The Effect of Different Levels of Water Stress in Two Surface and Subsurface Drip Irrigation Systems on Yield and Water Productivity of Maize

Document Type : Research Paper

Authors

1 Former M.Sc. Student, Department of Irrigation and Reclamation Engineering, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran

2 Ph.D. Candidate, Department of Irrigation and Reclamation Engineering, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran

3 Professor, Department of Irrigation and Reclamation, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran

Abstract

Modern irrigation systems are one of the most important factors affecting crop production, water consumption and productivity, but the performance of these systems requires careful consideration. For this purpose, a study on the effect of surface and subsurface drip irrigation systems with different levels of deficit irrigation on yield, yield components, and water productivity in SC 704 maize, a factorial split design based on randomized complete block design was conducted in the field of Deputy of Soil and Water, Ministry of Agriculture (Karaj) in summer of 2018. The treatments were included %100, %75 and %50 of water requirement in each type of surface and subsurface drip irrigation. A total of 54 irrigation drips were tested. Based on the results, the interaction of stress and irrigation method for plant length was non-significant, and dry plant weight and harvest index were significant at 1% probability level and other traits at 5% probability level. The results also showed that the highest grain yield 22.33 ton/ha and 22.31 ton/ha, were obtained from DI=%100 IR and SDI=%100 IR treatments, respectively, which were not significantly different between these treatments. The lowest grain yield was obtained from DI=%50 IR treatment which had a 33% decrease in yield compared to non-stress treatment in surface drip irrigation. The SDI=%50 IR treatment had the highest irrigation water productivity (2.75 kg/m3) among the other treatments. The water productivity of this treatment increased by %53.6 compared to the non-stress treatment in subsurface irrigation.

Keywords

References

1. اخوان ک، شیری م ر و کاظمی آذر ف. (1393). اثر میزان آبیاری قطره‌ای و آرایش کاشت بر عملکرد ذرت دانه‌ای. پژوهش آب در کشاورزی. 28 (1): 107-95.
2. افراسیاب پ، دلبری م و جعفری ح. (1395). بررسی اثرات مقادیر مختلف آبیاری، تراکم بوته و آرایش کاشت در روش آبیاری قطره‌ای-نواری بر عملکرد، اجزاء عملکرد و کارایی مصرف آب ذرت دانه‌ای در اسلام‌آباد غرب. تحقیقات آب و خاک ایران. 47 (4): 741-731.
3. بذرافشان ا، شرفا م، محمدی م ح و ذوالفقاری ع ا. (1398). پاسخ ذرت به تنش شوری با استفاده از مدل‌های جذب آب در فصول مختلف. تحقیقات آب و خاک ایران. 50 (9): 2181-2172.
4. پورغلام آمیجی م، لیاقت ع، قمشلو آ و خوش­روش م. (1397). اثر آب زیرزمینی کم­عمق و شور روی رشد و زیست­توده برنج. پژوهش آب در کشاورزی. 32 (4): 516-499.
5. حمدی احمدآباد ی، لیاقت ع، رسول‌زاده ع و قادر پور ر. (1398). بررسی روند سرانه مصرف آب در ایران بر اساس رژیم غذایی دو دهه گذشته. تحقیقات آب و خاک ایران. 50 (1): 87-77.
6. دهقانی سانیج ح، کنعانی ا و حمامی م. (1395). کاربرد سیستم آبیاری قطره­ای زیرسطحی و پارامتر­های مدیریت آن در زراعت ذرت. نشریه مدیریت آب در کشاورزی. 3 (2): 52-39.
7. زاغیان گ. (1395). تأثیر روش های آبیاری قطره­ای سطحی و زیرسطحی توأم با اعمال کم­آبیاری روی راندمان مصرف آب و عملکرد گیاه ذرت علوفه ای. پایان نامه کارشناسی ارشد، پژوهشکده مهندسی آب، دانشگاه شهر کرد.
8. زاغیان گ و نوری م ر. (1395). مقایسه تأثیر روش­های آبیاری قطره­ای سطحی و زیرسطحی و آبیاری شیاری بر عملکرد و کارایی مصرف آب ذرت علوفه­ای. دومین کنگره ملی آبیاری و زهکشی ایران، اصفهان.
9. سهرابی ت و پایدار ز. (1395). اصول طراحی سیستم‌های آبیاری. جلد اول، انتشارات دانشگاه تهران، تهران، 410 صفحه.
10. صمدوند س، تاج­بخش م، انوری ک و احمد آلی ج. (1393). تأثیر سامانه های آبیاری قطره ای نواری (Tape) و نشتی در کشت یک و دو ردیفه بر عملکرد و کارآیی مصرف آب ذرت دانه‌ای. علوم آب و خاک. 18 (70): 120-113.
11. عباسی ف، سهراب ف و عباسی ن. (1395). ارزیابی وضعیت راندمان آب آبیاری در ایران. تحقیقات مهندسی سازه­های آبیاری و زهکشی. 17 (67): 128-113.
12. کریمی م، باغانی ج و جلینی م. (1394). بررسی تأثیر سطوح مختلف آبیاری قطره‌ای (تیپ) بر عملکرد ذرت دانه‌ای. آب و خاک. 29 (2): 321-311.
13. لیاقت ع، پورغلام آمیجی م و مشهوری نژاد پ. (1397). اثر آبیاری سطحی و زیرسطحی با آب شور و مالچ بر عملکرد و بهره­وری آب ذرت و توزیع املاح در خاک. آب و خاک. 32 (4): 674-661.
14. محرابیان س، ناصری ع، هوشمند ع و مسکرباشی م. (1397). اثر عمق نصب لوله­های قطره­چکان­دار و مقدار زئولیت بر عملکرد و اجزای عملکرد ذرت. مدیریت آب و آبیاری. 8 (2): 335-321.
15. محمدی محمدآبادی ا و عبدالهی عزت‌آبادی م. (1395). معرفی روش آبیاری زیرسطحی با لوله‌های سیمانی در باغ‌های پسته. سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، پژوهشکده پسته، چاپ اول، کرمان، 15 ص.
16. مرزی م، میرزایی ف و لیاقت ع. (1398). بررسی میزان جذب آب و عملکرد ذرت علوف­های در شرایط مختلف تلفیق آب شور و غیر شور. مدیریت آب و آبیاری. 9 (1): 14-1.
17. مولوی ح، لیاقت ع و نظری ب. (1395). ارزیابی سیاست‌های اصلاح الگوی کشت و مدیریت کم‌آبیاری با استفاده از مدل‌سازی پویایی سیستم (مطالعة موردی: حوضة آبریز ارس). مدیریت آب و آبیاری. 6 (2): 236-217.
18. Albasha, R., Dejean, C., Mailhol, J.C., Weber, J.J., Bollègue, C., & Lopez, J.M. (2015). Performance of subsurface drip irrigation for maize under Mediteranean and temperate Oceanic climate conditions. 26th Euro-Mediterranean Regional Conference and Workshops «Innovate to improve Irrigation performances», Montpellier, France.
19. Ayars, J.E., Fulton, A., & Taylor, B. (2015). Subsurface drip irrigation in California-Here to stay? Agricultural Water Management, 157, 39-47.
20. Biabi, H., Mehdizadeh, S.A., & Salmi, M.S. (2019). Design and implementation of a smart system for water management of lilium flower using image processing. Computers and Electronics in Agriculture, 160, 131-143.
21. Blanco, F.F., Folegatti, M.V., Gheyi, H.R., & Fernandes, P.D. (2008). Growth and yield of corn irrigated with saline water. Scientia Agrícola, 65(6), 574-580.
22. Camp, C.R. (1998). Subsurface drip irrigation: a review. Transactions of the ASAE, 41(5), 1353.
23. Dowswell, C. (2019). Maize in the third world. CRC Press.
24. El-Shater, T., Yigezu, Y.A., Shideed, K., & Aw-Hassan, A. (2017). Impacts of improved supplemental irrigation on farm income, productive efficiency and risk management in dry areas. Journal of Water Resource and Protection, 9(13), 1709-1720.
25. Fadul, E., Masih, I., De Fraiture, C., & Suryadi, F.X. (2020). Irrigation performance under alternative field designs in a spate irrigation system with large field dimensions. Agricultural Water Management, 231, 105989.
26. Giordano, M., Scheierling, S.M., Tréguer, D.O., Turral, H., & McCornick, P.G. (2019). Moving beyond ‘more crop per drop’: insights from two decades of research on agricultural water productivity. International Journal of Water Resources Development, 1-25.
27. Kijne, J.W., Tuong, T.P., Bennett, J., Bouman, B., & Oweis, T. (2003). Ensuring food security via improvement in crop water productivity. Challenge Program on water and Food Background Paper, 1, 20-26.
28. Lamm, F.R. (2016) .Cotton, tomato, corn, and onion production with subsurface drip irrigation: A review. Transactions of the ASABE, 59(1), 263-278.
29. Lovelli, S., Perniola, M., Ferrara, A., & Di Tommaso, T. (2007). Yield response factor to water (Ky) and water use efficiency of Carthamus tinctorius L. and Solanum melongena L. Agricultural Water Management, 92, 73-80.
30. Panda, R.K., Behera, S.K., & Kashyap, P.S. (2004). Effective management of irrigation water for maize under stressed conditions. Agricultural Water Management, 66(3), 181-203.
31. UNEP (United Nations Environment Programme). (2008). vital water graphics—an overview of the state of the world’s fresh and marine waters. (2nd Ed.). Nairobi: UNEP.
32. Valentín, F., Nortes, P.A., Domínguez, A., Sánchez, J.M., Intrigliolo, D.S., Alarcón, J.J., & López-Urrea, R. (2020). Comparing evapotranspiration and yield performance of maize under sprinkler, superficial and subsurface drip irrigation in a semi-arid environment. Irrigation Science, 38(1), 105-115.
33. WHO (World Health Organization). (2019). Chemical Safety. Activity Report 2018.
34. WWAP (UNESCO World Water Assessment Programme). (2019). the United Nations World Water Development Report: Leaving No One Behind.
Water and Irrigation Management
Volume 10, Issue 2
October 2020
Pages 247-264

Files

Share

How to cite

Statistics