ارزیابی مدل هایدروس دو بعدی برای تعیین توزیع رطوبت خاک در آبیاری قطره‌ای سطحی و زیر سطحی درختان پسته

طبیعت چندبُعدی حرکت آب در خاک، جذب آب توسط گیاه و کاربرد آب در مزرعه، باعث افزایش پیچیدگی های مدل‌سازی توزیع رطوبت خاک در سامانه های آبیاری قطره ای می شود. با تعیین خصوصیات هیدرولیکی خاک، پارامترهای توزیع ریشه درخت پسته در مزرعه مورد مطالعه، میزان تبخیر و تعرق و جریان آب ورودی، چگونگی توزیع رطوبت خاک در دو سامانه آبیاری قطره ای سطحی (di)و زیرسطحی(sdi) با استفاده از مدل هایدروس دوبُعدی مدلسازی گردید. همچنین مقادیر رطوبت خاک در روزهای متوالی پس از آبیاری، در فواصل عرضی و عمقی متفاوت نسبت به درخت با استفاده از رطوبت سنج پروفیل پروب اندازه گیری شد. از هدایت روزنه ای برگ درختان نیز برای استخراج تابع تنش رطوبتی و ارزیابی مدل استفاده شد. براین اساس، مکش معادل کاهش 50 درصد جذب آب ریشه برابر 4935 سانتی متر بدست آمد. نتایج مدل سازی در محل های منطبق با اندازه گیری ها با داده های رطوبت خاک مقایسه شد و با استفاده از آماره های صحت سنجی، صحت و دقت مدل مورد بررسی قرار گرفت. مقادیر me، rmse، eو r2برای sdi به ترتیب 0.006، 0.021، 0.761، 0.794 و برای di 0.002، 0.020، 0.700 و 0.741 به دست آمد. تعرق محاسبه شده توسط هایدروس همبستگی بالایی را با هدایت روزنه ای به ویژه در sdiنشان داد. براساس نتایج هایدروس و اندازه گیری گیاهی مشخص شد که جذب آب توسط ریشه درخت پسته در sdi به طور معنی داری از diبیشتر است که نشان می دهد استفاده از sdiمی تواند با کاهش تبخیر از سطح خاک، باعث صرفه جویی و افزایش کارایی مصرف آب گردد. برآورد جذب آب ریشه و اندازه گیری هدایت روزنه ای درخت پسته در شرایط مزرعه مشخص کرد که رطوبت خاک تا چهارروز بعد از آبیاری قطره ای به خوبی پاسخگوی نیاز گیاهی بوده و با کوتاه تر کردن دور آبیاری می توان از بیشترین پتانسیل این سامانه آبیاری بهره برد.

Evaluation of HYDROUS2D Model for Determination of Soil Moisture Distribution under Surface and SubSurface Drip Irrigation of Pistachio Trees

Multidimensional nature of water flow, plant uptake, and high frequency of water application increase the complexity in modeling soil moisture dynamics from trickle irrigation. By determining soil hydraulic properties, parameters of root distribution model for pistachio trees in the field, evapotranspiration and inflow flux, soil moisture distribution was modeled using HYDRUS2D model for surface (DI) and subsurface drip irrigation (SDI) systems. Also, soil moisture content in the following days after irrigation was measured at different lateral and vertical distances from the tree by using Moisture Meter Profile Probe. Leaf stomatal conductance was used to test the model and parameterize waterstress response function. The h50 for pistachio tree, which represents the pressure head at which the water extraction rate is reduced by 50%, was calculated 4935 cm. HYDRUS outputs were compared with measured data in corresponding locations, and values ofME, RMSE, E and R2 statistics were obtained 0.002, 0.02, 0.7, 0.741 for DI and 0.006, 0.021, 0.761, and 0.794 for SDI respectively. The calculated transpiration by HYDRUS showed high correlation with stomatal conductance, especially in SDI. Based on plant measurements and HYDRUS results, root water uptake in SDI was significantly more than DI. Therefore, using SDI systems, by decreasing evaporation, saves more water and increases irrigation efficiency. The calculated root water uptake and measured stomatal conductance for the pistachio trees revealed that soil moisture perfectly supports plants until four days after irrigation. Thus, by decreasing irrigation interval in the field, maximum potential of drip irrigation systems can be achieved.