نوسانات سطح ايستابي، شدت زهكشي و ديناميك نيتروژن در اراضي زير كشت نيشكر با سيستم زهكشي كنترل شده

Water Table Fluctuation, Drainage Rate and Nitrogen Dynamic in the Farms of Sugarcane Cropping with Controlled Drainage System

در نواحي خشك و نيمه خشك، زهكشي كنترل شده يك گام منطقي جهت بهبود مديريت آب در اراضي كشاورزي تحت آبياري و كاهش اثرات زيست محيطي ايجاد شده با جريان زهكشي زيرزميني مي باشد. زهكشي كنترل شده مدت هاست كه در نواحي مرطوب تجربه شده است. در اين تحقيق يك سيستم زهكشي كنترل شده در جنوب غربي ايران، در طول فصل رشد نيشكر به عنوان يك استراتژي براي مديريت مداوم سطح ايستابي با هدف بهينه سازي مصرف آب، كاهش زهكشي بيش از حد لزوم و كاهش تلفات نيتروژن از اراضي كشاورزي مورد آزمايش قرار گرفت. جهت مطالعه امكان پذيري و اجراي مديريت سطح ايستابي آزمايشات مزرعه اي در سطح 41/63 هكتار در قالب 3 تيمار در مزارع داراي زهكشي زيرزميني كشت و صنعت نيشكر امام خميني (ره) به اجرا در آمد. 3 تيمار مقايسه شده شامل يك تيمار زهكشي آزاد (FD)، و دو تيمار زهكشي كنترل شده با كنترل سطح ايستابي در عمق 90 سانتي متري (CD90) و در عمق 70 سانتي متري از سطح خاك (CD70) بود. اطلاعات جمع آوري شده شامل عمق سطح ايستابي، حجم زهكشي، غلظت ازت نيتراتي و آمونياكي در جريان خروجي زهكش و آب زيرزميني بود. زهكشي كنترل شده اثر معني دار هيدرولوژيكي و زيست محيطي را در طول دوره مطالعه از خود نشان داد. كل جريان خروجي زهكشي از سطوح تيمار هاي CD70 و CD90 به ترتيب به ميزان 48/62 و 98/48 درصد در مقايسه با تيمار زهكشي آزاد كمتر بود. ميزان تلفات نيتروژن نيتراتي و آمونياكي در جريان خروجي زهكش به ترتيب به ميزان حدود 45 تا 60 و 50 تا 65 درصد نسبت به زهكشي آزاد كاهش يافت. همچنين بين غلظت نيتروژن نيتراتي و آمونياكي موجود در زه آب و نيز آب زيرزميني در تيمار هاي مختلف تفاوت معني داري آماري مشاهده نگرديد. اين دانسته ها به اين نكته اشاره مي نمايد كه زهكشي كنترل شده مي تواند در مقياس بزرگ در استان خوزستان، كه بيشترين سهم زهكش هاي زيرزميني اجرا شده را در ايران دارا مي باشد، به دليل مزيت هايي كه براي حفاظت آب و محيط زيست دارد، به كار برده شود.

In arid and semiarid regions, controlled drainage is the next logical step towards improving water management in irrigated agriculture and reducing the environmental impacts of subsurface drainage flow. Controlled drainage has been practiced in humid areas for a long time. In this research a controlled drainage system in Khuzestan Province, Southwest Iran was tested as a strategy for continuous water table management with the benefits of optimizing water use and reducing unnecessary drainage and nitrogen losses from agricultural fields. To study the feasibility and performance of water table management, Field experiments were carried out on a 63.41 ha with 3 treatments on the farms under subsurface drainage of Imam Khomeiniʹs sugarcane agro-industry. 3 treatments compared consisted of a free drainage treatment (FD) and tow controlled drainage treatment with water table controls set at 90 centimeter (CD90) and 70 centimeter (CD70) below the soil surface. Collected data during a sugarcane growing season included water table depth, drained volume, nitrate-nitrogen and ammonium-nitrogen concentration in the drainage water and groundwater. Controlled drainage had a significant hydrological and environmental effect during studding period. Compared with CD, the total drain outflow from CD70 and CD90 area were 62.48 and 48.98% less, respectively. Compared with CD, the total amounts of nitrate-nitrogen and ammonium-nitrogen in drain outflow were about 45 to 60 % and 50 to 65 % less, respectively. Nitrate-nitrogen and ammonium-nitrogen concentration in the both of drainage water and groundwater did not differ significantly in all of the treatment. These data suggest that controlled drainage can be applied at big scale in the Khuzestan Province with the most installed subsurface drainage in Iran, with advantages for water conservation and environment.