بخشی از مقاله
مقدمه:
برنج به عنوان غذاي اصلي حدود نيمي از جمعيت جهان به شمار ميآيد و به همين دليل اين محصول يكي از مهمترين منابع اصلي تأمين كننده نياز غذايي جهان است (56،71). طبق آمار فائو مصرف سرانه برنج در كشورهاي مختلف بين 2/4 تا 1/102 كيلوگرم متغير است و معمولاً كشورهاي عمده توليد كننده برنج مصرف كنندگان عمده نيز هستند و تا حدي بين توليد و مصرف آنها موازنه وجود دارد. ولي در كشور ما متأسفانه اين توازن برقرار نيست و ايران به عنوان يازدهمين كشور توليد كننده برنج، سومين وارد كننده در جهان است (11). برنج در كشور ما بعد از گندم دومين كالاي مصرفي از نظر مقدار و تنها غلهاي است كه منحصراً براي تغذيه انسان كشت ميشود و در حدود نصف جيره غذائي 1/6 ميليارد نفري از جمعيت دنيا را تشكيل ميدهد (11) و در بخش عظيمي از قارة آسيا تأمين كننده بيش از 80% كالري و 75% پروتئين مصرفي مردم است. در كشور ما نيز به طور متوسط، روزانه 14% نياز به انرژي از طريق برنج تأمين ميشود (11). اين گياه در بين گياهان عمده زراعي داراي خصوصيات منحصر به فردي از نظر مصرف آب است (رشد در شرايط غرقابي، غيرغرقابي و ديم). آب اولين و اساسيترين عامل محدود كننده توليد محصولات كشاورزي است. كمبود آب كه به بحران قرن حاضر موسوم شده است باعث گرديد دانشمندان و محققان تلاشهاي وسيعي را در جهت يافتن راه حلهاي مناسب براي افزايش توان توليد واحد آب مصرفي آغاز نمايند.
با توجه به محدوديت منابع آبي در كشورمان، افزايش جمعيت، نياز روزان كشور به امنيت غذايي و پايين بودن راندمان آبياري در مزارع، ضروري است كه برنامهريزي دقيقي براي استفاده بهينه از منابع موجود صورت گيرد. در اين راستا هرگونه تلاش در بخش كشاورزي به عنوان بزرگترين مصرف كننده آب و بخصوص برنج به عنوان پرمصرفترين گياه و رايجترين كشت در شمال كشور كه 80 تا 85% سطح زير كشت برنج كشور را تشكيل ميدهد قابل توجه و تقدير است.
بنابراين در كشور ما بايد توليد به ازاي هر واحد آب مصرفي جايگزين توليد در واحد سطح ملاك ارزيابيها قرار گيرد. در حال حاضر به ازاي هر متر مكعب آب مصرفي در بخش كشاورزي معادل 7/0 كيلوگرم محصول توليد ميشود كه اين رقم در كشورهاي پيشرفته حدود 2 كيلوگرم است (18). براي رسيدن به اين ركورد، كاراترين راهحل، افزايش بازده آبياري و بهينهسازي مصرف آب ميباشد.
مديريت آبياري به عمليات اجرايي در يك پروژه تحت بهرهبرداري گفته ميشود كه منتج به سود بيشتر كشاورزي گردد. اين بررسي با تنظيم برنامه آبياري جهت حصول عملكرد مناسب بر روي ارقام محلي (حسني، بيتام) صورت گرفته است. ارقام محلي عليرغم عملكرد كم، به دليل سازگاري با شرايط اقليمي منطقه، پخت و خوراك مطلوب و عطر و طعم مطبوع داراي بازارپسندي خوبي هستند و شناخت اين ارقام و پي بردن به خصوصيات بارز آنها ميتواند كمك مؤثري در توليد ارقام اصلاح شده بنمايد. اين تحقيق در راستاي اهداف زير به اجرا درآمد:
- كاهش تلفات آب در آبياري برنج
- افزايش راندمان كاربرد آب
- بررسي واكنش ارقام به كم آبياري
- بهبود مديريت آبياري صفات فيزيولوژيكي با توجه به اعمال تيمارها
اميد است نتايج حاصل بتواند در پيشبرد برنامههاي زراعي و آبياري مورد استفاده قرار گيرد.
فصــل اول
كليـات
1-1- سطح زير كشت و ميزان توليد برنج در دنيا و ايران:
برنج بعد از گندم بيشترين سطح اراضي كشاورزي در جهان را به خود اختصاص داده است. براساس آمار منتشر شده در سال 1380 از سوي فائو (FAO) سطح زير كشت برنج در دنيا حدود 151 ميليون هكتار بوده كه كشورهاي هند و چين با داشتن 74 ميليون هكتار قريب به 50 درصد كشت برنج جهان را به خود اختصاص دادهاند. سطح زير كشت برنج در ايران 587 هزار هكتار برآورده شده كه حدود 4 درصد سطح زير كشت برنج جهان است. بيش از 75 درصد اراضي زير كشت برنج در استانهاي ساحلي خزر يعني گيلان و مازندران قرار دارد و بيش از 80 درصد برنج كشور از اين اراضي تأمين ميشود (11).
استان مازندران با توليد 43 درصد، رتبة اول را در كشور داراست (11). آمارهاي جهاني نشان ميدهد كه حدود 92 درصد توليد برنج متعلق به كشورهاي در حال توسعه از قاره آسيا است. قارة آسيا با داشتن 1/121 ميليون هكتار برنج كاري يعني 90 درصد سطح زير كشت جهان، رتبه اول توليد برنج را به خود اختصاص داده است. از نظر توليد، كشور چين با توليد 183148 هزار تن مقام اول را داشته و ايران با توليد حدود 2600 هزار تن در رده يازدهم قرار دارد (11). در سال 1987 ميزان درصد سهم ايران از توليد جهاني برنج حدود 5/0 درصد بوده كه در افزايش توليد جهش 18 درصدي را كسب كرده است. در سال 1977 در حالي كه عملكرد توليد شالي در واحد سطح در جهان به طور متوسط به 3792 كيلوگرم ارتقاء يافته بود، در ايران اين رقم به 4137 كيلوگرم رسيد. به عبارتي در حالي كه افزايش عملكرد جهاني 5/13 درصد بوده مقدار فزوني عملكرد در ايران به سطح 5/37 درصد ترقي كرده است (11). براساس آمار فائو (FAO) ميزان درصد سهم ايران از ميزان عملكرد متوسط جهاني در سال 1987 تا 1997 مرتباً روند صعودي داشته و از 35/91 درصد به 09/118 درصد ترقي كرده است (11).
جدول (1-1) و شكل (1-1) سطح زير كشت، توليد و عملكرد برنج در ايران را نشان ميدهد.
جدول (1-1): وضعيت شلتوك طي سالهاي 69 تا 78 در ايران (11).
شرح واحد سال 78 77 76 75 74 73 72 71 70 69
توليد هزار تن 2596 2770 2350 2684 2301 2259 2281 2364 2357 1981
سطح كشت هزار هكتار 587 615 566 600 566 563 588 597 573 524
عملكرد كيلوگرم 4424 4505 4176 4473 4065 4012 3879 3960 4113 3781
شكل (1-1): سطح زير كشت، توليد و عملكرد برنج، طي سالهاي 1370 تا 1380
1-1- سابقه كشت برنج در ايران:
تئوفر معتقد است كه زراعت برنج در بابل و شوش (خوزستان امروز) از 400 سال قبل از ميلاد متداول بوده است. زراعت اين گياه در ايران از ساليان خيلي دور معمول بوده و تاريخ كشاورزي نمايانگر آن است كه در زمان هخامنشيان كشت ميشده و در دورة اشكانيان نيز در گيلان، مازندران و خراسان زراعت آن معمول بوده و در دورة ساسانيان نيز در قسمتي از ايران مانند كاشمر و تاشكند برنجزارهاي وسيعي وجود داشته است (7).
1-1- گياهشناسي برنج:
برنج يي از گياهان مهم تيره غلات ميباشد كه به شاخة گياهان گلدار ، زير شاخه نهاندانگان ، ردة تك لپهايها ، راستة غلاف داران ، خانوادة غلات ، جنس اوريزا تعلق دارد كه داراي دو گ ونة زراعي به نامهاي ساتيوا و گلابريما ميباشد (7،26).
اوريزا ساتيوا از گونههاي مهم بوده و برنجهاي زراعي ايران از اين نوع ميباشند. اينگونه داراي انواع مختلف به شرح زير است:
1-3-1- نوع ژاپونيكا
اين برنج در نواحي معتدل ژاپن، ايتاليا و آمريكا كشت ميشود و براي آنكه گل توليد كند احتياج به روزهاي بلند دارد. و سازگار با اقليمهاي سردتر ميباشد. برگهاي آن نازك و سبز تيره، دانه كوتاه و گرد، ريزش كم، ارتفاع گياه كوتاه تا متوسط، كركهاي پوشينه بلند و ضخيم، قدرت پنجهزني متوسط، بافت گياه سخت، خوشه كوتاه ميباشد. برنجهاي گرده از اين نوع هستند (7، 26، 36).
1-3-2- نوع اينديكا
اين نوع برنج سازگار به مناطق گرمسيري بوده كه در مقابل خشكي، بيماري و آفت مقاوم ميباشد و داراي ارقام مختلفي از نظر زمان رويش است. همچنين داراي برگهاي پهن و سبز روشن، دانه طويل نردتاً تخت، قدرت پنجهزني بالا، ارتفاع گياه كوتاه تا بلند كركهاي پوشينه كوتاه، بافت گياه نرم و حساس به ريزش دانه ميباشد (36).
1-3-3- نوع جاوانيكا
اين نوع برنج در كشورهاي اندونزي، فيليپين، تايوان و ژاپن كشت ميشود. داراي برگهاي پهن و سبز روشن، دانه پهن و كلفت، پنجهزني ضعيف، ارتفاع گياه بلند، بافت گياه سخت، ريزش دانه كم ميباشد (36).
1-4- سيستمهاي كشت برنج
برنج از نظر اكولوژيكي و دامنة زيست، گستردگي خاصي دارد. يعني از حالت ديم تا حالت غرقابي كشت ميشود. كه اين نشاندهندةسازگاري اكولوژيكي و سيع اين گياه است. دامنة سازگاري برنج با عمق غرقابي و درجه كنترل رطوبت منجر به ايجاد چند اكوسيستم در كشت اين گياه شده است (34، 46، 55).
كشت برنج براساس منبع تأمين كنندة آب به صورت فارياب يا ديم طبقهبندي ميشود. براساس مديريت عمليات آب و زمين، اراضي برنج به صورت زير طبقهبندي ميشوند:
الف) لولند (غرقابي): مزارع لولند توسط مرزهايي محصور ميشوند تا آب آبياري يا بارندگي را نگهدارند. آماده كردن زمين معمولا هنگامي صورت ميگيرد كه مزرعه غرقاب ميباشد.
ب) آپلند: م زارع آپلند داراي مرز و كرت براي نگهداري آب نيستند. تنها منبع آب، باران ميباشد. آماده كردن زمين هنگامي كه خاك مزرعه خشك است صورت ميگيرد.
براساس رژيم آب، اراضي برنج به صورت زير طبقهبندي ميشوند:
الف) آپلند:بدون آب ايستادگي
ب) لولند : با 50-5 سانتيمتر آب ايستادگي
ج) آب عميق : بيش از 50 سانتيمتر تا 6 متر آب ايستادگي
شكل (1-2) طبقهبندي اراضي برنج جهان با رژيمهاي آبي را نشان ميدهد.
كشت برنج براساس نوع واريته استفاده شده به صورت زير طبقهبندي ميشود:
الف) برنج لولند: گياهاني نيمه پا كوتاه، متوسط تا بلند (به ارتفاع 100 سانتيمتر تا 2 متر)
ب) برنج آپلند: گياهاني متوسط تا بلند (به ارتفاع 130 تا 150 سانتيمتر)
ج) برنج آب عميق: گياهان متوسط تا بلند (به ارتفاع 120 تا 150 سانتيمتر، 2 تا 3 متر با بالا آمدن سطح آب)
د) برنج شناور : گياهاني بلند (بيشتر از 150 سانتيمتر، 5 تا 6 متر با بالا آمدن سيلاب)
تغييرپذيري بارندگي اساس تقسيمبندي اكوسيستم فارياب به دو زير ا كوسيستم؛ آبي فصل مرطوب و آبي فصل خشك ميباشد.
اراضي آبي فصل مرطوب آنهايي هستند كه آب آبياري ممكن است در طول فصل مرطوب به عنوان مكمل با رندگي به شاليزار افزوده شود. اراضي آبي فصل خشك آنهايي هستند كه بدون آب
تكميلي در اين فصل برنج نميتواند كشت شود.
در سطح جهاني حدود 79 ميليون هكتار برنج تحت شرايط آبي رشد ميكند. ميانگين عملكرد از 3 تا 9 تن در هكتار متغير است. بيش از 75% برنج جهان از شاليزارهاي تحت آبياري توليد ميشود (46).
برنجهاي آپلند در حدود 10% از كل شاليزارهاي جهان را به خود اختصاص دادهاند. برنج آپلند يكي از مؤلفههاي اصلي در بسياري از سيستمهاي كشت تناوبي و نيمه فشرده در جنوب شرقي آسيا، مناطق گرمسيري آمريكا و غرب آفريقاست. ميانگين عملكرد دانه در حدود 1 تن در هكتار است (34، 46).
شكل (1-2): طبقهبندي اراضي برنج جهان با رژيمهاي آبي (46).
1-5- فيزيولوژي برنج:
برنج به گروه فتوسنتزي C3 تعلق داشته و داراي نقطة موازنه Co2 بالايي بوده (CCP 50ppm) و فاقد كلروپلاستهاي غلاف آوندي ميباشد. مقدار فتوسنتز خالص در واحد سطح برگ برنج در مقايسه با ساير گونههاي C3 نسبتاً بيشتر است (2). تحقيقات اخير نشان ميدهد كه مقدار فتوسنتز در برگهاي برنج 40 تا 50 ميليگرم Co2 دردسي متر مربع در ساعت ميباشد (2). ساير بافتهاي سبز گياه از جمله غلافهاي برگ و پانيكولها به عنوان اندامهاي غيرفتوسنتز كننده تلقي ميشوند. زيرا ميزان فتوسنتز خام و نيز خالص آنها بسيار جزئي ميباشد. سرعت متوسط فتوسنتز خالص بر اهميت شاخص سطح برگ (LAI) و آرايش كانوپي در تعيين قابليت توليد ماده خشك برنج تأكيد دارد (2). رشد بخشهاي هوايي زماني كه LAI بيش از 4 ميشود حداكثر است. LAI در برنج كمي قبل از خوشه رفتن به بيشترين مقدار خود ميرسد و بعد از آن به علت پژمرده شدن برگهاي پايينتر رو به كاهش ميگذارد (32،2). برنج به تنش آب و همچنين به شرايط بيهوازي مربوط به زير آب رفتن حساس است (34).
1-6- فتولوژي و مراحل رشد برنج:
رشد و نمو برنج به سه مرحله تقسيم ميشود و هر كدام از اين فازهاي اصلي به مراحل فيزيولوژيكي مجزاي ديگري نيز تقسيم ميشوند كه به شرح زير ميباشد (46، 55).
1-6-1- مرحلة رويشي
از جوانهزني شروع شده و تا تشكيل جوانة اولية خوشه ادامه دارد.
الف) جوانهزني:
بذربرنج بوسيلة فشار ريشه چه از ميان كلئوريزا جوانه ميزند. درجه حرارت مساعد براي جوانهزني 35-30 درجه سانتيگراد و حداقل درجه حرارت 12-10 و حداكثر 40-38 درجه سانتيگراد ميباشد. وقتي كه دانه در يك محيط محتوي اكسيژن نظير خاكي بازهكشي خوب جوانه بزند در اين صورت ريشه چه (كلئوريزا) كه ريشة اوليه را در جنين ميپوشاند، زودتر از كلئوپتيل ظاهر ميشود. ولي اگر بذر در آب جوانه بزند در اين صورت ساختمان لولهاي كلئوپتيل كه برگهاي جنيني را ميپوشاند زو دتر از كلئوريز خارج ميشود (46).
ب- مرحلة رشد گياهچهاي و پنجهزني:
مرحلة رشد گياهچهاي شامل جوانه زدن تا ظهور اولين پنجه است. مرحلة پنجهزني بعد از مرحلة گياهچهاي رخ ميدهد و با ظهور اولين پنجه از جوانة جانبي توسط پايينترين گره شروع ميشود (حدوداً در مرحلة 4 تا 5 برگي) مرحلة پنجهزني تا زمان تشكيل خوشه يعني زماني كه گياه 8 تا 9 برگ دارد، ادامه مييابد (46).
ج- مرحلة طويل شدن ساقه:
اين مرحله قبل از تشكيل خوشه آغاز شده و در ارقام ديررس معمولاً در اواخر مرحله پنجهزني رخ ميدهد ولي در واريتههاي زودرس، طويل شدن ساقه و نمو خوشه با هم رخ ميدهد (46).
1-6-2- مرحله زايشي
از تشكيل خوشه تا گلدهي ادامه دارد. مرحلة زايشي گياه برنج قبل يا بلافاصله بعد از حداكثر پنجهزني شروع ميشود كه به رقم و شرايط محيطي بستگي دارد (46).
الف- تشكيل خوشه :
تشكيل خوشه معمولاً از ساقه اصلي شروع شده و پس از آن پنجهها تشكيل خوشه ميدهند (46).
ب- توسعه و ظهور خوشه:
در طول توسعة خوشه، سنبلچهها شروع به تمايز ميكنند و خوشه به سمت درون و بالاي
غلاف برگ پرچم گسترش مييابد. وقتي كه طول خوشه به 5 سانتيمتر برسد (حدود 7 روز بعد از قابل رويت شدن خوشه) پريموردياي سنبلچه متمايز شده و تعداد آنها تعيين ميشود. در طول تشكيل اولين بخش از مرحلة زايشي هر نوع تنشي كه به گياه وارد شود ميتواند اثر نامطلوب روي عملكرد بگذارد (46).
به طور كلي مرحلة توسعه و نمو خوشه به سه مرحله مجزا تقسيم ميشود:
1- تورم غلاف 2- خوشه دهي 3- گل دهي
مرحلة تورم غلاف بعد از نمو خوشه رخ ميدهد. خروج خوشه از ميان غلاف برگ پرچم، خوشه دهي نام دارد. گلدهي خوشهها به ترتيب از بالا، وسط و پائين خوشه رخ ميدهد.
1-6-3- مرحلة رسيدگي:
از گل دهي تا رسيدگي كامل ادامه دارد. كه شامل سه مرحله است (17):
1- مرحلة شيري دانه 2- مرحله خميري دانه 3- مرحله رسيدن دانه
در جدول 2-1: تقسيبندي مرحله رشد و نمو گياه براساس كدهاي رياضي نشان داده شده است (43).
جدول (1-2): مرحله نموي برنج با كدهاي رياضي (43).
نام مرحله كد توضيح
؟؟
گياهچهاي
؟؟
؟؟
؟؟
؟؟
گلدهي
شيري
خميري
رسيدگي
؟؟ 1
2
3
3
4
5
6
7
8
9
10 از كشت تا خروج كلئوپتيل از خاك
از خروج كلئوپتيل تا ظهور پنجمين برگ (رشد در خزانه)
از مرحلة رشد نشاء تا پوشيده شد كامل مزرعه
از ظهور اولين پنجه تا تشكيل خوشه
از تشكيل خوشه تا نمو كامل خوشه در درون غلاف برگ پرچم
از ظهور نوك پانيكول در غلاف برگ پرچم تا خروج بيش از 90% پانيكول
از ظهور اولين گل تا تكميل شدن گلدهي بر روي خوشهها
از تكميل شدن گلدهي تا شيري شدن دانهها
تبديل كاربويس از حالت شيري به خميري نرم و سخت
رسيدگي دانههاي انتهايي خوشه تازماني كه80%دانههاكاملاً رسيده شوند.
دانهها به حداكثر رسيدگي خود رسيدهاند و از پانيكول ريزش ميكنند.
1-7- آب در گياه
آب در داخل سلول به چندين شكل يافت ميشود: به صورت جزء شيميايي پروتوپلاسم، به صورت آب هيدراسيون كه يونها را دربرگرفته است، مواد آلي و مولكولهاي بزرگ را در خود حل كرده و فضاي خالي بين ساختارهاي كوچك پروتوپلاسم و ديواره سلول را پر نموده است، به صورت يك ماده ذخيره شونده در وزيكولا و واكوتلها و سرانجام در فضاي بين سلولها و در اجزاي آوندي آوند چوب و آبكش به عنوان يك محيط انتقال عمل ميكند (27).
بطور خلاصه نقش آب در گياه عبارت است از (23):
1- به عنوان يك مادة ساختماني با هزينة متابوليكي خيلي كم عمل ميكند
2- به عنوان يك محيط جهت متابوليسم عمل ميكند.
3- عامل كاهش نوسانات درجه حرارت ميباشد.
4- نيازهاي تعرق گياه را فراهم ميكند.
1-8- آبياري در برنج
1-8-1- روش آبياري غرقاب دائم:
در اين روش آب از يك جهت وارد كرت و از جهت مقابل زهآب سطحي خارج ميشود و هميشه آب با عمق معيني روي سطح كرت نگهداري ميگردد. و بدين علت اين روش به نام غرقاب دائم خوانده ميشود. كه از هزاران سال پيش تاكنون در مورد اكثر مزارع برنج عمل ميشود. معايب اين روش را ميتوان بشرح زير عنوان كرد:
غرقاب متوالي در طول فصل زراعت، شرايط خوبي جهت رشد گياه بوجود نميآورد، با حركت آب در طول كرت، كود اضافه شده بوسيلة زه آب سطحي از كرت خارج ميگردد، در فصول كم آبي توزيع يكنواخت آب امكانپذير نميباشد. از محاسن اين روش ميتوان به موارد زير اشاره نمود:
عمليات آبياري ساده است، تهيه وسايل بهرهبرداري از سيستم آبياري ارزان است، احتياج به نيروي انساني كمي دارد، رويش علفهاي هرز در اين روش تقليل مييابد.
1-8-2- روش آبياري متناوب:
اين روش به منظور جلوگيري از اثرات مضر غرقاب متوالي در زراعت برنج اجرا ميشود. كه جهت آبياري از نهر آب به مزارع بطور متناوب براساس برنامة آبياري مشخص انجام ميشود. از معايب اين روش نيز ميتوان موارد زير را نام برد:
به وسايل بهرهبرداري زيادي نياز دارد، عمليات اجرايي در اين روش زياد ميباشد و همكاري و تشريك مساعي كشاورزان را ميطلبد. از محاسن اين روش ميتوان، توزيع متناسب آب آبياري در منطقه، نقصان خسارت كم آبي و توسعه و اشاعه همكاريهاي جمعي و تعاوني را نام برد.
بطور كلي آبياري متناوب به معني رساندن آب به گياه بطور دورهاي و با فاصلة زماني مشخص ميباشد. بطوريكه گياه در اين فاصله مشكلي از نظر كمبود آب نداشته باشد. با روش آبياري متناوب، در زمانيكه شاليزار را از آب تخليه مينمايند آب بايستي به حد كافي در آن باشد. وقتي كه محتوي آب خاكي كمي كمتر از حالت اشتاع باشد، مقداري آب اضافه ميماند كه وضعيت غرقابي با عمق كم آب حفظ شود. آبياريهاي متناوب با كاهش دادن رواناب سطحي و نفوذ عمقي در مصرف آب صرفهجويي ميشود و همچنين باعث بالا رفتن بازده مصرف آب باران ميگردد (6).
با تعيين راندمان آبياري ميتوان برنامه آبياري را بخوبي تنظيم نمود و از مصرف بيش از نياز جلوگيري كرد. در شرايط تنش ميتوان از ميزان و اثر تنش در كاهش توليد آگاهي يافت، از ميزان كارآيي مصرف آب در محصولات كشاورزي و مقايسه عملكرد اقتصادي آنها بهره گرفت و تأسيسات آبياري را با دقت بيشتري طراحي نمود. تخمين نياز آبي گياهان بر اين اصل استوار است كه گياه در دورة رشد خود از نظر آب در تنگنا نباشد، بدين معني كه اگر ساير عوامل و مولفههاي توليد در حد بهينه باشند بايستي حداكثر عملكرد بالقوه را انتظار داشت. كاهش حجم مصرفي آب بسته به نوع كشت و فيزيولوژي رشد آن از چند درصد تا بيش از پنجاه درصد نوسان دارد و بدون شناخت كافي از رطوبت خاك و گياه در دوره رشد تعيين عدد قطعي براي آن ميسر نيست. بنابراين براي كاهش مصرف آب، لازم است كه مديريت آبياري مورد توجه قرار گيرد.
در جدول (1-3) تخمين عملكرد محصول با صرفهجويي در آب، در مقايسه با روش غرقابي دائم نشان داده شده است (6):
جدول (1-3): تخمين عملكرد در روشهاي مختلف آبياري (6).
روش آبياري آبي آبياري عملكرد
غرقابي دائم
آبياري متناوب
غرقابي در مرحلة خوشهدهي
صرفهجويي در آب (با كنترل آبياري) 100%
80%
60%
75% 100%
50%
75%
110%
1-8-3- آبياري برنج براساس مراحل مختلف رشد:
آبياري يكي از مهمترين عوامل مؤثر در زراعت برنج بوده و انجام درست آن در عملكرد بيشتر محصول و استفاده معقول از آب، اين ماده گرانبهاي طبيعت نقش بسزايي دارد (38).
در اين راستا يك روش پيشنهادي سازمان خواروبار جهاني (FAO) كه براساس مراحل مختلف رشد گياه برنج بنا شده است معرفي ميگردد (48).
شكل (1-3) دورههاي مختلف رشد گياه برنج و عمق آب در هر دوره را نشان ميدهد. به طور خلاصه در اين روش بلافاصله بعد از نشاكاري براي تضمين سلامتي رشد نشاء و مبارزه با علفهاي هرز، عمق آب در حدود 10 سانتيمتر، در ادامة دوره پنجه زني براي حفظ تعادل در درجه حرارت خاك حداكثر عمق آب 3 سانتيمتر، در دورة‌حداكثر پنجه زني عمق آب به حداقل كاهش پيدا ميكند به طوري كه خاك حالت اشابع داشته باشد.
پس از آن در دوره تشكيل خوشههاي جوان (گلدهي نيز جزء اين دوره ميباشد) تا 10 روز پس از شروع دورة پر شدن دانه عمق آب در پانزده روز اول در حدود 7 سانتيمتر و در ادامه دوره در حدود 10 سانتيمتر پيشنهاد شده است. پس از اين دوره براي باقيماندة دورة پر شدن دانه و رسيدن محصول، آب از سطح مزرعه خارج ميگردد.
اين روش آبياري داراي پيچيدگي چنداني نبوده و تنها با تشخيص مراحل رشد كه براي كشاورزان بسيار ساده است، قابل اجرا ميباشد.
واضح است كه در اين روش در مقايسه با غرقاب دائم كه عموماً توسط كشاورزان به كار برده ميشود به طور قابل ملاحظهاي از آب مصرفي كاسته ميشود.
شكل (1-3): آبياري برنج براساس مراحل رشد (48).
1-9- اثر كمبود آب:
تنش عبارت است از «هر عامل محيطي كه قادر به ايجاد استرين زيانآور در گياه باشد.»
آب عامل اصلي تشكيل دهندة بافت،معرف در واكنشهاي شيميايي، حلال، وسيلة انتقال متابوليتها و مواد معدني داخل گياه و ضروري براي بزرگ شدن سلول از طريق افزايش فشار ترگر است. با وقوع كمبود آب بسياري از فرآيندهاي فيزيولوژيكي مرتبط با رشد تحت تأثير قرار ميگيرد. و با كمبودهاي شديد حتي مرگ گياه ممكن است رخ دهد (15).
نياز آب در مرحلة گياهچهاي پايين است. و تنش در اين مرحله ميتواند جبران شود. تنش آب در طول مرحلة رويشي، ارتفاع گياه، تعداد پنجه و سطح برگ را كاهش ميدهد (42). هر چند كه اثر آن در طول اين مرحله با شدت تنش و سن گياه مختلف است. ارقام ديررس نسبت به ارقام زودرس كاهش عملكرد كمتري دارند با طوري كه دورة‌رويشي زياد، زماني كه تنش رفع ميشود، ميتواند به گياه در جهت جبران آن كمك كند.
توسعه برگ در طول مرحلة رويشي به تنش آب خيلي حساس است. بزرگ شدن سلول به ترگر جهت توسعه ديواره سلولي و ايجاد شيب پتانسيل آب جهت ورود آب به سلول نياز دارد (51).
برگهاي برنج در حالت كلي داراي ميزان تعرق خيلي بالايي هستند. بنابراين برنج تحت سطوح بالاي تشتشع ممكن است به علت پژمردگي ميان روز آسيب ببيند (42). برنج ميتواند حتي وقتي كه رطوبت خاك در حد ظرفيت مزرعه است پتانسيل تعرق داشته باشد. بنابراين نگهداري رژيم آب در حد اشباع در طول دورة رشد گياه جهت ذخيره آب و افزايش عملكرد دانه، بهترين حالت است. اگر فشار علفهاي هرز بالا باشد ثابت نگهداشتن آب تا نزديك كانوپي و سپس حفظ شرايط اشباع خاك ميتواند ذخيره آب را بدون كاهش در عملكرد افزايش دهد (42).
از ترك برداشتن خاك بدليل اينكه از نفوذ آب در طول آبياريهاي بعد ميكاهد بايد جلوگيري شود (42).
در حالت كلي برنج كمتر از 5% آب جذب شده از طريق ريشهها از خاك را استفاده ميكند. مابقي از طريق تعرق از دست ميرود كه اين به حفظ تعادل انرژي برگ گياه كمك ميكند (42). كاهش پتانسيل آب برگ، روزنهها را بسته، تعرق را كاهش داده و درجه حرارت برگ را افزايش ميدهد. بسته شدن روزنهها ميتواند به دليل تجمع اسيد آبسيزيك باشد كه يك مكانيزم مقاومت به خشكي است (51) حتي با اينكه بسته شدن روزنهها كارآيي مصرف آب را تحت شرايط تنش آب بهبود ميبخشد. اين كاهش آسميلاسيون كربن بدليل كاهش در انتقال فيزيكي مولكول Co2 است و افزايش درجه حرارت بر فرآيندهاي بيوشيميايي را كاهش ميدهد. كاهش حلاليت Co2 ممكن است آسميلاسيون Co2 را كاهش دهد. انتقال آسميلاتها ممكن است تحت شرايط پسابيدگي بدليل كاهش در ظرفيت مبداء و مقصدو كاهش پتانسيل آب كم شود (42، 78).
