مدیریت آبیاری ذرت در مراحل مختلف رشد تحت تنش کم آبیاری و شوری در شرایط اقلیمی اهواز

کمبود آب و شوری از مشکلات عمده تولید محصولات زراعی در مناطق خشک و نیمه خشک به شمار می روند. این تحقیق به منظور بررسی اثر کم آبیاری و شوری آب آبیاری در مراحل مختلف رشد ذرت دانه ای بر عملکرد و اجزای عملکرد، بهره وری آب مصرفی، توزیع رطوبت و شوری در پروفیل خاک، تحلیل حساسیت، واسنجی و صحت سنجی مدل swap، ارزیابی شبیه سازی عملکرد ذرت، توزیع رطوبت و شوری با مدل swap در اقلیم شهرستان اهواز انجام شد. مدل آماری به صورت کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی بود که در سه تکرار، سه تیمار آبیاریi1، i2 و i3 به ترتیب معادل 100، 75 و 50 درصد نیاز آبی گیاه، سه تیمار شوری s1، s2 و s3، سه مرحله رشد رویشی (آزمایش یک)، گل دهی (آزمایش دو) و بعد از گل دهی (آزمایش سه) و به صورت سه آزمایش مستقل در مزرعه تحقیقاتی دانشکده مهندسی علوم آب، در سال زراعی 89-1388(کشت بهاره) و90-1389(کشت تابستانه) اجرا شد. تجزیه و تحلیل داده های مربوط به عملکرد و اجزای عملکرد هر دو کشت نشان داد که اثر متقابل تنش کم آبی و شوری در هر سه آزمایش بر صفات مورد مطالعه (تعداد دانه در بلال، وزن 100 دانه، عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیکی و شاخص برداشت) معنی دار نبود، اما با افزایش تنش کم آبی و شوری، میانگین صفات مورد بررسی کاهش یافت. در کشت بهاره، بیشترین عملکرد دانه در تیمارهایi1 وs1 و کمترین آن در تیمارهای i3 و s3 در هر آزمایش به دست آمد و کاهش عملکرد دانه تیمارهای i2 و i3 نسبت به تیمار i1 به ترتیب 8/8، 3/10، 3/16 و 0/20، 0/23، 5/27 درصد به ترتیب در آزمایش های یک، دو و سه بود، همچنین کاهش عملکرد دانه در تیمارهای s2 و s3 نسبت به تیمار s1 به ترتیب14، 6، 7 و 5/20، 5/26، 13 درصد به ترتیب در آزمایش های یک، دو و سه بود. در کشت تابستانه، در مرحله رشد رویشی، بیشترین عملکرد دانه از تیمار i2 حاصل شد اما تفاوت آن با تیمارهای i1 و i3 معنی دار نبود. در مراحل گل دهی و بعد از گل دهی، بیشترین عملکرد دانه مربوط به تیمارi1 بود و عملکرد تیمارهای i2 و i3 نسبت به آن به ترتیب 4/7، 6/12و 16، 16 درصد کاهش یافت. همچنین بیشترین عملکرد دانه از تیمار s1 حاصل شد و عملکرد تیمارهای s2 و s3 نسبت به تیمار s1 به ترتیب 3/11،4/2 ، 4/22 و 6/22، 9/4 ، 9/26 درصد در آزمایش های یک، دو و سه کاهش یافت. در کشت بهاره، مرحله رشد رویشی به تنش شوری و مراحل گل دهی و بعد از آن به تنش کم آبی اما در کشت تابستانه، مرحله گل دهی به تنش کم آبی و مراحل رویشی و بعد از گل دهی به تنش شوری حساس تر بود. افزایش شوری آب آبیاری در هر آزمایش، باعث کاهش نسبی بهره وری آب مصرفی گردید. در کشت بهاره، بیشترین بهره وری آب مصرفی مربوط به تیمار بدون تنش کم آبی (i1) و تنش شوری (s1) و کمترین آن مربوط به تیمار حداکثر تنش کم آبی(i3) و شوری (s3) بود. در کشت تابستانه، بیشترین بهره وری آب مصرفی در آزمایش یک از تیمار i2 و تیمار s1 به دست آمد، در حالی که در آزمایش های دو و سه، بیشترین بهره وری آب مصرفی در تیمارهای i1 و s1 و کمترین آن در تیمارهای حداکثر تنش کم آبی(i3) و شوری (s3) مشاهده شد. بر اساس نتایج کشت تابستانه، صرفه جویی به میزان 25 درصد آب آبیاری در دو آبیاری در مراحل رشد رویشی و بعد از گل دهی، بهره وری آب مصرفی را به ترتیب شش و دو درصد افزایش داد. بررسی توزیع رطوبت و شوری در پروفیل خاک نشان داد که دامنه تغییرات در لایه سطحی خاک بیشتر از عمق بود. با افزایش تنش کم آبی، اختلاف میزان رطوبت خاک با رطوبت اولیه بیشتر شد. با افزایش تنش شوری و کاهش عمق آبیاری، اختلاف میزان شوری عصاره اشباع خاک در سطح خاک بیشتر شد و در نتیجه اختلاف آن با شوری اولیه خاک افزایش یافت. ترتیب افزایش شوری در لایه های مختلف خاک به ترتیب لایه 40-20 سانتی متر، لایه 20-0 سانتی متر و لایه 60-40 سانتی متر بود. نتایج تحلیل حساسیت، واسنجی و صحت سنجی مدل swap نشان داد که خروجی مدل به پارامتر ورودی عمق آب آبیاری حساسیت بالا و به عمق ریشه حساسیت کمی داشت و بین داده های هواشناسی و اقلیمی، حداکثر دما به عنوان حساس ترین پارامتر اقلیمی شناخته شد. پس از واسنجی مدلswap، مقادیر ضریب حساسیت گیاه (ky) برای مراحل زمانی ابتدا، میان فصل و انتهای فصل رشد به ترتیب 30/0، 65/1 و 45/0 به دست آمد. نتایج شبیه سازی عملکرد دانه با مدل واسنجی شده، نشان دهنده همبستگی قابل قبول بین داده های شبیه سازی و اندازه گیری شده بود. با مقایسه مقادیر nrmse و me مشخص شد که مدل در آزمایش دو برآورد بهتری داشت. در هر سه آزمایش، مدل مقادیر عملکرد را بیشتر از مقادیر اندازه گیری شده برآورد نمود و اختلاف بین مقادیر شبیه سازی شده و اندازه گیری شده در آزمایش یک، دو و سه به ترتیب 0/6، 8/1 و 6/6 درصد بود. نتایج شبیه سازی رطوبت در پروفیل خاک با مدل واسنجی شده نشان داد که با اعمال تیمارهای کم آبی و شوری، دقت مدل در پیش بینی رطوبت در مراحل زمانی مختلف کاهش یافت. با افزایش تنش کم آبی و افزایش شوری آب آبیاری، مدل مقادیر رطوبت خاک را کمتر از مقادیر اندازه گیری شده برآورد نمود و روند تغییرات دقت مدل swap در برآورد رطوبت از سطح خاک به سمت عمق، کاهشی بود. نتایج شبیه سازی توزیع شوری در پروفیل خاک با مدل واسنجی شده نشان داد که مدل در بیشتر حالات، به خصوص در تیمارهای شور و تحت تنش کم آبی، مقادیر شوری را کمتر از مقادیر اندازه گیری شده شبیه سازی نمود و در تیمارهای حداکثر تنش کم آبی و شوری (i3 وs3) با افزایش عمق، شوری عصاره اشباع خاک کاهش یافت. اعمال تیمارهای کم آبی و شوری نیز باعث کاهش دقت مدل در برآورد توزیع شوری در پروفیل خاک شد. همچنین در کلیه سطوح آبیاری، با افزایش شوری آب آبیاری، ضریب تعیین بین مقادیر شوری اندازه گیری شده و پیش بینی شده با مدل افزایش یافت و همانند رطوبت، روند تغییرات دقت مدل در برآورد شوری خاک از سطح خاک به عمق کاهشی بود. نتایج تحلیل حساسیت، واسنجی، صحت سنجی و ارزیابی مدل شبیه سازی swap نشان داد که مدل برای برآورد عملکرد ذرت دانه ای و شبیه سازی توزیع رطوبت و شوری در پروفیل خاک در اقلیم اهواز و در شرایط کم آبیاری و شوری مناسب بود.