شبيه سازي رطوبت و حركت آب در خاك و تاثيربر فرايند تعرق دراراضي زيركشت گندم بوسيله مدل LEACHN

Simulation the moisture and movement of water in the soil and the effect on transpiration process under wheat culture by LEACHN Model

تاكنون بخش عمده‌اي از تحقيقات كشاورزي مبتني بر آزمايشهاي مزرعه‌اي و تجزيه و تحليل‌هاي آماري بوده است. ضعف بزرگ اين روشهاي تحقيقاتي عدم امكان شناخت روند عملكرد سامانه و نيز عدم امكان تعميم نتايج حاصله به خارج از محدوده آزمايش مي‌باشد. ليكن به كمك مدل‌سازي امكان شبيه‌سازي و شناخت فرآيندهاي سامانه توليد تحت مجموعه‌اي از شرايط معين فراهم شده و مورد بررسي قرار مي‌گيرد. اين پژوهش به منظور بررسي حركت آب در خاك و شبيه سازي آن بوسيله مدل LEACHN در شرايط متغيير رطوبتي خاك تحت كشت رقم گندم چمران انجام گرفت. سه تيمار آبياري شامل I1 (بدون تنش آبي)، I2 (قطع آبياري در مرحله ظهور سنبله) و I3 (قطع آبياري در مرحله شيري شدن دانه) و پنج سطح نيتروژن با مقادير 0، ‌40 ، 80 ،‌ 120 و 160 كيلوگرم در هكتار بوده است. در اين بررسي روند حركت آب در خاك با استفاده از مدل LEACHN شبيه‌سازي گرديد. از آنجا‌يي كه مدل LEACHN در ابتدا براي گياه ذرت تدوين شده بود با استفاده از مدل SUCROS و نتايج حاصل از تحقيقات پيشين رابطه رشد ريشه گندم بدست آمده و در مدلLEACHN بكار رفت. اندازه‌گيري مقادير رطوبت مزرعه و مقايسه آن با نتايج تخمين رطوبت بيان‌كننده همبستگي بالا بين مدل و نتايج مزرعه‌اي بوده و مدل مقدار رطوبت خاك را با دقت قابل قبولي پيش‌بيني نمود. پس از كاليبراسيون و آزمون اعتبار مدل، بررسي درصد آب جذب شده توسط ‌گياه نشان داد كه بيشترين تعرق و يا به عبارتي جذب آب از لايه 10 تا 20 سانتي‌متري صورت گرفته است. اين موضوع نشان از اهميت لايه‌هاي سطحي در شرايط تنش آبي دارد. مدل نشان مي‌داد مقدار تعرق متناسب با مقدار آب داده شده در هر تيمار بوده است. بررسي بيلان آب در نيمرخ خاك نشان داد‌ كه در اوايل فصل رشد،‌ بخش عمده آب مصرفي، صرف تبخير از خاك مي‌شود و با گذشت زمان و افزايش ميزان شاخص سطح برگ (LAI) بيشترين ميزان تبخير و تعرق به صورت تعرق خواهد بود.

So far the main part of agriculture researcheshas been based on the field experiments and regression analysis. The great disadvantage of theseresearching methods is the impossibility of recognizing the system operation process and generalizing the obtained results out of limit at the experiment. But by helpingmodeling,the possibility of simulation and knowing the system production processes under a series of determined conditions, will be prepared and studied. This research was done in order to study the water movement in the soil and its simulation by LEACHN model in variable humidity conditions of soil under Chamran wheat culture. Three irrigation treatmentswere under the name of I1 (without water stress), I2 (water irrigation interrupting on cluster appearance stage) and I3 (water irrigation interrupted on wheat grain latency), and five proportions of nitrogen with 0, 40, 80, 120, 160 kg/hectare. In this study the water movement process in the soil was simulated by LEACHN model. . As the LEACHN model has been used to corn at the beginning, by using SUCROS model and the results of past researches, the wheat root growth equation was obtained and then used in LEACHN model. The measurement of field humidity and its comparison with the results of humidity estimation, explains a high correlation between model and field results. The model predicted the field humidity with high precision.After calibration and model validation experiment, the study on percentage of water absorbed by plant showed that the most transpiration and/or water absorption got result on 10 to 20 centimeter layers. This indicates the importance of the surface layers in water stress conditions. The model has shown that the transpiration amount was proportional with water filling in each treatment .The water balance sheet examination profile soil shown that on the first growth season, the used main water evaporates from the soil surfaceand by passing time and increasing the leaf area index(LAI), the most amount of transpiration and evaporation will be in the form of transpiration.