تعیین مقدار آب مصرفی و تبخیر-تعرق گیاه لوبیا با استفاده از روش‌های تافته، پاسکوئله و رئس تحت شرایط آبیاری جویچه‌ای و قطره‌ای

محورهای موضوعی : مدیریت آب در مزرعه با هدف بهبود شاخص های مدیریتی آبیاری

علی عبدزادگوهری ¹ , فاطمه کیخایی ² , نیازعلی ابراهیمی پاک ³

1 - هیات علمی، بخش تحقیقات مدیریت آب در مزرعه،، مؤسسه تحقیقات خاک و آب، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران.
2 - محقق، بخش تحقیقات مدیریت آب در مزرعه،، مؤسسه تحقیقات خاک و آب، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران.
3 - دانشیار، بخش تحقیقات مدیریت آب در مزرعه،، مؤسسه تحقیقات خاک و آب، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران.

تاریخ دریافت : 1402/06/31 تاریخ پذیرش : 1402/08/29 تاریخ انتشار : 1402/10/01

کلید واژه: سامانه نیاز آب, رقم محلی, نیاز آبی, روش‌های آبیاری, حل معکوس عددی,

چکیده مقاله :

زمینه و هدف: ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻣﺤﺪودﻳﺖ ﻣﻨﺎﺑﻊ آب، اﺳﺘﻔﺎده درست از آب ﺿﺮوری اﺳﺖ و ﺑﻪ ﻛﺎرﮔﻴﺮی روش ﻫﺎی ﻣﻨﺎﺳﺐ آﺑﻴﺎری در مزارع از راﻫﻜﺎرهای ﻣﻨﺎﺳﺐ در اﺳﺘﻔﺎده از آب اﺳﺖ. تنش آبی می تواند عملکرد محصول را در مزرعه تحت تاثیر قرار دهد. بنابراین، روش صحیح آبیاری و مدیریت مصرف آب از موارد اساسی در مزارع می باشد. استراتژی کم آبیاری با رویکرد تامین نیاز آبی را می توان به عنوان یک تکنیک عملی و کارآمد برای اطمینان از عملکرد بیشتر محصول، بدون به خطر انداختن فرآیندهای فیزیولوژیکی و عملکرد در نظر گرفت. لذا زمینه این پژوهش تخمین مقدار آب مصرفی و میزان تبخیر-تعرق گیاه لوبیا با هدف ارزیابی شرایط مزرعه ای و مقایسه آن با روش های تافته، پاسکوئله و رئس می باشد.روش پژوهش: پژوهش حاضر به منظور تعیین مقدار آب مصرفی و تبخیر-تعرق لوبیا با استفاده از روش های تافته، پاسکوئله و رئس و بر مبنای حل معکوس تابع تولید عملکرد در استان مرکزی و در ایستگاه ملی تحقیقات لوبیای خمین در ارتفاع 1930 متر از سطح دریا با طول جغرافیایی 49 درجه و57 دقیقه و عرض جغرافیای 33 درجه و 39 دقیقه در سال های 1395 و 1396 اجرا شد. در این آزمایش تیمار آبیاری شامل جویچه ای و قطره ای-نواری به عنوان فاکتور اصلی و مقادیر نیاز آبی شامل 100، 75 و 55 درصد نیاز آبی به عنوان فاکتور فرعی انتخاب و به صورت کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار انجام شد. رقم مورد کشت از نوع بومی و زمان کاشت آن در سال اول و دوم به ترتیب روز دهم و نهم خردادماه بود. نوارهای آبیاری قطره ای بر روی پشته ها قرار گرفته و آبیاری تا استقرار کامل گیاهچه در مرحله ظهور سومین سه برگچه ای به صورت یکسان انجام شد.یافته ها: بیشترین عملکرد دانه با میانگین 2683 کیلوگرم بر هکتار در روش آبیاری جویچه ای و با تأمین 100 درصد نیاز آبی به دست آمد. در ارزیابی تبخیر-تعرق، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) در روش های تافته، پاسکوئله و رئس به ترتیب 0/160، 8/117 و 0/185 میلی متر و ریشه میانگین مربعات خطای نرمال (RMSEn) به ترتیب 448/0، 330/0 و 518/0 درصد بود و شاخص توافق یا سازگاری (d) در روش تافته، پاسکوئله و رئس به ترتیب با 295/0، 600/0 و 081/0 درصد بود. در بررسی مقادیر آب آبیاری، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) در روش های تافته، پاسکوئله و رئس به ترتیب 7/156، 5/117 و 3/181 میلی متر و ریشه میانگین مربعات خطای نرمال (RMSEn) به ترتیب 446/0، 335/0 و 516/0 درصد بود. شاخص توافق یا سازگاری (d) در روش تافته، پاسکوئله و رئس به ترتیب با 324/0، 602/0 و 118/0 درصد بود.نتیجه‌گیری: به طورکلی و با توجه به نتایج آماری، روش های تافته، پاسکوئله و رئس، برآورد قابل قبولی از مقدار آب آبیاری و میزان تبخیر-تعرق در شرایط جویچه ای و قطره ای-نواری تحت مقادیر مختلف نیاز آبی داشتند. از این رو می توانند به عنوان یک ابزار مناسب در تخمین آب مصرفی در محل مورد مطالعه استفاده شوند.

چکیده انگلیسی:

Background and Aim: Due to the limitation of water resources, proper use of water is necessary, and the use of appropriate irrigation methods in fields is an appropriate strategies to use water. Water stress can affect crop yield in the field. Therefore, the correct method of irrigation and management of water consumption is one of the basic issues in farms. The deficit irrigation strategy with the water requirement supply approach can be considered as a practical and efficient technique to ensure more crop yield, without compromising the physiological processes and yield. Therefore, the scope of this research is to estimate the amount of water consumed and the amount of evapotranspiration of the bean plant with the aim of evaluating the field conditions and comparing it with Tafteh, Pasquale and Raes methods. Method: The present study aims to determine the amount of water use and evapotranspiration of bean using Tafteh, Pasquale and Raes methods and based on the inverse solution of the yield production function in Markazi Province and at the Khomin Bean National Research Station at an altitude of 1930 meters above sea level with a length of 49 degrees and 57 minutes of latitude and 33 degrees and 39 minutes of latitude were implemented in 2016 and 2017. In this experiment, the irrigation treatment including furrow and drip-tape as the main factor and, the values of water requirement including 100, 75 and 55% of water requirement as a sub-factor and in the form of split plots in the form of randomized complete blocks design were done in three replications. Cultivated variety was of native type and its planting time was on the 10th and 9th of June respectively in the first and second year. Drip irrigation tapes were placed on the stacks and irrigation was carried out in the same way until the seedling was fully established in the stage of emergence of the third three leaves. Results: The highest seed yield with an average of 2683 kg/ha was obtained in the furrow irrigation method and by providing 100% of the water requirement. In evaluating evapotranspiration, the root mean square error (RMSE) in Tafteh, Pasquale and Raes methods were 0.160, 117.8 and 0.185 mm respectively and the root mean square normal error (RMSEn) were 0.448, 0.330 and 0.518 percent respectively. The index of agreement or compatibility (d) in Tafteh, Pasquale and Raes methods were 0.295, 0.600 and 0.081% respectively. In the investigation of irrigation water amounts, the root mean square error (RMSE) in Tafteh, Pasquale and Raes methods was 156.7, 117.5, and 181.3 mm, respectively, and the root mean square normal error (RMSEn) was 0.446, 0.335 and 0.516 percent respectively. The index of agreement or compatibility (d) in Tafteh, Pasquale and Raes methods were 0.324, 0.602 and 0.118% respectively. Conclusion: In general and according to the statistical results, Tafteh, Pasquale and Raes methods had an acceptable estimate of the amount of irrigation water and the amount of evapotranspiration in the furrow and drip conditions under different amounts of water requirement. Therefore, they can be used as appropriate tool in the estimation of water use in the studied area.

منابع و مأخذ:

Abdzad Gohari, A. & Sadeghipour, O. (2019). Effect of Deficit Irrigation and Humic Acid on Yield and Water Use Efficiency in Common Bean. Journal of Water Research in Agriculture, 33 (3), 383-395. (in Persian)

Abdzad Gohari, A., Nikakhtar, A., Tafteh, A., & Ebrahimipak, N. (2023). Using NIAZAB System to Determine Soybean Water Use Based on the Inverse Solution of the Production Functions under Different Irrigation Conditions. Journal of Water Research in Agriculture, 37(2), 159-169.

Abdzad Gohari, A., Tafteh, A., & Ebrahimipak, N. (2022). Investigation of Water Requirement System in Determining the Actual Amount of Irrigation Water of Peanut Plant Based on Inverse Solution of Yield Function under Water Stress Conditions. Iranian Journal of Irrigation and Drainage, 3(16), 460-471. (in Persian)

Babazadeh, H., Abdzad Gohari, A., & Khonok, A. (2015). Effect of Irrigation Management and Different Levels of Straw Mulch on Yield and Yield Components of Bean (phaseolus Vulgaris) . Journal of Water Research in Agriculture, 29 (2), 129-140. (in Persian)

Darabi, F., Sharifipour, M., & Nasrolahi, A. (2022). Effect of Deficit Irrigation on Yield Components and Water Productivity of Pinto Beans Using Drip Tape Irrigation in Khorramabad Climatic. Journal of Irrigation Sciences and Engineering (JISE), 44 (4), 1-14. (in Persian)

Dashadi, M., Rasaei, A., & Ranjbar, F. (2022). Investigation of different irrigation times and nitrogen starter fertilizer on yield and water use efficiency of bean. Crop Physiology Journal, 13 (52), 79-93. (in Persian)

Ebrahimipak, N., Tafteh, A., Egdarnejad, A., & Kapourchal, S. (2018a). Determination of monthly evapotranspiration coefficients of winter wheat by different methods of estimating evapotranspiration and evaporation pan in Qazvin plain. Iranian Journal of Soil and Water Research, 8 (4), 107-121. (in Persian)

Ebrahimipak, N.A., Egder Nejad, A., Tafteh, A., & Khodadadi Dehkordid, D. (2018b). Evaluation of AquaCrop Model to Simulate Canola (Brassica napus) Yield under Deficit Irrigation Scenarios in Gazvin Plain. Iranian Journal of Soil and Water Research, 49 (5). 1003-1015. (in Persian)

Ebrahimipak, N.A., Tafteh, A., Abbasi, F., & Baghani, G. (2022a). Estimation of the actual amount of wheat irrigation water using the NIAZAB system and comparing with the farm measurement, Iranian Journal of Soil and Water Research, 53 (9), 2075-2092.  (in Persian)

Ebrahimipak, N.A., Tafteh, A., Abbasi, F., & Baghani, G. (2022b). Comparing the amount of sugar beet irrigation water using the NIAZAB system and field measurement. Water and Soil Management and Modeling, Articles in Press, (in Persian)

Ebrahimipak, N.A., Tafteh, A., Hoseini, N. & Kikhaei, F. (2022c). NIAZAB system. Soil and Water Research Institute. (http://niwr.ir) (in Persian)

Ehsani, A., Arzani, H., Farahpur, M., & Jafari, M. (2012). Evapotranspiration Estimation Using Climatic Data, Plant Characteristics and Cropwat 8.0 Software (Case Study: Steppic Region of Markazi Province, Roodshore Station). Iranian journal of Range and Desert Research, 19 (1), 1-16.

Emdad, M., Tafteh, A., & Ebrahimipak, N. (2022). Efficiency of Aquacrop Model in Simulating Yield of Quinoa in Different Deficit Irrigation Managements. Journal of Water and Soil, 36 (3), 319-331. (in Persian)

Farid, M., Hugh, J. E. & Navabi, A. (2016). Yield stability of dry bean genotypes across nitrogen-fixation-dependent and fertilizer-dependent management systems. Crop Science. 56: 1-10.

Jafari najafabadi, M., Tafteh, A., & Ebrahimipak, N. (2022). Determining the water requirement and Applied water of bell pepper in the greenhouse and comparing it with the results of the water requirement system. Iranian Journal of Soil and Water Research, 53(8), 1831-1848. (in Persian)

Jamieson, P.D., Porter, J.R., & Wilson, D.R. (1991). A test of the computer simulation model ARCWHEAT on wheat crops grown in New Zealand. Field Crops Research, 27: 337-350.

Kamel, M., Shabiri, S., & Mohammadi, B. (2016). Technical instructions for planting, keeping and harvesting beans and introduction of cultivars. Agricultural and natural resources research and training center of Zanjan province, 27p. (in Persian)

Raes, D. (2004). Budjet: A soil water and salt balance model. Reference Manual. Version 6.0 (http://www.iupware.be and select downloads and next software. last updated June 2004).

Raes, D., Steduto, P., Hsiao, T.C., & Fereres, E. (2017). Reference manual AquaCrop. FAO. Land and Water Division, Rome, Italy. 25p.

Roodbarani, J., Mozaffari, J., & Mohseni Movahed, S. (2021). Comparison of bean yield in Furrow, Tape and Rain flat irrigation systems. Journal of Water and Soil Conservation. 28 (2), 195-210.

Roshdi, M., Boyaghchi, D., & Rezadoust, S. (2012). Effect of Micronutrients on Growth and Yield of Pinto Bean under Irrigation cutback Treatments. Journal of Crop Production and Processing, 2 (5), 131-142.

Tafteh, A., Ebrahimipak. N.A., Babazadeh, H, & Kaveh, F. (2014). Determine yield response factors of important crops by different production functions in Qazvin plain. Ecology, Environment and Conservation,  20 (2), 415-422.

Willmott, C.J. (1982). Some comments on the evaluation of model performance. Bulletin of American Meteorology Society, 63: 1309-1313.