بخشی از مقاله
چکیده
کمبود آب یکی از مهمترین عوامل محدود کننده تولید محصولات زراعی در مناطق خشک و نیمه خشک میباشد. تمام گیاهان میتوانند بین یک حداقل و حداکثر به زندگی خود ادامه دهند و تولید محصول نمایند، که تعیین میزان آب مطلوب در این محدوده قرار دارد. به منظور برآورد تبخیرتعرق بالقوه، ضریب گیاهی و نیاز آبی سورگوم، این تحقیق در سال زراعی 1390 درمزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه شهید باهنر کرمان بصورت کرتهای خرد شده در قالب طرح بلوک-های کامل تصادفی و در سه تکرار اجرا گردید.
کرتهای اصلی شامل سه رژیم آبیاری I1،I2 و I3 به ترتیب آبیاری پس از 50، 80 و 110 میلیمتر تبخیر از تشت تبخیر کلاس A در نظر گرفته شد. کرتهای فرعی مشتمل بر پنج رقم سورگوم به نامهای اسپیدفید، پگاه، پیام، سپیده، کیمیا بودند.
در این مطالعه جهت تعیین نیاز آبی گیاه و دستیابی به حداکثر محصول از یک لایسیمتر زهکشدار استفاده گردید. نتایج نشان داد ضریب گیاهی سورگوم در ابتدای دوره رشد برابر 0/66، میانه فصل 1/24 و در آخر فصل 0/73 بدست آمد. میزان آب مورد نیاز ارقام سورگوم در این تحقیق برای شرایط آب و هوایی مشابه کرمان به طور میانگین برابر 666 میلیمتر 6660 - متر مکعب - تعیین گردید.
مقدمه
خشکسالی و تنش ناشی از آن یکی از مهمترین تنشهای محیطی است که محصولات کشاورزی را با محدودیت مواجه ساخته و بازده مناطق نیمه خشک را کاهش میدهد. این مشکل در مناطقی مانند ایران حائز اهمیت بوده و لزوم استفاده صحیح از منابع آبی را امری اجتناب ناپذیر ساخته است یکی از راهکارهای ارائه شده در زمینه مدیریت آبیاری رسیدن به عملکردی بالا با توجه به حداکثر بهرهبرداری از آب آبیاری میباشد.
بدین منظور شناخت ارتباط کمبود آب خاک با رشد محصولات، کشت گیاهان مقاوم و بررسی واکنشهای فیزیولوژیکی در ارتباط با تنش و سایر مواردی که امکان کشت هر چه بیشتر گیاهان در مناطق خشک و نیمه خشک را فراهم میکند مطلوب و مفید خواهد بود
سورگوم با دارا بودن صفاتی مانند روزنههای کوچک، قابلیت پیچش برگها ، کنترل روزنهها سازگاری بالایی به گستره وسیعی از شرایط محیطی در مقایسه با سایر گیاهان زراعی دارد
همچنین به لحاظ تواناییهای سورگوم از نظر رشد در مناطقی که برای هر گیاه دیگری نامساعد است باعث شده که به آن لقب شتر گیاهان زراعی داده شود. کمبود آب در مرحله رشد زایشی و سه مرحله پیدایش و تشکیل گل، گردهافشانی و لقاح، پر شدن دانهها اثرات مختلفی را بر عملکرد باعث میگردد.
نتایج آزمایشهای صارمی و سیادت - - 1374 در خصوص بررسی اثرات تنش ناشی از فواصل آبیاری - آبیاری پس از 40، 70، 100 و 120 میلیمتر تبخیر از تشت تبخیر کلاس - A نشان داد که افزایش فواصل آبیاری و تنش ناشی از آن باعث کاهش معنیدار عملکرد ماده خشک و عملکرد دانه گردید. گیاهانی که کارآئی مصرف آب بالاتری دارند نیز شانس بقای بیشتری در مواجه با خشکی دارند. نسبت ماده خشک تولیدی به مقدار مصرفی توسط گیاه را کارآئی مصرف آب - WUE - میگویند. از نظر زراعت، کارآئی مصرف آب مقدار کل تولید به ازای واحد آب موجود برای تولید محصولات زراعی است
در این رابطه برینگز و شانتز - 1913 - تفاوتهایی را در کارآئی مصرف آب گیاهان، میزان بیومس گیاهی و محصول تولیدی به ازای هر واحد آب تبخیر شده بیان داشتندکارآئی. مصرف آب اساساً صفتی غیر سازشی است که از توانایی گیاه برای تولید بالقوه مشتق شده است و ممکن است با محیط که از جمله رژیم آبی را شامل میشود، بر هم کنش داشته باشد
تمام برنامه ریزیهای مدیریتی که در رابطه با محصولات مختلف صورت می گیرد، به درک درستی از اقلیم منطقه به خصوص بارندگی، مقدار تبخیر و دمای هوا بستگی دارد - کار و ورا، . - 2005 اطلاعات هواشناسی در طول دوره رشد در جدول 1 آمده است.
جدول -1 اطلاعات هواشناسی شهر کرمان در ماههای اجرای طرح
مقادیر تبخیر تعرق پتانسیل گیاه از حاصل ضرب ضریب گیاهی در تبخیر تعرق گیاه مرجع به دست میآید
شناخت رفتار و خصوصیات پوشش گیاهی غیرمرجع در مقایسه با پوشش گیاهی مرجع - چمن - اولین قدم در شناخت تبخیر و تعرق - ETc - است. ضریب گیاهی - Kc - بیان کننده اثرات پوشش گیاهی و رطوبت خاک گیاه غیرمرجع نسبت به گیاه مرجع است
ضریب گیاهی علاوه بر ETo، بستگی به عواملی مانند نوع گیاه، مرحله رشد و شرایط آب و هوایی محل نیز دارد. باید توجه داشت که ضریب گیاهی یک مقدار ثابت نبوده و مقدار آن در طول دوره رویش گیاه نیز تغییر میکند
با افزایش درصد پوشش گیاهی در فصل رشد، ضریب گیاهی روندی افزایشی دارد و بعد از استقرار کامل، در صورت کفایت آب، تا زمان شروع کاهش سطح برگ، Kcتقریباً ثابت میماند. ضریب گیاهی تعدادی از محصولات توسط آلن و همکاران - - 1998 پیشنهاد شده است که به اعتقاد قیصری و همکاران - 1385 - از ضرایب فوق در همه شرایط آب و هوایی به دلیل نبود دادههای منطقهای، استفاده میشود.
در عین حال آلن و همکاران - 2005 - یکسان نبودن ویژگیهای گیاهی و خصوصیات اقلیمی را موجب عدم قطعیت در ضریب گیاهی و تبخیر تعرق ناشی از آن در نواحی مختلف جهان میدانند. اگر چه در برآورد نیاز آبی گیاهان از ضرایب پیشنهادی استفاده میشود، لیکن شواهدی دال بر تفاوت در ضرایب گیاهی از نظر مقدار و روش محاسبه در محصولات مختلف گزارش شده است قیصری و همکاران . - 1385 - برای محاسبه ضریب گیاهی دوره رشد گیاه را به چهار مرحله تقسیم میکنند که به شرح زیر است :
- 1 مرحله ابتدایی رشد، یعنی از کاشت تا هنگامی که گیاه %10 سطح زمین را بپوشاند.
- 2 مرحله رشد و توسعه گیاه، از انتهای مرحله ابتدایی تا زمانی که گیاه به حداکثر رشد رسیده و حدود 70 تا 80 درصد سطح زمین را در برگیرد.
- 3 مرحله میانی، از انتهای مرحله توسعه تا زمانی که گیاه در حال کامل بودن میباشد.
- 4 مرحله نهایی، از انتهای مرحله میانی تا مرحله برداشت محصول.
ایرماک و همکاران - 2002 - اظهار داشتند که تبخیر از تشت نیز میتواند به عنوان شاخصی مناسب، برای برآورد تبخیر وتعرّق گیاه مرجع و درنهایت گیاه اصلی قلمداد شود. استفاده از تشت تبخیر به دلیل سادگی، سهولت تفسیر داده های آن و داشتندقّت خوب برای برآورد تبخیر وتعرّق مرجع مناسب است. در تبدیل مقادیر تبخیر از تشت به تبخیر تعرق گیاه مرجع از ضریب تشت - Kp - استفاده میشود - علیزاده،. - 1387 برای برآورد دقیق نیاز آبی و ضریب گیاهی سورگوم، دراین پژوهش از دادههای تشت تبخیر کلاس A و لایسیمتر کارگذاری شده در مزرعه استفاده گردید.
هوس - 1985 - گزارش نمود سورگوم برای تولید یک کیلوگرم ماده خشک به 332 لیتر آب نیاز دارد در صورتی که این نیاز آبی برای ذرت 368 لیتر، جو 434 لیتر و گندم 514 لیتر است. همچنین در این رابطه کلهری - 1386 - ، میزان رطوبت مورد نیاز سورگوم را 500 - 600 میلیمتر گزارش نمود و اظهار داشت با 200- 300 میلیمتر هم میتوان کشت انجام داد. او برای تولید یک کیلوگرم ماده خشک 330 لیتر آب مصرفی را برآورد کرد. برای تولید یک محصول مطلوب دانه سورگوم این گیاه به 585 تا 635 میلیمتر - 585000 تا 635000 لیتر - آب در طول فصل رشد و نمو نیاز دارد
این آزمایش با هدف تعیین ضریب گیاهی سورگوم در شرایط محیطی کرمان به عنوان یکی از مراکز مهم برای کشت و کار این محصول و بررسی الگوی تغییرات آن در طی فصل رشد، با استفاده از روش بیلان آبی در لایسیمتر، طراحی و اجرا گردید. بنابراین هدف این مقاله عبارتست از: - 1 تعیین نیاز آبی گیاه سورگوم در لایسیمتر - 2 تعیین ضریب گیاهی واقعی براساس مقادیر تبخیر تعرق لایسیمتری گیاه سورگوم
مواد و روشها
این مطالعه درسال زراعی 1390 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه شهید باهنر کرمان - با عرض جغرافیایی 30 درجه و 58 دقیقه و در ارتفاع 1754 متری از سطح دریا و همچنین متوسط بارندگی سالانه 150 میلیمتر و حداقل و حداکثر دما در طول فصل رشد گیاه به ترتیب 11/6 و 39/2 درجه سانتیگراد بود. - انجام شد. آزمایش به صورت کرتهای خرد شده - اسپلیت پلات - در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی اجرا گردید. کرتهای اصلی آزمایش شامل سه رژیم آبیاری - پس از50، 80 و 110 میلیمتر تبخیر از تشت تبخیر کلاس - A و فاکتور فرعی شامل پنج رقم سورگوم - اسپیدفید، پگاه، پیام، سپیده و کیمیا - بودند.
پس از آمادهسازی زمین - شامل شخم، دیسک، تسطیح و آزمایش خاک - در خاکی لوم رسی، کرتهای اصلی به ابعاد 6/8m × 13/8m = 93/84m2 با فاصله 1/5 متری از یکدیگر جهت سه سطح آبیاری و هر کرت اصلی خود به پنج کرت فرعی جهت کاشت ارقام در نظر گرفته شد. آزمایش در سه تکرار با فاصله دو متر جهت جلوگیری از نشت و نفوذ آب اجرا گردید. همچنین هر کرت فرعی مشتمل بر چهار ردیف با فاصله 65 سانتیمتر از یکدیگر که بر روی آنها، کاشت بذور پس از تصادفی نمودن مراحل اجرایی طرح با فاصله 10 سانتیمتر بصورت کپهای - در هر کپه سه بذر - انجام شد.
پس از استقرار، تراکم 150 هزار بوته در هکتار در نظر گرفته شد. کاشت 30 اردیبهشت انجام و کودهای مورد نیاز - مقدار 200 کیلوگرم در هکتار سوپر فسفات تریپل و 150 کیلوگرم اوره - بر اساس آزمون خاک به زمین منظور گردید. همه کرتها تا سبز شدن کامل به طور یکنواخت آبیاری و سپس در مرحله 4 تا 5 برگی تیمارهای آبیاری اعمال شدند.
برای تعیین نیاز آبی گیاه، از لایسیمتر بیلان آبی - زهکشدار - استوانهای شکل با قطر 56 سانتیمتر ، ارتفاع 100 سانتیمتر و نیز مساحت 0/2461m2استفاده گردید. در انتهای لایسیمتر لولهای جهت خروج زهآب تعبیه گردید. در داخل مزرعه گودالی حفر و لایسیمتر درون آن قرار داده شد به نحوی که دیواره فلزی لایسیمتر حداقل ارتباط دمایی را با گرمای محیط داشته باشد. داخل لایسیمتر ابتدا توری، سپس سنگ ریزه و آنگاه با خاک برداشت شده از درون گودال پر شد. در هنگام پر کردن لایسیمتر دقت لازم به عمل آمد تا ترتیب لایهها و تراکم خاک به صورت طبیعی، رعایت شود.
درون لایسیمتر گیاه مورد نظر بر اساس تراکم مزرعه 9 - بوته از ارقام کشت شده در طرح - کشت گردید. روزانه - ساعت 7 عصر - میزان ورودی و خروجی آب لایسیمتر کنترل و یادداشت میشد - به وسیله ظروف مدرج - ، بدین صورت که مقدار زهآب خروجی به صورت حجمی اندازهگیری و از حجم آب ورودی کسر میگردید، تا میزان آب مصرف شده در طول یک شبانه روز به دست آید.
بنابراین چنانچه در یک دوره معین مقدار آب زهکش شده را از مجموع آبی که به صورت آبیاری یا بارندگی به لایسیمتر داده شده است کسر کنیم، حجم آب مصرف شده در سطح لایسیمتر - تبخیر- تعرق گیاه - بدست میآید. بر اساس تبخیر- تعرق تجمعی انجام شده توسط گیاهان و خاک موجود در لایسیمتر، آب مورد نیاز کرتهای اصلی توسط شیلنگ و کنتور حجمی داده شد، که آب مصرفی در هر مرحله از رابطه - 1 - محاسبه گردید.
