بهینه سازی کودآبیاری جویچه ای از دیدگاه زیست محیطی

از آنجا که کشاورزی یک کانون نامتمرکز آلایندگی است، مدیریت در سطح مزرعه شامل مدیریت بهینه آب و مواد مغذی می تواند به عنوان یک روش موثر در کاهش آلودگی بخش کشاورزی مورد توجه قرار گیرد. در این تحقیق، یک مدل بهینه یابی با هدف کاهش خروج نیترات از مزرعه در کودآبیاری جویچه ای ارائه شده است. مدل بهینه یابی شامل چهار مدل شبیه سازی تخمین میزان رواناب، نفوذعمقی، غلظت نیترات در رواناب و نفوذ عمقی است. الگوریتم ژنتیک برای حل مدل بهینه یابی بکارگرفته شد. متغیرهای تصمیم شامل دبی ورودی، مدت زمان آبیاری، زمان شروع کوددهی و مدت زمان تزریق کود بودند. قابلیت مدلهای شبیه سازی در شبیه سازی فرآیند کودآبیاری منجر به ارائه مدل بهینه یابی جامع کودآبیاری برای شرایط مختلف اقلیم، گیاه، آبیاری و کوددهی شد. برای ارزیابی مدل بهینه یابی از داده های صحرایی در رژیم جریان ثابت استفاده شد. مقادیر بهینه متغیرهای تصمیم برای مزرعه مورد مطالعه در شرایط حضور گیاه به ترتیب 184/0 لیتر بر ثانیه، 2/595 دقیقه، 5/7 دقیقه و 9/162 دقیقه برای دبی، مدت زمان آبیاری، زمان شروع کوددهی و مدت زمان تزریق بدست آمدند. این مقادیر به ترتیب برای شرایط بدون حضور گیاه 21/0لیتر بر ثانیه، 1/537 دقیقه، 5/6 دقیقه و 0/143 دقیقه تعیین شدند. مقادیر بهینه متغیرهای تصمیم، منجر به خروج به طور متوسط 86/113 و 13/118 میلی گرم بر لیتر نیترات از مزرعه به ترتیب در شرایط حضور و عدم حضور گیاه شدند. به دلیل افزایش غلظت نیترات در نفوذعمقی در حضور گیاه، مدل بهینه یابی با تغییر در مقادیر متغیرهای تصمیم و افزایش دبی، غلظت نیترات در نفوذعمقی و رواناب را کاهش داد. نتایج نشان داد که حضور گیاه در نتایج بهینه یابی تاثیر دارد و بهتر است مقادیر بهینه در حضور و عدم حضور گیاه تعیین شوند.