مدیریت هوشمند برنامه ریزی آبیاری به منظور افزایش بهره وری مصرف آب در گیاه چغندرقند

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 بخش تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی ، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی فارس، سازمان تحقیقات، اموزش و ترویج کشاورزی، شیراز –ایران

2 سازمان تحقیقات ، آموزش و ترویج کشاورزی-مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی فارس شیراز ایران

3 موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه بذر چغندرقند، سازمان تحقیقات، اموزش و ترویج کشاورزی، شیراز –ایران

4 مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی فارس، سازمان تحقیقات، اموزش و ترویج کشاورزی، شیراز –ایران

چکیده

برنامه ریزی آبیاری از عملیات مدیریتی مهم در مصرف آب در بخش کشاورزی است که نظر بسیاری از محققان را به خود جلب کرده است. از انجا که مدل های هوشمند در برنامه ریزی آبیاری نقش مهمی در مدیریت مصرف آب در مزارع دارند، این پروژه با هدف تاثیر این گونه مدل ها بر مصرف آب چغندرقند در ایستگاه تحقیقات کشاورزی زرقان - فارس  درسال زراعی97-98 اجرا گردید. این آزمایش گرچه با سه تیمار و سه تکرار در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی اجرا شده اما نتایج ارائه شده در این مقاله صرفا در راستای هدف فوق می باشد. تیمارها شامل : برنامه ریزی آبیاری با استفاده از سامانه هوشمند (T1)؛ برنامه ریزی آبیاری با استفاده از نتایج محاسبات نیاز آبی محصول از روش پنمن مانتیث و داده هایسایت هواشناسی منطقه(T2) و برنامه ریزی آبیاری با استفاده از شیوه مدیریتی سنتی توسط کشاورزان(T3) بود.در هر تکرار6 خط از رقم آرتابه طول 8 متر کشت و با سیستم آبیاری نواری تیپ آبیاری شد. نتایج نشان داد مصرف آب در تیمارهای T1  وT2‌ حدود 27 و 15درصد نسبت به مدیریت آبیاری سنتی صرفه جوییداشت. متوسط مصرف روزانه بر اساس مدیریت تیمار T1 حدود 7 میلیمتر در روز بدست آمد که طی مراحل مختلف رشد این مصرف از 2 تا10 میلیمتر در روز تغییرات داشت و همواره کمترین میزان مصرف در مقایسه با تیمارهای دیگر بود.با توجه به میزان مصرف سالانه در سه تیمارT1،T2 وT3به ترتیب 8946، 10194 و 12130مترمکعب در هکتار،صرفه جویی 27 در صدی در سامانه نسبت به تیمار شاهد ملاحظه شد.این مقدارصرف جویشامل دو بخش، 10 درصد به دلیل کاهش در مدت زمان آبیاری و حدود 17 درصد به دلیل تنظیمات دبی ورودی به کرت های آزمایشی بود. اندازه گیری های دوره ای حجم آب ورودی و پایش رطوبت خاک در هر آبیاری باعث بهبود مدیریت توزیع آب و در نتیجه کاهش یک ساعت در مدت آبیاری تیمارهای T1نسبت به دو تیماردیگر گردید. در تیمارهای T1، T2  وT3 به ترتیب شاخص بهره وری مصرف آب بر اساس عملکرد ریشه 46/3، 25/2 و 07/2 کیلوگرم به ازاء هر متر مکعب و بر اساس عیار قند 69/0 ، 44/0 و38/0کیلوگرم شکر به ازاء هر متر مکعب بدست آمد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Intelligent management of Irrigation Planning on Increasing the Water Use Productivity in Sugar Beet (Beta vulgaris L.)

نویسندگان [English]

  • Behroz Abolpour 1
  • Mastaneh Sharifi 2
  • Mohsen Bazrafshan 3
  • Mohammad Hadi Jorenush 4
1 Research Instructor Sugar Beet Research Department, Agricultural and Natural Resource Research and Education Center of Shiraz, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Fars, Iran
2 Agricultural Research , Education & Extension Organization , Fars Agricultural& Natural Resources Research & Education center, Shiraz-Iran
3 Assistant of Fars Agricultural and Natural Resource Research and Education Center. Research, Education and Extension Organization, Iran, Fars
4 Research Instructor, Agricultural and Natural Resource Research and Education Center of Shiraz, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Fars, Iran
چکیده [English]

Irrigation scheduling  is an important step in optimizing agricultural water use management  and has been recommended in the previousstudies. Since smart models play an important role in irrigation planning on the  water use management of on farms, it has this aimed study that is investigated the effects of such models on sugar beet water consumption at Zarghan-Fars Agricultural Research Station from 2018 to 2019. Here was conducted with three treatments and three replications in a randomized complete block design, in which treatments were included three approach of scheduling irrigation such as: intelligent system (T1), database of crop water requriments is that obtained from calimetological station (T2), and farmers traditional management (T3).Their replicates were covered 6 lines of Arta variant sugerbeet with 8 meter length that irrigated via the Tipe irrigation system. The results reveal that the amount water for irrigation in T1 and T2 treatments were about 27% and 15% less than traditional irrigation management, respectively, whereas the average daily water use in T1 treatment was about 7was that varied from 2 to 10 mm/day during different stages of growth, such that was lowest water use compared to the other treatments.The accumulation annually water use in treatments of 8946, 10194 and 12130 (m3/ha) respectively for T1, T2 and T3 showed a 27% of the saving water in the intelligent system comparing with the control treatment, in which it was included two parts such as 10% due to decreasing the irrigation time and about 17% due to improving the discharge setting in the experimental plots.The results of research has been shown that the duration of irrigation and the input of distribution network would controled by using the intelligent system for estimating and planning irrigation.The tracked measurements of amount water use and soil moisture for each irrigation caused the improving the distribution  system management resulting in decreasing one hour of irrigation time in T1 compared to the other treatments.  In T1, T2 and T3 treatments, Crop water productivity (CWP) based on the root yield were 3.46, 2.25 and 2.7 kg per cubic meter, and based on sugar content were 0.69.0.44 and 0.38 kg sugar per cubic meter.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Crop Water Productivity
  • Irrigation Management and Schudiling
  • Sugar beet
تافته ، آ.، م. ر. امداد و س. غالبی. 1396. تعیین مناسبترین شرایط آبیاری نواری به منظور افزایش راندمان کاربرد آب با استفاده از فرمولSRFR . مجله مهندسی آبیاری و آب ایران، سال هشتم ، شماره 2، ص 210-200
جوزی، م. و ح. زارع ابیانه،. 1394. شاخص های بهره وری و کارایی مصرف آب چغندرقند تحت سطوح مختلف آب و کود نیتروژنه. نشریه حفاظت آب و خاک.جلد 22، شماره 5، 117-133
حیدری، ز.، م. فراستی و ر. قبادیان. 1397. بررسی اثر دبی بر الگوی خیس شده تحت آبیاری قطره ای سطحی و شبیه سازی با مدل HYDRUS-2D. مجله مهندسی آبیاری و آب ایران، دوره 8، شماره 4. ص 144-132.
رحیمیان، م. ح. 1395. نیاز آبی و  برنامه ریزی آبیاری چغندرقند ( مطالعه موردی در مشهد). نشریه فنی شماره 549. 14 ص.
زارع ابیانه، ح، م. آرام و س. اخوان. 1394. اریابی حجم آب مبادلاتی محصولات عمده زراعی استان همدان. مجله پ‍ژوهش آب ایران جلد 3، شماره 3. ص151-161.
شاهرخ نیا، م.ع.،ا. زارع و ح. دهقانی سانیج. 1394. مقایسه ابزارهای مختلف برنامه­ریزی آبیاری قطره­ای مرکبات در خاک با بافت متوسط و سنگین. مجله آبیاری و زهکشی ایران. 3(9): 458-448.
شریفی، م. و س.ا. دهقانیان.1393.  بررسی عملکرد ریشه و عیار قند هیبریدهای جدید چغندرقند در شرایط کم آبیاری و آبیاری بهینه. مجله علمی پژوهشی چغندر قند. شماره 2، دوره 30،ص 193-205
صدرقاین، ح. 1391. اثر سامانه آبیاری قطره ای نواری بر عملکرد کمی و کیفی چغندرقند.. مجله پژوهش آب در کشاورزی، جلد26، شماره 3. ص 275-288.
فرزام نیا، م.، ق. زارعی و د. درویشی. 1387.  مدیریت کم آبیاری چغندرقندبا استفاده از روش قطره ای – نواری (Tape).  نشریه فنی سازمان تحقیقات ، آموزش و ترویج کشاورزی شماره 12، 20 ص.
کوچکی، ع. و م. خواجه حسینی . 1395. زراعت کم آب در ایران: راهبردها و کاربردها. نشر جهاد دانشگاهی دانشگاه فردوسی مشهد. 616 ص.
محمدیان، ر. و ج. باغانی.1396. آبیاری قطره ای - نواری درزراعت چغندرقند. نشریه ترویجی سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی. 27 ص.
Abolpour, B. 2018.Realistic valuation of crop water productivity for sustanable farming of wheat in Kamin region, fars provience farm.Agricultural Water Management,195:94-103
Deng X.P., L. Shan, H. Zhang andN.C. Tarner. 2006. Improving agricultural water use efficiency in arid and semiarid areas of China-Agricultural. Water Management, 80(1):23-40.
Doorenbos, J. andA.H. Kassam. 1979. Yield response to water. FAO Irrigation and Drainage paper.1979; No.33 .Rome ,FAO.
Dunham, R.J. 1993. Water use and irrigation .in Cook , DA. & Scott, RK.,eds, The sugar beet crops: science into the practice Chapman and Hall,  pp 279-309.
Ehlig CF. anRD.Lemert.1979.  Water use and yields of sugar beet over a range from excessive to limited irrigation. Soil Science Society American Journal, 43:403-407.
FAO. 2017. Food and agriculture organization of the united nation. Emwrging practices from Agricultural water managgement in Africa and the nearEast. 2017; 13p.
Ghinassi, G., A. Giacomin and E.Polil. 2003. Irrigation management at field level: Tensiometer utilization for performance control. Department of Agriculture and Forestry Engineering, University of Florence, Italy.
Jabro JD., WM. Lversen, RG. Evans andWB. Stevens.2012. Water use and water productivity of sugar beet, Malt barlefy and Potato as affected by irrigation frequency. Agronomy Journal, 104(6):1510-1521.
Mansouri M, H. Babazadeh, M.R. Emdad andD. Taleghani. 2017. Effect of deficit irrigation management on qualitative and quantitative yield of sugar beet (Beta vulgaris L.) in Karaj, Iran. Applied Ecology and Environmental Research. 16(1): 455-466
Sahin U, S. Orsi, FM. Kiziloglui and Y. Kuslu. 2014. Evaluation of water use and yield responses of drip-irrigated sugar beet with different irrigation techniques. Chilean Journal of Agricultural Research, 74(3): 302 – 310.
Topuk R, S. Suheri and B. Acar. 2011. Effect of different drip irrigation regimes on sugar beet yield, quality and water use efficiency in middle Anatolian, Turkey. Irrigation Science, 29:79-89
www.Agricultur.Alberta. Co. Irrigation scheduling for sugar beet in southern Alberta. 2012.