استراتژی DI
آبیاری یک استراتژی DI متوسط که 75 درصد از ET گوجه فرنگی را در یک آب و هوای نیمه خشک پوشش می‌دهد، 28 درصد آب را ذخیره می‌کند و باعث کاهش متوسط عملکرد تقریباً 16 درصدی با افزایش محتوای جامد محلول به میزان 8 درصد می‌شود (Lahoz et al., 2016).
در شرایط اقلیمی نیمه خشک مدیترانه‌ای، سطح بالاتر DI با 50 درصد احیای ETc گوجه فرنگی باعث صرفه جویی در آب 46% می‌شود و با 100% احیای ETc تا گلدهی و سپس 50% تیمار ترمیم ETc، میانگین صرفه‌جویی در آب را 30 درصد نشان می‌دهد. تیمارها کیفیت گوجه فرنگی را از نظر محتوای ویتامین C، محتوای جامد محلول و اسیدیته بهبود بخشیدند، در حالی که آنها تأثیر قابل توجهی بر عملکرد قابل فروش نداشتند (Patanè et al., 2011).
برای به حداقل رساندن از دست دادن عملکرد، کم آبیاری کنترل شده (CDI) یک جایگزین جذاب است، زیرا به دنبال به حداکثر رساندن استفاده از تنش آبی تنها در مرحله غیر بحرانی رشد گیاه است (Kassaye et al., 2020). به عنوان مثال، در طول مرحله میوه دهی، رشد یا جوانه زدن، مقدار آبیاری را می‌توان کاهش داد (Nuruddin et al., 2003).
استفاده مؤثر از CDI مستلزم درک خوبی از مراحل رشد دقیق محصول است که تحمل به تنش آبی را نشان می‌دهد (Farré & Faci, 2009; Kirda et al., 2004; Navarro et al., 2010). برای اثبات این ایده، در یک آب و هوای نیمه خشک، اثر CDI ملایم (75 تا 100 درصد ETc)، متوسط (50 تا 100 درصد ETc) بر عملکرد زراعی فرآوری گوجه فرنگی در دو منطقه رشد مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. یافته‌ها نشان داد که با سطوح متوسط CDI، میانگین صرفه‌جویی در مصرف آب 26 درصد حاصل شد و بهره‌وری به طور متوسط 10 درصد کاهش یافت که بهتر از DI است.
سطوح ملایم CDI بهره‌وری را تغییر نداد و همچنان منجر به صرفه‌جویی 13 درصدی آب شد (Valcarcel et al., 2020). از طرف دیگر، کاهش آبیاری به 50 یا 75 درصد مقدار ETc گوجه فرنگی پس از مرحله میوه گیری تأثیر قابل‌توجهی بر تجمع کاروتنوئیدها نداشت، در حالی که باعث افزایش سطح پلیفنل و محتوای اسید آل اسکوربیک شد (Martí et al., 2018).
سیب زمینی کم آبیاری توسط محققان مختلف مورد مطالعه قرار گرفته است. به عنوان مثال، در آزمایش‌هایی که در پروسر، واشنگتن، ایالات متحده انجام شد، مشخص شد که پوشش 70 درصد ETc سیب‌زمینی اثرات منفی بر عملکرد و کیفیت غده نشان می‌دهد (Alva, 2008). نتایج مشابهی توسط شوک و فیبرت (2012) در اورگان، ایالات متحده یافت شد.
در آب و هوای خشک مدیترانه‌ای، DI مداوم فرآوری سیب زمینی که 80 درصد ETc را پس از استقرار گیاه پوشش می‌دهد، امکان حفظ عملکرد غده و محتوای ماده خشک با امکان صرفه‌جویی 17 درصدی در آب آبیاری را فراهم می‌کند (Darwish et al., 2006).
به طور مشابه، صرفه‌جویی در مصرف آب تا 195 میلی‌متر بدون کاهش در عملکرد کل سیب زمینی با خیس کردن 50 درصد بالای منطقه ریشه حاصل شد. در مقابل، آزمایش‌های CDI سیب‌زمینی در یک آب و هوای نیمه خشک ثابت کرد که اعمال کمبود آب در طول دوره‌های حجیم شدن و رسیدن تأثیر منفی بر عملکرد دارد (Fabeiro et al., 2001).
مطالعات گندم DI نشان داد که بیشترین صرفه‌جویی در آب تقریباً 39 درصد در تیمار کمبود جایگزین (عدم آبیاری در مراحل جوانه‌زنی تا گلدهی و گلدهی تا نرم خمیری دوره رشد گندم) به دست آمد که اثرات نامطلوب کمتری بر عملکرد دارند. استفاده از آبیاری تنها در اولین مرحله جوانه‌زنی و گلدهی منجر به حداکثر صرفه‌جویی در مصرف آب با کاهش کمتر عملکرد (16%) می‌شود (Xue et al., 2006).
عملکرد دانه تحت تأثیر رویکرد DI قرار می‌گیرد، جایی که می‌توان آن را در DI پیوسته کاهش داد (Rady et al., 2021). در مقابل، با استفاده از CDI می‌توان آن را بهبود بخشید (Zhang et al., 2006). ترکیب روش کاشت گندم با تیمار DI باعث بهبود عملکرد دانه می‌شود (Rady et al., 2021).
به همین ترتیب، کاهش آبیاری پرتقال شیرین Pêra-IAC به 50 درصد ETc باعث حفظ عملکرد میوه در سطح قابل قبول در مقایسه با تیمار شاهد و افزایش آن در مقایسه با تیمار دیم با حداکثر راندمان مصرف آب تقریباً Kg/(mm*ha) 33.5 شد (Silveira et al., 2020). کاهش عملکرد محصول با استفاده از CDI به محصول و شرایط آب و هوایی بستگی دارد.
4- نتیجه گیری و دیدگاه ها
منابع آب در زمین محدود است. بنابراین، تکنیک‌های استفاده از آب نیاز به مدیریت فوری دارند. تکنیک‌های مختلف هوشمند و مرسوم برای کاهش آب آبیاری استفاده شده است، از جمله کنترل‌کننده‌های SMS، کنترل‌کننده‌های ET، RS، حسگرهای نوری و DI. دستگاه‌های آبیاری هوشمند برای به حداقل رساندن آبیاری اضافی با اندازه‌گیری یا تخمین SMC یا CWSI توسعه داده شده‌اند. در این بررسی، اثرات رویکردهای فوق بر صرفه‌جویی در مصرف آب و تولید محصول گردآوری شده است.
تحقیقات شواهدی را ارائه می‌کند که کنترل‌کننده‌های آبیاری هوشمند، به‌ویژه مبتنی بر آب و هوا (ET) و SMS در محل در مقابل آبیاری دستی، آب را در سناریوهای مختلف حفظ می‌کنند. درزیرخلاصه ای از مهم‌ترین نتایج و کارهای تحقیقاتی ممکن در آینده آمده است:
- راندمان مصرف آب بر اساس پیامک بستگی به مقدار آستانه VMC تعیین شده توسط کشاورزان دارد.
- نتایج نشان داده است که کنترل کننده‌های SMS از 20 تا 92 درصد در مصرف آب صرفه جویی می‌کنند.
- نتایج نشان داده است که کنترل کننده‌های ETاز 20 تا 71 درصد آب را ذخیره می‌کنند.
- عملکرد کنترل کننده‌های ET تحت تأثیر دقت تخمین ET0 است.
- نتایج نشان داده است که RS از 7 تا 50 درصد آب را ذخیره می‌کند.
- رشد محصول با استفاده از استراتژی‌های بررسی شده حفظ شد.
- نتایج نشان داده است که سیستم مبتنی بر حسگر نوری نسبت به اندازه‌گیری‌های در محل، توانایی بیشتری برای ارزیابی تنوع مزرعه، محصولات و خاک دارد.
- کاهش عملکرد محصول با استفاده از CDI کمتر از 25 درصد باعث 13 درصد صرفه‌جویی در مصرف آب شده است.
- استفاده از فناوری های آبیاری هوشمند برای انواع زیادی از محصولات قابل مصرف در سراسر جهان، مانند گوجه فرنگی و سیب زمینی، باید در آینده بیشتر مورد مطالعه قرار گیرد.
- تحقیقات بیشتر در رابطه با ارزیابی قابلیت اقتصادی تکنیک‌های آبیاری مورد مطالعه مورد نیاز است.
