نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی، دانشکده مهندسی زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری
2 استادیار گروه مهندسی آب، دانشکده مهندسی زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری
چکیده
مقدمه
مدیریت مناسب آب مهمترین عملیات در اراضی شالیزاری است که نقش مهمی در سودمندی سایر نهاده ها در کشت برنج دارد. زهکشی های میان فصل و پایان فصل دو عملیات مهم مدیریت آب در شالیزارها هستند به طوریکه اولی باعث افزایش عملکرد و دومی منجر به بهبود شرایط برداشت برنج میشود. زهکشی زیرزمینی با فراهم کردن شرایط بهتر برای کشت زمستانه در این اراضی، میتواند سبب تسهیل انجام عملیاتهای مدیریتی مذکور در طول فصل کشت برنج شود. با این وجود، با توجه به هزینه زیاد و زمانبر بودن آزمایشهای مزرعه ای، مدلهای شبیه سازی ابزارهای جایگزین مناسبی برای آنالیز اثرات گزینههای مختلف مدیریت آب میباشند. از میان مدلهای مختلف شبیه سازی، مدل Aquacrop مدلی است که جدیدا برای شبیه سازی اثرات مدیریت آبیاری توسعه یافت. این مدل در مقایسه با سایر مدلها، دقیق، توانمند و نیازمند دادههای کم میباشد. برای گیاهان زراعی، مدل Aquacrop دارای مدلی از رشد است که مبتنی بر رابطه رفتار محافظتی زیست توده به ازای واحد تعرق گیاه میباشد. مشخصه خاص دیگر این مدل، توصیف توسعه کانوپی به صورت پوشش سایه انداز هست تا شاخص سطح برگ. فراهانی و همکاران (Farahani et al., 2009)، با استفاده از مدل Aquacrop اثرات آبیاری کامل و کم آبیاری را بر پنبه در سوریه و اسپانیا بررسی کردند. آنها نشان دادند که، درمرحله واسنجی، پارامترهای اساسی مانند بهر هوری آب نرمال شده، پوشش سایه انداز و کل زیست توده باید برای شرایط مختلف اقلیمی، خاک، ارقام، روشهای آبیاری و مدیریت مزرعه مورد آزمایش قرار گیرد. در ایتالیا، گیاه آفتابگردان با استفاده از مدلهای Aquacrop، CropSyst و WOFOST ارزیابی شد. انحراف بین مقادیر مشاهده شده و شبیه سازی شده عملکرد دانه به وسیله مدل Aquacrop کمتر از میزان آن در دو مدل دیگر بود.
مواد و روشها
در این پژوهش، اثر تنش خشکی در شالیزارهای دارای سیستمهای زهکشی سطحی و زیرزمینی با استفاده از مدل AquaCrop ارزیابی شد. داده های مورد نیاز از پایلوت زهکشی زیرزمینی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری طی فصول کشت برنج در سالهای 1390 و 1391 تهیه شد. مقدار تبخیر- تعرق مرجع با استفاده از ETo calculator 3.1 محاسبه شد. مقادیر ورودی پارامترهای هواشناسی روزانه شامل حداقل و حداکثر دمای هوا، حداقل و حداکثر رطوبت نسبی، ساعات آفتابی و سرعت باد در ارتفاع دو متری از ایستگاه هواشناسی و ETo calculator از سایت فائو تهیه شد. سیستمهای زهکشی عبارت بودند از: سه سیستم زهکشی معمولی شامل سیستم زهکشی با عمق زهکش 0/9 متر و فاصله زهکش 30 متر (D0.9L30)، سیستم زهکشی با عمق زهکش 0/65 متر و فاصله زهکش 30 متر (D0.65L30) و سیستم زهکشی با عمق زهکش 0/65 متر و فاصله زهکش 15 متر (D0.65L15)، یک سیستم زهکشی دو عمقی با فاصله زهکش 15 مترو اعماق زهکش 0/65و 0/9 متر به صورت یک در میان (Bilevel) و سیستم زهکشی سطحی (Control). واسنجی و صحتسنجی مدل براساس اندازهگیریهای مزرعهای انجام شد. با استفاده از مدل واسنجی شده، اثر آبیاری کامل (I1) و اعمال تنش خشکی در دوره های 22-16 (I2)، 29-23 (I3)، 36-30 (I4)، 43-37 (I5) و 50-44 (I6) روز بعد از نشاکاری، بر عملکرد و کارایی مصرف آب برنج و شوری ناحیه ریشه بررسی شد.
نتایج و بحث
اعمال تنش در دوره های I2، I5 و I6، سبب کاهش قابل‌توجه عملکرد و زیست‌توده برنج در مقایسه با I1 شد. با نزدیک شدن به مرحله خوشه دهی، تنش خشکی باعث کاهش بیشتر عملکرد برنج شد به‌طوری‌که متوسط کاهش عملکرد دانه برنج در اثر تنش در دوره های I2 تا I4، 5 درصد ولی در مراحل I5 و I6، 15 درصد بود. تنش آبیاری در دوره I2، کارایی مصرف در تیمارهای زهکشی سطحی و زیرزمینی را افزایش داد. در شرایط آبیاری کامل و زهکشی دوعمقی، مقدار آب مصرفی برابر 620/4 میلیمتر و کارایی مصرف آب برابر 0/65 کیلوگرم بر مترمکعب بود ولی در شرایط تنش خشکی در هفته سوم پس از نشا، مقدار آب مصرفی برابر 529 میلیمتر و کارایی مصرف آب برابر 0/71 کیلوگرم بر مترمکعب به دست آمد. همچنین، تنش خشکی سبب افزایش بیشتر شوری ناحیه ریشه برنج در تیمار زهکشی سطحی در مقایسه با تیمارهای زهکشی زیرزمینی شد.
نتیجه گیری
بر اساس نتایج، میتوان از مدل AquaCrop برای تعیین مناسبترین سیستم مدیریت آب‌کشت برنج از نظر میزان عملکرد محصول، کارایی مصرف آب و شوری ناحیه ریشه استفاده کرد.
کلیدواژه‌ها
)