اثر مقدار آستانه مکش خاک در مدیریت آبیاری و تناوب کشت بر عملکرد و کارایی مصرف آب ذرت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

2 گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی ، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

3 گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

چکیده

با توجه به پتانسیل سامانه‌های نوین آبیاری انجام آبیاری هوشمندانه یا به عبارتی تعیین زمان، مکان و مقدار آب با هدف حداکثر نمودن کارایی مصرف آب در شرایط کمبود آب اهمیت دارد. این پژوهش به منظور بررسی اثر سطوح مختلف آستانه مکش خاک قبل از آبیاری و تناوب کشت بر عملکرد و کارایی مصرف آب ذرت سینگل کراس 606 در خاک لومی تحت سیستم آبیاری قطره‌ای-نواری انجام شد. تیمارهای آزمایشی شامل یک تیمار آبیاری بر اساس رویه مرسوم محاسبه تبخیر-تعرق (W1)، دو حد آستانه مکش خاک 40 کیلوپاسکال (W2) و 20 کیلوپاسکال (W3) برای تعیین زمان آبیاری، و دو سطح نیتروژن اولیه خاک تناوب گندم –ذرت (Nseq) و آیش-ذرت (Nfal) بودند. شاخص ‌عملکرد زیتوده و شاخص سطح برگ در طی دوره رشد و عملکرد دانه اندازه‌گیری شدند. بیشترین عملکرد زیتوده و دانه خشک و حداکثر شاخص سطح برگ در تیمار NfalW3 به ترتیب برابر 25 تن در هکتار، 6/12 تن بر هکتار و 3/5 مترمربع بر مترمربع مشاهده شد. اختلاف کارایی مصرف آب و کارایی مصرف آب آبیاری در سطح آبیاری W3 کمترین مقدار بود که نشان‌دهنده اعمال آبیاری دقیق بر اساس نیاز آبی گیاه و کاهش تلفات تبخیر و نفوذ عمقی است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of Soil Suction Threshold Value of Irrigation Management and Crop Rotation on Yield and Water Use Efficiency of Maize

نویسندگان [English]

  • Fahime Mohamadzade 1
  • Mahdi Gheysari 2
  • Hamidreza Eshghizadeh 3
1 Water Engineering Department, College of Agriculture, Isfahan University of Technology
2 Department of Water Engineering College of Agriculture Isfahan University of Technology Isfahan, 84156-83111 Iran http://gheysari.iut.ac.ir
3 Agronomy and Plant Breeding Department, College of Agriculture, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran
چکیده [English]

Given the potential of modern irrigation system, it is important to perform intelligently irrigation, or in other words, determine the time, place and amount of water in order to maximize water use efficiency in the face of water shortages. This study was conducted to examine the effect of different levels of soil suction threshold before irrigation and crop rotation on yield and water use efficiency of maize in loam soil under drip-tape irrigation system. The three irrigation management levels contain; irrigation based on ETC calculation using FAO-PM equation (W1), soil moistures suction levels of 40 kPa (W2), and 20 kPa (W3), and two crop rotation contains; fallow-maize (Nfal) and wheat-maize sequence (Nseq). Total biomass, and leaf area index during the growing season and grain yield at maturity stage were measured. The maximum total biomass, grain yield, and leaf area index were observed in NfalW3 treatment with 25 ton/ha, 12.6 ton/ha, and 5.3 m2/m2, respectively. The difference between water use efficiency and irrigation water use efficiency was lowest in the third level of irrigation management, indicating a precise irrigation based on the water requirement of the plant and reducing evaporation and penetration losses.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Irrigation management
  • Soil Suction
  • SC606 variety
  • Water productivity
ابراهیمی، ح. و حسن‌پور درویشی، ح. 1394. رابطه بین عملکرد ذرت با مصرف آب (نیاز آبی محاسباتی و کمبود رطوبت خاک). نشریه آبیاری و زهکشی ایران. 9(4): 605- 613.
امیری، ز.، قیصری، م.، مصدقی، م.ر.، طباطبایی، م.س. و مرادیان نژاد، م. 1398. تعیین مکان مناسب اندازه‌گیری رطوبت خاک در مدیریت آبیاری قطره‌ای- نواری ذرت. نشریه علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی). 23(2): 54-45.
پیرسته انوشه، ه.، عدالت، م. و دهقانی، ف. 1395. اثر میان‌مدت تناوب‌های زراعی بر عملکرد دانه ذرت (Zea mays L.) و گندم (Triticum aestivum L.) و ویژگی‌های خاک. مجله علوم زراعی ایران. 18(2): 147-160.
رحیمی‌زاده، م.، کاشانی، ع.، و زارع فیض‌آبادی، ا. 1389. اثر زراعت پیش‌کاشت، کود نیتروژنه و برگشت بقایای محصول بر رشد و عملکرد گندم. پژوهش‌های زراعی ایران. 8(1): 98-110.
طباطبایی، م.س.، قیصری، م.، عابدی کوپایی، ج. و امیری، ز. 1397. اثر متقابل آب و نیتروژن بر عملکرد و کارایی مصرف آب آبیاری ذرت علوفه‌ای تحت مدیریت آبیاری قطره‌ای- نواری. نشریه آبیاری و زهکشی ایران. 6(12): 1529-1539.
قیصری، م. 1393. مسائل توسعه روش‌های آبیاری تحت فشار با تاکید بر جایگاه آبیاری دقیق. نشست تخصصی نقد و بررسی سیاست‌های توسعه روش‌های آبیاری و تحویل آب در ایران. آذرماه، موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی کرج.
نادری، ن.، فضل‌اولی، ر.، میرخالق، ض.، احمدی، ت.، شاهنظری، ع. و خاوری خراسانی، س. 1394. بررسی اثر روش‌های مختلف کم‌آبیاری بر عملکرد و کارایی مصرف آب ذرت علوفه‌ای. نشریه آبیاری و زهکشی ایران. 3(9): 523-531.
Allen, R.G., Pereira, L.S., Raes, D. and Smith, M. 1998. Crop evapotranspiration: guidelines for computing crop water requirements. Irrigation and Drainage Paper 56. FAO: Rome, Italy.
Bonfante, A., Monaco, E., Manna, P., De Mascellis, R., Basile, A., Buonanno, M., Cantilena, G., Esposito, A., Tedeschi, A., De Michele, C., Belfiore, O., Catapano, I., Ludeno, G., Salinas, K. and Brook, A. 2019. LCIS DSS- An irrigation supporting system for water use efficiency improvement in precision agriculture: A maize case study. Agricultural Systems. 176: 102646.
Dagdelen, N., Yilmaz, E., Sezgin, F. and Gurbuz, T. 2006. Water use relation and water use efficiency of cotton (Gossypium hirstum L.) and second crop corn (Zea mays L.) in western Turkey. Agricultural Water Management. 82: 63-85.
El-Wahed, M.H. and Ali, E.A. 2013. Effect of irrigation system, amounts of irrigation water and mulching on corn yield, water use efficiency and net profit. Agricultural Water Management. 20: 64-71.
Fang, Q. X., Ma, L., Nielsen, D.C., Trout, T.J. and Ahuja, L.R. 2014. Quantifying corn yield and water use efficiency under growth stage–based deficit irrigation conditions. In book: Adv. Agricultural Systems Modeling Vol. 5. Practical Applications of Agricultural System Models to Optimize the Use of Limited Water (pp.1-24). Chapter: 1. Publisher: American Society of Agronomy, Crops Science Society of America, and Soil Science Society of America. Editors: L.R. Ahuja, L. Ma, R.J. Lascano.
FAO. 2014. The State of Food and Agriculture Innovation in family farming.Rome, Italy.
Gheysari, M., W. Loescher, H., Sadeghi, S.H., Mirlatifi, S.M., Zareian, M.J., and Hoogenboom, G. 2015. Water-yield relations and water use efficiency of maize under nitrogen fertigation for semiarid environments: experiment and synthesis. Advances in Agronomy. 130: 175-229.
Kiani, M., Gheysari, M., Mostafazadeh-fard, B., Majidi, M.M., Karchani, K., & Hoogenboom, G. (2016). Effect of the interaction of water and nitrogen on sunflower under drip irrigation in an arid region. Agricultural Water Management, 171: 162–172.
Kresovic. B., Tapanarova, A., Tomic, Z., Zivotic, L., Vujovic, D., Sredojevic, Z. and Gajic, B. 2016. Grain yield and water use efficiency of maize as influenced by different irrigation regimes through sprinkler irrigation under temperate climate. Agricultural Water Management. 169: 34-43.
Ning, D., Qin, A., Duan, A., Xiao, J., Zhang, J., Liu, Z., Liu, Z., Zhao, B. and Liu, Z. 2019. Deficit irrigation combined with reduced N- fertilizer rate can mitigate the high nitrous oxide emissions from Chinese drip-fertigated maize field. Global Ecology and Conservation. 20: e00803.
Oker, T.E., Kisekka, I., Shshukov, A.Y., Aguilar, J. and Rogers, D.H. 2018. Evaluation of maize production under mobile drip irrigation. Agricultural Water Management. 210: 11- 21.
Rodrigues, G.C., Paredes, P., Gonçalves, J.M., Alves, I. and Pereira, L.S. 2013. Comparing sprinkler and drip irrigation systems for full and deficit irrigated maize using multicriteria analysis and simulation modelling: Ranking for water saving vs. farm economic returns. Agricultural Water Management. 126: 85-96.
Sadras, V.O., Grassini, P. and Steduto, P. 2012. Status of water use efficiency of main crops. The state of the world's land and water resources for food and agriculture, F.A.O. Thematic report No.7.
Sandhu, O.S., Gupta, R.K., Thind, H.S., Jat, M.L., Sidhu, H.S. and Yadvinder-Singh. 2019. Drip irrigation and nitrogen management for improving crop yields, nitrogen use efficiency and water productivity of maize-wheat system on permanent beds in north-west India. Agricultural Water Management. 219: 19-26.
Segovia-Cardozo, D.A., Rodríguez-Sinobas, L. and Zubelzu, S. 2019. Water use efficiency of corn among the irrigation districts across the Duero river basin (Spain): Estimation of local crop coefficients by satellite images. Agricultural Water Management. 212: 241-251.
Sezen, S.M., Yucel, S., Tekin, S. and Yildiz, M. 2019. Determination of optimum irrigation and effect of deficit irrigation strategies on yield and disease rate of peanut irrigated with drip system in Eastern Mediterranean. Agricultural Water Management. 221: 211-219.
Tanko, U., and Hassan, U.T. 2016. Leaf area determination for maize (Zea mays L.), okra (Abelmoschus esculentus L.) and cowpea (Vigna unguiculata L.) crops using linear measurements. Journal of Biology, Agriculture and Healthcare. 6(4): 103–111.
Zhang, G., Shen, D., Ming, B., Xie, R., Jin, X., Liu, C., Hou, P., Xue, J., Chen, J., Zhang, W., Liu, W., Wang, K. and Li, S. 2019. Using irrigation intervals to optimize water-use efficiency and maize yield in Xinjiang. Northwest china. The Crop Journal. 7: 322- 334.