Νερό και άζωτο στο έδαφος αγρού καλλιεργούμενου με καλαμπόκι ενσίρωσης. Πειραματικές μετρήσεις και προσομοιώσεις
Creators: name: Λεκάκης, Εμμανουήλ Ηλία
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2007
Subjects: Νερό
Αζωτο
Αραβόσιτος
Προσομοίωση
Πεδοσυναρτήσεις
Ισοζύγιο
Water
Nitrogen
Maize
Simulation
Pedotronsfer functions
Balance

description: Σε πειραματικό τεμάχιο του Αγροκτήματος του Α.Π.Θ. στη Β. Ελλάδα, μελετήθηκε η δυναμική του εδαφικού νερού και αζώτου στο έδαφος αγρού καλλιεργούμενου με καλαμπόκι ενσίρωσης κατά τη βλαστική περίοδο της χρονιάς 2004.Στον αγρό εφαρμόστηκαν 220 kg⋅ha-1 αζώτου σε82% αμμωνιακή και 18% νιτρική μορφή και το ύψος νερού άρδευσης κατά τη βλαστικήπερίοδο ανήλθε σε 315 mm νερού κατανεμημένο σε 6 ισόποσες δόσεις. Οι υδραυλικέςιδιότητες του εδάφους εκτιμήθηκαν με τη χρήση τριών σειρών πεδοσυναρτήσεων από τηδιεθνή βιβλιογραφία. Οι πεδοσυναρτήσεις που χρησιμοποιήθηκαν προτάθηκαν από τουςSaxton et al. (1986), Vereecken et al. (1989) και Wοsten et al. (1999). Η δυναμική τουεδαφικού νερού και αζώτου προσομοιώθηκε με τη χρήση του μονοδιάστατου μοντέλουWANISIM, που χρησιμοποιεί τη μέθοδο Galerkin των πεπερασμένων στοιχείων για τηνεπίλυση των διαφορικών εξισώσεων. Τα αποτελέσματα της υγρασίας και του νιτρικού αζώτουσυγκρίθηκαν με τις μετρημένες τιμές υγρασίας και νιτρικού αζώτου σε τέσσερις στρώσειςεδάφους. Το υπομοντέλο του αζώτου υπολογίζει την ανοργανοποίηση, την ακινητοποίηση, τηνιτροποίηση, την απονιτροποίηση, την προσρόφηση αμμωνίου, την πρόσληψη αζώτου καιμεταφορά μάζας αζώτου στο έδαφος. Τα αποτελέσματα του μοντέλου βρίσκονταν σεικανοποιητική συμφωνία με τις μετρημένες τιμές υγρασίας στο βάθος των 15 και 55 cm, ενώστο βάθος των 35 και 80 cm παρατηρήθηκαν υποεκτιμήσεις της υγρασίας εδάφους από τομοντέλο. Το μοντέλο προσομοιώνει ικανοποιητικά τη βασική διακύμανση του νιτρικού αζώτουκατά την περίοδο μελέτης. Τα αποτελέσματα του μοντέλου έδειξαν ότι οι πεδοσυναρτήσειςπροβλέπουν τη διακύμανση της υγρασίας και το νιτρικό άζωτο του εδάφους ικανοποιητικά σεσχέση με τις μετρημένες τιμές. Η ανάλυση ευαισθησίας φανέρωσε μικρή σχέση τηςπρόσληψης αζώτου από τα φυτά σε σχέση με την εφαρμοζόμενη ποσότητα αζώτου ωςαποτέλεσμα των αρχικά περιεχομένων ποσοτήτων αζώτου και της ανοργανοποίησης τηςοργανικής ουσίας. Η αθροιστική έκπλυση του νιτρικού αζώτου για όλη την περίοδοπροσομοίωσης, υπολογίστηκε από το μοντέλο 151 kg⋅ha-1 αζώτου και η αθροιστική βαθιάδιήθηση του νερού σε 10 cm νερού ως αποτέλεσμα της πρακτικής των αρδεύσεων. Για τοχρόνο προσομοίωσης των 5 μηνών (Απρίλιος – Αύγουστος 2004), το ισοζύγιο του νερού καιτου αζώτου προέκυψαν ελλειμματικά, αντίστοιχα κατά 13,17 cm νερού και 61,28 kg⋅ha-1αζώτου.
description: A study of the soil water and nitrogen dynamics in a silage corn field was carried out in the University Farm of Aristotle University of Thessalonica in Northern Greece during the 2004 growing period.In the field were applied 220 kg⋅ha-1 nitrogen, of which 82% was ammoniumnitrogen and 18% nitrate nitrogen and the irrigation depth was 315 mm of water, spread in 6equal doses. The hydraulic properties of the soil were estimated using pedotranfer functionsfrom the international bibliography. The pedotransfer functions were proposed by Saxton etal. (1986), Vereecken et al. (1989) and Wοsten et al. (1999). The soil water and nitrogendynamics were simulated using the one dimensional model based on the Galerkin finiteelement method, WANISIM. The simulations of water content and nitrate nitrogen werecompared with the biweekly water content and irregular nitrate nitrogen measurements infour soil layers. The nitrogen submodel incorporates mineralization, immobilization, nitrification,denitrification, ammonium exchange, uptake and mass transport. Good agreementwas found between the simulated results and the measured values of water content in thedepths of 15 and 55 cm, while in the depth of 35 and 80 cm the simulated values underestimatedthe soil water content. The model simulates satisfactorily the main fluctuation ofnitrate nitrogen concentration in the soil. Results showed that simulations with the pedotranferfunctions predict the water content and nitrate nitrogen reasonably well compared tothe measurements. The sensitivity analysis showed little relation between nitrogen uptake byplants and the applied inorganic fertilizer as a result of the initial soil nitrogen concentrationsand mineralization of organic matter. Nitrate nitrogen cumulative leaching for the simulationperiod was estimated by the model in 151 kg⋅ha-1 nitrogen and cumulative deep percolationof water resulted in 10 cm of water as a result of the irrigation practice. For the 5 monthssimulation period, the water and nitrogen balance showed a deficit of 13.17 cm of water and61.28 kg⋅ha-1 of nitrogen, respectively.