توزیع رطوبت و شوری در خاک تحت آبیاری قطره‌ای زیرسطحی نیشکر

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده کشاورزی دانشگاه لرستان

2 استادیار گروه مهندسی آب دانشگاه شهرکرد

چکیده

یکی از مهم­ترین عوامل طراحی و استفاده از این روش آبیاری قطره­ای زیرسطحی، تعیین پیاز رطوبتی تحت تاثیر بافت خاک و مشخصات قطره چکان­ها می­باشد. به­منظور بررسی توزیع رطوبت و شوری خاک و تعیین بهترین عمق نصب لوله آبده و فاصله قطره­چکان­های آن، خاکی با بافت سنگین (رسی­سیلتی)، در مزرعه نیشکر تحت آبیاری قطره­ای زیرسطحی با یک ردیف لوله قطره‌چکان­دار موردبررسی قرار گرفت. در این آزمایش از لوله­های قطره­چکان­دار با دبی ۲/۱ لیتر در ساعت استفاده شد. تیمارهای آزمایشی شامل سه عمق نصب لوله آبده (۱۵، ۲۰، ۳۰ سانتی‌متر) و دو فاصله قطره‌چکان­ها (۵۰ و ۶۰ سانتی‌متر) در سه تکرار انجام‌شد. بیشترین توسعه عرضی و عمقی رطوبت به ترتیب برابر 60 (هر سمت لوله آبده) و 90 سانتی‌متر در تیمار عمق نصب لوله 20 سانتی­متری مشاهده شد. نتایج نشان داد، شوری خاک در لایه 30-0 سانتی‌متری در طول دوره اندازه­گیری (یک سال) روندی افزایشی و در عمق­های 60-30 و 90-60 در این دوره روندی کاهشی داشته همچنین به ازای یک دوره مشخص با افزایش فاصله افقی از لوله آبده مقادیر شوری خاک افزایش داشته است. بیش­ترین میزان شوری در تیمار مربوط به فاصله 50 سانتی­متر بین قطره­چکان­ها روی لوله آبده و در نقطه­ای با فاصله افقی 60 سانتی­متر از لوله آبده در لایه با عمق 15 سانتی­متری از سطح، معادل 13 دسیزیمینس بر متر بدست آمد. هم­چنین به منظور تخمین رطوبت، روابطی بین فاصله از لوله و مقدار رطوبت خاک در دو جهت افقی و قائم ارائه گردید. نتایج این تحقیق نشان داد که این روابط در جهت افقی و قائم عمکرد قابل قبولی دارند. درنهایت بهترین عمق نصب لوله آبده و فاصله قطره‌چکان­های آن با توجه به گسترش پیاز رطوبتی و توسعه شوری در خاک به ترتیب معادل 20 و 50 سانتی‌متر به‌دست‌آمد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Distribution of Moisture and Salinity in Subsurface Drip Irrigation of Sugarcane

نویسندگان [English]

  • Jalil kermannezhad 1
  • Elham Ghanbari 2
1 Water Engineering,faculty of Agriculture .Lorestan university
2 Assistant Professor, Water Engineering Department, Shahrekord University, Shahrekord, Iran.
چکیده [English]

One of the most important design factors in using subsurface drip irrigation method is determining the moisture distribution for the soil texture and the characteristics of drippers. In this study, the distribution of moisture and salinity in a heavy textured soil (silty-clay) was investigated under subsurface drip irrigation of a sugar can plantation. The results were used to determine the best installation depth for drip pipe and distance of drippers on it in two-row cane crop cultivation. The experiments were carried out at a discharge rate of 1.2 liters per hour, three depths of drip pipe (15, 20, 30 cm), and two drippers spacing (50 and 60 cm), in three replicates. The soil moisture content was between the field capacity and the permanent wilting point, with maximum moisture advance of 60 cm horizontal and 90 cm vertical from drip pipe in all treatments. During the investigation period, soil salinity in the 0-30 cm layer was increasing, while at depths of 30-60 cm and 60-90 cm, a decreasing rate was observed. Generally, soil salinity increased with distance from drip pipe. The highest soil salinity in the different (13 dS/m) treatments was related to dripper spacing of 50 cm and at a point with a horizontal distance of 60 cm from the drip pipe at a depth of 15 cm. Also, to estimate the amount of soil moisture, some relations between distance from the pipe and moisture content were developed in two directions i.e. horizontal and vertical. It was shown that these relations have acceptable results in horizontal and vertical directions. Finally, the best depth of installation of the drip pipe and its drippers spacing were obtained as 20 cm and 50 cm, respectively, by considering the expansion of the wetted bulb and the development of salinity in the soil.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Drip pipe
  • soil texture
  • Wetted bulb
  1. صداقتی ن، حسینی‌فرد س­ج و محمـدی محمـدآبادی ا، 1391. مقایسه اثرات دو سیستم آبیاری قطره­ای سطحی و زیرسطحی بر رشد و عملکرد درختان بارور پسته. نشریه آب و خاک،  جلد 26، شماره 3، صفحه­های 585 تا 575.
  2. میرزایی ف، لیاقت ع، سهرابی ت و امید م­ح، 1384. نمونه‌سازی جبهه­رطوبتی خاک از منبع تغذیه خطی در آبیاری قطره‌ای نواری. مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی، جلد 26، شماره 3، صفحه­های 59 تا 53.
  3. نوروزیان ز، صدرالدینی ع، ناظمی ا و دلیرحسن نیا ر، 1395. بررسی تجربی و عددی توزیع رطوبت خاک در آبیاری قطره ای زیرسطحی در خاک‌های لایه‌ای مسطح و شیب دار. نشریه دانش آب و خاک، جلد 26، شماره 2/4، صفحه­های 27 تا 13.
    1. Abdallah EB and Mohamed EA, 2013. Soil moisture distribution paern under surface and subsurface drip irrigation system in sandy soil using neutron scae ring technique. Irrigation sciences.
    2. Bhatnagar PR and Srivastava RC, 2003. Gravity-fed drip irrigation system for hilly terraces of the northwest Himalayas. Irrig. Sci. 21: 151-157.
    3. Bizari DR, Grecco KL, Oliveira PD, Querido DCM and Souza CF, 2014. Soil solution distribution under subsurface drip fertigation determined using TDR technique. Revista Brasileira de AgriculturaIrrigada. 8.2: 139-146.
    4. Cook FJ, Fitch P, Thorburn PJ, Charlesworth, PB and Bristow KL, 2006. Modelling trickle irrigation: comparison of analytical and numerical models for estimation of wetting front position with time. Environmental Modelling & Software. 21.9: 1353-1359.
    5. Douh B, Boujelben A, Khila S, and Mguidiche A, 2013. Effect of subsurface drip irrigation system depth on soil water content distribution at different depths and different times after irrigation. Larhyss Journal. 13: 7-16.
    6. Fan W and Li G, 2018. February. Effect of soil properties on Hydraulic characteristics under subsurface drip irrigation. In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 121.5: p. 052042.
    7. Kumar D, Kumar A, Sarkar S, Mohodi D, Thakuria P and Das J, 2015. Optimal design of fl ow rate in drip irrigation system to enhance the tomato cultivation. International Journal of Agriculture. Environment and Biotechnology 8.1: 11-19.
    8. Maurice B, Emile  N and Charlotte U, 2016. Assessment of Wetting Pattern and Moisture Distribution under Point Source Drip Irrigation in NYAGATARE – RWANDA. International Journal of Innovation and Scientific Research. 26.2: 484–493.
    9. Irmak S, Djaman K and Rudnick DR, 2016. Effect of full and limited irrigation amount and frequency on subsurface drip‑irrigated maize evapotranspiration, yield, and water use efficiency and yield response factors. Irrig. Sci. 34: 271–286.
    10. Shaju N, 2017. Soil Moisture Distribution Status and Wetting Pattern under SDI. International Journal of Engineering Science. 4748.
    11. Sousa A, Matsura EE, Elaiuy ML, Dos Santos, LN, Montes CR and Pires RCDM, 2013. Root system distribution of sugarcane irrigated with domestic sewage effluent aplication by subsurface drip system. Engenharia Agrícola. 33.4: 647-657.
    12. Souza CF and Bizari DR, 2018. SOIL SOLUTION DISTRIBUTION IN SUBSURFACE DRIP IRRIGATION IN SUGARCANE. Engenharia Agrícola. 38.2: 217-224.
    13. Wang  S, Jiao X, Guo W, Lu J, Bai Y and Wang L, 2018. Adaptability of shallow subsurface drip irrigation of alfalfa in an arid desert area of Northern Xinjiang. PloS one. 13.4: p.e0195965.
    14. Zur B, 1996. Wetted soil volume as a design objective in trickle irrigation. Irrigation Science. 16.3: 101-105.