ارزیابی توابع تولید محصول به منظور برآورد عملکرد سیب‌زمینی در تیمارهای مختلف آبیاری

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هئیت علمی

2 بخش تحقیقات آبیاری و فیزیک خاک موسسه تحقیقات خاک و آب

3 استادیار، گروه علوم خاک، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، ایران

4 گروه علوم و مهندسی آب، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران.

چکیده

مصرف آب در مزرعه به صورت تبخیر-تعرق (ET) بیان می شود. چنانچه نیاز آبی گیاه تامین نشود میزان تبخیر - تعرق گیاه کمتر از تبخیر-تعرق پتانسیل بوده و تنش آبی رخ داده و عملکرد گیاه کاهش می یابد. به‌منظور جلوگیری از کاهش عملکرد گیاه باید از منابع آب محدود بر مبنای نیازهای اجتناب ناپذیر گیاه استفاده بهینه شود. یکی از روش های استفاده بهینه از آب در بخش کشاورزی، افزایش کارآیی و مصرف آب در تولید محصولات کشاورزی نظیر سیب‌زمینی از طریق توابع تولید و رابطه نسبی عملکرد و آب مصرفی است. پژوهش حاضر با هدف ارزیابی توابع تولید حاصلضرب اصلاح شده ریس (2004) و حاصلضربی اصلاح شده تافته و همکاران (2013) در برآورد عملکرد سیب‌زمینی تحت شرایط کم‌آبیاری انجام شد. بدین منظور آزمایشی در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با پنج تیمار و سه تکرار و به مدت دو سال زراعی و جمعاً30 تیمار در مرکز تحقیقات کشاورزی شهرکرد انجام شد. تیمارهای آبیاری در پنج سطح شامل آبیاری کامل (E0)، 85 درصد (E1)، 70 درصد (E2)، 55 درصد (E3) و 30 درصد (E4) تبخیر-تعرق واقعی گیاه سیب‌زمینی از لایسیمتر زهکش‌دار، در مراحل مختلف رشد گیاه شامل مرحله استقرار بذر و رشد رویشی (T1)، مرحله رشد کامل (T2) و مرحله رسیدن غده‌ها (T3) بود. نتایج نشان داد که بیشترین نیاز آبی برابر با 814 میلی‌متر و مربوط به تیمار T16 با حداکثر محصول 42500 کیلوگرم در هکتار بوده و حداقل آب مصرفی برابر با 512 میلی‌متر و مربوط به تیمار T15 با عملکرد 24600 کیلوگرم در هکتار بود. پس از محاسبه عملکرد محصول با استفاده از روش‌های ریس (2004) و تافته و همکاران (2013)، عملکرد این دو تابع با میزان عملکرد اندازه‌گیری شده در مزرعه مقایسه شد. در روش اول مقدار RMSE، NRMSE به ترتیب 7113، 19/0، و در روش دوم مقدار این آماره ها به ترتیب 6830، 18/0 بود. هر دو روش بر اساس شاخص MBE داری بیش برآوردی بوده و روش تافته و همکاران (2013) با ضرایب FAO کمترین مقدار MBE را دارا بود. لذا با استفاده از این روش مقادیر ضریب حساسیت واسنجی شده و در نهایت ضرایب واکنش عملکرد گیاه بر اساس تابع تافته و همکاران برای 4 دوره گیاهی استاندارد FAO (اولیه، توسعه، میانی و پایانی) به‌ترتیب 29/0، 12/1، 95/0 و 46/0 به‌دست آمد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of production functions to estimate potato yield in different irrigation treatments

نویسندگان [English]

  • Niazali Ebrahimipak 1
  • Arash Tafteh 2
  • Safoora Asadi Kapourchal 3
  • Aslan Egdernezhad 4
1 swri
2 Irrigation and soil physics research department, SWRI
3 Assistant Professor, Department of Soil Science, Faculty of Agricultural Sciences, University Of Guilan, Rasht, Iran
4 Department of Water Sciences and Engineering, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran.
چکیده [English]

Water use in field is expressed as evapotranspiration (ET). If the water requirement of the plant is not provided, the rate of plant evapotranspiration is less than potential evapotranspiration and water stress occurs and plant yield decreases. In order to prevent the loss of plant yield, limited water resources should be optimized based on the inevitable needs of the plant. One of the methods for optimal use of water in the agricultural sector is to increase the efficiency and use of water in the production of agricultural products such as potatoes through the production functions and the relative relation of yield and water consumption. The objective of this study was to evaluate the production functions has been modified by Rase (2004) and Tafteh et al. (2013) for estimating potato yield under deficit irrigation conditions. For this purpose, an experiment was conducted in a randomized complete block design with five treatments and three replications for two years of cultivation and total of 30 treatments at Shahrekord Agricultural Research Center. Irrigation treatments were in five levels of full irrigation (E0), 85% (E1), 70% (E2), 55% (E3) and 30% (E4) of actual evapotranspiration of potato from drainage lysymeter, at different stages of plant growth Includes seed stage and vegetative growth (T1), full growth stage (T2), and stage of ripening of the tubers (T3). The results showed that the highest water requirement was 814 mm and was related to T16 treatment with a maximum yield of 42500 kg/ha and the minimum water consumption was 512 mm and was related to T15 treatment with a yield of 24600 kg/ha. After estimating the product yield using Reese (2004) and tafteh et al (2013) methods, the performance of these two functions was compared with the measured yield on the field. In the first method, the RMSE, NRMSE values were 7113 and 0.19, and in the second method, the values of these statistics were 6830 and 0.18, respectively. Both methods were overestimated based on MBE index and Tafteh et al. (2013) method with FAO coefficients had the lowest MBE. Therefore, using this method, the values of the sensitivity coefficient were calibrated and finally the yield response factor were obtained based on Tafteh et al function for 4 phases of the FAO standard (initial, development, middle and final) 0.29, 1.12, 0.95 and 0.46 respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • evapotranspiration
  • Production Function
  • Yield Response Factor
ابراهیمی پاک، ن.ع. و پذیرا، ا. 1387. تأثیر کم‌آبیاری بر عملکرد، اجزای عملکرد، و کارایی مصرف آب سیب‌زمینی. مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی. 9. 4:  17-30.

ابراهیمی پاک، ن.ع. 1393. تعیین ضریب واکنش عملکرد سیب زمینی نسبت به کم آبیاری در مراحل مختلف رشد در شهرکرد. فصلنامه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب. 4. 15: 39-50

ابراهیمی پاک، ن.ع. و تافته، آ. 1396. تعیین تابع تولید محصول-آب مصرفی چغندرقند در قزوین. چغندرقند. 33. 1: 47-63.

احمدی،ک.، عبادزاده، ح ر.، عبدشاه، ه.، کاظمیان، آ. و رفیعی، م. 1396. آمارنامه کشاورزی سال 1395، جلد اول: محصولات زراعی. وزارت جهاد کشاورزی، معاونت برنامه­ریزی و اقتصادی کشور، دفتر آمار و فناوری اطلاعات. ایران.

اسکندری، ع.، خزاعی، ح. ر.، نظامی، ا. و کافی، م. 1390. مطالعه تاثیر رژیم آبیاری بر عملکرد و برخی از خصوصیات کیفی سه رقم سیب‌زمینی. نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی)، 25. 2: 240-247.

تافته، آ.، ابراهیمی پاک، ن.ع.، بابازاده، ح. کاوه، ف. 1392. ارزیابی توابع تولید برای برآورد عملکرد گوجه فرنگی در تیمار های مختلف آبیاری در دشت قزوین. مجله پژوهش آب در کشاورزی. 27(3): 315-328.

تافته، آ.، اگدرنژاد، ا.، براهیمی پاک، ن.ع. 1396. بررسی توابع تولید محصول برای برآورد عملکرد گیاه کلزا در بازه های زمانی مختلف. نشریه حفاظت منابع آب و خاک. 7(3): 103-113.

رئیسی، ف.1370. تعیین آب مورد استفاده سیب‌زمینی. گزارش پژوهشی بخش تحقیقات خاک و آب اصفهان، مرکز تحقیقات کشاورزی اصفهان، وزارت کشاورزی

مأمن پوش، ع. ر.، حیدری سلطان آبادی، م. و دهقانی، م. 1394. تأثیر میزان آب مصرفی و روش های کاشت بر عملکرد و کارآیی مصرف آب در ارقام تجاری سیب زمینی (مطالعه موردی: ایستگاه تحقیقاتی کبوترآباد اصفهان). نشریه آبیاری و زهکشی ایران. 9. 6: 927-936.

نادریان فر، م. 1395. تعیین توابع تولید گیاه ریحان تحت شرایط کم آبیاری و استفاده از نانو کود. نشریه آبیاری و زهکشی ایران. 10(3):365-376.

ابراهیمی پاک، ن.ع. و تافته، آ، بابازاده، ح. 1393. بررسی توابع تولید محصول-آب مصرفی یونجه بمنظور برآورد عملکرد در سطوح مختلف ابیاری در منطقه قزوین. تحقیقات آب و خاک ایران. 45 (2): 135-145.

 

Allen, R. G. 1994. Memorandum on application of FAO-33 yield functions. Department of Biological and Irrigation Engineering, Utah State University, Logan, Utah.

Doorenbos, J., and Kassam, A. H. 1979. Yield response to Water. Irrigation and Drainage. paper No. 33, Food and Agricultural Organization. Rome. Italy.

FAO. 1992. CROPWAT, a computer program for irrigation planning and management by M. Smith. FAO Irrigation and Drainage paper No. 26. Rome.

Iqbal, M.M., Shah, S.M., Mohammad, W. and Nawaz, H.1999. Field response of potato subjected to water stress at different growth stages. In: Crop Yield Response to Deficit Irrigation, C. Kirda, P. Moutonnet, C. Hera, D.R. Nielsen (eds.). Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, The Netherlands

King B., Stark, J. and Love, S. 2003. Potato production with limited water supplies. Paper presented at the Idaho Potato Conference. January 22.

Jensen, J.W. 1968. Water consumption by agricultural plants. In: Kozlowski, T. (Ed.), Water Deficit and Plant Growth. 2: 1-22.

Liua, F., Jensena, C., Shahanzaria, A., Andersenb, M. and Jacobsen, N. 2005. ABA regulated stomatal control and photosynthetic water use efficiency of potato (Solanum tuberosum L.) during progressive soil drying. Plant Science. 168: 831–836.

Najarchi, M., Kaveh, F., Babazadeh, H., and Manshouri, M. 2011. Determination of the yield response factor for field crop deficit irrigation. African Journal of Agricultural Research. 6.16: 3700-3705.

Raes D. Budjet. 2004. A soil water and salt balance model. Reference Manual. Version 6.0 (http://www.iupware.be and select downloads and next software. last updated June.

Shock,C. C., Feibert, E. B. G and Saunders, L. D. 1998. Potato yield and quality response to deficit irrigation. HortScience. 33. 4:655–659.

Shock, C. C. and Filbert, E. B. G. 2002. Deficit irrigation of potato. Irrigation and Drainage Paper No. 22. FAO. Rome. Italy.

Smith, M., Kivumbi, D. and Heng, L.K. 2002. Use of the FAO CROPWAT model in deficit irrigation studies F.A.O, irrigation and drainage paper 22"deficit Irrigation practices "Rome Italy.

Tafteh A, Babazadeh H, EbrahimiPak NA, Kaveh F. 2013. Evaluation and Improvement of Crop Production Functions for Simulation Winter Wheat Yields with Two Types of Yield Response Factors. Journal of Agricultural Science. 5. 3: 111- 122.

Wright, J. L. and Stark, J. C. 1990. Potato. In: Stewart, B. A. and Neilsen, D. R. (Eds.) Irrigation of Agricultural Crops, Agronomy, Monograph. No. 30. Madison Wisconsin. USA.