کاهش میزان مصرف آب در سیب‌زمینی با تغییر زمان کاشت و شیوه آبیاری در استان همدان

جوانه ­زنی در کشت تأخیری و سامانه آبیاری قطره­ ای با سرعت بیش‌تری اتقاق افتاد به‌طوری‌که نسبت به تاریخ کاشت 25 خرداد و سامانه آبیاری بارانی، کمینه 5 روز جوانه ­زنی سریع­تر انجام شد. تسریع در جوانه ­زنی در کشت تأخیری با سرعت رسیدن به پوشش کامل نیز اثر خود را نشان داد، به‌طوری‌که در کشت تأخیری و سامانه آبیاری قطره ­ای زمان لازم تا پوشش کامل 43 روزه و با تاریخ کاشت 25 خرداد و سامانه آبیاری بارانی، پوشش کامل در 50 روز پس از کشت اتفاق افتاد (شکل 1). سرعت رسیدن به پوشش کامل با اختلاف 7 روزه در کشت تأخیری و آبیاری قطره ­ای شرایط مناسب برای رقابت بهتر محصول سیب ­زمینی با علف‌های هرز و نیز غده­ زایی سریع­تر را فراهم می­ کند. با توجه به این­که با تأخیر در کشت سیب­ زمینی و استفاده از آبیاری قطره ­ای هیچ کاهشی در تولید غده با اندازه متوسط ایجاد نشد، بنابراین اجرای کشت تأخیری و استفاده از سامانه آبیاری قطره ­ای می­ تواند در تولید غده ­های متوسط که هم مناسب بذر بوده و هم‌ در صنعت و فرآوری نیز بیش‌تر مورد پسند هستند، یک مزیت محسوب شود. کاهش نسبتاً کم عملکرد در کشت تأخیری با استفاده از آبیاری قطره ­ای بیش‌تر ناشی از کاهش در تولید غده ­های درشت بوده و این مسئله ممکن است در ارقامی که بیش‌تر غده درشت تولید می­ کنند، مهم باشد. با توجه به این‌که در معرفی ارقام جدید سیب­ زمینی برتری و اولویت با تولید و معرفی ارقامی با تولید غده یکنواخت و متوسط می‌‌باشد، لذا نمی ­تواند به‌عنوان یک مسئله و مشکل در کشت تأخیری و در ترکیب با آبیاری قطره ­ای منظور شود. ضمن این‌که چنان‌چه قیمت و ارزش واقعی آب منظور شود، با کشت تأخیری و استفاده از آبیاری قطره­ ای حتی در ارقامی با اندازه غده درشت، کاهش 9 تا 10 درصدی عملکرد به‌خوبی با کاهش قابل توجه 35 تا 40 درصدی در مصرف آب، جبران شده و این مهم می ­تواند به دوام و پایداری کشت و تولید سیب­ زمینی در استان همدان و مناطق مشابه کمک کند. نظر به این‌که در کشت تأخیری آبیاری قطره ­ای اعمال شد، تعداد کل دفعات آبیاری در کشت تأخیری 16 نوبت و در کشت معمول با سامانه آبیاری بارانی 14 نوبت بوده است. داده‌های کنتور حجمی که در مزرعه و محل اجرای آزمایش نصب شده بود، نشان داد که مقدار کل آب مورد استفاده در طول دوره رشد با تاریخ کشت معمول و سامانه آبیاری بارانی 595 مترمکعب و در کشت تأخیری با سامانه آبیاری قطره­ ای 370 مترمکعب بوده است. بنابراین مقدار کل حجم آب مصرفی در کشت تأخیری و با آبیاری قطره­ ای 3700 مترمکعب در هکتار و در کشت بهاره یا تابستانه و آبیاری بارانی 5950 مترمکعب در هکتار بوده است (شکل 2) که کاهش حدود 37 درصدی را در مصرف آب آبیاری کشت تأخیری با استفاده از آبیاری قطره ­ای نسبت به تاریخ کاشت معمول با آبیاری بارانی نشان می­ دهد. 

عملکرد بیش‌تر حدود 4/5 تن در هکتار در کشت معمول منطقه با آبیاری بارانی در مقایسه با آبیاری قطره ­ای در کشت تأخیری (شکل 3) عمدتاً ناشی از تولید درصد بالاتری از غده ­های درشت (شکل 5) در کشت معمول و آبیاری بارانی در مقایسه با کشت تأخیری و سامانه آبیاری قطره ­ای بود اما درصد غده­ های تولیدی در اندازه متوسط و بذری در تاریخ کاشت تأخیری و سامانه قطره ­ای، وضعیت بهتری در مقایسه با تاریخ کاشت معمول و آبیاری بارانی ایجاد شد (شکل 6). در مجموع  اگرچه در شرایط زارع و با کشت تأخیری و استفاده از سامانه آبیاری قطره­ ای، عملکرد کل با اختلاف 4/4 تن در هکتار نسبت به کشت بهاره یا تابستانه و آبیاری بارانی کاهش داشت، این میزان کاهش عملکرد در حدود 9 تا 10 درصد می ­باشد اما در مقابل با کشت تأخیری و استفاده از سامانه آبیاری قطره ­ای، حدود 35 تا 40 درصد در مقایسه با سامانه آبیاری بارانی و تاریخ کاشت معمول در میزان آب مصرفی سیب­ زمینی در هکتار کاهش ایجاد شده است.

میزان بدشکلی و رشد ثانویه غده ­ها در کشت تأخیری با سامانه آبیاری قطره ­ای به‌میزان قابل‌توجهی پائین­ تر از غده­ های حاصل از تاریخ کاشت معمول و سامانه آبیاری بارانی بود (شکل 4). 

سیب­ زمینی یکی از مهم­ترین گیاهان زراعی بوده و از نظر اهمیت غذایی و تولید، بعد از گندم و برنج قرار دارد. علاوه بر استفاده‌های صنعتی، در مواردی نیز جایگزین گندم بوده و یکی از چهار ماده غذایی اصلی جهان بعد از گندم، برنج و ذرت به‌شمار می­ رود. دست‌یابی به امنیت غذایی و جلوگیری از نوسان قیمت­ ایجاب می ­کند تا تاریخ ­های مناسب کشت سیب ­زمینی برای تولید مطمئن در تمام طول سال و برای مصارف مختلف مشخص شود (10). اثر نوسانات و تنش ­های دمایی بر رشد، ناهنجاری­ ها و کیفیت نامطلوب غده‌ها در یک محدوده خاص جغرافیایی به ویژگی‌های آب و هوایی منطقه مربوط بوده و وابستگی کامل با تاریخ کاشت در منطقه دارد. چنان‌چه با تعیین تاریخ کاشت مناسب در هر منطقه بتوان از تنش دمایی در مراحل رشد و به‌ویژه در مرحله غده­ زایی پرهیز کرده و شرایط را به نفع غده­ سازی بهینه در سیب‌زمینی تغییر داد، می ­توان ضمن افزایش کمیت و کیفیت محصول از خسارت حاصل از بیماری ­ها و آفات بر غده‌های تولیدی نیز جلوگیری کرد (7). در تحقیقی دیگر، نتایج 29 ساله (سال‌های 1971 تا 2000 میلادی) بررسی تاریخ‌های فنولوژیک گیاهان بهاره نشان داد که با گذشت هر دهه، تاریخ‌های کاشت بهاره باید با 2/5 روز تأخیر انجام شود (6). تاریخ کاشت مهم­ترین مؤلفه سازگار با تنوع اقلیمی بوده و نسبت به سایر تیمارهای زراعی، بیش‌ترین تأثیر را بر خصوصیات زراعی گیاه دارد. با انتخاب تاریخ کاشت مناسب می­ توان بیش‌ترین تطابق را بین روند رشد گیاه و شرایط اقلیمی ایجاد کرد (4). انتخاب ارقام و تاریخ کاشت مناسب در شرایط وجود تنش سرما در اثر تغییر شرایط اقلیمی از روش­ های مؤثر به‌زراعی می­ باشد (8). هم‌چنین مشخص شده است که تاریخ کاشت مناسب، استفاده از ارقام زودرس مناسب و مواد ضد انجمادی از روش­ های مقابله با سرمازدگی در سیب ­زمینی می ­باشد (3). تاریخ کاشت مناسب معمولاً به‌صورت مدت زمان لازم برای بیشینه تولید شاخ و برگ و عملکرد اقتصادی بیان می ­شود و معمولاً بستگی به زمان کاشت داشته و از طریق آزمایش مشخص می­ شود. تاریخ کاشت مناسب، تاریخی است که در نتیجه آن تمامی عوامل محیطی (آب، نور و خاک) به‌منظور دست‌یابی به بیشینه عملکرد مورد استفاده گیاه قرار گیرد (5).

کمبود و کاهش تدریجی منابع آب در استان همدان سبب شده که این استان یکی از مناطق بحرانی کشور در ذخایر آب­های زیرزمینی محسوب شود. محدودیت بارش سالیانه (میانگین کم‌تر از 330 میلی­متر)، توزیع زمانی نامناسب و از طرفی اهمیت زیاد سیب‌زمینی در این استان ایجاب می‌کند که راهکارهای لازم به‌منظور مصرف بهینه آب مانند: کاشت تأخیری، استفاده از مالچ و سوپرجاذب‌ها، رعایت عمق مناسب کاشت، خاک­ورزی و خاک‌دهی مناسب، تغذیه مناسب و متعادل، برنامه مطلوب تناوب کشت و استفاده از ارقام سازگار با مناطق مختلف با در نظر گرفتن پایداری تولید این محصول به­ کار برده شود (4). با توجه به شرایط آب و هوایى هر منطقه، ویژگی ­های خاک و نوع سامانه آبیاری در کشت بهاره و تابستانه سیب‌زمینی حدود 3500 تا 8000 مترمکعب در هکتار آب مصرف می‌شود (7). تغییر اقلیم  یا «گرمایش زمین» چالشی جهانی و تهدیدی جدی برای محیط زیست کره‌ی زمین به‌شمار می‌رود که به اذعان کارشناسان این حوزه، عمده‌ترین دلیل آن شدت یافتن فعالیت‌های صنعتی و در کنار آن بهره‌برداری نادرست از منابع تولید در کشاورزی می‌باشد. علاوه بر افزایش محسوس دمای هوا، نوسانات شدید دما، بارش‌های نامتوازن و به هم ریختن الگوی بارش باران و برف، وقوع سیل و وزش نابهنگام بادهای محلی همگی از عوارض ناشی از تغییر اقلیم می‌باشند (6). کشور ما و به‌تبع آن استان همدان از این قاعده مستثنی نبوده و گزارش شده است که در استان همدان با افزایش بیشینه دما، کاهش رطوبت نسبی و افزایش در میزان تبخیر و تعرق (ضریب خشکی)، نیاز آبی محصولات زراعی در سال‌های اخیر افزایش پیدا کرده و از قابلیت نهایی عملکرد در آن‌ها کاسته شده است (2). تاریخ کاشت معمول در کشت بهاره و تابستانه که بیش از 60 درصد از سطح زیر کشت تولیدی سیب­ زمینی را در استان همدان به خود اختصاص داده است، در ابتدای خردادماه شروع و در اواسط آن به بیشینه رسیده و در نهایت تا اوایل تیرماه به طول می ­انجامد. با کشت در این دوره زمانی، چرخه رشدی سریع و ذخیره ­سازی در سیب ­زمینی به اوایل تا اواسط مرداد ماه محدود می‌شود. ضمن این‌که در این دوره، رطوبت نسبی هوای منطقه به زیر 10 درصد افت کرده و گیاه سیب‌زمینی با بیش‌ترین ضریب تبخیر و تعرق مواجه خواهد شد. هر دو این عوامل شرایطی را ایجاد می ­کنند که از قابلیت ذخیره ­سازی و عملکرد نهایی سیب ­زمینی کاسته شده و عملاً در صورت کم‌ترین اعمال تنش، گیاه سیب ­زمینی با ناهنجاری رشدی مواجه و در نتیجه از میزان بهره­ وری مصرف آب آن کاسته می ­شود. به نظر می‌رسد با تأخیر در کشت سیب‌زمینی در استان همدان، مرحله بحرانی رشد سیب ­زمینی (ذخیره‌سازی در غده) با افزایش ناگهانی دما در استان (تیر و اوایل مرداد) مصادف نشده و در عین حال نیاز آبی سیب­ زمینی نیز کاهش می‌یابد. با کاشت تأخیری سیب­ زمینی در نواحی معتدل کشور، مقدار مصرف آب می ­تواند به کم‌تر از 30 تا 40 درصد میزان کنونی کاهش یابد (1). این امر استفاده بهینه و بیشینه بهره‌وری از منابع آبی را امکان‌پذیر می ­سازد. ضمن این‌که با افزایش بهره ­وری مصرف آب به پایداری تولید محصول سیب ­زمینی در مناطق عمده کشت آن و به‌ویژه در استان همدان و مناطقی مشابه که با بحران مصرف آب و کاهش شدید منابع آبی مواجه هستند، کمک می‌شود. هم‌چنین با تأخیر در کشت سیب­ زمینی و پرهیز از برخورد مرحله رشد و غده ­سازی با تنش حرارتی،  قدرت رشد در سیب‌زمینی که گیاهی حساس به تنش می ­باشد، افزایش پیدا کرده و در نتیجه  منجر به افزایش قدرت رقابتی محصول با آفات و بیماری ­های مهم می ­شود. این امر می­ تواند نقش مهمی در کنترل جمعیت آفات و نیز جلوگیری از بروز بیماری ­های مهم در سیب‌زمینی داشته باشد (7 و 9).

براساس نتایج حاصل از تحقیق انجام‌گرفته در این ارتباط، مشخص شد که مقدار مصرف آب در کاشت تأخیری نسبت به کاشت بهاره و یا تابستانه به‌صورت قابل‌توجهی (39/2 درصد) کاهش پیدا کرد که این مقدار کاهش در میزان آب آبیاری به‌میزان 2942 مترمکعب در هکتار بود. در حالی‌که در کاشت تأخیری در مقایسه با کاشت معمول کاهش جزئی عملکرد در حدود 8 درصد ایجاد شد (1). لذا به‌منظور عملیاتی و اجرایی کردن برنامه الگوی کشت در سیب ­زمینی و امکان تغییر تاریخ کاشت و هم‌چنین تغییر نوع سامانه آبیاری سیب ­زمینی در استان همدان، لازم بود کاشت تأخیری در شرایط زارعین و با تغییر سامانه آبیاری از بارانی به قطره‌ای نیز مورد بررسی و ارزیابی قرار گیرد.

آزمایش حاضر در قالب طرح تحقیقی ـ ترویجی در روستای قباق‌تپه کبودراهنگ و در مزرعه آقای علی یارمحمدی به اجرا درآمد. رقم مورد استفاده شامل: رقم زودرس تا میان‌رس سانته بود که کشت آن در دو تاریخ کاشت معمول (25 خردادماه) با سامانه آبیاری بارانی و کاشت تأخیری با سامانه قطره ­ای در 25 تیرماه انجام شد. تهیه زمین و کلیه عملیات زراعی مورد نظر در هر دو تاریخ کاشت معمول و تأخیری و با هر دو سامانه آبیاری به‌صورت یکسان انجام گرفته و در هر دو تاریخ کاشت، غده ­های بذری با فاصله ردیف و بوته (25×75 سانتی­متر) و به‌صورت مشابه با دستگاه غده ­کار دو ردیفه سیب ­زمینی­ کشت شدند. برای اجرای آزمایش، 2000 مترمربع در نظر گرفته شد که 1000 مترمربع به کشت معمول با سامانه آبیاری بارانی و 1000 مترمربع دیگر به کشت تأخیری با سامانه آبیاری قطره­ ای اختصاص یافت. سامانه آبیاری بارانی در تاریخ کاشت معمول از نوع سامانه کلاسیک ثابت و در کاشت تأخیری به‌صورت نواری قطره‌ای با لوله‌های 16 میلی‌متری با فاصله قطره‌چکان‌های 33 سانتی‌متر (بر روی پشته) اجرا شد. در سامانه قطره ­ای، آب با فشار 1/2 بار وارد قطره­ چکان­ ها شده و با دبی 1/6 تا 1/8 لیتر بر ساعت از آن‌ها خارج می­ شد. میزان آب مصرفی در هر دو تاریخ کاشت و با دو سامانه آبیاری براساس نیاز آبی سیب ­زمینی مشخص شد. برای محاسبه نیاز آبی در طول دوره رشد از آمار و اطلاعات ایستگاه هواشناسی سینوپتیک شهید نوژه استفاده شد. محاسبه نیاز آبی از رابطه پنمن ـ مانتیس اصلاح‌شده و با فرض راندمان 90 درصد انجام پذیرفت. اطلاعات آبیاری در قالب تعداد دفعات آبیاری، به‌وسیله زارع اعمال و ثبت شد. فاصله دفعات آبیاری در کاشت معمول با آبیاری بارانی، از ابتدای کشت به‌صورت دوره­ های 9 و 8 روزه و پس از آن تا دو هفته قبل از برداشت، به‌صورت دوره­ های 7 روزه انجام پذیرفت. آبیاری در تاریخ کاشت تأخیری به‌صورت قطره ­ای و در مرداد و شهریور با فواصل دفعات آبیاری 5 روزه و در مهرماه 7 روزه بوده است. در تمامی نوبت­ های آبیاری و در هر دو تاریخ کاشت، طول دوره آبیاری 5 ساعت منظور شد. در زمان برداشت از هر رقم و تاریخ کاشت مربوط 20 نمونه یک مترمربعی رکوردگیری انجام شده و غده­ های تولیدی در سه اندازه خوراکی (با قطر بزرگ‌تر از 55 میلی­متر)، بذری (قطر 35 تا 55 میلی­متر) و ریز (قطر کوچک‌تر از 35 میلی­متر) تفکیک شده و عملکرد حاصله به کیلوگرم در هکتار و آب مصرفی براساس تعداد نوبت آبیاری و به مترمکعب در هکتار برآورد شد.