بررسی تجمع املاح در خاک تحت کشت نیشکر در آبیاری قطره‌ای زیرسطحی

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 گروه آبیاری و زهکشی، دانشکده مهندسی آب و محیط زیست ، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

2 گروه مهندسی محیط زیست، دانشکده مهندسی آب و محیط زیست، دانشگاه شهید چمران اهواز،ایران

3 موسسه تحقیقات فنی و مهندسی، سازمان تحقیقیات آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

چکیده

پژوهش حاضر باهدف بررسی توزیع و تجمع املاح در عمق خاک منطقه توسعه ریشه طی مراحل کود دهی نیتروژن گیاه نیشکر به روش آبیاری قطره‌ای زیرسطحی آزمایشی فاکتوریل به‌صورت کرت‌های یک‌بار خرد شده با سه تکرار در کشت و صنعت نیشکر فارابی در جنوب اهواز در سال زراعی 01-1400 اجرا شد. تیمار مراحل کود دهی با شش مرحله (T1،T2، T3،T4،T5 و T6) و تیمار اعماق خاک با پنج عمق (100-80، 80-60، 60-40، 40-20 و 20-0) اعمال گردید. تحلیل نتایج نشان داد، بالاترین میزان EC (dS/m 55/4)، SAR (93/8)، نیترات (mg/kg 52/ 33) و آمونیوم (mg/kg 47/30) به ترتیب در زمان کود دهی T4، T4، T1 و T5 بود که نشان‌دهنده افزایش میزان هدایت الکتریکی و نسبت جذب سدیم بود. بالاترین مقادیر EC (dS/m 30/5)، SAR (1/7)، نیترات (mg/kg 5/33) و آمونیوم (mg/kg 6/18) در عمقcm 20 خاک بود. بیشترین EC و SAR خاک ناشی از اثر متقابل زمان کود دهی و عمق خاک در زمان کود دهی مرحله T4 و عمق cm 0-20 از سطح خاک به ترتیب برابر با dS/m 62/7 و 31/11 بود که رفتار SAR تبادلی مشابه با EC است و در طول پژوهش افزایشی است. بالاترین میزان نیترات در زمان کود دهی مرحله T5 و عمق خاک cm 0-20 برابر باmg/kg 32/41 است. اما بالاترین میزان آمونیوم در مرحله T1کود دهی و عمق cm 20 -0 خاک برابر با mg/kg 85/18 بود. بنابراین، نتایج این پژوهش نشان داد، به‌منظور مدیریت املاح و جلوگیری از تجمع آن‌ها در سطح خاک اراضی تحت کشت نیشکر خوزستان با استفاده از روش آبیاری قطره‌ای زیرسطحی، پیشنهاد می‌گردد دبی و عمق نصب قطره‌چکان‌ بیشتر در نظر گرفته شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


منابع
افشاری‌نیا، مهدیه، و پناهی، فاطمه (1400). تاثیر خشک‌سالی اقلیمی بر شوری خاک سطحی در دشت کاشان. مدل‌سازی و مدیریت آب و خاک، 1(2)، 46-36. doi: 10.22098/mmws.2021.8982.1018
جهان‌تیغ، منصور، جهان‌تیغ، معین، دهمرده، خداداد، و بیات، رضا (1402). تاثیر تغییرات شوری و روش آبیاری بر رشد محصولات گل محمدی و چای‌ترش در دشت سیستان. مدلسازی و مدیریت آب و خاک، 3(4)، 191-181. doi: 10.22098/mmws.2023.12061.1199
زنگنه یوسف آبادی، الهام، هوشمند، عبدالرحیم، ناصری، عبدعلی، برومند نسب، سعید و پرویزی، مسعود (1400). تأثیر مدیریت‌های مختلف آبیاری قطره‌ای زیرسطحی بر بهره‌وری آب آبیاری، عملکرد و اجزای عملکرد نیشکر رقم CP69-1062. علوم و مهندسی آبیاری. 44(1)، 15-1. doi: 10.22055/jise.2018.25258.1747
شینی‌دشتگل، علی (1398). اصول مدیریت کاربردی آب در نیشکر. چاپ دوم، انتشارات مؤسسة تحقیقات و اموزش توسعه نیشکر و صنایع جانبی خوزستان، 168 صفحه.
شینی‌دشتگل، علی (1399). اثر فواصل و اعماق مختلف کارگذاری قطره‌چکان‌های تنظیم‌کننده فشار در آبیاری قطره‌ای زیرسطحی بر روی توزیع رطوبت، بهره‌وری آب و عملکرد کمی و کیفی نیشکر در شرایط اقلیمی جنوب خوزستان. رساله دکتری. دانشگاه شهید چمران اهواز.
طاهری، مهدی، طاهری، میثم، عباسی، محمد، مصطفوی، کریم و واحدی، سمیرا (1395). بررسی الگوی توزیع شوری و سدیم خاک تحت آبیاری قطره‌ای سطحی و زیرسطحی در باغات زیتون. مهندسی آبیاری و آب ایران، 7(2)، 141-127.
عباسی، فریبرز (1400). فیزیک خاک پیشرفته. چاپ ششم، انتشارات دانشگاه تهران. 334 صفحه.
مرادی کشکولی، شهلا، هاشمی، رضا، خاشعی سیوکی، عباس، و شهیدی. علی (1395). شبیه‌سازی حرکت آب و انتقال املاح در خاک با استفاده از مدل هایدروس جهت تعیین عمق بهینه کارگذاری قطره‌چکان. آبیاری و زهکشی ایران. 1(10)، 103-94. https://civilica.com/doc/1208797/
نادری، نادر، و طباطبائیان، محسن (1403). ارزیابی عملکرد فنی و تغییرات شوری خاک در سامانه آبیاری قطره‌ای زیرسطحی باغ‌های پسته استان سمنان. پژوهش آب در کشاورزی، 38(2)، 139-148. doi: 10.22092/jwra.2024.364909.1031
غلامی شرفخانه، مهدی، ضیائی، علی‌نقی، ناقدی‌فر، سید محمد رضا، و اکبری، امیر (1403). بهبود برنامه‌ریزی سیستم آبیاری قطره‌ای با اندازه‌گیری میدانی و مدل‌سازی گیاهی. مدل‌سازی و مدیریت آب و خاک. 4(1)، 313-299. doi:10.22098/mmws.2023.12389.1236
 
References
Abbasi, F. (2020). Advanced Soil Physics. 6th Edition: Tehran University Press, 334 pages. [in Persian]
Afsharinia, M., & Panahi, F. (2021). Effect of climatic drought on surface soil salinity in Kashan Plain. Water and Soil Management and Modeling, 1(2), 36-46. doi: 10.22098/mmws.2021.8982.1018. [in Persian]
Amente, G., Baker, J M., & Reece, C.F. (2000). Estimation of soil solution electrical conductivity from bulk soil electrical conductivity in sandy soils. Soil Science Society of America Journal, 64(6), 1931-1939.‏ doi: 10.2136/sssaj2000.6461931x
Bouman, O.T., Curtin, D., Campbell, C.A., Biederbeck, V.O., & Ukrainetz, H. (1995). Soil acidification from long‐term use of anhydrous ammonia and urea. Soil Science Society of America Journal, 59(5), 1488-1494. doi: 10.2136/sssaj2000.6461931x
Butcher, K., Wick, A.F., DeSutter, T., Chatterjee, A., & Harmon, J. (2016). Soil salinity: A threat to global food security. Agronomy Journal, 108(6), 2189-2200. doi:10.2134/agronj2016.06.0368
Carter, M.R., & Gregorich, E.G. (2007). Soil sampling and methods of analysis. CRC press.‏ doi: 10.1201/9781420005271
Eltarabily, M.G., Bali, K.M., Negm, A.M., & Yoshimura, C. (2019). Evaluation of root water uptake and urea fertigation distribution under subsurface drip irrigation. Water11(7), 1487.‏ doi:10.3390/w11071487
Diez, J.A., Tarquis, A., Catagena, M.C., & Vallejo, A. (2006). Optimisation of N application for a maize crop grow in a shallow, irrigated soil. Spanish Journal of Agricultural Research, 4(4), 373-380. doi: 10.5424/sjar/2006044-214
Dervash, M.A., Bhat, R.A., Shafiq, S., Singh, D.V., & Mushtaq, N. (2020). Biotechnological intervention as an aquatic clean up tool. Fresh water pollution dynamics and remediation, 183-196.‏ doi:10.1007/978-981-13-8277-2_11.
Gu, Y. Y., Zhang, H. Y., Liang, X. Y., Fu, R., Li, M., & Chen, C.J. (2022). Effect of different biochar particle sizes together with bio-organic fertilizer on rhizosphere soil microecological environment on saline–alkali land. Frontiers in Environmental Science, 10, 949190.‏ doi: 10.3389/fenvs.2022.949190.
Gholami Sharafkhane, M., Ziaei, A.N., Naghedifar, S.M., & Akbari, A. (2024). Improving the scheduling of drip irrigation system using field measurements and crop modeling. Water and Soil Management and Modeling, 4(1), 299-313. doi: 10.22098/mmws.2023.12389.1236. [in Persian]
Guan, Z., Jia, Z., Zhao, Z., & You, Q. (2019). Dynamics and distribution of soil salinity under long-term mulched drip irrigation in an arid area of northwestern China. Water, 11(6), 1225.‏ doi: 10.3390/w11061225
Hanson, B.R., Šimůnek, J., & Hopmans, J.W. (2006). Evaluation of urea–ammonium–nitrate fertigation with drip irrigation using numerical modeling. Agricultural Water Management, 86(1-2), 102-113. doi: 10.1016/j.agwat.2006.06.013
Han, J., Shi, J., Zeng, L., Xu, J., & Wu, L. (2015). Effects of nitrogen fertilization on the acidity and salinity of greenhouse soils. Environmental Science and Pollution Research, 22, 2976-2986.‏ doi: 10.1007/s11356-014-3542-z.
Li, D., Yang, Y., Zhao, Y., Zhou, X., Han, Q., Liu, H., & Li, M. (2024). Optimizing cotton yield and soil salinity management: Integrating brackish water leaching and freshwater drip irrigation with subsurface drainage. Field Crops Research, 314, 109454. doi: 10.1016/j.fcr.2024.109454.
Jahantigh, M., Jahantigh, M., Dhemardhe, D., & Bayat, R. (2023). The effect of changes in salinity and irrigation method onthe growth of Rose and Hibiscus sabdariffa crops in the Sistan plain. Water and Soil Management and Modeling, 3(4), 181-191. doi:10.22098/mmws.2023.12061.1199. [in Persian]
Mahgoub, N.A., Mohamed, A.I., El Sayed, M., & Ali, O.M. (2017). Roots and nutrient distribution under drip irrigation and yield of faba bean and onion. Open Journal of Soil Science, 7(2), 52-67. ‏doi: 10.4236/ojss.2017.72004.
Merriam, J.L., & Keller, J. (1978). Farm Irrigation System Evaluation: A Guide to Management. Utah State University, Logan, Utah.
doi: 10.5555/19811964769
Moayedinezhad, A., Hosseini Salekdeh, G., Nejatian, M.A., & Mohsenifard, E. (2019). Effect of drought stress on some physiological and biochemical characteristics of two grapevine cultivars. Journal of Plant Process and Function, 8(32), 377-389.‏ doi: 20.1001.1.23222727.1398.8.32.20.8
Moradi Kashkooli, Sh., Hashemi, S.R., Khashei suiki, A., & Shahidi, A. (2016). Simulation of movement of water and solutes in soil by HYDRUS model to determine the suitable depth of dripper. Iranian Journal of Irrigation and Drainage, 1(10), 94-103. [in Persian]
Mushtaq, N., Singh, D.V., Bhat, R.A., Dervash, M. A., & Hameed, O.B. (2020). Freshwater contamination: sources and hazards to aquatic biota. Freshwater Pollution Dynamics and Remediation, 27-50. doi:27-50.‏ 10.1007/978-981-13-8277-2_3
Naderi, N,. & Tabatabaian, S.M. (2024). Investigating the Technical Performance and Soil Salinity Variations for Subsurface Drip Irrigation System of Pistachio Orchards in Semnan Province. Journal of Water Research in Agriculture, 38(2).139-148. doi: 10.22092/jwra.2024.364909.1031. [in Persian]
Namdarian, D., Boroomand-Nasab, S., Gorooei, A., Gaiser, T., Solymani, A., Naseri, A., & dos Santos Vianna, M. (2024). Determination of the optimum depth for subsurface dripping irrigation of sugarcane under crop residue management. Agricultural Water Management, 303, 109026.‏ doi: 10.1016/j.agwat.2024.109026.
Nayebloie, F., Kouchakzadeh, M., Ebrahimi, K., Homaee, M., & Abbasi, F. (2022). Improving fertigation efficiency by numerical modelling in a lettuce subsurface drip irrigation farm. Agricultural Water Management, 270, 107721.‏ doi: 10.1016/j.agwat.2022.107721
Nieder, R., Benbi, D.K., & Scherer, H.W. (2011). Fixation and defixation of ammonium in soils: a review. Biology and fertility of Soils, 47, 1-14.‏ doi: 10.1007/s00374-010-0506-4
Pahalvi, H.N., Rafiya, L., Rashid, S., Nisar, B., & Kamili, A.N. (2021). Chemical fertilizers and their impact on soil health. Microbiota and Biofertilizers, Vol 2: Ecofriendly Tools for Reclamation of Degraded Soil Environs, 1-20.‏ doi: 10.1007/978-3-030-61010-4_1.
Sheini-Dashtgol, A. (2019a). Principles of applied water management in sugarcane. 2th Edition: Sugarcane Research and Training In Institute, 168 pages. [in Persian]
Sheini-Dashtgol, A. (2019b). The effect of different distances and depths of pressure regulating drippers in subsurface drip irrigation on moisture distribution, water productivity, and quantitative and qualitative yield of sugarcane in the climatic conditions of southern Khuzestan. PhD thesis. Shahid Chamran University of Ahvaz. [in Persian]
Sheini-Dashtgol, A., Kermannezhad, J., Ghanbari-Adivi, E., & Hamoodi, M. (2022). Evaluating moisture distribution and salinity dynamics in sugarcane subsurface drip irrigation. Water Conservation Science and Engineering, 7(3), 227-245.‏ doi: 10.1007/s41101-022-00139-y.
Shukla, S., & Saxena, A. (2020). Sources and leaching of nitrate contamination in groundwater.Current Science, 118(6), 883-891.‏ doi: 10.18520/cs/v118/i6/883-891.
Singh, D.V., Bhat, R.A., Dervash, M.A., Qadri, H., Mehmood, M.A., Dar, G.H., Hameed, M., & Rashid, N. (2020). Wonders of nanotechnology for remediation of polluted aquatic environs. Fresh water pollution dynamics and remediation, 319-339.‏ doi: 10.1007/978-981-13-8277-2_17.
Smajstrla, A.G., Boman, B.J., Haman, D.Z., Pitts, D. J., & Zazueta, F.S. (1990). Field evaluation of micro irrigation water application uniformity. Florida Cooperative Extension Service, Institute of Food and Agricultural Sciences, University of Florida.‏ doi: 10.32473/edis-ae094-1997
Stavi, I., Thevs, N., & Priori, S. (2021). Soil salinity and sodicity in drylands: A review of causes, effects, monitoring, and restoration measures. Frontiers in Environmental Science, 9, 712831.‏ doi: 10.3389/fenvs.2021.712831.
Taheri, M., Taheri, M., Abbasi, M., Mostafavi, K., & Vahedi, S. (2017). Patterns of soil salinity and sodium under surface and subsurface drip irrigation in olive trees. Irrigation and Water Engineering, 7(2), 127- 141. [in Persian]
Thidar, M., Gong, D., Mei, X., Gao, L., Li, H., Hao, W., & Gu, F. (2020). Mulching improved soil water, root distribution and yield of maize in the Loess Plateau of Northwest China. Agricultural Water Management, 241, 106340.‏ doi: 10.1016/j.agwat.2020.106340
Thomas, S.L., Bindhu, J.S., Pillai, S.P., Beena, R., Biju, J., & Sarada, S. (2024). Nutrient Dynamics and Moisture Distribution under Drip Irrigation System.‏ Journal of Experimental Agriculture International. 46(10), 485-493. doi: 10.9734/jeai/2024/v46i102972.
Yang, F., Wu, P., Zhang, L., Liu, Q., Zhou, W., & Liu, X. (2023). Subsurface irrigation with ceramic emitters improves the yield of wolfberry in saline soils by maintaining a stable low-salt environment in root zone. Scientia Horticulturae, 319, 112181.‏ doi: 10.1016/j.scienta.2023.112181.
Zaman, W.U., Arshad, M., & Saleem, A. (2001). Distribution of nitrate-nitrogen in the soil profile under different irrigation methods. International Journal of Agriculture and Biology, 2, 208-209.
Zanganeh Yusef Abadi, E., Hooshmand, A., Naseri, A., Boroomand-Nasab, S., & Parvizi, M. (2021). The effect of different management of sub-surface irrigation on water productivity, yield and yield component of sugarcane (var. CP69-1062). Irrigation Sciences and Engineering, 44(1), 1-15. doi: 10.22055/jise.2018.25258.1747 . [in Persian]
Zhou, J., Xia, F., Liu, X., He, Y., Xu, J., & Brookes, P.C. (2014). Effects of nitrogen fertilizer on the acidification of two typical acid soils in South China. Journal of soils and sediments, 14, 415-422.‏ doi: 10.1007/s11368-013-0695-1.