سعیدی, رضا, لیاقت, عبدالمجید. (1402). کاربرد توابع جذب آب برای شبیه‌سازی عملکرد ذرت در شرایط اثر متقابل تنش شوری خاک و مرحله رشد. سامانه مدیریت نشریات علمی, 37(1), 1-15. doi: 10.22092/jwra.2023.361090.970
رضا سعیدی; عبدالمجید لیاقت. "کاربرد توابع جذب آب برای شبیه‌سازی عملکرد ذرت در شرایط اثر متقابل تنش شوری خاک و مرحله رشد". سامانه مدیریت نشریات علمی, 37, 1, 1402, 1-15. doi: 10.22092/jwra.2023.361090.970
سعیدی, رضا, لیاقت, عبدالمجید. (1402). 'کاربرد توابع جذب آب برای شبیه‌سازی عملکرد ذرت در شرایط اثر متقابل تنش شوری خاک و مرحله رشد', سامانه مدیریت نشریات علمی, 37(1), pp. 1-15. doi: 10.22092/jwra.2023.361090.970
سعیدی, رضا, لیاقت, عبدالمجید. کاربرد توابع جذب آب برای شبیه‌سازی عملکرد ذرت در شرایط اثر متقابل تنش شوری خاک و مرحله رشد. سامانه مدیریت نشریات علمی, 1402; 37(1): 1-15. doi: 10.22092/jwra.2023.361090.970
کاربرد توابع جذب آب برای شبیه‌سازی عملکرد ذرت در شرایط اثر متقابل تنش شوری خاک و مرحله رشد
1گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه بین المللی امام خمینی(ره)، قزوین، ایران.
2گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.
چکیده
این پژوهش در سال 1400 با هدف شبیه‌سازی عملکرد گیاه ذرت رقم سینگل کراس 704 در شرایط کاربرد جداگانه تنش شوری در مراحل مختلف رشد در مینی لایسیمتر و در شهرستان قزوین انجام شد. آزمایش به‌صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملاً تصادفی اجرا شد. به این منظور، شوری خاک درچهار سطح (S1)1/7، (S2)3، (S3)5 و (S4)7 دسی‌زیمنس بر متر به‌عنوان فاکتور اصلی و فاکتورهای فرعی شامل مراحل مختلف رشد به‌صورت یک مرحله‌ای در مراحل (C1)شش برگی، (C2)گل‌دهی، (C3)شیری شدن دانه‌ها و دو مرحله‌ای شامل (C1C2) شش برگی-گل‌دهی، (C1C3) شش برگی-شیری شدن دانه‌ها و (C2C3)گل‌دهی- شیری شدن دانه‌ها، به کار برده شد. آب شور مطابق تیمارها از ترکیب آب شور یک زهکش شوره‌زار با آب چاه (شوری dS.m-1 0/5) تهیه شد. سپس در مرحله رشد مورد نظر، خاک با آب شور به طوری آبیاری شد که شوری آب ورودی و خروجی از مینی لایسیمتر، با هم برابر بود. تیمار شاهد با آب چاه آبیاری شد. در فرایند مدلسازی از ترکیب توابع کاهش جذب آب، مدل‌های اشتقاقی برای شبیه‌سازی ضرایب کاهش عملکرد محصول ( a) تهیه شد و مورد ارزیابی قرار گرفت. از داده‌های تیمارهای یک مرحله‌ای رشد برای واسنجی مدل‌ها و از داده‌های تیمارهای دو مرحله‌ای رشد برای صحت‌سنجی مدل‌ها استفاده شد. بر اساس نتایج، کاربرد بالاترین سطح شوری منجر به کاهش عملکرد ماده خشک تولیدی از 157/2 گرم برای هر بوته (در تیمار S1) تا 115/9، 53/2، 77/7، 86/1، 97 و46/5 گرم در تیمارهای C1، C2، C3، C1C2، C1C3 و C2C3 گردید. نتایج نشان داد که حساسیت گیاه به دو حالت اعمال تنش یک مرحله‌ای و دو مرحله‌ای رشد متفاوت بوده و کاربرد تنش شوری در مراحل حساس رشد (گل‌دهی:C2 و شیری شدن دانه:C3)، تأثیر منفی بیشتری نسبت به تیمارهای C1C2 و C1C3 را به همراه داشت که دلیل آن، سازگاری فیزیولوژیکی گیاه در مراحل اولیه رشد نسبت به تنش شوری است. در این پژوهش مدل‌های جمع‌پذیر ون‌گنوختن و ضرب‌پذیر دیرکسن و ماس-هافمن با مقادیر خطای کم‌تر و همبستگی بالاتر به‌عنوان مدل‌های بهینه برای شبیه‌سازی عملکرد محصول قابل توصیه می‌باشد. همچنین، اعمال تنش شوری دو مرحله‌ای (تا سطح dS.m-1 7) در تیمارهای C1C2 و C1C3، عملکرد بیشتری نسبت به اعمال تنش یک مرحله‌ای در مراحل رشد C2و C3داشت.
Use of Water Uptake Functions for Maize Yield Simulation under the Conditions of Interaction of Soil Salinity Stress and Growth Stages
نویسندگان [English]
reza saeidi1؛ AbdolMajid Liaghat2
1Department of Water Engineering, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran.
2Department of Irrigation and Reclamation Engineering, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran.
چکیده [English]
This research aimed to simulate the yield of maize cv. S. C 704 under conditions of separate application of salinity stress at different growth stages in mini-lysimeter, in Qazvin area, Iran. The experiment was performed as factorial and in a completely randomized design. Soil salinity treatments, as the main factor, included four levels of 1.7(S1), 3(S2), 5(S3) and 7(S4) dS.m-1. The sub-factors included different growth stages as follows: one-stage at 6-leaves (C1), flowering (C2), and milk stage (C3); and two-stages of C1C2, C1C3 and C2C3. By combining saline water (from a salt marsh) with a well fresh water (0.5 dS.m-1), saline water was prepared according to the treatments. Irrigation was done in a way that the salinity of input and output water from the mini-lysimeters was equal. The control treatment was irrigated with fresh water. By combining the water uptake reduction functions, the derived models were presented and evaluated for simulating yield reduction coefficient (α). The stress application data in one and two-growth stages were used for models calibration and validation, respectively. Applying the highest salinity level led to decrease in dry matter yield from 157.2 g. plant-1 (in S1 treatment) to 115.9, 53.2, 77.7, 86.1, 97 and 46.5 g. plant-1 in the C1, C2, C3, C1C2, C1C3 and C2C3 treatments, respectively. The results showed that crop sensitivity was different in one-stage and two-stage stress application. Salinity stress at flowering (C2) and milk stage (C3) had a more negative effect relative to C1C2 and C1C3. In this research, Van Genuchten's additive model and Dirksen-Maas-Hoffman's multipliable model could be recommended as the optimal models for crop yield simulation. Also, application of two-stage salinity stress (up to level of 7 dS.m-1) in C1C2 and C1C3, had higher yield relative to application of one-stage stress in C2 and C3 growth stages.
کلیدواژه‌ها [English]
Sensitivity to salinity, Van Genuchten's model, Dirksen-Maas-Hoffman's model, Stress coefficient
مراجع
اکبری نودهی، د. 1396. تأثیر تنش خشکی در مراحل مختلف رشد بر عملکرد و بهره‌وری مصرف آب ذرت. مجله مدیریت آب و آبیاری. 7(2): 305-308.
بابازاده، ح. علیزاده، ح. ع. و م. سرائی تبریزی. 1395. توسعه مدل مفهومی تعدیل شده پاسخ گیاهان به تنش توأمان خشکی و شوری (مطالعه موردی: ریحان). مجله تحقیقات آب‌وخاک ایران. 47(2): 281- 292.
بذرافشان، ا. شرفا، م. محمدی، م. ح. و ع. ا. ذوالفقاری. 1398. پاسخ ذرت به تنش شوری با استفاده از مدل‌های جذب آب در فصول مختلف. مجله تحقیقات آب‌وخاک ایران. 50(9): 2171- 2182.
حسینی، ی. رمضانی مقدم، ج. نیک پور، م. ر. و ع. عبدلی. 1397. ارزیابی توابع جذب آب در شرایط تنش همزمان خشکی و شوری در گیاه گوجه‌فرنگی مینیاتوری. مجله پژوهش آب در کشاورزی. 32(2): 248- 266.
حسینی، ی. بابازاده، ح. و ب. خاکپور عربلو. 1394. ارزیابی توابع کاهش جذب آب گیاه فلفل در شرایط تنش همزمان خشک و شوری. مجله پژوهش آب در کشاورزی. 29(4): 509-523.
حیدری‌نیا، م. ناصری، ع. برومندنسب، س. و م. الباجی. 1396. تأثیر آبیاری با آب شور بر تبخیر و تعرق و کارایی مصرف آب ذرت در مدیریت‌های مختلف زراعی. مجله علوم و مهندسی آبیاری. 40(1/1): 99- 110.
دهقانی، ا. کاظمینی، س. ع. زارعی، م. و م. علی‌نیا. 1396. تأثیر تنش شوری و قارچ میکوریزا بر ویژگی‌های مورفوفیزیولوژیک گیاه ذرت شیرین. نشریه تولید و فرآوری محصولات زراعی و باغی. 7(1): 101- 113.
دهقانی سانیج، ح. کنعانی، ا. و س. اخوان. 1396. ارزیابی تبخیر-تعرق ذرت و اجزای آن و ارتباط آنها با شاخص سطح برگ در سیستم آبیاری قطرهای سطحی و زیرسطحی. مجله آب‌وخاک. 31(6): 1549-1560.
سرائی تبریزی، م. همایی، م. بابازاده، ح. کاوه، ف. و م. پارسی نژاد. 1394. مدلسازی پاسخ ریحان به تنشهای توأمان شوری و کمبود نیتروژن. مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی. 19(73): 45- 57.
سعیدی، ر. 1401. تعیین ضریب تنش شوری در مراحل مختلف رشد ذرت علوفه‌ای. مجله پژوهش آب در کشاورزی. 36(1): 75- 92.
سعیدی، ر. a اثر تنش خشکی و شوری در برآورد عملکرد ذرت علوفه‌ای از طریق تبخیر-تعرق دوره‌ای، با استفاده از مدل‌های مختلف. مجله پژوهش آب در کشاورزی. 35(2): 107-122.
سعیدی، ر. b جداسازی تبخیر و تعرق در کشت ذرت و بررسی پاسخ آنها به سطوح مختلف آبیاری. مجله تحقیقات آب‌وخاک ایران. 52(5): 1263-1273.
سعیدی، ر. و ع. ستوده‌نیا. 1400. واکنش عملکرد به تبخیر-تعرق ذرت، تحت تأثیر تنش آبی در مراحل مختلف رشد (در دشت قزوین). مجله تحقیقات آب‌وخاک ایران. 52(3): 611- 620.
سعیدی، ر. سلطانی، م. لیاقت، ع. و ع. ستوده‌نیا. 1398. تأثیر شوری بر عملکرد ذرت در مراحل مختلف رشد. مجله تحقیقات آب‌وخاک ایران. 50(8): 1975-1983.
محمدی بهمدی، م. و م. آرمین. 1396. اثر تنش خشکی بر عملکرد و اجزای عملکرد ارقام مختلف ذرت در شرایط کشت تأخیری. مجله تحقیقات کاربردی اکوفیزیولوژی گیاهی. 4(1): 17-34.
مولوی، ح. محمدی، م. و ع. لیاقت. 1391. اثر مدیریت آب شور طی دوره رشد بر عملکرد و اجزای عملکرد ذرت دانه‌ای و پروفیل شوری خاک. مجله علوم مهندسی و آبیاری. 35(3): 11-18.
همتی، ر. مقصودی، ک. و ی. امام. 1393. پاسخ‌های مورفوفیزیولوژیک ذرت به تنش خشکی در مراحل مختلف رشد در منطقه نیمه‌خشک شمال فارس. مجله تولید و فرآوری محصولات زراعی و باغی. 4(11): 67-74.
Allen, R. G. Pereira, L. S. Raes, D. and M. Smith. 1998. Crop evapotranspiration. Guidelines for computing crop water requirements. FAO irrigation and drainage paper No.56, 1-326.
Ayers, R. S. and D. W. Westcot. 1985. Water quality for agriculture. FAO irrigation and drainage paper No.29, Page 31.
Azizian, A. Sepaskhah, A. R. and Sh. Zand-Parsa. 2015. Modification of a maize simulation model under different water, nitrogen and salinity levels. International journal of plant production. 9(4): 609-632.
Dirksen, C. and D. C. Augustijn. 1988. Root water uptake function for nonuniform pressure and osmotic potentials. Agriculture. Abstracts, pp. 188
Dirksen, C. Kool, J. B. Koorevaar, P. and M. Th. Van Genuchten. 1993. HYSWASOR–Simulation model ofhysteretic water and solute transport in the root zone. In: D. Russo and G. Dagan (Eds). Water Flow andSolute Transport in Soils. Springer Verlag, pp. 99-122.
Feng, G. Zhang, Z. Wan, C. Lu, P. and A. Bakour. 2017. Effects of saline water irrigation on soil salinity and yield of summer maize (Zea mays L.) in subsurface drainage system. Journal of agricultural water management. 193: 205- 213.
Homaee, M. Feddes, R. A. and C. Dirksen. 2002.Simulation of root water uptake. III. Non-uniformtransient combined salinity and water stress. Journal of Agriculture and water management. 57: 127-144.
Homaee, M. and R. A. Feddes. 1999. Water uptake under nonuniform transient salinity and water stress. In: J.Feyen and K. Wiyo (Eds.), Modeling of transport processes in soil at various scales in time and space.416-427
Lacerda, C. F. Ferreira, J. F. S. Liu, X. and D. L. Suarez. 2016. Evapotranspiration as a criterion to estimate nitrogen requirement of maize under salt stress. Journal of agronomy and crop science. 202: 192-202.
Nielsen, R. L. 2002. Drought and heat stress effects on corn pollination. Journal of Agronomy (Purdue). 196: 19-25.
Richards, L. A. 1954. Diagnosis and improvement of saline and alkali soils. U. S. Department of Agriculture. Agricultural Handbook, No 60.
Saeidi, R. Sotoodenia, A. and H. Ramezani Etedali. 2022. Modelling the relationships between the yield and evapotranspiration of maize under salinity stress and nitrogen deficiency. Journal of irrigation and drainage. 2022: 1-15.
Saeidi, R. Ramezani Etedali, H. Sotoodenia, A. Kaviani, A. and B. Nazari. 2021. Salinity and fertility stresses modifies and readily available water coefficients in maize (Case study: Qazvin region). Journal of irrigation science. 39: 299- 313.
Skaggs, T. H. Shouse, P. J. and J. A. Poss. 2006. Irrigating forage crops with saline waters: 2. Modeling rootuptake and drainage. Vadose Zone J. 5: 824–837
Van Dam, J. C. Huygen, J. Wesseling, J. G. Feddes, R. A. Kabat, P. Van Walsum, P. E. V. Groenendijk, P.and C. A. Van Diepen. 1997. Theory of SWAP, version 2.0. Simulation of water flow, solute transport and plant growth in soil- water- atmosphere- plant enviroment. Rep. No. 71. Department of water resource, Agricultural University. Wageningen, the Netherland.
Van Genuchten, M. Th. 1987. A numerical model forwater and solute movement in and below the root Research Report. US Salinity Laboratory,Riverside, CA.
