Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tối ưu hóa độ ẩm của đất trong hệ thống tưới dưới mặt đất dựa trên kỹ thuật viên nang đất sét thu Porous
Tóm tắt
Nước, một nguồn tài nguyên hạn chế ở hầu hết các khu vực trên thế giới, luôn là mối đe dọa cho các vùng khô hạn và bán khô hạn. Sử dụng phương pháp tưới lén với kỹ thuật viên nang đất sét là một trong những chiến lược thực tiễn nhất nhằm bảo tồn nước và giảm mức tiêu thụ nước ở các khu vực khô hạn và bán khô hạn. Một viên nang đất sét là một trong những ống rỗng trong hệ thống tưới lén có thể giải phóng nước gần vùng rễ. Bài báo này đã cố gắng cải thiện các thuộc tính vật lý và thủy lực của viên nang đất sét dựa trên việc thay đổi tỷ lệ chất hữu cơ trong nguyên liệu thô (G0). Nguyên liệu dùng để chế tạo viên nang đất sét được lấy từ đất vôi của làng Nasr Abad, Gorgan, Iran. Tỷ lệ bột vỏ cám gạo với G0 nhằm cải thiện các thuộc tính thủy lực lần lượt là 1:2, 1:5, 1:10, 1:15 và 1:20 (kg cám gạo cho kg đất phơi khô). Các viên nang đất sét được sản xuất được đặt tên lần lượt là G2, G5, G10, G15 và G20. Lưu lượng nước và phân bố nước trong đất của viên nang đất sét được đo ở áp suất tĩnh thủy tĩnh 10, 25, 50, 80 và 100 kPa bằng một thiết bị tự động đo lưu lượng và áp suất. Các phát hiện cho thấy mối quan hệ tích cực và có ý nghĩa giữa mức tăng của chất hữu cơ và lưu lượng của viên nang đất sét rỗng. Không giống như trong G2 và G5, mối quan hệ giữa lưu lượng và áp suất tĩnh là tuyến tính trong G10, G15 và G20. Trong khi đó, hình dáng làm ướt đất theo một xu hướng cầu do sự thấm nước chậm của các viên nang đất sét. Tuy nhiên, hình dáng làm ướt đất trong G10, G15 và G20 là hình cầu và có xu hướng thành hình elip dọc trong G5 và G2. Phương pháp này có tầm quan trọng cao trong việc tưới cây, đặc biệt là ở các khu vực khô hạn và bán khô hạn, và có thể quản lý hiệu quả vấn đề thiếu nước.
Từ khóa
#tưới lén #viên nang đất sét #chất hữu cơ #độ ẩm đất #quản lý nướcTài liệu tham khảo
Abu-Zreig M, Zraiqat A, Abd Elbasit M (2018) Seepage rate from ceramic pitchers under positive and negative hydraulic head. Appl Eng Agric 34(4):707–714
Abu-Zreig MM, Abe Y, Isoda H (2006) The auto-regulative capability of pitcher irrigation system. Agric Water Manag 85:272–278
Adu MO, Yawson DO, Abano EE, Asare PA, Armah FA, Opoku EK (2019) Does water-saving irrigation improve the quality of fruits and vegetables? Evidence from meta-analysis. Irrig Sci 37:669–690
Al-Mayahi A, Al-Ismaily S, Al-Maktoumi A, Kacimov A, Janke R, Bouma J, Šimunek J (2020) A smart capillary barrier-wick irrigation system for home gardens in arid zones. Irrig Sci 38:235–250
Aouba L, Bories C, Coutand M, Perrin B, Lemercier H (2016) Properties of fired clay bricks with incorporated biomasses: Cases of Olive Stone Flour and Wheat Straw residues. Constr Build Mater 102(Part. 1):7–13
Ashrafi S, Gupta A, Singh MB, Izumi N, Loof R (2002) Simulation of infiltration from porous clay pipe in subsurface irrigation. Hydrol Sci J 47(2):253–268
Bahrami HA, Ghorbani Vaghei H, Alizadeh P, Nasiri F, Mahallati Z (2010) Fuzzy modeling of soil water distribution using buried porous clay capsule irrigation from a subsurface point source. Sens Lett 8:75–80
Bainbridge DA (2001) Buried clay pot irrigation a little known but a very efficient traditional method of irrigation. Agric Water Manag 48:79–88
Bainbridge DA (2002) Alternative irrigation systems for arid land restoration. Ecol Restor 20(1):23–30
Bhayo WA, Siyal AA, Soomro SA, Mashori AS (2018) Water saving and crop yield under pitcher and wick irrigation methods. Pak J Agri Engi Vet Sci 34(1):68–78
Bories C, Borredon ME, Vedrenne E, Vilarem G (2014) Development of eco- friendly porous fired clay bricks using pore- forming agents: A review. J Environ Manag 143:186–196
Cai Y, Yao C, Wu P, Zhang L, Zhu D, Chen J, Du Y (2021) Effectiveness of a subsurface irrigation system with ceramic emitters under low-pressure conditions. Agric Water Manag 243:1–9
Colombani N, Di Giuseppe D, Faccini B, Ferretti G, Mastrocicco M, Coltorti M (2016) Estimated water savings in an agricultural field amended with natural Zeolites. Environ Process 3:617–628
Cultrone G, Sebastian E, Elert K, Josede la Torre M, Cazalla O, Rodriguez Navarro C (2004) Influence of mineralogy and firing temperature on the porosity of bricks. J Eur Ceram Soc 24:547–564
Sena da Fonseca B, Vilão A, Galhano C, Simão JAR (2014) Reusing coffee waste in manufacture of ceramics for construction. Adv Appl Ceram 113(3):159–166
Das Gupta A, Babel MS, Ashrafi S (2009) Effect of soil texture on the emission characteristics of porous clay pipe for subsurface irrigation. Irrig Sci 27:201–208
Dele-Afolabi T, Mohamed Ariff AH, Mazlan N, Sobri S, Calin R, Zahari Nur I (2018) Effect of agro-waste pore formers on the microstructure, hardness, and tensile properties of porous alumina ceramics. Int J Appl Ceram Technol 15(4):1060–1071
Elmaloglou S, Malamos N (2007) Estimation of width and depth of the wetted soil volume under a Surface emitter, considering root water-uptake and evaporation. Water Resour Manag 21:1325–1340
Elmaloglou S, Soulis KX, Dercas N (2013) Simulation of soil water dynamics under surface drip Irrigation from equidistant Line sources. Water Resour Manag 27(12):4131–4148
Freyburg S, Schwarz A (2007) Influence of the clay type on the pore structure of structural ceramic. J Eur Ceram Soc 27:1727–1733
Gebru AA, Araya A, Habtu S, Wolde-Georgis T, Teka D, Martorano LG (2018) Evaluating water productivity of tomato, pepper and Swiss chard under clay pot and furrow irrigation technologies in semi-arid areas of northern Ethiopia. Int J Water 12(1):54–65
Gee GW, Bauder JW (1986) Particle-size analysis, , pp. 383–411. In A. Klute (ed.), Methods of Soil Analysis. Part 1. 2nd ed. Agron. Monogr. 9. ASA and SSSA, Madison, WI
Ghorbani Vaghei H, Bahrami H, Nasiri Saleh F (2016) Dimensional analysis of soil wetting pattern from porous clay capsules. Iran Water Res J 10(1):77–85
González Perea R, Camacho Poyato E, Montesinos P, Rodríguez Díaz JA (2016) Optimization of irrigation scheduling using soil water balance and genetic algorithms. Water Resour Manag 30:2815–2830
Jafari Z, Matinkhah SH, Mosaddeghi MR (2022) Wetting patterns in a subsurface irrigation system using reservoirs of different permeabilities: Experimental and HYDRUS-2D/3D mdeling. Water Resour Manag 36:5335–5352
Johari I, Said S, Hisham B, Bakar A, Ahmad ZA (2010) Effect of the change of firing temperature on microstructure and physical properties of clay bricks from Beruas (Malaysia). Sci Sinter 42(2):245–254
Liang H, Liu Z, Shu Q, Yin G (2009) Effects of operating pressure on the discharge characteristics of porous pipes as micro-irrigation laterals. Trans CSAE 25(2):1–5
Martínez-Martínez S, Pérez-Villarejo L, Garzón E, Sánchez-Soto PJ (2022) Influence of firing temperature on the ceramic properties of illite-chlorite-calcitic clays. Ceramics International. In press. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.11.077
Moazenzadeh R, Mohammadi B, Sadegh Safari MJ, Chau KW (2022) Soil moisture estimation using novel bio-inspired soft computing approaches. Eng Appl Comput Fluid Mech 16(1):826–840
Monteiro SN, Vieira CMF (2004) Influence of firing temperature on the ceramic properties of clays from Campos dos Goytacazes, Brazil. Appl Clay Sci 27:229–234
Monteiro SN, Vieira CMF (2014) On the production of fired clay bricks from waste materials: A critical Update. Constr Build Mater 68:599–610
Mymrin V, Santos Camila FG, Alekseev K, Avanci MA, Kreusch MA, Borga T, Graupmann O, Cavalin FL, Monteiro RA, Ruy VA (2018) Influence of kaolin clay on mechanical properties and on the structure formation processes of white ceramics with inclusion of hazardous laundry sewage sludge. Appl Clay Sci 155:95–102
Naik BS, Panda RK, Nayak SC, Sharm SD (2008) Hydraulics and salinity profile of pitcher irrigation in saline water condition. Agric Water Manag 95:1129–1134
Newman ACD (1987) Chemistry of clays and clay minerals. Mineralogical Society Monogragh NO.6. Longman Scientific & Technical, pp. 212–501
Qiasheng S, Zouxin L, Zhenying W, Li H (2007) Simulation of the soil wetting shape porous pipe sub-irrigation using dimensional analysis. Irrig Drain 56:389–398
Ramirez ZRM, Espesel AF, Chavez GL, Duran MA, Schouwenaars R (2008) Optimization of the preparation conditions of ceramic products using drinking water treatment sludges. J Environ Sci Health Part A 43:1562–1568
Rezazadeh B, Sirousazar M, Abbasi-Chianeh V, Kheiri F (2019) Polymer-clay nanocomposite hydrogels for molecular irrigation application. J Appl Polym Sci 48631:1–11
Saefuddin R, Saito H, Šimůnek J (2019) Experimental and numerical evaluation of a ring-shaped emitter for subsurface irrigation. Agric Water Manag 211:111–122
Siyal AA, Siyal AG, Hasini MY (2011) Crop production and water use efficiency under subsurface porous clay pipe irrigation. Pakistan J Agric Eng Vet Sc 27(1):39–50
Siyal AA, Skaggs TH (2009) Measured and simulated soil wetting patterns under porous clay pipe sub-surface irrigation. Agric Water Manag 96:893–904
Siyal AA, Van Genuchten MT, Skaggs TH (2009) Performance of pitcher irrigation systems. Soil Sci 174(6):312–320
Siyal AA, Van Genuchten MT, Skaggs TH (2013) Solute transport in a loamy soil under subsurface porous clay pipe irrigation. Agric Water Manag 121:73–80
Soomro A, Soomro KB, Laghari AA, Siddiqui S (2018) Impact of different shapes of pitchers on water saving and water use efficiency of ridge-gourd in semi-arid region of Pakistan. Pak J Sci Ind Res Ser B Biol Sci 61B(2):72–77
Srisuwan A, Phonphuak N (2020) Physical property and compressive strength of fired clay bricks incorporated with paper waste. J Met Mater Miner 30(1):103–108
Tesfaye T, Tesfaye K, Woldetsadik K (2011) Clay pot irrigation for tomato (Lycopersicon esculentum Mill) production in the north east semiarid region of Ethiopia. J Agric Rural Dev Trop Subtrop 112(1):11–18
Vasudevan P, Thapliyal A, Sen PK, Dastidar MG, Davies P (2011) Buried clay pot irrigation for efficient and controlled water delivery. J Sci Ind Res 70:645–652
Vasudevan P, Thapliyal A, Tandon M, Dastidar M, Sen P (2014) Factors controlling water delivery by pitcher irrigation. Irrig Drain 63:71–79
Wiśniewska K, Waldemar P, Ewelina, KW (2021) Impact of the addition of dolomite to cream‐firing clays on the technological and color properties of sintered ceramics International Journal of Applied Ceramic Technology 18(3):1063–1073