آبشویی نیترات در سیستم آبیاری بارانی تحت مدیریت کود-آبیاری ذرت

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری

2 استادیار گروه مهندسی آبیاری و زه‌کشی دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس

3 دانشیار گروه خاکشناسی دانشگاه تربیت مدرس

4 استادیار پژوهش بخش تحقیقات فنی و مهندسی مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی گلستان

چکیده

مدیریت آب و کود نیتروژنی برای افزایش عملکرد  و کاهش آلودگی منابع آب، ضروری است.  اعمال چنین مدیریتی مستلزم شناخت عوامل مؤثر  بر چرخة نیتروژن خاک است.  مقدار، زمان و روش استفاده از  نیتروژن و آب از عوامل مؤثر بر این چرخه است.  هدف از این پژوهش، بررسی تأثیر سطوح مختلف کود نیتروژن و آب با مدیریت کود- آبیاری از‌ طریق سیستم آبیاری بارانی بر آبشویی نیترات و عملکرد ذرت است.  بدین منظور، آزمایشی مزرعه‌ای با ذرت علوفه‌ای در چهار تیمار آبی شامل دو سطح کم­آبیاری (W3 و W4)، یک سطح آبیاری کامل (W2) و یک سطح بیش‌آبیاری (W1) و سه تیمار کودی شامل200 (N200)، 150 (N150) و صفر  (N0) کیلوگرم نیتروژن در هکتار در سه تکرار انجام شد.  آبشویی نیتروژن نیتراتی (NO3-N) در سطوح مختلف آب و کود طی دورة رشد با توجه به شرایط رشد گیاه بررسی شد.  عصاره خاک در عمق 30 و 60 سانتی‌متری با استفاده از "نمونه­بردار آب خاک" پس از هر آبیاری یا بارندگی از تمام کرت‌ها تهیه و غلظت نیترات در عصارة استخراج شده اندازه‌گیری شد.  مقدار نیترات آبشویی شده  با استفاده از معادله بیلان جرم محاسبه شد.  نیتروژن نیتراتی خاک، پیش و پس از کاشت تا عمق‌های 30 و 60 سانتی‌متری و نیتروژن کل گیاه در زمان برداشت اندازه‌گیری شد.  نیتروژن آبشویی شده از عمق 60 سانتی‌متری در سطوح آبی W1، W2 و W4 در سطح کودی N200 به ترتیب برابر 92/6، 58/6 و صفر کیلوگرم در هکتار و در سطح کودی N150 به ترتیب برابر 03/5، 47/4 و صفر کیلوگرم در هکتار به دست آمد.  آبشویی نیترات در سطوح کم­آبیاری مشاهده نشد.  اما مقدارکمی از نیتروژن کاربردی، توسط گیاه جذب و باقی­مانده آن پس از تجمع در خاک به‌صورت تلفات گازی از خاک خارج گردید.  با افزایش کود نیتروژن مصرفی، جذب نیتروژن توسط گیاه افزایش، اما درصد جذب نیتروژن نسبت به نیتروژن مصرفی کاهش یافت.  در تیمارهایی که آب آبیاری بیشتر از تبخیر- تعرق بود، مصرف زیاد کود نیتراتی موجب افزایش شدت آبشویی نیترات شد.  نتایج همچنین نشان می‌دهد که آبشویی نیتروژن نیتراتی طی دورة رشد، تابع نیتروژن اولیة خاک، نیتروژن کاربردی، شرایط رشد گیاه، مقدار جذب نیتروژن گیاه و مدیریت کود- آبیاری است.

کلیدواژه‌ها


Asadi, M. E. 2004a. Effect of irrigation and tillage practices on nitrate leaching. Programme and Abstracts. 3rd International Nitrogen Conference. October. 12-16. Nanting. China.

Asadi, M. E. 2004b. Optimumutilization of water and nitrogen fertilizers in sustainable agriculture. Programme and Abstracts. 3rd International Nitrogen Conference. October. 12-16. Nanting. China.

Asadi, M. E. Clemente, R. S., Gupta, A. D., Loof, R. and Hansen, G. K., 2002. Impacts of fertigation via sprinkler irrigation on nitrate leaching and corn yield in an acid-sulphate soil in Thailand. Agric. Water Management. 52: 197-213.

Bacon, P. E. 1995. Nitrogen Fertilization in the Environment. Marcel Dekker Inc. N. Y.

Bakhsh, A., Kanwar, R. S. and Karlen, D. L. 2005. Effects of liquid swine manure applications on NO3-N leaching losses to subsurface drainage water from loamy soils in Iowa. Agric. Ecosystems and Environment. 109: 118-128

Basso, B. and Ritchie, J. T. 2005. Impact of compost, manure and inorganic fertilizer on nitrate leaching and yield for a 6-year maize-alfalfa rotation in Michigan. Agric., Ecosystems and Environment. 108: 329-341.

Cameira, M. R., Fernando, R. M. and Pereira, L. S. 2003.  Monitoring water and NO3-N in irrigated maize fields in the Sorraia Watershed, Portugal. Agric. Water Management. 60: 199-216.

Dinnes, D. L., Karlen, D. L., Jaynes, D. B., Kaspar, T. C., Hatfield, J. L., Colvin, T. S. and Cambardella, C. A. 2002. Nitrogen management strategies to reduce nitrate leaching in tile-drained Midwestern soils. Agronomy J. 94: 153-171.

Eriksen, G. N., Coale, F. J. and Bollero, G. A. 1999. Soil nitrogen dynamics and maize production in municipal solid waste amended soil. Agronomy J. 91: 1009-1016.

Gary, W. H. 1986. Nitrate leaching through sandy soil as affected by sprinkler irrigation management. J. Environment Quality. 15: 272-278.

Home, P. G., Panda, P. K. and Kar, S. 2002. Effect of method and scheduling of irrigation on water and nitrogen use efficiencies of Okra (Abelmoschus esculentus).Agric. Water Management. 55: 159-170.

Jalali, M. and Rowell, D. L. 2003. The role of calcite and gypsum in the leaching of potassium in a sandy soil. Expl. Agric. 39: 379-394.

Lamm, F. R., Trooien, T. P., Manges, H. L. and Sunderman, H. D. 2001. Nitrogen fertilization for subsurface drip irrigation corn. Trans. ASAE. 44(3): 533-542.

Li, J., Li, B. and Rao, M. 2005. Spatial and temporal distributions of nitrogen and crop yield as affected by nonuniformity of sprinkler fertigation. Agric. Water Management. 76: 160-180.

Litaor, M. I. 1988. Review of soil solution samplers. Water Resources Res. 24(5): 727-733.

Malakouti, M. J. and Gheybi, M. N. 2000. Determining Critical Levels of Efficient Nutrients in Soil, Plant and Fruit in Order to Increase Quantity and Quality of Strategic Country’s Crops. 2nd Ed. Agricultural Education Pub. (in Farsi)

Malakouti, M. J. and Homaee, M. 2004. Soil Fertility of Arid and Semi-Arid Regions “Difficulties and Solutions”. 2nd Ed. Tarbiat Modaress University Pub. (in Farsi)

Martin, D. L., Gilley, J. R. and Skaggs, R. W. 1991. Soil Water Balance and Management. In: Follet, R. F., Keeney, D. R. and Cruse, R. M. (Eds.) Managing Nitrogen for Groundwater Quality and Farm Profitability. ASA, SSSA. Madison. WI.

Mateos, L., Mantovani, E. C. and Villalobos, F. J. 1997. Cotton response to non-uniformity of conventional sprinkler irrigation. Irrig. Sci. 17: 47-52.

Moreno, F., Cayuela, J. A., Fernandez, J. E., Fernandez-boy, E., Murillo, J. M. and Cabrera, F. 1996. Water balance and nitrate leaching in an irrigated maize crop in SW Spain. Agric. Water Management. 32: 71-83.

Mosier, A. R., Syers, J. K. and Freney, J. R. 2004. Agriculture and the Nitrogen Cycle. Scope Series 65. Island Press.

Patel, N. and Rajput, T. B. S. 2000. Effect of Fertigation on Growth and Yield of Onion. In: Micro Irrigation. CBIP pub. No. 282.

Randall, G. W., Huggins, D. R., Russelle, M. P., Fuchs, D. J., Nelson, W. W. and Anderson, J. L. 1997. Nitrate losses through subsurface tile drainage in conservation reserve program, alfalfa, and row crop systems. J. Environmental Quality. 26 (5): 1240-1247.

Rasse, D. P., Ritchie, J. T., Peterson, W. R., Loudon, T. L. and Martin, E. C. 1999. Nitrogen management impacts on yield and NO3-N leaching in inbred maize systems. J. Environ mental. Quality. 28: 1365-1371.

Sexton, B. T., Moncrief, J. F., Rosen, C. J., Gupta, S. C. and Cheng, H. H. 1996. Optimizing nitrogen and irrigation input for corn based on nitrate leaching and yield on a coarse-textured soil. J. Environment Quality. 25: 982-992.

Tyson, A., Dixon, M. L. and Segars, W. 1992. Your Drinking Water. Nitrates Ext. Pub. University of Georgia. Athens. GA, USA.

Wiesler, F. 1998. Comparative Assessment of the Efficacy of Various Nitrogen Fertilizers. In: Rengel, Z. (Ed.) Nutrient Use in Crop Production. Food Product Press. N. Y.

Zhu, A., Zhang, J., Zhao, B., Cheng, Z. and Li, L. 2005. Water balance and nitrate leaching losses under intensive crop production with Ochric Aquic Cambosols in North China plain.  Environment International. 31(6): 904-912.