تعيين زمان آبياري مزارع نيشكر با استفاده از دماسنج مادون قرمز حرارتي و رطوبت خاك ناحيه ريشه

Determination of irrigation time for sugarcane fields using infrared thermometer and soil moisture in root zone

سابقه و هدف: از جمله عوامل مهمي كه باعث كاهش عملكرد گياه نيشكر مي شود، تنش آبي كوتاه مدت وارده به اين گياه در طول فصل رشد و در بازه دو آبياري متوالي مي باشد. هدف اين تحقيق مطالعه و پايش عوامل تعيين كننده وضعيت آبي گياه نيشكر (دماي پوشش گياهي، رطوبت خاك، رطوبت گياه) در زمين هاي تحت كشت اين گياه، بمنظور برنامه ريزي صحيح آبياري و تعيين زمان و ميزان مناسب مصرف آب است. مواد و روش ها: اين تحقيق در سال زراعي 93-94 در اراضي كشت و صنعت نيشكر سلمان فارسي در ماه هاي خرداد تا شهريور بر روي واريته CP69 در سنين مختلف (كشت، بازروئي اول، دوم و سوم) انجام شد. شاخص تنش آبي گياه نيشكر (CWSI) با استفاده از دماسنج مادون قرمز اندازه گيري شد و پس از آن، رابطه بين شاخص تنش آبي گياه نيشكر و درصد رطوبت جرمي خاك در دو عمق (30-0) و (60-30) سانتي متري ، در دو سري اندازه گيري مورد بررسي قرار گرفت. اندازه گيري هاي سري اول به منظور واسنجي و اندازه گيري هاي سري دوم به منظور صحت سنجي رابطه تنش و رطوبت خاك مورد ارزيابي قرار گرفت. يافته ها: در اين تحقيق معادله خط مبناي پايين تنش براي گياه نيشكر با ضريب تبيين 87 درصد بدست آمد. همچنين معادله خط مبناي بالا كه بصورت يك خط افقي است در بازه 3 تا 4 درجه سانتي گراد در نوسان بود. ميزان تنش در روزهاي مختلف دور آبياري محاسبه شد. و نشان داده شد كه مقدار بهينه براي شروع آبياري اين گياه در تمام سنين 0/5 است. نتايج نشان داد كه همبستگي شاخص تنش آبي با رطوبت خاك در عمق 30 و 60 سانتيمتري تفاوت معني داري ندارد. معادله واسنجي شده در سري اول اندازه گيري ها حداقل مجذور مربعات خطاي نزديك به 0/15 را با تنش مشاهداتي نشان داد. كه اين نتيجه حاكي از آن است كه تنها پارامتر متغيير كه دوره رشد گياه است را نمي توان ناديده گرفت. همچنين با افزايش سن گياه همبستگي بين شاخص تنش و رطوبت خاك كاهش يافت. از آنجايي كه همبستگي بين شاخص تنش با رطوبت ناحيه ريشه بسيار قابل قبول نبود، به نظر مي رسد كه علاوه بر تنش آبي، تنش هاي ديگر نظير تنش شوري نيز به گياه با توجه به كيفيت آب آبياري مصرفي وارد مي شود. نتيجه گيري: به طور كلي نتايج نشان داد كه شاخص تنش آبي كه از دماي پوشش گياهي منتج مي شود، شاخص بسيار حساس تر، دقيق تر و سريع تر براي نمايش وضعيت آبي گياه است. براي تعيين زمان آبياري در مزارع كشت و صنعت نيشكر كه تعداد مزارع زياد است روشي كم هزينه تر در مقايسه با اندازهگيري مستقيم رطوبت خاك و رطوبت غلاف برگ مي باشد كه اين روش ها حالا به عنوان روش هاي مرسوم در اين كشت و صنعتها رايج مي باشد. از سوئي با توجه به بالا بودن هدايت الكتريكي آب آبياري، اندازه گيري مستقيم رطوبت خاك نميتواند روشي مناسب براي نشان دادن وضعيت آبي گياه نيشكر باشد. چرا كه در پارهاي از نقاط مشاهده مي شود كه با اين كه رطوبت جرمي خاك بالا مي باشد ولي به علت بالا بودن پتانسيل اسمزي در ناحيه ريشه، عملاً جذب آب توسط گياه صورت نمي گيرد.

Background and objectives: One of the important factors that reduce of sugarcane yield is short-term water stress between irrigation rounds. So that، the goal of this research is monitoring effectiveness parameters that determine water status of plant for irrigation scheduling and detection irrigation time. Materials and methods: This research monitored CWSI at sugarcane fields from May-September 2015 in Salman Farsi agro industry unit. Four different ages of sugarcane fields (plant، Ratoon1، Ratoon2، Ratoon3) at CP69-102 variety were investigated. For detection CWSI، sugarcane canopy temperature using infrared thermometer at three directions was measurement. Second step of this research in places that canopy temperature was measured، the percentage of soil moisture at two depths (0-30 cm & 30-60 cm) were measured and relationship of Soil moisture with CWSI was investigated. Each round، eight fields that have same age and various irrigation days for monitoring has been selected (totally 32 fields). With a round of measurement at different ages to calibration the relationship between soil moisture and CWSI was done. At the second round of measurement validation was conducted. Relationship between soil moisture and CWSI was assessment. Results: Lower baseline equation for CP69-1062 in all of the growth period Tc-Ta =0.14VPD + 2.28 ، with R2=87% was estimated. Also upper baseline equation is horizontal line that vicinity 4°c varied. Results shown with increase of sugarcane age correlation between CWSI and Soil moisture was decreased. In other words، age of sugarcane is effectiveness parameter on absorb water to sugarcane. The results shown that the optimal amount of water stress index in all of sugarcane ages to start of irrigation is 0.5. Calibration equation shown RMSE=0.15 between observation and calculated CWSI. As so correlation between CWSI & soil moisture was low، so that the affection of irrigation water salinity is significant and salinity stress is important. Conclusion: Generally, the results have shown that CWSI calculated from canopy temperature is more sensitive, exactly and faster than another index to show plant water status, so that this method for detection of Irrigation time in agro industry fields that number of fields is large and cheap than other methods are common like, measurement of soil moisture and vegetation water content. In other words, high electrical conductivity of irrigation water are major reason that utilizing method of measurement of soil moisture is unaccepted. Observation showed that in few of points soil moisture was high but because of osmotic potential in root zone the sugarcane canopy displayed water stress.