نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• محمد هادی راد ¹
• محمد خسروشاهی ²

¹ دانشیار پژوهشی، بخش تحقیقات منابع طبیعی مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان یزدسازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، یزد، ایران

² استاد پژوهش، بخش تحقیقات بیابان، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

چکیده

سابقه و هدف
 سابقه استفاده از کهور آمریکایی یا سمر (Prosopis juliflora) برای بیابان‌زدایی و به‌ویژه تثبیت شن، در ایران طولانی است. با توجه به غیر بومی بودن این گونه، توجه به نیازهای اکولوژیکی، به‌وی‍‍ژه نیاز آبی و یا تبخیر تعرق ضروریست. این موضوع می‌تواند موجب پایداری برنامه‌های تثبیت شن و کنترل ریزگردها شده و در توسعه کیفی اکوسیستم‌ها نقش مؤثری داشته باشد. تعیین میزان تبخیر تعرق گیاهان از طریق لایسیمتری، یکی از دقیق‌ترین روش‌های اندازه‌گیری مستقیم تبخیر تعرق است.
 
مواد و روش‌ها
 آزمایش با استفاده از لایسیمترهای وزنی و زهکش‌دار از ابتدای سال 1400 با کاشت نهال در داخل لایسیمترهای موجود در سایت تحقیقات لایسیمتری ایستگاه تحقیقات بیابان‌زدایی شهید صدوقی یزد شروع و به‌مدت دو سال ادامه یافت. از نه عدد لایسیمتر که دارای حجم 95/1 مترمکعب (ارتفاع 170 سانتی‌متر و قطر 121 سانتی‌متر) و سطح 15/1 مترمربع بود، استفاده شد. میزان تبخیر تعرق و ضریب گیاهی کهور آمریکایی در سطوح مختلف رطوبتی خاک شامل ظرفیت زراعی (بدون تنش)، 67%  ظرفیت زراعی (تنش ملایم خشکی) و 34%  ظرفیت زراعی (تنش شدید خشکی) برای مراحل مختلف رشد، مورد توجه قرار گرفت. آبیاری به‌صورت قطره‌ای و بر اساس کسری از ظرفیت زراعی با تعبیه تعداد مناسب قطره چکان برای هر تیمار محاسبه و انجام شد. برای تیمار ظرفیت زراعی، 67% و 34% به ترتیب تعداد 6، 4 و 2 قطره چکان 8 لیتر در ساعت منظور گردید. با تنظیم دور دو بار در هفته، آبیاری به‌صورت خودکار با مقدار مناسب آب برحسب تیمار رطوبتی در اختیار گیاهان قرار گرفت.
 
نتایج
 نتایج بدست آمده نشان داد که کهور آمریکایی در شرایط لایسیمتری و در موقعیت اقلیمی محل آزمایش، از تبخیر تعرق سالانه 5/496 میلی‌متر و ضریب گیاهی 21/0 برخوردار بود. مقادیر ذکرشده برای تیمارهای 67% و 34%  ظرفیت زراعی به ترتیب 4/445 و 2/275 میلی‌متر با ضریب گیاهی 18/0 و 11/0 بود. نتایج حاصل از محاسبه تبخیر تعرق در مراحل مختلف رشد درختان کهور آمریکایی نشان داد که در تمامی سطوح آبیاری، بالاترین میزان تبخیر تعرق مربوط به دوره توسعه با 124روز بود که منطبق با رشد سریع سرشاخه‌ها، جست‌ها و توسعه برگ بود. مقادیر تبخیر تعرق در این دوره رشد در رژیم‌های مختلف آبیاری برای ظرفیت زراعی، 67% و 34% رطوبت خاک به ترتیب 11/322، 74/281 و 33/158 میلی‌متر بود. کمترین میزان تبخیر تعرق نیز مربوط به دوره پایانی رشد بود. ضریب گیاهی مراحل مختلف رشد در تیمار ظرفیت زراعی به ترتیب برای دوره اول، دوم و سوم، 19/0، 24/0 و 14/0 محاسبه شد. با این شرایط می‌توان منحنی رشد سیگموئید (دوره اول رشد، توسعه و انتهایی رشد) را برای این گیاه تعریف کرد.
نتیجه‌گیری
 توصیه می‌شود برای جنگل‌کاری با این گونه در مناطق جنوبی کشور و بهره‌گیری از توان آن در تثبیت شن و کنترل گردوغبار، ضمن توجه به تراکم بهینه کاشت برای کاهش رقابت، به میزان تبخیر تعرق آن به‌ویژه در ماه‌های گرم سال که از سرعت رشد بیشتری نیز برخوردار است و می‌تواند بیش از 5/2 میلی‌متر در روز باشد، توجه کرد. با بررسی و محاسبه میزان تبخیر تعرق درختان بزرگسال با کارایی مناسب در تثبیت شن و کنترل گردوغبار مشخص شد که برای ایجاد سطح پوشش تاجی ذکر شده، ضروری است که مقدار 4846 مترمکعب آب در هکتار (برابر 6/484 میلی‌متر در سال) در دسترس گیاه قرار گیرد. به‌عبارتی، با این مقدار تبخیر تعرق، گیاه می‌تواند سطح پوشش تاجی خود را تا 5/19 مترمربع گسترش داده و با وجود 155 اصله در هکتار (8×8 متر)، 30% از عرصه را پوشش دهد که برای تثبیت شن، مناسب می‌باشد.
 

کلیدواژه‌ها

• بیابان‌زدایی
• تراکم بهینه
• جنگل‌کاری
• مراحل رشد
• نیاز آبی

عنوان مقاله [English]

Evapotranspiration and crop coefficient of different growth stages of American mesquite (Prosopis juliflora) under different levels of soil moisture in lysimeter conditions

نویسندگان [English]

• Mohammad hadi Rad ¹
• Mohammad Khosroshahi ²

¹ Associate Professor, Research Division of Natural Resources, Yazd Agricultural and Natural Resource Research and Education Center, AREEO, Yazd, Iran

² Professor, Desert Research Division, Research Institute of Forests and Rangelands, AREEO,Tehran, Iran

چکیده [English]

Background and Objective
 The history of using American mesquite (Prosopis juliflora) for desertification control especially sand stabilization in Iran, is long. Considering the non-native nature of this species, attention should be paid to its ecological requirements, especially water needs or evapotranspiration (ET). This can contribute to the sustainability of sand stabilization programs and fine dust control and play an influential role in ecosystem development. Determining plants' evapotranspiration rates through lysimetry is one of the most accurate direct measurement methods.
 
Methodology
 The experiment using weighing and drainage lysimeters began in 2021 by planting seedlings inside lysimeters located at the Yazd Shahid Sadoughi Desert Research Station. It continued for two years. Nine lysimeters with a volume of 1.95 m³ (height: 170 cm, diameter: 121 cm) and a surface area of 1.15 m² were used. The ET rates and the crop coefficient (Kc) of Prosopis juliflora were studied under different soil moisture levels, including field capacity (no stress), 67% of field capacity (mild stress), and 34% of field capacity (severe) for various growth stages. Irrigation was performed by drip irrigation based on a fraction of field capacity with an appropriate number of droppers calculated for each treatment. For field capacity, 67% and 34% of field capacity treatments, 6, 4, and 2 droppers with an 8 liters per hour flow rate were used, respectively. Each treatment was irrigated twice with the appropriate amount of water based on soil moisture levels.
 
Results
 The results showed that Prosopis juliflora, under lysimeter conditions and the local climate, had an annual ET rate of 496.5 mm and a Kc 0.21. These values for the 67% and 34% field capacity treatments were 445.4 mm with Kc 0.18 and 275.2 mm with Kc 0.11, respectively. The ET rates of Prosopis juliflora at different growth stages revealed that the highest ET occurred during the development period of 124 days. This corresponds to rapid shoot, branch, and leaf growth. The ET rates in different irrigation regimes for field capacity, 67%, and 34% of soil moisture were 322.1 mm, 281.7 mm, and 158.3 mm, respectively. The lowest ET rate was associated with the final growth stage. The Kc for various growth stages in the field capacity treatment were 0.19, 0.24, and 0.14 for the first, second, and third growth periods, respectively. Under these conditions, a sigmoid growth curve (initial growth, development, and end of growth) can be defined for this plant.
 
Conclusion
 It is recommended for afforestation with this species in Iran's southern regions, considering its optimal planting density to reduce competition. It is also recommended to pay attention to its ET rate, especially during the hot months of the year when it can exceed 2.5 mm per day. By examining and calculating the ET rates of mature trees with appropriate efficiency in sand stabilization and dust control, it was found that to create a canopy cover area, as mentioned, it is necessary to have 4846 m3 of water per hectare (equivalent to 484.6 mm per year) available to the plant. In other words, with this amount of ET, the plant can expand its canopy cover area to 19.5 m2 and, with 155 individuals per hectare (8×8 meters), cover 30% of the area, which is suitable for sand stabilization.
 

کلیدواژه‌ها [English]

• Dedesertification
• optimal density
• afforestation
• growth stages
• water requirements