مدیریت آب در کشاورزی

مدیریت آب در کشاورزی

بهره‌وری اقتصادی آب و نیتروژن سه ژنوتیپ برنج در شرایط اقلیمی استان گیلان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
حوری احمدپور 1
سینا بشارت 2
محمدرضا خالدیان 3
مجتبی رضایی 4
فرخ اسدزاده 5
1 دانشجوی دکترای آبیاری و زهکشی گروه مهندسی آب دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه ارومیه
2 گروه علوم آب ، دانشکده کشاورزی ، دانشگاه ارومیه، ارومیه
3 گروه مهندسی آب دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه گیلان
4 عضو هیات علمی مؤسسه تحقیقات برنج کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، رشت، ایران
5 عضو هیات علمی گروه علوم خاک دانشگاه ارومیه
چکیده
لازم است با برنامه‌ریزی و مدیریت صحیح برای استفاده‌ بهینه از منابع آبی و کود نیتروژن، بدون تأثیرگذاری قابل توجه بر میزان عملکرد برنج، ضمن صرفه‌جویی در مصرف نهاده‌ها باعث افزایش بهره‌وری اقتصادی شد. این مطالعه به بررسی بهره‌وری آب و نیتروژن سه ژنوتیپ برنج از نظر فیزیکی‌ و اقتصادی تحت تیمارهای مختلف آبیاری و کود نیتروژن می‌پردازد. آزمایش در قالب طرح کرت‌های دو بار خرد شده براساس طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در طول سه سال در موسسه تحقیقات برنج کشور واقع در استان گیلان، شهرستان رشت انجام شد. عامل اصلی در این آزمایش شامل مدیریت آبیاری در چهار سطح بود که شامل: آبیاری غرقاب I1 و تیمارهای آبیاری I2 ، I3 و I4 که به‌ترتیب دارای آبیاری تناوبی با فواصل آبیاری 7 ، 14 و 21 روز بود. علاوه بر عامل اصلی، عوامل فرعی شامل رقم گواهی‌شده محلی هاشمی و دو ژنوتیپ M5 و M12 در سه سطح کود نیتروژن شامل 60 ، 80 و 100 کیلوگرم نیتروژن در هکتار بود. نتایج این مطالعه نشان داد که ژنوتیپ M5 با 100 کیلوگرم کود نیتروژن در هکتار در دور آبیاری 21 روزه بیشترین بهره‌وری فیزیکی آب را داشته است. در شرایط کمبود شدید آب در طول دوره رشد برنج دور آبیاری 14روز می‌تواند اختلاف عملکرد بهتر به لحاظ بهره‌وری فیزیکی آب نسبت به دور آبیاری 21 روز داشته، اما به لحاظ اقتصادی نسبت به دور آبیاری 7 روز کاهش بهره‌وری را به همراه داشته است. در این مطالعه، رقم برنج گواهی‌شده هاشمی با دور آبیاری 7 روزه و 100 کیلوگرم نیتروژن در هکتار در شرایط استان گیلان‌، بهره‌وری فیزیکی مطلوبی از آب و همچنین بالاترین بازده اقتصادی را نشان داد. براساس نتایج این مطالعه، استفاده از آبیاری تناوبی در فاصله آبیاری 7 روزه موجب صرفه‌جویی 285 میلیون مترمکعب آب در شبکه آبیاری و زهکشی سفیدرود می‌شود.
کلیدواژه‌ها
مدیریت آبیاری
کمبود آب
رشت
برنج

عنوان مقاله English

Economic productivity of water and nitrogen of three genotypes of rice in the climatic conditions of Guilan province

نویسندگان English

Hoori Ahmadpour 1
Sina Besharat 2
Mohammadreza Khaledian 3
Mojtaba Rezaei 4
F Asad Zadeh 5
1 MSc. Student, Department of Water Eng., Faculty of Agricultural Sciences, University of Urmia.
2 Associate Professor, Department of Water Engineering, Faculty of Agriculture, Urmia University
3 Water Eng. Dept., Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan
4 Assistant Professor, Rice Research Institute of Iran, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Rasht, Iran
5 Associate Professor, soil science department of Urmia University
چکیده English

It is necessary to optimize the use of water resources and nitrogen fertilizers through proper planing and management to increase economic efficiency while saving inputs , without significantly affecting  riceyield. This study investigates the physical and economic productivity of water and nitrogen in three rice varieties under different irrigation and nitrogen fertilizer treatments. The experiment was conducted using a split- plot design based on a randomized complete block design with three replications over three years at the Rice Research Institute of Iran located in Guilan Province, RashtCounty . The main factor in this experiment was irrigation management at four levels: flood irrigation (I1) and alternate irrigation treatments (I2, I3, and I4),with irrigation intervals of 7, 14, and 21 days, respectively. In addition to the main factor, the subfactors included the certified local variety Hashemi, and two varieties, M5, and M12, at three nitrogen fertilizer levels of 60, 80, and 100 kg nitrogen per hectare. The results of this study showed that genotype M5 with 100 kg of nitrogen per hectare and a 21-day irrigation interval had the highest physical water productivity. Under conditions of severe water scarcity during the rice growing season, a 14-day irrigation interval can result in better performance in terms of physical water productivity compared to a 21-day interval, but it leads to lower economic productivity compared to the 7-day irrigation interval. In this study, the certified Hashemi rice variety with the 7-day irrigation interval and 100 kg of nitrogen per hectare showed optimal physical water productivity and the highest economic return under Gilan Province conditions.. According to the results of this study, using alternate irrigation whit a 7-day interval could save 285 million cubic meters of water in the Sefidroud irrigation and drainage network

کلیدواژه‌ها English

Irrigation management
Water deficit
Rasht
Rice
ابراهیمی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌راد، ح. 1389. بررسی اثرات تغییرات کیفیت آب آبیاری شبکه سفیدرود در دوره‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های مختلف رشد بر عملکرد برنج. پایان‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد فیروزآباد.
اسدالهی شریفی، ف.، امین پناه، ه. و یعقوبی، ب. 1397. کنترل شیمیایی علف‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های هرز شالیزار در شرایط آبیاری تناوبی. تحقیقات غلات. 8 (1): 56-45.
جوان، ج. و فال سلیمان، م. 1387. بحران آب و لزوم توجه به بهره‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌وری آب کشاورزی در نواحی خشک (مطالعه موردی: دشت بیرجند). مجله جغرافیا و توسعه. 11: 118-115.
رضوی­پور، ت.، خالدیان، م. و رضایی، م. 1397. تاثیر میزان و تقسیط کود نیتروژن بر عملکرد و درصد جذب عناصر در برنج رقم هاشمی. انسان و محیط زیست. 16(2): 164-153.
زارع، ن.، خالدیان، م. ر.، پیرمرادیان، ن. و رضایی، م. ۱۳۹4. بررسی عملکرد برنج تحت رژیم­های مختلف‌ آبیاری در یک دوره آمار هواشناسی طولانی مدت با مدل CropSyst. مدیریت آب در کشاورزی. 2(1): 56-49.
An, N., Zhang, L., Liu, Y., Shen, S., Li, N., Wu, Z., Yang, J., Han, W. and Han, X. 2022. Biochar application with reduced chemical fertilizers improves soil pore structure and rice productivity. Chemosphere. 298: 134304.
Bouman, B. and Tuong, T. 2001. Field water management to save water and increase its productivity in irrigated lowland rice. Agricultural Water Management. 49: 11–30.
Carracelas, G., Hornbuckle, J., Rosas, J. and Roel, A. 2019. Irrigation management strategies to increase water productivity in Oryza sativa (rice) in Uruguay. Agricultural Water Management. 222: 161–172.
Carrijo, D.R., Lundy, M.E. and Linquist, B.A. 2017. Rice yields and water use under alternate wetting and drying irrigation: a meta-analysis. Field Crops Researh. 203: 173–180.
Datta, A., Ullah, H. and Ferdous, Z. 2017. Water Management in Rice, Chapter 11.
Dossou Yovo, E.R. and Saito, K. 2021. Impact of management practices on weed infestation, water productivity, rice yield and grain quality in irrigated systems in Côte d'Ivoire. Field Crops Research. 270: 108209.
GRISP (Global Rice Science Partnership). 2013. Rice Almanac, 4th edition. International Rice Research Institute (IRRI), Los Baños, Philippines.
Ishfaq, M., Akbar, N., Anjum, S.A. and Anwar-ul-haq, M. 2020. Growth, yield and water productivity of dry direct seeded rice and transplanted aromatic rice under different irrigation management regimes. Journal of Integrative Agriculture. 19(11): 2656–2673.
Islam, S.F., de Neergaard, A., Sander, B.O., Jensen, L.S., Wassmann, R. and van Groenigen, J.W. 2020. Reducing greenhouse gas emissions and grain arsenic and lead levels without compromising yield in organically produced rice. Agric. Ecosyst. Environ. 295: 106922.
Jones, J.W., Hoogenboom, G., Porter, C.H., Boote, K.J., Batchelor, W.D., Hunt, L.A., Wilkens, P.W., Singh, U., Gijsman, A.J. and Ritchie, J.T. 2003. The DSSAT cropping system model. European Journal of Agronomy. 18(3-4): 235-265.
 
Khaledian, M.R., Mailhol, J.C., Ruelle, P., Mubarak, I. and Maraux, F. 2011. Nitrogen balance and irrigation water productivity for corn, sorghum and durum wheat under direct seeding into mulch when compared with conventional tillage in the southeastern France. Irrigation Science, 29(5): 413-422.
Khaledian, M.R., Mailhol, J.C., Ruelle, P. and Mubarak, I. 2012. Impacts of direct seeding into mulch on the yield, water use efficiency and nitrogen dynamics for corn, sorghum and durum wheat. Irrigation and Drainage, 61: 398-409.
Lampayan, R.M., Samoy-Pascual, K.C., Sibayan, E.B., Ella, V.B., Jayag, O.P., Cabangon, R.J. and Bouman, B.A.M. 2015. Effects of alternate wetting and drying (AWD) threshold level and plant seedling age on crop performance, water input, and water productivity of transplanted rice in Central Luzon, Philippines. Paddy Water Environ. 13: 215–227.
Liang, K., Zhong, X., Huang, N., Lampayan, R. M., Pan, J., Tian, K. and Liu, Y. 2016. Grain yield, water productivity and CH4 emission of irrigated rice in response to water management in south China. Agricultural Water Management. 163: 319-331.
Mahajan, G., Chauhan, B.S., Timsina, J., Singh, P.P. and Singh, K. 2012. Crop performance and water- and nitrogen-use efficiencies in dry-seeded rice in response to irrigation and fertiliser amounts in northwest India. Field Crops Research. 134: 59–70.
Poddar, R., Acharjee, P. U., Bhattacharyya, K. and Patra, S. k. 2022. Effect of irrigation regime and varietal selection on the yield, water productivity, energy indices and economics of rice production in the lower Gangetic Plains of Eastern India. Agricultural Water Management. 107327.
Rezaei, M., Amiri, E. and Motamed, M.K. 2011. Effect of intermittent irrigation and different amounts of nitrogen on yield and yield components of rice of Hashemi local cultivar in Guilan. Journal of Agronomy. 93: 57-67.
Rejesus, R.M., Palis, F.G., Rodriguez, D.G.P., Lampayan, R.M. and Bouman, B.A.M. 2011. Impact of the alternate wetting and drying (AWD) water-saving irrigation technique: evidence from rice producers in the Philippines. Food Policy. 36: 280–288.
Sander, B.O., Samson, M. and Buresh, R.J. 2014. Methane and nitrous oxide emissions from flooded rice fields as affected by water and straw management between rice crops. Geoderma. 235: 355–362.
Siopongco, J.D., Wassmann, R. and Sander, B.O. 2013. Alternate wetting and drying in Philippine rice production: feasibility study for a Clean Development Mechanism (No. 2215-2019-1632).
Sudhir-Yadav, Humphreys, E., Li, T., Gill, G. and Kukal, S.S. 2012. Evaluation of tradeoffs in land and water productivity of dry seeded rice as affected by irrigation schedule. Field Crops Research. 128: 180–190.
Tanaka, A., Johnson, J. M., Senthilkumar, K., Akakpo, C., segda, Z., Yameogo, L., Bassoro, I. and Lamare, D. 2017. On-farm rice yield and its association with biophysical factors in sub-Saharan Africa. European Journal of Agronomy. 85: 1–11.
Wang, Z., GU, D., Beebout, S., Zhang, H., Liu, L., Yang, J. and Zhang, J. 2018. Effect of irrigation regime on grain yield, water productivity, and methane emissions in dry direct-seeded rice grown in raised beds with wheat straw incorporation. The Crop Journal. 6(5): 495-508.
Yao, F., Huang, J., Cui, K., Nie, L., Xiang, J., Liu, X. 2012a. Agronomic performance of high-yielding rice variety grown under alternate wetting and drying irrigation. Field Crops Research. 126: 16–22.
Yao, Z., Zheng, X., Dong, H., Wang, R., Mei, B. and Zhu, J. 2012b. A 3-year record of N2O and CH4 emissions from a sandy loam paddy during rice seasons as affected by different nitrogen application rates. Agric. Ecosyst. Environ. 152: 1–9.
Yang, J., Zhou, Q. and Zhang, J. 2017. Moderate wetting and drying increases rice yield and
 
 reduces water use, grain arsenic level, and methane emission. Crop Journal. 5: 151–158.
Zhang, T., Hou, Y., Meng, T., Ma.Y., Tan, M., Zhang, F. and Oenema, O. 2021. Replacing synthetic fertilizer by manure requires adjusted technology and incentives: A farm survey across China. Resources, Conservation and Recycling. 168: 105301.