بررسی روند رشد ریشه گیاه ذرت در دو روش کم آبیاری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری.

2 استادیار گروه مهندسی آب دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری.

3 استاد گروه مهندسی آب دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری.

4 استادیار گروه مهندسی آب دانشگاه زابل.

چکیده

مدیریت مصرف آب، یکی از مهمترینعواملتاثیرگذاربرروند رشدریشه می­باشد. در این پژوهش، روند تغییرات زمانی و مکانی ریشه ذرت تحت تیمارهای آبیاری کامل (FI)، آبیاری ناقص ریشه در دو سطح 75% ((PRD75%و 55% ((PRD55%و کم­آبیاری تنظیم­شده در دو سطح 75% (RDI75%) و 55% (RDI55%) در قالب یک طرح بلوک کامل تصادفی مورد بررسی قرار گرفت. پارامترهای اندازه‌گیری شده ریشه شامل حجم، طول، سطح،  وزن تر و  خشک در محدوده های عمقی 10 سانتی‌متری تا عمق یک متر و در فواصل افقی محل لترال اول (R1)، 75/18 (R2)، 5/37 (R3)، 55 (R4) و 75 (R5) سانتی‌متر بعد از لترال اول  بود. عمق آب مصرفی در کل فصل رشد در تیمار آبیاری کامل برابر 531 میلی‌متر بوده و در تیمارهای  PRD75% و RDI75%، 3/17 درصد و در تیمارهای PRD55% و RDI55%، 3/31 درصد کاهش یافت. بیش‌ترین و کم‌ترین مقدار صفات ریشه به ترتیب متعلق به تیمارهای PRD75%و RDI55%بود. همچنین بخش اعظم ریشه در تمام تیمارها در محدوده عمقی 20-0 سانتی‌متر و فاصله افقی پای بوته تا 20 سانتی‌متر از طرفین آن گسترده شده بود. کم‌ترین مقدار صفات ریشه در محل R3 در محدوده­ عمقی 60-50 سانتی‌متری در تیمارهای RDI و در محدوده عمقی 70-60 سانتی‌متری در تیمارهای PRDبدست آمد. اختلاف معنی­داری بین پارامترهای ریشه در تیمارهای PRD75%وRDI75%در مقایسه با FIمشاهده نشد. به این ترتیب، اعمال تیمارهای  PRD75%  و RDI75%ضمن صرفه­جویی در مصرف آب، با توسعه یک سامانه ریشه مناسب، امکان استفاده بهتر از رطوبت موجود در خاک را علیرغم اعمال تنش رطوبتی فراهم می­آورد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Investigating Maize Root Growth Pattern under Partial Root Zone Drying (PRD) and Regulated Deficit Irrigation (RDI)

نویسندگان [English]

  • Z. Sadranasab 1
  • A. Shahnazari 2
  • M. Ziatabar Ahmadi 3
  • F. Karandish 4
چکیده [English]

Plant performance and freshness is related to the pattern of its root growth development, which is highly affected by the water amount and water use management. Therefore, the spatiotemporal variation of maize root under five treatments including full irrigation treatment (FI), partial root-zone drying treatments at two levels (receiving 75% of ET =PRD75, and 55% of ET= PRD55) and deficit irrigation treatments at same levels (75% =DI75 and 55% =DI55) was investigated using a completely randomized block design in 2011. Root growth parameters including root volume, root area, root length, and root wet and dry mas were measured at each 10 cm soil depth interval down to 100 cm soil depth. Sampling locations were at 0.0 cm from the first lateral (R1), 18.75 cm (R2), 37.5 cm (R3), 55 cm (R4), and 75 cm (R5). Results demonstrated that FI treatment received 531 mm irrigation water while applying PRD75 and RDI75 caused 17.3% water saving during the whole growing season and applying PRD55 and RDI55 caused 31.3% saving. Analyzing the values of measured root growth parameters showed that the highest and the least values in all samples were in PRD75 and RDI55 treatments, respectively. Also, most part of the root was distributed in 0-20 cm soil depth and up to 20 cm apart in both sides of the plant. The least values of root growth parameters were at 50-60 cm soil depth in RDI treatments and at 60-70 cm soil depths in PRD treatments. Also, results demonstrated that there was no significant difference between the measured values of root parameters in PRD75 and RDI75 with those in FI treatment. Therefore, applying PRD75 and RDI75 caused both water saving and an optimum root development, which led to a better utilization of soil water content under water stress. Thus, both RDI75 and PRD75 treatments are appropriate strategies to deal with the water shortage and to reach a sustainable agriculture. 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Water stress
  • Water use efficiency

مراجع

  1. رضایی، و.، قیصری، م.، مجیدی، م.م.، میرلطیفی، س.م. 1391. تاثیر سطوح مختلف آبیاری بر توسعه ریشه ذرت. یازدهمین همایش ملی آبیاری و کاهش تبخیر. کرمان.
  2. علیزاده، ا. 1384. رابطه آب و خاک . گیاه. چاپ چهارم. انتشارات امام رضا. 470 صفحه.
  1. Adiku, S.G.K., Lafontaine, H.O., Bajazet, T. 2001. Patterns of root growth and water uptake of a maize – cowpea mixture grown under greenhouse conditions. Plant and Soil Journal. 235, 85 – 94.
  2. Asseng, S., Ritchie, J.T., Smucker, A.J.M. and Robertson, M.J. 1998. Root growth and water uptake during water deficit and recovering in wheat. Plant and Soil. 201(2), 265-273.
  3. Dry PR, Loveys BR. 2000. Partial drying of the rootzone of grape. I. Transient changes in shoot growth and gas exchange. Vitis. 39, 3–7.
  4. Huck, M.G. and Peterson, Curt M. (1988). Predicting root growth and water uptake under different soil water regimes. Agricultural Systems. 26, 263-290.
  5. Kang, S., Hu, X., Goodwin, I., Jerie, P., 2002a. Soil water distribution, water use, and yield response to partial root zone drying under shallow groundwater table condition in a pear orchard. Scientia Horticulture. 92, 277–291.
  6. Kang, S., Zhang, J. 2004. Controlled alternate partial root- Zone irrigation: its physiological consequences and impact on water use efficiency. Journal of experimental botany. 5, 2437–2446.
  1. Khalilirad, R., Mirnia, Kh., Bahrami, H.2011. Assessing Different Soil Water Contents on Corn Root Development. Journal of Water and Soil. 24(3), 557-564.
  1. Laboski, C.A.M., Dowdy, R.H., Allmars, R.R. and Lamb, J.A. (1998). Soil Strength and water content influences on corn root Distribution in a sandy soil. Plant and Soil Journal, 203, 239 – 247.
  2. Liang J, Zhang J, Wong MH. 1996. Effects of air-filled soil porosity and aeration on the initiation and growth of secondary roots of maize (Zea mays). Plant Soil. 186, 245–254.
  3. Liu, F., Liang, J., Kang, Sh., Zhang, J., 2007. Benefits of alternate partial root-zone irrigation on growth, water and nitrogen use efficiencies modified by fertilization and soil water status in maize. Plant and Soil, 295, 279-291.
  4. Martin, J.H., Leonard, W. H. and Stamp, D.C. (1976). Principles of field crops roduction,3rd edition. Macmillan, New York.
  5. Marais, J. N. and Wiersma, D. (1975). Phosphorous uptake by soybean as influence by moisture stress in the fertilized zone. Agronomy Journal, 67, 777 – 781.
  6. Martre P, Morillon R, Barrieu F, North GB, Nobel PS, Chrispeels MJ. 2002. Plasma membrane aquaporins play a significant role during recovery from water deficit. Plant Physiology. 130, 2101–2110.
  7. North GB, Nobel PS. 1991. Changes in hydraulic conductivity and anatomy caused by drying and rewetting roots of Agave deserti (Agavaceae). American Journal of Botany. 78, 906–915.
  8. Oliver, S. and Barber, S. A. 1966. An evaluation of the mechanisms governing the supply of Ca and Na to soybean roots. Soil Science Society of America. 30, 82 –84.
  9. Ponie, S., Tagliavini, M., Neri, D., Scudellari, D., Toselli, M., 1992. Influence of root pruning and water stress on growth and physiological factors of potted apple, grape, peach and pear trees. Scientia Horticulture. 52, 223–226.
  10. Sepaskhah, A.R., Ahmadi, S.H., 2010. A review on partial root-zone drying irrigation. International Journal of Plant Production. 4 (4), 241-258.
  11. Stevenson, C. A. and Laidlaw. A. S., (1985). “The effect of moisture stress on stolon and adventitious root development in white clover (Trifolium repens L.). Plant Soil. 85, 254-249.
  12. Sepaskhah, A.R., Kamgar-Haghighi, A.A., 1997. Water use and yields of sugarbeet grown under every-other furrow irrigation with different irrigation intervals. Agricultural water management. 34, 71-79.
  13. Shahnazari, A., Liu, F., Andersen, M.N., Jacobsen, S.E., Jensen, C.R., 2007. Effects of partial root-zone drying on yield, tuber size and water use efficiency in potato under field conditions. Field Crops Research. 100, 117–124.
  14. Wright, G. C. and Smith, C. J. (1987). Soybeans root Distribution under wet soil culture on a red –brown earth. Plant and Soil Journal. 103, 129 – 133.
  15. William, D. (1998). Role of water stress in yield variability. Integrated Crop Management. Lowa State University.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار