Interaction of Applied Water Volume and Irrigation Water Salinity on Wheat Yield in Arid Regions (Case study: Yazd)

Document Type : Applied Article

Authors

• Mohammad Hassan Rahimian ¹
• Hassan Gholami ²
• GholamHassan Ranjbar ¹
• Hossein Beyrami ¹
• Bita Moravvej-ol-Ahkami ³
• mahdi Karimi ¹
• Seyyed Ali Mohammad Cheraghi ⁴

¹ Assistance Professor, Faculty Member of National Salinity Research Center (NSRC), Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Yazd, Iran

² Ph.D. student of Irrigation and Drainage Engineering, Isfahan University of technology, Isfahan, Iran

³ Assistance Professor, Faculty Member, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Yazd, Iran

⁴ Assistance Professor, Faculty Member, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Shiraz, Iran

https://doi.org/10.22067/jwsd.v8i4.2106.1053

Abstract

Farmers, who are faced with the problem of irrigation water salinity, sometimes ask questions about the yield forecast under the effect of irrigation water salinity (EC_iw) and the volume of applied water (V_iw). The answer to this question requires knowledge of the crop production function. The aim of this study was to investigate the interaction between EC_iw and V_iw on wheat grain yield (Narin cultivar) in the Yazd region. For this purpose, the response of wheat yield under the effects of irrigation water salinity (including 3, 5, and 8 dS.m^-1) and volume of applied water (from 4500 to 11600 m³.ha^-1) was analyzed during 2017-2018, 2018-2019, and 2019-2020 cropping seasons. The results showed that the effectiveness of applied water on wheat yield has increased in saline conditions than in non-saline conditions. Therefore, wheat growers in saline areas should be confident about the adequacy of available water to meet the field water requirements (both ET and leaching requirements) and also follow the irrigation scheduling more carefully and obsessively compared to none-saline conditions. In this case study, a wheat yield function was presented and evaluated, as well. This function works based on the salinity and the volume of irrigation water (EC_iw and V_iw). With a coefficient of determination (R²) of 0.67, this function is expected to estimate the wheat yield with an approximate error of ±524 kg.ha^-1. This equation can be used to estimate the production decline due to increasing salinity of irrigation water or decreasing the volume of applied water, to predict the yield before the harvest time as well as to meet the field water required to produce a certain amount of grains in the studied region

Keywords

• Yield Function
• Irrigated Wheat
• Salinity
• Yazd

20.1001.1.24235474.1400.8.4.6.1

Main Subjects

• Irrigation and Agriculture

References

احمدی، ک.، عبادزاده، ح.ر.، حاتمی، ف.، عبدشاه، ه. و کاظمیان، آ. 1399. آمارنامه کشاورزی (جلد 1: محصولات زراعی). مرکز فناوری اطلاعات و ارتباطات. معاونت برنامه ریزی و اقتصادی وزارت جهاد کشاورزی.
چراغی، س.ع.م. 1386. ارزیابی مدیریت‌های بهره‌برداری از منابع آب و خاک شور اراضی تحت کشت گندم مناطق مختلف کشور، گزارش نهایی طرح تحقیقاتی مرکز ملی تحقیقات شوری، سازمان تحقیقات و آموزش کشاورزی.
حبیب‏زاده، ع.، عیوضی، ع.ر. و عبدی، س. 1399. ارزیابی مناطق مستعد کشت گندم آبی از نظر هزینه‌های اقتصادی و کاهش مصرف آب در شهرستان-های استان آذربایجان‌غربی. نشریه علوم گیاهان زراعی ایران، 51(3):220–205
خزایی، ج. و هوشمند، م. 1393. کنترل ناپارامتریک غیرخطی شوک های بهره‏ وری در برآورد تابع تولید کشاورزی استان‏های برگزیده ایران (مطالعه موردی: برآورد تابع تولید گندم آبی). نشریه اقتصاد و توسعه کشاورزی، 28(3): 259-246
ذوالفقاران، ا.، قهرمان، ب.، حقایقی، ا. و جلینی، م. 1396. تأثیر آبیاری بارانی متعامد تحت شرایط کم‌‏آبی و شوری‌‏های متفاوت بر تولید گندم (دانه و کاه) جهت و برازش مناسب‏ترین تابع تولید بر آن. تنش‌‏های محیطی در علوم زراعی 11(4): 979-971
رحیمیان، م.ح.، حاجی حسینی ع.، اسپرس، ر.، بیرامی، ح. 1396. تدوین سند بهره‌وری آب کشاورزی در استان یزد، گزارش علمی فنی به شماره ثبت 53298، مرکز ملی تحقیقات شوری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، یزد، ایران، ص. 129.
رحیمیان، م.ح.، دهقانی، ف. 1397. نگاه تحلیلی به کیفیت (شوری) منابع آب مورد استفاده در بخش کشاورزی، گزارش علمی مرکز ملی تحقیقات شوری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، (منتشر نشده).
زاهد م.، سلطانی ا.، زینلی ا.، ترابی ب.، زند ا.، عالیمقام س.م. 1398. مدل‏سازی پتانسیل عملکرد و خلاء عملکرد گندم آبی در ایران، تولید گیاهان زراعی (مجله الکترونیک تولید گیاهان زراعی)،  12(3): 35-52
سپاسخواه ع.ر.، توکلی ع.ر.، موسوی ف. 1385. اصول و کاربرد کم آبیاری. انتشارات کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران. تهران، ایران.
کیانی، ع.ر.، میرلطفی، س.م.، همایی، م. و آبیار، ن.م. 1382. بررسی اقتصادی تولید گندم در شرایط شوری و کم آبی. اقتصاد کشاورزی و توسعه، 11(44-43): 163-178.
کیانی، ع.ر.، میرلطفی، س.م.، همایی، م. و چراغی، س.ع.م. 1384. تعیین بهترین تابع تولید آب-شوری گندم در منطقه شمال گرگان. مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی، 6(25): 1-14.
مومنی، ع. 1389. پراکنش جغرافیایی و سطوح شوری منابع خاک ایران، مجله پژوهش‌‏های خاک، 24(3): 203-215.

Ayers R.S. and Westcot D.W. 1989. Water quality for agriculture. Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO) irrigation and drainage paper No. 29 Rev.1, Rome, Italy.
Datta K.K. and Dayal B. 2000. Irrigation with poor quality water: An empirical study of input use economic loss and coping strategies. Indian Journal of Agricultural Economics, 55: 26-37.
Datta K.K., Sharma V.P. and Sharma D.P. 1998. Estimation of a production function for wheat under saline conditions. Agricultural Water Management, 36: 85- 94.
Doorenbos J. and Kassam A.H. 1979. Yield response to water. Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO) Irrigation and drainage Paper No. 33, Rome, Italy.
Doorenbos J. and Pruitt W.O. 1977. Guidelines for prediction crop water requirements. Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO) Irrigation and drainage Paper No. 24, Rome, Italy.
FAO. 2018. World Food and Agriculture – Statistical Pocketbook. Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO), Rome, Italy. 
Feddes R.A., Kowalik P.J. and Zaradny H. 1980. Simulation of field water use and crop yield. Pudoc (Centre for agricultural publishing and documentation), 143(2): 254-255.
Letey J. and Dinar A. 1986. Simulated crop production function for several crops when irrigated with saline waters. Hilgardia, 54:1-32.
Maas E.V. 1986. Salt tolerance of plants. Journal of Applied Agricultural Research, 1:12-26
Maas E.V. 1990. Crop salt tolerance. Agricultural Salinity Assessment and Management Monograph, 71: 262-304
Maas E.V. and Hoffman G.J. 1977. Crop salt tolerance - current assessment. Journal of the Irrigation and Drainage Division, American Society of Civil Engineers, 103(IR2): 115-134.
Munns R. James R.A. 2003. Screening methods for salinity tolerance: a case study with tetraploid wheat, Plant and Soil, 253:201-218.
Shroyer J.P., Whitney D. and Peterson D. 1997. Wheat Production Handbook. K-State Research & Extension, Manhattan, Kansas.
Van Genochten, M. Th. 1983. Analyzing crop salt tolerance data: Model description and user’s manual. Research report No. 120. U. S. Salinity Lab. Reverside, C. A.
Vaux H. J. Jr. and Pruitt W. V. 1983. Crop-water production functions, In: Hillel, D. (Ed.). Advances in irrigation. Vol. 2. Academic Press Inc., NY.