Determination of Water-Salinity-Yield Production Function for Spinach Plant

Document Type : Research Paper

Authors

1 Assistant Prof. Water and Science Engineering- Kashmar Higher Education Institute

2 Deputy Director, Department, Kashmar Higher Education Institute, Kashmar, Iran.

Abstract

Due to the quantitative and qualitative decline of groundwater resources, it is essential to optimize the water use in agriculture. One of the methods to optimize water use in agriculture, especially in arid and semi-arid regions, is to use yield-water-salinity functions. Therefore, this study was performed for prediction of spinach yield and yield components and determination of optimal production function under salinity and water stress conditions in Kashmar region, Iran. A factorial experiment was performed in a completely randomized block design with four replications including three salinity levels (i.e. S1= 0.75, S2=4, S3= 8 dS/m) and three levels of irrigation (including full irrigation (100% of water requirement)) = I1, I2=75% I1, and I3= 50% I1). Yield and yield components data of spinach (including leaf area, plant height, stem height, root length, plant dry weight, and root dry weight) were fitted to different production functions including simple linear, Cobb-Douglas, quadratic, and transient models. Optimal production function of spinach was determined after determining the coefficients of different functions. To evaluate different functions, the statistical indices of normalized mean square error, mean absolute error, modeling efficiency, agreement index and explanation coefficient were used. The results showed that the coefficient of determination (R2) for estimation of the biomass weight by quadratic, transcendental, simple linear, and Cobb-Douglas functions were 0.938, 0.890, 0.888 and 0.867, respectively. Most of the values of normalized mean square error and mean absolute error belonged to the simple linear functions and Cobb- Douglas. According to the results of this research, the quadratic production function is recommended as the optimal production function for yield and yield components of spinach.
 

Keywords

References

  1. بی­نام. 1397. سیمای آب استان خراسان رضوی. شرکت آب منطقه­ای خراسان رضوی، معاونت برنامه­ریزی، دفتر برنامه­ریزی و بررسی­های اقتصادی، گروه آمار، 29 صفحه.
  2. پیری، ح.، انصاری، ح و م. پارسا. 1397. تعیین تابع تولید آب- شوری- عملکرد با در نظر گرفتن زمان برداشت علوفه و ارزیابی شاخص­های تولید در ذرت خوشه­ای. مجله­ی مهندسی منابع آب. 11: 26- 15.
  3. پوزشیرازی، م و م. رخشنده رو. 1387. بررسی اثرات رژیم آبیاری، تراکم بوته و روش کشت بر عملکرد گیاه اسفناج (Spinacia Oleracea L.). (مطالعه موردی: استان بوشهر). مجله آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی). 22 (2): 198- 187.
  4. توکلی، ح.، توکلی، ن.، کلانتر احمدی، س. ا و ا. یوسفی کردلر. 1394. تأثیر آرایش کشت بر کارایی استفاده از تشعشع در چند رقم آفتابگردان. مجله پژوهش در اکوسیستم­های زراعی. 2 (3): 21- 13.
  5. شیخی، ج و ع. رونقی. 1392. اثر شوری و کاربرد ورمی­کمپوست بر غلظت عناصر غذایی و عملکرد اسفناج (رقم ویروفلی) در یک خاک آهکی. مجله علوم و فنون کشت­های گلخانه­ای. 4 (13): 92- 81.
  6. شیرمحمدی علی اکبر خانی، ز.، انصاری، ح.، علیزاده، ا و م. کافی. 1392. ارزیابی توابع تولید آب- شوری- عملکرد در ذرت علوفه­ای در استان خراسان رضوی. نشریه آبیاری و زهکشی ایران. 4 (7): 543- 535.
  7. صالحی، م.، کافی، م و ع. کیانی. 1395. تعیین بهترین تابع آب- شوری کوشیا در اراضی شمال گلستان. نشریه آب و خاک. 25 (6): 1403- 1395.
  8. علی حوری، م. 1396. تعیین تابع تولید برتر آب- شوری- عملکرد ماده خشک در دوره رشد رویشی خرما. نشریه پژوهش­های حفاظت آب و خاک. 24 (3): 266- 251.
  9. علی حوری، م. 1397. امکان­سنجی مصرف آب­های شور با تعیین تابع تولید شوری آب در کنار گونه Ziziphus Spina-Christi. نشریه علوم و مهندسی آبیاری. 41 (3): 170- 159.
  10. علیزاده. 1383. کیفیت آب در آبیاری، انتشارات آستان قدس رضوی، 96 صفحه.
  11. فعالیان، ا.، انصاری، ح.، کافی، م.، علیزاده، ا و م. مقدسی. 1394. اثر تنش­های همزمان شوری و خشکی بر عملکرد گوجه فرنگی در کشت بدون خاک. نشریه پژوهش آب در کشاورزی. 29 (4): 463- 447.
  12. کیانی، ع. ر.، میرلطیفی، س. م.، همایی، م و ن. م. آبیار. 1382.بررسی اقتصادی تولید گندم در شرایط شوری و کم­آبی. مجله اقتصاد کشاورزی و توسعه. 11 (43 و 44): 180- 165.
  13. کیانی، ع. ر.، میرلطیفی، س. م.، همایی، م و ع. م. چراغی. 1384. تعیین بهترین تابع تولید آب- شوری گندم در منطقه شمال گرگان. مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی. 6 (25): 14- 1.
  14. محمدی، م.، لیاقت، ع و ح. مولوی. 1389. بهینه­سازی مصرف آب و تعیین ضرایب حساسیت گوجه فرنگی در شرایط توأمان تنش شوری و خشکی در منطقه کرج. نشریه آب و خاک. 24 (3): 592- 583.
  15. نادریان­فر، م. 1395. تعیین تابع تولید گیاه ریحان تحت شرایط کم­آبیاری و استفاده از نانو کود. نشریه آبیاری و زهکشی ایران. 3 (10): 376- 365.
  16. نجفی مود، م. ح.، ش، ع و ع. خاشعی سیوکی. 1393. تعیین تابع برتر آب- شوری- اجزای کمی عملکرد ارقام پنبه ورامین و خرداد. مجله تنش­های محیطی در علوم زراعی. 7 (2): 136- 123.
  17. یزدانی، و.، داوری، ک.، قهرمان، ب و م. کافی. 1393. ارزیابی عملکرد کلزا به صورت تابعی از ارتفاع آب آبیاری و شوری در منطقه مشهد. 5 (18): 53- 32.
    1. Bhantana, P., & Lazarovitch, N. (2010). Evapotranspiration, crop coefficient and growth of two young pomegranate (Punica granatum L.) varieties under salt stress. Agricultural water management, 97(5), 715-722.‏
    2. Datta, K. K., Sharma, V. P., & Sharma, D. P. (1998). Estimation of a production function for wheat under saline conditions. Agricultural Water Management, 36(1), 85-94.‏
    3. Ji, J., Cai, H., He, J., & Wang, H. (2014). Performance evaluation of CERES-Wheat model in Guanzhong Plain of Northwest China. Agricultural Water Management, 144, 1-10.
    4. Kiani, A. R., & Abbasi, F. (2009). Assessment of the water–salinity crop production function of wheat using experimental data of the Golestan Province, Iran. Irrigation and Drainage: The journal of the International Commission on Irrigation and Drainage, 58(4), 445-455.‏
    5. Kiani, A. R., & Mirlatifi, S. M. (2012). Effect of different quantities of supplemental irrigation and its salinity on yield and water use of winter wheat (Triticum Aestivum). Irrigation and Drainage, 61(1), 89-98.‏
    6. Letey, J., Dinar, A., & Knapp, K. C. (1985). Crop-Water Production Function Model for Saline Irrigation Waters 1. Soil Science Society of America Journal, 49(4), 1005-1009.‏
    7. Russo, D., & Bakker, D. (1987). Crop-water Production Functions for Sweet Corn and Cotton Irrigated with Saline Waters 1. Soil Science Society of America Journal, 51(6), 1554-1562.‏
    8. Singh, R. B., Chauhan, C. P. S., & Minhas, P. S. (2009). Water production functions of wheat (Triticum aestivum L.) irrigated with saline and alkali waters using double-line source sprinkler system. Agricultural Water Management, 96(5), 736-744.‏
    9. Singh, Y., Rao, S. S., & Regar, P. L. (2010). Deficit irrigation and nitrogen effects on seed cotton yield, water productivity and yield response factor in shallow soils of semi-arid environment. Agricultural Water Management, 97(7), 965-970.‏
    10. Tarkalson, D. D., King, B. A., & Bjorneberg, D. L. (2018). Yield production functions of irrigated sugarbeet in an arid climate. Agricultural water management, 200, 1-9.‏
    11. Ünlü, M., Kanber, R., Koç, D. L., Tekin, S., & Kapur, B. (2011). Effects of deficit irrigation on the yield and yield components of drip irrigated cotton in a mediterranean environment. Agricultural Water Management, 98(4), 597-605.‏
    12. Xin, H., Peiling, Y., Shumei, R., Yunkai, L., Guangyu, J., & Lianhao, L. (2016). Quantitative response of oil sunflower yield to evapotranspiration and soil salinity with saline water irrigation. International Journal of Agricultural and Biological Engineering, 9(2), 63-73.‏
Journal of Water Research in Agriculture
Volume 34, Issue 1
June 2020
Pages 79-91

Files

Share

How to cite

Statistics