Farklı Su Kısıtı Koşullarında Yüzeyaltı Damla Sulama İle Sulanan Susamın Verim ve Kalite Özelliklerinin Belirlenmesi ve Uygun Lateral Derinliğinin Hydrus Modeli İle Değerlendirilmesi

Abstract

Yüzeyaltı damla (YAD) sulamanın uygun bir şekilde yönetilmesi, drenaj ve buharlaşma yoluyla su kayıplarını azaltırken, uygun damla sulama lateral derinliği ise su kullanım üretkenliğini arttıran önemli bir tasarım faktörüdür. Toprak bünyesi, toprak su dinamiklerini ve dolayısıyla optimum damla sulama lateral derinliğini ve sulama aralığını etkilemektedir. Toprak su bütçesi bileşenlerinin arazi koşullarında belirlenmesi zor olduğu için, HYDRUS-2D\3D gibi toprak su modelleri bu amaçla kullanılabilmektedir. Bu çalışma, farklı lateral derinliklerinde (20, 30 ve 40 cm) kurulan YAD sulama ile uygulanan farklı sulama konularında (%100, %70, %40 ve 0) susam denemesi Antalya koşullarında killi tın-tın toprakta 2019 ve 2020 yıllarında yürütülmüştür. HYDRUS-2D\3D modeli ile toprak nem dağılımını nasıl etkilediği değerlendirilmiş, optimum damla sulama laterali konumunu belirlemek için oluşturulan farklı montaj derinliğini değiştirerek elde edilen farklı senaryoların sonuçları su kullanım verimliliği (WUE) açısından karşılaştırılmıştır. Sonuçlara göre, artan damla sulama lateral derinliği arttıkça buharlaşma azalırken, WUE değerlerinin artma eğiliminde olduğu belirlenmiştir. 40 cm'den daha derine lateral döşenmesi, WUE'nin azalmasıyla birlikte derine sızma kayıplarıyla daha fazla su kaybına neden olmuştur. Elde edilen bulgular, uygun yönetimle 40 cm derinlikte YAD'nin, kısıtlı su ile daha yüksek verimlilik oranlarına ulaşabileceğini göstermiştir. Ayrıca çalışmada yetiştirme mevsimi boyunca ölçülen ve simüle edilmiş toprak su içeriği değerlerinin karşılaştırması istatistiksel olarak sunulmuştur. 2020 yılı için doğrulama testleri, genel olarak model performansını doğrulamaktadır; belirleme katsayısı (R2)≥0.72, tahmin hatasının standart sapması (RMSE) 0.014-0.025, ortalama mutlak hata (MAE) -0.008-0.008 değerleri ile sonuçlanmıştır. 40 cm için hacimsel toprak su içeriğinde, istatistiksel olarak 20 ve 30 cm'ye göre daha fazla anlamlı artışlar sağlamıştır. Ayrıca çalışmada, HYDRUS-2D\3D ile oluşturulan simülasyonlar, YAD'yi verimli bir şekilde yönetmek için damlatıcıların uygun konumunu belirlemede yardımcı olduğu tespit edilmiştir.

Proper management of subsurface drip irrigation (SDI) and choosing dripline depth to increase water use productivity while reducing water losses through drainage and evaporation is an important design problem. Soil texture affects soil water dynamics and thus optimum drip pipe depth and irrigation interval. Since soil water budget components are difficult to determine in field conditions, soil water models such as HYDRUS-2D\3D can be used for this purpose. In the study, it was evaluated how different irrigation rates (100%, 70%, 40% and 0%) applied with SDI irrigation established at different lateral depths (20, 30 and 40 cm) affect the soil moisture distribution formed in the clayey-clay loamy soil. In addition, the results of different scenarios obtained by changing the different installation depth created to determine the optimum drip pipe position were compared in terms of water use efficiency (WUE). According to the results, it was determined that the WUE values tended to increase while the soil evaporation decreased with increasing drip pipe depth. A drip tube depth installation greater than 40 cm results in greater water loss with deeper penetration losses as WUE is reduced. The findings show that, with proper management, 40 cm deep SDI can reach higher efficiency rates with limited water. In addition, the comparison of the measured and simulated soil water content values during the growing season was presented statistically. Accuracy tests for 2020 confirm model performance overall; It resulted in values of R2≥0.72, RMSE 0.014-0.025, ME -0.008-0.008. It provided statistically more significant increases in volumetric soil water content for 40 cm compared to 20 and 30 cm. The model was able to predict soil moisture contents in the root zone, where Mean Error Squares values are usually less than 5%. In addition, simulations created with HYDRUS-2D\3D were found to be helpful in determining the appropriate position of the drippers to manage the SDI efficiently.