Water Management in Agriculture

Water Management in Agriculture

Investigating the effect of field slope, length of irrigation ditch and flow rate in surface irrigation system on sugarcane yield and sugar production rate in southern Khuzestan fields

Document Type : Original Article

Authors
1 Department of Irrigation and Drainage - Faculty of Water and Environmental Engineering - Shahid Chamran University of Ahvaz
2 Shahid chamran University
3 Shahid Chamran University
Abstract
Among the surface irrigation methods, furrow irrigation is the most common and adapted method to mechanization for agricultural system. Considering the lack of water resources and the problems that sugarcane cultivation and industries have faced in recent years, increasing the efficiency and productivity of the existing surface irrigation systems is of great importance. This study was conducted in order to investigate the effect of slope, furrow length and flow rate on sugarcane and sugar yield. For this purpose, an experiment was conducted in the form of split split plot in the form of randomized complete blocks with three replications in the Mirza kochak Khan Agricultural Company. This design was done with three treatments and each treatment at three levels including: 0.02, 0.04 and 0.06% slope, 150, 200 and 250 m length of the furrow and flow rate of 2, 2.5 and 3 lit/s. The yields of sugarcane and sugar in this study were 65.8 to 120.4 t/ha and 6.3 to 12.5 t/ha, respectively. The yield of sugarcane and sugar was significantly affected by the slope and length of furrow and flow rate. The average changes were significant due to the mutual effect of slope, furrow length and flow rate on sugarcane yield (P<0.01). 250 meters long, 2 lit/s flow rate and 0.04% slope with sugarcane yield of 120.4 t/ha and sugar yield of 12.6 t/ha, it is better for sugar production in the sugarcane fields of Mirza kochak Khan Agricultural Company. A combination of a 250 m long furrow with a slope of 0.04% and a flow rate of 2 lit/s can be recommended due to the reduction of deep infiltration losses and the reduction of water drainage and optimal water consumption, which has led to the production of sugarcane and sugar with appropriate performance.
Keywords

آزاد طلا تپه، ن.، رضا وردی نژاد و.، بشارت، س.، بهمنش، ج. و اشرف صدرالدینی، ع. 1396. بهینه‌سازی سیستم آبیاری موجی بر اساس متغیرهای آبیاری و هندسی جویچه با مدل SIRMOD، مجله مدیریت آب و آبیاری. 7 (1): 166-151.
اشرفی، ش. حیدری، ن. و عباسی، ف. 1375. طراحی، ساخت و واسنجی فلوم WSC، دومین کنگره ملی مسائل آب‌وخاک کشور، تهران. 216-206.
آل کثیر، ج.، ماکنالی، ن.، شهریور، ر.، موسوی، ا. و ولدی، ا. ر. 1377. بررسی کاربرد مقادیر مختلف آب آبیاری (دبی و زمان­های مختلف آبیاری در 9 تیمار) بر روی پروفیل رطوبتی، روند رشد، عملکرد نهایی محصول و کیفیت شهد نیشکر در سطح وسیع، سری مقالات نیشکر و تازه­­های جهانی، شرکت توسعه نیشکر و صنایع جانبی (اداره مطالعات کاربردی کشت و صنعت امام خمینی).
بخشی، و.، نوری امام‌زاده، م. ر.، طباطبایی، س. ح. و مرادی باصری، ح. 1390. تأثیر نوع شیب جویچه بر الگوی توزیع آب در خاک. دوازدهمین کنگره علوم خاک ایران. تبریز.
صالحی، ع.، محسنی موحد، س. و مظفری، ج. 1396. ارزیابی شاخص‌های عملکرد آبیاری جویچه‌ای با پوشش نیم لوله پلی‌اتیلن سوراخ‌دار در مقایسه با آبیاری جویچه‌ای معمول. نشریه پژوهش‌های حفاظت آب‌وخاک. 24 (5):  267-255.
ظهیرنیا، ع.ر.، متین فر، ح.ر. و بهرامی. ح.  1399. بررسی پارامترهای مؤثر بر کیفیت خاک تحت شرایط شور و نیمه شور (مطالعه موردی جنوب و جنوب غربی استان خوزستان). مهندسی زراعی (مجله علمی کشاورزی). 43 (3): 423-405.
قهرمان نژاد، م.، برومند نسب، س. و شینی دشت گل، ع. 1395. تعیین مقادیر بهینه پارامترهای طراحی آبیاری جویچه‌ای توسط مدل WinSRFR 3.1 (مطالعه موردی مزارع نیشکر جنوب اهواز). مجله دانش آب‌وخاک. 26 (1/1). 130-117.
عباسی، ف. و شینی دشت گل، ع. 1395. ارزیابی و بهبود مدیریت آبیاری جویچه‌ای در اراضی تحت کشت نیشکر خوزستان. نشریه آب‌وخاک. 26 (4/2). 121-109.
نوری امام‌زاده، م. ر.، بخشی و. و طباطبایی، س. ح. 1393. تأثیر شیب طولی متغیر جویچه بر راندمان کاربرد و یکنواختی توزیع آب در سیستم آبیاری جویچه‌ای. مجله علوم و مهندسی آبیاری. 37 (4): 9-1.
مرید نژاد، ر.، کاوئی دیلمی، ر. و سعدی، ع. 1389. بهینه‌سازی آبیاری شیاری تحت شرایط اجرا شد در کشت و صنعت سلمان فارسی با استفاده از نرم‌افزار WinSRFR 3.1. سومین همایش ملی شبکه‌های آبیاری و زهکشی. دانشگاه شهید چمران اهواز.
ملکی، ع.، برومند نسب، س.، بهزاد، م. و ناصری، ع. ع. 1383. بررسی تغییرات مکانی و زمانی نفوذ در آبیاری جویچه‌ای در اراضی نیشکر جنوب اهواز. رساله دکتری. دانشکده مهندسی علوم آب. دانشگاه شهید چمران اهواز.
Assefa, S., Kedir, Y. and Alamirew, T. 2017. Effects of Water Distribution of Sprinkler Irrigation Systems. Technical Bulletin. No. 128. Colorado State University.
Clements, H.F. 1980. Sugarcane Crop Logging and Crop Control: Principles and Practices. University Press of Hawaii. Honolulu, Hawaii, USA. New Jersey, 552p.
 
Eldeiry, A.A, Garcia, L.A.,  El-Zaher A.S.A. and El-Sherbini Kiwan, M. 2005. Furrow irrigation system design for clay soils in arid regions. Applied Engineering in Agriculture. 21:411-420.
Gillies, M.H., Smith, R.J. and Raine, S.R. 2011. Evaluating whole field irrigation performance using statistical inference of inter-furrow infiltration variation. Biosystems Engineering. 110 (2):134–143
Gillies, M. H. and Smith, R. J. 2015. SISCO: surface irrigation simulation, calibration and optimisation. Irrigation Science, 33 (5): 339-355. ISSN 0342-7188
Hsiao, T., Steduto, P. and Fereres, E. 2007. A systematic and quantitative approach to improve water use efficiency in agriculture. Irrigation Science. 25: 209-231