ارزیابی اثر تنش‌های توأمان آبی و شوری در برآورد عملکرد بیولوژیکی ذرت علوفه‌ای از طریق تبخیر و تعرق دوره‌ای

آب و خاک

مقاله 3، دوره 36، شماره 6 - شماره پیاپی 86، بهمن و اسفند 1401، صفحه 677-693   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.2022.77735.1183

نویسندگان

فرامرز زرگریعقوبی¹؛ مهدی سرائی تبریزی^{* 2}؛ علی محمدی ترکاشوند³؛ مهرداد اسفندیاری⁴؛ هادی رمضانی اعتدالی⁵

¹دانشجوی دکتری علوم و مهندسی خاک، گروه علوم و مهندسی خاک، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

²استادیار، گروه علوم و مهندسی آب، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

³دانشیار گروه علوم و مهندسی خاک، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

⁴استادیار گروه علوم و مهندسی خاک، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

⁵دانشیار گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران

چکیده

تأثیر توأمان کمّیت و کیفیت آب آبیاری در شرایط غالب مناطق خشک و نیمه‌خشک از جمله چالش‌های مهم بخش کشاورزی در کاهش میزان تبخیر-تعرق گیاه و تولید محصول نهایی می‌باشد. به‌منظور بررسی اثر هم‌زمان سطوح مختلف تنش آبی و شوری بر تبخیر و تعرق دوره‌ای و عملکرد تر ذرت علوفه‌ای رقم سینگل کراس 704، آزمایشی به‌صورت فاکتوریل (3²) در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در کرت‌های به مساحت 9 مترمربع در مزرعه کشاورزی و دام‌پروری علی­آباد فشافویه واقع در استان قم در سال 1399 اجرا گردید. تیمارهای اعمال شده شامل شوری آب آبیاری در سه سطح هدایت الکتریکی 8/1 (S₀)، 2/5 (S₁) و  dS/m6/8 (S₂) که از طریق اختلاط آب چاه شور منطقه با آب شیرین تهیه و تنش آبی نیز در سه سطح به‌ترتیب شامل 100% (W₀)، 75% (W₁) و 50% (W₂) نیاز آبی گیاه (کنترل با دستگاه TDR-150) استفاده شد. تبخیر و تعرق کل در تیمارهای مختلف بین 7/692 (W₀S₀) تا 9/344 (W₂S₂) میلی‌متر و عملکرد تر بین 4/50 تا 2/33 تن بر هکتار اندازه‌گیری شد. نتایج این پژوهش نشان داد که بیش‌ترین میزان تبخیر و تعرق دوره‌ای در تمامی تیمار‌ها در مراحل توسعه و میانی صورت گرفته است. به‌طوری‌که میزان تبخیر و تعرق نسبی در مراحل توسعه، میانی و پایانی رشد به‌ترتیب بین تیمار شاهد و بقیه تیمار‌ها 100-45%، 100-49% و 100-44% برآورد شد. میزان عملکرد نسبی تر نیز در تیمارهای W₀S₀ تا W₂S₂ بین 100 تا 66 درصد محاسبه گردید. همچنین نتایج نشان داد که بیش‌ترین کاهش درصد عملکرد بین گروه‌ تیماری W₂ (تیمار‌های W₂S₀، W₂S₁ و W₂S₂) برابر با 6/13 درصد و سپس گروه تیماری W₀ (تیمار‌های W₀S₀، W₀S₁ و W₀S₂) برابر با 12 درصد و کم‌ترین آن بین گروه‌ تیماری W₁ (تیمار‌های W₁S₀، W₁S₁ و W₁S₂) به میزان 3 درصد به‌دست آمد. نتایج مدل‌سازی عملکرد نسبی محصول بر اساس مقدار تبخیر و تعرق نسبی ذرت در مراحل مختلف رشدی و در شرایط تیمارهای مختلف تنش‌های آبی و شوری حاکی از مناسب بودن مدل‌ جمع‌پذیر سینگ با ارزیابی‌های آماری EF، R² و RMSE  به‌ترتیب 361/0، 891/0 و 065/0 و ضرب‌پذیر رائو با آنالیز‌های ذکر شده 171/3-، 914/0 و 165/0 بوده و مدل‌ مینهاس نا‌مناسب در این برآورد تشخیص داده شد. بنابراین مدل‌های انتخابی با برآورد مناسب عملکرد نسبت به آب مصرفی علاوه بر تأمین نیاز آبی گیاه موجب کاهش حجم آب آبیاری و هدر رفت آن و استفاده بهینه از منابع آبی کشور می‌گردد.

کلیدواژه‌ها

تبخیر- تعرق نسبی؛ تنش‌ هم‌زمان؛ عملکرد نسبی؛ مدل‌های تجربی؛ TDR

مراجع

1-Azizian, A., & Sepaskhah, A.R. (2014). Maize response to water, salinity and nitrogen levels: yield-water relation, water-use efficiency and water uptake reduction function. International Journal of Plant Production 8(2): 183-214.  https://doi.org/10.22069/IJPP.2014.1524.

 2- Abdoli, A.,Nikpour, M., Hosseini, Y., & Ramezani Moghadam, J. (2018). Evaluation the effects of the irrigation water salinity and water stress on yield components of cherry tomato. Journal of Water and Soil 32(3): 489-500. (In Persian with English abstract). https://doi.org/10.22067/JSW.V3213.70395.

3- Allen, R.G., Pereira, L.S., Raes, D., & Smith, M. (1998). Crop evapotranspiration guidelines for computing crop water requirements. FAO Irrigation Drainage Paper No. 56: 1-326.

4- Blank, H. (1975). Optimal irrigation decisions with limited water. Ph. D. dissertation, Colorado State University, Fort Collins, CO.

5- Doorenbos, J., & Pruitt, W.O. (1977). Guidelines for predicting crop water requirements. Food and agriculture organization (FAO) of the United Nations, irrigation and drainage paper No. 24. Room, Italy.

6- Heidarinia, M., Naseri, A., Boroomandnasab, S., & AlbaJi, M. (2016). The effect of irrigation with saline water on evapotranspiration and water use Eefficiency of maize under different crop management. Irrigation Science and Engineering 40(11): 99-110. (In Persian with English abstract). https://doi.org/10.22055/JSW.2017.12960.

7-Hemati R., Maghsoudi, K., & Emam, Y. (2014). Morpho-physiological responses of maize to drought stress at different growth stages in northern semi-arid region of Fars . JCPP 4(11) :67-75. (In Persian with English abstract)

8- Jalali, V.R., Homaee, M., & Mirnia, S.KH. (1999). Modeling canola response to salinity in productive growth stages. Journal of Water and Soil Science 12(44): 111-121. (In Persian with English abstract)

9- Jensen, M.E. (1968). Water consumption by agricultural plants. In: T. T. Kozlowski (ed), Water deficits in plant growth. (pp. 1-22). Academic Press, New York. NY. https://eprints.nwisrl.ars.usda.gov/id/eprint/742. 

10- Lacerda, C.F., Ferreira, J.F.S., Liu, X., & Suarez, D.L. (2016). Evapotranspiration as a criterion to estimate nitrogen requirement of maize under salt stress. Journal of Agronomy and Crop Science 202(2016): 192-202. https://doi.org/10.1111/jac.12145.

11- Minhas, B.S., Parikh, K.S., & Srinivasan, T.N. (1974). Toward the structure of a production function for wheat yields with dated inputs of irrigation water. Journal of Water Resources Research 10(3): 383-393. https://doi.org/10.1029/WR010i003p00383.

12- Mohammadi Behmadi, M., & Armin, M. (2017). Effect of drought stress on yield and yield components of different corn cultivars in delayed planting conditions. Journal of Applied Research of Plant Ecophysiology 4(1): 17-34. (In Persian)

13- Nicoullaud, B., King, D., & Tardieu, F. (1994). Vertical distribution of maize root in relation to permanent soil characteristics. Plant Soil 159: 245-254.

14- Rao, N.H., Sarma, P.B.S., & Chander, S. (1988). A simple dated water-production function for use in irrigated agriculture. Agriculture Water Management 13(1): 25-32. https://doi.org/10.1016/0378-3774(88)90130-8.

15- Saeidi, R. (2021). Effect of drought and salinity stress on estimation of forage maize yield through periodic evapotranspiration using different model. Journal of Water Research in Agriculture 35(2): 107-121. (In Persian with English abstract). https://doi.org/10.22092/jwra.2021.355044.876.

16- Saeidi, R., Sotoodehnia, A., Ramezani Etedali, H., Kaviani, A., & Nazari, B. (2018). Study of effect of water salinity and soil fertility stresses on evapotranspiration of Maize. Iranian Journal of Soil and Water Research 49(4): 945-954. (In Persian with English abstract). https://doi.org/10.22059/ijswr.2018.247876.667815.

17- Saeidi, R., Ramezani Etedali, H., Sotoodehnia, A., Kaviani, A., & Nazari, B. (2021). Salinity and fertility stresses modify Ks and readily available water coefficients in maize (case study: Qazvin region). Irrigation Science 39(3): 299-313. https://doi.org/10.1007/s00271-020-00711-1.

18- Saeidi, R., & Sotoodehnia, A. (2021). Yield reaction to evapotranspiration of maize, under the effect of water stress at different growth stages (In Qazvin Plain). Iranian Journal of Soil and Water Research 52(3): 611-620. (In Persian with English abstract). https://doi.org/10.22059/ijswr. 2021.314850.668822.

19- Stewart, J., Hagan, R., & Pruitt, W. (1976). Production functions and predicted irrigation programmers for principal crops as required for water resources planning and increased water use efficiency. Final Report. Department of Interior, Washington, D.C.

20- Sing. P., Wolkewits, H., & Kumar, R. (1987). Comparative performance of different crop production functions for wheat (Triticum aestivum L.). Journal of Irrigation Science 8(4): 273-290.

21- Shi, R., Tong, L., Du, T., & Shukla, M.K. (2020). Response and modeling of hybrid maize seed vigor to water deficit at different growth stages. Journal of Water 12(11): 3289. https://doi.org/10.3390/w12113289.

22- Unlukara, A., Kurunc, A., Duygu-Kesmez, G., Yurtseven, E., & Suarez, D.L. (2010). Effect of salinity on eggplant (Solanum melongena) growth and evapotranspiration. Irrigation and Drainage 59: 203-214. https://doi.org/10.1002/ird.453.

23- Unlukara, A., Kurunc, A., Kesmez, G., & Yurtseven, E. (2008). Growth and evapotranspiration of Orka as influenced by salinity of irrigation water. Irrigation and Drainage Engineering 2: 160-166. http://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9437(2008)134:2(160).

24- Xin, H., Peiling, Y., Shumei, R., Yankai, L., Guangyu, J., & Lianhao, L. (2016). Quantitative response of oil sunflower yield to evapotranspiration and soil salinity with saline water irrigation. Journal of Agriculture and Biology Engineering 9(2): 63-73. http://doi.org/10.3965/j.ijabe.20160902.1683.