Investigating the relationship between CWSI of sugarcane and soil moisture in two surface (closed end furrow) and subsurface drip irrigation systems

Document Type : Original Article

Authors

1 Faculty of Water and Environmental Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz

2 Associate Professor of Irrigation and Drainage, Faculty of Water and Environmental Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran

3 Professor, Department of Irrigation and Drainage Engineering, Faculty of Water Science Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz

4 Director of Irrigation and Drainage Research, Khuzestan Sugarcane Research and, Training Institute, Dependent on Sugarcane Development and Agro Industries Company

Abstract

One of the important factors that reduce plant growth is the short-term water stress applied to the plant in the period of two irrigations. This research aims to investigate the relationship between crop water stress index (CWSI) of sugarcane and soil moisture under two systems of closed-end furrow irrigation (CI) and subsurface drip irrigation (SDI) at research station number one of sugarcane development research and training institute was done from July to September 2022. For this purpose, a field including ratoon 3, of the variety CP69-1062, with four replications for both irrigation systems was selected. First, the upper and lower baselines were determined for CI. Then, using these baselines, the average CWSI for SDI and CI systems was estimated for each month, separately. The highest value of CWSI for CI in September was 0.54 and for SDI in August was 0.49. Results showed that there is a high correlation between CSWI and soil moisture only in CI method for the depths of 0-30, 30-60 and 60-90 cm. The correlation between CWSI and soil moisture for CI was determined in the range of 0.60-0.70, and for SDI, in the range of 0.46-0.12. It seems that in addition to water stress, other stresses such as salinity stress caused by irrigation water and farm soil are also applied to the plant.

Keywords

References

برومندنسب، س.، کشکولی، ح.ع.، ناصری، ع.ع. و رشیدزاده، ف. 1386. تعیین زمان آبیاری با استفاده از شاخص تنش آبی در گیاه نیشکر. پژوهش کشاورزی: آب، خاک و گیاه در کشاورزی.7 (1): 6-1
الماسی­شوشتری، م.، برومندنسب، س.، کشکولی، ح.ع. و سید موسوی، ع. 1387. تعیین زمان آبیاری با استفاده از تفاوت دمای پوشش سبزگیاه­ ­– هوا و شاخص تنش آبی در نیشکر. دومین همایش ملی مدیریت شبکه­های آبیاری و زهکشی. بهمن­ماه. دانشگاه شهیدچمران اهواز، دانشکده مهندسی علوم آب.
روحانی، ه. 1392. تعیین زمان آبیاری با اندازه­گیری دمای پوشش سبز گیاه، دمای هوا و رطوبت خاک برای محصول نیشکر (مطالعه موردی: اراضی کشت و صنعت سلمان فارسی). پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهیدچمران اهواز.
شاهرخ­نیا، م ع. 1393. برنامه­ریزی­ آبیاری مزارع و باغ­ها با اندازه­گیری دمای برگ گیاه. سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان فارس. نشریه فنی.شماره 7
عنابی میلانی، ا.، نیشابوری، م.، مصدقی، م. و زارع­حق، د. 1395. روابط بین پتانسیل آب برگ، تنش_درجه_روز و تخلیه آب قابل استفاده در درخت بادام تحت تنش شوری، نشریه دانش آب و خاک. 26 (2): 206-189.
ویسی، ش.، ناصری، ع.ع. و حمزه، س. 1395. تعیین زمان آبیاری مزراع نیشکر با استفاده از دماسنج مادون قرمز حرارتی و رطوبت خاک ناحیه ریشه. نشریه پژوهش­های حفاظت آب و خاک. 26 (6): 251-235.
سعیدی­نیا، م.، برومندنسب، س.، هوشمند، ع.، سلطانی­محمدی، ا. و اندارزیان، ب. 1395. قابلیت کاربرد شاخص CWSI برای برنامه­ریزی آبیاری ذرت با آب شور در اهواز. نشریه دانش آب و خاک. 26 (1): 185-173.
دهقانی­سانیچ، ح.، نخجوانی­مقدم، م.م. و قهرمان، ب. 1396. کاربرد شاخص تنش آبی گیاه برای زمان­بندی تک آبیاری گندم دیم (مطالعه موردی در بالادست حوضه کرخه). نشریه آبیاری و زهکشی ایران. 4 (11): 561-552.
احمدی، ح.، نصرالهی، ع.ح.، شریفی­پور، م. و عیسوند، ح. 1397. تعیین شاخص تنش آبی گیاه (CWSI) سویا برای مدیریت آبیاری جهت حداکثر عملکرد و بهره­وری آب. فصلنامه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب. 8 (32): 131-120.
عابدیان، س.، حسام، م.، قربانی، خ. و نوروزی، ن. 1397. تعیین زمان آبیاری با استفاده از نمایه گیاهی. سومین همایش ملی دانش و فناوری علوم کشاورزی، منابع طبیعی و محیط زیست ایران.
خیری­شلمزاری، ک.، سلطانی­محمدی، ا.، برومندنسب، س. و حقیقتی­بروجنی، ب. 1398. ارزیابی شاخص تنش آبی گیاه برای سیب­زمینی تحت رژیم­های متفاوت آبیاری در سامانه­های آبیاری قطره­ای سطحی و زیرسطحی. مدیریت آب و آبیاری. 9 (1): 42-29.
نوری، س.، نصرالهی، ع.ح.، ملکی، ع. و شریفی­پور، م. 1399. برآورد میزان رطوبت خاک با استفاده از شاخص تنش آبی گیاه جهت مدیریت آبیاری لوبیاچیتی. نشریه آبیاری و زهکشی ایران. 14 (1): 145-136.
سعیدی، ر.، ضرابی، م.م. و ستوده­نیا، ع. 1401. مدل­سازی مقدار رطوبت خاک با استفاده از شاخص تنش آبی (CWSI) در کشت ذرت. نشریه علمی پژوهشی مهندسی آّبیاری و آب ایران. 12 (47): 405-387.
Brunini, R. G. and Turco, J. E. P. 2016. Water strees indices for the sugarcane crop on different irrigated surfaces. Revista Brasileira de Engenharia Agricola e Ambiental. 20 (10): 925-929
Brunini, R. G. and Turco, J. E. P. 2018. Water stress index on sugarcane in differentdevelopmental phases. Ciencia Agrotecnologia. 42(2): 204-215.
Colak, Y., Yazar, A., Alghory,  A. and Tekin, S. 2021. Evaluation of crop water stress index and leaf water potential for differentially irrigated quinoa with surface and subsurface drip systems. Irrigation Science. 39:81-100.
Fitzgerald, G. J., Rodriguez, D., Christensen, L. K., Belford, R., Sadras, V. O. and Clarke, T. R. 2006. Spectral and thermal sensing for nitrogen and water status in rain-fed and irrigated wheat environments. Journal of Precision Agriculture. 7(4): 233-248.
Feyizi, Asl V., Fotovat, A., Asteraky, A., Lakzian, A. and Mousavi Shlamani, A. 2014. Determination of water balance and its critical stages in rainfed wheat using water stress index (CWSI). Water and Soil Journal (Agricultural Sciences and Technology). 28(4): 817-804.
Han, M., Zhang, H., Ch´avez, J. L., Ma, L., Trout, T. J. and De Jonge, K.C. 2018. Improved soil water deficit estimation through the integration of canopy temperature measurements into a soil water balance model. Irrigation Science. 36 (3):187–201
Idso, S. B., Jackson, R. D., Pinter, P. J., Reginato, R. J. and Hatfield, J.L. 1981. Normalizing the Stress-Degree-Day Parameter for Environmental Variability. Agricultural Meteorology. 24: 45-55.
Imran Khan, M., Saddique, Q., Zhu, X., Ali, S., Ajaz, A., Zaman, M., Saddique, N., Ali Buttar, N., Husnain Arshad, R. and Sarwar, A. 2022. Establishment of crop water stress index for sustainable wheat production under climate change in a semi-arid region of Pakistan. Atmosphere. 13(12): 2008.
Kirnak, H., Irik, H. A, and Unlukara, A. 2019. Potential use of crop water stress index (CWSI) in irrigation scheduling of drip-irrigated seed pumpkin plants with different irrigation levels. Scientia Horticulture, 256:108608.
Luan, Y., Xu, J., Lv, Y., Liu, X., Wang, H. and Liu, S. 2021. Improving the performance in crop water deficit diagnosis with canopy temperature spatial distribution information measured by thermal imaging. Agricultural. Water Management. 246, 106699.
Lebourgeois, V., Chopart, J. L., Begue, A. and Le Mezo, L. 2010. Towards using a thermal infrared index combined with water balance modelling to monitor sugarcane irrigation in a tropical environment. Agricultural. Water Management. 97 (1): 75-82.
O’Shaughnessy, S. A., Andrade, M. A. and Evett, S. R. 2017. Using an integrated crop water stress index for irrigation scheduling of two corn hybrids in a semi-arid region. Irrigation Science. 35 (5): 451–467.
Pipatsitee, P., Eiumnoh, A., Praseartkul, P., Taota, K., Kongpugdee, S., Sakulleerungroj K. and Cha-um, S. 2018. Application of infrared thermography to assess cassava physiology under water deficit condition. Plant Production Science. 21(4): 398-406
Iranian Journal of Irrigation & Drainage
Volume 17, Issue 4 - Serial Number 100
November and December 2023
Pages 805-815

Files

Share

How to cite

Statistics