واکنش برخی از خصوصیات کیفی دو رقم بومی برنج به مدیریت تلفیقی آبیاری و زهکشی

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

1 iهیات علمی-آبیاری-زهکشی

2 آبیاری و زهکشی، دانشگاه زابل، زابل، ایران

3 گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس

4 استادیار گروه مهندسی آب دانشگاه زابل

چکیده

سابقه و هدف: خشک و مرطوب کردن متناوب خاک تاثیر زیادی در افزایش تولید و بهبود کارآیی مصرف آب برنج دارد. در این عملیات، لزومی به ایجاد غرقابی دایم در اراضی شالیزاری نیست و اجازه داده می‌شود مزرعه طی چند روز خشک شود به‌طوری‌که رژیم رطوبت خاک به‌طور متناوب بین اشباع و غیر اشباع در نوسان است. اکنون تاثیر این نوع مدیریت آب بر خصوصیات کیفی برنج در شالیزارهای دارای زهکشی زیرزمینی بررسی نشد. در این پژوهش، اثر این نوع مدیریت آب در شالیزارهای دارای زهکشی سطحی و زیرزمینی بر برخی پارامترهای دو رقم برنج طارم دیلمانی و هاشمی شامل پروتئین دانه، راندمان تبدیل، برنج قهوه‌ای، برنج سفید، پوسته سخت، سبوس نرم، رطوبت دانه، خرده برنج، طول دانه قبل از پخت و عرض دانه قبل از پخت ارزیابی شد.
مواد و روش‌ها: ارزیابی‌ها برای تیمارهای اعمال شده به‌صورت کرت‌های خرد شده در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری طی دو فصل کشت برنج طی سال‌های 1393 و 1394 انجام شد. انواع سیستم-های زهکشی زیرزمینی و یک سیستم زهکشی سطحی یا شاهد به‌عنوان عامل اصلی و ارقام برنج به‌عنوان عامل فرعی در نظر گرفته شد. مدیریت آب مزرعه به‌صورت آبیاری غرقاب در تلفیق با سه دوره زهکشی در زمان‌های مختلف از فصل کشت بود. در زمان برداشت، میزان پروتئین دانه راندمان تبدیل و سایر شاخص‌های کیفی دانه برنج تعیین شد. آنالیز داده‌ها با استفاده از نرم‌افزار SAS انجام شد.
یافته‌‌ها: تفاوت‌های جزیی در طول مدت و زمان زهکشی در دو فصل کشت، سبب شد دو رقم واکنش متفاوتی به آبیاری و زهکشی متناوب نشان دهند. در فصل اول، تیمارهای زهکشی زیرزمینی تاثیر معنی‌داری بر سبوس نرم، راندمان تبدیل و پروتئین دانه برنج هر دو رقم داشتند ولی در فصل دوم، تنها اثر آنها بر میزان سبوس نرم معنی‌دار بود. میزان پروتئین دانه هر دو رقم در تیمارهای زهکشی زیرزمینی کمتر از مقدار آن در تیمار شاهد بود. میزان پروتیئن دانه رقم دیلمانی (18/8 درصد) به‌طور معنی‌داری بیشتر از مقدار آن در رقم هاشمی (73/7) بود. همچنین، مقدار برنج سفید و راندمان تبدیل هر دو رقم در تیمارهای زهکشی زیرزمینی به‌طور معنی‌داری بیشتر از مقادیر آن‌ها در تیمار شاهد بود. بیشترین راندمان تبدیل برابر 32/67 درصد بود که در منطقه دارای زهکشی زیرزمینی مشاهده شد.
نتیجه‌گیری: براساس نتایج، اعمال دوره‌های خشکی در زمان مناسب در طول فصل کشت برنج، می‌تواند منجر به بهبود کیفیت محصول در شالیزارهای مجهز به زهکشی زیرزمینی شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Response of some characteristics of two local rice cultivars to integrated management of irrigation and drainage

نویسنده [English]

  • Ali Mokhtassi-Bidgoli 3
3 Department of Agronomy, Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University
چکیده [English]

Background and objectives: Alternate wetting and drying (AWD) the soil significantly increase rice production and improve water use efficiency. Other advantages of AWD over continuous flooding are a decrease in arsenic accumulation in rice grains and an increased availability and uptake of some micronutrients such as zinc in the grain Under such practice, the paddy field does not need to be continuously flooded and is allowed to dry out for a certain number of days and the soil water regime is transformed from saturated to alternately saturated and unsaturated. However, no information is available on the effect of AWD on rice quality parameters in subsurface-drained paddy fields. In this study, the effect of this type of water management was evaluated on some quality parameters of Daylamani and Hashemi rice cultivars including grain protein, milling recovery, brown rice, white rice, hard shell, fine bran, grain moisture, broken rice, seed long before backing and seed width before backing in surface- subsurface drained paddy fields.
Materials and methods: The experiments were carried out as split plot based on randomized complete block design with three replications at the Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University during two rice growing seasons (2014-15). Different subsurface drainage systems and a surface drainage system or control were considered as main plots and rice cultivars were considered as sub plots. Field water management was as flooding irrigation combined with three drainage periods at different times of the growing season. At harvest time, the protein content, milling recovery and other quality parameters of the rice grain were determined. Analysis of data was performed using SAS software.
Results: Minor differences in the water management during the growing seasons resulted in various responses of the two cultivars to alternate irrigation and drainage. Subsurface drainage treatments significantly affected on fine bran, milling recovery and grain protein in the first growing season while their effecte was only significant on the soft rice bran in the second growing season. In subsurface drained area, grain protein of both cultivars was lower than that in the control. Protein content of Daylamani cultivar (8.18 %) was significantly higher than that of Hashemi cultivar (7.73 %). Also, white rice and milling recovery of both cultivars in the subsurface drainage treatments were significantly greater than those in the control. The maximum milling recovery (67.32 %) was observed in subsurface drained area.
Conclusion: The results showed that drying periods during a suitable period of rice growing season, can lead to improved quality of rice grain in subsurface drained paddy fields.

کلیدواژه‌ها [English]

  • flooding irrigation
  • Drought
  • Protein
  • milling recovery
1. Adu-Kwarteng, E., Ellis, W.O., Oduro, I. and Manful, J.T. 2003. Rice grain quality: a comparison of local varieties with new varieties under study in Ghana. Food Control. 14:507–514.
2. Bahmaniar, M.A. and Ranjbar, G.A. 2007. Response of rice (Oryza sativa L.) cooking quality properties to nitrogen and potassium application. Pak. J. Biol. Sci. 10: 1880-1884.
3. Bouman, B.A.M., Lampayan, R.M. and Tuong, T.P. 2007. Water management in irrigated
rice: coping with water scarcity. International Rice Research Institute, Los Banos
(Philippines), 54p.
4. Carlos, A.C.C., Orivaldo, A., Rogério, P.S. and Gustavo, P.M. 2008. Grain quality of upland
rice cultivars in response to cropping systems in the Brazilian tropical savanna. Sci. Agric.
(Piracicaba, Braz.), 65(5): 468-473.
5. Chu, G., Chen, T., Wang, Z., Yang, J. and Zhang, J. 2014. Morphological and physiological
traits of roots and their relationships with water productivity in water-saving and droughtresistant rice. Field Crop. Res. 162: 108–119.
6. Damardjati, D., Bariz, Soekarto, S.T., Siwi, B.H. and Juliano, B.O. 1986. Major factors of
physicochemical properties affecting the eating quality of some Indonesian rice varieties.
Indon. J. Crop. Sci. 2: 1-16.
7. Darzi-Naftchali, A. and Shahnazari, A. 2014. Influence of subsurface drainage on the
productivity of poorly drained paddy fields. Eur. J. Agron. 56: 1-8.
8. Das, S., Chou, M.L., Jean, J.S., Liu, C.C. and Yang, H.J. 2016. Water management impacts on arsenic behavior and rhizosphere bacterial communities and activities in a rice agroecosystem. Sci. Total Environ. 542: 642–652.
9. Dela-Cruz, N. and Khush, G.S. 2000. Rice grian quality evaluation procedures. 15- 29. In: Singh.R.K: U.S. Singh and G.G. Khush (eds). Aromatic Rices. Pp: 15-29.
10.Farooq, M., Wahid, A., Kobayashi, N., Fujita, D. and Basra, S.M.A. 2009. Plant drought
stress: effects, mechanisms and management. Agron. Sust. Dev. 29(1): 185-212.
11.Fofana, M., Cherif, M., Kone, B., Futakuchi, K. and Audebert, A. 2010. Effect of water
deficit at grain ripening stage on rice grain quality. J. Agric. Biotechnol. Sust. Dev. 2(6):
100-107.
12.Gilani, A.A., Alami-Saeed, Kh., Siadat, S.A. and Seyednejad, M. 2012. Study of the effect of heat stress on milling quality of rice grain in Khuzestan. J. Plant Physiol.- I.A.U. Ahvaz 4 (14): 5-21. (In Persian)
13.Graham, R. 2002. A proposal for IRRI to establish a grain quality and nutrition
research center. IRRI, Discussion Paper Series. 44: 1-18.
14.Hangmoungjai, P., Pyle, D.L. and Nirinjan, K. 2001. Enzymatic process for extracting oil and protein from rice bran. J. Am. Oil Chem. Soc. 78: 817-821.
15.IRRI. 1979. Chemical aspects of rice grain quality. International Rice Research
Institute. Los Banos, Philippines. 390p.
16.Juliano, B.O. 1971. A simplified assay of milled rice amylose. Cereal Sci. Today. 16: 334-
339.
17.Leesawatwong, M., Jamjod, S., Rerkasem, B., Kuo, J. and Dell, B. 2004. Nitrogen fertilizer
increases protein and reduces breakage of rice cultivar chainat. I.R.R.N. 29. 2: 61-62.
18.Mashayekhi, S., Fallah, A., Madani, H. and Sajedi, N.A. 2008. Evaluation of the application
of nitrogen fertilizer on protein content and amylose of rice grain. New Agr. Sci. J. 3 (2):
179-187. (In Persian)
19.Mostafavi-Rad, M. and Tahmasebi-Sarvestani, Z. 1996. Study of remobilization to grain in
rice genotypes at various levels of nitrogen fertilizer. J. Agr. Sci. Nat. Res. 13(2): 97-104. (In
Persian)
20.Nagarajan, S., Jagadish, S.V.K., Hari Prasad, A.S., Thomar, A.K., Anand, A., Pal, M. and
Agarwal, P.K. 2010. Local climate affects growth, yield and grain quality of aromatic and
non-aromatic rice in northwestern India. Agr. Ecosyst. Environ. 138: 274–281.
21.Nangju, D. and Datta, D. 1970. Effect of time of harvest and nitrogen level on yield and
grain breakage in transplanted rice. Agron. J. 62: 468-474.
22.Norton, G.J., Shafaei, M., Travis, A.J., Deacon, C.M., Danku, J., Pond, D., Cochrane, N.,
Lockhart, K., Salt, D., Zhang, H., Dodd, I.C., Hossain, M., Islam, M.R. and Price, A.H.
2017. Impact of alternate wetting and drying on rice physiology, grain production, and grain
quality. Field Crop. Res. 205: 1–13.
23.Ooladi, M., Gholizadeh, A. and Nematzadeh, Gh. 2017. Technical-Promotional Journal of
Physical Properties of Rice. Genetics and Biotechnology Research Center of Tabarestan. Pp:
36.
24.Pandey, A., Kumar, A., Pandey, D.S. and Thongbam, P.D. 2014. Rice quality under water
stress. Indian J. Adv. Plant Res. 1(2): 23-26.
25.Payan, R. 2011. Introduction to Technology of cereal products. Aeiz Publication, 438p. (In
Persian)
26.Pirdashti, H. 1999. Study of dry matter and nitrogen remobilization and determination of the
growth indices of rice cultivars in different planting dates. M.Sc. thesis, Tarbiat Moares
University. (In Persian)
27.Rahimian, H. and Banayan-Aval, M. 1997. Physiological bases of plant breeding. The
second edition, Published by University Jihad of Mashhad, 344p. (In Persian)
28.Redhikareddy, K., Ali, Z.S. and Bhattecharya, K.R. 1993. The structure of rice
starch amylopectin and its relation to the texture of cooked rice. Carbohyd.
Polym. 27: 267-275.
29.Samonte, S., Wilson, L.T., McClung, A.M. and Tarpley, L. 2001. Seasonal dynamics of nonstructural carbohydrate in 15 diverse rice genotypes. Crop Sci. 41: 902-909.
30.SAS Institute. 2004. Version 9.1.3. SAS Institute, Cary, NC, USA.
31.Tajaddodi-Talab, K. 2005. Multi-stage drying effect on milling recovery and drying time of
paddy. J. Agric. Eng. 6(22): 113-124. (In Persian)
32.Tang, X., Khush, G. and Suliano, B. 1989. Variation and correlation and correlation of four
cooking and eating quality indices of rices. Philippine J. Crop Sci. 14(1): 45-49.
33.Yang, Y., Dai, L., Xia, H., Zhu, K., Liu, H. and Chen, K. 2013. Protein profile of rice (Oryza
sativa) seeds. Genet. Mol. Biol., 36(1): 87-92.
34.Yang, J., Zhou, Q. and Zhang, J. 2017. Moderate wetting and drying increases rice yield and
reduces water use, grain arsenic level, and methane emission. Crop J. 5: 151-158.
35.Ye, Y., Liang, X., Chen, Y., Liu, J., Gu, J., Guo, R. and Li, L. 2013. Alternate wetting and
drying irrigation and controlled – release nitrogen fertilizer in late – season rice. Effect on
dry matter accumulation, yield, water and nitrogen use. Field Crop. Res. 144: 212–224.
36.Yousefian, M., Arabzadeh, B., Soudaei-Mashaei, S. and Mohammadi-Nesheli, Y. 2014.
Investigation of the effect of different levels of irrigation on yield, quantitative and
qualitative properties of two rice cultivars (Tarom and Shiroudi). Agric. J. 104: 69-75.