Determination of grapevine water requirements in the Sisakht region and the effects of deficit irrigation and licorice-residue mulch on fruit yield and quality

Document Type : Original Article

Authors

1 Associate Professor, Department of Horticultural Science, Yasuj Branch, Islamic Azad University, Yasuj, Iran;

2 Professor, Department of Horticultural Science, Shiraz University, Shiraz, Iran.

3 Assistant Professors, Horticulture Crops Research Department, Fars Agricultural Research and Natural Resource and Education Center, AREEO, Shiraz, Iran

4 Assistant Professors, Water and Soil Science Department, Kohgiloyeh and Boyerahmad Agricultural Research and Natural Resource and Education Center, AREEO, Yasuj, Iran

5 Professor, Department of Food Science, Yasuj Branch, Islamic Azad University, Yasuj, Iran;

6 Associate Professor, Department of Food Science, Yasuj Branch, Islamic Azad University, Yasuj, Iran;

10.30466/rip.2023.54314.1247

Abstract

In view of the droughts experienced in Iran and Kohgiluyeh and Boyer-Ahmad Province over the past decade, and the need to modify agricultural water-use practices and rates, a two-year study was conducted on Askari grapevine in the Sisakht region. The experiment was arranged as a factorial treatment structure in a randomized complete block design with four replicates. The first factor was deficit irrigation and localized root-zone irrigation, with four irrigation levels corresponding to 100%, 80%, 60%, and 40% of crop water requirements. The second factor was licorice-residue mulch, applied at three levels: no residue (control), residue placed on the soil surface beneath the vine canopy, and residue incorporated into the soil to a depth of 40 cm. Initially, grapevine water requirements in the Sisakht region were estimated at 5,249 m³ ha⁻¹ using the NTEWAT software, after which the deficit and localized root-zone irrigation treatments were implemented. The results showed that deficit irrigation, localized root-zone irrigation, and licorice-residue mulch significantly affected grape yield and fruit-quality attributes. The highest yield, 20.85 kg vine⁻¹, was obtained under irrigation at 100% of crop water requirements; however, it did not differ significantly from the treatment receiving 60% of crop water requirements combined with licorice-residue mulch. The highest fruit maturity index was observed in vines treated with licorice-residue mulch incorporated into the root zone to a depth of 40 cm and irrigated at 80% of crop water requirements. Therefore, deficit irrigation at 80–60% of crop water requirements (equivalent to approximately 4,150–3,150 m³ ha⁻¹) combined with localized root-zone irrigation and the application of licorice residue to a depth of 40 cm in the root zone may reduce irrigation-water consumption while improving grape yield and quality in vineyards.

Keywords

References

آبیار، ج. 1395. بررسی کاربرد تفاله شیرین­بیان در محیط کشت و اثرات اسید آمینه و پوترسین بر خصوصیات کمی و کیفی گوجه­فرنگی. پایان­نامه کارشناسی­ارشد زراعت. دانشگاه آزاد اسلامی واحد یاسوج. 124 ص.
آران، م.، عابدی، ب.، تهرانی­فر، ع. و پارسا.، م. 1396. بررسی تاثیر تنش خشکی بر برخی ویژگی‌های مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی سه رقم انگور(Vitis vinifera L.) . علوم باغبانی 31(2): 315-326.
اسدی، و.، غلامی، م.، رسولی، م.، ملکی، م. 1398. اثر تنش خشکی بر برخی ویژگی‌های فیزیولوژیکی سه رقم انگور (Vitis vinifera L.)  تولید و فرآوری محصولات زراعی و باغی. 9(3): 45-59.
آشوری، م.، قاسم­نژاد، م. و بیگلوئی، م.ح. 1400. اثر کم‌آبیاری بعد از شروع رنگ‌گیری بر عمکلرد، کیفیت حبه‌ها و کارایی مصرف آب انگور رقم­های ‏کشمشی و صاحبی. علوم باغبانی ایران. 52(2): 305-315.
بی­نام. 1400. آمارنامه محصولات کشاورزی سال 1400 (جلد سوم. گزارش محصولات باغبانی و گلخانه­ای). انتشارات وزرات جهاد کشاورزی. 323 ص.
تفضلی، ع.، حکمتی، ج. و فیروزه، پ. 1375. انگور. انتشارات دانشگاه شیراز. 243 ص.
توکلی، ع. 1392. کم­آبیاری و مدیریت آبیاری تکمیلی گندم آبی و دیم در شهرستان سلسله. نشریه پژوهش آب در کشاورزی. 4(27): 589-600.
ثامنی، ع. و تاج­آبادی­پور، ا. 1396. تأثیر ماده آلی (تفاله ریشه شیرین­بیان) بر خصوصیات شیمیایی و حاصلخیزی خاک. ششمین کنگره علوم خاک ایران. دانشگاه فردوسی مشهد.
جلینی، م. ۱۳۸۵. بررسی تأثیر روش آبیاری قطره­ای و سطوح مختلف آب بر عملکرد و کارایی مصرف آب در انگور. مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی. ۷(28): 68-7۸.
چراغی، س.ع. 1395. تأثیر ضایعات شیرین­بیان برحفظ رطوبت و شوری خاک. نشریه فنی شماره 32. مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی فارس. 24 ص.
خان­احمدی، م.، نقدی­بادی، ح.، آخوندزاده، ش.، خلیقی­سیگارودی، ف.، مهرآفرین، ع.، شهریاری، س. و حاجی­آقایی، ر. 1392. مروری بر گیاه دارویی شیرین­بیان (Glycyrrhiza glabra L.). فصلنامه گیاهان دارویی. 12(2): 1-12.
دولتی­بانه، ح. 1395. انگور (مدیریت جامع کشت، پرورش، تولید و فرآوری آن). انتشارات دانشگاه کردستان. 720 ص.
دولتی­بانه، ح. و نورجو، ا. 1387. تأثیر سطوح مختلف آبیاری بر عملکرد و کیفیت شش رقم انگور. گزارش نهایی پروژه تحقیقاتی. سازمان تحقیقات و آموزش کشاورزی. 29 ص. 
ربیعی، و.، طلایی، ع.، پیترلانگر، ای.، عبادی، ع. و احمدی، ع. 1382. تأثیر کم­آبیاری اواخر فصل بر ترکیب میوه در انگور Vitis vinifera L.) رقم مرلوت. مجله علوم کشاورزی ایران، 34(4): 968-961.
رجایی، م.، عطارزاده، م.، موسوی، س.ح. و عطارزاده، م. 1394. استفاده از کمپوست شیرین‏ بیان (Glycyrrhiza glabra)  درکاهش اثر تنش کم آبی در خیار گلخانه­ای. دانش­کشاورزی وتولید پایدار. 25(3): 79-90.
 
رضوی، ر.، وطن­خواه، ح.، همایونی­فر، م.، علی­اشرفی، ب و رضوی، ر. 1398. تاثیر مدیریت کم­آبیاری به­روش خشکی موضعی ریشه (PRD) بر عملکرد کمی و کیفی انگور. چهارمین همایش ملی تغییر اقلیم و تأثیر آن بر کشاورزی و محیط زیست.
زارعی، م.، مریخی، م و سحرخیز، م.ج. 1393. اثر قارچ میکوریز آربوسکولار و تفاله شیرین‌بیان بر ویژگی‌های مورفولوژیک و فیزیولوژیک گیاه همیشه‌بهار (Calendula officinalis L.). 30(3): 391-401.
شاهرخ­نیا، م.ع و کرمی، م.ج. 1396. بررسی اثر مقادیر مختلف آب آبیاری بر عملکرد انگور یاقوتی. فصلنامه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب. 7(26): 108-122.
صارمی، م.، فرهادی، ب.، ملکی، ع و فراستی، م. 1394. تأثیر کم­آبیاری بر عملکرد، اجزای عملکرد و کارآیی مصرف آب عدس در خرم­آباد. مجله پژوهش‌های تولید گیاهی، 22(3): 337-342.
طاهرخانی، م. 1399. تحلیل اثرات کم آبی بر تولید انگور در نواحی روستایی شهرستان تاکستان. فصلنامه اقتصاد فضا و توسعه روستایی. 9(31): 242-258.
فرشی، ع.ا.، شریعتی، م.، جارللهی، ر.، قائمی، م.ر.، شهابی­فر، م. و تولایی، م.م. 1376. برآورد آب مورد نیاز گیاهان زراعی و باغی کشور. نشر آموزش کشاورزی، 114 ص.
قادری، ن.، طلایی، ع.، عبادی، ع. و لسانی، ح. 1389. تأثیر تنش خشکی و آبیاری مجدد بر برخی خصوصیات فیزیولوژیکی سه رقم انگور شاهانی، فرخی و بیدانه سفید. علوم باغبانی ایران. 41(2): 177-188.
کاظمینی، ع.، غدیری، ح.، کریمیان، ن.، کامکارحقیقی، ع.ا و خردنام، م. 1386. اثر برهمکنش نیتروژن و مواد آلی بر رشد و عملکرد گندم دیم، مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی. 12(45): 461-470.
کریمی، م. 1396. برنامه­ریزی آبیاری در باغات انگور. نشر آموزش کشاورزی. 24 ص.
گلابی، م و آخوندعلی، م.ر. 1386. بررسی تأثیر افزایش فشار کارکرد سیستم بر توسعه حرکت آب در خاک خشک از طریق کارگذاری لوله تراوا به شکل عمودی. مجله علوم کشاورزی و منابع طبیعی. 14(5): 216-224.
گودرزی، م.، عباسی، ف. و هدایتی­پور، ا. 1399. ارزیابی شاخص­های مدیریت آب آبیاری در تولید انگور (مطالعه موردی استان مرکزی). نشریه آبیاری و زهکشی ایران، 6(14): 2003-2012.
مستوفی، ی. و نجفی، ف. 1384. روش­های آزمایشگاهی تجزیه­ای در علوم باغبانی. انتشارات دانشگاه تهران، 136 ص.
مقبلی­دامنه، ا.، فتاحی، ر.، قربانی، ب.، ربیعی، غ.، اسفندیاری، ص. 1397. تأثیر کم­آبیاری بر رشد رویشی، عملکرد و کارایی مصرف آب پرتقال مارس­ارلی در جنوب کرمان. به­زراعی کشاورزی، 20(3): 718-707.
مهرابی­گوهری، ا و اسدی، ر. 1396. بررسی عملکرد گوجه‌فرنگی تحت تأثیر کم‌آبیاری تنظیم شده و آبیاری ناقص ریشه. مدیریت آب و آبیاری، 7(2): 257-272.
نجاتیان، م.ع.، مستشاری­محصص، م. و عشقی. م. 1395. راهنمای انگور (کاشت، داشت و برداشت). انتشارات سازمان تحقیقات و آموزش کشاورزی. 255 ص.
نورجو، ا و دولتی­بانه، ح. 1399. کم­آبیاری در باغات انگور (مطالعه موردی: استان آذربایجان­غربی). مجله ترویجی انگور. 2(2): 31-26.
نیکبخت، ج.، طاهری، م و سکاکی، م. 1391. اثر کم‌آبیاری بر عملکرد کمی و کیفی میوه و روغن زیتون رقم کرونائیکی. پژوهش آب در کشاورزی, 26(1), 71-80.
Aguado, A., Frías, J., García-Tejero, I., Romero, F., Muriel, J.L. and Capote, N. 2012. Towards the improvement of fruit-quality parameters in citrus under deficit irrigation strategies. International Scholarly Research Notices, (96): 1-9.
Al-Rousan, W.M., Ajo, R.Y., Angor, M.M., Osaili, T. and Bani-Hani, N.M., 2012. Impact of different irrigation levels and harvesting periods on the quantity and quality of Navel oranges (Citrus sinensis) and fruit juice. Journal of Food, Agriculture and Environment, 10(2): pp.115-119.
Du, T., Kang, S., Zhang, J., Li, F. and Yan, B. 2008. Water use efficiency and fruit quality of table grape under alternate partial root-zone drip irrigation. Agricultural water management, 95(6): 659-668.
Elhani, S., Haddadi, M., Csákvári, E., Zantar, S., Hamim, A., Villányi, V., Douaik, A. and Bánfalvi, Z. 2019. Effects of partial root-zone drying and deficit irrigation on yield, irrigation water-use efficiency and some potato (Solanum tuberosum L.) quality traits under glasshouse conditions. Agricultural Water Management, 224: 105745.
El-Khallal, S.M., Hathout, T.A., Ahsour, A.E.R.A. and Kerrit, A.A.A., 2009. Brassinolide and salicylic acid induced antioxidant enzymes, hormonal balance and protein profile of maize plants grown under salt stress. Research Journal of Agriculture and Biological Sciences, 5(4), pp.391-402.
Faci, J.M., Blanco, O., Medina, E.T. and Martínez-Cob, A. 2014. Effect of post veraison regulated deficit irrigation in production and berry quality of Autumn Royal and Crimson table grape cultivars. Agricultural Water Management, 134: 73-83.
García-Tejero, I. and Muriel-Fernández, J.L., 2011. Long-term impact of sustained-deficit irrigation on yield and fruit quality in sweet orange cv. Salustiana (SW Spain). Comunicata Scientiae, 2(2), pp.76-84.
Hernández, T., Chocano, C., Moreno, J.L. and García, C. 2014. Towards a more sustainable fertilization: Combined use of compost and inorganic fertilization for tomato cultivation. Agriculture, Ecosystems & Environment, 196(15): 178-184.
Medina, S., Krassnovsky, A., Yogev, A. and Raviv, M. 2011. Horticultural characteristics of licorice waste compost. Compost Science & Utilization, 19(3): 163-169.
Moriana, A., Pérez-López, D., Prieto, M.H., Ramírez-Santa-Pau, M. and Pérez-Rodriguez, J.M. 2012. Midday stem water potential as a useful tool for estimating irrigation requirements in olive trees. Agricultural Water Management, 112: 43-54.
Penman, H.L., 1948. Natural evaporation from open water, bare soil and grass. Proceedings of the Royal Society of London. Series A. Mathematical and Physical Sciences, 193(1032), pp.120-145.
Pinillos, V., Chiamolera, F.M., Ortiz, J.F., Hueso, J.J. and Cuevas, J. 2016. Post-veraison regulated deficit irrigation in ‘Crimson Seedless’ table grape saves water and improves berry skin color. Agricultural Water Management, 165: 181-189.
Pulvento, C., Riccardi, M., Andria, R., Lavini, A. and Calandrelli, D. 2008. Effects of deficit irrigation on two cherry tomato cultivars in hilly areas. Irrigation in Mediterranean agriculture: challenges and innovation for the next decades, 177-184.
Quiñones, A., Polo-Folgado, C., Chi-Bacab, U., Martinez-Alcántar, B. and Legaz, F. 2012. Water productivity and fruit quality in deficit drip irrigated citrus orchards. Irrigation systems and practices in challenging environments. InTech, New York, pp.33-56.
Santesteban, L.G., Miranda, C. and Royo, J.B. 2011. Regulated deficit irrigation effects on growth, yield, grape quality and individual anthocyanin composition in Vitis vinifera L. cv. ‘Tempranillo’. Agricultural Water Management, 98(7): 1171-1179.
Shivaputra, S.S., Patil, C.P., Swamy, G.S.K. and Patil, P.B. 2004. Effect of vesicular-arbuscular mycorrhiza fungi and vermicompost on drought tolerance in papaya. Mycorrhiza News, 16(3): 12-13.
Slamini, M., Sbaa, M., Arabi, M. and Darmous, A. 2022. Review on Partial Root-zone Drying irrigation: Impact on crop yield, soil and water pollution. Agricultural Water Management, 271: 107807.
Tognetti, R., d’Andria, R., Lavini, A. and Morelli, G. 2006. The effect of deficit irrigation on crop yield and vegetative development of Olea europaea L. (cvs. Frantoio and Leccino). European journal of agronomy, 25(4): 356-364.
Treeby, M.T., Henriod, R.E., Bevington, K.B., Milne, D.J. and Storey, R. 2007. Irrigation management and rootstock effects on navel orange [Citrus sinensis (L.) Osbeck] fruit quality. Agricultural water management, 91(1-3): 24-32.
Research in Pomology
Volume 8, Issue 2
March 2024
Pages 162-179

Files

Share

How to cite

Statistics