مقایسه توابع کاهش جذب آب در شرایط تنش آبی، با کاربرد ضرایب ثابت و جداگانه در مراحل رشد ذرت

Abstract

سابقه و هدف:برای کاهش اثرات کمبود آب در بخش کشاورزی نیاز به مدیریت بهینه مصرف آب می‌باشد. لذا برنامه‌ریزی آبیاری باید بر اساس نیاز آبی واقعی در طول دوره رشد گیاه باشد. به‌طوری که حساسیّت مراحل مختلف رشد گیاه در فرآیند جذب آب، درنظر گرفته شود. یکی از روش‌های برنامه‌ریزی آبیاری، کاربرد توابع کاهش جذب آب (α(h)) در شرایط تنش آبی است. در پژوهش‌های گذشته واسنجی و ارزیابی توابع کاهش جذب آب، با ضرایب ثابت در کل دوره رشد گیاه انجام شده است. اما هدف از پژوهش حاضر این است که توابع کاهش جذب آب با کاربرد ضرایب ثابت و جداگانه در مراحل رشد، مقایسه شوند. از این‌رو دقت تخمین داده‌های واقعی ضریب α(h) در طول دوره رشد گیاه بررسی می‌گردد.مواد و روش‌ها: این پژوهش بر روی گیاه ذرت رقم سینگل کراس 704 و در منطقه قزوین انجام شد. از مینی‌لایسیمترهای استوانه‌ای شکل با قطر 40 و ارتفاع 70 سانتی‌متر به‌عنوان بستر کشت استفاده شد. فاکتور اصلی در قالب تخلیه آب خاک در هشت سطح (I1) 45، (I2) 55، (I3) 60، (I4) 65، (I5) 70، (I6) 75، (I7) 80 و (I8) 85 درصد از کل آب دردسترس خاک تعریف شد. فاکتور فرعی نیز به‌صورت حساسیت چهار مرحله اولیه (P1)، توسعه (P2)، میانی (P3) و پایانی (P4) رشد گیاه ذرت به تنش آبی، انتخاب شد. یعنی اثر سطوح مختلف تخلیه آب خاک (تنش آبی) بر میزان جذب آب گیاه، در مراحل رشد ذرت (به‌طور جداگانه) بررسی شد. از این‌رو آزمایش به‌ صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملاً تصادفی، با 32 تیمار و سه تکرار اجرا شد. با استفاده از دستگاه رطوبت‌سنج ساخت شرکت دِلتاتی (ΔT) مدل HH2، مقدار رطوبت روزانه خاک اندازه‌گیری شد. به‌منظور شبیه‌سازی میزان کاهش جذب آب در شرایط تنش آبی، مدل‌های وَن‌گنوختن (1987)، دیرکسِن و همکاران (1988) و مدل همایی و همکاران (2002) به‌کار گرفته شد. برای واسنجی مدل‌ها از داده‌های واقعی α(h) در تیمارهای I1، I3، I5 و I7 استفاده شد. در واسنجی مدل‌ها، یک‌بار ضرایب آن‌ها به‌طور ثابت (در کل دوره رشد) و بار دیگر به‌طور متغیر برای 4 مرحله رشد برآورد شد. ارزیابی مدل‌ها نیز در راستای تخمین مقادیر واقعی α(h) در تیمارهای I2، I4، I6 و I8 انجام شد. برای این کار از آماره‌های CRM، EF، R2، RMSE و ME استفاده شد. یافته‌ها:اثر دو فاکتور کمبود آب خاک و حساسیّت فیزیولوژیکی مراحل رشد گیاه بر میزان جذب آب، در سطح یک درصد معنی‌دار بود. از تیمار I1 الی I8 مقدار جذب آب در کل دوره رشد گیاه، با شیب 4/7 درصد کاهش یافت. اما مقدار جذب آب در مراحل رشد اولیه، توسعه، میانی و پایانی به‌ترتیب 5، 9/6، 9 و 6/4 درصد کاهش پیدا کرد. درنتیجه حساس‌ترین مراحل رشد ذرت (نسبت به تنش آبی)، به‌ترتیب شامل مراحل میانی، توسعه، اولیه و پایانی رشد بود. واسنجی مدل‌ها نشان داد که در یک مدل مشخص، ضرایب تابع در هر یک از مراحل رشد نسبت به کل دوره رشد تفاوت داشت. براساس نتایج، اولویت‌های برتر برای انتخاب مدل‌های بهینه، به حالت کاربرد ضرایب جداگانه در مراحل رشد اختصاص یافت. در بین مدل‌های مختلف، مدل وَن‌گنوختن با شاخص‌های آماری 032/0=CRM، 928/0=EF، 942/0=R2، 057/0=RMSE و 1/0=ME به‌عنوان مدل بهینه تعیین شد.نتیجه‌گیری:نتایج این پژوهش نشان داد که با کاربرد ضرایب متغیر در توابع کاهش جذب آب، دقت مدل‌سازی افزایش می‌یابد. باتوجه به حساسیت متفاوت گیاه در مراحل رشد، تخمین بهتری از میزان واقعی جذب آب در شرایط تنش آبی انجام می‌گیرد. درنتیجه نیاز آبی واقعی گیاه با دقت بیشتری محاسبه می‌شود. هم‌چنین میزان مصرف آب مطابق با نیاز واقعی گیاه درنظر گرفته می‌شود که باعث مدیریت بهتر منابع آبی خواهد بود.

Keywords

• حساسیّت مرحله رشد
• ضریب تنش
• مدل‌سازی
• نیاز آبی