اثرات متقابل نیتروژن و آب آبیاری بر عملکرد و کارآیی مصرف آب و نیتروژن در گوجه‌فرنگی در استان بوشهر

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 بخش تحقیقات خاک و آب، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان بوشهر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، بوشهر، ایران.

2 پژوهشی، بخش تحقیقات خاک و آب، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان بوشهر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، بوشهر،

3 پژوهشی، بخش تحقیقات خاک و آب، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان بوشهر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، بوشهر

4 پژوهشی، بخش تحقیقات اقتصادی، اجتماعی و ترویج کشاورزی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان بوشهر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، بوشهر، ایران

چکیده

نیتروژن و آبیاری از مهم‌ترین فاکتورهای مؤثر در رشد گیاه می‌باشند که دارای اثرات متقابل شدیدی هستند. این پژوهش به منظور استفاده بهینه از این دو نهاده‌ در سیستم آبیاری قطره‌ای نواری در زراعت گوجه فرنگی به مدت سه سال اجرا شد. آزمایش بصورت اسپلیت پلات در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی بود. فاکتور اصلی مقادیر آب آبیاری در سه سطح 75% ، 100% و 125% نیاز آبی و فاکتور فرعی نیتروژن در چهار سطح صفر، 75، 150 و 225 کیلوگرم در هکتار بود. نتایج نشان داد که تأثیر هرکدام از فاکتورها بر عملکرد محصول و کارآیی مصرف آب و نیتروژن تحت تأثیر دیگری بود. در شرایط آبیاری براساس 75 ، 100 و 125 درصد نیاز آبی، به ترتیب 75، 150 و 225 کیلوگرم نیتروژن در هکتار بیشترین تأثیر را بر عملکرد محصول و کارآیی مصرف آب و نیتروژن داشت. افزایش مصرف آب آبیاری در عدم مصرف یا مصرف مقادیر کم نیتروژن با کاهش و در حضور مقادیر زیاد نیتروژن با افزایش کارآیی مصرف آب همراه بود. هرچند افزایش مصرف نیتروژن با کاهش کارآیی آن همراه بود، اما افزایش مصرف آب آبیاری سبب بهبود این پاسخ گیاهی شد. میانگین وزن میوه، ویتامین ث و نیترات میوه در اثر افزایش مصرف نیتروژن و سطوح آب آبیاری افزایش یافت. همچنین کاهش مواد جامد محلول میوه در اثر افزایش سطوح آب آبیاری و افزایش آن در اثر افزایش مصرف نیتروژن مشاهده شد. در نهایت می‌توان گفت که برای استفاده بهینه از آب آبیاری، مدیریت مصرف نیتروژن با توجه به رژیم آبیاری ضروری است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Interaction effects of nitrogen and irrigation water on yield and water and nitrogen use efficiency of tomato in Bushehr province

نویسندگان [English]

  • Mokhtar Zolfi Bavariani 1
  • Naser Rashidi 2
  • Mehrdad Nowrouzi 3
  • Parviz Bayat 4
1 Soil and Water Research Department, Bushehr Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Bushehr, Iran.
2 Soil and Water Research Department, Kerman Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Kerman
3 Soil and Water Research Department, Bushehr Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Bushehr,
4 Economic, Social and Extension Research Department, Bushehr Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Bushehr, Iran
چکیده [English]

There are a separate and combined effects of nitrogen and water, as most important factors, on plant growth. This experiment was conducted to optimize the use of these inputs in drip-irrigated tomatoes to gain optimum quantitative and qualitative yield. The experimental design was RCBD as split manner with three replications in three years. Three irrigation treatments: 75, 100 and 125 percent of calculated irrigation water (IW), and four rates of nitrogen: 0, 75, 150 and 225 kgha-1 N were as main and subplot, respectively. The results showed that effects of each factor on yield, irrigation water use efficiency (IWUE) and nitrogen use efficiency (NUE) was induced by the other one. In treatments of 75%, 100% and 125% of IW, maximum yield, IWUE and NUE obtained from 75, 150 and 225 kgha-1 nitrogens, respectively. Increasing in water rates decreased IWUE in the absence or low rate of N, but increased it in presence of high rates of this nutrient. Although nitrogen application was associated with reduction in NUE, but high water rates improved it. Increasing in mean weight, vitamin C and nitrate concentration of the fruit were obvious by increasing in water and nitrogen rates. Fruit TSS was increased by N application and decreased by increasing water. It was concluded that nitrogen use management should be considered for efficient use of irrigation water in different irrigation regimes

کلیدواژه‌ها [English]

  • Drip Irrigation
  • Water productivity
  • Irrigation regime
  • Yield
  • nitrogen fertilizer

امامی، ع. 1375. روش‌های تجزیه گیاه. جلد اول. نشریه شماره 982. مؤسسه تحقیقات خاک و آب.

رامشنی، خ. 1364. مطالعات تفضیلی خاکشناسی و طبقه‌بندی اراضی ایستگاه تحقیقات کشاورزی برازجان (بنداروز)، استان بوشهر. مؤسسه تحقیقات خاک و آب، خاکشناسی و حاصلخیزی خاک استان بوشهر. نشریه فنی شماره 1.

مجد سلیمی، ک. و س. م. میرلطیفی. 1387. تأثیر آبیاری و کود نیتروژن بر عملکرد چای. مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی. شماره 44. صفحه 39-50.

نوربخش، ف. و م. کریمیان اقبال (مترجمین). 1380. حاصلخیزی خاک. انتشارات غزل. اصفهان. ایران.

هاشمی دزفولی، ا. 1373. مفهوم کارآیی مصرف آب. مجله پژوهش و سازندگی. شماره 25.

ولی‌زاده، م. و م. مقدم. 1375. طرح‌های آزمایشی در کشاورزی. انتشارات پریور، تهران.

Bolton, F. E. 1980. Optimizing the use of water and nitrogen through soil and crop management. Plant Soil, 58: 231-247.

Doorenbos, J., and A. H. Kassam. 1986. Yield response to water. FAO, FAO Irrigation and Drainage Paper 33, Rome, Italy.

Doorenbos, J., and W. O. Pruitt. 1977. Guidelines for predicting crop water requirements. FAO Irrigation and Drainage Paper No. 24, Rome, Italy.

Doss, B. D., C. E. Evans., and W. A. Johnson. 1975. Rates of nitrogen and irrigation for tomatoes. J. Amer. Soc. Hort. Sci., 100: 435-437.

Erdal, I., A. Ertek, U. Senyigit, and H. I. Yilmaz. 2006. Effect of different irrigation programs and nitrogen levels on nitrogen concentration, uptake and utilization in processing tomatoes (Lycopersicum esculentum). Austr. J. of Exper. Agric., 46: 1653 – 1660.

Erdal, I., A. Ertek, U. Senyigit, and M. A. Coyuncu. 2007. Combined effects of irrigation and nitrogen on some quality parameters of processing tomatoes. World J. Agric. Sci., 3(1): 57-62.

Hanson, B. R., and D. M. May. 2004. Effect of subsurface irrigation on processing tomato yield. Water table depth, soil salinity and profitability. Agric. Water Manag., 68: 1-17.

Hanson, B. R., and D. M. May. 2006. Crop evapotranspiration of processing tomato in the San Joaquin Valley of California, USA. Irrig. Sci., 24: 211-221.

Hargreaves, G. H., and Z. A. Samani. 1985. Reference crop evapotranspiration from temperature. Applied Engrg. In Agric. 1(2): 96-99.

Harmanto V., M. Salokhe, M. S. Babel, and H. J. Tantau. 2005. Water requirement of drip irrigated tomatoes grown in greenhouse in tropical environment. Agric Water Manag., 71: 225-242.

Havlin J. L., J. D. Beaton, S. L. Tisadale, and W. L. Nelson. 2005. Soil fertility and fertilizers: An introduction to nutrient management.7th Ed. Pearson Education Inc., Upper Saddle River. USA.

Hebbar S. S., B. K. Ramachandrappa, H. V. Nanjappa, M. Prabhakar. 2004. Studies on NPK drip fertigation in field grown tomato (Lycopersicon esculentum Mill.). Eur J Agron, 21: 117-127.

Hochmuth, G. J. 1990. Nitrogen mangement in vegetable production for ground water and health production. Florida Cooperative Extension Services, Special Series Report SSVEC 940, The university of Florida, Gainesville, FL.

Hochmuth, G. J. 1998. Tomato production guide for Florida. Florida Cooperative Extension Services, Circular 98C, The university of Florida, Gainesville, FL.

Isfand, D. 1984. Corn yield variation as related to soil water fluctuation and nitrogen fertilizer. II- Soil water – nitrogen - yeild relationships. Comm. in Soil Sci. and Plant Anal., 15(10): 1163 – 1174.

Kuscu H., A. Turhan, N. Ozeman, P. Aydinol, and A. O. Demir. 2014. Optimizing levels of water and nitrogen applied through drip irrigation for yield, quality, and water productivity of processing tomato (Lycopersicon esculentum Mill.). Hort Environ Biotechnol. 55(2): 103-114.

Liang, Y., C. Peiyuan. 1996. Effects of soil water, nitrogen and phosphorus supply on root and seedling growth of weat. Acta Agronomica Sinica, 22(4): 476- 482.

Liu, W. T., and S. Li. 1992. The effect of solar radiation on tomato fruit development and composition. Acta. Hort. Sinica., 19: 341-346.

Locascio S. J., and A. G. Smajstrla. 1996. Water application scheduling by pan evaporation for drip irrigated tomatoes. J. Amer. Soc. Hort. Sci., 121: 63-68.

Locascio, S. J., G. A. Clark, A. A. Cziniznsky, C. D. Stanley, and O.M. Olsen. 1992. Water and nutrient requirements for drip-irrigated vegetables in humid rdgions. Florida Agriculture Experiment Station Southern Cooperative, Series Bulletin 363. The university of Florida, Gainesville, FL.

Mackay, A. D., and S. A. Barber. 1985. Effect of soil moisture and phosphate level on root hair growth of corn roots. Plant and Soil, 86: 321-331.

Manang, E. Z., A. P. Uriyo and B. R. Singh. 1982. Effect of fertilizer nitrogen and phosphorus on tomato. Beitriigezur tropischen land wirtschaft and veterinar mediz in Dares Salaam University, Morogoro, Tanzania, 20(3): 247-253.

Maynar, D. N., and A. V. Barker. 1979. Regulation of nitrate accumulation in vegetables. Acta Hort. 93, quality in vegetables.

Mitchell, J. P., C. Shennan S. R. Grattan and D. M. May 1991. Tomato fruit yields and quality under water deficit and salinity. J. Amer. Soc. Hort. Sci., 116: 215-221

Mukherjee A., M. Kundu, and S. Sarkar. 2010. Role of irrigation and mulch on yield, evapotranspiration rate and water use pattern of tomato (Lycopersicon esculentum L.). Agric. Water Manag., 98: 182-189.

Novoa, R., and R. S. Loomis. 1981. Nitrogen and plant production. Plant and Soil, 58: 177–204.

Pandey, R. K., J. W. Maranwille, and A. Admou. 2001. Tropical wheat response to irrigation and nitrogen in Sahelian environment. I. Grain yield, yield componenet and water use efficiency. Eur J Agron., 15: 93-105.

Patane, C., and S. L. Cosentino. 2010. Effects of soil water deficit on yield and quality of processing tomato under a Mediterranean climate. Agric Water Manag., 97:131-138.

Pier, J. W., and T. A. Doerge 1995. Nitrogen and water interactions in trickle-irrigated watermelon. Soil Sci. Soc. Amer. J., 59:145-150 

Raun, W. R. and G. V. Johnson. 1999. Improving nitrogen use efficiency for cereal production. Agron. J., 91: 357-363.

Renquist, A. R., and J. B. Reid. 2001. Processing tomato fruit quality: influence of soil water deficits at flowring and repeiring. Aust. Agric. Res., 52:793-799.

Rubino, P. and E. Tarantino. 1988. Influence of irrigation techniques on behavior of some processing tomato cultivars. Acta. Hort., 228: 109-118.

Ryden J. C., and L. J. Lund. 1980. Nature and extent of directly measured denitrification losses from some irrigated vegetable crop production units. Soil Sci. Soc. Amer. J., 44: 505-511.

Saha, M. C., 1985. Effect of Nitrogen and phosphrus on the yield of tomato. ARC Training Report, Bangladesh.

Sammis, T. W. 1980. Comparison of sprinkler, trickler, subsurface and furrow irrigation methods for row crops. Agron. J., 725: 701 -704.

Scholberg, J., B.L. McNeal, K. J. Boote, J.W. Jones, S. J. Locascio, and J.W. Olson. 2000. Nitrogen stress effects on growth and nitrogen accumulation by field-grown tomato. Agron J., 95: 159-167.

Smajstrla, A. G., and S. J. Locascio. 1994. Irrigation cutback effects on drip – irrigated tomato yields. Proc. Fla. State Hor. Soc., 107: 113- 118.

Thompson, T. L., and T. A. Doerge. 1995. Nitrogen and water rates for subsurface trickle-irrigated collard, mustard, and spinach. Hort. Sci., 30(7): 1382-1387.

Thompson, T. L., and T. A. Doerge. 1996. Nitrogen and Water Interactions in Subsurface Trickle-Irrigated Leaf Lettuce: I. Plant Response. Soil Sci Soc Am J., 60:163-168.

Thompson, T. L., T. A. Doerge, and R. E. Godin. 2000a. Nitrogen and water interactions in subsurface drip – irrigated Cauliflower. I- Plant response. Soil Sci. Soc. Am. J., 64: 406 - 411.

Thompson, T. L., T. A. Doerge, and R. E. Godin. 2000b. Nitrogen and water interactions in subsurface Drip-Irrigated cauliflower. II. Agronomic, Economic and Environmental Outcomes. Soil Sci. Soc. of Am. J., 64:412-418

Tremblay, N., H. C. Scharpf, U. Weier, H. Laurence, and J. Owen. 2001. Nitrogen management in field vegetables. A guide to efficient fertilization. Journal of Agriculture and Agri-Food Canada.

Tyler K. B., and O. A. Lorenz. 1991. Fertilizer guide for California vegetable crops. Davis: Univ. of California, Dep. Of Vegetable Crops.

USDA-NRCS. 1987. National Engineering Handbook, Irrigation Section 15, Chapter 7. Trickle Irrigation. US Department of Agric., Natural Resource and Conservation Service, Washington, DC.

Wang Q, F. Li, E. Zhang, G. Li, and M. Vance. 2012. The effects of irrigation and nitrogen application rates on yield of spring wheat (longfu-920), and water use efficiency and nitrate nitrogen accumulation in soil. Austr J Crop Sci., 6:662-672.

Wan, S., Y. Kang, D. Wang, S. P. Liu, and L. P. Feng. 2007. Effect of drip irrigation with saline water on tomato (Lycopersicon esculentum Mill) yield and water use in semi-humid area. Agric.  Water Manag., 90: 63–74.

Wiedenfeld, R. P. 1995. Effect of irrigation and N fertilizer application on sugarcane yield and quality. Field Crops Research, 43: 101-108.

Yang, S. M., S. S. Malhi, J. R. Song, Y. C. Xiong, W. Y. Yue, L. L. Lu, J. G. Wang, and T. W. Guo. 2006. Crop yield, nitrogen uptake and nitrate-nitrogen accumulation in soil as affected by 23 annual applications of fertilizer and manure in the rainfed region of Northwestern China. Nutr. Cycling Agroecosys, 76:81-94.

Young, T. E., J. A. Juvic, and J. K. Sullivan. 1993. Accumulation of the components of total solids in ripening fruit of tomato. J. Am. Soc. Hort. Sci., 118: 286- 292.