CSBE-SCGAB

Water table contribution and diurnal water redistribution within the corn root zone

Authors: Cordeiro, M.R.C., V. Krahn, R. Sri Ranjan and S. Sager.
Description: Understanding the water redistribution pattern within the corn root zone is crucial for water management. The objective of this research was to determine the water redistribution pattern within the corn root zone in response to irrigation and groundwater contribution. Water redistribution was monitored within the root zone of a cornfield located in Winkler, Manitoba, in 2009 and 2010 using time-domain reflectometry (TDR). Three replicates of fifteen TDR miniprobes were installed at 0.1, 0.2, 0.4, 0.6, and 0.8 m depths from the ground surface and at 0.12, 0.24, and 0.36 m radial distances from the base of the corn plant. The experimental site was irrigated by applying 50 and 65 mm of water on the soil surface in 2009 and 2010, respectively. The volumetric water contents at the 45 locations were measured prior to and at periodic intervals after the irrigation. The results indicated a pattern of water redistribution within the root zone, where the soil became drier during periods of high ET demand and became wetter during periods of low ET in the evening and night. Poorly drained soils may show a delay in the drying/replenishment pattern in dry years due to low hydraulic conductivity and deeper water table. The results from 2010 indicated that 81% of the crop water requirement was met from groundwater contribution during the experiment. During the extended period of steep water table drop, this contribution was 52%. Simulations of soil water content and upward flux using Hydrus-1D closely matched the observed values during the experimental period.
Keywords: Corn, Soil water redistribution, Water table contribution, Crop water requirement, Hydrus-1D.
Résumé: Comprendre le profil de distribution hydrique dans la zone racinaire du maïs est crucial pour la gestion de l’eau. L’objectif de cette étude était de déterminer le profil de redistribution hydrique dans la zone racinaire à la suite l’apport d’eau pas l’irrigation ou l’eau souterraine. En 2009 et 2010, la redistribution hydrique dans la zone racinaire d’un champ de maïs situé à Winkler, Manitoba, a fait l’objet d’un suivi par réflectométrie à dimension temporelle (TDR). Trois séries identiques de quinze mini-sondes TDR étaient installées à 0,1, 0,2, 0,4, 0,6 et 0,8 m de profondeur dans le sol et à une distance radiale de la base d’un plant de maïs de 0,12, 0,24 et 0,36 m. Le site expérimental avait été irrigué en surface avec 50 et 65 mm d’eau en 2009 et 2010, respectivement. La teneur en eau volumétrique a été mesurée à 45 endroits avant et périodiquement après l’irrigation. Les résultats ont indiqué un profil de distribution hydrique dans la zone racinaire où le sol s’asséchait durant les périodes de forte évapotranspiration (ET) et s’hydratait durant les périodes de faible ET durant la soirée et la nuit. Des sols mal drainés peuvent montrer un délai dans le profil de séchage/réapprovisionnement durant les années sèches dû à la fiable conductivité hydraulique et à une nappe phréatique plus profonde. Les résultats obtenus en 2010 durant l’expérience ont indiqué que l’eau souterraine fournissait 81% des besoins hydriques de la culture. Durant la longue période où la nappe phréatique s’était abaissée considérablement, cet apport était de 52%. Des simulations de teneur en eau du sol et de flux hydrique ascendant faites avec Hydrus-1D correspondaient étroitement aux valeurs observées durant l’étude.
Mots-clés: maïs, distribution hydrique du sol, apport de la nappe phréatique, besoin hydrique de la culture, Hydrus-1D.
Technical field: Soil and Water Systems Engineering
Citation: Cordeiro, M.R.C., V. Krahn, R. Sri Ranjan and S. Sager. 2015. Water table contribution and diurnal water redistribution within the corn root zone. Canadian Biosystems Engineering 57: 1.39-1.48.
Volume: 57
Issue: 1
Start page number: 1.39
End page number: 1.48
Publisher: Canadian Society for Bioengineering / Société Canadienne de Génie Agroalimentaire et de Bioingénierie
Contributor: R. Sri Ranjan
Date: February 16, 2016
Publication type:
  • Journal
Type: Text.Article
Format: PDF
Identifier: C15256.pdf
Language 1: en
Language 2: fr
Rights: Canadian Society for Bioengineering / Société Canadienne de Génie Agroalimentaire et de Bioingénierie
Located in: Volume 57 (2015)

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