حذف عملیات شیار زنی راهکاری جهت بالا بردن کارآیی مصرف آب در زراعت نیشکر

دوفصلنامه ی علوم به زراعی گیاهی

مقاله 1، دوره 2، شماره 1، شهریور 1391، صفحه 1-5   

چکیده

سطح وسیع تحت کشت نیشکر در خوزستان، نیاز فراوان به آب و کمبود آب ایجاب می کند که همواره سعی کنیم حداکثر بهره برداری از آب و خاک را داشته باشیم. وضعیت خاک منطقه سبب می گردد تا حد ممکن تردد ماشین آلات را در مزرعه کاهش دهیم.تفکر بی خاکورزی و کم خاکورزی از جمله مواردی است که در سالهای اخیر مورد توجه قرار گرفته است. این تحقیق بر آن است اثر اعمال تیمارهای بی خاکورزی، کم خاکورزی (شیار با عمق 15 سانتی متر) و خاکورزی معمول (شیار با عمق 35 سانتی متر) را برعملکرد محصول و کارایی مصرف آب نسبت به نیشکر و شکر تولیدی بررسی نماید. آزمایش در قالب طرح بلوک کامل تصادفی در سه تیمار بدون شیارزنی، شیارزنی به عمق 15 سانتی مترو شیارزنی به عمق 35 سانتی متر در چهار تکرار، در سال 1388 در مزرعه 9 از آرک 3 مزارع کشت و صنعت امیر کبیر با واریته  1143-70 SP انجام شد. عملیات تهیه زمین با تراکتور 1860 انجام شد. اعمال تیمارها در تناژ محصول اثر معناداری نشان نداد، هر چند تیمار کم خاکورزی اندکی تناژ بالاتری داشت، این مساله ناشی از تاثیر توام تهویه مناسب همراه با آب سهل الوصول بیشتر در منطقه توسعه ریشه می باشد.کارایی مصرف آب نسبت به نیشکر و شکر تولیدی در تیمار بدون شیارزنی نسبت به دو تیمار دیگر وضعیت بهتری داشت.این تفاوت که در سطح 5 درصد معنادار شد که ناشی از مصرف آب کمتر در این تیمار بود.

کلیدواژه‌ها

شیارزنی؛ نیشکر؛ شکر؛ کارایی مصرف آب

اصل مقاله

حذف عملیات شیار زنی راهکاری جهت بالا بردن کارآیی مصرف آب در زراعت نیشکر

حسین بیژن پور¹، محمد امین مکوندی¹، فروتن بهادری¹،مسلم منصوری ن‍ژاد²

1-مدیریت تحقیقات کاربردی کشت و صنعت امیر کبیر، 2-دانشجوی دکتری دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران

[e-mail]

چکیده

سطح وسیع تحت کشت نیشکر در خوزستان، نیاز فراوان به آب و کمبود آب ایجاب می کند که همواره سعی کنیم حداکثر بهره برداری از آب و خاک را داشته باشیم. وضعیت خاک منطقه سبب می گردد تا حد ممکن تردد ماشین آلات را در مزرعه کاهش دهیم.تفکر بی خاکورزی و کم خاکورزی از جمله مواردی است که در سالهای اخیر مورد توجه قرار گرفته است. این تحقیق بر آن است اثر اعمال تیمارهای بی خاکورزی، کم خاکورزی (شیار با عمق 15 سانتی متر) و خاکورزی معمول (شیار با عمق 35 سانتی متر) را برعملکرد محصول و کارایی مصرف آب نسبت به نیشکر و شکر تولیدی بررسی نماید. آزمایش در قالب طرح بلوک کامل تصادفی در سه تیمار بدون شیارزنی، شیارزنی به عمق 15 سانتی مترو شیارزنی به عمق 35 سانتی متر در چهار تکرار، در سال 1388 در مزرعه 9 از آرک 3 مزارع کشت و صنعت امیر کبیر با واریته  1143-70 SP انجام شد. عملیات تهیه زمین با تراکتور 1860 انجام شد. اعمال تیمارها در تناژ محصول اثر معناداری نشان نداد، هر چند تیمار کم خاکورزی اندکی تناژ بالاتری داشت، این مساله ناشی از تاثیر توام تهویه مناسب همراه با آب سهل الوصول بیشتر در منطقه توسعه ریشه می باشد.کارایی مصرف آب نسبت به نیشکر و شکر تولیدی در تیمار بدون شیارزنی نسبت به دو تیمار دیگر وضعیت بهتری داشت.این تفاوت که در سطح 5 درصد معنادار شد که ناشی از مصرف آب کمتر در این تیمار بود.

کلمات کلیدی: شیارزنی، نیشکر، شکر، کارایی مصرف آب

 

مقدمه

عملیات شیارزنی برای از بین بردن فشردگی پشته ها، ازدیادظرفیت آبگیری، افزایش مقدارتخلخل خاک مزرعه، بلندتر نمودن پشته ها، ازدیاد حجم جوی پشته هاو ذخیره آب بیشتر به منظور تسهیل در آبیاری، از بین بردن آثار نامطلوب چرخ تراکتورهای برداشت که احیاناً این پشته ها را بصورت ناجوری بخصوص در اطراف مزرعه از شکل انداخته اند و ازدیاد عمق خاک زراعی و تسریع در فعل و انفعالات شیمیائی انجام گیرنده در طبقه زیرین خاک انجام می گردد(1). همانطور که ملاحظه می شود انجام عملیات بازرویی که با هدف کاهش فشردگی خاک می باشد خود مستلزم تردد ماشین آلات در مزرعه می باشد.با توجه به اینکه تفکر بی خاکورزی و کم خاکورزی از مواردی است که در کشاورزی امروز مطرح است این تحقیق بر آن است تا اثر حذف عملیات شیارزنی بعد از برداشت را بر کارایی مصرف آب نسبت به نیشکر و شکر تولیدی بررسی نماید.

یکی از فاکتورهای مهم در تعیین استفادۀ بهینه از آب جهت تولید محصول کشاورزی شاخص کارایی مصرف آب می‏باشد. این شاخص بیانگرمیزان تولید محصول در ازای واحد آب مصرفی در واحد هکتار است که با رابطۀ (1) محاسبه می‏شود:

(1)                                      

WUE= کارایی مصرف آب     D= جرم مادۀ خشک تولید شده W     = جرم (حجم) آب مصرف شده توسط گیاه

واحد WUE بسته به واحدهای D وW دارد. البته در حالِ حاضر بهره وری آب از این مفهوم هم فراتر رفته و اشاره به مقدار درآمدی دارد که میتواند به ازا هرواحد آب نصیب کشور شود. کواریشی و همکاران (2001) در آزمایشی بمنظور ارزیابی اقتصادی سیستمهای آبیاری یک در میان متغیر برای نیشکر در کوئینزلند استرالیا،افزایش کارایی مصرف آب را گزارش کردند و نشان دادند که آبیاری معمولی (شاهد) به سرمایه‏گذاری بالاتری نیاز دارد (6). حیدری و همکاران (1385) مقدار شاخص کارایی مصرف آب (WP) محصولات زراعی گندم، چغندرقند (شکر تولیدی)، سیب زمینی، ذرت علوفه‏ای، پنبه، یونجه (وزن خشک)، جو و نیشکر (شکر تولیدی) را به ترتیب 75/0، 64/0، 06/2، 58/5، 71/0، 46/1، 56/0 و 29/0کیلوگرم محصول بر متر مکعب آب مصرفی اندازه گیری کردند. بر این اساس مهمترین فاکتور در بالا بردن کارایی مصرف آب ، مدیریت زراعی بوده و مهارت و دانش فنی کشاورز نقش کلیدی در این زمینه ایفا می‏کند (2). هواسی پور(1385)ضمن تحقیق در مورد کارایی کم آبیاری در مزارع کشت و صنعت امیرکبیر (آرک2)، در سه تیمارآبیاری معمولی،یک جویچه در میان متغیرو یک جویچه درمیان ثابت کارایی مصرف آب را بترتیب42/0 ، 53/0 و 38/0 کیلوگرم شکر برمترمکعب آب مصرفی بدست آمد (5). شهنی دشتگل در پایان نامه کارشناسی ارشد (1386) خود کارایی مصرف آب به ازای نیشکر در تیمارهای آبیاری معمولی،آبیاری یک در میان ثابت و آبیاری یک در میان متغییر به ترتیب 9/3، 5/5 و 6/6 کیلو گرم بر متر مکعب و برای شکر تولیدی به ترتیب 41/0 ،58/0 و 7/0 کیلو گرم بر متر مکعب برآورد کرد.(3)

 

مواد و روش‏ها

مزرعه ارک 3 مزرعه 9 با مساحت 5/25 در تاریخ ١۲و ١١/١٠/٨٧ برداشت گردیده تناژ مزرعه در سال اول 66/74تن در هکتار بود که با توجه به شرایط خشکسالی سال زراعی ٨٧-١٣٨٦و متوسط تناژ کشت وصنعت جزء مزارع خوب بوده در تاریخ20/11/87 در رطوبت 13درصد  اقدام به آماده سازی مزرعه به شرح شکل (1) شد.

 

A1

B1

C1

B2

A2

C2

B3

C3

A3

C4

A4

B4

A: تیمار بدون شیارزنی   : B تیمارشیارزنی به عمق 15 سانتی متر    C: تیمارشیارزنی به عمق 35 سانتی متر

شکل1- نقشه طرح

جهت تعیین زمان شروع آبیاری رطوبت خاک منطقه ریشه ملاک عمل قرار می گیرد. در واقع کمبود رطوبت واقعی خاک با کمبود رطوبت مجاز خاک مقایسه می شود.اگر کمبود رطوبت واقعی خاک مساوی یا کمتر از کمبود رطوبت مجاز خاک باشد آنگاه زمان آبیاری فرا می رسد.کمبود رطوبت مجاز خاک از رابطه(2) محاسبه می گردد:

(2)                                      

D= عمق معادل رطوبت خاک در عمق ریشه                                  ρ_b= جرم مخصوص ظاهری خاک (گرم برسانتیمتر مکعب )

z= عمق توسعه ریشه (سانتی متر)                                               _fcθ= رطوبت وزنی نقطه ظرفیت زراعی خاک (اعشاری)

θ= رطوبت وزنی در نقطه پژمردگی خاک (اعشاری)              MAD= حداکثر تخلیه مجاز یا کمبود مجاز

مقدار  MADکه به نوع گیاه و مرحله رشد بستگی دارد و در واقع برنامه ریزی آبیاری بر اساس آن تنظیم می شود برای نیشکر 69/٠ می باشد.(4).در شرایط اقلیمی خشک(ET_٠>٦) ١٠درصد از MAD کاسته می شود و در شرایط اقلیمی مرطوب (ET_٠<٦) ١٠ درصد به MAD اضافه می شود. (25) میزان تبخیر از تشتک کلاس A در ماههای اردیبهشت،خرداد،تیر ومرداد در ایستگاه هواشناسی شرکت به ترتیب 69/11، 97/16، 04/19 و 34/17 میلی متر بوده است. لذا ١٠% از MAD کاسته شده و برای نیشکر ٥٩% می‏گردد. در روز آبیاری دبی ورودی به جویچه ها با دستگاه wsc  تیپ 2 اندازه گیری شد.شکل معادله شدت جریان-اشل این فلوم بصورت رابطه (3) است:

(3)                                       Q=0.0037H^2.64

Q= دبی ورودی به فلوم (لیتر بر ثانیه)H    = ارتفاع جریان آب در فلوم (سانتی‏متر)

روز قبل از آبیاری از ابتدا،وسط وانتهای جویچه ها در ٣ عمق30-0، 60-30و 90-60  سانتی متر جهت تعیین درصد رطوبت وزنی و محاسبه میزان آب مورد نیاز نمونه برداری می شد. 72-48 ساعت بعد از آبیاری جهت محاسبه میزان آب در دسترس گیاه از ٣ نقطه ابتدا،وسط وانتهای فاروهای هدف در ٣عمق اندازه گیری رطوبت صورت گرفت.در روز آبیاری حجم آب ورودی توسطWSC  های تیپ 2 اندازه گیری می شد.

 

نتایج و بحث

با توجه به حجم آب مصرفی ،نیشکر و شکر تولیدی، کارایی مصرف آب به ازای نیشکر و شکر تولیدی محاسبه و در جدول (1)آمده است.در جدول (2) نتایج تجزیه واریانس داده ها آمده است.در بعضی منابع کارایی مصرف آب به ازای نیشکر تولیدی و در بعضی منابع  کارایی مصرف آب به ازای شکرتولیدی مد نظر قرار گرفته است.با توجه به اینکه از نیشکر محصولات فراوانی بدست می آید و با برنامه ریزی دقیق و اصولی می توان حداکثر بهره برداری را از آن داشت،به نظر می رسد کارایی مصرف آب به ازای نیشکر تولیدی تصویر بهتر و واقعی تری از ارزش نیشکر و کارایی مصرف آب می دهد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

جدول (1): کارایی مصرف آب در تیمارهای مختلف

تیمار	تکرار	حجم آب مصرفی (m3)	نیشکرتولیدی       (ton/ha)	شکرتولیدی       (ton/ha)	کارایی مصرف نیشکر (kg/m3)	کارایی مصرف شکر (kg/m3)
بدون شیارزنی	1	17473	61	6.49	3.49	37.
	2	18183	63	6.66	3.46	37.
	3	17431	68	7.28	3.9	42.
	4	17431	63	7.15	3.61	41.
شیارزنی با عمق cm15	1	20190	63	6.41	3.12	32.
	2	21151	68	7.32	3.21	34.
	3	20566	60	6.46	2.91	31.
	4	20650	67	7.2	3.24	35.
شیارزنی با عمق cm35	1	20900	64	7.25	3.06	34.
	2	21444	64	6.79	2.98	31.
	3	20482	61	6.56	2.97	32.
	4	20524	62	6.93	3.02	33.

جدول (2) : تجزیه آماری کارایی مصرف آب در تیمارهای مختلف

منابع تغییرات	درجه آزادی	MS
		حجم آب مصرفی (m3)	نیشکرتولیدی  (ton/ha)	شکرتولیدی (ton/ha)	کارایی مصرف نیشکر (kg/m3)	کارایی مصرف شکر (kg/m3)
تکرار	3	414951.417*	3.333 ns	087. ns	003. *	00001. *
تیمار	2	12926108.083*	3.083 ns	002. ns	418.*	006. *
خطا	6	38401.750	10.750	185.	030.	00001.

            ns: فاقد اختلاف معنی دار                     *:در سطح 5% تفاوت معنادار است

 

جدول (3) : مقایسه میانگین کارایی مصرف آب در تیمارهای مختلف

تیمار	حجم آب مصرفی (m3)	نیشکرتولیدی (ton/ha)	شکرتولیدی  (ton/ha)	کارایی مصرف نیشکر (kg/m3)	کارایی مصرف شکر (kg/m3)
بدون شیارزنی	17630b	63.75 a	6.795 a	3.615b	3925. b
شیارزنی با عمق cm15	20640 a	64.50 a	6.847 a	3.120a	33.a
شیارزنی با عمق cm35	20840 a	62.75 a	6.882 a	3.007 a	3250. a

اعداد دارای حروف مشترک فاقد اختلاف معنی دار می باشند

 

دقت در جدول (3) مشخص می کند که در تیمارهای شیارزنی با عمق 15 و35 سانتی متر کارایی مصرف آب به ازای شکر تولیدی 12/3 و 007/3 کیلو گرم بر متر مکعب ودر مورد شکر 33/0 و 32/0 کیلو گرم بر متر مکعب می باشد و از این نظر با هم تفاوت معناداری ندارند،اما نسبت به تیمار بدون شیار این تفاوت معنادار می باشد.اگر به جدول (3) مراجعه کنیم می بینیم که تیمارهای فوق از نظر تولید نیشکر و شکر با هم تفاوت معناداری ندارند.آنچه باعث بوجود آمدن تفاوت معنادار در کارایی مصرف آب می گردد،میزان آب مصرفی می باشد. به عبارت دیگر در تیمار بدون شیارزنی با مصرف آب کمتر همان میزان محصول را بدست آورده ایم.در تیمار بدون شیار با مصرف متوسط آب 17630 متر مکعب به ازای هر هکتار در طول فصل در مقابل 20640 و 20838 متر مکعب به ازای هر هکتار در طول فصل برای تیمارهای شیارزنی با عمق 15و 35 سانتی متر توانسته ایم به ترتیب 7/63 ،5/64 و 7/62 تن در هکتار نیشکر بدست آوردیم.  شهنی دشتگل در پایان نامه کارشناسی ارشد(1386) کارایی مصرف آب به ازای نیشکر در تیمارهای آبیاری معمولی،آبیاری یک در میان ثابت و آبیاری یک در میان متغییر به ترتیب 9/3 ،5/5 و 6/6 کیلو گرم بر متر مکعب و برای شکر تولیدی به ترتیب 41/0 ،58/0 و 7/0 کیلو گرم بر متر مکعب برآورد کرد.(3)هواسی پور در کشت و صنعت میرزا کوچک خان (1386)کارایی مصرف آب را برای واریته 614-57 Cp در تیمارهای و آبیاری معمول یک در میان متغییرو یک در میان ثابت به ترتیب 42/0 ،53/0 و 38/0 کیلو گرم شکر بر متر مکعب آب بدست آورد (5).

 

مراجع

1. تابیه زاد، ح. (1384). تأثیر عملیات خاک‌ورزی و فشردگی خاک بروی خصوصیات فیزیکی خاک
2. حیدری، ن.، اسلامی. ا.، قدمی فیروز آبادی، ع.، کانون. ا، اسدی. م. و خواجه عبدالهی، م.، 1385، کارآیی مصرف آب محصولات زراعی مناطق مختلف کشور
   (مناطق کرمان، همدان، مغان، گلستان و خوزستان)، همایش ملی مدیریت شبکه های آبیاری و زهکشی ایران، دانشگاه شهید چمران اهواز، 935-929.
3. شهنی دشتگل،  (1386). ارزیابی راندمان آبیاری در آبیاری یک جویچه در میان نیشکر. پایان نامه کارشناسی ارشد، واحد علوم و تحقیقات اهواز
4. علیزاده، ا.، 1384، رابطه آب و خاک و گیاه ، چاپ پنجم، تجدید نظر، دانشگاه امام رضا(ع)، مشهد، ص382-381.
5. هواسی پور، ا.، اسدالله محسنی و عبدعلی ناصری.، 1385، تأثیر آبیاری جویچه‏ای یک در میان روی عملکرد و کارایی مصرف آب نیشکر در جنوب خوزستان. پایان نامه کارشناسی ارشد، انتشارات دانشگاه بوعلی سینا همدان.

6-M.E. Qureshi, M.K. Wegenter, S.R. Harrison & K.L. Bristo., 2001, "Economic evaluation of alternate irrigation system for sugarcane in the Burdekin delta in north Queensland, Australia, water Resource management edited by Brebbia," C.A., Anagnostopoulos, K.,Katsifarakish, K. and cheng, A.H.D., WIT press,Boston, pp. 47-57.