Διερεύνηση του νερού και της αλατότητας του εδάφους σε καλλιεργούμενο αγρό αρδευόμενο με υφάλμυρο νερό. Πειραματικές μετρήσεις και προσομοιώσεις με μαθηματικό μοντέλο:
Creators: name: Παμπουκίδου, Παρθένα Παύλου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2014
Subjects: Ωσμωτική καταπόνηση
Υδατική Καταπόνηση
SALTMED
Osmotic stress
Water stress

description: Η έλλειψη νερού και η αυξημένη αλατότητα του νερού άρδευσης αποτελούν σημαντικούς παράγοντες περιορισμού της ανάπτυξης των καλλιεργούμενων φυτών και υποβάθμισης των εδαφικών πόρων. Στην παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή επιχειρείται η παρακολούθηση του συστήματος έδαφος-νερό-φυτό που έχει υποστεί καταπόνηση και η προσομοίωση των αποτελεσμάτων στην κατανομή της περιεχόμενης υγρασίας και της ηλεκτρικής αγωγιμότητας στο έδαφος και στην παραγωγικότητα της καλλιέργειας μέσω του μαθηματικού μοντέλου, SALTMED (Ragab R.,2002). Εξετάστηκαν τέσσερις διαφορετικές μεταχειρίσεις άρδευσης που περιελάμβαναν τη μη καταπόνηση, την υδατική καταπόνηση, την αλατούχο καταπόνηση και τον συνδυασμό υδατικής και ωσμωτικής καταπόνησης σε καλλιέργεια αραβοσίτου. Η εδαφική υγρασία του εδάφους μειώθηκε λιγότερο στη μεταχείριση συνδυασμένης καταπόνησης λόγω περιορισμού της πρόσληψης, ενώ στις μεταχειρίσεις με καθαρό νερό η κατανομή της εδαφικής υγρασίας ακολουθούσε την αύξηση του ριζικού συστήματος, δηλαδή αρχικά μείωση και σταδιακά σταθεροποίηση. Η αύξηση της ηλεκτρικής αγωγιμότητας ήταν σταθερή καθώς δεν μεσολάβησαν έντονες βροχοπτώσεις, ενώ μεγαλύτερη αύξηση παρατηρήθηκε στην επιφανειακή στρώση λόγω της συμπύκνωσης αλάτων που προκαλείται από την έντονη εξάτμιση της περιόδου Όσον αφορά στην απόδοση, η υδατική καταπόνηση επηρεάζει την παραγωγή βιομάζας, ενώ η ωσμωτική καταπόνηση επηρεάζει το φυτό στο στάδιο της άνθησης που θεωρείται κρίσιμο για τις υδατικές ανάγκες του φυτού. Τα αποτελέσματα της προσομοίωσης από το μοντέλο SALTMED, με τη μέθοδο των πεπερασμένων διαφορών, είναι ιδιαίτερα ικανοποιητικά όσον αφορά στην κατανομή της εδαφικής υγρασίας και λιγότερο ικανοποιητικά όσον αφορά στην κατανομή της ηλεκτρικής αγωγιμότητας, καθώς το μοντέλο εκτιμάει χαμηλότερη ηλεκτρική αγωγιμότητα. Όσον αφορά στα αποτελέσματα της απόδοσης το μοντέλο προσομοιώνει καλύτερα την απόδοση σε καρπό και λιγότερο την απόδοση σε βιομάζα. Η προσομοίωση της απόδοσης από το μοντέλο φαίνεται να εξαρτάται ιδιαίτερα από τις αρχικές συνθήκες και τις παραμέτρους της καλλιέργειας που αποτελούν δεδομένα εισόδου, όπως ο συντελεστής αντοχής στην αλατότητα και τα χαρακτηριστικά της βιολογίας του φυτού.
description: The water deficiency and the salinity of the irrigation water are essential factors in plant breeding and crop yield. The objective of this study was monitoring the soil-water-crop system submitted in stressful conditions and simulating the effects on water and salinity distribution in the soil profile and on the crop yield by using a mathematical model, SALTMED (Ragab R, 2002). There have been tested four scenarios, including the non-stress irrigation, the water stress irrigation, the osmotic stress irrigation and the combined water and osmotic stress irrigation using the level basin irrigation type in corn field’s conditions. The soil moisture content decreased the most in the non-stress irrigation and the least in the combined water stress and osmotic stress irrigation due to restriction on plant water-uptake during the growing season. In non-osmotic stress irrigations the soil moisture distribution followed the development of the root system while in osmotic-stress irrigations it was observed a gradual decline and finally pause of the plant water-uptake process due to increase of the soil electrical conductivity. The increase of salinity was more pronounced to the upper layer because of the salt condensation caused by the high bare-soil evaporation. The overall salinity tended to reduce since the treatment of saline irrigation paused and there were rainfall incidents. Regarding the dry matter and grain production, the study concluded that the dry matter yield was mainly affected by the water stress, while the grain production was mainly affected by the osmotic tension during the critical period of reproduction. The SALTMED model results, computed by the finite difference simulations, were more satisfying in the estimation of soil moisture distribution than in the prediction of soil salinity distribution. The values of ECss were underestimated by the model. Regarding the results on the crop yield, the model is more effective in estimating the grain production than the dry matter production. The model estimation of crop yield is really sensitive to the data incorporated to the model parameters, concerning the salt tolerance factor and the biology of the crop.