اثر مدیریت سیستم‌های آبیاری قطره‌ای زیرسطحی و جویچه‌ای انتهابسته روی متغیرهای رشد و توزیع ریشه در زراعت نیشکر

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه آبیاری و زهکشی، دانشکده علوم آب، دانشگاه شهید چمران، اهواز، ایران.

2 اهواز- دانشگاه شهید چمران- دانشکده مهندسی علوم آب – گروه آبیاری و زهکشی

3 استاد گروه آبیاری و زهکشی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز

چکیده

چکیده
در این پژوهش، اثر مدیریت آبیاری قطره‌ای زیرسطحی روی حجم آب مصرفی، متغیرهای رشد و توزیع ریشه، برای بازرویی اول نیشکر در سال زراعی 97-1396 مورد بررسی قرار گرفت. به‌همین منظور، مدیریت آبیاری قطره‌ای زیرسطحی با مدیریت آبیاری جویچه‌ای انتها بسته (به‌عنوان شاهد)، مورد مطالعه قرار گرفتند. در هر مزرعه، سه ایستگاه اندازه‌گیری پارامترهای رشد انتخاب شد و تعداد ساقه‌ها، تعداد برگ‌های سبز، طول و عرض برگ در طول یک متر، در شش نوبت به‌ترتیب 91، 99، 105، 112، 119 و 128 روز پس از برداشت پلنت (کشت سال اول)، شمارش و اندازه‌گیری شدند. نتایج نشان داد که با اجرای روش آبیاری قطره‌ای زیرسطحی در نیشکر و مدیریت مناسب آن، صرف‌نظر از اعمال عمق کارگذاری یا فاصله مشخص قطره‌چکان‌ها، به‌طور متوسط حدود 31 درصد در مصرف آب آبیاری صرفه‌جویی خواهد شد. تعداد برگ‌ها و طول و عرض برگ در هر دو روش آبیاری اختلاف معنی‌داری با هم نداشتند، ولی تعداد ساقه‌ها و شاخص سطح برگ، در آبیاری قطره‌ای زیرسطحی، به‌ترتیب در سطح احتمال 95 و 99 درصد اختلاف معنی‌داری با آبیاری جویچه‌ای داشتند. میانگین شاخص سطح برگ در آبیاری قطره‌ای زیر‌سطحی و آبیاری جویچه‌ای به‌ترتیب 1/4 و 7/2 به‌دست آمد و این شاخص، در آبیاری قطره‌ای زیرسطحی، به‌صورت میانگین 34 درصد بیشتر از آبیاری جویچه‌ای بود. عمق فعال ریشه‌های نگهدارنده به‌صورت عمودی و افقی در آبیاری قطره‌ای زیرسطحی به‌ترتیب تا 120 و 143 سانتی‌متر و در آبیاری جویچه‌ای تا 100 و 104 سانتی‌متر گسترش داشته و این موضوع نشان می‌دهد که ریشه‌ها در آبیاری قطره‌ای زیرسطحی حدود 17% و 27% عمیق‌تر و گسترده‌تر از آبیاری جویچه‌ای و در عین حال، ظریف‌تر و افشان‌تر هستند. در آبیاری‌های قطره‌ای زیرسطحی و جویچه‌ای، به‌ترتیب حدود 96% و 98% ریشه‌های عمودی در عمق 60 سانتی‌متری خاک گسترش یافتند.
کلیدواژه: شاخص سطح برگ، گسترش ریشه، نیشکر، آب مصرفی

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effects of subsurface drip irrigation and furrow irrigation management on growth variables and root distribution in sugarcane cultivation.

نویسندگان [English]

  • ali Sheini Dashtegol 1
  • Abd-Ali Naseri 2
  • Saeed Boroomand Nasab 3
1 Irrigation and Drainage, Water Science College, Shahid Chamran University, Ahvaz, Iran
2 Professor of Shahid Chamran University of Ahvaz, Faculty of Water Sciences, Address: Ahvaz-Shahid Chamran University- Faculty of Water Engineering - Irrigation and Drainage Group
3 Professor, Department of Irrigation and Drainage Engineering, Faculty of Water Science Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz
چکیده [English]

Abstract:
This study aimed in the 2017-2018 year to investigate the effect of subsurface drip irrigation on the volume of irrigation water, growth variables and root distribution for the sugarcane first ratoon. For this purpose, the management of subsurface drip irrigation with closed end furrow irrigation (as control) were studied. Three measurement plots/pilots were selected in each field. Number of plants, number of green leaves, leaf length and width over one meter were counted and measured six times at 91, 99, 105, 112, 119 and 128 days after harvesting of plant, respectively. The results showed that by applying the subsurface drip irrigation in sugarcane and its proper management, no matter the depth of application or the specific space of the emitters, on average about 31% will save on irrigation water. Number of Leaf and leaf length and leaf width were not significantly different in both irrigations. The number of stems and leaf area index in subsurface drip irrigation had significant difference with irrigation in levels of 95 and 99 percent, respectively.
The mean of leaf area index in subsurface drip irrigation and furrow irrigation were 4.1 and 2.7, respectively, and this index, in the subsurface drip irrigation was 34% higher than the average of furrow irrigation. The active depth of preservative roots was up to 120 and 143 cm vertically and horizontally in subsurface drip irrigation and up to 100 and 104 cm in furrow irrigation, respectively. This indicates that the roots in subsurface drip irrigation are about 17% and 27% deeper and wider than furrow irrigation, and also were finer and deeper than the furrow irrigation. In subsurface and furrow drip irrigation, about 96% and 98% of the vertical roots, respectively, were propagated at a depth of 60 cm.
Keywords: Leaf area index, Root extension, Sugarcane, Irrigation water, Sub-surface drip irrigation

کلیدواژه‌ها [English]

  • : Leaf area index
  • Root extension
  • sugarcane
  • Irrigation water
  • Sub-surface drip irrigation
عباسی، ف. و شینی‌دشتگل، ع. 1395. ارزیابی و بهبود مدیریت آبیاری جویچه‌ای در اراضی تحت کشت نیشکر خوزستان. نشریه دانش آب و خاک. جلد 26. 2(4)، 109- 121.
علیزاده، ا. 1389. طراحی سیستم‌های آبیاری تحت فشار، جلد دوم. ویرایش چهارم. دانشگاه فردوسی مشهد. 367 صفحه.
Almeida Silva, M.D., Rhein, A.F.D.L. and Barbosa, A.D.M., 2017. Physiology and Productivity of Sugarcane as Affected by Nitrogen Applied Via Subsurface Drip Irrigation. Journal of Environmental and Agricultural Sciences, (11), 15-28.
Amer, K.H., 2011. Effect of irrigation method and quantity on squash yield and quality. Agricultural Water Management (98), 1197–1206.
Barbosa, E.A.A., Matsura, E.E., Santos, L.N.S.D., Gonçalves, I.Z., Nazário, A.A. and Feitosa, D.R.C., 2017. Water footprint of sugarcane irrigated with treated sewage and freshwater under subsurface drip irrigation, in Southeast Brazil. J. Cleaner Prod. (153), 448-456.
Bhingardeve S.D., Pawar, D.D., Dinger, S.K. and Hasure R.R. 2017. Water productivity in Sugarcane under subsurface drip irrigation. International Journal of Agriculture Sciences, 9(29), pp.-4377-4381.
Bush, A., Elamin, A.M., Ali, A.B. and Hong, L., 2016. Effect of different operating pressures on the hydraulic performance of drip irrigation system in Khartoum State conditions. J. Environ. Agric. Sci. (6), 64-68.
Consoli, S., Stagno, F., Roccuzzo, G., Cirelli, G.L. and Intrigliolo, F., 2014. Sustainable management of limited water resources in a young orange orchard. Agricultural water management. 132: 60-68.
Da Silva, V.S.G., Oliveira, M.W.D., Oliveira, T.B.A., Mantovanelli, B.C., Da Silva, A.C., Soares, A.N.R. and Clemente, P.R.A., 2017. Leaf area of sugarcane varieties and their correlation with biomass productivity in three cycles. African Journal of Agricultural Research, 12(7), 459-466.
Gilbert, R.A., Morris, D.R., Rainbolt, C.R., McCray, J.M., Perdomo, Eiland, B., Powell, G. and Montes, G., 2008. Sugarcane Response to Mill Mud, Fertilizer, and Soybean Nutrient Sources on a Sandy Soil. Agronomy Journal, 100(3), 845-854.
Hermann, E.R. and Câmara, G.M.S., 1999. Um método simples’ para estimar a área foliar de cana-de-açúcar. Stab. (17), 32-34.
Jangpromma, N., Thammasirirak, S., Jaisil, P. and Songsri, P., 2012. Effects of drought and recovery from drought stress on above ground and root growth, and water use efficiency in sugarcane (Saccharum officinarum L.). Australian Journal of Crop Science (AJCS) 6(8), 1298-1304.
Kang, S., Zhang, J., 2004. Controlled alternate partial root- Zone irrigation: itsPhysiological consequences and impact on water use efficiency. Journal of Experimental botany. 5, 2437–2446.
Laclau, P.B. and Laclau, J.P., 2009. Growth of the whole root system for a plant crop of sugarcane under rainfed and irrigated environments in Brazil. Field Crops Research (114), 351–360.
Lv, Z., Diao, M., Li, W., Cai, J., Zhou, Q., Wang, X. and Dai, T., 2019. Impacts of lateral spacing on the spatial variations in water use and grain yield of spring wheat plants within different rows in the drip irrigation system. Agricultural Water Management (212), 252–261.
Machado, R.S., Ribeiro, R.V., Marchiori, P.E.R., Machado, D.F.S.P., Machado, E.C., Landell, M.G.D.A., (2009). A Biometric and physiological responses to water deficit in sugarcane at different phenological stages. Pesqui. Agropecu. Bras, (44), 1575-1582.
Malash, N., Flowers, T.J. and Ragab, R., 2005. Effect of irrigation systems and water management practices using saline and non-saline water on tomato production. Agric. Water Manage. (78), 25–38.
Martin, H. W. and D. L. Spark., 1985. on the behavior of nonexchangeable potassium in soils. In: Bartels, J. M. 1996. Methods of soil analysis.Part 3, Madison, W.I.
Ohashi, A.Y.P., Pires, R.C.D.M., Ribeiro, R.V. and Silva, A.L.B.D.O., 2015. Root growth and distribution in sugarcane cultivars fertigated by a subsurface drip system. Bragantia, Campinas, 74(2), 131-138.
Otto, R., Silva. A.P., Franco, H.C.J., Oliveira, E.C.A. and Trivelin, P.C.O., 2011. High soil penetration resistance reduces sugarcane root system development. Soil & Tillage Research (117), 201–210.
Sajjad, A., Bhutto, A.R., Imran, A. and Makhdum, A.H., 2016. Impact of better management practices on farmland biodiversity associated with sugarcane crop. J. Environ. Agric. Sci. (7), 48-54.
Sandhu, H.S., Gilbert, R.A., McCray, J.M., Perdomo, R., Eiland, B., Powell, G. and Montes, G., 2012. Relationships among Leaf Area Index, Visual Growth Rating, and Sugarcane Yield. Journal American Society of Sugar Cane Technologists, (32), 1-14.
Simões, M.D.S., Rocha; J.V. and Lamparelli, R.A.C., 2005. Growth indices and productivity in Sugarcane. Sci. Agric. (Piracicaba, Braz.), 62(1), 23-30.
Skaggs TH, Trout TJ, Šimůnek J and Shouse PJ. (2004). Comparison of HYDRUS-2D simulations of drip irrigation with experimental observations. J Irrig Drain Eng 130: 304–310.
Smith, D.M., Inman-Bamber, N.G. and Thorburn, P.J., 2005. Growth and function of the sugarcane root system. Field Crops Research. (92), 169–183.
Zhang; D., Song; X. Mansaray; L.R., Zhou; Z., Zhang; K., Han; J., Liu; W. and Huang, J., 2016. Estimating leaf area index of sugarcane based on multi-temporal digital images. Conference: IEEE fifth international conference on agro- geoinformatics, at Tianjin, China.