نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسنده
بخش تحقیقات خاک و آب، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، مشهد، ایران
چکیده
در راستای مدیریت و ارتقاء بهرهوری مصرف آب در بخش کشاورزی، توجه به ویژگیهای فیزیکی خاک یک اصل محسوب میگردد. بر این اساس مطالعه حاضر با هدف بررسی رابطه مهمترین ویژگیهای فیزیکی خاک با بهرهوری مصرف آب در گیاه ذرت علوفهای، در ایستگاه تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی طرق در استان خراسانرضوی انجام شد. در این مطالعه تعداد 30 کرتبا مساحت 15 مترمربع، با خاکهای متفاوت از نظر بافت و ساختمان، بهعنوان کرتهای آزمایشی انتخاب گردید و کلیه عملیات کاشت، داشت و برداشت به صورت یکنواخت برای کل کرتها انجام شد. گیاه ذرت به صورت دستی کشت شد و آبیاری سطحی با استفاده از تانکر و شمارنده، به انجام رسید و در هر نوبت، آبیاری برای کل کرتها در یک روز و به یک میزان صورت گرفت. پس از تهیه نمونههای خاک از کرتهای آزمایشی و اندازهگیریهای آزمایشگاهی و صحرایی، تعداد 35 ویژگی فیزیکی خاک، تعیین شد. محصول ذرت به صورت دستی در هر کرت برداشت شد و مقادیر میانگین بهرهوری مصرف آب (عملکرد کل زیستتوده هوایی به ازاء واحد آب کاربردی) در دو سال متوالی، ملاک محاسبات آماری قرار گرفت. دادهها با استفاده از روشهای تجزیه مؤلفههای اصلی، ضریب همبستگی پیرسون، رگرسیون خطی چندمتغیره و تجزیه مسیر (علیت) تحلیل شد. نتایج نشان داد که از مجموع 35 ویژگی فیزیکی مطالعه شده، ویژگیهای آب قابل استفاده (ظرفیت مزرعه در مکش 100 سانتیمتر) با ضریب تبیین 54 درصد، انرژی انتگرالی آب قابل استفاده (ظرفیت مزرعه در مکش 330 سانتیمتر) با ضریب تبیین 20 درصد و میانگین قطر خلل و فرج خاک با ضریب تبیین چهار درصد، توانستهاند مجموعاً 78 درصد تغییرات بهرهوری مصرف آب در گیاه ذرت علوفهای را توجیه نمایند. در مجموع میتوان ویژگیهای مقدار و انرژی آب قابل استفاده و قطر خلل و فرج خاک را به عنوان مهمترین ویژگیهای فیزیکی مؤثر بر بهرهوری مصرف آب در گیاه ذرت علوفهای بر شمرد.
کلیدواژهها
عنوان مقاله [English]
Investigation of Rice Actual Evapotranspiration and Crop Coefficients for Shiroudi and Hashemi Cultivars in Sari
نویسنده [English]
- Mehdi Zangiabadi
Soil and Water Research Department, Khorasan-Razavi Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Mashhad, Iran
چکیده [English]
Measuring the actual evapotranspiration of rice is very important for appropriate and optimal water management in the Northern provinces of Iran. The present study aimed to measure the actual evapotranspiration for two Shiroudi and Hashemi cultivars of rice, in paddy fields of Sari Agricultural and Natural Resources University (SANRU). For this propose, six drainage lysimeters were designed and constructed. After cultivating rice inside the lysimeters, the amount of precipitation, irrigation water, and deep percolation were measured in 5-days intervals. Investigation of the lysimeter results showed differences between water requirement and also deep percolation of the two studied cultivars in growth period (seeding to harvest): water requirement was 351 and 397 mm and the deep percolation was 48 and 97 mm, for cultivars Shiroudi and Hashemi, respectively. Also, the crop coefficients were obtained by comparison of the lysimeter’s actual evapotranspiration and 14 indirect methods of reference evapotranspiration estimation. Considering the cultivars and the estimating method, the crop coefficients were in the following ranges: 0.73-1.12 for the initial stage, 0.83-1.41 for the middle stage, and 0.64-1.15 for the final stage. Also, the average estimation Error Percentage (PE) of the resulting crop coefficients compared to the recommended coefficients of FAO-Penman-Monteith method, is 11%, 11% and 8% for Hashemi cultivar and 15%, 23%, and 16% for Shiroudi cultivar, in initial, middle and final stages, respectively; which shows the necessity of determining crop coefficients for each cultivar under local conditions. The coefficients obtained in the current study can be useful to calculate the water requirements of Hashemi and Shiroudi cultivars based on indirect estimation methods for designing water projects and water delivery in the irrigation and drainage networks in the research area.
کلیدواژهها [English]
- Rice water requirement
- Reference Evapotranspiration
- Lysimeter
- Paddy field
- شهبازی، ک. و بشارتی، ح. 1392. بررسی اجمالی وضعیت حاصلخیزی خاکهای کشاورزی ایران. نشریه مدیریت اراضی، جلد 1، شماره 1، صفحههای 1 تا 15.
- صاحبجمع، ع.ا. 1381. مطالعات تفصیلی دقیق خاکشناسی و طبقهبندی اراضی ایستگاه تحقیقات کشاورزی طرق- استان خراسان رضوی. گزارش نهایی. نشریه شماره 1146. مؤسسه تحقیقات خاک و آب.
- زنگیآبادی، م.، گرجی اناری، م.، شرفا، م.، خاوری خراسانی، س. و سعادت، س. 1395. رابطه شاخص گنجایش انتگرالی آب با برخی ویژگیهای فیزیکی خاک در استان خراسان رضوی. نشریه آب و خاک، جلد 30، شماره 4، صفحههای 1192 تا 1201.
- زنگیآبادی، م.، گرجی اناری، م.، شرفا، م.، کشاورز، پ. و سعادت، س. 1396. ارتباط انرژی انتگرالی آب در دامنههای مختلف رطوبتی با شاخص S در خاکهای با بافت متوسط و سبک. نشریه آب و خاک، جلد 31، شماره 2، صفحههای 386 تا 398.
- زنگیآبادی، م.، گرجی اناری، م.، غالبی، س. و رمضانیمقدم، م.ر. 1396. تأثیر توزیع اندازه تخلخل خاک بر میزان انرژی انتگرالی آب در دامنههای مختلف رطوبتی. نشریه پژوهشهای خاک، جلد 31، شماره 3، صفحههای 463 تا 472.
- عباسی، ف.، عباسی، ن. و توکلی، ع.ر. 1396. بهرهوری آب در بخش کشاورزی؛ چالشها و چشماندازها. نشریه آب و توسعه پایدار، جلد 4، شماره 1، صفحههای 141 تا 144.
- ناصری، ا.، عباسی، ف. و اکبری، م. 1396. برآورد آب مصرفی در بخش کشاورزی به روش بیلان آب. مجله تحقیقات مهندسی سازههای آبیاری و زهکشی، جلد 18، شماره 68، صفحههای 17 تا 32.
- Aparicio, V. and Costa, J.L. 2007. Soil quality indicators under continuous cropping systems in the Argentinean Pampas. Soil & Tillage Research, 96: 155–165.
- Asgarzadeh, H., Mosaddeghi, M.R., Mahboubi, A.A., Nosrati, A. and Dexter, A.R. 2010. Soil water availability for plants as quantified by conventional available water, least limiting water range and integral water capacity. Plant and Soil, 335: 229–244.
- Asgarzadeh, H., Mosaddeghi, M.R., Mahboubi, A.A., Nosrati, A. and Dexter, A.R. 2011. Integral energy of conventional available water, least limiting water range and integral water capacity for better characterization of water availability and soil physical quality. Geoderma, 166: 34– 42.
- Betz, C.L., Allmaras, R.R., Copeland, S.M. and Randall, G.W. 1998. Least limiting water range: traffic and long term tillage influences in a Webster soil. Soil Science Society of America Journal, 62: 1384–1393.
- Da Silva, A.P., Kay, B.D. and Perfect, E. 1994. Characterization of the least limiting water range of soils. Soil Science Society of America Journal, 58: 1775–1781.
- Da Silva, A.P. and Kay, B.D. 1996. The sensitivity of shoot growth of corn to the least limiting water range of soils. Plant and Soil, 184: 323–329.
- Da Silva, A.P. and Kay B.D. 2004. Linking process capability analysis and least limiting water range for assessing soil physical quality. Soil & Tillage Research, 79: 167–174.
- Groenevelt, P.H., Grant, C.D. and Semetsa, S. 2001. A new procedure to determine soil water availability. Australian Journal of Soil Research, 39: 577–598.
- Hao, X., Ball, B.C., Culley, J.L.B., Carter, M.R. and Parkin, G.W. 2007. Soil density and porosity. In Carter, M.R. and Gregorich, E.G. (eds.) Soil Sampling and Methods of Analysis. Taylor & Francis, Abingdon. 743–759.
- Imaz, M.J., Virto, I., Bescansa, P., Enrique, A., Fernandez-Ugalde, O. and Karlen D.L. 2010. Soil quality indicator response to tillage and residue management on semi-arid Mediterranean cropland. Soil & Tillage Research, 107: 17–25.
- Kroetsch, D. and Wang, C. 2007. Particle size distribution. In Carter, M.R. and Gregorich, E.G. (eds.) Soil Sampling and Methods of Analysis. Taylor & Francis, Abingdon. 713–725.
- Larney, F.J. 2007. Dry-aggregate size distribution. In Carter, M.R. and Gregorich, E.G. (eds.) Soil Sampling and Methods of Analysis. Taylor & Francis, Abingdon. 821–831.
- Letey, J. 1985. Relationship between soil physical properties and crop production. Advances in Soil Science, 1: 277–294.
- Minasny, B. and McBratney, A.B. 2003. Integral energy as a measure of soil–water availability. Plant and Soil, 249: 253–262.
- Moura, E.G., Moura, N.G., Marques, E.S., Pinheiro, K.M., Costa, Sobrinho, J.R.S. and Aguiar, A.C.F. 2009. Evaluating chemical and physical quality indicators for a structurally fragile tropical soil. Soil Use and Management, 25: 368–375.
- Reynolds, W.D., Drury, C.F., Tan, C.S., Fox, C.A. and Yang, X.M. 2009. Use of indicators and pore volume-function characteristics to quantify soil physical quality. Geoderma, 152: 252– 263.
- Reynolds, W.D., Drury, C.F., Yang, X.M., Fox, C.A., Tan, C.S. and Zhang, T.Q. 2007. Land management effects on the near-surface physical quality of a clay loam soil. Soil & Tillage Research, 96: 316–330.
- Reynolds, W.D., Drury, C.F., Yang, X.M. and Tan, C.S. 2008. Optimal soil physical quality inferred through structural regression and parameter interactions. Geoderma, 146: 466–474.
- Reynolds, W.D. and Topp, G.C. 2007. Soil water desorption and imbibition: tension and pressure techniques. In Carter, M.R. and Gregorich, E.G. (eds.) Soil Sampling and Methods of Analysis. Taylor & Francis, Abingdon. 981–997.
- Rezaei, A., Gilkes, R.J. and Andrews, S.S. 2006. A minimum data set for assessing soil quality in rangelands. Geoderma, 136: 229–234.
- Schoenholtz, S.H., Van Miegroet, H. and Burger, J.A. 2000. A review of chemical and physical properties as indicators of forest soil quality: challenges and opportunities. Forest Ecology and Management, 138: 335-356.
- Skjemstad, J.O. and Baldock, J.A. 2007. Total and organic carbon. In Carter, M.R. and Gregorich, E.G. (eds.) Soil Sampling and Methods of Analysis. Taylor & Francis, Abingdon. 225–237.
- Van Genuchten, M.Th. 1980. A closed-form equation for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated soils. Soil Science Society of America Journal, 44: 892–898.