فهرست مطالب

پژوهش آب در کشاورزی - سال سی و سوم شماره 1 (بهار 1398)
  • سال سی و سوم شماره 1 (بهار 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/03/01
  • تعداد عناوین: 12
|
  • علی رضا واعظی*، یونس مظلوم علی آبادی، آرمان ذبیحی صفحات 1-11
    زراعت دیم یکی از پایه های اساسی تولید محصول به ویژه در مناطق نیمه خشک است. در مناطق دیمکاری، تولید محصول به شدت وابسته به مقدار و توزیع بارندگی طی دوره رشد است. آبیاری تکمیلی یکی از راه کارها برای کاهش تنش رطوبتی و در نتیجه بهبود عملکرد محصول در کشاورزی دیم است. این پژوهش به منظور برآورد زمان مناسب آبیاری تکمیلی در اراضی دیم با استفاده از اندازه گیری تغییرات رطوبت خاک طی دوره رشد در سال زراعی 1396-1395 انجام شد. برای این منظور آزمایش در کشتزاری با شیب 10 درصد در دو جهت شخم (موازی شیب و روی خطوط تراز) در کرت های به ابعاد پنج متر در دو متر انجام شد. رطوبت حجمی خاک در فواصل زمانی 10 روز در عمق گسترش ریشه به وسیله دستگاه TDR طی دوره رشد از آذر 1395 تا تیر 1396 اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که رطوبت حجمی خاک در کشت روی خطوط تراز به طور میانگین شش درصد بیشتر از کشت موازی است و این تفاوت از نظر آماری معنی دار بود (05/0>p). میانگین مقدار آب سهل الوصول طی دوره رشد در روش کشت روی خطوط تراز (07/6 میلی متر)، حدود 5/2 برابر بیشتر از روش کشت موازی شیب (25/2 میلی متر) بود و این تفاوت از نظر آماری معنی دار بود (05/0>p). بیشترین مقدار آب سهل الوصول طی دوره رشد در مرحله ساقه روی و کمترین آن در مرحله جوانه زنی مشاهده شد. در مرحله جوانه زنی گندم، گیاه به مقدار 7/6 میلی متر دچار کمبود آب بود. براین اساس، در این منطقه نیمه خشک، انجام آبیاری تکمیلی در مرحله جوانه زنی می تواند موجب کاهش تنش رطوبتی و افزایش عملکرد دانه گندم شود.
    کلیدواژگان: آب قابل دسترس، جهت شخم، کمبود آب، مراحل رشد، منطقه نیمه خشک
  • علیرضا نورعلی نژاد، ابراهیم امیری*، حسین بابازاده، حسین صدقی صفحات 13-27
    این پژوهش به منظور تعیین تابع تولید محصول لوبیای معمولی و چشم بلبلی و ارزیابی بهره وری مصرف آب آبیاری در آستانه اشرفیه در سال های 1395و 1396 انجام شد. پژوهش حاضر به صورت اسپلیت پلات و در قالب طرح بلوک کامل تصادفی در 3 تکرار انجام گرفت. تیمارهای اصلی شامل آبیاری 40، 60، 80 و 100 درصد نیاز آبی گیاه و تیمار فرعی شامل بدون کود و 30 ،60 و90 کیلوگرم نیتروژن در هکتار و دو رقم لوبیا (لوبیا معمولی و چشم بلبلی) بود. نتایج تحقیق نشان داد که در سال های آزمایش اثر آبیاری و کود نیتروژن بر عملکرد دانه و سایر صفات زراعی در سطح پنج درصد معنی دار بود. میانگین عملکرد دانه دو ساله، در تیمار 100 درصد نیاز آبی و سطح کودی 60 کیلوگرم نیتروژن در هکتار در رقم لوبیا معمولی و لوبیا چشم بلبلی به ترتیب 3486 و 3646 کیلوگرم در هکتار بود. بیشترین بهره وری مصرف آب در اثر متقابل رقم و آبیاری بر عملکرد دانه در سالهای 1395 و 1396 به ترتیب 48/0 و 47/0 کیلوگرم در متر مکعب بود.بهره وری مصرف آب در اثر متقابل کود نیتروژن و ارقام لوبیا در سال های مزبور در 100 درصد نیاز آبی و مقادیر 30 و 60 کیلوگرم نیتروژن در هکتار، بین 42/0 و 46/0 کیلوگرم در متر مکعب، متغیر بود. نتایج تخمین تابع تولید حاکی از افزایش عملکرد دانه با مصرف کود نیتروژن 30 کیلوگرم در هکتار در مقایسه با شاهد بود. اما با افزایش تدریجی کود نیتروژن، مقدار عملکرد با کاهش مواجه شد. بر اساس پژوهش حاضر می توان مقدار 100 درصد نیاز آبی را برای عملکرد دانه در هر دو لوبیا توصیه نمود، با این شرط که میزان کود مصرفی برای لوبیای معمولی60 کیلوگرم نیتروژن در هکتار  و برای لوبیای چشم بلبلی 30 کیلوگرم نیتروژن در هکتار باشد.
    کلیدواژگان: آبیاری، صفات زراعی، مقدار آب مصرفی، نیاز آبی
  • هوشنگ خسروی* صفحات 29-38
    سطح وسیعی از زمین های کشاورزی ایران در مناطق خشک و نیمه خشک واقع شده و بنابراین گیاهان با تنش خشکی مواجه هستند. بنابراین افزایش تولید محصول در این شرایط و بر پایه کشاورزی پایدار دارای اهمیت زیادی است. ازتوباکتر یک باکتری تثبیت کننده نیتروژن مولکولی هوا است که می تواند رشد گیاهان را توسط ساز و کارهای مختلف تحریک نماید. تلقیح گیاهان با جدایه های برتر این باکتری که با مناطق خشک سازگار باشد ممکن است تحمل گیاه به تنش خشکی را افزایش دهد. در این مطالعه، اثر تلقیح جدایه های بومی باکتری ازتوباکتر جداسازی شده از مناطق خشک و نیمه خشک ایران در شرایط تنش خشکی بر رشد ذرت علوفه ای رقم سینگل کراس 704در شرایط گلخانه ای بررسی شد. آزمایش به صورت طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار شامل تیمار تلقیح با 15 جدایه ازتوباکتر، تیمار شاهد (بدون تلقیح و بدون اعمال تنش) و تیمار کنترل (بدون تلقیح و با اعمال تنش خشکی) اجرا شد. برای اعمال تنش خشکی در مرحله رویشی، رطوبت خاک در محدوده 40 تا 50 درصد تخلیه مجاز و در زمان شروع گلدهی تا مرحله برداشت از محدوده 50 تا 60 درصد تخلیه مجاز به روش وزنی نگهداری شد. نتایج نشان داد که تنش خشکی موجب کاهش معنی دار وزن خشک اندام هوایی، ارتفاع بوته و وزن خشک خوشه ها نسبت به شاهد بدون تنش شد. تلقیح با جدایه Azc10باعث افزایش معنی دار وزن خشک اندام هوایی نسبت به تیمار کنترل شد. این جدایه نسبت به تیمار بدون تلقیح در شرایط تنش خشکی موجب حدود 20 درصد افزایش عملکرد اندام هوایی شد.
    کلیدواژگان: تنش آبی، محرک رشد، مایه تلقیح
  • عبدالله بیک خورمیزی*، سیاوش حسینی سرقین، محمدرضا سرافراز اردکانی، سید محمد مشتاقیون، سید موسی موسوی کوهی صفحات 39-52
    به منظور بررسی اثر متقابل تنش شوری القا شده با کلرید سدیم و کود آلی ورمی کمپوست بر رشد رویشی و میزان برخی از عناصر غذایی در رازیانه(Foeniculum vulgare Mill)، آزمایشی به صورت فاکتوریل و در قالب طرح بلوک های کاملا تصادفی با سه تکرار در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه یزد انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل سطوح شوری شاهد (غیر شور)، 40، 80 و120 میلی مولار NaCl، سطوح ورمی کمپوست صفر و پنج درصد حجمی- حجمی (دو نسبت حجمی از مخلوط ورمی کمپوست و خاک شامل 100:0 و 95:5) و جمعیت های رازیانه ارومیه، شیراز، بوشهر و مشهد بودند. نمونه برداری از گیاهان پنج هفته پس از کاشت انجام شد. نتایج نشان داد که تنش شوری سبب کاهش معنی دار طول و وزن خشک بخش هوایی، سطح برگ، وزن خشک ریشه، میزان پتاسیم، کلسیم، روی و مولیبدن بخش هوایی و پتاسیم و کلسیم ریشه رازیانه شد. در هر دو شرایط بدون تنش و تنش شوری، تمام این صفات با کاربرد ورمی کمپوست به گونه معنی داری افزایش نشان دادند. هم چنین تنش شوری باعث افزایش معنی دار میزان سدیم بخش هوایی و ریشه شد که این دو صفت نیز در حضور ورمی کمپوست به شدت کاهش یافت. مطابق نتایج، در بین جمعیت های مورد مطالعه، حساس ترین جمعیت در مقابل تنش شوری، رازیانه مشهد بود. هم چنین جمعیت شیراز برای کشت در شرایط بدون تنش، تنش شوری و استفاده از ورمی کمپوست توصیه می گردد. به نظر می رسد استفاده از ورمی کمپوست می تواند تاثیر نامطلوب تنش شوری را بر رشد رازیانه کاهش دهد.
    کلیدواژگان: تنش شوری، رشد رویشی، کود آلی، وزن خشک گیاه
  • مهشاد سادات فرحبخش، مهدی سرائی تبریزی*، حسین بابازاده صفحات 53-65
    برآورد نیاز آبی واقعی گیاه در برنامه ریزی آبیاری و در نتیجه برای مدیریت اثربخش آب در مزرعه بسیار حائز اهمیت است. هدف از انجام این پژوهش، مقایسه روش های مرسوم برآورد نیاز آبی و برآورد نیاز آبی واقعی گیاه ریحان در مزرعه تحقیقاتی- پژوهشی دوشان تپه تهران بود. بدین منظور آزمایشی در سه مزرعه یک هکتاری به صورت مجزا با سه روش متفاوت برآورد نیاز آبی شامل روش تشتک تبخیر استاندارد کلاس A، روش رطوبت سنج تتاپروب و روش میکرولایسیمتر وزنی- زهکش دار پیشنهادی در چهار تیمار آبیاری شامل آبیاری کامل (FI)، کم آبیاری درحد 80 (DI80%)، 60 (DI60%) و 40 (DI40%) درصد نیاز آبی گیاه در دو سال متوالی 1395 و 1396 انجام شد. بر اساس نتایج، بیشترین مقدار تبخیر و تعرق ریحان به میزان 2/11 میلیمتر در روز 53 ام کاشت در تاریخ هفتم مردادماه اندازه گیری شد. همچنین ضریب گیاهی ریحان در مراحل اولیه، توسعه، میانی و انتهایی رشد به ترتیب برابر 63/0، 08/1، 12/1 و 97/0 و بیشترین مقدار ضریب گیاهی ریحان در بیست و پنجم تیرماه و برابر 26/1 بدست آمد. بیش ترین عملکرد ماده تر در روش برآورد نیاز آبی مستقیم با مقدار 5998 و 5966 کیلوگرم در هکتار به ترتیب در سال های 1395 و 1396 در تیمار آبیاری کامل به دست آمد. همچنین، روش میکرولایسیمتر وزنی- زهکش دار پیشنهادی  نسبت به روش تشتک و روش مکش خاک به ترتیب10% و 8 درصد صرفه جویی در مصرف آب داشت و عملکرد محصول هم به ترتیب 10% و پنج درصد نسبت به این دو روش بهبود یافت. نیز، با این روش حداکثر بازده ریالی به ازای هر مترمکعب آب مصرفی 4186 ریال بدست آمد.
    کلیدواژگان: ضریب گیاهی ریحان، مدیریت آب کشاورزی، میکرولایسیمتر
  • کاوه لیموچی*، مهرداد یارنیا، عطا اله سیادت، ورهرام رشیدی، عبدالعلی گیلانی صفحات 67-79
    به منظور بررسی اثر دور های مختلف آبیاری بر عملکرد دانه و فتوسنتز جاری ژنوتیپ های برنج، آزمایشی به صورت کرت های خرد شده، در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار به مدت دو سال (1393 و 1394) در استان خوزستان اجرا شد. تیمارهای آزمایشی شامل بود بر چهار دور آبیاری (یک، سه، پنج و هفت روزه) و 12 ژنوتیپ برنج که به ترتیب در کرت های اصلی و فرعی قرار داشتند. نتایج تجزیه مرکب نشان داد که سطوح اصلی دور آبیاری، ژنوتیپ و اثر متقابل این دو، بر کلیه صفات مورد بررسی اثر معنی داری در سطح یک درصد داشتند. میزان و سهم فتوسنتز جاری در دور آبیاری سه روزه دارای بیشترین میزان نسبی، نسبت به دیگر تیمارها به ترتیب با متوسط عملکرد 9/4586 کیلوگرم در هکتار و 3/89 درصد بود. همچنین با توجه به همبستگی مثبت و بسیار بالای عملکرد دانه با صفات میزان و سهم فتوسنتز جاری به ترتیب با ضرایب **9/0=r و **5/0=r می توان نتیجه گرفت که دلیل اصلی افزایش عملکرد دانه ژنوتیپ های برنج در دور آبیاری مزبور افزایش صفات مرتبط با فتوسنتز جاری و تخصیص بیشتر مواد حاصل از فتوسنتز به مخزن اصلی گیاه می باشد به گونه ای که ژنوتیپ IR 81025-B-327-3در دور آبیاری سه روزه که بیشترین میزان فتوسنتز جاری را داشت، با بالابودن نسبی سهم و راندمان فتوسنتز جاری از بیشترین عملکرد دانه با متوسط 1/6555 کیلوگرم در هکتار برخوردار بود. احتمالا دلیل افزایش عملکرد ژنوتیپ های برنج با تحمل بیشتر به خشکی، بویژه در دور آبیاری سه روزه، را می توان به دلیل توانایی منبع برگ در افزایش صفات مورد بررسی و بالا بودن حجم مخزن در دریافت کامل مواد فتوسنتزی ناشی از فرایندهای مرتبط با این صفات دانست.
    کلیدواژگان: رابطه منبع-مخزن، تنش، خوزستان
  • محمد کریمی*، مسعود قدسی صفحات 81-93
    به منظور تعیین اثر سطوح مختلف آب آبیاری بر میزان عملکرد، حجم آب مصرفی و بهره وری مصرف آب و خصوصیات زراعی محصولات در تناوب زراعی پنبه-گندم در منطقه معتدل خراسان رضوی، آزمایشی با استفاده از طرح کرت های دوبار خرد شده بر پایه بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در ایستگاه تحقیقات گناباد و در سال زراعی 95-1394 انجام شد. تیمار روش خاک ورزی در سه سطح (بدون شخم، شخم متداول و شخم کاهش یافته) در کرت های اصلی، تیمار مدیریت بقایا در سه سطح (شامل بدون بقایا، حفظ 30 درصد بقایا و حفظ60 درصد بقایا) در کرت های فرعی و سطوح مختلف آب آبیاری در سه سطح (50، 75  و 100 درصد آب مورد نیاز بر اساس سند ملی آب) در کرت های فرعی فرعی قرار گرفت. برای کشت گندم از رقم پارسی استفاده شد. نتایج نشان داد که بیشترین عملکرد دانه گندم بصورت غیر معنی داری از تیمار بی خاک ورزی و بدون بقایای گیاهی حاصل شد. حذف عملیات خاک ورزی و کشت مستقیم موجب افزایش عملکرد دانه گندم گردید که از نظر اقتصادی نیز قابل توصیه می باشد زیرا موجب کاهش هزینه های تولید می شود. حفظ یا حذف بقایای گیاهی تاثیر معنی داری بر عملکرد نداشت ولی اثرات مثبت بقایای گیاهی بر بهبود خصوصیات خاک و به تبع آن بر عملکرد محصولات زراعی در میان مدت یا دراز مدت قابل انتظار می باشد. در مورد برهمکنش اثر تیمارهای خاک ورزی × بقایای گیاهی × آبیاری، بیشترین میزان عملکرد از تیمار بی خاک ورزی با حفظ 30% بقایا و سطح آبیاری 100 درصدآب مورد نیاز به میزان 6249 کیلوگرم در هکتار بدست آمد. بیشترین میزان بهره وری مصرف آب گندم از تیمار بدون خاک ورزی، بدون بقایا و سطح آبیاری 50 درصد به میزان 57/1 کیلوگرم در مترمکعب حاصل شد. بیشترین عملکرد گندم از تیمار آبیاری کامل (100% آب مورد نیاز) بدست آمد که با تیمار کم آبیاری 75% تفاوت آماری معنی دار داشت. با اعمال تیمار آبیاری 50%، عملکرد گندم 3/36 درصد و با اعمال تیمار آبیاری 75% عملکرد گندم 5/31 درصد نسبت به تیمار آبیاری 100% (شاهد) کاهش معنی دار یافت. بنابراین، امکان صرفه جویی در آب مصرفی گندم در کشاورزی حفاظتی وجود دارد زیرا بهره وری مصرف آب در مقایسه با کشاورزی رایج افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: کشاورزی حفاظتی، کم خاک ورزی، بی خاک ورزی، منطقه گناباد
  • سارا فرسرایی، محمد مقدم*، لیلا مهدی زاده صفحات 95-107
    به منظور بررسی اثر اسید سالیسیلیک بر برخی ویژگی‏های رشدی و بیوشیمیایی به‏لیمو (Lippia citrodora L.) تحت تنش شوری، آزمایشی گلدانی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با چهار سطح شوری آب آبیاری (شاهد، 50، 100 و 150 میلی‏مولار کلرید سدیم) و چهار سطح اسید سالیسیلیک (صفر، 150، 300 و 450 میلی‏گرم بر لیتر که به ترتیب معادل 0، 1/1، 1/2 و 2/3 میلی‏مولار می‏باشد) در سه تکرار انجام شد. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که اثرات متقابل شوری و اسید سالیسیلیک بر تمام صفات مورد مطالعه به جز وزن خشک برگ و وزن خشک و تر ریشه معنی دار شد. مقایسه میانگین ها نشان داد بیشترین میزان وزن تر برگ، وزن تر اندام هوایی، وزن خشک اندام هوایی، کلروفیل aو b و کاروتنوئیدها و میزان اسانس در تیمار بدون شوری و کاربرد 2/3 میلی‏مولار اسید سالیسیلیک مشاهده شد. بیشترین میزان کربوهیدرات های محلول در تیمار بدون شوری و کاربرد 12/2 میلی‏مولار اسید سالیسیلیک، بیشترین پرولین در تیمار شوری 100 میلی مولار و کاربرد 2/3 میلی‏مولار اسید سالیسیلیک، و بیشترین فنل کل در تیمار شوری 100 میلی مولار و کاربرد 12/2 میلی‏مولار اسید سالیسیلیک بود. کاربرد اسید سالیسیلیک (به‏ویژه در غلظت 2/3 میلی‏مولار) در هنگام تنش شوری (به‏ویژه سطح 100 و 150 میلی‏مولار کلرید سدیم) سبب کاهش اثرات منفی حاصل از این تنش گردید؛ به طوریکه صفات مورفولوژیکی و رنگیزه‏های فتوسنتزی گیاه را افزایش داد و در مقابل به دلیل کاهش تنش شوری، میزان فنل کل، کربوهیدرات محلول و پرولین را کاهش داد.
    کلیدواژگان: واژه‏های کلیدی: پرولین، تنظیم کننده رشد، رنگیزه های فتوسنتزی، کربوهیدرات محلول
  • ناصر آریا آذر، ابوالفضل مجنونی هریس* صفحات 109-120
    برای استفاده مناسب از منابع آب در دسترس بخش کشاورزی لازم است تا مناسب ترین سامانه آبیاری برای تامین نیاز آبی اراضی انتخاب گردد. انتخاب صحیح سامانه آبیاری گام مهمی در بهره برداری بهینه از منابع آب وخاک است. دخالت عوامل تاثیرگذار متعدد انتخاب سامانه آبیاری را به مسئله نسبتا پیچیده ای مبدل کرده است. در این مطالعه با استفاده از داده های اقلیمی، آب، خاک، مزرعه، راندمان آبیاری، اطلاعات فرهنگی، اجتماعی و اقتصادی و با به کارگیری روش فرآیند تحلیل شبکه ای (ANP) اقدام به اولویت بندی کاربرد سامانه های آبیاری در حوضه رودخانه آجی چای گردید. بر اساس نتایج در بین معیارهای انتخابی معیار کمی و کیفی آب، راندمان آبیاری و خاک به ترتیب با وزن نسبی 222/0، 221/0 و 1539/0 بیشترین تاثیر را در جهت انتخاب بهترین سامانه آبیاری داشتند. نتایج امتیازهای زیرمعیارها هم نشان داد که مجموع امتیاز زیرمعیارهای آب با امتیاز نهایی 26815/0، در بین مجموع امتیازات سایر زیرمعیارها بالاترین بود. نتایج نشان داد که در بین سامانه های آبیاری سطحی، سامانه آبیاری کرتی با امتیاز 15544/0، بین سامانه های آبیاری بارانی سامانه کلاسیک متحرک با امتیاز 10432/0 و در بین سامانه های موضعی سامانه قطره ای با امتیاز 12754/0 نسبت به سایر گزینه ها دارای اولویت بودند.
    کلیدواژگان: واژه های کلیدی:سامانه آبیاری مناسب، آبیاری کرتی، سامانه آبیاری کلاسیک، سامانه قطره ای
  • محمد علی اسعدی، صادق خلیلیان*، سید حبیب اله موسوی صفحات 121-136
    مطالعه حاضر به دنبال تعیین الگوی کشت بهینه محصولات زراعی شبکه آبیاری دشت قزوین با تاکید بر سیاست کم آبیاری و کاهش مصرف کود و سموم شیمیایی است. برای این منظور، از رهیافت برنامه ریزی ریاضی مثبت (PMP) و حداکثر بی نظمی (ME) استفاده شده است. نتایج گزینه اول (کم آبیاری پنج درصد در محصولات گندم، جو، ذرت علوفه ای، ذرت دانه ای و چغندرقند در مرحله رسیدن و کم آبیاری پنج درصد در مرحله رشد رویشی برای یونجه توام با کاهش پنج درصد کود و سموم شیمیایی) نشان داد که محصولات چغندرقند، یونجه، ذرت دانه ای و ذرت علوفه ای به دلیل بالا بودن بازده اقتصادی نسبت به دو محصول گندم و جو وارد الگوی کشت می شوند. همچنین اعمال این سیاست منجر به افزایش بازده ناخالص مزرعه (5/4 درصد) و کاهش آب مصرفی (1/5 درصد) اراضی زراعی منطقه شد. در اثر اعمال گزینه دوم نیز الگوی کشت به سمت محصولاتی که صرفه اقتصادیبالاتری به ازای مصرف هر مترمکعب آب آبیاری دارند،پیش می رود، به طوری که اعمال این گزینه باعث افزایش بازده ناخالص مزرعه و کاهش آب مصرفی به ترتیب به میزان6/3 و 2/17 درصد شده است. دیگر نتایج تحقیق نشان داد که شاخص های پایداری منابع آب، انواع کودو سموم شیمیایی در اثر اعمال سیاست های مذکور در الگوی PMP، کمتر از وضعیت فعلی الگوی کشت منطقه است. شاخص های مذکور مبین این واقعیت است که مصرف زیاد آب،کود و سموم شیمیایی مانع رسیدن به یک کشاورزی پایدار می گردد.
    کلیدواژگان: شاخص پایداری، برنامه ریزی ریاضی مثبت، حداکثر بی نظمی
  • علی بیکی، عباس خاشعی سیوکی* صفحات 137-148
    این پژوهش با هدف مطالعه و بررسی اثر بر همکنش تنش آبی و سطوح مختلف زئولیت بر خصوصیات رشد و عملکرد گیاه دارویی سیاهدانه در طول یک فصل زراعی (1397-1396) انجام شد. طرح آزمایش بلوک های کاملا تصادفی و بصورت کرت های خرد شده بود و تیمار آبیاری به عنوان تیمار فرعی در دو سطح (I1و I2: به ترتیب آبیاری با تامین 100 درصد و 50 درصد نیاز آبی) و تیمار زئولیتبه عنوان تیمار اصلی در سه سطح (Z0: بدون مصرف و Z1 و Z2: به ترتیب با استفاده از زئولیت پتاسیمی در سطح دو و چهار گرم به ازای هر کیلوگرم خاک) با سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه بیرجند انجام شد. تحت اثر بر همکنش زئولیت و تنش آبی، بیشترین مقادیر پارامترهای ارتفاع بوته 88/16 سانتیمتر، وزن تر و خشک، و وزن هزاردانه به ترتیب 96/11، 33/9، و 19/13 گرم، و تعداد کپسول در بوته و دانه در کپسول بترتیب 11/10 و 44/52 و عملکرد دانه 77/874 کیلوگرم در هکتار و کارآیی مصرف آب 135/0 کیلوگرم بر مترمکعب و کمترین مقادیر حاصله به ترتیب با مقادیر 33/13 سانتیمتر، 4/7، 05/5، 95/11 گرم، 33/8 و 44/44 برای تعداد کپسول در بوته و دانه در کپسول، 748 کیلوگرم در هکتار و 118/0 کیلوگرم بر مترمکعب حاصل شد. تنش آبی منجر به کاهش خصوصیات رشد و عملکرد گیاه دارویی سیاهدانه گردید بر این اساس، کاربرد زئولیت در سطوح زیاد (15 تن در هکتار) و علی الخصوص تحت اثر آبیاری کامل گیاه می تواند منجر به حداکثر میزان عملکرد و خصوصیات رشد سیاهدانه شود.
    کلیدواژگان: بیرجند، تنش آبی، خصوصیات رشد
  • فهیمه خادم پور، حسین خزیمه نژاد*، مهدی امیرآبادی زاده صفحات 149-162
    تغییر اقلیم از طریق تغییر در الگوی دما، بارش و سایر متغیرهای آب و هوایی بر همه فرآیندهای هیدرولوژیک تاثیرگذار است. یکی از مهم ترین تبعات تغییر آب و هوا، تاثیر آن بر مصرف آب کشاورزی می باشد که می تواند مدیریت منابع آب را با چالش های جدی روبرو سازد. هدف از این پژوهش، بررسی اثرات تغییر اقلیم بر تبخیرتعرق روزانه در مدل های با ساختار ریاضی متفاوت در اقلیم های مختلف ایران است. برای این منظور از مدل گردش عمومی جو HadCM3و با استفاده از مولد آب و هوای LARS-WG 5.5،پارامترهای کمینه دما، بیشینه دما، بارش و ساعات آفتابی در مقیاس روزانه برای دوره 2036-2017 بر مبنای سناریوهای A1B، A2 و B1 شبیه سازی شد. نتایج به دست آمده حاکی از افزایش دما و کاهش بارندگی و هم چنین افزایش تبخیرتعرق مرجع در اقلیم های مختلف بود. در بخش دیگری از این پژوهش، با مقایسه بین معادلات تجربی این نتیجه حاصل شد که روش هارگریوز با مقدار R2مناسب، NS نسبتا خوب و مقدار RMSE و MAEکمتر نسبت به سایر روش ها، می تواند جایگزین مناسبی برای روش پنمن- مونتیث- فائو در مقیاس روزانه باشد. به طور مثال، ایستگاه بیرجند دارای 59/0 = R2، 53/0 = NS، 84/6 = RMSE و 01/6= MAE می باشد. در نهایت، روش های هارگریوز سامانی و مک کینگ کمترین دقت را در برآورد تبخیرتعرق مرجع داشتند. بنابراین، می توان روش هارگریوز را به عنوان بهترین روش جایگزین برای برآورد تبخیرتعرق مرجع در مقیاس روزانه انتخاب نمود.
    کلیدواژگان: پنمن- مونتیث- فائو، معادلات تجربی، مدل گردش عمومی جو، LARS-WG
|
  • Ali Reza Vaezi *, Uones Mazllom Aliabadi, Arman Zabihi Pages 1-11
    Dry farming is an important method of crop production, particularly in semi-arid regions, where crop yield strongly depends on precipitation amount and its temporal variation during the growing season. Supplemental irrigation is a suitable practice for mitigating moisture stress and, consequently, improving crop yield in rainfed agriculture. This study was conducted to estimate the proper time of supplemental irrigation in rainfed land by measuring soil water content during growth period, in 2016-2017. A field experiment was conducted using two plowing directions (along the slope and on contour lines) in plots with 2 m × 5 m dimensions, in a rainfed farm with 10 % slope. Volumetric soil water content (SWC) was measured in root zone by a TDR set at 10-day interval during growth period, from November 2016 to June 2017. Based on the results, SWC in the plots plowed on contour lines was about 6 % higher than the plots plowed along slope, and this difference was statistically different (P< 0.05). The mean readily available water (RAW) during growth period in the plots plowed on contour lines (6.07 mm) was about 2.5 times higher than the plots plowed along slope (2.25 mm) and showed significant difference with it (P< 0.05). The highest RAW was observed at stem elongation and the lowest value was found at grain germination, at which stage, about 6.7 mm water deficit was observed in rainfed wheat. Thus, application of supplemental irrigation at this stage can efficiently prevent water stress and improve wheat grain yield in this semi-arid region.
    Keywords: Readily available water, Growth stage, Plow direction, Semi-arid region, Water deficit
  • Alireza Nouralinejad, Ebrahim Amiri *, Hossein Babazadeh, Hosein Sedghi Pages 13-27
    This research was conducted to determine the production function of common bean and cowpea and evaluation of water use efficiency in Astaneh Ashrafiyeh, in 2016 and 2017.  The present study was conducted as split plot in a randomized complete block design with 3 replications. Main treatments consisted of irrigation of 40%, 60%, 80%, and 100% of water requirement of the plant, and nitrogen treatments in sub plots consisting of no fertilizer, 30, 60, and 90 kg N ha-1 and two bean varieties (ordinary beans and cowpea). The results showed that the effects of irrigation and nitrogen fertilizer on seed yield and other agronomic traits were significant (P< 5%), in 2016 and 2017. Two-year average seed yield in 100% water requirement and 60 kg N ha-1 treatments in common bean and cowpea cultivars were 3446 and 3646 kg ha-1, respectively. The highest water productivity in 2016 and 2017 was obtained for the interaction of cultivar and irrigation on seed yield, and was 0.48 and 0.47 kg m-3, respectively. Water use productivity of the interaction between nitrogen fertilizer and bean cultivars in 2016 and 2017 in 100% water requirement treatment and 30 and 60 kg N/ha was between 0.42 and 0.46 kg m-3. The results of the estimation of production function indicated that the seed yield increased with nitrogen fertilizer application up to 30 kg ha-1, but with gradual increase in nitrogen fertilizer, the yield decreased. Based on the present study, 100% water requirement for seed yield can be recommended for both bean cultivars, however, the amount of fertilizer should be 60 kg N/ha for common bean and 30 kg N/ha for Cowpea.
    Keywords: Agronomic traits, Irrigation, Water use, Water requirement
  • Hooshang Khosravi * Pages 29-38
    A wide range of Iranian agricultural lands is located in arid and semi-arid regions and, hence, crops face some drought stress. Therefore, sustained agricultural production is important in these circumstances. Azotobacter is a molecular-nitrogen-fixing bacterium, which promotes plant growth by various mechanisms and may provide drought resistance. Inoculation of crops with superior bacterial isolates compatible with dry areas may increase plant tolerance to drought stress. In this study, the effect of inoculation of native isolates of Azotobacter isolated from arid and semi-arid regions of Iran under drought stress conditions was investigated on the growth of maizesilage cultivar i.e. Single Cross 704, in greenhouse conditions. The experiment was conducted as a completely randomized block design (RCBD) with three replications including inoculations with 15 Azotobacter isolates, blank (no inoculation and no drought stress), control (no inoculation but with drought stress). In order to apply drought stress by weighing method, soil moisture content in the vegetative stage was allowed to drop to 40-50% of allowable moisture depletion, and at flowering stage to harvesting, a range of 50-60% was maintained. The results showed that drought stress significantly decreased shoot dry weight, plant height, and dry weight of corncob compared to non-stress control. Inoculation with Azc10 resulted in a significant increase in the shoot dry weight compared to the control. This isolate increased the shoot yield by about 20% compared to non-inoculated treatment under drought stress conditions.
    Keywords: Water stress, Growth promoter, Inoculum
  • Abdollah Beykkhormizi *, Siavash Hosseini Sarghein, Mohammad Reza Sarafraz Ardakani, Seyed Mohammad Moshtaghioun, Seyed Mousa Mousavi Kouhi Pages 39-52
    In order to investigate the effects of interaction between sodium chloride-induced salinity and organic fertilizer, vermicompost, on the vegetative growth and some mineral nutrieants in fennel (Foeniculum vulgare), a factorial experiment as a randomized complete block design with three replicates was conducted in the research greenhouse of Yazd University. Experimental treatments consisted of salinity levels of control (non-salty), 40, 80, and 120 mM NaCl, vermicompost levels of 0 and 5 volume/volume percent (two volumetric mixtures of vermicompost and soil including 0:100% and 5:95%), and fennel landraces of Urmia, Mashhad, Shiraz, Boushehr, and Isfahan. Sampling of plants was carried out 5 weeks after planting.  Results showed that salinity stress significantly decreased dry weight and the length of shoot, leaf area, dry weight of root, concentration of potassium, calcium, zinc, and molybdenum of shoot, and concentration of potassium and calcium in root. Under both stress and non-stress conditions, all of these traits were significanly increased with application of vermicompost. Concentration of sodium in root and shoot was also significantly increased under salinity stress, while it sharply decreased in the presence of vermicompost. Based on the results, among the investigated fennel landraces, Mashhad landrace was the most sensitive to salinity stress. Shiraz landrace is recommended for cultivation in non-stress, and salt-affected conditions, and also under vermicompost application. It seems that the use of vermicompost can reduce the adverse effects of salinity on fennel growth.
    Keywords: Organic compost, Plant dry weight, Salinity stress, Vegetative growth
  • Mashad Farahbakhsh, Mehdi Sarai Tabrizi *, Hossin Babazadeh Pages 53-65
    It is very important to estimate the actual water requirement of the plant for irrigation planning and hence effective water management in the field. The purpose of this study was to evaluate the conventional methods of estimating crop water demands and the actual water requirement of basil plant under field conditions. For this purpose, an experiment was carried out on three separate hectares, with three different methods of estimating basil water requirement, including the method of Standard Class A evaporation pan, the method of TethaProbe soil moisture set, and a proposed weighing micro-lysimeter method. Besides, the study compared four irrigation treatments including full irrigation (FI) and deficit irrigation at (DI 80%), (DI 60%), and (DI 40%) of water requirement for two consecutive years in 2017 and 2018. The results showed that the highest amount of basil evapotranspiration was measured at 11.2 mm/day, 53 days after planting. Also, basil crop coefficient values at the initial stages, development, middle, and end of growth were 0.63, 1.08, 1.12, and 0.97 respectively, and the highest basil coefficient in the 25th of July was equal to 1.26. The highest yield of fresh matter in the direct method of estimating water demand was obtained at 5998 and 5966 kg ha-1, respectively, in 2016 and 2017 in full irrigation. Also, the results of this study showed that the proposed lysimeter method improved the method of Class A pan and soil sampling by, respectively, 10% and 8% water consumption, and yields by 10% and 5%, respectively. Also, with this method, the maximum economic return was 4186 Rials per cubic meter of water.
    Keywords: Agricultural water management, Basil crop coefficient, Micro-lysimeter
  • Kaveh Limouchi *, Mehrada Yarnia, Ataollah Siadat, Varharam Rashidi, Abdolali Gilani Pages 67-79
    This study aimed at establishing the effect of different irrigation intervals on current assimilation and yield of rice genotypes. This research was conducted in Khuzestan Province for two years (2014 and 2015) using four irrigation intervals (1, 3, 5, and 7 days) in the main plots and 12 rice genotypes in the sub-plots, with three replications. The combined analysis results showed that the main levels of irrigation interval, genotypes, and their interaction effect had a significant (P< .01) effect on all attributes. The amount and contribution of current assimilation of the three-day interval with an average yield of 4586.9 kg per hectare and 89.3 percent share had the highest relative value. Moreover, considering the highly positive correlation of grain yield with amount and contribution of current assimilation that were, respectively, (R=0.9**) and (R= 0.5**), we could conclude that the main reason for the increase in rice grain yield in this irrigation treatment was due to the increase in current assimilation – related attributes and allocation of more photosynthesis products to the main plant source. Consequently, IR 81025-B-327-3 genotype in the 3-day interval, which had the highest current assimilation, had relatively high share and efficiency of current assimilation and the highest grain yield with the average of 6555.1 kg per hectare. In general, the increased yield of rice genotypes with greater resistance to drought, especially regarding the three-day interval, can be attributed to the ability of leaf source to increase the considered attributes and the high volume of the tank in fully receiving the assimilated matter produced by processes connected to attributes associated with these properties.
    Keywords: Source-sink relation, Stress, Khozestan
  • Mohammad Karimi *, Masoud Ghodsi Pages 81-93
    Effects of different irrigation levels on yield, water consumption, water use efficiency, and agronomic characteristics of cotton-wheat crop rotation were examined in the temperate zone of Khorasan Razavi. The study was conducted in Gonabad Research Station, using split-split plots based on randomized complete block design with three replications, in 2015-2016. Three tillage methods (no-till, conventional tillage, and reduced tillage) were in the main plots, three residue managements (without residue, 30% of the residues and 60% residue) in sub plots, and three levels of irrigation water (50%, 75% and 100 percent of the water required according to the National Water Document) were in sub-sub plots. Parsi wheat cultivar was used for cultivation. The results showed that the highest (non-significant) grain yield of wheat was obtained from no-tillage and without residue treatment. It was determined that no tillage and direct cultivation resulted in increased wheat grain yield and could be recommended economically, since it would reduce production costs. However, keeping or removing plant residues did not have a significant effect on yield, although the positive effects of plant residues on the improvement of soil properties and, consequently, on the yield of crops in the medium to long term are evident. The highest wheat yield (6249 kg/ha) was obtained from no-tillage with 30% residue and 100% of the water requirement. The highest water use efficiency of wheat (1.57 kg/m3) was obtained in no-tillage, without residue and 50% of the water requirement. The highest yield of wheat was recorded in the full irrigation (100%) treatment and was significantly different from other irrigation treatments (75%). By applying 50% of the water requirement, wheat yield decreased by 36.3% and by applying 75% of the water requirement wheat yield dropped by 31.5%. As a result, it is possible to save water consumed by wheat under a conservation agriculture system because water productivity increased in comparison with the conventional agricultural system.
    Keywords: Conservation agriculture, Reduced tillage, No-till, Gonabad region
  • Sara Farsari, Mohammad Moghadam *, Leila Mehdizadeh Pages 95-107
    In order to study the effect of salicylic acid on some growth and biochemical characteristics of lemon verbena (Lippia citrodora L.) under salt stress, a pot experiment was conducted as factorial, based on completely randomized design, with four levels of water salinity (control, 50, 100, and 150 mM NaCl) and four levels of salicylic acid (SA) (0, 150, 300 and 450 mg/L, equivalent to 0, 1.06, 2.12, and 3.2 mM, respectively). The results showed that interaction effects of salinity and salicylic acid on all of the studied traits were significant, except leaf dry weight, and fresh and dry weights of root. Based on the results, the highest amount of leaf fresh weight, fresh and dry weights of aerial parts, chlorophyll a and chlorophyll b and carotenoid contents were found in the treatment without salinity and application of 3.2 mM SA. The highest amount of soluble carbohydrate was in the treatment without salinity and application of 2.12 mM SA, the highest proline was in 100 mM NaCl and application of 3.2 mM SA, and the highest total phenol was in 100 mM salinity and application of 2.12 mM SA. Therefore, application of SA (especially at 3.2 mM) under salinity stress (100 and 150 mM NaCl) mitigated the negative effects of this stress, increased morphological traits and photosynthetic pigments, and, conversely, decreased the amount of total phenol, soluble carbohydrates, and proline by reducing salinity stress.   Keywords: Photosynthetic pigments, Plant growth regulator, Proline, Soluble carbohydrates
    Keywords: Photosynthetic pigments, Plant growth regulator, Proline, Soluble carbohydrates
  • Naser Arya Azar, Abolfazl Maajnooni Heris * Pages 109-120
    For proper use of available water resources in agricultural sector, selection of suitable irrigation system is necessary to provide the crop water requirements. Correct choosing of irrigation system is an important step in optimal application of water and soil resources. Involvement of several influential factors in selection of appropriate irrigation system has made this a relatively complex issue. In this study, application of different irrigation systems were prioritized by climate, water, soil, field, irrigation efficiency, cultural, social and economic information using analytical network process method (ANP) in the Ajichay river basin. Based on the results of the selected criteria, water quantitative and qualitative, irrigation efficiency, and soil had the most effect on the best irrigation system selection with relative weights of 0.222, 0.221, and 0.1539, respectively. Also, the results of the sub-criteria scores showed that the sum of water sub-criteria was the highest, with final score of 0.26815, among the other sub-criteria scores. Finally, the results showed that, among surface irrigation systems, the basin system with a score of 0.15544, among sprinkler systems, the classic system with score of 0.10432, and among localized systems, trickle system with a score of 0.12754 had priority over other systems.   Keywords: Suitable irrigation system, Basin irrigation, Classic sprinkler system, Trickle irrigation system
    Keywords: Suitable irrigation system, Basin irrigation, Classic sprinkler system, Trickle irrigation system
  • Mohammad Ali Asaadi, Sadegh Khalilian *, Seyed Habibollah Moosavi Pages 121-136
    The aim of this study was to determine the optimal cropping pattern in irrigation network of Qazvin plain with emphasis on deficit irrigation policy and reduction of fertilizers and chemical pesticides. For this purpose, the Positive Mathematical Programming approach (PMP) and Maximum Entropy Technique (ME) were used. The results of the first option (5% deficit irrigation in wheat, barley, grain corn, fodder maize and Sugar beet at the ripening stage, and 5% deficit irrigation in the vegetative growth stage for alfalfa simultaneously with5% reduction in fertilizers and chemical pesticides) showed that sugar beet, alfalfa, grain corn and fodder maize were be desirable for cropping pattern due to their high economical profit in compared to wheat and barley. Also, applying this policy leads to an increase in gross margin (4.5%) and a reduction in water consumption (5.1%) in the agricultural lands of the region.As a result of the implementation of the second scenario, the cropping pattern goes towards products that have a higher economic margin due to their lower irrigation water consumption. This scenario leads to 3.6% increase in gross margin and 17.2% reduction in water consumption. Other results of the research showed that due to the application of these policies in PMP, the sustainability indicators of water resources, fertilizers and chemical pesticides are less than the current values for the region's present cropping pattern. The calculated environmental index revealed that high consumption of water, fertilizer, and other chemical inputs are a barrier to achieve sustainable agriculture.
    Keywords: Sustainability Index, Positive Mathematical Programming, Maximum Entropy
  • Ali Beyki, Abbas Khashei * Pages 137-148
    This research was conducted with the aim of studying the effect of interaction of water stress and different levels of zeolite on growth and yield characteristics of black cumin (Nigella sativa L)plant during cropping season of 2018. The study was based on completely randomized block design as split plots, with irrigation at two levels (I1 and I2: irrigation with 100% and 50% water requirement, respectively) and zeolite treatment at three levels (Z0: without Z1 and Z2: using potassium zeolite at 2 and 4 gr.kg-1 soil, respectively), with three replications at Research Farm of Faculty of Agriculture, University of Birjand. Under the influence of interaction between zeolite and irrigation management, the highest plant height was 16.88 cm, and weight of fresh and dry yield and 1000-seed were, respectively, 11.96, 9.33, and 13.19 g. Also the number of capsules per plant and seeds per capsules were, respectively, 10.11 and 52.44. The maximum grain yield was 874.77 kg.ha-1 and water use efficiency (WUE) was 0.135 kg.m-3, respectively. The lowest values for the corresponding parameters were 13.13 cm, 7.4, 5.05, and 11.95 g, respectively, and 8.33 and 44.44 for the number of capsules per plant and seeds per capsule, yield of 748 kg.ha-1 and WUE of 0.118 kg.m-3,. Water stress led to a decrease in the characteristics of growth and yield of black cumin. Therefore, application of zeolite at high levels (15 tons per hectare), especially under full irrigation of the plant, could lead to maximum yield and characteristics of black cumin growth.
    Keywords: Birjand, Growth Characteristics, Water stress
  • Fahimeh Khadempour, Hossein Khozeymehnezhad *, Mahdi Amirabadizadeh Pages 149-162
    Climate change affects the hydrological processes through changes in temperature, precipitation, and other climate variables. One of the most important consequences of climate change is its impact on agricultural water consumption, which can seriously address water resources management. The purpose of this study was to investigate the effects of climate change on daily evapotranspirationin different climates across Iran. For this purpose, the minimum, and maximum temperature, as well as precipitation, and sunshine hours were simulated for the period 2016-2036 on the A1B, A2 and B1a scenarios using the HadCM3 general circulation model and weather generator (LARS-WG 5.5) on daily time scale. The results indicated increase in temperature and evapotranspiration and decrease in precipitation in different climates. In another section of this study, by comparing the empirical equations, it was concluded that Hargreaves method with high R2, fair NS, and lower values of RMSE and MAE compared to other methods, can be an appropriate alternative for the FAO Penman-Monteith method on daily scale. For example, the results for Birjand station were R2 = 0.59, NS = 0.53, RMSE 6.84 and MAE = 6.01. Finally, Hargreaves- Samani and the Makkink methods had the least accuracy in estimating the reference evapotranspiration. Therefore, Hargreaves method can be selected as the best alternative method for estimating the reference evapotranspiration on a daily basis.
    Keywords: Atmospheric general circulation, Empirical equations, FAO Penman-Monteith, model, LARS-WG