Evaluation of Bio-degradable Drip Irrigation Tapes from the Technical Point of View and Irrigation Water Productivity

Document Type : Research Paper

Authors

1 MSc. Student, Department of Water Eng., Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan; Rasht, Iran.

2 Department of Water Eng., Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan; Rasht, Iran, and Department of Water Engineering and Environment, Caspian Sea Basin Research Center

3 Associate Prof., Department of Horticultural Sciences, Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan.

Abstract

Nowadays, a large amount of plastic materials is used in the agricultural sector, but their remains in agricultural lands have caused many problems. The use of biodegradable materials can be a suitable solution, and the challenges of using these materials must first be carefully examined. In this research, oxo biodegradable drip irrigation tapes were used under the field conditions. During one cropping season, the tapes were used in two situations: under and on the soil surface, together with shade and non-shade plants (beans and radish). After 6 and 11 months, the tapes were examined in terms of technical indicators such as distribution uniformity and water application efficiency of radish and beans. Results showed that, compared to normal pipes, the pipes made with oxo additive did not differ in terms of technical indicators and irrigation water productivity, and they can be used in irrigation. The use of biodegradable drip irrigation tapes, along with increasing the irrigation water productivity compared to other irrigation systems, will reduce the accumulation of plastic materials in agricultural lands.

Keywords

References

  1. احسانی، مهرزاد، و خالدی، هومن، 1382. بهره­وری آب کشاورزی. کمیته آبیاری و زهکشی ایران. تهران. 109 صفحه.
  2. احمدآلی، خالد، لیاقت، عبدالمجید و پورمحسنی، عباسعلی، 1395. بررسی مسائل، مشکلات و اثرات زیست‌محیطی آبیاری موضعی نواری. مدیریت آب در کشاورزی، 3(1)، صص. 59-72.
  3. اخوان، سمیرا، موسوی، سیدفرهاد، مصطفی­زاده­فرد، بهروز و قدمی فیروزآبادی، علی، 1386. بررسی آبیاری تیپ و شیاری از لحاظ عملکرد و کارایی مصرف آب در زراعت سیب‌زمینی. علوم آب‌وخاک، 11(41)، صص. 15-27. dor: 1001.1.22518517.1386.11.41.2.9
  4. باقری، رقیه، حسام، موسی، کیانی، علیرضا و هزارجریبی، ابوطالب، ۱۳۹۵. تعیین کارآیی سیستم آبیاری قطره­ای زیرسطحی (مطالعه موردی: باغ هلو و مرکبات شهرستان کردکوی). پژوهش آب ایران، 20(10)، صص. 69-79.
  5. حسن­زاده­آرنایی، شیلان و فتحی، پرویز، 1392. بررسی اثر قطر ذرات بر گرفتگی فیزیکی نوارهای آبیاری قطره­ای. حفاظت منابع آب‌وخاک، 3(2)، صص. 73-81.
  6. حسینیان خطیب گورابی، صغری، 1393. بررسی فنی و اقتصادی دو سامانه آبیاری قطره­ای نواری و لوله­های قطره­چکان­دار برای محصولات گلخانه­ای. پایان­نامه کارشناسی­ارشد مهندسی آب، گیلان، دانشگاه گیلان.
  7. خالدیان، محمدرضا، حسینیان، صغری و معتمد، محمدکریم، 1395. ارزیابی سامانه­های آبیاری قطره­ای و بارانی ازلحاظ شاخص‌های اقتصادی بهره­وری آب در جنوب فرانسه. پژوهش آب در کشاورزی، 2(309)، صص. 215-226. doi: 22092/jwra.2016.106645
  8. شینی دشتگل، علی، برومندنسب، سعید و ناصری، عبدعلی، 1398. ارزیابی فنی و هیدرولیکی قطره­چکان­ها و بررسی کارآیی سامانه­ی آبیاری قطره­ای زیرسطحی در کشت نیشکر. پژوهش آب در کشاورزی، 33(3)، صص. 397-411.
  9. صمدی­پور هندواری، سهیلا، پیغمبردوست، سیدهادی و پیغمبردوست، سیدجمال­الدین، 1392. مروری بر پلیمرهای زیست­تخریب­پذیر برای بسته­بندی مواد غذایی و راهکارهای بهبود کارایی آنها با افزودن نانوذرات. بیست و یکمین کنگره ملی علوم و صنایع غذایی ایران. شیراز.
  10. کاظم­عطار، هستی، نوری، حمیده و ابراهیمیان، حامد، 1399. تأثیر بهای واقعی آب بر گسترش سطح روش­های آبیاری تحت­فشار و بهبود بهره­وری اقتصادی آب آبیاری (مطالعه موردی: شبکه آبیاری دشت قزوین). آبیاری و زهکشی ایران، 14(2)، صص. 616-625. dor: 1001.1.20087942.1399.14.2.22.7
  11. علیزاده، امین، طراحی سیستم­های آبیاری (جلد دوم) طراحی سیستم­های آبیاری تحت­فشار. چاپ اول. انتشارات آستان قدس رضوی. 367 صفحه.
  12. علیزاده، امین، 1388. آبیاری قطره­ای (اصول و عملیات)، انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد، 493 صفحه.
  13. کریمی، محمد و جلینی، محمد، 1396. بررسی شاخص‌­های بهره‏­وری آب کشاورزی در محصولات مهم زراعی، مطالعه موردی: دشت مشهد (یادداشت فنی). آب و توسعه پایدار، 1(4)، صص. 133-138.

 Doi: 10.22067/jwsd.v4i1.52783

  1. کریمی، احمد، همایی، مهدی و لیاقت، عبدالمجید، 1384. یکنواختی توزیع آب و کود در سیستم آبیاری قطره‌ای‌نواری. پژوهش کشاورزی. پژوهش در کشاورزی، 2(5)، صص. 53-67.
  2. دهقانی­سانیج، حسین و کشاورز، عباس، 1391. شاخص بهره­وری آب و راهکار آتیه کشاورزی کشور. راهبرد اقتصادی، 1(1)، صص. 199-233.
  3. محقق­زاده، هژبر و کرمی، عزت­اله، 1396. سازه­های اثرگذار بر بهینگی مصرف آب در آبیاری قطره­ای نواری در کشت گوجه­فرنگی. علوم ترویج و آموزش کشلورزی ایران، 13(2)، صص. 71-89.

 Dor: 20.1001.1.20081758.1396.13.2.5.5

  1. محمدی، هادی، خالدیان، محمدرضا و الفتی، جمالعلی، 1401. امکان­سنجی ساخت لوله­های تیپ آبیاری قطره­ای از مواد زیست­تخریب­پذیر. آبیاری و زهکشی ایران، 16(1)، صص. 205-215.

 Dor: 20.1001.1.20087942.1401.16.1.16.3

  1. مقبلی مهنی دررودی، اسماء، دلبری، معصومه و کوهی، نادر، 1393. تأثیر آبیاری قطره ‏ای سطحی و زیر‏سطحی بر عملکرد گل محمدی تحت رژیم‏های مختلف آبیاری. تحقیقات آب و خاک ایران، 45(4)، صص. 405-412.
  2. نوشادی، مسعود و قائمی، علی­اصغر، 1391. بررسی فنی و هیدرولیکی سیستم­های آبیاری قطره­ای در استان فارس. آبیاری و زهکشی ایران، 6(4)، صص. 254-264.
  3. یگانه، زینب، بهمنش، جواد و رضایی، حسین، 1391. ارزیابی فنی آبیاری قطره­ای در برخی باغ­های شهرستان مرند. پژوهش آب در کشاورزی، 4(26)، صص. 449-460. doi: 22092/jwra.2013.131424
  4. Billingham, N., Chiellini, E., Corti, A., Baciu, R. and Wiles, D.M., 2003. Environmentally degradable plastics based on oxo-biodegradable of conventional polyolefins. Biodegradable Polymers and Plastics, 37, pp.313-325.
  5. Bozkurt, S. and Mansuroglu, G.S., 2018. Responses of unheated greenhouse grown green bean to buried drip tape placement depth and watering levels. Agricultural Water Management, 197(1-3), pp.209–223.
  6. Bralts, V.F., 1986. Field performance and evaluation. Developments in Agricultural Engineering, 9, pp.216 – 240.
  7. Colak, Y.B., Yazar, A., Gonen, E. and Caglar Eroglu, E., 2018. Yield and quality response of surface and subsurface drip-irrigated eggplant and comparison of net returns. Agricultural Water Management, 206, pp.165-175.
  8. Darouich, H., Cameira, M.R., Gonçalves, J.M., Paredes, P. and Pereira, L.S., 2017. Comparing sprinkler and surface irrigation for wheat using multicriteria analysis: water saving vs. economic returns. Water, 9(1), pp.50-69.
  9. El-Sayed, O.M. and El-Hagarey, M.E., 2014. Evaluation of ultra-low drip irrigation and re-lationship between moisture and salts in soil and peach (Pruns Persica) yield. American Journal of Science, 10(8),12-28.
  10. Hanson, B.R., Schwankl, L.J., Schulbach, K.F. and Pettygrove, G.S., A comparison of furrow, surface drip, and subsurface drip irrigation on lettuce yield and applied water. Agricultural Water Management, 33(2-3), pp.139-157.
  11. Harby, M.S., 2010. Studies on Bioplastic for Developing and Evaluating Drip Irrigation. Ph.D. Institute of Agronomy and Plant Breeding, Professorship of Agronomy, Germany.
  12. Keller, J. and Karmeli, D., 1974. Trickle irrigation design parameters. Transaction of the ASAE, 17(4), pp.678-384.
  13. Merriam, J.L. and Keller, J., 1978. Farm Irrigation System Evaluation: A Guide for Management. Utah State University, Utah.
  14. Mohammadi, M.H., Khaledian, M.R. and Olfati, J.A., 2024. Using degradable oxidizing additives in the manufacturing of drip irrigation tapes to prevent environmental problems. Irrigation and Drainage, 74(1), pp.43-54.
  15. Morison, J.I.L., Baker, N.R., Mullineaux, P.M. and Davies, W.J., 2008. Improving water use in crop production. Sustainable Agriculture, 363(1491), pp.639–658.
  16. Pathak, S., Sneha, C. and Mathew, B.B., 2014. Bioplastics: Its timeline based scenario and challenge. Journal of Polymer and Biopolymer Physics Chemistry, 2(4), pp.84-90.
  17. Puig- Bargues, J., Arbat, G., Elbana, M., Duran-Ros, M., Barragan, J., Ramirez de Cartagena, F. and Lamm, F.R., 2010. Effect of flushing frequency on emitter clogging in microirrigation with effluents. Agricultural Water Management, 97(6), pp.883-891.
  18. Scott, G., 2000. Green polymers. Polymers Degradation and Stability, 68, pp.1-7.
  19. Soliman, A., Morad, M., Wasfy, K.I. and Moursy, M., 2020. Utilization of aquaculture drainage for enhancing onion crop yield under surface and subsurface drip irrigation systems. Agricultural Water Management, 239, pp.106244.
  20. Stevens, E.S., 2003. What makes green plastics green? Biocycle, 44(3), pp.24–27.
  21. Ojeda, T.F.M., Dalmolin, E., Forte, M.M.D.C., Jacques, R.J.S., Bento, F.M. and Camargo, F.A.O., 2009. Abiotic and biotic degradation of oxo-biodegradable polyethylenes. Polymer Degradation and Stability, 94(6), pp.965–976.
  22. Tian, K. and Bilal, M., 2020. Chapter 15-Research progress of biodegradable materials in reducing environmental pollution. Abatement of Environmental Pollutions, 313-330.
  23. Tokiwa, Y., Calabia, B.P., Ugwu, C.U. and Aiba, S., 2009. Biodegradability of plastics. International Journal of Molecular Sciences, 10(9), pp.3722-3742.
  24. Tung, J.F., Wiles., D.M., Cermak, B.E., Gho, J.G. and Hare, C.W.J., 1999. Totally degradable polyolefin products. Addcon World, Prague, RAPRA Technology, pp: 17.
  25. Wiles, D.M. and Scott, G., 2006. Polyolefins with controlled environmental degradability. Polymer Degradation and Stability, 81(6), pp.1591-1582.
Journal of Water Research in Agriculture
Volume 39, Issue 1
June 2025
Pages 95-109

Files

Share

How to cite

Statistics