چكيده فارسي :
مقدمه خشكي علت اصلي كاهش عملكرد گياه گندم است. اين واقعيت وجود دارد همواره تقاضاي آب براي محصولات كشاورزي افزايش مي‌يابد و سؤال اساسي آن است كه چگونه مي‌توان توليدات كشاورزي را همراه با استفاده پايدار از منابع آبي و حفاظت از آن افزايش داد (Dugan and Flower, 2006). يك تكنيك براي مديريت كار آمد منابع آب آبياري استفاده از مدل‌هاي جديد در تعيين نياز آبي و زمان‌بندي آبياري در كنار فعاليت‌هايي در راستاي اصلاح گياهان، از مديريت‌هاي كارآمد در زمينه توسعه پايدار منابع آب در كشاورزي مي‌باشد. بر اين اساس مدل هارگرويز ساماني كه از رابطه اصلاح شده فائو بر گرفته شده از جمله مدل‌هايي است كه به طور رضايت‌بخشي براي برآورد پتانسيل تبخير و تعرق در مناطق خشك و نيمه خشك مورد استفاده قرار مي‌گيرد (Hargraves and Samani, 1985). با توجه به اعتبار جهاني مدل هارگريوز و ساماني در ميان ساير مدل‌هاي تخمين نياز آبي، نجفي و طباطبايي (Najafi and Tabatabaei, 2004) با استفاده از معادله اصلاح شده هارگرويوز و ساماني مدل ETHS را براي تخمين تبخير و تعرق ارائه كردند. لذا هدف از اين مطالعه بررسي تأثير تنش خشكي بر عملكرد و اجزاي عملكرد گندم رقم سپاهان با استفاده از مدل ETHS و ارزيابي مدل در تخمين نياز آبي گياه گندم در مقايسه با روش آبياري معمول در شرايط آب و هوايي اصفهان مي‌باشد. مواد و روش‌ها به منظور ارزيابي مدل ETHS جهت تخمين نياز آبي گياه گندم تحت شرايط اصفهان آزمايشي در سال زراعي 9190 در مزرعه تحقيقاتي دانشكده كشاورزي دانشگاه آزاد اسلامي واحد اصفهان در قالب طرح بلوك‌هاي كامل تصادفي با 6 تيمار آبياري و 3 تكرار بر روي گياه گندم رقم سپاهان اجرا شد. شش تيمار آبياري عبارت بودند از آبياري بر اساس تأمين 50 (تنش شديد)، 75(تنش ملايم)، 100 (عدم تنش)، 125 و 150 درصد نياز آبي گياه گندم بر اساس مدل ETHS در طول فصل رشد و آبياري بر اساس 70 ميلي متر تبخير از تشت تبخير كلاس A در طول فصل رشد به عنوان تيمار شاهد در نظر گرفته شد. مدل ETHS از رابطه اصلاح شده سامانيهارگريوز حاصل شده است (Najafi and Tabatabei, 2004). براي تحليل آماري از نرم افزار MSTATC استفاده شد و مقايسه ميانگين صفات مورد بررسي بر اساس آزمون چند دامنه‌اي دانكن در سطح احتمال پنج درصد صورت پذيرفت. يافته‌ها نتايج نشان داد كه اثر تيمار هاي آبياري بر روي تعداد سنبله، تعداد دانه در سنبله، وزن هزار دانه، عملكرد دانه، عملكرد بيولوژيكي، شاخص برداشت، ميزان آب مصرفي، كارايي مصرف آب ماده خشك كل و كارايي مصرف آب دانه معني دار بود. بيشترين تعداد سنبله باور در متر مربع، تعداد دانه در سنبله، وزن هزار دانه، عملكرد دانه و عملكرد بيولوژيكي توسط تيمار آبياري 100 درصد نياز آبي بر اساس مدل ETHS حاصل شد. تيمار شاهد اختلاف معني داري در خصوصيات مورد بررسي با تيمار 100 نياز آبي نشان نداد. تيمار هاي 50 و 75 درصد نياز آبي كمترين تعداد سنبله بارور در متر مربع، تعداد دانه در سنبله، وزن هزار دانه، عملكرد دانه، عملكرد بيولوژيكي را حاصل كردند كه اختلافشان با يكديگر معني دار نبود. بنابراين با كاهش ميزان آب و افزايش شدت تنش خشكي كليه خصوصيات مورد بررسي كاهش يافتند. اين عكس‌العمل توسط ليو و همكاران (Liu et al., 2016) نيز تاييد شده است. بيشترين راندمان مصرف آب براي ماده خشك كل و عملكرد دانه در تيمار آبياري 50 درصد نياز آبي حاصل شد كه اختلاف آن با تيمار شاهد معني دار بود. با افزايش مقدار آب آبياري كارايي مصرف آب براي عملكرد دانه به طور معني داري كاهش يافت. كمترين كارايي مصرف آب ماده خشك كل و عملكرد دانه در تيمار آبياري 150 درصد نياز آبي حاصل شد. نتيجه گيري تيمار آبياري بر اساس 100 درصد نياز آبي طبق مدل ETHSدر طول فصل رشد به طور نسبي بيشترين، تعداد سنبله بارور، تعداد دانه در سنبله و وزن هزار دانه را دارا بود كه در نهايت منجر به توليد بالاترين ميزان عملكرد دانه و شاخص برداشت شد و در صورت اعمال تنش خشكي بهترين نتيجه در تيمار آبياري در 75 درصد نياز آبي بر اساس مدل ETHS حاصل شد، زيرا به نسبت كاهش آب مصرفي از عملكرد بهتري نسبت به ساير تيمارها برخوردار بود. تيمار 100 درصد نياز آبي در مقايسه با تيمار شاهد از كارايي مصرف آب مطلوب‌تري برخور دار بود. لذا بر اساس نتايج بدست آمده از مطالعه حاضر به نظر مي‌رسد كه مدل ETHSمي‌تواند از طريق برآورد پتانسيل تبخير و تعرق نياز آبي گياه را با دقت بالايي تخمين زده و براي مناطق خشك و نيمه خشك ايران كه آب عامل محدود كننده به حساب مي‌آيد كارايي خوبي داشته باشد.
چكيده لاتين :
Introduction Drought is the main cause of wheat yield loss. This fact accompanied with the increased water demand raises the essential question that how the increasing agricultural production can be maintained along with sustained utilization of water resources (Dugan and Flower, 2006). A technique for efficient management of irrigation water is to use new models for determining water demand and scheduling irrigation along with decreasing the susceptibility of wheat to water deficiency and improving their tolerance to drought by breeding. Accordingly, modified HargravesSamani equation is more precise than FAO equation for arid and semiarid regions of Iran (Hargraves and Samani, 1985). Furthermore, given the global validity of HargravesSamani model among other models, it can evaluate ET0 more precisely in arid and semiarid regions. Najafi and Tabatabaei (2004) used the following modified HargravesSamani equation in ETHS model for evaluating evapotranspiration. The objectives of the current study were to determine sound management of water use during sensitive growth stages of wheat and to minimize water use per wheat grain yield and dry matter production. Materials and methods In order to evaluate ETHS model in determining wheat crop water demand in Isfahan, an experiment was conducted at research field of Department of Agriculture, Khorasgan Branch, Islamic Azad University, Isfahan, Iran in 2012. The study was based on a Randomized Complete Block Design with three replications and six treatments. The irrigation treatments included irrigation to supply 50, 75, 100, 125 and 150% of crop water demand on the basis of ETHS model during growing season and control (conventional irrigation) which was irrigation on the basis of 70 mm evaporation from Class A evaporation pan during growing season. The parameters of ETHS model used in the current study included altitude from sea level, latitude, actual sunny hours and mean wind speed. The coefficients of the equation of the model were determined and it was calibrated for Khatounabad Region of Isfahan. Accordingly, modified HargravesSamani equation is more precise than FAO equation for arid and semiarid regions of Iran (Hargraves and Samani, 1985). Furthermore, given the global validity of HargravesSamani model among other models, it can evaluate ET0 more precisely in arid and semiarid regions. Najafi and Tabatabaei (2004) used the following modified HargravesSamani equation in ETHS model for evaluating evapotranspiration: ET(ij)= α j (T max j – T min j) [(T max j + T min j)/2 + 17.8] where, ET is crop evapotranspiration, α is calibration coefficient (which depends on regional climate and soil conditions) and Tmax and Tmin are daily maximum and minimum temperature. After calibration for a certain region, ETHS model needs a few simple climatic variables, i.e. minimum and maximum daily temperatures, which are readilyavailable to farmers. In addition, in their studies on tomato and eggplant, Najafi and Tabatabaei (2007) concluded that ETHS model is quite useful for estimating water demand and for scheduling irrigation. Since sound determination of wheat water demand is very important in planning irrigation management, wheat vapotranspiration models need to be evaluated and if water use is accurately managed, especially during sensitive growth stages, WUE will be improved. The data were statistically analyzed by software MSTATC and the means were compared by Duncan test at 5% probability level. Results and discussion The results showed that irrigation treatment had significant effects on, number of spikes, number of seeds in spike, thousand seed weight, grain yield, biological yield, harvest index, water used, water use efficiency based on total dry matter and grain yield. The highest number of spikes, number of seeds in spike, thousand seed weight, grain yield and biological yield was produced by plants irrigated to supply 100% of their water demand. As the water demand percentage were increased, these characteristic. Control treatment did not show significant difference with the treatments of irrigation to supply 100% of crop water demand. Treatments of irrigation to supply 50 and 75% of crop water demand which had the lowest number of spikes, number of seeds in spike, thousand seed weight, grain yield, biological yield did not show significant difference with each other. Therefore, lowirrigation (water stress) resulted in significant loss of these characteristic in both treatments. This response has been confirmed by Liu et al., (2016) .The highest WUE for total dry matter and grain yield were obtained from the treatment of irrigation to supply 50% of crop water demand. It exhibited statistically significant difference with all treatments except control. As the amount of irrigation water was increased, WUE for grain yield significantly decreased. It shows that the increase in grain yield was not able to compensate in increase in the amount of applied water. The lowest WUE for total dry matter and grain yield were obtained from the treatment of irrigation to supply 150% of crop water demand. Conclusions On the basis of ANOVA results, irrigation treatment had significant effects on all measured treatments. The highest the number of fertile spike, the number of grain in the spike and 1000 grain weight which was lead to production of the functional rate of seeds and harvest index in comparison with irrigation treatments. Therefore in similar condition with this study, the most suitable irrigation treatment according to the ETHS model during the growth season is 100% treatment of water requirement.
