SUPERVISOR
Mostafa Tarkesh esfahani,Mohammad Reza Mosaddeghi,Seyed Hamid Matinkhah
مصطفی ترکش اصفهانی (استاد مشاور) محمدرضا مصدقی (استاد مشاور) سید حمید متین خواه (استاد راهنما)
STUDENT
Zahra Jafari
زهرا جعفری
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده منابع طبیعی
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1394
TITLE
Efficiency of subsurface clay irrigation method in biological restoration and its modeling with HYDRUS-2D/D3 software
Scattered rainfall in arid and semi-arid regions is detrimental to newly planted seedlings. As a result, it is essential to store the water needed for seedlings in regenerative projects in the first years of their establishment. In this regard, subsurface irrigation can be more effective than the traditional method of surface irrigation. For this purpose, a study was conducted in the lands of Isfahan University of Technology. Initially, clay reservoirs with a capacity of 4.75 liters were made from different amounts of manure and straw to produce reservoirs with different permeabilities (low, medium and high with hydraulic conductivity of 0.06, 0.08 and 0.2 cm/day, respectively). After preparing the clay reservoirs and taking them out of the kiln, 50 cm long and 50 cm deep holes were dug, so that the distance each pit to the next pit was 2 m. Clay reservoirs were placed inside the pits, so that 5 cm of their openings protruded from the soil. In order to prevent water evaporation inside the reservoirs, ceramic lids were placed on the reservoirs. Experimental treatments (including irrigation methods and tree species) were considered as a split plot in a completely randomized design with three replications. Growth and survival indices of four seedlings including Tree of Heaven ( Ailanthus altissima ), Chinaberry ( Melia azedarach ), White mulberry ( Morus alba ) and Black Locust ( Robinia pseudoacacia ) with moderate water requirement were examined. The results showed that height, basal diameter, number of leaves, chlorophyll content and stomatal conductance in subsurface irrigation with low permeability reservoirs were significantly higher than surface irrigation (P 0.05), while The number of branches of the studied plants was not significantly affected by irrigation method and different permeabilities of clay reservoirs (P 0.05). Low permeability clay reservoirs provided better conditions for plant growth than high permeability clay reservoirs and to some extent medium-permeability clay reservoirs, because they provided water and nutrients to the plant continuously and at low pressures at longer intervals. The results in four studied species also showed that water use efficiency in subsurface irrigation was higher than surface irrigation. The highest percentage of plant survival was related to subsurface irrigation and control treatment (surface irrigation) showed the lowest survival percentages of 60, 70, 80 and 100 for Morus alba , Melia azedarach , Ailanthus altissima and Robinia pseudoacacia , respectively. Leaf water potential ??showed that Robinia pseudoacacia is the most drought tolerant plant compared to other planted trees. Examining the irrigation interval treatments (once a month, once every two weeks, once a week and twice a week), it seems that the 14 day irrigation interval treatment is suitable for the establishment and survival of Robinia pseudoacacia seedlings. In the present study, the weight of weeds at the end of the growing season in surface irrigation (218 g) was higher than in subsurface irrigation (50 g). Evaluation of the efficiency of clay reservoirs in subsurface irrigation for the use of unconventional water showed that the percentage of discharge of the control reservoir with conventional water was higher than the reservoirs with saline water and water contaminated with nitrate and phosphate. The rate of discharge decreases with increasing salinity of water and the amount of nitrate and phosphate in irrigation water to some extent that this decrease was not noticeable and was attributed to higher viscosity of saline water and water contaminated with nitrate and phosphate. Simulation of moisture distribution using HYDRUS model showed that this software has a good ability to simulate moisture distribution, so that the correlation coefficient between the measured and simulated values ??in different permeability treatments was 91% to 85%. In fact, what was presented about the studied plant species in general confirmed the positive effect of subsurface irrigation on the growth and survival traits of the studied plants.
بارش کم و پراکنده در مناطق خشک و نیمهخشک برای نهالهای تازه کاشته شده خسارتآور است. در نتیجه، ذخیره آب مورد نیاز برای نهالها در پروژههای احیایی در سالهای اول استقرار آنها به شدت ضروری است. در این راستا، آبیاری زیرسطحی میتواند نسبت به روش سنتی آبیاری سطحی بسیار مؤثر باشد. بدین منظور، تحقیقی در محدوده اراضی دانشگاه صنعتی اصفهان انجام شد. در ابتدا، مخازن سفالی با گنجایش 75/4 لیتر ساخته شد و از مقادیر مختلف کود دامی و کاه جهت تولید مخازن با تراواییهای مختلف (کم، متوسط و زیاد به ترتیب با هدایت هیدرولیکی 06/0، 08/0 و 2/0 سانتیمتر بر روز) استفاده شد. پس از آماده شدن مخازن سفالی و خارج کردن آنها از کوره، گوالهایی به طول ?? سانتیمتر و عمق 50 سانتیمتر حفر شدند، به گونهای که فاصله هر گودال تا گودال بعدی ? متر بود. مخازن سفالی داخل گودالها قرار گرفتند، طوریکه 5 سانتیمتر از دهانه آنها از خاک بیرون ماند. به منظور جلوگیری از تبخیر آب داخل مخازن، روی مخازن سفالی درپوش سرامیکی قرار داده شد. تیمارهای آزمایش (شامل روشهای آبیاری و گونههای درختی) به صورت اسپلیت پلات در زمان در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در نظر گرفته شدند. شاخصهای رشد و بقای چهار نهال از جمله عرعر ((Mill) Swingle Ailanthus altissima )، زیتون تلخ ( Melia azedarach L . )، توت سفید ( Morus alba L . ) و اقاقیا ( Robinia pseudoacacia L . ) با نیاز آبی متوسط مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که ارتفاع، قطر یقه، تعداد برگها، محتوی کلروفیل و هدایت روزنهای در آبیاری زیرسطحی با مخازن با تراوایی کم نسبت به آبیاری سطحی به طور معنیدار بیشتر بود ( P 0.05)، در حالیکه تعداد شاخههای گیاهان مورد مطالعه به طور معنیدار تحت تأثیر روش آبیاری و تراواییهای مختلف مخازن سفالی قرار نگرفت ( P 0.05). مخارن سفالی با تراوایی کم نسبت به مخازن سفالی با تراوایی زیاد و تا حدودی مخازن سفالی با تراوایی متوسط شرایط بهتر برای رشد گیاه فراهم کردند، زیرا به طور مداوم و با فشار کم در فواصل زمانی طولانیتر آب و مواد غذایی را در اختیار گیاه قرار میدهند. همچنین، نتایج در چهار گونه مورد مطالعه نشان داد که کارایی مصرف آب در آبیاری زیرسطحی بیشتر از آبیاری سطحی بود. بالاترین درصد بقای گیاهان مربوط به آبیاری زیرسطحی بود و تیمار شاهد (آبیاری سطحی) کمترین درصد بقا 60، 70، 80 و 100 را به ترتیب برای گونههای توت سفید، ریتون تلخ، عرعر و اقاقیا نشان داد. مقادیر پتانسیل آب برگ نشان داد که درخت اقاقیا در مقایسه با سایر درختان کاشته شده مقاومترین گیاه به خشکی است. با بررسی تیمارهای مختلف دور آبیاری (ماهی یک بار، دو هفتهای یک بار، هفتهای یک بار و هفتهای دو بار)، به نظر میرسد تیمار دور آبیاری 14 روز جهت استقرار و بقاء نهال اقاقیا مناسب است. در تحقیق حاضر، وزن علفهای هرز در انتهای فصل رشد در آبیاری سطحی (218 گرم) نسبت به آبیاری زیرسطحی بیشتر (50 گرم) بود. ارزیابی کارایی مخازن سفالی در آبیاری زیرسطحی به منظور استفاده از آبهای غیرمتعارف نشان داد که درصد تخلیه مخزن شاهد با آب متعارف نسبت به مخازن دارای آب شور و آب آلوده به نیترات و فسفات بیشتر بود. میزان آبدهی با افزایش شوری آب و میزان نیترات و فسفات در آب آبیاری تاحدی در طول زمان کاهش مییابد که این کاهش محسوس نبوده و به ویسکوزیته بالاتر آب شور و آب آلوده به نیترات و فسفات نسبت داده شد. شبیهسازی توزیع رطوبت با استفاده از مدل HYDRUS نشان داد که این نرمافزار از توانایی خوب برای شبیهسازی توزیع رطوبت برخوردار است، به طوری که ضریب همبستگی بین مقادیر اندازهگیری شده و شبیهسازی شده در تیمارهای مختلف تراوایی بین 91% تا 85% بود. در واقع آنچه که در مجموع در مورد گونههای گیاهی مورد مطالعه ارائه شد مؤید تأثیر مثبت آبیاری زیرسطحی بر صفات رشد و زندهمانی گیاهان مورد مطالعه بود.