دینامیک انتقال علف کش آترازین (atrazin) در خاک در شرایط مختلف آبیاری مزرعه ای و مقایسه آن با نتایج حاصل از مدل leachp
چکیده
این تحقیق به منظور بررسی دینامیک انتقال آترازین در خاک مزرعه تحت شرایط تیمار آبیاری و سه تیمار غلظت آترازین انجام گردید. هدف کلی این تحقیق دستیابی به یک نظام عملی مدیریت مزرعه برای کاهش پتانسیل فرونشت آترازین در مزارع تحت آبیاری می باشد. همچنین هدف ویژه و خاص از این تحقیق جمع آوری و تهیه اطلاعات مربوط به علف کش آترازین در شرایط در مزرعه می باشد. بعد از جمع آوری این اطلاعات از آنها برای آزمایش و ارزیابی دو مدل مفهومی انتقال آلودگی و آب در خاک استفاده شود. مدلهای مورد استفاده در این تحقیق بسته های نرم افزاری hydrus-id , leachp می باشند که از معادله ریچاردز (انتقال – پخشیدگی) برای ارزیابی دینامیک انتقال آب و مواد محلول در خاک استفاده می کنند. مقادیر باقیمانده آترازین در خاک، چند نوبت (سه نوبت) اندازه گیری شد و با بررسی آنها مشخص گردید که این مقادیر رابط معکوس با مقدار آب آبیاری در طول فصل زراعی دارند. همچنین با بررسی این اطلاعات مشخص شد که آترازین با سرعت خیلی زیاد در 30 روز ابتدایی بعد از اضافه شدن به خاک مزرعه تجزیه می شود. بعد از گذشت این زمان مقدار آترازین با سرعت خیلی کمتری در پروفیل خاک در طول فصل رشد تجزیه می گردد. نتایج این تحقیق نشان داد که کاهش مقدار آب آبیاری مخصوصاً در دوره ای که سرعت و تجزیه آترازین زیاد است (30 روز ابتدایی کاشت) باعث به تأخیر انداختن فرونشت آترازین در پروفیل خاک در مزارع تحت آبیاری می شود. در کل فصل تیمار i1 مقدار 498 میلی متر، تیمار i2 مقدار 647 میلی متر و تیمار i3 مقدار 796 میلی متر آب دریافت نمودند. بر اساس نتایج آنالیز آماری بدست آمده، mre و msre به ترتیب برابر 45/1 و96/2 نشان داد که مقادیر تبخیر و تعرق بدست آمده از مجموعه اطلاعات جدید در مقایسه با مقادیر تبخیر و تعرق اندازه گیری شده مطابقت خوبی داشته و هنگامی که از این اطلاعات درleachmw استفاده شود نتایج شبیه سازی رضایت بخش خواهد بود. شاخص تبخیر و تعرق فصلی(ser) با توجه به تیمار آبیاری i2 که آبیاری نرمال است برای اطلاعات ورودی مختلف توسط مدل leachmw محاسبه شد و نسبت به این تیمار مقادیر آن برابر 94%، 85%، 71% و 76% به ترتیب برای ورودیهای شماره (1)، (2)، (3) و (4) بدست آمد. کمترین اختلاف برای تبخیر و تعرق اندازه گیری شده و پیش بینی شده با استفاده از شاخص های mre و msre به ترتیب برابر 2 و 6/5 متعلق به ورودیهای (1) بود. به طور متوسط شاخص موقعیت مرکز توده برای تیمار آبیاری (i1) برای دوره های برداشت اول، دوم و سوم به ترتیب برابر 3/15، 3/18 و28 سانتیمتر برآورد گردید. همچنین برای تیمار آبیاری (i2) برای دوره های برداشت اول، دوم و سوم به ترتیب برابر 2/15، 9/25 و 2/39 سانتیمتر و برای تیمار آبیاری (i3) برای دوره های برداشت اول، دوم و سوم به ترتیب برابر 8/21، 3/40 و 6/64 سانتیمتر برآورد گردید. نتایج آنالیز آماری در نوبت سوم برداشت اطلاعات نشان داد که مانند دو دوره قبل در لایه اول (0-25) فرایند تجزیه و شستشو انجام شد. در لایه های دوم و سوم (25-50) و (50-75) سانتیمتر، می توان در مقایسه با لایه هایی که فرایند شستشو یا تجمع انجام شده این لایه ها را لایه بینابین یا انتقالی در نظر گرفت. در لایه چهارم(75-100) سانتیمتری، اگرچه تاثیر مستقیم تیمار های آترازین مشاهده گردید اما می توان گفت، عامل اصلی انتقال و تجمع آترازین آب آبیاری بود. در لایه پنجم (100-125 سانتیمتر) نیز تاثیر تیمار های آبیاری و آترازین به مانند رژیم در لایه چهارم مشاهده گردید. در مدل leachp ، کمترین حساسیت مربوط به پتانسیل ورود هوا ، سپس درصد مواد آلی و در رتبه های بعدی هدایت هیدرولیکی اشباع و ضریب جذب مواد آلی می باشد. همچنین ضریب کمپل برای مدل leachp دارای حساسیت بوده و حساس ترین پارامتر، پارامتر وزن مخصوص ظاهری می باشد. برای مدل hydrus-1d پارامتر های هدایت هیدرولیکی اشباع ، وزن مخصوص ظاهری ، ضریب فراندلیچ و غلظت اولیه مواد محلول در خاک پارامتر های حساس برای بودند. بعد از انجام آنالیز حساسیت و واسنجی مقدار نیمه عمر آترازین برابر 21 روز و مقدار ضریب جذب l/kg 127برای دو دوره اول و دوم، و برای دوره سوم مقدار ضریب جذب l/kg 110 انتخاب گردیدند. عمق مرکز نفوذ جرم آترازین در دوره سوم که می توان گفت جمع بندی از کل دوره فصل زراعی است در مدل hydrus-1d حدود 83% مقدار اندازه گیری شده در تیمار آبیاری i1 تخمین زده شده است. همچنین این مقدار برای مدل leachp در همان تیمار آبیاری i1 برابر 68% تخمین زده شده است. همچنین برای تیمار i2 متوسط مرکز توده جرم پیش بینی شده در پروفیل خاک حدود 77% و 60% مقدار اندازه گیری شده، به ترتیب برای مدل های hydrus-1d و leachp بدست آمد. مشابه همین نتایج برای تیمار i3 آبیاری 70% و55% به ترتیب برای مدل های hydrus-1d و leachp بدست آمد. با توجه به شاخص های کارایی مدل(ae,crm) مشخص گردید، که هر دو مدل در دوره های اول و دوم، نسبت به اطلاعات اندازه گیری شده بیش برآوردی، و در دوره سوم کم برآوردی داشتند. همچنین با توجه به شاخص rmse ، که مربوط به خطای اندازه گیری می باشد، برای هر دو مدل با گذشت زمان کمتر گردید. لازم به ذکر است که اگر چه هر دو مدل در برآورد ها، روند یکسانی داشتند اما، نتایج نشان داد که مدل hydrus-1d نسبت به مدل leachp کارآیی بهتری داشته است.