بهبود بهره وری آب و انرژی با کاربرد سامانه هوشمند آبیاری بارانی توتستان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی آب دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه گیلان

2 گروه مهندسی آب دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه گیلان رشت ایران

3 مرکز تحقیقات ابریشم کشور

چکیده

برگ توت تنها منبع تغذیه کرم ابریشم بوده و کیفیت و کمیت برگ توت می‌تواند مستقیما روی ابریشم تولیدی تاثیرگذار باشد. پژوهشی از خرداد تا شهریور سال 1400 به‌منظور بررسی اثر روش‌های آبیاری سطحی و بارانی در مقایسه با دیم بر کمیت و کیفیت برگ توت در مرکز تحقیقات ابریشم کشور واقع در پسیخان رشت انجام شد. چهار تیمار آبیاری شامل: بارانی مرسوم (I2)، بارانی هوشمند (I3) و سطحی(I4) در کنار کشت دیم (I1) مقایسه شدند. بالاترین تعداد برگ روی شاخه، وزن برگ تر، مقدار رطوبت برگ و نسبت تعداد برگ به طول شاخه به‌ترتیب به مقدار 8/87 عدد، 6/84 گرم، 67/45 درصد و 461/0 در آبیاری‌ بارانی مرسوم به‌دست آمد. در مورد عملکرد درخت‌ و عملکرد در هکتار نیز آبیاری بارانی مرسوم بالاتر از دیگر تیمارها به‌ترتیب به‌مقدار 67/2866 گرم و 17200 کیلوگرم در هکتار بود. از لحاظ آماری، تیمار آبیاری بارانی هوشمند از نظر اجزای عملکردی گیاه، تفاوت معنی‌داری با بارانی مرسوم نداشت. مقدار آب مصرف شده در تیمار بارانی هوشمند کم‌تر از بارانی مرسوم بوده و به همین دلیل بهره‌وری آب و بهره‌وری انرژی بالاتری به‌ترتیب به مقدار 5/18 کیلوگرم بر مترمکعب و 6/113 کیلوگرم بر کیلووات در ساعت به‌دست آمد. بیشترین مقدار درآمد به ازای فروش به‌صورت پیله تر و نخ ابریشم در تیمار I2 به‌ترتیب با مقادیر 752،500،000 و 2،580،000،000ریال در هکتار بود. درآمد به ازای واحد آب مصرفی تیمار I3 در کل نسبت به دیگر تیمارها برتری داشت. نتایج نشان داد که آبیاری توتستان مانع وارد شدن تنش آبی به گیاه شده و عملکرد را افزایش می‌دهد. آبیاری بارانی مرسوم بالاترین تاثیر مثبت را بر کمیت و کیفیت برگ توت داشته و استفاده از سامانه آبیاری بارانی هوشمند، بهره‌وری آب را افزایش و در کاهش مصرف آب نقش به‌سزایی داشته است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Improving water and energy productivity using a smart sprinkle irrigation system for mulberry orchard

نویسندگان [English]

  • Sadegh Amouei 1
  • Mohammadreza Khaledian 2
  • Reza Sourati Zanjani 3
1 Water Eng. Dept, Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan
2 Dept of Water Engineering Faculty of Agricultural Sciences University of Guilan Rasht Iran
3 Iran Silk Research Center
چکیده [English]

Mulberry leaves are the only nutrition of silkworms and the quality and quantity of mulberry leaves can directly affect the resulting silk. A study was conducted from June to September 2020 to investigate the effect of surface and sprinkle irrigation methods in comparison with rainfed on the quantity and quality of mulberry leaves and silkworm cocoons in the National Silk Research Center located in Pasikhan, Rasht. Four irrigation treatments including manual sprinkle irrigation (I2), smart sprinkle irrigation (I3), and surface irrigation (I4) versus rainfed cultivation (I1) were compared. The results of variance analysis showed that there was a significant difference between treatments. Mean comparison showed that the highest number of leaves per branch, leaf weight, leaf moisture content, and the ratio of number of leaves to branch length were 87.86, 84.6 gr, 45.67%, and 0.461, respectively, obtained in manual sprinkle irrigation. Manual sprinkle irrigation had the highest yield as compared to other treatments (766.7 gr/tree and 6314.3 kg/ha). The highest branch length was obtained in surface irrigation treatment with 202.7 cm. Statistically, at the level of 5%, smart sprinkle irrigation treatment was not significantly different from manual sprinkle irrigation. The amount of water used in smart sprinkle irrigation treatment was less than that of manual sprinkle irrigation, and therefore water productivity and electricity energy efficiency (kg/kWh) were higher, being 7.24 kg/m3 and 47.1 kg/kWh, respectively. The results showed that irrigation of mulberry orchard can save the plant from water stress and increase yield. Manual sprinkle irrigation has the highest positive effect on the quantity and quality of mulberry leaves and using a smart system can increase water productivity and play an important role in reducing water consumption.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Automation
  • Mulberry
  • Rasht

مراجع

ابراهیمیان، ح.، نوری، ح. و غلامی، ز. 1394. بررسی بهره‌وری انرژی-آب و بهره‌وری اقتصادی انرژی در سامانه‌های آبیاری بارانی و سطحی در شرایط بهره‌برداری از آب زیرزمینی (مطالعه موردی: دشت قزوین). مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی. 16(3): 44-31.
احسانی، م. و خالدی، ه، 1382 ، بهره‌وری آب کشاورزی،کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران (وزارت نیرو).
اعتباری، ا. 1366. کلیات کاشت، داشت و برداشت توت. انتشارات سازمان ترویج کشاورزی. صفحه 17-14.
بیژن‌نیا، ع.ر.، رضوی‌پور، ت.، صیداوی، ع.ر. و حسینی امام.، س.ا. 1385. بررسی اثر رژیم­های مختلف آبیاری بر متغیرهای کمی گیاه توت در استان گیلان. پژوهش و سازندگی در زراعت و باغبانی. 72(3): 65-60.
حقیقتی، ب. 1394 .تاثیر مدیریت­های مختلف کم‌آبیاری بر کارایی مصرف آب سیب‌زمینی در دو روش آبیاری جویچه‌ای و قطره‌ای نواری. رساله دکتری آبیاری و زهکشی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز.
صورتی زنجانی، ر. 1399. ارزیابی سودمندی کشت مخلوط گیاهان زراعی و علوفه‌ای با درخت توت  (Morus alba L). رساله دکتری دانشگاه گیلان.
صورتی زنجانی، ر و رکنی، ح. 1396. چالش‌های صنعت نوغانداری، الزامات آتی و اولویت‌های پژوهشی مورد نیاز کشور. اولین همایش ملی ابریشم. مهر 1396. رشت. دانشگاه گیلان.
علی‌پناه، م. و قراری، ف. 1399. بررسی عملکرد کرم ابریشم در شهرستان تربت حیدریه. راهبردهای توسعه روستایی. 7(1): 84-75.
علیزاده، ا. 1385. طراحی سیستم‌های آبیاری. انتشارات دانشگاه امام رضا (ع).
کولائیان، ع. و غلامی سفیدکوهی، م. 1391 . معرفی بهترین روش تعیین بارندگی مؤثر کشت برنج در شهرستان قائمشهر. سومین همایش ملی مدیریت جامع منابع آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری.
مجدسلیمی، ک.، صلواتیان، ب. و امیری، ا. 1394. ارزیابی فنی سامانه‌های آبیاری بارانی کلاسیک اجرا شده در باغ‌های چای استان گیلان. نشریه آب و خاک(علوم و صنایع کشاورزی). 29(2): 349-336.
Abioye, E.A., Abidin, M.S.Z., Mahmud, M.S.A., Buyamin, S., Ishak, M.H.I., Abd Rahman, M.K.I., Otuoze, A.O., Onotu, P. and Ramli, M.S.A. 2020. A review on monitoring and advanced control strategies for precision irrigation. Computers and Electronics in Agriculture. 173:1–22.
Allen, R.G., Pereira, L.S., Raes, D. and Smith, M. 1998. Crop Evapotranspiration. Guidelines for computing crop water requirements. FAO. Italy.
Butt, M.S., Nazir, A., Sultan, M.T. and Schroen, K. 2008. Morus alba L. nature’s functional tonic. Trends in Food Science & Technology. 19: 505–512.
Datta, R.K. 2002. Mulberry Cultivation and Utilization in India. Mulberry for Animal Production; Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome, Italy ISBN 92-5-104568-2.
Irrigation Association. 2011. Irrigation-Sixth Edition. Irrigation Association, Falls Church, Virginia. ISPN-13: 978-1-935324-50-8.
Isik, M., Sonmez, Y., Yılmaz, C.O., Zdemir, V. and Yilmaz, E. 2017.  Precision irrigation system (PIS) using sensor network technology integrated with IoS/android application. Applied Sciences. 7(9): 1–14.
Kanta, S. 2015. effect of micro-sprinkler, drip, subsurface and furrow irrigation systems on growth and leaf yield of mulberry in the shivalik foot hill of Punjab. Cibtech Journal of Bio-Protocols. 4(3): 13-16.
Kitani, O., Jungbluth, T., Peart, R.M. and Ramdani, A. 1999. CIGR Handbook of Agricultural Engineering. Volume 5: Energy and Biomass Engineering. ASAE Publication.
Rajaram, S. and Qadri, S.M.H. 2014. Computation of Irrigation Water Requirements, Its Managements and Calendaring in Mulberry Crop for Sustainable Sericulture under Tamil Nadu Conditions. International Journal of Engineering and Science. 4(1): 1-19.
Rohela, G.K., Phanikanth, J., Mir, M.Y., Aftab, A.S., Pawan, S., Sadanandam, A. and Kamili, A.N. 2020. Indirect regeneration and genetic fidelity analysis of acclimated plantlets through SCoT and ISSR markers in Morus alba L. cv. Chinese white. Biotechnology Reports. 25: 313–321.
Shukla, P., Ramesha, A.R., Kangayam, M.P., Rohela, G.K., Aftab, A.S., Chauhan, S.S., Ghosh, M.K. and Mishra, R.K. 2018. Comparative analysis of gene expression profiles among contrasting mulberry varieties under cold stress condition, Journal of Experimental Biology and Agriculture Sciences. 6(6): 973–982.
Shukla, K.R., Gulab, A.S. and Aftab, S.P. 2016. Sharma, Prospect of cold tolerant genes and its utilization in mulberry improvement. Indian Journal of Horticulture. 6: 127–129.
Srivastava, S., Kapoor, R., Thathola, A. and Srivastava, R.P. 2006. Nutritional quality of leaves of some genotypes of mulberry (Morus alba). International Journal of Food Sciences and Nutrition. 57(5-6): 305–313.
Tewari, R.K., Kumar, P. and Sharma, P.N. 2006. Antioxidant responses to enhanced generation of superoxide anion radical and hydrogen peroxide in the copper stressed mulberry plants. Planta. 223: 1145–1153.
Yang, X., Yang, L. and Zheng, H. 2010. Hypolipidemic and antioxidant effects of mulberry (Morus alba L.) fruit in hyperlipidaemia rats. Food Chemistry. Toxicol. 48: 2374–2379.
Yuan, Q. and Zhao, L. 2017. The Mulberry (Morus alba L.) Fruit-A review of characteristic components and health benefits. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 65: 10383–10394.
Zhang, H., Ma, Z.F., Luo, X. and Li, X. 2018. Effects of mulberry fruit (Morus alba L.) consumption on health outcomes: a mini-review. Antioxidants (Basel). 7 (5): 69.
نشریه آبیاری و زهکشی ایران
دوره 17، شماره 2 - شماره پیاپی 98
خرداد و تیر 1402
صفحه 375-385

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار