Estimation of Crop Coefficients in Different Stages of Growth and Water Requirement of Nigella sativa L. in Arid Region of Birjand, Iran

Document Type : Research Paper

Authors

1 PhD student of irrigation and drainage Engineering, University of Zabol

2 Associated Professor of water engineering Dept. University of Birjand.

3 Assistant Professor, Department of Sciences and Water Engineering, Minab Higher Education Center University of Hormozgan.

Abstract

The necessity of increasing economical productivity of agriculture and the increasing global demand for medicinal plants and considering the low water requirement of these plants have shifted the cropping pattern to their benefit. Water needs of Nigella sativa L., an important medicinal plant, was not known, therefore, we aimed to determine its water needs. (ETc) and crop coefficients (Kc) for different phenological stages in arid conditions of Birjand, in 2018. In order to conduct the research, three weighing lysimeters (with a diameter of 20 cm and a height of 16 cm) were used in three replications. Actual daily evapotranspiration was estimated by water balance in lysimeters and reference evapotranspiration was calculated based on 12 cm grass. The results showed that, in the initial stage, the rate of evapotranspiration was low, in the developmental stage it had an increasing trend, and after stabilization in the middle stage, with the onset of aging in the maturity stage of growth, the rate of evapotranspiration decreased. Actual and reference crop evapotranspiration was obtained as 670 mm and 1439 mm, respectively. The values of crop coefficients in the initial, development, middle, and final stages were obtained as 0.39, 0.53, 0.59, and 0.28, respectively. The general conclusion of the research is that by using the values of crop coefficients and water requirement, it is possible to cultivate this crop with maximum water productivity in the arid region of Birjand.

Keywords

References

  1. بیرامی، ح.، رحیمیان، م. ح. و دهقانی، ف. ۱۳۹۹. برآورد نیاز آبی و ضریب گیاهی دو گونه سالیکورنیا در یزد. نشریه پژوهش آب در کشاورزی. ۳۴(۳): ۴۰۱- ۴۱۵.
  2. پیرمرادیان، ن.، کامکارحقیقی، ع. ا. و سپاسخواه، ع. ر. ۱۳۸۱. ضریب گیاهی و نیاز آبی برنج در منطقه کوشکک استان فارس. مجله علوم آب‌وخاک. ۶(۳): ۱۵- ۲۴.
  3. ریحانی، ن. و خاشعی­سیوکی، ع. ۱۳۹۴. برآورد ضریب گیاهی زیره سبز در طول مراحل مختلف رشد به روش لایسیمتری در منطقه بیرجند. مجله آب‌وخاک. ۲۹(۵): ۱۰۴۷- ۱۰۵۶.
  4. زارعی، ع.، ظهرابی، ص. و بومه، ف. 1396. ارزیابی مراحل مختلف رشد و تعیین ضریب گیاهی (Kc) سیاهدانه (Nigella sativa L.). دو ماهنامه علمی- پژوهشی تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران. 23(4): 607-597.
  5. زارعی، ع. ر.، امیری، م. ج.، ظهرابی، ص. و بومه، ف. 1396. تعیین ضریب گیاهی در گونه Medicago polymorpha با استفاده از میکرولایسیمتر وزنی. نشریه علمی پژوهشی مرتع. ۱۰(۲): ۲۰۴- ۲۱۲.
  6. سعیدنیا، م.، ترنیان، ف. ا.، حسینیان، س. ح. و نصراللهی، ع. ح. ۱۳۹۷. برآورد میزان تبخیر و تعرق و ضریب گیاهی دو گونه بابونه و زیره سبز در منطقه خرم­آباد. مدیریت آب و آبیاری. ۸(۱): ۱۶۵- ۱۷۵.
  7. شریفی­عاشورآبادی، ا.، روحی­پور، ح.، جبلی، م.، مکی­زاده­تفتی، م. و نادری، ب. ۱۳۹۹. تعیین ضریب گیاهی و تبخیر – تعرق آویشن دنایی در شرایط استاندارد در کرج. نشریه پژوهش آب در کشاورزی. ۳۴(۳): ۳۸۹- ۴۰۱.
  8. صابری، ا.و رضایی، ف. و خاشعی سیوکی، ع. 1396. برآورد ضریب گیاهی اجغون (Trachyspermum ammi) در مراحل مختلف رشد به روش لایسیمتری در منطقه بیرجند. نشریه پژوهش آب در کشاورزی، 31 (3).
  9. قمرنیا، ه، جعفری­زاده، م.، میری، ا. و قبادی، م. ا. ۱۳۹۲. تعیین نیاز آبی گشنیز (Coriandrum sativum L) به روش لایسیمتری در منطقه‌ای با اقلیم نیمه‌خشک. مجله علوم آب‌وخاک. ۱۷ (۶۶) :۱-۹.
  10. قمرنیا، ه، میری، ا.، جعفری­زاده، م.، و قبادی، م. ا. ۱۳۹۱. تعیین نیاز آبی سیاه­دانه (Nigella Sativa L.) به روش لایسیمتری در اقلیم خشک و نیمه­خشک. مجله علوم مهندسی و آبیاری. ۳۵(۴) :۷۵- ۸۲.
  11. قوام­سعیدی­نوقابی، س.، شهیدی، ع. و حمامی، ح. ۱۳۹۹. برآورد نیاز آبی و ضرایب گیاهی شاهدانه در مراحل مختلف رشد در دشت بیرجند. نشریه پژوهش آب در کشاورزی. ۳۴(۴): ۵۶۳- ۵۷۴.
  12. کیخامقدم، پ.، کامکارحقیقی، ع. ا.، سپاسخواه، ع. ر. و زندپارسا، ش. ۱۳۹۲. تعیین ضریب گیاهی یگاه، دوگانه و تبخیر – تعرق گیاه زعفران تکامل­یافته. مجله هواشناسی کشاورزی. ۱(۱): ۱- ۱۳.
  13. گلدانی، م. و رضوانی مقدم، پ. 1384. اثر سطوح خشکی و تاریخ کاشت بر عملکرد و اجزای عملکرد ارقام دیم و آبی نخود در مشهد. مجله پژوهش­های زراعی ایران، 2(2): 12-1.
  14. محمدی، ا.، نجفی­مود، م. ح.، خاشعی­سیوکی، ع. و شهیدی، ع. ۱۳۹۹. تعیین ضرایب گیاهی گل نرگس به روش لایسیمتری در دشت بیرجند. نشریه پژوهش آب در کشاورزی. ۳۴(۴): ۵۹۱- ۶۰۲.
  15. وزیری، ژ.، سلامت، ع.، انتصاری، م.، مسچی، م.، حیدری، ن. و دهقانی سانپچ، ح. 1387. تبخیر-تعرق گیاهان (دستورالعمل محاسبه آب مورد نیاز گیاهان)، گروه­کار استفاده پایدار از منابع آب برای تولید محصولات کشاورزی. کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران، نشریه شماره 122، 362.
  16. زینلی ح، کمالیون ا، توکلی م، 1398. آشنایی با گیاه دارویی سیاه­دانه و روش تولید آن. انتشارات وزارت جهاد کشاورزی، معاونت امور باغبانی.
  17. کافی، م. و کشمیری، ا. 1390. مطالعه عملکرد و اجزای عملکرد توده بومی و رقم هندی زیره سبز (Cuminum cyminum) در شرایط خشکی و شوری. نشریه علوم باغبانی(علوم و صنایع کشاورزی)، (25)327-334:3.
  18. کردوانی، پ. 1381. ارزیابی و مقایسه خصوصیات ماکروسکوپی، میکروسکوپی و فیتوشیمیایی میوه­های بادیان، رازیانه و زنیان. پایان‌نامه داروسازی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان.
  19. Allen R.G. 2000. Using the FAO-56 dual crop coefficient method over an irrigated region as part of an evapotran­spiration intercomparison study. Journal of Hydrology, 229: 27–41.
  20. Allen R.G., Pereira L.S., Raes D., and Smith M. 1998. Crop evapotranspiration guidelines for computing crop water requirements. FAO Irrigation and Drainage Paper No. 56. Rome, FAO.
  21. Bodner G., Loiskandl W., and Kaulm H. 2007. Cover crop evapotranspiration under semi-arid conditions using FAO dual crop coefficient method with water stress compensa­tion. Agricultural Water Management, 93: 85–98.
  22. Doorenbos J., and Pruitt W.O. 1977. Guidelines for predicting crop water requirements. Irrigation and Drainage Paper, No.24. FAO, Rome.
  23. Hunsaker DJ. Pinter PJ. and Kimball BA. 2005. Wheat basal crop coefficients determined by normalized difference vegetation index. Irrigation Science, 24: 1–14.
  24. Kar G., Kumar A., and Martha M. 2007. Water use efficiency and crop coefficients of dry season oilseed crops. Agricultural Water Management, 87(1): 73-82.
  25. Karna S.K.L. 2013. Phytochemical screening and gas chromatography - mass spectrometry and analysis of seed extract of Nigella sativa Linn. International Journal of Chemical Studies, 1(4): 183-188.
  26. Ko J., Piccinni G., Marek T., and Howell T. 2009. Determination of growth-stage-specific crop coefficients (Kc) of cotton and wheat. Agricultural Water Management, 96: 1691–1697.
  27. Liu Y., and Luo Y.A. 2010. Consolidated evaluation of the FAO-56 dual crop coefficient approach using the lysim­eter data in the North China Plain. Agricultural Water Management, 97: 31–40.
  28. Martinez-Cob A. 2008. Use of thermal units to estimate corn crop coefficients under semiarid climatic conditions. Irrigation Science, 26: 335–345.
  29. Pandey P., and Pandey V. 2011. Lysimeter based crop coeffi­cients for estimation of crop evapotranspiration of black gram (Vigna mungo L.) in sub-humid region. International Journal of Agricultural & Biological Engineering, 4: 50–58.
  30. Santos F. X., Montenegro A. A. A., Silva J. R., and Souza E. R. 2009. Determinação do consumo hídrico da cenoura utilizando lisímetros de drenagem, no agreste pernambucano. Revista Brasileira De Ciências Agrárias, Recife, 4(3): 304-310.
  31. Smith M., Allen R., Monteith JL., Perrier A., Santospereira L., and Sageren A. 1992. Expert consultation on revision of FAO methodologies for crop water requirements. Food and Agricultural Organization of the United Nations, Land and Water Development Division, Rome, Italy. 60.
  32. Tyagi N. K., Sharma D.K., and Luthra S.K. 2000. Determination of evapotranspiration and crop coefficients of rice and sunflower with lysimeter. Agricultural Water Manage­ment, 45: 41–54.
  33. Yarami N., Kamgar-Haghighi A. A., Sepaskhah A. R., and Zand-Parsa Sh. 2012. Determination of the potential evapotranspiration and crop coefficient for saffron using a water-balance lysimeter. Arch. Agron. Soil Sci, 57(7): 727- 740.
  34. Yrisarry J. B., and Naveso F. S. 2000. Use of weighing lysimeter and Bowen-Ratio Energy-Balance for reference and actual crop evapotranspiration measurements. Acta horticulturae, 537(537): 143- 150.
Journal of Water Research in Agriculture
Volume 35, Issue 3
December 2021
Pages 277-286

Files

Share

How to cite

Statistics