Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2025.

Bibliography: pages 126-145.

This study aimed to make sustainable irrigation water management using deficit
irrigation and partial root drying (PRD) techniques under organic and plastic mulching
for green beans.to provide irrigation water, reduce water stress which the crops are
exposed, improve the productivity and quality of the planted crop in addition to
studying a simulation modeling using the SALTMED program to confirm the
compatibility of this program to predict results under Egyptian conditions. To
implement that, a field experiment was applied using four irrigation treatments (100%
IRg, 75% IRg, 50% IRg, and 50% IRg PRD) and four soil mulching treatments
(uncovered soil (UC), plastic mulch (PM), rice straw mulch (RSM), and compacted
rice straw mulch (CRSM). The interaction effect of deficit irrigation strategies and soil
mulching on water management showed that the maximum irrigation water
productivity (IWP) of 5.56 kg m-3 was achieved under 50% PRD & CRSM for both
growing seasons, followed by 50% PRD & RSM and 50% PRD & PM, with 5.19 and
4.96 kg m-3. The highest yield of 8936 kg ha-1 was achieved with 50% IRg PRD &
CRSM, followed by 8914 kg ha-1 and 8898 kg ha-1 with 100% IRg & CRSM and 75%
IRg & CRSM, respectively. Conversely, the lowest yield of 6009 kg ha-1 was obtained
with 50% IRg & UC. The application of organic mulches was effective in conserving
soil moisture due to enhanced infiltration, improved retention capacity, and
suppression of weed growth, ultimately fostering optimal crop development and higher
yield outcomes, where the highest soil moisture content was observed under 100% IRg
& CRSM. The results of soil temperature variations beneath soil mulches show that
CRSM is effective in alleviating plant stress, lowering the temperature below the cover,
reducing water loss through evaporation from the soil surface, and promoting
sustainable irrigation water management. In contrast, organic mulch helps to regulate
temperature and protects the soil and roots from extreme temperatures. The
combination of 50% IRg PRD & CRSM produced plants with enhanced plant height,
fresh and dry weight, leaf area, pod length, and green bean weight, as well as the
highest vegetative growth indices. Generally speaking, organic mulching increased soil
temperature, soil moisture, IWP, and green bean production. The SALTMED model
reasonably well simulated both the soil moisture content and salts under different
irrigation water applications and soil mulching treatments. The results indicate that the
goodness-of-fit test indices between simulated and observed values fell within a
reasonable range.

تهدف هذه الدراسة إلى تحقيق إدارة مستدامة لمياه الري باستخدام تقنيتي الري الشحيح والتجفيف الجزئي للجذور تحت التغطية العضوية والبلاستيكية للفاصوليا الخضراء. لتوفير مياه الري وتقليل الإجهاد المائي الذي تتعرض له المحاصيل وتحسين إنتاجية وجودة المحصول المزروع بالإضافة إلى دراسة نموذج المحاكاة باستخدام برنامج SALTMED للتأكد من مدى توافق هذا البرنامج للتنبؤ بالنتائج تحت الظروف المصرية. لتنفيذ ذلك، تم تطبيق تجربة ميدانية باستخدام أربع معاملات ري(100% IRg، 75% IRg، 50% IRg، و50% IRg PRD ) وأربع معاملات تغطية التربة (تربة مكشوفة (UC)، تغطية بلاستيكية (PM)، قش الأرز (RSM)و قش الأرز المضغوط (CRSM) .أظهر تأثير التفاعل بين استراتيجيات الري الشحيح وتغطية التربة على إدارة المياه أن أقصى إنتاجية لمياه الري (IWP) البالغة 5.56 كجم م-3 تم تحقيقها تحت 50% PRD و CRSM لكلا موسمي النمو، تليها (50% PRD وRSM و50% PRD وPM، مع 5.19 و4.96 كجم م-3. تم تحقيق أعلى محصول بلغ 8936 كجم هكتار-1 مع 50 IRg PRD% وCRSM، تليها 8914 كجم هكتار-1 و8898 كجم هكتار-1 مع 100% وقد تم الحصول على أقل محصول وهو 6009 كجم هكتار-1 باستخدام 50% من IRg وUC. وقد وجد أن استخدام التغطية العضوية فعال بشكل خاص في الحفاظ على رطوبة التربة بسبب زيادة التسلل وتحسين قدرة الاحتفاظ وتقليل نمو الحشائش، مما يعزز في النهاية النمو الأمثل للمحاصيل والانتاجية العالية، حيث لوحظ أعلى محتوى للرطوبة في التربة عند 100% من IRg وCRSM. وتُظهر نتائج الاختلافات في درجة حرارة التربة تحت تغطية التربة أن CRSM فعال في تخفيف إجهاد النبات وخفض درجة الحرارة تحت الغطاء وتقليل فقدان المياه من خلال التبخر من سطح التربة وتعزيز إدارة مياه الري المستدامة. وعلى النقيض من ذلك، تساعد التغطية العضوية في تنظيم درجة الحرارة وحماية التربة والجذور من درجات الحرارة القصوى. أدى الجمع بين 50% من IRg PRD وCRSM إلى إنتاج نباتات ذات ارتفاع نبات جيد ووزن طازج وجاف عالي ومساحة أوراق وطول قرون ووزن الفاصوليا الخضراء، بالإضافة إلى أعلى مؤشرات النمو الخضري. وبشكل عام، أدى التغطية العضوية إلى زيادة درجة حرارة التربة ورطوبتها وIWP وإنتاج الفاصوليا الخضراء. تشير النتائج إلى أن مؤشرات اختبار الملاءمة بين القيم المحاكاة والملاحظة تقع ضمن نطاق معقول. وقد لوحظ أن تطبيق 50% من IRg-PRD وCRSM يسمح بالحفاظ على المياه داخل منطقة جذر المحصول بسبب تأثير الحاجز الهيدروليكي لطبقة الرمل، وبالتالي تعزيز احتباس المياه والإنتاجية.

Issues also as CD.

Text in English and abstract in Arabic & English.