Effect of Application of Soil Amendments in Deficit Irrigation Conditions on the Yield and Physical Productivity of Maize in Khoram Abad Region

Document Type : Research Paper

Authors

1 Assistant Prof., Department of Water Engineering, Faculty of Agriculture, Lorestan University, Khorramabad, Iran.

2 M.Sc. student, Department of Irrigation and Drainage, Faculty of Water and Environmental Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran.

3 Assistant Prof., Department of Plant Production and Genetic Engineering, Faculty of Agriculture, Lorestan University, Khorramabad, Iran.

Abstract

Iran is located in the dry belt of the earth and its rainfall is one third of the global average. Therefore, proper management of water resources is necessary, especially in the agricultural sector. For this purpose, in 2022, a research was conducted with the aim of investigating the effect of several soil amendments in Khorram Abad region, in the research farm of Lorestan University. The experiment was factorial with a randomized complete block design in three replications. Treatments were irrigation water at 4 levels of I1=100%, I2=80%, I3=60%, and I4=40% of the water requirement and different soil moisture amendments including vermicompost (C) 6 t/ha, biochar (B) 1.5 t/ha, superabsorbent (S) 63 kg/ha, and organic mulch (M) 7.5 t/ha and the control treatment (I). Results showed that the highest productivity, biological yield, and plant height were related to I1-C treatment, which were 126.71 t/ha, 46.27 t/ha and 2.35 meters, respectively. The highest water productivity and biological productivity at the probability level of 5% was I2-C, which was calculated as 16.79 kg of fresh fodder/m3 of irrigation water and 5.9 kg of dry matter/m3 water. In general, vermicompost and biochar also increased the fresh and biological yield, height, and water productivity of corn. The use of mulch in 100% and 80% treatments had better effect, but with the increase in water stress (i.e. I3 and I4), effect of mulch decreased (5.3% and 1% relative to the control). Superabsorbent in I100, I80, I60 treatments showed lower effect (9.3%,7.2%, 3% less fresh weight than the control, respectively). However, with increasing stress, I4 had better results (7.6% higher fresh yield than the control). Therefore, in Khorram Abad region, the amount of 6 t/ha of vermicompost and 80% of the water requirement applied by drip tape irrigation for fodder corn is recommended to increase the production rate while saving 20% of water consumption.

Keywords

References

  1. احمدآلی، ج.، و خلیلی، م.، (1388). بررسی عملکرد و کارآیی مصرف آب در سامانه‌های آبیاری قطره­ای نواری (تیپ) و جوی پشته­ای در وضعیت کشت یک ردیفه و دو ردیفه در ذرت دانه­ای. مجله آبیاری و زهکشی ایران، 3(2)، 71-78.
  2. اسدی، ر.، و اسدی، ر.، (1391). تأثیر کم‌آبیاری ذرت دانه‌ای با استفاده از سیستم آبیاری قطره‌ای بر عملکرد، اجزای عملکرد و کارایی مصرف آب. پژوهش آب در کشاورزی (علوم خاک و آب)، 26(2 (ب))، 197-209.
  3. امینی نجف‌آبادی، م.، فتاحی، ر. ا.، قربانی، ب.، و سالمی، ح. ر.، (. 1399). تأثیر انواع آبیاری قطره­ای نواری (تیپ)و سطوح آبیاری بر عملکرد و اجزای عملکرد ذرت علوفه‌ای. مجله پژوهش آب ایران، 14(4)، 187-179. بهروزی، د.، دیانت،م.، مجیدی، ا.، میرهادی، م. ج.، و شیرخانی، ع.، (۱۴۰۱). تأثیر کم‌آبیاری، کودهای شیمیایی و ورمی ورمی‌کمپوست بر ذرت علوفه‌ای (.Zea mays L) به زراعی کشاورزی، ۲۴ (۴)، ۱۰۶۹-۱۰۸۴.
  4. بهزادنژاد، ج.، طهماسبی سروستانی، ز.ا.، آیین، ا.، و مختصی بیدگلی، ع.، (1397). اثر تنش خشکی و خاکپوش کاه و کلش گندم بر خصوصیات مورفو-فیزیولوژیک کنجد. اکوفیزیولوژی گیاهان زراعی (علوم کشاورزی)، 12(3 (47) )، 393-410.
  5. بیات، ز.، صادقی پور، ا.، یزدانی، م.ر.، و ذوالفقاری، ع. ا.، (1399). تولید علوفه و خصوصیات مورفولوژیک ذرت علوفه­ای (Zea mays L.) در سطوح مختلف شوری آب و انواع مالچ. مرتع، 14(2 )، 248-271.
  6. پالاش، م.، بافکار، ع.، فرهادی بانسوله، ب.، و قبادی، م.، (1401). بررسی اثرات کم‌آبیاری بر خصوصیات کمی، کیفی و بهره‌وری آب در ذرت دانه‌ای رقم سینگل کراس 706 در کرمانشاه. فناوری‌های پیشرفته در بهره‌وری آب، 2(1)، 37-16.
  7. پرویزی، خ.، فرنیا، ا.، و هدایتی، ا.، (1398). اثر کود زیستی نیتروکسین و سوپر جاذب رطوبت بر صفات رشد و اجزای عملکرد بلال ذرت در شرایط تنش کمبود آب. تغذیه گیاهان باغی، 2(1)، 99-115.
  8. پرویزی، خ.، فرنیا، ا.، و قادری، م.ک.، (1400). بررسی کاربرد قارچ هم‌زیست میکوریز و سوپر جاذب رطوبتی بر صفات رشد و اجزای عملکرد ذرت دانه‌ای تحت شرایط تنش آبی. علوم گیاهان زراعی ایران، 53(2)، 69-79.
  9. پیروزفر، و. ر.، برومندنسب، س.، و صالحی، ف.، (1399). اثر آبیاری قطرهای نواری پوشش‌دار و بدون پوشش بر عملکرد و راندمان مصرف آب ذرت (Zea mays L.) تحت شرایط آب و هوایی اهواز. نشریه دانش آب‌وخاک، 30(4)، 41-29.
  10. جهان، م.، کمایستانی، ن.، و رنجبر، ف.، (1392). امکان‌سنجی استفاده از سوپر جاذب رطوبت به‌منظور کاهش تنش خشکی وارده به ذرت (.Zea mays L) در یک نظام زراعی کم نهاده در شرایط مشهد. بوم‌شناسی کشاورزی، 5(3)، 272-281.
  11. جورونی، ا.، عالی­نژادیان بیدآبادی، ا.، و ملکی، ع.، (۱۳۹۶). تعیین تابع تولید و پاسخ عملکرد کل مادة خشک و دانه به کم‌آبیاری در گیاه ذرت. مجله مدیریت آب و آبیاری، 7(2)، 256-241.
  12. جهانی، م.، بشارتی، ح.، و گلچین، ا.،( 1390). تأثیر کاربرد ورمی کمپوست­های غنی‌شده بر درصد ظهور گیاهچه و وزن خشک بوته ذرت هیبرید سینگل کراس 704. مجله پژوهش‌های خاک (علوم خاک و آب)، 25(1)، 33-38 .
  13. حاجی راد، ا.، میرلطیفی، س. م.، دهقانی­سانیج، ح.، و محمدی، س.، (1400). بررسی تأثیر کم‌آبیاری بر عملکرد و بهره‌وری آب ذرت علوفه‌ای در صورت استفاده از دو نوع مدیریت مختلف در سیستم آبیاری قطره‌ای. مجله پژوهش آب ایران، 15(3)، 23-15.
  14. خلیلی، ف.، آقایاری، ف.، و اردکانی، م.ر.، (1400). تأثیر توأم شیوه‌های کم‌آبیاری و کاربرد سوپر جاذب بر خصوصیات موفولوژیکی و عملکرد گیاه ذرت. دانش آب‌وخاک (دانش کشاورزی)، 31(3 )، 15-29.
  15. دیوبند هفشجانی، ل.، هوشمند، ع.ر.، ناصری، ع.ع.، سلطانی محمدی، ا.، و عباسی، ف.، (1396). مقایسه کارایی بیوچار و ورمی‌کمپوست باگاس نیشکر در حذف نیترات از آب‌های آلوده و تعیین شرایط بهینه فرایند جذب. نشریه آبیاری و زهکشی ایران، 1(10)، 116-102.
  16. رضایی، م.، جامی الاحمدی، م.، محمودی،س.، و سیاری­زهان، م.ح.، (1401). تأثیر مصرف کودهای گاوی، ورمی‌کمپوست محلی و فسفره بر برخی خصوصیات رشدی و عملکردی گندم. تولیدات گیاهان زراعی، 16(1)، 78-61.
  17. رفیعی، م.، و کونانی، ع.ر.، (1398). تأثیر کاربرد ورمی ورمی‌کمپوست و کود نیتروژن بر عملکرد کمی و کیفی ذرت (Zea mays L. ). مجله علوم گیاهان زراعی ایران (علوم کشاورزی ایران)، 50(1 )، 151-159.
  18. ظهوریان مهر، م.، (1385). سوپر جاذب‌ها. انتشارات انجمن پلیمر ایران. 83 ص.
  19. فخر‌آبادی، ح.، و خوش‌سیمای چنار، م.، (1400). اثر کم‌آبیاری و بیوچار بر روی خصوصیات کمی و کیفی گیاه دارویی ریحان. نشریه آبیاری و زهکشی ایران، 15(4)، 941-954.
  20. قاسمی، م.، و خوشخوی، م.، (1386). اثر پلیمر ابر جاذب بر دور آبیاری و رشد و نمو گیاه داودی (.Dendranthema × grandiflorum Kitam syn. Chrysanthemum morifolium Ramat). مجله علوم و فنون باغبانی ایران، 8(2)، 65-82.
  21. قیصری، م.، میرلطیفی، س.م.، همایی، م.، و اسدی، م.ا.، (1385). تعیین نیاز آبی ذرت علوفه‌ای و ضریب گیاهی آن در مراحل مختلف رشد . مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی، 7(26)، 125-142.
  22. کیخسروی، ح.، (1394). تأثیر بیوچار غنی‌شده با فسفر بر برخی خصوصیات شیمیایی خاک و عملکرد گیاه ذرت. پایان‌نامه دوره کارشناسی ارشد. دانشگاه صنعتی شاهرود.
  23. محکمی، ع.، یزدان پناه، ن.، و سعیدنژاد، ا.م.، (2022). اثر کاربرد ‌ورمی‌کمپوست و بیوچار بر خصوصیات مرفوفیزیولوژیک کینوا در شرایط تنش خشکی. تحقیقات آب‌وخاک ایران, 53(1), 129-140.‎
  24. مرادی طالب بیگی، ر.، پیرسته انوشه، ه.، احمدی لاهیجانی، م.ج.، و امام، ی.، (1392). ارزیابی تأثیر بقایای گندم و خاک‌ورزی در روز و شب بر جامعه علف‌های هرز و عملکرد دانه ذرت (.Zea mays L) سینگل کراس 704. بوم‌شناسی کشاورزی، 5(3)، 255-262.
  25. مرادی، ن.، رسولی صدقیانی، م.ح.، و سپهر، ا.، (1396). تأثیر نوع و مقدار بیوچار بر برخی ویژگی‌های خاک و قابلیت استفاده بعضی عناصر غذایی در یک خاک آهکی. آب‌وخاک (علوم و صنایع کشاورزی)، 31(4 )، 1232-1246.
  26. ملک، ع.ع.، (1393). تأثیر کاربرد میکوریزا آربوسکولار و کودهای آلی ( ورمی ورمی‌کمپوست و اسید هیومیک) بر غلظت فسفر در برگ و غده سیب‌زمینی در یک خاک غنی از فسفر. پایان‌نامه دوره کارشناسی ارشد. دانشگاه صنعتی شاهرود.
  27. میرزایی، ح.، (1391). اثر متقابل ورمی ورمی‌کمپوست و اسید هیومیک بر عملکرد سیب‌زمینی. پایان‌نامه دوره کارشناسی ارشد. دانشگاه صنعتی شاهرود.
  28. Arancon, Q. N., and Edwards, C. A., (2009). The utilization of vermicompost in Horticulture and Agriculture. In: Edwards CA, Jeyaraaj R, Indira AJ (Eds.) Vermitechnology in Human welfare. Rohini Achagam, Coimbatore, Tamil Nadu, India, 98-108
  29. Ashoori, N., Teixido, M., and Spahr, S., (2019). Evaluation of pilot- scale biochar – amended woodchip bioreactors to remove nitrate, metals, and trace organic contaminants from urban storm water runoff. Water Research, 154 (1), 1-11.
  30. Behrouzi, D., Diyanat, M., Majidi, E., Mirhadi, M. J., and Shirkhani, A., (2022). Effect of Deficit Irrigation, Fertilizers and Vermicompost on Forage Maize (Zea mays ). Journal of Crops Improvement, 24 (4), 1069-1084.

DOI: http://doi.org/10.22059/jci.2021.328509.2594.

  1. Borsato, E., Martello, M., Marinello, F., and Bortolini, L., (2019). Environmental and economic sustainability assessment for two different sprinkler and a drip irrigation systems: A case study on maize cropping. Agriculture, 9(9), 187-?
  2. Doan, T. T., Henry-des-Tureaux, T., Rumpel, C., Janeau, J. L., and Jouquet, P., (2015). Impact ofcompost, vermicompost and biochar on soil fertility, maize yield and soil erosion in NorthernVietnam: A three year mesocosm experiment. Science of the Total Environment, 514, 147-154.
  3. Duranti, A., and Cuocolo, L., (1989). Chemical weed control and mulching in onion (Allium cepa L.) and garlic (Allium sativum L.). Advances in Horticultural Science, 37(1), 338-342.
  4. Fan, Y., Ding, R., Kang, S., Hao, X., Du, T., Tong, L., and Li, S., (2017). Plastic mulch decreases available energy and evapotranspiration and improves yield and water use efficiency in an irrigated maize cropland. Agricultural water management, 179, 122-131.
  5. Han, Y.G., Yang, P.L., Luo, Y.P., Ren, S.M., Zhang, L.X., and L. Xu., (2010). Porosity change model for watered super absorbent polymer-treated soil. Earth Sci, 61, 1197–1205.
  6. Khalili, M., Naghavi, M.R., Aboughadareh, A., and Rad, H., (2013). Effects of drought stress on yield and yield components in maize cultivars (Zea mays L.). International Journal of Agronomy and Plant Production, 4(4), 809-812.
  7. Leng, l., Huang, H., Li, H., Li, J., and Zhou, W., (2019). Biochar stability assessment methods, review. Science of the Total Environment, 647, 210-222.
  8. Ma, N., Zhang, L., Zhang, Y., Yang, L., Yu, C., Tin, G., Diane, T.A., and Ma, X., (2016). Biochar Improves Soil Aggregate Stability and Water Availability in a Mollisol after Three Years of Field Application. PLOS One, 11(5), 1-10.
  9. Mahajan, G., Sharda, R., Kumar, A., and Singh, K., (2007). Effect of plastic mulch on economizing irrigation water and weed control in baby corn sown by different methods. African Journal of Agricultural Research 2(1), 19-26.
  10. Maleki Farahani, S., and Chaichi, M., (2012). Application of biological and integrated fertilizers mitigates the adverse effects of drought stress on barley. International Research Journal of Applied and Basic Sciences, 3 (7), 1508-1519.
  11. Minhua, Y., Yanlin, M., Yanxia, K., Qiong, J., Guangping, Q., Jinghai, W., Changkun, Y., and Jianxiong, Y., (2022). Optimized farmland mulching improves alfalfa yield and water use efficiency based on meta-analysis and regression analysis. Agricultural Water Management, 267, p.107617
  12. Ravindran, B., Dinesh, S. L., Kennedy, L., and Sekaran, G., (2008). Vermicomposting of solid waste generated from Leather Industries using epigeic earth worm eiseniafetida. AppliedBiochemical Biotechnology, 151, 480-488.
  13. Shi, L., Wang, Q., Zhang, G., Li, S., and Xue, J., (2023). Increasing Maize Production and Advancing Rational Water Allocation and Usage Based on the Optimal Planting Density and Irrigation Levels in Northwest China. Water, 15(3), 529.
  14. Srivastava, R. K., and Beohar, P. A., (2004). Vermicompost as an organic manure. A good sustitute of fertilizers. International Journal of Current Science, 5, 141-143.
  15. Still, S.M., (1976). Growth of ‘Sunny Mandalay’ chrysanthemums in hardwood- barkamended media as affected by insolubilized poly (ethylene oxide). HortScience, 11,483-484.
  16. Wang, F., Wang, Z., Zhang, J., and Li, W., (2019). Combined effect of different amounts of irrigation and mulch films on physiological indexes and yield of drip-irrigated maize (Zea mays L.). Water, 11(3), 472.
  17. Xuan, C., Ding, R., Shao, J., and Liu, Y., (2021). Evapotranspiration and quantitative partitioning of spring maize with drip irrigation under mulch in an arid region of northwestern China. Water, 13(22), 3169.
  18. Yadav, A. K., Chand, S., and Thenua, O., (2016). Effect of integrated nutration management on productivity of Maize with Mungbean intercropping. Global Journal of Bio-Sience and Biotechnology, 5(1), 115-118.
  19. Zafar, U., Akmal, M., Ali, M., Zaib, A., and Zaid, T., (2018). Effect of biochar on maize yield and yield components in rainfed conditions. International Journal of Agronomy and Agricultural Research (IJAAR), 12(3), 46-51.
  20. Zhang, L., Sun, X., Tian, Y., and Gong, X., (2014). Biochar and humic acid amendments improve the quality of comosted green waste as a growth medium for the ornamental plant Calathea insignis. Scientia Horticulturae, 176, 70-78.
Journal of Water Research in Agriculture
Volume 37, Issue 4
February 2024
Pages 337-352

Files

Share

How to cite

Statistics