Irrigation and Water Engineering

Irrigation and Water Engineering

Using of Hydrus 2D model for proposing suitable irrigation scheme and simulating soil salinity (Case study of Semnan pistachio orchards)

Document Type : Original Article

Authors
Arash Tafteh 1
, Mohammad Reza Emdad 2
1 Department of on farm water management, Soil and Water Research Institute, Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran.
2 Department of Irrigation and soil physics, Soil and Water Research Institute, Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran
10.22125/iwe.2024.446730.1795
Abstract
Due to the lack of water resources (quantitatively and qualitatively) and application of different irrigation management in terms of interval and depth of irrigation water (irrigation scheduling) in agriculture and orchards, it is necessary to apply proper irrigation management to prevent the accumulation of salt in the root zone. Pistachio trees are resistant to drought and can produce an average yield even with low amounts of water.

The irrigation interval of pistachio trees depends on factors such as soil texture, evapotranspiration, water and soil salinity, irrigation method, tree age and available water amount. Various irrigation methods are used for pistachio trees, the most important of which are surface irrigation, surface drip irrigation, subsurface drip irrigation, and bubbler irrigation. Given that there is no comprehensive information on irrigation management and quality of irrigation water for pistachio orchards in the drip irrigation method of main pistachio growing areas of Semnan (Damghan), identifying different pistachio irrigation managements provides this possibility by using different irrigation scenarios and valid and practical models, suitable irrigation management can be performed in order to increase yield and simulate soil salinity. Three orchards were selected from Damghan city of Semnan province (with a focus on pistachio orchards and surface drip irrigation systems) in order to investigate performance, irrigation management and soil salinity changes. In this regard, information including longitude and latitude, area of orchards, number and arrangement of drippers, irrigation scheduling and soil sampling performance for measuring salinity was done.
Keywords
: Irrigation scheduling
Simulation
Soil salinity
Water salinity
Subjects
آمارنامه کشاورزی سال1401 (جلد سوم، محصولات باغبانی و گلخانه‌ای). مرکز فناوری اطلاعات و ارتباطات وزارت جهاد کشاورزی.
اسلامی، ا.، م. شاکر و ا. جوکار. 1401. تاثیر مدیریت آبیاری در شرایط باغدار بر بهره‌وری آب آبیاری درختان پسته. نشریه مدیریت آب در کشاورزی دوره 10.
اکبری، ا. و ش. زند پارسا. 1396. تاثیر سطوح مختلف آب آبیاری بر رشد و عملکرد درخت پسته در شهرستان انار استان کرمان. علوم و مهندسی آبیاری.40(3)، 136-123.
سیفی، ا.، س. م. میرلطیفی، ح. دهقانی سانیج و م. ترابی. 1393. تاثیر دور آبیاری بر توزیع رطوبت و شوری در باغ‌های پسته تحت شرایط آبیاری قطره‌ای ­زیرسطحی (مطالعه موردی: شهرستان سیرجان استان کرمان). نشریه آبیاری و زهکشی ایران. 4(8)، 786- 799.
صداقتی، ن. و ح. حکم آبادی. 1388. مطالعه ارتباط خصوصیات اکوفیزیولوژیکی درختان پسته با تنش آبی جهت اعمال مدیریت بهینه آبیاری. گزارش نهایی پروژه تحقیقاتی مؤسسه تحقیقات پسته کشور، رفسنجان. 40 صفحه.
صداقتی، ن. و ا. محمدی محمدآبادی. 1387. شوری و علائم شناسایی آن در باغ‌های پسته. نشریه فنی- ترویجی شماره 58 مؤسسه تحقیقات پسته کشور، 24 صفحه.
                صداقتی، ن.، حسینی‌فرد، س. ج. و محمدی محمدآبادی، ا. 1391. مقایسه اثرات دو سامانه آبیاری قطره‌ای سطحی و زیرسطحی بر رشد و عملکرد درختان بارور پسته. نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی). 26(3)، 575- 585.
               علیزاده، ا. 1368. کیفیت آب در آبیاری(ترجمه). انتشارات آستان قدس رضوی. 93 صفحه.
گنجی­خرم‌دل، ن.  و ف. کیخایی. 1395. مقایسه تغییرات رشد و عملکرد محصول درختان بارور پسته در گذار از آبیاری سطحی به آبیاری قطره‌ای در ساوه. نشریه پژوهش آب در کشاورزی. 30(1)، 49- 39.
موسوی فضل، س.ح.، م. ح. رحیمیان، ن. کوهی، ح. ریاحی، م. کرامتی، ف. عباسی و ج. باغانی. 1399. ارزیابی حجم آب کاربردی و بهره‌وری آب در کانون‌های اصلی تولید پسته کشور (استان‌های کرمان، خراسان رضوی، یزد و سمنان). نشریه آبیاری و زهکشی ایران.  6 (14)،14. 2256-2244.
نقوی، ه. 1395. بررسی تاثیر عمق کارگزاری و میزان آب آبیاری به روش قطره‌ای زیرسطحی بر عملکرد و غلظت عناصر ماکرو در برگ در درختان پسته. مجله مهندسی آبیاری و آب. 7(26)، 158- 142.
 
Alizadeh, A., M. Kafi, T. Taghavi and A. H. Khoshgoftarmanesh. 2013. Effects of salinity on growth, water status and ion distribution in almond rootstock GF-677. Journal of Plant Nutrition, 36(7), 1086-1098.
Ardakani, M. 2015. Effect of salinity on germination and deployment of Pistachio vera var Kalehghouchi. European Journal of Experimental Biology, 2015, 5(4), 68-70.
Bagheri, R., S. Khorasaninejad, G. Fathi and A. Gholizadeh. 2019. Effect of irrigation with saline water on growth, yield and quality of pistachio (Pistacia vera L.) cultivars. Scientia Horticulturae, 246, 138-143.
Eslami, A. and H. Naghavi. 2012. Study in the possibility of using brackish water in the subsurface drip irrigation system in the Pistachio orchard fertilizer channel. 90/538 (In Persia).
Gholami, M., S. Khorasaninejad and K. Fotuhi. 2015. Effects of irrigation with saline water on yield and quality of pistachio (Pistacia vera L.) cultivars. Agricultural Water Management, 148, 194-200.
Kafi, M., Rashed M. H. Mohassel and A. Koocheki. 2008. Pistachio (Pistacia vera L.) production under saline conditions. In, Kafi M., Rashed Mohassel M. H., Koocheki A., and Mollafilabi A. (Eds.), Advances in Pistachio Production and Utilization, 281-296.
Mirzaie, A., and A. Nazemi. 2011. The simulation of salts movement in soil using HYDRUS-2D model . Journal of Irrigation and Water Engineering ,1(3),59-70.
Memmi, H., M.C. Gijón, J.F. Couceiro and D. Pérez-López. 2016. Water stress thresholds for regulated deficit irrigation in pistachio trees: Rootstock influence and effects on yield quality. Agricultural Water Management, 164,58-72.
Phogat,V., Mahadevan,M., Skewes,M and Cox, J.W. 2012. Modelling soil water and salt dynamics under pulsed and continuous surface drip irrigation of almond and implications of system design. Irrigation Science. 30, 315-333.
Sedaghati, N. and H. Hokmabadi. 2015. Optimizing pistachio irrigation management using the relationship between echo-physiological characteristics & water stress. Journal of Agricultural Science & Technology, 17, 189-200.
Selim,T., Berndtsson,R and Persson,M. 2013. Simulation of soil water and salinity distribution under surface drip irrigation. Irrigation and Drainage. 62,352-362.
Šimůnek, J., M.T. Van Genuchten and M. Šejna. 2008. Development and applications of the HYDRUS and STANMOD software packages and related codes. Vadose Zone Journal. 7, 587-600.
Šimůnek, J., M.T. Van Genuchten and M. Šejna. 2012. The HYDRUS software package for simulating twoand three-dimensional movement of water, heat, and multiple solutes in variably-saturated media. Technical manual, version 1, 241.
Shamsi, S., A. Kamali and Y. Hasheminejhad. 2022. An approach to predict soil salinity changes in irrigated pistachio orchards. Journal of Soil Science Society of Iran, 1(1), 1-10.
Steduto, Pasquale. T. C. Hsiao, E. Fereres and D. Raes. 2012. FAO Irrigation and Drainage, No: 66.
Zareabyaneh, H., S. Khorasaninejad, K. Fotuhi and M. Rahemi. 2018. Effect of irrigation with saline water on growth, yield and quality of pistachio trees (Pistacia vera L.). Agricultural Water Management, 202, 1-9.