ساخت و ارزیابی عملکرد یک جریان‌سنج مبتنی بر پالس حرارتی برای اندازه‌گیری دبی شیره گیاهی در بافت‌های آوندی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

مجید تیمورزاده ¹

جلال برادران مطیع ¹

عباس روحانی ¹

یحیی سلاح ورزی ²

¹ گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

² گروه علوم باغبانی و مهندسی فضای سبز، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

https://doi.org/10.22067/jam.2023.81221.1150

چکیده

آبیاری دقیق درختان مستلزم در دسترس بودن اطلاعاتی از میزان و نحوه مصرف آب توسط آن‌ها است. عدم توجه به نیاز آبی درختان می‌تواند منجر به هدررفت آب و یا بروز تنش آبی در آن‌ها شود که می‌توان با به‌دست آوردن سرعت جریان شیره در بافت آوندی درخت مقدار آب مصرفی گیاه را تخمین زد. در این پژوهش، دستگاه جریان‌سنج شیره‌ای مبتنی بر روش نسبت گرمایی قابل‌‌نصب بر روی تنه درختان ساخته شد و مورد ارزیابی قرار گرفت. دستگاه از بخش‌های کاوشگر اندازه‌گیری، واحد پردازنده داده و ثبت‌کننده داده تشکیل‌شده است. به‌منظور ارزیابی، کاوشگر بر روی تنه یک نمونه درخت فیکوس بنجامین در محیط کنترل‌شده دما و رطوبت، در دو ارتفاع متفاوت نصب شد. نتایج جریان شیره اندازه‌گیری‌شده توسط دستگاه با داده‌های به‌دست‌آمده از روش لایسیمتری مقایسه گردید. همچنین، اثرات روز و شب، مرطوب کردن سطح برگ و آبیاری در تغییرات جریان شیره بررسی شد. نتایج نشان داد دستگاه جریان‌سنج شیره‌ای میزان مصرف آب درخت را نسبت به مقدار به‌دست‌آمده از روش لایسیمتری با 30 درصد بیش برآوردی اندازه‌گیری می‌کند که این درصد اختلاف با کالیبره کردن دستگاه و اصلاح ضرایب اختصاصی درخت، قابل‌رفع می‌باشد. نمودار جریان شیره‌ای و تعرق از یک ‌روند مشابه پیروی می‌کنند به‌طوری‌ که در طول روز مقدار جریان شیره و تعرق افزایش‌یافته و در اواسط ظهر به اوج مقدار خود برای جریان شیره ml h^-117.98 و برای تعرق ml h^-116 رسید و سپس در بعد از ظهر با خنک شدن هوا کاهش سریعی نشان داد.

کلیدواژه‌ها

تنش آبی

جریان شیره‌ای

روش نسبت گرمایی

لایسیمتری

موضوعات

• مهندسی زیستی و سامانه‌های زیستی

---

©2025 The author(s). This is an open access article distributed under Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC BY 4.0)

مراجع

1. Alizadeh, A., Toudeshki, A., Ehsani, R., Migliaccio, K., & Wang, D. (2021). Detecting tree water stress using a trunk relative water content measurement sensor. Smart Agricultural Technology, 1, 100003. https://doi.org/10.1016/j.atech.2021.100003
2. Burgess, S., & Downey, A. (2018). SFM1 Sap Flow Meter Manual version 5. ICT International Pty Ltd, Australia.
3. Burgess, S. S. O., Adams, M. A., Turner, N. C., Beverly, C. R., Ong, C. K., Khan, A. A. H., & Bleby, T. M. (2001). An improved heat pulse method to measure low and reverse rates of sap flow in woody plants. Tree Physiology, 21(9), 589-598. https://doi.org/10.1093/treephys/21.9.589
4. Deihimfard, R., Mahallati, M. N., & Koocheki, A. (2015). Yield gap analysis in major wheat growing areas of Khorasan province, Iran, through crop modelling. Field Crops Research, 184, 28-38. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2015.09.002
5. Dugas, W. A. (1990). Comparative measurement of stem flow and transpiration in cotton. Theoretical and Applied Climatology, 42, 215-221. https://doi.org/10.1007/BF00865981
6. Fernández, J. E., & Cuevas, M. V. (2010). Irrigation scheduling from stem diameter variations: a review. Agricultural and Forest Meteorology, 150(2), 135-151. https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2009.11.006
7. Ginestar, C., & Castel, J. R. (1995). Use of stem dendrometers as indicators of water stress in drip-irrigated citrus trees. II International Symposium on Sensors in Horticulture, 421, 209-222. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.1998.421.22
8. Heidari, M. D., Omid, M., & Mohammadi, A. (2012). Measuring productive efficiency of horticultural greenhouses in Iran: a data envelopment analysis approach. Expert Systems with Applications, 39(1), 1040-1045. https://doi.org/10.1016/j.eswa.2011.07.104
9. Kalankesh, L. R., Zazouli, M. A., Susanto, H., & Babanezhad, E. (2021). Variability of TOC and DBPs (THMs and HAA5) in drinking water sources and distribution system in drought season: the North Iran case study. Environmental Technology, 42(1), 100-113. https://doi.org/10.1080/09593330.2019.1621952
10. Kováčová, M., Bárek, V., & Kišš, V. (2020). Dendrmetric changee as water stress indicator for sunflower (Helianthus annus ) and maize (Zea mays L.)- Basic research in laboratory conditions. Acta Sci. Pol. Form. Circumiectus, 19, 77-85. https://doi.org/10.15576/ASP.FC/2020.19.2.77
11. Marshall, D. C. (1958). Measurement of sap flow in conifers by heat transport. Plant Physiology, 33(6), 385. https://doi.org/10.1104/pp.33.6.385
12. Smith, D. M., & Allen, S. J. (1996). Measurement of sap flow in plant stems. Journal of Experimental Botany, 47(12), 1833-1844. https://doi.org/10.1093/jxb/47.12.1833
13. Uddin, J., Smith, R., Hancock, N., & Foley, J. (2014). Evaluation of sap flow sensors to measure the transpiration rate of plants during canopy wetting and drying. Journal of Agricultural Studies, 2(2), 105-119. https://doi.org/10.5296/jas.v2i2.6134