تاثیر تعداد و مدت پالس های آبیاری قطره ای بر عملکرد گندم رقم حیدری

سابقه و هدف در دهه های اخیر بحران آب به یکی از مهمترین موانع پیش روی کشاورزی، به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک تبدیل شده است. این بحران با عواملی مانند توزیع نابرابر منابع آبی، بهره برداری غیر اصولی از منابع زیرزمینی و استفاده گسترده از روشهای آبیاری سنتی و ناکارآمد تشدید شده است این چالشها تهدیدی جدی برای امنیت آبی و پایداری تولیدات کشاورزی به شمار میروند در کشورهایی مانند ،ایران که بخش قابل توجهی از تولیدات کشاورزی آن به کشت محصولات استراتژیک مانند گندم وابسته است، این مساله اهمیت دو چندانی دارد گندم به عنوان یکی از مهمترین محصولات کشاورزی، حدود 36 درصد از غذای مورد نیاز انسان بخش عمده ای از پروتئینهای رژیم غذایی و بیش از نیمی از کربوهیدراتهای ضروری بشر را تامین میکند و نقش محوری در تضمین امنیت غذایی جهانی .کند با افزایش روزافزون جمعیت جهان و تاثیرات تغییرات اقلیمی بر الگوهای بارش و منابع آبی ضرورت اصلاح روشهای تولید گندم و بهینه سازی مصرف آب بیش از پیش آشکار شده است در این راستا توسعه و به کارگیری روشهای نوین آبیاری که بتوانند عملکرد بالای محصول را با حداقل مصرف آب تضمین کنند از اولویتهای اصلی پژوهشهای کشاورزی است یکی از این ،روشها آبیاری پالسی تناوبی است که با اعمال آب به خاک در فواصل زمانی مشخص و کنترل شده امکان تهویه بهتر محیط ،ریشه کاهش اشباع مداوم خاک، و بهبود رشد ریشه و جذب مواد مغذی را فراهم می.کند این روش به ویژه در سیستمهای آبیاری قطره ای که به دلیل دقت بالا کاهش تلفات آب و سازگاری با شرایط مناطق خشک کاربرد گسترده ای دارند می تواند بهره وری آب و عملکرد محصول را به طور قابل توجهی ارتقا دهد. با توجه به گسترش روزافزون استفاده از سیستمهای آبیاری قطره ای در کشت گندم در ایران و کمبود اطلاعات دقیق درباره اثرات آبیاری پالسی در این سیستمها پژوهش حاضر با هدف بررسی تاثیر تعداد و مدت زمان پالسهای آبیاری بر عملکرد گندم رقم حیدری در شرایط آزمایشگاهی و مزرعه ای طراحی شد.مواد و روشها این آزمایش در سال زراعی 101-1٤02 در منطقه مشهد استفاده از طرح کرتهای خرد شده بر پایه بلوک کامل تصادفی و با سه تکرار اجرا شد. عوامل اصلی مورد بررسی شامل تعداد پالسهای آبیاری یک، دو و سه پالس به عنوان فاکتور اصلی و مدت زمان آبیاری (12، 15 و 18 ساعت به عنوان فاکتور فرعی بود هر کرت آزمایشی با مساحت 30 متر مربع (10) 3 متر) شامل پنج ردیف کاشت گندم رقم حیدری با فاصله بین ردیفها ٦٠ سانتی متر و عمق کاشت 2 تا 3 سانتی متر بود برای کاهش اثرات حاشیه ای و اطمینان از یکنواختی ،شرایط دو ردیف کناری در هر کرت نیز کشت شدند ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک منطقه از طریق نمونه برداری تصادفی در دو عمق 250 و 25-50 سانتی متر تعیین شد. خاک منطقه دارای بافت رسی سیلتی شنی با مقادیر مشخصی از نیتروژن، فسفر، پتاسیم و هدایت الکتریکی بود که نتایج آن در جداول مربوطه ارائه شده است. آبیاری بر اساس نیاز آبی گیاه و با دور ثابت ٦ روزه انجام شد عمق آبیاری مورد نیاز با اندازه گیری رطوبت خاک در سه عمق 250، 25 - 50 ، و 50 - 75 سانتی متر محاسبه شد برای این ،منظور نمونه های خاک جمع آوری و رطوبت جرمی و حجمی آنها با استفاده از معادلات استاندارد تعیین گردید. با در نظر گرفتن راندمان 90 درصدی سیستم آبیاری قطره ای عمق ناخالص آبیاری برای هر تیمار محاسبه شد. شاخصهای مورد ارزیابی در این مطالعه شامل عملکرد دانه، وزن هزاردانه، ارتفاع بوته، و کارایی مصرف آب بود که به صورت دقیق اندازه گیری و ثبت شدند.یافته ها: نتایج تجزیه و تحلیل واریانس نشان داد که تعداد پالسهای آبیاری و مدت زمان آبیاری به صورت جداگانه و در تعامل با یکدیگر تاثیر معنی داری در سطح احتمال 1 و 5 درصد) بر عملکرد دانه اجزای عملکرد و کارایی مصرف آب گندم رقم حیدری داشتند. بالاترین عملکرد دانه، معادل 7839/6 کیلوگرم در هکتار در تیمار آبیاری 18 ساعته با سه پالس به دست آمد، در حالی که کمترین عملکرد دانه معادل 5992/7 کیلوگرم در هکتار در تیمار آبیاری 12 ساعته با یک پالس مشاهده شد روش آبیاری با سه پالس در مقایسه با دو پالس و یک پالس به ترتیب 26718 درصد افزایش عملکرد دانه را به همراه داشت از نظر کارایی مصرف آب بالاترین مقدار برابر با 1/053 کیلوگرم بر مترمکعب در تیمار آبیاری 12 ساعته با سه پالس ثبت شد، در حالی که کمترین مقدار برابر با 0/827 کیلوگرم بر مترمکعب در تیمار آبیاری 18 ساعته با یک پالس به دست آمد این نتایج نشان دهنده برتری روش سه پالس در بهبود کارایی مصرف آب بود به طوری که این روش کارایی مصرف آب را به ترتیب ٣٢/٦ و ٤٣/١٨ درصد نسبت به روشهای دو پالس و یک پالس افزایش .داد این بهبود عملکرد و کارایی به دلیل توزیع یکنواخت تر آب در خاک کاهش تلفات ناشی از نفوذ عمقی و بهبود شرایط تهویه ریشه در روش آبیاری پالسی بود.نتیجه گیری: یافته های این پژوهش نشان داد که اثر فازهای پر شدن و تخلیه آب در خاک تعداد و مدت زمان پالسهای آبیاری وابسته است. استفاده از پالسهای کوتاه تر با کاهش تلفات آب از طریق نفوذ علمی و تبخیر و هم چنین بهبود تهویه خاک تاثیر مثبت تری بر شاخص های عملکرد گندم داشت. آبیاری پالی با سه پالس با بهبود اجزای عملکرد ماند تعداد دانه در له، وزن هزاردانه و افزایش دسترسی گیاه به مواد مندی نه تنها عملکرد دانه گندم رقم حیدری را به طور قابل توجهی افزایش داد، بلکه کارایی مصرف آب را نیز به شکل چشمگیری بهبود بخشید. تیمار به پالس با مدت زمان آبیاری 18 ساعت بالاترین عملکرد دانه (783988 کیلوگرم در هکتار) را به همراه داشت. در حالی که تیمار به پالس با 12 ساعت آبیاری بالاترین کارایی مصرف آب (1/053 کیلوگرم بر متر مکعب) را نشان داد. بطور کلی، روش آبیاری پالی با د پالس، با ایجاد چرخه های متناوب آبیاری و فراهم کردن شرایط بهینه برای تهویه خاک امکان استفاده موثرتر از منابع آبی محدود را فراهم میکند این روش میتواند به عنوان یک راهکار عملی و پایدار برای افزایش تولید گندم و بهینه سازی مصرف آب در مناطق خشک و نیمه خشک به ویژه در ایران مورد استفاده قرار گیرد. نتایج این مطالعه می تواند به سیاست گذاری در مدیریت منابع آبی و ترویح روشهای آبیاری کارآمد در کشاورزی کمک کند.

the effect of the number and duration of drip irrigation pulseson the performance of the haydari wheat cultivar

today, the water crisis is a fundamental challenge to sustainable agriculture. uneven water distribution, improper use of water resources, and inefficient irrigation methods are among the primary factors threatening water security. these issues are particularly critical in arid and semi-arid regions, such as iran, where a significant portion of agricultural production relies on wheat. as a strategic global crop, wheat provides approximately 36% of the world’s food, dietary proteins, and over half of human carbohydrate needs. however, population growth and climate change have heightened the necessity to improve wheat production methods. designing efficient irrigation programs that optimize water use while maintaining high yields is of paramount importance. pulse (intermittent) irrigation, a modern method gaining attention in recent years, applies water in specific cycles, enhancing soil aeration and reducing continuous soil saturation, thereby improving root growth and nutrient uptake. these benefits are particularly relevant in drip irrigation systems, widely adopted in arid regions due to their precision and reduced water loss. given the increasing use of drip irrigation in wheat cultivation and the lack of comprehensive data on the effects of pulse irrigation in this system, this study aimed to investigate the impact of pulse irrigation on water use efficiency and wheat performance under varying irrigation durations. the primary objective was to identify a practical approach to enhance water productivity and wheat yield under water-scarce conditions.materials and methodsthe experiment was conducted during the 2021-2022 cropping season in mashhad, iran, a region characterized by arid and semi-arid climatic conditions due to its geographical location (longitude 737688, latitude 4011582) and elevation of 1006 meters above sea level, making it suitable for evaluating efficient irrigation methods. the study was designed as a split-plot experiment based on a randomized complete block design with three replications. two main factors were examined: the number of irrigation pulses (one, two, and three pulses) as the main factor and irrigation duration (12, 15, and 18 hours) as the sub-factor. each experimental plot, covering 30 m² (10 × 3 m), consisted of five rows of wheat (cv. heydari) planted at 60 cm row spacing and 2-3 cm depth. buffer rows were planted to minimize edge effects.soil characteristics were determined through random sampling at two depths (0-25 and 25-50 cm). the soil had a clay-silt-sand texture with specified nitrogen, phosphorus, potassium, and electrical conductivity levels, as presented in the results table. irrigation was applied based on crop water requirements at 6-day intervals, with irrigation depth calculated using pre-irrigation soil moisture measurements. soil samples were collected from three depths (0-25, 25-50, and 50-75 cm) to determine gravimetric and volumetric moisture content using standard equations. gross irrigation depth was adjusted based on the 90% efficiency of the drip irrigation system. evaporation pan data were also used to compare soil moisture and adjust irrigation. fertilization was based on soil test results, and weeds were controlled using appropriate herbicides. at full maturity, performance indicators, including plant height, thousand-grain weight, number of grains per spike, spike weight, grain yield, and water use efficiency, were measured and analyzed.resultsanalysis of variance revealed that both irrigation duration and the number of pulses, individually and interactively, significantly affected wheat yield, yield components, and water use efficiency at 1% and 5% probability levels. among the treatments, the highest grain yield (7839.6 kg/ha) was recorded in the 18-hour irrigation treatment with three pulses, while the lowest yield (5992.7 kg/ha) was observed in the 12-hour irrigation with one pulse. these results highlight the superiority of the three-pulse method, which increased grain yield by 13.6% and 26.18% compared to two and one pulses, respectively.regarding water use efficiency, the highest value (1.053 kg/m³) was achieved in the 12-hour irrigation with three pulses, while the lowest (0.827 kg/m³) was recorded in the 18-hour irrigation with one pulse. these findings indicate that the three-pulse method improved water use efficiency by 32.6% and 43.18% compared to two and one pulses, respectively. analysis of yield components showed significant increases in the number of grains per spike, thousand-grain weight, and spike weight in treatments with more pulses and longer irrigation durations, particularly in the 18-hour, three-pulse treatment, underscoring the positive impact of intermittent irrigation cycles on plant growth and development.conclusionthe study demonstrated that the effects of water filling and depletion phases in soil depend on irrigation duration and the number of pulses. shorter pulse durations enhance the impact of these phases on irrigation performance indicators, attributed to reduced water losses and improved soil aeration in the pulse irrigation method. for optimal design and management of drip irrigation systems, understanding the thresholds of water distribution uniformity and potential application efficiency under varying pulse conditions is essential. this study confirmed that the three-pulse intermittent irrigation method significantly enhances grain yield and water use efficiency of wheat (cv. heydari) by improving yield components such as the number of grains per spike and thousand-grain weight. the three-pulse method, by providing intermittent irrigation cycles, allows sufficient time for soil aeration, reducing continuous saturation and creating favorable conditions for root growth and water and nutrient uptake. compared to continuous or single-pulse irrigation, this method contributes to water savings and increased productivity. the results showed that the three-pulse method with 18-hour irrigation achieved the highest grain yield (7839.6 kg/ha), while with 12-hour irrigation, it recorded the highest water use efficiency (1.053 kg/m³). this method saved approximately 20-25% of water compared to continuous irrigation, owing to reduced water losses and improved soil aeration.implementing the three-pulse irrigation method on a large scale has high potential for improving yield and water savings from a management perspective. however, its success depends on robust infrastructure (automation, pumping, filtration), workforce training, and salinity management. in small to medium-sized farms, implementation is relatively straightforward, but in large-scale operations, high initial costs and the need for continuous monitoring and zoning pose challenges that can be addressed with technical and financial support. these findings suggest that three-pulse irrigation is an effective strategy for enhancing water productivity and sustainable wheat production under water-scarce conditions, particularly in arid regions with limited water and suitable soil conditions, such as mashhad.