زراعت و فناوری زعفران

با همکاری انجمن علمی گیاهان دارویی ایران

شماره جاری

بر اساس شماره‌های نشریه

بر اساس نویسندگان

بر اساس موضوعات

نمایه نویسندگان

نمایه کلیدواژه ها

درباره نشریه

اهداف و چشم انداز

اعضای هیات تحریریه

اصول اخلاقی انتشار مقاله

بانک ها و نمایه نامه ها

پیوندهای مفید

پرسش‌های متداول

فرایند پذیرش مقالات

اطلاعات آماری نشریه

اخبار و اعلانات

فرم های نشریه

راهنمای نویسندگان

بهبود برنامه‌ریزی آبیاری زعفران با استفاده از اندازه‌گیری‏‌های میدانی و مدل سازی گیاهی

نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد علوم و مهندسی آب-آبیاری و زهکشی، گروه علوم و مهندسی آب دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد، ایران

2 دانشیار، گروه علوم و مهندسی آب دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد، ایران

3 پژوهشگر پسادکتری علوم و مهندسی آب-آبیاری و زهکشی، گروه علوم و مهندسی آب دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد، ایران

4 استاد، گروه اگروتکنولوژی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد، ایران

چکیده

زعفران یکی از ارزشمندترین ادویه‌های جهان به شمار می‌آید و باتوجه به ارزش اقتصادی بالا و نیاز آبی پایین، کشت آن در شرق ایران از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در این پژوهش که در سال زراعی 1401-1400در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه فردوسی مشهد صورت گرفت، مدل اکواکراپ جهت شبیه‌سازی عملکرد گیاه زعفران با استفاده از اندازه‌گیری‌های میدانی واسنجی و صحت‌سنجی شد. بدین منظور رطوبت خاک، زیست‌توده و سطح سایه‌انداز گیاه با تفکیک زمانی نسبتا بالا در طول فصل رشد اندازه‌گیری گردید. مقدار ضریب همبستگی پیرسون، میانگین ریشه مربعات خطا، شاخص توافق ویلموت و ضریب کارایی نش - ساتکلیف برای شبیه‌سازی رطوبت به ترتیب 87/0، 8/7 میلی‌متر،92/0 و 62/0 ، برای زیست‌توده گیاه 99/0، 3/0 تن برهکتار، 99/0 و 98/0 و همچنین برای سطح سایه‌انداز گیاه 98/0 ،5 درصد، 98/0 و 93/0 به دست آمد. بازه‌های حساس گیاه زعفران از طریق بررسی تغییرات وزن بنه دختری ، زیست‌توده و بهره‌وری آب در طول مراحل مختلف رشد نسبت به تنش آبی تعیین و یک سناریوی اصلاح‌شده جهت بهبود وضعیت آبیاری مزرعه پیشنهاد گردید. با اعمال این سناریو و اجرای مدل، مقدار وزن بنه دختری از 550/5 به 693/7 تن بر هکتار و زیست توده از 204/7 به 395/9 تن بر هکتار افزایش یافت. مقدار بهره‌وری آب نیز از 50/3 به 69/3 کیلوگرم بر مترمکعب رسید و 85 میلی‌متر آب صرفه‌جویی شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Improving saffron irrigation scheduling using field measurements and plant modeling

نویسندگان [English]

  • Amir Akbari 1
  • Alinaghi Ziaei 2
  • Seyed Mohammadreza Naghedifar 3
  • Parviz Rezvani Moghaddam 4
  • Mahdi Gholami Sharafkhane 1

1 MSc. Student of Water Engineering – Irrigarion and Drainage, Department of Water Science and Engineering, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad(FUM), Mashhad, Iran.

2 Associate Prof, Department of Water Science and Engineering, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad(FUM), Mashhad, Iran.

3 Department of Water Science and Engineering, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad(FUM), Mashhad, Iran.

4 Professor, Department of Agrotechnology, College of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad

چکیده [English]

Saffron is one of the most valuable spices in the world and due to its high economic value and low water requirement, it is widely cultivated in eastern Iran. In this research, which took place in the research farm of the Ferdowsi University of Mashhad, Iran, in 2021-2022, the AquaCrop model to simulate the yield of the saffron plant was calibrated and validated using field measurements. Therefore, soil moisture, biomass, and plant canopy cover area were measured with a relatively high time resolution during the growing season. Pearson's correlation coefficient, root mean square, error, index of agreement and Nash–Sutcliffe index for moisture simulation were 0.87, 7.8 mm, 0.92 and 0.62 respectively, plant biomass was 0.99, 0.3 t.ha-1, 0.99, 0.98 and also 0.98 , 5%, 0.98 and 0.93 were obtained for canopy cover . The sensitive stages of the saffron plant were determined by examining the changes in daughter corms weight, biomass, and water productivity during different stages of growth in response to water stress, and a revised scenario was proposed to improve field irrigation. By applying this scenario and running the model, the amount of daughter corms weight production increased from 5.550 to 7.693 t.ha-1 and biomass from 7.204 to 9.395 t.ha-1. The water productivity value also increased from 3.50 to 3.69 kg.m-3 and 85 mm was saved in water consumption.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Aqua crop
  • Moisture
  • Biomass
  • Canopy cover
مراجع
Azizi-Zohan, A.A., Kamgar-Haghighi, A.A., and Sepaskhah, A.R. 2009. Saffron (Crocus sativus L.) production as influenced by rainfall, irrigation method, and intervals. Archives of Agronomy and Soil Science 55 (5): 547-555. https://doi.org/10.1080/03650340802585205.
Dastranj, M., and Sepaskhah, A.R. 2019. Saffron response to irrigation regime, salinity, and planting method. Scientia Horticulturae 251: 215-224. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2019.03.027.
Ebrahimipak, N., Ahmadee, M., Egdernezhad, A., and Khashei Suiki, A. 2018. Evaluation of AquaCrop to simulate saffron (Crocus sativus L.) yield under different water management scenarios and zeolite amounts. Journal of Water and Soil Resources Conservation 8 (1): 117-132. (In Persian). https://doi.org/10.22059/ijswr.2018.236158.667708.
Hosseinzadeh, M., Samadi Foroushani, M., and Sadraei, R. 2022. Dynamic performance development of entrepreneurial ecosystem in the agricultural sector. British Food Journal 124 (7): 2361-2395. https://doi.org/10.1108/BFJ-08-2021-0909.
Raes, D., Steduto, P., Hsiao, T.C., and Fereres, E. 2009. AquaCrop—the FAO crop model to simulate yield response to water: II. Main algorithms and software description. Agronomy Journal 101 (3): 438-447. https://doi.org/10.2134/agronj2008.0140s.
Koocheki, A., Ebrahimian, E., and Seyyedi, S.M. 2016. How irrigation rounds and mother corm size control saffron yield, quality, daughter corms behavior and phosphorus uptake. Scientia Horticulturae 213: 132-143. http://dx.doi.org/10.1016/j.scienta.2016.10.028.
Koocheki, A., Seyyedi, S.M., and Eyni, M.J. 2014. Irrigation levels and dense planting affect flower yield and phosphorus concentration of saffron corms under semi-arid region of Mashhad, Northeast Iran. Scientia Horticulturae 180: 147-155. http://dx.doi.org/10.1016/j.scienta.2014.10.031.
Kour, K., Gupta, D., Gupta, K., Dhiman, G., Juneja, S., Viriyasitavat, W., and Islam, M.A. 2022. Smart-hydroponic-based framework for saffron cultivation: a precision smart agriculture perspective. Sustainability 14 (3): 1120. https://doi.org/10.3390/su14031120.
Laureti, T., Benedetti, I., and Branca, G. 2021. Water use efficiency and public goods conservation: A spatial stochastic frontier model applied to irrigation in Southern Italy. Socio-Economic Planning Sciences 73: 100856. http://dx.doi.org/10.1016/j.seps.2020.100856.
Mansour, H.A., El-Hady, M.A., Eldardiry, E.I., and Saad, S.S. 2020. Using aquacrop model to evaluate the effect of pulse drip irrigation techniques and water stress on maize water productivity. Plant Archives 20 (1): 3232-3242.
Mirsafi, Z.S., Sepaskhah, A.R., Ahmadi, S.H., and Kamgar-Haghighi, A.A. 2016. Assessment of AquaCrop model for simulating growth and yield of saffron (Crocus sativus L.). Scientia Horticulturae 211: 343-351. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2016.09.020.
Mosafery Zyaaldiny, H., Alizadeh, A., and Rezvani Moghaddam, P. 2020. Effect of irrigation regimes on crop water use efficiency of saffron (Case study Bakharz region of Khorasan Razavi, Iran). M.Sc. Thesis, Ferdowsi University of Mashhad, Iran. (In Persian with English Summary).
Nassiri-Mahallati, M., and Jahan, M. 2020. Using the AquaCrop model to simulate sesame performance in response to superabsorbent polymer and humic acid application under limited irrigation conditions. International Journal of Biometeorology 64(12): 2105-2117. http://dx.doi.org/10.1007/s00484-020-02001-z.
Sepaskhah, A.R., Amini-Nejad, M., and Kamgar-Haghighi, A.A. 2013. Developing a dynamic yield and growth model for saffron under different irrigation regimes. International Journal of Plant Production 7(3): 437-504. https://doi.org/10.22069/ijpp.2013.1115.
Sepaskhah, A.R., and Kamgar-Haghighi, A.A. 2009. Saffron irrigation regime. International Journal of Plant Production 3 (1): 1–16.
Aghhavani Shajari, M.A., Moghaddam, P.R., Ghorbani, R., and Koocheki, A. 2020. The possibility of improving saffron (Crocus sativus L.) flower and corm yield through the irrigation and soil texture managements. Scientia Horticulturae 271: 109485. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2020.109485.
Steduto, P., Hsiao, T.C., Raes, D., and Fereres, E. 2009. AquaCrop—The FAO crop model to simulate yield response to water: I. Concepts and underlying principles. Agronomy Journal 101 (3): 426-437. https://doi.org/10.2134/agronj2008.0139s.
Tehrani, A., Ziaei, A.N., and Naghedifar, S.M. 2023. Irrigation scheduling of walnut seedlings using HYDRUS-1D and Taguchi optimization approach. Journal of Irrigation and Drainage Engineering 149 (1): 04022045. https://doi.org/10.1061/(ASCE)IR.1943-4774.0001735.
Wang, H., Wang, N., Quan, H., Zhang, F., Fan, J., Feng, H., and Xiang, Y. 2022. Yield and water productivity of crops, vegetables and fruits under subsurface drip irrigation: A global meta-analysis. Agricultural Water Management 269: 107645. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2022.107645.
Yarami, N., Kamgar-Haghighi, A.A., Sepaskhah, A.R., and Zand-Parsa, S. 2011. Determination of the potential evapotranspiration and crop coefficient for saffron using a water-balance lysimeter. Archives of Agronomy and Soil Science 57(7): 727-740. https://doi.org/10.1080/03650340.2010.485985.
زراعت و فناوری زعفران
دوره 11، شماره 1 - شماره پیاپی 38
فروردین 1402
صفحه 53-69
فایل ها
هم رسانی
ارجاع به این مقاله
آمار