه قرار گیرد. در این تحقیق، یک مدل بهینه‌یابی با هدف کاهش خروج نیترات از مزرعه در کودآبیاری جویچه‌ای ارائه شده است. مدل بهینه‌یابی شامل چهار مدل شبیه‌سازی تخمین میزان رواناب، نفوذعمقی، غلظت نیترات در رواناب و نفوذ عمقی است. الگوریتم ژنتیک برای حل مدل بهینه‌یابی بکارگرفته شد. متغیرهای تصمیم شامل دبی ورودی، مدت زمان آبیاری، زمان شروع کوددهی و مدت زمان تزریق کود بودند. قابلیت مدلهای شبیه‌سازی در شبیه‌سازی فرآیند کودآبیاری منجر به ارائه مدل بهینه‌یابی جامع کودآبیاری برای شرایط مختلف اقلیم، گیاه، آبیاری و کوددهی شد. برای ارزیابی مدل بهینه‌یابی از داده‌های صحرایی در رژیم جریان ثابت استفاده شد. مقادیر بهینه متغیرهای تصمیم برای مزرعه مورد مطالعه در شرایط حضور گیاه به ترتیب 184/0 لیتر بر ثانیه، 2/595 دقیقه، 5/7 دقیقه و 9/162 دقیقه برای دبی، مدت زمان آبیاری، زمان شروع کوددهی و مدت زمان تزریق بدست آمدند. این مقادیر به ترتیب برای شرایط بدون حضور گیاه 21/0لیتر بر ثانیه، 1/537 دقیقه، 5/6 دقیقه و 0/143 دقیقه تعیین شدند. مقادیر بهینه متغیرهای تصمیم، منجر به خروج به طور متوسط 86/113 و 13/118 میلی‌گرم بر لیتر نیترات از مزرعه به ترتیب در شرایط حضور و عدم حضور گیاه شدند. به دلیل افزایش غلظت نیترات در نفوذعمقی در حضور گیاه، مدل بهینه یابی با تغییر در مقادیر متغیرهای تصمیم و افزایش دبی، غلظت نیترات در نفوذعمقی و رواناب را کاهش داد. نتایج نشان داد که حضور گیاه در نتایج بهینه‌یابی تأثیر دارد و بهتر است مقادیر بهینه در حضور و عدم حضور گیاه تعیین شوند.

واژه های کلیدی: آبیاری جویچه‌ای، بهینه‌یابی، کودآبیاری، مدیریت آب و مواد مغذی، نیترات