نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران

نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران

کارایی مصرف آب و شاخص های کمی و کیفی خیار در سامانه آبکشت بسته

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
2 استادیار، گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
3 دانشیار، گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
4 دانشیار، گروه آبیاری و زهکشی، دانشکده مهندسی آب و محیط زیست، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
10.22125/iwe.2025.496587.1849
چکیده
به منظور بررسی کارایی مصرف آب و شاخص های کمی و کیفی سه رقم خیار در بسترهای مختلف کشت با سامانه آبکشت بسته آزمایشی به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در 3 تکرار اجرا گردید. تیمارها شامل 3 نوع بسترکشت (کوکوپیت-پرلیت و ماسه (بر پایه جامد) و NFT تغییرشکل یافته (بر پایه مایع) و 3 رقم خیار گلخانه‌ای (استرانگ‌سان، یلدا و RY) بودند. صفات رویشی، کیفی و فیزیولوژیک اندازه‌گیری شده در این آزمایش شامل تعداد و سطح برگ، قطر ساقه، کلروفیل a، b و کلروفیل کل، فتوسنتز، عملکرد، مواد جامد محلول، EC و pH میوه و کارایی مصرف آب بود. بر اساس نتایج بالاترین تعداد برگ در رقم استرانگ‌سان و بسترهای کوکوپیت-پرلیت و NFT تغییرشکل یافته مشاهده شد. همچنین بیشترین سطح برگ در رقم استرانگ‌سان مشاهده گردید. بالاترین میزان فتوسنتز در رقم استرانگ-سان در بستر کشت کوکوپیت-پرلیت (41/12 میکرومول بر مترمربع در ثانیه) و بعد از آن در استرانگ‌سان و بسترNFT تغییرشکل یافته مشاهده گردید. همچنین بیشترین درصد مواد جامد محلول کل در رقم استرانگ‌سان در بستر کشت‌های NFT تغییرشکل یافته وکوکوپیت-پرلیت مشاهده گردید. بر اساس نتایج بالاترین میزان کارایی مصرف آب در رقم استرانگ سان و بستر کشت NFT تغییرشکل یافته (78/4 کیلوگرم بر مترمکعب) و کمترین میزان آن در رقم یلدا و بستر ماسه (60/1 کیلوگرم بر مترمکعب) مشاهده گردید. بر اساس نتایج به‌دست ‌آمده بستر NFT تغییرشکل یافته (به دلیل مدیریت بهتر منابع آب و محلول غذایی) و رقم استرانگ‌سان جهت کشت در واحدهای گلخانه‌ای با سامانه آبکشت بسته توصیه می‌گردد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Water Use Efficiency and Quantitative and Qualitative Indicators of Cucumber in a Closed Hydroponic System

نویسندگان English

Zahra Hamidi 1
edris shabani 2
Naser Alemzadeh Ansari 3
Mohammad Albaji 4
1 M.Sc. Graduated of Horticultural Science, Department of Horticultural Science, Faculty of Agriculture, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
2 Assistant Professor, Department of Horticultural Science, Faculty of Agriculture, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
3 Associate Professor, Department of Horticultural Science, Faculty of Agriculture, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
4 Associate Professor, Irrigation and Drainage Department, Faculty of Water and Environmental Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran.
چکیده English

In order to investigate the water use efficiency and quantitative and qualitative indicators of three cucumber cultivars in different growing media with a closed hydroponic system, an experiment was conducted as a factorial in a randomized complete block design with 3 replications. The treatments included 3 types of growing substrate (cocopeat-perlite and sand (solid-based) and modified NFT (liquid-based)) and 3 greenhouse cucumber cultivars (Strong-Sun, Yalda, and RY). The vegetative, qualitative and physiological traits measured in this experiment included leaf number and area, stem diameter, chlorophyll a, b and total chlorophyll, photosynthesis, yield, soluble solids, EC and pH of fruit and water use efficiency. Based on the results, the highest leaf number was observed in the Strong Sun cultivar and the modified NFT and cocopeat-perlite substrates. Also, the highest leaf area was observed in the Strong Sun cultivar. The highest photosynthesis rate was observed in Strong Sun cultivar in cocopeat-perlite medium (12.41 µmol/m2.s) followed by Strong Sun and modified NFT medium. Also, the highest percentage of total dissolved solids was observed in Strong Sun cultivar in modified NFT and cocopeat-perlite medium. Based on the results, the highest water use efficiency was observed in Strong Sun cultivar and modified NFT medium (4.78 kg/m3) and the lowest in Yalda cultivar and sand medium (1.60 kg/m3). Based on the results, modified NFT medium (due to better management of water resources and nutrient solution) and Strong Sun cultivar are recommended for cultivation in greenhouse units with closed hydroponic systems.

کلیدواژه‌ها English

Greenhouse
Growing substrate
Nutrient solution
Photosynthesis
Yield
اصلانی، ل.، م. مبلی و م. مجیدی. 1393. مقایسه رشد، عملکرد و ویژگی­ های ظاهری میوه چهار رقم فلفل دلمه­ای در دو بستر کشت بدون خاک. علوم و فنون کشت­های گلخانه­ای، سال پنجم، شماره 20، ص 81-71.
حسندخت، م. 1391. تکنولوژی تولید سبزی ها. انتشارات سلسله. 576صفحه.
مقبلی دامنه، ا.، ا. آئین، م. مختاری و م. حسنبلوچی. 1398. ارزیابی عملکرد و کارایی مصرف آب درگلخانه­های جنوب استان کرمان. مجله ترویجی سبزیجات گلخانه­ای، جلد دوم، شماره 1، ص 8-1.
نیک رزم، ر.، س. علیزاده اجیرلو، ا. خلیقی و س.ج. طباطبایی. 1390. تاثیر بسترهای مختلف بر رشد رویشی دو رقم گل سوسن در سیستم کشت بدون خاک. روابط خاک و گیاه (علوم و فنون کشت­های گلخانه­ای)، سال دوم، شماره 6، ص 8-1.
Al Harbi, A.R., A.A.  Alsadon and S.O. Khalil. 1996. Influence of training system and growing media on growth and yield of cucumber cultivars. Alexandria Journal of Agricultural Research. 355-365.
AlShrouf, A. 2017. Hydroponics, aeroponic and aquaponic as compared with conventional farming. American Scientific Research Journal for Engineering. American Scientific Research Journal for Engineering, Technology, and Sciences, 27(1): 247-255.
Bacci, L., M.C. Picanço, A. H. R. Gonring, R.N.C. Guedes and A.L.B. Crespo. 2006. Critical yield components and key loss factors of tropical cucumber crops. Crop Protection, 25(10): 1117-1125.
Becerra-Castro, C., A. R. Lopes, I. Vaz-Moreira, E.F. Silva, C.M. Manaia and O.C. Nunes. 2015. Wastewater reuse in irrigation: A microbiological perspective on implications in soil fertility and human and environmental health. Environment International, 75: 117-135.
Boretti, A. and L. Rosa. 2019. Reassessing the projections of the world water development report. NPJ Clean Water, 2(1): 1-6.
Chandra, P., P.S. Sirohi, T.K. Behera and A.K. Singh. 2000. Cultivating vegetables in polyhouse. Indian Horticulture, 45(3): 17-17.
Dankwa, A. S. 2019. Safety Assessment of Hydroponic Closed System. The University of Maine.
Ghehsareh, A. M., N. Samadi and  H. Borji. 2011. Comparison of date-palm wastes and perlite as growth substrates on some tomato growing indexes. African Journal of Biotechnology, 10(24): 4871-4878.
Golabadi, M., A.R. Eghtedary and P. Golkar. 2013. Determining relationships between different horticultural traits in (Cucumis sativus L.) genotypes with multivariate analysis. Sabrao Journal of Breeding and Genetics, 45(3): 447-457.
Gül, A., F. Kıdoğlu and  D. Anaç. 2007. Effect of nutrient sources on cucumber production in different substrates. Scientia Horticulturae, 113(2): 216-220.
Islam, S., S. Khan, T. Ito, T. Maruo and Y. Shinohara. 2002. Characterization of the physico-chemical properties of environmentally friendly organic substrates in relation to rockwool. The Journal of Horticultural Science and Biotechnology, 77(2): 143-148.
Kumar, A.R. and N. Kumar. 2008. Studies on the efficacy of sulphate of potash (SOP) on the physiological, yield and quality parameters of banana cv. Robusta (Cavendish-AAA). EurAsian Journal of BioSciences, 2(12): 102-109.
Kumar, S., M. Singh, K. Yadav and P. Singh. 2021. Opportunities and constraints in hydroponic crop production systems: A review. Environment Conservation Journal, 22(3): 401-408.
Łaźny, R., M. Mirgos, J. L. Przybył, M. Niedzińska, J. Gajc-Wolska, W. Kowalczyk and K. Kowalczyk. 2022. Lignite substrate and EC modulates positive eustress in cucumber at hydroponic cultivation. Agronomy, 12(3): 608.
Loera-Muro, A., E. Troyo-Diéguez, B. Murillo-Amador, A. Barraza, G. Caamal-Chan, G. Lucero-Vega, A. Nieto-Garibay. 2021. Effects of vermicompost leachate versus inorganic fertilizer on morphology and microbial traits in the early development growth stage in mint (Mentha spicata L.) and rosemary (Rosmarinus officinalis L.) plants under closed hydroponic system. Horticulturae, 7(5): 100.
Lopez, J., F. VÃ squez and F. Ramos. 2004. Effect of substrate culture on growth, yield and fruit quality of the greenhouse tomato. In VII International Symposium on Protected Cultivation in Mild Winter Climates: Production, Pest Management and Global Competition, 659: 417-424.
Oljira, A. M., T. Hussain, T.R. Waghmode, H. Zhao, H. Sun, X. Liu and Liu, B. 2020. Trichoderma enhances net photosynthesis, water use efficiency, and growth of wheat (Triticum aestivum L.) under salt stress. Microorganisms, 8(10): 1565.
Petre, S. N., M. Pele and E.M. Draghici. 2015. Influence of perlite and jiffy substrates on cucumber fruit productivity and quality. Journal of Agricultural Science, 7(8): 185.
Putra, P.A. and H.Yuliando. 2015. Soilless culture system to support water use efficiency and product quality: A review. Agriculture and Agricultural Science Procedia, 3: 283-288.
Resh, H.M. 2013. Hydroponic food production. A definitive guidebook of soilless food growing methods (No. Ed. 5). Woodbridge press publishing company, 27.
Savithri, P. and H. H. Khan. 1993. Characteristics of coconut coir peat and its utilization inagriculture. Journal of Plant Crop, 22: 1-18.
Schnitzler, W. and N. Gruda, 2002. Quality issues of greenhouse production. In VI International Symposium on Protected Cultivation in Mild Winter Climate: Product and Process Innovation, 614. 663-674.
Singh, M.C., D.S. Kachwaya and K. Kalsi. 2018. Soilless cucumber cultivation under protective structures in relation to irrigation coupled fertigation management, economic viability and potential benefits: A review. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 7(3): 2451-2468.
Soleimani, A., A. Ahmadikhah and S. Soleimani. 2009. Performance of different greenhouse cucumber cultivars (Cucumis sativus L.) in southern Iran. African Journal of Biotechnology, 8(17): 4084-4093.
Verdoliva, S.G., D. Gwyn-Jones, A. Detheridge and P. Robson. 2021. Controlled comparisons between soil and hydroponic systems reveal increased water use efficiency and higher lycopene and β-carotene contents in hydroponically grown tomatoes. Scientia Horticulturae, 279: 109-896.