Measuring and Simulating 2,4-D Residues in Silty Clay Soil Profile Under Two Water Regimes Using a LEACHP Model

Document Type: Full Article

Authors

1 Department of Water Engineering, College of Agriculture, Shiraz University, Shiraz, I.R. Iran

2 Department of Soil Science, College of Agriculture, Shiraz University, Shiraz, I.R. Iran

Abstract

The extensive use of pesticides in agriculture is compromising soil and water quality. One major concern is protecting water resources from contamination. The main objective of this research was measuring 2,4- D in a silty clay soil and simulating temporal transportation of this herbicide in soil using a LEACHP model, in a corn root zone field. 2,4- D was applied at 3.5 kg a.i./ha, followed by two irrigation treatments in a completely randomized design with three replications. 2,4- D concentrations were measured during the growing season by obtaining soil samples from each plot through a 1 m depth. The measured data showed a temporal reduction of 2,4-D concentrations in the soil down to a maximum depth of 40 cm for both irrigation treatments. Total concentration of 2,4 -D in the soil profile 8, 13, 23, 30, 37, and 57 days after application for normal irrigation were 18.5, 16.36, 11.67, 10.47, 8.47 and 3.2 mg kg 1, respectively and deficit irrigation showed 20.2, 16.7, 11.22, 10.05, 8.8 and 7.3 mg kg 1, respectively for the same dates and soil depth. According to our study region, the half life of 2,4- D for 0 10 cm and 10 20 cm of soil depths in a normal irrigation level were 7 and 33 days and in a deficit irrigation level were 9 and 34.65 days, respectively. The statistical parameters including RMSE, CRM and d were used to compare simulated with measured data. These parameters were 0.67, 0.5 and 0.87 for normal irrigation and 0.8, 0.61 and 0.88 for deficit irrigation. The LEACHP model simulations were in agreement with actual observations.

Keywords


Article Title [Persian]

اندازه گیری و شبیه سازی 2,4-D در نیمرخ خاک سیلتی رسی تحت دو رژیم آبیاری با استفاده از مدل LEACHP

Authors [Persian]

  • مسعود نوشادی 1
  • فریده فروهر(هامیلتون) 1
  • سیف الله امین 1
  • منوچهر مفتون 2
1 بخش مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز، شیراز جمهوری اسلامی ایران
2 بخش علوم خاک دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز، شیراز جمهوری اسلامی ایران
Abstract [Persian]

استفاده گسترده از آفت کشها در کشاورزی کیفیت آب و خاک را تحت تاثیر قرار داده و در نتیجه نگرانی در خصوص آلودگی منابع آب و خاک وجود دارد. هدف اصلی این تحقیق اندازه گیری 2,4-D در یک خاک سیلتی  رسی و شبیه سازی انتقال این علف کش در خاک بوسیله مدلLEACHP برای گیاه ذرت می باشد. علف کش2,4-D  به مقدار ۵/۳کیلو گرم در هکتار به خاک اضافه شد و تحت دو تیمار آبیاری به صورت طرح کاملا تصادفی با سه تکرار بکار برده شد. غلظت های 2,4-D در طول فصل رشد در نیمرخ خاک تا عمق یک متری به فواصل ۱۰ سانتی متری  اندازه گیری گردید. داده های اندازه گیری شد یک کاهش زمانی در غلظت 2,4-D را در خاک تا عمق ۴۰ سانتی متری برای هر دو تیمار آبیاری نشان داد. غلظت کل 2,4-D در نیمرخ خاک در ۵۷،۳۷،۳۰،۲۳،۱۳،۸ روز پس از کاربرد برای تیمار آبیاری کامل بترتیب ۵/۱۸، ۳۶/۱۶،۶۷/۱۱، ۴۷/۱۰ ،۴۷/۸ ،۲/۳ میلی گرم در کیلو گرم خاک و برای تیمار کم آبیاری بترتیب ۲/۲۰، ۷/۱۶، ۲۲/۱۱ ،۰۵/۱۰، ۸۰/۸ ،۳۰/۷ میلی گرم در خاک بود. بر اساس این تحقیق نیمه عمر 2,4-D در عمق های ۱۰-۰ و ۲۰-۱۰ سانتی متری خاک در تیمار آبیاری کامل بترتیب ۷ و ۳۳ روز و برای تیمارکم آبیاری بترتیب ۹ و ۶۵/۳۴ روز بود. پارامترهای آماری شاملRMSE   ، CRM و d برای مقایسه نتایج  داده های اندازه گیری و شبیه سازی مورد استفاده قرارگرفت. این پارامترها در تیمار آبیاری کامل بترتیب ۶۷/۰ ، ۵/۰- و ۸۷/۰ و در تیمار کم آبیاری بترتیب ۸/۰، ۶۱/۰ ، ۸۸/۰ بود. بر اساس نتایج این تحقیق نتایج مدل LEACHP انطباق نسبتا خوبی با داده های اندازه گیری شده داشتند.

Keywords [Persian]

  • 2
  • 4-D ، آفت کش ها، تجزیه، آبیاری، LEACHP