اثر متقابل آب و نیتروژن بر عملکرد و کارآیی مصرف آب آبیاری ذرت علوفه‌ای تحت مدیریت آبیاری قطره‌ای-نواری

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی آب

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

3 استادان گروه مهندسی آب دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

چکیده

مدیریت مصرف آب و کود نیتروژن در راستای افزایش بهره‌وری مصرف آب، افزایش تولید محصول و کاهش مخاطرات زیست محیطی در سیستم-های نوین آبیاری ضروری است. هدف از این پژوهش بررسی بر هم‌کنش آب و کود نیتروژنی بر عملکرد و کارآیی مصرف آب آبیاری (IWUE) ذرت علوفه‌ای تحت سیستم آبیاری قطره‌ای-نواری بود. چهار سطح آبیاری شامل دو سطح کم آبیاری (ETc 86/0W1=و ETC 93/0W2=) و یک سطح آبیاری کامل (ETC 1W3=) و یک سطح بیش آبیاری (ETC 06/1W4=) و سه سطح کودی صفر)‌(N0، 150 (N150) و200 (N200) کیلوگرم نیتروژن در هکتار مورد بررسی قرار گرفت. تیمارهای آزمایشی با استفاده از طرح آماری کرت‌های نواری در قالب بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکرار اجرا شد. شاخص‌های مورد بررسی ارتفاع و قطر ساقه و شاخص سطح برگ و زیتوده اندام هوایی طی دوره رشد بودند. مدیریت آبیاری بر اساس محاسبه تبخیر-تعرق گیاه با استفاده از رابطه فائو پنمن-مانتیث و اندازه‌گیری رطوبت در عمق توسعه ریشه قبل از آبیاری انجام شد. نتایج نشان داد اثر سطوح مختلف آبیاری (P < 0.05) و نیتروژن (P < 0.01) بر زیتوده و کارآیی مصرف آب معنی دار بود. کمترین مقدار زیتوده در تیمار W1N0 برابر14537کیلوگرم بر هکتار و بیشترین مقدار زیتوده در تیمار W4N200 برابر 27893 کیلوگرم بر هکتار مشاهده شد. کمترین مقدار کارآیی مصرف آب آبیاری برابر 09/3 کیلوگرم بر متر مکعب در سطح آبیاری W2 و بیشترین مقدار برابر 57/3 کیلوگرم بر متر مکعب در سطح آبیاری W4 رخ داد. بطورکلی افزایش مقدار نیتروژن مصرفی سبب افزایش زیتوده و کارآیی مصرف آب آبیاری شد. به طور کلی نتایج نشان داد روش آبیاری قطره‌ای-نواری از طریق افزایش راندمان آبیاری وکاهش تبخیر از سطح خاک سبب صرفه‌جویی در مصرف آب و افزایش میزان محصول تولیدی ذرت می شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Interaction of Water and Nitrogen on Yield and Irrigation Water Use Efficiency of Corn (Zea of mays) under Drip-Tape Irrigation Management

نویسندگان [English]

  • Mahsa Sadat Tabatabaei 1
  • Mahdi Gheysari 2
  • Jahangir Abedi Kupaee 3
  • Zahra Amiri 1
1 Department of Water Engineering College of Agriculture Isfahan University of Technology Isfahan, 84156-83111 Iran
2 Department of Water Engineering College of Agriculture Isfahan University of Technology Isfahan, 84156-83111 Iran http://gheysari.iut.ac.ir
3 Professor, Department of Water Engineering Faculty of Agricalture, Isfahan University., Isfahan., Iran
چکیده [English]

Water and nitrogen fertilizer management is essential for increasing water productivity, increasing product production and reducing environmental hazards in modern irrigation systems. The aim of this study was to investigate the interaction of water and nitrogen fertilizer on total biomass (TB) and irrigation water use efficiency (IWUE) of silage maize under drip-tape irrigation system. Four irrigation levels, including two deficit irrigation levels (W1=0.86ETc, W2=0.93ETc), a full irrigation level (W3=ETc), and an over irrigation level (W4=1.06ETc) and three nitrogen fertilizer levels, including no nitrogen fertilizer (N0), 150 kg N ha-1 (N150), and 200 kg N ha-1 (N200) were considered. The twelve experimental treatments arranged in a strip-plot design with complete randomized blocks with three replicates. The studied indices were stem height and diameter and total biomass during growth period. Irrigation management was performed, based on the‌ calculation of corn evapotranspiration by using FAO-Penman Monteith (FPM) equation and soil moisture measurement in the root depth before each irrigation. The result showed that there was a significant effect of irrigation on total biomass and IWUE (P < 0.05). There was a significant effect of nitrogen on TB and WUE (P < 0.01). The minimum TB obtained for W1N0 treatment, 14537 kg/ha, and the maximum TB obtained for W4N200 treatment, 27893 kg/ha. The minimum IWUE for total biomass was 3.09 kg/m3 for W2 level and maximum was 3.57 kg/m3 for W4 level. Overall, TB and IWUE increased with increasing nitrogen. In general, the results showed that drip-tape irrigation system through increasing irrigation efficiency and decrease of soil surface evaporation would save water consumption and increase the water use efficiency and yield production.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Deficit irrigation
  • Fertigation
  • Total biomass
  • Irrigation Water use efficiency
حیدری­پور،ر.، نصرتی محلاتی،م.، کوچکی،ع.، زارع فیض­آبادی،ا. 1393. اثرات سطوح آب و کود نیتروژن بر کارآیی مصرف و بهره­وری آب در سه گیاه ذرت(mays L. Zea)، چغندرقند (Beta vulgaris L.) و کنجد (Sesamum indicum L.). نشریه بوم‌شناسی کشاورزی. 6: 187-198

رجبی الف.،ه. گریفیتس،و.، وبر،ا. 1386. رابطه ایزوتوپ های پایدار کربن با کارایی مصرف آب در چغندرقند در شرایط تنش و بدون تنش خشکی چغندر قند. مجله علوم کشاورزی و منابع طبیعی. 23 .1 :12-1

طریق السلامی،م.، کافی،م.،  نظامی،ا.، ضرغامی،ر. 1396.  تاثیر محلول­پاشی با اسید سالسیلیک بر تخفیف اثرات تنش سرمازدگی و خشکی بر عملکرد و صفات زراعی در ذرت. نشریه تنش­های محیطی در محیط علوم زراعی. 10. 4: 615-625

قبادیان،ر.، شیرخانی،ع.، جلیلیان،ع. 1394. بررسی اثرات تنش خشکی و کود نیتروژنی بر عملکرد و کارآیی مصرف آب و نیتروژن گیاه ذرت (Sc 704). نشریهزراعت، 106: 79-87.

قیصری،م. 1385. تاثیر کود - آبیاری ذرت با روش آبیاری بارانی بر روی آبشویی نیترات تحت سطوح مختلف کود و آب کاربردی. رساله دکتری، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس تهران.

کریمی،م.، اصفهانی،م.، بیگلویی،م.ح.، ربیعی،ب.،کافی قاسمی،ع. 1388. تاثیر کم آبیاری بر صفات مورفولوژیک و شاخص­های رشد ذرت علوفه­ای در شرایط آب و هوایی رشت. مجله الکترونیک تولید گیاهان زراعی.2. :91-110

کیانی،م.، قیصری،م.، مصطفی­زاده­فرد،ب.، مجیدی،م.م.، لندی،ا. 1393.تعیین نیاز آبی و ضریب گیاهی روزانه دو واریته آفتاب‌گردان یوروفلور و سیرنا تحت مدیریت آبیاری قطره­ای - نواری. مجله علوم آب و خاک. 18. 67: 300-289

مولایی،ب.، قیصری،م.، مصطفی زداه فرد،ب.، مجیدی،م.م.، لندی،ا. 1393. بررسی عملکرد و ویژگی­های آن برای دو رقم سیب­زمینی در روش­های آبیاری بارانی و قطره­ای- نواری. مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، علوم آب و خاک. 19. 71: 241-251.

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, Rome, Italy. 300 pp. 

Ahmadi,J.H., Zieinal,M., Rostami,A., Chogun,R. 2013. Study of drought resistance in commercially late maturing dent corn hybrids. Iranian Journal of Agricultural Science. 31: 891-907.

Bilbao,M., Martinez,J.J and Delgado,A. 2004. Evaluation of soil nitrate as a predictor of    nitrogen requirement for sugar beet grown in a Mediterranean climate. Agronomy Journal. 96.1: 18-25.

Costa,J.M., Ortuño,M.F and Chaves,M.M. 2007. Deficit irrigation as a strategy to save water: physiology and potential application to horticulture. Journal of Integrative Plant Biology. 49.10: 1421–1434.

Farré,I and Faci,J.M. 2006. Comparative response of maize (Zea mays L.) and sorghum (Sorghum bicolor L. Moench) to deficit irrigation in a Mediterranean environment. Agricultural Water Management. 83.1-2: 135–143.

Farre,I and Faci,J.M. 2009. Deficit irrigation in maize for reducing agricultural water use in a Mediterranean environment. Agricultural Water Management. 96.3: 383-394.

Gavloski,J.E., Whitfield,G.H and Ellis,C.R. 1992. Effect of restricted watering on sap flow and growth in corn (Zea mays L.). Canadian Journal of Plant Science. 72.2: 361–368.

Geerts,S and Raes,D. 2009. Deficit irrigation as an on-farm strategy to maximize crop water productivity in dry areas. Agricultural Water Management. 96.9: 1275–1284.

Gheysari,M., Loescher,H.W., 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. In: Sparks, D.L. (Ed.). Advance Agronomy. 130: 175–229.

Gheysari,M., Mirlatifi, Bannayan,S.M., Homaee,M and Hoogenboom,G. 2009. Interaction of water and nitrogen on maize growth for silage. Agricultural Water Management. 96: 809-821.

Gheysari,M., Mirlatifi,S.M., Homaee,M. Asadi,M.E and Hoogenboom,G. 2009. Nitrate leaching in a silage maize field under different irrigation and nitrogen fertilizer rates. Agricultural Water Management. 96.6: 946-954.

Gheysari,M., Sadeghi,S.H., Loescher,H.W., Amiri,S., Zareian,M.J., Majidi,M.M., Asgarinia,P and Payero,J.O. 2017. Comparison of deficit irrigation management strategies on root, plant growth and biomass productivity of silage maize. Agricultural Water Management. 182: 126-138.

Jalali,M and Rowell,D.L. 2003. The role of calcite and gypsum in the leaching of potassium in a sandy soil. Experimental agricultural. 39.4: 379-394.

Kang,S., Gu,B., Du,T and Zhang,J. 2003. Crop coefficient and ratio of transpiration to evapotranspiration of winter wheat and maize in a semi-humid region. Agricultural Water Management. 59.3: 239-254.

Kiani,M., Gheysari,M., Mostafazadeh-Fard,B., Majidi, M.M., Karchani,K and 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.

Liang,A.H., Ma,F.Y., Liang,Z.S and Mu,Z.X. 2008. Studies on the physiological mechanism of functional compensation effect in maze root system induced by re-watering after draught stress. Journal North Science Technology. 36: 58-64.

 Rimski-Korsakov,H., Rubio,G and Lavado,R.S. 2009. Effect of water stress in maize crop production and nitrogen fertilizer fate. Journal of Plant Nutrition. 32.4: 565-578.

Rodrigues,M.A., Pereira,A., Cabanas,J.E., Dias,L., Pires,J and Arrobas,M. 2006. Crops use-efficiency of nitrogen from manures permitted in organic farming. European Journal of Agronomy. 25: 328-335.

Salvagiotti,F., Castellarín,J.M., Miralles,D.J and Pedrol, H.M. 2009. Sulfur fertilization improves nitrogen use efficiency in wheat by increasing nitrogen uptake. Field Crops Research. 113: 170-177.

 Traore,S.B., Carlson,R.E., Pilcher,C.D and Rice,M.E. 2000. Bt and Non-Bt maize growth and development as affected by temperature and drought stress. Agronomy journal. 92:1027 1035.