فهرست مطالب

پژوهش آب در کشاورزی - سال سی‌ام شماره 2 (تابستان 1395)

مجله پژوهش آب در کشاورزی
سال سی‌ام شماره 2 (تابستان 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/06/01
  • تعداد عناوین: 10
|
  • مقاله پژوهشی
  • رضا اسدی، امین علیزاده*، حسین انصاری، مسعود کاوسی، ابراهیم امیری صفحات 145-157
    کشت برنج در ایران بیشتر به صورت غرقاب با استفاده از ارقام برنج آبی بوده که در این روش کشت، آب و کود نیتروژن به مقدار زیادی مصرف می شود. از سوی دیگر، سختی کار، همراه با هزینه های بسیار زیاد آماده سازی زمین، از معضلات کشت برنج در کشور به شمار می رود. بنابراین برای ارزیابی روش های مختلف کشت و با هدف صرفه جویی در مصرف آب، کود نیتروژن و ارتقای بهره وری آب در کشت برنج، آزمایشی به صورت کرت های دوبار خرد شده در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار با استفاده از رقم جدید برنج به نام کشوری، در سال زراعی 1393 در معاونت موسسه تحقیقات برنج کشور (آمل) انجام شد. در این تحقیق فاکتور اصلی شامل دو روش کشت نشایی در بستر سنتی (گل خراب شده) و هوازی (بدون گل خرابی)، و فاکتور فرعی شامل چهار سطح آبیاری (70، 100، 130 درصد تبخیر از تشتک تبخیر کلاس A و آبیاری غرقابی) و فاکتور فرعی فرعی با چهار سطح نیتروژن (صفر، 80، 120 و 160 کیلوگرم در هکتار) بود. نتایج نشان داد که اثر روش کشت بر آب مصرفی و بهره وری آب و اثر فاکتور آبیاری و نیتروژن بر آب مصرفی، بهره وری آب، عملکرد و صفات مرتبط با عملکرد، از نظر آماری در سطح یک درصد معنی دار بود. روش کشت هوازی موجب صرفه جویی در مقدار آب مصرفی و افزایش بهره وری آب به ترتیب به مقدار 95/27 و 11/29 درصد شد. به علاوه عملکرد و بهره وری آب، با افزایش مقدار مصرف کود نیتروژن، به صورت معادله خطی افزایش یافت. با توجه به اثرات متقابل تیمارها، مصرف آب آبیاری معادل130 درصد تبخیر از تشتک تبخیر کلاس A و میزان کود مصرفی برابر با 120 کیلوگرم نیتروژن خالص از منبع اوره با داشتن عملکرد مطلوب و صرفه جویی در مصرف آب و نیترو‍ژن به ترتیب به مقدار 9/8 درصد و 33 درصد، بهترین تیمار در این پژوهش شناخته شد.
    کلیدواژگان: آبیاری تناوبی، گل خراب، تنش آبی، روش کشت، هوازی
  • مریم علیزاده، پیمان افراسیاب*، محمدرضا یزدانی، عبدالمجید لیاقت، معصومه دلبری صفحات 159-173
    کشت دوم در اراضی شالیزاری دارای مزیت های اقتصادی ناشی از تولید محصولات کشاورزی (کلزا، باقلا، سیر، تریتیکاله، سویا و...)، آماده سازی بستر شالیزار برای برداشت مکانیزه محصول، تقویت اقتصاد خانوار کشاورزان برنج کار، افزایش انگیزه کشاورزان به ماندن در روستا است. به دلیل عدمقابلیت زهکش هایسطحی درتخلیهسریعآباز منطقهریشه،شرایطمناسببرایکشتدومدراراضی شالیزاریفراهمنشده که می توانباایجادسامانه هایزهکشی زیرزمینی،علاوهبرایجادشرایط مناسب برایکاشت، داشتوبرداشتبرنج،امکانکشتمحصولاتیغیرازبرنج رادرفصولمرطوبفراهمنمود. این پژوهش برای تعیین فاصله و عمق مناسب زهکش های زیرزمینی در اراضی شالیزاری به منظور فراهم کردن شرایط مناسب برای کشت دوم، در 5/1 هکتار از اراضی شالیزاری موسسه تحقیقات برنج کشور در استان گیلان در سال زراعی 1393 به انجام رسید. تیمارهای مورد آزمایش شامل L7.5D0.8، L10D0.8، L15D0.8، L7.5D1، L10D1و L15D1، زهکش سطحی، و شاهد (بدون زهکشی) بود. طول کلیه خطوط 40 متر و جنس لوله ها پی وی سی موج دار با قطر 125 میلی متر است. از پوسته برنج به عنوان پوشش اطراف لوله های زهکش استفاده شد. نتایج نشان داد کهزهکش های زیرزمینی با فاصله 15 متر نتوانسته اند عمق سطح ایستابی را به حد قابل قبولی پایین بیاورند و فقط قادر بودند شرایط را برای کشت گیاهانی نظیر شوید، جعفری، شاهی، تره (که عمق توسعه ریشه کمی دارند) فراهم کنند. همچنین، زهکش های سطحی باعث کاهش 22 درصد در میزان آب مازاد خاک نسبت به شاهد شد. در نهایت نتایج نشان داد که برای فراهم کردن شرایط مناسب برای کشت گیاهانی نظیر کلزا و باقلا، زهکش های زیرزمینی با فواصل 5/7 و 10 متر مناسب است که با توجه به زهکشی بیش از حد در فاصله زهکش 5/7 متر، زهکش های زیرزمینی با فاصله 10 متر به عنوان فاصله مناسب در مرحله زهکشی به منظور کشت دوم انتخاب شد و با توجه به عدم معنی داری تفاوت سطح ایستابی بین تیمار های L10D1و L10D0.8، زهکش های زیرزمینی با عمق 8/0 متر مناسب تشخیص داده شد.
    کلیدواژگان: سطح ایستابی، زهکش سطحی، پوسته برنج
  • ابوذر پرهیزکاری*، محمود صبوحی، محمود احمدپور، حسین بدیع برزین صفحات 173-185
    برای در امان ماندن از خطرات خشکسالی و بحران آب در آینده نیاز است که راهکارها و قوانین مناسبی برای بهره برداری از منابع آب محدود اتخاذ شود. بکارگیری راهبرد کم آبیاری در این زمینه، علاوه بر ایجاد تعادل بین میزان مصرف و منابع موجود (رودخانه ها، آب های زیرزمینی و سدها)، سبب کاهش مصرف بی رویه آب در بخش کشاورزی می شود. در تحقیق حاضر به منظور بررسی اثرات کم آبیاری بر الگوی کشت و سود ناخالص کشاورزان استان قزوین، ابتدا توابع تولید محصولات کشاورزی براساس سه روش آبیاری کامل، کم آبیاری پنج درصد و کم آبیاری 10 درصد تخمین زده شدند. سپس با استفاده از یک مدل برنامه ریزی غیرخطی، الگوی بهینه کشت در استان قزوین تعیین شد. در پایان نیز اثرات کم آبیاری همزمان با اعمال سیاست کاهش آب آبیاری دردسترس تحت سناریوهای 10، 20، 30 و 40 درصد بر الگوی کشت و سود ناخالص کشاورزان مورد بررسی قرارگرفت. تخمین توابع تولید محصولات کشاورزی با استفاده از روش حداقل مربعات معمولی و بسته نرم افزاری Eviewsصورت گرفت. مدل برنامه ریزی غیرخطی نیز در محیط نرم افزاری GAMS حل شد. نتایج حاصل از تخمین توابع تولید نشان داد که روش کم آبیاری پنج درصد سبب کاهش ناچیز عملکرد محصولات می شود، اما روش کم آبیاری 10 درصد بر عملکرد اغلب محصولات الگو اثر منفی می گذارد. نتایج حاصل از مدل برنامه ریزی غیرخطی نیز نشان داد که بکارگیری روش کم آبیاری توام با سیاست کاهش آب آبیاری دردسترس اگرچه منجر به کاهش سود ناخالص کشاورزان می شود، اما به حفظ و پایداری منابع آب سطحی و زیرزمینی استان قزوین کمک شایانی می کند.
    کلیدواژگان: الگوی کشت، بهینه سازی، برنامه ریزی غیرخطی، تابع تولید، محدودیت آب
  • رستا نظری*، عباس کاویانی صفحات 187-199
    افزایش تولید محصول به تامین نیاز آبی گیاه وابسته است، لذا تخمین صحیح نیاز آبی گیاه نه تنها به تولید محصول کمک می کند، بلکه در مدیریت منابع آب نیز موثر است. بر همین اساس، هدف از پژوهش حاضر، بررسی نتایج تبخیر و تعرق گیاه مرجع چمن حاصل از اجرای مدل های متریک و سبال با تصاویر ماهواره های لندست هفت و هشت و ترا در دشت قزوین است. ابتدا برآوردهای مدل های متریک و سبال با مجموع 10 تصویر از تصاویر سنجنده MODIS ماهواره ترا و سنجنده ETM+ ماهواره لندستهفت با داده برداری های لایسیمتری گیاه مرجع چمن در سال 1380 مورد ارزیابی قرار گرفت. سنجنده MODISبا 88/0R =، 91/1RMSE=و 85/0 SE=میلی متر بر روز و سنجنده ETM+با 00/1 R=، 91/0RMSE=، 09/0 SE=و انحراف از معیار 59/0 میلی متر بر روز در مدل متریک در مقایسه با مدل سبال در سطح معنی دار 95 درصد برآورد دقیق تری را نسبت به داده برداری های صورت گرفته توسط لایسیمتر نشان داده اند. سپس، نتایج مدل های متریک و سبال حاصل از تصاویر سنجنده OLI & TIRSماهواره لندستهشت (به دلیل عدم وجود داده برداری لایسیمتری در زمان بررسی) با نتایج حاصل از اجرای مدل متریک بر روی سنجنده ETM+ارزیابی شد. نتایج ارزیابی ها حاکی از آن است که مدل متریک با 96/0R =، 28/0 RMSE=، 29/0 SE=و انحراف از معیار 61/0میلی متر بر روز نسبت به مدل سبالدر سطح معنی دار 90 درصد، به عنوان مدل برتر برای برآورد تبخیر و تعرق گیاه مرجع در منطقه دشت قزوین قابل توصیه است.
    کلیدواژگان: سنجنده MODIS، سنجنده ETM+، سنجنده OLI & TIRS، لایسیمتر، نیاز آبی
  • مهدی تابعی*، سعید برومندنسب، امیر سلطانی محمدی، علی حیدر نصراللهی صفحات 201-213
    تعیین شکل توزیع رطوبت در خاک مستلزم صرف وقت وانجام آزمایش های صحرایی پرهزینه است. مدل های شبیه ساز جایگزین مناسبی درپاسخ گویی به مسائل مربوط به حرکت وتوزیع آب هستند.در این پژوهش، شبیه سازی رطوبت خاک تحت آبیاری قطره ای با مدل SWAP انجامگرفت وکارآیی مدل فوق درمقایسه بانتایج میدانی ارزیابی شد.مدلSWAP براساس اطلاعات اندازه گیری شده ازمزرعه تحقیقاتی دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهیدچمران اهواز تحت کشت ذرت و مجهزبه سامانه آبیاری قطره ای در سال زراعی 92-1391 وپارامترهای هیدرولیکی خاک به دست آمده ازمدل RETCارزیابیگردید. داده های مورد نیاز این پژوهش با استفاده از دو تیمار شوری آب آبیاری شامل تیمار T1 ( آب رودخانه کارون با شوری سه دسی زیمنس بر متر) و تیمار T2 با شوری 5/3 دسی زیمنس بر متر جمع آوری شد. روش کاشت به صورت دستی و در داخل کرت هایی شامل چهار ردیف سه متری با فاصله ردیف 75 سانتی متر و با تراکم 80 هزار بوته در هکتار انجام شد. سیستم آبیاری قطره ای از نوع نوارهای تیپ با فاصله روزنه های 20 سانتی متر و با آبدهی 2/2 لیتر بر ساعت با فشار 6/0 بار بود. مقایسه مقادیراندازه گیری شده رطوبت خاک درمقابل مقادیرپیش بینی شده تا عمق 90 سانتی متری در روی پشته، 10و 20 سانتی متری قطره چکان در قالب ترسیم نموداری و محاسبه بیشینه خطا (ME)، میانگین ریشه دوم خطای نرمال شده(NRMSE) و ضریب باقیمانده (CRM) انجام شد. مقادیرME،NRMSE وCRM در 10 سانتی متری قطره چکان به ترتیب برابر با 02/0، 41/14 و 0016/0- سانتی متر مکعب بر سانتی متر مکعب، در 20 سانتی متری قطره چکان 07/0، 49/15 و 036/0- سانتی متر مکعب بر سانتی متر مکعب و در روی پشته 1/2، 52/12 و 036/0- سانتی متر مکعب بر سانتی متر مکعب محاسبه شد. روند تغییرات دقت مدل SWAPدر برآورد رطوبت از نزدیک قطره چکان به سمت دورتر از قطره چکان کاهشی بود که می تواند به دلیل دقت پایین مدل در شوری های بالا باشد. به طورکلی نتایج حاصل از شبیه سازی مدل SWAPنشان داد که این مدل می تواند توزیع رطوبت در خاک را تحت آبیاری قطره ای با آب شور با دقت قابل قبولی شبیه سازی نماید و می توان آن را به عنوان ابزاری کارآمد برای ارزیابی توزیع رطوبت در اطراف قطره چکان قلمداد کرد.
    کلیدواژگان: مزرعه ذرت، مدل RETC، آبیاری قطره ای از نوع نوارهای تیپ
  • صغری حسینیان، محمدرضا خالدیان*، محمدکریم معتمد صفحات 215-226
    با محدودیت منابع آبی، استفاده بهینه از آب در بخش کشاورزی بسیار مهم و اساسی است و منجر بهجلب توجه به اهمیت بهره وری مصرف آب شده است. این پژوهش به منظور ارزیابی سه سامانه آبیاری قطره ای سطحی، زیرسطحی و آبیاری بارانی برای ذرت دانه ای و در پنج تیمار آبیاری قطره ای سطحی (آبیاری کامل و کم آبیاری)، آبیاری قطره ای زیرسطحی با فواصل لاترال 120 و 160 سانتی متر و آبیاری بارانی در سال های 2007، 2008 و 2009 در موسسه تحقیقاتی ایرستئا واقع در شهر مونپلیه (جنوب فرانسه) انجام شد. برای ارزیابی تیمارها از شاخص های بهره وری WP، BPD، NBPDو B/C استفاده شد. نتایج نشان داد در سال 2007 اجرای تیمار آبیاری کامل قطره ای سطحی (FI) در مقایسه با کم آبیاری قطره ای سطحی (DI) و آبیاری بارانی اقتصادی تر است. مقدار عملکرد دانه از 13800 کیلوگرم بر هکتار در آبیاری بارانی بهترتیب به 16400 و 17400 کیلو گرم بر هکتار در DI و FI رسیده است. در سال 2008 تیمارهای آبیاری قطره ای زیرسطحی نسبت به آبیاری بارانی از لحاظ شاخص های فوق برتری یافت و در سال 2009 بهره وری آب تیمارهای زیرسطحی بیشتر از آبیاری بارانی بود اما هیچ یک از تیمارها سود خالصی را به همراه نداشتند. در سال 2008 و 2009 میزان آب مصرفی در آبیاری قطره ای زیر سطحی حداقل 16 درصد نسبت به آبیاری بارانی کاهش داشت و میزان عملکرد دانه حداقل 18 درصد نسبت به آبیاری بارانی افزایش یافت. با توجه به شرایط کشور، مدنظر قرار دادن استفاده از سامانه آبیاری قطره ای زیرسطحی برای گیاه ذرت با لحاظ کردن برخی شرایط توصیه می شود.
    کلیدواژگان: آبیاری قطره ای زیرسطحی، اقتصاد آب، کم آبیاری، ذرت دانه ای
  • فرشته گرشاسبی، سیف الله فلاح *، علی تدین صفحات 227-241
    روند استفاده از آب شور در تولید محصولات کشاورزی در حال افزایش است. بنابراین، به منظور بررسی اثرات منبع و مقدار نیتروژنبر ویژگی های فیزیولوژیک گیاه خرفه (Portulaca oleracea L.)آبیاری شده با آب شور، آزمایشی فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با پنج سطح شوری شامل تیمار شاهد (آب مقطر)، آب شور طبیعی (با قابلیت هدایت 2/2 دسی زیمنس بر متر) و سه سطح آب شور تهیه شده با نمک طعام (با قابلیت هدایت الکتریکی 2/2، 4/4 و 6/6 دسی زیمنس بر متر) و چهار سطح نیتروژن (شاهد، 40، 80 و 120 گرم نیتروژن بر کیلوگرم خاک) از دو منبع کود مرغی و کود شیمیایی با سه تکرار در محیط گلخانه انجام شد. نتایج نشان داد که میزانکلروفیل a و کلروفیلb با افزایش شوری ابتدا افزایش و سپس در شوری 6/6 دسی زیمنس بر متر کاهش یافت. با بالا رفتن سطح شوری میزان سدیم افزایش و میزان پتاسیم کاهش یافت. بیشترین میزان کلروفیل a و کلروفیل b در شوری 4/4 دسی زیمنس بر متر مشاهده شد. اثر متقابل شوری با منبع و مقدار نیتروژن برای هیچ کدام از صفات معنی دار نبود. میزان کلروفیل ها، قند محلول، پرولین، سدیم و پتاسیم گیاه خرفه تغذیه شده با کود مرغی بیش تر از کود شیمیایی بود. گیاهان تغذیه شده با کود مرغی یا آبیاری شده با آب شور طبیعی شرایط تنش را تجربه نمودند ولی به دلیل جذب بهتر پتاسیم اثرات تنش شوری تعدیل شد و برای گیاهان قابل تحمل بود.
    کلیدواژگان: تنش شوری، کود آلی، کود شیمیایی، کلروفیل
  • ادریس گویلی، سیدعلی اکبر موسوی*، علی اکبر کامگار حقیقی صفحات 243-259
    خشکسالی و تنش حاصل از آن یکی از مهم ترین و رایج ترین تنش های محیطی است که تولیدات کشاورزی را با محدودیت روبرو می سازد. با هدف بررسی اثر بیوچار حاصل از کود گاوی بر رشد، عملکرد و کارایی مصرف آب گیاه اسفناج در سطوح مختلف رطوبتی خاک، آزمایشی در شرایط گلخانه به صورت فاکتوریل ودرقالبطرحکاملاتصادفی با سه تکرار در آبان تا دی ماه 1393 انجام شد. تیمارها شامل چهار سطح بیوچار (صفر، 25/1، 5/2 و 5 درصد وزنی خاک اولیه) و سه سطح رطوبتی (100 درصد ظرفیت مزرعه (بدون تنش)، 70 و 55 درصد ظرفیت مزرعه بود. سطوح تنش رطوبتی در طول فصل رشد با توزین روزانه گلدان ها و جبران کمبود آب خاک در زمان آبیاری با افزودن مقدار آب لازم به آنها اعمال شد و میزان آب اضافه شده به هر گلدان نیز در طول فصل رشد اندازه گیری شد. اعمال سطوح تنش رطوبتی سبب کاهش معنی دار سطح برگ، هدایت روزنه ای، آب مصرفی، وزن تر و وزن خشک اندام هوایی گیاه در مقایسه با شاهد (صفر درصد بیوچار و 100درصد رطوبت ظرفیت مزرعه) شد. اعمال تنش رطوبتی تا سطح 70 درصد ظرفیت مزرعه ضمن اینکه سبب کاهش معنی دار مصرف آب گیاه شد اثر معنی داری بر کارایی مصرف آب گیاه نداشت. لیکن تیمار رطوبتی 55 درصد ظرفیت مزرعه کارایی مصرف آب گیاه را کاهش داد. درحالی که شاخص سبزینگی گیاه به طور معنی داری به ترتیب به میزان 14، 14 و 11 درصد در مراحل اول، دوم و سوم (به ترتیب در مراحل زمانی 40، 55 و 70 روز پس از کشت) تنها با اعمال سطح رطوبتی 55 درصد ظرفیت مزرعه افزایش یافت. به طورکلی، کاربرد 25/1 درصد بیوچار (25 تن در هکتار) در سطوح مختلف تنش رطوبتی سبب کاهش اثرات منفی تنش رطوبتی (کاهش سطح برگ، کاهش وزن تر و خشک اندام هوایی و غیره)و بهبود شاخصهای رشد گیاه در مقایسه با شاهد شد. بنابراین کاربرد آن برای گیاه و به ویژه در شرایطی که گیاه تحت تنش خشکی است و یا در گلخانه ها و خزانه ها به منظور کاهش میزان آب مصرفی و بهبود رشد و عملکرد گیاه قابل توصیه می باشد، هرچند پیشنهاد می شود آزمایش در شرایط مزرعه نیز انجام شود.
    کلیدواژگان: تنش خشکی، خاک آهکی، زغال زیستی، شاخص سبزینگی، هدایت روزنه ای
  • بیژن نظری *، عبدالمجید لیاقت، مسعود پارسی نژاد، صفیه بهمن پوری، حمزه علی علیزاده صفحات 261-271
    با افزایش یافتن تعرفه های انرژی، بحث مصرف انرژی و هزینه های مربوطه در سامانه های آبیاری ابعاد تازه ای به خود گرفته است و در موفقیت این طرح ها نقش مهمی بر عهده خواهد داشت. در این تحقیق مبانی تئوریک اثر عوامل طراحی و مدیریتی سامانه های آبیاری تحت فشار بر هزینه های انرژی تبیین گشته و با آنالیز حساسیت هزینه های انرژی به این عوامل، ملاحظات طراحی بهینه سامانه از حیث مصرف انرژی لازم مطرح شده است. همچنین 45 سامانه آبیاری تحت فشار استان قزوین (عمدتا در محدوده شبکه آبیاری قزوین) از انواع آبیاری بارانی کلاسیک با آبپاش متحرک، بارانی متحرک پیوسته (سنتر و لینیر) و آبیاری موضعی از نظر مصرف انرژی ارزیابی شده و انرژی لازم در هر سامانه برای تامین یک متر مکعب آب در این سیستم ها به ترتیب 290/0، 205/0 و 202/0 (KWh/m3) محاسبه گردید که اهمیت لحاظ بررسی میزان مصرف انرژی در انتخاب سیستم آبیاری مناسب در برنامه ریزی های منطقه ای و ملی را خاطرنشان می سازد. همچنین برای محصولات کشاورزی عمده شبکه آبیاری قزوین میزان مصرف انرژی و هزینه های مربوطه به واسطه کاربرد سامانه های تحت فشار برای آبیاری محاسبه شد که در مطالعات تعیین الگوی کشت و تحلیل های اقتصادی می تواند مفید باشد. علاوه بر ضرورت انتخاب سامانه آبیاری کم مصرف انرژی، طراحی صحیح این سامانه ها، انتخاب پمپ با راندمان بالا در نقطه کار سامانه و بهره برداری و نگهداری اصولی از ایستگاه پمپاژ طبق دفترچه پمپ، در کاهش هزینه های انرژی این سامانه ها اهمیت بالا دارد.
    کلیدواژگان: آبیاری بارانی، آبیاری قطره ای، ضوابط طراحی آبیاری، انتخاب پمپ
  • مهرداد نوروزی*، بهزاد قربانی، بهرام بهزادی صفحات 273-283
    آلوئه ورا (Aloe Vera L.) گیاهی دارویی است که با شرایط آب و هوایی گرم، خشک و کم آب سازگاری خوبی داشته و می تواند در الگوی کشت مناطق گرمسیری جنوب ایران قرار گیرد. هدف از تحقیق حاضر بررسی اثرات فاصله و میزان آبیاری بر عملکرد و کارآیی مصرف آب آلوئه ورا در منطقه دشتستان بوشهر بود. آزمایش بصورت کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه فاصله آبیاری شامل دو، چهار و شش روز و چهار ضریب تشتک تبخیر کلاس A شامل 2/0، 4/0، 6/0 و 8/0 با سه تکرار و طی دو سال زراعی (89-1388 و 90-1389) اجراء شد. طبق نتایج بدست آمده با افزایش فاصله آبیاری از دو به شش روز تغییرات معنی داری در عملکرد و کارآیی مصرف آب مشاهده نشد. اثرات میزان آبیاری بر میزان عملکرد، تعداد برگ و ارتفاع بوته معنی دار بود و کمترین آن ها مربوط به ضریب 2/0 بود، ولی در ضرائب 6/0 و 8/0 تفاوت معنی داری مشاهده نگردید. با کاهش میزان آبیاری، کارایی مصرف آب بطور معنی داری افزایش پیدا کرد، بطوریکه کمترین آن مربوط به ضریب 8/0 و بیشترین آن مربوط به ضریب 2/0 بود. بطورکلی برای حصول حداکثر عملکرد (7/5 کیلوگرم در بوته)، ضریب تشتک تبخیر 6/0 معادل 656 میلی متر و برای حصول حداکثر کارایی مصرف آب (5/15 گرم بر لیتر)، ضریب تشتک تبخیر 2/. معادل 8/218 میلی متر آب و به لحاظ سهولت مدیریت آبیاری دور آبیاری شش روز توصیه گردید.
    کلیدواژگان: نیاز آبی آلوئه ورا، دور آبیاری، تشتک تبخیر، مدیریت آبیاری
|
  • R. Asadi, A. Alizade*, H. Ansari, M. Kavoosi, E. Amiri Pages 145-157
    Rice cultivation in Iran is dominantly under submerged condition, which requires plenty of water, nitrogen fertilizer application, very difficult and laborious land preparation, along with high labor costs. In order to assess the effects of different rice cultivation methods on increasing water productivity and to find a suitable method of water and nitrogen application, an experiment was carried out in Rice Research Institute of Iran, Amol (RRII), in 2014. The experimental layout was split-split plot with 3 replications, using Keshvari rice variety. Two land preparation methods i.e. with and without puddling, were the main factors, while four levels of irrigation application were the sub-factors, with sub-sub plots allocated to four levels of nitrogen application (N0, N80, N120, N160 kg/ha) . The results showed that the effect of rice cultivation method on water use and water productivity (WP), and the effects of irrigation and nitrogen on yield-related traits, water use and WP were statistically significant at %1 level. The new cultivation technique -aerobic cultivation method- saves water use and increases WP, respectively, as much as 27.95% and 29.11%.With the increasing The application of nitrogen, increased yield and WP, in the form of linear equation. Applying 130% of Class A pan evaporation and nitrogen 120 kg was optimal yield and saving water and nitrogen, respectively 8.9% and 33%.
    Keywords: Alternating irrigation, Water stress, puddling, Aerobic, Cultivation method
  • M. Alizade, P. Afrasiyabi *, Mr Yazdani, Am Liyaghat, M. Delbari Pages 159-173
    A second crop in paddy fields has economic advantages resulting from the production of crops (canola, beans, garlic, triticale, soybean, etc.), dry rice bed for mechanized harvesting, strengthening the economy of farmers’ families, increase the incentive for farmers to stay in the village, etc. Due to the inability of the existing surface drainage systems in rapid depletion of water from the root zone, conditions for planting a second crop in paddy fields is not suitable. This can be provided by installing subsurface drainage systems, which, in addition to creating more favorable conditions for planting and harvesting rice, allows cultivation of other crops in the wet season. This research was conducted to determine the appropriate space and depth of subsurface drainage in paddy fields in order to provide favorable conditions for planting a second crop. The experiment was laid out in one and a half hectares of paddy fields at Rice Research Institute of Iran in Guilan province, in 2014. Drainage treatments included: six conventional subsurface drainage systems with rice husk envelope including drainage system with different drain depth and spacing L7.5 D0.8, L10 D0.8, and L15 D0.8, L7.5 D1, L10 D1, and L15 D1, surface drainage, and the control (without drainage). All lines were 40 meters long and made of PVC corrugated pipes with a diameter of 125 mm. Rice husk was used as a covering around the pipe drain. The results showed that subsurface drainage spacing of 15 m had failed to lower the water table depth to an acceptable level and provided the conditions only for the cultivation of shallow-rooted plants such as dill, parsley, and leeks. Also, surface drainage could reduce the excess water in the soil by 22% compared to control. To provide suitable conditions for the cultivation of second crops such as canola and beans, subsurface drainage spacing of 7.5 and 10 m seemed effective. However, to avoid excessive drainages by 7.5 m spacing, subsurface drainage spacing of 10 m was selected as the best space at drainages stage, for a second crop. Furthermore, due to the lack of significant differences in water table depth between treatments L10D1 and L10D0.8,theywere identified as suitable drainage systems at 0.8 m depth.
    Keywords: Water table, Surface drainage, Rice husk drain envelope
  • A. Parhizkari *, M. Saboohi, M. Ahmadpoor, H. Badibarzin Pages 173-185
    To be safe from the risks of drought and water crisis in the future, it is necessary to follow the guidelines and rules for proper utilization of limit water resources. In this regard, using deficit irrigation strategies creates a balance between water use and the available resources (rivers, groundwater and dams) and also causes the optimization of water use in agriculture. In this study, in order to assess the effects of deficit irrigation on cropping patterns and farmers’ gross profit in Qazvin province, first, agricultural production functions based on three techniques of full irrigation, 5% deficit irrigation and 10% deficit irrigation were estimated. Then, optimal cropping patterns were determined by using a non-linear programming model in Qazvin province. In the end, the effects of deficit irrigation with irrigation water reduction under scenarios of 10%, 20%, 30% and 40% were investigated on cropping pattern and farmer's gross profit simultaneously. Agricultural production functions were estimated by using Ordinary Least Squares method and Eviews software. Also, the non-linear programming model in GAMS software was solved. Results of the estimation of production functions showed that 5% deficit irrigation technique creates a slight decrease in crops yield. But, 10% deficit irrigation technique has negative impact on yield of most crops. The results of non-linear programming model showed that, although simultaneous application of deficit irrigation technique and irrigation water reduction policy reduces the farmer's gross profit, but it helps to maintain the sustainability of groundwater and surface water resources in Qazvin province.
    Keywords: Cropping Pattern, Optimization, Non, linear Programming, Production Function, Water Restriction
  • R. Nazari *, A. Kavyani Pages 187-199
    Increasing crop production depends on supplying crop water demands, thus, accurate estimation of crop water requirement helps not only to crop production, but also is effective in the management of water resources. Based on this, the purpose of the present research was to investigate the estimates of reference evapotranspiration from SEBAL and METRIC models using satellite imageries of Landsat 7 and 8 and Terra in the Qazvin plain. In the first step, the estimates of METRIC and SEBAL models with a total of 10 images obtained from MODIS sensor, Terra satellite, and ETM sensor, Landsat 7 satellite, were evaluated using lysimeter data for grass reference crop in 2001. Estimates of MODIS sensor with r =0.88, RMSE =1.91, and SE =0.85 mm/day and Landsat ETM with r =1.00, RMSE =0.91, and SE=0.09 in METRIC model were closer to the lysimeter data compared with the SEBAL model. In the next step, the results of the METRIC and SEBAL models obtained from OLI & TIRS sensor images of Landsat 8 satellite were evaluated with the results of METRIC model on ETM due to lack of lysimeter data at the time of checking. Evaluation of the results indicate that the METRIC model with r=0.96, RMSE=0.28 and SE=0.29 mm/day may be recommended as a superior model compared with SEBAL model, for estimating reference crop evapotranspiration in the Qazvin plain.
    Keywords: Water demands, Lysimeter, MODIS Sensor, ETM+ Sensor, OLI, TIRS Sensor
  • M. Tabeei *, S. Boroomandnasab, A. Soltani, Ah Nasrolahi Pages 201-213
    Determation of moisture distribution pattern is time-consuming and a costly field tests. Simulation models are a suitable alternative in answer to issues of water movement and distribution. In this research, soil moisture under drip irrigation was simulated with SWAP model and the model efficiency was evaluated by comparing the simulated results with field results. SWAP model was evaluated based on the information gathered from a research field of Water Sciences Faculty, Shahid Chamran University of Ahvaz under corn cultivation and equipped with drip irrigation system. The hydraulic parameters were obtained from RETC model in the growing season of 2012-13. Required data were collected by field experiments. The experiments consisted of two treatments of salinity including treatments T1 (Karun River water with salinity of 3dS/m) and treatments T2 with salinity of 3.5 dS/m. Planting was done by hand in plots including four rows of 3 m with row spacing of 75 cm and with a plant density of 80,000 plants/ha. Irrigation system was drip tape with emitter holes spacing of 20 cm and discharge of 2.2 lit/h at a pressure 0.6 bar. Comparison of the measured soil moisture with simulated soil moisture to a depth of 90 cm depth was performed on the ridge and 10 and 20 cm from emitter by drawing graphs and calculation of Maximum Error (ME), Normalized Root Mean Square Error (NRMSE) and Coefficient of Residual Mass (CRM). Computed values of ME, NRMSE and CRM in different locations were as follows: 10 cm from emitter: 0.02, 14.41 and -0.0016 cm3 cm-3; 20 cm from emitter: 0.07, 15.49 and -0.036 cm3 cm-3, and on the ridge: 2.1, 12.52 and -0.036 cm3 cm-3. SWAP model accuracy in estimating changes in moisture away from the emitter decreased with increasing distance from the emitter. This may be due to low precision of the model under high salinities. Generally, the results obtained from stimulating by SWAP showed that this model could stimulate moisture distribution in soil under drip irrigation with salty water. This model can be used as a useful tool for evaluation of moisture distribution around the a dripper.
    Keywords: Corn farm, Drip tape irrigation, RETC model
  • S. Hoseiniyan, Mr Khalediyan*, Mk Motamed Pages 215-226
    Considering water resources deficiency, optimum use of water is very important and has led to recognition of the significance of water productivity. This study was carried ­out for evaluation of three irrigation systems including surface, subsurface tape drip irrigation and sprinkler irrigation for corn. The experiment was conducted in 2007, 2008, and 2009 at Irstea Research Institute located in Montpellier (southeastern France). Five experimental treatments included surface­ drip ­irrigation (full irrigation (FI) and deficit irrigation (DI)), subsurface drip irrigation with lateral spacing of 120 and 160 cm, and sprinkler irrigation. For treatments evaluation, different productivity indices i.e. WP, BPD, NBPD, and B/C were used. Results showed that in 2007 FI was more economical than DI and sprinkler irrigation, and had more net benefit. Grain yield from 13800 kg/ha in sprinkler irrigation increased to 16400 and 17400 kg/ha in DI and FI, respectively. In 2008, subsurface irrigation treatment was better than sprinkler irrigation according to above indices. In 2009, water productivity of subsurface drip irrigation was more than sprinkler irrigation, but none of treatments had net benefit. In 2008 and 2009, water used in subsurface drip irrigation decreased at least 16% and grain yield increased at least 18% as compared with sprinkler irrigation. Considering different conditions, such as water resources of Iran, use of subsurface drip irrigation system for row crops such as corn is recommended.
    Keywords: Drip tape irrigation, Subsurface drip irrigation, Deficit irrigation, Water economy, Corn
  • F. Garshasbi, S. Falah*, A. Tadaun Pages 227-241
    The trend of saline water utilization in agricultural production is increasing. In order to evaluate the effect of source and rate of nitrogen on physiological characteristics of purslane (Portulaca oleracea L.) irrigated by saline water, a factorial experiment was conducted in a completely randomized design with three replications in the greenhouse conditions. Treatments included five levels of saline water (distilled water as the control, natural saline water with EC of 2.2 dS/m, three levels of saline water prepared by addition of NaCl (2.2, 4.4, and 6.6 dS/m) and four levels of fertilizer (control, 40, 80, and 120 g/kg soil) in the form of poultry manure and chemical fertilizer. The results showed that an increase in salinity increased chlorophyll a and chlorophyll b and then decreased them at 6.6 dS/m. An increase in salinity levels increased the amount of sodium and decreased the amount of potassium. The maximum amount of chlorophyll a and chlorophyll b were observed with 4.4 dS/m treatment. The interaction of salinity level × nitrogen source × nitrogen rate was not significant for any of the measured parameters. Results of poultry manure were better than those of chemical fertilizer, because chlorophyll content, soluble sugar, proline, sodium, and potassium in purslane plant were higher. Thus, the plants fertilized with poultry manure or those irrigated with natural saline water experienced salinity stress, but their higher uptake of potassium alleviated the stress effects and made it tolerable for the plant.
    Keywords: Chemical fertilizer, Chlorophyll, Manure, Salinity stress
  • Aa Moosavi *, Aa Kamkar Pages 243-259
    Drought and its resulting stress is one of the most important common environmental stresses that limit agricultural productions. In order to evaluate the effect of cattle manure biochar on the growth, yield, and water use efficiency of spinach at different soil moisture status, a factorial completely randomized design with 3 replications was conducted under greenhouse conditions during October 2014 to January 2015. Treatments consisted of four biochar levels (0, 1.25, 2.5 and 5% wt of initial soil) and three soil moisture levels (FC (without stress), 0.7FC, and 0.55FC). To compensate the water losses via evapotranspiration, the pots were weighted every day and water stress was imposed by adding the water required in each treatment. Total water consumption during the growing season was also determined. Results indicated that application of both soil water stress levels resulted in significant reduction in leaf area, stomatal conductance, water consumption, and fresh and dry weight as compared to those of the controls (without water stress and biochar application). The greenness index significantly increased by 14%, 14%, and 11 % as compared to that of the control when soil moisture level of 0.55 FC was applied at the first, second, and third growth stages (40, 55 and 70 days after planting), respectively. Application of biochar also significantly increased greenness index, leaf area, and stomatal conductance as compared to that of the control. Soil moisture stress up to 0.7FC decreased the plant water consumption; however, it did not affect the water use efficiency, significantly; while water stress level of 0.55 FC decreased water use efficiency significantly. In general, application of 1.25 biochar (25 ton/ha) as compared to the control decreased the negative effects of water stress on plant (reducing leaf area, fresh and dry weight, etc.) and improved plant growth indices and increased the growth of plant at all of the applied water stress levels. Therefore, in order to reduce water consumption and improve the growth and yield of plants, biochar application, especially under drought stress conditions or in greenhouse conditions, is recommended. Meanwhile, performing such an experiment under field conditions is also suggested.
    Keywords: Water stress, Calcareous soil, Greenness index, Stomatal conductance
  • B. Nazari *, Am Liyaght, M. Parsinejad, S. Bahmanpoori, Ha Alizade Pages 261-271
    Energy consumption and energy cost in irrigation systems have been important issues due to energy charge increase in recent years. In this study, theoretical basis of pressurized irrigation systems management and technical factors that affect energy costs were studied and the optimum system design criteria for energy consumption were identified. In addition, energy consumptions of 45 pressurized irrigation systems in Qazvin province were evaluated. These irrigation systems types were classic sprinkler, center pivot, linear move, and trickle. The energy requirements of these systems for supplying a unit volume of water were obtained as 0.290, 0.250 and 0.202 KWh/m3, respectively. The results show the importance of irrigation systems selection in energy costs saving in national and regional plans. At last, energy consumption and related costs for various pressurized irrigation systems were studied for the main crops in Qazvin irrigation network. These results can be useful in deciding cropping pattern and economic studies.
    Keywords: Sprinkler irrigation, Trickle irrigation, Irrigation design criteria, Pump selection
  • M. Noruzi *, B. Ghorbani, B. Behzadi Pages 273-283
    Aloe Vera (Aloe Vera L.) is a medicinal plant adaptable to arid and warm climates as well as water limited conditions and can be introduced in cropping pattern of southern region of Iran. A field experiment was carried out during two years (2010-2011) in Bushehr, Iran, to investigate the effects of irrigation interval and amount of irrigation water on yield and water use efficiency (WUE) of Aloe Vera. The treatments were arranged in a split plot design based on randomized complete blocks with three replications. Three irrigation intervals including 2, 4 and 6 days were allocated to the main plots. Also, 4 irrigation amounts, calculated based on four coefficients of class A pan i.e. 0.2, 0.4, 0.6, and 0.8 were allocated to the subplots. The results showed that increasing irrigation interval from 2 to 6 days had no significant effects on yield and WUE of Aloe Vera. The least yield, number of leaves per plant, height of bosk was related to the coefficient of 0.2, and there were no significant difference between coefficients 0.6 and 0.8. Also, by decreasing irrigation amounts, WUE increased significantly. The least WUE related to coefficient 0.8, while the maximum belonged to coefficient 0.2. Generally, to achieve the maximum yield (5.7 kg/plant) and WUE (15.5 g/lit), respectively, the coefficients 0.6 (equivalent to 656 mm water for the whole growing season) and 0.2 (equivalent to 219 mm water/season), and for the ease of management, irrigation interval of 6 days are recommended.
    Keywords: Water requirement of Aloe Vera, Irrigation frequency, Evaporation Pan, Irrigation management