اثر رژیم‌های مختلف آبیاری، بقایا و خاک‌ورزی بر عملکرد، اجزای عملکرد و بهره‌وری مصرف آب پنبه در منطقه معتدل خراسان رضوی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار پژوهشی بخش تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان خراسان رضوی، سازمان تحقیقات،

2 دانشیار پژوهشی بخش تحقیقات علوم زراعی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان خراسان رضوی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج

چکیده

به منظور تعیین اثر سطوح مختلف آبیاری بر میزان عملکرد، حجم آب مصرفی و بهره‌وری مصرف آب و خصوصیات زراعی محصولات در سیستم تناوب زراعی پنبه-گندم تحت نظام کشاورزی حفاظتی، آزمایشی با استفاده از طرح کرت‌های دوبار خرد‌شده بر پایه بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در ایستگاه تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی گناباد در سال 1394 انجام شد. این پژوهش با سه فاکتور: الف- روش خاک‌ورزی در سه سطح (بدون شخم، شخم متداول و شخم کاهش یافته) ب- مدیریت بقایا در سه سطح (بدون بقایا، حفظ 30 درصد بقایا و حفظ60 درصد بقایا) ج- مقادیر آب آبیاری در سه سطح (50، 75 و 100 درصد نیاز آب آبیاری) انجام شد. تیمار روش خاک‌ورزی در کرت‌ اصلی، تیمار مدیریت بقایا در کرت‌ فرعی و سطوح مختلف آب آبیاری در کرت‌های فرعی قرار گرفت. در این تحقیق از رقم رایج و مناسب منطقه، به نام خرداد استفاده شد و از روش آبیاری قطره‌ای به عنوان یک ابزار جهت توزیع یکنواخت و اندازه‌گیری دقیق آب استفاده شد. بیشترین عملکرد وش پنبه از برهمکنش تیمار خاک‌ورزی متداول با حفظ 60% بقایا و تأمین 75 درصد نیاز آب آبیاری (3576 کیلوگرم در هکتار) به‌دست آمد. که با برهمکنش تیمار بی‌خاک‌ورزی × حفظ 60% بقایا × تامین 75 درصد نیاز آب آبیاری (2568 کیلوگرم در هکتار) اختلاف آماری معنی‌دار نداشت. بیشترین میزان بهره‌وری مصرف آب پنبه از تیمار خاک‌ورزی متداول با حفظ 60% بقایا و تامین 50 درصد نیاز آب آبیاری به میزان 58/0 کیلوگرم وش در مترمکعب حاصل شد. با توجه به کاهش غیر معنی‌دار عملکرد وش پنبه تحت تیمار 75% نیاز آب آبیاری در مقایسه با شاهد و افزایش بهره‌وری مصرف آب تحت تیمار 75% نیاز آب آبیاری نسبت به بهره‌وری مصرف آب در تیمار 100% نیاز آب آبیاری، در صورت نیاز به صرفه‌جویی در مصرف آب (با توجه به کمبود منابع آب کشور) اعمال تیمار 75% نیاز آب آبیاری برای گیاه پنبه در شرایط کشاورزی حفاظتی قابل توصیه می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of different irrigation regimes, residues and tillage on yield, yield components and cotton water productivity in the temperate zone of Khorasan Razavi

نویسندگان [English]

  • Mohammad Karimi 1
  • Masoud Ghodsi 2
1 Assistant Professor,Agricultural Engineering Research Department, Khorasan Razavi Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization(AREEO), Mashhad, Iran
2 Associate Professor, Horticultural Crops Research Department, Khorasan Razavi Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Mashhad, Iran.
چکیده [English]

Effects of different irrigation levels on yield, water consumption, water use efficiency and agronomic characteristics of cotton-wheat crop rotation system products under the conservation agriculture system were examined in the temperate zone of Khorasan Razavi. The study was conducted in agricultural and natural resources research station of Gonabad using split split plot based on a randomized complete block with three replications in 2015. This research with three factors: a- tillage method at three levels (no-till, conventional tillage and reduced tillage) b- Residue management at three levels (without residue, maintain 30 percent of the debris and keep 60% residue) c- different levels of water irrigation at three levels (50, 75 and 100% of irrigation water requirement). The tillage method was treated in the main plot, the residue management treatment in the sub-plot and the different levels of irrigation water in the sub-plots. In this study, the common and suitable cultivar of the region, called Khordad, was used and drip irrigation method was used as a tool for uniform distribution and accurate measurement of water. In this study, drip irrigation was used as a suitable tool for uniform distribution and accurate water measurement. The results showed that the highest grain yield of cotton wheat was obtained from treatment of conventional tillage with 60% residue and applying 75% of the irrigation water requirement as 3576 kg/ha that there was no statistically significant difference with treatment of no tillage with 60% residue and applying 75% of the irrigation water requirement as 2568 kg/ha. The highest water use efficiency of cotton was obtained from treatment of conventional tillage with 60% residue and %50 of the irrigation water requirement as 0.58 kg/m3. Regarding the non-significant of reduction in cotton yield under 75% of the irrigation water requirement was compared to the control, and due to the increased in water use efficiency under 75% of the irrigation water requirement was compared to the control, if needed to save water consumption (Due to lack of water resources in the country) application of 75% irrigation water requirement for cotton is recommended in agricultural conservation conditions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Conservation Agriculture
  • Water productivity
  • Reduced Tillage
  • No-tillage
  • cotton
اسکندری، ا. 1381. مقایسه روش­های مختلف خاک‌ورزی بر روی عملکرد گندم دیم بعد از برداشت نخود. مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی. 3 (11): 57- 73.
اسکندری، ا. و همت، ع. 1382 اثر زیر شکنی بر حفظ و ذخیره رطوبت خاک و عملکرد محصول گندم دیم. مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی. 4 (18):14-1.
افضلی نیا، ص.، کرمی، ع. د. و محمدی، د. 1397. تأثیر روش­های خاک­ورزی حفاظتی بر خصوصیات فیزیکی خاک و عملکرد پنبه در تناوب پنبه - گندم. نشریه مکانیزاسیون کشاورزی. 4(2): 141-152.
تاکی، ا. و اسدی، ا. 1388. خاک‌ورزی حفاظتی در مناطق خشک و لزوم آن در کشاورزی پایدار. نشریه ترویجی، شورای انتشارات مدیریت هماهنگی ترویج کشاورزی اصفهان، شماره نشریه 107/5.
چاجی، ح.، افشار، ه. و جمیلی، ح. 1389. بررسی فنی و اقتصادی روش‌های مختلف خاک‏ورزی و اثر آن بر مقدار آب مصرفی پنبه در منطقه کاشمر. گزارش پژوهشی نهایی. مرکز اسناد و مدارک کشاورزی. شماره ثبت 944/89، انتشارات مؤسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی. 36 صفحه. 
روزبه، م. 1378. ارزیابی و مقایسه میزان انرژی موردنیاز روش‌های مختلف خاک‌ورزی. پایان‏نامه کارشناسی ارشد. دانشگاه شهید چمران اهواز، دانشکده کشاورزی. 77 صفحه.
سردار، م.، بهدانی، م. ع.، اسلامی، س. و. و محمودی، س. 1393. اثر روش­های مختلف خاک­ورزی و کنترل علف‌های هرز بر عملکرد پنبه در کشت دوم بعد گندم. نشریه پژوهش‌های زراعی ایران. 12(4): 784-792.
فاضل­نیاری ض.، عادل­زاده، ر. و دیده باز، ق. ۱۳۹۳. مقایسه فنی برخی روش‌های خاک­ورزی حفاظتی در تولید پنبه، سومین کنگره ملی کشاورزی ارگانیک و مرسوم، اردبیل، دانشگاه محقق اردبیلی، https://www.civilica.com/Paper-NCOCA03-NCOCA03_113.html
قادری فر، ف.، قجری، ع.، صادق نژاد، ح. ر. و قرنجیکی، ع. ر. 1390. اثرات سیستم‌های خاک­ورزی بر عملکرد پنبه بعد از کلزا در گرگان، نشریه پژوهش­های زراعی ایران. 9 (3): 416.
کرباسی، ع. ر.، دانشور، م. و میر لطیفی، م. 1379. بررسی ارزیابی مالی طرح­های آبیاری قطره­ای در استان خراسان. مجله اقتصاد کشاورزی و توسعه. 8(32): 134-117.
محمدی، د. و افضلی­نیا، ص. 1397. مقایسه اقتصادی خاک‌ورزی حفاظتی با خاک‌ورزی مرسوم در تناوب گندم پنبه. مجله تحقیقات سامانه­ها و مکانیزاسیون کشاورزی. 19(71): 124-109.
Afzalinia, S., Behaeen, M. A., Karami, A., Dezfuli, A. and Ghasari, A. 2011. Effect of conservation tillage on the soil properties and cotton yield. Proceedings of the 11th International Congress on Mechanization and Energy in Agriculture. Sep. 21-23, Istanbul, Turkey.
Abbas, H. G., Mahmood, A. and Ali, Q. 2016. Zero tillage: a potential technology to improve cotton yield. Genetika. 48 (2):761 -776.
Ahmed, M. H. and Haffer, I. 1993. Comparison of five tillage systems for cotton production in Rahad Scheme, Sudan. Journal of AMA. 24: 17- 20.
Balkcom, K. S., Reeves, D. W., Shaw, J. N., Burmester, C. H. and Curtis L. M. 2006. Cotton yield and fiber quality from irrigated tillage systems in the Tennessee valley. Agronomy Journal. 98: 596-602.
Blaise, D. And Rvindran, C. D. 2003. Influence of tillage and residue management on growth and yield of cotton grown on a vertisol over 5 years in a semi-arid region of India. Soil and Tillage Research. 7: 163-173.
Boquet, D. J., Hutchinson, R. L. and Breitenbeck, G. A. 2004. Long-term tillage, cover crop, and Nitrogen rate effects on cotton: yield and fiber properties. Agronomy Journal. 96: 1436-1142.
Das, T. K., Bhattacharyya, R., Sudhishri, S., Sharma, A. R., Saharawat, Y. S., Bandyopadhyay, K. K., Sepat, S., Bana, R. S., Aggarwal, P., Sharma, R. K., Bhatia, A., Singh, G., Datta, S. P., Kar, A., Singh, B., Singh, P., Pathak, H., Vyas, A. K. and Jat, M. L. 2014. Conservation agriculture in an irrigated cotton-wheat system of the western Indo-Gangetic Plains: crop and water productivity and economic profitability. Field Crops Research. 158: 24–33.
De Vita, P., Di Paolo, E., Fecondo, G., Di Fonzo, N. and Pisante, M. 2007. No-tillage and conventional tillage effects on durum wheat yield, grain quality and soil moisture content in southern Italy. Soil and Tillage Research. 92: 69–78.
Devkota, M., Martius, C., Lamers, J. P. A., Sayre, K. D., Devkota, K. P., Gupta, R. K., Egamberdiev, O. and Vlek, P. L. G. 2013. Combining permanent beds and residue retention with nitrogen fertilization improves crop yields and water productivity in irrigated arid lands under cotton, wheat and maize. Field Crops Research. 149: 105–114.
Govaerts, B., Sayre, K. D., Ceballos-Ramirez, J. M., Luna-Guido, M. L., Limon-Ortega, A., Deckers, J. and Dendooven, L. 2006. Conventionally tilled and permanent raised beds with different crop residue management: effects on soil C and N dynamics. Biomedical and Life Sciences and Earth and Environmental Science. 280 (1-2): 143-155.
Guerif, J., Richard, G., Durr, C., Machet, J. M., Recous, S. and Roger-Estrade, J. 2001. A review of tillage effects on crop residue management, seed bed conditions and seedling establishment. Soil and Tillage Reseach. 61: 13-32.
Hobbs, P.R., Sayre, K. and Gupta, R. 2008. The role of conservation agriculture in sustainable agriculture. Philosophical Transactions of the Royal Society B 363, 543 –555.
Ishaq, M., Ibrahim, M. and Lal, R. 2001. Tillage effect on nutrient uptake by wheat and cotton as influenced by fertilizer rate. Soil and Tillage Research. 62: 41-53.
Kaspar, T. C., Erbach, D. C. and Cruse, R. M. 1990. Corn response to seed-row residue removal. Soil Science Society of America Journal. 54: 1112-1117.
Khalilian, A. 1983. Soil strength and cotton yields from five tillage systems. Paper, ASAE. No, 83. 1023, 17pp.
Mitchell, J. P., Carter, L., Munk, D., Klonsky, K., Hutmacher, R., Shrestha, A., DeMoura, R. and Wroble, J. 2012. Conservation tillage systems for cotton advance in the San Joaquin Valley. California Agriculture. 66: 108-115.
Montgomery, D. R. 2007. Soil erosion and agricultural sustainability. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 104: 13268-13272.
  Pettigrew, W. T. and Jones, M. A. 2001. Cotton growth under no-till production in the Lower Mississippi River Valley Alluvial Flood Plain, Agronomy Journal. 93: 1398-1404.
Peruzzi, M., Taffaelli, M., and Ciolo, S. D. 1996. Evaluation on the performamces of a peculiar combined machine for direct drilling and two no-till drills for hard winter wheat and maize cultivation. International conference on Agricultural Engineering. Madrid.
Sayre, K. and Hobbs, P. 2004. The raised-bed system of cultivation for irrigated production conditions, in: Sustainable Agriculture and the Rice-Wheat System, Lal R, Hobbs P, Uphoff N and Hansen DO (Eds), Ohio State University, Columbia, Ohio, USA. 337-355.
Schwab, E. B., Reeves, D. W., Burmester, C. H. and Raper, R. L. 2002. Conservation tillage systems for cotton in the tennessee valley, soil science society of america journal. 66: 569-577.
Singh, R. J., Ahlawat, I. P. S. and Kumar, K. 2013. Productivity and profitability of the transgenic cotton-wheat production system through peanut intercropping and FYM addition. Experimental Agriculture. 49(3): 321-335.
Tursunov, M. 2009. Potential of conservation agriculture for irrigated cotton and winter wheat production in Khorezm, Aral Sea Basin, Tashkent, Uzbekistan. 94 pages. http://hss.ulb.uni-bonn.de/diss_online elektronisch publiziert.
Verhulst, N., Goverts, B., Verachtert, E., Castellanos-Navarrete, A., Mezzalma, M., Wall, P., Deckers, J. and Sayre, K. D. 2010. Conservation agriculture, improving soil quality for sustainable production systems? In: Lal, R., Stewart, B.A. (Eds), Advances in Soil Science: Food Security and Soil Quality, CRC Press, Boca Raton, FL, USA. 137-208.
Wright, A. L., Hons, F. M. and Matocha, J. E. 2005. Tillage impacts on microbial biomass and soil carbon and nitrogen dynamics of corn and cotton rotations. Applied Soil Ecology. 29(1): 85-92.