اثر کم آبیاری تنظیم شده و آبیاری بخشی ریشه (ثابت و متغیر) بر خصوصیات رشدی ریشه در ذرت علوفه‌ای

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 بخش تحقیقات فنی و مهندسی- مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی شاهرود-سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی- شاهرود

2 گروه مهندسی آب، دانشکده مهندسی زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران

3 گروه مهندسی آب، دانشکده مهندسی زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران.

4 بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، مشهد،

چکیده

مدیریت آبیاری یکی از مهم‌ترین عوامل موثر بر توسعه و گسترش ریشه گیاه است. هدف این پژوهش بررسی تاثیر تیمارهای مختلف کم‌آبیاری در روش آبیاری قطره‌ای سطحی بر چگونگی رشد و توزیع ریشه گیاه ذرت رقم سینگل کراس 704 بود. این پژوهش در مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی طی سال زراعی 1393 اجرا گردید. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوک‌های کامل تصادفی با 9 تیمار در 4 تکرار اجرا گردید. تیمارها شامل آبیاری کامل (FI)، کم‌آبیاری تنظیم شده (DI) با تأمین 80 و 60 درصد نیاز آبی، آبیاری ناقص ریشه به‌طور متغیر (PRD) و تأمین 100، 80 و 60 درصد نیاز آبی و آبیاری ناقص ریشه به‌طور ثابت (FPRD) و تأمین 100، 80 و 60 درصد نیاز آبی بود. نیاز آبی بر اساس جبران کمبود رطوبت خاک تا حد ظرفیت زراعی به کمک رطوبت سنج الکترومغناطیس تعیین و بوسیله کنتورهای حجمی اندازه‌گیری و در مزرعه توزیع شد. اولین تنش در مرحله 6 برگی ذرت اعمال شد. دو هفته بعد از اعمال اولین تنش، در مرحله 10 برگی بوته‌ها نمونه‌بردای ریشه انجام شد. در هر بار نمونه‌برداری صفات وزن خشک، حجم و نفوذ جانبی و عمقی ریشه اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که در همه تیمارها با کاهش میزان آب مصرفی، میانگین مقدار کلیه صفات مورد اندازه‌گیری کاهش یافت. تغییرات وزن خشک ریشه نشان داد که تفاوت معنی‌داری بین روش‌های FI، PRD100 و PRD80 وجود نداشت. همچنین حجم ریشه تحت تأثیر کم آبی قرار گرفت اما کاربرد روش PRD80 مانع از بروز اثرات منفی کم آبی بر حجم ریشه شد. بنابراین در مقایسه با روش‌های DI و FPRD هنگام اعمال تنش آبی روش PRD از کارائی بهتری برخوردار است و جذب آب و مواد غذائی توسط ریشه در سطح بیشتری صورت خواهد گرفت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of Deficit Irrigation and Partial Root Zone Drying (Fixed and Variable) on Root Growth Characteristics of Forage Maize

نویسندگان [English]

  • Nader Naderi 1
  • Ramin Fazloula 2
  • Ali Shahnazari 3
  • Saeed Khavari Khorasani 4
1 Department of Agricultural Engineering Research, Agriculture and Natural Resources Research and Education Center of Semnan (Shahrood), Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Shahrood, Iran.
2 Water Dept., Agricultural Eng. College, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran
3 Dept. of Water Engineering, Agricultural Eng. College, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran.
4 Research Department of Crop and Horticulture, Agricultural Research and Training Center and Natural Resources of Khorasan Razavi, Agricultural Research, Education and Extension Organization, Mashhad, Iran.
چکیده [English]

Irrigation management is one of the most important factors affecting the development and expansion of the plant root. The aim of this study was to investigate the effect of different deficit irrigation treatments on the root characteristics of fodder maize (KSC 704) in surface drip irrigation system. This research was conducted in agricultural research center of Khorasan Razavi during the 2014 growing season. A factorial experiment based on randomized complete blocks design with nine treatments and four replications was carried out. Treatments included full irrigation (FI), deficit irrigation (DI) and replacements of 80 and 60% of total water requirement, partial root zone drying (PRD) at 100, 80 and 60% of water requirement and fixed partial root zone drying (FPRD) at 100, 80 and 60% of water requirement. Water requirement was determined based on compensation of soil moisture deficit using an electromagnetic moisture meter. Water was measured by volume meters and distributed in the field. The first stress was applied at the 6-leaf stage of maize. Two weeks after applying the first deficit irrigation treatment in the 10-leaf stage of the plants, the first root sampling performed. Dry weight and volume, lateral and deep penetration of roots were measured at each sampling. The results showed that in all treatments the average amount of all measured traits decreased with decreasing water consumption. There was no significant difference among root dry weight of FI, PRD100 and PRD80 treatments. Root volume was affected by water stress but application of PRD80 method prevented the negative effects of water stress on root volume. Therefore, PRD method is more efficient compared to DI and FPRD methods when applied water stress, and water and nutrients will be absorbed at a higher level by root.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Alternative Irrigation
  • Root Development
  • maize
  • Irrigation requirement
اسفندیاری، صدهقانی سانیچ، حعلیزاده، ا. و داوری، ک. 1391. ارزیابی مرفولوژی ریشه ذرت تحت کودآبیاری با روش­های قطره­ای سطحی و زیرسطحی. نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی)، 26(5): 1074-1064.
اکبری نودهی، د. 1393. تأثیر روش­های آبیاری جویچه­ای و کم­آبیاری بر عملکرد و کارایی مصرف آب ذرت علوفه­ای در مازندران. مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، علوم آب و خاک، 70،  254-245.
خاوری خراسانی، س. و قاضیان تفریشی، ش. 1392. ذرت، به نژادی، به زراعی و فرآوری. انتشارات سراوا. تهران.
سپاسخواه، ع. ر.، توکلی، ع. ر. و موسوی، س. ف. 1385. اصول و کاربرد کم­آبیاری. انتشارات کمیته ملی آبیاری و زهکشی. نشریه شماره 100.
صدرا نسب، ز.، شاهنظری، ع.، ضیاتبار احمدی، م. خ. و کاراندیش، ف، 1393. بررسی روند رشد ریشه گیاه ذرت در دو روش کم آبیاری، نشریه پژوهش آب در کشاورزی، 28(2): 418-409.
علیزاده، ا. 1384. رابطه آب و خاک و گیاه. چاپ چهارم. انتشارات دانشگاه امام رضا(ع).
قدمی فیروزآبادی، ع.، رائینی، م.، شاه­نظری، ع. و زارع ابیانه، ح. 1393. تغییرات شاخص کلروفیل، شاخص سطح برگ و پارامترهای ریشه  آفتابگردان در کم­آبیاری تنظیم شده و کم­آبیاری ناقص ریشه. نشریه فناوری تولیدات گیاهی. 14 (1): 79-69.
قیصری، م.، مجیدی، م.م.، زارعیان، م. ج.، میرلطیفی، م.، دوکوهکی، ح. و امیری، س. 1392. بررسی اثر تنش رطوبتی بر اندام هوایی و وزن ریشه ذرت علوفه­ای در مراحل مختلف رشد. تحقیقات آب و خاک ایران، 44(4): 346-339.
گنجعلی، ع.، کافی، م.، ثابت تیموری، م. 1389. تغییرات شاخص های فیزیولوژیکی ریشه و اندام هوایی نخود در واکنش به تنش خشکی. مجله تنش های محیطی در علوم زراعی، 3(1): 45-35.
نادری ،ن.، فضل اولی، ر.، ضیا تبار احمدی، م.خ.، شاهنظری، ع. و خاوری خراسانی، س. 1394. بررسی روش­های مختلف کم­آبیاری بر عملکرد و کارایی مصرف آب ذرت علوفه­ای. نشریه آبیاری و زهکشی ایران. 9 (3): 530-522.
Ahmadi, S.H., Andersen MN, Plauborg F, Poulsen RT, Jensen CR, Sepaskhah AR and Hansen S, 2010. Effects of irrigation strategies and soils on field grown potatoes: yield and water productivity. Agriculture Water Management. 97 (11): 1923-1930.
Debaeke, P. and Aboudrare, A. 2004. Adaptation of crop management to water-limited environment. European Journal of Agronomy. 21: 433-446.
Jensen, C.R., Battilani, A., Plauborg, F., Psarras, G., Chartzoulakis, K., Jovanovic, Z.G. and Andersen, M.N. 2010. Deficit irrigation based on drought tolerance and root signaling in potatoes and tomatoes. Agricultural Water Management. 98: 403-413.
Kang, S., Zhang, J. 2004. Controlled alternate partial root- Zone irrigation: its physiological consequences and impact on water use efficiency. 55(407):2437-2446.
Kang, S.Z. Shi, P., Pan, Y.H., Liang, Z.S., Hu, X.T. and Zhang, J. 2000b. Soil water distribution, uniformity and water-use efficiency under alternate furrow irrigation in arid areas. Irrigation Science. 19: 181-190.
Liang, Z., Kang, S. and Shi, P. 2008. Effect of alternate furrow irrigation on maize production, root density and water-saving benefit. Scientia Agricultura Sinica. 33(6): 26-33.  
Liu, F., Shahnazari, A., Andersen, M.N., Jacobsen, S.E., Jensen, C.R. 2006. Physiological responses of potato (Solanum tubersum L.) to partial root-zone drying: ABA signaling, leaf gas exchange, and water use efficiency. Journal of Experimental Botany. 57: 3727-3735.
Loveys, B.R., Stoll, M., Dry, P.R., McCarthy, M.G. 2000. Using plant physiology to improve the water use efficiency of horticulture crops. Acta Horticulture. 537: 187-197.
Michele, A., Douglas, T. and Frank, A, 2009. The effects of clipping and soil moisture on leaf and root morphology and root respiration in two temperate and tow tropical grasses. Plant Ecology. 200: 205-215.
Peng, Y., Niu, J., Peng, Z., Zhang, F. and Li, C. 2010. Shoot growth potential drives N uptake in maize plants and correlates with root growth in the soil. Field Crops Research. 115: 85-93.
Sepaskhah, A.R. and Ahmadi, S.H. 2010. A review on partial root-zone drying irrigation. International Journal of Plant Production. 4(4): 241-258.
Wang, Z., Liu, F., Kang, S. and Jensen, Ch.R. 2012. Alternate partial root-zone drying irrigation improves nitrogen in maize (Zea mays L.) leaves. Environmental and Exprimental Botany. 75: 36-40