جداسازی تبخیر- تعرق به روش بیلان انرژی (نسبت بوون) در سیستم آبیاری قطره‌ای زیرسطحی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی دانشگاه تهران

2 استادیار مؤسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی

3 استادیار دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی دانشگاه تهران

4 استاد دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی دانشگاه تهران

چکیده

 









         مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی/جلد 11/ شماره 3/سال 1389/ص 86-71                                                                    
 





 



روش‌های دقیق و کاربردی در جداسازی تبخیر-تعرق، اطلاعاتی سودمند برای مدیریت آب در مزرعه در جهت بهبود کارایی مصرف آب فراهم می‌کند.  شناخت این روش­ها بالاخص در مورد سیستم‌های نوین آبیاری که با هزینه­ای بالا اجرا می‌شوند با اهمیت است.  به این منظور در تحقیقی که در تابستان 1388 در مزرعة مؤسسه تحقیقات فنی و مهندسی کرج اجرا شد، تبخیر-تعرق گیاه ذرت و جزء تبخیر خاک به طور همزمان به روش بیلان انرژی نسبت بوون اندازه‌گیری و از تفاضل این دو، تعرق گیاه محاسبه شد.  بافت خاک مزرعة محل آزمایش لوم بود و مزرعه با سیستم آبیاری قطره‌ای زیرسطحی آبیاری شد که در عمق 15 سانتیمتری از سطح خاک نصب شده بود.  در زمینة مدیریت آبیاری تلاش شد تا گیاه ذرت دچار تنش نشود.  اطلاعات مورد نیاز روش بیلان انرژی نسبت بوون از بالای آسمانة گیاهی، آسمانة گیاهی، و سطح خاک برداشت شد.  نتایج نشان داد که برای یک روز نمونه در مرحلة میانی رشد گیاه ذرت، از کل انرژی موجود در مزرعه (Rn-G) که می‌تواند صرف تبخیر- تعرق شود تنها 15 درصد صرف گرمای محسوس هوا شده و بقیه صرف تبخیر- تعرق شده است.  شار گرمای ورودی به سطح خاک کمتر از 10 درصد شار تابش خالص است و 93 درصد از انرژی موجود در سطح خاک صرف تبخیر از سطح خاک شده است.  در سطح آسمانة گیاهی، حدود 19 درصد از انرژی صرف گرمای محسوس (Hc) شده است.  از مقایسة مقادیر ساعتی تبخیر-تعرق به روش بیلان انرژی نسبت بوون و روش پنمن- مانتیث مشخص شد که بین این دو همبستگی خوبی وجود دارد (95/0R2=) و تغییرات تبخیر- تعرق به روش بیلان انرژی نسبت بوون نسبت به روش پنمن- مانتیث برابر 10درصد است.

کلیدواژه‌ها


Allen, R. G., Pereira, L. S., Raes, D. and Smith, M. 1998. Crop evapotranspiration guidelines for computing crop requirements. Irrig. Drain Paper No. 56. FAO. Rome, Italy.

Ashktorab, H., Pruitt, W. O. and Paw U, K. T. 1994. Partitioning of evapotranspiration using lysimeter and micro-bowen-ratio system. ASCE J. Irrig. Drain. 120(2): 450-464.

Ashktorab, H., Pruitt, W. O., Paw U, K. T. and George, W. V. 1989. Energy balance determination close to the soil surface using a micro-bowen ratio system. Agric. For. Meteorol. 46, 259-274

Boast, C. W. and Robertson, T. M. 1982. A micro-lysimeter method for determining evaporation from a bare soil: Description and laboratory evaluation. Soil Sci. Soc. Am. J. 46, 689-696.

Bowen, I. S. 1926. The ratio of heat losses by conduction and by evaporation from any water surface: In: Rosenberg, N. J. (Eds.) Microclimate: The Biological Environment. Wiley. New York.

Dehghanisanij, H., Yamamoto, T. and Rasiah, V. 2004. Assessment of evapotranspiration estimation models for use in semi-arid environments. Agric. Water Manage. 64, 91-106.

Fritschen, L. J. and Shaw, R. H. 1961. Transpiration and evaporation of corn as related to meteorological factors. Agron. J. 53, 71-74.

Gardiol, J. M., Serio, L. A. and Della Maggiora, A. I. 2003. Modelling evapotranspiration of corn (Zea mays) under different plant densities. J. Hydrol. 271, 188-196.

Ham, J. M., Heilman, J. L. and Lascano R. J. 1990. Determination of soil water evaporation and transpiration from energy balance and stem flow measurements. Agric. For. Meteorol. 59, 287-301.

Ham, J. M., Heilman, J. L. and Lascano, R. J. 1991. Soil and canopy energy balances of a row crop at partial cover. Agron. J. 83, 744-753.

Harrold, L. L., Peters, D. B., Driebelbis, F. R. and Mc-Guiness, J. L. 1959. Transpiration evaluation of corn grown on a plastic-covered lysimeter. Soil Sci. Soc. Am. Proc. 23, 174-178.

Heilman, J. L., Brittin, C. L. and Neale, C. M. U. 1989. Fetch requirements of Bowen ratio measurements of latent and sensible heat fluxes. Agric. For. Meteorol. 44, 261-273.

Heilman, J. L., McInnes, K. J., Savage, M. J., Gesch, R. W. and Lascano, R. J. 1994. Soil and canopy energy balances in a west Texas vineyard. Agric. For. Meteorol. 71, 99-114.

Jara, J., Stockle, C. O. and Kjelgard, J. 1998. Measurement of evapotranspiration and its components in a corn (Zea Mays L.) field. Agric. For. Meteorol. 92, 131-145.

Kato, T., Kimura, R. and Kamichica, M. 2004. Estimation of evapotranspiration, transpiration ratio and water use efficiency from a sparse canopy using a compartment model. Agric. Water Manage. 65, 173-191.

Lascano, R. J. 2000. A general system to measure and calculate daily crop water use. Agron. J. 92, 821-832.

Ortega, F., Samuel O., Richard, H., Cuenca, M. and Englis. 1995. Hourly grass evapotranspiration in modified maritime environment. J. Irrig. Drain. ASCE. 121(6): 369-373.

Perez, P. J., Castellvi, F., Ibanez, M. and Rosell, J. I. 1999. Assessment of reliability of Bowen ratio method for partitioning fluxes. Agric. For. Meteorol. 97, 141-150.

Peters, D. B. and Russell, M. B. 1959. Relative water losses by evaporation and transpiration in field corn. Soil Sci. Soc. Am. Proc. 23, 170-173.

Pourbanadcouki, N. 2009. Impact of different irrigation levels, plant density and row spacing on yield and water productivity of corn (ksc 700) using subsurface drip irrigation (SDI, T-Tape). M.Sc. Thesis of Uremia University. (in Farsi)

Ritchie, J. T. 1971. Dryland evaporation flux in a sub-humid climate: I. Micrometeorological influences. Agron. J. 63, 51-55.

Sakuratani, T. 1987. Studies on evapotranspiration from crops. (2) Separate estimation of transpiration and evaporation from a soybean field without water shortage. In: Ham, J. M.(Eds.) Determination of soil water evaporation and transpiration from energy balance and stem flow measurements. Agric. For. Meteorol. 59, 287-301.

Sauer, T. J., Singer, J. W., Prueger, J. H.,DeSutter, T. M. and Hatfield, J. L. 2007. Radiation balance and evaporation partitioning in a narrow-row soybean canopy. Agric. For. Meteorol. 145, 206-214.

Shaw, R. H. 1959. Water use from plastic-covered and uncovered corn plots. Agron. J. 51, 172-173

Shawcroft, R. W. and Gardner, M. H. 1983. Direct evaporation from soil under a row crop canopy. Agric. Meteorol. 28, 229-238.

Steduto, P. and Hsiao, T. C. 1998. Maize canopies under two soil water regimes: I. Diurnal patterns of energy balance, carbon dioxide flux, and canopy conductance. Agric. For. Meteorol. 89, 169-184.

Uchijima, Z. 1976. Maize and rice. In: Zeggaf, T. A. (Eds.) A Bowen Ratio Technique for partitioning energy fluxes between Maize transpiration and soil surface evaporation. Agron. J. 100, 1-9. 

Wallace, J. S., Lloyd, C. R. and Sivakumar, M. V. K. 1993. Measurement of soil, plant and total evaporation from millet in Niger. Agric. For. Meteorol. 63, 149-169.

Zeggaf, T. A., Takeuchi, S., Dehghanisanij, H., Anyoji, H. and Yano, T. 2008. A Bowen ratio technique for partitioning energy fluxes between maize transpiration and soil surface evaporation. Agron. J. 100, 1-9.