Comparison of Zea mays water consumption under two irrigation methods of surge and continuous furrow in the Eghlid plain

     منشأ اولیه ذرت آمریکا و اصلی ترین زراعت جهت تأمین مواد غذایی در مکزیک، آمریکای مرکزی و جنوبی قبل از کشف قاره جدید بوده است. ارقام مختلف ذرت متعلق به جنس Zea و گونه mays می باشند. ذرت گیاهی است یک پایه¹، بدین معنی که گل های نر و ماده جدا از هم ولی بر روی یک پایه قرار دارند. گل های ماده ذرت از جوانه ای که در قاعده غلاف برگ وجود دارد تولید می شود. محور سنبلچه های ذرت بعد از تکامل تبدیل به مغز بلال (چوب محور بلال) شده که در روی محور بلال سنبلچه های متعددی طولا به طور جفت قرار می گیرند که هر کدام دارای دو گل مؤنث می باشند. ذرت به دلیل داشتن قندهای قابل تخمیر بهترین گیاه برای سیلو است و یکی از علوفه های زود هضم و پر انرژی برای گاوهای شیری و گوشتی می باشد. گرچه ذرت هنگام گل کردن از نظر علوفه بسیار مرغوب است. اما از نظر عملکرد در مرحله شیری و خمیری بیشترین عملکرد را دارد. مخصوصا در ارقام زودرس، ارقام دیررس را می توان تا مرحله رسیدگی نیز برداشت کرد به شرطی که ساقه و برگ های آن سبز باشد و رطوبت گیاه حدود 60% باشد. سینگل کراس² 704 هیبرید دو منظوره از گروه دیررس با قدرت سازگاری بسیار خوب است و در سطح وسیعی از شرایط آب و هوایی کشت می گردد. فرم دانه آن دندان اسبی، رنگ دانه زرد و تراکم بوته مورد نیاز در واحد سطح به منظور برداشت دانه 70-65 هزار بوته در هکتار و برای برداشت علوفه 80-75 هزار بوته است. محققین مختلف در نقاط مختلف کشور، طرح های مختلفی اجرا کرده اند تا راندمان مصرف آب در روش های آبیاری از جمله شیاری معمولی و شیاری موجی را بالا ببرند تا کاربرد نتایج این طرح ها منجر به کاهش برداشت آب از منابع آب زیرزمینی و سطحی گردد. موضوعاتی مثل تاثیر مالچ پلاستیک سیاه در افزایش راندمان آبیاری (Jaliny et al., 2008; Dehghan et al., 2007) ، دور آبیاری (Heydari et al., 2011)، کیفیت آب آبیاری بر راندمان (Emdad et al., 2002)، تأثیر روش های مختلف فارو و مقادیر متفاوت آب آبیاری بر کارایی مصرف آب در ذرت (Khoramgah et al., 1999)، طول شیار (Soultanzadeh, 1992)، استفاده از ابرجاذبه های رطوبتی برای افزایش راندمان آبیاری (Haghighat talab & Behbahani, 2006)، دبی آب ورودی و زمان قطع آب به شیارها (Fathi et al., 2011; Moustafa zadeh, 2003)، کم آبیاری یعنی آبیاری یک درمیان شیارها که با قیمت های واقعی آب باعث صرفه جویی اقتصادی هزینه آب می گردد (Ghasemy & sepas khah, 2003)، کاربرد مدل موجی جنبشی در طراحی و ارزیابی این نوع آبیاری، طراحی به روش کابلی (Heydari, 1994; Sepaskhah, 1996)، نوع طراحی شیارها، استفاده از درجه حرارت پوشش سبز گیاه (Taheri ghannad, 2006)، کاربرد سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) و سنجش از دور (RS) در مدیریت آبیاری (Goulabi et al., 2002) و موارد دیگر، محور این تحقیقات بوده است. در نظر گرفتن نفوذ آب در خاک (Keyasi et al., 2010; Moustafa zadeh & Azizi, 2003)، از مهم ترین عوامل مؤثر در طراحی، ارزیابی و اجرای آبیاری سطحی (شیاری) بوده و مدیریت زراعی یکی از عواملی است که بر روی این پارامتر تاثیر مستقیم دارد. مواد ضدتعرق که در شرایط دیم کاربرد بیشتری دارند، نیز باعث کاهش اتلاف آب گیاه از روزنه های هوایی و در نتیجه صرفه جویی در مصرف آب می گردد اما در ذرت SC₇₀₄ کاربرد این مواد، با وجود آن که باعث افزایش وزن هزار دانه و عملکرد و اجزای عملکرد شده است، تأثیری بر افزایش راندمان مصرف نداشته است (Kazempur & Tajbakhsh, 2002). در تحقیقی که به منظور تعیین تأثیر کم آبیاری بر محصول ذرت علوفه ای به عمل آمد، مشخص گردید که بیشترین عملکرد با مصرف 316 میلی متر آب آبیاری مربوط به آبیاری کامل و برابر 48/68 تن در هکتار است و بنابراین، کم آبیاری باعث کاهش معنی دار عملکرد ذرت سیلویی می گردد (Zare & Jaliny, 2008). در این مطالعه تحقیقاتی، تصمیم گرفته شد روش آبیاری شیاری مرسوم فعلی با روش پیشرفته آن یعنی شیاری موجی از نظر راندمان مصرف آب مقایسه گردد تا در صورت حصول نتیجه پیش بینی شده، بتوان روش شیاری موجی را جایگزین روش شیاری معمولی فعلی نمود و از کاهش سطح زیر کشت تابستانه ذرت سیلوئی جلوگیری کرد زیرا در روش آبیاری شیاری موجی، میزان مصرف آب به صورت قابل ملاحظه ای کاهش می یابد. با بسترسازی فرهنگ استفاده از این روش آبیاری در بین کشاورزان، می توان نتیجه را به دیگر مناطق مشابه تعمیم داد.

مواد و روش ها

      این مطالعه در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه آزاد اسلامی واحد اقلید با طول جغرافیایی°52 و´41 و عرض جغرافیایی°30 و´53 و ارتفاع 2230 متر از دریا با بافت خاک لومی در تابستان 1389 با نمونه برداری (10 نمونه 1متری از 2 ردیف وسط هر تکرار) و در 3 تکرار پیاده گردید. تیمارها شامل: تیمار 1: آبیاری به روش موجی 15 دقیقه قطع و وصل، تیمار 2: آبیاری به روش موجی 20 دقیقه قطع و وصل، تیمار 3: آبیاری به روش موجی30 دقیقه قطع و وصل و تیمار 4 : آبیاری به روش مرسوم (شاهد). در طول کرت ها، تعداد 10 نمونه 1 متری از 3 ردیف وسط برداشت گردید تا اثرات حاشیه ای حذف گردد. ابتدا زمین در شرایط مشابه منطقه با گاوآهن برگردان دار شخم زده شد و سپس دیسک و ماله استفاده گردید. شیارهای کشت به طول 120 متر و به وسیله فارور با فاصله فاروها از همدیگر 60 سانتی متر ایجاد گردید. سپس هر 16ردیف به صورت تصادفی و بر اساس نقشه طرح، به یک تکرار اختصاص داده شد. دبی آب چاه به صورت هفتگی اندازه گیری گردید تا تغییرات احتمالی دبی در طول تابستان، در نتایج لحاظ شود. به منظور آبیاری دقیق، برای هر 4 فارو که یک تیمار بودند یک عدد شیر 110 بر روی لوله پلی اتیلن نصب گردید که برای هر تکرار تعداد 4 عدد شیر به تعداد 4 عدد تیمار نصب گردید. برای تیمار شاهد یعنی بدون قطع و وصل، شیر آبیاری برای 4 شیار تکرار اول آن باز می شد و بدون قطع و وصل وقتی به انتهای شیارها می رسد زمان ثبت می گردید و 4 شیار تکرار دوم و 4 شیار تکرار سوم نیز به همین ترتیب آبیاری و مدت زمان کل آبیاری ثبت می گردید. آبیاری تا 10 روز مانده به برداشت محصول، به مدت 14 هفته با دور آبیاری 7 روز یک بار که متعارف منطقه است ادامه یافت و پس از آن محصول برداشت گردید. بوته ها در مرحله شیری تا خمیری شدن دانه و برای تمام تیمارها به طور همزمان، از لبه خاک برداشت شدند و همانند چاپر، خرد شده و وزن تر آن ها اندازه گیری شد، در آون خشک نموده و وزن خشک آن ها تعیین گردید. اعداد خام حاصل از آزمایش، در قالب طرح آماری بلوک های کامل تصادفی و تحت برنامه SPSSv₁₇ آنالیز و با آزمون دانکن مقایسه میانگین شدند.

نتایج

   در شرایط این آزمایش، به احتمال 99 درصد، بین تیمارها از نظر مصرف آب، تفاوت معنی دار آماری وجود دارد (جدول 1). به احتمال 99٪ در شرایط این آزمایش، بین تیمارها از نظر تولید وزن خشک، تفاوت معنی دار آماری وجود دارد (جدول 1).

نتایج آزمایش نشان می دهد که در شرایط این آزمایش، زمان های مختلف قطع و وصل آب در شیارها، تأثیر معنی دار آماری ((P704 گذاشته است و چون شرایط دیگر از جمله میزان کود مصرفی، شرایط خاک و عوامل دیگر برای همه تیمارها (زمان های قطع و وصل) یکسان بوده است، نشان دهنده تاًثیر مستقیم و تعیین کننده فاکتور آب بر عملکرد می باشد (جدول 1).

بر اساس نتیجه آزمون دانکن، ترتیب میزان تولید سیلو (شاخ و برگ تر) با ترتیب میزان مصرف آب هم راستا است (از تیمار شماره 1 به تیمار شماره 2) و هر چه میزان مصرف آب بیشتر شده است، میزان تولید ماده تر و وزن خشک شاخ و برگ زیاد شده است اما تیمارهای 1 و 2 (به ترتیب 15 و 20 دقیقه یک بار قطع و وصل) در این رابطه تفاوت معنی دار آماری ندارند. یعنی اگر قرار باشد از بین این دو تیمار یکی از آن ها انتخاب گردد، تیمار 2 یعنی قطع و وصل 20 دقیقه یک بار آب که عملاً راحت تر است، انتخاب می گردد. نتایج مقایسه میانگین های تیمار 3 و 4 نمایانگر این بود که تیمار 3 (هر30 دقیقه یک بار قطع و وصل) با میزان مصرف آب 33/750 مترمکعب به صورت معنی دار آماری بیشترین وزن تر را نسبت به تیمار 4 داشت بنابراین تیمار 3 انتخاب و توصیه می گردد (جدول 2).

نتایج تغییرات ارتفاع بوته: در این آزمایش در طول هر بلوک (تکرار)، بیشترین ارتفاع بوته در ابتدای شروع آبیاری مشاهده می گردید و به مرور در طول پیشروی آب در فاروها، ارتفاع بوته کم می گردید تا به انتهای قطع آب به کمترین حد خود می رسید. مجددا ًوقتی که آب وارد فارو می شد از نقطه خشک مجدد مثلاً از نقطه 2 مجدداً ارتفاع بوته به صورت ناگهانی زیاد می گردید و به مرور شروع به کم شدن می نمود. در منحنی که با استفاده از داده های ارتفاع بوته طرح رسم شده است نشان داده شده است که در شروع تکرار، ارتفاع بوته حدود 210 سانتی متر است (منحنی 1). سپس در طول کرت، ارتفاع به مرور کم می گردد تا به حدود 85 سانتی متر در نقطه 2 می رسد که این نقطه آخرین نقطه پیشروی آب در قطع و وصل اول در کرت است. بعد از قطع و وصل مجدد آب، وقتی که آب به نقطه 2 برسد ارتفاع جهشی بوته (حدود 190 سانتی متر) اما کمتر از نقطه اوج اول شروع می شود (منحنی 1). به این ترتیب بوته ها به صورت پلکانی رشد کردند به طوری که بیشترین ارتفاع بوته و در نتیجه بیشترین وزن تر و خشک در ابتدای فاروها و کمترین آن در انتهای آن ها مشاهده گردید. با نمونه گیری از عمق و چگونگی توسعه ریشه، مشخص گردید که وضعیت رشد ریشه نیز متناسب با اندام هوایی است و خیس شدن پشته ها از ابتدای کرت به انتها، متناسب با رشد ریشه و شاخ و برگ، کم می گردد. به نظر می رسد اگر تغییراتی در دستگاه فارور داده شود به طوری که ارتفاع پشته کمتر گردد، کارایی این روش آبیاری، ضمن صرفه جویی در آب، در رابطه با عملکرد نیز بیشتر گردد.

بحث

     زمان های مختلف قطع و وصل آب در شیارها، تأثیر معنی دار آماری ((P<0/01 بر میزان تولید وزن تر (سیلو)، وزن خشک شاخ و برگ و میزان مصرف آب ذرت سیلویی رقم SC₇₀₄ گذاشته است و چون شرایط دیگر از جمله میزان کود مصرفی، شرایط خاک و عوامل دیگر برای همه تیمارها (زمان های قطع و وصل) یکسان بوده است، نتایج آزمایش نمایانگر تاًثیر مستقیم و تعیین کننده فاکتور آب بر عملکرد می باشد که تیمار قطع و وصل 30 دقیقه یک بار انتخاب گردید، به نظر می رسد در حالت قطع و وصل 30 دقیقه یک بار، سرعت پیشروی آب در شیار، بیش از حالت قطع و وصل 15 و 20 دقیقه باشد (Ghobady et al., 2005). به عبارت دیگر، در شرایط خاک لوم رسی با شیب 2٪ و طول و عرض شیار به ترتیب 120 و 6/0 متر و فاصله بوته 20 سانتی متر از همدیگر برای ذرت سیلویی در کشت تابستانه، در روش آبیاری شیاری به جای روش رایج پیوسته فعلی، اگر روش آبیاری موجی به صورت قطع و وصل 30 دقیقه یک بار استفاده گردد، ضمن آن که عملکرد سیلوی متفاوتی با روش رایج پیوسته فعلی ندارد، میزان مصرف آب برابر 27/88٪] 27/88=100× (850÷33/750)[ آب روش رایج خواهد بود. به عبارت دیگر، با اصلاح روش آبیاری شیاری در ذرت سیلویی از روش فعلی به روش موجی با قطع و وصل30 دقیقه یک بار آب در شیارها، به میزان 28/13٪] 28/13=100× (33/750÷850)[ در مصرف آب صرفه جویی می گردد (منحنی 2).

 در این آزمایش سعی شد راندمان آبیاری در مزرعه با بهبود سیستم آبیاری شیاری غرقابی فعلی به شیاری موجی با قطع و وصل آبیاری، افزایش یابد که قطع و وصل 30 دقیقه ای نسبت به بقیه توصیه گردید.Majedy asl &  Hassanpur, 2006  نیز نشان داند که جریان موجی می تواند بازده آبیاری سطحی را در حد قابل ملاحظه ای بهبود بخشیده و قابلیت کاربردی آن را افزایش دهد. امروزه ترکیبی از روش شیاری و روش تحت فشار نیز در صورت امکان، در تولید انواع ذرت استفاده می گردد و در آن، ذرت را به روش فارو فعلی کشت می کنند ولی در رأس پشته ها و در کنار بوته ها به روش آبیاری تحت فشار (tape) آبیاری انجام می گردد که صرفه جویی قابل ملاحظه ای در مصرف آب می گردد در حالی که همان عملکرد رایج حاصل می گردد  (Ghoulabi et al., 2002). همچنین در آزمایش ما تیمارهای 15 و 20 دقیقه قطع و وصل با وجود آن که وزن تر و وزن خشک کمتری نسبت به تیمارهای 30 دقیقه و رایج داشته، اما میزان مصرف آب آن ها نیز کمتر بوده است که Nazari et al., 2010 نیز در یک مطالعه در مزرعه بدون کشت، بیشترین راندمان را برای زمان قطع و وصل20 دقیقه با دبی 1/0 لیتر بر ثانیه گزارش نمودند. بنابراین به نظر می رسد اگر ذرت های زودرس تر از  SC₇₀₄مورد بررسی قرار گیرند، به علت طول دوره رشد کوتاه تر این ذرت ها (میزان مصرف آب کمتر) احتمالاً در ذرت های زودرس زمان های قطع و وصل کمتر از 30 دقیقه نیز جواب بدهد. همچنین در این طرح زمان قطع و وصل بیشتر از 30 دقیقه تا زمان قطع و وصل 60 دقیقه آزمایش نگردید. نتیجه این آزمایش نشان می دهد که بایستی در آزمایش دیگری زمان های بالای 30 دقیقه و با فاصله کوتاه تر شامل30، 35، 40، ... مورد بررسی قرار گیرد تا بهترین زمان قطع و وصل بالای 30 دقیقه که تفاوت عملکرد معنی دار آماری با روش پیوسته رایج نداشته باشد ولی مصرف آب کمتری نسبت به 30 دقیقه قطع و وصل داشته باشد، انتخاب گردد.  

پاورقی

1-      monoecious

2-      SC₇₀₄