تبخیر- تعرق و ضریب گیاهی خیار گلخانه ای در منطقه همدان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مرکز تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی و منابع طبیعی استان همدان

2 موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی

3 استایار بخش تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان اصفهان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج

چکیده

برای تعیین تبخیر- تعرق و ضریب گیاهی خیار گلخانه‌ای (رقم نگین) آزمایشی در گلخانه‌ای تجاری در دو فصل کشت زمستانه و بهاره در استان همدان انجام شد. هدف از این تحقیق محاسبه تبخیر - تعرق با استفاده از مدل‌های پنمن-مانتیث فائو و پنمن‌-مانتیث اصلاح شده در گلخانه توسط استانگلینی و تخمین مقادیر ضرایب گیاهی خیار گلخانه‌ای در مراحل مختلف رشد در منطقه همدان و مقایسه آن با سایر مطالعات بود. سطوح آبیاری اعمال شده سه مقدار جبران رطوبت خاک تا رسیدن به 80، 100 و 120 درصد ظرفیت مزرعه بودند . از بیلان آب خاک برای تخمین تبخیر- تعرق گیاهی در گلخانه استفاده شد. مقادیر تبخیر- تعرق به روش استانگلینی و پنمن مانتیث فائو به‌ترتیب در کشت زمستانه 2/214 و 5/181 میلی‌متر و در کشت بهاره 3/222 و 6/227 میلی‌متر به دست آمدند. نسبت تبخیر- تعرق به روش پنمن- مانتیث در داخل و خارج گلخانه در کشت زمستانه و بهاره به‌ترتیب 8/0 و 81/0 بود. مقادیر تبخیر- تعرق واقعی حاصل از بیلان آب خاک در کشت زمستانه و بهاره به ترتیب 2/148 و 4/210 میلی‌متر بودند. نتایج نشان داد میانگین ضریب گیاهی در مرحله ابتدایی، میانی و انتهایی فصل رشد درکشت زمستانه به ترتیب 69/0، 43/1 و 05/1 و در کشت بهاره به ترتیب 63/0 ، 15/1 و 9/0 بود. نتایج این مطالعه می‌تواند مبنای علمی لازم برای بهینه‌سازی آبیاری و صرفه‌جویی در مصرف آب، ایجاد برنامه‌ریزی مناسب آبیاری و بهبود کارایی مصرف آب در گلخانه و نیز کاهش مصرف انرژی با اجتناب از مصرف بیش از حد آب و در نهایت افزایش بازدهی تولید محصول و بازده اقتصادی را فراهم کند. بررسی تبخیر-تعرق و رشد پوشش گیاهی و تغییرات رطوبت در طول فصل رشد نیز نشان داد برای جلوگیری از توسعه بیماری‌های گیاهی استفاده از سطح تهویه‌ای بیشتر و یا تهویه اجباری در گلخانه‌ها ضروری است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evapotranspiration and crop coefficient of greenhouse cucumber in the Hamedan region

نویسندگان [English]

  • Seyedmoeineddin Rezvani 1
  • Ghasem Zarei 2
  • Hamidreza Salemi 3
1 Research, Education and Promotion Center for Agricultural and Natural Resources of Hamedan Province
2 Agricultural Engineering Research Institute
3 Assistant Professor- Agricultural Engineering Research Department - Isfahan Agricultural and Natural resources Research and Education crnter, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Isfahan, Iran.
چکیده [English]

An experiment was conducted in a commercial greenhouse to determine cucumber (Negin cultivar) evapotranspiration and crop coefficient in two seasons of winter and spring cultivation in Hamedan province. Irrigation was done to meet 100% of the water requirement based on reaching the suction tensiometer to the field capacity (40 to 50 cm). The soil water balance was used to estimate plant evapotranspiration in the greenhouse. Stanghellini and FAO Penman-Monteith evapotranspiration methods were 214.2 and 181.5 mm in winter and 222.3 and 227.6 mm in spring, respectively. The evapotranspiration ratio by the FAO Penman-Monteith method inside and outside the greenhouse in winter and spring cultivation was 0.8 and 0.81, respectively. The actual evapotranspiration from soil water balance in winter and spring cultivation were 148.2 and 210.4 mm, respectively. The results showed that the average crop coefficient in the initial, middle, and final stages of the growing season in winter planting was 0.69, 1.43, and 1.05, and in spring planting were 0.63, 1.15, and 0.9, respectively. The results of this study showed the necessary scientific basis for optimizing irrigation and saving water consumption, creating appropriate irrigation planning, and improving the crop water use efficiency in the greenhouse. Also, by reducing excessive water consumption, it can reduce energy consumption and provide a maximum increase in product production efficiency and economic efficiency. The investigation of evapotranspiration, crop canopy growth, and humidity changes during the growing season also showed that it is necessary to prevent the development of plant diseases, to use a higher ventilation level or forced ventilation in greenhouses.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Crop coefficient
  • FAO Penman-Monteith
  • Protected culture
  • Soil water balance
  • Stanghellini model
احمدی، ک.، عبادزاده، ح.، حاتمی، ف.، محمدنیا افروزی، ش.، عباس طاقانی، ر.، یاری، ش. و کلانتری، م. 1400 . آمارنامه کشاورزی سال 1399، جلد سوم: محصولات باغبانی. وزارت جهادکشاورزی، معاونت برنامه­ریزی و اقتصادی، مرکز فناوری اطلاعات و ارتباطات. 157 صفحه.
دفتر گلخانه­های استان همدان. 1400. آمار منتشر نشده. سازمان جهاد کشاورزی استان همدان.
رضوانی، س.، زارع ابیانه، ح. و گودرزی، م. 1398. توزیع تعرق و کمبود فشار بخار در گلخانه­ی تجاری. نشریه آبیاری و زهکشی ایران. 13(5): 1191-1203.
فتحعلیان، ف. و نوری امامزاده­ئی، م. 1391. تعیین تبخیر- تعرق و ضریب گیاهی خیار با استفاده از میکرولایسیمتر در شرایط گلخانه. علوم و فنون کشت­های گلخانه­ای. 3 (4): ۱۳۴-۱۲۵.
عابدی کوپایی، ج.، اسلامیان، س. و زارعیان، م.1390. اندازه‌گیری و مدل‌سازی نیاز آبی و ضریب گیاهی خیار، گوجه‌فرنگی و فلفل با استفاده از میکرولایسیمتر در گلخانه. مجله علوم و فنون کشت های گلخانه­ای. ۲ (۳): 64-51.
Acquah, S. J., Yan, H., Zhang, C., Wang, G., Zhao, B., Wu, H. and Zhang, H. 2018. Application and evaluation of Stanghellini model in the determination of crop evapotranspiration in a naturally ventilated greenhouse. International Journal of Agricultural and Biological Engineering. 11(6): 95-103.
Allen, R.G., Pereira, L.S., Raes, D. and Smith, M., 1998. FAO Irrigation and drainage paper No. 56. Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations. 56(97): p.e156.
Baille, A. 1994. Principles and methods for predicting crop water requirement in greenhouse environments.INRA-CIHEAM, Cahiers Options Mediterraneennes. 31: 177-180.
Blanco, F. F. and Marcos, V. Folegatti. 2003. Evapotranspiration and crop coefficient of cucumber in greenhouse. Revista Brasileira de Engenharia Agricola e Ambiental. 7(2): 285-291.
Borg, H. and Grimes, D. 1986. Depth development of roots with time: An empirical description. Transactions of the ASAE. 29(1): 194-0197.
Donatelli, M., Bellocchi, G. and Carlini, L. 2006. Sharing knowledge via software components: models on reference evapotranspiration. European Journal of Agronomy. 24(2): 186-192.
Fernández, M., Bonachela, S., Orgaz, F., Thompson, R., López, J., Granados, M. and Fereres, E. 2010. Measurement and estimation of plastic greenhouse reference evapotranspiration in a Mediterranean climate. Irrigation science. 28(6): 497-509.
Gallardo, M., Thompson, R. B. and Fernández, M. D. 2013. Water requirements and irrigation management in Mediterranean greenhouses: the case of the southeast coast of Spain. Good Agricultural Practices for Greenhouse Vegetable Crops; Plant Production and Protection Paper. 217: 109-136.
Hornbuckle, J., Christen, E., Podger, G., White, R., Seaton, S., Perraud, J. and Rahman, J. 2005. Tiddalik : an irrigation area model for predicting and managing drainage return flows.
Huang, S., Yan, H., Zhang, C., Wang, G., Acquah, S. J ,.Yu, J. and Darko, R. O. 2020. Modeling evapotranspiration for cucumber plants based on the Shuttleworth-Wallace model in a Venlo-type greenhouse. Agricultural Water Management. 228: 105861.
Incrocci, L., Thompson, R. B., Fernandez-Fernandez, M. D., De Pascale, S., Pardossi, A., Stanghellini, C. and Gallardo, M. 2020. Irrigation management of European greenhouse vegetable crops. Agricultural Water Management. 242: 106393.
Khafajeh, H., Banakar, A., Minaei, S. and Delavar, M. 2020. Evaluation of AquaCrop model of cucumber under greenhouse cultivation. The Journal of Agricultural Science. 158(10): 845-854.
Kirnak, H., Hansen, R., Keener, H. and Short, T. H. 2002. An evaluation of physically based and empirically determined evapotranspiration models for nursery plants. Turkish Journal of Agriculture and Forestry. 26(6): 355-362.
Liu, H., Yin, C., Gao, Z. and Hou, L. 2021. Evaluation of cucumber yield, economic benefit and water productivity under different soil matric potentials in solar greenhouses in North China. Agricultural Water Management. 243: 106442.
Medrano, E., Lorenzo, P., Sánchez-Guerrero, M. C. and Montero, J. I. 2005. Evaluation and modelling of greenhouse cucumber-crop transpiration under high and low radiation conditions. Scientia Horticulturae. 105(2): 163-175.
Merrill, S. D., Tanaka, D. L. and Hanson, J. D. 2002. Root length growth of eight crop species in Haplustoll soils. Soil Science Society of America Journal. 66(3): 913-923.
Mpusia, P. T. O. 2006. Comparison of water consumption between greenhouse and outdoor cultivation. M. S. Thesis. International institute for geo-information science and earth observation, Enschede, Netherlands. 75p.
Mushab, F. 2020. Forecasting Crop Coefficient Values for Cucumber Plant (Cucumis sativus). Solid State Technology. 63(6): 9085-9092.
Nikolaou, G., Neocleous, D., Christou, A., Polycarpou, P., Kitta, E. and Katsoulas, N. 2021. Energy and Water Related Parameters in Tomato and Cucumber Greenhouse Crops in Semiarid Mediterranean Regions. A Review, Part I: Increasing Energy Efficiency. Horticulturae. 7(12): 521.
Orgaz F., Fernández M. D., Bonachela S., Gallardo M. and Fereres, E. 2005. Evapotranspiration of horticultural crops in an unheated plastic greenhouse. Agricultural Water Management. Vol. 72, No. 2: 81-96.
Pamungkas, A. P., Hatou, K. and Morimoto, T. 2014. Evapotranspiration model analysis of crop water use in plant factory system. Environmental Control in Biology. 52(3): 183-188.
Prenger, J., Fynn, R. and Hansen, R. 2002. A comparison of four evapotranspiration models in a greenhouse environment. Transactions of the ASAE. 45(6): 1779.
Rezvani, S.M.E., Abyaneh, H.Z., Shamshiri, R.R., Balasundram, S.K., Dworak, V., Goodarzi, M., Sultan, M. and Mahns, B., 2020. IoT-based sensor data fusion for determining optimality degrees of microclimate parameters in commercial greenhouse production of tomato. Sensors. 20(22): 6474.
World Bank. 2022a. Arable land (hectares per person) - Iran, Islamic Rep. https://data.worldbank.org/indicator/ER.H2O.INTR.PC?locations=IR.
World Bank. 2022b. Arable land (hectares per person) - Iran, Islamic Rep. https://data.worldbank.org/indicator/AG.LND.ARBL.HA.PC?locations=IR.
Salcedo, G. A., Reca, J., Pérez-Sáiz, M. and Lao, M. T. 2016. Irrigation water consumption modelling of a soilless cucumber crop under specific greenhouse conditions in a humid tropical climate. Ciência Rural. 47.
Stanghellini, C. 1987. Transpiration of greenhouse crops: an aid to climate management. Wageningen University and Research. 150 pp. https://library.wur.nl/WebQuery/wurpubs/fulltext/202121.
Stanghellini, C., Bosma A. H., Gabriels P. C. J. and Werkhoven, C. 1990. The water consumption of agricultural crops: how coefficients are affected by crop geometry and microclimate. Acta Horticulturare. 278: 509-515.
Sun, Y., Zhang, J., Wang, H., Wang, L. and Li, H. 2019. Identifying optimal water and nitrogen inputs for high efficiency and low environment impacts of a greenhouse summer cucumber with a model method. Agricultural Water Management. 212: 23-34.
Yan, H., Acquah, S. J., Zhang, C., Wang, G., Huang, S., Zhang, H. and Wu, H. 2019. Energy partitioning of greenhouse cucumber based on the application of Penman-Monteith and Bulk Transfer models. Agricultural Water Management. 217: 201-211.
Yang, X., Short, T. H., Fox, R. D. and Bauerle, W. L. 1990. Transpiration, leaf temperature and stomatal resistance of a greenhouse cucumber crop. Agricultural and Forest Meteorology. 51(3-4): 197-209.