مقایسه تاثیر سیستم های آبیاری سطحی و زیرسطحی با مخازن تراوا بر میزان صرفه جویی آب و شاخص های رشد نهال سنجد
محورهای موضوعی : آب و محیط زیستبهاره صائب 1 , مهدی رمضانی 2 * , پروین فرشچی 3 , سید اکبر جوادی 4 , شهرام بیک پور 5
1 - دانشجوی دکترا علوم محیط زیست- تنوع زیستی، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران. * (مسوول مکاتبات)
2 - دانشیار، گروه علوم محیط زیست و جنگل، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران.
3 - استادیار، گروه علوم محیط زیست و جنگل، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران.
4 - دانشیار، گروه مهندسی طبیعت (آبخیزداری و مرتع داری)، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران.
5 - استادیار، گروه علوم محیط زیست و جنگل، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران.
کلید واژه: آبیاری زیر سطحی, آبیاری سطحی, مخازن تراوا, حجم و دور آبیاری, پارامترهای رشد, نهال سنجد. ,
چکیده مقاله :
زمینه و هدف: محدودیت منابع آب و تبخیر و تعرق شدید از عوامل موثر بر بحران آب و از مهم ترین چالش های استقرار پوشش گیاهی در مناطق خشک و نیمه خشک مانند ایران می‌باشد. بنابراین به نظر می‌رسد استفاده از روش آبیاری زیر سطحی با مخازن تراوا یکی از مناسب ترین شیوه های آبیاری در این مناطق باشد. این مخازن با حفظ و نگهداری آب آبیاری و بارندگی و با استفاده از مکانیسم اختلاف فشار اسمزی موجب تامین مستقیم و مداوم رطوبت خاک در محدوده ظرفیت زراعی و در محدوده ریشه گیاه شده و در نتیجه تلفات تبخیر و نفوذ عمقی آب کاهش یافته و باعث صرفه جویی و افزایش بهره وری آب و بهبود رشد و عملکرد گیاه می‌شود. هدف از این پژوهش، بررسی و مقایسه تاثیر دو تیمار آبیاری سطحی تشتکی (T1 ) و آبیاری با مخازن تراوای متخلخل ساخته شده از گچ کشاورزی (ژیپس)، پرلیت همراه با دولومیت و پودر تالک(T2 ) بر شاخص های آبیاری و رشد نهال گونه گیاهی سنجد ( Elaeagnus angustifolia L.) می باشد.
روش بررسی: پژوهش حاضر در قالب طرح آزمایشی تصادفی- سیستماتیک انجام شد. شاخص های اندازه گیری شده شامل حجم و دور آبیاری (میزان و دفعات آبیاری) و شاخص‌های رشد و استقرار نهال شامل ارتفاع، قطر یقه و میانگین قطر تاج پوشش و درصد زنده مانی گونه گیاهی سنجد ( Elaeagnus angustifolia L.) چهار ساله در فصل رویشی 1400-1399و 1401-1400 بود و در قطعه زمینی در محوطه دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران انجام شد.
یافته‌ها: نتایج نشان‌دهنده صرفه جویی 80 درصدی در حجم آب مصرفی در فصل رویشی 1400-1399 و 28/77 درصدی در فصل رویشی 1401-1400، یک چهارم شدن دفعات آبیاری و 5-4 برابر شدن دور آبیاری در تیمار آبیاری با مخازن تراوای زیر سطحی (T2) نسبت به تیمار آبیاری سطحی تشتکی (T1 ) است، همچنین استفاده از تیمار آبیاری (T2) تاثیر مثبت و معنی داری بر رشد قطر یقه و رشد ارتفاع نهال در مقایسه با تیمار آبیاری (T1 ) داشت (001/0p <)، ولی با وجود بالاتر بودن میانگین قطر تاج پوشش و میزان زنده مانی در تیمار آبیاری (T2)، این افزایش از نظر آماری معنادار نبود (05/0p >).
بحث و نتیجه گیری: نتایج این پژوهش نشان‌دهنده تاثیر مثبت روش آبیاری زیر سطحی با مخازن تراوا بر صرفه جویی آب و رشد نهال سنجد در مقایسه با روش آبیاری سطحی تشتکی می‌باشد.
Background and Objective: Limited water resources and severe evaporation and transpiration are among effective factors in water crisis and are the most important challenges of vegetation establishment in arid and semi-arid areas such as Iran، Therefore, it seems that the use of subsurface irrigation method with permeable reservoirs is one of the most appropriate irrigation methods in these areas، These reservoirs preserve irrigation and rainfall water by osmotic pressure difference mechanism and provide directly and continuously supply soil moisture within the limits of agricultural capacity at the root of the plant, and as a result, evaporation losses and deep penetration of water are reduced and saving and increasing water productivity and improving plant growth occur. The purpose of this research is to investigate and compare the effect of two treatments of basin irrigation (T1) and irrigation with porous permeable reservoirs made of agricultural gypsum with dolomite and talc powder (T2) on irrigation indicators and seedling growth of (Elaeagnus angustifolia L.).
Material and Methodology: The current research is a completely randomized experimental study with the aim of investigating and comparing the effect of basin irrigation treatment and water-permeable reservoirs made of agricultural gypsum, perlite, dolomite and talcum powder (T2) on the volume and irrigation cycle (amount and frequency of irrigation), seedling growth and establishment indicators including height, collar diameter, average canopy diameter and survival percentage of 4-year-old elder plant species (Elaeagnus angustifolia L.) in the growing season of 2021 and 2022. This research was carried out in a plot of land in the campus of Islamic Azad University, Science and Research Branch, Tehran.
Fidings: The results showed an 80 % of saving in the growing season of 2021 and 77.28 % in the growing season of 2022 in the amount of water consumed and quartering the irrigation frequency and a 4-5 doubling of the irrigation cycle in the irrigation treatment with subsurface permeable reservoirs (T2)، Also, the use of irrigation treatment (T2) had a positive and significant effect on the growth of the collar diameter and the growth of seedling height compared to the irrigation treatment (T1) (p < 0.001), but despite the fact that the average crown diameter and the survival rate were higher in the irrigation treatment (T2), this increase was not statistically significant (p < 0.05).
Discussion & Conclusion: Therefore, the results of this research show the positive effect of the subsurface irrigation method with permeable reservoirs on water saving and the growth of Elaeagnus angustifolia L seedlings compared to the surface irrigation method.
1. Alemzadeh A, Somayeh SG, Yarami N, Dehestani-Ardakani M. Physiological Response of Lavandula to the Use of Raw and Treated Effluent in Surface and Subsurface Irrigation with Permeable Tubes. Water Management in Agriculture. 2021 Feb 19;7(2):159-70. (In Persian)
2. Banedj schafiee, s. Effect of a superabsorbent polymer on the growth of Panicum antidotale and nitrogen leaching. Iranian Journal of Range and Desert Research. 2015; 22(3):595-605. (In Persian)
3. Bastani S. A historical review of innovations and developments of subsurface irrigation systems. Journal of Water and Sustainable Development. 2018 Feb 20; 4(2):69-80. (In Persian)
4. Zarei, Gh., Shahpari, S. A. Hydraulic Characteristics of Porous Clay Capsules in a Subsurface Irrigation System at Three Soil Textures. Food Engineering Research. 2014;14(4):57-72. (In Persian)
5. Jodeyri Heydari N, Liaghat A. Effectiveness of Wick Irrigation Method on Yield and Water Use Efficiency on Maize in Semi-Arid Area. Environment and Water Engineering. 2022 Mar 21; 8(1):122-32. (In Persian)
6. Ansari, H., Naderianfar, M., ramazani, H., & Joleini, M. Comparison and Evaluation Some of Growth Indices of the Dominant Species of Urban Green Spaces in The Jar Subsurface, Drip and Surface Irrigation Systems. 2014; 8(2):402-412. (In Persian)
7. Bainbridge DA. Buried clay pot irrigation: a little known but very efficient traditional method of irrigation. Agricultural water management. 2001 Jun 1;48(2):79-88.
8. Siyal AA, Soomro SA, Siyal AG. Performance of Pitcher Irrigation with saline water under high evapotranspiration rates. Journal of Chinese soil and water conservation. 2015 Mar 1; 46(1):61-69.
9. Singh RK, Ghosal S. Effect of pitcher fertigation on shooting response and kusmi lac crop performance on ber (Ziziphus mauritiana). National Academy Science Letters. 2015 Oct; 38(5): 379-382.
10. Ashrafi S, Kanani E. Construction Variation Coefficient and Seepage Behavior of Clay Emitters with the Aim of Their Application in Subsurface Irrigation. Water Management in Agriculture. 2022 Feb 20;8(2):197-210. (In Persian)
11. Arabfard M, Shahnazari A, Ziatabar Ahmadi M. Effectiveness comparison of pot, porous pipe and gravity drip irrigation methods in the range of gravity pressures. Water and Soil. 2017 Oct 23;31(4):1060-9. (In Persian)
12. Tavakoli, A., Pourreza, M., & Khodakarami, Y. Preliminary investigation on possibility of rooting of Manna oak (Quercus brantii Lindl.) by layering in Zagros forests. Iranian Journal of Forest and Poplar Research. 2011; 19(3):432-440. (In Persian)
13. Ghorbani Vaghei H, Bahrami HA. Application of porous clay capsule technique in optimizing water consumption of citrus orchard. Water and Soil Management and Modelling. 2021 Oct 9;1(3):15-24. (In Persian)
14. Pachpute JS. A package of water management practices for sustainable growth and improved production of vegetable crop in labour and water scarce Sub-Saharan Africa. Agricultural Water Management. 2010 Sep 1;97(9):1251-8.
15. Kefa CC, Kipkorir EC, Kwonyike J, Kubowon PC, Ndambiri HK. Comparison of water use savings and crop yields for clay pot and furrow irrigation methods in Lake Bogoria, Kenya. Journal of Natural Sciences Research. 2013; 3(8):34-9.
16. Malekinezhad H. Comparison of cucumber and watermelon yield and water use in clay pitcher and furrow irrigation methods. International Journal of Water. 2015;9(3):275-85.
17. Mahata AP, Mondal A, Pal A, De SK. Application of various mulching treatments with pitcher irrigation for yield of tomato (Lycopersicom esculentum) in red and laterite soil. Annals of the Romanian Society for Cell Biology. 2021 Jul 13;25(6):17338-51.
18. Bahrami, S., & Imeni, s. Evaluation of Several Empirical Models in Estimating Annual Runoff (Case Study: Hesarak Catchment in Northwest of Tehran). Geography and Environmental Planni.2019; 30(2): 55-74. (In Persian)
19. Bidabadi M, Babazadeh H, Sarai Tabrizi M. Evaluating Potential Crop Water Requirement (Case Study: Islamic Azad University, Science and Research Branch of Tehran). Environment and Water Engineering. 2019 Apr 21;5(1):36-46. (In Persian)
20. Zhao X, Xu H, Zhang P, Fu J, Bai Y. Salt‐leaching effect of drip irrigation in E laeagnus angustifolia shelterbelt extremely arid area. Water and Environment Journal. 2014 Jun; 28(2): 261-9.
21. Hassanzadeh Z, Hassanpour H. Evaluation of fruit physical and color characterizations of some oleaster (Elaeagnus angustifolia L.) genotypes in northwest of Iran. Journal Of Horticultural Science. 2019 Aug 23;33(2):273-85. (In Persian)
22. Enescu CM. Russian olive (Elaeagnus angustifolia L.): A multipurpose species with an important role in land reclamation. Curr Trends Nat Sci. 2018;7(13):54-60.
23. Solgi S, Salehi A, Pourbabai H, Shabanpour M, Alavi SJ. Estimation of soil moisture at field capacity and permanent wilting point based on some physical and chemical properties in forest soils. Forest and Wood Products. 2017 Apr 21;70(1):103-10. (In Persian)
24. Ansari Ghojghar M, Babaeian I, Pourgholam-Amiji M, Parsi E. Calculate the Water Need of Urban Green Space Using the California Method (Case Study: Region 4 of Tehran Municipality). Nivar. 2020 Sep 22; 44(110):131-45. (In Persian)
25. An, K. (1933). Sulla determinazione empirica di una legge didistribuzione. Giorn Dell'inst Ital Degli Att, 4, 89-91.
26. Rangrizi S, Bahrami H, Kianirad M, Shojaaddini A. Evaluating the Performance of Biocomposite Pipes as a Subsurface Irrigation Method in Culturing Panicum (Panicum antidotale). Journal of Water and Soil Resources Conservation. 2016 Sep 22; 6(1): 33-46. (In Persian)
27. Siyal AA, Siyal AG, Hasini MY. Crop production and water use efficiency under subsurface porous clay pipe irrigation. Pak. J. Agri. Agril. Engg. Vet. Sci. 2011; 27(1):39-50.
28. Soomro KB, Soomro A, Laghari AA, Siddiqui S. Impact of Different Shapes of Pitchers on Water Saving and Water Use Efficiency of Ridge-gourd in Semi Arid Region of Pakistan: Pitcher Irrigation Impact on Ridge-gourd. Biological Sciences-PJSIR. 2018 Aug 28; 61(2):72-7.
29. Asadi Asadabad O, Matinkhah SH, Jafari Z, Karim Mojeni H. Evaluation of Different Irrigation Methods of Hedysarum criniferum Boiss. under Field Conditions. JWSS-Isfahan University of Technology. 2021 May 10; 25(1):179-89. (In Persian)
30. Jahantigh M. Effects of irrigation methods of subsurface, clay pot and drop on Mulberry growth in dry land region (Case study: Sistan area). Water and Soil Management and Modeling. 2021; 1(2):25-35. (In Persian)
31. Naseri F, Etemad V, Javanmiri Pour M, Attarod P. The effect of irrigation regime on some of the vegetative characteristics of seedlings produced by Caucasian hackberry in various provenance. Journal of Wood and Forest Science and Technology. 2020 Feb 20; 26(4):65-83. (In Persian)
32. Nikanfar R, Rezaei R. Responses of old grapevines to switch irrigation system from surface to drip or babbler. Iranian Journal of Horticultural Science and Technology. 2015; 16(2):161-70. (In Persian)
33. Akbari, Z. Effect of planting and irrigation techniques on Haloxylon ammodendron C.A.Mey establishment in Sejzi region, Isfahan province. A Thesis Submitted in partial fulfillment of requirements for the degree of Master of Science, Isfahan University of Technology Department of Natural Resources. 2014. (In Persian)