Determination of Crop Coefficient and Water Requirement for Quinoa by Lysimetric Method in Birjand Plain

Document Type : Research Paper

Authors

1 PhD candidate, Department of Agriculture and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Birjand University.

2 Professor, Department of Water Science and Engineering, Faculty of Agriculture, Birjand University

3 Associate Prof., Department of Agriculture and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Birjand University.

Abstract

Estimating potential evapotranspiration values is very important for calculating the water requirement in line with agricultural planning for different crops. For this purpose, in the present study, three polyethylene lysimeters with drains and completely sealed, with a diameter of 60 cm and a height of 100 cm were used to determine the crop coefficient and water requirement of quinoa. Titicaca quinoa seeds were planted on May 7, 2019, with 60 plants/m2. The soil moisture level was recorded by TDR and also the drainage output in each lysimeter was measured before irrigation. In order to measure potential evapotranspiration, the equations of Penman-Monteith, Blaney-Criddle (based on temperature) and Priestley-Taylor (based on radiation) were used. The results showed that the total amount of potential evapotranspiration during the growing season according to the FAO Penman-Monteith (ETo) method was 720 mm, according to the Blaney-Criddle method 581 mm, and according to the Priestley-Taylor method, 754 mm, while the total evapotranspiration of quinoa (ETc) in lysimeters was 553 mm. Also, the value of quinoa crop coefficient (Kc) in the first stage (21 days period), second stage (26 days period), third stage (38 days period) and fourth stage of quinoa growth (34 days period) using the Penman-Monteith method was equal to 0.42, 0.66, 1.03 and 0.71, in Blaney-Criddle method, 0.54, 0.88, 1.28 and 0.82, and in Priestley-Taylor method 0.40, 0.62, 0.97 and 0.68, respectively. These results show the Penman-Monteith method, as the best method, can be used as a criterion for determining the potential evapotranspiration, but the Blaney-Criddle method needs to be calibrated in the region.

Keywords

References

  1. ابراهیمی پاک، ن.ع.، آ.، تافته.، ا، اگدرنژاد.، و ص، اسدی کپورچال. 1397. تعیین ضرایب تبخیر و تعرق ماهانه گندم با استفاده از روش­های مختلف تخمین تبخیر و تعرق و تشت تبخیر در دشت قزوین. فصلنامه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب. 8 (32): 107-121.
  2. احمدپری، ه.، م، صفوی گردینی.، و م، ابراهیمی. 1398. انتخاب روش مناسب برآورد تبخیر تعرق مرجع در شرایط کمبود دادههای هواشناسی (مطالعه موردی شهرستان خرمبید در استان فارس). نشریه مدیریت زراعی. 7(2): 223-230.
  3. استادی، ا.، ع، خاشعی­سیوکی.، و ا، سالاری. 1400. برآورد ضرایب گیاهی مراحل مختلف رشد و مقدار نیاز آبی گیاه دارویی سیاهدانه در منطقه خشک بیرجند. نشریه پژوهش آب در کشاورزی. 35(3): 277-287.
  4. امامقلی­زاده مینایی، م. 1385. بررسی شرایط آب وهوایی شمال استان آذربایجان غربی به منظور کشت زیتون و پهنه بندی زراعی آن منطقه، پایان نامه ی کارشناسی ارشد، گروه جغرافیای طبیعی، دانشگاه تبریز.
  5. امداد، م.ر.، آ، تافته.، و ن.ع، ابراهیمی­پاک. 1401. کارایی مد آکواکراپ در شبیه­سازی عملکرد کینوا در مدیریت­های مختلف کم آبیاری. نشریه آب و خاک. 36(3): 319-331.
  6. امیری، م.، و ح.ر، پورقاسمی. 1398. مقایسه روش­های مختلف تبخیر و تعرق پتانسیل و بررسی تغییرات زمانی- مکانی آن در حوزه آبخیز مهارلو، استان فارس با استفاده از GIS. پژوهشنامه مدیریت حوزه آبخیز. 10(19): 22-34.
  7. باقری، م. 1397. دستنامه زراعت کینوا. انتشارات موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر. چاپ اول. 48 صفحه.
  8. پیرمرادیان، ن.، ف، ذکری.، م، رضایی.، و و، عبداللهی. 1392. استخراج ضرایب گیاهی سه رقم برنج برا پایه روش برآورد تبخیر و تعرق مرجع منطقه رشت. تحقیقات غلات. 3(2): 95-106.
  9. تافته، آ.، و م.ر، امداد. 1400. تعیین ضرایب حساسیت عملکرد محصول نسبت به آب (Ky) در مدیریت­های کم­آبیاری در مراحل مختلف رشد گیاه کینوا. نشریه مدیریت آب در کشاورزی. 8(2): 101- 116.
  10. جمالی، ص.، ح، انصاری.، و س.م، زین­الدین. 1400. ارزیابی اثر کود نیتروزن و روش­های آبیاری جویچه­ای یک درمیان بر کارایی کاربرد اب در کشت گیاه کینوا. مدیریت آب و آبیاری. 11(2): 99-112.
  11. حقیقی، ب. 1392. گزارش طرح ترویجی بهبود مدیریت و مصرف بهینه آب در فرآیند تولید محصولات کشاورزی. مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی چهارمحال و بختیاری. 33 صفحه.
  12. سامانه نیاز آبی گیاهان کشور (مؤسسه تحقبقات خاک و آب). 1401. http://niwr.ir/Login.aspx. {برخط:20 آبان 1401}
  13. سلجوقی، ش.، م، سالارپور.، م، احمدپور برازجانی.، و ع، سرگزی. 1400. تعیین الگوی بهینه کشت با تأکید بر محدودیت منابع آب در شهرستان ارزوئیه. اقتصاد کشاورزی و توسعه. 29(113): 93-116.
  14. شرقی، ط.، ح، بری ابرقویی.، م.ا، اسدی.، و م.ر، کوثری. 1389.برآورد تبخیر و تعرق گیاه مرجع با استفاده از روش فائو- پنمن- مانتیث و پهنه­بندی آن در استان یزد. فصلنامه علمی- پژوهشی خشکبوم. 1: 25-32.
  15. صمدزاده، ع.ر.، غ.ر، زمانی.، و ح.ر، فلاحی. 1399. امکان سنجی تولید گیاه جدید کینوا در شرایط اقلیمی خراسان جنوبی تحت تأثیر تاریخ و تراکم کاشت. نشریه پژوهش های کاربردی زراعی. 33(1): 82-104.
  16. عابدی کوپایی، ج.، س.س، اسلامیان.، و م.ج، امیری. 1387. مقایسه چهار روش تخمین تبخیر و تعرق سطح مرجع با داده­های میکرولایسیمتری در منطقه اصفهان. دومین همایش ملی مدیریت شبکه­های آبیاری و زهکشی، 1 بهمن- تهران.
  17. علی­آبادی، م. م.ح، نجفی­مود.، ع، خاشعی­سیوکی.، و ع، شهیدی. 1400. تعیین نیاز آبی و ضرایب یک گانه و دوگانه گیاهی خاکشیر (Descurainia sophia) با استفاده از روش لایسیمتری. پایان نامه کارشناسی ارشد. دانشگاه بیرجند. 110 صفحه.
  18. علیزاده، ا.، غ.ع، کمالی.، م.ج، خانجانی.، و م.ر، رهنورد. 1383. ارزیابی روش­های برآورد تبخیر وتعرق در مناطق خشک ایران. فصلنامه تحقیقات جغرافیایی، 19: 97-105.
  19. قمرنیا، ه.، و ف، موسی­بیگی. 1393. برآورد نیاز آبی، ضرایب گیاهی یک جزئی و دو جزئی نعنا فلفلی. نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی). 28: 670 - 678.
  20. قمرنیا، ه.، ا، میری.، م، جعفری­زاده.، و م.ا، قبادی. 1391. تعیین نیاز آبی گشنیز (Coriandrum sativum L.) به روش لایسیمتری در منطقه­ای با اقلیم خشک و نیمه خشک. مجله علوم مهندسی و آبیاری. 35 (4): 75-82.
  21. قوام­سعیدی نوقابی، س.، ع، شهیدی، و ح، حمامی. 1399. برآورد نیاز آبی و ضریب گیاهی شاهدانه در مراحل مختلف رشد در دشت بیرجند. نشریه پژوهش آب در کشاورزی، 34(4): 563-573.
  22. کهخامقدم، پ. 1397. ارزیابی مدل­های تنبخیر و تعرق مرجع برای اقلیم گرم و خشک (مطالعه موردی: ایستگاه سینوپتیک زاهدان). نشریه پژوهش­های حفاظت آب و خاک. 25(1): 309 –
  23. محمدی، ا.، م.ح، نجفی­ مود.، ع، خاشعی سیوکی.، و ع، شهیدی. 1399. تعیین ضرایب گیاهی گل نرگس به روش لایسیمتری در دشت بیرجند. نشریه پژوهش آب در کشاورزی، 34(4): 591-601.
  24. میرموسوی، ح.، ح، پناهی.، ح، اکبری.، و ی، اکبرزاده. 1391. واسنجی روش­های برآورد تبخیر و تعرق پتانسیل گیاه مرجع (ETo) و محاسبه­ی نیاز آبی گیاه (ETc) زیتون در استان کرمانشاه. جغرافیا و پایداری محیط، 3: 64-45.
  25. نامداریان، ک.، ع.ع، ناصری.، ز، ایزدپناه.، و ع، ملکی. 1395. برآورد ضریب گیاهی نخود با استفاده از لایسیمتر در منطقه خرم آباد. مجله پژوهش آب ایران. 10(2): 118-123.
  26. هاشمی­نسب خبیصی، ف.، م، موسوی بایگی.، و ب، بختیاری. 1396. برآورد تبخیر و تعرق واقعی و ضرایب یک جزئی و دوجزئی گیاه دارویی همیشه بهار در منطقه کرمان. علوم و مهندسی آبیاری. 40(3): 109-121.
  27. هاشمی­نیا، س.م. 1385. مدیریت آب در کشاورزی، انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد، چاپ دوم، 535 صفحه.
  28. Adolf, V.I., S, Shabala., M.n, Andersen., F, Razzaghi., and E, Jacobsen. 2012. Varietal differences of quinoa’s tolerance to saline conditions. Plant Soil. 357:117–129.
  29. Algosaibi, A.M., A.E, Badran., A.M, Almadini., and M, El-Garawany. 2017. The effect of irrigation intervals on the growth and yield of quinoa crop and its components. Journal of Agricultural Science. 9 (9): 183-191.
  30. Allen R, Pruitt W O (1991) FAO-24 reference evapotranspiration factors. Journal of Irrigation and Drainage Engineering ASCE 117(5):758–773.
  31. Allen, R.G., L.S, Pereira., D, Raes., and M, Smith. 1998. Crop evapotranspiration-guidelines for computing crop water requirements-FAO Irrigation and drainage paper 56. Fao, Rome, 300(9), D05109.
  32. Bazile, D., C, Pulvento., A, Verniau., M.S, Al-Nusairi., D, Ba., J, Breidy., L, Hassan., M.I, Mohammed.,O, , M, Otambekova., N.A, Sepahvand., A, Shams, D, Souici., K, Miri., and S, Padulosi. 2016 b. Worldwide Evaluations of Quinoa: Preliminary results from post international year of quinoa FAO projects in nine countries. Frontiers in plant science. 7: 1-18.
  33. Doorenbose, J., and W.O, Pruitt. 1977. Guideline for predicting crop water requirements. FAO Irrigation and Drainage, Paper No. 24, Rome, Italy. pp: 193.
  34. Food and Agriculture Organization. 2019. http://www.fao.org/faostat/en/#data/QC. [Online: 2 July 2019].
  35. Garcia, M., D, Raes., and S.E, Jacobsen. 2003. Evapotranspiration analysis and irrigation requirements of quinoa (Chenopodium quinoa) in the Bolivian highlands. Agricultural Water Management. 60: 119–134.
  36. Jacobsen, S.E., F, Liu., and C.R, Jensen. 2009. Does root-sourced ABA play a role for regulation of stomata under drought in quinoa (Chenopodium quinoa). Scientia Horticultural, 122(2), 281–287.
  37. Jin-Fa Chen, J.F., H.F, Yeh., CH.H, Lee., and W.H, Lo. 2005. Optimal Comparison of Empirical Equations for Estimating Potential Evapotranspiration in TAIWAN, XXXI IAHR Congress, Seoul, Korea.
  38. Priestley, C.H.B., and R.J, Taylor. 1972. On the assessment of the surface heat flux and evaporation using large scale parameters. Monthly Weather Review. 100: 81–92.
  39. Razzaghi, F., F, Plauborg., S.E, Jacobsen., C.R, Jensen., and M.N, Andersen. 2012. Effect of nitrogen and water availability of three soil types on yield, radiation use efficiency and evapotranspiration in field-grown quinoa. Agricultural Water Management. 109: 20–29.
  40. Ruiz, K.B., S, Biondi, R, Oses., I.S, Acuña-Rodríguez., F, Antognoni., E.A, Martinez-Mosqueira., A, Coulibaly., A, Canahua-Murillo., M, Pinto., A, Zurita-Silva., D, Bazile., S.E, Jacobsen., and M.A, Molina-Montenegro. 2014. Quinoa biodiversity and sustainability for food security under climate change. A review. Agronomy for Sustainable Development. 34: 349-359.
  41. Salim, S., I, Al-Hadeethi., and S, Juper Alobaydi. 2019. Role of irrigation scheduling and potassium fertilization on soil moisture depletion and distribution of quinoa root (irrigation scheduling fertilization and their effect on moisture depletion and yield). Plant Archives. 19(2): 3844-3852.
  42. Suleiman, A.A., and G, Hoogenboom. 2009. A comparison of ASCE and FAO-56 reference evapotranspirationfor a 15-min time step in humid climate conditions. Journal of Hydrology. 375: 326–333.
  43. Telahigue, D., L, , F, Aljane., KH, Belhouchett., and L, Toumi. 2017. Grain yield, biomass productivity and water use efficiency in quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) under drought stress. Journal of Scientific Agriculture, 1: 222-232.
Journal of Water Research in Agriculture
Volume 36, Issue 4
March 2023
Pages 405-420

Files

Share

How to cite

Statistics