Simulation of Nitrate‐N Leaching in No‐Till Fields with DRAINMOD‐N II in a Cold‐Humid Region

• Published in: Irrigation and drainage 2018-08, Vol.67 (S2), p.65-72
• Main Authors: Hashemi Garmdareh, Seyyed Ebrahim, Malekian, Raheleh, Madani, Ali, Gordon, Robert
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Agricultural conservation; Agriculture; Agrochemicals; Capacity; Computer simulation; Conservation; Conservation tillage; Copyright; Correlation coefficient; Correlation coefficients; Drainage; DRAINMOD‐N II; Drains; Fields; Groundwater; Humid areas; Hydrologic models; Infiltration; Labour; Leaching; leachingt; lixiviation; Mathematical models; Mineral nutrients; Nitrate; Nitrates; non labour; no‐till; Nutrients; Outflow; Pesticides; Predictions; Semifabricated products; Soil; Soil conservation; Soil contamination; Subsurface drains; Sustainable agriculture; Tillage
• ISSN: 1531-0353; 1531-0361
• DOI: 10.1002/ird.2200

Conservation agriculture, especially no‐tillage, has proven to become sustainable farming in many agricultural environments globally. In spite of advantages of no‐till systems, this practice may result in excess infiltration into the soil and can enhance the movement of mobile nutrients and some pesticides to subsurface drains and groundwater along preferential pathways. The goal of this study was to evaluate the capacity of DRAINMOD‐N II to simulate subsurface nitrate‐N leaching in no‐till fields in Truro, Nova Scotia, Canada, from 2003 to 2006. The model performance was first evaluated by comparing observed and simulated drain outflow data that is an essential prerequisite for the model to obtain a proper prediction of NO3‐N movement, and then by comparing observed and simulated NO3‐N concentration in no‐till fields using three statistical indices, relative root mean square error (RRMSE), average absolute deviation (AAD) and the correlation coefficient (R2). The RRMSE, AAD and R2 for the validation period were determined to be 1.09, 1.85 and 0.83 mm for drain outflow, and 1.43, 0.51 and 0.79 mg l−1 for NO3‐N concentration respectively. The results showed that DRAINMOD‐N II predicted NO3‐N leaching reasonably well in drainage outflow of no‐till fields over the whole period. Copyright © 2018 John Wiley & Sons, Ltd. Résumé L'agriculture de conservation, en particulier le semis direct, s'est révélée être une agriculture durable dans de nombreux milieux agricoles à l'échelle mondiale. En dépit de certains avantages des systèmes sans labour, cette pratique peut entraîner une infiltration excessive dans le sol et peut améliorer le mouvement des nutriments mobiles et certains pesticides vers les drains souterrains et les eaux souterraines le long des voies préférentielles. L'objectif de cette étude était d'évaluer la capacité de DRAINMOD‐N II à simuler la lixiviation au nitrate‐N dans des parcelles sans labour à Truro, Nouvelle‐Écosse, Canada, de 2003 à 2006. La performance du modèle a d'abord été évaluée en comparant les données de sortie de vidange observées et simulées qui constituent une condition préalable essentielle pour que le modèle obtienne une prédiction appropriée du mouvement du NO3‐N, puis en comparant la concentration observée et simulée de NO3‐N avec/sans labour en utilisant trois indices statistiques, erreur carrée moyenne relative (RRMSE), écart absolu moyen (AAD) et coefficient de corrélation (R2). Le RRMSE, AAD et R2 pour la période de valida