تعیین ضریب گیاهی و پهنه بندی نیاز آبی سیب زمینی در استانهای خراسان و سمنان

کشاورزی وزراعت در ایران بدون توجه به تأمین آب مورد نیازگیاهان میسرنیست بنابراین بایستی برنامه ریزی صحیح برای آن بخصوص درشرایط خشکسالی صورت گیرد برنامه ریزی صحیح مستلزم محاسبه دقیق نیاز آبی گیاهان می‌باشد براساس روش‌های موجود مبنای محاسبات نیاز آبی گیاهان ، تبخیرـ تعرق مرجع و ضرائب گیاهی است تبخیر ـ تعرق مرجع توسط لایسیمتر اندازه گیری می‌شود و برای

دسته بندی	کشاورزی و زراعت
فرمت فایل	doc
حجم فایل	909 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	115

دریافت فایل

فروشنده فایل

کد کاربری 8044

تمام فایل ها

فهرست مطالب

فصل اول

1-1مقدمه........................................................................................................................................ 2

1-2اهمیت کشت سیب زمینی.............................................................................................................. 3

1-3 اهمیت سیب زمینی در ایران........................................................................................................... 4

1-4 منطقه مورد مطالعه...................................................................................................................... 5

1-4-1 استان خراسان..................................................................................................................... 5

1-4-2 استان سمنان...................................................................................................................... 7

فصل دوم

2-1 سابقه تحقیقات در زمینه تبخیر -تعرق............................................................................................ 10

2-2 عوامل موثر بر تبخیر و تعرق.......................................................................................................... 18

2-2-1 عوامل هواشناسی.............................................................................................................. 18

2-2-2 فاکتورهای گیاهی.............................................................................................................. 18

2-2-3 شرایط محیطی و مدیریتی................................................................................................... 19

2-3 روش سازمان خواربار و کشاورزی ملل متحد ( FAO )........................................................................ 19

2-4 روش فائو – پنمن- مانتیس......................................................................................................... 20

2-4-1 تعیین گرمای نهان تبخیر ( l ).......................................................................................... 21

2 -4-2 تعیین شیب منحنی فشار بخار (D)........................................................................................ 21

2-4-3 تعیین ضریب رطوبتی (g ).................................................................................................. 22

2-4-4 تعیین فشار بخار اشباع (e_a )............................................................................................... 22

2-4-5 تعیین فشار واقعی بخار (e_d )................................................................................................ 22

2-4-6 تعیین مقدار تابش برون زمینی(Ra )....................................................................................... 23

2-4-7 تعداد ساعات رو شنایی(N)................................................................................................. 24

2-4-8 تابش خالص(R_n )............................................................................................................. 24

2-4-9 شار گرما به داخل خاک(G)................................................................................................. 25

2-4-10 سرعت باد در ارتفاع 2 متری............................................................................................... 25

2-5 لایسیمتر................................................................................................................................. 25

2-6 تارخچه ساخت لایسیمتر............................................................................................................. 26

2-7 انواع لایسیمتر:.......................................................................................................................... 28

2-7-1 لایسیمتر زهکشدار............................................................................................................. 28

2-7-2 لایسیمتر وزنی................................................................................................................. 29

2-7-2-1 لایسیمتر‌های وزنی هیدرولیک.......................................................................................... 30

2-11-2-2 میکرو لایسیمتر‌های وزنی .............................................................................................. 32

2-8 طبقه بندی لایسیمترها از نظر ساختمانی........................................................................................ 35

2-8-1 لایسیمترهای با خاک دست نخورده........................................................................................ 35

2-8-2 لایسیمتر‌های با خاک دست خورده......................................................................................... 36

2-8-3 لایسیمترهای قیفی ابر مایر .................................................................................................. 36

فصل سوم

3-1 محل انجام طرح........................................................................................................................ 38

3-2 معرفی طرح و نحوه ساخت لایسیمتر.............................................................................................. 38

3-3 تهیه بستر و نحوه کشت.............................................................................................................. 39

3-4 محاسبهَ ضریب گیاهی................................................................................................................ 40

3-5 انتخاب روش مناسب برآورد تبخیر-تعرق.......................................................................................... 42

3-6 پهنه بندی نیاز آبی سیب زمینی.................................................................................................... 43

فصل چهارم

4-1 بافت خاک............................................................................................................................... 45

4-2 اندازه گیری پتانسیل آب در گیاه.................................................................................................... 45

4-3 محاسبه ضریب گیاهی (kc) سیب زمینی........................................................................................ 45

4-4 محاسبه تبخیر ـ تعرق و تحلیلهای آماری......................................................................................... 46

4-5 پهنه بندی نیازآبی گیاه سیب زمینی............................................................................................... 46

4-6 بحث در مورد نتایج..................................................................................................................... 47

4-7 نتیجه گیری............................................................................................................................. 48

4-8 پیشنهادات............................................................................................................................... 48

منابع و ماخذ................................................................................................................................... 84

فهرست جداول

جدول1-1 میزان سطح زیر کشت و عملکرد کل سیب زمینی در سطح جهان...................................................... 4

جدول1-2 وضعیت تولید محصولات زراعی استان خراسان در سال زراعی 81-1380......................................... 5

جدول 1-3 محل و میزان کشت گیاه سیب زمینی در استان خراسان............................................................... 6

جدول 1-4 وضعیت تولید محصولات زراعی استان سمنان در سال زراعی 81-1380........................................................ 7

جدول 1-5 محل و میزان کشت گیاه سیب زمینی در استان سمنان................................................................. 8

جدول 4-1 تبخیر ـ تعرق محاسبه شده گیاه مرجع با استفاده از فرمول فائو-پنمن-مانتیس(میلیمتر بر روز) در شاهرود....... 61

جدول 4-2 تبخیر ـ تعرق محاسبه شده گیاه مرجع با استفاده از فرمول فائو-پنمن-مانتیس(میلیمتر بر روز) در بیرجند........ 62

جدول 4-3 تبخیر ـ تعرق محاسبه شده گیاه مرجع با استفاده از فرمول فائو-پنمن-مانتیس(میلیمتر بر روز) در بشرویه......... 63

جدول 4-4 تبخیر ـ تعرق محاسبه شده گیاه مرجع با استفاده از فرمول فائو-پنمن-مانتیس(میلیمتر بر روز) در سمنان......... 63

جدول 4-5 سالهای آماری تبخیر و تعرق گیاه مرجع در ایستگاه سینوپتیک بیرجند.............................................. 64

جدول 4-6 تبخیر ـ تعرق محاسبه شده گیاه مرجع با استفاده از فرمول فائو-پنمن-مانتیس(میلیمتر بر روز) در گرمسار........ 67

جدول 4-7 تبخیر ـ تعرق محاسبه شده گیاه مرجع با استفاده از فرمول فائو-پنمن-مانتیس(میلیمتر بر روز) در بجنورد........ 68

جدول 4-10 تبخیر ـ تعرق محاسبه شده گیاه مرجع با استفاده از فرمول فائو-پنمن-مانتیس(میلیمتر بر روز) در سرخس..... 69

جدول 4-11 تبخیر ـ تعرق محاسبه شده گیاه مرجع با استفاده از فرمول فائو-پنمن-مانتیس(میلیمتر بر روز) در سبزوار...... 70

جدول 4-12 تبخیر ـ تعرق محاسبه شده گیاه مرجع با استفاده از فرمول فائو-پنمن-مانتیس(میلیمتر بر روز) در تربت جام.... 72

جدول 4-13 تبخیر ـ تعرق محاسبه شده گیاه مرجع با استفاده از فرمول فائو-پنمن-مانتیس(میلیمتر بر روز) در تربت حیدریه 72

جدول 4-14 تبخیر ـ تعرق محاسبه شده گیاه مرجع با استفاده از فرمول فائو-پنمن-مانتیس(میلیمتر بر روز) در فردوس ... 74

جدول 4-15 تبخیر ـ تعرق محاسبه شده گیاه مرجع با استفاده از فرمول فائو-پنمن-مانتیس(میلیمتر بر روز) در گلمکان.... 74

جدول 4-16 تبخیر ـ تعرق محاسبه شده گیاه مرجع با استفاده از فرمول فائو-پنمن-مانتیس(میلیمتر بر روز) در کاشمر...... 75

جدول 4-17 تبخیر ـ تعرق محاسبه شده گیاه مرجع با استفاده از فرمول فائو-پنمن-مانتیس(میلیمتر بر روز) در مشهد....... 75

جدول 4-18 تبخیر ـ تعرق محاسبه شده گیاه مرجع با استفاده از فرمول فائو-پنمن-مانتیس(میلیمتر بر روز) در گناباد....... 77

جدول 4-19 تبخیر ـ تعرق محاسبه شده گیاه مرجع با استفاده از فرمول فائو-پنمن-مانتیس(میلیمتر بر روز) در نیشابور..... 78

جدول 4-20 تبخیر ـ تعرق محاسبه شده گیاه مرجع با استفاده از فرمول فائو-پنمن-مانتیس(میلیمتر بر روز) در نهبندان..... 78

جدول 4-22 میانگین تبخیر و تعرق در سالهای تر ( استان سمنان ).................................................................. 79

جدول 4-23 میانگین تبخیر و تعرق در سالهای تر ( استان خراسان )............................................................... 79

جدول 4-24 میانگین تبخیر و تعرق در سالهای متعارف ( استان سمنان ).......................................................... 80

جدول 4-25 میانگین تبخیر و تعرق در سالهای متعارف ( استان خراسان ).......................................................... 80

جدول 4-26 میانگین تبخیر و تعرق در سالهای تر ( استان سمنان )................................................................... 81

جدول 4-27 میانگین تبخیر و تعرق در سالهای تر ( استان خراسان )............................................................... 81

جدول 4-28 میانگین نیاز آبی سیب زمینی با احتمالات 25، 50 و 75 درصد خشکسالی......................................... 82

جدول 4-29 اندازه گیری پتانسیل گیاه درمرحله ابتدایی رشد...................................................................... 82

جدول 4-30 اندازه گیری پتانسیل گیاه درمرحله میانی رشد....................................................................... 82

جدول 4-31 اندازه گیری پتانسیل گیاه درمرحله نهایی رشد....................................................................... 83

فهرست اشکال

شکل 1-1 نمودار توزیع میزان تولید سیب زمینی استانها نسبت به کل کشور – سال زراعی 81-1380........................... 9

شکل 1-2 نمودار توزیع سطح سیب زمینی استانها نسبت به کل کشور – سال زراعی 81-1380................................. 9

شکل 4-1 تغییرات ضریب گیاهی در طول دوره رشدگیاه سیب زمینی............................................................ 49

شکل4-2 نیاز آبی سیب زمینی در ماه خرداد با 25 درصد احتمال (میانگین سالهای تر)........................................... 49

شکل 4-3 نیاز آبی سیب زمینی در ماه تیر با احتمال 25 درصد خشکسالی (سالهای تر)......................................... 50

شکل 4-5 نیاز آبی سیب زمینی در ماه مرداد با احتمال 25 درصد خشکسالی( سالهای تر)....................................... 51

شکل 4-5 نیاز آبی سیب زمینی در ماه شهریور با احتمال 25 درصد خشکسالی(سالهای تر)..................................... 52

شکل 4-6 نیاز آبی سیب زمینی در ماه خرداد با احتمال 50 درصد خشکسالی (سالهای متعارف)............................... 53

شکل 4-7 نیاز آبی سیب زمینی در ماه تیر با احتمال 50 درصد خشکسالی (سالهای متعارف)................................... 54

شکل 4- 8 نیاز آبی سیب زمینی در ماه مرداد با احتمال 50 درصد خشکسالی (سالهای متعارف)............................... 55

شکل 4- 9 نیاز آبی سیب زمینی در ماه شهریور با احتمال 50 درصد خشکسالی(سالهای متعارف)............................... 56

شکل 4-10 نیاز آبی سیب زمینی در ماه خرداد با احتمال 75 درصد خشکسالی (سالهای خشک)............................... 57

شکل 4- 11 نیاز آبی سیب زمینی در ماه تیر با احتمال 75 درصد خشکسالی(سالهای خشک).................................. 58

شکل 4-12 نیاز آبی سیب زمینی در ماه مرداد با احتمال 75 درصد خشکسالی (سالهای خشک)................................ 59

شکل 4- 13 نیاز آبی سیب زمینی در ماه شهریور با احتمال 75 درصد خشکسالی (سالهای خشک)............................. 60

1-1مقدمه

کشاورزی وزراعت در ایران بدون توجه به تأمین آب مورد نیازگیاهان میسرنیست. بنابراین بایستی برنامه ریزی صحیح برای آن بخصوص درشرایط خشکسالی صورت گیرد. برنامه ریزی صحیح مستلزم محاسبه دقیق نیاز آبی گیاهان می‌باشد. براساس روش‌های موجود مبنای محاسبات نیاز آبی گیاهان ، تبخیرـ تعرق مرجع و ضرائب گیاهی است. تبخیر ـ تعرق مرجع توسط لایسیمتر اندازه گیری می‌شود و برای سادگی کار می‌توان آنرا با توجه به نوع منطقه از روش‌های تجربی نیز تخمین زد. ضرائب گیاهی نیز از مطا لعات لایسیمتر قابل محاسبه است. این ضرائب تابعی از عوامل مختلفی از جمله اقلیم می‌باشد. بنابراین بایستی درهر منطقه ای با دقت برای هرمحصولی محاسبه شود. (19) برای محاسبه و برآورد مقدارتبخیر ـ تعرق سازمان خوار باروکشاورزی ملل و متحد«FAO » تقسیم بندی زیر را منظور نموده است:

اندازه گیری مستقیم تبخیر ـ تعرق به وسیله لایسیمتر

اندازه گیری مستقیم تبخیر بوسیله تشتک یا تبخیر سنج

فرمول‌های تجر بی

روشهای آئرودینامیک

روش تراز انرژی(5)

بعضی از روشها فقط جنبه تحقیقاتی داشته تا بتوانند فرایند‌های انتقالی بخار آب را بهتر و عمیق تر بررسی نمایند.برخی دیگر به جهت نیاز در برنامه‌های روزانه کشاورزی بکار می‌روند. ولی دقت و اصالت روش‌های تحقیقاتی را ندارد. به هر حال برای عملیات روزانه درمزارع می‌توان از روشهایی که نتیجه آنها بیش از ده درصد با مقدار واقعی تبخیر ـ تعرق متفاوت نباشد استفاده نمود.

هدف از انجام این طرح بدست آوردن ضرایب گیاهی و تعیین نیاز آبی سیب زمینی دراستانهای خراسان و سمنان می‌باشد که بوسیله لایسیمتر زهکش دار در دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد انجام شده است. در مورد لایسیمتر و نحوه عملکرد آن و روابط تجربی بکار رفته دراین طرح درفصل بعدی توضیح داده می‌شود.

1-2اهمیت کشت سیب زمینی

سیب زمینی یکی از مهمترین منابع در تغذیه انسان است. این محصول در جهان از نظر اهمیت غذائی مقام پنجم بعداز گندم، برنج، ذرت و جو دارد.(11) بانگاهی به سی سال آینده، سازمان خوار بار کشاورزی (FAO) بر آورد کرده که برای تغذیه جمعیت جهان به 60 در صد غذای بیشتری نیاز است(12) و از آنجا که سیب زمینی از نظر ارزش غذائی با تولید متوسط 2/2 تن یکی از اقلام محصولات غذایی مهم میباشد بنابراین باید با برنامه ریزی صحیح کشاورزی ، که یکی از را هکار‌های آن بدست آوردن دقیق نیاز آبی این محصول است، باعث افزایش تولید آن در سطح جهان گردید. امید است این تحقیق راه گشایی برای آیندگان درمسائل مدیریت آبیاری باشد. بیشترین سطح زیر کشت این محصول مربوط به اروپائیان است که عملکردی بالغ بر 16 تن درهکتار را دارا می‌باشند.(جدول 1-1) بطوریکه در این جدول مشاهده می‌شود حدود 43 درصد کل سیب‌زمینی جهان در اروپا تولید می‌شود.

جدول1-1 میزان سطح زیر کشت و عملکرد کل سیب زمینی در سطح جهان

قاره	سطح زیر کشت (1000هکتار)	عملکرد کل (T1000)	در صد از کل
آمریکا	1725	42224	55/13
اروپا	8375	132725	64/42
آسیا	7999	122236	25/39
آفریقا	1137	12410	98/3
استرا لیا	424	1260	56/0

1-3 اهمیت سیب زمینی در ایران

محصول سیب زمینی یکی از ارقام اصلی است که در راستای امنیت غذایی آینده کشور میتواند نقش عمده ای را ایفاد نماید سیب‌زمینی تنها محصولی است که بعد از گندم ، برنج و ذرت میتواند بخشی از مواد نشاسته ای و پروتئینی مورد نیاز جامعه را تأمین کرده و امکان جایگزینی آن با محصولات ذکر شده وجود داشته و در کاهش واردات محصولات غذائی فوق مؤثر می‌باشد.(29) سطح زیر کشت محصول سیب زمینی کشور در سال 1382 برابر 175 هزار هکتار بر آورد شده است و میزان تولید آن 5/3میلیون تن برآورد شده است که این مقدار12/1 در صد کل سیب زمینی تولید شده در جهان می‌باشد(1). برای افزایش این مقدار باید راهکارهای بسیار بنیادی در نظر گرفت. یکی از راهکارهای افزایش این محصول بالا بردن میزان کارائی مصرف آب می‌باشد که بدون برنامه ریزی صحیح آبیاری مقدور نمی‌باشد. لذا برنامه ریزی صحیح آبیاری مستلزم دانستن دقیق نیاز آبی می‌باشدکه امید است این تحقیق بتواند در جهت افزایش عملکرد سیب زمینی در سطح کشور مؤثر باشد.

1-4 منطقه مورد مطالعه

منطقه مورد مطالعه استان‌های خراسان و سمنان می‌باشد. انتخاب این مناطق به آن دلیل بوده است که با وجود اهمیت کشت سیب‌زمینی اطلاعات مورد نیاز در زمینه آبیاری برای این گیاه بسیار اندک است.

1-4-1 استان خراسان

مساحت استان خراسان 313335 کیلومتر مربع می‌باشد که معادل یک پنجم مساحت کل کشور می‌باشد. این منطقه در شمال و شمال شرق ایران بین مدارات 30 درجه و 21 دقیقه و 17 دقیقه عرض شمالی و 5 در جه و 20 دقیقه طول شرق از نصف النهار گرینویچ واقع شده است. تنوع آب و هوایی در این منطقه شرایط تولید 47 نوع محصول زراعی را فراهم نموده است. که در جدول شماره2 بعضی از محصولات مهم استان و میزان تولید آن را ارائه شده است(16)

جدول1-2 وضعیت تولید محصولات زراعی استان خراسان در سال زراعی 81-1380

نوع محصول	درصد از کل تولید کشور	رتبه از لحاظ تولید در کشور
جو	61/20	اول
پنبه	24/38	اول
چغندر قند	68/35	اول
خربزه	46/51	اول
گوجه فرنگی	64/13	دوم
گندم	03/10	سوم
هندوانه	81/13	سوم
سیب زمینی	5	هفتم

بطوریکه مشاهده می‌شود استان خراسان در مورد تولید 4 محصول مقاوم اول کشور و گوجه‌فرنگی مقاوم دوم را دارا می‌باشد. از نظر تولید سیب‌زمینی محل کشت و میزان سطح زیر کشت در دشت‌های کشاورزی این استان، خراسان طبق جدول 1ـ3 میباشد.

جدول 1-3 محل و میزان کشت گیاه سیب زمینی در استان خراسان

محل کشت	سطح (هکتار)	محل کشت	سطح( هکتار)
دشت ازغند	98	سهل آباد	2
اسفده	28	شاهرفت	5
اسفراین	90	شهرنوباخزر	54
بجستان	25	صالح آباد-جنت آباد	17
بجنورد	2292	صفی آباد	27
بشرویه	1	طبس	9
بندان	2	عنبری ـ یرچاه	4
بیرجند	36	فردوس	25
تایباد	39	غلامان ـ راز	29
تربت جام	1189	قائن	145
جوین سلطان آباد	61	قلعه میران	27/19
چاهک موسویه	14	قوچان ـ شیروان	2909
حاتم قلعه	128	قوری میران	8
خضری	52	کاشمر	48
خواف سلامی	1	کویر	2
درگز	291	کرات	7
درمیان-گره بک	117	گناباد	20
درونه	5/67	گیسور	5
رخ	410	ماروسک	3/15
رشتخوار	4	مانه	300
ریوش	417	مشهد ـ چناران	2113
زاوه ـ تربت حیدریه	85	مختاران	9
زوزن	5	ینگجه	190
سبزوار	31	مبندان	5/4
سرایان	27	نیشابور	160
سربیشه	35	نریمانی	24
سملقان	69	نای بند ـ دیهوک	1
سنگ بست	113	میغان ـ دهنو	3

بطوریکه در جدول مذکور مشاهده می‌شود سیب‌زمینی در استان خراسان تقریباً در 60 دشت مهم این استان به صورت کم و بیش کشت می‌شود.

-1مقدمه

کشاورزی وزراعت در ایران بدون توجه به تأمین آب مورد نیازگیاهان میسرنیست. بنابراین بایستی برنامه ریزی صحیح برای آن بخصوص درشرایط خشکسالی صورت گیرد. برنامه ریزی صحیح مستلزم محاسبه دقیق نیاز آبی گیاهان می‌باشد. براساس روش‌های موجود مبنای محاسبات نیاز آبی گیاهان ، تبخیرـ تعرق مرجع و ضرائب گیاهی است. تبخیر ـ تعرق مرجع توسط لایسیمتر اندازه گیری می‌شود و برای سادگی کار می‌توان آنرا با توجه به نوع منطقه از روش‌های تجربی نیز تخمین زد. ضرائب گیاهی نیز از مطا لعات لایسیمتر قابل محاسبه است. این ضرائب تابعی از عوامل مختلفی از جمله اقلیم می‌باشد. بنابراین بایستی درهر منطقه ای با دقت برای هرمحصولی محاسبه شود. (19) برای محاسبه و برآورد مقدارتبخیر ـ تعرق سازمان خوار باروکشاورزی ملل و متحد«FAO » تقسیم بندی زیر را منظور نموده است:

اندازه گیری مستقیم تبخیر ـ تعرق به وسیله لایسیمتر

اندازه گیری مستقیم تبخیر بوسیله تشتک یا تبخیر سنج

فرمول‌های تجر بی

روشهای آئرودینامیک

روش تراز انرژی(5)

بعضی از روشها فقط جنبه تحقیقاتی داشته تا بتوانند فرایند‌های انتقالی بخار آب را بهتر و عمیق تر بررسی نمایند.برخی دیگر به جهت نیاز در برنامه‌های روزانه کشاورزی بکار می‌روند. ولی دقت و اصالت روش‌های تحقیقاتی را ندارد. به هر حال برای عملیات روزانه درمزارع می‌توان از روشهایی که نتیجه آنها بیش از ده درصد با مقدار واقعی تبخیر ـ تعرق متفاوت نباشد استفاده نمود.

هدف از انجام این طرح بدست آوردن ضرایب گیاهی و تعیین نیاز آبی سیب زمینی دراستانهای خراسان و سمنان می‌باشد که بوسیله لایسیمتر زهکش دار در دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد انجام شده است. در مورد لایسیمتر و نحوه عملکرد آن و روابط تجربی بکار رفته دراین طرح درفصل بعدی توضیح داده می‌شود.

تعیین ضریب گیاهی و پهنه بندی نیاز آبی سیب زمینیاهمیت کشت سیب زمینیعوامل موثر بر تبخیر و تعرقمیزان سطح زیر کشت و عملکرد کل سیب زمینی در سطح جهاننیاز آبی سیب زمینی