رکورد قبلیرکورد بعدی

" ارزیابی و شبیه‏سازی توزیع، حرکت و جذب فسفر، پتاسیم در کشت گیاهان سیب‏زمینی و ذرت تحت سیستم آبیاری قطره‏ای با استفاده از تلفیق مدلهای گیاهی و هیدرولوژیکی "


شماره شناسایی : 18883670
شماره مدرک : ۶۷۰۵۵
نام عام مواد : [گزارش علمی- فنی]
شناسه افزوده : رضائي، ميثم
: بازرگان، کامبيز
: شهبازي، کريم
: مارزي، مصطفي
عنوان اصلي : ارزیابی و شبیه‏سازی توزیع، حرکت و جذب فسفر، پتاسیم در کشت گیاهان سیب‏زمینی و ذرت تحت سیستم آبیاری قطره‏ای با استفاده از تلفیق مدلهای گیاهی و هیدرولوژیکی
نام نخستين پديدآور : رضائي، ميثم
عنوان اصلي به زبان ديگر : Assessing and simulation of the distribution and dynamics of phosphorus and potassium in maize and potato caltivated under drip irrigation using integrated agrohydrological models
وضعیت انتشار : کرج: موسسه تحقيقات خاک و آب، ۱۴۰۳
فروست : شماره ثبت ۶۷۰۵۵ مورخ ۱۴۰۳/۱۲/۲۶۶۷۰۵۵
: سامانه سمپات
توصیفگر : مدل گیاهی
: مدل هیدرولوژیکی
: حرکت آب
: فسفر
: پتاسیم
: شبیه سازی
: مدل هایدروس
: حرکت و انتقال املاح
: آبیاری قطره ای
خلاصه یا چکیده : حرکت، انتقال و توزیع عناصر غذایی پر تحرک مانند نیتروژن (نیترات) و کم تحرک مانند پتاسیم و فسفر بواسطه آبیاری و ریزشهای جوی، کود دهی و عملیات کشاورزی از مسائل بسیار مهم در شیمی، حاصلخیزی، فیزیک و آلودگی خاک در سطوح منطقه¬ای تا ناحیه و کشوری می¬باشد. هر چند که در سال‏های اخیر کارهای زیادی در مورد آبیاری قطره¬ای انجام گرفته است ولی تحقیقات انجام شده بر روی حرکت و توزیع پتاسیم، فسفر و نیترات در سیستم آبیاری قطره¬ای و بخصوص جذب آن برای گیاهان استراتژیک سیب‏زمینی و ذرت کم بوده است. توزیع عمقی و افقی این عناصر در اغلب خاک‏ها غیر یکنواخت بوده و در سیستم آبیاری قطره‏ای نمود بیشتری می¬یابد. بطور کلی، ارزیابی و تخمین بهینه غلظت، حرکت، توزیع و جذب گیاهی عناصر مستلزم اندازه‏گیری صحیح و پیشرفته در کشت مزرعه‏ای و همچنین شبیه‏سازی با استفاده از مدل‏های پیشرفته گیاهی-هیدرولوژیکی می‏باشد. تلفیق این روش‏ها سبب ارتقا کارایی موثر مصرف منابع، توزیع بهتر عناصر و در نتیجه افزایش تولید می¬گردند. این مطالعه به منظور ارزیابی دینامیک این عناصر در کشت سیب‏زمینی و ذرت تحت سیستم آبیاری قطره‏ای در مزرعه موسسه خاک و آب انجام شد. عملیات کاشت، داشت و برداشت ذرت و سیب¬زمینی با انجام تیمارهای کودی و برداشت نمونه خاک و گیاه در مزرعه تحقیقاتی موسسه خاک و آب تحت سیستم آبیاری قطره¬ای انجام پذیرفت. در این تحقیق سعی شد که کلیه عملیات و مدیریت معمول که توسط کشاورز اعمال می‏گردد بدون تغییر برای زمین و کشت‏های مورد مطالعه لحاظ گردد تا بتوان بهترین نتیجه کاربردی را حصول نمود. سیب‏زمینی به صورت جوی و پشته ( فاصله ردیف¬های 70 و با فاصله گیاه 60 سانتیمتر) و ذرت بصورت نواری ( به فاصله ردیفهای 60 و فاصله گیاه 15 سانتیمتر) کشت شد. برنامه آبیاری بصورت دوبار در هفته و هر بار حدود 4 ساعت به مقدار حدود 4 لیتر بر هر متر تیپ (لوله) با فشار حدود 6/0 بار آبیاری بود. مقدار کود لازم برای هر گیاه بر اساس آزمون خاک در دو تقسیط بصورت کود آبیاری یک ساعت پس از شروع آبیاری و به مدت سه ساعت اعمال شد. پس از دور اول کودآبیاری نمونه‏برداری خاک در فواصل زمانی 4، 24، 98 و 624 و 1632 ساعت و در دور دوم در فواصل زمانی 4، 24، 98 و 960 و در فواصل افقی0، 5، 10 و 15 سانتی‏متر و فواصل عمقی 0-5، 5-10، 10-15، 15-20، 25-30 و 30- 40سانتی‌متر (روش آگر) از قطره چکان با دو تکرار (دو بوته گیاه) انجام شد. این نمونه‏برداری¬ها از نزدیکترین گیاه به سنسور (و برای نقطه بدون گیاه موارد ذکر شده اعمال گردید) برداشته شد تا پراکندگی مکانی به حداقل برسد. در حقیقت فرض گردید که پراکندگی مکانی تا یک متر وجود ندارد. نمونه‏های خاک فورا به آزمایشگاه منتقل و در یخچال نگهداری شد تا در اسرع وقت غلظت فسفر و پتاسیم و نیترات و همچنین رطوبت در نمونه‌های برداشت شده به روش معمول آزمایشگاهی مورد اندازه‌گیری قرار ‌گیرد. در طول این دوره داده‏های مشاهده‏ای در عرصه اعم از داده‏های رطوبت خاک در اعماق مختلف (10، 15، 20، 30، 40 و50 سانتی‏متری) از سطح خاک با استفاده از دستگاه تی دی آر در 2 نوبت در روز، شاخص ها و پارامترهای گیاهی مانند عملکرد، اجزای عملکرد، عمق ریشه، ارتفاع گیاه و سطح برگ در طول رشد گیاه بصورت هفتگی در طول دوره رشد اندازه‏گیری شده و همچنین میزان دقیق آبیاری ثبت گردید. برای بررسی میزان غلظت عناصر در زمان کشت، ابتدا توزیع غلظت عناصر مورد نظر در خاک از عمق 0-40 سانتی‌متر با تهیه 4 نمونه با ضخامت 10 سانتی‌متر قبل از کشت مشخص شد. در پایان دوره کشت و قبل از برداشت محصول، یک پروفیل خاک برای هر گیاه و همچنین نقطه بدون گیاه در نقاطی که سنسور تی دی آر نصب شده بود حفر شده و نمونه خاک دست نخورده (استوانه فلزی) با دو تکرار از عمق‏های 0-10، 10-20، 20-35 و 40-50 سانت برداشته و به آزمایشگاه جهت تعیین خصوصیات هیدرولیکی (هدایت هیدرولیکی و منحنی رطوبتی) منتقل گردید. نمونه‏های گیاه نیز پس از برداشت (از همان محل نصب سنسورها و کوددهی) جهت آنالیز گیاهی به آزمایشگاه منتقل شد. برای ارزیابی اولیه، داده‏های مشاهداتی درون¬یابی شدند و مورد بررسی جامع قرار گرفتند. سپس توزیع آنها در زمان و مکان مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که بسته به نوع گیاه توزیع/حرکت فسفر و پتاسیم در یک خاک متفاوت خواهد بود. همچنین ارزیابی حرکت جریان آب و عناصر در خاک و جذب توسط گیاه توسط مدل گیاهی-هیدرولوژیکی انجام شد. رطوبت خاک و غلظت¬های مشاهده‏ای در مدل هیدرولوژیکی استفاده و پارامترهای هیدرولیکی و هیدرودینامیکی با روش حل معکوس بهینه شدند. نتایج نشان داد تقسیط کوددهی در مقایسه با افزایش مقدار کود، فراهمی عناصر را بیشتر می‏کند. الگوی توزیع دو عنصر کاملا متفاوت بود. نتایج روندکاهشی تغییرات غلظت فسفر و پتاسیم با افزایش عمق را نشان داد. نتایج نشان داد که املاح در آبیاری قطره¬ای (با استفاده از تیپ) حداکثر 15 سانتیمتر عمقی و 35 سانتیمتر افقی/جانبی حرکت خواهند نمود و توزیع املاح از جبهه رطوبتی پیروی می‏کند. نتایج نشان داد که تقسیط بیشتر کوددهی در گیاهان زراعی با ریشه‏های سطحی 0-40 سانتی¬متر بهتر از افزایش غلظت در تقسیط¬های کم می‏باشد.
: The movement, transfer, and distribution of mobile nutrients such as potassium and nitrate, along with the less mobile phosphorus, are critical issues in soil chemistry, fertility, physics, and pollution at regional, local, and national levels. These factors are influenced by various elements, including irrigation, precipitation, fertilization, and agricultural practices. Although significant research has been conducted on drip irrigation in recent years, studies specifically focusing on the movement and distribution of potassium, phosphorus, and nitrate in drip irrigation systems—particularly their uptake by strategic crops like potatoes and maize—remain limited. The vertical and horizontal distribution of these nutrients is often uneven across most soil types and is particularly pronounced in drip irrigation systems. Thus, a comprehensive assessment and precise estimation of nutrient concentration, movement, distribution, and plant uptake require sophisticated field measurements and simulations using advanced plant-hydrological models. Integrating these approaches enhances resource efficiency, optimizes nutrient distribution, and ultimately improves crop yield. This study aimed to evaluate nutrient dynamics in potato and maize cultivation under a drip irrigation system at the Soil and Water Research Institute. Planting, maintenance, and harvesting operations for maize and potatoes were carried out with specific fertilizer treatments, along with soil and plant sampling at the research farm utilizing the drip irrigation system. The goal was to maintain all standard agricultural operations and management practices without modification in the selected plots to achieve the best practical results. Potatoes were sown in furrows and ridges with a row spacing of 70 centimeters and a plant spacing of 60 centimeters, while maize was sown in strips with a row spacing of 60 centimeters and a plant spacing of 15 centimeters. Irrigation was scheduled twice a week, with each session lasting about four hours and applying approximately four liters per meter of drip line at a pressure of about 0.6 bar. The amount of fertilizer required for each plant was determined based on soil tests and was applied in two installments through fertigation: the first installment occurred one hour after irrigation began and lasted for three hours. Soil samples were collected after the first fertigation at intervals of 4, 24, 98, 624, and 1632 hours, with a second round at 4, 24, 98, and 960 hours at horizontal distances of 0, 5, 10, and 15 centimeters, and at depths of 0-5, 5-10, 10-15, 15-20, 25-30, and 30-40 centimeters using the auger method, with two replicates for each sample. Samples were taken from the nearest plant to the sensor, and similar procedures were applied to non-planted control points to minimize spatial variability, assumed to be negligible up to one meter away. The soil samples were immediately transported to the laboratory and stored in a refrigerator for prompt measurement of phosphorus, potassium, nitrate concentrations, and moisture content using standard laboratory methods. Throughout this period, observational data were collected, including soil moisture at depths of 10, 15, 20, 30, 40, and 50 centimeters below the surface using TDR sensors, recorded twice daily. Plant indicators and parameters—such as yield, yield components, root depth, plant height, and leaf area—were measured weekly during the growing season, alongside detailed records of irrigation amounts. To assess nutrient concentration at planting, nutrient distributions in the soil at a depth of 0-40 centimeters were evaluated by collecting four samples, each 10 centimeters thick, prior to planting. At the end of the growing season and before harvest, a soil profile was excavated for each plant and the control point in areas where TDR sensors were installed. Undisturbed soil samples were collected using metal cylinders at depths of 0-10, 10-20, 20-35, and 40-50 centimeters and sent to the laboratory to determine hydraulic properties, including hydraulic conductivity and moisture retention curves. Additionally, plant samples taken from the same locations as the sensors and fertilizer applications were also analyzed in the laboratory. For the preliminary evaluation of observational data, the information was interpolated and thoroughly examined. The distribution and movement of phosphorus and potassium in the soil under different plant cultivations were found to vary significantly. Moreover, the assessment of water flow and nutrient movement in the soil, along with their uptake by plants, was conducted through a plant-hydrological model. This model utilized soil moisture and observed concentrations, while hydraulic and hydrodynamic parameters were optimized through an inverse solution method. The results indicated that splitting fertilization increased nutrient availability in the soil compared to simply increasing the quantity of fertilizer. Distribution patterns for phosphorus and potassium were distinctly different, showing a decrease in concentration with increasing depth. Additionally, it was found that salts in a drip irrigation context moved to a maximum depth of 15 centimeters and horizontally up to 35 centimeters, following the wetting front. These investigations underscored that splitting fertilization in crops with shallow roots (0-40 centimeters deep) is more effective than merely increasing concentration in conditions of low splitting.
آدرس ثابت

پیشنهاد خرید
پیوستها
Search result is zero
نظرسنجی