Wheat Water Productivity Analysis under Different Irrigation Management Practices in Some Regions of Iran

Document Type : Research Paper

Authors

AREO

Abstract

Recently, the main challenge of agricultural sector is improvement of crop water productivity (CWP). In Iran, unfortunately up to now, determination and analysis of water productivity indicators in agricultural sector has not been considered seriously, which has led to the uncertainty of proper water consumption in agriculture. This study was aimed to evaluate wheat water productivity under different irrigation managements in Iran and determine the suitable irrigation depth for wheat in situation of water resource limitations. Based on the experiments conducted in eight research stations located in different regions of the country during 1998-2012 for wheat, it was found that the range of CWP was 0.3-1.5 kg m-3 which was wider than that reported earlier by the FAO, i.e. 0.8-1.0 kg m-3. Nevertheless, it is in the range proposed by Zwart and Bastiaanssen in 13 countries from five different continents. The wide ranges of CWP indicate tremendous opportunities for increasing the agricultural productions with less water. The maximum measured wheat water productivity (CWPI) for irrigation water alone and for irrigation+ effective rainfall (CWPI+Re) was 2.1 and 1.5 kg m-3, respectively, in Karaj region, where drip irrigation and deficit irrigation management were applied. Also, the minimum measured wheat CWPI and CWPI+Re was observed in Kerman region under surface irrigation. The maximum measured wheat CWPI and CWPI+Re in Mashhad region was 1.9 and 1.5 kg m-3, respectively, under deficit irrigation management. The results showed that wheat CWPI and CWPI+Re of 1.6 and 1.1 kg m-3 could be considered as the optimum levels in cropping system of Mashhad region. The depths of irrigation water alone and total applied water (irrigation +effective rainfall) for optimum level of wheat CWP under deficit irrigation management were 300 and 420 mm, respectively.

Keywords

References

  1. احسانی، م. و ه. خالدی. 1382. بهره­وری آب کشاورزی. کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران. 115ص.
  2. افشار، ه.، ا. اسلامی و ا. دهقانیان. 1387. کاهش مصرف آب و افزایش کارایی مصرف آب گندم با روش آبیاری شیاری یک در میان. گزارش پژوهشی شماره 602، مؤسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی.
  3. اکبری، م. و گ. نجفیان. 1388. تعیین کارایی مصرف آب در لاین­های امیدبخش گندم نان متحمل به خشکی آخر فصل با کاربرد روش آبیاری قطره­ای. گزارش پژوهشی شماره 625، مؤسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی
  4. باغانی، ج. و م. قدسی. 1383. اثر رژیم­های مختلف آبیاری بر ارقام گندم. مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی. جلد 5، شماره 19: 14-1.
  5. باغانی، ج.، هاشمی، ح. و قدسی، م. 1382. بررسی اثرات کم آبیاری روی خصوصیات کمی و کیفی گندم و تعیین تابع تولید در روش آبیاری بارانی. گزارش پژوهشی شماره 290، مؤسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی.
  6. بی­نام. 1388. نتایج طرح آمارگیری نمونه­ای گندم و جو سال زراعی 1388-1387. دفتر آمار و فناوری اطلاعات وزارت جهاد کشاورزی.
  7. بی­نام. 1391. آمار تولید گندم در ایران. دفتر محصولات اساسی غلات، حبوبات و نباتات علوفه­ای وزارت جهاد کشاورزی.
  8. ترک­نژاد، ا.، آقایی سربزه، م.، جعفری، ح.، شیروانی، ع.ر.، روئین­تن، ر.، نعمتی، ع. و شهبازی، خ. 1385. ارزیابی فنی و اقتصادی روش آبیاری قطره‌ای در گندم و مقایسه آن با روش آبیاری سطحی، مجله پژوهش و سازندگی در زراعت و باغبانی. شماره 72 :36-44.
  9. توکلی، ع.ر.، ع.م. لیاقت، ا. علیزاده، ذ. اویس و م. پارسی­نژاد. 1389. بهبود بهره­وری آب با بکارگیری مدیریت تلفیقی آبیاری محدود و عملیات زراعی برتر در زراعت گندم دیم. رساله دکتری گروه مهندسی آبیاری و آبادانی دانشکده آب و خاک پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران.
  10. جلینی، م. 1388. بررسی کم آبیاری با استفاده از روش آبیاری بارانی از نظر مقادیر کاهش مصرف آب و تعیین زمان کاهش آب آبیاری در طول مراحل مختلف رشد گندم. گزارش پژوهشی شماره 674، مؤسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی.
  11. دهقانیان، ا. 1388. تعیین پتانسیل کارآیی مصرف آب ارقام گندم در روش­های مختلف آبیاری (بارانی، قطره­ای و سطحی) در شرایط اقلیمی مختلف کشور. گزارش پژوهشی شماره 673، مؤسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی.
  12. زارعی، ق. و ح.ر. سالمی. 1388. تاثیر سیستم آبیاری بارانی بر بهینه­سازی کودآبیاری نیتروژن و تراکم بذر در ارقام مختلف گندم. گزارش پژوهشی شماره 624، مؤسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی.
  13. سالمی، ح.ر. 1384. بررسی اثرات کم آبیاری بر عملکرد دانه، اجزای عملکرد و خصوصیات کیفی ارقام جدید گندم. گزارش پژوهشی شماره 397، مؤسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی.
  14. سیاهپوش، م.ر. و ا. دهقانیان. 1384. ارزیابی بازدهی مصرف آب و اجزاء آن بعنوان معیارهای انتخاب در تولید ارقام متحمل به خشکی در برنامه­های اصلاحی گندم. گزارش پژوهشی شماره 455، مؤسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی.
  15. صدرقاین، ح. و زارع فیض­آبادی، ا. 1381. بررسی مقاومت به خشکی لاین­ها و ارقام گندم مناطق سرد کشور. گزارش پژوهشی شماره 271، مؤسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی.
  16. طایفه­رضایی، ح. و عیوضی، ع. 1382. کارایی مصرف آب در ارقام گندم، گزارش پژوهشی شماره 264، مؤسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی.
  17. عربی­یزدی، ا.، علیزاده، ا. و محمدیان، ف. 1388. بررسی ردپای اکولوژیک آب در بخش کشاورزی ایران. نشریه آب و خاک (علوم کشاورزی و صنایع غذائی) دانشگاه فردوسی مشهد. 23. 4: 15-1.
  18. عزیزی­زهان، ع.ا.، شهابی­فر، م.، ابراهیمی­پاک، ن.ع.، رضوی ر.، غالبی، س.، سرایی­تبریزی، م.، طلوعی، ر. و پیری، ر. 1393. ارزیابی کارایی مصرف آب گندم در ایران و جهان. اولین همایش ملی مدیریت خاک و آب در تولید گندم. موسسه تحقیقات خاک و آب.
  19. علیزاده، ح.ع.، ب. نظری، م. پارسی نژاد، ه. رمضانی­اعتدالی و ح.ر. جانباز. 1389. ارزیابی مدل AquaCrop در مدیریت کم آبیاری گندم در منطقه کرج. نشریه آبیاری و زهکشی ایران. شماره 2، جلد 4، 283-273.
  20. عنابی­میلانی، ا. و ص.ع. زمانی. 1393. تاثیر روش­های برنامه­ریزی آبیاری بر عملکرد و کارآئی مصرف آب گندم. نشریه پژوهش آب در کشاورزی، جلد 28، شماره 3، 502-489.
  21. کشاورز، ع. و ح. دهقانی­سانیج. 1391. شاخص بهره­وری آب و راهکار آتیه کشاورزی. فصلنامه راهبرد اقتصادی، سال اول، شماره اول، 233-199.
  22. کیخایی، ف. 1388. مقایسه کارایی مصرف آب و عملکرد در دو روش آبیاری شیاری و کرتی در مزارع گندم سیستان. گزارش پژوهشی شماره 681، مؤسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی.
  23. معیری، م. 1390الف. تعیین کارایی مصرف آب و ارزیابی فاکتورهای موثر در کارایی مصرف آب آبیاری گندم و ذرت در سایت انتخابی جنوب حوزه کرخه (دشت سرخه). گزارش پژوهشی شماره 824، مؤسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی.
  24. معیری، م. 1390ب. تعیین حد بهینه بذر مصرفی و کارایی مصرف آب آبیاری در روش­های مختلف آبیاری سطحی (فاروئی، شیاری و نواری) گندم. گزارش پژوهشی شماره 860، مؤسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی.
  25. مهرور، م. و ن. عباسی. 1382. بررسی اثرات تنش آبی بر خواص فیزیولوژیک ارقام امیدبخش گندم نان، گزارش پژوهشی شماره 350، مؤسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی.
  1. Allen R.G., Pereira L.S., Raes D. and Smith M. 1998. Crop Evapotranspiration: Guidelines for computing crop water requirements. Irrigation and Drainage Paper No. 56. FAO, Rome, 300pp.
  2. Ali, M.H., M.R. Hoque, A.A. Hassan and A. Khair. 2007. Effects of deficit irrigation on yield, water productivity and economic returns of wheat. Agric. Water Manage. 92:151–161.
  3. Chukalla, A.D., Krol, M.S. and Hoekstra A.Y. 2015. Green and blue water footprint reduction in irrigated agriculture: Effect of irrigation techniques, irrigation strategies and mulching. Hydrol. Earth Syst. Sci. 19:4877–4891.
  4. De Wit, C.T. 1958. Transpiration and crop yields. Verslag. Landbouwk. Onderz. 64.6. Inst. of Biol. and Chem. Res. on Field Crops and Herbage. Wageningen, the Netherlands, pp. 1–88.
  5. Dehghanisanij H., Oweis T. and Qureshi A.S. 2006. Agricultural water use and management in arid and semi-arid areas: Current situation and measures for improvement. Annals of Arid Zone. 45(3-4):355-378.
  6. Doorenbos, J. and Kassam A.H. 1979. Yield response to water. FAO Irrigation and Drainage Paper No. 33. Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome, Italy
  7. English, M.J. and Nakamura B.C. 1989. Effects of deficit irrigation and irrigation frequency on wheat yields. Journal of American Society of Civil Engineering 115(IR2):172–184.
  8. Feng-Min L., Yan X., Feng-Rui L. and An-Hong G. 2001. Effects of different water supply regimes on water use and yield performance of spring wheat in a simulated semiarid environment. Agric. Water Manage. 47(1):25-35.
  9. Kijne, J.W., Tuong T.P., Bennett J., Bouman B. and Oweis T. 2003. Ensuring food security via improvement in crop water productivity. In: Challenge Program on Water and Food: Background Papers to the Full Proposal. The Challenge Program on Water and Food Consortium, Colombo, Sri Lanka.
  10. Heydari, N. 2014. Water productivity in agriculture: Challenges in concepts, terms and values. Irrigation and Drainage 63(1): 22–28.
  11. Molden, D. 1997. Accounting for water use and productivity. SWIM Paper 1. International Irrigation Management Institute, Colombo, Sri Lanka. 16 pp.
  12. Molden, D., Oweis T., Steduto P., Bindraban P., Munir A., Hanjra M.A. and Kijne J. 2010. Improving agricultural water productivity: Between optimism and caution. Agricultural Water Management 97:528-535.
  13. Oweis, T. and Hachum A. 2003. Improving water productivity in the dry areas of West Asia and North Africa. In: Water productivity in agriculture: Limits and opportunities for improvement. Kijne J.W., Barker R., Molden D. (Eds.). Comprehensive assessment of water management in agriculture series 1. CABI/IWMI, Wallingford/Colombo: 179-198.
  14. Oweis, T. and Hachum A. 2006. Water harvesting and supplemental irrigation for improved water productivity of dry farming systems in West Asia and North Africa. Agric. Water Manage. 80(1-3): 57-73.
  15. Schmidt E. 2001. Water use efficiency: An overview and economic perspective. Agronomists' Association Annual General Meeting, November 2001.
  16. Tavakkoli, A.R. and Oweis, T. 2004. The role of supplemental irrigation and nitrogen in producing bread wheat in the highlands of Iran. Agric. Water Manag. 65:225-236.
  17. Tavakoli, A., A. Liaghat, T. Oweis and A. Alizadeh. 2012. The role of limited irrigation and advanced management on improving water productivity of rainfed wheat at semi-cold region of upper Karkheh River Basin, Iran. International Journal of Agriculture and Crop Sciences. Available online at www.ijagcs.com. IJACS/2012/4-14/939-948.
  18. Viets, F.G. 1962. Fertilizers and the efficient use of water. Adv. Agron. 14:223–264.
  19. Yang, H., L. Wang, K.C. Abbaspour and A.J.B. Zehnder. 2006. Virtual water trade: An assessment of water use efficiency in the international food trade. Hydrology and Earth System Sciences 10:443-454.
  20. Zhang, H. 2003. Improving water productivity through deficit irrigation: Examples from Syria, the North China Plain and Oregon, USA. In: Water productivity in agriculture: Limits and opportunities for improvement. Kijne J.W., Barker R., Molden D. (Eds.). Comprehensive assessment of water management in agriculture series 1. CABI/IWMI, Wallingford/Colombo: 301-309.
  21. Zhang, H. and T. Oweis. 1999. Water-yield relations and optimal irrigation scheduling of wheat in the Mediterranean region. Agric. Water Manage. 38:195-211.
  22. Zhang, H., Wang, X., You, M. and Liu, C. 1999. Water-yield relations and water-use efficiency of winter wheat in the North China Plain. Irrigation Science 19:37–45.
  23. Zhang, X. and D. Pei. 1999. Management of supplemental irrigation of winter wheat for maximum profit. P. 57-65. In C. Kirda, P. Moutonnet, C. Hera and D.R. Nielsen (Eds). Crop yield response to deficit irrigation. Kluwer Academic Publ., Dordrecht, the Netherlands.
  24. Zwart, S.J. and Bastiaanssen, G.M. 2004. Review of measured crop water productivity values for irrigated wheat, rice, cotton and maize. Agric. Water Manage. 69:115-133.
Journal of Water Research in Agriculture
Volume 31, Issue 1
June 2017
Pages 43-57

Files

Share

How to cite

Statistics