بررسی روند تغییرات نیترات و آمونیم در نیمرخ خاک با استفاده از مدل ریاضی LEACHN

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار پژوهش بخش تحقیقات فنی و مهندسی مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی

2 استادیار پژوهش موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی

چکیده

این پژوهش به‏ منظور بررسی حرکت آب و نیتروژن در خاک تحت شرایط مختلف آبی به ‏مدت دو سال زراعی (1379و 1380) در مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی خراسان روی چغندرقند اجرا شد.  سه تیمار آبی بدون تنش، تنش مداوم، و تنش ابتدایی و سه سطح نیتروژن با مقادیر 80، 160 و 240 کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار مورد بررسی قرار گرفت.  مقدار
تخلیة رطوبتی در تیمارهای آبی به‏ ترتیب برابر با 50، 80، و 90 درصد آب قابل استفاده بود.  از مدل LEACHN برای
تجزیه و تحلیل داده‌ها استفاده شد.  مقایسة نتایج مدل با مقادیر اندازه­گیری­شده نشان ‌داد که مدل روند تغییرات غلظت آمونیم و نیترات خاک را با دقت قابل قبولی پیش‏بینی می­کند.  همبستگی بین مقادیر اندازه‏گیری و براوردشده در سطح 1 درصد
معنی‏دار بود.  بلافاصله بعد از کاربرد نیتروژن، مقدار آمونیم و نیترات در لایه‏های سطحی به‏ شدت افزایش یافت.  در
لایه‏های سطحی مقدار آمونیم در تیمار بدون تنش آبی کمتر از سایر تیمارها بود.  در زمان تنش آبی، جذب آمونیم و نیترات
کاهش ولی بعد از شکسته‏شدن تنش، مقدار آن افزایش یافت.  با افزایش عمق خاک، مقدار نیترات در تیمار بدون تنش
افزایش یافت.  در تیمارهای با تنش آبی، میزان تلفات نیتروژن بر اثر تصعید آمونیم، نیترات زدایی، و آبشویی نیترات کاهش یافت.

کلیدواژه‌ها


Acutis, M. 1997. Modeling leaching of nitrate: Calibration and validation of LEACHN model in different soils and forage crops .Rivista-di-Agronomia. (Italy). 31(1): 42-51.

Alan, D. J., Miguel, L. C. Daniel, V. M. and David, E. R. 1999. LEACHN simulations of nitrogen dynamics and water drainage in an ultisol. Agron. J. 91, 597-606.

Alizadeh, A. 1999. Relation of Water, Soil and Plant. Emam Reza University Pub. Mashhad. Iran. (in Farsi)  

Antonopoulos, V. Z. 1997. Simulation of soil moisture dynamics on irrigated cotton in semi-arid climates. Agric. Water Manag. 34, 233-246.

Antonopoulos, V. Z. 2000. Modeling of soil water dynamics in an irrigated corn field using direct pedotransfer functions for hydraulic properties. Irrig. Drain. Sys. 14, 325-342.

Focht, D. D. and Verstraete, W. 1977. Biochemical ecology of nitrification and denitrification. Adv. Microb. Ecol. 1, 135-214.

Groves, S. J. and Baily, R. J. 1997. The influence of sub-optimal irrigation and drought on crop yield, N uptake and risk of N leaching from sugar beet. Soil Use Manag. 12, 129-133.

Hanks, R. J. and Ritchie, J. T. 1991. Modeling plant and soil systems. Publishers Madison. Wisconsin USA.

Hutson, J. L. and Wagenet, R. J. 1992. LEACHM. Leaching estimation and chemistry model: A process based model of water and solute movement, transformations, plant uptake and chemical reactions in unsaturated zone. Version 3. Dept. of Agronomy. Cornell University. Ithaca. N. Y.

Jabro, J. D., Jemison, J. M. Lengnick, L. L. Fox, R. H. and Fritton, D. D. 1993. Field validation and comparison of LEACHM and NCSWAP models for predicting nitrate leaching. Trans. ASAE 36(6): 1651-1657.

Jabro, J. D., Toth, J. D., Dou,  Z., Fox, R. H. and Fritton, D. D. 1995. Evaluation of nitrogen version of LEACHM for prediction nitrate leaching. Soil Sci. 160(3): 209-217.

Jabro, J. D., Stout, W. L. Fales, S. L. and Fox, R. H. 1997. Nitrate leaching from soil core lysimeters treated with urine or feces under orchard grass: Measurement and simulation. J. Environ. Qual. 26, 89-94.

Jemison, J. M., Jabro, J. D. and Fox, R. H. 1994. Evaluation of LEACHM: II. Simulation of nitrate leaching from nitrogen-fertilized and manure corn. Agron. J. 86, 852-859.

Jolaini, M., Pazira, A. Parehkar, M. and Abedi, M. J. 2005. Estimation the moisture in sugar beet root development limit by using LEACHM model. J. Agric. Sci. Natural Resources of Gorgan University. Iran. Special Issue on Agronomy and Plant Breeding Dec.-Jan.12, 28-38. (In Farsi) 

Ling, Ge. and El-Kadi, A. I. 1998. A Lumped parameter model for nitrogen transformation in the unsaturated zone. Water Resour. Res. 34(2): 203-212.

Loague, K. and Green, R. E. 1991. Statistical and graphical methods for evaluating solute transport models: Overview and application. J. Contam. Hydrol. 7, 51-73.

Mirnia, S., Mohammadian, M. and Fallah, W. M. 2000. Nitrogen management in irrigated agriculture. Mazandaran University Pub. Iran. (in Farsi)    

Ng, H. Y. F., Drury, C. F. Serem, V. K. Tan, C. S. and Gaynor, J. D. 2000. Modeling and testing of the effect of tillage, cropping and water management practices on nitrate leaching in clay loam soil. Agri. Water Manag. 43, 111-131.

Nima, M. N., and Hanks, R. J. 1973. Model for estimation of soil water, plant, and atmospheric interrelations: I. Description and sensitivity. Soil Sci. Am. Proc. 37, 522-527.

Parehkar, M. 1998. Recharge processes under arid semi-arid areas (laboratory experiment and modeling). Ph.D. Thesis. Cranfield University. Silsoe. England.

Ramos, C. and Carbonell, E. A. 1991. Nitrate leaching and soil moisture prediction with the LEACHM model. Fertilizer Res. 27, 171-180.

Sogbedji, J. M., Van Es, H. M. and Hutson, J. L. 2001a. N fate and transport under variable cropping history and fertilizer rate on loamy sand and clay loam soils: I. Calibration of the LEACHN model. Plant and Soil. 229, 57-70.

Sogbedji, J. M., Van Es, H. M. Hutson, J. L. and Geohing, L. D. 2001b. N fate and transport under variable cropping history and fertilizer rate on loamy sand and clay loam soils: II. Performance of LEACHMN model using different calibration scenarios. Plant and Soil. 229, 71-82.

Sogbedji, J. M., Van Es, H. M. Klausner,  S. D. Bouldin,  D. R. and Cox, W. J. 2001c. Spatial and temporal processes affecting nitrogen availability at the landscape scale. Soil Till. Res. 58,233-244.

Soudi, B., Agbani, M. and Badraoui, M. 1997. Impact of N-fertigation of sugar beet on nitrate leaching. Comptes Rendusdes Congresde Institut InternationaldeRecherchesBetteravieres, Belgium. 60, 265-271.

Vickner, S. S., Hoag, D. L. Frasier,  W. M. and Ascoagh, J. C. 1998. A dynamic economic analysis of nitrate leaching corn production under nonuniform irrigation conditions. Am. Agric. Econ (USA). 80(2): 397-408.

Winter, S. R. 1990. Sugarbeet response to nitrogen as affected by seasonal irrigation. Agron. J. 82, 984-988.