بررسی اثر تنش کم‌آبی دوره‌ای بر عملکرد گیاه کینوا و تعیین تابع تولید آب مصرفی-عملکرد آن در خاک شور (مطالعه موردی: استان خوزستان)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 بخش تحقیقات خاک و آب، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان خوزستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، اهواز، ایران.

2 استادیار بخش آبیاری و فیزیک خاک، مؤسسه تحقیقات خاک و آب، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

3 دانشیار بخش تحقیقات خاک و آب، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان خوزستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی،

4 استادیار بخش تحقیقات خاک و آب، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان خوزستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی،

چکیده

هدف از این پژوهش تعیین تابع آب- عملکرد کینوا با اعمال تنش کم‌آبی در مراحل مختلف رشد گیاه بود. این مطالعه در سال زراعی 1398 بر روی گیاه کینوا رقم تی‌تی‌کاکا در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با 13 تیمار و سه تکرار در شهرستان اهواز اجرا شد. تیمارها شامل آبیاری کامل و اعمال سه سطح تنش کم‌آبی در چهار مرحله مختلف رشد گیاه بودند. توابع آب - عملکرد دانه کینوا و کارایی مصرف آب به صورت تابع درجه دوم برازش داده شدند. روند افزایش عملکرد به ازاء آب مصرفی تا 3200 مترمکعب در هکتار صعودی بود. از 3200 تا 4000 مترمکعب در هکتار مصرف آب، عملکرد تقریبا ثابت و بیشینه بود (365 کیلوگرم در هکتار). بیشترین کارایی مصرف آب (22/1 کیلوگرم در مترمکعب) با مصرف آب حدود 2400 مترمکعب در هکتار به دست آمد. از 2400 تا 3000 مترمکعب در هکتار مصرف آب، میزان کارایی مصرف آب 12/1 کیلوگرم در مترمکعب بود. بنابراین مصرف بیشتر آب موجب کاهش کارایی مصرف آب شد. با وجود اینکه تنش کم‌آبی موجب افزایش کارایی مصرف آب در کشت کینوا شد اما در مدیریت کم‌آبیاری برای دستیابی به کارایی مناسب، علاوه بر حجم آب مصرفی باید به مرحله رشد گیاه نیز توجه نمود. در شرایط اقلیم استان خوزستان، دوره رشد اولیه و میانی حساس‌ترین دوره‌های رشد کینوا نسبت به تنش کم‌آبی بودند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Investigating the effect of periodic water deficit stress on quinoa plant yield and determining the quinoa water-yield function in a saline soil (case study -Khuzestan province)

نویسندگان [English]

  • Fatemeh Meskini-Vishkaee 1
  • Arash Tafteh 2
  • َAlireza Jafarnejadi 3
  • Mohiaddin Goosheh 4
1 Soil and Water Research Department, Khuzestan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Ahvaz, Iran.
2 Assistant professor of Department of irrigation and soil physics, Soil and Water Research Institute, Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran
3 Associate Professor of Soil and Water Research Department, Khuzestan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Ahvaz, Iran.
4 Assistant professor of Soil and Water Research Department, Khuzestan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Ahvaz, Iran.
چکیده [English]

The aim of this study was to determine the quinoa water-yield function by applying water deficit stress in different growth stages. This study was performed on quinoa cultivar Titicaca in Ahvaz city in 2019 in a randomized complete block design with 13 treatments and three replications. Treatments including full irrigation and application of three levels of water deficit stress at four different stages of plant growth. The functions of water - quinoa seed yield and water use efficiency were fitted as a quadratic function. The trend of yield increase per water consumption up to 3200 m3 ha-1 was upward. From 3200 to 4000 m3 ha-1 of water consumption, the yield was almost constant and maximum (3650 kg ha-1). The most water use efficiency (1.22 kg m-3) was achieved with water consumption of about 2400 m3 ha-1. From 2400 to 3000 m3 ha-1 of water consumption, the water use efficiency was 1.12 kg m-3. Therefore, more water consumption decreased the water use efficiency. Although water scarcity stress increased the water use efficiency in quinoa cultivation, in order to achieve proper efficiency in deficit irrigation management, in addition to the amount of water consumption, the plant growth stage should also be considered. In the climatic conditions of Khuzestan province, initial and middle stages were the most sensitive growth stages of quinoa to water deficit stress

کلیدواژه‌ها [English]

  • Drought stress
  • Sustainable agriculture
  • Deficit irrigation

مراجع

ابراهیمی پاک، ن.ع. 1393. تعیین ضریب واکنش عملکرد سیب زمینی نسبت به کم­آبیاری در مراحل مختلف رشد در شهرکرد. فصلنامه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب. 4 (15): 50 -39.
ابراهیمی پاک، ن.ع. و تافته، آ. 1396. تعیین تابع تولید محصول- آب مصرفی چغندرقند در قزوین. چغندرقند. 33 (1): 63-47.
بیرامی، ح.، رحیمیان، م.ح.، صالحی، م.، یزدانی بیوکی، ر.، شیران تفتی، م. و نیکخواه، م. 1399. تاثیر دور آبیاری بر عملکرد و اجزای عملکرد کینوا (Chenopodium quinoa) در شرایط شور. مجله دانش کشاورزی و تولید پایدار. 30 (3): 357-347.
تافته، آ. و امداد، م.ر. 1400. تعیین ضرایب حساسیت عملکرد محصول نسبت به آب (Ky) در مدیریت های کم­آبیاری در مراحل مختلف رشد گیاه کینوا. نشریه مدیریت‌اب در کشاورزی. 8 (2): 106-101.
جمالی، ص.، گلدانی، م. و زین الدین، م. 1398. بررسی اثر تنش آبی دوره ای بر عملکرد، اجزای عملکرد و بهره وری مصرف آب گیاه کینوا (رقم NSRCQ). نشریه آبیاری و زهکشی ایران. 6 (13): 1697-1687.
رزاقی، ف.، رزاقی، ف. و بهادری قصردشتکی، م.ر. 1396. اثر کم­آبیاری بر محصول و بهره­وری آب کینوا در استان فارس. اولین همایش ملی شورورزی. یزد. ایران.
زندی، س.، سلطانی محمدی، ا.، گلابی، م. و اندرزیان، ب. 1399. بررسی تاثیر آبیاری با زه آب بر عملکرد کینوا در شرایط اب و هوایی اهواز. مجله علوم و مهندسی آبیاری. 43 (3): 52-45.
سپاسخواه، ع.ر.، توکلی، ع.ر. و موسوی، س.ف. 1386. اصول و کاربرد کم­آبیاری. کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران. 288 صفحه.
عباسی، ف.، عباسی،  ن. و توکلی، ع.ر. 1396. بهره­وری آب در بخش کشاورزی؛ چالش­ها و چشم اندازها. مجله آب و توسعه پایدار. 4 (1): 144-141.
غازان شاهی، ج. 1399. کتاب آنالیز خاک و گیاه. انتشارات آییژ. 272 صفحه.
مامدی، آ.، افشاری، ر.ت.، سپهوند، ن.ع. و اویسی، م. 1394. بررسی تاثیر دما بر جوانه زنی بذر گیاه کینوا (Chenepodium quinoa Willd) تحت تنش شوری. نشریه علوم گیاهان زراعی ایران. 46 (4): 589-583. 
مسکینی ویشکایی، ف.، جعفرنژادی، ع.ر. و دواتگر، ن. 1399. ارزیابی اثر تنش کم­آبی بر عملکرد گندم در یک خاک با بافت متوسط در استان خوزستان. فصلنامه پژوهش آب در کشاورزی. 34 (2): 241-229.
مومنی، ع. 1389. پراکنش جغرافیایی و سطوح شوری منابع خاک ایران. نشریه پژوهش های خاک. 24 (3): 215-203.
مهموم سالکویه، ص.، هزارجریبی، ا.، قربانی نصرآباد، ق. و ذاکری نیا، م. 1397. تعیین تابع تولید و ضریب حساسیت دو رقم پنبه (گلستان و ب 557). نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی)، 33(1): 22-13.
Allen, R. G., Pereira, L., Raes, D. and Smith, M. 1998. Crop evapotranspiration. FAO Irrigation and Drainage Paper No. 56. Rome, Italy.
Colak, Y. B., Yazar, A., Alghory, A. and Tekin, S. 2021. Yield and water productivity response of quinoa to various deficit irrigation regimes applied with surface and subsurface drip systems. Journal of Agricultural Csience. 1: 1-12.
Dane, J. H. and Topp, G. C. 2002. Methods of Soil Analysis. Part 4: Physical Methods. SSSA Book Series, Soil Science Society of America, Inc, Madison, WI.
Dehghanisanij, H., Nakhjavani, M. M., Zeggaf Tahiri, A. and Anyoji, H. 2009. Assessment of wheat and maize water productivities and production function for cropping system decisions in arid and semiarid regions. Irrigation and Drainage. 58: 105-115.
Fao: Food and Agriculture Organization of the United Nations. Global Map of Salt-Affected Soils. 2021. Available online: https://www.fao.org/soils-portal/data-hub/soil-maps-and-databases/global-map-of-salt-affected-soils/en/ (accessed on 3 January 2022).
Gamez, A. L., Soba, D., Zammarreno, A. M., Garcia-Mina, J. M., Aranjuelo, I. and Morales, F. 2019. Effect of water stress during grain filling on yield, quality and physiological traits of illpa and rainbow Quinoa (Chenopodium quinoa Wild) cultivars. Plants. 8: 173-188.
Gee, G. W. and Or, D. 2002. Particle-size analysis. In J.H. Dane and G.C. Topp (eds.), Methods of Soil Analysis- Part 4. Physical Methods. Soil Science Society of America and American Society of Agronomy, Madison. pp. 255- 293.
Hinojosa, L., González, J., Barrios-Masias, F., Fuentes, F. and Murphy, K. 2018. Quinoa abiotic stress responses: a review. Plants. 7: 106-119.
Hinojosa, L., Kumar, N., Gill, K. S. and Murphy, K. M. 2019. Spectral reflectance indices and physiological parameters in quinoa under contrasting ırrigation regimes. Crop Science. 59: 1927-1944.
Hopmans, J. W., Qureshi, A. S., Kisekka, I., Munns, R., Grattan, S. R., Rengasamy, P., Ben-Gal, A., Assouline, S., Javaux, M., Minhas, P. S. 2021. Critical Knowledge Gaps and Research Priorities in Global Soil Salinity. Advances in Agronomy. 169: 1 -191.
Issa Ali, O., Fghire, R., Anaya, F., Benlhabib, O. and Wahbi, S. 2019. Physiological and morphological responses of two quinoa cultivars (Chenopodium quinoa willd.) to drought stress. Gesunde Pflanz. 71: 123–133.
Jacobsen, S.E. 2014. New climate-proof cropping systems in dry areas of the Mediterranean region. Journal of Agronomy and Crop Science. 200(5): 399 - 401. DOI:10.1111/jac.12080.
Jaramillo Roman, V. 2021. Salt Tolerance Strategies of the Ancient Andean Crop Quinoa; Wageningen University: Wageningen, The Netherlands.
Mahmoudzadeh Varzi, M. 2016. Crop water production functions—A review of available mathematical method. Journal of Agricultural Science. 8(4): 76-83.
Mujica, A. and Jacobsen, S. E. 1999. Resistencia de la quinua a la sequı´a y otros factores abioticos adversos, y su mejoramiento. In: S. E. Jacobsen, A. Mujica (eds.), Fisiologı´a de la Resistencia a Sequı´a en Quinua (Chenopodium quinoa Willd.). CIP, Lima, Peru, pp. 71–78.
Munns, R., Day, D.A., Fricke, W., Watt, M., Arsova, B., Barkla, B.J., Bose, J., Byrt, C.S., Chen, Z.-H. and Foster, K.J. 2020. Energy Costs of Salt Tolerance in Crop Plants. New Phytol. 225: 1072-1090.
Payero J. O., Melvin, S. R., Irmak, S. and Tarkalson, D. 2006. Yield response of corn to deficit irrigation in a semi-arid climate. Agricultural Water Management. 84(1-2): 101–112.
Popescu, G. and Gafiteanu, D. 2004. Water efficiency evaluation in some irrigated crops in Moldavia. Crcetari- Agronomic in Moldova. 23: 2:21-29.
Pulvento, C., Riccardi, M., Lavini, A., Iafelice, G., Marconi, E. and d’Andria, R. 2012. Yield and quality characteristics of quinoa grown in open field under different saline and non‐saline irrigation regimes. Journal of Agronomy and Crop Science. 198(4): 254-263.
Rezzouk, F. Z., Shahid, M. A., Elouafi, I. A., Zhou, B., Araus, J. L. and Serret, M. D. 2020. Agronomic Performance of Irrigated Quinoa in Desert Areas: Comparing Different Approaches for Early Assessment of Salinity Stress. Agric. Water Manag. 240: 106-205.
Talebnejad, R. and Sepaskhah, A. R. 2015. Effect of deficit irrigation and different saline groundwater depths on yield and water productivity of quinoa. Agricultural Water Management. 159: 225-238.
Tolk, J. A. and Howell, T. A. 2003. Water use efficiencies of grain sorghum in three USA southern Great Plains soils. Agricultural Water Management. 59 (2): 97–111.
Zhang, H. and Oweis, T. 1999. Water-Yield Relations and Optimal Irrigation Scheduling of Wheat in the Mediterranean Region. Agricultural Water Management. 38: 195-211
نشریه آبیاری و زهکشی ایران
دوره 16، شماره 6 - شماره پیاپی 96
بهمن و اسفند 1401
صفحه 1255-1265

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار