بررسی تأثیر شوری خاک و کیفیت آب بر عملکرد بنه‌های دختری زعفران با استفاده از مدل گیاهی و اندازه‌گیری میدانی

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

2 دانشیار، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

3 استادیار، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

چکیده

زعفران با توجه به نیاز آبی کم و ارزش اقتصادی بالا یکی از گیاهان مهم برای کاشت در مناطق خشک و نیمه خشک ایران است. شوری خاک و آب در این نواحی که با کمبود آب نیز روبه‌رو هستند، از عوامل کاهش عملکرد محصولات کشاورزی است. نرم‌افزار AquaCrop در پژوهشی در مزرعه دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد برای شبیه‌سازی رطوبت خاک، زیست‌توده و سطح سایه‌انداز در طول فصل رشد زعفران دوساله، واسنجی شد. بر همین اساس، پژوهش حاضر به‌منظور واسنجی‌ نرم‌افزار AquaCrop برای شبیه‌سازی تغییرات شوری خاک برای زعفران دوساله در مزرعه ذکرشده، صورت گرفت. بدین‌منظور مقادیر شوری خاک در طول فصل رشد با تفکیک زمانی بالا اندازه‌‌گیری شد. شاخص‌های آماری محاسبه‌شده میان مقادیر اندازه‌گیری‌شده و شبیه‌سازی‌شده شوری خاک نشان از دقت بالای این نرم‌افزار در شبیه‌سازی تغییرات شوری خاک برای گیاه زعفران داشت. سپس نرم‌افزار AquaCrop واسنجی‌شده برای بررسی تاثیر سطوح مختلف شوری در آبیاری زعفران و هم‌چنین شوری اولیه خاک بر میزان عملکرد بنه دختری به‌کار گرفته شد. نتایج حاصل از مدل‌سازی رشد گیاه در شرایط شوری نشان داد در شرایط عدم شوری اولیه در خاک (5/0 دسی‌زیمنس بر متر)، افزایش شوری آب آبیاری از 1 دسی‌زیمنس بر متر به 4 دسی‌زیمنس بر متر، سبب 7/3 درصد کاهش وزن بنه دختری و همچنین در صورت وجود شوری اولیه 2 دسی‌زیمنس بر متر در خاک، افزایش شوری آب آبیاری از 1 دسی‌زیمنس بر متر به 4 دسی‌زیمنس بر متر، سبب 23 درصد کاهش وزن بنه دختری در انتهای فصل رشد می‌شود. در این پژوهش اثر خاک‌پوش آلی بر عملکرد بنه دختری زعفران در شرایط شوری خاک و آب نیز بررسی شد. جهت بررسی تاثیر استفاده از خاک‌پوش در شرایط شوری آب و خاک، بر عملکرد بنه دختری و بهره‌وری آب تبخیر تعرق‌یافته، سه سطح خاک‌پوش آلی 50، 75 و 100 درصد در نظر گرفته شد. نتایج حاکی از آن بود که استفاده از خاک‌پوش آلی با پوشش 100 درصد در شرایط شوری اولیه خاک 2 دسی‌زیمنس بر متر و شوری آب آبیاری 4 دسی‌زیمنس بر متر، سبب بهبود عملکرد بنه دختری به میزان 46 درصد نسبت به شرایط بدون خاک‌پوش در شرایط شوری ذکر شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


منابع
اصغری، رضا، داداشی، محمدرضا، رضوی، سید علیرضا، فیضی، حسن و بختیاری، سعید (1398). تأثیر کود گاوی بر عملکرد و خصوصیات مورفولوژیک و فیزیولوژیک زعفران تحت تنش شوری (Crocus sativus L.). زراعت و فناوری زعفران، 7(2)، 171-184. doi: 10.22048/jsat.2018.98710.1257
اکبری، امیر، ضیائی، علی‌نقی، ناقدی‌فر، سیدمحمدرضا، رضوانی‌مقدم، پرویز و غلامی شرفخانه، مهدی (1402). بهبود برنامه‌ریزی آبیاری زعفران با استفاده از اندازه‌گیری‏‌های میدانی و مدل‌سازی گیاهی. زراعت و فناوری زعفران، 11(1)، 53-69. doi:10.22048/jsat.2023.386578.1481
باقریفام، صبا، دلاور، محمد امیر، کشاورز، پیمان و کرمی، پرویز (1401). اثر تغییرات اقلیمی بر مقادیر ذخایر کربن آلی خاک اقلیم نیمه‌خشک مشهد با استفاده از مدل RothC. تحقیقات آب و خاک ایران، 53(10)، 2349-2363. doi:10.22059/ijswr.2022.346264.669327
جهان‌تیغ، منصور، جهان تیغ، معین، دهمرده، خداداد و بیات، رضا (1401). تأثیر تغییرات شوری و روش آبیاری بر رشد محصولات گل‌محمدی و چای‌ترش در دشت سیستان. مدل‌سازی و مدیریت آب و خاک، 3(4)، 181-191. doi: 10.22098/mmws.2023.12061.1199
کهخامقدم، پریسا، ضیایی، علی نقی، داوری، کامران، کانونی، امین و صادقی، صدیقه (1403). برنامه‌ریزی و تحویل بهینة آب در شبکه‌های آبیاری با ترکیب مدل AquaCrop و الگوریتم ژنتیک. مدل‌سازی و مدیریت آب و خاک، 4(4)، 255-268. doi: 10.22098/mmws.2023.14039.1382
مسافری ضیاالدینی، حسن، علیزاده، امین و رضوانی مقدم، پرویز (1399). اثر رژﻳﻢ‌ﻫﺎى ﻣﺨﺘﻠﻒ آﺑﻴﺎرى ﺑﺮ ﻛﺎراﻳﻰ ﻣﺼﺮف آب زعفران در خراسان رضوی (ﻣﻨﻄﻘﺔ باخرز). زراعت و فناوری زعفران، 8(4)، 497-510. doi: 10.22048/jsat.2020.225629.1389
ناتوان، زهره، مرادی، روح الله، نقی زاده، مهدی و پورقاسمیان، نسیبه (1401). اثر انواع مالچ شیمیایی و آلی بر خصوصیات فیزیکوشیمیایی خاک و عملکرد کمی و کیفی کلاله زعفران در منطقه قائنات. زراعت و فناوری زعفران، 10(4)، 325-341. doi: 10.22048/jsat.2022.368175.1473
نایبی، جاوید، حاجی‌راد، ایمان، پورغلام آمیجی، مسعود، آذری، اردوان و پناهزاده، سیامک (1403). ارزیابی وضعیت انواع روش‌های آبیاری در اراضی حکم‌آباد شهر تبریز با روش چارلز برت. مدل‌سازی و مدیریت آب و خاک، 4(3)، 253-268. doi: 10.22098/mmws.2023.13078.1301
References
Abedinpour, M., Sarangi, A., Rajput, T.B.S., Singh, M., Pathak, H., & Ahmad, T., (2012). Performance evaluation of AquaCrop model for maize crop in a semi-arid environment. Agricultural Water Management. 110, 55–66. doi:10.1016/j.agwat.2012.04.001
Akbari, A., Ziaei, A., Naghedifar, S. M., Rezvani Moghaddam, P., & Gholami Sharafkhane, M. (2023). Improving saffron irrigation scheduling using field measurements and plant modeling. Saffron Agronomy and Technology, 11(1), 53-69. doi:10.22048/jsat.2023.386578.1481. [In Persian]
Al-Dhuhli, H. S., Al-Rawahy, S. A., & Prathapar, S. (2010). Effectiveness of mulches to control soil salinity in sorghum fields irrigated with saline water. the Monograph on Management of Salt-Affected Soils and Water for Sustainable Agriculture, edited by: Mushtaque, A., Al-Rawahi, SA, and Hussain, N., Sultan Qaboos University, Oman, 41-46.
Allen, R. G. (1998). Crop Evapotranspiration-Guideline for computing crop water requirements. Irrigation and Drain, 56, 300.
Andarzian, B., Bannayan, M., Steduto, P., Mazraeh, H., Barati, M. E., Barati, M. A., & Rahnama, A. (2011). Validation and testing of the AquaCrop model under full and deficit irrigated wheat production in Iran. Agricultural Water Management, 100(1), 1–8. doi:10.1016/j.agwat.2011.08.023.
Asghari, R., Dadashi, M., razavi, A., Feizi, H., & bakhtiari, S. (2019). Effect of cow manure on yield and morphological and physiological characteristics of saffron (Crocus sativus L.) under salinity stress. Saffron Agronomy and Technology, 7(2), 171-184. doi:10.22048/jsat.2018.98710.1257. [In Persian]
Bagherifam, S., Delavar, M. A., Keshavarz, P., & Karami, P. (2022). Modeling the impact of climate change on soil organic carbon pools in the semi-arid climate of Mashhad using the RothC model. Iranian Journal of Soil and Water Research, 53(10), 2349-2363. doi:10.22059/ijswr.2022.346264.669327. [In Persian]
Chen, S., Jiang, T., Ma, H., He, C., Xu, F., Malone, R. W., Feng, H., Yu, Q., Siddique, K. H. M., & He, J. (2020). Dynamic within-season irrigation scheduling for maize production in Northwest China: A method based on weather data fusion and yield prediction by DSSAT. Agricultural and Forest Meteorology, 285, 107928. doi:10.1016/j.agrformet.2020.107928.
Dastranj, M., & Sepaskhah, A. R. (2019). Saffron response to irrigation regime, salinity and planting method. Scientia Horticulturae, 251, 215-224. doi:10.1016/j.scienta.2019.03.027.
Ebrahimipak, N., Ahmadee, M., Egdernezhad, A., Khashei Suiki, A., 2018. Evaluation of AquaCrop to simulate saffron (Crocus sativus l.) yield under different water management scenarios and zeolite amounts. Journal of Water and Soil Resources Conservation 8(1), 117–132.
Hsiao, T. C., Heng, L., Steduto, P., Rojas-Lara, B., Raes, D., & Fereres, E. (2009). AquaCrop-The FAO crop model to simulate yield response to water: III. Parameterization and testing for maize. Agronomy Journal, 101(3), 448459. doi:10.2134/agronj2008.0218s.
Jahantigh, M. , Jahantigh, M. , Dhemardhe, K. and Bayat, R. (2023). The effect of changes in salinity and irrigation method on the growth of Rose and Hibiscus sabdariffa crops in the Sistan plain. Water and Soil Management and Modelling, 3(4), 181-191. doi: 10.22098/mmws.2023.12061.1199. [In Persian]
Kahkhamoghadam, P. , Ziaei, A. N. , Davary, K. , Kanooni, A. and Sadeghi, S. (2024). Scheduling and optimal delivery of water in irrigation networks by combining the AquaCrop model and genetic algorithm. Water and Soil Management and Modelling, 4(4), 255-268. doi:10.22098/mmws.2023.14039.1382. [In Persian]
Malik, A., Shakir, A. S., Ajmal, M., Khan, M. J., & Khan, T. A. (2017). Assessment of AquaCrop model in simulating sugar beet canopy cover, biomass and root yield under different irrigation and field management practices in semi-arid regions of Pakistan. Water Resources Management, 31, 4275-4292. doi:10.1007/s11269-017-1745-z
Minhas, P. S., Ramos, T. B., Ben-Gal, A., & Pereira, L. S. (2020). Coping with salinity in irrigated agriculture: Crop evapotranspiration and water management issues. Agricultural Water Management, 227, 105832. doi:10.1016/j.agwat.2019.105832
Mirsafi, Z. S., Sepaskhah, A. R., Ahmadi, S. H., & Kamgar-Haghighi, A. A. (2016). Assessment of AquaCrop model for simulating growth and yield of saffron (Crocus sativus L.). Scientia Horticulturae, 211, 343-351. doi:10.1016/j.scienta.2016.09.020.
Mosaferyzyaaldiny, H. , Alizadeh, A., & Rezvani Moghaddam, P. (2020). Effect of Irrigation Regimes on Crop Water Use Efficiency of saffron (Case study: The Bakharz region of Khorasan Razavi, Iran). Saffron Agronomy and Technology, 8(4), 497-510. doi:10.22048/jsat.2020.225629.1389. [In Persian]
Mzabri, I., Rimani, M., Charif, K., Kouddane, N., & Berrichi, A. (2021). Study of the Effect of Mulching Materials on Weed Control in Saffron Cultivation in Eastern Morocco. The Scientific World Journal, 2021. doi: 1155/2021/9727004.
Natavan, Z. , Moradi, R. , Naghizadeh, M. and Pourghasemian, N. (2023). Effect of various chemical and organic mulch types on soil phyisico-chemical characteristics and qualitative and quantitative yield of saffron in Qaenat region. Saffron Agronomy and Technology, 10(4), 325-341. doi: 10.22048/jsat.2022.368175.1473. [In Persian]
Nayebi, J., Hajirad, I., Pourgholam-Amiji, M., Azari, A., & Panahzadeh, S. (2024). Assessing the status of various irrigation methods in Hokmabad lands of Tabriz city with the Charles Burt method. Water and Soil Management and Modelling, 4(3), 253-268. doi: 10.22098/mmws.2023.13078.1301. [In Persian]
Pirasteh‐Anosheh, H., Babaie‐Zarch, M. J., Nasrabadi, M., Parnian, A., Alavi‐Siney, S. M., Beyrami, H., & Race, M. (2023). Climate and management factors influence saffron yield in different environments. Agrosystems, Geosciences and Environment, e20418. doi:10.1002/agg2.20418.
Raes, D., Steduto, P., Hsiao, T. C., & Fereres, E. (2009). AquaCrop-The FAO crop model to simulate yield response to water: II. Main algorithms and software description. Agronomy Journal, 101(3), 438–447. doi:10.2134/agronj2008.0140s.
Sepaskhah, A. R., & Yarami, N. (2009). Interaction effects of irrigation regime and salinity on flower yield and growth of saffron. The Journal of Horticultural Science and Biotechnology, 84(2), 216-222. doi: 10.1080/14620316.2009.11512507.
Sepaskhah, A.R., Amini-Nejad, M., & Kamgar-Haghighi, A.A., (2013). Developing a dynamic yield and growth model for saffron under different irrigation regimes. International Journal of Plant Production. 7 (3), 437–504. doi:10.22069/ijpp.2013.1115
Shanono, N. J., Abba, B. S., & Nasidi, N. M. (2022). Evaluation of Aqua-Crop model using onion crop under deficit irrigation and mulch in semi-arid Nigeria. Turkish Journal of Agricultural Engineering Research, 3(1), 131-145. doi:10.46592/turkager.1078082.
Steduto, P., Hsiao, T. C., Raes, D., & Fereres, E. (2009). AquaCrop-the FAO crop model to simulate yield response to water: I. concepts and underlying principles. Agronomy Journal, 101(3), 426–437. doi: 10.2134/agronj2008.0139s.
Yarami, N., & Sepaskhah, A. R. (2015). Saffron response to irrigation water salinity, cow manure and planting method. Agricultural Water Management, 150, 57-66. doi:10.1016/j.agwat.2014.12.004
Yarami, N., & Sepaskhah, A. R. (2016a). Effect of irrigation water salinity, manure application and planting method on qualitative compounds of saffron (Crocus sativus L.). International Journal of Plant Production, 10(2). doi:10.22069/ijpp.2016.2784.
Yarami, N., & Sepaskhah, A.R. (2016b). Modification of the saffron model for growth and yield prediction under different irrigation water salinity, manure application and planting methods. International Journal of Plant Production, 10 (2). doi: 10.22069/ijpp.2016.2787.
Zhao, Y., Li, Y., Wang, J., Pang, H., & Li, Y. (2016). Buried straw layer plus plastic mulching reduces soil salinity and increases sunflower yield in saline soils. Soil and Tillage Research, 155, 363-370. doi: 10.1016/j.still.2015.08.019.
Zhao, Y., Pang, H., Wang, J., Huo, L., & Li, Y. (2014). Effects of straw mulch and buried straw on soil moisture and salinity in relation to sunflower growth and yield. Field Crops Research, 161, 16-25. doi: 10.1016/j.fcr.2014.02.006.