تأثیر آبیاری ناقص ریشه بر ویژگی‌های کمی آویشن باغی (Thymus vulgaris L.)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار بخش مهندسی آب، دانشکدة کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

2 مدرس گروه کشاورزی دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

چکیده

 
با توجه به محدودیت منابع آب در شرایط اقلیمی خشک و نیمه‌خشک ایران، کم‌آبیاری یکی از راه‌کارهای استفاده بهینه از آب و افزایش کارایی مصرف آب در بخش کشاورزی است. در این راستا به منظور بررسی اثر کم‌آبیاری بر ویژگی‌های کمی آویشن باغی(Thymus vulgaris L.)، آزمایشی در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در ایستگاه تولید نهال شهرداری کرمان در سال زراعی 1395 اجرا شد. در این تحقیق، پنج تیمار آبیاری شامل آبیاری کامل (100 درصد جبران کمبود رطوبتی خاک)، کم‌آبیاری تنظیم شده و آبیاری ناقص ریشه هر کدام در دو سطح 75 و 55 درصد جبران کمبود رطوبتی خاک تا حد ظرفیت زراعی مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد که بیشترین وزن خشک اندام هوایی گیاه (6/1670 کیلوگرم در هکتار) و شاخص سطح برگ در مراحل مختلف رشد، در تیمار آبیاری کامل بدست آمد که از لحاظ آماری با 75 درصد اعمال شده در آبیاری ناقص تفاوت معنی‌داری نداشت. همچنین، بیشترین تعداد شاخه زایا (4/64) و ارتفاع بوته (4/39 سانتی‌متر) در تیمار آبیاری کامل بدست آمد که از لحاظ آماری با سایر تیمارها تفاوت معنی‌داری داشت. این در حالی است که بیشترین بهره‌وری آب ( 66/0 کیلوگرم بر مترمکعب)، وزن تر ریشه (5/4 گرم)، طول ریشه (8/15 سانتی‌متر) و حجم ریشه (8/2 سانتی‌متر مکعب در هر بوته)، به سطح 75 درصد اعمال شده در آبیاری ناقص ریشه اختصاص یافت که این امر به‌دلیل افزایش ریشه‌های ثانویه در این تیمار نسبت به سایر تیمارها بود. به‌طور کلی با توجه به نتایج بدست آمده می‌توان مطرح نمود که اعمال روش آبیاری ناقص ریشه و تأمین 75 درصد نیاز آبی گیاه، ضمن صرفه‌جویی در مصرف آب، می‌تواند به‎رغم اعمال تنش رطوبتی با توسعه مناسب شاخص سطح برگ و ریشه گیاه، امکان استفاده بهتر از رطوبت خاک و انرژی خورشید در فرآیند فتوسنتز را فرآهم می‌آورد و راهکار مناسبی برای مقابله با بحران آب، برای حرکت به سمت یک کشاورزی پایدار محسوب شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effect of Partial Root Zone Drying on the Quantitative Traits of (Thymus vulgaris L.)

نویسندگان [English]

  • Mohammad Zounemat Kermani 1
  • rasool asadi 2
1 Associate Professor, Department of Water Engineering, University of Shaihd Bahonar Kerman, Iran
2 Research and Technology Institute of Plant Production, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran.
چکیده [English]

 
Considering the limited water resources in arid and semi-arid climate of Iran, deficit irrigation is one of the strategies for efficient use of water and increasing water use efficiency in agricultural districts. In order to study the effects of deficit irrigation on the quantitative traits of Thymus vulgaris L., an experiment was conducted in Kerman Municipality seedling production station in 2016. The experimental treatments were arranged as randomized complete block design with three replications. The irrigation regimes consisted of full irrigation (FI-100), regulated deficit (RDI75% and RDI55%) and partial root zone drying irrigation (PRD75% and PRD55%). The results showed that the highest herbage dry weight (1670.6 kg/ha) and leaf area index in different stages of growth were produced by full irrigation treatment, while no significant difference between this treatment and PRD75 was observed. Also, the highest number of shoots (64.4) and plant height (39.4 cm) were produced by full irrigation treatment and there was significant difference between this treatment and other treatments. However, the highest water use efficiency (0.66 kg/m3), root fresh weight (4.5 g), root depth (15.8 cm) and root volume (2.8 cm3 per plant) appeared in PRD75. Therefore, 75 percent water replacement in partial root zone drying irrigation treatments, in addition to saving water consumption, provides better use of soil moisture and sunlight. Thus, this treatment can be considered as suitable approach to cope with the water crisis and achieve a sustainable agriculture.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Deficit Irrigation
  • Drip irrigation
  • Kerman
  • leaf area index
  • Water use efficiency

مراجع

  1. بی‌نام. 1395. آمارنامه سازمان هواشناسی استان کرمان.
  2. جوزی، م. و زارع‌ابیانه، ح. 1394. شاخص‌های بهره‌وری و کارایی مصرف آب چغندرقند تحت سطوح مختلف آب و کود نیتروژن. نشریه پژوهش‌های حفاظت آب و خاک، 25 (5): 177-133.
  3. خالقی، م.، حسن‌پور، ف.، شاهنظری، ع. و کاراندیش، ف. 1395. تأثیر مدیریت آبیاری ناقص ریشه با کاربرد آب تلفیقی دریا بر بهره‌وری آب و عملکرد گیاه آفتابگردان. مجله تحقیقات آب و خاک ایران، 47 (3): 613-623.
  4. شاهنظری، ع. و رضائیان، م. 1394. تأثیر کم‌آبیاری تنظیم شده و کم‌آبیاری ناقص ریشه بر خصوصیات کمی و کیفی توت‌فرنگی. نشریه آب و خاک، 29 (4): 820-827.
  5. قدمی فیروزآبادی، ع.، رائینی، م.، شاه‌نظری، ع. و زارع‌ابیانه، ح. 1394. تأثیر کم‌آبیاری تنظیم شده و کم‌آبیاری ناقص ریشه بر عملکرد، فلورسانس کلروفیل و پارامترهای رشد آفتابگردان. محله پژوهش آب در کشاورزی، 29 (2): 157-167.
  6. میری، ف.، شاهنظری، ع.، ضیاتباراحمدی، م. و زبردست رستمی، ح. 1393. اثر کم آبیاری تنظیم شده و آبیاری ناقص ریشه بر عملکرد کمی و کیفی میوه پرتقال. نشریه علوم باغبانی، 28 (1): 80-86.
  7. نادری، ن.، فضل‌اولی، ر.، ضیاتباراحمدی، م.، شاهنظری، ع. و خاوری خراسانی، س. 1395. بررسی اثر کم‌آبیاری تنظیم شده و کم‌آبیاری ناقص ریشه بر پارامترهای فیزیولوژیکی و فتوسنتز ذرت علوفه‌ای. نشریه آب و خاک، 30 (2): 432-442.
  8. Ahmadi, S.H., Andersen, M.N., Plauborg, F., Poulsen, R.T., Jensen, C.R., Sepaskhah, A.R. and Hansen, S. 2010. Effects of irrigation strategies and soils on field grown potatoes: Gas exchange and xylem [ABA]. Agricultural Water Management, 97: 1486-1494.
  9. Allen, R.G., Pereir, L.S., Raes, D. and Smith, M. 1998. Crop evapotranspiration guide Lines for computing crop water requirements, Irrigation and Drainage Paper 56. Rome, Italy. p.300.
  10. Al-Ramamneh, E.D.M. 2009. Plant growth strategies of Thymus vulgaris L. in response to population density. Industrial Crops and Products, 30: 389-394.
  11. Asadi, R., Kouhi, N. and Yazdanpanah, N. 2012. Applicability of micro irrigation system on cotton yield and water use efficiency. Food agriculture and environment, 10: 302-306.
  12. Aziz, E., Hendawi, S.T., Din, E. and Omar, E.A. 2008. Effect of soil type and irrigation intervals on plant growth, essential oil yield and constituents of Thymus vulgaris plant. Agricultural and Environment Science,. 4 (4): 443-450.
  13. Colak, Y.B., Yazar, A., Sesveren, S. and Colak, I. 2017. Evaluation of yield and leaf water potantial (LWP) for eggplant under varying irrigation regimes using surface and subsurface drip systems. Scientia Horticulturae. 219: 10-21.
  14. Consoli, S., Stango, F., Vanella, D., Boaga, J., Cassiani, G. and Roccuzzo, G. 2017. Partial root-zone drying irrigation in orange orchards: Effects on water use and crop production characteristics. European Journal of Agronomy, 82: 190-202.
  15. Dapkevicius, A., Van Beek, T.A., Lelyveld, G.P., Veldhuizen, A., Groot, A., Linssen, J.P.H. and Venskutonis, R. 2002. Isolation and structure elucidation of radical scavengers from Thymus vulgaris leaves. Natural Production, 65: 892-896.
  16. Davies, W.J., Bacon, M.A., Thompson, D.S., Sobeih, W. and Rodriguez, L.G. 2000. Regulation of leaf and fruit growth in plants growing in drying soil: Exploitation of the plant’s chemical signaling system and hydraulic architecture to increase the efficiency of water use in agriculture. Journal of Experimental Botany, 51:1617-1626.
  17. Dry, P.R. and Loveys, B.R. 1998. Factors influencing grapevine vigor and the potential for control with partial root zone drying. Australian Journal of Grape and Wine Research, 4: 140-148.
  18. Du, S., Kang, S., Li, F. and Du, T. 2017. Water use efficiency is improved by alternate partial root-zone irrigation of apple in arid northwest China. Agricultural Water Management, 179: 184-192.
  19. Erkossa, T., Stahr, K. and Tabor, G. 2002. Integration of organic and inorganic fertilizers: effect on vegetable productivity. Ethiopian Agricultural Research Organization, Debre Zeit Agricultural Research Centre, Ethiopia, 82: 247- 256.
  20. Gheysari, M., Mirlatif, S.M., Homaee, M., Asadi, M.E. and Hoogenboom, G. 2009. Nitrate Leaching in a Silage Maize Field under Different Irrigation and Nitrogen Fertilizer Rates. Agricultural Water Management, 96 (6): 946-954.
  21. Ghrab, M., Gargouri, K., Bentaher, H., Chartzoulakisc, K., Ayadia, M., Mimound, M.B., Masmoudid, M.M., Mechliad, N.B. and Psarrasc, G. 2013. Water relations and yield of olive tree (cv. Chemlali) in response to partial root-zone drying (PRD) irrigation technique and salinity under arid climate. Agricultural Water Management, 123: 1– 11.
  22. Gigord, L., Lavigne, C., Shykoff, J.A. and Atlan, A. 1999. Evidence for effects of restorer genes on male and female reproductive functions of hermaphrodites in the species T. vulgaris L. Journal of Evolutionary Biology, 12 (3): 596-604.
  23. Karandish, F. 2016. Improved soil-plant water dynamics and economic water use efficiency in a maize field under locally water stress. Agronomy and Soil Science, 62 (9): 1311-1323.
  24. Khazaei, H,R., Nadjafi, F. and Bannayan, M. 2008. Effect of irrigation frequency and planting density on herbage biomass and oil production of thyme (Thymus vulgaris) and hyssop (Hyssopus officinalis). Industrial Crops and Products, 27: 315-321.
  25. Khosh-Khui, M., Ashiri, F. and Sahakhiz, M.J. 2012. Effects of irrigation regimes on antioxidant activity and total phenolic content of thyme (Thymus vulgaris L.). Medicinal & Aromatic Plants, 1: 1-7.
  26. Kusaka, M., Lalusin, A.G. and Fujimura, T. 2005. The maintenance of growth and turgor in pearl millet (Pennisetum glaucum L. Leeke) cultivars with different root structures and osmo-regulation under drought stress. Plant Science, 168: 1-14.
  27. Liang, J., Zhang, J. and Wong MH. 1996. Effects of air-filled soil porosity and aeration on the initiation and growth of secondary roots of maize (Zea mays). Plant and Soil Journal, 186: 245-254.
  28. Limaa, R.S.N., Assis Figueiredoa, F.A.M.M., Martinsa, A.O., Deusa, B.C.S., Ferraza, T.M., Assis Gomesa, M.M., Sousab, E.F., Glennc, D.M. and Campostrini, E. 2015. Partial rootzone drying (PRD) and regulated deficit irrigation (RDI) effects on stomatal conductance, growth, photosynthetic capacity and water-use efficiency of papaya. Scientia Horticulturae, 183: 13–22.
  29. Loveys, B.R., Dry, P.R., Stoll, M. and McCarthy, M.G. 2000. Using plant physiology to improve. The water use efficiency of horticultural crops. Acta Hort, 537, 187–199.
  30. Marjanović, M., Jovanović, Z., Stikić, R. and Radović, B. 2015. The effect of partial root-zone drying on tomato fruit growth. Procedia Environmental Sciences, 29: 87-98.
  31. Nikavar, B., Mogab, F. and Dolat-Abadi, R. 2005. Analysis of the essential oils of two thymus species from Iran. Food Chemistry, 90: 609-611.
  32. Pagter, M., Bragato, C. and Brix, H. 2005. Tolerance and physiological responses of (Phragmites australis) to water deficit. Aquatic Botany Journal, 81: 285-299.
  33. Parvizi, H., Sepaskhah, A.R. and Ahmadi, S.H. 2014. Effect of drip irrigation and fertilizer regimes on fruit yields and water productivity of a pomegranate (Punica granatum (L.) cv. Rabab) orchard. Agricultural Water Management, 146, 45–56.
  34. Pintore, G., Usai, M., Bradesi, P., Juliano, C., Boatto, G., Tomi, F., Chessa, M., Cerri, R. and Casanova, J. 2002. Chemical composition and antimicrobial activity of Rosmarinus officinalis L. oils from Sardinia and Corsica. Flavor and Fragrance Journal, 7: 15–19.
  35. Qadir, M. 2003. Agricultural water management in water starved countries: Challenges and opportunities. Agricultural Water Management, 62: 165-185.
  36. Romero, P., Gil-Munoza, R., Fernández-Fernández, I., Del Amorb, F., Martínez-Cutillasa, A. and García-García, J. 2015. Improvement of yield and grape and wine composition in field-grown monastrell grapevines by partial root zone irrigation, in comparison with regulated deficit irrigation. Agricultural Water Management, 149: 55–73.
  37. Sarker, K.K., Akanda, M.A., Biswas, S.H., Roy, D.K., Khatun, A. and Goftar, M.A. 2016. Field performance of alternate wetting and drying furrow irrigation on tomato crop growth, yield, water use efficiency, quality and profitability. Journal of Integrative Agriculture, 15(10): 2380–2392.
  38. Sepaskhah, A.R. and Ahmadi, S.H. 2010. A review on partial root-zone drying irrigation. International Journal of Plant Production, 4 (4): 241-258.
  39. Shah, F.R., Ahmad, N., Masood, K.R. and Zahid, D.M. 2008. The influence of cadmium and chromium on the biomass production of shisham (Dalbergia sissoo roxb.) seedlings. Pakistan Journal of Botany, 40(4): 1341-1348.
  40. Shahnazari, A., Liu, F., Andersen, M.N., Jacobsen, S.E. and 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.
  41. Sreevalli, Y., Baskaran, K., Chandrashekara, R. and Kuikkarni, R. 2001. Preliminary observations on the effect of irrigation frequency and genotypes on yield and alkaloid concentration in periwinkle. Journal of Medicinal and Aromatic Plant Science, 22: 356-358.
  42. Sun, Y., Holm, P.E. and Liu, F. 2014. Alternate partial root-zone drying irrigation improves fruit quality in tomatoes. Horticultural Science, 41 (4): 185–191.
  43. Topak, R., Acar, B., Uyanoz, R. and Ceyhan, E. 2016. Performance of partial root-zone drip irrigation for sugar beet production in a semi-arid area. Agricultural Water Management, 176: 180-190.
  44. Wang, Z., Liu, F., Kang, S.H. and Jensen, C.R. 2012. Alternate partial root zone drying irrigation improves nitrogen nutrition in maize (Zea mays) leaves. Environmental Experimental Botany, 75: 36-40.
  45. Yazar, A., Gökçel, F. and Sezen, M. 2009. Corn yield response to partial root zone drying and deficit irrigation strategies applied with drip system. Plant Soil Environment, 55: 494-503.
پژوهش آب در کشاورزی
دوره 32، شماره 1
فروردین 1397
صفحه 147-160

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار