برآورد شوری خاک در محدوده ریشه نیشکر با مدیریت‌های مختلف آبیاری و زهکشی در کشت و صنعت امام خمینی با استفاده از مدل SaltMod

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مدیر دفتر فنی و مهندسی شبکه‌های آبیاری و زهکشی سازمان آب و برق خوزستان

2 استادیار گروه مهندسی آب دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه هرمزگان

چکیده

نیشکر از جمله گیاهانی است که در ناحیۀ گرم خوزستان، آب مصرفی بسیار بالایی دارد و استفادۀ بهینه از آب برای کشت پایدار نیشکر با اهمیت است.  بررسی­­هایمتعدد دربارۀمصرفآبنیشکرنشان می­دهد کهدربرخی از کشت و صنعت­­ها، مصرف آب بیش از نیاز واقعی نیشکر است.  این تحقیق به­منظور پیش­بینی آثار بلند مدت (10 ساله) مدیریت­های مختلف آبیاری و زهکشی بر شوری خاک، عمق زهاب، عمق سطح ایستابی، کفایت و راندمان آبیاری توسط مدل SaltMod در کشت و صنعت امام خمینی اجرا شد.  بدین منظور، چندین حالت مختلف از جمله کاهش عمق آب آبیاری، کاربرد عامل کنترل زهکشی، کاهش عمق نصب زهکش زیرزمینی و شوری آب آبیاری فرض و توسط مدل اجرا شد.  نتایج مدل با استفاده از داده­­های جمع­آوری شده در مزرعه واسنجی شد.  براساس پیش­بینی مدل، استفاده از عامل کنترل زهکشی (در مدل ضریبی برای کاربرد ­زهکشی کنترل شده در نظر گرفته شده که بین صفر تا یک متغیر است) بیشتر از 25/0، بدون کاهش در مصرف آب آبیاری سبب بالا آمدن سطح ایستابی به محدودۀ ریشه خواهد شد.  اما با کاهش 20 درصد مصرف آب آبیاری، کاربرد عامل کنترل زهکشی تا 5/0، هیچگونه محدودیتی در شوری خاک و عمق سطح ایستابی پیش نخواهد آمد.  علاوه بر این، عمق زهاب از حدود 07/2 متر در فصل آبیاری به 26/1 متر کاهش خواهد یافت.  پیش­بینی مدل SaltMod نشان می­دهد که  در زهکش­های زیرزمینی با فاصلۀ 70 متر، افزایش عمق نصب بیش از 5/1 متر فایده­­­ای ندارد و تغییری در کاهش شوری خاک به­وجود نخواهد آورد.  در صورت استفاده از آب آبیاری با شوری بیشتر  از 7/1 دسی زیمنس بر متر، شوری خاک منطقۀ ریشه از 3 دسی زیمنس بر متر بیشتر خواهد شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Changes in Soil Salinity in Sugarcane Root Zones According to Irrigation Method and Drainage Using SaltMod in Imam Khomeini Agro-Industry

چکیده [English]

Sugarcane, which has high water requirements, is grown in Khuzestan province (Iran). Climate and optimizing the use of water is very important to sustainable cultivation of sugarcane. Studies of water requirements for sugar cane in Khuzestan show that in parts of sugarcane agro-industry, the water applied is more than the actual water requirement of the plant. The present study was conducted to predict the long-term effects of irrigation system and drainage in the Imam Khomeini sugarcane agro-industry on soil salinity, drainage depth, water table and irrigation sufficiency and efficiency using the SaltMod model. The model varied the irrigation depth and drainage control factor (Frd) to decrease subsurface drainage depth and salinity of irrigation water. Model output was calibrated using field data. The model predictions showed that a drainage control factor of more than 0.25 without a decrease in irrigation water caused the water table to rise. A 20% decrease in irrigation water and an assumed drainage control factor of up to 0.5, there was no change in soil salinity or water table depth. Drainage outflow depth of about 2.07 m decreased to 1.26 m during irrigation. The SaltMod model predicted that increasing the subsurface drainage depth to over 1.5 m would not improve yield or change soil salinity. If the irrigation water had salinity levels of >1.7 dS/m, soil salinity in the root zone will be >3 dS/m.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Drainage Depth Control
  • Khuzestan
  • Saline Content of Root Zone
  • SaltMod
  • Sugar cane
  • Water table
Abdel-Dayem,  M.S. and Ritzema, H.P. 1990. Using SALTMOD to predict of salinity in Nile Delta. In ILRI Annual Report. 1989. Wageningen. 63–73.

Akram, M., Liaghat, A.M and Hasanoghli, A. 2007. Agricultural drainage water management in arid and semi-arid areas. Drainage & Environment Working Group of IRNCID. (in Farsi)

Akram, M., Tajik, F. and Akram, S. 2008. Controled drainage, a suitable environmental method to become better irrigation efficiency. Proceedings of the 5th Drainage & Environment Workshop. Nov. 6.  Tehran. Iran. 89-106. (in Farsi)

Anon. 2010. Disposal problems of drainage water in Southern Iran. Drainage & Environment Working Group of IRNCID. Proceeding of the 6th Drainage & Environment Workshop. Jan. 6.  Ahvaz.  Iran.
1-22. (in Farsi)

Bahçeci, I. and Nacar, A. S.  2007. Estimation of root zone salinity, using SALTMOD, in the arid region of Turkey. Irrig. Drain. 56(5): 601–614.

Christen, E. W. and Skehan, D. 2001. Design and management of subsurface horizontal drainage to reduce salt loads.  J. Irrig. Drain. Eng. 127(3):148-155.

Golabi, M. 2009. Mathematical modeling of sugarcane response to use of saline irrigation water and application in SALTMED model in order to irrigation water  management for sugarcane in semi-arid areas. Ph.D Thesis. Faculty of Water Sciences Engineering Irrigation and Drainage Department. Shahid Chamran University of Ahwaz. (in Farsi)

Haghverdi, A., Mohamadi, k., Movahed, A., Ghahreman, B. and Afshar, M. 2011. Estimation of soil salinity profile in Tabriz irrigation and drainage network using SaltMod and ANN models. J. Water Soil. 25(1): 174-186. (in Farsi)

Hunsigi, G. and Srivastava, S. C. 1977. Modulation of ET (evapotranspiration) values of sugar cane because of high water table. Proceedings of the 16th ISSCT Congress. Australia. 1557–1564.

Hurst, C. A., Thorburn, P. J., Lockington, D. and Bristowc, K.  L. 2004. Sugarcane water use from shallow water tables: Implications for improving irrigation water use efficiency. Agric. Water Manang. 65(1): 1-19.

Jafari, S., SheiniDashtegol, A., Naseri, A. and Baniabbas, N. 2006. Investigation the water applied and presentation of new methods to approach the efficient use of irrigation water by hydroflum in Amirkabir sugarcane agro-industry.  2nd National Conference on Irrigation and Drainage Networks.  Shahid Chamran University of Ahvaz. (in Farsi)

Kazemi Zarivan, M., Nazemi, Sadrodini, A.  and Ghorbani, M. A. 2013. Modeling temporal and spatial variations of soil salinity in downstream lands of Hajilarchay dam in East Azarbaijan province using SaltMod. J. Res. Water. 12, 21-31. (in Farsi)

Mahjoubi, A.  2012.  Investigation the effects controlled drainage on soil salinity, irrigation management and sugarcane yield (case study: Imam Khomeini project).  Ph.D Thesis.  Faculty of Water Sciences Engineering Irrigation and Drainage Department.  Shahid Chamran University of Ahvaz. (in Farsi)

Nazari, B., Liaghat, A., Parsinejad., M and Naseri, AB.  2008.  Optimization of the subsurface drainage depth with considerations of economic and environmental.  Proceedings of the 5 th drainage & environment workshop. Nov. 6. Tehran. Iran. 106-122. (in Farsi)

Oosterbaan, R. J. 2002. SaltMod: Description of Principles, User Manual, and Examples of Application. International Institute for Land Reclmatation and Improvement (ILRI). Wageningen. The Netherlands.

Oosterbaan, R. J. and Abu Senna, M. 1990. Using SALTMOD to predict drainage for salinity control.  Towards integration of irrigation and drainage management.  Proceedings of the Jubilee Symposium at the Occasion of the 40th Anniversary of ILRI. Wageningen the Netherlands. 43–49.

Sadeghi-atar, M., Behnia, A. K. and Kaveh, F. 2000. Total Irrigation Efficiency of Dez Network in year 1993-94. Proceedings of the 10th Conference of IRNCID. Nov. 15-16. Iran. 36-50.

SheiniDashtegol, A. and Elhamifard, M. 2006. Effects of salinity on quality and quantity of sugarcane.  2nd  National Conference on Irrigation and Drainage Networks. Shahid Chamran University of Ahvaz. (in Farsi)

Srinivasulu,A., Sujani, R. C., Lakshmi, G.V., Satyanarayana, T.V. and Boonstra, J. 2004. Model studies on salt and water balances at Konanki Pilot Area, Andhra Pradesh, India. Irrig. Drain. Sys.18, 1–17.

Tempest, Q. B. and Pando, M. A. 2013. Characterization and demonstration of reuse applications of sewage sludge ash. Int. J. Geomate. 4, 552-559.

Wahba, M. A. S., Christen, E. W. and Amer, M. H. 2005. Irrigation water saving by management of existing subsurface drainage in Egypt. Irrig. Drain. 54(2): 205-215.