بهبود یکنواختی توزیع بده هوای قطرهچکانها در سامانههای اکسیژن-آبیاری
محورهای موضوعی : برگرفته از پایان نامهمنوچهر ترابی 1 , مختار میران زاده 2
1 - کارشناس ارشد بخش تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان اصفهان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، اصفهان، ایران
2 - مربی بخش تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان اصفهان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، اصفهان، ایران
کلید واژه: یکنواختی توزیع, اکسیژن-آبیاری, تهویه, سرفکتنت, حبابهای هوا,
چکیده مقاله :
مقدمه و هدف: اکسیژن-آبیاری روشی است که در آن با استفاده از ونتوری، هوا به سامانه آبیاری قطرهای زیرسطحی تزریق میشود تا ریشه گیاه آبوهوا را بهطور همزمان دریافت کند. هدف از تحقیق حاضر بررسی تاثیر نسبت های مختلف اختلاط دو نوع سرفکتنت بر بهبود یکنواختی توزیع بده هوا در سامانه های آبیاری قطره ای زیرسطحی بود.
مواد و روشها: توزیع بده هوای خروجی از یک سامانه اکسیژن-آبیاری در شرایط حضور دو سرفکتنت غیر یونی ترایتون ایکس-100 و توئین 80 و سه نسبت اختلاط این دو با یکدیگر شامل 2 : 1، 1 : 1، و 1 : 2 در آب آبیاری، مطالعه و نتایج باحالتی که جریان آب و هوا فاقد سرفکتنت بود، مقایسه شدند. برای تجزیه و تحلیل یافته ها از ضریب یکنواختی کریستیانسن، و آزمونهای کولموگوروف-اسمیرنوف و فریدمن استفاده شد (05/0 ≥P).
یافتهها: در غیاب سرفکتنتها، ضریب یکنواختی توزیع کریستیانسن (CUC) برای بده هوای قطرهچکانها 67- درصد بود. میزان افزایش نسبی CUC در حالتی که از ترایتون ایکس-100، توئین 80، نسبت اختلاط 1:2، 1:1، و 2:1 این سرفکتنتها استفادهشده بود، به ترتیب 211، 162، 210، 213 و 206 درصد به دست آمد.
بحث و نتیجهگیری: نتایج حاکی از آن است که به دلیل وجود خاصیت برهمافزایی بین این دو نوع سرفکتنت، استفاده از مخلوط آنها میتواند به نحو مؤثرتری باعث بهبود یکنواختی توزیع هوای قطرهچکانها بشود.
Introduction: Oxygation is a variant of subsurface drip irrigation in which ambient air is injected through the system via a venturi, thereby plant roots receive air and water simultaneously. The objective of this research was to study the effect of two surfactants and certain ratios of them on the uniformity distribution of emitter air flow rates along lateral pipes in an oxygation system.
Matherials and Methods: Two non-ionic surfactants, namely, Triton X-100 and Tween 80, and three mixtures of them with different ratios including 2:1, 1:1, and 1:2 were added to irrigation water and the results were compared to the case where no surfactant was used. For statistical analysis of data, the Kolmogorov–Smirnov and Friedman tests along with Christiansen Uniformity Coefficient were used.
Findings: In the absence of surfactants, Christiansen uniformity coefficient (CUC) for emitter air flow rates was -67 percent. The relative increase in CUC, when Triton X-100, Tween 80, and the ratios 2:1, 1:1, and 1:2 were applied, amounted to 211, 162, 210, 213, and 206 percent, respectively.
Conclusion: The results of this research clearly indicates that application of surfactant mixtures with synergic interaction will effectively enhance distribution uniformity of emitter air flow rates.
- Sloan JJ, Engelke MC. Effect of ozonated water on creeping bentgrass growth in a sand medium. HortTechnology. 2005. 15 (1): 148-152. https://agris.fao.org/agris-search/search.do?recordID=US201300970238
- Walter S, Heuberger H, Schnitzler WH. Sensibility of different vegetables to oxygen deficiency and aeration with H2O2 in the rhizosphere. In: Rahn C, Fink M. (eds). Acta Hortic. 2004. 659: 499-508. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2004.659.66
- Goorahoo D, Carstensen G, Zoldoske DF, Norum E, Mazzei A. Using air in sub-surface drip irrigation (SDI) to increase yields in bell peppers. Int Water Irrigation. 2002. 22 (2): 39-42.
- Goorahoo D, Adhikari D, Zoldoske D, Mazzei A, Fanucchi R. Application of AirJection® irrigation to cropping systems in California. 2007. Accessed 20 Aug 2011. Available online at: http://www.icwt.net/conference/Irrigation/Session%20E/Dave%20G.pdf
- Torabi M, Midmore DJ, Walsh KB, Bhattarai SP, Tait L. Analysis of factors affecting the availability of air bubbles to subsurface drip irrigation emitters during oxygation. Irrigation Sci. 2013. 31 (4): 621-630. https://doi.org/10.1007/s00271-012-0337-1
- Torabi M, Midmore DJ, Walsh KB, Bhattarai SP. Improving the uniformity of air bubble delivery during oxygation. J Irrig Drain E-ASCE. 2014. https://doi.org/10.1061/(ASCE)IR.1943-4774.0000735
- Maturi K, Reddy KR, Cameselle C. Surfactant-enhanced electrokinetic remediation of mixed contamination in low permeability soil. Sep Sci Technol. 2009. 44: 2385-2409. https://doi.org/10.1080/01496390902983745
- Mahmood ME, Al-Koofee DA. Effect of temperature changes on critical micelle concentration for Tween series surfactant. Glob J Sci Fron Res Chem B. 2013. 13 (4.1): 1-8. https://journalofscience.org/index.php/GJSFR/article/view/816
- Myers D. 2006. Surfactant Science and technology. 3rd ed. Wiley-Interscience, Hoboken, NJ. [DOI:10.1002/047174607X]
- Joshi T, Mata J, Bahadur P. Micellization and interaction of anionic and nonionic mixed surfactant systems in water. Colloid Surface A. 2005. 260: 209-215. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2005.03.009
- Zhou W, Zhu L. Enhanced desorption of phenanthrene from contaminated soil using anionic/nonionic mixed surfactant. Environ Pollut. 2007. 147: 350-357. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2006.05.025
- Howell TA. Irrigation efficiency. In: B.A. Stewart and A.T. Howell (eds.), Encyclopedia of Water Science. Marcel Dekker Inc., New York. 2003. pp. 467-472. https://www.worldcat.org/title/encyclopedia-of-water-science/oclc/52757434
- ASAE Standards. Amerrican Society of Agricultural Engineering, St. Joseph, MI. 1996. pp. 792 – 797. https://www.ksre.k-state.edu/sdi/reports/1997/EvalMI.pdf
- Sharma R, Shaheen A, Mahajan RK. Cyclic voltammetry and viscosity measurements of aggregated assemblies of anionic surfactants with nonionic surfactants and triblock copolymers. Colloid Polym Sci. 2011. 289: 43-51. https://link.springer.com/article/10.1007/s00396-010-2323-6
- Taha AA, Abdel Rahman HH, Abouzeid FM. Effect of surfactants on the rate of diffusion controlled anodic dissolution of copper in orthophosphoric acid. Int J Electrochem Sci. 2013. 8: 6744-6762.
- Haque ME, Das AR, Moulik SP. Behaviors of sodium deoxycholate (NaDC) and polyoxyethylenetert-octylphenyl ether (Triton X-100) at the air/water interface and in the bulk. J Phys Chem. 1995. 99 (38): 14032-14038. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/j100038a039
- Liu ZF, Zheng GM, Wang J, Zhong H, Ding Y, Yuan XZ. Effects of monorhamnolipid and Tween 80 on the degradation of phenol by Candida tropicalis. Process Biochem. 2010. 45: 806-809. https://doi.org/10.1016/j.procbio.2010.01.014
- Johnson CW, Timmons DL, Hall PE. Essential laboratory mathe
- matics: Concepts and applications for the chemical and clinical laboratory technician. 2nd ed. Delmar Learning, New York, NY. 2003. https://books.google.ca/books/about/Essential_Laboratory_Mathematics.html?id=FsKyEE8dJAgC&redir_esc=y
- Vautier-Giongo C, Bakshi MS, Singh J, Ranganathan R, Hajdu J, Bales BL. Effects of interactions on the formation of mixed micelles of 1,2-diheptanoyl-sn-glycero-3-phosphocholine with sodium dodecyl sulfate and dodecyltrimethylammonium bromide. J Colloid Interf Sci. 1983. 282: 149–155. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15576093/
- Rubingh DN. Mixed micelle solutions. In: Mittal KL. (ed.), Solution chemistry of surfactants, vol. 1. Plenum Press, New York. 1979. pp. 337-354. https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-1-4615-7880-2_15
- Nagarajan R. Molecular theory for mixed micelles. Langmuir. 1985. 1: 331-341. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/la00063a012
- Clint JH. Micellization of mixed nonionic surface active agents. J Chem Soc Faraday T 1. 1975. 71: 1327-1334. https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/1975/f1/f19757101327#!divAbstract
- Motomura K, Aratono M. Mixed surfactant systems. In: Ogino K, Abe M. (eds.), Surfactant science series 46, Marcel Deckker, New York. 1993. pp. 99-144. https://www.worldcat.org/title/mixed-surfactant-systems/oclc/26852498
Cirin DM, Posa MM, Krstonosic VS. Interactions between selected bile salts and Triton X-100 or sodium lauryl ether sulfate. Chem Cen J. 2011. 5: 1-8. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3284442/
Lee J, Kentish SE, Ashokkumar M. The effect of surface-active solutes on bubble coalescence in the presence of ultrasound. J Phys Chem B. 2005. 109 (11): 5095-5099. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jp0476444
McNulty AJ. Oxygen uptake in sewerage pipelines. 1986. Accessed 29 July 2015. Available online at: http://people.eng.unimelb.edu.au/imarusic/proceedings/9/McNulty.pdf