اندازه گيري و شبيه سازي آبشويي نيتروژن نيتراتي بوسيله مدل LEACHN

Measuring and Simulation of Nitrate Leachate Using LEACHN Model

در اغلب مناطق، كشاورزي منبع اصلي آلودگي منابع آب هاي سطحي و زيرزميني به نيتروژن مي باشد و مدل هاي شبيه سازي ابزار مفيدي در تعيين سهم نيتروژن كشاورزي در آلودگي منابع آب هستند. در اين تحقيق نيتروژن نيتراتي آبشويي شده در يك خاك با بافت لوم تا لومي سيلت اندازه گيري و پس از واسنجي مدل LEACHN شبيه سازي شد. طرح آزمايشي اين پژوهش به صورت بلوك هاي كامل تصادفي و شامل 15 لايسيمتر (ستون خاك) از جنس PVC به ارتفاع 120 و قطر 40 سانتي متر در ايستگاه صحرايي بخش مهندسي آب دانشكده كشاورزي شيراز بود. در لايسيمترها گياه ذرت رقم سينگل كراس 704 كاشته شد. تيمارها شامل پنج تيمار كود اوره به ميزان صفر (شاهد)، 150، 200، 250 و 300 كيلوگرم نيتروژن در هكتار بود كه در سه تكرار انجام شدند. نتايج اندازه گيري ها در انتهاي فصل رشد در عمق 120 سانتي متر نشان داد كه با افزايش كود اوره، مقدار آبشويي نيتروژن نيتراتي در تيمارهاي كودي 150 ، 200 ، 250 و300 كيلوگرم در هكتار بترتيب 132، 174، 134 و 182 درصد نسبت به تيمار شاهد افزايش يافت. به طور كلي مقادير شبيه سازي شده همواره بزرگتر از مقادير اندازه گيري شده بود و خطاي نسبي بين 3/11 درصد (تيمار 300 كيلو گرم در هكتار) تا 6/88 درصد (تيمار شاهد) بدست آمد. ارزيابي نتايج مدل نشان داد كه بهترين شبيه سازي ها براي تيمارهاي كودي بترتيب 300، 200، 150، 250 و شاهد بوده است. به طوركلي شبيه سازي هاي انجام شده توسط مدل LEACHN بيانگر دقت نسبتا خوب مدل در شبيه سازي مقدار نيترات آبشويي مي‌باشد.

In many areas, the main source of surface and groundwater nitrogen pollution is agriculture and simulation models are useful tools in determining the contribution of nitrogen produced by agriculture in pollution of water resources. In this research, leaching of nitrate on a loam-silty to loam soil was measured and simulated using LEACHN model after calibration. The experimental design was complete randomize block. The planting media consist of 15 PVC lysimeters (soil column) with 40 cm diameter and 120 cm height. In these lysimeters, maize (Singel Cross 704) was planted. The nitrogen treatments were 0.0 (control), 150, 200, 250 and 300 kg N/ha as urea with three replications. The results were showed that at 120 cm soil depth and the end of growing season, the nitrate leachate in 150, 200, 250, and 300 kg ha-1 treatments were increased 132, 174, 134 and 182% relative to control, respectively. Comparison between the measured and simulated results showed that LEACHN overestimated the leached nitrate in drainage water with the relative error between 11.3% (300 kg ha-1 treatment) and 88.6% (control). The order of accuracy in simulations was obtained in 300, 200,150 and 250 kg ha-1, respectively. In general, the evaluation of LEACHN model showed that the accuracy of this model for simulation of nitrate leachate was relatively good.