فصل اول:مرور منابع

1-1- مقدمه……………………….. 7

1-2-تحقیقات انجام شده……………………….8

1-3-اهمیت نیتروژن………………………… 11

1-4-شکل های مختلف نیتروژن در خاک………………………….. 11

1-4-1- نیتروژن موجود در مواد آلی خاک………………………….. 11

1-4-2- نیتروژن غیر آلی………………………… 11

1-4-3- نیتروژن گازی موجود در خاک………………………….. 12

1-5- چرخه نیتروژن در خاک………………………….. 12

1-5-1- معدنی شدن………………………… 12

1-5-2- نیتریفیکاسیون………………………… 13

1-5-3- دنیتریفیکاسیون………………………..13

1-5-4- تثبیت…………………………. 13

1-6- آبشویی نیتروژن………………………… 14

1-6-1- آبشویی نیترات…………………………. 14

1-6-2- آبشویی آمونیوم……………………….. 15

1-7- اثرات آبشویی نیتروژن………………………… 15

1-8- عوامل موثر بر آبشویی نیتروژن………………………… 16

1-8-1- مدیریت کودهای نیتروژنی………………………… 16

1-8-2- عملیات آبیاری………………………… 17

1-8-3- عملیات خاکورزی………………………… 17

1-8-4- گونه های گیاهی و چگونگی کشت آنها ……………………….18

1-9- روش های کود دهی………………………… 18

1-10- کود اوره……………………….. 18

1-11- نیشکر……………………….. 19

1-12- اهمیت مدل ها………………………. 19

فصل دوم: مواد و روش ها

2-1- مدلNLEAP………………………..

2-1-1- تشریح مدل NLEAP GIS 4.2………………………..

2-1-2- نحوه انتقال داده در NLEAP………………………..

2-1-3- ورودیهای مدل NLEAP………………………..

2-1-4- خروجی های NLEAP GIS 4.2………………………..

2-2- واسنجی مدل………………………… 32

2- 2 -1- روش اعتبار سنجی مدل………………………… 32

فصل سوم: نتایج و بحث

3-1 مقدمه……………………….. 38

3-2- بررسی روند تغییرات غلظت نیترات شبیه سازی شده در نیمرخ خاک توسط NLEAP……..

3-2-1- بررسی روند تغییرات غلظت نیترات خاک خاک شبیه سازی شده در تیمار N1…………….

3-2-2- بررسی روند تغییرات غلظت نیترات خاک شبیه سازی شده در تیمار N2…………………..

3-2-3- بررسی روند تغییرات غلطت نیترات خاک شبیه سازی شده در تیمار N3………………

3-3- تلفات شستشو……………………….. 49

3-4- تلفات دینیتریفیکاسیون………………………… 52

3-5- جذب گیاه……………………….. 55

3-6- نتایج آنالیز آماری جذب نیتروژن ، شستشوی نیترات و هدررفت گازی……….. 57

3-7- سناریوی جدید………………………… 60

3- 7-1- شبیه سازی غلظت نیترات در خاک با تعریف سناریوی جدید کود با استفاده از مدلNLEAP……..

3-7-2- تلفات شستشو در سناریوی جدید F ( 450 کیلوگرم اوره در هکتار)………… 61

3-7-3- تلفات دنیتریفیکاسیون در سناریوی جدید (450 کیلوگرم اوره در هکتار)………. 62

3-7-4- جذب نیتروژن به گیاه در سناریوی جدید(450 کیلوگرم اوره در هکتار)…………. 63

3-8- نتیجه گیری………………………… 64

3-9- پیشنهادات…………………………. 66

منابع………………………. 67

چکیده:

مصرف کود و آب آبیاری زیاد باعث شستشوی نیترات از زمین های کشاورزی و بروز اثرات زیانبار آبشویی نیتروژن می گردد. یکی از راه های اصلاح مدیریت آبیاری و کوددهی، استفاده از مدل­های ریاضی است که روند حرکت آب و املاح را در سیستم آب-خاک و گیاه به صورت کمی شبیه­سازی می­کنند. مدل NLEAP GIS 4.2نسخه جدید و توسعه یافته NLEAPمی­باشد. که به منظور مدل کردن و سرنوشت نیتروزن در خاک های مختلف به کار می رود. در این تحقیق به منظور شبیه سازی حرکت نیترات در نیمرخ خاک، میزان هدر رفتن کود به صورت آبشویی نیتروژن توسط گیاه و تلفات گاز نیتروژن در منطقه توسعه ریشه ها با استفاده از مدل NLEAPGIS 4.2بررسی می شود. که در ان از داده های مربوط به مزرعه ARC2-14از اراضی تحقیقاتی نیشکر در واحد امیرکبیر(از واحدهای هفت گانه طرح توسعه نیشکر) استفاده شده است. عملیات اجرایی تحقیق در سال 86-1385 در منطقه مذکور انجام پذیرفته است. تیمارهای اعمال شده شامل آبیاری کامل (I3) و 85 درصد (I2) و 70 درصد (I1) از آبیاری کامل می باشد و مقادیر کود ازته شامل 150 کیلوگرم در هکتار (N1)، 250 کیلوگرم در هکتار(N2) و 350 کیلوگرم در هکتار (N3) کود اوره بوده است. مدل NLEAP GIS 4.2با مقایسه مقادیر اندازه گیری شده غلظت نیترات در پروفیل خاک و مقادیر پیش بینی شده در طول دوره تحقیق مورد ارزیابی قرار گرفت و نتایج به دست آمده از آن با مدل LEACHMکه قبلا در توسعه نیشکر و صنایع جانبی خوزستان انجام شده بود، مقایسه گردید. پارامترهای مذکور به وسیله مدل از اردیبهشت تا شهریور 1386 مورد شبیه سازی قرار گرفت. دامنه تغییرات پارامترهای AEو RMSEو R2 برای برآورد غلظت نیترات در نیمرخ خاک به تربیت در بازه های 1.4- تا 2.3 و 1.7- تا 3 و 0.3 تا 0.99 می باشد. به طور کلی مدل مقادیر غلظت نیترات خاک را کمتر از مقدار واقعی برآورد کرده است. نتایج این تحقیق نشان داد که مدلNLEAP GIS 4.2غلظت نیترات خاک را با روالی منطقی پیش بینی کرده است. همچنین نتایج شبیه سازیمقدار شستشوی نیترات از خاک و تلفات گازی شدن نیتروژن نیز یک برآورد منطقی بوده است اما مدل NLEAP GIS 4.2 در برآورد مقدار نیتروژن جذب شده به گیاه با مقدار واقعی تفاوت محسوسی دارد.

مقدمه:

اهمیت مسأله:

رشد چشمگیر جمعیت جهان و تقاضای روز افزون برای مواد غذایی از چالش­های مهم سده حاضر است. یکی از مهمترین دستاوردهای نیمه دوم قرن بیستم، افزایش تولید غذا به موازات افزایش جمعیت انسان 52/2 میلیارد نفر در سال 1950 به 6 میلیارد نفر در حال حاضر بوده است. برای تأمین تقاضای فزاینده مواد غذایی، راهی جز افزایش سطح زیرکشت و یا افزایش تولید در واحد سطح وجود ندارد. استفاده از کودهای شیمیایی و ارقام پر محصول به عنوان دو راه ممکن برای افزایش تولید در واحد سطح مطرح می­باشند. در بیشتر مناطق ارقام پرمحصول که با شرایط آب و هوایی آن مناطق سازگار باشند شناسایی و به کار گرفته شده­اند. بنابراین در حال حاضر مصرف کودهای شیمیایی به عنوان یکی از عوامل اثرگذار برافزایش عملکرد مطرح می­باشد.

کود نیتروژنه به دلیل تأثیر بر رشد رویشی ریشه و اندام­های هوایی گیاه، بیش ازدیگر منابع کودی مورد توجه کشاورزان، کارشناسان و پژوهشگران قرار گرفته است. به همین دلیل کشاورزان تمایل زیاد به مصرف آن دارند. اطلاعات آماری نشان می­دهد که مصرف کودهای نیتروژنه در کشورهای در حال توسعه به سرعت در حال رشد بوده و ایران ، مصر و ترکیه 75 درصد از مصرف کود نیتروژن در خاور نزدیک را به خود اختصاص داده اند.(کاویانی و همکاران، 1389)