بخشی از مقاله
چکیده
در منطقهی رشت با توجه به کمبود منابع آب، ارزیابی و تعیین نیاز آبی برنج که کشت عمده منطقه را تشکیل میدهد، از مسایل مهم در تخصیص آب به هر منطقه بهشمار میرود. ضریب گیاهی - Kc - پارامتری مهم جهت تعیین مقدار تبخیر و تعرق هر گیاه و متعاقباً نیاز آبی گیاه میباشد. بدین منظور در این تحقیق، دادههای تبخیر و تعرق برای گیاه چمن و برنج - رقم های بینام و خزر - در دورههای ده روزهی خرداد تا شهریور در طی سه سال زراعی متوالی در مؤسسه تحقیقات برنج کشور با استفاده از لایسیمتر زهکشدار برداشت شد و سپس مقدار ضریب گیاهی برای هر رقم برنج محاسبه شد.
نتایج نشان داد که متوسط میزان تبخیر و تعرق پتانسیل اندازه گیری شده توسط لایسیمتر طی سه سال - هرسال در طول فصل رشد برنج در زمین اصلی - برای چمن 4/89 و برنج رقم خزر 5/43 و رقم بینام 5/23 میلیمتر در روز و میزان اندازهگیری شده توسط کرتهای کنترل شده برای رقم خزر5/51 و رقم بینام 5/42 میلیمتر در روز بود. همچنین متوسط ضریب گیاهی - - Kc درسه سال اجرای طرح برای رقم خزر 1/10 و رقم بینام 1/09 برآورد شد. میزان متوسط نفوذ عمقی آب در خاک - Silty Clay - نیز 2/37 میلیمتر در روز بهدست آمد.
مقدمه
برنج زراعت عمده در اراضی استان گیلان بوده و سطح زیرکشت آن با وسعتی نزدیک به 205269 هکتار، بالغ بر 35/81 درصد از سطح کل برنجکاری کشور را شامل میشود
مهمترین منبع مینتأ آب شالیزارها عمدتاً رودخانهها واستخرهای ذخیره آب میباشند، بنابراین، ارزیابی و تعیین نیاز آبی برنج از مسایل مهم در تخصیص آب به هر منطقه با خصوصیات خاص آن منطقه است. تبخیر و تعرق پارامتر بسیار مهم جهت مدیریت دقیق منابع آب و برنامه ریزی آبیاری است و تقریباً در تمام مطالعات آبشناسی تا حدی مطرح می شود. تبخیر و تعرق در برنامه ریزی و توسعه حوضه آبخیز یا منابع آب اهمیت خاصی دارد.
همچنین، برای طراحی و تعیین ظرفیت شبکههای گرانقیمت آبیاری و زهکشی میزان تبخیر و تعرق نقش مهمی ایفا میکند. برای آن دسته از اراضی که با مشکل کم آبی روبرو نیستند آبیاری بیرویه و بیش از حد، خطر بروز مشکل ماندابی را تشدید میکند و برعکس در آن دسته از اراضی که با خطر کمآبی روبرو هستند جلوگیری از ایجاد تنش رطوبتی در ماه های گرم یا سال های خشک و همچنین افزایش سطح زیرکشت بهوسیله منابع محدود، بدون اطلاع از میزان تبخیر و تعرق میسر نیست
از آنجا تبخیر و تعرق به عوامل محیطی تأثیرگذار بر آن، مانند دمای هوا، سرعت باد و تشعشع خورشیدی بستگی دارد، فرمولهای مختلف بسیاری برای برآورد تبخیر و تعرق جهت برآورد غیرمستقیم آن به روش محاسباتی عنوان شده است
روشهای بسیار زیادی برای تعیین تبخیر و تعرق مرجع - ET0 - ارائه شده است اما انتخاب بهترین روشها برای هر منطقه، مستلزم تحقیق و مقایسه روشهای مختلف با دادههای اندازهگیری شده از روش مستقیم لایسیمتری و کرتهای کنترل شده است و هر روش تجربی با توجه به فرضیات و داده های مختلف هواشناسی مورد استفاده در آن نتایج متفاوتی میدهد که اغلب تحت واسنجیهای محلی بهدست میآیند و اعتبار جهانی ندارند
تبخیر و تعرق مرجع، همان تبخیر و تعرق پتانسیل برای یک پوشش گیاهی بهخصوص است که این پوشش گیاهی معمولاً چمن یا یونجه انتخاب میشود، البته در عمل چمن بهعنوان گیاه مرجع کاربرد بیشتری دارد. در تمام روشهای محاسباتی نیز تبخیر و تعرق گیاه مرجع محاسبه میشود و برای آنکه بتوان آن را به سطوح پوشش مورد نظر تعمیم داد لازم است مقدار تبخیر و تعرق مورد نظر را در ضریب گیاهی - Kc - ضرب نمود تا نیاز آبی گیاه مورد نظر - ETc - به دست آید
آلن و همکاران - 1990 - عنوان نمودند که ضریب گیاهی هر گیاه به صورت تجربی و براساس دادههای لایسیمتری و شرایط اقلیمی منطقه محاسبه می شود، زیرا ضریب گیاهی وابسته به نوع گیاه، نوع خاک و شرایط اقلیمی منطقه است، سازمان خواروبار جهانی - FAO - وابسته به سازمان ملل متحد در طول سالهای متمادی و با استفاده از نتایج تحقیقات و تجربیات کشورهای مختلف جهان اعم از توسعه یافته و یا در حال توسعه، مطالعات وسیعی انجام داده و نتایج این مطالعات را در سال 1975 و سپس در سال1977 بهصورت یک راهنما برای تخمین آب مورد نیاز گیاهان انتشار داده است
تومار و اتول - 1980 - در طی آزمایشات خود بر روی تبخیر و تعرق برنج در آسیا عنوان کردند که میانگین تبخیر و تعرق برنج از 4/4 میلی متر در روز در کشور چین، تا 9/8 میلیمتر در روز در کشور ویتنام متفاوت است. شی و همکاران - 1982 - تبخیر وتعرق برنج را بهوسیله لایسیمتر و در شرایط مزرعه بهطور هفتگی اندازهگیری کرده و کل تبخیر و تعرق را برای فصول مختلف بهار، تابستان و پاییز را مورد مقایسه قرار دادند. آنها میانگین تبخیر و تعرق روزانه گیاه را برای فصل های بهار، تابستان و پاییز به ترتیب 6/5، 6/8 و 4/5 میلیمتر در روز برآورد کردند و محدوده ی تغییرات کل تبخیر و تعرق در این فصول به ترتیب 740 تا 800، 610 تا 840 و 400 تا 500 میلیمتر عنوان کردند.
پنگ و همکاران - 1994 - در شاندانگ چین به کمک لایسیمتر آزمایشاتی بر روی برنج انجام داده و آبیاری را براساس ظرفیت نگهداری آب مورد بررسی قرار دادند و نتیجه گرفتند که آبیاری بر اساس رطوبت خاک، مصرف آب را تا %41، تبخیر از خاک را تا %22، تراوش از مزرعه را تا %46/8 و تعرق را تا %35 و میزان عملکرد برنج را تا %15 کاهش داده است. در تحقیقی در هند، با استفاده از یک لایسیمتر وزنی الکترونیکی، تبخیر و تعرق برنج به صورت هفتگی اندازهگیری شد و ضریب گیاهی آن با استفاده از تبخیر و تعرق گیاه و دادههای هواشناسی برآورد شد.
مقدار تبخیر و تعرق گیاهی کمتر از 3/3 میلیمتر بر روز در اوایل فصل رشد بود و مقدار پیک آن 6/6 میلیمتر بر روز محاسبه شد و مقادیر ضریب گیاهی برنج در چهار گام زمانی دورهی رشد؛ مرحله ابتدایی، مرحله رویشی، مرحله زایشی و مرحله بلوغ بهترتیب 1/15، 1/23، 1/14 و 1/02 برآورد شد
در آزمایشات انجام شده در منطقه کوشکک استان فارس، تبخیر و تعرق گیاه برنج رقم چمپای کامفیروزی نوع زودرس با استفاده از لایسیمتر اندازهگیری شد و محدودهی تغییرات آن در طول فصل رشد 9/34-3/76 میلیمتر در روز گزارش شد و مقدار ضریب گیاهی به ترتیب در دورهی اول فصل رشد، دورهی میانی و هنگام برداشت محصول 0/97، 1/25 و 1/09 برآورد شد
با توجه به اهمیت کشت برنج در استان گیلان و محدود بودن مقدار منابع آب موجود و نیز با توجه به اینکه در مورد نیاز آبی گیاه برنج و بهویژه ضریب گیاهی آن در منطقه مطالعاتی صورت نگرفته است، در این تحقیق تلاش شد که جهت تعیین الگوی مصرف آب و میزان آب تخصیص یافته به هر منطقه، مقدار ضریب گیاهی برنج در طول فصل رشد به مدت سه سال زراعی متوالی تعیین گردد که البته با توجه به وضعیت خاص زراعت برنج در منطقه و به دلیل غرقاب بودن و سهولت نفوذ عمقی در دیواره های داخلی لایسیمتر، مطالعه همزمان روش لایسیمتری با روش اندازهگیری مستقیم در سطح مزرعه بهوسیله کرتهای کنترل شده و مقایسه آنها با یکدیگر لازم گردید.
مواد و روشها
این آزمایش در مؤسسه تحقیقات برنج کشور در رشت، طی سالهای 1373، 1374 و 1375 انجام شد. رقم های بینام و خزر که از ارقام رایج منطقه است برای این تحقیق استفاده شد. جهت اندازه گیری تبخیر و تعرق، شش عدد لایسیمتر آهنی تهبسته با سطح مقطع 1×1متر که از عمق 1 متر در یک گوشه از آن به 1/2متر در گوشه روبهرو میرسد، در نظر گرفته شد که در این صورت عمق 1/1 متر در اضلاع جانبی و شیب %20 در کف لایسیمتر ایجاد شد. در قسمت پایین شیب آن یک لوله پولیکا بهطور عمودی کار گذاشته شد که سطح آن حدود 30 سانتی متر بالای سطح لایسیمتر قرار گرفت - شکل . - 1 زهاب جمعآوری شده در لوله بهوسیلهی یک پمپ دستی پلاستیکی به بیرون پمپاژ شد و بهوسیلهی ظروف مدرج اندازهگیری گردید.
شکل : - 1 - شمای لایسیمتر مورد استفاده در تعیین نیاز آبی برنج و چمن
دو عدد از لایسیمترها برای چمن، دو عدد برای برنج رقم بینام و دو عدد برای رقم خزر در داخل خاک کار گذاشته شدند. زمین اطراف لایسیمتر چمن حدود600 مترمربع و زمین اطراف لایسیمترهای برنج ارقام بینام و خزر هر یک 800 مترمربع در نظر گرفته شد که پس از نصب لایسیمترها در وسط زمین مربوطه و کاشت گیاه در داخل و خارج لایسیمترها، به صورت روزانه اندازهگیریها انجام شد و در نهایت محاسبات برای دوره های ده روزه بر اساس معادله بیلان آب صورت گرفت.
جهت ایجاد چاله برای جای دادن لایسیمترها در داخل خاک،30 سانتیمتر از هر یک از لایههای خاک در یک جا جمع آوری شد و پس از قرار دادن لایسیمتر در درون خاک، ابتدا 10سانتیمتر آن با شنهای به قطر تقریباً 7 میلیمتر پر شد و سپس لایههای خاک با رعایت عمق در لایسیمتر ریخته و بهخوبی کوبیده شد. لایسیمترها چند روز بهطور مرتب آبیاری شدند تا لایههای خاک حالت طبیعی خود را بهدست آوردند. برای جلوگیری از تنش رطوبتی در گیاه چمن و برای اینکه حد رطوبت ظرفیت زراعی - FC - تقریباً ثابت باشد.
آبیاری، روزانه به اندازه تبخیر از طشتک تبخیر و زهکشی در دورههای پنج روزه صورت گرفت. در لایسیمترهای برنج پس از کاهش آب تا عمق حداقل 3 سانتیمتر، آبیاری تا عمق حداکثر 5 سانتیمتر انجام شد. در این لایسیمترها زهکشی باعث نشت سریع آب به پایین میگردید، بنابراین از زهکشیهای پنج روزه در آنها خودداری شد ولی برای جلوگیری از صدمات ناشی از غرقاب طولانی مدت، درطول فصل رشد برنج، فقط سه بار زهکشی صورت گرفت . برای اندازهگیری عمق آب در لایسیمترها، در داخل هر یک از آنها یک خطکش مدرج چوبی کارگذاشته شد و در نهایت مقدار تبخیر و تعرق متوالی برای دورههای ده روزه با معادله بیلان آب - معادله - 1 برای هر سه سال برآورد شد.
