شبیه‌سازی اثر پوشش بر توزیع رطوبت و املاح خاک با استفاده از دو مدل HYDRUS-2Dو AquaCrop

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی(ره)، قزوین، ایران

2 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد آبیاری زهکشی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی(ره)، قزوین، ایران

3 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی(ره)، قزوین، ایران

10.22034/hydro.2022.12702

چکیده

یکی از اهداف اصلی بخش کشاورزی در مناطق خشک و نیمه‌خشک، حفظ رطوبت و بهبود بهره‌وری مصرف آب است. تبخیر از سطح خاک یک مهم‌ترین عوامل تلفات غیرمفید در آبیاری است. مالچ‌پاشی یکی از مهم‌ترین اقدامات زراعی در کاهش تبخیر و حفظ رطوبت و اصلاح محیط فیزیکی خاک است. استفاده از مالچ در خارج از فصل کشت، مانع شوری لایه سطحی خاک می‌شود. هدف از انجام این پژوهش، بررسی تأثیر مالچ گیاهی بر انتقال املاح، رطوبت، دما و شوری خاک در خارج از فصل کشت است که با استفاده از دو لایسی­متر آزمایشگاهی به طول 1 متر و عرض 5/0 متر و ارتفاع 1 متر مورد بررسی قرار گرفت. طی دوره شبیه‌سازی 122 روزه، مقادیر رطوبت و شوری از 5 عمق پروفیل خاک (10، 20، 30، 40 و 50 سانتی‌متر) اندازه‌گیری شده است. برای مقایسه میانگین هر تیمار با یکدیگر از آزمون t در دو مدل نرم‌افزار HYDRUS-2D و  AquaCropاستفاده شد. به‌منظور بررسی هر یک از مدل‌ها از شاخص آماری RMSE، MBE، MAE و R2 استفاده شده است. نتایج حاصل از پژوهش نشان می‌دهد که مدل HYDRUS-2D توانایی خوبی در مدل‌سازی رطوبت در عمق 10 تا 40 سانتی‌متری داشته اما برای عمق 0 تا 10 و 40 تا 50 سانتی‌متری عملکرد خوبی در شبیه‌سازی ایجادشده نداشته است. همچنین نتایج مدل AquaCrop نشان می‌دهد که این مدل توانایی خوبی در مدل‌سازی رطوبت در عمق‌های انجام‌شده نداشته و مدل HYDRUS-2D نسبت به مدل AquaCrop توانایی تخمین بهتر و دقت نسبی قابل‌قبول‌تری از رطوبت را در عمق‌های 10 تا 40 سانتی‌متری برای شبیه‌سازی انتقال املاح دارد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Simulation of mulch effect on soil moisture and salinity distribution using HYDRUS-2D and AquaCrop

نویسندگان [English]

  • Hadi Ramezani Etedali 1
  • Shima Karimi 2
  • Mohadese Sadat Fakhar 3
1 Associate professor, Department of Water Sciences and Engineering, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran
2 Master graduate, Department. of Water Sciences and Engineering, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran
3 MSc, Department of Water Sciences and Engineering, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran
چکیده [English]

One of the main objectives of the agricultural sector in arid and semi-arid regions is to improve soil moisture conservation and water productivity. Evaporation from soil surface is non-beneficial losses in irrigation. Mulching is one of the most important agricultural managements in maintaining soil moisture and improving the physical environment of the soil. The use of mulch outside the growing season prevents the salinity of the topsoil. The purpose of this study was to investigate the effect of plant mulch on solute transfer, soil moisture, temperature and salinity outside the growing season, which using two laboratory lysimeters with a length of (1 m), a width of (0.5 m) and a height of (1 m) was investigated. During the 122-day simulation period, moisture and salinity values from 5 depths of soil profiles (50-40-30-20-10 cm) were measured. To compare the means of each treatment with each other, t-test was used in two software models, HYDRUS-2D and AquaCrop. RMSE, MBE, MAE and R2 statistical indexes were used to evaluate each model. The results show that the HYDRUS-2D model has a good ability to model moisture at depths of 10 to 40 cm, but for depths of 0 to 10 and 40 to 50 cm has not performed well in the simulation. Also, the results of AquaCrop model show that this model does not have a good ability to model moisture at depths and HYDRUS-2D model compared to AquaCrop model has the ability to better estimate and more acceptable relative accuracy of moisture at depths of 10 to 40 cm for simulation of solute transportation.This model does not have a good ability to model moisture at depths performed and HYDRUS-2D model compared to AquaCrop model has the ability to better estimate and more acceptable relative accuracy of moisture at depths of 10 to 40 cm for simulation

کلیدواژه‌ها [English]

  • Control treatment
  • Groundwater
  • Modeling
  • Mulch
  • Salinity

مراجع

اسلامی، الف.، فرزام­نیا، م. 1388. اثر انواع مالچ برافزایش ظرفیت نگهداری آب خاک و عملکرد درختان پسته، آبیاری و زهکشی ایران، 2(3): 79-87.
شیری، ن.، کاظمی، م.، و شیری، ج. 1399. بررسی تغییرات مکانی پارامترهای کیفی آب زیرزمینی دشت تبریز با استفاده از روش‌های کریجینگ، کوکریجینگ و IDW هیدروژئولوژی، انتشار آنلاین.
رسول­زاده، ا. س.، و رئوف، م. 1392. مبانی و روش­های آبیاری. انتشارات عمیدی. 298 ص.
قهرمان، ب. 1389 فیزیکک خاک و محیط‌زیست، انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد. 998ص.
لطیفی، م.، سلطانی، م.، و رمضانی اعتدالی، ه. 1399. بررسی اثر تبخیر بر سطح ایستابی و ضریب زهکشی با استفاده از نرم­افزار HYDRUS-2D (مطالعه موردی: زهکش حائل دشت قزوین). هیدروژئولوژی، 6(2): 67-78.
Ashrafuzzaman, M., Abdulhamid, M., Ismail, M.R., Sahidullah, S.M., 2011. Effect of plastic and straw mulch on growth and yield of chilli (Capsicum annuum L.). Brazilian Archives of Biology and Technology, 54, 321–330.
Benoit, G.R., Kirkham, D. 1963. The effect of soil surface conditions on evaporation of soil water. Soil Science Society of America Proceedings, 27: 495–498.
Bristow, K. L. and Horton, R. 1996. Modeling the Impact of Partial surface Mulch on Soil Heat and Water Flow. Theoretical and Applied Climatology, 54: 85-98.
Groenevelt, P.H., Van Straaten, P., Rasiah, V. and Simpson, J. 1989. Modifications in evaporation by rock mulches. Soil Technology, 2: 279–285.
Grifoll, J., Gasto, J. M., Cohen, Y. 2005. Non-isothermal soil water transport and evaporation. Advanced Water Resource, 28, 1254–1266.
Hutson, J.L., Dudley, L.M. and Wagenet, R.J. 1990. Concepts of modeling transient root zonesalinity. In: Tanji, K.K. (Editor), Agricultural Salinity Assessment and Management. ASCE Manuals and Reports on Engineering Practice No. 71, New York: 482-503.
Kemper, W.D., Nicks, A.D. and Corey, A.T. 1994. Accumulation of water in soils under gravel and sand mulches. Soil Science Society of America Journal, 58: 56–63.
Modaihsh, A.S., Horton, R. and Kirkham, D. 1985. Soil water evaporation suppression by sand mulches. Soil Science, 139(4): 357–361.
Nassar, I.N. and R. Horton. 1999. Heat, water, and solute transfer in unsaturated porous media: I. Theory development and transport coefficient evaluation. Transport in Porous Media, 27, 39-55.
Tejedor, M., Jimenez, C. and Dıaz, J. 2003. Volcanic materials as mulches for water conservation. Geoderma, 117: 283–295.
Li, X.Y., Gong, J.D., Wei, X.H., 2000. In-situ rainwater harvesting and gravel mulch combination for corn production in the dry semi-arid region of China. Journal of Arid Environment, 46: 371–382.
هیدروژئولوژی
دوره 7، شماره 1
ناشر
شهریور 1401
صفحه 1-10

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار