اثر آبیاری قطره‌ای سطحی و زیرسطحی با آب شور و غیرشور بر تغییرات جریان شیره آوندی، هدایت روزنه‌ای و دمای برگ درختان پسته

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه تبریز دانشکده کشاورزی گروه علوم و مهدسی خاک

2 دانشیار موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج- ایران.

3 استاد گروه علوم خاک دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز

4 مسئول آزمایشگاه شیمی خاک موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج- ایران

5 استادیار گروه علوم خاک دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز

چکیده

به­منظور مطالعه اثرات تغییر سامانه­های آبیاری قطره­ای سطحی به زیرسطحی بر پاسخ گیاهی، یک باغ پسته 10 هکتاری از شهرستان شهریار انتخاب و تیمارهای آبیاری شامل قطره­ای سطحی با آب شور (DI)، قطره­ای زیر سطحی با آب شور (SDI) و قطره­ای سطحی با آب غیرشور(A) در آن پیاده شد و پاسخ­های گیاهی اندازه­گیری شد. نتایج بررسی توزیع شوری نشان داد که بیشترین تجمع املاح در دوایر هم مرکز به دور از قطره چکان رخ داده است که در DI عمق 30 تا 50 و فاصله عرضی 70 تا 100 سانتی­متری از درخت، و در SDI لایه سطحی 0 تا 20 و فاصله عرضی 60 تا 80 سانتی­متری از درخت نقاط تجمع املاح بوده است. تمام پاسخ­های گیاهی در تیمار آب غیرشور به طور معنی­داری شرایط مساعدتری را نشان دادند. بر خلاف تیمار A، دمای تاج گیاه و اختلاف آن با دمای اتمسفر بین دو سامانه آبیاری DI و SDIتغییرات معنی­داری را نشان نداد. اما در شاخص تنش آب گیاه (CWSI) با نرمال­سازی دمای تاج گیاهی نسبت به اثرات محیطی، اختلاف بین دو سامانه آبیاری معنی­دار گردید و مقدار آن در SDIکمتر از DI به­دست آمد. هدایت روزنه­ای نیز در SDI به­طور معنی­داری بیش­تر از DI اندازه­گیری شد. بر اساس جریان شیره آوندی، با وجودی که تیمار A به طور معنی­داری بیشترین جریان را داشت، در طول 24 ساعت اختلاف معنی­داری بین دو سامانه آبیاری DIو SDIمشاهده نگردید، اما با میانگین­گیری این شاخص برای طول روز و به­خصوص ساعات اوج تنش اختلاف معنی­دار شد. با توجه به حجم یکسان آب آبیاری در دو تیمار DIو SDI، نتیجه­گیری می­شود که سامانه SDIبا توزیع مناسب شوری، شرایط بهتری را برای جذب آب توسط گیاه فراهم نموده و باعث کاهش تنش رطوبتی به­خصوص در ساعات اوج تعرق می­گردد. هرچند استفاده از سامانه آبیاری قطره­ای زیرسطحی نیازمند مطالعات طولانی مدت می­باشد، اما با توجه به پاسخ­های گیاهی مشاهده شده و همچنین از نقطه نظر توزیع شوری در خاک، استفاده از این سامانه آبیاری برای درختان پسته قابل توصیه است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effects of Surface and Subsurface Drip Irrigation Systems with Saline and Non-Saline Water on Sap Flow, Stomata Conductance and Canopy Temperature of Pistachio Trees

نویسندگان [English]

  • ali ataee 1
  • Mehdi Akbari 2
  • Mohammadreza Neyshabouri 3
  • zahra ghaffari 4
  • Davood Zarehaghi 5
1 department of soil science, faculty of agriculture, Tabriz university, Iran.
4 Agricultural Engineering Research Institute(AERI), Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran.
چکیده [English]

To investigate the effects of substituting surface drip irrigation (DI) by subsurface drip-irrigation systems (SDI) on plant responses, a10 ha pistachio orchard with DI system located in Shahriar, Tehran province, was selected. Irrigation treatments including DI and SDI with saline water and DI with non-saline water (A) were established and plant responses were measured. The salinity distribution results showed that, in DI, at depth of 30-50 cm and distance of 70-100 cm, salts were accumulated. In SDI, salt accumulation was observed in surface layer and in distance of 60-80 cm from the tree. Based on all plant response indicators, treatment A showed significantly more favorable conditions. Unlike treatment A, there was no significant difference in the “canopy temperature” and “canopy–air temperature difference” between DI and SDI. By normalization of environmental-effects on foliage temperature, crop water stress index (CWSI) showed significant differences between DI and SDI treatments. Also, stomata conductance in SDI was significantly greater than DI. Additionally, treatment A had significantly the highest sap flow (SF). Based on SF measurement in 24 hour, there were no significant differences between DI and SDI irrigation systems, but the mean of this index for daylight time and midday, showed significant differences. With equal depth of irrigation water applied to DI and SDI and more favorable salinity distribution in root zone of SDI, this treatment leads to less water and salinity stress. Although the use of subsurface drip irrigation system requires long-term studies, but in view of the observed plant responses and in terms of soil salinity distribution, it is recommended to use SDI in pistachio trees.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Crop water stress index
  • Plant response
  • Saline water
  • Salinity distribution
  • Water and salinity stress

مراجع

  1. حاج محمدنیا قالی باف، ک. و سلاح ورزی، ی. 1391. پاسخ های فیزیولوژیک گیاه کالارگراس (Leptochloa fesca L. kunth) به تنش های ترکیبی خشکی و شوری در شرایط کنترل شده. تنش های محیطی در علوم زراعی. جلد 4. شماره 2. صفحات 105-115.
  2. حکم آبادی، ح. 1392. بررسی برخی عوامل موثر در پوکی میوه پسته. ماهنامه تخصصی پسته. شماره 89. سال پنجم. تیرماه 92. صفحه 34.
  3. سعیدی نیا، م.، برومند نسب، س.، هوشمند، ع.، سلطانی محمدی، ا. و اندرزیان، ب. 1395. قابلیت کاربرد شاخص CWSIبرای برنامه­ریزی آبیاری ذرت با آب شور در اهواز. نشریه دانش آب و خاک. جلد 26. شماره 1. صفحات 173-185.
  4. سیفی، ا.، میرلطفی، س.م.، دهقانی سانیج، ح.، ترابی، م. 1393 الف. تأثیر دور آبیاری بر توزیع رطوبت و شوری در باغهای پسته تحت شرایط آبیاری قطره­ای زیرسطحی (مطالعه موردی: شهرستان سیرجان استان کرمان). آبیاری و زهکشی ایران. جلد 8. شماره 4. صفحات 786-799.
  5. سیفی، ا.، میرلطفی، س.م.، دهقانی سانیج، ح.، ترابی، م. 1393 ب. تعیین شاخص تنش آب برای درختان پسته تحت روش آبیاری قطره­ای زیرسطحی با استفاده از اختلاف دمای تاج گیاه و هوا. مدیریت آب و آبیاری. دوره 4. شماره 1. صفحات 123-136.
  6. صداقتی، ن.، حسینی­فرد، س.ج. و محمدی­محمدآبادی، ا. 1391. مقایسه اثرات دو سیستم آبیاری قطره­ای سطحی و زیرسطحی بر رشد و عملکرد درختان بارور پسته. نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی). جلد 26. شماره 3. صفحات 575-585.
  7. گنجی­خرم­دل، ن. و کیخایی، ف. 1395. مقایسه تغییرات رشد و عملکرد محصول درختان بارور پسته در گذار از آبیاری سطحی به آبیاری قطره­ای در ساوه. نشریه پژوهش آب در کشاورزی. جلد 30. شماره 1. صفحات 39-49.
  8. موسی نژاد، م.، نقوی، ه. و شیرخانی، ن. 1394. نقش عناصر غذایی دربازدهی باغات پسته. مرکز تحقیقات کشاورزی استان کرمان.
  9. میلانی، ا.ع.، نیشابوری، م.ر. 1394. ارزیابی شاخص­های LLWR و IWC در سطوح مختلف شوری خاک با استفاده از سرعت صعود شیره آوندی در درخت بادام. رساله دکتری، دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز. 241 صفحه.
    1. Aboukila, E.F. and Norton, J.B. 2017. Estimation of saturated soil paste salinity from soil water extracts. Soil Science. 182: 107-113.
    2. Ayars, J., Phene, C., Hutmacher, R., Davis, K., Schoneman, R., Vail, S. and Mead, R. 1999. Subsurface drip irrigation of row crops: a review of 15 years of research at the Water Management Research Laboratory. Agricultural Water Management. 42(1): 1-27.
    3. Batchelor, C., Lovell, C. and Murata, M.  1996. Simple microirrigation techniques for improving irrigation efficiency on vegetable gardens. Agricultural Water Management. 32: 37-48.
    4. Beets, W. 2009. Detecting and monitoring vegetation water stress using remote sensing tools in Saratov region, Russia. MSc Thesis, Moscow State University of Environmental Engineering.
    5. Brar, G., Kar, S. and Singh, N.T. 1990. Photosynthetic response of wheat to soil water deficits. Journal of Agronomy and Crop Science. 164: 343-348.
    6. Braud, H.J., Adams, A., Brown, R. and Schmitz, F. 1965. Subirrigation: a new look at an old method. Louisiana. Agriculture. 8: 6-7.
    7. Camp, C. 1998. Subsurface drip irrigation: a review. Transactions of the ASAE: 41(5): 1353.
    8. Chen, W., Jin, M., Ferré, T.P., Liu, Y., Xian, Y., Shan, T. and Ping, X. 2018. Spatial distribution of soil moisture, soil salinity, and root density beneath a cotton field under mulched drip irrigation with brackish and fresh water. Field Crops Research. 215: 207-221.
    9. Cowan, I. R. 1977. Stomatal behavior and environment. Advances in Botanical Research 4: 117–228.
    10. Esmaeilpour, A., Van Labeke, M.-C., Samson, R. and Van Damme, P. 2015. Osmotic stress affects physiological responses and growth characteristics of three pistachio cultivars. Acta Physiologiae Plantarum. 37(6): 123.
    11. Flexas, J., and Medrano, H. 2002. Drought-inhibition of photosynthesis in C3- plants: stomatal and nonstomatal limitation revisited. Annals of Botany. 183: 183-189
    12. Fuentes, S., Mahadevan, M., Bonada, M., Skewes, M.A. and Cox, J.W. 2013. Night-time sap flow is parabolically linked to midday water potential for field-grown almond trees. Irrigation Science. 31(6): 1265–1276.
    13. Hanson, B. and May, D. 2004. Effect of subsurface drip irrigation on processing tomato yield, water table depth, soil salinity, and profitability. Agricultural Water Management. 68: 1-17.
    14. Idso, S.B., Jackson, R.D., Pinter, J.R., Reginato, R.J. and Hatfield, J.L. 1981. Normalizing the stress-degree-day parameter for environmental variability. Agricultural Meteorology. 24: 45–55.
    15. Kandelous, M.M. and J. Šimůnek. 2010. Numerical simulations of water movement in a subsurface drip irrigation system under field and laboratory conditions using HYDRUS-2D. Agricultural Water Management. 97: 1070-1076.
    16. Karlberg, L. and de Vries, F.W.P. 2004. Exploring potentials and constraints of low-cost drip irrigation with saline water in sub-Saharan Africa. Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C 29: 1035-1042.
    17. Khorsandi, F. and Yazdi , F.A.. 2011. Estimation of saturated paste extracts’ electrical conductivity from 1: 5 soil/water suspension and gypsum. Communications in Soil Science and Plant Analysis. 42: 315-321.
    18. Klute, A. 1986. Hydraulic conductivity and diffusivity: Laboratory methods. In: Klute, A. (ed.), Methods of soil analysis: part 1: Physical and mineralogical methods. Agronomy monograph vol 9, 2nd edn. American Society of Agronomy. Madison, Wisconsin. p. 687–732.
    19. Knudsen, D. and Peterson, G.A. 1982. Lithium, sodium, and potassium. In: A.L. Page, R.H. Miller, and D.R. Keeney (eds.), Methods of Soil Analysis part 2, 2nd ed., Chemical and microbiological properties. Agronomy Monograph 9, American Society of Agronomy, Madison, WI. Pp. 225–246.
    20. Gee, G.W. and Bauder, J.W. 1986. Particle-size analysis. In: Klute, A. (Ed.), Methods of Soil Analysis, Part 1 – Physical and Mineralogical Methods. Lewis Publishers. Madison, WI. pp. 383–411.
    21. Granier, A., 1985. A new method of sap flow measurement in tree stems. Annales des Sciences Forestieres (France).
    22. López-Bernal A., Alcántara E., Testi L., and Villalobos F.J. 2010. Spatial sap flow and xylem anatomical characteristics in olive trees under different irrigation regimes. Tree Physiology 30: 1536–1544.
    23. Lu, P., Urban, L. and Zhao, P. 2004. Granier's thermal dissipation probe (TDP) method for measuring sap flow in trees: theory and practice. Acta Botanica Sinica-english edition. 46(6): 631-646.
    24. Nelson, D.W. and Sommers, L.E. 1996. Total carbon, organic carbon and organic matter. In: D.L. Sparks, A.L. Page, P.A. Helmke, R.H. Loeppert, P.N. Soltanpour, M.A. Tabatabaei, C.T. Johnson and M.E. Sumner (eds.). Methods of Soil Analysis. Part 3, Chemical Methods. Soil Science Society of America Book Serie 5. SSSA, Madison, WI, USA. pp. 967-1010.
    25. Nelson, R.E. 1982. Carbonate and Gypsum. In: A.L. Page, R.H. Miller, and D.R. Keeney (eds.) Methods of Soil Analysis part 2, 2nd ed., Chemical and microbiological properties. Agronomy Monograph 9, American Society of Agronomy, Madison, WI. Pp. 181–197.
    26. Olsen, S.R., and Sommers L.E. 1982. Phosphorus. In: A.L. Page, R.H. Miller, and D.R. Keeney (eds.) Methods of Soil Analysis part 2, 2nd ed., Chemical and microbiological properties. Agronomy Monograph 9, American Society of Agronomy, Madison, WI. Pp. 403–430.
    27. Oren, R., Philips, N., Ewers, B.E., Pataki, D.E. and Megonigal, J.P. 1999. Sap-flux scaled transpiration reponses to light, vapour pressure deficit, and leaf area reductionin a flooded Taxodium distichum forest. Tree Physiol. 19: 337–347.
    28. Remorini, D. and Massai, R. 2003. Comparison of water status indicators for young peach trees. Irrigation Science. 22: 39–46.
    29. Roy, S. and Ophori, D. 2014. Estimation of crop water stress index in almond orchards using thermal aerial imagery. Journal of Spatial Hydrology. 12(1): 29-43.
    30. Sanden, B.  2016. Water use of pistachio and salinity effects. Crop Water Stress Conference, CSU Fresno Center for Irrigation Technology.  February 23, 2016.
    31. Sanden, B. L., Ferguson, L., Reyes, H. C. and Grattan, S. R. 2004. Effect of salinity on evapotranspiration and yield of San Joaquin Valley pistachios. Acta Horticulturae. 664: 583–589.
    32. Selim, T., Berndtsson, R. and Persson, M. 2013. Simulation of soil water and salinity distribution under surface drip irrigation. Irrigation and Drainage. 62: 352-362.
    33. Singh, J. and Patal, A. 1996. Water statues, gaseous exchange, proline accumulation and yeild of wheat in response to water stress. Annals of Biology (Ludhiana). 12: 77-81.
    34. Sparks, D.L., Page, A.L., Helmke, P.A., Loeppert, R.H., Soltanpour, P.N., Tabatabai, M.A., Johnston, C.T. and Summer, M.E. 1996. Methods of soil analysis. Part 3 chemical methods. Soil Science Society of America Inc, Madison.
    35. Testi, L., Goldhamer, D., Iniesta, F. and Salinas, M. 2008. Crop water stress index is a sensitive water stress indicator in pistachio trees. Irrigation Science. 26: 395-405.
    36. Tognetti, R., dĭAndria, R., Morelli, G., Calandrelli, D. and Fragnito, F. 2004. Irrigation effects on daily and seasonal variations of trunk sap flow and leaf water relations in olive trees. Plant and Soil. 263: 249–264.
    37. Tuzet, A., Perrier, A. and Leuning, R. 2003. A coupled model of stomatal conductance, photosynthesis and transpiration. Plant, Cell and Environment 26(7): 1097–1116.
    38. Zhao, G.Q., Ma, B.L. and Ren, C.Z. 2007. Growth, gas exchange, chlorophyll fluorescence, and ion content of naked oat in response to salinity. Crop Science. 47: 123-131.
پژوهش آب در کشاورزی
دوره 33، شماره 4
دی 1398
صفحه 583-599

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار