واسنجی مدل HYDRUS-2D و شبیه‌سازی الگوی رطوبتی خاک در آبیاری نواری تیپ کشت نشائی چغندرقند با و بدون مالچ

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی آب، دانشکده آب و خاک، دانشگاه زابل

2 گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زابل

3 مؤسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی

4 موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه بذر چغندرقند

چکیده

این تحقیق به‌منظور واسنجی مدل HYDRUS-2D و شبیه‌سازی الگوی توزیع رطوبتی خاک در آبیاری نواری تیپ در کشت نشائی چغندرقند با و بدون مالچ انجام شد. پژوهش حاضر طی فصل زراعی 1398-1397 در 14 کرت (7 کرت با مالچ و 7 کرت بدون مالچ) با 2 ردیف نوار تیپ به آرایش 50*40 اجرا شد. از 12کرت برای اندازه‌گیری رطوبت خاک به روش وزنی و از دو کرت برای نصب لوله‌های دسترسی دستگاه PR2 به-منظور پایش توزیع رطوبت خاک در فواصل مختلف از نوار تیپ و در عمق‌های 10، 20، 30، 40، 60 و 100 سانتی‌متر از سطح خاک استفاده شد. واسنجی دستگاه PR2 در دور آبیاری 7 روز و 6 نوبت آبیاری انجام شد. نتایج واسنجی نشان داد که پارامترهای پیش‌فرض6/1 a0= و 4/8 a1= پیشنهاد شده توسط شرکت سازنده PR2برای بافت لومی مزرعه جوابگو نبوده و برای تحقیق حاضر، پارامترهای a0 و a1 برای رطوبت‌های بیشتر از ظرفیت زراعی به‌ترتیب به 8/1 و 3/8 و برای رطوبت‌های کمتر از ظرفیت زراعی به‌ترتیب به 2/1 و 6/8 اصلاح شد. بعد از واسنجی، از دستگاهPR2 برای اندازه‌گیری رطوبت در پنچ نوبت آبیاری و هر آبیاری به مدت 6 ساعت، در حین آبیاری و پس از آن تا آبیاری بعدی استفاده شد. نتایج صحت‌سنجی مدل HYDRUS -2D در پنج نوبت آبیاری با و بدون مالچ (با مقادیر میانگین قدر مطلق خطا (MAE) کمتر از 035/0، جذر متوسط مربعات خطا (RMSE) کمتر از 042/0، ضریب همبستگی (R) بالای 70/0 و مجموع مربعات خطا (SSQ) کمتر از 41/0) نشان از عملکرد مناسب مدل در شبیه‌سازی رطوبت حجمی خاک دارد. در شرایط کاربرد مالچ به‌شرطی که پارامترهای هیدرولیکی خاک برای این حالت نیز واسنجی شود، مدل همان کارایی را خواهد داشت. مدل HYDRUS-2D به‌دلیل شبیه‌سازی خوب حین و بعد از آبیاری برای طراحی، انتخاب آرایش نوار تیپ و مدیریت آبیاری نوار تیپ پیشنهاد می‌شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Calibration of HYDRUS-2D model and simulation of soil moisture pattern in transplanting sugar beet with and without mulch under tape irrigation

نویسندگان [English]

  • Karim Rahmani 1
  • Masoomeh Delbari 1
  • Peyman Afrasiab 2
  • Fariborz Abbasi 3
  • Vali allah Yusufabadi 4
1 Department of Water Engineering, Faculty of Water and Soil, University of Zabol
2 Department of Water Engineering, Faculty of Water and Soil, University of Zabol
3 Agricultural Engineering and Technical Research Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO)
4 Seed Breeding and Preparation Research Institute
چکیده [English]

This study aimed to calibrate the HYDRUS-2D model for simulating soil moisture distribution under tape irrigation in transplanting sugar beet, with and without mulching. The research was carried out during the cropping seasons 2017-2018 in 14 plots (7 plots with mulch and 7 plots without mulch) with 2 rows of 40x50 tape. To monitor soil moisture distribution, soil samples were collected from 12 plots, and access tubes of the PR2 device were installed at depths of 10, 20, 30, 40, 60, and 100 cm in two plots. The PR2 device was calibrated for a 7- day irrigation frequency and 6 irrigations. The calibration results showed that the default parameters a0=1.6 and a1=8.4 proposed by the PR2 manufacturing company were not appropriate for the loam-textured soil of the study area. For this research, a0 and a1 were modified to 1.8 and 8.3 for soil water contents higher than the filed capacity and to 1.2 and 8.6 for soil water contents lower than the field capacity, respectively. The PR2 device was then used to measure soil moisture contents for five irrigations (6 hours each irrigation), during and after irrigation until the next irrigation. The results showed that the HYDRUS-2D model performs appropriately in simulating soil water content in five irrigation intervals with and without mulch application. The mean absolute value of error (MAE) was less than 0.035, root mean square error (RMSE) was less than 0.042; correlation coefficient (R) was above 70%, and the sum of squared error (SSQ) was less than 0.41 percent. If the hydraulic parameters of the soil were recalibrated for the use of mulch, the HYDRUS-2D model provided the same efficiency. Therefore, the HYDRUS-2D model is recommended for designing and managing tape irrigation due to its good simulation during and after irrigation.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Plant residues
  • PR2 device
  • Soil water content
  • Mathematical model
  • Calibration

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار