دسترسي به منابع مقالات : بررسی اثر آبشویی و حرکت نیترات در خاک با استفاده از مدل NLEAP در گیاه …

۵

۹۹/۰

۵

۸۴/۱

۵۵۶/۰-

در عمق ۳۰-۶۰ نیز، بعد از کاربرد کود در هر دو مرحله، غلظت نیترات خاک، افزایش یافته که میزان افزایش برای تیمار I1 بیشتر از سایر تیمار ها بوده است. شکل مربوط به این عمق، هماهنگی خوبی بین روند شبیه سازی با مقادیر اندازه گیری شده نشان می دهد. مقدار AE برای مدل مثبت است و شاخص R2بیانگر دقت خوب مدل در پیش بینی غلظت نیترات خاک در این عمق، همانند دو تیمار N1 و N2 است.RMSE بیانگر پراکندگی بیشتر بین مقادیر شبیه سازی شده و واقعی در ارتباط با مدلNLEAP می باشد.
در عمق ۶۰-۹۰ سانی متر، تغییرات غلظت نیترات شبیه سازی شده، دامنه نوسانات مشابهی نسبت به لایه بالا دارد. بعد از کود دهی دوم، غلظت نیترات در هر سه تیمار آبیاری کاهش یافته و تیمار I3 کمترین غلظت نیترات را در خاک داراست. منفی بودن AE، برای مدل حاکی از این است که غلظت نیترات خاک، کمتر از مقدار واقعی تخمین زده شده است. میزان RMSE به دست آمده برای مدل نشان دهنده پراکندگی بین داده های شبیه سازی شده و واقعی، و کاهش دقت مدل در پیش بینی غلظت نیترات خاک است.
در عمق ۹۰-۱۲۰ سانتی متر، روند تغییرات غلظت نیترات خاک پیش بینی شده و اندازه گیری شده، دامنه نوسانات محدودتری نسبت به لایه های بالایی دارد. غلظت نیترات در هر سه تیمار آبیاری دقیق تر پیش بینی شده است و مقدار مثبت AE حاکی از بیشتر برآورد شدن غلظت نیترات توسط مدل بوده و مقادیر RMSE و R2نشان می دهد که مدل در این لایه مقدار غلظت نیترات را به خوبی برآورد کرده است.
بطور کلی با توجه به نمودارهای مربوط به غلظت نیترات خاک، در بازه های ۳۰-۶۰ ، ۶۰-۹۰ و ۹۰-۱۲۰ سانتی متری، در هرسه تیمار N1، N2 و N3 روند تغییرات غلظت نیترات در طول دوره شبیه سازی، در اعماق نزدیک تر به سطح زمین، دارای نوسانات بیشتر و تغییرات کاهشی بیشتری نسبت به اعماق پایین تر می باشد. همچنین مشاهده می شود که غلظت نیترات در عمق ۹۰-۱۲۰ سانتی متر، در انتهای دوره شبیه سازی بیشتر می شود. که حاکی از شستشوی نیترات از لایه های بالایی و انتقال آن به لایه های زیرین خاک است. طبق گزارش بهمنی و همکاران (۱۳۸۸)، جذب یون های آمونیوم (NH4-N) توسط ذرات رس با بار منفی، مانع از آبشویی آنها می گردد، بنابراین آمونیوم بر اثر پدیه نیتریفیکاسیون در لایه های فوقانی به نیترات تبدیل گردید و نیترات به وجود آمده در نهایت به سمت لایه های پایین حرکت کرده و در لایه های زیرین تجمع یافت. در هر سه تیمار ازت و در همه اعماق، به ازای کاهش سطح آب کاربردی، نیترات بیشتری در خاک تجمع یافته است و تیمار آبیاری I1 بیشترین غلظت نیترات را در هر زمان نسبت به دو تیمار آبیاری دیگر به خود اختصاص داده است و این مطلب بیانگر این است که در اثر اعمال تنش آبی و کاهش عمق آب آبیاری، میزان شستشوی نیترات از هر یک از لایه های خاک مورد بررسی کمتر است.
در هر سه تیمار ازت مشاهده می شود که مدل NLEAP در اکثر مواقع غلظت نیترات خاک را در اعماق مختلف، کمتر از مقدار واقعی پیش بینی کرده است که ممکن است ناشی از کمتر در نظر گرفتن ضریب حداکثر نرخ نیتریفیکاسیون یا بیشتر در نظر گرفتن حداکثر نرخ دنیتریفیکاسیون طی واسنجی مدل باشد.
در کلیه شکلها مشاهده میگردد که با توجه به میزان سطوح مختلف نیتروژن ورودی به مزرعه، میزان نیتروژن باقیمانده در خاک از یک روند مشخصی برخوردار است و با کاهش میزان آب آبیاری، میزان نیترات موجود در خاک افزایش می یابد که در نتیجه کاهش میزان شستشو این امر رخ داده است.
میزان نیترات با توجه به میزان آب آبیاری و سطح کود ازته به کار رفته متغیر بود و با کاهش میزان آب کاربردی و افزایش مقدار کود به کار رفته نیترات بیشتری در نیمرخ خاک مشاهده شد و به مرور زمان نیترات به لایههای پایینی خاک انتقال یافت و غلظت آن در سطوح مختلف خاک تغییر یافته است که آبشویی، جذب توسط گیاه و تبدیل نیترات به گاز نیتروژن در اثر پدیده دنیتریفیکاسیون از عوامل این کاهش به شمار میرود.
شبیه سازی مدل NLEAPدر مورد داده های برآورد شده از همین روند منطقی پیروی میکند.

۳-۳- تلفات شستشو

ادیسکات و همکاران (۱۹۹۱)، با توجه به دقت مدل های شستشوی نیترات به بیان این مطلب پرداخت که اگر مدلی، با دقت تغییرات در میزان نیترات موجود در خاک را شبیه سازی کند، این باور درست است که تخمین میزان غلظت نیترات خروجی از خاک نیزبا موفقیت صورت خواهد گرفت.
مدل NLEAP در این تحقیق با استفاده از داده های نیترات موجود در خاک، واسنجی گردید. با توجه به اینکه مدل واسنجی شده، میزان نیترات خاک را با دقت قابل قبولی پیش بینی کرده است، بنابراین از مقادیر برآورد شده تلفات شستشوی نیترات توسط این مدل، در ماه های رشد پس از کود دهی، یعنی از خرداد تا شهریور ماه، جهت مقایسه آبشویی نیترات در تیمارهای مختلف استفاده شد و نتایج آن در شکل های زیر نشان داده شده است.
شکل۳- ۱۰)میزان شستشوی نیترات شبیه سازی شده توسط مدل NLEAP در ماه های رشد در تیمار I1
( I1 =تیمار۷۰ درصد آبیاری و =N1 تیمار ۱۵۰ کیلوگرم کود اوره =N2 تیمار ۲۵۰ کیلوگرم کود اوره ، =N3 تیمار ۳۵۰ کیلوگرم کود اوره)
شکل۳- ۱۱(میزان شستشوی نیترات شبیه سازی شده توسط مدل NLEAP در ماه های رشد در تیمار I2
(=I2 85درصد آبیاری کامل و N1 =150 کیلوگرم کود اوره، =N2 250 کیلوگرم کود اوره ، = N3 350 کیلوگرم کود اوره)
شکل۳- ۱۲)میزان شستشوی نیترات شبیه سازی شده توسط مدل NLEAP در ماه های رشد در تیمار I3
( I3 =آبیاری کامل و =N1 150 کیلوگرم کود اوره، N2 =250 کیلوگرم کود اوره ، =N3 350 کیلوگرم کود اوره)
همان طور که در شکلها مشاهده میشود، در همه تیمارها میزان شستشوی نیترات تا مردادماه روند صعودی داشته و بیشترین آبشویی نیترات در این ماه اتفاق افتاده است و سپس در شهریور ماه کاهش یافته است. مقایسه تیمارهای مختلف بیانگر این است که به ازای کاهش میزان سطح آب کاربردی، میزان آبشویی نیترات از زیر منطقه ریشه به طور قابل توجهی کاهش یافته و به ازای افزایش سطح کوددهی نیز میزان شستشو افزایش یافته است.
در شکل ها به تفکیک برای هر تیمار آبیاری یعنی؛ تیمار کامل(I3) و ۸۵ درصد تیمار کامل (I2) و ۷۰ درصد تیمار کامل (I1) مقادیر مختلف کاربرد کود اوره یعنی؛ ۱۵۰ کیلوگرم در هکتار (N1) و ۲۵۰ کیلوگرم در هکتار (N2) و ۳۵۰ کیلوگرم در هکتار (N3) ترسیم شده است. محور X ها نشان دهنده ماه های مختلف یعنی خرداد، تیر، مرداد، و شهریور می باشد و محور Y ها مقادیر شستشوی نیترات را از زیر منطقه ریشه ها برحسب کیلو گرم بر هکتار نشان می دهد.
در تیمار I1 در هر ماه مقادیر آبشویی برای کاربرد کود از N1 تا N3 به صورت صعودی افزایش می یابد و بیشترین میزان آبشویی مربوط به سناریوی I1N3 در ماه مرداد است و کمترین مقدار نیز به سناریوی I1N1 تعلق دارد.
در تیمار I2 در هر ماه مقادیر آبشویی برای کاربرد کود از N1 تا N3 به صورت صعودی افزایش می یابد و بیشترین میزان آبشویی مربوط به سناریوی I2N3 در مرداد ماه است و کمترین مقدار آبشویی مربوط به سناریوی I2N1 می باشد.
در تیمار I3 مانند دو تیمار I1 و I2 بازهم مقادیر آبشویی در هر ماه از N1 تا N3 به صورت صعودی افزایش یافته است و در مرداد ماه سناریوی I3N3 بیشترین مقدار را دارد و کمترین نیز مربوط به سناریوی I3N1 می باشد.
از مقایسه سه تیمار I1 و I2 و I3 استنباط می شود که در هر ماه مقادیر آبشویی برای کاربرد کود از N1 تا N3 افزایشی است و بیشترین مقدار شستشو در سناریوی I3N3 و کمترین آن در I1N1 پیش بینی شده است.

۳-۴- تلفات دینیتریفیکاسیون

یکی دیگر از تلفات نیتروژن، خروج آن به صورت گاز از زمین های کشاورزی است که در اثر عمل دنیتریفیکاسیون (نیترات زدایی) و تبدیل نیترات به نیتریت و در نهایت به گاز نیتروژن اتفاق می افتد. عوامل مختلفی مانند مقدار آب خاک، مقدار آب آبیاری، دما، ظرفیت تبادل کاتیونی، بافت خاک و مقدار نیتروژن معدنی بر میزان تلفات نیتروژن ناشی از دنیتریفیکاسیون مؤثرند (فوچ[۳۱] و ورستریت[۳۲] ۱۹۷۷، میرنیا و همکاران ۲۰۰۰). با این حال پتانسیل نیترات زدایی وقتی خاک مرطوب نگه داشته شود افزایش می یابد (جلینی و عباسی ۱۳۸۷).
در شکلهای زیر میزان تلفات گازی شبیه سازی شده توسط مدل NLEAP در تیمارهای مختلف طی دوره شبیه سازی نشان داده شده است.
شکل۳- ۱۳)میزان تلفات گازی شبیه سازی شده نیتروژن ناشی از دنیتریفیکاسیون توسط مدل NLEAPدر تیمار I1
( I1 =70 درصد آبیاری کامل و =N1 150 کیلوگرم کود اوره در هکتار، N2 =250 کیلوگرم کود اوره در هکتار، =N3 350 کیلوگرم کود اوره)
شکل ۳- ۱۴)میزان تلفات گازی شبیه سازی شده نیتروژن ناشی از دنیتریفیکاسیون توسط مدل NLEAPدر تیمار I2
( I2 =85 درصد آبیاری کامل و =N1 150 کیلوگرم کود اوره در هکتار، N2 =250 کیلوگرم کود اوره در هکتار، =N3 350 کیلوگرم کود اوره)
شکل ۳- ۱۵)میزان تلفات گازی شبیه سازی شده نیتروژن ناشی از دنیتریفیکاسیون توسط مدل NLEAPدر تیمار I3
( I3 = آبیاری کامل و =N1 150 کیلوگرم کود اوره در هکتار، N2 =250 کیلوگرم کود اوره در هکتار، =N3 350 کیلوگرم کود اوره)
همانطور که شکل ها نشان می دهند، میزان تلفات گازی نیتروژن در اثر دنیتریفیکاسیون، با گذشت زمان افزایش یافته و بیشترین مقدار آن در مرداد ماه رخ داده است و سپس در شهریور ماه به دلیل آبشوینیترات و جذب آن توسط گیاه در طی زمان، کاهش یافته است.
شکل (۳-۱۳) نشان می دهد که در تیمار I1 برای هر ماه به ازای کاربرد مقادیر N1 تا N3 مقادیر دنیتریفیکاسیون که بر حسب کیلوگرم بر هکتار می باشد افزایش یافته است.
شکل(۳-۱۴)نشانمیدهد که در تیمار I2 نیز به ازای افزایش مقدار N مقداردنیتریفیکاسیون افزوده شده است.
شکل(۳-۱۵) نشان می دهد که در تیمار I3 همانند دو تیمار قبلی مقادیر حاصل از دنیتریفیکاسیون به ازای کاربرد کود اوره بیشتر افزایش یافته است.
مقدار تیمارهای مختلف نشان می دهد که مقدار تلفات گازی با میزان آب کاربردی و سطح کود ازته به کار رفته رابطه مستقیمی دارد. در نتیجه به ازای سطح یکسان از کود ازته، تلفات گازی در تیمار آبیاری کامل به دلیل مصرف بیشتر آب و بالاتر بودن رطوبت خاک در هر زمان بیشتر است. همچنین به ازای سطح یکسان از آب کاربردی، افزایش میزان کود ازته منجر به افزایش دنیتریفیکاسیون و تلفات گازی نیترات شده است. بطوریکه کمترین مقدار تلفات گازی شبیه سازی شده در تیمار I1N1 و بیشترین آن در تیمار I3N3 مشاهده می شود.

منبع فایل کامل این پایان نامه این سایت pipaf.ir است