Влияние регулируемого дефицитного орошения на водозависимую продуктивность, компоненты урожайности и коэффициент прироста урожайности фасоли обыкновенной (Phaseolus vulgaris L.)

Сабкатулла Алипур ^a*, Мохаммад Заман Амини ^b, Мохаммад Дауд Хайдари ^b

^a Национальное управление по регулированию водных ресурсов (Министерство энергетики и водных ресурсов), р-н Даруламан, Кабульский санаторий, Кабул, Афганистан

^b Кафедра почвоведения и ирригации, сельскохозяйственный факультет, Кабульский университет,   Карт-э-Чар, Кабул, Афганистан

*для корреспонденции: alipour.sbh@gmail.com

М. Амини: zamanamini@gmail.com; М. Хайдари: m.daud.haidari@gmail.com.

26 апреля, 2022

https://doi.org/10.29258/CAJWR/2022-R1.v8-1/112-125.eng

Аннотация

В связи с сокращением объема водных ресурсов, выделяемых на нужды сельского хозяйства, и быстрым ростом численности населения важно эффективно использовать воду и повышать водозависимую продуктивность культур (crop water productivity, CWP).  Дефицитное орошение представляет собой важную стратегию достижения этих целей.  С целью изучения данных вопросов в течение непрерывного двухлетнего периода (2018-2019 гг.) на базе научно-исследовательского хозяйства сельскохозяйственного факультета Кабульского университета проводилась серия полевых экспериментов, а именно эксперимент с полным орошением (ET₁₀₀), 80%-ным орошением (ET₈₀), 60%-ным орошением (ET₆₀) и 40%-ным орошением (ET₄₀) по схеме рандомизированных блоков (делянок) с тремя репликациями.  По сравнению с ET₁₀₀ и ET₈₀ в экспериментах ET₆₀ и ET₄₀ наблюдалось значительное (P<0,05) сокращение продолжительности периода цветения и образования стручков.  Урожай фасоли в экспериментах ET₁₀₀ и ET₈₀ также демонстрировал наилучшие показатели по высоте растений, количеству листьев на одном растении, листовой площади, индексу листовой поверхности, количеству стручков на одном растении, количеству семян в одном стручке, длине стручка, массе 100 семян и общей урожайности.  Кроме этого, по сравнению с экспериментами ET₁₀₀, ET₆₀ и ET₄₀ в эксперименте ET₈₀ наблюдались значительно более высокие показатели водозависимой продуктивности (CWP) и более низкие значение K_y.  В целом результаты исследования показывают, что регулируемое дефицитное орошение может существенно повышать производительность воды.  Полив в объеме 80% от нормы (100%) может приводить к более высокой общей водозависимой продуктивности фасоли обыкновенной.  Это особенно актуально для регионов, испытывающих водный дефицит, где сэкономленная благодаря данной практике вода может использоваться для орошения дополнительных сельскохозяйственных угодий.

Доступно на английском

Скачать публикацию

Для цитирования: Alipour, S., Amini, M.Z., & Haidari, M. D. (2022). Effects of regulated deficit irrigation on crop water productivity , yield components , and yield response factor of common bean ( Phaseolus vulgaris L ). Central Asian Journal of Water Research, 8(1), 112–125. https://doi.org/10.29258/CAJWR/2022-R1.v8-1/112-125.eng.

Список литературы

Abd El-Wahed, M.H., Baker, G.A., Ali, M.M. & Abd El-Fattah, F.A. (2017).  Effect of drip deficit irrigation and soil mulching on growth of common bean plant, water use efficiency and soil salinity.  Scientia Horticulturae, 225, 235–242 (http://doi.org/ 10.1016/j.scienta.2017.07.007)

Abreu, M.E., Mioto, P.T. & Mercier, H. (2016).  Hormonal Interactions Underlying Plant Development under Drought.  In Plant Hormones under Challenging Environmental Factors (pp. 51–73).  Springer (http://doi.org/10.1007/978-94-017-7758-2_3)

Adeboye, O.B., Schultz, B., Adekalu, K.O. & Prasad, K. (2015).  Crop water productivity and economic evaluation of drip-irrigated soybeans (Glyxine max L. Merr.).  Agriculture & Food Security, 4(1), 1–13 (https://doi.org/10.1186/s40066-015-0030-8)

Admasu, R., Asefa, A. & Tadesse, M. (2019).  Effect of Growth Stage Moisture Stress on Common Bean (Phaseolus Vulgaris L.) Yield and Water Productivity at Jimma, Ethiopia. International Journal of Environmental Sciences & Natural Resources, 16(1), 25–32 (https://doi.org/10.19080/IJESNR.2019.16.555929)

Ali, M.H., Hoque, M.R., Hassan, A.A. & Khair, A. (2007).  Effects of deficit irrigation on yield, water productivity, and economic returns of wheat.  Agricultural Water Management, 92(3), 151–161 (http://doi.org/10.1016/j.agwat.2007.05.010)

Allen, R.G., Pereira, L.S., Raes, D. & Smith, M. (1998).  FAO Irrigation and drainage paper No. 56.  Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations, 56(97), e156 (https://www.fao.org/3/x0490e/x0490e00.htm)

Al-Omran, A.M. & Louki, I. I. (2011).  Yield response of cucumber to deficit irrigation in greenhouses.  WIT Transactions on Ecology and the Environment, 145, 517–524 (http://doi.org/10.2495/WRM110451)

Asemanrafat, M. & Honar, T. (2017).  Effect of water stress and plant density on canopy temperature, yield components and protein concentration of red bean (Phaseolus vulgaris L. cv. Akhtar).  International Journal of Plant Production, 11(2), 241–258 (https://doi.org/10.22069/ijpp.2017.3422)

Ayubi, A.G. (2019).  Principles of irrigation and drainage.  Azim Publications

Bessada, S.M.F., Barreira, J.C.M. & Oliveira, M.B.P.P. (2019).  Pulses and food security: Dietary protein, digestibility, bioactive and functional properties.  Trends in Food Science & Technology, 93, 53–68 (https://doi.org/10.1016/j.tifs.2019.08.022)

Dhakar, R., Chandran, M.A.S., Nagar, S., Kumari, V.V., Subbarao, A.V.M., Bal, S.K. & Kumar, P.V. (2018).  Field crop response to water deficit stress: assessment through crop models.  In Advances in Crop Environment Interaction (pp. 287–315).  Springer (http://doi.org/10.1007/978-981-13-1861-0_11)

Fathi, A. & Tari, D.B. (2016).  Effect of drought stress and its mechanism in plants.  International Journal of Life Sciences, 10(1), 1–6 (https://doi.org/10.3126/ijls. v10i1.14509)

Finley, S. (2016).  Sustainable Water Management in Smallholder Farming: Theory and Practice.  CABI (https://www.cabi.org/bookshop/book/9781780646862/)

Furgassa, Z.S. (2017).  The effect of deficit irrigation on maize crop under conventional furrow irrigation in Adami Tulu Central Rift Valley of Ethiopia.  Applied Engineering, 1(1), 1–12 (http://doi.org/10.11648/j.ae.20170101.11)

Ghassemi-Golezani, K. & Mazloomi-Oskooyi, R. (2008).  Effect of water supply on seed quality development in common bean (Phaseolus vulgaris var.).  International Journal of Plant Production, 2(2), 117–124 (https://doi.org/10.22069/ijpp.2012.604)

Ghassemi-Golezani, K., Zafarani-Moattar, P., Raey, Y. & Mohammadi, A. (2010).  Response of pinto bean cultivars to water deficit at reproductive stages.  Journal of Food, Agriculture and Environment, 8(2), 801–804

Gogoi, N., Baruah, K.K. & Meena, R.S. (2018).  Grain legumes: impact on soil health and agroecosystem.  In Legumes for Soil Health and Sustainable Management (pp. 511–539).  Springer (http://doi.org/10.1007/978-981-13-0253-4_16)

Gonçalves, J.G.R., Chiorato, A.F., Silva, D.A. da, Esteves, J.A. de F., Bosetti, F. & Carbonell, S.A.M. (2015).  Combining ability in common bean cultivars under drought stress. Bragantia, 74, 149–155

Gonzalez-Dugo, V., Durand, J.-L. & Gastal, F. (2010).  Water deficit and nitrogen nutrition of crops.  A review.  Agronomy for Sustainable Development, 30(3), 529–544 (http://doi.org/10.1051/agro/2009059)

Greaves, G.E. & Wang, Y.M. (2017).  Yield response, water productivity, and seasonal water production functions for maize under deficit irrigation water management in southern Taiwan.  Plant Production Science, 20(4), 353–365 (https://doi.org/ 10.1080/1343943X.2017.1365613)

Hirich, A., Choukr-Allah, R., Fahmi, H., Abdellatif, R., Laajaj, K., Jacobsen, S.E. & El Omari, H. (2014).  Using deficit irrigation to improve crop water productivity of sweet corn, chickpea, faba bean and quinoa.  Revue Marocaine Des Sciences Agronomiques et Vétérinaires, 2(1), 15–22 (https://www.agrimaroc.org/index.php/Actes_IAVH2/article/download/305/284)

Jägermeyr, J., Gerten, D., Heinke, J., Schaphoff, S., Kummu, M. & Lucht, W. (2015). Water savings potentials of irrigation systems: global simulation of processes and linkages.  Hydrology and Earth System Sciences, 19(7), 3073–3091 (https://doi.org/ 10.5194/hess-19-3073-2015)

Jovanovic, Z. & Stikic, R. (2012).  Strategies for improving water productivity and quality of agricultural crops in an era of climate change.  Irrigation Systems and Practices in Challenging Environments, 77–102 (http://doi.org/10.5772/29275)

Kanwar, R. (2009).  Sustainable water systems for agriculture and 21st century challenges. Journal of Crop Improvement, 24(1), 41–59 (http://doi.org/10.1080/ 15427520903307700)

Kusvuran, S. & Dasgan, H.Y. (2017).  Effects of drought stress on physiological and biochemical changes in Phaseolus vulgaris L. Legume Research-An International Journal, 40(1), 55–62 (https://arccjournals.com/journal/legume-research-an-international-journal/LR-290)

Lado, S.J., Onyando, P.J. & Karanja, A. (n.d.).  Effect of Deficit Irrigation on Yield-Water Relation of French Bean in Rift Valley–Njoro Nakuru County-Kenya

Levitt, E.J., Pelletier, D.L. & Pell, A.N. (2009).  Revisiting the UNICEF malnutrition framework to foster agriculture and health sector collaboration to reduce malnutrition: a comparison of stakeholder priorities for action in Afghanistan.  Food Policy, 34(2), 156–165 (http://doi.org/10.1016/j.foodpol.2008.07.004)

Maleki, A., Esnaashar, N. & Bidabadi, A.A. (2017).  Impact of deficit irrigation on yield components, water use efficiency and yield response factor of cowpea in Khorramabad Iran.  J. Eng. Appl. Sci, 12(9), 2471–2479 (http://doi.org/10.36478/jeasci.2017.2471. 2479)

Morrison, J., Morikawa, M., Murphy, M. & Schulte, P. (2009).  Water scarcity & climate change.  Growing Risks for Business and Investors, Pacific Institute, Oakland, California (https://pacinst.org/wp-content/uploads/2009/02/growing-risk-for-business-investors-2.pdf)

Nadeem, M., Li, J., Yahya, M., Sher, A., Ma, C., Wang, X. & Qiu, L. (2019).  Research progress and perspective on drought stress in legumes: a review.  International Journal of Molecular Sciences, 20(10), 2541 (https://doi.org/10.3390%2Fijms20102541)

Nangia, V. & Yadava, N.D. (2016).  Improving Water Productivity in Dry Areas.  Annals of Arid Zone, 55(3 & 4), 63–66 (https://www.researchgate.net/publication/312605240)

Ninou, E., Tsialtas, J.T., Dordas, C.A. & Papakosta, D.K. (2013).  Effect of irrigation on the relationships between leaf gas exchange related traits and yield in dwarf dry bean grown under Mediterranean conditions.  Agricultural Water Management, 116, 235–241 (http://doi.org/10.1016/j.agwat.2012.08.002)

NSIA (2016-17).  National Statistic Information Authority, Afghanistan Statistical Yearbook: Agricultural Lands Report.  Islamic Republic of Afghanistan

Ntukamazina, N., Onwonga, R.N., Sommer, R., Mukankusi, C.M., Mburu, J. & Rubyogo, J.C. (2017).  Effect of excessive and minimal soil moisture stress on agronomic performance of bush and climbing bean (Phaseolus vulgaris L.).  Cogent Food & Agriculture, 3(1), 1373414 (https://doi.org/10.1080/23311932.2017.1373414)

Oteki, D.R. (2015).  Evaluation of Deficit Irrigation on Water Productivity and Yield Response of Beans Using AquaCrop in Eldoret, Kenya.  Moi University (http://www.secheresse.info/spip.php?article81297)

Rasti Sani, M., Ganjeali, A., Lahouti, M. & Mousavi Kouhi, S.M. (2018).  Morphological and physiological responses of two common bean cultivars to drought stress.  Journal of Plant Process and Function, 6(22), 37–46 (https://profdoc.um.ac.ir/paper-abstract-1067673.html)

Sadeghipour, O. (2009).  Effect of deficit irrigation on physiologic and agronomic traits in common bean (Phaseolus vulgaris L.) genotypes.  Iranian Journal of Crop Sciences, 11(1), 25–39 (http://agrobreedjournal.ir/article-1-216-en.html)

Salas, J.D., Govindaraju, R.S., Anderson, M., Arabi, M., Francés, F., Suarez, W., Lavado-Casimiro, W.S. & Green, T.R. (2014).  Introduction to hydrology.  In Modern Water Resources Engineering (pp. 1–126).  Springer (https://doi.org/10.1007/978-1-62703-595-8_1)

Smith, M.R., Veneklaas, E., Polania, J., Rao, I.M., Beebe, S.E. & Merchant, A. (2019). Field drought conditions impact yield but not nutritional quality of the seed in common bean (Phaseolus vulgaris L.).  PLoS One, 14(6), e0217099 (https://doi.org/10.1371/journal.pone.0217099)

Taiz, L., Zeiger, E., Møller, I.M. & Murphy, A. (2015).  Plant physiology and development. Issue Ed. 6.  Sinauer Associates Incorporated

Wilcox, C.S., Grutzmacher, S., Ramsing, R., Rockler, A., Balch, C., Safi, M. & Hanson, J. (2015).  From the field: Empowering women to improve family food security in Afghanistan.  Renewable Agriculture and Food Systems, 30(1), 15–21 (https://doi.org/ 10.1017/S1742170514000209)

Yazar, A., Mart, D., Çolak, Y.B. & Kaya, Ç.İ. (2017).  Yield response of faba bean to various irrigation strategies in the Mediterranean region.  International Journal of Research in Agriculture and Forestry, 4, 9–19 (https://www.ijraf.org/papers/v4-i7/2.pdf)

Zargar, S.M., Mahajan, R., Nazir, M., Nagar, P., Kim, S.T., Rai, V., Masi, A., Ahmad, S. M., Shah, R.A. & Ganai, N.A. (2017).  Common bean proteomics: Present status and future strategies.  Journal of Proteomics, 169, 239–248 (https://doi.org/10.1016/j.jprot.2017.03.019).