
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 622 |
تعداد مقالات | 6,489 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,607,815 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,199,707 |
ارزیابی چرخه حیات ردپای اکولوژیک آب در تولید گندم تحت اثر رژیمهای آبیاری با کاربرد نانوسیلیس و نانوکلات پتاسیم در منطقه بوشهر | ||
مجله تولید گیاهان زراعی | ||
مقاله 6، دوره 11، شماره 4، اسفند 1397، صفحه 71-88 اصل مقاله (376.02 K) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/ejcp.2019.15473.2154 | ||
نویسندگان | ||
محبوبه ابراهیمی* 1؛ سلمان دستان2؛ رضا یدی3 | ||
1مدیرگروه کشاورزی پیام نور استان بوشهر | ||
2پژوهشگر پسادکتری، پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی ایران، کرج | ||
3عضو هیأت علمی، بخش علوم کشاورزی، دانشگاه پیامنور، تهران، ایران | ||
چکیده | ||
سابقه و هدف: بر اساس مطالعههای انجام شده از جمله راهکارهای اساسی برای حل مشکل کمآبی مصرف کودهای سیلیس و پتاسیم است که میتواند برای افزایش تحمل گیاهان به تنشهای زنده و غیرزنده بسیار سودمند باشد. در بسیاری از پژوهشها گزارش شده است که مصرف سیلیس و پتاسیم به دلیل ایجاد مقاومت مکانیکی حالت عمودی را به برگ و ساقه میدهد که خود باعث افزایش نفوذ نور به درون تاجپوشش گیاهان میشود که گیاه میتواند میزان فتوسنتز بیشتری را انجام دهد. بنابراین، این پژوهش با هدف ارزیابی چرخه حیات ردپای اکولوژیک آب تولید گندم تحت اثر رژیمهای آبیاری با کاربرد نانوکود سیلیس و نانوکلات پتاسیم انجام شد. مواد و روشها: آزمایش بهصورت کرتهای خرد شده در قالب طرح پایه بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی واقع در بوشهر در سال زراعی 96-1395 اجرا شد. دور آبیاری در چهار سطح شامل: 1- فاصله آبیاری دو روز یکبار (بدون تنش)، 2- فاصله آبیاری چهار روز یکبار، 3- فاصله آبیاری شش روز یکبار، و 4- فاصله آبیاری هشت روز یکبار بهعنوان عامل اصلی و محلولپاشی کودهای نانوسیلیس و نانوکلات پتاسیم و عدم مصرف آنها (شاهد) بهعنوان عامل فرعی در نظر گرفته شدند. محلولپاشی نانوسیلیس با غلظت 20 قسمت در میلیون در مراحل اواسط پنجهزنی، اواخر پنجهزنی و بعد از خروج کامل سنبله صورت گرفت. محلولپاشی نانوکلات پتاسیم نیز در دو مرحله اواسط پنجهزنی و ظهور سنبله به مقدار دو در هزار انجام شد. نتایج: یافتههای پژوهش نشان داد که با تأخیر فاصله آبیاری از دو روز به هشت روز یکبار درصد پتاسیم و پروتئین دانه به طور معنیداری کاهش یافت. بیشترین عملکرد دانه (3572 کیلوگرم در هکتار) برای فاصله آبیاری دو و چهار روز یکبار با مصرف نانوکلات پتاسیم بهدست آمد که بهدلیل افزایش طول سنبله، تعداد دانه در بوته و تعداد دانه در سنبله بود. عملکرد دانه با مصرف نانوسیلیس برای فواصل آبیاری دو و چهار روز یکبار نیز در رتبههای بعدی قرار گرفت. با تأخیر در آبیاری از دو روز به هشت روز یکبار میزان آب مصرف شده معادل 35/7 درصد کاهش یافت. بالاترین کارایی مصرف آب (12/2 کیلوگرم بر متر مکعب) برای فاصله آبیاری دو روز یکبار بهدست آمد. در هر چهار رژیم آبیاری بیشترین بهرهوری آب با مصرف نانوسیلیس و نانوکلات پتاسیم بهدست آمد که اثرات مثبت نانوکلات پتاسیم بیشتر بود. انتشار دیاکسید کربن در فاصله آبیاری دو روز یکبار معادل 47/5 درصد در مقایسه با فاصله آبیاری هشت روز یکبار کاهش ولی شاخص اشغال زمین معادل 2/7 درصد افزایش یافت. با افزایش فواصل آبیاری از دو روز به هشت روز یکبار مقادیر شاخصهای کیفیت بومنظام، تخلیه منابع، کمبود منابع آب و شاخص کمبود آب کشاورزی بهترتیب برابر 21/8، 8، 89/10 و 29/9، 91/9 درصد کاهش نشان داد. با مصرف نانوسیلیس و نانوکلات پتاسیم شاخصهای تخلیه منابع، کمبود منابع آب کشاورزی، شاخص تخلیه آب و شاخص کمبود آب کمتر از تیمار عدم مصرف نانوذرات بود. شاخص تخلیه آب معادل 28/7 و 24/8 درصد و شاخص کمبود آب معادل 70/9 و 57/8 درصد با مصرف نانوسیلیس و نانوکلات پتاسیم در مقایسه با تیمار عدم مصرف کاهش یافت. نتیجهگیری: طبق یافتهها، بهترین رژیم آبیاری از نظر بهبود عملکرد کمی و کیفی، افزایش کارایی و بهرهوری آب و همچنین کاهش ردپای اکولوژیک آب فواصل آبیاری دو و چهار روز یکبار بود که در یک سطح آماری قرار گرفتند. در هر چهار رژیم آبیاری با مصرف نانوکلات پتاسیم و نانوسیلیس عملکرد کمی و کیفی گندم افزایش و نیاز آبی گیاه کاهش یافت. بنابراین، مصرف نانوکلات پتاسیم و نانوسیلیس منجر به افزایش بهرهوری آب و عملکرد کمی و کیفی و تحمل گیاه گندم به تنش کمآبی شد. | ||
کلیدواژهها | ||
اشغال زمین؛ انتشار دیاکسید کربن؛ بهرهوری آب؛ کیفیت بومنظام؛ تخلیه منابع | ||
مراجع | ||
1. Alcamo, J., Henrichs, T., and Rosch, T. 2000. World Water in 2025: Global Modeling and Scenario Analysis for the World Commission on Water for the 21th Century, Center for Environmental Systems Research, Report A0002. University of Kassel. Germany, P, 49. 2. Arabi Yazdi, A., Nik Nia, N., Majidi, N., and Emami, H. 2015. Water security assessment in arid climates based on water footprint concept (case study: South Khorasan province). Iran. J. Irrig. Drain., 4(8): 735-746. (In Persian) 3. Bauder, J. 2003. Wheat production. Montana State University. Water Quality and Irrigation Management web site. 4. Bocharnikova, E.A., and Benes, S. 2011. Effect of Si on barley and corn under simulated drought condition. International Conference on Silicon in Agriculture September 13-18, Beijing, China. 5. Boumann, B.A.M., and Toung, T.P. 2002. Field water management to save water increase its productivity in irrigated lowland rice. Agric. Water Manage., 49: 11-30. 6. Brentrup, F., Kusters, J., Kuhlmann, H., and Lammel, J. 2004a. Environmental impact assessment of agricultural production systems using the life cycle assessment methodology: I. Theoretical concept of a LCA method tailored to crop production. Eur. J. Agro., 20(3): 247-264. 7. Brentrup, F., Kusters, J., Lammel, J., Barraclough, P., and Kuhlmann, H. 2004b. Environmental impact assessment of agricultural production systems using the life cycle assessment (LCA) methodology: II. The application to N fertilizer use in winter wheat production systems. Eur. J. Agron., 20 (3): 265-279. 8. Chapagain, A.K., Hoekstra, A.Y., Savenije, H.H.G., and Gautam, R. 2006. The water footprint of cotton consumption: An assessment of the impact of worldwide consumption of cotton products on the water resources in the cotton producing countries. Ecol. Econ., 60: 186-203. 9. Collins, R.P., Harris, P.J.C., Bateman, M.J., and Henderson, J. 2008. Effect of calcium and potassium nutrition on yield, ion content, and salt tolerance of Brassica campestris (rapa). J. Plant Nut., 31: 1461- 1481. 10. Cook, S., Gichuki, F., and Turral, H. 2006. Agricultural water productivity: Issues, concepts and approaches, Basin Focal Project Working Paper. Chal. Prog. Water Food, 1: 19. 11. Cremona, M.V., Stutzel, H., and Kage, H. 2004. Irrigation scheduling of kohlrabi (Brassica oleracea var. gongylodes) using crop water stress index. Hort. Sci., 39(2): 276-279. 12. Dastan S., Soltani, A., Noormohamadi, Gh., and Madani, H. 2015a. CO2 emission and global warming potential (GWP) of energy consumption in paddy field production systems. J. Agroecol., 6(4), 823-835. (In Persian) 13. Dastan, S., Ghareyazie, B., Soltani, A., and Jafari Kelarijani, S.M. 2016. Life cycle assessment of water using of improved and traditional cultivars of rice according to water footprint estimation in conventional, intensive and conservation systems. 2nd International and 14th National Iranian Crop Science Congress. University of Guilan, Rastht, Iran. Aug. 30-Sep. 1. (In Persian) 14. Dastan, S., Noormohamadi, Gh., Madani, H., and Soltani, A. 2015b. Analysis of energy indices in rice production systems in Neka region. J. Environ. Sci., 13(1), 53-66. (In Persian) 15. Dobermann, A., and Fairhust, T. 2000. Rice. Nutrient disorders and nutrient management. Handbook Series, Potash & Phosphate Institute (PPI), Potash and Phosphate Institute of Canada (PPIC) and International Rice Research Institute (IRRI), 191 p. 16. Dobermann, A.C., Witt, D., Dawe, S., Adulrachman, H.C., Gines, R., Agarajan, S., Satawa Thananont, S., Son, T.T., Tan, P.S., Wang, G.H., Chien, N.V., Thoa, V.T.K., Phung, C.V., Stalin, P., Muthukrishnan, P., Rani, V., Babu, M., Chatuorn, S., Sook Thongsa, L., Sun, Q., Fu, R., Simbahun, J.C., and Adviento, M.A.A. 2002. Site-specific nutrient management for intensive rice cropping system in Asia. Field Crops Res., 74: 37- 66. 17. Du, Y.H., Zhuang, Z.J., Zhang, C.Y., Xu, Z.W., and Chen, H.Y. 2011. A novel silicate-dissolving bacteria strain: Silicatereleasing capacity in soil and its agronomic implications in rice. International Conference on Silicon in Agriculture September 13-18, Beijing, China. 18. Fallah, A., Visperas, R.M., and Alejar, A.A. 2004. The interactive effect of silicon and nitrogen on growth and spikelet filling in rice (Oryza sativa L.). PHL. Agric. Sci., 87: 174-176. 19. Finger, R. 2013. More than the mean- a note on heterogeneity aspects in the assessment of water footprints. Ecolo. Indic., 29: 145-147. 20. Ghamarni, H., Farmanifard, M., and Sasani, S.H. 2012. The effects of supplementary irrigation on yield and water use efficiency of three new wheat (Triticum aestivum L.) cultivars. Water. Irrig. Manage., 2(2): 69-83. (In Persian) 21. Gheewala, S. H., Nilsalab, T., Mungkung, P., Perret, R., and Chaiyawannakarn, S.R. 2014. Water, 6, 1698-1718; doi:10.3390/w6061698. 22. Greger, M., Landberg, T., Vaculik, M., and Lux, A. 2011. Silicon influences nutrient status in plants. International Conference on silicon in Agriculture. Beijing, China September, 13(18): 56-57. 23. Hoekstra, A.Y., and Chapagain, A.K. 2007. Water footprint of nations: water use by people as a function of their consumption pattern. Water Resour. Manage., 21(1): 35-48. 24. Iriarte, A., Rieradevall, J., and Gabarrell, H. 2010. Life cycle assessment of sunflower and rapeseed as energy crops under Chilean condition. J. Clean. Prod., 18: 336-345. 25. Jafarzade, R., Jami Moeini, M., and Hokmabadi, M. 2013. Response of yield and yield components in wheat to soil and foliar application of nano-potassium fertilizer. Crop Manage. Res., 5(2): 189- 197. (In Persian) 26. Jahanbin, Sh., Vafapour, M., Yadavi, A., and Behzadi, B. 2015. Assessment of growth and some characteristics of wheat cultivar of Alvand under deficit irrigation and foliar application of potassium dehydrogenate phosphate. J. Agric. Sci. Sustain. Prod., 25(3): 103-118. (In Persian) 27. Karimi, A., Meskarbashee, M., Nabipour, M., and Broomandnasab. S. 2011. The study of some quantity and quality characteristics of two wheat cultivars under different planting method and irrigation levels conditions. J. Agric. Sci. Sustain. Prod., 21(4): 95-104. (In Persian) 28. Karmollachaab, A., Bakhshandeh, A., Gharineh, M.H., Moradi Telavat, M.R., Fathi, G. 2015. Effect of silicon application on morpho-physiological characteristics, grain yield and nutrient content of bread wheat under water stress conditions. J. Crop Prod. Process., 4 (14):133-145. (In Persian) 29. Khoramivafa, M., Nouri, M., Mondani, F., and Veisi, H. 2017. Evaluation of virtual water, water productivity and ecological footprint in wheat and maize farms in west of Iran: A case study of Kouzaran region, Kermanshah Province. J. Water. Sustain. Dev., 3(2): 19-56. (In Persian) 30. Larki, S., Rahnama., and Aynehband, A. 2015. Effect of application of potassium fertilizers on physiological traits and cadmium accumulation in grain of two durum wheat (Triticum turgidum ssp. durum (Desf.) Husn.) Cultivars. Iran. J. Crop Sci., 17(3): 223 -235. (In Persian) 31. Liang, Y., Sun, W., and Zhu, Y.G. 2007. Mechanisms of silicon-mediated alleviation of abiotic stresses in higher plants: A review. Environ. Pollut., 147: 422-428. 32. Liang, Y.C. 2008. Effect of Si on growth and tolerance to stressful environments and plant diseases in higher plants including protein and oil bearing crops. Silicon in Agriculture Conference. Wild Coast Sun, South Africa, 26-31 October. 33. Ma, J.F., and Yamaji, N. 2006. Silicon uptake and accumulation in higher plants. Trends Plant Sci., 11: 392-397. 34. Maghsoudi, K., and Emamm, Y. 2016. Response of bread wheat cultivars to foliar application of silicon under post anthesis drought stress conditions. J. Crop Prod. Process, 6 (19):1-13. (In Persian) 35. Marschner, H. 2012. Marschners’s mineral nutrition of higher plants. Academic, Londen. 36. Martre, P., Porter, J.R., Jamieson, P.D., and Triboi, E. 2003. Modeling grain nitrogen accumulation and protein composition to understand the sink/source regulations of nitrogen remobilization for wheat. Plant Physiol., 133: 1959-1967. 37. Mc Ginely, S. 2002. Irrigation efficiency for durum wheat. Agricultural experiment station research report. The University of Arizona College of Agricultural and Life Science. pp: 8-9. 38. Mekonnen, M.M., Hoekstra, A.R. 2010. The green, blue and grey footprint of crops and derived crop products, Volume 1: Main report, Value of Water Research Report Series No.47. 39. Montajabi, N. 2009. Effect of four irrigation management on yield and water use efficiency of wheat in Golpayegan. Second conference of drought impact and its managerial solutions. http://www.jkmt.ir/images/sub/Maghale/h khEsf/Dem2-08-119.pdf. (In Persian) 40. Motomura, H., Mita, N., and Suzuki, M. 2002. Silica accumulation in long-lived leaves of Sasaveitchii. Ann. Bot., 90: 149- 152. 41. Nolla, A., Faria, R.J., Korndorfer, G.H., and Silva, T.R.B. 2012. Effect of Slicon on drught tolerance of upland rice. J. Agric. Environ., (1): 269-267. 42. Onnabi Milani, A., and Zamani, S. 2014. Effect of irrigation scheduling methods on crop yield and water use efficiency of wheat (Triticum aestivum). Water Res. Agric., 28(3): 459-502. 43. Oweis, T., Hachum, A., and Kijne, J. 1999. Water harvesting and supplemental irrigation for improved water use efficiency in dry areas. SWIM. Paper No. 7. 44. Rebitzer, G., Ekvall, T., Frischknecht, R., Hunkeler, D., Norris, G., Rydberg, T., Schmidt, W., Suh, S., Weidema, B.P. and Pennington, D.W. 2004. Life cycle assessment. Part 1: Framework, goal and scope definition, inventory analysis, and applications. Environ. Int., 30: 701-720. 45. Roy, P., Nei, D., Orikasa, T., Xu, Q., Okadome, H., Nakamura, N., and Shiina, T. 2009. A review of life cycle assessment (LCA) on some food products. J. Food Eng., 90: 1-10. 46. Salari, S., Karandish, F., and Darzi Naftchal, A. 2014. Spatial and temporal analyses of the wheat virtual water variations in Sistan and Blouchestan province. Iran. Irrig. Water Eng., 5(18): 81-94. (In Persian) 47. Samonte, S.O., Wilson, L.T., Medley, J.C., Pinson, S.R.M., McClung, A.M., and Lales, J.S. 2006. Nitrogen utilization efficiency: Relationships with grain yield, grain protein, and yield-related traits in rice. Agron. J., 98: 168-176. 48. Sara, T.A., and Raheem, H. 2011. Influence of exogenous silicon on germination indices of wheat (Triticum aestivum L.) under drought stress. International Conference on Silicon in Agriculture September 13-18, Beijing, China. 49. SimaPro. 2011. Software and database Mmanual. Pré Consultants BV, Amersfoort, the Netherlands. 50. Singh, S., and Jain, M.C. 2000. Growth and yield response of traditional tall and improved semi-tall rice cultivars to moderate and high nitrogen, phosphorus levels. India. J. Plant Physiol., 5: 38-46. 51. Smakthin, V., Revenga, C., and Doll, P. 2004. Taking into account environmental water requirements in Gglobal-scale water resources assessments. Comprehensive assessment of water management in agriculture, research report 2, IWMI, Colombo, Sri Lanka. 52. Sun, H.Y, Liu, C.M., Zhang, X.Y., Shen, Y.J., and Zhang, Y.Q. 2006. Effects of irrigation on water balance, yield and WUE of winter wheat in the North China Plain. Agr. Water Man., 85: 211-218. 53. Tanaka, A., and Park, Y.D. 1996. Significant of the absorption and distribution of silica in the growth of rice plants. Soil Sci. Plant Nutr., 12: 25-28. 54. Wang, D.J., and Du, F.B. 2011. Agronomic effects of silicon-potash fertilizer in wheat/maize and wheat/ soybean rotation system during 2008- 2010. Proceedings of the 5th International Conference on Silicon in Agriculture. Beijing, China. 13-18 September 2011. 55. Wang, M., Wu, W, Liu, W., and Bao, Y. 2009. Life cycle assessment of the winter wheat-summer maize production system on the North China Plain. Int. J. Sustain. Dev. World Ecol., 14(4), 400-407. 56. Wang, M., Xia, X., Zhang, Q., and Liu, J. 2010. Life cycle assessment of a rice production system in Taihu region, China. Int. J. Sustain. Dev. World Ecol., 17(2): 157-161. 57. Yang, H., Reichert, P., Abbaspour, K., and Zehnder, A.J.B. 2003. A water resources threshold and its implications for food security. Environ. Sci. Technol., 37: 3048-3054. 58. Yimamu, F. 2008. Silicon status and its relationship with major physic-chemical properties of soils in the northern highlands of Ethiopia. Proceedings of the 4th International Conference on Silicon in Agriculture. South Africa, 26-31 October 2008. 59. Zhang, X.Y., Chen, S.Y., Liu, M.Y., and Sun, H.Y. 2005. Improved water use efficiency associated with cultivars and agronomic management in the North China Plain. Agron. J., 97: 783-790. 60. Zhang, X.Y., Pei, D., Sun, H.Y., and Yang, Y.H. 2006. Performance of doublecropped winter wheat–summer maize under minimum irrigation in the north China Plain. Agron. J., 98: 1620-1626. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,885 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 367 |