ارزیابی میدانی مدل‌های جذب آب در شرایط تنش هم‌زمان شوری و خشکی توسط گندم در منطقه نیمه‌خشک (مطالعه موردی: بیرجند)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیارگروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و محیط زیست، دانشگاه اراک

2 استادیار گروه علوم و مهندسی محیط زیست، دانشکده کشاورزی و محیط زیست، دانشگاه اراک.

3 گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و محیط زیست، دانشگاه اراک، اراک، ایران

10.22125/iwe.2023.173243

چکیده

به‌منظور بررسی کارایی شش مدل ماکروسکوپی جذب آب شامل؛ مدل‌های جمع­پذیر (M1)، ضرب­پذیر (M2، M3 و M4) و  مفهومی (M5 و M6) با استفاده از داده­های مزرعه­ای کشت گندم رقم قدس در شرایط تنش شوری و کم‌آبی، مطالعه‌ای در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه بیرجند در سال زراعی 85-84 در قالب کرت­های خرد شده بر پایه طرح بلوک‌های کامل تصادفی و در سه تکرار انجام شد. در این مطالعه، سطوح مختلف شوری (4/1، 5/4 و 6/9 دسی‌زیمنس بر متر) به‌عنوان کرت‌های اصلی و چهار سطح آبیاری (I1، I2، I3 و I4  به‌ترتیب معادل50، 75، 100 و 125 درصد نیاز آبی گیاه)، به‌عنوان کرت­های فرعی در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که مدل­ جمع‌پذیر (M1) مقدار عملکرد نسبی را در اکثر موارد کمتر از مقدار واقعی برآورد می­کند. به‌عبارت دیگر اثر تنش هم‌زمان شوری و خشکی روی کاهش عملکرد گندم کمتر از مجموع اثرات آنها است. سهم تنش خشکی در کاهش عملکرد گندم از سهم تنش شوری بیشتر بود. نتایج نشان داد که در بیشتر موارد مدل M6 کاهش عملکرد نسبی گندم در شرایط تنش هم‌زمان شوری و خشکی را بهتر از سایر مدل‌ها  پیش­پینی می­کند (‌17/0‌‌RMSD=)، هر چند که مدل M5 نیز از دقت قابل قبولی (22/0‌‌RMSD=) برخوردار 
 

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Field Evaluation of Water Uptake Models Under Conjunctive Salinity and Water Stress Conditions in Semi-dry Region by Wheat (Case study: Birjand)

نویسندگان [English]

  • Mohammad Javad Nahvinia 1
  • Saeed Sharafi 2
  • Mahdi Mohammadi Ghaleni 3
1 Assistant Professor,, Department of Water Sciences and Engineering, Faculty of Agricultural and Environment, Arak, Iran
2 Assistant professor, Department of Environment and Sciences Engineering, Faculty of Agriculture and Environmental, Arak University
3 , Department of Water and Sciences Engineering, Faculty of Agriculture and Environmental, Arak University, Arak, Iran
چکیده [English]

In order to evaluate the efficiency of six different macroscopic water uptake functions, consisted of additive (M1), multiplicative (M2, M3 and M4) and conceptual (M5 and M6) models using field data of Ghods cultivar of wheat under salinity and drought stress, a study was conducted in the research field of university of Birjand during 2005-06 in split plots design based on randomized complete blocks (RCBD) with three replications. In this study, the main plots consisted of different levels of salinity (1.4, 4.5 and 9.6 ds m-1) and sub plots consisted of four levels of irrigation (50, 75, 100 and 120 percent of crop water requirement). The results showed that the additive model (M1) estimated yield less than actual amount. In other word, the effect of combined stresses on wheat yield was less than the one as compared to summation effects of salinity and water stress. The effect of drought stress on reduction of yield was more than salinity stress. The results also revealed that reduction functions of M6 and M5 models were better fitness to measured data than the other functions. The results revealed that M6 model estimated the reduction of relative yield of wheat under simultaneous stresses conditions of salinity and drought better than other models (‌‌RMSD=0.17), although the M5 model also had acceptable accuracy (RMSD = 0.22).

مراجع

اردلانی، ح.، ح. بابازاده و ح. ابراهیمی. 1395. ارزیابی توابع کاهش جذب آب گوجه فرنگی (Solanum lycopersicum) در شرایط تنش هم زمان کم‌آبی و شوری. مجله مدیریت آب و آبیاری، جلد 6، شماره 1، صفحه 149-161.
بذرافشان ا.، م. شرفا، م.ح. محمدی و ع.ا. ذوالفقاری. 1399. بررسی تنش شوری و خشکی بر کاهش جذب آب گیاه تحت شرایط تنش همزمان. مجله تحقیقات آب و خاک ایران، دوره 51،  شماره 7، 1711-1723.
بذرافشان، ا.، م. شرفا، م.ح. محمدی و ع. ا. ذوالفقاری. 1398. پاسخ ذرت به تنش شوری با استفاده از مدل‌های جذب آب در فصول مختلف. مجله تحقیقات آب و خاک ایران، جلد 50، شماره 9، صفحه 2171-2182.
رئوف، م. 1400. تاثیر پارامترهای ورودی نرم‌افزار  Hydrus 3Dروی شبیه‌سازی همزمان حرکت آب و جذب ریشه چغندرقند. نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران، سال 10. شماره 46، 377-393.
عباسی، ف. 1386. فیزیک خاک پیشرفته. دانشگاه تهران، 250 ص.
سرائی تبریزی، م.، ح. بابازاده، م. همائی، ف. کاوه و م. پارسی نژاد. 1395. تعیین حد آستانۀ کاهش عملکرد ریحان و ارزیابی مدل‌های جذب آب تحت شرایط تنش شوری. نشریه مجله آب و خاک، جلد 30، شماره 1، صفحه 30-40.  
سرائی تبریزی، م.، م. همایی، ح. بابازاده، ف. کاوه، و م. پارسی نژاد. 1394. مدل سازی پاسخ گیاه ریحان به تنش آبی در سطوح متفاوت رطوبتی. نشریه تحقیقات آب و خاک ایران، جلد 46، شماره 2، صفحه 163-171.
Brown, C. E., S. R.  Pezeshki and R. D. DeLaune. 2006. The effects of salinity and soil drying on nutrient uptake and growth of Spartina alterniflora in a simulated tidal system. Environmental and Experimental Botany, 58(1-3): 140-148.
Chaali, N., A. Comegna, G. Dragonetti, M. Todorovic, R. Albrizio, D. Hijazeen, N. Lamaddalena, and A. Coppola. 2013. Monitoring and modeling root-uptake salinity reduction factors of a tomato crop under non-uniform soil salinity distribution. Procedia Environmental Sciences, 19: 643-653.
Chamekh, Z., C. Karmous, S.Ayadi, A. Sahli, Z. Hammami, M. Belhaj Fraj, N. Benaissa, Y. Trifa and H. Slim-Amara. 2015. Stability analysis of yield component traits in 25 durum wheat (Triticum durum Desf.) genotypes under contrasting irrigation water salinity. Agricultural Water Management, 152: 1–6.
Dirksen, C. and D. C. Augustijn. 1988. Root water uptake function for non-uniform pressure and osmotic potentials. In Agronomy Abstracts (p. 182).
Dudley, L. M. and U. Shani. 2003. Modeling Plant Response to Drought and Salt Stress: Reformulation of the Root-Sink Term. Vadose Zone Journal, 2(4): 751-758.
Feddes, R.A., P.J. Kowalik and H. Zaradny. 1978. Simulation of field water use and crop yield. Prudoc, Wageningen.
Green, S.R., M.B. Kirkham and E. Clothier. 2006. Root uptake and transpiration: From measurements and models to sustainable irrigation. Agricultural Water Management, 86(1-2), 165–176.
Homaee, M. 1999. Root water uptake under non-uniform transient salinity and water stress. Ph.D. Thesis, Wageningen Agricultural University, 173 p.
Hosseini, Y., H. Babazadeh, , and B. Khakpour Arablo. 2015. Evaluating Water Uptake Reduction Functions under Salinity and Water Stress Conditions in Pepper (Capsicum Annuum). Journal of water research agriculture, 29(4), 509-523.
Jalali, V., S. A. Kapourchal and M. Homaee. 2017. Evaluating performance of macroscopic water uptake models at productive growth stages of durum wheat under saline conditions. Agricultural Water Management, 180: 13-21.
Jamil, A., S. Riaz, , M. Ashraf and MR. Foolad. 2011.  Gene expression profiling of plants under saltstress. Critical Reviews in Plant Sciences. 30(5): 435-458.
Katerji, N., J. W. van Hoorn, A. Hamdy, F. Karam, and M. Mastrorilli. 1994. Effect of salinity on emergence and on water stress and early seedling growth of sunflower and maize. Agricultural Water Management, 26(1-2), 81-91.
Kubala, S., L. Wojtyla, M. Quinet, K. Lechowska, S. Lutts and M. Garnczarska. 2015. Enhanced expression of the proline synthesis gene P5CSA in relation to seedosmopriming improvement of Brassica napus germination under salinity stress. Journal of Plant Physioligcal. 183: 1–12.
League, K. and R. E. Green. 1999. Statistical and graphical methods for evaluating solute transport models: Overview and application. Journal of Contaminant Hydrology, 7(1-2), 51-73.
Maas, E. V. and S. R. Grattan. 1999. Crop yields as affected by salinity. Agronomy Journal, 38: 55-110.
Maas, E. V. and G. J. Hoffman. 1977. Crop salt tolerance Current assessment. Journal of Irrigation and Drainage. Journal of the irrigation and drainage division 103(2): 115-134.
Munns, R. and M. Gilliham. 2015. Salinity tolerance of crops–what is the cost? New phytologist. 208(3): 668-673.
Nimah, M. N. and R. J. Hanks. 2006. Model for estimating soil water, plant and atmospheric. interrelations. I. Description and sensitivity. Soil Science Society of America Journal, 37(4): 522–527.
Saadat, S. and M. Homaee. 2015. Modeling sorghum response to irrigation water salinity at early growth stage. Agricultural Water Management, 152: 119–124.
Singh, R., J. C. Van Dam and R. A. Feddes. 2006. Water productivity analysis of irrigated crops in Sirsa district India. Agricultural Water Management, 82(3): 253-278.
Skaggs, T. H., M. T. van Genuchten, P.J. Shouse and JA. Poss. 2006. Root uptake and transpiration: From measurements and models to sustainable irrigations. Agricultural Water Management, 86: 140–179.
Taylor, K. E. 2001. Summarizing multiple aspects of model performance in a single diagram. Journal of Geophytes Research, 106(7): 7183–7192.
Van Dam, J.C., J. Huygen, J.G. Wesseling, R.A. Feddes, P. Kabat, P.E.V. Van Walsum, P. Groenendijk and C.A. Van Diepen. 1997. Theory of SWAP, version 2. Simulation of water flow, solute transport plant growth in the soil-water-atmosphere-plant environment. Report No.71, Dept. of Water Resources, Wageningen Agricultural University.
Van Genuchten, M. T. 1987. A numerical model for water and solute movement in and below the root zone. Research Report, U. S. Salinity Lab. Riverside CA.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار