بررسي بهره‌وري آب در آبياري زيرسطحي گلداني با سطوح مختلف شوري آب (مطالعه موردي گياه ريحان)

Investigation of water productivity in sub-irrigated planter system at different levels of water salinity (Case study: Basil plant)

سابقه و هدف: امروزه با توجه به نياز رو به رشد توسعه‌ي توليد مواد غذايي در شهرها و نيز به منظور بهبود كشاورزي شهري از طريق گلخانه‌هاي شهري، نياز به ارائه‌ي روش هاي آبياري زيرسطحي بهينه مي‌باشد. منظور از روش‌هاي بهينه، روش‌هايي است كه باعث صرفه‌جويي در مصرف آب شده و امكان استفاده از آب هاي با كيفيت پايينتر را ضمن حفظ كيفيت محصولات فراهم كنند. روش‌هاي متعدد‌ي براي آبياري زيرسطحي در گلخانه‌ها وجود دارند مانند برخي روش هاي هيدروپونيك كه نياز به تجهيزات ويژه‌اي داشته و تاكنون مطالعات بسياري بر روي آنها انجام شده است. در اين پژوهش كاربرد روش نوين آبياري زيرسطحي گلداني(SIP ) براي كاشت ريحان در دو فصل كشت در محيط گلخانه، از نظر تاثير بر بهره‌وري آب، مورد ارزيابي و مقايسه با سيستم متداول آبياري سطحي قرار گرفت. مواد و روش‌ها: در سيستم زيرسطحي گلداني، گياهان در گلدان كاشته شده و مخزن تامين آب (محيط اشباع تشكيل شده از شن و گراول) در زير بستر كشت اين گلدان (قسمت پاييني گلدان) ايجاد مي‌شود تا از طريق نيروي مويينگي در بستر كشت (قسمت بالايي گلدان)، آب در اختيار گياهان قرار گيرد. پارامترهاي متغير مورد مطالعه، عمق بستر در گلدان (30 و 50 سانتي متر:D2 وD1)، نوع بستر در گلدان (خاك لومي + كوكوپيت + پرليت(SC) و كوكوپيت + پرليت(C)) و سه سطح شوري آب آبياري(1.2، 3.5 و 5 دسي سيمنز بر متر: آستانه ريحان به شوري آب آبياري 1.5 دسي سيمنز بر متر) بودند كه در هر دو سيستم زيرسطحي گلداني و آبياري سطحي( به عنوان شاهد) اعمال و مورد مقايسه قرار گرفتند. يافته‌ها: تمامي تيمارهاي SIP-C داراي مقادير بهره‌وري آب بالاتري نسبت به تيمارهاي سطحي شاهد آنها در سطح آماري 5% بودند كه نشان دهنده‌ي برتري استفاده از اين محيط كشت (C) براي افزايش بهره‌وري آب در گلخانه‌ها هنگام استفاده از روش SIP است. در رابطه با عمق بهينه، بهره‌وري آب تيمارهاي SIP-SC-D1 نسبت به تيمارهاي SIP-SC-D2 تفاوت معناداري نداشت ولي در مورد گروه SIP-C، تيمارهاي D2 نسبت به D1 بهره‌وري آب بيشتري به صورت قابل توجه داشتند، در نتيجه استفاده از عمق كمتر كشت در صورت كاربرد محيط كشت C در روش SIP در گلخانه، توصيه مي‌شود. افزايش سطح شوري آب آبياري تاثيري در مقدار محصول در سيستم هاي SIP نداشت، اگرچه مقدار شوري در لايه‌هاي سطحي گلدان هاي SIP بر خلاف سيستم هاي سطحي كه سطح شوري در ته گلدان بالا بود، بسيار قابل توجه بود كه نياز به بررسي سطوح شوري در طول فصل كشت و انجام آبشويي در بين فصل‌هاي كشت هنگام كاربرد روشSIP را نشان مي‌دهد. نتيجه‌گيري: اين تحقيق نشان داد، روش آبياري نوين زيرسطحي گلداني در عين سادگي و عدم نياز به تجهيزات گرانقيمت و نصب پيچيده، به طور قابل توجهي آب مورد نياز براي آبياري را نيز كاهش مي‌دهد و توانايي رقابت با سيستم هاي آبياري سطحي متداول را نيز دارد. بنابراين اين روش ضمن حفاظت آب و خاك كه يكي از اهداف كشاورزي مي‌باشد، داراي كارايي لازم براي افزايش بهره‌وري توليدات كشاورزي نيز مي‌باشد.

Background and Objectives: Due to the population increase and growing need for food production development in cities and to improve urban agriculture through urban greenhouses, there is an urgent requirement to provide optimal subsurface irrigation methods. Optimal irrigation methods mean methods that reduce water consumption and allow the use of lower quality water for irrigation while maintaining product quality. There are different methods for subsurface irrigation in greenhouses, for example there are some hydroponic methods which need special equipment and many studies have been conducted on them. In this research, performance of a new sub-irrigated planter method (SIP) for panting basil plant in two seasons in a greenhouse, in term of water productivity was evaluated and compared with conventional surface irrigation. Materials and Methods: In SIP system, plant was planted in pot and a water reservoir (saturated gravel reservoir) was prepaid below the growing medium in pot (bottom of pot) to provide the water for plants through capillary action in growing medium (upper part of pot). Variable parameters to study were: depth of growing medium (D1: 50 cm and D2: 30 cm), Type of growing medium: (clay loam + cocopeat + perlit (SC) and cocopeat + perlit (C)) and three irrigation salinity levels (1.2, 3.5 and 5 dS.m-1: basil tolerance to irrigation water salinity: 1.5 dS.m-1); which were compared in both SIP and surface systems. Results: All SIP-C treatments had considerably higher water productivity in 5% statistical level compared to surface treatments which proved the superiority of C growing medium to be used in SIP systems in order to increase water productivity in a greenhouse. Considering optimum depth, water productivity in SIP-SC-D1 was not meaningfully higher than SIP-SC-D2; although in SIP-C, all D2 treatments had considerably higher water productivities than D1s. As a result it is recommended to use lower depth of growing medium while using C growing medium in SIP systems. Increasing irrigation water salinity level did not affect the fresh yield weight in SIP systems; although the salinity level was remarkably high in surface layers of SIP pots unlike the higher salinity layers observed at bottom of surface pots; which shows the need to monitor the growing medium salinity levels during growing season and applying the leaching between growing seasons when necessary in SIP systems. Conclusion: This study showed that sub-irrigated planter method while is a very simple method and has no need to complex technology and expensive equipment and installation, significantly reduces the amount of water required for irrigation and also is able to compete with conventional surface irrigation systems. Therefore this method can be used as conservative system to save both water and soil as an agricultural goal and keep the productivity in high levels.