مدل‌سازی مقدار رطوبت خاک با استفاده از شاخص تنش آبی (CWSI) در کشت ذرت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه بین المللی امام خمینی(ره)، قزوین، ایران.

2 گروه مهندسی علوم باغبانی- دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی- دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)- قزوین- ایران

چکیده

به‌منظور تخمین مقدار رطوبت خاک با استفاده از مقدار شاخص تنش آبی CWSI، پژوهشی بر روی ذرت رقم سینگل کراس 704 انجام شد. آزمایش به‌صورت فاکتوریل و در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی بود. در تیمار شاهد، آبیاری کامل و در تیمارهای دیگر، تنش‌ آبی تا حد پژمردگی موقت در مراحل رشد 6 برگی، 12 برگی، گل‌دهی و خمیری شدن دانه‌ها اعمال شد. پارامترهای هواشناسی، مقاومت روزنه‌ای و دمای سطح برگ به‌صورت روزانه اندازه‌گیری شد. در مراحل مختلف رشد، خط مبنای پایین تنش دارای عرض از مبدأ و شیب به‌ترتیب 64/2 تا 75/3 و 09/0 تا 14/0 بود. مقدار خط مبنای بالای تنش نیز بین 3/3 تا 2/4 درجه سانتی‌گراد برآورد شد. در روزهای اعمال تنش، شاخص CWSI محاسبه و مقدار رطوبت خاک اندازه‌گیری شد. با توجه به نتایج حاصل، بین مقادیر رطوبت خاک و شاخص CWSI رابطه‌ا‌ی معکوس و با همبستگی خوب برقرار شد. لذا مدل‌های رگرسیونی با فرم‌های خطی، نمایی، لگاریتمی، درجه دوم و توانی بین دو پارامتر مذکور برازش داده‌ شد. قوی‌ترین و ضعیف‌ترین مدل تخمین مقدار رطوبت خاک، به‌ترتیب مدل‌های درجه دوم و توانی با ضرایب همبستگی 987/0 و 65/0 بود. نتایج نشان داد مقادیر بحرانی شاخص CWSI در زمان افزایش دمای سطح برگ نسبت به دمای هوا، تعیین کننده زمان آبیاری بود. همچنین با برآورد غیر مستقیم مقدار رطوبت خاک از روی شاخص CWSI، کمبود رطوبت خاک و آب مورد نیاز برای آبیاری محاسبه شد

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Modeling the Amount of Soil Moisture using Crop Water Stress Index (CWSI) in Maize Planting

نویسندگان [English]

  • reza saeidi 1
  • mohammad mahdi zarrabi 2
  • Abbas Sotoodehnia 1
1 Dept of Water Engineering, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran
2 Horticulture, Faculty of Agriculture & Natural Resourses, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran
چکیده [English]

In order to estimate the amount of soil moisture by the Crop Water Stress Index (CWSI), research was performed on the maize (SC 704). The experiment was a factorial and in format of randomized complete block design. In the control, treatment was done full irrigation and in other treatments, was applied water stress in the stages of 6-leaf, 12-leaf, flowering and seeds milking. The meteorological parameters, stomata resistance and leaf surface temperature were measured daily. At different growth stages, the stress low line had a slope of 0.09 to 0.14. The amount of the stress up line was estimated between 3.3 and 4.2 . In the period of stress, the CWSI index was calculated and the amount of soil moisture was measured. According to the results, between soil moisture and CWSI index values, the inverse relationship was established with good correlation. Therefore, regression models with linear, exponential, logarithmic, polynomial and power forms were fitted between the above (two) parameters. The best and worst models for estimating soil moisture were the polynomial ( :0.987) and the power ( :0.65) models, respectively. The results showed that the critical values of CWSI index (at the time of increasing leaf surface temperature compared to air temperature), determined the irrigation time. Also, by indirectly estimating the amount of soil moisture, was calculated the soil moisture deficiency and water requirements for irrigation.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Leaf surface temperature
  • Regression model
  • Growth stages

مراجع

ابراهیمی زاده، م. ع. و حسن‌لی، ع. م. 1387. بررسی توسعه ریشه ذرت و تأثیر آن بر کاهش مصرف آب در روش‌های مختلف آبیاری با پساب در دشت نیمه‌خشک کربال در استان فارس. نشریه علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، 12(44): 69-82. 
احمدی، ح.، نصرالهی، ع. ح.، شریفی پور، م. و عیسوند، ح. ر. 1396. بررسی تغییرات شاخص تنش آبی گیاه سویا تحت سطوح مختلف آبیاری. نشریه مدیریت آب و آبیاری، 7 (1): 121-134.
جاراللهی، ر. 1380. تعیین ضریب آب سهل‌الوصول در مراحل مختلف رشد برای ذرت دانه‌ای در کرج. نشریه علوم آب و خاک، 15 (2): 290-298. 
خورسند، ا.، وردی نژاد، و. ر.، عسگرزاده، ح.، مجنونی هریس، ا.، رحیمی، ا.، بشارت، س. و صدرالدینی، ع. ا. 1398. تعیین شاخص تنش آبی (CWSI) جهت تشخیص زمان تنش آبی محصول ذرت در منطقه ارومیه. نشریه تحقیقات آب و خاک ایران، 50 (4): 873-884.
دهقانی سانیج، ح.، نخجوانی مقدم، م. م. و قهرمان، ب. 1396. کاربرد شاخص تنش آبی گیاه برای زمان‌بندی تک آبیاری گندم دیم. نشریه آبیاری و زهکشی ایران، 4 (11)، 552-561.
سعیدی، ر.، ستوده‌نیا، ع.، رمضانی اعتدالی، ه.، نظری، ب. و کاویانی، ع. 1397. اثر شوری آب و کمبود ازت خاک، بر ضریب Ks و مقدار آب سهل‌الوصول ذرت.نشریه آب و خاک، 32 (5)، 865-878.
سعیدی‌نیا، م.، نصراللهی، ع. ح. و شریفی پور، م. 1398. بررسی توانایی شاخص تنش آبی گیاه در برنامه‌ریزی آبیاری و برآورد میزان عملکرد ذرت علوفه‌ای. نشریه تحقیقات آب و خاک ایران، 50 (3): 555-565.
سیفی، ا.، میرلطیفی، س. م.، دهقانی سانیج، ح. و ترابی، م. 1393. ارزیابی همبستگی بین مقدار رطوبت خاک و شاخص تنش آب گیاه پسته در خاک سیلت لوم. اولین همایش ملی پسته ایران، شهریور 1393، دانشگاه شهید باهنر کرمان.
طاهری قناد، س. 1381. استفاده از درجه حرارت پوشش سبز گیاه جهت برنامه‌ریزی آبیاری ذرت بهاره در شرایط شمال خوزستان. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز.
فیضی اصل، و.، فتوت، ا.، آستارایی، ع.، لکزیان، ا. و موسوی شلمانی، م. ا. 1393. تعیین موازنه آبی و مراحل بحرانی آن در گندم دیم با استفاده از شاخص تنش آبی گیاه (CWSI). نشریه آب و خاک، 28 (4): 804- 817.
قربانی، م. و برومند نسب، س. 1395. بررسی اثر شوری آب در آبیاری سطحی بر میزان شاخص تنش آبی گیاه (CWSI) در برنامه‌ریزی آبیاری ذرت تابستانه. فصلنامه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب، 7 (25): 54-67.
محمدی، ه. 1392. برنامه‌ریزی آبیاری ذرت بهاره تحت آبیاری قطره‌ای با استفاده از دماسنج مادون قرمز در شرایط اقلیمی اهواز. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی علم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز.
محمدی، م.، قهرمان، ب.، داوری، ک.، وظیفه‌دوست، م. و نوری، ح. 1392. بهینه‌سازی مصرف آب و عملکرد گندم زمستانه در شرایط تنش شوری و خشکی با استفاده از مدل SWAP (مطالعه موردی: شهرستان برخوار). نشریه پژوهش آب در کشاورزی، 27 (3): 299-314.
نوری، س.، نصرالهی، ع. ح.، ملکی، ع. و شریفی پور، م. 1397. رابطه بین میزان آب مصرفی و شاخص تنش آبی گیاه در ارقام مختلف لوبیا چیتی. اولین همایش ملی علوم کشاورزی و زیست محیطی ایران، بهمن 1397، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان. 
وردی نژاد، و.، بشارت، س.، عبقری، ه. و احمدی، ح. 1390. برآورد حداکثر تخلیه مجاز رطوبتی ذرت علوفه‌ای در مراحل مختلف رشد با استفاده از اختلاف دمای پوشش سبز گیاه و هوا. نشریه آب و خاک، 25 (6): 1344- 1352.
ویسی، ش.، ناصری، ع. ع. و حمزه، س. 1395. تعیین زمان آبیاری مزارع نیشکر با استفاده از دماسنج مادون قرمز حرارتی و رطوبت خاک ناحیه ریشه. نشریه پژوهش‌های حفاظت آب و خاک، 23 (6): 235-251.
Ayana, M. 2011. Deficit irrigation practices as alternative means of improving water use efficiencies in irrigated agriculture: Case study of maize crop at Arba Minch, Ethiopia. African Journal of Agricultural Research, 6(2): 226-235
Ballester, C., Jimenez-Bello, M. A., Castel, J. R. and Intrigliolo, D. S. 2013. Usefulness of thermography for plant water stress detection in citrus and persimmon trees. Journal of Agricultural and forest Meteorology, 168: 120–129.
Bijanzadeh, E. and Emam, Y. 2012. Evaluation of Crop Water Stress Index, Canopy Temperature and Grain Yield of Five Iranian Wheat Cultivars Under Late Season Drought Stress. Journal of Plant Physiology and Breeding, 2 (1): 23-33.
Blonquist, J. M., Norman, J. M. and Bugbee, B. 2009. Automated measurement of canopy stomata conductance based on infrared temperature. Journal of Agricultural and forest Meteorology, 149: 2183-2197.
Çolak, Y. B. and Yazar, A. 2017. Evaluation of crop water stress index on Royal table grape variety under partial root drying and conventional deficit irrigation regimes in the Mediterranean Region. Journal of Scientia horticulture, 224: 384-394.
Gardner, B. R., Blad, B. L. and Watts, D. G. 1981. Plant and air temperatures in differentially irrigated corn. Journal of Agricultural Meteorology, 25: 207-217.
Gonzalez, M. P., Moran, M. S., Mateos, L. and Bryant, R. 2005. Canopy temperature variability as an indicator of crop water stress severity. Journal of Irrigation Science, 24: 233-240.
Gonzalez, V., Zarco-Tejada, P., Nicolas, E., Nortes, P. A., Alarcon, J. J., Intrigliolo, D. S. and Fereres, E. 2013. Using high resolution UAV thermal imagery to assess the variability in the water status of five fruit tree species within a commercial orchard. Journal of Precision Agriculture, 14: 660–678.
Hüner, N. P. and Hopkins W. G. 2008. Introduction to Plant Physiology: Wiley, NewYork.
Idso, S. B., Jackson, R. D. Pinter, P. J. Reginato, R. J. and Hatfield, J. L. 1981. Normalizing the stress degree-day parameter for environmental variability. Journal of Agric, Meteoral, 24: 45-55.
Idso, S. B. 1982. Non-water-stressed baselines: a key to measuring and interpreting plant water stress. Journal of Agricultural Meteorology, 27(1-2): 59-70.
Kalra, N., Chakraborty, D., Ramesh Kumar, P., Jolly, M. and Sharma, P. K. 2007. An approach to bridging yield gaps, combining response to water and other resource inputs for wheat in northern India, using research trials and farmers’ fields data. Journal of Agricultural Water Management, 93 (2007): 54-64.
Kirnak, H., Çopur, O., Doan, E., Bahçeci, I., Demir, S. and Tonkaz, T. 2005.  Evaluation of relationship between crop water stress index and generative-fiber characteristics of cotton (in Turkish).  GAP IV. Tarım Kong, Sanlıurfa, 21-23 September, pp: 1164-1171
Mansourifar, C., Modarres Sanavy, S. A. M. and Saberali, S. F. 2010. Maize yield response to deficit irrigation during low-sensitive growth stages and nitrogen rate under semi-arid climatic conditions. Journal of Agricultural Water Management, 97:12–22.
Paltineanu, C., Septar, L. and Moale, C. 2013. Crop Water Stress in Peach Orchards and Relationships with Soil Moisture Content in a Chernozem of Dobrogea. Journal of Irrig. Drain Eng., 139 (1): 20-25.
Shock, C. C., Feibert, E. B. G., Saunders, L. D. and Klauzer, J. 2007. Deficit Irrigation for Optimum Alfalfa Seed Yield and Quality. Journal of Agronomy, 99: 992-998
Taghvaeian, S., Chávez, J. L., Bausch, W. C., DeJonge, K. C. and Trout, T. J. 2014. Minimizing instrumentation requirement for estimating crop water stress index and transpiration of maize. Journal of Irrigation Science, 32 (1): 53-65
Taiz, L. and Zeiger, E. 2008. Bitkifizyolojisi. 1th Ed. Palme Yayincilik, Ankara, Turkey, 720 p (in Turkish).
نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران
دوره 12، شماره 3 - شماره پیاپی 47
فروردین 1401
صفحه 386-404

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار