آبیاری جویچه ای گردشی )غلام گردشی( یک نوع آبیاری جویچه ای تغییر فرم یافته است که در مزارع کوچک ایران کاربرد دارد ولی تا بحال مطالعه ای در رابطه هیدرولیکی آن صورت نگرفته است. استفاده از این روش آبیاری بخصوص در خاک های با بافت سنگین و شیب زیاد در مقایسه با روش سنتی آبیاری جویچه ای می تواند رواناب انتهایی را کاهش و راندمان آبیاری را افزایش دهد. به همین منظور برای بررسی عملکرد هیدرولیکی آبیاری جویچه ای گردشی و مقایسه آن با آبیاری جویچه ای معمولی، مطالعه ای در سه مزرعه آزمایشی خزانه با بافت خاک لوم شنی رسی و سه شیب 0.3، 1 و 2 درصد، دانشگاه با بافت خاک لوم شنی رسی و شیب 0.29 درصد و رودشت با بافت خاک رسی و شیب 0.1 درصد انجام شد. جویچه ها و جویچه های گردشی با شرایط یکسان ایجاد شدند و از دستگاه انتقال آب به جویچه که قادر است تحت فشار ثابت دبی مورد نظر را به جویچه ها انتقال دهد استفاده شد. برای تعیین عوامل معادله نفوذ کوستیاکف - لوییس از روش بیلان حجم در آبیاری جویچه ای استفاده شد. نتایج نشان داد در تمامی مزارع آزمایشی برای شرایط یکسان شامل: زمان آبیاری و دبی آب ورودی به جویچه، در روش جویچه ای گردشی سرعت پیشروی آب و رواناب انتهایی کمتر از روش جویچه ای می باشد. در هر سه مزرعه آزمایشی میزان نفوذ در روش جویچه ای گردشی بیشتر از روش جویچه ای بود که با افزایش شیب این تفاوت کاهش یافت. سطح مقطع خیس شده جویچه در هر دو روش آبیاری برای هر یک از مزارع آزمایشی تقریبا یکسان بود. در هر سه مزرعه آزمایشی با افزایش عمق خالص آبیاری راندمان کاربرد در مزرعه برای هر دو روش آبیاری افزایش یافت. در هر دو روش آبیاری معادلات پیشروی تعیین شده با ضریب تبیین بیش از 90 درصد قادر به پیش بینی ارقام اندازه گیری شده بودند. اختلاف دو روش آبیاری از نظر مسافت طولی پیشروی آب و عمق آب نفوذ یافته در طول جویچه در سطح 5 درصد معنی دار بود.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

بکار بردن کود همراه آب آبیاری در حال گسترش است. لذا، تعیین معیارهای مناسب آن در روش های آبیاری سطحی امری ضروری است. در این تحقیق مسائل فنی کود آبیاری شامل یکنواختی توزیع، زمان تزریق و مدت زمان تزریق در آبیاری جویچه ای با دو رژیم انتها بسته و انتها باز با کاهش جریان و با استفاده از داده های مزرعه ای و یک مدل ریاضی کودآبیاری بررسی شده است.آزمایش های مزرعه ای در سال 1384 در یک خاک لومی بدون پوشش گیاهی در قالب اسپلیت پلات با طرح پایه بلوک های کامل تصادفی با استفاده از دو رژیم آبیاری جویچه ای (انتها بسته و انتها باز هر دو با کاهش جریان) به عنوان فاکتور اصلی و سه تیمار تزریق کود نیترات پتاسیم شامل تزریق در تمام مدت زمان آبیاری، تزریق در نیمه اول آبیاری و تزریق در نیمه دوم آبیاری به عنوان فاکتور فرعی در دو تکرار اجرا شد. شاخص های توزیع یکنواختی نیمه (DULH) و چارک پایین (DULQ) برای آب و کود در آزمایش های مختلف تعیین و با مقادیر برآورد شده به وسیله مدل کودآبیاری مقایسه گردید. نتایج نشان داد که یکنواختی توزیع نیمه پایین کود برای آزمایش های تزریق کود در نیمه اول آبیاری بین 81 تا 89 درصد، برای آزمایش های تزریق در نیمه دوم آبیاری بین 93 تا 96 درصد و برای تزریق کود در تمام مدت زمان آبیاری بین 87 تا 93 درصد متغیر می باشد. یکنواختی توزیع نیمه پایین آب در همه آزمایش ها بسیار بالا و بین 94 تا 98 درصد تغییر نمود. آنالیز حساسیت نشان داد که ضریب انتشارپذیری طولی، پارامتر حساسی در مطالعه انتقال املاح روی سطح خاک نیست. نتایج حاکی از آن است که تزریق در نیمه دوم نسبت به تزریق در نیمه اول و کل آبیاری بهتر است. بهترین گزینه تزریق در نیمه دوم با شرایط انتها بسته می باشد.زیرا رواناب کودی در این حالت صفر و یکنواختی توزیع کود نیز قدری بالاتر است.نتایج مدل نیز تزریق در نیمه دوم با شرایط انتهای بسته را بهترین حالت نشان می دهد.از نظر یکنواختی توزیع کود، بین آزمایش های انتها باز و انتها بسته اختلاف معنی دار وجود نداشت. تلفات کود به صورت رواناب در جویچه های انتهای باز بین 17.7 تا 50.2 درصد متغیر بود. نتایج نشان داد که در صورت مدیریت صحیح، آبشویی و تلفات نفوذ عمقی عامل تهدید کننده ای در این روش کوددهی نیست.

تغییر خصوصیات فیزیکی خاک در قسمت های مختلف در طول جویچه طی فصل رشد باعث ایجاد تغییر در نفوذ پایه خاک و به دنبال آن شاخص های عملکرد آبیاری جویچه ای می گردد. هدف تحقیق حاضر بررسی این موضوع می باشد که آیا تغییرات نفوذ پایه در طول جویچه راندمان های یکنواختی توزیع، کاربرد، رواناب سطحی و تلفات عمقی آب را تغییر می دهد؟ به همین منظور در مزرعه ARC2-7 کشت و صنعت امیرکبیر، تعداد دو جویچه به طول های 140 و عرض های 1.83 متر با بافت شنی رسی سیلتی مورد مطالعه قرار گرفت. برای رسیدن به اهداف تحقیق ابتدا جویچه اول (جویچه متغیر) به چهار قطعه 35 متری تقسیم شد و نفوذ پایه به روش ورودی-خروجی برای هر قطعه به صورت جداگانه محاسبه گردید تا توسط مدل صفحه گسترده، که با استفاده از فن واریانس تغییرات نفوذپذیری در طول جویچه را در محاسبات راندمان ها اعمال می کند، راندمان ها آبیاری ذکر شده در بالا به دست آیند. سپس در جویچه دوم (جویچه یکنواخت) راندمان های آبیاری به صورت مرسوم محاسبه شد و با راندمان های به دست آمده در جویچه متغیر برای تعداد هفت نوبت آبیاری طی دوره رشد گیاه نیشکر مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد در صورت اعمال تغییرات نفوذ پایه درمحاسبه راندمان های آبیاری، راندمان یکنواختی توزیع بیشترین تغییر را نسبت به بقیه راندمان ها از خود نشان می دهد. به طوری که با اعمال ضریب تغییرات نفوذ پایه (0.28= (CVf0برای جویچه متغیر در مدل، راندمان یکنواختی توزیع در حدود 33 درصد نسبت به جویچه یکنواخت کاهش نشان داد. در حالی که به ازای ضریب تغییرات مذکور راندمان کاربرد آب 6 درصد کاهش و تلفات عمقی آب 26 درصد افزایش یافت و تغییرات رواناب سطحی نزدیک به صفر بود.

طراحی، ارزیابی و مدیریت آبیاری جویچه ای در مزرعه مبتنی بر مشخصه های نفوذ آب در خاک است. تغییرات نفوذ آب در جویچه های آبیاری تابع تغییرات عامل هایی مختلف است و بدین جهت نفوذ فرایندی پیچیده خواهد بود و مدل سازی آن به ویژه برای تمام سطح مزرعه دشوار است. پژوهش حاضر با هدف بررسی اثرهای مستقیم و غیرمستقیم متغیرهای فرصت نفوذ، رطوبت اولیه خاک، عمق جریان آب در جویچه، سطح مقطع جریان، محیط خیس شده، و کمی سازی میزان مشارکت این متغیرها در تغییرات نفوذ آب در جویچه در سطح مزرعه اجرا شده است. آ‍زمایش های مزرعه ای برای جمع آوری داده های مشاهداتی در مزرعه ای به ابعاد 70×130 متر در 58 واحد آزمایشی در تابستان 1381 و اندازه گیری نفوذ آب در جویچه با روش جویچه مسدود اجرا شده است. بر مبنای یافته های این پژوهش، سهم اثر مستقیم فرصت نفوذ، سطح مقطع جریان، رطوبت اولیه خاک، محیط خیس شده، و عمق جریان به ترتیب برابر 97.4، 42.0، 36.5، 15.0، و 12.0 درصد اثرهای کل این متغیرهاست. ترتیب اثرهای کل متغیرها بر نفوذ تجمعی در سطح مزرعه به صورت فرصت نفوذ، عمق جریان آب در جویچه، رطوبت اولیه خاک، سطح مقطع جریان، و محیط خیس شده بود. با بررسی اثرهای مستقیم و غیرمستقیم متغیرها بر نفوذ تجمعی، فرصت نفوذ، رطوبت اولیه خاک، و سطح مقطع جریان به عنوان مولفه های اصلی نفوذ تجمعی از جویچه آبیاری تشخیص داده شدند. براین مبنا، با استفاده از روش های آماری یک مدل غیرخطی برای توصیف نفوذ تجمعی از سطح مزرعه با داده های اندازه گیری شده به دست آمد. این مدل حدود 89 درصد از تغییرات نفوذ تجمعی از سطح مزرعه را توجیه می کند.

فوذپذیری خاک که اهمیت زیادی در طراحی و مدیریت آبیاری جویچه ای دارد نسبت به زمان تغییر می کند. این مسئله بر یکنواختی توزیع آب نفوذ یافته در مزرعه، مدت زمان آبیاری و در نتیجه بر راندمان آبیاری جویچه ای تاثیر زیادی خواهد گذاشت. هدف این تحقیق، بررسی تغییرات زمانی پارامترهای معادله نفوذ کوستیاکوف-لوییس در شرایط کم آبیاری جویچه ای در نوبت های مختلف آبیاری محصول ذرت بود. در این تحقیق، چهار تیمار براساس تامین نیاز آبی گیاه در انتهای جویچه (شامل آبیاری کامل (شاهد) و آبیاری در حد 75، 50 و 25 درصد عمق آب مورد نیاز در انتهای جویچه) مورد بررسی قرار گرفت. جویچه ها ذورنقه ای شکل و فاصله و طول آن ها به ترتیب 75/0 و 51 متر بود. پارامترهای نفوذ با استفاده از داده های زمان پیشروی و هیدروگراف دبی ورودی و خروجی در تیمارهای مختلف به وسیله مدل IPARM برآورد شد. نتایج نشان داد که مدل IPARMدر برآورد پارامترهای معادله نفوذ کوستیاکوف-لوییسدر نوبت های مختلف آبیاری دارای دقت خوبی بود، به طوری که میانگین خطای کل حجم آب نفوذیافته در طول جویچه حدود شش درصد به دست آمد. بیشترین و کمترین خطای نسبی در تخمین حجم آب نفوذ یافته به ترتیب برای تیمار کم آبیاری 50 درصد در آبیاری دوازدهم (19 درصد) و تیمار کم آبیاری 75 درصد در آبیاری یازدهم (3/0 درصد) به دست آمد. بیشترین و کمترین تغییرپذیری پارامترهای معادله نفوذ برای تیمارهای کم آبیاری در حد 25 و 50 درصد انتهای جویچه به دست آمد. هم چنین زمان پیشروی آب در طول جویچه در تیمارهای کم آبیاری بیشتر از تیمار آبیاری کامل به دست آمد.

مدیریت و طراحی بهینه آبیاری و کوددهی می توانند عامل کنترل کننده انتقال آلاینده ها باشند. به طوری که هرگونه ترکیب مدیریت آب و مواد مغذی که منجر به کاهش رواناب و نفوذ عمقی، ایجاد فرصت مناسب برای نفوذ املاح، کاهش رسوبات و اعمال تدریجی کود شود در کنار توجه به مسایل اقتصادی و سهولت کاربرد می تواند قابل توجه باشند. در این تحقیق، تاثیر دو روش مدیریت آبیاری کاهش دبی و دبی ثابت در آبیاری جویچه ای و دو روش مدیریتی کوددهی به صورت جامد و مایع بر خروج مواد مغذی نیتروژن، فسفر و پتاسیم به صورت رواناب مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که مدیریت آبیاری کاهش دبی به همراه مدیریت پخش غیر یک نواخت کود جامد در مورد هر سه عنصر به دلیل کاهش خروج مواد مغذی از مزرعه دارای برتری بود. ولی بررسی خروجی نیترات در 6 مدیریت مختلف اعمال شده نشان داد که مدیریت آبیاری کاهش دبی و اعمال سه مرحله ای کود جامد، کود آبیاری و کود آبیاری (با نسبت های 1.4، 1.2 و 1.4) به دلیل نتایج مشابه با مدیریت کاهش دبی و اعمال سه مرحله ای کود جامد و تاثیر بیشتر بر یک نواختی رشد گیاهان در طول جویچه و سهولت کاربرد، توصیه می گردد.

مدیریت و طراحی مناسب روش های آبیاری، مستلزم آگاهی از جزییات نفوذ آب به خاک است که بایستی تعیین شود. یکی از مشخصه های فیزیکی خاک که مدیریت آبیاری را تحت تاثیر قرار می دهد مساله نفوذ و تغییرات آن میباشد که در طراحی و ارزیابی سیستم های آبیاری مهم می باشد و تعیین معادله ای که حاک بر این فرایند است نقش مهمی در موفقیت یک آبیاری دارد. وقتی به علت تغییرات خواص سطحی خاک، میزان نفوذ آب به خاک چنان کاهش یابد که آب کافی در اختیار گیاه قرار نگرفته و عملکرد محصول کاهش یابد، مشکل نفوذپذیری پیش آمده است. نفوذ نهایی خاک از جمله خواص فیزیکی خاک بوده که تغییرات آن موجب تغییرات نفوذ تجمعی می گردد. در این راستا نفوذ نهایی و تجمعی خاک در آبیاری جویچه ای و تغییرات آن با دفعات آبیاری در زراعت ذرت در مزرعه دانشکده کشاورزی دانشگاه تهران بررسی گردد. نفوذ نهایی خاک از روش ورودی- خروجی و نفوذ تجمعی با استفاده از معادله کوستیاکوف- لوییز تعیین شد. نتایج نشان داد که نفوذ نهایی خاک در انتهای فصل کشت نسبت به ابتدای دوره به میزان 34 درصد کاهش یافت. در این راستا راندمان کاربرد آب به میزان 10 درصد نسبت به ابتدای دوره کاهش یافت. با توجه به تغییرات راندمان کاربرد، به منظور نفوذ عمق مشخص آب در ابتدا و انتهای دوره، زمان آبیاری در انتهای فصل بایستی نسبت به ابتدای فصل افزایش یابد که این بیانگر تغییرات کاهشی نفوذ در طول فصل و حاکی از افزایش زمان آبیاری به منظور نفوذ عمق مشخص آب جهت حصول به راندمان کاربرد بالا می باشد.

 لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.