بررسی روش آبیاری پالسی بر عملکرد گندم رقم حیدری در مدت زمان های مختلف آبیاری

سابقه و هدف :امروزه، بحران آب یکی از چالش های اساسی در کشاورزی پایدار به شمار می رود. توزیع نابرابر آب، استفاده ناصحیح از منابع آبی و بهره گیری از روش های آبیاری ناکارآمد از جمله عوامل اصلی تهدیدکننده امنیت آبی هستند. این مسائل به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک، مانند ایران که بخش قابل توجهی از تولیدات کشاورزی آن به گندم وابسته است، اهمیت بیشتری پیدا می کنند. گندم به عنوان یکی از محصولات استراتژیک جهانی، تامین کننده حدود ۳۶ درصد از غذای جمعیت جهان، پروتئین های رژیم غذایی و بیش از نیمی از کربوهیدرات موردنیاز انسان است. با این حال، افزایش جمعیت و تغییرات اقلیمی نیاز به بهبود روش های تولید این محصول را بیش از پیش ضروری ساخته است. در این راستا، طراحی برنامه های آبیاری کارآمد که بتوانند مصرف آب را بهینه کرده و همزمان عملکرد بالایی را حفظ کنند، از اهمیت بسزایی برخوردار است. یکی از روش های نوین که در سال های اخیر مورد توجه قرار گرفته، آبیاری پالسی (تناوبی) است. این روش با اعمال آب در چرخه های مشخص، امکان تهویه بهتر خاک را فراهم می کند و با کاهش اشباع مداوم خاک، شرایط بهتری برای رشد ریشه و جذب مواد مغذی ایجاد می کند. این ویژگی ها به ویژه در سیستم های آبیاری قطره ای، که به دلیل دقت بالا و کاهش هدررفت آب در مناطق خشک رواج یافته اند، می توانند تاثیرات مثبتی بر بهره وری آب و عملکرد محصول داشته باشند. با توجه به گسترش استفاده از آبیاری قطره ای در کشت گندم و کمبود اطلاعات دقیق در مورد اثرات روش پالسی در این سیستم، این پژوهش با هدف بررسی تاثیر آبیاری پالسی بر کارایی مصرف آب و عملکرد گندم در شرایط مختلف زمانی آبیاری انجام شد. هدف اصلی، یافتن راهکاری عملی برای افزایش بهره وری آب و بهبود تولید گندم در شرایط محدودیت منابع آبی بود.مواد و روش ها: آزمایش حاضر در سال زراعی ۱۴۰۲-۱۴۰۱ در منطقه مشهد، واقع در ایران، انجام شد. این منطقه به دلیل موقعیت جغرافیایی (طول جغرافیایی ۷۳۷۶۸۸ و عرض جغرافیایی ۴۰۱۱۵۸۲) و ارتفاع ۱۰۰۶ متری از سطح دریا، دارای شرایط اقلیمی خشک و نیمه خشک است که آن را به محلی مناسب برای بررسی روش های آبیاری کارآمد تبدیل می کند. آزمایش در قالب طرح کرت های خردشده بر پایه طرح بلوک کامل تصادفی با سه تکرار طراحی شد. در این مطالعه، دو عامل اصلی مورد بررسی قرار گرفتند: تعداد پالس های آبیاری (یک، دو و سه پالس) به عنوان فاکتور اصلی و مدت زمان آبیاری (۱۲، ۱۵ و ۱۸ ساعت) به عنوان فاکتور فرعی. هر کرت آزمایشی با مساحت ۳۰ مترمربع (۱۰×۳ متر) شامل پنج ردیف کاشت گندم رقم حیدری با فاصله ۶۰ سانتیمتر و عمق کاشت ۲-۳ سانتیمتر بود. برای کاهش اثرات حاشیه ای، دو ردیف کناری نیز کشت شدند.ویژگی های خاک منطقه از طریق نمونه برداری تصادفی در دو عمق (۰-۲۵ و ۲۵-۵۰ سانتیمتر) تعیین شد. خاک مورد مطالعه دارای بافت رسی-سیلتی-شنی با میزان نیتروژن، فسفر، پتاسیم و هدایت الکتریکی مشخص بود که در جدول نتایج ارائه شده است. آبیاری بر اساس نیاز گیاه و با دور ۶ روزه انجام شد و عمق آبیاری با استفاده از اندازه گیری رطوبت خاک قبل از هر نوبت آبیاری محاسبه گردید. برای این منظور، نمونه های خاک از سه عمق (۰-۲۵، ۲۵-۵۰ و ۵۰-۷۵ سانتیمتر) جمع آوری و رطوبت جرمی و حجمی آن ها با استفاده از معادلات استاندارد محاسبه شد. همچنین، با توجه به راندمان ۹۰ درصدی سیستم آبیاری قطره ای، عمق ناخالص آبیاری تعیین گردید. از داده های تشتک تبخیر نیز برای مقایسه رطوبت خاک و تنظیم آبیاری استفاده شد. در طول دوره رشد، کوددهی بر اساس آزمون خاک انجام شد و علف های هرز با استفاده از علف کش مناسب کنترل شدند. پس از رسیدگی کامل محصول، شاخص های عملکرد شامل ارتفاع بوته، وزن هزار دانه، تعداد دانه در سنبله، وزن سنبله، عملکرد دانه و کارایی مصرف آب اندازه گیری و تجزیه و تحلیل شدند.یافته ها :نتایج تجزیه واریانس نشان داد که هر دو عامل مدت زمان آبیاری و تعداد پالس های آبیاری، به صورت جداگانه و در تعامل با یکدیگر، تاثیر معنی داری بر عملکرد، اجزای عملکرد و کارایی مصرف آب گندم دارند. این اثرات در سطح احتمال آماری ۱ درصد و ۵ درصد تایید شدند. در میان تیمارهای مورد بررسی، بالاترین عملکرد دانه گندم برابر با ۶/۷۸۳۹ کیلوگرم در هکتار در تیمار آبیاری ۱۸ ساعته با سه پالس به دست آمد. در مقابل، کمترین عملکرد دانه، معادل ۷/۵۹۹۲ کیلوگرم در هکتار، در تیمار آبیاری ۱۲ ساعته با یک پالس مشاهده شد. این نتایج نشان دهنده برتری روش سه پالس نسبت به سایر تیمارها بود؛ به طوری که عملکرد دانه در این روش نسبت به دو پالس و یک پالس به ترتیب ۱۳/۶و ۲۶/۱۸ درصد افزایش یافت.از نظر کارایی مصرف آب، بالاترین مقدار (۰۵۳/۱ کیلوگرم بر مترمکعب) در تیمار آبیاری ۱۲ ساعته با سه پالس ثبت شد، در حالی که کمترین مقدار (۸۲۷/۰ کیلوگرم بر مترمکعب) در تیمار آبیاری ۱۸ ساعته با یک پالس به دست آمد. این یافته ها حاکی از آن است که روش سه پالس کارایی مصرف آب را نسبت به دو پالس و یک پالس به ترتیب ۳۲/۶ و ۴۳/۱۸درصد بهبود می بخشد. همچنین، تحلیل اجزای عملکرد نشان داد که تعداد دانه در سنبله، وزن هزار دانه و وزن سنبله در تیمارهای با تعداد پالس بیشتر و مدت زمان آبیاری طولانی تر به طور معنی داری افزایش یافته اند. این بهبودها به ویژه در تیمار ۱۸ ساعته با سه پالس مشهود بود که نشان دهنده تاثیر مثبت چرخه های تناوبی آبیاری بر رشد و نمو گیاه است.نتیجه گیری :نتایج این پژوهش نشان داد که اثرات فازهای پر شدن و تخلیه آب در خاک به مدت زمان و تعداد پالس های آبیاری وابسته است. هرچه مدت زمان پالس کوتاه تر باشد، تاثیر این فازها بر شاخص های عملکرد آبیاری بیشتر می شود. این امر به دلیل کاهش تلفات آب و بهبود تهویه خاک در روش پالسی است. برای طراحی و مدیریت بهینه سیستم های آبیاری قطره ای، شناخت دقیق آستانه های یکنواختی توزیع آب و کارایی کاربرد بالقوه در شرایط مختلف پالس ضروری است. این مطالعه نشان داد که روش آبیاری تناوبی با سه پالس، از طریق بهبود اجزای عملکرد مانند تعداد دانه در سنبله و وزن هزار دانه، نه تنها عملکرد دانه گندم رقم حیدری را افزایش می دهد، بلکه کارایی مصرف آب را نیز به طور قابل توجهی بهبود می بخشد. به طور کلی، آبیاری سه پالس با ایجاد چرخه های متناوب آبیاری، زمان کافی برای تهویه خاک فراهم می کند و با کاهش اشباع مداوم، شرایط بهتری برای رشد ریشه و جذب آب و مواد مغذی ایجاد می کند. این روش در مقایسه با آبیاری پیوسته یا تک پالس، به صرفه جویی در مصرف آب و افزایش بهره وری کمک می کند. نتایج نشان داد که روش سه پالس با ۱۸ ساعت آبیاری، بالاترین عملکرد دانه (۶/۷۸۳۹کیلوگرم در هکتار) و با ۱۲ ساعت آبیاری، بیشترین کارایی مصرف آب (۰۵۳/۱ کیلوگرم بر مترمکعب) را به دست آورد. این روش نسبت به آبیاری پیوسته (تک پالس)، حدود ۲۰-۲۵ درصد در مصرف آب صرفه جویی کرد، که به دلیل کاهش تلفات آب و بهبود تهویه خاک است. استفاده از روش آبیاری پالسی با سه پالس در سطح وسیع، از نظر مدیریت اجرا، پتانسیل بالایی برای افزایش عملکرد و صرفه جویی آب دارد، اما موفقیت آن به زیرساخت های قوی (اتوماسیون، پمپاژ، فیلتراسیون)، آموزش نیروی کار، و مدیریت شوری وابسته است. در مزارع کوچک تا متوسط، اجرا آسان تر است، اما در مقیاس بزرگ، هزینه های اولیه بالا و نیاز به تقسیم بندی و پایش مداوم، چالش هایی هستند که با پشتیبانی فنی و اقتصادی قابل رفع اند. این یافته ها نشان می دهد که آبیاری پالسی با سه پالس، راهکاری موثر برای افزایش بهره وری آب و تولید پایدار گندم در شرایط کمبود منابع آبی است این روش برای مناطق خشک با محدودیت آب و خاک مناسب (مانند مشهد) توصیه می شود.

کلیدواژه ها:

بهره وری آب ، سیستم قطره ای ، آبیاری تناوبی ، اجزای عملکرد