نوع مقاله : مقالات پژوهشی
نویسندگان
1 دانشگاه تهران/ دانشگاه گیلان
2 دانشگاه تهران
3 موسسه 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
عنوان مقاله [English]
Optimization of Furrow Fertigation from environmental
نویسندگان [English]
- M. Navabian 1
- A. M. Liaghat 2
- R. Kerachian 2
- F. Abbasi 3
1 University of Guilan, Rasht, Iran
2 University of Tehran, Karaj, Iran
3 Agricultural Engineering Research Institute, AERI, Iran
چکیده [English]
Abstract
Optimal management of water and nutrient could consider as effective on farm method to reduce pollution because agriculture is none point pollution. In this research, an optimal model was presented to reduce nitrate loss in furrow fertigation. The optimal model contains four simulation models for predicting runoff, deep percolation, nitrate concentration in runoff and nitrate concentration in deep percolation. Genetic algorithm was used for model solution. Decided values were inlet discharge, cutoff time of irrigation, starting time and duration of fertigation. Simulation model’s ability to simulate fertigation event cause a comprehensive optimal model of fertigation in different climate, plant, irrigation and fertigation situations. Field experiment of furrow irrigation under continues regime was used to evaluate optimal model. Optimal decided values for inlet discharge, cutoff time of irrigation, starting time and duration of fertigation was determined 0.184 L/s, 595.2 min, 7.5 min and 162.9 min in plant conditions. These values were 0.21 L/s, 537.1 min, 6.5 min and 143 min in none plant condition. Optimal decided values cause 113.86 and 118.3 mg/L mean nitrate loss from farm as runoff and deep percolation under plant and none plant conditions, respectively. Optimal model was increased nitrate concentration in deep percolation or decreased nitrate concentration in runoff by increasing inlet discharge because plant increase nitrate concentration in deep percolation. Results show plant has effect on optimization then it is appropriate to determine optimal decided values under plant and none plant conditions.
Keywords: Furrow irrigation, Optimization, Fertigation, Water and nutrient management, Nitrate
)
ارسال نظر در مورد این مقاله